DE3939148A1 - Zweistrahl-spektrometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweistrahl-Spektrometer entspre­ chend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Für solche Spektrometer wurden bisher Dual-Photodiodenzeilen und übereinanderstehende Eintrittsspalte verwendet.

Diese Dual-Photodiodenzeilen sind sehr teuer. Außerdem ist für eine solche Meßanordnung ein stigmatisches Gitter erforder­ lich. Die Strahleinkopplung ist daher praktisch nur mit Licht­ leitern realisierbar oder erfordert aufwendige Optiken zur Strahltrennung.

Aufgabe der Erfindung ist, die teure Dual-Photodiodenzeile durch eine preisgünstigere Single-Photodiodenzeile zu er­ setzen. Weiterhin sollen die Eintrittsspalte deutlich getrennt werden, um eine spezielle Strahltrennung überflüssig zu ma­ chen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zweistrahl- Spektrometer mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs ge­ nannten Merkmalen gelöst.

Durch die geeignete Wahl der Winkel zwischen den Eintritts­ spalten und dem Gitter werden die Spektren im entgegengesetz­ ten Sinn auf ein einziges Array abgebildet.

Es kann somit ein einziges Array und eine einfachere Elektro­ nik verwendet werden. Die erfindungsgemäße Meßanordnung läßt insbesondere die Verwendung einer gepulsten Xenon-Blitzlampe zu.

Bevorzugt werden die Wellenlängen 200-400 nm.

Der Winkel zwischen den beiden Eintrittsspalten 8 und 9 kann 7,9° und der Winkel zwischen einem der Eintrittsspalten 8 oder 9 und dem Anfang des Arrays 17 kann 9,0° betragen, wobei von einem Radius von ca. 190 mm ausgegangen wird.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung der Lampe 1, der Meß­ zelle 6 und des Spektrometers 7.

In der Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung dargestellt.

Das erfindungsgemäße Zweistrahl-Spektrometer weist folgende Vorteile auf:

• - nur 1 Array und 1 Gitter erforderlich
• - kein unterschiedliches Verhalten von Meß- und Referenzkanal
• - geringerer elektronischer Aufwand (1 Vorverstärker, 1 AID- Wandler)

Das erfindungsgemäße Spektrometer kann vorteilhaft zur Messung der Gaskonzentrationen in Rauchgas verwendet werden.

Bezugszeichenliste

 1 Lampe
 2 Strahlteiler
 3 Meßstrahl
 4 Referenzstrahl
 5 Umlenkoptik
 6 Meßzelle
 7 Spektrometer
 8 Eintrittsspalt für Meßstrahl
 9 Eintrittsspalt für Referenzstrahl
10 Konkaves Flat-Field Gitter
11 Eintretender Meßstrahl (1)
12 Eintretender Referenzstrahl (2)
13 Array-Spektrum vom Meßstrahl (Ordnung: +1)
14 Array-Spektrum vom Meßstrahl (Ordnung: -1)
15 Array-Spektrum vom Referenzstrahl (Ordnung: +1)
16 Array-Spektrum vom Referenzstrahl (Ordnung: -1)
17 Auswertearray

Die Pfeile geben den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 200 nm (Pfeilspitze) an.

Claims (1)

1. Zweistrahl-Spektrometer

   • a) mit einer Lampe (1), einem Strahlteiler (2), der den Strahl der Lampe in den Meßstrahl (3) und den Referenz­ strahl (4) aufteilt, einer Umlenkoptik (5),
   • b) einer Meßzelle (6), die vom Meßstrahl (3) durchstrahlt wird, und einem Spektrometer (7), bestehend aus
   • c) einem ersten Eintrittsspalt (8), der den Meßstrahl nach Durchlaufen der Meßzelle in das Spektrometer (7) eintre­ ten läßt,
   • d) einem zweiten Eintrittsspalt (9), der den Referenzstrahl (4) in das Spektrometer (7) eintreten läßt,
   • e) einem optischen Gitter (10), das sowohl den Meßstrahl (3) als auch den Referenzstrahl (4) spektral zerlegt und aus beiden Strahlen (3), (4) jeweils ein Spektrum bil­ det,
   • f) Array-Detektoren, die sowohl das Spektrum des Meßstrahls (3) als auch das Spektrum des Referenzstrahls (4) regi­ strieren, dadurch gekennzeichnet, daß
   • g) als optisches Gitter ein konkaves Flat-Field-Gitter dient, das sowohl den Meßstrahl (3) als auch den Refe­ renzstrahl (4) spektral zerlegt,
   • h) die beiden Eintrittsspalten, der Mittelpunkt des Gitters und die Meß- und Referenzspektren in einer Ebene liegen,
   • i) die beiden Eintrittsspalten (8), (9) gegenüber der Git­ ternormalen in einem solchen Winkel angeordnet sind, daß sich das Spektrum des Meßstrahles (3) der Ordnung +1 unmittelbar an das Spektrum des Referenzstrahls (4) der Ordnung -1 in umgekehrter Richtung anschließt und
   • j) beide Spektren auf einem einzigen Array-Detektor regi­ striert werden.