DD288885A5 - Empfaengeranordnung zur registrierung von spektrenabschnitten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Empfaengeranordnung zur Registrierung von Spektrenabschnitten, insbesondere fuer fotoelektrisch registrierende Spektrometer mit groszem Spektralbereich und hohen Anforderungen an die spektrale Bandbreite. Neben einem ersten Empfaengerteil zur Spektrenregistrierung ist mindestens ein weiterer Empfaengerteil zur Ortsbestimmung fuer eine Bezugslinie vorgesehen. Beide Teile sind auf einem gemeinsamen Traeger befestigt. Mit der Erfindung wird trotz ausschnittsweiser Spektrenerfassung eine eindeutige Zuordnung von bestimmten Wellenlaengen zu bestimmten Pixeln gewaehrleistet, auch wenn im Meszbereich keine markanten Bezugslinien eines Grundelements vorhanden sind. Figur{Empfaenger; Empfaengeranordnung; Spektrum; Spektrenabschnitt; Spektrometer; Wellenlaenge; Empfaengerzeile; Zeilenempfaenger; Flaechenempfaenger}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist besonders für fotoelektrisch registrierende Spektrometer mit großem Spektralbertiich und hohen

Anforderungen an die spektrale Bandbreite, ζ. B. Emlsslonsspoktrometor, verwendbar. Die erfindungsgemäßo Anordnung ist bei solchen Spektrometer weckmäßig, die einen im Verhältnis zum Gesamtspektralbereich kurzen Zeilenempfänger

verwenden.

Neben Emissionsspektrometern können auch alle anderen Spektrometer, die auf der Basis der optischen Dispersion arbeiten, wie Atomabsorptionsspekttometer, Spoktralphotometer oder Detektoren für Chromatographie, die Erfindung nutzen.

Charakteristik des bekannton Standes der Technik

Bekannt ist die Anwendung von Flächenempfängern oder Zeilenempfängern als Nachweisempfänger in der

Emissionsspektralanalyse. So wird in Applied Spectroscopy 40 (1986) 6,813 ein kommerzielles ICP-Spektrometer vorgestellt,

dessen kompliziertes dispergierendes optisches System (DOS) so gestaltet ist, daß alle analytisch relevanten Spektrallinien auf eine relativ kurze Empfängerzeile abgebildet werden. Die nichtrelevanten Spektrallinien werden ausgeblendet.

Andere Anordnungen verwenden einfache DOS mit dem Nachteil, daß die Spektren nur ausschnittsweise vom Zeilenempfänger erfaßt werden können. Um einen größeren Spektralbereich zu erfassen, ist es erforderlich, kleine Spektralbereiche nacheinander aufzunehmen. Dazu kann entweder die Empfängerzeile relativzum DOS verschoben werden oder optische Bauelemente (Gitter, Spiegel) worden so verstellt, daß nacheinander kleine Spektralbereiche auf den Empfänger treffen. Letzteres kann für die Qualität der Spektralbereiche günstiger sein.

Durch die mechanischen Verstellungen, die immer nur mit bestimmten Toleranzen möglich sind, geht die eindeutige Zuordnung von bestimmten Wellenlängen zu ganz bestimmten Elementen des Empfängers (Pixel) verloren. Der gleiche Effekt kann auch bei Änderung der Umgebungseinflüsse eintreten.

Es ist deshalb notwendig, von einer sicher identifizierbaren Spektrallinie, i.a. einer Spektrallinie des Grundelements der Probe, auszugehen und den Abstand zu den relevanten Spektrallinien zu bestimmen und diesen Abstand auf die Wellenlänge der

relevanten Spektrallinie umzurechnen.

Bestimmte chemische Elemente, wie Ag, Au, Ca, Cu oder Zn, besitzen nur wenig markante Spektrallinien zur Abstandsermittlung, sind aber oft Grundelemente von Legierungen oder Gemischan. So kann es bei dem o.g. Wechsel der Spektralbereiche

vorkommen, daß keine markanten Linien des Grundelementes, sondern eine Vielzahl von Spektrallinien dor Legierungselemente auf die Empfängerzeile fällt, die i.a. identifiziert werden sollen und damit für Abstandsmossungen ausfallen.

So ist es z. B. bei der Vorwechslungsprüfung von Kupferlegierungen ausreichend, die drei Spektralbereiche 248-268nm,

28O-310nm und 311-335nm aufzunehmen. Markante Kupferlinien liegen aber nur in dem letzten Spektralbere'ch.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit geringem technischen und Kostenaufwand eine hohe Meßsicherheit und -genauigkeit zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe besteht darin, trotz ausschnittsweiser Spektrenerfnssung, eine eindeutige Zuordnung von bestimmten Wellenlängenzu bestimmten Pixeln des Empfängerszu gewährleisten, auch wenn im Meßbereich keine markanten Bezugslinien eines Grundelements vorhanden sinu.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Empfängeranordnung zur Registrierung von Spektrenabschnitten mit benachbart angeordneten, ortsabhängig messenden Empfängerelementen gelöst, indem neben einem ersten Empfängerteil zur Spektrenregistrierung mindestens ein weiterer Empfängerteil zur Ortsbestimmung für eine Bezugslinie vorgesehen ist und beide Teile auf einem gemeinsamen Träger befestigt sind.

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Da der weitere Empfängerteil lediglich zur Ortsbestimmung der Bezugslinie dient, sind kolno hohen Anforderungen an Empfindlichkeit, Rauschen und ähnliche Parametor zu stollen. Ee kann ein Empfänger geringer räumlicher Ausdehnung eingesetzt werden. Durch äußore Einflüsse ändern sich die Orte der Spektrallinien auf beldon Empfängertoiion In gleicherweise, dei Abstand zwoior Linien bleibt aber konstant.

Vorteilhaft ist es, wenn der Träger einen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, dor Veränderungen der Spoktromoterdisporsion durch Abstandsänderung zwischen boidon Empfängertollen ausgleicht.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischon Zeichnung nähor orläutort werden. Die Figur zeigt eine Abordnung

mit einem Empfänger, in der relevante Analysenlinion eines Spektralberoiches auf einen Empfängerteil und nicht Im

Spektralboroich liegende Bezugslinion auf einen weiteren Empfängertoll gerichtet sind. Ein vor einer Anregungsquelle 1 durch einen Spoktrometer-Eintrittsspalt 2 fallendes Llchtbündol 3 trifft auf oin um olne Achse x-x

drehbar gelagertes Gitter 4, das dor Zerlegung des Lichtes in spektrale Anteile -Analysenlinien 5 und Bezugslinien 6-dient. Die

Analysenlinion 5 werden mittels eines Zoilonompfängors 7, die Bezugslinien 6 mittels oinor Referenzzeile 8 empfangen. Beide Zeilen 7,8 sind auf einem gemeinsamen tomporaturkompensierenden Träger 9 befestigt, Bei Lagoänderungon des Gitters 4 ändern sich die Linienorte auf beiden Zeilen 7,8 gleichzeitig.

Claims (2)

1. Empfängeranordnung zur Registrierung vnn Spektrenabschnitten mit benachbart angeordneten,
ortsabhängig messenden Empfängerelementon, gekennzeichnet dadurch, daß neben einem ersten Empfängerteil zur Spektrenregistrierung mindestens ein weiterer Empfängerteil zur
Ortsbestimmung für mindestens eine Bezugslinie vorgesehen ist und beide Teile auf einem
gemeinsamen Träger befestigt sind.

2. Empfänger nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Träger einen
Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der Veränderungen der Spektrometerdispersion durch
Abstandsänderung zwischen beiden Empfängerteilen ausgleicht.