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Diese
Erfindung betrifft einen Wellenlängenstandard
im sichtbaren und Infrarotbereich zum Gebrauch bei der Analyse und
Identifizierung von Materialien, und betrifft insbesondere einen
Wellenlängenstandard
gemäß der Präambel von
Anspruch 1.
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Optisches
Absorptionsvermögen
messende Instrumente haben sich als ein wertvolles Werkzeug beim
Analysieren von Materialien sowohl zum Bestimmen und Messen der
Bestandteile von Materialien als auch zum Bestimmen und Messen von
Eigenschaften von Materialien sowie zum Identifizieren unbekannter
Materialien bewährt.
Zu diesen Zwecken sind die Messungen primär im nahen Infrarotbereich ausgeführt worden,
aber Messungen im unteren Ende des sichtbaren Spektrums sind auch
verwendet worden.
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Ein
typisches Messinstrument von Absorptionsvermögen im nahen Infrarotbereich
bestrahlt das Material mit nahem Infrarotlicht und erfasst das nahe Infrarotlicht,
das von dem analysierten Material reflektiert oder durch dieses übertragen
wird, während die
Wellenlänge
des nahen Infrarotlichts auf ein schmales Band beschränkt ist,
welches über
das nahe Infrarotspektrum variiert wird. Zum Ausführen einer
akkuraten Analyse oder Identifikation des Materials ist es erforderlich,
das Instrument so geeicht zu haben, dass die Wellenlängen, bei
denen die Messungen von Absorptionsvermögen ausgeführt werden, präzise identifiziert
werden. In diesem Zusammenhang hat das Nationale Eichamt ein Bezugsmaterial
entwickelt, das als ein Wellenlängenstandard im
nahen Infrarotbereich dienen würde.
Dieses Bezugsmaterial war eine Mischung aus drei Seltenerdoxidpulvern
in gleichen Gewichtsteilen, Dysprosiumoxid, Erbiumoxid und Holmiumoxid.
Dieses Bezugsmaterial zeigt Absorptionsspitzen bei genau bekannten
Wellenlängen,
wie in einem Artikel von V. R. Weidner, P. Y. Barner und K. L. Eckerle
unter dem Titel "A
Wavelength Standard for the Near Infrared Based on the Reflectance
of Rare Earth Oxides" [Ein Wellenlängenstandard
für den
nahe Infrarotbereich basierend auf dem Reflexionsvermögen von
Seltenerdoxiden] im Journal of Research of the National Bureau of
Standards, September-Oktober 1986 beschrieben ist. Diese Seltenerdoxidmischung
wird derzeit als ein Standard verwendet, indem sie in einem Probenbecher
mit einem Quarzfenster versiegelt wird, um Messung eines Absorptionsspektrums
mit einem nahen Infrarotspektralphotometer zuzulassen. Um als ein
Standard zu dienen, müssen
die durch das Standardmaterial gezeigten Absorptionsspitzen innerhalb
plus oder minus 1,0 Nanometer der in dem Artikel von 1986 beschriebenen
Absorptionsspitzen liegen. Die in einem Becher mit einem Quarzfenster versiegelte
Mischung aus Seltenerdoxiden erfüllt
diese Toleranzanforderung.
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Der
aus der Mischung der Seltenerdoxidpulver bestehende Standard birgt
jedoch mehrere Nachteile. Das pulverförmige Material ist schwer gleichmäßig und
dicht in einem Probenbecher so zu verpacken, dass das Material sich
nicht innerhalb des Bechers verschiebt und Risse oder Hohlräume aufweist,
die durch das Quarzfenster sichtbar sind. Solche Hohlräume können herum
bewegt werden, wodurch das durch das Spektralphotometer abgetastete Bezugsmaterial
sich physikalisch verändert.
Während
die Positionen der Absorptionsspitzen sich nicht ändern, wenn
die Hohlräume
ihre Position unter dem Fenster ändern,
können
die Intensitäten
der Spitzen variieren und variieren tatsächlich. Darüber hinaus erzeugen die mechanischen
Eigenschaften des Materials ein Auftreten von Instabilität in dem
Material. Da die Pulvermischung heterogen ist, gibt es darüber hinaus
keine Gewährleistung,
dass sich die verschiedenen Pulver nicht trennen oder Schichten
bilden werden. Wenn lokale Variationen in den Konzentrationen sehr
klein sind, würden
sich nur die Intensitäten in
den durch das NIR-Spektralphotometer gemessenen Absorptionsspitzen ändern. Offensichtliche
Spitzenpositionen könnten
sich jedoch ändern,
wenn sich lokale Proportionen der Seltenerdoxidpulver bedeutend ändern würden. Außerdem kann
das Material nicht einfach sandwichartig als eine dünne, mechanisch
stabile Schicht zwischen zwei Quarzfenstern vorgesehen werden, damit
Verwendung desselben als ein Wellenlängenstandard in der Übertragungsbetriebsart
ermöglicht
wird. Zum Lösen
der oben beschriebenen Probleme beim Verwenden von Seltenerdoxidpulvern
als einen Standard wurde einmal vorgeschlagen, die Seltenerdoxide
in eine gesinterte Matrix aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder
anderen Perhalopolyethylenen einzuschließen. Zum Herstellen des Produkts
wurde das Seltenerdpulver mit PTFE-Pulver gemischt und die resultierende
Mischung wurde zum Sintern der PTFE-Teilchen erhitzt, um das Seltenerdpulver
in eine PTFE-Betonmatrix einzubetten. Wenn Seltenerdoxide in eine
wärmegesinterte
Matrix aus PTFE eingebettet werden, unterscheiden sich jedoch die
Wellenlängen
der durch das gesinterte Material gezeigten Absorptionsspitzen von den
Wellenlängen
der Absorptionsspitzen, die durch die Seltenerdoxide in Pulverform
gezeigt werden, was beweist, dass eine chemische Änderung
während
des Sinters erfolgt. Die Spitzenänderungen
sind recht drastisch und infolgedessen ist ein Standard, der eine
Kombination aus Seltenerdoxidpulver in einer wärmegesinterten Matrix aufweist,
viel weniger nützlich,
als er wäre,
wenn die Absorptionsspitzen denjenigen des Artikels des Nationalen
Eichamts entsprechen würden.
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Ein
Wellenlängeneichungsstandard,
der aus einer gesinterten PTFE-Matrix gebildet wird, die Seltenerdoxide,
d.h. Holmiumoxid, Dysprosiumoxid und Erbiumoxid einschließt, ist
bekannt (US-A-5 462 795). Die Herstellung des Standards erfolgt
durch die folgenden Schritte: "Das
gewünschte
Pigmentdotiermittel wird dann in einer Konzentration zum Erzeugen des
gewünschten
Standards von Farbton, Wert und Farbart hinzugegeben und gemischt,
bis ein gepresstes Pellet des Materials eine Probe einheitlicher
Erscheinung ergibt" und "Das gemischte Material
wird dann gewogen und komprimiert, um einen Standard bekannter Dichte
zu erhalten, wobei die Farbe des Endprodukts direkt in Bezug zu
der vorgesinterten Kompressionsdichte steht. Nach Komprimierung
auf eine geeignete Größe, wird
das Material auf eine Porzellanplatte bei 360 DEG-370 DEG C" gesintert."
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Zusammenfassung
der vorliegenden Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung zufolge wird eine Betonmatrix geschaffen,
wobei die Seltenerdoxide einheitlich verteilt in die Matrix eingebettet
sind und bei der die Absorptionsspitzen in der gleichen Wellenlängenposition
wie in der Mischung der Seltenerdpulver liegt. Die Absorptionsspitzen
in dem resultierenden Material sind um nicht mehr als einen Nanometer
verändert
oder verschoben, was innerhalb des in dem Papier des Nationalen
Eichamts spezifizierten Toleranzbereichs liegt. Das Wort "Beton", wie es hier verwendet
wird, entspricht seiner Lexikondefinition und bedeutet "gebildet durch eine
Koalition von Teilchen zu einer soliden Masse". Die Seltenerdoxide werden in der Betonmatrix
eingebettet, indem die pulverförmigen
Seltenerdoxide oder ein anderes Wellenlängenbezugsmaterial mit einem
pulverförmigen Matrixmaterial
wie zum Beispiel PTFE gemischt werden und die Mischung ausreichendem
Druck bei Umgebungstemperatur ausgesetzt wird, um die Matrixmaterialteilchen
zu einer Betonmatrix zu koaleszieren. Wenn ausreichender Druck auf
das mit den Seltenerdoxiden gemischte PTFE-Pulver ausgeübt wird, koaleszieren
die Teilchen aus PTFE zu einer Betonplatte, die die Teilchen aus
Seltenerdpulver unbeweglich innerhalb der PTFE-Matrix hält. Für einen Reflexionsstandard
würde der
prozentuale Anteil von Seltenerdpulver normalerweise im Bereich
von 5 bis 30 Prozent liegen. Über
33 Prozent wird die Platte aus PTFE und Seltenerdoxid zu bröckelig.
Ein Reflexionsstandard wird normalerweise eine Dicke von 10 bis
3 Millimeter haben.
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Einer
alternativen Ausführungsform
zufolge wird ein Übertragungsstandard
geschaffen, bei dem die das Seltenerdoxidpulver enthaltende PTFE-Matrix
zu einer dünnen
Tafel von 0,3 Millimeter bis drei Millimeter dick mit einem prozentualen
Anteil von Seltenoxidpulver von 10 bis 1 Gewichtsprozent ausgebildet
wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
einzige Figur der Zeichnungen stellt schematisch ein Instrument
zum Analysieren von Material hinsichtlich seines Reflexionsgrads
oder Transmissionsgrads im nahen Infrarot- und sichtbaren Bereich dar.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Die
vorliegende Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform ein Reflexionsstandard
und in einer zweiten Ausführungsform
ein Transmissionsstandard, beide zum Gebrauch in einem Instrument
wie dem in der Zeichnung gezeigten.
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Wie
in der Zeichnung gezeigt ist, weist das in dem System der vorliegenden
Erfindung verwendete Instrument ein nahes Infrarotspektralphotometer 11 mit
einem oszillierenden Gitter 13 auf, auf das das Spektralphotometer
Licht richtet. Das Gitter 13 reflektiert Licht mit einem
schmalen Wellenlängenband durch
Austrittsspaltoptik 15 auf eine Probe 17. Wenn das
Gitter oszilliert, überstreicht
die Mittelwellenlänge des
Lichts, das die Probe beleuchtet, das nahe Infrarotspektrum. Licht
aus dem Beugungsgitter, das durch die Probe reflektiert wird, wird
durch Infrarotphotodetektoren 19 erfasst. Die Photodetektoren
erzeugen ein Signal, das zu einem Analog-Digital-Wandler 22 durch
einen Verstärker 20 übertragen wird.
Ein Indexiersystem 23 erzeugt Impulse, wenn das Gitter 13 oszilliert,
und legt diese Impulse an einen Computer 21 und den Analog-Digital-Wandler 22 an.
Als Reaktion auf die Impulse von dem Indexiersystem 23 wandelt
der Analog-Digital-Wandler
aufeinanderfolgende Proben des Ausgangssignals des Verstärkers 20 in
Digitalwerte um. Jeder Digitalwert entspricht somit dem Reflexionsgrad
der Probe bei einer bestimmten Wellenlänge im nahen Infrarotbereich.
Der Computer 21 kontrolliert die Winkelposition des Gitters 13 und
kontrolliert dementsprechend die Wellenlänge, die die Probe bei Oszillieren
des Gitters bestrahlt, durch Zählen
der durch das Indexiersystem 23 erzeugten Impulse. Die
durch das Indexiersystem 23 erzeugten Impulse definieren
inkrementelle Indexpunkte, an denen Werte des Ausgangssignals des Verstärkers in
Digitalwerte umgewandelt werden. Die Indexpunkte werden inkrementell über das
gesamte nahe Infrarotspektrum verteilt und jeder entspricht einer
anderen Wellenlänge,
bei der die Probe bestrahlt wird. Der Computer 21 wandelt
jeden Reflexionsgradwert in ein Absorptionsvermögen des Materials bei der entsprechenden
Wellenlänge
um. Wenn der Transmissionsgrad der Probe gemessen wird, werden Photodetektoren
zum Empfangen von durch die Probe übertragenem Licht positioniert,
die in dem Weg des die Austrittsspaltoptik durchquerenden Lichts
schmaler Bandbreite positioniert ist.
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Die
Struktur und die Betriebsweise eines Spektralphotometers ist ausführlicher
im US-Patent Nr. 4,969,739 beschrieben.
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Die
Genauigkeit des Instruments beim Analysieren und Identifizieren
von Materialien hängt
von der Genauigkeit ab, bei der die durch die Austrittsspaltoptik 15 übertragenen
Wellenlängen
bekannt sind. Darüber
hinaus hängt
genau diese Fähigkeit des
Instruments, einige Eigenschaften von Materialien zu messen, von
dieser Genauigkeit ab. Aus diesem Grunde besteht eine Notwendigkeit,
mit Präzision
zu verifizieren, dass die Eichung des Instrument korrekt für die durch
die Austrittsspaltoptik übertragenen
Wellenlängen
ist. Reflexions- und Transmissionsstandards stellen durch Zeigen
von Spitzen von Absorptionsvermögen
bei bekannten Wellenlängen ein
Mittel zum Erzielen der benötigten
Wellenlängeneichungsverifikation
von Spektralphotometern bereit. In Gebrauch wird ein Reflexionsstandard
anstelle der Probe 17 positioniert, um das durch die Austrittsspaltoptik übertragene
Licht zu den Photodetektoren 19 zu reflektieren, und das
Spektrogramm des Standards wird gemessen. Von dem Spektrogramm werden
die durch den Reflexionsstandard gezeigten Absorptionsspitzen gemessen.
Diese Information liefert somit eine Basis zum Verifizieren, dass die
durch die Austrittsspaltoptik übertragenen
Wellenlängen
korrekt und genau geeicht sind.
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Wenn
das Spektralphotometer zum Analysieren einer Probe durch Transmission
durch die Probe verwendet wird, ist es zu bevorzugen, die Instrumenteichung
mit einem Transmissionsstandard zu verifizieren, der in dem Weg
des die Austrittsspaltoptik durchquerenden Licht positioniert wird,
so dass die Photodetektoren durch den Transmissionsmessstandard übertragenes
Licht empfangen werden. Das Transmissionsspektrogramm wird dann
gemessen und zum Verifizieren verwendet, dass die Wellenlängeneichung
des Instruments genau akkurat ist.
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Die
von den Wellenlängenstandards
durch das Spektralphotometer gemessenen Spektrogramme können auch
zum aktiven Eichen der durch die Austrittsspaltoptik des Spektralphotometers übertragenen
Wellenlängen
bei jedem Winkelinkrement des Gitters 13 verwendet werden.
Das von dem wie oben beschriebenen Reflexionsstandard gemessene Spektrogramm
schafft eine Grundlage zum aktiven Eichen des in einer Reflexionsbetriebsart
arbeitenden Spektralphotometers, und das von einem wie oben beschriebenen
Transmissionsstandard gemessene Spektrogramm schafft eine Grundlage
zum aktiven Eichen des in einer Transmissionsbetriebsart arbeitenden
Spektralphotometers.
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Der
bevorzugten Ausführungsformen
des Reflexionsstandards und des Transmissionsstandards der vorliegenden
Erfindung zufolge werden Seltenerdoxide, Dysprosiumoxid, Erbiumoxid
und Holmiumoxid, in einem Gewichtsverhältnis von 1:1:1 mit pulverförmigem PTFE
gemischt. Bei dem Reflexionsstandard weisen die Seltenerdoxide etwa
5 bis 30 Gewichtsprozent des PTFE-Pulvers auf. Bei dem Transmissionsstandard
weisen die Seltenerdoxide von 1 bis 10 Gewichtsprozent des PTFE-Pulvers auf. Die
Mischung wird durch Vermengen des Seltenerdoxidpulvers in einer
heterogenen Mischung mit dem PTFE-Pulver ausgeführt, und die resultierende
Mischung wird dann in eine Form, Druckform oder zwischen Drucktiegel
platziert und ausreichender Druck 35,2 bis 352 kp/cm2 wird
an die Pulvermischung zum Koaleszieren der pulverförmigen Mischung
zu einer Betonplatte bei Umgebungstemperatur angelegt. Die resultierende
Platte wird bei Analyse durch das Instrument von 1 Absorptionsspitzen
bei den gleichen Wellenlängen
wie zum Beispiel Absorptionsspitzen aufweisen, die von der Pulvermischung
allein erfasst werden, wie in dem Papier des Nationalen Eichamts
von 1986 beschrieben ist. Die Wellenlängen werden bestimmt, um mit
denjenigen des Papiers des Nationalen Eichamts innerhalb eines Toleranzbereichs
von plus oder minus einem Nanometer überein zu stimmen, welches
der durch das Papier des Nationalen Eichamts spezifizierte Genauigkeitstoleranzbereich
ist. Es ist nicht kritisch, dass der Druck bei Umgebungstemperatur
angelegt wird, aber die Temperatur muss ausreichend niedrig sein,
dass die durch die Seltenerdoxide gezeigten Absorptionsspitzen sich
nicht verschieben, wenn diese in der PTFE-Betonmatrix eingebettet
sind. Die Temperatur sollte ausreichend niedrig sein, so dass die
Teilchen des PTFE-Pulvers aufgrund des angelegten Drucks anstelle
aufgrund des Oberflächenschmelzens
der PTFE-Teilchen koaleszieren.
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Wenn
das Material als ein Reflexionsstandard zu verwenden ist, wird es
zu einem Betonblock von mindestens drei Millimeter Dicke ausgebildet werden
und wird aus einer Mischung von etwa 5–30 Gewichtsprozent der Seltenerdoxide
zu dem PTFE-Pulver gebildet werden. Wenn der Bezugsstandard 3 Millimeter
dick ist, beträgt
der prozentuale Anteil von Seltenerdoxiden 30 Gewichtsprozent des PTFE.
Wenn die Dicke des Blocks 10 Millimeter beträgt, beträgt der bevorzugte prozentuale
Anteil des Seltenerdoxids in dem Block etwa 5 Gewichtsprozent.
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Das
maximale Gewichtsverhältnis
von Seltenerdoxiden zu PTFE beträgt
etwa ein Drittel, da, wenn die Menge von Pulver im wesentlichen
ein Drittel übersteigt,
die resultierende Platte zu brüchig wird.
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Für den Transmissionsstandard
liegt die Matrix in Form einer dünnen
Tafel von etwa 0,3 Millimeter bis 3 Millimeter Dicke vor und der
prozentuale Anteil der Seltenerdoxide in dem Material liegt im Bereich
zwischen 10 bis 1 Gewichtsprozent. In einer bevorzugten Ausführungsform
eines Transmissionsstandards mit einer Dicke von 0,3 Millimetern
beträgt der
bevorzugte prozentuale Anteil von Seltenerdoxiden zu PTFE 10 Gewichtsprozent.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform eines Transmissionsstandards
mit einer Dicke von 3 Millimetern beträgt der prozentuale Anteil der
Seltenerdoxide zu dem PTFE 1 Gewichtsprozent. Allgemein sollte sowohl
für den
Transmissionsstandard als auch den Reflexionsstandard gelten, je
dünner
die Matrix ist, desto größer sollte
der prozentuale Anteil von Seltenerdoxid sein.
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Da
das Papier des Nationalen Eichamts die drei Seltenerdoxide in dem
Gewichtsverhältnis
von 1:1:1 als einen Absorptions-Reflexions-Standard für Wellenlängeneichung
festlegt, sind die bevorzugten Seltenerdoxidpulver in der vorliegenden
Erfindung diese gleichen drei Seltenerdoxidpulver und in diesem
gleichen Verhältnis.
Ein oder zwei der drei Seltenerdoxidpulver kann/können jedoch
aus der Platte weggelassen werden und das resultierende Produkt wird
weiterhin ein effektiver Reflexionsstandard sein. Zusätzlich können die
Verhältnisse
von Pulver variiert werden, um einen Bereich ausgewählter relativer Intensitäten zu erzielen.
In jedem Fall werden die einzelnen Oxide Absorptionsspitzen in der
Matrix bei den selben Wellenlängen
aufweisen, die sie einzeln in reiner Pulverform zeigen.
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Zusätzlich können andere
Seltenerdoxide neben den in dem Papier des Nationalen Eichamt spezifizierten
verwendet werden. Der Erfindung zufolge können Oxide jeglicher der Reihe
von 15 metallischen Elementen mit Atomnummern im Bereich von 57
bis 71 verwendet werden. Diese Gruppe besteht aus Lanthan, Cer,
Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium,
Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium. Ein anderes Material,
das als das Wellenlängenbezugsmaterial
verwendet werden kann, ist Talk (Mg3Si4O10(OH)2.
Talk weist wenige Absorptionsspitzen auf, aber die Spitzen sind
außergewöhnlich schmal,
was einen Talk als das Wellenlängenbezugsmaterial
verwendenden Bezugsstandard beim Bewerten der Bandbreite des Instruments
nützlich gestaltet.
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Eine
andere Art zum Einbetten des Seltenerdoxidmaterials in der Matrix
besteht darin, Seltenerdoxide in Glass zu dotieren, welches dann
gemahlen und wie oben beschrieben in die Matrix komprimiert wird.
In Glas dotierte Seltenerdoxide können als ein Transmissionsstandard
verwendet werden, aber sie werden nicht die gleichen Absorptionsspitzen
zeigen, wie sie sie in reiner oder Pulverform zeigen. Wenn Seltenerdoxide
enthaltendes Glas gemahlen und anschließend in eine PTFE-Matrix oder
ihr Äquivalent eingebettet
wird, und die Matrix zu einem Reflexionsstandard geformt wird, wird
der resultierende Reflexionsstandard die gleichen Absorptionsspitzen
zeigen, die der Transmissionsstandard aus mit den Seltenerdoxiden
dotiertem Glas zeigt.
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Alternativ
können
auch anderen Materialien verwendet werden, die Absorptionsspitzen
im nahen Infrarot- und sichtbaren Spektrum zeigen. Zum Beispiel
kann pulverförmiges
Polystyrol oder pulverförmiges
Polyethylen mit pulverförmigem
PTFE gemischt werden, um die Reflexionseigenschaften von PTFE als
eine Matrix auszunutzen, die das pulverförmige Polystyrol oder Polyethylen
einbettet. Ein solches Produkt erlaubt die Steuerung aller Variablen zum
Optimieren eines Standards für
eine gegebene Anwendung. Zusätzlich
können
Polystyrol oder Polyethylen auch mit Mineralien oder Seltenerdmaterialien
gemischt werden.
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Wie
oben beschrieben ist, ist das bevorzugte Matrixmaterial, das das
pulverförmige
Wellenlängenbezugsmaterial
einbettet, PTFE. PTFE ist das bevorzugte Material für die Matrix,
da es Absorptionsvermögen
aufweist, die gut hinsichtlich Reflexion gekennzeichnet sind. Die
Absorptionsmerkmale von PTFE sind sehr breit und sehr schwach und
PTFE fehlen die Absorptionsspitzen, die charakteristisch für Wellenlängenbezugsmaterialien
sind. Die stärksten
Absorptionsvermögen,
die Spitzen und Bezugsmaterialien behindern können, treten nur bei längeren Wellenlängen auf,
die den Großteil
des NIR und des sichtbaren Spektrums störungsfrei lassen. Abgesehen
von dem niedrigen Absorptionsvermögen ist das PTFE-Material stark
streuend im optischen Sinne. Diese Charakteristik verleiht dem Material
hohes Reflexionsvermögen.
Darüber
hinaus streut in das Material eindringendes Licht intern, und wenn
das Material ausreichend dünn
ist, wird das Licht durch das Material übertragen. Das PTFE kann als
ein Verdünnungsmittel
und ein Klebstoff betrachtet werden, der das Wellenlängenbezugsmaterial
an richtiger Stelle hält,
und dessen optische Eigenschaften ihm erlauben, Licht bei praktisch
keiner Absorption von sichtbarem oder nahem Infrarotlicht zu reflektieren, während es
Wechselwirkung des Lichts mit in der Matrix eingebetteten Materialien
zulässt.
Während das
PTFE aus den oben angeführten
Gründen
ein bevorzugtes Material ist, können
andere Materialien für
die Matrix verwendet werden. Spezifisch kann ein jegliches Perhalopolyethylen
verwendet werden, so können
zum Beispiel Poly(perchlorethylen) oder Poly(chlorfluor)ethylen)
oder Poly(chlortrifluorethylen) verwendet werden. Als eine andere
Variation kann ein Monomer, Per(chlorfluor)ethylen mit Tetrafluorethylen
copolymerisiert werden, um das Pulver zu liefern, aus dem die Matrix
gebildet wird.
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Allgemein
würde ein
jegliches festes Polymermaterial, das keine Bindungen zwischen Wasserstoff
und Kohlenstoff, Sauerstoff oder Stickstoff enthält, eine Matrix bereitstellen,
die äußerst geeignet PTFE
ersetzen würde.
In einem solchen Polymer enthält
das Rückgrat
der Polymerkette nur Kohlenstoff. Es ist jedoch möglich, dass
die Polymerkette andere Atome wie zum Beispiel Sauerstoff enthält, solange der
Sauerstoff oder ein anderes Atom nur an Kohlenstoff gebunden ist
und nicht an irgendein anderes Element wie zum Beispiel Wasserstoff
gebunden ist. Beispiele solcher Materialien, die auf Tetrafluorethylenoxid
und Perfluorethylenoxid basieren, sind: Poly(tetrafluorethylenoxid-co-difluormethylenoxid);
Poly(tetrafluorethylen-co-tetrafluorethylenperfluorpropylether);
und Poly(perfluorpropylenoxid-co-perfluorformaldehyd).
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Es
gibt viele halogenierte Polymere, die mit den oben beschriebenen
verwandt sind, die jedoch nicht perhalogeniert sind. Solche Polymere,
bezeichnet als Hydrohalopolymere, können aus Monomeren hergestellt
werden, die sowohl etwas Wasserstoff als auch Halogen enthalten,
z.B. Vinylidenchlorid, CH2Cl2,
oder Vinylidenfluorid, CH2CF2.
Alternativ können
Hydrohalopolymere durch Copolymerisation von kein Halogen enthaltenden
Monomeren hergestellt werden, wie zum Beispiel Ethylen, und Monomeren, die
perhalogeniert sind, wie zum Beispiel Tetrafluorethylen. Solche
Verbindungen würden
dünn mit CH-Bindungen besiedelt
sein, die den Infrarot- und nahen Infrarotbereich absorbieren, aber
die Absorptionsvermögen
solcher Materialien sind verglichen mit denjenigen in ihren reinen
Kohlenwasserstoffgegenstoffen aufgrund der Auswirkungen reduziert,
die durch das Vorliegen von Fluor oder einfach Verdünnung verursacht
werden. Während
solche Verbindungen bedeutend stärkere
Absorptionsvermögen als
PTFE aufweisen, könnten
sie nichtsdestoweniger nützlich
als ein Matrixmaterial sein. Damit solche Verbindungen eine praktische
Verwendbarkeit als eine Matrix in einem Bezugsstandard haben können, muss
die Häufigkeit
des Auftretens von C-H-Bindungen in dem Material ausreichend niedrig
sein, dass wenigstens die Hälfte
der durch das Wellenlängenbezugsmaterial
in der Matrix verursachten Absorptionsspitzen im wesentlichen unverschoben
hinsichtlich ihrer Wellenlänge
und unbeeinträchtigt
bleiben.
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Die
obige Beschreibung betrifft bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
und Abwandlungen können
an diesen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen,
wie er in den anliegenden Ansprüchen
definiert ist.