DE2601190A1 - Signalverarbeitungsschaltung fuer durch strahlung hervorgerufene signale - Google Patents
Signalverarbeitungsschaltung fuer durch strahlung hervorgerufene signaleInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE - Dipl.-Chan. Dr. RUDOLF WOLGAST
DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE - Dipl.-Chan. Dr. RUDOLF WOLGAST
D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG · BÖKENBUSCH 41
Postfadi 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895
England
Signale
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, in welchem ein Objekt Strahlungsstößen ausgesetzt wird, deren Dauer kurz im Vergleich
zu der Ruhezeit zwischen aufeinanderfolgenden Strahlungsstößen ist, und bei welchem die von dem Objekt beeinflußte Strahlung
erfaßt wird, beispielsweise zu dem Zweck ein Signal nach Maßgabe der Natur des Objekts zu erhalten oder einfach ein
Steuersignal zum Inbetriebsetzen irgendeiner Gebrauchsvorrichtung. Die Erfindung bezieht sich speziell auf Analysengeräte
wie Fluoreszenzspektrometer bei denen die Lichtquelle zum Anregen der Fluoreszenz in der zu analysierenden Probe im
Blitzbetrieb arbeitet.
Im Interesse eines klaren Verständnisses der Erfindung soll die
allgemeine Natur der Erfindung anhand eines Fluoreszenzspektrometers dargestellt werden. Dadurch wird es nicht nur
möglich, die wesentlichen Merkmale leicht zu verstehen, sondern es wird sich daraus auch die Anwendbarkeit der Erfindung auf
analoge Situationen nicht notwendig im Zusammenhang mit der Materialanalyse anbieten.
Bei einem bekannten im Blitzbetrieb arbeitenden Fluoreszensspektrometer
wird die Fluoreszenz einer Probe im wesentlichen gleichzeitig mit der Dauer jedes Blitzes analysiert, indem die
Fluoreszenz mit einem stetig veränderlichen Interferenzfilter
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abgetastet wird, und zwar mit einer hinreichend langsamen Geschwindigkeit,
so daß in einem vollständigen Abtastdurchgang eine bequem große Anzahl von Blitzen enthalten ist. Der Ausgang
der Abtastung wird mittels eines Photomultipliers erfaßt und schließlich zur Darstellung auf einem Schreiber integriert. Um
den Einfluß von Lichtquellenschwankungen auf das aufgezeichnete Ausgangssignal abzuschwächen, wird zusätzlich zu dem Proben-Photomultiplier
ein Referenz-Photomultiplier benutzt und das Verhältnis der jeweiligen Ausgangssignale gebildet. Das
funktioniert, kann aber nicht die Störungen bekämpfen, die
durch unvermeidbare Abgleichfehler zwischen den beiden
Ausgangssignalen in den Dunkelstromcharakteristiken, dem
Störlicht usw. hervorgerufen werden.
funktioniert, kann aber nicht die Störungen bekämpfen, die
durch unvermeidbare Abgleichfehler zwischen den beiden
Ausgangssignalen in den Dunkelstromcharakteristiken, dem
Störlicht usw. hervorgerufen werden.
Diese Abgleichfehler sind besonders hervortretend bei dem erwähnten
bekannten Fluoreszenzspektrometer, bei welchem die
angegebene Natur der Erregerblitze es mit sich bringt, daß der Signalgehalt jedes Photomultiplierausganges von sehr kurzer
Dauer ist im Vergleich zu dem ständigen Dunkelstrom zwischen aufeinanderfolgenden Signalen. Dies ist alles auf eine
Betriebsweise zurückzuführen, die sich in anderer Hinsicht,
insbesondere im Hinblick auf eine Vereinfachung des Gerätes, als höchst zufriedenstellend erwiesen hat. Statt einer
Lichtquelle, die durchgehend mit hoher elektrischer Erregerleistung betrieben wird, welche erforderlich ist, um ein für spektroskopische Zwecke geeigneten Strahlungskontinuum zu
erzeugen, wird eine kompakte Gasentladungslampe verwendet, die in Stößen von wenigen Mikrosekunden Dauer bei hoher Spitzenleistung gepulst wird. Das bedeutet naturgemäß, daß, um eine annehmbare Lebensdauer der Lampe zu gewährleisten, eine
vergleichsweise lange Ruhezeit (üblicherweise einige 2o Millisekunden) zwischen aufeinanderfolgenden Blitzen zugelassen werden muß.
angegebene Natur der Erregerblitze es mit sich bringt, daß der Signalgehalt jedes Photomultiplierausganges von sehr kurzer
Dauer ist im Vergleich zu dem ständigen Dunkelstrom zwischen aufeinanderfolgenden Signalen. Dies ist alles auf eine
Betriebsweise zurückzuführen, die sich in anderer Hinsicht,
insbesondere im Hinblick auf eine Vereinfachung des Gerätes, als höchst zufriedenstellend erwiesen hat. Statt einer
Lichtquelle, die durchgehend mit hoher elektrischer Erregerleistung betrieben wird, welche erforderlich ist, um ein für spektroskopische Zwecke geeigneten Strahlungskontinuum zu
erzeugen, wird eine kompakte Gasentladungslampe verwendet, die in Stößen von wenigen Mikrosekunden Dauer bei hoher Spitzenleistung gepulst wird. Das bedeutet naturgemäß, daß, um eine annehmbare Lebensdauer der Lampe zu gewährleisten, eine
vergleichsweise lange Ruhezeit (üblicherweise einige 2o Millisekunden) zwischen aufeinanderfolgenden Blitzen zugelassen werden muß.
Erfindungsgemäß ist ein Gerät der erwähnten Art vorgesehen,
enthaltend: eine Strahlungsquelle; einen Strahlungsdetektor; Mittel, einschließlich Steuermitteln, welche die Strahlungsquelle zur Emission von Strahlungsblitzen veranlassen, deren Dauer kurz im Vergleich zu der zwischen zwei aufeinanderfolgenden
enthaltend: eine Strahlungsquelle; einen Strahlungsdetektor; Mittel, einschließlich Steuermitteln, welche die Strahlungsquelle zur Emission von Strahlungsblitzen veranlassen, deren Dauer kurz im Vergleich zu der zwischen zwei aufeinanderfolgenden
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Blitzen zugelassenen Ruhezeit ist, und einen dem Strahlungsdetektor
zugeordneten Signalauswertungskanal, welches gekennzeichnet ist durch Schaltmittel, die zeitlich mit den Steuermitteln
koordiniert sind und welche den Detektorausgang oder eine davon abgeleitete elektrische Größe nur während aufeinanderfolgender
Aktivierungsperioden auf den Signalauswertkanal aufschalten, von denen jede eine Blitzdauer enthält
und ebenfalls kurz im Vergleich zu der Ruhezeit ist.
Im vorliegenden Zusammenhang kann gesagt werden, daß ein Objekt die darauffallende Strahlung beeinflußt, wenn es in irgendeiner
Weise auf die Strahlung einwirkt, beispielsweise durch Umlenken der Strahlung, Umverteilen der Strahlung oder Reemittieren der
Strahlung bei einer anderen Wellenlänge. Im Fall eines Fluoreszenz spektrometers würde beispielsweise Strahlung im UV oder
nahen UV-Bereich des Lichtspektrums tatsächlich durch das
Objekt mit einer Wellenlänge innerhalb des charakteristischen Fluoreszenzspektrums des Objektes wiederabgestrahlt.
Die Erfindung kann beispielsweise angewandt werden, um das Problem der Abgleichfehler bei dem vorerwähnten bekannten
Fluoreszenzspektrometer zu lösen. Das kann dadurch geschehen, daß die Ausgänge der beiden Photomultiplier gleichzeitig
mittels eines Durchschaltimpulses gerade lange genug auf den jeweiligen Verstärker durchschaltbar sind, um mit einigem
Spielraum die Dauer das Abklingen der Fluoreszenz einzuschließen, so daß die Verstärker nur während des ausgenutzten
Fluoreszenzblitzes wirksam werden, der nahezu mit dem Erregerblitz zusammenfällt, und daher nur von den Abgleichfehlern der
Photomultiplier beeinflußt sind, die während der Durchschaltimpulse auftreten, welche wiederum sehr kurz im Vergleich zu
der zwischen den Durchschaltimpulsen zugelassenen Ruhezeit ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Die praktische Durchführung des Grundgedankens der Erfindung wird nachstehend anhand der zugehörigen schematischen Zeichnungen
erläutert. Es ist dabei wieder angenommen, daß das Gerät ein Fluoreszenzspektrometer ist und das Abklingen der Fluoreszenz
mittels eines Photomultipliers erfaßt wird.
Fig.1 veranschaulicht schematisch den Grundgedanken der Erfindung.
Fig.2 ist eine ausführlichere Darstellung eines
Fluoreszenzspektometers mit einem Proben und einem Referenz-Photomultiplier.
In Figur 1 ist eine Strahlungsquelle in Gestalt einer xenongefüllten
Gasentladungslampe 1 so angeordnet, daß sie ein Objekt in Gestalt einer zu analysierenden Probe 2 bestrahlt. Ein
Strahlungsdetektor in Gestalt eines Photomultipliers 3 nimmt die sich aus der Erregung der Probe ergebende Fluoreszenzstrahlung
auf, ist aber gegen die direkten Strahlen der Strahlungsquelle 1 im wesentlichen abgeschirmt. Der Photomultiplier,
der eine Anode 3A und Photokathode 3B aufweist, bildet einen Teil einer Reihenschaltung mit einer Gleichspannungsquelle
4, welche eine Beschleunigungsspannung von ungefähr einem Kilovolt liefert, und einem Lastwiderstand 5 von
100 Kiloohm. Durch den Widerstand 5 fließt ein ständiger Strom, der als Dunkelstrom bezeichnet wird, und infolgedessen fällt an
dem Widerstand eine ständige Spannung ab, wenn der Photomultiplier im Dunkeln ist. Die Erregung der Lampe 1 im
Blitzbetrieb, beispielsweise indem über die Lampe periodisch ein Kondensator entladen wird, bewirkt die Emission von
Fluoreszenzblitzen durch die Probe 2, welche fast mit den Erregerblitzen zusammenfallen. Der Photomultiplier 3 reagiert
darauf mit der Erzeugung einer entsprechenden Folge von Stromimpulsen, die dem Dunkelstrom überlagert sind. Jeder Stromimpuls
ist von dem nächsten durch eine Ruhezeit zeitlich getrennt. Die Ruhezeit ist in Bezug auf die Erregerleistungsspitz
en, welcher die Lampe 1 während der Kondensatorentladung ausgesetzt ist, so gewählt daß eine tragbare Lebensdauer der
Lampe gewährleistet ist.
' U 9 8 3 L* ,35 c
3 —
2 6 Π 1 1 9 D
Die Gleichstrom-Hochspannungsquelle 6 richtet Wechselspannung aus dem 50 Hertz-Netz 7 gleich.
Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Dauer eines Erregerblitzes innerhalb einiger zehn MikrοSekunden, z.B. 20 bis 30 Mikrosekunden,
liegt und die Lampe 1 mit Netzfrequenz von 50 Hertz gezündet wird, in jeden Blitz genügend Leistung hineingepackt
werden kann, um das in der Lampe durch die Kondensatorentladung erzeugte Plasma zur Emission eines für die Fluoreszenzspektralanalyse
geeigneten Kontinuums von Anregungsstrahlung im UV und nahen UV-Bereich zu veranlassen, ohne dadurch die
Lebensdauer der Lampe in untragbarem Maße zu verkürzen.
Der Zeitpunkt der Erregerblitze wird zweckmäßigerweise dadurch bestimmt, daß eine Entladung des Kondensators über die Lampe
ausgelöst wird, wenn durch einen Nulldetektor 8 der Nulldurchgang der Netzwechselspannung vom Netz 7 z.B. von der
positiven zur negativen Halbwelle festgestellt und als Ergebnis davon von einem Impulsgenerator 9 ein scharfer Zündimpuls
erzeugt wird, der auf die Zündelektrode der Lampe 1 gegeben wird. Der Detektor 8 und der Generator 9 bilden einen Teil der
Steuermittel.
Wenn die bisher beschriebene Anordnung im Betrieb gesetzt würde, so würde an dem Lastwiderstand 5 eine Folge von
kurzzeitigen Signalen erscheinen, von denen jedes durch einen innerhalb sehr weniger Mikrosekunden nach dem Beginn des
Erregerblitzes erscheinenden Spitzenspannungswert gefolgt von einem exponentiellen Signalabfall gekennzeichnet ist. Jedes
kurzzeitige Signal würde geringfügig länger als der Erregerblitz dauern, aber es läge sicher innerhalb einer Zeitspanne
von weniger als 100 Mikrosekunden, was immer noch eine sehr kurze Zeitspanne verglichen mit der Ruhezeit von 20 Millisekunden
(tatsächlich 20 Millisekunden minus Dauer des kurzzeitigen Signals) zwischen den aufeinanderfolgenden
kurzzeitigen Signalen ist.
Es muß sicherlich irgendeine Art von Meßkanal, der den "Signalauswertungskanal"
darstellt, vorgesehen werden, uir die an dem
ö0 9 8 3 υ : t 3 5
Widerstand 5 erzeugte Signalspannung auszuwerten und in einen Fluoreszenzwert umzusetzen. Bei dem oben erwähnten bekannten
Fluoreszenzspektrometer wird das Photomultipliersignal geradewegs einem Verstärker zugeführt, welcher daher auch auf die
während der Ruheperioden auftretende ständige Spannung ansprechen muß. Das führt zu dem schon erörterten Problem.
Der Widerstand kann nun mit einem integrierenden Verstärker über Schaltmittel, enthaltend ein gesteuertes Tor, z.B. den n-Kanal-Feldeffektransistor
(FET) 11 mit Drainelektrode 11A, Sourceeletrode 11B und Gate 11C, verbunden sein zu dem Zweck,
nur die Signalimpulse zu dem Verstärker durchzulassen und die ständige Spannung auszuschließen. Es muß daher die Zeitbeziehung
eines AufSteuerimpulses für die Steuerung des FET-Tores
11 zu den Strahlungsquellen-Steuermitteln sowie die Breite
dieses Impulses bestimmt werden.
Aus dem was vorstehend über die Natur und die Dauer des Abklingens
der Fluoreszenz gesagt worden ist, ist ein 100-Mikrosekunden-Impuls
geeignet» Dieser muß vorzugsweise kurz vor dem Erregerblitz ausgelöst werden. Um all dies zu erreichen, kann
ein Signal von dem Nulldetektor 8 abgeleitet werden, welches unmittelbar vor dem Anstieg des Zündimpulses im Generator 9 die
Erzeugung der Vorderflanke eines Rechteck-AufSteuerimpulses bewirken,
indem es eine monostabile Kippschaltung in der Einheit
12 mit einer Schaltzeit von 100 Mikrosekunden anstößt. Die
Rückflanke des AufSteuerimpulses wird erzeugt, wenn die
monostabile Kippschaltung wieder in den stabilen Zustand zurückschaltet.
Es ist natürlich bekannt, daß, wenn ein FET bei einer Drain-Source-Spannung
unterhalb der Schwellspannung (V ) betrieben wird, er in dem üblicherweise als Triodenbereich bezeichneten
Bereich als Schalter für schwache Signale benutzt werden kann. Das FET-Tor 11 soll tatsächlich in diesem Bereich arbeiten.
Im Falle eines n-Kanal-FET, der üblicherweise vorzuziehen ist,
da Elektronen beweglicher als Löcher sind, hält eine negative
;> 0 9 8 3 0 / ü 6 3 5
Gate-Spannung numerisch größer als V d.h. ein gegenüber der
P/
Source-Elektrode negatives Gate, den Kanal zwischen Drain-Elektrode
und Source-Elektrode im Sperrzustand, und eine Spannung hinreichend unterhalb V hebt die Sperrung auf. In dem
Triodenbereich erfolgt die Umschaltung von einem Zustand zum anderen sehr schnell.
Der 100 MikroSekunden Aufsteuerimpuls, der an der Einheit 12
erhalten wird, wird jetzt auf die Einheit 13 gegeben, in welcher Mittel vorgesehen sind, welche die Gate-Elektrode 11C
des FET-Tores 11 auf einem negativen Sperrspannung halten und
bei Erscheinen der Vorderflanke des Aufsteuerimpulses eine Annäherung
des Potentials an null bewirken. Naturgemäß wird eine Rückkehr in den Sperrzustand bewirkt, wenn die Rückflanke erscheint.
Daraus folgt, daß das FET-Tor 11 100 Mikrosekunden lang beginnend mit dem Augenblick gerade bevor die Lampe 1
zündet in dem durchgeschalteten Zustand gehalten wird. Daher ist das gesamte Abklingen der Fluoreszenz in dem auf den Verstärker
10 gegebenen Signal repräsentiert.
Da das Fluoreszenz-Ablingsignal sich nur über 100 Mikrosekunden erstrecken kann und der Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden
Signalen gerade unter 20 Millisekunden ist, ist ausreichende Gelegenheit zur Einschaltung einer Zeitkonstante
vor dem Verstärker gegeben. In Figur 1 ist diese durch die Anordnung des Shuntkondensators 14 und des in Serie geschalteten
Widerstandes 15 vorgesehen. Diese Anordnung verringert die Anforderungen an die Ansprechgeschwindigkeit des
Verstärkers 10.
Der in der strichpunktierten Umrahmung dargestellte Aufbau kann verdoppelt werden, so daß eine Anordnung erhalten wird, bei
welcher der zusätzliche Photomultiplier als Referenz wirkt, indem er auf einen in geeigneter Weise abgeblendeten Wert jedes
Lichtblitzes anspricht. Es kann dann das Verhältnis der verstärkten Ausgangssignale der Photomultiplier gebildet werden,
um den Einfluß jeglicher Drift in der Lichtausbeute der Lichtquelle 8 zu kompensieren. Die Einheit 13 ist außerhalb der
Strichpunkten Umrahmung dargestellte, da sie dem Proben- und dem Referenzkanal gemeinsam sein würde.
0 98 3·, 3 5 _ 8 _
Figur 2 zeigt im einzelnen, wie die Zweikanalanordnung bei einem Fluoreszenzspektrometer angewandt wird. Es sind die
integrierender Verstärker 10 im Probenkanal und ein integrierender Verstärker 16 im Referenzkanal vorgesehen. Der Teil des
Diagramms vor den beiden Verstärkern ist nur eine sehr schematische Darstellung von dem was schon unter Bezugnahme auf
Figur 1 beschrieben worden ist. Kurzgesagt zeigt dieser Teil einen Stromversorgungsteil 17, der praktisch die Funktion
repräsentiert, die in Figur 1 unter Bezugnahme auf die Einheiten 6, 7, 8, 9, 12 und 13 beschrieben worden sind, eine
Gasentladungslichtquelle 1, eine Probe 2, einen Proben-Photomultiplier
3, einen Referenz-Photomultiplier mit einem
vorgeschalteten Abschwächer 18, ein Probensignaltor 11 und ein Referenzsignaltor 19. Die einzige zusätzliche Funktion in jenem
Teil des Diagramms ist die Aufschaltung eines von dem Durchschaltimpuls abgeleiteten AufSteuerimpulses für die beiden
Tore 11 und 19 auf eine Steuereinheit 20, über welche die
logische Verknüpfung des noch zu beschreibenden Systems hergestellt wird.
Es kann dafür gesorgt werden, daß die inkrementalen Eingangssignale der beiden Verstärker jeweils nach acht Blitzen der
Blitzlampe 1 aufsummiert werden, so daß auf den AusgangsSeiten
der integrierenden Verstärker ein Spannungsniveau V bzw. ein
Spannungsniveau V_ zur Verfügung steht. Ein Teil von Vn kann
mittels eines Potentiometers 21 abgegriffen und in dem substrahierenden Verstärker 22 von V_ abgezogen werden. Das
würde getan, um den unerwünschten Beitrag zu Vg zu kompensieren,
der von der Fluoreszenz des Lösungsmittels geliefert wird, wenn die Probe eine Lösung ist, und von der die Probe
enthaltenden Küvette. Der Differenzwert kann mit einem Skalendehnungsfaktor in einem Skalendehnungsverstärker 23
verstärkt werden. Es ist zu beachten, daß die Verstärker 22 und 23 beide invertierend sind. Das bedeutet, daß der Ausgang des
Verstärkers 23 tatsächlich m (V -kV_.) ist, d.h. die verlangte
Id K.
Differenz zwischen Probensignal und einem Bruchteil k des Referenzsignals multipliziert mit dem Skalendehnungsfaktor m.
·'-■ 0 9 8 3 ü / υ b 3 5 9
Der Ausgang des Verstärkers 23 und der des integrierenden Verstärkers 16 im Referenzkanal können nun zueinander ins
Verhältnis gesetzt werden, und das Verhältnis kann in einer Einheit 24 in eine Pulsbreite umgesetzt werden. In der Einheit
24 wird ein Rampensignalgenerator benutzt, um einen Spannungsimpuls zu erzeugen, dessen Zeitdauer proportional dem Verhältnis
von m (V -kV_.) zu Vn ist.
Die Fluoreszenzinformation kommt jetzt in Form von Impulsen
durch, deren Dauer sich nach Maßgabe der Intensität der Fluoreszenz ändert. Die Frenquenz ist ein Impuls alle 160
Millisekunden. Es können vier Informationsimpulse aufsummiert,
und in der Einheit 25 das die Summe darstellende Zeitintervall gemessen werden. Die Messung kann in der Weise erfolgen, daß
die Anzahl der in diesem Zeitintervall von einem Taktgeber 26 gegebenen Taktimpulse gezählt wird. Zu diesem Zweck werden
Logiksignale zwischen der Steuereinheit 20 und jeder der Einheiten 24 und 25 ausgetauscht. Der die Summe darstellende
numerische Wert wird in binärverschlüsselter Form über einen Zwischenspeicher 32 der digitalen Anzeigeneinheit 27 zugeführt.
Die Fluoreszenzanzeige wird daher jeweils nach 32 Blitzen auf den neuesten Stand gebracht, was bedeutet, daß die Anzeigezeit
0,6 Sekunden beträgt.
Gegebenenfalls können zur Erzielung einer noch genaueren Messung acht solcher Summen in einem Zeitraum von 5 Sekunden
gemittelt und während weiterer 5 Sekunden angezeigt werden.
Die von der Einheit 24 gelieferten Informationsimpulse können in einer Einheit 28 in eine analoge Spannung umgesetzt werden,
welche nach Filterung in einem Tiefpassfilter 29 als Kurve durch einen Schreiber 30 aufgezeichnet werden kann.
Eine wahlweise vorzusehende zusätzliche Möglichkeit ist durch den Drucker 31 dargestellt, welcher über den Zwischenspeicher
32 und gesteuert von der Einheit 20 die gleiche binärverschlüsselte Information erhält, die normalerweise auf die
Anzeigeneinheit 27 gegeben wird.
- 10-
6 09830/0635
Man erkennt aus der vorstehenden Beschreibung, daß im Falle
eines Fluoreszenzspektrometers nach der Erfindung ein spezieller Vorteil erzielbar ist, indem der Ausgang des
Photomultipliers im wesentlichen gleichzeitig mit den Erregerblitzen auf- und während der Ruheperioden abgeschaltet
wird, so daß der Beitrag irgendwelcher Phosphoreszenz, die zufällig von der zu analysierenden Probe abgegeben wird, zu den
Photomultiplier-Signal vernachlässigbar wird.
- 11 -
609830/0 6 35
Claims (16)
- "■ 1 IPatentansprücheGerät, in welchem ein Objekt Strahlungsstößen ausgesetzt wird, deren Dauer kurz im Vergleich zu der Ruhezeit zwischen aufeinanderfolgenden Strahlungsstößen ist, und bei welchem die von dem Objekt beeinflußte Strahlung erfaßt wird, enthaltend: eine Strahlungsquelle; einen Strahlungsdetektor; Mittel, einschließlich Steuermitteln, welche die Strahlungsquelle zur Emission von Strahlungsblitzen veranlassen, deren Dauer kurz im Vergleich zu der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blitzen zugelassen Ruhezeit ist, und einen dem Strahlungsdetektor zugeordneten Signalauswertungskanal, gekennzeichnet durch Schaltmittel (11, 19), die zeitlich mit den Steuermitteln (17) koordiniert sind und welche den Detektorausgang oder eine davon abgeleitete elektrische Größe nur während aufeinanderfolgender Aktivierungsperioden auf den Signalauswertungskanal (10..., 16...) aufschalten, von denen jede eine Blitzdauer enthält und ebenfalls kurz im Vergleich zu der Ruhezeit ist.
- 2.- Gerät nach Anspruch 1, bei welchem zusätzlich zu dem ersten Strahlungsdetektor ein zweiter Strahlungsdetektor vorgesehen ist, der auf einen abgeblendeten Strahlungsfluß von der Strahlungsquelle anspricht, und dem zweiten Strahlungsdetektor ein Referenzkanal zugeordnet ist und Mittel zur Bildung des Verhältnisses der Signale des Signalsauswertungskanals und des Referenzkanals vorgesehen sind, wobei die ersten Signale die von dem Objekt beeinflußte Strahlung und die letzen Signale die abgeblendete Strahlung von der Strahlungsquelle repräsentieren, derart, daß ein Ausgangssignal erhalten wird, welches im wesentlichen frei von dem Einfluß von Schwankungen der Strahlungsausbeute der Strahlungsquelle ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in dem Signalauswertungskanal als auch in dem Referenzkanal Schaltmittel (11 bzw. 19)-0983Ü/ÜO3 5vorgesehen sind, die zeitlich mit den Steuermitteln (17) koordiniert sind und welche im wesentlichen gleichzeitig die Ausgänge des auf die von dem Objekt beeinflußten ersten Strahlungsdetektors (3) und des zweiten Strahlungsdetektors (18) oder davon abgeleitete elektrische Größen auf den Signalauswertungskanal (10) bzw. den Referenzkanal (16) nur während aufeinanderfolgender Aktivierungsperioden aufschalten, von denen jede eine Blitzdauer enthält und ebenfalls kurz im Vergleich zu der Ruhezeit ist.
- 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsdetektoren (3, 18) Photomultiplier sind.
- 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Fluoreszenzspektrometer ausgebildet ist, bei welchem der erste Strahlungsdetektor (3) von der Fluoreszenzstrahlung des Objekts (2) beaufschlagt ist.
- 5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Zündsignalgeber (8) einerseits ein Zündimpulsgenerator (9) ansteuerbar ist, welcher einen Zündimpuls auf eine Zündelektrode der Blitzlampe (1) gibt, und andererseits eine monostabile Kippschaltung (12) angestoßen wird, die bei jedem Anstoßen einen Durchschaltimpuls auf die Schaltmittel (11, 13) gibt.
- 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel jeweils einen Feldeffekttransistor (11 bzw. 13) enthalten.- 13 -0 9 8 3 U / 0 6 3 52601130
- 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekttransistor (11 bzw. 13) ein n-Kanal-FET ist und die Schaltmittel eine Ansteuereinheit (13) aufweisen, durch welche normalerweise die Gate-Elektrode (11C) auf einem negativen Potential kleiner als die Schwellspannung relativ zu der Sourceelektrode (11B) gehalten wird und welche von den Durchschaltimpulsen so ansteuerbar ist, daß die Gate-Source-Spannung bei Auftreten eines Durchschaltimpulses annähernd null wird.
- 8. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsignalgeber (8) ein von der Netzwechselspannung (7) beaufschlagter Nulldetektor ist, der jedesmal beim Übergang der Netzwechselspannung von einer ersten Polarität zu einer zweiten eintgegengesetzten Polarität ein Zündsignal abgibt.
- 9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalauswertungskanal hinter den Schaltmitteln (11) einen integrierenden Verstärker (10) enthält.
- 10. Gerät nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Referenzkanal hinter den Schaltmitteln (19) einen integrierenden Verstärker (16) enthält.
- 11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierenden Verstärker (10, 16) die Detektorsignale jeweils über eine vorgebene Anzahl von Blitzen aufsummieren und an ihren Ausgängen entsprechende Ausgangs spannungen liefern.
- 12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Differenzverstärker (22) der Ausgangsspannung des integrierenden Verstärkers (10) im Signalauswertungskanal ein einstellbarer Bruchteil der Ausgangsspannung des integrierenden Verstärkers (16) im Referenzkanal entgegengeschaltet ist."'0983 U /063 5 - 14 -
- 13. Gerät nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (22), gegebenenfalls über einen Skalendehungsverstärker (23), zusammen mit der Ausgangsspannung des integrierenden Verstärkers (16) im Referenzkanal einer verhältnisbildenden Einheit (24) zugeführt wird.
- 14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungsverhältnis durch die Einheit (24) in eine Pulsbreite von Ausgangsimpulsen umgesetzt wird.
- 15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Zähler (25) die von einem Taktgeber (26) gelieferten Impulse wiederholt jeweils während der Dauer einer vorgegebenen Anzahl der besagten Ausgangsimpulse eingezählt werden und der Zählerstand über einen Zwischenspeicher (32) einer Anzeigevorrichtung (27) zugeführt wird.
- 16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abläufe über eine Steuereinheit (20) gesteuert sind, die ebenfalls von den Durchschaltimpulsen ansteuerbar ist.609830/0635Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB2485/75A GB1533242A (en) | 1975-01-21 | 1975-01-21 | Utilizing radiation-derived electrical signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE2601190C2 DE2601190C2 (de) | 1986-12-11 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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DE (1) | DE2601190C2 (de) |
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