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DE3119007C2 - Method for quickly measuring a spectral range and spectrophotometer for carrying out the method - Google Patents

Method for quickly measuring a spectral range and spectrophotometer for carrying out the method

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Publication number
DE3119007C2
DE3119007C2 DE19813119007 DE3119007A DE3119007C2 DE 3119007 C2 DE3119007 C2 DE 3119007C2 DE 19813119007 DE19813119007 DE 19813119007 DE 3119007 A DE3119007 A DE 3119007A DE 3119007 C2 DE3119007 C2 DE 3119007C2
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DE
Germany
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dispersive element
photodetector
spectral range
drive
arrangement
Prior art date
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Expired
Application number
DE19813119007
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German (de)
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DE3119007A1 (en
Inventor
Theodor Dipl.-Phys. Dr. 8037 Olching Tatarczyk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
B & M Spektronik & Co Kg 8031 Puchheim De GmbH
Original Assignee
B & M Spektronik & Co Kg 8031 Puchheim De GmbH
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Publication date
Application filed by B & M Spektronik & Co Kg 8031 Puchheim De GmbH filed Critical B & M Spektronik & Co Kg 8031 Puchheim De GmbH
Priority to DE19813119007 priority Critical patent/DE3119007C2/en
Publication of DE3119007A1 publication Critical patent/DE3119007A1/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/06Scanning arrangements arrangements for order-selection

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spektralfotometer mit Lichtquelle, Probenkammer, dispersivem Element, mindestens einer Analysestufe und einer Auswerteinrichtung, bei welcher zur Verschwenkung des dispersiven Elementes ein schneller Antrieb vorgesehen ist. Der schnelle Antrieb umfaßt einen Motor und ein Endlosband, an welchem das freie Ende einer Steuerstange gleitend geführt ist, deren anderes Ende drehfest mit der Halterung des dispersiven Elementes verbunden ist, und es ist eine Positions-Zuordnungseinrichtung vorgesehen.The invention relates to a spectrophotometer with a light source, sample chamber, dispersive element, at least one analysis stage and an evaluation device in which a fast drive is provided for pivoting the dispersive element. The fast drive comprises a motor and an endless belt on which the free end of a control rod is slidably guided, the other end of which is connected non-rotatably to the holder of the dispersive element, and a position assignment device is provided.

Description

wegen der eindeutigen Zuordnung zwischen Winkelstellung des dispersiven Elements und Wellenlänge erforderlich. because of the clear assignment between angular positions of the dispersive element and wavelength are required.

Diese Erfindung ist bei Monochromatoren sowohl zum schnellen kontinuierlichen Durchlauf des Spektrums vorteilhaft, als auch zum Verschwenken des dispersiven Elements von einer Winkelstellung zur anderen. This invention applies to both monochromators advantageous for fast, continuous passage of the spectrum, as well as for swiveling the dispersive one Element from one angular position to the other.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der verschwenkbare Endbereich einer Steuerstange, welche drehfest mit der Halterung eines dispersiven Elements verbunden ist, direkt von einem Linearmotor antreibbar angeordnet.According to another development of the invention, the pivotable end area of a control rod is which is rotatably connected to the holder of a dispersive element, directly from a linear motor arranged drivable.

Diese Weiterbildung bringt zum einen den Vorteil, daß Linearmotoren verwendbar sind, und zum anderen den Vorteil, daß die Steuerstange direkt angetrieben wird und keine Ungenauigkeiten der Verdrehung durch möglichen Schlupf des sonst erforderlichen Bandes eintreten können.This development has the advantage, on the one hand, that linear motors can be used, and on the other hand the advantage that the control rod is driven directly and there are no inaccuracies in the rotation possible slippage of the otherwise necessary tape can occur.

Der schnelle Antrieb kann auch einen Motor und ein Endlosband umfassen, welches um eine Rolle umläuft, die drehfest mit der Halterung des dispersiven Elements verbunden ist Auch diese Weiterbildung der Erfindung bringt den Vorteil, daß ein weiteres Bauteil in der Übertragungskette, nämlich die Steuerstange, entfallen kann.The fast drive can also include a motor and an endless belt that revolves around a roller, which is non-rotatably connected to the holder of the dispersive element. This further development of the invention is also connected has the advantage that another component in the transmission chain, namely the control rod, can be omitted.

Im Rahmen der Erfindung ist aber auch vorgesehen, daß der schnelle Antrieb einen Motor umfaßt, dessen Achse direkt drehfest mit der Halterung des dispersiven Elements verbunden ist. Dieser direkte Antrieb minimiert mögliche Ungenauigkeiten der Drehbewegung des Drehtellers bzw. der Halterung des dispersiven B!ements, welche in der Übertragungskette zwischen Motor und Drehteller bzw. Halterung verursacht werden könnten.In the context of the invention, however, it is also provided that the fast drive comprises a motor whose Axis is directly rotatably connected to the holder of the dispersive element. This direct drive minimizes possible inaccuracies in the rotary movement of the turntable or the holder of the dispersive element, which are caused in the transmission chain between the motor and the turntable or bracket could.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung umfaßt der schnelle Stellantrieb einen mit dem zusammenwirkenden Stellungsgeber.According to another development of the invention, the fast actuator includes one that interacts with the one Position transmitter.

Diese Weiterbildung der Erfindung bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich.This development of the invention has a number of advantages.

Zunächst ist der Vorteil zu nennen, daß mit dieser Weiterbildung eine äußerst genaue Winkelverdrehung des dispersiven Elements möglich ist. Daraus wiederum ergeben sich weiter vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten des Spektralfotometers. Es ist jetzt z. B. möglich, das dispersive Element eines Monochromators in eine beliebige Winkelstellung zu verfahren, und zwar mit beliebiger Genauigkeit. Auch dieses Zielfahren kann in beliebig kurzer Zeit vorgenommen werden.First of all, there is the advantage that with this development an extremely precise angular rotation of the dispersive element is possible. This in turn results in further advantageous possible uses of the spectrophotometer. It is now z. B. possible, the dispersive element of a monochromator in a to move any angular position, with any accuracy. This target driving can also be done in can be made for any short period of time.

Ferner kann nach dieser Weiterbildung das Spektrum eines Monochromators auch intermittierend durchfahren werden, und zwar in ebenfalls wesentlich kürzeren Zeiten als das bisher möglich war. Ein solches intermittierendes Durchfahren kann z. B. dann erwünscht sein, wenn von einzelnen Spektrallinien der Meßwert fotografisch registriert werden soll.Furthermore, according to this development, the spectrum of a monochromator can also be run through intermittently in significantly shorter times than was previously possible. Such an intermittent one Drive through can z. B. be desirable when the measured value of individual spectral lines is photographically should be registered.

Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß jetzt nacheinander, in beliebiger vorbestimmter Reihenfolge diskrete Linien des Spektrums angefahren und vermessen werden können. Mit Hilfe einer Steuereinrichtung ist es auch möglich, jeweils genau in das Maximum einer Spektrallinie zu fahren, da mit dem Stellungsgeber eine beliebig genaue Nachstellung des Drehtellers möglich ist.Another advantage can be seen in the fact that now one after the other, in any predetermined order, discrete lines of the spectrum are approached and measured can be. With the help of a control device, it is also possible to exactly in the maximum one To drive a spectral line, since the position transmitter can be used to readjust the turntable as precisely as required is.

Dieses neuartige Spektralfotometer arbeitet wie folgt: Zunächst wird in einer Stellung des dispersiven Elements die Spektralverteilung, wie sie von der Fotodetektormatrix empfangen wird, gemessen. Dann wird das disDersive Element schnell in die nächste Winkelstellung verfahren, dort angehalten und der nächste Teilbereich des Spektrums wird ausgemessen.This new kind of spectrophotometer works as follows: First it is in a position of the dispersive Elements the spectral distribution as it is received by the photodetector matrix, measured. Then it will be move the disDersive element quickly to the next angular position, stop there and move on to the next Part of the spectrum is measured.

Dieser erfindungsgemäße Mono-Poly-Chromator vereinigt in sich die Vorteile von Monochromator und Polychromator, ohne deren Nachteile aufzuweisen.This mono-poly chromator according to the invention combines the advantages of monochromator and Polychromator without having their disadvantages.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. In letzterer zeigt.The invention is described below using an exemplary embodiment and in conjunction with the drawing described in more detail. In the latter shows.

F i g. 1 die erfindungsgemäße Anordnung mehrerer ίο Spektrographen, welche gleichzeitig Licht jeweils verschiedener Spektralbereiche empfangen, und eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung.F i g. 1 the inventive arrangement of several ίο spectrographs, which simultaneously light each different Receive spectral ranges, and a downstream evaluation device.

F i g. 2a eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein dispersives Element, mit einem schwenkbaren Steuerarm und Endlosband,F i g. 2a a drive device according to the invention for a dispersive element, with a pivotable one Control arm and endless belt,

Fig.2b eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung mit einem Antrieb mit Endlosband über eine Rolle und2b shows a drive device according to the invention with a drive with an endless belt over a roller and

Fig.2c eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung mit einem direkten Antrieb der Halterung des dispersiven Elements.2c shows a drive device according to the invention with a direct drive of the holder of the dispersive element.

In F i g. 1 sieht man zwei Lichtquellen Q] und Q2, wodurch angedeutet sein soll, daß zwei oder beliebig viele Lichtquellen vor der Probenkammer angeordnet sein können. Diese Lichtquellen können z. ß. durch elektrische Schaltungen oder durch Abblendmechanismen nacheinander oder in gewünschten Gruppierungen oder Gruppierungsreihenfolgen zuschaltbar sein.In Fig. 1 shows two light sources Q] and Q2, which is intended to indicate that two or any number of light sources can be arranged in front of the sample chamber. These light sources can, for. ß. be switched on one after the other or in desired groupings or grouping sequences by electrical circuits or by fade-out mechanisms.

Von der Lichtquelle Q austretendes Licht wird durch eine Linse 10 gebündelt und fällt auf die Probenkammer 12. Von dieser austretendes Licht wird nochmals durch eine Linse 14 gebündelt und fällt dann auf einen ersten halbdurchlässigen Spiegel 20. Parallel zu diesem halbdurchlässigen Spiegel 20 sind ein weiterer halbdurchlässiger Spiegel 22 und ein undurchlässiger Spiegel 24 angeordnet. Der halbdurchlässige Spiegel 20 läßt ultraviolettes Licht im Wellenlängenbereich von 200 bis 500 nm hindurch, während er längerwelliges Licht um 90° nach rechts reflektiert. Der in dieser Reflexionsrichtung angeordnete halbdurchlässige Spiegel 22 empfängt dieses Licht, welches im Wellenlängenbereich von 500 bis 3000 nm liegt, reflektiert Licht im Wellenlängenbereich von 500 bis 1000 nm und läßt längerwelliges Licht hindurch. Schließlich reflektiert der dritte Spiegel 24 alles auf ihn auftreffende Licht, nämlich das Licht im Wellenlängenbereich von 1000 bis 3000 nm.Light emerging from the light source Q is focused by a lens 10 and falls on the sample chamber 12. Light emerging from this is again focused by a lens 14 and then falls on a first semitransparent mirror 20. Another semitransparent mirror 20 is parallel to this semitransparent mirror 20 Mirror 22 and an opaque mirror 24 are arranged. The semitransparent mirror 20 allows ultraviolet light to pass through in the wavelength range from 200 to 500 nm, while it reflects longer-wave light by 90 ° to the right. The semitransparent mirror 22 arranged in this direction of reflection receives this light, which is in the wavelength range from 500 to 3000 nm, reflects light in the wavelength range from 500 to 1000 nm and allows longer-wave light to pass through. Finally, the third mirror 24 reflects all light incident on it, namely the light in the wavelength range from 1000 to 3000 nm.

Das von dem ersten halbdurchlässigen Spiegel 20 hindurchgelassene Licht fällt auf eine erste Analysestufe 30, welche ein dispersives Element 31 und eine Fotometeranordnung 32 umfaßt. Das Licht des zweiten Spekt. also bereichs im Wellenlängenbereich von 500 bis iOOOnm wird von dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel 22 einer zweiten Analysestufe 33 zugeführt, welche ebenfalls . ein dispersives Element 34 und eine Fotometereinrichtung 35 umfaßt. Das Licht des langwelligen Spektralbereichs von 1000 bis 3000 nm schließlich wird durch den dritten Spiegel 24 zu einer dritten Analysestufe 36 geleitet, welche ebenfalls ein dispersives Element 37 und ein Fotometer 38 aufweist.The light transmitted by the first semitransparent mirror 20 falls on a first analysis stage 30, which comprises a dispersive element 31 and a photometer assembly 32. The light of the second spect. so range in the wavelength range from 500 to 100Onm is of the second semitransparent mirror 22 one second analysis stage 33 supplied, which also. a dispersive element 34 and photometric means 35 includes. The light of the long-wave spectral range from 1000 to 3000 nm is finally transmitted through the third mirror 24 passed to a third analysis stage 36, which also has a dispersive element 37 and a Has photometer 38.

Als dispersives Element können Prismen, Gitter oder andere Elemente verwendet werden, welche dispersive Eigenschaften haben.Prisms, grids or other elements which are dispersive can be used as the dispersive element Have properties.

Die dispersiven Elemente 31 und 34 der Analyestufen 30 bzw. 33 sind feststehend angeordnet; sie sind als PoIychroi.iatoren verwendet, welche eine Austrittsebene b5 aufweisen. Die nachgeschalteten Fotometer 32 und 35 sind Fotodetektormatrizen, welche eine Vielzahl von Detektoren umfassen. Diese Fotodetektoren können in einer Reihe, welche senkrecht zu den Gitterlinien ver-The dispersive elements 31 and 34 of the analysis stages 30 and 33, respectively, are arranged in a stationary manner; they are as polycroiators used, which have an exit plane b5. The downstream photometers 32 and 35 are photodetector matrices which comprise a multiplicity of detectors. These photo detectors can be used in a row which is perpendicular to the grid lines

läuft, also in X- Richtung angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich bei dieser Fotodetektormatrix eine Vielzahl von Fotodetektoren so anzuordnen, daß jeweils eine Reihe von Fotodetektoren senkrecht zur X-Achse übereinander angeordnet sind. Diese Fotodetektoren empfangen je nach dem geometrischen Ort, an welchem sie angeordnet sind. Licht verschiedener Wellenlängen.runs, so be arranged in the X direction. However, it is also possible in this photodetector matrix to arrange a large number of photodetectors in such a way that a row of photodetectors are arranged one above the other perpendicular to the X-axis. These photodetectors receive depending on the geometric location at which they are arranged. Light of different wavelengths.

Mit diesen Fotodetektormatrizen, welche jeweils z. B. 250,500 oder 1000 Detektoren nebeneinander umfassen können, ist eine simultane Erfassung des Spektrums des jeweiligen Spektralbereiches möglich. Daraus folgt bereits dereine erhebliche Vorteil des erfindungsgemäßen Spektrometers, daß es besonders schnell arbeitet. Dadurch ist auch die Untersuchung sehr schnell durchführbar, auch bei Verwendung der Probenkammer in einer \*> oder als Fluorometeranordnung.With these photodetector matrices, each z. B. can include 250, 500 or 1000 detectors next to each other, a simultaneous detection of the spectrum of the respective spectral range is possible. From this already follows the one significant advantage of the spectrometer according to the invention that it works particularly quickly. This also the investigation is carried out very quickly, even when using the sample chamber in a \ *> or a fluorometer.

Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, sind die Ausgänge der Fotodetektormatrizen 32,35 und 38 über Leitungen 40 und 42 mit einem Rechner 50 verbunden, weicher zusammen mit einem Monitor 52 eine Auswerteeinrichtung bildet.As shown in Figure 1, the outputs are of the photodetector matrices 32, 35 and 38 connected via lines 40 and 42 to a computer 50, softer together with a monitor 52 forms an evaluation device.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist. insbesondere für den infraroten Spektralbereich, ein Spektralfotometer 37 vorgesehen, das in Fig.2a schematisch dargestellt ist. Ein Motor 60 mit Stellantrieb 68 treibt ein Endlosband 62 an. An diesem ist gleitend ein Endbereich einer Steuerstange 70 geführt, deren anderes Ende drehfest mit der Achse eines Drehtisches 74 verbunden ist, auf welchem das dispersive Element steht. Durch Antrieb oder Verschiebung des Endlosbandes um bestimmte Längen wird der Drehtisch 74 und damit auch das dispersive Element um bestimmte Wir.kelbeträge verdreht. Selbstverständlich ist dieses Prinzip in gleicher Weise anwendbar, wenn kein Drehtisch vorgesehen ist, sondern z. B. das dispersive Element direkt in einer drehbaren Halterung befestigt ist. In diesem Fall wird die Schwenkbewegung des Steuerarms 70 auf die Halterung des dispersiven Elements übertragen. Ein solches Spektralfotometer ist völlig neu.According to the present invention is. especially for the infrared spectral range, a spectrophotometer 37 is provided, which is shown schematically in Figure 2a is. A motor 60 with an actuator 68 drives an endless belt 62. There is a sliding end area on this a control rod 70, the other end of which is connected in a rotationally fixed manner to the axis of a turntable 74 is on which the dispersive element stands. By driving or shifting the endless belt by certain The turntable 74 and thus also the dispersive element are lengthened by certain amounts of rotation twisted. Of course, this principle can be used in the same way if no turntable is provided, but z. B. the dispersive element is attached directly in a rotatable holder. In this case it will transmit the pivoting movement of the control arm 70 to the holder of the dispersive element. One such Spectrophotometer is completely new.

Mit dieser Ausbildungsform des Antriebs kann die Steuerstange 70 mit beliebig großer Genauigkeit in nahezu beliebig kurzer Zeil von einer Stellung in die nächste vorbestimmte Stellung verschoben werden.With this embodiment of the drive, the control rod 70 can be almost as precise as desired Any short line can be moved from one position to the next predetermined position.

Andererseits bildet diese dritte Analysestufe 36. auch wenn das dispersive Element verschwenkbar angeordnet ist. keinen Monochromator, sondern einen PoIychromator. Diesem dispersiven Element 37 ist wiederum eine Fotodetektormatrix zugeordnet, welche z. B. 128. 256 oder z. B. 512 Kanäle umfassen kann. Die Fotodetektoren dieser IR-Fotodetektormatrix sind wiederum auf dem gesamten Austrittsstreifen des Spektrometers 57 verteilt.On the other hand, this third analysis stage forms 36 even if the dispersive element is arranged to be pivotable is. not a monochromator, but a polychromator. This dispersive element 37 is in turn associated with a photodetector matrix which z. E.g. 128, 256 or e.g. B. may comprise 512 channels. The photo detectors this IR photodetector matrix are in turn on the entire exit strip of the spectrometer 57 distributed.

In diesem Spektrographen 37 kann jetzt der Spekiralbereich von 1000 bis 3000 nm. z. B. in vier Spektralbereiche zerlegt werden, wobei jeder Spektralbereich einer bestimmten Winkelstellung des dispersiven Elements entspricht. Die Verschwenkung des dispersiven Elements erfolgt durch Betätigung des Motors, welcher schrittweise die Steuerstange 70 in kürzester Zeit aus einer Stellung in die nächste Stellung verschwenkt. In bo jeder Stellung des dispersiven Elements wird mit Hilfe der Fotodetektormatrix die Spektralverteilung gemessen. Dabei kann wiederum, wie oben im Zusammenhang mit den kurzwelligeren Spektralbereichen beschrieben wurde, die Messung für jeweils 2. 10 oder z. B. 50 Foto- h5 detektoren gleichzeitig vorgenommen werden. Deshalb kann nach beliebig kurzer Zeit das dispersive Element wieder in seine nächste Winkelstellung verfahren werIn this spectrograph 37, the spectral range from 1000 to 3000 nm. B. in four spectral ranges are decomposed, each spectral range having a specific angular position of the dispersive element is equivalent to. The dispersive element is pivoted by actuating the motor, which the control rod 70 is pivoted step by step in a very short time from one position to the next position. In bo In each position of the dispersive element, the spectral distribution is measured with the aid of the photodetector matrix. Again, as described above in connection with the shorter-wave spectral ranges was, the measurement for each 2. 10 or z. B. 50 photo-h5 detectors are made at the same time. Therefore, after any short time, the dispersive element move back to its next angular position

Selbstverständlich ist es auch möglich, statt einer Einzelabtastung der Detektoren oder statt einer konsekutiven Abtastung von Gruppen von Detektoren durch potographische Aufzeichnung jeweils simultan die Meßwerte sämtlicher Detektoren zu erfassen.It is of course also possible instead of a single scan of the detectors or instead of consecutive scanning of groups of detectors by potographic Recording to capture the measured values of all detectors simultaneously.

Der erfindungsgemäße Spektralapparat 36 für den infraroten Bereich vereinigt somit in sich sowohl die Vorteile eines Monochromator als auch die Vorteile eines Polychromators. Dabei werden durch Ersatz der sonst üblichen Anriebsmechanik durch den völlig neuen erfindungsgemäßen Antrieb die Nachteile des Monochromators vermieden.The spectral apparatus 36 according to the invention for the infrared range thus combines in itself both the Advantages of a monochromator as well as the advantages of a polychromator. By replacing the The otherwise common drive mechanism, due to the completely new drive according to the invention, the disadvantages of the monochromator avoided.

Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schnellantriebs ist in F i g. 2b dargestellt.Another embodiment of a high-speed drive according to the invention is shown in FIG. 2b shown.

Bei dieser Ausführungsform treiben Motor 60 und Stellantrieb 68 wiederum ein Endlosband an. Dieses Endlosband 62 läuft antreibend um eine Rolle 76, welche drehfest mit dem Drehtisch 74 für das dispersive Element, nicht dargestellt, verbunden ist.In this embodiment, the motor 60 and actuator 68 again drive an endless belt. This Endless belt 62 drives around a roller 76, which rotatably with the turntable 74 for the dispersive Element, not shown, is connected.

Eine wiederum andere Ausführungsform eines Schnellantriebs ist in F i g. 2c dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Achse des Motors direkt mit der Achse 74 des Drehtisches 37 des dispersiven Elements verbunden. Auf diese Weise wird eine besonders genaue Steuerung des Drehtisches 37 ermöglicht.Yet another embodiment of a high-speed drive is shown in FIG. 2c. In this embodiment is the axis of the motor directly with the axis 74 of the turntable 37 of the dispersive element tied together. In this way, a particularly precise control of the turntable 37 is made possible.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum schnellen Messen eines Spektralbereichs, der ein Vielfaches des bei gewünschter AuflösungzueinemZeitpunktvoneinerstationären Fotodetektoranordnung maximal erfaßbaren Teilbereichs beträgt, dadurchgekennzeichnet, daß über die eine Vielzahl von Fotodetektoren umfassende Fotodetektormatrix, auf welcher jeweils ein Teilbereich des Spektralbereichs des dispersiven Elements abgebildet wird, die Spektral verteilung dieses Teilbereichs, entsprechend der Anzahl der Fotodetektoren aufgelöst, gemessen wird, und daß dann das dispersive Element schrittweise zur Verschwenkung des Bildes um ein Mehrfaches der Breite eines einzelnen Fotodetektors in andere, entsprechend dem gewünschten Meßzweck vorherbestimmbare Stellungen verschwenkt und in jeder dieser Stellungen die spektrale Lichtverteilung mit Hilfe derselben Fotodetektoranordnunggemessenwird. 1. Method for the rapid measurement of a spectral range which is a multiple of the desired resolution at a point in time of a stationary Photodetector arrangement is maximum detectable sub-area, characterized in that over the photodetector matrix comprising a plurality of photodetectors, on each of which a sub-area the spectral range of the dispersive element is mapped, the spectral distribution of this sub-range, according to the number of photodetectors resolved, measured, and that then the dispersive Element step-by-step to pan the image by a multiple of the width of a single photodetector in others, according to what you want Measurement purpose pivoted positions and the spectral in each of these positions Light distribution is measured using the same photodetector array. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung innerhalb der verschiedenen Winkelstellungen des dispersiven Elementes die Fotodetektoren einzeln oder jeweils in Gruppen von Fotodetektoren gleichzeitig abgefragt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that when measuring within the various angular positions of the dispersive element the photodetectors interrogated individually or in groups of photodetectors at the same time will. 3. Spektralfotometer zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Lichtquelle, Probenkammer, dispersivem Element und einer Auswerteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschwenkung des dispersiven Elements (37), von dessen Spektralbereich jeweils nur ein Teilbereich auf einer eine Vielzahl von Foiodetektoren umfassenden Fotodetektormatrix (38) abgebildet ist, ein Antrieb zur schrittweisen Verschwenkung des Bildes um ein Mehrfaches der Breite eines einzelnen Fotodetektors in andere Meßpos'tionen vorgesehen ist, bei denen jeweils ein anderer Teilbereich auf der Fotodetektoranordnung abgebildet ist, welche den auf sie abgebildeten Teilbereich, entsprechend der Fotodetektoranordnung spektral aufgelöst, mißt.3. Spectrophotometer for performing the method according to claim 1 with a light source, sample chamber, dispersive element and an evaluation device, characterized in that for pivoting of the dispersive element (37), of its spectral range only a partial range a photo detector matrix (38) comprising a plurality of photo detectors, a drive for step-by-step panning of the image by a multiple of the width of a single photodetector is provided in other Meßpos'tionen, each of which has a different sub-area on the Photodetector arrangement is shown, which the sub-area imaged on it, according to the Photodetector arrangement spectrally resolved, measures. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Motor (60) und ein Endlosband (62) umfaßt, an welchem das freie Ende einer Steuerstange (70) gleitend geführt ist, deren anderes Ende drehfest mit der Halterung des dispersiven Elements (37) verbunden ist, und daß eine Positions-Zuordnungseinrichtung vorgesehen ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the drive has a motor (60) and a Endless belt (62) comprises, on which the free end of a control rod (70) is slidably guided, the the other end is rotatably connected to the holder of the dispersive element (37), and that a position assignment device is provided. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschwenkbare Endbereich einer Steuerstange (70), welche drehfest mit der Halterung (74) eines dispersiven Elements (37) verbunden ist, direkt von einem Linearmotor antreibbar angeordnet ist.5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the pivotable end region of a Control rod (70) which is non-rotatably connected to the holder (74) of a dispersive element (37) is arranged to be drivable directly by a linear motor. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Motor (60) und ein Endlosband (62) umfaßt, welches um eine Rolle (76) umläuft, die drehfest mit der Halterung des dispersiven Elements (37) verbunden ist.6. Apparatus according to claim 3, characterized in that the drive has a motor (60) and a Endless belt (62) which revolves around a roller (76) which rotatably with the holder of the dispersive Elements (37) is connected. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Motor (60) umfaßt, dessen Achse direkt drehfest mit der Halterung des dispersiven Elements (37) verbunden ist.7. The device according to claim 3, characterized in that the drive comprises a motor (60), whose axis is directly connected to the holder of the dispersive element (37) in a rotationally fixed manner. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Motor (60) und einen Stelliingsgebcr (68) umfaßt.8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the drive is a motor (60) and an adjusting encoder (68). Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schnellen Messen eines Spektralbereichs, der ein Vielfaches des bei gewünschter Auflösung zu einem Zeitpunkt von einer stationären Fotodetektoranordnung maximal erfaßbaren Teilbereichs beträgt, und ein Spektralfotometer zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for quickly measuring a spectral range that is a multiple of maximum detectable at the desired resolution at a point in time by a stationary photodetector arrangement Subrange, and a spectrophotometer for performing the method. Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 42 11 486 bekannt. Dabei wird das Licht einer Lichtquelle zunächst durch ein dispersives Element zerlegt und dann wird eine diskrete zentrale Wellenlänge aus diesem Spektrum auf eine Probenkammer abgebildet, hinter welcher eine Fotodetektorzelle angeordnet ist. Letztere kann aufgrund dieser Anordnung jeweils nur den gemittelten Wert im Bereich einer einzigen zentralen Wellenlänge erfassen. In der Einleitung dieser Druckschrift ist auch eine lineare Anordnung von Fotodetektoren erwähnt, jedoch lediglich als besonders nachteilige Anordnung, und die gesamte Lehre dieser Druckschrift erwähnt an keiner Stelle eine Kombination oder eine Verwendung einer solchen linearen Fotodetektoranordnung in Verbindung mit dem beschriebenen Spektralfotometer. Eine solche Kombination durch Ersetzen des dort verwendeten Detektors durch eine Fotozellenanordnung wäre auch nicht sinnvoll, weil diese außerhalb der Abbildungsebene wäre und deshalb keine bessere Auflösung nach Wellenlängen bringen würde. Diese Druckschrift lehrt deshalb ausdrücklich von der Vewendung linearer Fotodetektoranordnungen fort.One such method is from US Pat. No. 4,211,486 known. The light from a light source is first broken down by a dispersive element and then a discrete central wavelength from this spectrum is mapped onto a sample chamber, behind which a photodetector cell is arranged. Due to this arrangement, the latter can only be the averaged Record value in the range of a single central wavelength. In the introduction to this document is also mentioned a linear arrangement of photodetectors, but only as a particularly disadvantageous arrangement, and the entire teaching of this document never mentions any combination or use such a linear photodetector arrangement in connection with the spectrophotometer described. Such a combination by replacing the detector used there with a photocell arrangement would not make sense either, because this would be outside the image plane and therefore not a better one Resolution by wavelengths. This publication therefore teaches expressly of the use linear photodetector arrays. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Messen eines Spektralbereichs zu schaffen, welches ein besonders schnelles Durchmessen des gesamten Spektralbereichs und auch ein gezieltes schnelles Vermessen eines beliebigen Teilspektralbereichs ermöglicht.
Diese Aufgabe ist durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
The object of the invention is to create a method for measuring a spectral range which enables particularly rapid measurement of the entire spectral range and also a targeted rapid measurement of any partial spectral range.
This problem is solved by the characterizing part of claim 1.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der dieses Verfahren durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.A further object of the invention is to create a device with which this method is carried out can be. This object is achieved by the features of claim 3. Nach einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Antrieb einen Motor, welcher ein Endlosband antreibt, an welchem das freie Ende einer Steuerstange gleitend geführt ist, deren anderes Ende drehfest mit der Halterung des dispersiven Elements verbunden ist.According to a further development of the invention, the drive comprises a motor which drives an endless belt, on which the free end of a control rod is slidably guided, the other end of which is fixed against rotation with the holder of the dispersive element is connected. Zum besseren Verständnis der Vorteile der vorliegenden Erfindung wird darauf hingewiesen, daß Monochromatoren üblicherweise eine Spindel zum Antrieb des Steuerarms des Drehtellers verwenden, auf welchem sich das dispersive Element befindet. Zum Verfahren des dispersiven Elements muß nicht nur die Länge der Spindel, sondern deren Umfang multipliziert mit der Anzahl der durchfahrenden Windungen zurückgelegt werden. Durch Erhöhung der Steigung des Spindelgewindes kann die Vorschubgeschwindigkeit zwar erhöht werden, dabei verringert sich jedoch zwangsläufig die Genauigkeit der Führung. Je steiler das Spindelgewinde ausgebildet ist, um so schneller ist zwar der Vorschub bei gleicher Drehgeschwindigkeit, aber um so ungenauer ist gleichzeitig auch der Vortrieb und damit die Zu-Ordnung zwischen geometrischem Ort auf der Spindel und der Wellenlänge.For a better understanding of the advantages of the present invention, it should be noted that monochromators usually use a spindle to drive the control arm of the turntable on which the dispersive element is located. For the process of the dispersive element not only the length of the Spindle, but rather its circumference multiplied by the number of turns covered will. The feed rate can be increased by increasing the pitch of the spindle thread However, this inevitably reduces the accuracy of the guidance. The steeper the spindle thread is formed, the faster the advance is at the same rotational speed, but the less precise is at the same time the propulsion and thus the allocation between the geometric location on the spindle and the wavelength. Diese Nachteile entfallen bei der vorliegenden Erfindung, weil der Antrieb der Steuerstange über die lineare Bewegung des Endlosbandes erfolgt. Diese Linearbe-These disadvantages do not apply to the present invention, because the control rod is driven by the linear movement of the endless belt. This linear (V) wcgung kann sehr schnell durchgeführt werden, unter gleichzeitig Einhaltung sehr enger Toleranzen sowohl der Geschwindigkeit als auch der jeweiligen Kenntnis der genauen Position. Letztere Kenntnis ist wiederum(V) washing can be done very quickly, under at the same time compliance with very tight tolerances both in terms of speed and the respective knowledge the exact position. The latter knowledge is again
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