DE1497577C - Spaltsteuervorrichtung fur Spektral photometer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spaltsteuervorrichtung für Spektralphotometer'mit zwei einen Spalt begrenzenden und jeweils von einem Spaltbackenträger getragenen Spaltbackcn, deren gegenseitiger Abstand durch Verschwenken um eine gemeinsame Achse mittels Hcbclwirkung mit Hilfe einer synchron mit der Wellenlänge drehbaren Kurvenscheibe nach, einem vorgegebenen. Programm veränderbar ist. Es ist eine Spallsteüervorrichtung dieser Art bekannt, bei der an einem Stützkörper mit Hilfe von sich rechtwinklig kreuzenden Federelemcnten die beiden Spaltbackenträger so gehalten sind, daß sie eine gemeinsame Schwenkachse haben, wobei die von der Kurvenscheibe über einen Hebel auf den einen Spaltbackenträger, übertragene Bewegung unter Zwischenschaltung einer Hebeeinrichtung derart auf den anderen Spaltbackenträger übertragen wird, daß beide Spaltbackenträgcr jeweils in entgegengesetzter Richtung verschwenkt, werden. Abgesehen von dieser recht komplizierten Maßnahme .für das gleichzeitige Verschwenken der Spallbackenträger um eine gemeinsame Achse erlaubt diese Steuervorrichtung nicht, daß durch die Kurvenscheibe vorgegebene Programm zur Anpassung an unterschiedliche Verhältnisse zu verschieben.

Es ist.eine andere Spaltstcucrvorrichtiing bekannt, bei der die beiden Spaltbacken mittels Spindeltrieb mit Rechts- und Linksgewinde gegenseitig verstellt und die von einer das Programm vorgebenden Kurvenscheibe über Hebel ausgelöste Verstellung unter Zwischenschaltung eines logarithmischen Getriebes . auf den Spindeltrieb Übertrager, wird. Das logarithmische Getriebe besteht aus zwei aufeinander abwälzbaren -logarithmischen Kurven, von denen die eine den Spindeltrieb dreht und von denen die andere über den von der Kurvenscheibe betätigten Hebel betätigt wird. Dabei ist die Ausgangsstellung der beiden logarithmischen Kurven einstellbar. Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe der Kurvenscheibe die Spaltbacken nicht nur so zu steuern, daß beispielsweise für jede Wellenlänge stets die Intensität des durch den Spalt hindurchtretenden Lichts konstant gehallen wird, sondern auch so, daß eine Niveauverschiebung dieser Intensität bei Beibehaltung des Kurvenscheibcnprogramms vorgenommen werden kann, indem dieses mit beliebigen Faktoren durch die Veränderung der Ausgangsstellung der logarithmischen Kurven multipjiziert wird. Diese bekannte Spaltsteuervorrichtung ist ebenfalls durch die Vielzahl der notwendigen Drehantriebe verhältnismäßig kompliziert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spaltsteuervorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die bei Beibehaltung des Vorleils von um eine gemeinsame Achse verschwen!<baren Spallbackcn eine vereinfachte Sehwcnkanordiiiing der Spaltbacken mit vereinfachter Möglichkeit zur Programmverseliicbuiig liefert'. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Spallbackenlräger durch einen ; gemeinsamen Schwenkzapfen nach Art einer Schere oder Zange verbunden sind, deren auf der einen Seile des Sehwenkzapfens gelegenen Arme die Spalt hacken aufweisen und deren auf der anderen Suite des Schwnik/.apl'cns befindlichen Arme auf der einander ziigekeliilen Seite spiegelbildlich zu Steiierkurven entsprechend einer

• Exponentialfunktion geformt sind und unter lederspaimiing an einem lolgeclcincnl anliegen, das niillels der Kurvenscheibe entlang der l'.xponunlinlkiirvu

' linear verschiebbar und in seiner Ausgangsstellung einstellbar ist. Der besondere Vorteil dieser Maßnahme liegt daran, daß man eine denkbar einfache Schwenkstützung der Spaltbackenträger erhält und durch bloße Linearverschiebung eines Folgeclements mit Hilfe der Kurvenscheibe entlang der Exponentialkurven die erwünschten Verviclfältigungsfaktoren erhält. Die Kontur der Exponentialkurven können dann im Unterschied zu den umlaufenden logarithmischen Kurven unmittelbar entlang .v .— x- Koordinaten entwickelt werden. Der Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen

ίο Vorrichtung ist damit erheblich gegenüber den bekannten Vorrichtungen vereinfacht.

Vorteilhaft ist das Folgeelement an einem Block. angeordnet, der auf einer durch die Kurvenscheibe verschiebbaren Führung in unterschiedlichen Stellungen ein- und feststellbar ist. Dabei kann die Führung von zwei durch eine Brücke starr miteinander verbundenen, gemeinsam durch die Kurvenscheibe verschiebbaren Stangen gebildet sein, von denen eine in Antriebsverbindung mit der Kurvenscheibe steht, wobei die Lage des Blocks auf den Führungsstangen unter Abstützung der Brücke einstellbar ist.

Zweckmäßig ist der Block mittels Feder gegen die Brücke gespannt und mit Hilfe einer diese durchdringenden Stellschraube gegenüber der Brücke auf den Stangen gegen die Federspannung verstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 im Aufriß und teilweise im Vertikalschnitt die die Erfindung beinhaltende Vorrichtung und F i g. 2 in vergrößertem Aufriß die Kreuznockenhebel .mit einem bei der eriindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Folgcelemcnt sowie eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Breite und der Lage des Folgeeleinents zeigt.

Gemäß F i g. 1 ist ein Paar von Hebeln 10 und 11 vorgesehen, die um einen gemeinsamen Zapfen 12 schwenkbar sind, der seinerseits fest mit dem nicht gezeigten Rahmen der Vorrichtung verbunden ist. Die Hebel 10 und H liegen kreuzweise zueinander, als wenn sie eine Schere bildeten und besitzen ein Paar von Armen 10' und 10" bzw. W und 11". An den Außenenden der Hebelarme 10' und IV ist ein Paar von Spaltbacken 13 bzw. 14 vorgesehen; während bei den beiden anderen Hebelarmen 10" und 11" die einander gegenüberliegenden Kanten zu Steuerkurven 15 bzw. 16 ausgebildet sind. Die Kreuzhebcl 10 und Il stehen unter der Spannung eines Paars von Federn 17 bzw. 18, die die Hebel in Richtung auf eine Verkleinerung der durch das Spaltbackenpaar definierten Spaltbreite .S' ziehen. Zwischen den Sleuerkurven 15 und 16 befindet sich ein Folgcelement 19, dessen im allgemeinen in Längsrichtung der Hebel erfolgende Linearverschiebung zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Spalt-

Γ)5 breite .V führt.

Das F'olgcclcmcnl 19 sitzt an einem Block 20, der seinerseits auf einem Paar von Führungsstangen 21 und 22 ruht, auf denen er in der im folgenden beschriebenen Weise axial verschiebbar ist. Die l'iihrungs-

^f>" stangen sind axial verschiebbar durch ein Paar von l.agerkörpern 23 gestützt, die an dem Rahmen der Vorrichtung befestigt sind und sind durch eine Brücke 24 starr miteinander verbunden, die sich im wesentlichen rechtwinkelig zn den l'°iihriiii);sslanj',en erstreckt.·

^fi5 Die Fühningsslanj;e 21 ist an einem linde mit einem Folgcdemenl 25 versehen, das gegen den I Inifang einer Kurvenscheibe 2ft gedrückt wird, welche in einer vorbestimmten Aiiliidisabliäiigigkcil von dem nicht ge-

zeigten Wellenantrieb drehbar ist. Der Block 20 ist durch ein Paar von Druckfedern 27 und 28 mit der Brücke 24 verbunden, wobei quer durch die Brücke eine Stellschraube 29 geschraubt ist, deren vorderes Ende gegen die eine Seite des Blocks 20 stößt.

Bei Drehung der Kurvenscheibe 26 werden der Block 20 und die Brücke 24 gemeinsam verschoben, wobei durch Einstellen der Stellschraube 29 der Block 20 gegenüber der Brücke 24 versetzt werden kann, wodurch ein unterschiedliches Auflösungsvermögen bewirkt wird, wie es noch im folgenden erläutert wird.

Gleitet gemäß F i g. 2 das Folgeelement 19 in Achsrichtung der Führungsstangen 21 und 22 auf den Steuerkurven 15 und 16 der Kreuzhebel 10 und 11, so werden diese unter Veränderung der Spaltbreite S um den Schwenkzapfen 12 geschwenkt. Es sei der Verschiebungsweg des Folgeelements in dieser Richtung auf der Abszisse und die Spaltbreite auf der Ordinate aufgetragen. Die Steuerkurven 15 und 16 haben eine derartige Kontur, daß die Spaltbreite S gemäß der folgenden Gleichung verändert wird:

wobei C eine Konstante ist und χ die Stellung des Folgeelements 19 auf der Abszisse bedeutet.

Der Umfang der Kurvenscheibe 26 kann eine derartige Kontur erhalten, daß bei einem Abstand L des Folgeelements 19 von dem Folgeelement 25 die Spaltbreite so variiert werden kann, daß die Intensität der in den Detektor eingeleiteten Strahlungsenergie unabhängig von der Wellenlängenänderung auf einem konstanten Niveau gehalten werden kann. Es sei die Beziehung zwischen der Stellung χ des Folgeelements 19 entlang der Abszisse und der Wellenlänge wie folgt:

Setzt man die Gleichung (6) in die Gleichung (5) ein, so ergibt sich

S =

Dies liefert ein Spaltprogramm mit einem Auflösungsvermögen, gemäß dem die Intensität I unabhängig von der Änderung der Wellenlänge konstant gehalten wird.

Angenommen, es würde durch Verstellung der Stellschraube 29 das Folgeelement 19 aus der vorhergehenden Stellung um eine Strecke Δ L verschoben und nun von dem Folgeelement 25 einen Abstand von (L + Δ L) haben, Durch die Gleichung (5) würde nunmehr die Spaltbreite S' wie folgt bestimmt sein:

S' =

Ist die Gleichung (8) gleich KS, so wird ein unterschiedliches Auflösungsvermögen erhalten, wobei jedoch das Spaltprogramm sicherstellt, daß die Intensität I unabhängig von der Änderung der Wellenlänge auf einem konstanten Niveau gehalten wird.

Dann wird die Gleichung (8) durch die Gleichung (7) geteilt,

In diesem Fall ist Δ L unabhängig von der Wellenlänge und es kann e^CAL durch K ersetzt werden. Dann ist

S' = KS.

Man erkennt, daß K für jeden gewünschten Wert durch Veränderung von Δ L, d. h. durch Verstellen der Schraube 29 gewählt werden kann.

Somit ist es einfach durch Verstellen der Schraube 29 möglich, das Auflösungsvermögen zu variieren und dennoch die Intensität der in den Detektor eingeleiteten Strahlungsenergie unabhängig von der Veränderung der Wellenlänge auf einem im wesentlichen konstanten Niveau zu halten.
Genaugenommen variiert das Auflösungsvermögen mit der Wellenlänge, wenn die Spaltbreite während der Wellenlängenabtastung verändert wird. Es kann jedoch ein »mittleres« Auflösungsvermögen augenommen werden, was bei Verwendung das Ausdruckes »Auflösungsvermögen« im Zusammenhang wie »Veränderung des Auflösungsvermögens«, »unterschiedliches Auflösungsvermögen« usw. gemeint ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spaltsteuervorrichtung für Spektralphotometer mit zwei einen Spalt begrenzenden und jeweils von einem Spaltbackenträger getragenen Spaltbacken, deren gegenseitiger Abstand durch Verschwenken um eine gemeinsame Achse mittels Hebelwirkung mit Hilfe einer synchron mit der Wellenlänge drehbaren Kurvenscheibe nach einem vorbestimmten Programm veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbackenträger (10, 11) durch einen gemeinsamen Schwenkzapfen (12) nach Art einer Schere oder Zange verbunden sind, deren auf der einen Seite des Schwenkzapfens gelegenen Arme (10,' 11') die Spaltbacken (13, 14) aufweisen und deren auf der anderen Seite des Schwenkzapfens befindlichen Arme (10", 11") auf der einander zugekehrten Seite spiegelbildlich zu Steuerkurven (15, 16) entsprechend einer Exponentialfunktion geformt sind und unter Federspannung an einem Folgeelement (19) anliegen, das mittels der Kurvenscheibe (26) entlang der Exponentialkurve linear verschiebbar und in seiner Ausgangsstellung einstellbar ist.

2. Spaltsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Folgeelement (19) an einem Block (20) angeordnet ist, der auf einer durch die Kurvenscheibe (26) verschiebbaren Führung (21, 22) in unterschiedlichen Stellungen ein- und feststellbar ist.

3. Spaltsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (21, 22) von zwei durch eine Brücke (24) starr miteinander verbundenen, gemeinsam durch die Kurvenscheibe (26) verschiebbaren Stangen (21, 22) gebildet ist, von denen eine in Antriebsverbindung mit der Kurvenscheibe steht, wobei die Lage des Blocks (20) auf diesen Führungsstangen (21, 22) unter Abstützung an der Brücke (24) einstellbar ist.

4. Spaltsteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (20) mittels Feder (27, 28) gegen die Brücke (24) gespannt und mit Hilfe einer diese durchdringenden Stellschraube (29) gegenüber der Brücke (24) auf den Führungsstangen (21, 22) gegen die Federspannung einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen