DE1293473B

DE1293473B - Radiation-weakening device for the calibration of photometers for gas and liquid analysis

Info

Publication number: DE1293473B
Application number: DE1967H0064529
Authority: DE
Inventors: Wenzel Hubert; Moldenhauer Kurt; Schaefer; Dipl-Phys Dr Werner
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1967-11-22
Filing date: 1967-11-22
Publication date: 1969-04-24

Description

Zur Kalibrierung und Justierung von Photometern für die Gas- und Flüssigkeitsanalyse benutzt man in der Regel strahlenschwächende Mittel, wie z. B. For calibration and adjustment of photometers for gas and Liquid analysis is usually used to reduce radiation, such as B.

Blenden, Farbglasfilter oder mit absorbierenden Stoffen gefüllte Küvetten in den Strahlenwegen. Wenn, wie im vorliegenden Fall, die Aufgabe besteht, sehr geringe Schwächungsgrade herzustellen, ist die Anwendung dieser Mittel mit Schwierigkeiten verbunden. Die Einstellung feststehender Blenden muß sehr präzise erfolgen, wobei die meisten Blendenformen nicht gleichmäßig über den Querschnitt des zu schwächenden Strahlenbündels wirken. Die optischen Schwächungsmittel erfordern einen erheblichen Aufwand und sind wegen der Reflexionsverluste grundsätzlich nicht zur Herstellung sehr geringer Schwächungsgrade geeignet. Auf den ruhenden Schwächungsmitteln kann sich zudem leicht Staub absetzen, so daß insbesondere bei sehr geringem Schwächungsgrad die Gefahr von Fehlmessungen entsteht, wenn nicht eine laufende Kontrolle und Säuberung der Schwächungsmittel vorgenommen wird.Apertures, colored glass filters or cuvettes filled with absorbent substances in the ray paths. If, as in the present case, the task is there, very much To produce low degrees of weakening is the use of these means with difficulty tied together. The setting of fixed diaphragms must be done very precisely, with Most diaphragm shapes are not uniform across the cross-section of what is to be weakened Act as a bundle of rays. The optical attenuation means require a considerable amount Effort and are basically not for production because of the reflection losses very low degree of weakening suitable. On the dormant debilitants can In addition, dust easily settles, so that especially with a very low degree of weakening the risk of incorrect measurements arises if there is no ongoing control and cleaning the attenuating agent is made.

Es ist bereits bekannt, rotierende Mittel, insbesondere Sektorblenden zur Strahlenschwächung in Photometern zu benutzen. Bei solchen periodisch bewegten Schwächungsmitteln sind zwar keine Fehlmessungen durch Verstaubung zu befürchten, andererseits ist es aber damit nicht möglich, sehr geringe Strahlenschwächungen zu erzielen. It is already known to use rotating means, in particular sector diaphragms to use for radiation attenuation in photometers. With such periodically moving Attenuating agents are not to be feared incorrect measurements due to dust, on the other hand, however, it is not possible to achieve very slight attenuation of the radiation to achieve.

Sofern die mit dem Schwächungsmittel vorgenommene Strahlenschwächung wieder rückgängig gemacht werden muß, ist das Schwächungsmittel wieder aus dem Strahlenweg zu entfernen, z. B. durch Herausziehen oder Herausklappen, wobei unter Umständen auch das Antriebsmittel mitbewegt werden muß. Für kontinuierlich arbeitende Photometer ist dies eine lästige Maßnahme, da es wünschenswert erscheint, das Schwächungsmittel zum Zwecke der Nachjustierung des Photometers ohne besondere Manipulationen jederzeit wieder in den Strahlenweg einzuschalten. Provided that the radiation attenuation carried out with the attenuation means must be reversed again, the attenuating agent is out of the beam path again to remove, e.g. B. by pulling out or folding out, with possibly the drive means must also be moved. For continuously working photometers this is an annoying measure as it seems desirable to use the debilitant for the purpose of readjusting the photometer at any time without special manipulation to switch back to the beam path.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine strahlenschwächende Vorrichtung zur Kalibrierung und Justierung von Photometern für die Gas- und Flüssigkeitsanalyse mit einem über den Querschnitt des zu schwächenden Strahlenbündels periodisch bewegten Abblendmittel zu schaffen, die sehr geringe Strahlenschwächungen erlaubt und die nach dem Anschalten der periodischen Bewegung selbsttätig in eine Lage außerhalb des abzuschwächenden Strahlenbündels gebracht wird. The invention is based on the object of a radiation-attenuating Device for calibration and adjustment of photometers for gas and liquid analysis with a periodically moved over the cross section of the beam to be weakened To create anti-glare means that allows very little radiation attenuation and the after switching on the periodic movement automatically to a position outside of the beam to be attenuated is brought.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Abblendmittel eine wirksame Abblendfläche hat, die einen Bruchteil des Querschnitts des zu schwächenden Strahlenbündels ausmacht und bei der periodischen Bewegung zeitweilig aus dem Querschnitt des Strahlenbündels hinaustritt und eine vom Ausschaltvorgang der periodischen Bewegung betätigte Vorrichtung vorgesehen ist, welche das Abblendmittel in eine Lage außerhalb des abzuschwächenden Strahlenbündels als Ruhelage bringt und festhält. The invention solves this problem in that the masking means a effective shielding area that is a fraction of the cross-section of the area to be weakened Makes up the bundle of rays and temporarily out of the cross-section during the periodic movement of the beam comes out and one of the switching off of the periodic movement operated device is provided, which the masking means in a position outside of the beam to be weakened brings and holds as a rest position.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann das Abblendmittel so geformt sein, daß es beim Hinaustreten aus dem Strahlenbündel dieses umfaßt, ohne es zu beeinflussen, und diese Lage die Ruhelage ist, in welche es beim Abschalten des Antriebes für die periodische Bewegung selbsttätig gebracht wird. In a particular embodiment of the invention, the masking agent can be shaped in such a way that it embraces the bundle of rays when it emerges, without influencing it, and this position is the rest position in which it is switched off of the drive for the periodic movement is brought automatically.

Eine weitere Ausgestaltung kann darin bestehen, daß die periodische Bewegung von einem Elektromotor erzeugt wird, dessen Rotor bei Erregung gegen eine Rückstellkraft in den Stator hineinbewegt wird, wobei die Rückbewegung des Rotors nach dem Abschalten zum Verbringen des Abblendmittels in die Ruhelage außerhalb des Strahlenbündels ausgenutzt wird. Another embodiment can be that the periodic Movement is generated by an electric motor, the rotor of which when excited against a Restoring force is moved into the stator, with the return movement of the rotor after switching off to bring the masking agent into the rest position outside of the beam is exploited.

Um die gewünschten geringen Schwächungsgrade zu erzielen, dient als Abblendmittel vorzugsweise eine Drahtschleife. Eine konstruktive Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß als Rückstellkraft für den Rotor die Schwerkraft dient. In order to achieve the desired low degree of weakening, serves as Masking means preferably a wire loop. A structural simplification results in that the force of gravity serves as the restoring force for the rotor.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Two embodiments of the invention are shown in the drawings.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 ist das Abblendmittel eine Drahtschleife 1, die in einer Klemmvorrichtung 2 befestigt ist, wobei die Enden 3 der Schleife aus der Klemmvorrichtung herausragen und nach unten umgebogen sind. Die Klemmvorrichtung dient außerdem dazu, die Drahtschleife über die Achse 4 starr mit dem Rotor 5 eines nicht weiter dargestellten Elektromotors zu koppeln. Um die Rotorachse 4 ist ortsfest eine Platte 6 mit einer Ausnehmung 7 angeordnet. Steht die Ebene der Drahtschleife quer zu dem Strahlenbündel 8, so wird dieses nicht beeinflußt und die Enden der Drahtschleife befinden sich in der Aussparung, so daß die Drahtschleife in ihrer Drehbeweglichkeit gehindert ist. In the device according to FIG. 1 the masking agent is a wire loop 1, which is fastened in a clamping device 2, with the ends 3 of the loop protrude from the clamping device and are bent downwards. The clamping device also serves to rigidly connect the wire loop to the rotor 5 via the axis 4 to couple not shown electric motor. The rotor axis 4 is stationary a plate 6 with a recess 7 is arranged. Stands the level of the wire loop across the beam 8, this is not affected and the ends of the Wire loops are in the recess so that the wire loop is in their Rotational mobility is prevented.

Beim Einschalten des Elektromotors wird der Rotor entgegen der Schwerkraft in den Luftspalt des Stators hineingezogen. Die Enden der Drahtschleife verlassen die Aussparung und die Drahtschleife kann vom Elektromotor angetrieben frei rotieren. Dabei werden einander gegenüberliegende Teile der Drahtschleife periodisch über den Querschnitt des Strahlungsbündels hinwegbewegt und die Strahlung dadurch geschwächt. Sehr gut geeignet zum Antrieb der Drahtschleife sind die in der Meß- und Steuerungstechnik häufig benutzten kleinen Synchronmotore, deren Funktion auf Hysteresewirkungen beruht.When the electric motor is switched on, the rotor is against gravity pulled into the air gap of the stator. Leave the ends of the wire loop the recess and the wire loop can rotate freely driven by the electric motor. Opposite parts of the wire loop are periodically over the cross-section of the radiation beam moved away and the radiation weakened thereby. Those in measurement and control technology are very well suited for driving the wire loop often used small synchronous motors whose function is based on hysteresis effects.

Wird der Motor abgeschaltet, so bewegt sich der Rotor mit der Drahtschleife durch die Einwirkung der Schwerkraft nach unten, die Enden der Drahtschleife berühren die Platte, schleifen vermöge der noch vorhandenen Bewegungsenergie des Rotors auf dieser und fallen schließlich in die Aussparung. Damit ist die Drahtschleife in einer Stellung arretiert, in der das Strahlenbündel nicht beeinflußt wird, da die Ebene der Drahtschleife senkrecht zur Strahlungsrichtung steht. If the motor is switched off, the rotor moves with the wire loop by the action of gravity downwards, touch the ends of the wire loop grind the plate by virtue of the remaining kinetic energy of the rotor this and eventually fall into the recess. With that the wire loop is in locked in a position in which the beam is not affected because the The plane of the wire loop is perpendicular to the direction of radiation.

Es ist offensichtlich, daß beim Abschaltvorgang die gespeicherte Bewegungsenergie in jedem Falle ausreichend sein muß, um die Drahtschleife bis zur Arretierstellung weiter zu bewegen. Man kann diese Bedingung außer acht lassen, wenn man anstatt den Motor abzuschalten, die Drehzahl durch eine besondere Schaltstufe stark verringert. Bei verringerter Drehzahl wird der Rotor ebenfalls durch die Schwerkraft nach unten bewegt und das verbleibende Rotordrehmoment führt die Drahtschleife in die Arretierstellung. Um mit Sicherheit zu bewirken, daß die Drahtschleife sofort und nicht erst nach nochmaliger oder mehrmaliger Rotation die Arretierstellung einnimmt, wird die der Rotationsbewegung entgegengerichtete Kante 9 der Aussparung etwas hochgebogen. Diese Kante stoppt sofort die Rotationsbewegung der Drahtschleife, die Drahtenden können nicht über die Aussparung hinweggleiten und die Drahtschleife wird in die Ruhestellung arretiert. It is obvious that the stored Kinetic energy must be sufficient in each case to the wire loop up to To move the locking position further. One can disregard this condition if, instead of switching off the engine, the speed is increased by a special switching stage greatly reduced. When the speed is reduced, the rotor is also driven by gravity moves down and the remaining rotor torque leads the wire loop in the locking position. To be sure to cause the wire loop immediately and does not only assume the locking position after repeated or repeated rotation, the edge 9 of the recess facing the opposite direction is bent up a little. This edge immediately stops the rotation of the wire loop, the wire ends can not Slide over the recess and the wire loop is locked in the rest position.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich, abgesehen davon, daß als Abblendmittel eine bügelförmige DrahtschleifelO benutzt ist, von der Vorrichtung nach F i g. 1 durch die Ausbildung der Arretierungseinrichtung für die Ruhestellung des Abblendmittels. An der Rotorachse ist eine Kreisscheibe 11 befestigt, die in axialer Richtung einen keilförmigen Einschnitt 12 aufweist. Darunter ist ortsfest eine zweite gleichartige Kreisscheibe 13 mit gleicher Achsrichtung angeordnet, wobei die Rotorachse frei durch eine zentrale Bohrung dieser Scheibe hindurchführt. Die keilförmigen Einschnitte beider Scheiben sind einander zugekehrt. Bewegt sich der Rotor mit dem Drahtbügel bei Entregung des Elektromotors nach unten, so gleitet die an der Achse befestigte Scheibe auf der feststehenden und rastet auf ihr nach Art einer Klauenkupplung ein. Die feststehende Scheibe ist so ausgerichtet, daß in Raststellung die Ebene des Drahtbügels senkrecht zur Strahlenrichtung des zu schwächenden Strahlenbündels 14 festliegt, so daß dieses umfaßt und nicht beeinflußt wird. Damit die rotierende Scheibe 11 mit ihrem keilförmigen Teil mit Sicherheit in den entsprechenden Einschnitt der Scheibe gleitet, wird die Scheibe 11 zweckmäßigerweise aus Metall und die Scheibe 12 aus Kunststoff hergestellt. The device according to FIG. 2 differs, apart from that a bow-shaped wire loop O is used as a masking means by the device according to FIG. 1 by the design of the locking device for the rest position of the masking agent. A circular disk 11 is attached to the rotor axis, which is shown in FIG has a wedge-shaped incision 12 in the axial direction. Underneath is stationary a second similar circular disk 13 is arranged with the same axial direction, wherein the rotor axis passes freely through a central hole in this disk. the wedge-shaped incisions in both discs face each other. Does the When the electric motor is de-energized, the rotor with the wire bracket slides downwards the disc attached to the axle on the stationary one and locks in place on it Type of claw coupling. The fixed disc is aligned so that in the detent position, the plane of the wire bracket perpendicular to the beam direction of the attenuating beam 14 is fixed, so that this includes and does not affect will. So that the rotating disk 11 with its wedge-shaped part with security Slides into the corresponding incision in the disk, the disk 11 is expediently made of metal and the disc 12 made of plastic.

Eine andere Möglichkeit, das Abblendmittel in seine unwirksame Ruhelage zu bringen besteht darin, die Rückbewegung des Rotors zum Schließen eines elektrischen Kontaktes zu benutzten und dadurch auf elektromagnetischem Wege die Ruhelage herbeizuführen und zu fixieren. Another possibility, the dimming agent in its ineffective rest position to bring consists in the return movement of the rotor to close an electric To use the contact and thereby to bring about the rest position by electromagnetic means and to fix.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt es, extrem geringe Schwächungsgrade herzustellen und das rotierende Abblendmittel auf sehr einfache Weise durch einen elektrischen Eine und Ausschaltvorgang im Strahlenweg zur Wirkung zu bringen und diese Wirkung wieder aufzuheben. Was die Motordrehzahl betrifft, so muß die Beziehung erfüllt sein, daß die Periodendauer klein gegenüber der Zeitkonstante der elektrischen Einrichtung des Photometers ist und, sofern es sich um Photometer mit Strahlungsmodulation handelt, diese außerdem groß gegenüber der Frequenz der Lichtmodulation ist. Obwohl die Lichtschwächung intermittierend erfolgt, wird bei Einhaltung dieser Bedingung eine definierte, praktisch konstante Strahlungsschwächung erzielt. With the aid of the device according to the invention it is possible to achieve extremely low Establish degrees of weakening and the rotating masking agent in a very simple way Way through an electrical on and off process in the beam path to effect to bring and cancel this effect again. As for the engine speed, so the relation must be fulfilled that the period duration is small compared to the time constant the electrical equipment of the photometer and, if it is a photometer with radiation modulation, this is also large compared to the frequency of the Light modulation is. Although the light attenuation occurs intermittently, at Compliance with this condition is a defined, practically constant radiation attenuation achieved.

Claims

Claims: 1. Radiation-attenuating device for calibration of photometers for gas and liquid analysis with a cross section of the beam to be weakened periodically moving shielding means, d a d u r c li indicated that the shielding means (1, 10) has an effective shielding surface, which is a fraction of the cross-section of the beam to be weakened (8, 14) matters and in the case of periodic movement temporarily from the cross-section of the beam and a device actuated by the switching off process of the periodic movement (3, 6, 7 or 11, 12, 13) is provided, which the masking means (1, 10) in a Brings and holds position outside of the beam to be weakened as a rest position.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the masking agent (1, 10) encompasses the beam as it emerges without influencing it and this position is the rest position in which it is when the drive is switched off for the periodic movement is brought about automatically.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the periodic movement is generated by an electric motor, the rotor (5) of which is at Excitation is moved into the stator against a restoring force, and the return movement of the rotor (5) after switching off to bring the screening agent into the rest position is used outside the beam.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the masking means (1, 10) is a wire loop.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the restoring force for the rotor (5) is gravity.

6. Apparatus according to claim 3, 4 or 5, characterized in that that around the axis of rotation (4) of the masking means (1, 10) a fixed, with a Recess (7) provided plate (6) is arranged on which a masking agent connected part (3) during the return movement of the masking agent using the stored kinetic energy grinds until it falls into the recess (7) and is held in it.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that for spending of the masking agent in the rest position, the speed of the engine is reduced, wherein the return movement of the rotor (5) takes place and the masking means (1, 10) into the recess (7) occurs and is held in it.

8. Apparatus according to claim 3, 4 or 5, characterized in that that with the axis of rotation (4) a wedge-shaped part (12) is firmly connected, which at the return movement of the masking agent into the rest position using the stored Kinetic energy on a complementary that is fixedly attached to the axis of rotation Part (13) slides and engages in the manner of a claw coupling.

9. Apparatus according to claim 3, characterized in that the return movement of the rotor closes an electrical contact to electromagnetically to bring the masking agent into the rest position and to hold it in this position.