Leitfaden Der Spektroradiometrie

ISBN-13: 9783642738418 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 399 str.

Wolfgang Erb; L. Endres; W. Erb

Opis

Die Spektroradiometrie hat durch die Verfugbarkeit empfindlicher Strahlungsempfanger und neuartiger Strahlungsquellen in den letzten Jahrzehnten fur alle Spektralbereiche an Bedeutung gewonnen. Die Anwendungen reichen von der Messung der Strahlung ferner Sternensysteme uber die Farbmessung an Textilien und Anstrichfarben bis zu klinisch-chemischen Untersuchungen z. B. des Blutserums. Das vorliegende Buch enthalt die wichtigsten Grundlagen, Begriffe und Grossen der Spektroradiometrie. Es behandelt die technischen Strahlungsquellen, die fur die Aussonderung von Strahlung notwendigen Gerate, die fur den Strahlungsnachweis erforderlichen Empfanger, die spektralen Kennzahlen von Materialien und die Zusammenhange zwischen optischen Kennzahlen und Stoffkenngrossen wie z. B. der Konzentration. Dieses von Experten dieser Bereiche verfasste Buch ist eine Einfuhrung und Ubersicht und soll daruber hinaus die Grundlage zu einer fur die interdisziplinare Kommunikation unverzichtbaren einheitlichen Sprachregelung bilden. Allen auf dem Gebiet der Laboratoriumsmedizin und anderen Gebieten der Spektroradiometrie Tatigen wird dieses Buch wertvolle Hilfe leisten."

Spis treści

1 Einführung.- 2 Allgemeine Begriffe, Größen und Kennzahlen.- 2.1 Begriffe.- 2.2 Größen.- 2.3 Ma terialkennzahlen.- 3 Strahler.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Klassifizierungsmerkmale.- 3.2.1 Art der spektralen Strahlungsverteilung.- 3.2.2 Nutzbarer Spektralbereich.- 3.2.3 Nutzbare Strahlungsgrößen.- 3.2.4 Bedingungen für kalibrierfähige Strahler.- 3.3 Gliederung der Strahler nach der Art der Strahlungserzeugung.- 3.3.1 Strahlungsnormale.- 3.3.1.1 Schwarzer Strahler.- 3.3.1.2 Bandlampen.- 3.3.2 Drah twendellampen.- 3.3.2.1 Drahtlampen im Vakuum.- 3.3.2.2 Gasgefüllte Glühlampen.- 3.3.2.3 Halogen-Glühlampen.- 3.3.3 Zusammenstellung von Glühlampen für meßtechnische und wissenschaftliche Zwecke.- 3.3.4 Hinweise zum Betrieb von Glühlampen in der Meßtechnik.- 3.3.5 Kolbenlose thermische Stahler.- 3.3.5.1 Nernst-Brenner (-Stift).- 3.3.5.2 Globar-Brenner.- 3.3.5.3 Auer-Brenner.- 3.3.5.4 Metalistrahler.- 3.3.5.5 Kohle.- 3.3.5.6 Strahlung von Gasen (Flammen).- 3.4 Entladungslampen.- 3.4.1 Glimmlampen.- 3.4.2 Niederdruckentladung.- 3.4.2.1 Leuchtstofflampen.- 3.4.2.2 Natrium-Niederdruckentladung.- 3.4.2.3 Xenon-Niederdruckentladung.- 3.4.2.4 Xenon-Impulslampen (Blitzlampen).- 3.4.2.5 Spektrallampen.- 3.4.2.6 Deuteriumlampen.- 3.5 Sonderstrahler.- 3.5.1 Funkenentladung.- 3.5.2 Hohlkathodenlampen.- 3.5.3 Elektrodenlose Lampen.- 3.5.4 Plasmabrenner.- 3.6 Hochdruckentladung.- 3.6.1 Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (HQ-Lampen).- 3.6.1.1 Hg-Hochdrucklampen mit Leuchtstoff.- 3.6.1.2 Mischlichtlampen.- 3.6.2 Halogen-Metalldampflampen.- 3.6.3 Na trium-Hochdrucklampen.- 3.6.4 Xenon-Hochdrucklampen.- 3.6.5 Wassergekühlte Krypton-Hochdrucklampen.- 3.6.6 Quecksilber-Höchstdrucklampe.- 3.6.7 Halogenmetall-Mittelbogenlampe.- 3.7 Laser.- 3.7.1 Festkörperlaser.- 3.7.1.1 Rubinlaser.- 3.7.1.2 Neodymlaser.- 3.7.1.3 Neodym-Glaslaser.- 3.7.1.4 Farbzen trenlaser.- 3.7.2 Farbstofflaser.- 3.7.3 Gaslaser.- 3.7.3.1 Helium-Neon-Laser.- 3.7.3.2 Edelgas-Ionenlaser.- 3.7.3.3 CO2-Laser.- 3.7.3.4 Excimer-Laser.- 3.8 Elektrolumineszenzstrahler.- 3.9 Lumineszenzdioden.- 3.9.1 Infrarot-L umineszenzdioden.- 3.9.2 Lichtemittierende L umineszenzdioden.- 3.10 Laserdioden.- 4 Empfänger.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Typen von Empfängern.- 4.2.1 Thermischer Empfänger.- 4.2.1.1 Strahlungsthermoelement Thermosäule.- 4.2.1.2 Bolometer.- 4.2.1.3 Pyroelektrischer Empfänger.- 4.2.2 Photoelektrischer Empfänger (Photoempfänger).- 4.2.2.1 Photozelle, Photovervielfacher.- 4.2.2.2 Photoleiter, Photowiderstand.- 4.2.2.3 Photodiode, Photoelement, Phototransistor.- 4.2.3 Ortsauflösende Empfänger.- 4.2.4 Absolutempfänger (Empfängernormal).- 4.3 Wichtige Empfängerkenngrößen.- 4.3.1 Empfängerfläche.- 4.3.2 Empfindlichkeit, spektrale Empfindlichkeit.- 4.3.3 Detektivität, normierte Detektivität.- 4.3.4 Externe und interne Quantenausbeute.- 4.3.5 Nutzbarer Spektralbereich.- 4.3.6 Frequenzgang der Empfindlichkeit.- 4.3.7 Anstiegs- und Abfallzeit, Zeitkonstante.- 4.3.8 Nichtlinearität, Linearitätsbereich.- 4.3.9 Inhomogenität, homogener Bereich, Anisotropie.- 4.3.10 Nachwirkung, Alterung.- 4.3.11 Temperaturgang, Temperaturkoeffizient.- 4.4 Spezielle Kenngrößen ortsauflösender Empfänger.- 4.5 Anhang: Lock-in Verstärker.- 5 Spektrale Aussonderung.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Einrichtungen zur spektralen Zerlegung (Spektralapparate).- 5.2.1 Dispersive Spektralapparate.- 5.2.2 Nichtdispersive Spektralapparate.- 5.2.3 Vorzerleger.- 5.3 Spektrale Beobachtung-, Aufzeichnungs- und Meßgeräte.- 5.3.1 Spektroskope.- 5.3.2 Spektrographen.- 5.3.3 Spektrometer.- 5.3.4 Schmalbandphotometer.- 5.3.5 Breitbandphotometer.- 5.4 Komponenten von Spektralapparaten.- 5.4.1 Kollimatoren und Kamera.- 5.4.2 Dispersive Elemente.- 5.4.3 Prisma oder Prismensatz.- 5.4.4 Beugungsgitter.- 5.4.5 Zweistrahl-Interferometer.- 5.4.6 Vielstrahl-Interferometer.- 5.4.7 Optische Filter.- 5.5 Kenngrößen für die spektrale Verteilung der ausgesonderten Stahlung.- 5.5.1 Lineardispersion (von dispersiven Spektralapparaten).- 5.5.2 Spektrale Spaltbreite (von dispersiven Spektralapparaten).- 5.5.3 Spektrale Durchlaß- und Gerätefunktion.- 5.5.4 Spektrale Bruchteilwertbreiten.- 5.5.5 Kennzeichnende Wellenlängenangaben.- 5.5.6 Heterochrome Fehlstrahlung.- 5.5.7 Fehlstrahlungsanteile.- 5.6 Auflösung.- 5.6.1 Auflösbarer Wellenlängenabstand ??.- 5.6.2 Auflösungsvermögen R.- 5.6.3 Förderliche Größe der Eintrittsluke.- 5.7 Kenngrößen für Bestrahlungsstärke und Strahlungsleistung hinter Spektralapparaten.- 5.7.1 Allgemeine Gesetze für Bestrahlungsstärke und Strahlungsleistung.- 5.7.2 Bestrahlungsstärke und Strahlungsleistung hinter optischen Filtern.- 5.7.3 Bestrahlungsstärke bei dispersiven Spektralapparaten und hinter Interferometern.- 5.7.4 Optischer Leitwert von Monochromatoren und Interferometern.- 5.7.5 Spektraler optischer Leitwert von Monochromatoren und Interferometern.- 5.7.6 Durchlaßprofil von Monochromatoren und interferometern.- 5.7.7 Polarisationszustand der durchgelassenen Strahlung.- 5.8 Auswahl und Gebrauch von Spektralapparaten und spektralen Meßgeräten.- 5.8.1 Erfordernisse der Meßaufgabe.- 5.8.2 Wahl des Meßverfahrens (hinsichtlich seines Zeitablaufes).- 5.8.3 Wahl des Spektralapparates.- 5.8.4 Auswahlkriterien.- 5.8.5 Beeinflussung der Eigenschaften durch den Benutzer.- 5.8.6 Übersicht über die wesentlichen Typen von Spektralapparaten.- 6 Spektrale Keimzahlen von Materialien.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Grundlagen.- 6.3 Definition spektraler optischer Kennzahlen.- 6.3.1 Zahlen.- 6.3.2 Grade.- 6.3.2.1 Spezielle Kennzeichnung von Graden.- 6.3.3 Faktoren.- 6.3.4 Maße.- 6.3.5 Koeffizienten.- 6.4 Parameter und Einflüsse.- 6.5 Hinweise.- 7 Zusammenhang zwischen optischen Kennzahlen und Stoffkenngrößen bei spektrometrischen Analyseverfahren.- 7.1 Einführung.- 7.2 Materialkennzahlen.- 7.3 Das Lambert-Beersche Absorptionsgesetz.- 7.4 Form der Absorptionslinien.- 7.5 Integrale Absorption.- 7.6 Konzentrationsbestimmung bei fehlender Wechselwirkung.- 7.7 Tautomerengleichgewichte.- 7.8 Binäre Gleichgewichte.- 7.9 Elektrolyte.- 8 Anhang.- Einführung.- Auszug aus der Eichordnung.- Anlage 15 zur Eichordnung (Absorptionsphotometer).- PTB-Anforderungen (Absorptionsphotometer: Meßtechn. Beschreibung).- 9 Literaturverzeichnis.- 10 Sachverzeichnis.