Kalibration mit Glimmstarter 1.1
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Spektrenkalibrierung mit dem OSRAM Glimmstarter ST111 Kalibrierung von Spektren mit dem Glimmstarter ST 111 von OSRAM Richard Walker, CH-Rifferswil [email protected] Version 1.1, Juli 2011 1 Spektrenkalibrierung mit dem OSRAM Glimmstarter ST111 1 Einleitung Hier wird eine weitere „low cost“ Alternative zur Spektrenkalibrierung mit Neon Glimmlampen vorgestellt. Wie bereits bei der Xenon Kalibrierlampe [2], hat auch hier Martin Huwiler erste Vorversuche durchgeführt. Im Gegensatz zur Xenon Stroboskop Lampe, welche eine elektronische Hochspannungserzeugung benötigt, ist hier der schaltungstechnische Aufwand denkbar gering. Glimmstarter sind wohl in sämtlichen Haushalten als Zündhilfen für Leuchtstoffröhren im Einsatz. Im Gegensatz zu den Energiesparlampen ESL, welche heute rein elektronisch funktionieren, sind die meisten konventionellen Leuchtstoffröhren noch mit Glimmstartern ausgerüstet. Diese enthalten eine kleine Gasentladungslampe, welche jedoch nicht als Leuchtmittel eingesetzt wird. Ihre Elektroden sind als Bimetallstreifen ausgebildet und erzeugen bei der Zündung mit 230V Spannung einen sofortigen Kurzschluss. Dieser bewirkt dann in der Drossel des Vorschaltgerätes den zur Zündung der Leuchtstoffröhre erforderlichen Spannungsstoss (Details siehe [1]). Zur Kalibrierung der Spektralprofile nutzen wir nicht die Schalterfunktion sondern die spektralen Eigenschaften der Glimmlampe. 2 Umbau des Starters als Kalibrierlichtquelle Ein Nachbau dieser Schaltung erfolgt auf eigene Gefahr und benötigt ein minimales elektrotechnisches know how und Erfahrung. Ein direkter Anschluss der Lampe an 230V würde einen sofortigen Kurzschluss erzeugen. Den Gang zum Sicherungsautomaten verhindert bei der Leuchtstoffröhre der Widerstand des Vorschaltgerätes, welcher meist aus einer Drossel (Induktivität) besteht. Dieses sperrige Element können wir für unsere Zwecke durch einen simplen ohmschen Vorwiderstand ersetzen, welcher die Spannung soweit begrenzt, dass die Lampe eine brauchbare Leuchtleistung abgibt, ohne dass dabei die Bimetallstreifen kurzschliessen. Sollte dies trotzdem geschehen, begrenzt der Vorwiderstand den „Kurzschlussstrom“ auf ~10 mA (𝐼 = 𝑈/𝑅). In diesem Falle muss der Widerstandswert erhöht werden. Der zur Lampe parallelgeschaltete Kondensator dient der Funkentstörung und kann für unsere Zwecke entfernt werden. Den optimalen Vorwiderstand habe ich zu meinem ST 111 (4 – 80 W) Exemplar zu ca. 24 kΩ bestimmt, realisiert durch parallelgeschaltete 2 x 47 kΩ. Das Ganze hat bequem Platz in einem handelsüblichen Steckergehäuse. 3 Spektrallinien Die Identifikation der Spektrallinien ist hier relativ einfach, weil OSRAM [1] die Zusammensetzung des Gases mit Wasserstoff H und Argon Ar deklariert. Für die reinen „Hα-Analytiker“ bietet diese Lösung im Vergleich zu Neon keine Vorteile. Aber für Detailanalysen im Blaubereich sowie für die breitbandige Kalibrierung niedrig aufgelöster Profile ist der erzeugte Linienraster gut geeignet. Die Leuchtleistung im Blaubereich ist relativ schwach, so dass etwas längere Belichtungszeiten in Kauf genommen werden müssen. 4 Links [1] OSRAM Guide to Starters: http://www.osram.com/_global/pdf/Professional/General_Lighting/Fluorescent_lamps/Starters_Technical_Guide.pdf [2] Kalibrierung von Spektren mit der Xenon Stroboskoplampe: http://www.ursusmajor.ch/downloads/breitbandkalibration-mit-xenonlampe-v-2_0.pdf 2 Spektrenkalibrierung mit dem OSRAM Glimmstarter ST111 3 Ar 7635.11 Blend Ar 4735.91 Ar 7383.98 Ar 7272.94 Ar 4657.9 Ar 7067.22 Ar 4609.57 Ar 7147.04 Ar 6965.43 Ar 4589.89 Ar 6871.29 Ar 4579.35 Ar 6752.83 Ar 4545.05 Ar 6677.28 Hα 6562.85 Ar 4510.73 Ar 4481.81 Ar 4474.76 Ar 6416.31 Ar 4448.88 Ar 4426.0 Ar 4400.99 Ar 4379.67 Ar 4370.75 Hγ 4348.06 Ar 4340.47 Ar 4300.1 Ar 4277.53 Ar 4259.36 Ar 4237.22 Ar 4228.16 Ar 6172.28 Gitter: 200L/mm Gitter: 900L/mm Ar 4726.87 Spektrum Glimmstartlampe OSRAM ST 111 4-80W ©Richard Walker 2011/07 Blend Ar 4764.78 Ar 6032.13 Ar 5606.73 Ar 5495.87 Blend Ar 4190.71 Ar 4158.59 Ar 4131.72 Ar 4965.08 Hβ 4861.33 Ar 4103.91 Blend mit Hδ Ar 4764.87 Ar 4072 Ar 4052.9 Ar 4042.89 Ar 4013.86 Ar 3994.79 Ar 3979.36 Blend Ar 3928.6 Ar 4806.02 Ar 4657.9 Ar 4609.57 Ar 4545.05 Ar 4510.73 Blend Blend Ar 4277.53 Ar 4200.67 Ar 4158.59 Ar 4072.0 Blend
