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Refraktometer D:e Erfindung betrifft ein Refraktometer zur Messung
der Brechungszahl fester oder flüssiger Körper mit Hilfe der Grenzlinie der Totalreflexion,
bei welchem der Meßbereich durch mehrere feststehende Ablenkprismen beim Meßprisma,
feststehende Spiegel oder durch besondere Formgebung des Meßprismas und einer in
der Eintrittspupille des Beobachtungsfemrohres liegenden Blende mit mehreren Öffnungen
auf mehrere nebeneinanderliegende Skalen aufgeteilt ist.
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Refraktometer der genannten Art sind an sich bekannt, und zuweilen
wurden sie dann verwendet, wenn der Meßbereich des Refraktometers größer ist als
das Gesichtsfeld des Beobachtungsfernrohres und eine eindeutige Zuordnung der Grenzlinie
zur gerade geltenden Skala erreicht werden soll.
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Bei einer bekannten Refraktometerausführung sind das Zusatzprisma
und eine nahe den Skalen befindliche Blende gemeinsam schwenkbar angeordnet, wodurch
immer die zur jeweiligen Lage des Zusatzprismas gehörige Skala beleuchtet wird.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung, bei der zwei feststehende
Zusatzprismen vorgesehen sind, werden zwei Blenden gemeinsam verschwenkt, von denen
die eine das aus dem jeweiligen Zusatzprisma austretende Strahlenbündel unterbricht,
während die andere die Beleuchtung der zu diesem Zusatzprisma gehörigen Skala verhindert.
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Bei diesen beiden bekannten Anordnungen erfolgt das Durchmessen der
Teilmeßbereiche nacheinander und unter Verwendung von schwenkbaren Blenden.
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Es sind ferner auch Refraktometer bekannt, bei denen zwischen dem
Meßprisma und der Beobachtungsvorrichtung eine Polarisationseinrichtung, beispielsweise
ein Flächenpolarisator, so angebracht ist, daß er nur parallel zum Meßprisma-Hauptschnitt
schwingendes Licht durchläßt und daher bei Beobachtung im reflektierten Licht eine
insbesondere bei starker Vergrößerung notwendige Kontraststeigerung zwischen dem
in der Beobachtungsvorrichtung sichtbaren Hellfeld und dem weniger hellen Feld zur
besseren Erkennbarkeit der Grenzlinie der Totalreflektion bewirkt. Von Nachteil
ist der dabei entstehende große Lichtverlust und die Beschränkung auf die Beobachtung
im reflektierten Licht. Voraussetzung ist außerdem das Vorhandensein nur einer Grenzlinie.
Da jedoch entsprechend den im Licht vorhandenen Wellenlängen im Meßprisma viele
farbige Grenzlinien der Totalreflexion entstehen, die durch eine Polarisationseinrichtung
nicht beseitigt werden können, muß entweder Licht von möglichst nur einer Wellenlänge
oder ein besonderer Kompensator verwendet werden.
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Um den gesamten Meßbereich auf einmal im Gesichtsfeld des Beobachtungsfernrohres
überblicken zu können, ohne daß störende Nebenlichter von einem Skalenbereich in
einen anderen Skalenbereich übertreten können, sind auch Refraktometer bekannt,
bei denen in der Eintrittspupille des Fernrohres eine Blende mit einer der Zahl
der Skalen entsprechenden Zahl von Öffnungen und vor dem Skalenträger ein oder mehrere
Zusatzprismen vorgesehen sind, durch welche jede Blendenöffnung einer Skala zugeordnet
wird, und in der Austrittspupille eine Lochblende angebracht ist. Der brechende
Winkel der Zusatzprismen vor dem Skalenträger wird dabei so gewählt, daß sämtliche
Blendenöffnungen in der Austrittspupille des Beobachtungsfernrohres aufeinander
abgebildet werden.
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Diese bekannten Refraktometer haben den Nachteil, daß sie zur Strahlenführung
zusätzliche bzw. spiegelnde Flächen vor dem Skalenträger bedürfen sowie eine Lochblende,
die vom Beobachter und besonders einem Brillenträger störend empfunden wird, weil
sie meist das gleichzeitige übersehen des ganzen Gesichtsfeldes verhindert.
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Die Erfindung bezweckt, ein von diesen Mängeln freies Refraktometer
zu schaffen, dessen gesamter Meßbereich auf einmal überblickt werden kann, wobei
störende Nebenlichter von einem Skalenbereich in einen anderen Bereich nicht übertreten
können.
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Das Refraktometer gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Strahlengang zwischen der Blende und dem Objektiv ein Farbfilter und
zwischen dem Objektiv 4 und der Skalenträgerplatte 6 ein weiteres Farbfilter angeordnet
ist, deren Flächen senkrecht zum Meßprisma-Hauptschnitt liegen und deren Durchlaßbereiche
bei den einander deckenden Filtern einander gleich sind, während sie bei den in
jeweils der gleichen Ebene liegenden Filtern verschieden sind, und/oder daß zwischen
dem Objektiv und der Skalenträgerplatte in der Ebene des Meßprisma-Hauptschnittes
eine Trennwand angeordnet ist.
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Als Farbfilter werden vorzugsweise Farbfiltergläser, z. B. Gelb-
und Blaugläser, verwendet.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt in Skalenrichtung
der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem senkrecht zur brechenden Kante geführten
Haupt schnitt des Meßprismas, Fig. 2 einen zum Hauptschnitt senkrecht stehenden
Längsschnitt, Fig. 2 a eine Draufsicht auf zwei Farbfilter mit verschiedenem Durchlaßbereich,
Fig. 3 eine Skala, wie sie durch das Beobachtungsfernrohr zu sehen ist, Fig. 4 und
5 Darstellungen der Grenzlinie auf zwei Skalenbereichen, Fig. 6 eine andere Ausführungsform
der Filteranordnung im Längsschnitt, Fig. 6 a eine perspektivische Ansicht der Farbfilter
gemäß Fig. 6, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Filteranordnung im Längsschnitt,
Fig. 7 a eine perspektivische Ansicht der Farbfilter gemäß Fig. 7 und Fig. 8 eine
Ausführungsform eines Refraktometers mit einer Trennwand.
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Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung ist mit 1 a das Meßprisma
des Refraktometers bezeichnet, während lb das gegebenenfalls anbringbare Beleuchtungsprisma
bedeutet. Im Strahlengang hinter dem Meßprisma sind zwei entgegengesetzt stehende
Ablenkprismen 2 a und 2 b angeordnet, welche in bekannter Weise eine Aufteilung
in zwei Strahlengänge durchführen, deren jeder einem bestimmten Meßbe reich zugeordnet
ist. Die beiden Strahlengänge durchsetzen eine Blende 2 mit zwei Durchlaßöffnungen
und zwei dahinterliegende halbkreisförmige oder rechteckige Farbfilter 3 a bzw.
3 b, deren Durchlaßbereiche voneinander verschieden sind und sich nicht überlappen.
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Hinter den Farbfiltern 3 a und 3 b befindet sich das beiden Strahlengängen
gemeinsame Objektiv 4 des Fernrohres und zwischen diesem und der Skalenträgerplatte
6 mit den durchsichtigen Skalen 6 a und 6 b und dem lichtundurchlässigen Belagoc
sind weitere zweiFarbfilter 5 a und 5 b angeordnet, derenDurchlaßbereiche ebenfalls
voneinander verschieden sind und sich nicht überlappen. Die Durchlaßbereiche der
Filter 3 a und 5 a bzw. 3b und 5b sind einander gleich.
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Die in der Brennebene des Okulars 7 liegende Austrittspupille des
Beobachtungsfernrohres besteht aus zwei nebeneinanderliegenden rechteckigen, quadratischen
oder kreisförmigen Ausschnitten.
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In Fig. 2 a, welche die Draufsicht auf die Farbfilter in Richtung
zum Prisma la zeigt, sind die verschiedenen Durchlaßbereiche der Filter 3a und 3b
bzw.
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5 a und 5b durch die Strichlierung angedeutet. Wenn der Brechungsindex
des zu untersuchenden Körpers etwa in der Mitte der dem Prisma 2 b zugeordneten
Skala 6 b liegt, so werden die durch das Meßprisma 1 a und das Prisma 2 b eintretenden
Lichtstrahlen durch das Farbfilter 3 b gefiltert, gehen durch das Objektiv 4 und
fallen, vom Farbfilter 5 b nicht gehindert, auf die Skala 6 b. Die Grenzlinie ist
durch das Okular 7 zu sehen und liegt auf der Skala 6b so, wie in Fig. 5 angedeutet.
Wenn sich die Meßbereiche der Prismenpaare 1 a, 2 a bzw. la, 2 b überschneiden,
ist es möglich, daß auf beiden Skalen 6 a und 6 b gleichzeitig ein Bild der Grenzlinie
entsteht. Hierbei kann sich aber niemals eine Fehlmessung ergeben, da die Bilder
der Grenzlinie immer genau an der ihnen nach der Skalenteilung zukommenden Stelle
entstehen, wie dies aus der Fig. 4 klar hervorgeht.
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Bei der in Fig. 6 dargestellten Filteranordnung haben die Farbfilter
3 a und 3 b einen gleichen Durchlaßbereich, bestehen also z. B. aus gelben Farbglas,
während die Farbfilter 5 a und 5 b durch ein einziges Farbfilter 5 mit einem von
den Filtern 3a bzw. 3b verschiedenen Durchlaßbereich, also z. B. durch ein komplementäres
blaues Farbglas, ersetzt sind. Das Filter 5 ist in der Ebene des Meßprisma-Hauptschnittes
und symmetrisch zu den Farbfiltern 3 a und 3b angeordnet. Die Anordnung der Farbfilter
3 a bzw. 3 b und 5 ist in Fig. 6 a perspektivisch skizziert, wobei die Farbverschiedenheit
in der Schraffierung angedeutet ist. Die von den Farbfiltern 3 a und 3 b austretenden
gelben Lichtstrahlen können zwar auf die zugeordneten Skalen 6 a bzw. 6 b gelangen,
werden aber durch das blaue Filter 5 am Übertritt vom Filter 3 a auf die Skala 6
b bzw. vom Filter 3 b auf die Skala 6 a ge hindert. Das blaue Filter 5 kann auch
durch ein lichtundurchlässiges Filter oder durch eine Trennwand ersetzt werden.
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Bei der in Fig. 7 bzw. 7 a dargestellten Anordnung sind die beiden
Filter 3 a und 3b durch ein einziges blaues Farbfilter 3 ersetzt, das hinter dem
Objektiv 4 und parallel zum Meßprisma-Hauptschnitt liegt, während die Filter 5 a
und 5b einen gleichen Durchlaßbereich aufweisen, der jedoch vom Durchlaßbereich
des Filters 3 verschieden ist (gelbes Farbglas). Die aus den Ablenkprismen 2a bzw
2b austretenden Strahlen können nach dem Durchgang durch das Objektiv 4 und das
zugeordnete gelbe Farbglas 5 a bzw. 5b auf die ihnen zugeordneten Skalen 6a bzw.
6b fallen.
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Hingegen werden die aus dem blauen Farbfilter 3 austretenden blauen
Strahlen in den Gelbfiltern 5 a und 5 b absorbiert. Das blaue Farbfilter 3 kann
durch eine Trennwand ersetzt werden. In Fig. 8 ist eine Ausführungsform ohne Farbfilter
und mit Verwendung nur einer in der Ebene des Meßprisma-Hauptschnittes angeordneten
Trennwand 5' schematisch dargestellt.
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Die Enfindung ist nicht auf die Anwendung auf Refraktometer mit nur
zweiMeßbereichen beschränkt.
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Es ist durchaus möglich, die eindeutige Zuordung der Skalen zum Bild
der Grenzlinie auch bei drei und mehr Meßbereichen zu erzielen.