DE1773885A1 - Anordnung zur Umwandlung von Transparenzsignalen in Frequenzsignale - Google Patents
Anordnung zur Umwandlung von Transparenzsignalen in FrequenzsignaleInfo
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Description
Priorität: USA; ZL·. Juli 1967} US.Ser.Jio. 656 b19 [/
I)io Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und auf ein Verfahren
zur Umwandlung eines Transparenzsignales in ein Frequenz-Signal
und bezieht sich daher insbesondere auf digitalarbeitende
Aboorptionsphotorueter. Bei der Messung der Transparenz (Lioht-
:.-Uf'-r;hl"ij£iigkeit) von flüssigkeiten bei chroniatographischen
Plüösigkeibßgeraten oder bei Absorptionsphotomebrie-oder Kolorme
ti'ie-Anurdriurigen wird ein genaues Ausgan^ssignal verlangt.
Uie Gfjnauigkeit des Ausgangssignales stößt dadurch auf Schwierigkeiten,
daß Im Allgemeinen die bekannten derartigen Heßge rate
mit Analog-Ausgangssignalen arbeiten. Bei der zunehmenden Wichtigkeit der Auswertung von Meßsignalen im Wege der Automation
und durch G-roßreohengGrate hat es sich als notwendig
erwiesen, zuautziiche Geräte zu entwickeln, die Anal.og-Siguuie
109885/0A32
Bayerische Vereinsbank München 820993
BAD
1773886
J3M 2319 -Z-
irj. Digltal-Signale umwandeln. Abgesehen von den Kosben derartiger
zusätzlicher Gerrite, wird die allgemeine i-iei3genauigkeit
beeinträchtigt, weil der apparat-urmüßige Aufwand vergrößert
wird.
Der 2.Zb. vorherrschende Grund dafür, daß sich eine geringe
Genauigkeit bei 'l'ransparenzmessurigen ergibt, liegt u.a. darin,
daß beim Einschalten des Meßgerätes sich langsame Wanderungserscheinungen
(Erwärmiingsvorgänge beim Einschalten),
ungünstige StörpegelverhO-tnissesignalspannungen und Intensitätsschwankungen
der Liehtquelle des Gerätes ergeben.
Die Erfindung bezweckt, derartige Erscheinungen zu vermeiden.
Eine Anordnung aur Umwandung eines Transparenzsignales in ein
Frequenzsignal, bei der die Transparenz einer Probenoubstanz
mit der Transparenz einer Bezugssubstanz verglichen wird und beide Substanzen durch eine gemeinsame Lichtquelle beleuchtet
werden und jeder der Substanzen ein besonderer Lichtdetektor zugeordnet ist, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch,
daß eine Photometervorrichtung einen ersten Signalstrom er-
BAD ORIGiNAL
1Q988S/CU82 " 5 "
Bk 2319 - - 3 -
::eu^t, deeoen -momentaner Amplitudenwert der Transparenz
der Probensubstans entspricht und einen awe it en Signalntroin
erzeugt, dessen Amplitudenwert der Transparenz der
.SeüugsGUbstan:: entspricht und daß eine Vergleichsvorrichtung
vorgesehen ist, die die"seitlichen Hittelwerte des
j'ür die Besugssubstanz und des für die Probensubstanz
maßgeblichen Signalströiue vergleicht und ein erstes Signal
liefert, wenn der für die Bezügssubstanz maßgebliche seitlich gemittelte Strom größer ist als der für die
rrobensubstans maßgebliche gemittelte Signalstrom und
ein zweites Signal liefert, wenn der erstgenannte Strom kleiner ist und daß mit der Photometervorrichtung und
der Yergleichsvorrichtung eine Schaltvorrichtung gekoppelt
ist und auf die genannten beiden Signale anspricht und den zeitlichen Mittelwert des für die Bezugssubstanz
maßgeblichen Stromes in solcher V/eise einstellt, daß die relative Einschaltdauer der Schaltvorrichtung proportional
der Transparenz der Probensubstanz ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren erörtert.
Von den Piguren zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer
BAD ORIGINAL
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BM 2319 - 4 -
erfindungsgemäßen Anordnung· zur Umwandlung von Transparenzsignalen in Frequenzsignale;
Figur 2 eine Darstellung der bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 zur Anwendung gelangenden Signalfolgeii in
Abhängigkeit der Zeit;
Figur 3 ein Prinzipschaltbild eines Teiles der in Figur
1 dargestellten Anordnung;
Figur 4 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen, digitale Ausgangssignale liefernden Anordnung;
Figur 5 ein Prinzipschaltbild einer Hilfsvorrichtungverwendung
bei Registriergeräten des Analog-Types.
In Figur 1 beleuchtet eine gemeinsame Lichtquelle 10 eine
die Probensubstanz enthaltende Küvette 13 und eine die
Bezugssubstanz enthaltende Küvette 14· Zwischen der Lichtquelle 10 und den Küvetten 13, 14 ist ein Filter 12 vorgesehen,
das Licht eines vorbestimmten Frequenzbandes hiridurchläßt. Die Küvetten, je nach dem speziellen /ii-
weridungshzweck, können entweder eine__abgeschlo,sseiie Menge
BAD ORIGINAL
109885/04 82
319 - 5 -
einer Flüssigkeit enthalten oder kontinuierlich von einer
flüssigkeit durchströmt sein. Es kann unter Umständen auch
die Bezugssubstanz enthaltende Küvette nur luft enthalten.
Das von der Lichtquelle durch die Küvetten 13 und 14 gerichtete Licht wird zwei Licht detektoren 15 und 16 aufgenommen,
die den Küvetten entsprechend zugeordnet sind. In
Fig. 1 sind die Lichtdetektoren schematise!! als P.üo to zellen
dargestellt. Es kann sich jedoch auch um nichtgesteuerte Ilalbleiterdetektoren handeln. Eine jede Photozelle hat eine
Anode A und eine Kathode K. Die Kathode 15 K ist an
eine negative Spannungsquelle -Y^- angeschlossen und die
Anode I6 A an die positive Spannungsquelle +Y. und zwar
über den Widerstand 17. Die Anode 16 A wird über einen Transistor 18., der als Bezugsschalter 18 anzusprechen ist
mit dem Basispunkt verbunden. Ist daher der Transistor 18 stromleitend, so hat die Photozelle i6 ihren Sperrzustand
und es kann kein Bezugsstrom fließen.
Die .Photozellen 15 und 16 liefern Ausgangs ströme, die ab
hängig sind von der mo men bane 11 Intensität des durch die Küvetten 13 und 14 hindurchgelassenen Lichte-s. Der Aus-
109885/0482
BM 2J19 - β -
gangsstrom Ig der Plioboselle I5 hat eine Polarität, die
durch die Stromrichtung zur Anode 15 A bestimmt ist. Ingleicher Weise hat der Bezugsstrom Ip der Photozelle IG
eine Stromrichtung, die von der Kathode 16 K wegführt. Die Anode 15 A und die Kathode 16 K sind an einem gemeinsamen
mit V bezeichneten Punkt geführt, an den ein Speicherkondensator 19 als Integrationsmittel angeschlossen
ist;. Das- potentialgepunkte V ändert sich gemäß der
mittleren Differenz zwischen den Strömen I1, 1^d I .
K b
Ein Vergleichsverstärker 21 ist an dem Spannungspunkt V
angeschlossen und spricht auf die in diesem Punkt sich ergebenen Spannungen an und erzeugt ein Ausgangssignal,
wenn, diese Spannung einen vorbestimmten Schwellenwert V^1
überschreitet. V^ ist in Fig. 1 als Eingangsspannung des
Verstärkers 21 angegeben. Wenn die Spannung V unter diesen Schwellenwert fällt, so ergibt sich gemäß Fig. 2 ein
Ausgangsstrom.
An den Ausgangskreis des Verstärkers 21 ist eine Umkehrstufe
22 angeschlossen. Ein Flip-Flop 23 hat eine Einstell-
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BM 2319 ' - 7 -
klemme S , und eine Kückstellklemme Ji. und eine Eingangsklemme C. Der Flip-Flop ist im Stande, an seiner Aus-Caiigsklemme
entweder die Spannung "1" oder die Spannung "0" anzunehmen.
Im Betrieb arbeitet der Flip-Flop 23 in üblicher Weise,
insofern der stationäre Zustand des Flip-Flop's nur dann umgeschaltet wird, wenn der Einstellklemme und der Rückstellklemme
des Flip-Flop's ein Signal zugeführt wird und gleichzeitig ein Steuerimpuls der Eingangsklemme C
zugeführt wird.
Die Einstellklemme S ist an den Ausgangskreis des Verstärkers 21 angeschlossen und die Rückstellkleiame R in den Ausü-angskreis
der Umkehrstufe 22. Die Steuerklemme C ist mit einem Zeittaktgeber 24 verbunden, der "bei einer Frequenz F
gem. Fig. 2 Taktgeberimpulse liefert. Die "1" Ausgangsklemme
des Flip-Flops 23 ist mit der Basiselektrode des Transistors 18 durch die NAND - Vorstufe ( & ) 26 verbunden.
Die andere Eingmgskleinme der Vorstufe 26 wird von dem Taktijebergenerator
24 gesteuert. Die "beiden Eingangsklammern 26 sind parallel mit einer NAND-Stufe 27 verbunden, welche ein
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— O —
BM 2319 - 8 -
Ausgangssignal Έ1 , in Fig. 2 -liefert und mit einer
NAND-Stufe 28, deren Ausgangs signal über einen veränderbaren
Kondensator 29 an dem Punkt V geführt wird.
Der Ausgangsstrom I0 der Photozelle 15 ist proportional
der Transp
Gleichung:
Gleichung:
der Transparenz der Probensubstanz 15 entsprechend der
1S °C ES 2 Tf x 1S (1)
wobei Eg die Intensität der Lichtquelle 10 ist und Tf
die Transparenz des Filter's 12 und Tß die Transparenz
der Prbbensubstanz ist. In ähnlicher Weise ist der Strom In der Photozelle 16 proportional der Transparenz der
Bezugssubstanz - Küvette 14 und bestimmt durch die Gleichung:
IR ocr Eg χ Tf χ TR (2)
wo mit T-r. die Transparenz der Bezugssubstanz bezeichnet
it
ist. Die Gleichungen 1 und 2 geben die momentanen Stromwerte an.
Wegen der entgegengesetzten Polaritäten der Ströme Ig
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BH 23'I 9 - 3 -
mid Ip wirkt die- Kapazität 19 als eine Integrabionsstufe,
die Unterschiede zwischen den zeitlich gemittelten Amplituden
wiedergibt. Die Spannungen V ist in Fig. 2 dargestellt. Ein G-egenkopplungszweig hat das Bestreben die
Spannung Y auf den Spannungswert Y,, zu halten und umfaßt
einen Verstärker 21, einen Flip-Flop 23 und eine
Schaltvorrichtung 18 fü^clie Meß vor richtung der Bezugssubstanz.
Durch Steuerung der Schaltstufe 18 kann der'Ausgang ss tr o.ia I1- der Photozelle 16 nach Wunsch eingeschaltet
oder abgeschaltet werden, um dadurch den zeitlichen Mittelwert des Stromes IP zu steuern. Die Spannung V
wird auf einen Spannungswert auf der Nähe der Schwellenßpannung
V,-, durch die Gegenkopplungsanordnung eingeregelt,
da die Gegenkopplung die Beziehung aufrecht erhalt
I8 = IR (3)
In Gleichung 3 bedeuten die Striche oberhalb der Stromyymbole
die zeitliche Mittelung.
Indem man die Schaltfrequenz $oll^ der Schaltstufe 18 in
Beziehung zu der r£aktgeberfreq.uenz Fn setzt, welche die
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BAD
- 10 -
BM 2319 - 40 -
Perioden der Steueranordnung bestimmt, erhält man eine relative Schaltdauer (Dut/ cycle).
Betrachtet man eine abgeglichene optische Anordnung,
nämlich eine Anordnung, "bei der die Proportionalitätsfaktoren in den Gleichungen :\ und 2 gleich sind, so ergibt
sich aus den beiden Gleichungen 1 und 2:
I Γ (4)
1R 1R
In Gleichung 4 sind die auftretenden Ströme momentane Stromwerte. Während einer kurzen Zeitspanne, ist jedoch,
da der Stromfluß I„ nicht unterbrochen wird, der gemittelte Strom TT gleich dem momentanen Stromwert I„.
1S = 1S. (5)
Hinsichtlich des für die Transparenz der Bezugssubstanz
maßgeblichen Stromes L, bildet die relative Schaltdauer
der Schaltstufe 18 ein Maß für das Verhältnis des mittleren Stromes TT zu dem momentanen Stromwert ΙΌ. Die reit
Jx
lative Schaltdauer, wie noch später eingehender dargelegt
BAD ORiQiNAL
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1771Sas
BM 2319 . ■ - 11-
werden wird, entspricht dem Verhältnis F , wobei mit
F die Taktgeberfrequenz des Generators 24 bezeichnet
ist. F . ist eine Ausgangsfrequenz, die bestimmt ist durch die Schaltfrequenz der Schaltstufe 18 und des
Flip-Flop's 23· Indem man die Frequenz F , , die tatsächliche
Schaltfrequenz der Schaltstufe 18 in Halation setzt zu der Frequenz F , welche die Periodendauer
der Arbeitsfrequenz der Regelanordnung^estimmt, erhält
man eine relative Periodendauer (duty cycle), es ist nämlich:
1E = Fout χ I ' (6)
·—·—"—" XL·
Setzt man die Gleichungen 3, 4 und 5 in Gleichung 6 ein,_
so erhält man:
-s = !out
1E »0 . (7)
In Gleichung 7 ist die Transparenz der Probensubstanz in
Beziehung gesetzt zu einem Frequenzverhältnis, das unabhängig von der Intensität Iq der Lichtquelle ist und im
Spannungswert der Schwellenspannung des Verstärkers 21 und der Große des integrierenden Kondensators 19· Eine
■~ 12 109 885/ CU 8 2
BM 2319 - 12 -
Änderung der Taktgeberfrequenz F bewirkt eine ähnliche
Änderung der Frequenz I1 ^. und dadurch ergibt sich eine
Unabhängigkeit des Transparenzmeßwertes der Probensubstanz von der Taktgebe rf req.uenz F .
In der dargestellten Schaltung bewirkt der Strom Ig der
für die Probensubstanz maßgeblichen Photozelle 15 eine negative Ladung des Speicherkondensators 19· Der Transistor
18 ist normalerweise stromführend, so daß atchdie
Bezugsphotozelle 16 gesperrt ist und ein Strom I„ nicht entsteht. Wenn das Potential der sich in der Kapazität
19 ausbildenden Spannung das Spannungsniveau der Schwellenspannung Y., in Mg. 2 durchsetzt, so erzeugt der
Vergleichsverstärker 21 ein Ausgangssignal. Dadurch wird die Torstufe zur Freigabe der Einstellklemme S des
Flip-flop's 23 geöffnet. Bei dem nächsten Taktgeberim- .
puls des Generators 24·, der der Eingangsklemme C zugeführt
wird, wird der Flip-Flop 23 eingestellt. Die Einstellung des FIiP-FlOp1S 23 in den Zustand 1M" liefert
das eine Eingangssignal für die NAHD-Yorstufe 26.
Die FAND-Stufe hat als- zweites Koinzidenzeingangseignal
- 13 103885/0482
BM 2319 - 13 -
den Tsktgeberimpuls F , der eine solche Polarität ha.t,
daß während der Impulsspitze die Torstufe 26 gesperrt
wird und während sämtlicher anderer Zeiten "bei Vorliegen eines Koinzidenzeingangssignales von der "1U Klemme
des Flip-Flop's 23 geöffnet wird. Daher schaltet F Taktgeberfrequenz momentan die Photozelle 16 für die
Dauer eines jeden Taktgeberimpulses ab. Es erfolgt aus dem Grunde, daß eine Kompensation für die endlichen Anstiegs-
und Abfallzeiten der Photoröhre 16 bewirkt werden soll und identische Impulsfläche für eine jede Taktgeberperiodendauer
der Einschaltung erzielt wird.
Die Öffnung der UAND-Torstufe 26 durch die beiden Eingangssignal
unterbricht die Schaltstufe 18 und hat die Bildung eines Stromes I„ zur Folge. Wenn der Strom I„ eingeschaltet
wird und der Kapazität 19 zugeführt wird, so steigt die
Spannung V an. Wenn in Fig. 2 die Spannung YQ den Schwellenwert
7th überschreitet, so wird die Vergleichs-Verstärkerstufe
21 abgeschaltet. Durch das Abschaltsignal Stufe 21 wird die Rückstellklemme R des Flip-Flop's 23 aktiviert.
Bei dem nächsten Taktgeberimpuls FQ wird der Flip-Flop in den Zustand "o" umgeschaltet und die Koinzi-
-H-109885/0482
BM 2319 . -H-
denzspannung an der NAND Torstufe 26 entfällt und es wird
die Schaltstufe 18 wieder eingeschaltet. Dadurch wird der
Bezugsstrom I„ unterbrochen und der für die Bezugssubstanz
maßgebliche Stromkreis wird an der Kapazität 19 und dem
Verstärker 21 abgeschaltet.
Es ist offensichtlich, daß jedes Mal, wenn die Schaltstufe 18 durch ein Ausgangssignal "1" der Flip-Flop-Stufe 23
unterbrochen wird, auch ein Koinzidenzeingangssignal an der NAND Torstufe 27 erscheint. Das andere Eingangssignal
dieser Torstufe ist der Taktgeberimpuls F und wenn diese
beiden Impulse gleichzeitig auftreten, wird ein Impuls F01,
erzeugt. Die F . Impulse sind in der Frequenz gleich der.
Erzeugung der IR Impulse und der Zustandsänderung des Flip-Flop's 23. Es wird kein P ^ Impuls bei der ersten
Zustandsänderung des Flip-Flop's 23 erzeugt, wegen der Zeitverzögerung des Flip-Flop's in Bezug auf die FQ Impulse.
Wie sich aus der Gleichung 6 ergab, ist die Schaltgeschwindigkeit
und damit die relative Schaltdauer der Schaltstufe 18 ein Maß fiLp&as Verhältnis zwischen dem momentanen Strom-
109885/0482 - 15 -
BM 2319 - 15 -
wert Ir, und dem mittleren Stromwert Ln erforderlich ist,
Jt it
damit der mittlere Strom TT gleich dem mittleren Strom
TT gemäß Gleichung 3 ist. Wie man aus Figur 7 erkennt,
ist diese relative Schaltdauer der maßgebliche Paktor für die Bestimmung der Transmittanz der Probensubstanz. In
Pig. 2 ist eine 3o #ige relative Schaltdauer gezeigt, was zum Ausdruck bringt, daß die Probensubstanz 13 eine Transparenz
hat, die 30 fi der Transparenzbezugssubstanz H beträgt.
Um eine Kompensation der Elektrodenkapazität der Bezugsphotozelle 16 zu bewirken, ist eine Kapazität 29 vorgesehen,
die nur während der Übergangszeiten der Schaltstufe 18 in Wirksamkeit tritt. Diese Kapazität 29 wird auf einen
solchen Wert eingestellt, daß eine Kompensation der Kapazität der Photozelle sich ergibt. Der Kapazitätswert ist
verhältnismäßig klein, so daß der Geeamteinfluß auf den
integrierenden Kondensator 19 nur sehr gering ist.
Figur 3 zeigt ein Prinzipschaltbild für den Verstärker 21.
Es ist ein
/Feldeffekttransistor 31 mit isolierter Steuerelektrode
/Feldeffekttransistor 31 mit isolierter Steuerelektrode
(IGPBT - Transistor) vorgesehen, daß ersteuernde Torelek-
109885/0482 - 16 -
ORIGINAL INSPECTED
BM 2319 - 16 -
trodeftiit dem intengrierenden Kondensator 19 im Spannungspunkt V verbunden wird und auch mit den die Ströme I0
C * D
und IR führenden Leitungen der Photozellen 15 und 16. Me
Quellenklemme des Transistors 31 ist mit einer Bezugsspannung Y1 und die Abflußelektrode (drain) mit einer Bezugsspannung Yp über einen Widerstand 32 verbunden. Weiter ist
die Abflußelektrode mit der Basiselektrode des Ausgangstransistors 33 über einen Serienwiderstand 34 verbunden.
Der Ausgangskreis des Transistors 33 ist über eine Spannung sverstärkerstufe 36 mit einer Umkehrstufe 22 verbunden.
Durch Anwendung eines IGi1BT - Transistors ist des Steuerelektrode
von dem übrigen Stromkreis entkoppelt. Dieser Entkopplung wiederum wirkt eich in einer erhöhten Genauigkeit
der Anordnung aus, da unbeabsichtigte Hebenschlußströme und Belastungen durch den Bezugsstrom IR und den
P obenstrom I0 vermieden werden.
ι* ο
ι* ο
Figur 4 zeigt die zusätzlich erforderlichen Apparateteile um das Freq.uenzausgangssignal FQU^ in ein numerisches Aue-
- 17 109885/0482 '
BM 2319 - 17 -
gangssignal umzuwandeln. Zu diesem Zweck wird ein Frequenzverhältniszähler
verwendet, der die beiden Eingangsklemmen 1OUt Und ^o ha1;' ^ie ^0-1111P111313 werden einem ükumulator 41
mit voreingestellter Zeitbasis (preset time base accumulator) zugeführt, dessen Ausgangssignal das eine Eingangssignal
einer HAND-Stufe 42 ist; das andere Eingangssignal ist das
Signal F0ut.
Das Ausgangssignal der UAND Torstufe 42 wird einem Ausgangsaäumulator
43 zugeführt, indem die Frequenzausgangsimpulse gespeichert werden. Die Torstufe 42 bleibt eine gewisse Anzahl
Taktgeberimpulse aktiviert wonach die Auslesepufferstufe 44 wieder auf den neuen Stand gebracht wird und beüe Akkumulatoren
wieder rückgeetellt werden und einen neuen Auslesevorgang beginnen. Der Block 45 bezeichnet die endgültige digitale
Auslesestufe. Diese Vorrichtung kann eitweder eine mit
optischer Anzeige arbeitende Stufe oder eine druckende Stufe oder eine mit einem Magnetband arbeitende Stufe sein.
Ein Analogausgangssignal ist auch zu erhalten von einer in Fig. 5 dargestellten Anordnung, bei der das Ausgangssignal
"1" des Flip-Flop 23 der Fig. 1 einem Spannungsteiler zuge-
109885/0482
— to —
BM 2319 - 18 -
führt wird. Da die relative Schaltdauer des Flip-Flop's direkt proportional der. Transparenz der Probensübstanζ ist,
kann das in Analogform umgewandelte Signal der relativen Periodendauer verwendet werden, um Aufzeichnungsgeräte von den
verschiedenen Abgriffen 51 zu steuern. Die Kapazität 52 und
der Widerstand 55 wirken als Filter, um die die relativen Schaltdauern enthaltende Wellenform in eine Gleichspannung
umzuwandeln, die proportional der relativen Schaltdauer ist und daher proportional der Transparenz der Probensubstanz
ist. Durchiuswahl geeigneter Widerstände in dem Spannungsteiler
können verschiedene Auflösungen erhalten werden.
Die in Fig. 1 wiedergegebene Anordnung veranschaulicht das optische System nur in allgemeiner Form und es sind die verschiedensten
Abwandlungen möglich. Wenn z.B. eine hohe Genauigkeit verlangt ist, so wird man Linsen verwenden, um
das Licht der Lichtquelle auf die Photozellen zu konzentrieren.
Damit beide Photozellen nicht unter demselben Winkel der Lichtquelle gehalten, kann ein halbverepiegelter Spiegel
verwendet werden, um das Licht auf die beiden Photozellen aufzuteilen. Eine solche Anordnung liefert die höchste erzielbare
Genauigkeit.
- 19 109885/0482
BM 2319 - 19 -
Wenn weniger hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt werden, so können die Linsen entfallen und in irgendeiner
Weise die Photozellen so angeordnet werden, daß ihnen nicht notwend- iger Licht über dieselben optischen Wege von der
Lichtquelle zugeführt wird. Eine andere optische Vorrichtung würde darin bestehen, daß bei einem System mit parallelem
optischen Strahlengang ein sphärischer Spiegel das Licht der Lichtquelle fokussiert und zurück durch das Filter, die
Küvetten und die Photozellen reflektiert. Es kann ein Abbildungssystem
mit zwei abbildenden Spiegeln verwendet werden, indem die Lichtquelle auf zwei getrennte Spiegel fokussiert
wird. Auf diese Weise kann man große Lichtmengen gesamm -elt
verwenden.
Die Erfindung beschreibt eine Anordnung zur direkten Umwandlung in digitale Werte, bei der die Genauigkeit der Umwandlung
abhängig ist von dem optischen System und den Photozellen.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist herstellungsmäßig billig, da nur ein Verstärker hoher Qualität erforderlich
ist und keine intensitäts^geregelte Lichtquelle verwendet wird. Es liegen günstige Störpegelverhältnisse vor, da die
mit der Mittelung des Bezugsstromes und des Probenstromes verbundene Zeitspanne eine praktisch unbegrenzte Unterdrückung
von GleichtaktstorSignalen bedingt.
109885/0482
Claims (8)
1. Anordnung zur Umwandlung eines Transparenzsignales in ein
Frequenzsignal, bei der die Transparenz einer Probensubstanz
mit der Transparenz einer Bezugssubstanz verglichen wird und beide Substanzen durch eine gemeinsame Lichtquelle beleuchtet
werden und jeder der Substanzen ein besonderer Lichtdetektor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Photometervorrichtung (15,16) einen ersten
Signalstrom erzeugt, dessen momentaner Amplitudenwert der Transparenz
der Probensubstanz entspricht und einen zweiten Signalstrom erzeugt, dessen Amplitudenwert der Transparenz der
Bezugssubstanz entspricht und daß eine Yergleichsvorrichtung
(21) vorgesehen ist, die die zeitlichen Mittelwerte des für die Bezugssubstanz und des für die Probensubstanz maßgeblichen
Signalströme vergleicht und ein erstes Signal liefert, wenn der für die Bezugssubstanz maßgebliche zeitlich gemittelte
Strom größer ist als der für die Probensubstanz maßgebliche gemittelte Signalstrom und ein zweites Signal liefert, wenn
der erstgenannte Strojn kleiner ist und daß mit der Photometervorrichtung
(13,14) und der Vergleichsvorrichtung (21) eine
Schaltvorrichtung (23) gekoppelt ist und auf die genannten beiden Signale anspricht und den zeitlichen Mittelwert des
für die Bezugssubstanz maßgeblichen Stromes in solcher Weise einstellt, daß die relative Einschaltdauer .Λγ Sohaltvorrich-
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tung (23) proportional der Transparenz der Probensubstanz ist.
2. Anordnung naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Schaltvorrichtung (23) den zeitlichen Mittelwert des für die Bezugssubstanz maßgeblichen
Stromes dadurch steuert, daß sie den Stromkreis des für die Bezugssubstanz maßgeblichen Stromes an die Vergleichsvorrichtung
(2i) anschaltet bzw. von ihr abschaltet.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet
, daß ein Zeittaktgeber (24) ein periodisches Signal liefert, welches für die periodische
Ankopplung und Abkopplung des den für die Bezugssubstanz maßgeblichen sfcrom-führenden Stromkreises an die Vergleichsvorrichtung (21) steuert.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in der Vergleichsvorrichtung
(21) ein Speicherkondensator (19) vorgesehen ist.
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5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung
(21) einen mit dem Speicherkondensator (19) verbundenen Yerstärker aufweist und der Verstärker mit einem Schwellenwert
arbeitet und auf Änderungen der an dem Speicherkondensator (19) entwickelten Spannung oberhalb bzw. unterhalb
des Schwellenwertes anspricht.
6. Anordnung nach Anspruch 5> da d u r c h gekennzeichnet , daß das Auftreten einer Ausgangsspannung
an dem Verstärker das erste Signal und das Nichtauftreten einer Ausgangsspannung an dem Verstärker das
zweite Signal bildet.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß der momentane v/ert des für die Probensubstanz maßgeblichen Stromes gleicht dem zeitlichen
Mittelwert des für die Bezugssubstanz maßgeblichen Stromes gewählt wird.
8. Anordnung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet
, daß die Schaltvorrichtung (23) auf
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- 4
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die Koinzidenz eines Taktgeberimpulses und des ersten oder zweiten Signales zum Ankoppeln oder Abkoppeln des den für
die Bezugssubstanz maßgeblichen stromführenden Stromkreises an die Vergleichsvorrichtung (21) in solcher V/eise anspricht,
daß der für die Vergleichssubstanz maßgebliche Strom für eine bestimmte Zeitdauer, welche gleich der Zeitdauer zwischen
zwei Taktgeberimpulsen oder einem Vielfachen davon ist. der Vergleichsvorrichtung (21) zugeführt wird, der-gestalt,
daß die Zeitspanne zwischen zwei Ankopplungsperioden des den für die Bezugssubstanz maßgeblichen stromführenden
Stromkreises maßgeblich für eine der Transmittanz der Probensubstanz charakteristische Frequenz ist.
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DE1773885B2 DE1773885B2 (de) | 1973-05-30 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104374749A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-02-25 | 吉林大学 | 一种晶体矿物的透光率检测装置 |
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- 1968-07-26 JP JP43052540A patent/JPS4834797B1/ja active Pending
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CN104374749B (zh) * | 2014-11-24 | 2017-09-29 | 吉林大学 | 一种晶体矿物的透光率检测装置 |
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |