09058.99 Röntgengerät 35 kV, Grundgerät
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1. PHY WE E R ntgenger t 35 kV Grundger t 09058 99 PHYWE Systeme GmbH amp Co KG Robert Bosch Breite 10 D 37079 G ttingen Phone 49 0 551 604 0 Fax 49 0 551 604 107 E mail info phywe de Internet www phywe de Das Ger t entspricht den zutreffenden EG Rahmenrichtlinien Betriebsanleitung Abb 1 Frontansicht des R ntgenger tes 09058 99 mit eingebautem Goniometer 09058 10 Inhaltsverzeichnis ALLGEMEINES Auflagen der R ntgenverordnung R V Sicherheitshinweise Betriebshinweise Zweck des Ger tes oo N22D BESCHREIBUNG DER GER TEKOMPONENTEN Grundger t Experimentierraum Bedienfeld Sichtfenster Digitalanzeigen R hrenschacht Zubeh rwanne NooPon a C R HRENEINSCH BE D GONIOMETER E HANDHABUNG 1 Einschalten des Grundger tes 2 Einsetzen und Wechsel eines R ntgenr hren Einschubs 3 Inbetriebnahme der R ntgenr hre 3 1 Erste Inbetriebnahme 3 2 Einstellung der R hrenbetriebswerte 4 Einstellung von Belichtungszeiten 5 Goniometerbetrieb 5 1 Manueller Betrieb 5 2 Automatischer Betrieb 5 3 Nachjustierung der Goniometereinheit 5 4 Datenausgabe 6 Sicherungswechsel 09058 99 0806 DVP ww SQ N o O O O O O 00 DAR WVWN gt Q ZUBEB R EXPERIMENTHINWEISE Laue und Debye Scherrer Aufnahmen Comptonstreuung Registrierung von R ntgenspektren Monochromatisierung von R ntgenstrahlung Absorptionsexperime2. 8 Anordnung zur Comptonstreuung PHY WE 3 Registrierung von R ntgenspektren Material R ntgenger t 35 kV Grundger t 09058 99 Einschub mit Cu R ntgenr hre 09058 50 oder Einschub mit Mo R ntgenr hre 09058 60 oder Einschub mit Fe R ntgenr hre 09058 70 Goniometer 09058 10 LiF Kristall in Halter 09056 05 Z hlrohr Typ B 09005 00 x y Schreiber 11416 97 Verbindungsleitungen 100 cm 2x oder Software 14407 61 Data Kabel 14602 00 Messbeispiele Abb 9 R ntgenspektrum von Kupfer Experimentparameter Anodenspannung 35 kV Anodenstrom 1 mA LiF Analysator kristall Goniometer Startwinkel 4 0 und Stoppwinkel 60 0 f r Probenhalter Winkelschrittweite 0 1 Torzeit 1 s Blendentubus amp 2 mm _ L 10 20 30 9 0 gt 5 60 Abb 9 R ntgenspektren von Kupfer 4 Monochromatisierung von R ntgenstrahlen Material wie unter Pkt 3 jedoch zus tzlich Blendentubus mit Ni Folie f r Cu Strahlung Blendentubus mit Zr Folie f r Mo Strahlung Experimentparameter wie unter Pkt 3 09056 03 09058 03 5 Absorptionsexperimente Material wie unter Pkt 3 jedoch ohne Schreiber aber zus tz lich mit Absorptionsatz f r R ntgenstrahlen 09056 02 Bei verschiedenen Winkelpositionen Wellenl ngen werden die Z hlraten mit und ohne Absorbtionsfolien bestimmt Die Absorberfolien werden in den Aufnahmeschlitz des Z hl rohradapters gesteckt 09058 99 0806 11 6 lonisi
3. Best Nr 14407 61 gesteuert werden Nach Start der Software schaltet das Ger t automatisch in den PC Modus Soll der PC Modus wieder verlassen werden muss der interne Speicher des R ntgenger tes neu initialisiert werden Um Fehlbedienungen zu vermei den ist diese Initialisierung an einen Neustart des Ger tes gekoppelt der PC Modus kann also nur verlas sen werden wenn das Ger t aus und wieder einge schaltet wird 14 LED Anzeige bei belegter Sub D Buchse 4 Sichtfenster Mit Strahlenschutzglas abgedeckte Aussparung zur gefahrlo sen Beobachtung der R ntgenr hre w hrend ihres Betrie bes 5 Digitalanzeigen Zwei 4 stellige LED Displays mit Diodenmatrizen zur wahl weisen Parallelanzeige von Betriebs und Messwerten mit zugeh rigen Einheiten Mit Hilfe des linken LED Displays k nnen wahlweise folgen de Gr ssen angezeigt werden e _ _R hrenspannung kV und Emissionsstromst rke mA e Start und Stoppwinkel von Z hlrohr oder Probenhalter mit Winkelsymbol e aktuelle Winkelposition von Z hlrohr oder Probenhalter mit Winkelsymbol e Winkelschrittweite mit Winkelsymbol und Winkelge schwindigkeit mit Winkelsymbol S e Belichtungszeiten min e Nach dem Einschalten des Ger tes wird f r ca 3 Sekun den mit den Symbolen Cu Mo oder Fe der benutzte R hrentyp angezeigt e Das rechte LED Display zeigt die Messrate l s an Die maximale Z hlkapazit t des internen Ratemeters betr gt 8192
4. Eu TeV E s7eV Eis7ev En ey Ey V EN Fe Z 26 7112 0 8461 7211 7081 929 540 l Cu 2 29 8978 9 1096 1 9510 9314 1198 736 Mo Z 42 19999 5 28655 26251 25202 5046 4097 3923 2 Charakteristische R ntgenlinien der verschiedenen Anodenmaterialien E Ka eV E Kaa eV E K eV A Ka pm Kaz pm A K pm Mo Z 42 17479 17374 19599 70 93 71 36 63 26 3 Gitterkonstanten und Netzebenenabst nde verschiedener Kristalle Kristall Typ a 100 pm d 110 d a11 pm pm LiF ice 297 6 l LiF KB fi Diamant Diamant ee E EEE FEREEE BEE a pm opm x 2665 4947 x 2461 678 4 Absorptionskanten einiger Elemente 09058 99 0806 z Li C F Na Al Si S Cl K Mn Fe Ni Cu EAE Eu E OZ JAxipm 22662 0 6 4364 8 Ei 2330 1 9 1791 3 1147 8 795 1 674 46 501 82 439 69 343 65 189 6 2 174 3 148 8 n e s Se r b Sr o 8 n W u 8 Bi w Ax pm 128 3 111 6 104 4 97 9 91 99 81 55 76 97 61 98 48 58 42 47 17 84 15 34 14 92 14 08 13 69 PHY WE 5 Massenschw chungskoeffizienten einiger Stoffe TI MoKo 52 385 si ss 28 gt I 10 1194 ex 94 n os us af 20 J GARANTIEHINWEIS F r das von uns gelieferte Ger t bernehmen wir innerhalb der EU eine Garantie von 24 Monaten au erhalb der EU von 12 Monaten sie umfasst nicht den nat rlichen Verschlei
5. als auch die R ntgenr hre leuchten R ntgenstrahlen wer den nun erzeugt nderung der R hrenbetriebswerte Eine Strom und Spannungs nderung kann bei laufendem R hrenbetrieb direkt vorgenommen werden Die neuen Werte m ssen aber jeweils durch ENTER wieder bernommen werden Durch Bet tigung des Tasters HV ON kann die Hochspan nung wieder abgeschaltet werden pr 4 Einstellung von Belichtungszeiten Die gew nschten Werte f r die Anodenspannung und f r den Emissionsstrom einstellen und mit ENTER best tigen Mit GATE TIMER die Funkton TIMER anw hlen und mit dem PHY WE Stellrad die gew nschte Belichtungszeit einstellen und mit Enter best tigen anschliessend HV ON Taster bet tigen danach sofort mit START die Uhr LED Anzeige starten Die LED Anzeige zeigt die verbleibende Belichtungszeit an Nach Beendigung der Belichtungszeit schaltet die R ntgen r hre automatisch ab Eine zwischenzeitliche Bet tigung des STOP Tasters h lt nur die Uhr an schaltet aber die R hre und damit die Belichtung nicht ab 5 Goniometerbetrieb Einbau des Goniometers s Abschnitt D 5 1 Manueller Betrieb Drehung des Probenhalters oder des Z hlrohrhalters jeweils allein Zuerst mit MAN AUTO die Betriebsart MAN w hlen und dann mit dem Taster Symbol f r Kristall oder Z hlrohr den gew nschten Halter ausw hlen und mit ENTER best tigen Zur Drehung von
6. A Gruppe 1 der Norm EN 55011 und darf nur au erhalb von Wohnbereichen unein geschr nkt betrieben werden Sollten trotz Beschr nkung des Einsatzes auf den Fachraum einer Schule oder einer anderen Ausbildungsst tte im umgebenden Wohnbereich elektromagnetische St rungen auftreten so kann vom Be treiber verlangt werden angemessene Ma nahmen z B Ab schirmung gro e Abst nde zu empfindlichen Ger ten kurze Betriebsdauer k rzestm gliche Verbindungsleitungen usw durchzuf hren und daf r aufzukommen PHY WE 4 Zweck des Ger tes Das R ntgenger t ist ein speziell f r die Erfordernisse der Ausbildung in Schule und Hochschule entwickeltes Demons trations und Praktikumsger t und kann neben der Physik ausbildung auch in der Medizintechnik und benachbarten technischen Disziplinen eingesetzt werden Das mikro prozessorgesteuerte Kompaktger t zeichnet sich besonders dadurch aus dass durch die Verwendung einer R ntgen r hren Schnellwechseltechnik Experimente mit verschiede nen R ntgenr hren mit unterschiedliichem Anodenmaterial durchgef hrt werden k nnen Es stehen wahlweise folgende R ntgenr hren die in spezi ellen Einsch ben betriebsbereit eingebaut sind zur Verf gung Einschub mit Cu R ntgenr hre Einschub mit Mo R ntgenr hre Einschub mit Fe R ntgenr hre Best Nr 09058 50 Best Nr 09058 60 Best Nr 09058 70 Neben einfachen Durchleuchtungsexperimenten und Experi menten zur Dosimetr
7. des R hrenbe triebs beim ffnen der Schiebet r nicht einwandfrei arbei ten 3 Betriebshinweise Das vorliegende Qualit tsger t erf llt die technischen Anforderungen die in den aktuellen Richtlinien der Europ i schen Gemeinschaft zusammengefasst sind Die Produkt eigenschaften berechtigen zur CE Kennzeichnung Der Betrieb dieses Ger tes ist nur unter fachkundiger Auf sicht in einer beherrschten elektromagnetischen Umgebung von Forschungs Lehr und Ausbildungsst tten Schulen Universit ten Instituten und Laboratorien erlaubt Dies bedeutet dass in einer solchen Umgebung Sendefunk einrichtungen wie z B Mobiltelefone nicht in unmittelbarer Nachbarschaft verwendet werden d rfen Die einzelnen angeschlossenen Leitungen d rfen nicht l nger als 2 m sein Durch elektrostatische Aufladungen o elektro magnetische Ph nomene HF Burst indirekte Blitzentladungen usw kann das Ger t beeinflusst werden so dass es nicht mehr innerhalb der spezifizierten Daten arbeitet Folgende Ma nahmen vermindern bzw beseitigen den st renden Einfluss Teppichboden meiden f r Potentialausgleich sorgen Experimentieren auf einer leitf higen geerdeten Unterlage Verwendung von Abschirmungen abgeschirmte Kabel Hochfrequenzsender Funkger te Mobiltelefone nicht in unmittelbarer N he betreiben Nach einem Totalausstieg durch Bet tigung des Netzschalters einen Reset durch f hren Dieses Ger t entspricht der Klasse
8. sowie M ngel die durch unsachgem e Behandlung entste hen Der Hersteller kann nur dann als verantwortlich f r Funktion und sicherheitstechnische Eigenschaften des Ger tes betrachtet werden wenn Instandhaltung Instandsetzung und nderungen daran von ihm selbst oder durch von ihm aus dr cklich hierf r erm chtigte Stellen ausgef hrt werden K ENTSORGUNG Die Verpackung besteht berwiegend aus umweltvertr gli chen Materialien die den rtlichen Recyclingstellen zuge f hrt werden sollten Dieses Produkt geh rt nicht in die normale M llentsorgung Hausm ll X Soll dieses Ger t entsorgt werden so senden Sie es bitte zur fachgerechten Entsorgung an unten stehende Adresse PHYWE Systeme GmbH amp Co KG Abteilung Kundendienst Robert Bosch Breite 10 D 37079 G ttingen Phone 49 0 551 604 274 Fax 49 0 551 604 246 09058 99 0806 14 PHY WE
9. 0 R ntgen Fixiersalz f r 4 51 06696 30 Software f r R ntgenger t 35 KV 14407 61 PHY WE G EXPERIMENTHINWEISE Alle Experimente k nnen wahlweise mit den o g R ntgen r hren durchgef hrt werden 1 Laue und Debye Scherrer Aufnahmen Material R ntgenger t 35 kV Grundger t 09058 99 Einschub mit Cu R ntgenr hre 09058 50 oder Einschub mit Mo R ntgenr hre 09058 60 oder Einschub mit Fe R ntgenr hre 09058 70 Kristallhalter f Laue Aufnahmen 09058 11 LiF Einkristall in Halter 09056 05 oder NaCl Einkristalle Satz von 3 St ck 09058 01 Filmhalter 09058 08 Polaroidfiim ASA 3000 36DIN 20 St ck 09058 20 Entwicklerkassette f r Einzelfilm 09058 21 oder Filmt te f r R ntgenfilme 10 St ck 09058 22 R ntgenfilm nasschemisch 100 St ck 09058 23 100 x 100 mm R ntgenfilmentwickler 5 Gebinde 09058 24 gebrauchsfertig R ntgenfilmfixierer 5 Gebinde 09058 25 gebrauchsfertig alternativ R ntgen Entwickler f r 4 5 I 06696 20 R ntgen Fixiersalz f r 4 5 06696 30 Experimentparameter Anodenspannung 35 kV Anodenstrom 1 mA Tubus mit Lochblenden 2 mm Laue Aufnahmen Kristalle direkt vor den Blendentubus positionieren LiF Kristall Abstand Film Kristall ca 2 cm Belichtungszeit ca 15 min mit Polaroidfilm ISO 3000 36 NaCl Einkristalle Abstand Film Einkristall ca 3 cm Belichtungszeit ca 2 h mit Polaroidfilm ASA 3000 36DIN Debye Scherrer Aufnahmen Feingem rsertes polykristallines P
10. 214 Imp s Wird diese berschritten so erscheint im Display 9999 09058 99 0806 Abb 5 R hrenschacht 09058 99 6 R hrenschacht Abb 5 Auf der linken Seitenwand befindet sich der Schacht zur Aufname der konfektionierten R ntgenr hreneinsch be Der Schacht ist seitlich mit Kupplungssteckbuchsen 1 und nachgeschalteten Sicherheitsschaltern versehen Zwei entsprechend positionierte Schaltstifte an den R ntgen r hreneinsch ben sorgen daf r dass erst bei korrektem Einsetzen eines Einschubs in den Schacht die Mikroschalter einen Sicherheitskreis f r die berwachung der R hrenhoch spannung schliessen 7 Zubeh rwanne Auf der Kopfseite eingebrachte und mit einem Schiebedeckel verschliessbare Aufbewahrungsbox zur griffbereiten Lage rung von Zusatzkomponenten PHY WE Abb 6 R hreneinschub C R hreneinsch be Abb 6 nicht im Lieferumfang des Grundger tes enthalten Es stehen wahlweise folgende vollkonfektionierte Einsch be zur Verf gung _ Einschub mit Cu R ntgenr hre Best Nr 09058 50 _ Einschub mit Mo R ntgenr hre Best Nr 09058 60 e _ Einschub mit Fe R ntgenr hre Best Nr 09058 70 Wellenl ngen und Energien der jeweiligen charakteristi schen R ntgenlinien s Anhang Abb 7 Goniometer 09058 10 09058 99 0806 Die Einsch be bestehen jeweils aus einem Stahlblechgeh u se mit einer werksseitig justiert eingebauten R ntgenr hre Um eine sch dliche berhitzung w hre
11. Probenhalter und Z hlrohrhalter im 2 1 Winkelverh ltnis mit dem Taster Symbol f r Kristall Z hl rohr die gew nschte Betriebsart anw hlen und wieder mit ENTER best tigen Die Drehung erfolgt dann in beiden F llen mit Hilfe des Stell rades 5 2 Automatischer Betrieb Die Betriebsart AUTO anw hlen Nacheinander die Funk tionen START STOP S aktivieren und die ge w nschten Werte wieder mit dem Stellrad einstellen Nach jeder einzelnen Einstellung mit ENTER best tigen Koppelmodus Symbol f r Kristall Z hlrohr anw hlen und mit START die Drehung starten Proben und Z hlrohrhalter durchfahren nun mit einer 2 1 Kopplung den gew hlten Winkelbereich STOP unterbricht die Drehung bei jeder beliebigen Winkelposition Mit START wird die Drehung wie der fortgesetzt Mit RESET werden Proben und Z hlrohrhalter wieder in die Nulllage gebracht Mit START kann erneut die Drehung ab dem zuvor gew hlten Startwinkel wieder beginnen Die automatische Drehung von Proben oder Z hlrohrhalter jeweils allein erfolgt durch Anwahl der entsprechenden Funktionen Einstellung der Winkelschrittgeschwindigkeit Torzeit des Ratemeter Zuerst MAN und dann GATE anw hlen den gew nschten Wert mit dem Stellrad einstellen und mit ENTER best tigen 5 3 Nachjustierung der Goniometereinheit In seltenen F llen k nnen Analysatorkristalle eine um einig
12. R h renschachtes verkantungsfrei einzuf gen Damit alle Steck verbindungen sicheren Kontakt gew hrleisten ist der Ein schub unter Anheben des Arretierungshebels bis zum An schlag einzuschieben 3 Inbetriebnahme der R ntgenr hre 3 1 Erste Inbetriebnahme A Vorsicht Zur ersten Inbetriebnahme sollten R ntgenr hren nicht sofort mit maximaler Leistung betrieben werden Zum Einlaufen der R hren ist zu empfehlen diese f r eine Dauer von ca 10 Mi nuten bei maximalem Strahlstrom aber mit einer Beschleuni gungsspannung nicht ber 25 kV zu betreiben Dieses Verfahren ist auch dann zu wiederholen wenn eine R hre ber einen Zeitraum von einigen Wochen nicht be nutzt worden ist 3 2 Einstellung der R hrenbetriebswerte A Vorsicht Achtung Nach Schlie en und Verriegeln der Schiebet r muss aus Sicherheitsgr nden zuerst der Verriegelungsknopf einmal ganz eingedr ckt werden um anschlie end die Hoch spannung aktivieren zu k nnen Anodenspannung Mit dem Taster HV I die Funktion HV anw hlen und mit dem Stellrad den gew nschten Span nungswert einstellen und anschliessend mit Enter best ti gen Anodenstrom Mit dem Taster HV I die Funktion anw hlen und mit dem Stellrad den gew nschten Anoden stromwert einstellen und anschliessend mit Enter best ti gen Die R ntgenr hre arbeitet erst nach Bet tigung von HV ON mit den eingestellten Betriebswerten Die rote Signallampe
13. des Ausgabefeldes kann zwischen der Ausgangsspannung f r die Winkelposition von Proben oder Kristallhalter gew hlt werden Beim Einschalten des Ger tes wird automatisch die Analog spannung f r die Position des Probenhalters eingestellt 6 Sicherungswechsel Den in der r ckseitigen Netzanschlusseinheit unter dem Netzschalter liegenden Sicherungshalter herausziehen und die defekte Sicherung durch eine Ersatzsicherung siehe Typenschild ersetzen Beim Einschieben des Halters ist auf korrekten Sitz zu achten F ZUBEB R nicht im Lieferumfang des Grundger tes enthalten LiF Einkristall in Halter 09056 05 KBr Einkristall in Halter 09056 01 NaCl Einkristalle Satz von 3 St ck 09058 01 Universalkristallhalter 09058 02 Absorptionssatz f r R ntgenstrahlen 09056 02 Blendentubus mit Ni Folie 09056 03 Blendentubus mit Zr Folie 09058 03 Chemikaliensatz f r Kantenabsorption 09056 04 Kondensatorplatten f r R ntgenger t 09058 05 Comptonzusatz 09058 04 Modellader f r Kontrastmittel 09058 06 Implantatmodell f r R ntgenfotos 09058 07 Filmhalter 09058 08 Polaroidfilm ASA 3000 36DIN 20 St ck 09058 20 Entwicklerkassette f r Einzelfilm 09058 21 oder Filmt te f r R ntgenfilme 10 St ck 09058 22 R ntgenfilm nasschemisch 100 St ck 09058 23 100 x 100 mm R ntgenfilmentwickler 5 Gebinde 09058 24 gebrauchsfertig R ntgenfilmfixierer 5 Gebinde 09058 25 gebrauchsfertig alternativ R ntgen Entwickler f r 4 5l 06696 2
14. e 1 10 von der kristallographischen Hauptachse abweichende Fehlorientierung haben sodass die charakteristischen R ntgenlinien nicht bei den theoretisch zu erwartenden Glanzwinkeln zu finden sind Dieser Fehler kann folgender massen korrigiert werden Im manuellen Betriebsmodus ist der Analysatorkristall in die theoretische Glanzwinkelposition zu bringen entsprechend das Z hlrohr auf 29 Durch ite ratives Drehen von Kristall und Z hlrohr um wenige 1 10 um diese Winkellagen ist nun das Intensit tsmaximum der Linie aufzusuchen Danach wird im gekoppelten Modus der Kristallhalter wieder in die um den Winkelfehlbetrag korrigier te Nulllage gebracht die anschlie end wieder mit ENTER best tigt werden muss Beispiel Das Intensit tsmaximum einer charakteristischen R ntgenlinie liegt um A9 0 X ber unter dem theoret Glanzwinkelwert Dann ist die bisherige Nulllage um 0 X zu korrigieren und mit ENTER zu best tigen Im Display erscheint dann 000 0 Die neukonfigurierte Nulllage des Goniometersystems bleibt 09058 99 0806 auch nach Abschalten des R ntgenger tes erhalten 5 4 Datenausgabe Zur Aufzeichnung mit einem x y Schreiber stehen an den Ausgangsbuchsen Winkelsymbol und IMP s winkel und z hlratenproportionale Gleichspannungen zur Verf gung Die Spannungen ndern sich nach jeder beendeten Torzeit Winkelschrittgeschwindigkeit Mit dem Taster Symbol f r Kristall oder Z hlrohr
15. em Acrylglas Die T r kann nur durch L sen der entsprechenden Verriegelung ge ffnet werden Dazu muss der Verriegelungsknopf bis zum Anschlag einge dr ckt gehalten und anschlie end zum notwendigen Einrasten eine Vierteldrehung nach rechts gedreht wer den Ein Betrieb des Ger tes ist nur bei verriegelter T r m glich Dazu ist der Verriegelungsknopf eine Viertel drehung nach links zu drehen Strahlaustritts ffnung zur Aufnahme von Metalltuben mit kreisf rmigen Doppel blenden zur Erzeugung eines an das jeweilige Experi ment angepassten Strahlenb ndels Buchsenpaar 4 mm Steckbuchsenpaar zur Aufnahme der Kondensa torplatten Best Nr 09058 05 f r Dosimetrieexperimen te SUB D Buchse zum Anschluss des einsetzbaren Goniometers das Goniometeranschlusskabel darf nur bei ausgeschal tetem Ger t angeschlossen werden BNC Buchse zum Anschluss eines Geiger M ller Z hlrohres an das interne Ratemeter 09058 99 0806 Arbeitskanal Durch diesen kann von au en w hrend des Betriebs z B ein Kontrastmittel in den Experimentierraum eingef hrt werden Leuchtschirm Bleihaltiges Acrylglas mit Fluoreszenzschicht zur Beob achtung des R ntgenbildes bei Durchleuchtungsversu chen Innenraumbeleuchtung zuschaltbare 24 V 10 W Leuchte zur Beleuchtung des Experimentierraums Gewindebohrungen zur Befestigung des Goniometers PHY WE GONIOMETER PC RS232 4 w a N bh w a _ _ N Abb 4 Bedi
16. enfeld 09058 99 3 Bedienfeld Abb 4 Das schr g eingelassene gegen Scherst sse gesch tzte Bedienfeld enth lt alle Bedienelemente zum Betrieb des R ngenger tes einschliesslich des einsetzbaren Goniome ters 1 Stellrad zur Einstellung aller variablen Funktionen Der dyna misch arbeitende Inkrementalgeber kann vor und r ck w rts gedreht werden Bei schnellerem Drehen wird die Schrittweite gr sser Erst nach Bet tigen des Tasters ENTER wird der eingestellte Wert bernommen Die mit Hilfe des Inkrementalgebers eingestellten Werte wer den in der oberen linken Digitalanzeige angezeigt 2 Taster ENTER Zur bernahme der durch das Stellrad eingestellten Betriebs und Funktionswerte 3 Taster HV I Durch eine wechselweise Bet tigung des Tasters kann die Einstellm glichkeit entweder f r die R hrenhoch spannung 0 0 kV 35 0 kV oder f r den Emissionstrom 0 00 mA 1 00 mA der R ntgenr hre aktiviert werden Die Wahl der Betriebsgr sse HV oder I wird sowohl durch die zugeordneten LEDs als auch durch die Digitalanzeige kenntlich gemacht Die gew nschten Betriebswerte f r HV oder I werden mit Hilfe des Stellrades eingestellt und nacheinander abschliessend mit ENTER best tigt 4 Taster GATE TIMER Zur Wahl zwischen der Z hlzeit GATE 0 5 s 100 s des eingebauten Ratemeters oder der Belichtungszeit 1 min 1000 min f r R ntgenaufnahmen Die ge w n
17. enheizung wieder ab und die LED erlischt 7 Taster START STOP Zum Starten oder Stoppen des automatischen Antriebs von Probenhalter und oder Z hlrohrhalter sowie zum Starten von Belichtungszeiten 8 Taster RESET Zum Zur ckfahren von Z hlrohr und Probenhalter in ihre Nulllage 9 Taster mit Lautsprecher Symbol Zum Einschalten des Lautsprechers des Ratemeters zur akustischen Ereignisanzeige 10 Funktionsfeld Analogausg nge 10 1 Taster mit Symbol f r Z hlrohr oder Kristall Zur wahlweisen Ausgabe der Analogspannung am Buchsenpaar 10 2 f r die Winkellage von Proben oder Z hlrohrhalter 10 2 Buchsenpaar mit Winkelsymbol 4 mm Buchsenpaar zur Entnahme einer winkelproportio nalen Gleichspannung f r die Winkelposition von Pro ben oder Z hlrohrhalter 10 3 Buchsenpaar IMP S 4 mm Buchsenpaar zur Entnahme einer z hlratenpro portionalen Gleichspannung 11 Buchsenpaar INPUT 4 mm Buchsenpaar zum Zuf hren einer Spannung max 500 V in den Experimentierraum Die Buchsen sind mit den beiden Buchsen am Boden des Experimen tierraums verbunden PHY WE 12 Schalter LIGHT Zum Ein und Ausschalten der Innenraumbeleuchtung 13 Buchse PC RS232 Sub D Buchse zum Anschluss eines PCs zur Gesamt steuerung des Systems Bei belegter Buchse leuchtet nur die LED 14 Bei An schluss eines PCs ber diese Buchse kann das R ntgenger t vollst ndig ber die Software f r R ntgen spektroskopie
18. eri mentierraum Eine Erzeugung von R ntgenstrahlung ist nur bei ordnungsgem sser Verriegelung der Schiebet r m glich Die berschreitung der maximal zul ssigen R hrenbetriebs werte wird durch Sicherheitsschaltungen unterbunden Die Betriebszulassung erlischt sobald Manipulationen am R ntgenger t vorgenommen werden die nicht zum Aufbau oder zur Durchf hrung von Experimenten dienen Unter kei nen Umst nden d rfen die Sicherheitsschrauben des Stahlblechgeh uses gel st werden Reparaturen d rfen ausschliesslich nur vom Hersteller durchgef hrt werden 2 Sicherheitshinweise A Vor Inbetriebnahme des Ger tes ist die Betriebsanleitung sorgf ltig und vollst ndig zu lesen Sie sch tzen sich und vermeiden Sch den an Ihrem Ger t e Achten Sie darauf dass die auf dem Typenschild des Ger tes angegebene Netzspannung mit der Ihres Strom netzes bereinstimmt Das Ger t ist so aufzustellen dass Netzschalter bzw Ger testecker frei zug nglich sind Die L ftungsschlitze des Ger tes d rfen nicht abgedeckt werden e Achten Sie darauf dass keine Fl ssigkeiten oder Gegen st nde in die L ftungsschlitze des Ger tes gelangen Das Ger t ist nur zum Betrieb in trockenen R umen die kein Explosionsrisiko aufweisen vorgesehen Das Ger t nicht in Betrieb nehmen wenn das Netzkabel oder Ger t besch digt ist e Verwenden Sie das Ger t nur f r den daf r vorgesehenen Zweck A Vorsicht Be
19. erungsverm gen von R ntgenstrahlen Material R ntgenger t 35 kV Grundger t 09058 99 Einschub mit Cu R ntgenr hre 09058 50 oder Einschub mit Mo R ntgenr hre 09058 60 oder Einschub mit Fe R ntgenr hre 09058 70 Kondensatorplatten f R ntgenger t 09058 05 Netzger t 0 600 V geregelt 13672 93 Gleichstrommessverst rker 13620 93 Widerstand 50 MQ 07159 00 Adapter BNC Buchse 4mm Stecker 07542 20 Abgeschirmtes Kabel BNC I 75 cm 07542 11 Digitalmultimeter Verbindungsleitungen 2x 07134 00 Der Plattenkondensator ist in die entsprechenden Buchsen des Experimenrierraumes Abb 3 einzusetzen die mit dem gekennzeichneten Buchsenpaar des Bedienfeldes Abb 4 verbunden sind Der Schaltungsaufbau erfolgt nach Abb 10 Abb 10 Prinzipschaltbild zur Bestimmung von lonen str men Der zu messende lonisationsstrom ist eine Funktion der Anodenspannung und des Anodenstrom des durchstrahlten Luftvolumens des Kondensators durch Verwendung ver schiedener Lochblendendurchmesser der Saugspannung an den Kondensatorplatten max 500 V PH WE H TECHNISCHE DATEN R hren und Goniometerbetrieb R hrenspannung elektronisch geregelt Emissionsstrom elektronisch geregelt eingebautes Ratemeter Z hlrohrspannung Z hlzeit gate Goniometer schrittmotorgesteuert Betriebsarten Winkelschrittweite Winkelbereiche Winkelgeschwindigkeit Scanbereiche Mikroprozessorsteuerung 0 0 35 0 KV 0 00 1 00 mA 500 V 0 5
20. ie k nnen mit Hilfe des bereits einge bauten Ratemeters und des zus tzlichen Goniometers spek troskopische Experimente zur Atomphysik und Festk rper physik durchgef hrt werden Zur Registrierung von R nt genspektren k nnen ein XY Schreiber oder ein Computer direkt angeschlossen werden Die Einstellung aller Betriebs und Steuerungsparameter erfolgt entweder manuell oder mit Hilfe eines Computers Zwei demonstrative Digitalanzeigen dienen sowohl zur Dar stellung aller Betriebs und Steuerungsparameter als auch zur Messwertanzeige Mit dem Ger t und entsprechenden Zusatzkomponenten lassen sich folgende Versuche durchf hren Durchstrahlung von Objekten durch Beobachtung mit Hilfe eines Leuchtschirms Herstellung von R ntgenaufnahmen von durchstrahlten Objekten Nachweis der lonisationswirkung von R ntgenstrahlen Dosimetrie Nachweis der Bragg Reflektion Registrierung von R ntgenspektren Bestimmung der charakteristischen R ntgenlinien ver schiedener Anodenmaterialien Cu Mo Fe dadurch Verifizierung des Moseley Gesetzes Nachweis der charakteristischen Linien Ka1 und Ka2 in Beugung h herer Ordnung Monochromatisierung von R ntgenstrahlen mit Hilfe von Einkristallen oder von Metallfolien Kristallstrukturanalyse mit Hilfe der R ntgenspektrosko pie der Laue und der Debye Scherrermethode Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums aus der kurzwelligen Grenze des Bremsspektr
21. im Einbau des Goniometers darf das Goniometer kabel nur an die SubD Buchse auf der Grundplatte des Experimentierraums angeschlossen werden wenn das Grundger t abgeschaltet ist Ebenso darf beim Ausbau des Goniometers das Goniometerkabel nur bei ausgeschaltetem Grundger t gel st werden Vor einem Einschubwechsel ist zuerst mit Taste HV ON der Betrieb der R ntgenr hre zu unterbre chen 09058 99 0806 AN Warnung Da R ntgenger te gesundheitsgef hrdende Strahlung er zeugen darf eine Inbetriebnahme des R ntgenger tes nur von entsprechend unterwiesenem und qualifiziertem Perso nal vorgenommen werden W hrend des Umgangs mit dem R ntgenger t sind die ver bindlich festgelegten Ma nahmen und Pflichten der R nt genverordnung strengstens zu befolgen Der Betreiber hat besonders darauf zu achten dass das R ntgenger t vor dem Zugriff Unbefugter gesch tzt ist das Ger t nicht l nger als n tig in Betrieb ist e Personen bei arbeitendem Ger t sich nicht l nger als n tig in dessen unmittelbarer N he aufhalten Der Betrieb des Ger tes ist untersagt wenn e die Schiebet r aus bleihaltigem Acrylglas zum ffnen des Experimentierraumes als auch das Schutzglasfenster zur Beobachtung der R ntgenr hre sowie der Fluoreszenz schirm besch digt sind e der L fter auf der R hreneinschubseite im Inneren des Ger tes nicht arbeitet akustische Pr fung e die Sicherheitskreise zum Unterbrechen
22. nd ihres Betriebs zu vermeiden sind die R hren von einem Zylinder aus Duran glas umschlossen durch dessen seitlichen Ansatzstutzen eine zwangsgef hrte Luftk hlung mit Hilfe des Ventilators im Grundger t gew hrleistet ist Die Einsch be besitzen jeweils einen HV Stecker sowie einen Stecker f r die R hrenkathodenheizung zur bernah me der R hrenbetriebsgr ssen aus den entsprechenden Steckbuchsen des Grundger tes Zwei seitlich angebrachte Metallstifte 1 bet tigen erst bei korrektem Einsetzen eines Einschubs die entsprechenden Sicherheitsmikroschalter des R hrenschachtes Am unteren Rand der Frontplatte eines jeden Einschubs befindet sich eine mechanische Arretierung 2 die zur Her ausnahme und Einsetzen eines Einschubs durch Heben der Sicherungsklinke gel st werden muss D Goniometer Abb 7 nicht im Lieferumfang des Grundger tes enthalten Der Goniometerblock besitzt zwei voneinander unabh ngig arbeitende Schrittmotoren mit deren Hilfe der Probenhalter Kristalle oder Comptonstreuk rper oder der Z hlrohrhalter Geiger M ller Z hlrohr jeweils einzeln oder auch gekoppelt in einem Winkelverh ltnis von 2 1 gedreht werden k nnen A Vorsicht Beim Einbau des Goniometers darf das Goniometer kabel nur an die SubD Buchse auf der Grundplatte des Experimentierraums angeschlossen werden wenn das Grundger t abgeschaltet ist Ebenso darf beim Ausbau des Goniometers das Gonio meterkabel nur bei ausgeschaltetem G
23. nte lonisierungsverm gen von R ntgenstrahlen TECHNISCHE DATEN ANHANG Energieniveaus der verschiedenen Anodenmaterialien Charakteristische R ntgenlinien der verschiedenen Anodenmaterialien Gitterkonstanten und Netzebenenabst nde verschiedener Kristalle Absorptionskanten einiger Elemente Massenschw chungskoeffizienten einiger Stoffe GARANTIEHINWEIS ENTSORGUNG PHY WE Seite 9 10 10 10 11 11 11 11 12 13 13 13 13 13 14 14 14 A ALLGEMEINES 1 Auflagen der R ntgenverordnung R V Der Betrieb des R ntgenger tes unterliegt in der Bundes republik Deutschland den Vorschriften der R ntgenverord nung R V Nach dieser Verordnung erf llt das Ger t die verbindlich festgelegten Bedingungen sowohl die eines Schulr ntgenger tes als auch die eines Vollschutzger tes Der Betrieb des Ger tes ist genehmigungsfrei aber anzeige pflichtig Zur Anzeige ist das Pr fzertifikat und eine Kopie der Bauartzulassung bei der zust ndigen Beh rde einzureichen Der Betrieb des Ger tes darf nur von entsprechend geschul tem und eingewiesenem Personal vorgenommen werden Bei maximal anliegenden Betriebsdaten betr gt die Orts dosisleistung in einem Abstand von 0 1 m von der ber hrba ren Geh useoberfl che weniger als 1 uSv h Dieser Wert entspricht in etwa der nat rlichen Strahlenbelastung Zwei voneinander unabh ngig arbeitende Sicherheits kreise berwachen das ffnen der Schiebet r zum Exp
24. reich des Z hlrohr halters 170 steht der Block u erst links kann der Z hl rohrhalter nur noch bis ca 102 geschwenkt werden Je nach Zwischenstellung des Goniometerblocks betragen die Schwenkbereiche maximal ca 135 ca 120 und ca 112 die auch im Automatikbetrieb bei versehentlich gr sser gew hlten Endwinkeln nicht berschritten werden Diese Beschr nkung der Schwenkbereiche bewirkt ein Licht schrankensystem im Inneren des Goniometerblocks sodass ein Anschlagen des Z hlrohrs an die Innenwand des Geh uses unterbunden wird Abb 7 1 Goniometerblock Mit einer R ndelschraube 1 an der R ckwand des Gonio meterblocks Abb 7 1 kann dieser auf seinen F hrungs schienen 2 arretiert werden Das Z hlrohrkabel sollte zur besseren F hrung in die Lasche 3 auf der Kopfseite des Blocks geklemmt werden 09058 99 0806 E HANDHABUNG 1 Einschalten des Gundger tes Durch Bet tigung des r ckseitigen Netzschalters Im Display wird kurzzeitig mit den Symbolen Fe Cu oder Mo der eingesetzte R hrentyp angezeigt 2 Einsetzen und Wechsel eines R ntgenr hren Einschubs A Vorsicht Vor einem Einschubwechsel ist zuerst mit Taste HV ON der Betrieb der R ntgenr hre zu unterbrechen Zum Ausbau eines Einschubs muss vor dem Herausziehen der unter dem Handgriff liegende Arretierungshebel angeho ben werden Zum Einsetzen eines Einschubs ist dieser mit seinen F hrungslaschen in die F hrungsschienen des
25. rundger t gel st werden PHY WE Das Goniometer ist mit Hilfe zweier R ndelschrauben 1 auf der Grundplatte des Experimentierraums zu fixieren Um den vollen Schwenkbereich von 10 bis 170 des Z hl rohrhalters ausnutzen zu k nnen empfehlen wir den Einsatz des Geiger M ller Z hlrohres Typ B Best Nr 09005 00 Das Z hlrohr wird in den verschiebbaren Z hlrohrhalter 2 auf Anschlag eingesetzt und mit der R ndelschraube 3 in diesem fixiert Die R ndelschraube 4 des Halters dient zu dessen Arretierung auf seinen F hrungsstangen Der Z hl rohrhalter ist mit einem Schlitzblendentr ger 5 ausgestattet der durch L sen der hinteren R ndelschraube 6 bei Bedarf auch abgenommen werden kann In den Blendentr ger k n nen auch Absorptionsfolien Best Nr 09056 02 eingesetzt werden Durch Verschieben des Z hlrohrhalters auf seinen F hrungs schienen 7 kann bei Bedarf die Winkelaufl sung variiert werden So erh lt man eine maximale Winkelaul sung wenn der Z hlrohrhalter sich an seinem rechten Endanschlag be findet Auch der komplette Goniometerblock 8 kann in horizontaler Richtung verschoben werden Damit eine reproduzierbare Verschiebung vorgenommen werden kann ist die Basisplatte des Goniometers mit einem Schlitz versehen und die Front platte des Goniometerblocks unten mit einer Strichmarkie rung gekennzeichnet Steht der Goniometerblock u erst rechts betr gt der maximale Schwenkbe
26. s 100 s manuell od automatisch f r Proben u Z hlrohrhalter und 2 1 Kopplung 0 1 10 Probenhalter 0 360 Z hlrohrhalter 10 170 0 5 s 100 s Winkelschritt w hlbar 2 vierstell 25 mm hohe Demo Displays mit Diodenmatrizen zur wahlweisen Parallelanzeige von Betriebs und Messwerten mit zugeh rigen Einheiten f r R hrenspannung und R hrenstrom Scananfang und Scanende aktuelle Werte f r Schrittweite Winkelgeschwindigkeit und Winkelposition von Kristall oder Z hlrohr Imp s Belichtungszeit f R ntgenfotos Ausg nge 4 mm Buchsenpaare Analogspannungen f r Kristall bzw Z hlrohrhalterposition Z hlrate PC Steuerung Eingang 4 mm Buchsenpaar zur Versorgung der Kondensatorplatten f r Experimente zur Dosimetrie Experimentierraum Leuchtschirm Arbeitskanal Querschnitt Innenraumleuchte Zubeh rwanne kopfseitig Geh usema e L x B x H Anschlu Sicherung Leistungsaufnahme Massen Grundger t R hreneinsch be Goniometer Bauartzulassungen 09058 99 0806 1 min 1000 min 10 mV bzw 20 mV 1V 2000 Imp s SubD Buchse max 500 V 370 x 357 x 280 mm 120 x 130 mm 17 x 20 mm 24 V 10 W 260 x 250 x 6 mm 595 x 335 x 465 mm 110 240 VAC 50 60 Hz siehe Typenschild 160 VA 33 kg je 4 3 kg 4 1 kg Nds 601 01 R Vollschutzger t Nds 602 01 R Schulr ntgenger t 12 PHYYWE I ANHANG 1 Energieniveaus der verschiedenen Anodenmaterialien Ex rev
27. schten Betriebswerte werden mit Hilfe des Stellrades eingestellt und abschliessend mit ENTER best tigt Der eingestellte GATE Wert f r die Z hlzeit des Ratemeters ist auch gleichzeitig die Zeit f r einen Winkelschritt von Z hlrohr oder Probenhalter allein oder aber f r beide gemeinsam im 2 1 Koppelmodus 5 Bedienfeld f r Goniometerbetrieb 5 1 Taster MAN AUTO Zur Wahl zwischen einer manuellen oder automatischen Drehung von Z hlrohr oder Probenhalter Im manuellen Betriebsmodus erfolgt die Drehung mit Hilfe des Stell rades 5 2 Taster mit Symbol f r Z hlrohr Kristall Z hlrohr Kristall Zur Wahl des Antriebs von Proben oder Z hlrohrhalter 09058 99 0806 HV ON STOP 9 2 RESET Ya 6 7 8 9 10 1 10 2 10 3 11 START allein oder synchron von beiden 8 3 Taster START STOP S Zur Wahl des Startwinkels START des Stoppwinkels STOP und der Schrittweite S Die gew nschten Winkelwerte werden wieder mit Hilfe des Stellrades eingestellt und abschliessend mit ENTER best tigt Die gew hlten Winkelwerte sowie die aktuelle Winkelposition werden in der linken Digital anzeige dargestellt 6 Taster HV ON Mit diesem Taster werden die R hrenhochspannung und der Emissionsstrom mit den zuvor gew hlten Werten aktiviert und die rote Signal LED leuchtet Ein erneutes Bet tigen des Tasters schaltet die R hrenhochspannung und die R hrenkathod
28. ulver z B KBr ca 0 2 mm dick zwischen zwei Tesastreifen vor den Blendentubus brin gen Abstand Probe Film ca 2 cm Belichtungszeit ca 2 h mit Polaroidfilm ASA 3000 36DIN 09058 99 0806 10 2 Comptonstreuung Material R ntgenger t 35 kV Grundger t 09058 99 Einschub mit Cu R ntgenr hre 09058 50 oder Einschub mit Mo R ntgenr hre 09058 60 oder Einschub mit Fe R ntgenr hre 09058 70 Comptonzusatz 09058 04 Z hlrohr Typ B 09005 00 Goniometer 09058 10 LiF Kristall in Halter 09056 05 An dem Plexiglasstreuer des Comptonzusatzes werden die R ntgenstrahlen um 90 gestreut und mit dem Z hlrohr regi striert Danach wird der Aluminiumabsorber einmal vor den Streuer gestellt 1 und dann hinter dem Streuer auf die F hrungsstangen vor das Z hlrohr mit Schlitzadapter ge klemmt 2 Die Comptonwellenl nge wird aus den unterschiedlichen Transmissionswerten und aus der zuvor bestimmten Trans missionskurve f r Aluminium bestimmt Da die Z hlraten relativ gering sind sollten zur Reduzierung der statistischen Schwankungen jeweils immer einige tausend Impulse registriert werden und die zuvor bestimmte Untergrundstrah lung ber cksichtigt werden Zur Bestimmung der Trans missionskurve ist bei hohen Z hlraten die Totzeit des Z hl rohres zu beachten Experimentparameter Anodenspannung 35 kV Anodenstrom 1 mA Tubus mit Lochblenden 2 mm sl EEN e a L M a gt D A C z S Abb
29. ums Duane Hunt sches Verschiebungsgesetz Bestimmung der Rydbergkonstanten Bestimmung von Absorptionskoeffizienten als Funktion der Dicke und der Ordnungszahl des Absorbermaterials und der Fotonenenergie Nachweis von Absorptionskanten Demonstration der Wirkungsweise von Kontrastmitteln in der Medizin Comptonstreuung 09058 99 0806 B BESCHREIBUNG DER GER TEKOMPONENTEN 1 Grundger t Abb 2 2 Abb 2 Grundger t 09058 99 mit eingebautem Gonio meter 09058 10 Das Grundger t enth lt folgende Funktionseinheiten 1 Experimentierraum zur Aufnahme von Zusatzkomponenten wie z B dem Goniometer oder weiterem Experimentiermaterial 2 Bedienfeld zur Einstellung aller Betriebswerte und Steuerungs gr ssen sowie zur Abnahme aller verf gbaren Mess werte 3 Sichtfenster zur Beobachtung der R ntgenr hre auch w hrend des Betriebs 4 Digitalanzeigen zwei 4 stell LED Diplays mit Diodenmatrizen zur wahl weisen Parallelanzeige von Betriebs und Messwerten Einschubschacht f r verschiedene R ntgenr hren Leuchtschirm Zubeh rwanne zur griffbereiten Aufbewahrung von Zusatzkomponenten T rverriegelung Netzanschlusseinheit r ckseitig mit Netzanschlussbuchse Ein Ausschalter und Siche rungsfach PH WE 2 Experimentierraum Abb 3 Der Experimentierraum enth lt folgende Funktionselemente Abb 3 Experimentierkammer 09058 99 Schiebet r aus bleihaltig
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