DE1547376A1 - Vorrichtung zur Messung von Lichtabsorptionsdifferenzen - Google Patents

Vorrichtung zur Messung von Lichtabsorptionsdifferenzen

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DE1547376A1
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light
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light absorption
cells
absorption
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Description

376
Neuanroeldung
Ins fcrunie nts ti on Spec ial ties, C omp., '. ."no ., Lincoln, Nebraska /V.St.A.
Priorität: V.St.A., 2. August 1966, iJar.No. U.S. 569,638 Meine Akte: 4523 12. Dezember 1966
Vorrichtung zur Messung von Liahtabsorptlonsdifferenssen
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Messung von Lichtabsorptionsdifferenzen von Stoffen, insbesondere solchen, bei welchen die elektrischen Austritfcswerte den Liohtabsorptiansdifferenzen zweier Flüssigkeiten proportional sind.
Bei bestimmten chemischen Praktionierungsverfahren ist es wünsehanwert, die Lichtabsorptionsdii.'ferenzen zweier Flüssigkeiten zu messen, beispielsweise die Differenz der Lichtabsorption bei gegebener Wellenlänge zwischen den in einer Verarbeitunge-oder Praktioniervorrich'Jung ein- und ausströmenden Flüssigkeiten. Es ist ferner häufig erwünscht, die Lichtabsorptionsunterschiede einer einzelnen Flüssigkeit oder sonstigen Materials bei zwei verschiedenen Wellenlängen zu messen. Da bei gegebener Wellenlänge bestimmte Stoffe mehr Licht absorbieren, als andere, sind die !.ichtabsorptionsdifferensen und/ oder deren Vorzeichen für die
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qualitative Analyse brauchbar. Da nach dem Beer1sohen Gesetz d:-.e Absorption, d.h. der negafcAv3 Logarithmus der Durch läasigkeifc pro Einheit, dor Konzentration des in einer Flüssigkeit gelösten, licht^sbsorblerönclen Stoffes proportional 1st, w:'.rd zweckmäßig entweder mit Absorptionsdifferenzen oder prozentualen Durchlä3sigkeitsveihältnissen anstelle von prozentualen Durchlässlgkeitsdifforei.sen gearbeitet. Während Ab3orpt;ionsdifferenzan somit Konzentiationsunterschiede direkt anzeigen, sind die infolge der 3ogarithmischen Beziehung ebenfalls als Index für Ko'nzentrationsunterschiede verwendbaren Durchlässigkeitsverhältnisiö infolg« der ExponentIm bezlehung zwischen Durchlässigkeit und Konzentration weniger bequem anzuwenden.
Es besteht daher ein starkes Bedürfnis nach Vorrichtungen zur Messung von Lichtabsorptionsdifferenzen, deren elektrische Austrittswerte der Lichtabsorptionsdifferenz proportional sind. Einige vorbekannte Geräte zur Lösung dieser Aufgabe arbeiten in Wirklichkeit auf der Messeung der Lichtdurchlässigkeit. Dabei ist ein elektro- mechanischer Servomechanismus so geschaltet, daß die Austrittswerte eines linearen Photozellen-Stromkreises durch die Austrittswerte eines zweiten linearen Photozellen-Sfcromkreises dividiert werden, wobei die Photozellen die Lichtdurchlässigkeit an zwei tfeSpunkten Überwachen. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die als prozentuale Durchlässigkeit ausgedrückte Anzeige nicht in einer linearen Beziehung zur Konzentra-
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— ~Λ _
tion :telit. Dies ist besonders in solchen Fällen ungünstig, ■;o min die Flachs unter Lichtßbsorptlonspeaks integrieren IiJ Ii, eic Konsentrafcionspeaks einer nus einem chemischen Pra!rt:ioniersjrsterri austretenden Flüssigkeit entsprechen. Im Gegensatz dazu erzeugt ein Gerät zur Aufzeichnung der Absorption Pealcf lachen, welche der Masse eines Konzentrat ions* peaks ei es in {lern fließenden Strom gelösten lichtabsorbierenden r.< off es entsprechen. Dar über hinaus 1st die elektro-Kieeftiv.sische Servofceilerschaltung relativ komplex und aufwendig.
Anders Versuche zur Verwirklichung eines Absorptionsdifferenzen messenden Systems bedienten sich im wesentlichen
linaai' ansprechender Photozellen unter Durchführung der
erforderlichen Logarithmen-, Verhältnis- oder Subtraktionsrechnung mittels äußerer elektronischer oder elektromechanischer Vorrichtungen.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zur Messung von Lichtabsorptionsdifferenzen vorzuschlagen, die den Lichtabsorptionsdifferenaen direkt proportional elektrische Austrittswerte liefert und so eine direkte Messung von Lichtabsorptionsdifferenzen von Stoffen ermöglicht.
Es *m:ide nun gefunden, daß man zu einer die bisherigen
SchvÄs^igkeiten und eine äußere logarithmisehe und subtraktive Umrechnung vermeidenden Anordnung gelangt, wenn man
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- ίι -
auf rii. * Lichtintensität ira wesentlichen logarithmisch ansprechende Fhotozellcn in Serie schaltet.
Dementsprechend wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Messung von Lichtabsorptionsdifforenzen mit zwei von einer Lichtquelle durchstrahlten Lichtnbsorptionszellen, zwei zugeordneten, jeweils auf das aus diesen austretende Licht ansprechenden Photozellen und auf deren Austrittsspannungen ansprechenden Vorrichtungen vorgeschlagen, welche gekennzeichnet iets durch in Serie geschaltete, auf dna einfallende Licht jeweils im wesentlichen logarithmisch zur Lichtintensität Rnspr€?chende Fhotozellcn.
In einer bevorzugten AusfUhrungsform besitzt die erfindungsgemiiße Vorrichtung eine Niedordruck-Queckailberderapflaaspe ein in deren Nähe angeordnetes Rohrteil mit einen Gehalt an einem ein Lichtkontlnuum größerer Wellenlänge emittierenden Fluoreszenzoiaterial, zwei jeweils von dero aus dt» zugeordneten Ende des Rohrteils austretenden Fluoreezenslicht durchstrahlte optisohe Zellen, zwei Jeweile von dem durch die zugeordnete optiaohe Zelle hindurchtretenden Licht durchatrahlte Lichtfilter mit einer gegenüber der !Ängsten vom Pluoreszenzmaterisl emittierten Wellenlänge bei kürzeren Wellenlängen liegenden Durchlässigkeitsgrenze für langwelliges Licht, zwai in Sarie geschaltete, Jeweils das aus dom zugeordneten Lichtfilter eustretende Licht aufnehmende Photozellen mit logarithnischem Anaurechen auf die
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SAD
Licht Intensität und auf die /mstritt.jspannungen der Phot'o eii ansprechende Anzeigevorrichtungen.
Xm Pol($enden werden bevorzugte Ausführungsforraen der Er-
. findurjg anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Piß. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgeroäßen Vorrichtung,
FLg. i.' ein Schaltbild einer erfir.dun;isgeroäßen Vorrichtung mit einer an eine iJpannungsquolle angeschlossenen und mit einem Festwiderstand in Serie geschalteten Widerstancä-Photozelle,
Pig. 2 eine graphische Darstellung der Veränderung der Austrlttsspannur.g einer solchen Photozelle mit der optischen Dichte,
Piß. 1I eine abgewandelte AusfÜhrungsCovm dor Photozelle und des Meßstromkrolses,
!•'"ig. 5 öine weitere abgewandelte AusTUhrungBforni der Photoiielle und des Meßstroaikreiaas,
Flg. G eine Aufsicht auf eine bavorz igte Anordnung der optischen Elemente einer örfindiiigagomUßen Vorrichtung in einem Gehäuse mit abgenommenem Deckel,
Fig. 7 eine Seitenansicht der gleichän Vorrichtung mit entfernter Seitenwand,
Pig. V eine Aufeioht und
Fiij. S' eine Seitenansicht einer bevorzugten AusfUhrungsform der Anordnung dor Lumpe und des Pluoreszensrohres.
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Xn Pi;\. 1 iüt ο ine Lichfcque?»ie 10 in Form einer Niederdruck-Queok. liber;dampf -Srragungslainpe mh-3 sinew durchsichtigen Rohr .1 ::"it sincitn Gene. Ai- nv. sire:, i'.v ioronzierenden f>5aterial angciOi iii^v= Ala i'luoreaziorendes M.'iü »rial kann beispielsweiso sin mir, Cer aktivierter Lanthsnfluoriäphosphor der in der U..3.A.-Patentschrift 3 450 5^8 beschriebenen Art Verwendung i'iriilen. Dieses Material fluoresziert bei Erregung
ocii 3iibordan;pi'l.i.cht einar ν.·ΰ.11··η1αηβ3 von 2^-\ n\ ,\x mit einer V/elleniängö von 270 bin 335 ra /U- i'iin erheblicher Proae-:fcnats uea Fluorsszonzlichfces tritt aus den Enden üen Rohre. Li fms, Vielehe in unmittelbp-rer Nähe der optischen /■'bsor :'»;χυηΗΚ-·5ΐ2οη 12 und 12' angcorJnst sind. Die Zellen 12 unü 12' werden im Folgenden aXs VergleichstHe und Keßaelle be^sichnefc und für den Fachaanu isb klar, daß die zu messenden Losungen durch dieee ZeHau geführt werden.
Die aus den Enden des Rohres 11 austretenden Lichtstrahlen gehen durch die /:bsorp5ionszellen 12 und IS' und fallen dann :.ηΐ ül'j V/iderstsnds-Photozöilen IJ und IjJ1 . Vor den PhotOi-eIlen sind Lichtfilter 14 und U1, beispielsweise der in der USA-Patentschrift 3 24J 593 beschriebenen Art, an- £3orch'2t. Die·ca I?ilter iiaben einen Λί-baitnböroiüh von 245 bi3 2$0 m yu. Die Grenze bei 290 m ^u der Filter ergibt photo.~3trisehe Messungen bei einer mittleren i.'elienlßngQ von im v;ssent!lohen S30 m yu und eln3r Bandbreite von 20 myi 2v;isc he η 270 und 290 niy\x
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- '7 —
In Fi( .. 2 ist ßine da? V.":lderßtßnd.\v-Pl otozellen 13, mit
fe:lnr;-i. νίί'■?.;luorahima IJ? in Seris m t in« 100 7- lleichstroni· quclj/ .n.^cjßC'hJossea r wohsi ei ie Spannung über den Wider-•sfcfiKd lurch ein Voltmeter 16 gemsssen v/ird.
ϊη Fi;-:- j) iijt c?ie Kurve der Veränderung der Spannung eines dernri; '.f \;Γί Pho'cosell'-vii-stromkreiser? gsgeri die- opfcisohs Dicl.tf. oder -Abscrpbionacaiieiten aufgetragen, die dem negativen v.o£?\r iuhnjuß <3ΰ>.ν auf cJio Se1IIe auffallenden Lichtin-12iiKIt {■;:. proportions;, «ΐίΐ^. Der mit / tszeichnefca mifctler-D O.c:> ·. der1 Kur've stellt ira wesentlichen eine Gerade dar* Pie·!? ι ;ig'ö aiii Q&ß in diesem Bereich eine lineare Beziehung z.}±F(il'in der A us tritt?, spannung und dom negativen Logarithmus den* Lichtintensität besteht» Die Leitfähigkeit einer Widerstands-PhotoKcälle verändert sioli annähernd ajit der Quadratwurzel der auf die Zelle auftreffenden Liehtintensität. Wenn eine derartige Photoaelle ,jedoch rait einem Fest-' wider-stand in Serie geschaltet und a:lt einem nennenswerten Bruch'iciil des augeführten Gesamt-potentials betrieben wird t entßprloht die Besiehung des Potentials über die Photoaelle sur Licht intensität mohr deia Logaritlitnus der Lichtintensität a:.3 UQTQn Quadratwurzel. Dies beruht auf der Tatsache. daß dis Leitfähigkeit der Photoselle mit abnehmender Lichtintensität ebenfalls als Quadratvjuraolfunktion ebnimnit. Dier veruriiacht einti Erhöhung άον, PotCBtiala -püfc&r die Phc-to- zel'.\.Q.. +y;--h&:·- c?.c: Fctenti'c.'leiCiöhun/g joGo^h hinter dem nach der* O^r'lr-at'.'ui-j'fii.bc ^iohinig ;.u js'cri; mdon
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bleibt, da das erhöhte Potential eine Steigerung des Photognen stromes herbeiführt und so die Abnahm'.} der Leitfähigkeit c.urrglsicht. Wenn man nun zwei to'iderstands-rftotozelXen in i'ario schaltet, stellt das gemessene Potential eine? sehr vroi.tgenenäe Annäherung an die Differenz der negativen Logaritltmsn der auf jede Photoselle aui'treffenden Lichtintensität dar. Obgleich die Photozellen suf Veränderungen der Lichtintensität logarithmisch ansprechen, ist ihr Ansprechen elektrisch linear.
Durch Wahl geeigneter iiuXXwerte im Voltmeter oder Aufzeichnungsgerät oder durch geeignete Wahl dor· Widerstände IT und 18 der Brückenschaltung (riß- 1) können die Meßwerte um 0,7 optische Dichteeinheiten verschoben werden, sodaß man den linearen Bereich der in Pig- 3 dargestellten Kurve von 0,0 bis 1,0 optische Dichteeinheiten ausdehnen kann. Die Empfindlichkeit des Meßgerätes kann durch Dehnung der Skala erhöht werden, sodaß die Messung innerhalb einor Spanne von weniger als einer optischen Dichtedriheit innerhalb des Xm wesentlichen linearen Absorptionsfoeroieh.es durchgeführt
Wie Fig. 1 zeigt, bilden die beiden Widerstands-Photozellen .15 u.K<J 13s zwei Prrae einer vierar-migan Brückenschaltung, ei Ig dur-eh eine Gleichstromquelle von 100 V gespeist wird. Y1Iq beiden iibrige2i Ar-Eis werden durch Festwiöerstände 17 und 18 gebildet unci die Austritts spannung der Brücke durch eins
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19, beispielsweise e:Ln Voltmeter als Aufzeichnungsgerät gemessen· Die Spannung über Jede Photozelle verändere sich logarithmisch mit der auftreffonden Lichtintensität und diese Spannungen v/erden in der Schaltung durch Subtraktion kombiniert. Bei Zunahme des auf eine der Photozellen auftreffenden Lichtes steigt die Gesarataustrittgspanmng an und bei Zunahme des auf die andere Photozslle auftr)ffenden Lichtes nimmt die Gesamtaustrittsspannung wieder ab. Die Aufzeichnungen des Λu.fZeichnungsgerätes entsprechen daher dar Absorptionsdifferenz zwischen den optischen Absorptionszellen, die den beidsn Photozellen zugeordnet sind. Die Serienschaltung der Widerstands-Photosellen erfordert normalerweise keine Temperaturkompensation, da durch Temperaturveränderungen der Widerstand beider -fellen gleichzeitig verändert wird. Bei gleichem LichteinfaM auf beide Photozellen werden deren Widerstände mit der Temperatur gleichartig verändert, oodaß die Austrittsspannung konstant bleibt. Die Veränderung der Empfindlichkeit für'Absorptionsdifferenzen wird durch die Temperatur nicht sehr beeinflußt, da eine die Empfindlichkeit verringernde Erhöhung des Widerstandes der Photoaelle durch dan entsprechend erhöhten Widerstand der gegenüberliegenden Photoselle kompensiert wird.
In Fif;· 4 1st eins abgewandelte Schaltung dargestellt, bei welcher die Spannung über ein© der Widerstands-Photozellen IJ; unc IjS1 durch eine auf Spannungsvsränderungen ansprechen-
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- IO ··
Ue Vo richtung 19 gociasasn v.'irci.
Eins Y."-ri-Übergangs"i-"albloitcr'pho':.c->.r>alle ergibt ein Jto wesentlichen logarithraisohes Ansprachen auf die Lichtintensität, wenn ihre Spannung bsi im wesentlichen offenem Stromkreis gemessen wird und diess Spannung steht in Beziehung zu der auf die Photoaelle auffallenden 7-dchtintensität. Erfindung?;· gemiiS können auch zwei Halbleiter-Spirrschichtzellen 20 un?1 2.' in der in Pig. 5 dargestellten Weiso in den Stromkrsiis gsgeneinander in Soris goschaltet v/erden. Diese AnordnuLg erfordert jedoch, die Ver-:-;en:iung eines gleichmäßigen Verstärker.?, für die Anzeigevorrichtung 19, da die Austrittijopannung der ?ho'»ioaellen relativ gering ist. Diese Photosellen haben ferner einen nennenswerten Temperaturkoeffizienten, vjelchsr die Auatribespannung beeinflußt. Da die Phofcosellen in Serie geschalfcat sind, beeinflußt eine gleichmäßige Türnperatui'veründerung beider Photo2ellen die Austrittes pannung 'iar Kombinat;Ionen nicht, wenn der Lichti-iinfall auf jede Photozelle gleich ist und jede Photoselle das sleiohe Potential erzeugt. Temperaturschwankungen beeinträchtigen jedoch die Empfindlichkeit der Photozellenanordnung gegenüber Abeorptionsdiffarenzen- Das Ansprechen derartiger Photoseiion ist ferner auf den sichtbaren Bereich und dem nahen Infrarotbereich dsa üpelctruais begrenzt. Pur die chemische Analyse ist jedcch cior Uitraviolettberelch dec Sji-elcfcruEis sehr wichtig. Obglijiclr. empfindliche und gloic.'. müßig.: GleiohntsOavo^starke?.1 zxxv '/erfligung stehen und das
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Tempo!: -t-urprobleni durch Verwendung einer geeigneten Temperatur' ^/''onEfiV.ionnriaiiaXtunE libGxn-iiJuOt η werden fr&nn, ißt- die·* gö /'nc '·'■ riMrig r.?.£5 öolcho nicht für c3qi: Betrieb irn ültraviolattbei.'Oieh geeignet. Die in Pig. I cargeßtellte Anordnung laifc zv. Ji in Serie geschaltetem V/ide-rcitands-Phobozellen verni'siöot die Sclwierigkolfcon durch <He niedrigen Auafcrittspofcentialo der· Halbleiter-Sperrschicht zellen, da die an die S®rJLen3ClKilfcuns der bsidon VJiderr/cancis-Photozellen angelegte Spannung reclit hoch gewählt werden kann. Die Anordnung rpniäß ?3.g. I erfordert ferner keine Tompsraturkorapsnsation.
l/edor •r'idoristanßs-Pfc.otosollen noch ]i~n-Überßangs-Kalbleiter·· zeller dar üblichsn Art arbeiten im Ultraviolettbereich des Spektrums. Durch die in der USA-Patentschrift 3 24? 595 beschriebenen Piuoressenafilter kann das Ultraviolette Licht jedocli in sichtbares Licht umgewandelt werden, welches die Photogenen erregt. Die Viiderstans-F/ioissellen sind gegenüber den p'-n-Übergangs-Halbleitersjellen voi*teilhaft, da es bei öoa 1' tzteren schwierig ist, die Wellenläng© des Maximums eier P: uDpeszenseasisölon des Filters auf die Welbnlänge der maxim:: lon Empfindlichkeit der Sperrsohichtselle abzuatimmen-Kidert-fcatsJg-PhotoselXön mit üiner snaxinialen Empfindlichkeit bei den Wellenlängen der iTiazimalen Lichtabgabe eier in den n vollends ton Fiio.'iphOÄ'e sind' dagegen leicht erhält-
Die Anorönung der optischen Eleas-äii'öe der Apparatur ist in
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den Pifi'. 6 und 7 dargestellt. Fig. 6 seigl eine Aufsicht auf ilia Apparatur mit abgenommenem Gelifiusedockel und Pig. 7 oiuc Seitenansicht", mit abgenommener ßolteriwand. Die Ultra·· vi.oloir'-.lt-iiip2 10 1st.mittels elnor ereigneten Fassung 25 an einer -Gitenwand des Gehäuses relativ zu dem daa Pluoreszunzra«';crial enthaltenden Rohr 11 r-cntrisch befestigt, das sftinor.reits mitteln an der Rückwand 27 des Gehäuses befestigter Kl."«m«ern 26 gehaltert ist. Die beiden optischen Abaorptlonszfillen 12 und 12' sind durch eile Deckplatte und die Bodenplatte des Gehäuses gefüllt und mittels geeigneter Vorrichtungen befestigt. Die Verglelohsphotoselle 13 und die Heßphc-.ozelle 13' und die zugehörigen Lichtfilter lh und 14'' sind gegenüber dem Rohr 11 axial aus£?eriohtet befestigt. Zv.'ischon dem einen Ende dea llohros 11 und dex* Vergleiohnab" sorp'Gio:is«Glle 12 ist eine Schiebevorrichtung 28 angeordnet, die mittels einer Zahnstange mit einem Antriebszahnrad 29 in Ein,sv3.ff steht, das auf einer durch eine Öffnung in der Deckplatte 30 geführten Welle sitzt. Durch Drohung des Knopfes 31 im Uhrzeigersinn wird der Schieber 28 in Riehtunß auf die Seitenwand des (fehäUijQS verschoben. Der Schicbar 2iA besitzt eins Öffnung 32, dwelche in der dargestellten £!i;elluig dem Lichtdurchfall aus dem Ende des Rohres 11 zur Vo-fgleIchsabsorptionszelle 12 zulässt. Wie bereits erwähnt h>nt dieses Licht eine Wellenlänge von 280 nyu. Der Schieber 23 v;ei st ferner 2 Spiegel 33 und 3*i auf, welche in einem Abstani voneinander diagonal so angeordnet sind, daß daa Licht der Lampe 10 bei der dargestellten Stellung des
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Schiebers 28 nicht direkt auf die Absorptionszelle fällt. Dureh ^Verschiebung des Schiebers 28 können jedoch der ßpia-•■'■al 33 in eine Stellung direkt hinter der lampe und gleichseitig dor Spiegel 32i in eine Stellung lünga der Achse des Rohres 11 gebracht wßrdon, sodaß tlio auf dan Spiegel 33 aufhroffö- ύ-311 horizontalen Iiichfcatrahlon der Lampe auf den Spione" TA und von dieeori durch die Absorptlonszells ref le?rti·: rt v/eröen» Auf dioae V/eise kann duroh die Absorptions· rvsllo. Lioht mit oiner V/ell.-mlünge von entweder 25^ oder 2B0 m/i. geführt warden.
deia anderen Ende de« RohroiS- 11 und der Meßabsorptionszelle 12' 13t ein ähnlicher Schieber 28' verschiebbar angeordnet, welcher eine öffnung 52' und diagonal, stehende ipiegel 331 und ^J-1 aufweist. Auf diese Weise kann durch c'-io Heßabsorptionszellu 12 durch sntaprechende Drehung des Kncpfes 35 ebenfalls Licht mit einer Wellenlänge von entweder 254 oder 280 m/U geführt werden.
Das Qei'ät besitzt noch weitere Sohieber zur Eichung und Nullpunktseinstellunß. Dar Schieber 36 zur Hullpunkteeln-3toilung ist zwischen der Vergleichsabsorptionszelle 12 und dem Filter 14 angeordnet, welches der Vergleichs photozfille 13 zugeordnet ist, deren Austrittswert eine negative Auswirkung auf die gemessene Spannung besitzt. Der Schieber 36 beeitst eine keilfor·ige öffnung 37 und kann mittels einer Zahnstange und eines mit dieser
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lcenden Antriebszahnradeo 3Ö durch Drehung des Knopfes 39 hin un<l har bev/egt werden. In der dargestellten Stellung gestattet die wirkaarae Blendenöffnung nur einen minimalen Lichtdurchtritt von der Ab3orptions2elle zur Photoselle. Durch Verschiebung des Schiebers 36 zur Seitenband dea Gehäuses wird die wirksame Blendenöffnung vergrößert, so-IaQ ein größerer Teil des Liohfcss auf die Photozelle auftrifft. Durch Drehung des Knopfes 39 kann daher die Qrundlinlo der vom Aufzeichnungegerät (siehe Pig. 1 ) aufgezeichneten Gpannungskurve eingestellt werden.
Ein weiterer Sohleber 40 ist zwlsohen der MeöabBorptionszel-Ie 12· und der Meflphotozelle I31 , deren Ansprechen die Aufzeichnung Id positiven Sinne beeinfluSt, durch Drehung des Knopfes 41 verschiebbar angeordnet. Der Schieber 40 weist zur Eichung de· AufzelobnungsgerKtes mehrere Liehtabaorption»-Standards 42, 43 und 44 auf, die beispielsweise aus Metelliieben oder halbdurchläaslgem Glas bestehen können und einen bekannten Prozentsatz des auf sie auffallenden Llohtea durchlassen.
In den Pig. β und 9 1st eine Abwandlung der Anordnung der Laspe 10 und des Pluoreszenzrolires 11 Im Aufriss (Pig· 8) und in der Seitenansicht (Pig· 9) dargestellt. Bei dieser Anordnung ist die Lampe 10 und das Rohr 11 von eines eEiptiach-zyllndrisehen Reflektor 45 uageben, dessen eine Brenn·* achse 46 durch die beUste Stalle 47 der Lampe und dessen •.niere Brenmonse 40 durch die Aohse des Rohres Il geht.
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Der Reflektor 45 konzentriert daher das Licht auf das Rohr 11 und verstärkt so das von diesem abgegebene Fluoreszenzlicht. Es let ferner zvieckmäßig, da s aus den Enden des Rohres 11 austretende Licht so zu sammeln, daß beim Durchtritt durch die optischen Zellen zu den Photozellen weniger Licht verloren geht« Dies kann durch Abrunden der Enden des Rohres 11 au einer konvexen Linsenform bewirkt werden. Stattdessen können auch auf den flachen Enden des Rohres 11 konvexe Linsenelemente 49 durch Aufkleben, Aufklammern oder auf sonstige Weise befestigt werden· Durch Verwendung des elliptischen Reflektors 45 und der Kolliiratorvorrichtungen k9 an den Enden des Rohres 11 kann trotz Verwendung einer kleineren und weniger aufwendigen Lampe eine für eine gute Stabilität hinreichende Belichtung der Photeellen erzielt werden«
Anstelle einer Ultraviolettlampe können auch andere ftelg- . nete Lichtquellen, beispielsweise eine Wolframlaactpe oder eine Wasserstoff entladungslampe mit einem Prismen- odtr Gitter- Monochromator sowie Interferenz- oder Absorptionefiltern oder Keilinterferenzflltern verwendet werden. Anhand der vorstehend gegebenen Lehre kann der Fachmann die erflndungsgemXfie Vorrichtung je nach den Anforderungen de« Einzelfalles in zweckentsprechender Weise abwandeln.
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Claims (12)

Instrumentation Specialties C cm par.,?· r Inc., Lincoln, Nebraska /V.St.A. Meuannrcldung Priorität: V.St.Α., 2. August 1966, Ser.No. U.S. 569, 638 Meine Akte: 4523 24.November 1966 Patentansprüche
1. Vorrichtung zur ffessung von Liehtabsorptionsdifferenzen mit Ewei von einer Lichtquelle durchstrahlten Lichtabsorptionszeilen, zv/ei zugeordneten, jeweils auf das aus diesen austretende Licht ansprechendenPhotozellen und auf deren Austrittsspannungen ansprechenden Vorrichtungen, gekennzeichnet durch in Serie geschaltete, auf das einfallende Licht jeweils im wesentlichen logarithmisch zur Lichtintensität ansprechende Photozellen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Niederdruck-Quecksiiberöampflampe (10)·
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein in der Nähe der Niederdruck-Quecksilberdampflampe (10) angeordnetes, mit seinen Enden den Lichtabsorptionszellen (12, 12: } nahekommendes Rohrteil (11) mit einem Gehalt an bei Bestrahlung mit UV-Licht fluoreszierendem Material.
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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwischen jeder Liehtabaorptionszelle (IS bzw. 12*) und clor zugehörigen Photozelle (±3 bsw, Ip1) angeordnete, nur Licht mit bestimmter Wellenlänge durchlassende Lichtfilter {14 bzw. 14' ).
5. Vor 'iciitung nach -Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eir*3 Niederdruck-Quecksilberdampflampe (10), ein in der-an Nähe angeordnetes Rohrteil (11) mit einem Gehalt an sinern ein Lichtkcntinuum größerer Wellenlänge emittierenden Pluoreszensmaterial, zwei jeweils von dem aus dem zugeordneten Ende des Rohrteils (11) austretenden Fluoreszenzlioht durchstrahlteoptische Zellen (12, 12" ) swei jeweils von dem durch die zugeordnete optisohe Zelle (12, 12·) hindurchtretenden Licht durchstrahlte Lichtfilter (14* 14·) mit einer gegenüber der längsten vom Pluoreazenzniaterial emittierten Wellenlänge bei kürzeren Wellenlängen liegenden Durchlässigkeitsgrenze für langwelliges Licht, zwei in Serie gesch altete, jeweils das aus dem zugeordneten Lichtfilter (14, 14' ) austretende Lieht aufnehmende Photozellen (13, IJ1) mit logarithmischen Ansprechen auf die Lichtintensität und auf die Austrittsspannungen der Photozellen (12, 1>*) ansprechende Anzeigevorrichtungen (19)·
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein zwischen der einen optischen Zelle (12) und der zu-
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gehörigen Photozelle (13) beweglich angeordnetes Schiebe tall {36) mit einer Öffnung (37 3 mifc veränderlicher üffuungsflache und ein -zwischen der anderen optischen Zelle (1213 und der zugehörigen Photozelle (13' ) beweglich angeordnetes Schiebeteil (40) mit einer Mehrzah.t von Lichtabsorptions-Standards (42,43,44).
7· Vorrichtung nach .Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch je üin zwischen jedem Ende des Rahrfceils (11) und der zugehörigen optischen Zelle -(12 bsv. 12· ) verschiebbar angeordnetes Schiebeteil (28 bzw. 28' ) mit jeweils einer in oiner Stellung desselben mit dem Rohrteil (11) axial ausgerichteten Öffnung (32 bzw. yk% ) und jeweils zwei von dieser entfernt angeordneten, in einer anderen Stellung des Schiebeteils (28 bzw. 28*) Licht von der Lampe (10) auf die optische Zelle (12 bzw. 12') reflektier eiiden diagonalen Spiegeln (33,34 bzw. 331, 341 ).
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis J1 gekennzeichnet durch einan die Lampe (10) und das Rohrteil (Ii) umgebenden elliptischen Reflektor (45), dessen eine Brennachse (46) im wesentlichen durch den hellsten Bereich (47) der Larcpe (10) verläuft unc dessen andere Brennachse (48) mit der Achse des Rohrteiles (11) zusammenfällt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Kolliroatorvorrichtungen (49; zwisonsn den Enden des
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ßAD OR/G/NAL
RoIr ί-.eiies (11) und den Lichtabsorptionssellen (IS, 12')
10. Vorrichtung nach. Anspruch I bis 9» gekennzeichnet durch .in Saria geschaltete Halbleiter-Sparrsehichtaellett (20,20'
11. Vorrichtung nach Anspruch I biß 9, gekennzeichnet durch in Serie mit einer Glcichstr-Oin-Gpannungsquelle verbundene Widerstands-Photozellen (13, ij5!}·
12. Vorrichtung nach Anspruch 15., gekennzeichnet durch eine Brücirenschaltung mit sv;ei in je einen Aral <3er Brücke geschr.lfcsten Vfiderstands-HiotoKellen (13, iy )5 sv;ei in die beiden übrigen Arme geschalteten Festtciäcr&tänden (17, 18), einer an die Einganges©iten angelegten Spannungquelle und an die Ausgangsseite angelegten Anzeigevorrichtungen (19)·
Sfc/fc
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