DE1117903B - Polarisationsoptische Pruefeinrichtung und polarisationsoptisches Pruefverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für polarisationsoptische Verfahren, in denen ein optisch aktiver Stoff verwendet wird, bestehend aus einem Polarimeter mit einer Aufnahmevorrichtung für eine in einer bestimmten Phase des Verfahrens entnommene Probe des optisch aktiven Stoffes und mit Mitteln zur Erzeugung einer bestimmten Pendelschwingung der Polarisationsebene eines Lichtstrahls. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf das mit dieser Prüfeinrichtung ausgeübte Verfahren.

Die bekannten Polarimeter enthalten in ihrer einfachsten Form eine Lichtquelle, einen Kollimator, einen Polarisator und einen Analysator. Der Analysator wird vor und nach der Einbringung des Untersuchungsobjektes in den Strahlengang zwischen Polarisator und Analysator auf minimalen Lichtdurchgang eingestellt, und der Winkelunterschied zwischen beiden Einstellungen ist gleich der Drehung der Polarisationsebene durch das eingebrachte Untersuchungsobjekt.

Die Anzeigegenauigkeit dieser Polarimeter ist gering, weil die Änderung der Intensität des durch den Analysator tretenden Lichtes in Abhängigkeit von der Winkeländerung des Analysators im Einstellpunkt gering ist und weil dieser Änderung eine über den Einstellbereich des Analysators nahezu gleichbleibende Grundbeleuchtung überlagert ist, die aus der nicht vollständigen Polarisationswirkung der benutzten Polarisationsfilter resultiert. Die Bedienungsperson muß also den Analysator vor und nach Einbringen des Untersuchungsobjektes auf minimale Beleuchtung abgleichen, wobei aber im Augenblick des Abgleiche kein Vergleichswert für die Beleuchtung zur Verfügung steht. Die Abgleichgenauigkeit wird durch die ebenfalls bekannten sogenannten Halbschattenapparate verbessert, bei denen das Gesichtsfeld in zwei Hälften geteilt erscheint, deren Licht durch einen Spezialpolarisator linear so polarisiert wird, daß die Polarisationseinrichtungen einen optischen Winkel (den Halbschatten) miteinander bilden. Der Analysator wird auf gleiche Helligkeit beider Gesichtshälften eingestellt. Bei einem bekannten derartigen Polarimeter tritt die Hälfte des Lichtes durch eine Halbwellen-Quarzplatte und die andere Hälfte durch eine Glasplatte, und der Analysator wird in eine Winkellage gebracht, bei der das von jeder der beiden Platten kommende Licht gleich hell erscheint. Der richtige Abgleich des Analysators wird also bei den Halbschattenapparaten durch einen Helligkeitsvergleich angezeigt, was ein genaueres Emstellkriterium ist als die Anzeige durch einen absoluten Helligkeitskleinstwert bei den einfachen Po-

Polarisationsoptische Prüfeinrichtung
und polarisationsoptisches Prüfverfahren

Anmelder:

National Research Development Corporation, London

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Maxton, Patentanwalt,
Köln, Bismarckstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 29. November 1956

Eric John Gillham, John William Charles Gates
und Stanley Peter Middleton, Teddington

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

larimetem. Es wurde auch schon vorgeschlagen, der Bedienungsperson die zu vergleichenden Helligkeitswerte nicht nebeneinander und gleichzeitig, sondern an der gleichen Stelle und dafür zeitlich hintereinander darzubieten, indem dem Polarisator eine ruckweise Drehschwingung aufgedrückt wird. Im Abgleichpunkt des Analysators erscheinen die den beiden Endlagen der Drehschwingung entsprechenden Durchlaßhelligkeiten gleich groß. Der mechanische Aufwand für die sehr exakte ruckweise periodische Winkelbewegung des Polarisators ist aber so groß, daß sich derartige Geräte in der Praxis nicht durchsetzen konnten, obgleich sie ein besonders genaues und bequemes Abgleichkriterium bieten, denn schon kleinste Abgleichfehler werden der Bedienungsperson über das gesamte Gesichtsfeld des Instruments durch deutlich wahrnehmbares Flackern des Lichtes angezeigt.

Bei einer früher vorgeschlagenen Art eines nach dem Halbschattensystem arbeitenden Polarimeters trifft das Licht der beiden Lichtfelder auf die Kathoden einer Elektronenröhre, die einen Steuerstrom für einen Elektromotor liefert, der die gegenseitige Verschiebung zweier Quarzkeile bewirken kann, die vor dem Analysator angeordnet sind. Durch die Verschiebung dieser Quarzkeile wird der Abgleich des Polarimeters bewirkt.

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Auch dieses Polarimeter bedingt einen ganz erheb- Das rechteckförmige magnetische Wechselfeld

liehen technischen Aufwand. kann durch ein sinusförmiges ersetzt werden, was den

Weiterhin ist ein Polarimeter vorgeschlagen elektrischen Aufwand vermindert. Dadurch wird zwar worden, bei dem eine Kerr-Zelle vorgesehen ist, um eine 1. Harmonische des Lichtftackerns eingeführt,

die Polarisationsebene des Lichtstrahls zu drehen. S deren Einfluß auf das Meßergebnis jedoch leicht Die Verwendung einer Kerr-Zelle ist in der Praxis unterdrückbar ist.

aber nicht wünschenswert, weil eine solche Zelle Zur Erregung des magnetischen Wechselfeldes in eine leicht entflammbare Flüssigkeit enthalten muß der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung wird zweck-

und hohe Spannungen angelegt werden müssen. mäßig eine Erregerwicklung auf einen Körper aus

Es ist bekannt, Pendelschwingungen oder Rota- io Glas oder anderem lichtdurchlässigem Material auftionen der Polarisationsebene eines Lichtstrahls gebracht, wobei die Wicklungsachse in Richtung der mittels des Faraday-Effektes durch Anlegen eines optischen Achse des Polarimeters verläuft, und die magnetischen Wechselfeldes an einen lichtdurch- Wicklung wird an eine Wechselstromquelle angelässigen Körper zu bewirken, der aus einem die schlossen, so daß ein praktisch sinusförmiger Feld-Polarisationsebene von Licht drehenden Material 15 verlauf erhalten wird.

hergestellt ist. Derartige unter Ausnutzung des Fara- In weiterer Ausbildung der Erfindung wird als

day-Effektes durch Wechselstrom erregte Zellen sind Strahlendetektor ein lichtelektrisches Element ver-

bisher in Lichtmodulations- und -entmodulations- wendet, dessen Signal durch eine Elektronenverviel-

systemen und insbesondere in Vorrichtungen zum facherschaltung oder ein beschleunigendes Gleichfeld

Regem der Lichtintensität als elektro-optische Ver- 20 verstärkt wird und aus dem das Signal mit der

Schlüsse verwendet worden. Frequenz des magnetischen Wechselfeldes heraus-

Die Erfindung besteht nun darin, daß die Mittel gefiltert und gegebenenfalls über einen Verstärker zur Erzeugung einer bestimmten Pendelschwingung auf ein Anzeigeinstrument gegeben wird,
der Polarisationsebene eines Lichtstrahls aus einer In weiterer Ausbildung der Erfindung kann im unter Ausnutzung des Faraday-Effektes durch 25 Strahlengang des Polarimeters außer dem lichtdurch-Wechselstrom erregten Zelle bestehen und daß der lässigen Körper mit der Erregerwicklung für das bezüglich seiner Polarisationsebene schwingende Wechselfeld ein lichtdurchlässiger Körper vorgesehen Lichtstrahl von einer lichtelektrischen Vorrichtung auf- sein, dem ein axiales magnetisches Gleichfeld aufgegefangen wird, die ein in Amplitude und Phase durch drückt wird. Durch Veränderung der Feldstärke des die Drehung der Polarisationsebene durch das Muster 30 Gleichfeldes kann die Verdrehung der Polarisationsbestimmtes Signal der Schwingungsgrundfrequenz er- ebene nach Einbringen des Untersuchungsobjektes zeugt, das einer Vorrichtung zugeführt wird, durch kompensiert werden, so daß dieses Polarimeter nach die es zur Prüfstelle für das Verfahren gelangt. dem Nullverfahren arbeitet.

Wenn das erfindungsgemäß in der Prüfeinrichtung Es kann in weiterer Ausbildung der Erfindung mit verwendete Polarimeter in Abwesenheit des Unter- 35 automatischem Abgleich versehen sein, der ebenfalls suchungsobjektes abgeglichen ist und dann das ma- mit einem Signalempfänger arbeitet. Denn wenn, wie gnetische Feld aufgedrückt wird, so tritt für ent- vorstehend dargelegt, eine Verdrehung der Polarigegengesetzt gleich große Feldstärken des magne- sationsebene aus der Abgleichlage bei der erfintischen Wechselfeldes ein gleich starkes Licht in das dungsgemäßen Prüfeinrichtung ein nach Betrag und Gesichtsfeld des Instruments. Wenn also das magne- 40 Richtung dieser Verdrehung entsprechendes elektische Wechselfeld bezüglich der Zeit einen symme- trisches Signal hervorbringt, so kann aus diesem irischen rechteckförmigen Verlauf hat, wird dem Signal die Erregung für das magnetische Gleichfeld Auge der Bedienungsperson eine gleichbleibende HeI- zur selbsttätigen Herbeiführung des Abgleiche abgeligkeit dargeboten, sofern der Analysator in die Ab- leitet werden. Der Erregergleichstrom gibt dann ein gleichstellung gedreht ist. Wenn nun das Unter- 45 Maß für die Verdrehung der Polarisationsebene suchungsobjekt in den Strahlengang des Polarisators durch das Untersuchungsobjekt, wobei dieser Angebracht ist und seine Polarisationsebene verdreht zeigewert unabhängig ist von der absoluten Lichthat, bleiben die den beiden entgegengesetzten Halb- intensität, von der Empfindlichkeit der lichtelekwellen des magnetischen Wechselfeldes entsprechen- Irischen Zelle, von der zufälligen Größe der Signalden Helligkeitswerte nicht mehr gleich; das Licht 50 verstärkung und anderen derartigen Faktoren. Der flackert mit der gleichen Frequenz wie das aufge- Erregergleichstrom kann einen Signalempfänger, beidrückte magnetische Wechselfeld, und das Flackern spielsweise ein Milliamperemeter, beaufschlagen, wowird nun durch das Verdrehen des Analysators um durch eine kontinuierliche Anzeige der jeweiligen den Betrag der Drehung der Polarisationsebene durch optischen Eigenschaften des Untersuchungsobjektes das eingebrachte Untersuchungsobjekt beseitigt. Ein 55 erhalten wird. Es ist damit möglich, einen quer durch solcher Abgleich auf Verschwinden des Flackerns ge- das Polarimeter geleiteten Strom von zu unterlingt im allgemeinen leichter und genauer als der Ab- suchender Flüssigkeit fortlaufend zu überwachen,
gleich auf minimale Helligkeit. Die Erfindung möge an Hand der in den Figuren

Das Auge ist nicht der geeignetste Detektor in schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele ver-

einem Präzisionspolarimeter, und es ist auch nicht 60 anschaulicht und weiter erläutert werden. Es zeigt

sehr günstig, dem magnetischen Wechselfeld eine Fig. 1 die Raumform einer einfachen Prüfeinrich-

solche Frequenz aufzudrücken, daß das Flackern rung nach der Erfindung,

visuell beobachtbar wird; jedoch zeigt die vorstehend Fig. 2 die zugehörigen Stromkreise in Blockdar-

beschriebene Anwendung der Erfindung auf visuelle stellung,

Beobachtung den Erfindungsgedanken besonders 65 Fig. 3 den zeitlichen Signalverlauf an der Fotozelle

deutlich, welcher den im folgenden beschriebenen der Prüfeinrichtung,

leistungsfähigeren Ausgestaltungen der Erfindung zu- Fig. 4 eine Prüfeinrichtung zum Abgleich nach dem

gründe liegt. Kompensationsverfahren,

Fig. 5 ihre Stromkreise in Blockdarstellung,

Fig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform der Prüfeinrichtung nach Fig. 4 und 5,

Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung der Prüfeinrichtung nach Fig. 4 und

Fig. 8 das Blockschaltbild eines Saccharimeters mit automatischer Kompensation.

Wie in Fig. 1 ersichtlich, wird das Licht der Lampe 1 über die Linsen 2 und 3 durch die Lochblende 4 zur Aperturblende 5 geleitet. Da für genaue Messungen monochromatisches Licht erwünscht ist, wird die Lampe 1 als Quecksilberdampflampe ausgeführt, und ein Filter 6 wird in den Strahlengang gesetzt, welches nur Licht der Wellengänge 5461Ä durchläßt. Mit 7 ist der Polarisator bezeichnet. Er kann von bekannter Ausführungsform sein, beispielsweise ein Nicol-Prisma oder eine Polarisationsfolie. Es folgt im Strahlengang ein Stab 8 aus lichtdurchlässigem Material, welches bei Anlegung eines magnetischen Feldes die Polarisationsebene des polarisierten durchtretenden Lichtstrahles verdreht. Ein geeignetes Material ist Blei-Zink-Borat-Glas, wie es in Großbritannien im Handel unter der Bezeichnung DEDF No. 030,181 erhältlich ist und das eine Verdet-Konstante von etwa 0,14 min/gilbert hat. Der Stab 8 kann zylindrisch mit einer Länge von 10 cm und einem Durchmesser von 1 cm sein. Er ist in eine keramische Halterung 9 eingesetzt, welche die Erregerwicklung 11 trägt. Diese kann 822 Windungen aus emaillierten Kupferdraht von 1,219 mm Durchmesser und einem inneren Wicklungsdurchmesser von 1,4 cm und einem äußeren von 3,6 cm sowie einer Länge von 11,5 cm haben. Dies ergibt eine Induktanz von etwa 1 mH, und wenn die Wicklung mit einem Wechselstrom von 1 Ampere und einer Grundfrequenz von 50 Hz erregt ist, schwingt die Polarisationslinie des durchtretenden Lichtes um einen Winkel von 6°, wobei die Verlustleistung nicht mehr als 1 Watt beträgt. Der Lichtstrom von der Lampe 1 ist zweckmäßig so eingestellt, daß in Abgleichstellung von Polarisator und Analysator ein Fotostrom von 2 · 10~¹⁹ Ampere erhalten wird. Der Erregerstrom wird über einen Transformator 12 von der Wechselspannungsquelle 13 erhalten, wie aus Fig. 2 ersichtlich.

Das aus dem Filter 6 tretende monochromatische Licht wird durch den Polarisator? polarisiert, und seine Polarisationsebene wird durch das von der Erregerwicklung 11 dem Stab 8 aufgedrückte magnetische Wechselfeld in Drehschwingungen versetzt, wonach der Lichtstrahl durch den Analysator 14 tritt, der ebenso von gebräuchlicher Ausbildung sein kann und vorzugsweise eine zweite Polarisationsfolie ist. Je nach der Stellung des Analysators zur Polarisationsebene tritt ein größerer oder kleinerer Lichtstrom durch diesen und die Aperturblende 15 und trifft auf die Fotokathode der lichtelektrischen Zelle 16, die Bestandteile eines Elektronenvervielfacher sein kann und über einen Verstärker und Filter 17 mit einem Anzeigeinstrument 18 verbunden ist.

Das Untersuchungsobjekt wird in geeigneter Weise zwischen Polarisator 7 und dem Stab 8 oder zwischen diesem und dem Analysator 14 eingeführt.

Es ist nicht notwendig, daß die Erregerwicklung 11 durch sinusförmigen Strom erregt wird; die Wellenform kann auch annähernd rechteckig sein, so daß die Polarisationsebene nahezu augenblicklich von der einen extremen Lage in die andere gekippt wird.

Im allgemeinen werden mit der Wellenform des zur Verfügung stehenden Netzes ganz gute Ergebnisse erhalten. Wenn die Lampe 1 auch über dieses Netz gespeist wird, muß Vorsorge getroffen sein, daß die Lichtintensität nicht mit der Pendelgrundfrequenz der Polarisationsebene schwankt.

Bei sinusförmiger Erregung trifft für den zeitlichen Verlauf des Magnetfeldes im Glasstab 8 die ausgezogene Linie 19 der Fig. 3 zu. Wenn der Analysator

ίο 14 abgeglichen ist, so daß der gleiche Lichtstrom in jeder der beiden Extremlagen der pendelnden Polarisationsebene durchtritt, dann wird der zeitliche Intensitätsverlauf des durchgelassenen Lichtes von der gestrichelten Kurve 21 in der linken Hälfte der Fig. 3 wiedergegeben. Das Licht erreicht ein Maximum und nähert sich dann wieder dem Nullwert, es durchläuft also eine ganze Schwingungsperiode, während seine Polarisationsebene eine halbe Schwingungsperiode durchläuft. Im Abgleich liefert also die Foto- zelle 14 einen Signalstrom von der doppelten Frequenz des magnetischen Wechselfeldes, aber keinen Signalstrom von der Frequenz des Magnetfeldes. Wenn in den Strahlengang des so vorabgeglichenen Polarisators das Untersuchungsobjekt eingeführt ist, ist die Polarisationsebene des durchtretenden Lichtes gedreht, so daß die den periodischen Ausschlägen der Polarisationsebene zugeordneten Maxima des Lichtstromes nicht mehr einander gleich sind und die Kurve 21 den im rechten Teil der Figur dargestellten Verlauf nach der gestrichelten Linie 22 annimmt. Aus diesem Schwingungsverlauf läßt sich eine Komponente 20 von der Frequenz des magnetischen Wechselfeldes analysieren, die vom Ausgangssignal der lichtelektrischen Zelle durch ein an sich bekanntes FrequenzfUter isoliert werden kann, unabhängig vom Vorhandensein etwaiger weiterer Komponenten in der Gesamtschwingung 22. Diese Grundschwingung des Fotostromes wird verstärkt und auf das Anzeigeinstrument 18 gegeben.

Die Anzeigegenauigkeit dieses Instruments 18 wird durch den Schroteffekt (shot noise) im lichtelektrischen Element begrenzt. Der quadratische Mittelwert des Schroteffekts verändert sich mit der Quadratwurzel der mittleren Fotozellenbeleuchtung, d. h.

beim erfindungsgemäßen Polarisator mit sinus -~,

wenn Θ der Winkel ist, um den die Polarisationsebene oszilliert. Die Anzeigegenauigkeit ist ferner begrenzt hauptsächlich durch Störungen, welche sich als unkontrollierte Modulation der Lichtleistung darstellen, und diese Störgrößen werden absolut um so größer, je größer die Gesamtintensität des Lichtstrahls ist, d. h. je mehr sich der Maximalausschlag der pendelnden Polarisationsebene dem Wert 90° nähert. Zur Verminderung sowohl des Schroteffektes als auch der Auswirkung sporadischer Modulationen der Lichtleistung ist es wünschenswert, den Pendelausschlag der Polarisationsebene klein zu halten; je kleiner er ist, desto größer die Anzeigegenauigkeit.

Die Meßsteilheit der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung, das Verhältnis des Ausgangssignals der lichtelektrischen Zelle zur Drehung der Polarisationsebene durch das eingebrachte Untersuchungsobjekt, wächst jedoch mit der mittleren Lichtintensität, so daß mit Rücksicht auf die Verminderung der Anzeigesteilheit der Schwingungswinkel für die Polarisationsebene nicht beliebig klein gehalten werden kann. Die Empfindlichkeit soll nicht so weit ver-

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mindert werden, daß unkontrollierbare Fehlsignale, laufend zu überwachenden Objekts, wie Zuckerwie der Ruhestrom der lichtelektrischen Zelle und lösung, verwendet werden soll, die durch die Zelle das thermische Verstärkerrauschen, die Anzeige des 23 fließt, ist es vorteilhaft, aus Größe und VorInstruments wesentlich beeinflussen. zeichen des Ausgangssignals der lichtelektrischen Die Prüfeinrichtungen nach Fig. 1 und 2 können 5 Zelle eine selbsttätige Kompensation der magnetonach der Nullmethode (Kompensationsverfahren) be- elektrischen Anordnung 24 abzuleiten. Zu diesem trieben werden; durch Verdrehen des Analysators Zweck kann das verstärkte und gleichgerichtete Auskann die Anzeige des Instruments 18 auf Null einge- gangssignal der lichtelektrischen Zelle an ein Anzeigeregelt werden, wenn der Analysator entgegen dem instrument und an die Erregungswicklung der An-Betrag der Polarisationsdrehung durch das einge- io Ordnung 24 gelegt werden. Die Gleichrichtung des brachte Untersuchungsobjekt verstellt wird. Ein der- Signals wird dabei in einem solchen Sinne vorartiger mechanischer Abgleich bedingt aber eine genommen, daß der Kompensationserregerstrom nach schwierige Handhabung und einen erheblichen tech- Betrag und Größe dem Wert zur Kompensation der nischen Aufwand. Deswegen wird zweckmäßig mit Phasendrehung durch das Untersuchungsobjekt entden Ausführungsformen nach Fig. 4, 5 und 6 auch 15 spricht. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Korrekturder Abgleich magnetisch oder elektrisch vorgenom- signale von entgegengesetzt gleichen Abweichungen men. In diesen Figuren ist außer den unter Bezug- des Analysators gegenüber dem Abgleichpunkt in nähme auf Fig. 1 und 2 erläuterten Teilen eine Zelle der Wellenform identisch, aber um 180° phasen-

23 im Strahlengang dargestellt, in die das Meßobjekt verschoben. Wenn daher das verstärkte Signal der eingebracht werden kann. Bei der Ausführungsform 20 lichtelektrischen Zelle 16 über einen Phasendetektor als Saccharimeter kann die Zelle mit Quarzscheiben gleichgerichtet wird, so kann dessen Ausgang eine ausgeführt sein, damit die Zuckerlösung unter einer fortlaufende Anzeige der Polarisationsebenendrehung vorbestimmten Übertemperatur, beispielsweise 70° C, durch das Untersuchungsobjekt und gleichzeitig über gehalten werden kann. Ferner zeigen die Fig. 4 und 5 die Erregerwicklung 24 eine selbsttätige fortlaufende die magneto-optische Abgleichvorrichtung 24, welche 25 Kompensation bewirken.

ähnlich der Anordnung 8, 9, 11 ausgeführt ist, ab- Ein solcher an sich bekannter Phasendetektor ist gesehen von ihrer Länge, der Windungszahl und der hinsichtlich seines Ausgangssignals in erster Nähe-Art der Erregung. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird rung unabhängig von Harmonischen des Eingangsdie Wicklung 24 von der Gleichstromquelle 25 er- signals und sogar von anderen Frequenzen als den regt, und die Erregung kann durch den Regelwider- 30 beiden Vergleichsfrequenzen des Eingangssignals, stand 26 eingestellt werden. Die Erregerwicklung 11 Der Phasendetektor übernimmt daher zugleich einen nach Fig. 4 kann 1100 Windungen eines emaillierten großen Teil der Aussiebung des Fotostroms mit der Kupferdrahtes von 0,914 mm Durchmesser haben, Frequenz des magnetischen Wechselfeldes,
was einen Widerstand von etwa 2,5 Ohm ergibt; Der Phasendetektor könnte auch bei niedriger während die Erregerwicklung 24 38 000 Windungen 35 Frequenz durch einen mechanischen Polwechsler ereines emaillierten Kupferdrahtes von 0,101mm setzt werden; die elektronische Umschaltung durch Durchmesser mit einem Widerstand von 6800 Ohm den Phasendetektor, der z. B. eine Selektivschaltung erhalten kann. Der Glaskern ist nur halb so lang wie mit Germaniumdioden sein kann, ist jedoch beder Stab 8. Die Anordnung 8, 9, 11 nach Fig. 4 er- quemer. Das Ausgangssignal kann in einem Gleichgibt eine Pendelung von 6° bei einer Verlustleistung 40 stromverstärker weiter vergrößert werden, so daß es von etwa 1,25 Watt. Die Abgleicherregeranordnung ein Anzeigegerät und die Abgleicherregung 24 aus-

24 ergibt eine Drehung der Polarisationsebene von steuern kann.

etwa 0,095° je Milliampere Erregerstrom, und die Das Blockschaltbild einer derartigen Anordnung

Gleichstromquelle 25 sollte für einen maximalen ist in Fig. 8 dargestellt. Die einzelnen Elemente der

Erregerstrom von etwa 4 Milliampere ausgelegt sein. 45 Blockdarstellung sind an sich bekannt. Aus dem

Auch diese Einrichtung kann im Kompensations- Wechselstromnetz 13 ist nicht nur die Pendelerregung verfahren durch Einstellung des Regelwiderstandes 11 gespeist, sondern auch das Phasenvergleichssignal 26 benutzt werden. Wenn sowohl rechtsdrehende als für den Detektor 31 abgeleitet, welcher einen Signalauch linksdrehende Untersuchungsobjekte gemessen verstärker enthalten kann. Vom lichtelektrischen Verwerden sollen, muß die Spannungsquelle25 umpolbar 50 vielfacher 16 wird das Signal zuerst über ein Filter sein. 32, welches die erste Harmonische zurückhält, und

Die Anordnung nach Fig. 6 unterscheidet sich von dann durch den Verstärker 17 zum Phasendetektor

derjenigen nach Fig. 5 nur dadurch, daß Erreger- 31 geführt; dessen Gleichstromausgangssignal tritt

wicklung und lichtdurchlässiger Körper für Gleich- durch das Anzeigegerät 33, welches ebenfalls einen

strom- und Wechselstromkomponente der Erregung 55 Verstärker enthalten kann und zur Erregerwicklung

gemeinsam sind. Die beiden zugehörigen Strom- ' des Kompensators 24 dient. Die Hochspannung für

quellen sind in Parallelschaltung dargestellt, was je- die Vervielfacherröhre 16 und ein geglätteter Gleich-

doch nicht zwingend ist. strom für die Lampe 1 sind ebenfalls dem Wechsel-

Eine konstruktive Ausführung einer solchen Prüf- stromnetz 13 über einen Spannungsvervielfacher und einrichtung ist in Fig. 7 gezeigt. Die bereits erläuter- 60 Stabilisator 34 bzw. dem Netzteil 35 entnommen,
ten Teile sind von einem Gehäuse 27 mit End- Ein Umschalter 36 kann eingebaut sein, der das verschlüssen 28 und 29 für die elektrischen Leitungen gleichgerichtete Signal aus dem Phasendetektor 31 umgeben. Im Hinblick auf die Montage kann das hinter dem Anzeigegerät 33 von der Kompensations-Gehäuse 27 aus einzelnen Teilen zusammengesetzt erregung 24 abtrennt und eine andere Kompensationssem, und es können Justierungsöffnungen für die dar- 65 stromquelle anschaltet, was für Einzelmessungen mit in befindlichen Bauelemente vorhanden sein. einem vereinfachten Anzeigegerät 33 zweckmäßig

Insbesondere wenn die erfindungsgemäße Prüf- sein kann, wobei die Schaltung dann ähnlich der-

einrichtung zur kontinuierlichen Messung eines fort- jenigen nach Fig. 5 wird, wobei das Instrument im

Anzeigegerät 33 jedoch ein Nullinstrument sein muß, da das Gleichstromsignal verschiedene Vorzeichen haben kann, während die getrennte Kompensationsstromquelle 25 und der Regelwiderstand 26 aus der Anordnung nach Fig. 5 durch einen Polumschalter 37 ergänzt werden müssen.

Mit der erfindungsgemäßen die Polarisationsdrehung des Untersuchungsobjekts fortlaufend anzeigenden Prüfeinrichtung kann nicht nur, wie dargelegt, eine selbsttätige Aufrechterhaltung des Abgleiche hervorgerufen werden, sondern es kann durch das Abgleichbzw. Anzeigesignal eine automatische Steuervorrichtung beaufschlagt werden, die etwa auf die Konzentration eines im Polarimeter untersuchten Flüssigkeitsstromes einwirkt oder den Flüssigkeitsstrom beein- flußt oder Beimischungen zu der zu untersuchenden Flüssigkeit steuert oder kombinierte Beeinflussungsmöglichkeiten dieser Art ausübt.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE: 20

1. Prüfeinrichtung für polarisationsoptische Verfahren, in denen ein optisch aktiver Stoff verwendet wird, bestehend aus einem Polarimeter mit einer Aufnahmevorrichtung für eine in einer bestimmten Phase des Verfahrens entnommene Probe des optisch aktiven Stoffes und mit Mitteln zur Erzeugung einer bestimmten Pendelschwingung der Polarisationsebene eines Lichtstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel aus einer unter Ausnutzung des Faraday-Effektes durch Wechselstrom erregten Zelle bestehen und daß der bezüglich seiner Polarisationsebene schwingende Lichtstrahl von einer lichtelektrischen Vorrichtung aufgefangen wird, die ein in Amplitude und Phase durch die Drehung der Polarisationsebene durch das Muster bestimmtes Signal der Schwingungsgrundfrequenz erzeugt, das einer Vorrichtung zugeführt wird, durch die es zur Prüfstelle für das Verfahren gelangt.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer lichtelektrischen Zelle (16) hinter dem Analysator (14), deren Ausgangssignal über ein Filter (17) für die Grundfrequenz des der Erregerwicklung (11) aufgedrückten Wechselfeldes zu einem Anzeigeinstrument (18) geleitet ist.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen Polarisator (7) und Analysator (14) eine zweite magneto-optische Ablenkvorrichtung (24) mit einstellbarer Gleichstromerregung (25, 26) als magneto-optische Abgleichvorrichtung eingebaut ist.

4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden magneto-optischen Ablenkvorrichtungen (8, 9, 11 bzw. 24) elektrisch, und/oder räumlich voneinander getrennt sind.

5. Prüfeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gefilterte Ausgangssignal der lichtelektrischen Zelle (16) gegebenenfalls über Verstärker (16, 17) zu einem Phasendetektor (31) geführt wird, der das Vergleichssignal aus seiner Verbindung mit der die Pendelerregerwicklung (8) speisenden Wechselstromquelle (13) erhält, wobei der Ausgang des Phasendetektors (31) gegebenenfalls über einen Gleichstromverstärker (33) die Erregerwicklung der zweiten magnetooptischen Ablenkvorrichtung zum Abgleichen (24) speist.

6. Verfahren zum Prüfen optisch aktiver Stoffe mittels einer Prüfeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelschwingungen unter Ausnutzung des Faraday-Effektes vor dem Durchgang des Lichtes durch das zu prüf ende Muster erzeugt werden und die infolge der Drehung der Polarisationsebene des Lichtes nach dessen Durchgang durch den Analysator auftretenden Intensitätsschwingungen von der Pendelungsgrundfrequenz als Signal einer Vorrichtung zugeführt werden, die es zu einer Prüfstelle leitet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgleichen der Analysator des Polarimeters auf Verschwinden des Flackerns des durchgelassenen Lichtes mit der Grundfrequenz der magneto-optischen Pendelung eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleich durch magneto-optische Drehung der Polarisationsebene des Lichtstrahls erfolgt und daß die Drehung der Polarisationsebene durch Messung des hierfür aufgewendeten Erregergleichstromes bestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregergleichstrom für den magneto-optischen Abgleich des Polarimeters nach Einbringen des Untersuchungsobjektes vom Ausgangssignal der lichtelektrischen Zelle abgeleitet wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch die Anwendung von monochromatischem Licht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 731922;
USA.-Patentschriften Nr. 2503 808, 2351 539,

903, 2766 659;

französische Patentschriften Nr. 1 062 018,

1065498.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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