DE3400299A1 - Spectrophotometer - Google Patents

Abstract

Spectrophotometer having a new design of the wavelength-scanning component. The wavelength-scanning component consists of a lever, a diffraction grating having a rotatable axis to which one end of the lever is connected, a surface of a guide plate, with which the other end of the lever engages, a block on which the guide plate is mounted, and a multiplicity of balls which are introduced tightly between a helical groove in the block and a groove in a conveyor screw which is guided through an internal part of the block. When the conveyor screw is turned, the block moves, as a result of which the diffraction grating is turned at the lever at high speed. Such a spectrophotometer has a high wavelength reproducibility.

Description

Beschreibung description

Spektralphotometer Die Erfindung betrifft ein Spektralphotometer, insbesondere eine Verbesserung im Wellenabtastunasteil. Spectrophotometer The invention relates to a spectrophotometer, in particular, an improvement in the wave scanning part.

Es ist in den letzten Jahren in erhöhtem Maße aefordert worden, daß eine äußerst kleine Metallmenge mit hoher Genauigkeit in kurzer Zeit gemessen werden kann. Wenn ein Hochtemperatur-Induktionskopplungsplasma verwendet wird, wird eine Probenlösung darin vernebelt, so daß die atomare Emission der in der Lösung enthaltenen chemischen Elemente erzielt werden kann. Um die chemischen Elemente in Bezug auf das atomare Emissionsspektrum zu bestimmen, ist es erforderlich, die Spitzenwellenlänge und die Spitzenstärke einer atomaren Linie mit einer Breite einer Spektrallinie von ungefähr 0,01 bis 0,05 A genau zu messen.It has been increasingly demanded in recent years that an extremely small amount of metal can be measured with high accuracy in a short time can. If a high temperature induction coupling plasma is used, a Sample solution nebulized in it, so that the atomic emission contained in the solution chemical elements can be achieved. To the chemical elements related to To determine the atomic emission spectrum it is necessary to determine the peak wavelength and the peak strength of an atomic line with a width of a spectral line to measure from approximately 0.01 to 0.05 A to within.

In einem konventionellen Spektralphotometer ist es jedoch schwierig, eine Wellenlängenabtastrate bis zu einem Niveau (für 25 Elemente/Minute) zu erhöhen, welches bei der praktischen Analyse gefordert wird. In dieser Vorrichtung ist es außerdem sehr sEvierig, eine tllenlrxngenauiakeit zu erzielen (z.B. eine absolute Wellenlängengenauigkeit von welche groß genug ist1 um die Arten chemischer Elemente in einer unbekannten Probe zu bestimmen.However, in a conventional spectrophotometer it is difficult to increase a wavelength sampling rate up to a level (for 25 elements / minute) which is required in the practical analysis. In this device it is In addition, it takes a very long time to achieve a complete accuracy (e.g. an absolute Wavelength accuracy of which is large enough1 to identify the types of chemical elements to be determined in an unknown sample.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein einfach aufgebautes und funktionierendes Spektralphotometer der in Frage stehenden Art zu schaffen, welches alle Anforderungen an die tatsächliche Analyse erfüllt.The present invention is directed to a simply constructed and to create a functioning spectrophotometer of the type in question, which meets all the requirements for the actual analysis.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Spektralphotometer erreicht, bei welchem ein Hebel, der an einem Ende an einer drehbaren Achse bzw. einem drehbaren Schaft eines Beugungsgitters befestigt ist, an seinem anderen Ende durch eine Schieber- bzw. Führungsfläche angetrieben wird, welche an einem Block befestigt ist, der sich über eine schrauben-bzw. spiralförmige Nut in einer Förderschnecke über eine Vielzahl von Kugeln bewegt. Bei diesem Spektralphotometer wird ein Druck zwischen den Kugeln und den Bchraubenförmigen Nuten in der Förderschnecke und dem Block ausgeübt, um hierdurch eine Hochgeschwindigkeits-Wellenlängenabtastoperation zu erhalten und eine große Wellenlängenreproduzierbarkeit unter den Bedingungen einschließlich des speziellen Drehmomentes und des speziellen Trägheitsmomentes des Antriebssystems zu erzielen.This is done in accordance with the present invention by a spectrophotometer achieved, in which a lever, which at one end on a rotatable axis or attached to a rotatable shaft of a diffraction grating at its other end is driven by a slide or guide surface which is attached to a block is attached, which is via a screw or. spiral groove in a screw conveyor moved over a multitude of balls. With this spectrophotometer there is a pressure between the balls and the helical grooves in the screw conveyor and the Block exercised thereby a high speed wavelength scanning operation and a large wavelength reproducibility under the conditions including the special torque and the special moment of inertia of the drive system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Besthreitang von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen: Fig.l eine schematische Konstruktionsdarstellung eines Spektralphotometers, in welchem die Erfindung eingesetzt wird, Fig.2 eine Konstruktionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels, insbesondere eines Systems zum Drehen eines Beugungsgitters eines Spektralphotometers gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig.3 eine Darstellung der Beziehung zwischen den Stahlkugeln und den Gewindegängen in einem Förderschnekkenteil des Systems zum Drehen des Beugungsgitters, Fig.4 eine Tabelle der Wirkungen der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit denjenigen eines konventionellen Spektralphotometers, und Fig.5 eine graphische Darstellung der tatsächlichen Werte der Ansprechcharakteristiken in einem Startbereich einer Operation des Spektralphotometers gemäß der vorliegenden Erfindung.Other advantages, features and uses of the present Invention emerge from the following set of exemplary embodiments in connection with the drawing. These show: FIG. 1 a schematic construction illustration a spectrophotometer in which the invention is used, Fig.2 a Construction illustration of an exemplary embodiment, in particular of a system for rotating a diffraction grating of a spectrophotometer according to the present invention Invention, Fig.3 shows the relationship between the steel balls and the Threads in a screw conveyor part of the system for rotating the diffraction grating, Fig. 4 a table of the effects of the present invention compared with those of a conventional spectrophotometer, and Fig. 5 is a graph of the actual values of the response characteristics in a starting area of a Operation of the spectrophotometer according to the present invention.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben.The present invention will now be described in detail by reference described on an embodiment.

In den Fig.1 und 2 ist eine Ausführungsform eines Spektralphotometers gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In Fig.1 ist schematisch ein Emissionsspektralphotometer dargestellt, bei welchem ein Induktionskopplungsplasma benutzt wird. Der Teil der Zeichnung, welcher rechts von einer gebrochenen Linie X-X' liegt, zeigt einen Plasmalichtquellenteil, und der Teil der Zeichnung, welcher links von dieser Linie liegt, einen spektroskopischen Teil. Das Plasma 12 kann durch eine Hochfrequenz-Spannungsguelle (von z.B.In Figures 1 and 2 is an embodiment of a spectrophotometer shown in accordance with the present invention. An emission spectrophotometer is schematically shown in FIG shown using an induction coupling plasma. The part of Drawing, which is to the right of a broken line X-X ', shows a plasma light source part, and the part of the drawing to the left of this line is a spectroscopic one Part. The plasma 12 can be powered by a high frequency voltage source (e.g.

27,12 MHz, 2 KW) eingeschaltet werden, welche an eine Induktionsspule 13 angeschlossen ist. Wenn das Plasma eingeschaltet wird, erreicht die Temperatur eines Gases im mittleren Teil des Plasmas 8.000 bis 10.000°C. Ein Gas 15, welches zugeführt wird, um das Plasma 12 zu bilden, besteht aus Argon, und eine Probe 16, welche in einem Zerstäuber zerstäubt bzw. atomisiert wird, wird in das Plasma in einem Ofen 14 eingeführt. Die verschiedenen in der Probe enthaltenen Metallatome werden mit dem Hochtemperaturplasma erhitzt, welches durch die Induktionsspule 13 gebildet wird, um Licht und Ladungsemissionslinienspektra mit Wellenlängen, welche für die Elemente spezifisch sind, auszusenden. Das Licht wird in seine Spektralkomponenten in dem spektroskopischen Teil zerlegt, um die Arten und Konzentrationen der in einer Probe enthaltenen Elemente zu bestimmen. Das vom Plasma 12 kommende Licht 1 wird durch eine Linse 2 gesammelt bzw. kondensiert und auf einem Spiegel 3 reflektiert, um auf einem Eintrittsschlitz 4 ein Bild zu bilden. Das den Eintrittsschlitz 4 passierende Licht wird durch einen Kollimatorspiegel 5 in Parallelstrahlen verwandelt und tritt dann in ein Beugungsgitter 6 ein. Das Beugungsgitter 6 ist auf einer Drehplatte 17 vorgesehen. Die Wellenlänge 3* des gestreuten Lichtes ergibt sich aus der nachfolgenden Formel (1) mit einem Drehwinkel e , welcher in der Zeichnung gezeigt ist und dem Einfallswinkel entspricht.27.12 MHz, 2 KW), which is connected to an induction coil 13 is connected. When the plasma is turned on, the temperature reaches of a gas in the middle part of the plasma 8,000 to 10,000 ° C. A gas 15 which is supplied to form the plasma 12, consists of argon, and a sample 16, which is atomized in an atomizer, is in the plasma in a furnace 14 introduced. The various metal atoms in the sample are heated with the high-temperature plasma generated by the induction coil 13 is formed to light and charge emission line spectra with wavelengths which for which elements are specific to be sent out. The light is divided into its spectral components decomposed in the spectroscopic part to determine the types and concentrations of in a Determine the elements contained in the sample. The light 1 coming from the plasma 12 becomes collected or condensed by a lens 2 and reflected on a mirror 3, around to form an image on an entry slot 4. That the entry slot 4 light passing through is converted into parallel rays by a collimator mirror 5 and then enters a diffraction grating 6. The diffraction grating 6 is on a rotating plate 17 provided. The wavelength 3 * of the scattered light results from the following Formula (1) with an angle of rotation e shown in the drawing and the Angle of incidence.

nd sine (1) wobei d die Breite einer Furche bzw. eines Striches im Beugungsgitter 6 und n eine ganze Zahl ist. nd sine (1) where d is the width of a furrow or a line in the Diffraction grating 6 and n is an integer.

Das gestreute Licht wird über einen Kameraspiegel 7 zu einem reflektierenden Schlitz 8 geführt, um auf diesem ein Bild zu formen. Das durch den Schlitz 8 tretende Licht wird von einem Photomultiplier 9 erfaßt. Ein im Photomultiplier 9 erzeugtes elektrisches Signal wird durch einen Verstärker 10 verstärkt und von diesem abgegeben.The scattered light becomes a reflective one via a camera mirror 7 Slit 8 out to form a picture on this. The passing through the slot 8 Light is detected by a photomultiplier 9. One generated in the photomultiplier 9 An electrical signal is amplified by an amplifier 10 and output from it.

In Fig.2 ist ein Mechanismus zum Drehen des Beugungsgitters 6 in einem solchen Spektralphotometer gezeigt. Wie in Fig.2 gezeigt ist, ist das Beugungsgitter 6 auf einer Drehgrundplatte 17 vorgesehen, wobei es sich rechtwinklig zu diese.r erstreckt. Am anderen Ende des Hebels 24 ist eine Rolle 33 angeordnet, welche sich gleitend auf einer Endfläche einer Führungsplatte 32 bewegen kann. Eine Feder 41 drückt die Rolle 33 gegen eine Kontaktfläche der Führungsplatte 32.In Fig.2 a mechanism for rotating the diffraction grating 6 is in one such spectrophotometer shown. As shown in Fig.2, the diffraction grating is 6 is provided on a rotating base plate 17, it being at right angles to these.r extends. At the other end of the lever 24, a roller 33 is arranged, which can slide on one end face of a guide plate 32. A spring 41 presses the roller 33 against a contact surface of the guide plate 32.

Die Führungsplatte 32 ist an einem Block 31 befestigt. Ein Kugellager 30, welches am Block 31 befestigt ist, hat einen Kugel tragenden Hohlraum, in welchem eine Vielzahl von Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 2 mm längs Nuten gehalten wird. Diese Kugeln können zwischen einer schrauben- bzw.The guide plate 32 is attached to a block 31. A ball bearing 30, which is attached to the block 31, has a ball-bearing cavity in which a large number of steel balls with a diameter of 2 mm are held along grooves will. These balls can be screwed or

spiralförmigen Nut 55 in einer Kugelschraube -29 und derjenigen in dem Kugellager 30 rollen. Die Einzelheiten die- ses Teils der Ausführungsform sind in Fig.3 gezeigt. Die Stahlkugeln 52 haben Punktkontakt mit der Nut, welche auf der Seite des Blockes 31 im Kugellager 30 vorgesehen ist, und mit einer schraubenförmigen Nut 55, welche auf der Seite der Kugelschraube 29 zwischen Stegen 53, 54 vorgesehen ist.spiral groove 55 in a ball screw -29 and that in the ball bearing 30 roll. The details of the this part of the embodiment are shown in Fig.3. The steel balls 52 have point contact with the groove, which is provided on the side of the block 31 in the ball bearing 30, and with a helical Groove 55, which is provided on the side of the ball screw 29 between webs 53, 54 is.

Um einen zuverlässigen Punktkontakt der Kugeln 52 zu erzielen, ohne irgendein Spiel an den Kontaktpunkten zu verursachen, ist es erforderlich, daß ein geeignets Druckniveau an das Kugellager 30 und die Stege 53, 54 auf der Seite der Kugelschraube angelegt wird.In order to achieve reliable point contact of the balls 52 without To cause any play at the contact points, it is necessary that one suitable pressure level on the ball bearing 30 and the webs 53, 54 on the side of the Ball screw is applied.

Wenn der druck jedoch groß ist, wird das Rollen der Stahlkugeln 52 notwendigerweise verhindert. Die Ergebnisse von Experimenten zeigen, daß es einen besonderen Druckbereich gibtv in welchem die Wellenlängenabtastung mit hoher Genauigkeit und hoher Geschwindigkeit erfolgen kann. Diese Bedingung sowie andere erforderliche Bedingungen werden später beschrieben.However, when the pressure is large, the steel balls 52 will roll necessarily prevented. The results of experiments show that there is a There is a special pressure range in which the wavelength scanning is carried out with high accuracy and can be done at high speed. This condition as well as other required ones Conditions will be described later.

Eine Schiene 26, welche in Fig.2 gezeigt ist, ist zum Anhalten der Drehung des Blockes 31 vorgesehen und erstreckt sich parallel zur Kugelschraube 29. Ein Paar Lager 27 ist auf dem Block 31 vorgesehen, um die Schiene 26 zu halten.A rail 26, which is shown in Fig.2, is for stopping the Rotation of the block 31 is provided and extends parallel to the ball screw 29. A pair of bearings 27 are provided on block 31 to hold rail 26 in place.

Die Schraubenwelle 29 ist in Hochpräzisionslagern 28 gelagert und kann durch ein Zahnrad bzw. ein Getriebe gedreht werden. Eine Leistungsquelle zum Drehen der Schraubenwelle 29 besteht aus einem Impulsmotor 35, welcher mit einer Riemenscheibe 39 über eine Kupplung 34 verbunden ist. Die Drehung des Motors wird synchron durch einen Steuerriemen 40 auf eine Scheibe 38 übertragen. Die Drehung der Scheibe 38 wird über Zahnräder 37, 36 auf die Schraubenwelle 29 übertragen.The screw shaft 29 is supported in high-precision bearings 28 and can be rotated by a gear or a gear. A source of power for Rotating the screw shaft 29 consists of a pulse motor 35, which with a Pulley 39 is connected via a coupling 34. The rotation of the engine will synchronously transmitted by a timing belt 40 to a pulley 38. The rotation the disk 38 is transmitted to the screw shaft 29 via gears 37, 36.

Die Ergebnisse von Experimenten zeigen, daß es besondere Bedingungen für das Trägheitsmoment des Systems zur Übertragung der Drehung des Motors 35 gibt, unter welchen die Wellenlängenabtastung mit großer Genauigkeit und großer Geschwindigkeit erfolgen kann. Man hat außerdem festgestellt, daß, wenn nicht ein Impulsmotor als Motor 35 verwendet wird, eine hohe Wellenlängenabtastgenauigkeit in einigen Fällen nicht aufrechterhalten werden kann.The results of experiments show that there are special conditions gives the moment of inertia of the system for transmitting the rotation of the motor 35, under which the wavelength scanning with great accuracy and great speed can be done. It has also been found that if not one Pulse motor is used as the motor 35, high wavelength scanning accuracy in some cases cannot be sustained.

Mit dem Spektralphotometer gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Wellenlängenabtastung mit hoher Geschwindigkeit bzw. Rate und hoher Genauigkeit in der folgenden Weise durchgeführt. Die Wellenlängenabtastung wird an einem Ende einer kleinen Wellenlänge von 1.800 t gestartet. Zu dieser Zeit beginnt sich der Impulsmotor 35, welcher nicht in Bewegung gewesen ist, zu drehen. Nachdem 70 ms verstrichen sind, dreht sich der Motor mit 2.160 UpM (Umdrehungen pro Minute) bei einem 36 KHz-Eingangsimpuls. Die Wellenlänge des Lichtes, welches durch den Schlitz 8 getreten ist, wird mit 200 As abgetastet, wobei der Impulsmotor mit dieser Geschwindigkeit gedreht wird. Eine Emissionslinie, welche eine große Emissionsintensität aufweist und welche weniger durch eine benachbarte Linie gestört ist, wird vorher aus einer Vielzahl von Emissionslinien eines jeden Metalls ausgewählt. So wird z.B. eine Emissionslinie von 2.288 i aus den Emissionslinien von Kadmium und eine Emissionslinie von 2.138 ß aus den Emissionslinien von Zink ausgewählt. Eine Hochgeschwindigkeitsabtastung wird von einem Ende einer kleinen Wellenlänge aus gestartet und in eine Niedriggeschwindigkeits-Wellenlängenabtastung unmittelbar vor der Wellenlänge einer zu überprüfenden Emissionslinie überführt. Im Falle von Zink wird eine Impulsrate bei 36 KHz erniedrigt, nachdem 70 ms verstrichen sind, um eine Hochgeschwindigkeitsabtastung in eine 0,1 KHz Niedriggeschwindigkeitsabtastung von 2.137 i ab zu überführen. Vom Photomultiplier wird nur bei der Niedriggeschwindigkeitsabtastungrein Signal erhalten, so daß die Spitzenintensität der 2.137 A-Emissionslinie zuverlässig bestimmt werden kann.With the spectrophotometer according to the present invention, the High speed or rate and high accuracy wavelength scanning done in the following manner. The wavelength scan is at one end started at a short wavelength of 1,800 t. At this time the To rotate pulse motor 35 which has not been in motion. After 70 ms have elapsed, the engine rotates at 2,160 rpm (revolutions per minute) a 36 KHz input pulse. The wavelength of the light passing through the slot 8 is scanned at 200 As, the pulse motor at this speed is rotated. An emission line that has a high emission intensity and whichever is less disturbed by an adjacent line becomes a line beforehand Variety of emission lines of each metal selected. For example, an emission line of 2,288 i from the emission lines of cadmium and an emission line of 2,138 ß selected from the emission lines of zinc. A high speed scan is launched from one end of a small wavelength and into a low speed wavelength scan transferred immediately before the wavelength of an emission line to be checked. In the case of zinc, a pulse rate at 36 KHz is decreased after 70 msec has passed are to convert a high speed scan to a 0.1 KHz low speed scan from i 2,137 onwards. The photomultiplier becomes clean only in the low speed scan Signal obtained so that the peak intensity of the 2,137 A emission line is reliable can be determined.

Wenn die Niedriggeschwindigkeitsabtastung mit einer zu hohen Geschwindigkeit bzw. Rate fortschreitet, kann keine ausreichende Signalmenge erhalten werden. Dies verursacht eine Abnahme in einem 5M-Verhältnis und verhindert eine Messung mit großer Genauigkeit. Wenn die Impulsrate auf 0,1 KHz gesetzt wird, dauert es 1,2 Sekunden, um bei niedriger Geschwindigkeit eine Emissionslinie einer Wellenlänge abzutasten, welche i 1 t der Wellenlänge der zu prüfenden Emissionslinie entspricht. Die reine Zeit, welche für eine Abtastung von 25 Elementen bei einer niedrigen Geschwindigkeit erforderlich ist, beträgt 30 Sekunden. Wenn die Niedriggeschwindigkeitsabtaetung vollendet ist, wird die Abtastung mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt, um unmittelbar vor der Wellenlänge einer nachfolgenden Emissionslinie wieder in eine Niedriggeschwindigkeitsabtastungüberführt zu werden. Bei dem obigen Ausführungsbeispiel beträgt die Zeit, welche zur Abtastung aller Wellenlängen von 1.800 A bis 5.600 Å erforderlich ist, 18 Sekunden und die zur Abtastung von 25 Elementen erforderliche Zeit 30 Sekunden.When the low speed scanning at too high a speed or rate advances, a sufficient amount of signal cannot be obtained. this causes a decrease in a 5M ratio and prevents measurement with great accuracy. If the pulse rate is set to 0.1 KHz, it will take 1.2 Seconds to make an emission line of one wavelength at low speed to scan which i 1 t corresponds to the wavelength of the emission line to be tested. The pure time it takes to scan 25 elements at a low speed required is 30 seconds. When the low speed deflation is completed, the scanning is performed at high speed to immediately converted back to a low speed scan before the wavelength of a subsequent emission line to become. In the above embodiment, the time required for sampling is of all wavelengths from 1,800 A to 5,600 Å is required, 18 seconds and the time required to scan 25 elements 30 seconds.

Demzufolge können 25 Elemente in 48 Sekunden analysiert werden. Die Konzentrationen von 25 in einer Probe enthaltenen Elementen kann daher innerhalb einer Minute bestimmt werden.As a result, 25 elements can be analyzed in 48 seconds. the Concentrations of 25 elements contained in a sample can therefore be within one minute.

Wenn eine genau hergestellte Förderschraube bzw. Förderschnecke in einem konventionellen Spektralphotometer verwendet wird, steigt das Drehmoment der Schraube praktisch auf nicht weniger als 5 kg.cm an. Hierdurch wird es erforderlich, einen größeren Impulsmotor zu verwenden. Bei einem größeren Impulsmotor ist jedoch das Trägheitsmoment eines Rotors groß, so daß eine schnelle Änderung der Geschwindigkeit bzw. der Drehzahl des Motors, wie oben erwähnt, nicht durchgeführt werden kann. Zusätzlich gibt es erheblichen Schlupf in'der Föderschraube, so daß es schwierig ist, eine genaue Wellenlänge durch die Rückwärtsabtastung zu lesen.If a precisely manufactured screw conveyor or screw conveyor in If a conventional spectrophotometer is used, the torque increases Screw in practically no less than 5 kg.cm. This makes it necessary to use a larger pulse motor. With a larger pulse motor, however, the moment of inertia of a rotor large, so that a rapid change in speed or the speed of the motor, as mentioned above, cannot be carried out. In addition, there is considerable slippage in the conveyor screw, making it difficult is to read an accurate wavelength through the backward scan.

Bei der obigen Ausftthrungsform kann der Schlupf auf ein vernachlässigbares Niveau reduziert werden, indem ein spezielles Druckniveau auf die Stahlkugeln und die Nut in der Schraube unter Verwendung des Rollens der Stahlkugeln aufgebracht wird. Das vorliegende Spektralphotometer ist in der Lage, eine Vielzahl von Elementen bei einer praktikablt5Geschwindigkeit durch eine Kombination eines Impuls- motors mit einem speziellen Rotorträgheitsmoment und eines Rotationsübertragungssystems mit bestimmten Bedingungen zu analysieren. Es ist durch Experimente sichergestellt ttorden, daß jeder Parameter die nachfolgenden Bedingungen erfüllt.In the above embodiment, the slip can be negligible Level can be reduced by applying a special pressure level to the steel balls and the groove in the screw is applied using rolling the steel balls will. The present spectrophotometer is capable of a wide variety of elements at a practicable speed by a combination of a pulse motors with a special rotor moment of inertia and a rotation transmission system to analyze with certain conditions. It is ensured through experiments ttorden that each parameter satisfies the following conditions.

(1) Auf die Stahlkugeln und die Nut in einer Schraube wird ein solcher Druck ausgeübt, daß das Drehmoment der Schraube 300 g.cm-1500g.cm erreicht. Der Druck wird auf der Grundlage der vorher bestimmten Abmessungstoleranz aufgebracht oder indem zwei Blocks auf die Schraubenwelle derart gezogen werden, daß diese Blöcke sich gegenüberliegen.(1) Put one on the steel balls and the groove in a screw Pressure applied so that the torque of the screw reaches 300 g.cm-1500g.cm. Of the Pressure is applied based on the dimensional tolerance determined in advance or by pulling two blocks onto the screw shaft so that these blocks face each other.

(2) Das Trägheitsmoment eines Rotors im Impulsmotor wird auf einen Betrag von nicht mehr als 900 g.cm2 festgelegt und das Trägheitsmoment des Ubertragungssystems als Ganzem in Bezug auf eine Welle des Impulsmotors auf nicht mehr als 450 g.cm2.(2) The moment of inertia of a rotor in the pulse motor is reduced to a Set amount of not more than 900 g.cm2 and the moment of inertia of the transmission system as a whole in terms of a shaft of the pulse motor to not more than 450 g.cm2.

Wenn die Stahlkugeln und die Nut mit Druck beaufschlagt werden mit einem Drehmoment der Schraube von nicht mehr als 300 g.cm im Gegensatz zu den obigen Bedingungen (1), tritt zwischen den Stahlkugeln und der Nut ein Spiel àuf, so daß eine Wellenlängengenauigkeit von t 0,1 A nicht erreicht werden kann. Wenn das Drehmoment der Schraube auf einen Wert von nicht weniger als 1.500 g.cm festgelegt wird, kann eine Hochgeschwindigkeitsabtastung von einem Motor mit einem Trägheitsmoment von nicht weniger als 900 g.cm2 nicht durchgeführt werden. In einem Motor mit einem Trägheitsmoment von nicht weniger als 900 g.cm2 kann eine Drehzahl nicht schnell von einer niedrigen zu einer hohen Drehzahl oder von einer hohen zu einer niedrigen Drehzahl verändert werden.When the steel balls and the groove are pressurized with a screw torque of no more than 300 g.cm in contrast to the above Conditions (1), play occurs between the steel balls and the groove, so that a wavelength accuracy of t 0.1 A cannot be achieved. When the torque of the screw is set to a value of not less than 1,500 g.cm. a high speed scan from a motor with a moment of inertia of not less than 900 g.cm2 cannot be carried out. In an engine with a Moment of inertia of not less than 900 g.cm2 can not speed up a speed from a low to a high speed or from a high to a low speed Speed can be changed.

Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Rotationsübertragungssystem in zwei Teile, nämlich ein Zahnradsystem und ein Scheibensystem aufgeteilt. Durch eine solche Kombination von zwei Systemen kann das Trägheitsmoment in Bezug auf eine Welle des Motors stark reduziert werden und kann die Drehzahl des Motors schnell verändert werden.In the embodiment of the present invention, the rotation transmission system divided into two parts, namely a gear system and a disk system. By Such a combination of two systems can be the moment of inertia in With respect to a shaft of the motor can be greatly reduced and the speed of the Motors can be changed quickly.

Andererseits hat man festgestellt, daß die -Verwendung eines Gleichstrom-Servomotors anstelle eines Impulsmotors bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Probleme mit sich bringt. Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden beim Niedriggeschwindigkeits-Abtastvorgang Signale erhalten. Bei einem Servomotor wird Eingangs leistung erzeugt, um eine niedrige Drehzahl zu erzielen, so daß das Drehmoment des Motors niedrig ist, während dieser mit niedriger Drehzahl rotiert. Wenn die Stahlkugeln in einer bestimmten Weise ausgerichtet oder angeordnet sind, verändert sich das Drehmoment des Motors in einigen Fällen während der Niedriggeschwindigkeitsrotation. In solchen Fällen kann eine Drehzahl des Servomotors manchmal nicht gesteuert bzw. geregelt werden, selbst wenn der Motor rückgekoppelt ist. Wenn jedoch ein Impulsmotor benutzt wird,treten die oben erwähnten Probleme nicht auf, da dessen Drehmoment während einer Niedriggeschwindigkeitsoperation groß ist. Es ist durch Experimente festgestellt worden, daß, wenn eine Bohrung zur EinfüStung von Kugeln so hergestellt wird, daß sie sich nach oben erstreckt, der Motor weicher bzw.On the other hand, it has been found that the use of a DC servo motor instead of a pulse motor in the embodiment of the present invention brings with it. In the embodiment of the present invention, when Low speed scanning process signals. In the case of a servo motor, Input power generated to achieve a low speed, so that the torque of the motor is low while it is rotating at low speed. If the Steel balls are aligned or arranged in a certain way, changed the torque of the motor changes in some cases during the low speed rotation. In such cases, a speed of the servomotor sometimes cannot be controlled. can be controlled even if the motor is fed back. However, if a pulse motor is used, the above-mentioned problems do not arise because its torque is large during low speed operation. It's through experimentation it has been found that if a hole for the insertion of balls is so made so that it extends upwards, the engine becomes softer or

glatter gedreht werden kann.can be rotated more smoothly.

Diese Ausführungsform ist auch für das wiederholte Abtasten einer Emissionslinie wirksam. Da bei dieser Ausführungsform im wesentlichen keine Unterschiede zwischen dem erzielten Effekt auftreten, wenn die Abtastung, in einer Richtung oder wenn die Abtastung in der entgegengesetzten Richtung erfolgt, kann ein Signal, welches erzeugt wird, wenn die Abtastung in der rückwärtigen Richtung erfolgt, benutzt werden.This embodiment is also for the repeated scanning of a Emission line effective. There are essentially no differences in this embodiment between the effect achieved occur when scanning, in one direction or if the scan is in the opposite direction, a signal which generated when scanning in the backward direction can be used.

Ein Vergleich zwischen der Leistungsfähigkeit der oben beschriebenen Ausführungsform und derjenigen eines konventionellen Spektralphotometers zeigt, daß die vorliegende Ausführungsform Vorteile, gezeigt in Fig.4, in Bezug auf die Wellenlängengenauigkeit, Förderrate bzw. Ubermittlungsge- schwindigkeit während einer Hochgeschwindigkeitsabtastung und der Zeitdauer in einem Startbereich einer Abtastung hat.A comparison between the performance of those described above Embodiment and that of a conventional spectrophotometer shows, that the present embodiment has advantages shown in FIG Wavelength accuracy, delivery rate or transmission speed during high-speed scanning and the period in a start area has a scan.

In Fig.5 sind tatsächliche Werte von Ansprechcharakteristiken der Ausführungsform während eines Startbereichs einer Abtastung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der auf die Kugeln ausgeübte Druck sehr gering und das Drehmoment der Schraube 350 g.cm, während die Ausführungsform in Benutzung ist. Diese Figur zeigt einen minimalen Zeitabschnitt, währenddessen die Niedriggeschwindigkeitsabtastung mit einer Impulsrate von einigen 10 bis einigen 100 Hz in eine Hochgeschwindigkeitsabtatung mit einer Impulsrate überführt werden kann, gezeigt auf der Abszissenachse. Da die Wellenlänge von 0,005 A durch einen Impuls übermittelt wird, kann in einer Sekunde bei einer Impulsrate von 50 KHz die Wellenlänge von 250 Å abgetastet werden.In Fig. 5, actual values of response characteristics are the Embodiment shown during a start area of a scan. At this Embodiment, the pressure exerted on the balls and the torque is very low of the screw 350 g.cm while the embodiment is in use. This figure shows a minimum period of time during which the low speed scan with a pulse rate of a few 10 to a few 100 Hz into high-speed scanning can be converted at a pulse rate shown on the axis of abscissa. Since the Wavelength of 0.005 A transmitted by one pulse can take one second at a pulse rate of 50 KHz, the wavelength of 250 Å can be sampled.

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Claims (6)

P a t e -n t a n s p r ü c h e '1.2Spektralphotometer, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Beugungsgitter (6) mit einer drehbaren Achswelle (23) zur Aufteilung des Lichtes, welches eine für ein chemisches Element spezielle Wellenlänge aufweist, in seine Spektralkomponenten, einen Hebel (24), an dessen einem Ende das Beugungsgitter befestigt ist, einen Block (31) mit einem Teil, der das andere Ende des Hebels berührt und mit diesem gleitend bewegbar ist, eine Förderschraube (29), welche sich durch einen inneren Teil des Blockes erstreckt und eine schraubenförmige Nut (55) aufweist, eine Vielzahl von Kugeln (52), welche unter einem vorbestimmten Druck zwischen die schraubenförmige Nut in der Förderschraube und den Block eingeführt sind, und durch einen Motor (35) zum Drehen der Förderschraube. P a t e -n t a n s p r ü c h e '1.2 Spectrophotometer, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h a diffraction grating (6) with a rotatable axle shaft (23) to split the light, which is a special one for a chemical element Has wavelength, in its spectral components, a lever (24) on which one end of the diffraction grating is attached, a block (31) with a part that touches the other end of the lever and is slidable therewith, a conveyor screw (29) which extends through an inner part of the block and is helical Groove (55) has a plurality of balls (52), which under a predetermined Pressure is introduced between the helical groove in the conveyor screw and the block and by a motor (35) for rotating the feed screw. 2. Spektralphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Druck zwischen den Kugeln (52) und der schraubenförmigen Nut (55) derart aufgebracht wird, daß das Drehmoment der Schraube 300 g.cm-1500 g.cm erreicht. 2. Spectrophotometer according to claim 1, characterized in that the predetermined pressure between the balls (52) and the helical groove (55) is applied so that the torque of the screw reaches 300 g.cm-1500 g.cm. 3. Spektralphotometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bohrung, von welcher die Kugeln in die schraubenförmige Nut eingeführt werden, aufwärts gerichtet ist.3. Spectrophotometer according to claim 1 or 2, characterized in that that a bore from which the balls are inserted into the helical groove is directed upwards. 4. Spektralphotometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsmoment eines Rotors in dem Motor (35) einen Betrag von nicht mehr als 900 g.cm2 aufweist.4. Spectrophotometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the moment of inertia of a rotor in the motor (35) is no longer an amount than 900 g.cm2. 5. Spektralphotometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die För.derschraube durch die von diesem Motor übertragene Leistung über ein zweistufiges Untersetzungssystem gedreht wird.5. Spectrophotometer according to claim 4, characterized in that the conveyor screw through the power transmitted by this motor via a two-stage Reduction system is rotated. 6. Spektralphotometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsmoment eines Ubertragungssystems in Bezug auf eine Welle des Motors nicht größer als 450 g.cm2 ist.6. Spectrophotometer according to claim 5, characterized in that the moment of inertia of a transmission system in relation to a shaft of the motor is not larger than 450 g.cm2.