DE2023694A1 - Device for measuring light - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte (Schwärzung, Liehtdurohlässigkeit usw.) von Proben, Messwerte für die optische Dichte werden insbesondere im graphischen Gewerbe für eine große Anzahl von Zwecken benötigt. Alle bisher bekannten und in Gebrauch befindlichen Einrichtungen für derartige Messungen weisen bestimmte Nachteile auf. Ein im Handel erhältlicher Apparat benützt z.B. eine Lichtquelle, die auf einen Bereich des film- oder Kopiermaterials fokussiert ist, und das durchgelassene Licht wird direkt The invention relates to a device for measuring the optical density (blackening, light permeability etc.) of samples, measured values for the optical density are particularly in the graphic industry for a large Number of purposes needed. All previously known and in use facilities for such Measurements have certain disadvantages. For example, a commercially available apparatus uses a light source that is focused on an area of the film or copy material and the transmitted light is direct
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durch übliche lichtempfindliche Röhren gemessen, jJiti ifachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daJ das Ausgangssignal eine lineare Funktion des durchgolassenon Lichte£3 ist. Die optische Dichte oder uchwäraiin,; iat jedoch definiert ala der Logarithmus des /er-tiältuiosos der auf die Probe fallenden Strahlungsintensität zu der von der Probe durchgelassenen otrahlungsititenaität. Einemeasured by standard light-sensitive tubes, jJiti The disadvantage of this device is that the output signal a linear function of the durchgolassenon Lightweight is 3 pounds. The optical density or uchwäraiin ,; iat however ala defines the logarithm of the / er-tiältuiosos the radiation intensity falling on the sample to the radiation intensity transmitted by the sample. One
weitere Begrensimg der genannten Vorrichtung besteht darin, daß das Ausgangssignal mit zunehmender optischer Dichte abniarat. Dies macht e3 schv/ierig, bei hohen Zahlenwerten der optischen Dichte eine Ablesung mit hinreichender Genauigkeit bzw. mit kleinen loleranaen zu erhalten. further limitation of said device consists in that the output signal decreases with increasing optical density. This makes e3 difficult with high numbers the optical density a reading with sufficient Accuracy or with small loleranaen.
Ein anderes im Handel befindliches Gerät verwendet einen Sekundärelektronenvervielfacher (Photomultiplier) zum Messen der optischen Dichte einer Probe. Der Photomultiplier ist an eine Rüekkopplungsschaltang angeschlossen, um für alle Werte der auf den Photomultiplier fallenden Lichtintensität einen konstanten Strom vom Photomultiplier au erhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Versorgungshochspannung ständig so variiert wird, daß man die gewünschte Stromstärke erhält. Eine Messung der Versorgungshochspannung ist vorgesehen, aus der sich dann der Wert der optischen Dichte ergibt.Another commercially available device uses a secondary electron multiplier (photomultiplier) for measuring the optical density of a sample. The photomultiplier is connected to a feedback circuit, around a constant current from the photomultiplier for all values of the light intensity falling on the photomultiplier au received. This is achieved by constantly varying the high voltage supply so that that the desired amperage is obtained. A measurement of the high voltage supply is provided from which then gives the value of the optical density.
Diese zuletzt genannte Vorrichtung hat ebenfallsThis last-mentioned device also has
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verschiedene llachteile. Sie unterliegt allmählichen ijchwankungeu (drift) und es treten Ungenauigkeiten wegen der hohen Iiullspannung bei der optischen Dichte null auf. Das Ausgangssignal ist der optischen Dichte Licht proportional und es sind deshalb nicht lineare j oiipensationsschaitunjen erforderlich, um einen bestimmten Photomultlplier au ein mit einer optischen versehenes Messinstrument anzuschließen.various drawbacks. It is subject to gradual fluctuation (drift) and inaccuracies occur because of the high zero voltage at zero optical density. The output signal is proportional to the optical density of light and are therefore non-linear j oiipensationsschaitunjen required by a certain Photomultlplier au one with an optical measuring instrument provided to connect.
Gegenüber diesen Vorrichtungen mit ihren oben genannten ..achteilen stellt die erfindungsgemütfe Vorrichtung eine deutliche und überraschende Verbesserung dar. Jic er!iLviuu^ßgemäße Vorrichtung liefert aus dem von einer uui <3 kann ten Probe reflektierten Licht eine Messun - fur uie optische jJichte über die I3ntladungskurve öinti3 RJ-1 lied es*·- Das ;!O-Crlied wird aufgeladen, wenn eine nessung gewünscht ist, und zwar bis au einem Potentialniveau,, nas höher liegt als die aar Versorgung der verschiedenen Dynoden und der Anode des.Photomul« tipliers erforderlichen Spannungen. Bei der Entladung des RO-trii'e.des erreicht die Anodenspannung des Photoaultipliers ein vorbestimmtes liiveau, v^elches einen Zähler mit Uhrwerkseingang (clock input) steuert, welcher einen numerischen 'Jesamtv/ert speichert, um eine digitale Ablesung der gemessenen optischen Dichte zu ■ergeben. Der Zähler wird angehalten, wenn die Abfallkurve den ^J-Grliedes ein gevrauschtes 'liiveau erreichtCompared to these devices with their above The device according to the invention has disadvantages a clear and surprising improvement of a uui <3 sample, the light reflected can make a measurement - for the optical density over the discharge curve öinti3 RJ-1 lied es * · - The;! O-Crlied is charged when a measurement is desired, up to a potential level, nas is higher than the aar supply of the various dynodes and the anode of the Photomul " tipliers required tensions. When unloading des RO-trii'e.des reaches the anode voltage of the Photoaultipler a predetermined level, a lot of the one Controls counter with clock input, which saves a numerical value to allow for a to give a digital reading of the measured optical density. The counter will stop when the falling curve the ^ J member has reached a noisy level
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hat. Die gewünschte Spannung ist diejenige, die erforderlich ist, um den gewünsohten Anodenstrora für die optische Dichte ITuLl zu erhalten. Bin wichtiges Merkmal der Erfindung iet die Verwendung einer potentialmäßig "schwimmenden", isolierten Spannungsversorgung, die zwischen der Kathode und der ersten Dynode liegt, um eine ausreichende Spannung zu erzeugen, so daß alle von der Kathode emittierten Elektronen aufgefangen werden und man eine besonders linear arbeitende Vorrichtung erhält, die in allen Betriebsbereichen exakt und einwandfrei steuerbar arbeitet. Has. The tension you want is the one that is required is to the desired anode current for the optical Maintain density ITuLl. Am an important feature of the invention iet the use of a potential "floating", isolated voltage supply, which is between the cathode and the first dynode, to ensure a sufficient To generate voltage so that all electrons emitted by the cathode are captured and one in particular linearly working device receives, which works exactly and perfectly controllable in all operating areas.
Eine Ausführungsform der Erfindung-wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is described below explained in more detail with reference to the drawings.
Ii1Ig. 1A und 1B zeigen gemeinsam das scheraatische Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Ii 1 Ig. 1A and 1B together show the schematic circuit diagram of the device according to the invention.
Pig. 2 zeigt eine Spannungs-Entladungskurve und dient zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungs-/-emäßen Vorrichtung.Pig. 2 shows a voltage-discharge curve and serves to explain the mode of operation of the inventive - / - em Contraption.
Es wird zunächst Fig. 1 der Zeichnungen betrachtet, die ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur i-Iessunc der photographischen Schwärzung zeigt. Die gesamte Schaltung ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, iine Probe 12 ist im unteren Teil von Fig. 1AReferring first to Figure 1 of the drawings, which is a block diagram of an apparatus according to the invention for the measurement of the photographic density shows. The entire circuit is designated as a whole with the reference number 10, a sample 12 is in the lower part of Fig. 1A
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angedeutet. Sie wird durch eine lichtquelle 13 beleuchtet, die durch eine stabilisierte fünf Volt Spannungsquelle gespeist ist. Das Licht von der lampe wird über einen laserlichtleiter 15 geleitet, der das Licht vorzugsweise einem Probenkasten 16 zuführt. Der Probenkasten 16 ist getrennt von der übrigen Vorrichtung dargestellt, um anzudeuten, daß er beweglich ist, um sine Probe an einer beliebigen Stelle zu untersuchen. Die nicht der Probe 12 zugeordneten Teile der Vorrichtung können räumlich entfernt von der Probe aufgestellt werden. Deshalb hat der Lichtleiterweg 15 vorzugsweise eine meßbare Länge und erstreckt sich von dem elektronischen Teil der Vorrichtung zu der eigentlichen Probe. Die Entfernung kann wenige Zentimeter oder einen halben oder ganzen Meter oder mehr betragen. Die Vorrichtung ist damit ausreichend flexibel, so daß die Bedienungsperson die Probe 12 in einer gewissen Entfernung von dem elektronischen Teil der -Vorrichtung untersuchen kann. Selbstverständlich können auch die Lampe 13 und ihre geregelte Spannungsversorgung in dem eigentlichen Probengehäuse angeordnet sein, wenn dies gewünscht ist.indicated. It is illuminated by a light source 13 which is fed by a stabilized five volt voltage source. The light from the lamp is over guided a laser light guide 15, the light preferably a sample box 16 feeds. The sample box 16 is shown separately from the rest of the device, to indicate that it is mobile in order to examine its sample at any point. the Parts of the device not assigned to the sample 12 can be set up spatially remote from the sample. Therefore, the fiber optic path 15 is preferably of measurable length and extends from the electronic Part of the device for the actual sample. The distance can be a few centimeters or a half or whole meters or more. The device is thus sufficiently flexible that the operator can examine the sample 12 at a certain distance from the electronic part of the device. Of course the lamp 13 and its regulated voltage supply can also be arranged in the actual sample housing if so desired.
Ein bei 16 angedeuteter zusätzlicher Paserlichtleiter leitet das reflektierte Licht von der Probe 12 zu einem Photomultiplier 17. Wiederum wird der räumliche Abstand zwischen der Probe 12 und dem Photomultiplier 17 durch die Anordnung des Lichtleiters 16 zwischen der Pro-An additional Paser light guide indicated at 16 directs the reflected light from the sample 12 to a photomultiplier 17. Again, the spatial Distance between the sample 12 and the photomultiplier 17 due to the arrangement of the light guide 16 between the
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be und der Röhre 17 überwunden.be and the tube 17 overcome.
Man erkennt aus dem Vorstehenden, daß durcu die Faserlichtleiter 15 und 16 eine große Freiheit in der räumlichen Anordnung der Vorrichtung relativ zur Probe gegeben ist, wobei die Länge der Lichtleiter in einen großen Bereich frei gewählt werden kann.It can be seen from the foregoing that by the Fiber light guides 15 and 16 great freedom in the spatial arrangement of the device is given relative to the sample, the length of the light guide in a large area can be freely selected.
Eine übliche Anordnung für die Probenkammer 16 besteht darin, daß ein geeignetes Gehäuse in einem bestimnten Abstand von der Probe 12 angeordnet ist, so daß das Lioht von der Lampe 13 auf einer genau festgelegten üfcrekke durch die Probe 12 läuft. Auch das vom Lichtleiter1 16 empfangene, reflektierte Licht durchläuft dieselbe Strecke. Das Probengehäuse 16 weist vorzugsweise einen Druckknopfschalter 18 auf, der bei Betätigung den Betrieb der in Fig· 1 gezeigten Vorrichtung auslöst, um eine Messung der optischen Dichte zu erhalten.A common arrangement for the sample chamber 16 is to have a suitable housing a certain distance from the sample 12 so that the light from the lamp 13 travels through the sample 12 at a precisely defined distance. Also from the light guide 1 16 received, reflected light passes through the same route. The sample housing 16 preferably has a push button switch 18 which, when actuated, triggers the operation of the apparatus shown in FIG. 1 to obtain a measurement of the optical density.
Was die mit der Photomultiplierröhre 17 verbundene Sohaltung betrifft, so erkennt man, daß der Lichtleiter das Licht auf die Kathode der Röhre 17 lenkt. Die Röhre enthält eine Reihe von Dynoden, die einen Verbielfachungseffekt verursachen. Das auf die Kathode treffende Licht setzt wenige Elektronen frei, die in Richtung auf die erste, mit 17a bezeichnete Dynode laufen. Die erste Dynode antwortet auf das Auftreffen der Elektronen, indem As for the position connected to the photomultiplier tube 17, it can be seen that the light guide directs the light onto the cathode of the tube 17. The tube contains a number of dynodes that have a multiplying effect cause. The light hitting the cathode releases a few electrons that are directed towards the first dynode marked 17a are running. The first dynode responds to the impact of the electrons by
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sie ihrerseits Elektronen aussendet, wodurch eine gewisse 'Verstärkung erreicht wird. Dieser Vorgang wiederholt sich, · .und wenn das Signal an der Anode 17b ankommt, ist es bei-· spiolGweise eine millioni'ach verstärkt worden. Hierdurch erhält man eine ausreichende Signalstärke, die in der'üb-. ri;-eti Schaltung verarbeitet werden kann. Die Funktionsweise eines Photomultipliers wird als allgemein bekannt vorausgesetzt, so daß sie hier nur abgekürzt dargestellt wird. .it in turn emits electrons, whereby a certain 'amplification is achieved. This process repeats itself, .and when the signal arrives at the anode 17b, it has been amplified a million times. Through this you get a sufficient signal strength, which in the'üb-. ri; -eti circuit can be processed. How it works a photomultiplier is assumed to be generally known, so it is only shown in abbreviated form here will. .
Von besonderer Wichtigkeit bei der in Fig. 1A gezeigten 'Anordnung ist die Verwendung einer isolierten, "schwiame'p.üen11 Spannungsversorgung zwischen Kathode und Dynode, -die durch das Bezugszeichen- 19 bezeichnet ist. Pie normale Spannungsversorgung für die Dynoden ist mit 20 bezeichnet. Die Spannungsquelle 19 liegt zwischen der Kathode 1Vc und der ersten Dynode 17a. Sie ist vorzugsweise exakt reguliert und stabilisiert, und die Ausgangsspannung der "schwimmenden" Spannungsquelle 19 ist vor- μ zu^sweise exakt regelbar, so daß man eine lineare Arbeitsweise'-der Dynode 17a erhält. Die Sekudäremission oder der Vervielfachun^sfaktor der fraglichen Dynode ist sehr gut linear, wenn man die hier beschriebene, bevorzugte Anordnung verwendet.Of particular importance in the arrangement shown in Fig. 1A is the use of an insulated, "Schwiame'p.üen 11 voltage supply between cathode and dynode, which is denoted by the reference numeral- 19. The normal voltage supply for the dynodes is indicated at 20 , respectively. the voltage source 19 is located between the cathode 1VC and the first dynode 17a. preferably, it is precisely regulated and stabilized, and the output voltage of the "floating" power source 19 is pre-μ to ^ sweise be controlled accurately, so that a linear working method ' The dynode 17a is obtained. The secondary emission or the multiplication factor of the dynode in question is very well linear if the preferred arrangement described here is used.
Die iiauptspannungsquelle 20 ist ihrerseits iioer die !leitungen 21 und 22 und den Schalter 13 angeschlossen.The main voltage source 20 is in turn the Lines 21 and 22 and the switch 13 are connected.
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Bei Betätigung dieses Schalters wird eine ausreichende Spannung erzeugt, um einen Kondensator 25 aufzuladen. Der Kondensator 25 ist durch einen parallel geschalte-, ten Kondensator 23 in geringem Umfang regelbar, und er liegt parallel mit einem Justierwiederstand 24. Man erkennt, daß die liiedrigspannungsseite. des Kondensators 25 direkt geerdet ist.When this switch is actuated, sufficient voltage is generated to charge a capacitor 25. The capacitor 25 can be regulated to a small extent by a parallel connected, th capacitor 23, and he lies in parallel with an adjustment resistor 24. It can be seen that the low voltage side. of the capacitor 25 is directly earthed.
Wie in Fig. 1A gezeigt, enthält die Röhre 17 eine Reihe von zusätzlichen Dynoden, die allgemein mit 17d bezeichnet sind. Die Dynoden sind in Serie mit Punkten zunehmendem Potentials einer Spannungsteilerschaltung verbunden, die allgemein mit 26 bezeichnet ist. Die den Spannungsteiler bildende Widerstände sind vorzugsweise gleich, so daß die Spannungen an den verschiedenen Dynoden in gleichen Schritten zunehmen. Beispielsweise kann der Spannungsabfall an jedem der Widerstände des Spannungsteilers 26 100 Y betragen, um die optimale i*otentialdifferenz der verschiedenen Dynoden zu bewirken.As shown in Figure 1A, the tube 17 contains a number of additional dynodes, generally designated 17d are designated. The dynodes are in series with points of increasing potential of a voltage divider circuit connected, which is indicated generally at 26. The resistors forming the voltage divider are preferred equal, so that the voltages on the various dynodes increase in equal steps. For example the voltage drop across each of the resistors of the voltage divider 26 can be 100 Y to achieve the optimum potential difference of the various dynodes.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Röhre mit einer Schaltung verbunden 1st, die ganz allgemein als RC-Glied bezeichnet werden kann. Das RC-Glied erzeugt die erforderlichen Spannungen für den Betrieb der Röhre 17. Dies gilt für alle Verstärkeretufen der Röhre 17 ait Ausnahme der'ersten Dynode 17a, die mit der Kathode 17c direkt Über die Spannungsquelle 19 verbunden lat,From the foregoing it will be seen that the tube is connected to circuitry which is very general can be referred to as an RC element. The RC element generates the voltages required to operate the tube 17. This applies to all amplifier stages of the tube 17 with the exception of the first dynode 17a, the one with the cathode 17c connected directly via the voltage source 19 lat,
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die ständig eine für ein lineares Arbeiten erforderliche Dynodenspannung aufrechterhält.which is always one required for linear work Maintains dynode voltage.
Das Bezu,gszeichen 29 bezeichnet einen Referenzstrorar generator, der einstellbar ist, um einen Strom bestimmter Stärke durch einen Widerstand 29 zu erzeugen. Der Widerstand 29 ist mit einem Spannungsmeßverstärker 30 (level deteotor amplifier) verbunden. Wenn der Verstärker 30 ein bestimmtes Potentialniveau anzeigt, betätigt er einen Kipp-Multivibrator 31 (one shot multivibrator, Schmidt-Irigger), um in einer Leitung 32 ein Signal zu erzeugen. Die Stärke des von der Röhre 17 zum Widerstand 29 und zum Spannungsmeßverstärker 30 fließenden Stromes steuert den Verstärker 30. Zum Verständnis dieser Wirkungsweise wird auf Fig. 2 verwiesen. Diese zeigt die Ladungskurve des RO-Gliedes, welches im wesentlichen aus dem Kondensator 25 besteht. Der mit 33 bezeichnete !eil der Kurve zeigt die Aufladung des Kondensators an. 34 bezeichnet die optimale Aufladespannung des Kondensators 25, die · auf die Klemmenspannung der Spannungsquelle 20 bezogen ist. Das Aufladen des Kondensators 25 hält offensichtlich so lange an, als der Druckknopfschalter 18' niedergedrückt bleibt. Beim loslassen des Schalters 18 beginnt sich der Kondensator 25 zu entladen. Dieser Punkt ist mit 35 in der Spannungskurve von Pig. 2 be?eiohnet. Mit 36 ist der Beginn der exponentiellen Entladungskurve besseich-The reference symbol 29 denotes a reference current generator which is adjustable to generate a current of a certain strength through a resistor 29. The resistance 29 is connected to a voltage measuring amplifier 30 (level detector amplifier). When the amplifier is 30 indicates a certain potential level, he presses one Kipp-Multivibrator 31 (one shot multivibrator, Schmidt-Irigger), to generate a signal in a line 32. The strength of the from the tube 17 to the resistor 29 and The current flowing to the voltage measuring amplifier 30 controls the amplifier 30. To understand this mode of operation reference is made to FIG. This shows the charge curve of the RO element, which essentially consists of the capacitor 25 exists. The part of the curve labeled 33 shows the charging of the capacitor. 34 designated the optimal charging voltage of the capacitor 25, which is related to the terminal voltage of the voltage source 20 is. The charging of the capacitor 25 apparently continues as long as the push button switch 18 'is depressed remain. When the switch 18 is released, the capacitor 25 begins to discharge. This point is at 35 in the voltage curve of Pig. 2 included. At 36 is the beginning of the exponential discharge curve is
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net, die das Verhalten des parallel zur Röhre 17 geschalteten Rfl-GliedejB beschreibt. net, which describes the behavior of the Rfl-GliedejB connected in parallel to the tube 17.
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Eb ist klar, daß die Röhre 17 dadurch zum Arbelton gebracht wird, daß an den verschiedenen JBLektvoden^doi* Röhre die geeigneten Spannungen angelegt werden. Das Anlegen einer Überspannung hat koine besondere Auswirkung auf die Betriebsweise* Wenn die Spannung des Kondensators durch äen Spannungsteiler 26 abgesogen wirdj arbeitet die Röhr© weiter und liefert einen Ausgangsstrom sura SpannungeraeBverstarlcai? .-O0 Je nach der Einstellung der Reieffenzstroraciuelle 28 und dem Wert des Widerstandes 23 erreioht die Eingangsspannung am Meßveretärker 50 das vorgegebene NiveauP das in 3?ig0 2 mit 37 bezeichnet ist0 Beira Erfassen flieses vorgegebenen SpannungsiniY<9au8 iffl Teretärkes? 30 spricht der Multivibrator 31 an und bildet einen Impuls in der Leitung 32, dessen v/eitere Terarbeitung im folgenden anhand von !Fig. 1B noch im eiazeloen erläutert wird» It is clear that the tube 17 is brought to a ringing tone by applying the appropriate voltages to the various JBLektvoden ^ doi * tube. The application of an overvoltage has koine special effect on the operation * If the voltage of the capacitor sucked by AEEN voltage divider 26 wirdj works Röhr © on and supplies an output current sura SpannungeraeBverstarlcai? .-O 0 Depending on the setting of the Reieffenzstroraciuelle 28 and the value of resistor 23 erreioht the input voltage at Meßveretärker 50 the predetermined level P is ig designated at 3 0 2 37 0 Beira detecting flieses predetermined SpannungsiniY <9au8 iffl Teretärkes? 30 responds to the multivibrator 31 and forms a pulse in the line 32, the further processing of which in the following is based on! 1B will be explained in the eiazeloen »
Wisäei? Tbezugnetaeod auf fig, 1A ist eine Leitung vorgesehen, die am einem .!Differentialverstärker 40 führt, der aa einem weiteren Kipp-Multivibrator 41 (one shot multivibrator) angeschlossen ist. Dieser Multivibrator erzeugt einen Impuls in einer noch zu beschreibenden leitung 42. Dem Differentialverstärker wird eine Eingangsspannußg von einer mit 43 bezeichneten Referenzgpannungsquiölle zugeführt· Der Verstärker vergleicht die Spannungen in der Leitung 39 und von der Referens-Wisäei? A line is provided on FIG. 1A which leads to a differential amplifier 40 which is connected to a further tilting multivibrator 41 (one shot multivibrator). This multivibrator generates a pulse in a line 42 to be described later. The differential amplifier is supplied with an input voltage from a reference voltage source marked 43.
i
Spannungsquelle 43. 2u Ibeachtoa ist die Verbindung deri
Voltage source 43. 2u Ibeachtoa is the connection of the
leitung 39 mit dem obea bosotatsbenen RC-GIied „ ¥ie er-^line 39 with the obea bosotatsbenen RC-GIied “¥ ie er ^
iniiorlioh. wird dao HO-Glied exponentiell aufgeladen und entladen, wie in Fig. 2 dargeotellt. Die Leitung 39 ist mit der Ilochspaunungsseite des HO-Gliedes verbunden, und itn'oliteüGSsen fällt die Spannung in der Leitung 39 in der in Fig.- 2 gezeigten Form ab. Der Differentialveri3t;irl:m.' 40 arbeitet, wenn die Spannung in der Leitung 39 üeii iu Fi ;. 2 gezeigten Punkt 38 erreicht.iniiorlioh. the HO element is charged and discharged exponentially, as shown in FIG. The line 39 is connected to the Ilochspaunungsseite of the HO element, and then the voltage in the line 39 drops in the form shown in FIG. The Differentialveri3t ; irl: m. ' 40 works when the voltage in line 39 üeii iu Fi;. 2 reached point 38.
In fol(--endon werden die Einstellungen der IleßverstäL'la?!.-3ü uud 40 betrachtet. Die dem Meßverstärker 40 Gut;i:ornuete Schaltung ist so eingestellt, daß ein Impuls, It :"olsenden Leoeimpuls genannt, erzeugt wird, wenn, die YGroot'^ntitTOBpannung an den Dynoden derjenigen entspricht, die nur Erzeugung eines Anodenstroraes von einer Probe 12 mit einer optischen Dichte Hull erforderlich iet· Mit anderen Worten, wenn die in Pig. IA gezeigte Probe 12 die optische Dichte Hull hat und wenn die Phototnultiplierröhre 17 ständig mit dem Anodenstrom betrieben wird, der dem Strom von der Referenzstromquelle 28 entspricht, würde eine bestimmte Dynodenspannung festgelegt. Dies ist die durch den Punkt 38 der Entladungskurve gemäß Fig. 2 gegebene Spannung. Dies ist somit diejenige Dynodenspannung, die sich bei der optischen Dichte Null ergibt, und somit das Spannungsniveau, bei dem der Leseimpuls erzeugt wird.!. In fol (- be endon settings IleßverstäL'la .- 3Ü UUD 40 considered the measuring amplifier 40 Gu t; i: ornuete circuit is set so that a pulse, It: called "olsenden Leoeimpuls is generated If, the YGroot '^ ntitTO voltage at the dynodes corresponds to that which only requires the generation of an anode current from a sample 12 with an optical density Hull. In other words, if the sample 12 shown in Pig. IA has the optical density Hull and If the photo multiplier tube 17 is continuously operated with the anode current which corresponds to the current from the reference current source 28, a certain dynode voltage would be established. This is the voltage given by the point 38 of the discharge curve according to FIG at the optical density results in zero, and thus the voltage level at which the read pulse is generated.
Wenu eine Probe mit einer von Hull abweichendenWenu a sample with a different from Hull
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optischen -Dichte gemessen wird, ist eine höhere Dynodenspannung erforderlich, um einen Anodenetrora zu erzeugen, der dem Strom von der Referenzstroraquelle 28 entspricht. Diese Spannung ist bei 37 in 1?ig. 2 angedeutet* Wenn die Dynodenspannung bis auf diesen Wert abfällt, wird in der Leitung 32 ein Startimpuls dadurch erzeugt, daß der Spannungsraeßverstärker 40 den Impulsgenerator 31 ansteuert.optical density is measured, is a higher dynode voltage required to create an anode e-torah, which corresponds to the current from the reference current source 28. This tension is at 37 in 1? 2 indicated * If the Dynode voltage drops to this value, is in the Line 32 generates a start pulse by the voltage stress amplifier 40 controls the pulse generator 31.
Im folgenden wird Pig« 1B betrachtet« Der Startimpuls kommt über die Leitung 32 an, an welche ein elektronisches Tor 48 (gate) angeschlossen ist. Dem Tor 48 werden Impulse von einem Oszillator 50 mit festgelegter Geschwindigkeit zugeführt« Bei d@i? bevorzugten Ausfüh« rungeform beträgt dl© Xmpulsrate 4000 Hertz« Selbstverständlich kann auch jede andere geeignete Impulsfrequenz gewählt werden. Jedenfalls stellen die Impuls® von dem Oszillator oder Uhrwerk 50 das Eingangssignal sum £or 48 dar.In the following, Pig «1B is considered« The start pulse arrives on line 32, to which an electronic Gate 48 (gate) is connected. The gate 48 pulses from an oscillator 50 with fixed Speed fed «At d @ i? preferred execution Rungeform is dl © X pulse rate 4000 Hertz «Of course any other suitable pulse frequency can also be selected. In any case, the Impuls® of the Oscillator or clockwork 50 the input signal sum £ or 48 represent.
Die Uhrwerkimpulse vom Oszillator 50 werden durch das Tor 46 einer Zähldekaäe 51 zugeführt. Dies® Zäblfle-The clockwork pulses from the oscillator 50 are fed through the gate 46 to a counter 51 . Dies® fence
kaö.e 1st fait einer weitere» Zähldekade 52 unä diese wiederum mit einer dritten Zänldekade 54 verbunden. Der Ausgang der dritten Zählßekade ist an eine vierte Zähletufe angeschlossen, die mit 55 bezeichnet ist. WährenQftle ersten drei Zählstufen Seiaden sind, braucht die letzte Zählstufe nur ein Zähler «nit vier Zählwerten zu sein.kaö.e 1st fait another »counting decade 52 and this again connected to a third count decade 54. The exit the third counting decade is at a fourth counting stage connected, which is labeled 55. While Qftle first If there are three counting levels, the last counting level only needs to be a counter with four counting values.
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Ji '1VfS Ji '1VfS
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Da eine Ablesung der optischen Dichte von 4»00 einer Änderung der Lichtintensität von 10 000?1 entspricht, ist es offensichtlich nioht erforderlich, den Zährbereich der Zählstufe 55 auf eine volle Dekade auszudehnen.Since an optical density reading of 4 »00 one Change in light intensity of 10 000? 1, it is obviously not necessary to adjust the counting area of counting stage 55 to extend to a full decade.
Jede der vier oben genannten Zählstufen ist mit einem ITulldetektor 56 verbunden. Der Nulldetektor 56 gibt ein Eingangssignal an das Tor 58, um dieses zu schließen. Dies bedeutet, daß sobald das !Tor 58 begonnen hat, UhrwerksimpulsQ von dem Oszillator 50 zur ersten Zählstufe 51 durchzulassen, zählt die Vorrichtung unaufhörlich weiter, bis der Nulldetektor eine Nullzählung in jeder der vier Zählstufen feststellt. An diesem Punkt wird das lor 48 geschlossen und der ursprüngliche Ruhezustand ist wieder hergestellt.Each of the four above-mentioned counting levels is with connected to an ITull detector 56. The zero detector 56 gives an input to gate 58 to close it. This means that once the gate 58 has started has to pass clockwork pulse Q from the oscillator 50 to the first counting stage 51, the device counts ceaselessly continues until the zero detector does a zero count in each of the four counting levels. At this point the lor 48 is closed and the original one The idle state is restored.
Mit den Bezugszeichen 57, 58 und 59 öind die drei mit den genannten Zähldekaden beschriebenen Speicher bezeichnet. Der Ausgang jedes Speichers führt zu einem Konverter, der von binärkondieritdezimaler in dezimale Anzeige umwandelt. Die Konverter Bind mit 60, 61 undThe reference numerals 57, 58 and 59 denote the three memories described with the mentioned counting decades. The output of each memory leads to a converter that converts from binary conditional decimal to decimal Display converts. The converters bind with 60, 61 and
i
62 bezeichnet. Jeder Deziraalkonjverter ist mit einer ge-f i
62 designated. Each deciraal converter is marked with an f
ι
eigneten Ableseeinrichtung, wie z.B. einer Uixie-Röhre
verbunden, die mit 63, 64 und 65 bezeichnet sind. Der
in der Leitung 42 der in Pig, IB besohriebenen Schaltung
zugeführt© Leseimpuls wird den Speichern 57, 58 und 59 zugeführt. Wenn dieser Impuls .flie verschiedenen Speicherι
suitable reading device, such as a Uixie tube, which are designated with 63, 64 and 65. The read pulse supplied in line 42 of the circuit described in Pig, IB © read pulse is supplied to memories 57, 58 and 59. When this pulse .flies different memory
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OO08S1/131SOO08S1 / 131S
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/ff/ ff
aktiviert, werden die ia den Zählstufen i>2, p«|- und ρ 3 enthaltenen Bählwerte über die Dezimalkonverter den Ableaeeinrichtungen zugeführt. Dieoe ergeben eine sichtbare Anseile für die Bedienungsperson, und awar in der bevorzugten dezimalen !Darstellung, in der die optische Dichte immer angegeben wird, Ke werden also bei der in Pig, 1B dargestellten Vorrichtung der Startirnpulä und . dar Leseimpnls verwendet, um eine sichtbare Anzeige des gewünschten Meöergebüisses zu liefern.activated, the counting values generally contained in the counting stages i> 2, p «| - and ρ 3 are fed to the reading devices via the decimal converter. These provide a visible rope for the operator, and awar in the preferred decimal representation, in which the optical density is always specified, Ke are therefore the starter pulse in the device shown in Pig, 1B. The reading impnls are used to provide a visual indication of the desired sea result.
Die erfißäuags kalibriert aia^ii in Pig. 2 dargestellte oder komprimiert duroh, lalibriervorriohtung 24»The erfissäuags calibrated aia ^ ii in Pig. 2 shown or compressed duroh, calibration device 24 »
wird geeicht oder des Widerstandes 24« Dieis calibrated or the resistance 24 «The
e 36 wird gedehnt des Widerstandes in dere 36 is stretched of resistance in the
& sei daran ertönest? daßj, wie oben erwähnt„■ die Definition der optischen Dichte eine logarithmisch^ Punktion ist,- Dar Abfall der Ladung dee Kondensators und insbesondere die in Mg0 2 gezeigte Kurve hat einen exponentiellen Verlauf» Die Verwendung des mit gleichförmiger Xrapulsrate ablaufenden Uhrwerke zusagen mit dem exponetrfcjiallen Kurvenverlauf ergibt die Umwandlung der Meßwerte flir die optische Dichte in die gewünschte digitale Anzeige« fernes? können die Absolutwerte der optischen Dachte übe? einen sehr großen Bereich von bei-= spielsweiae '10 OOOsi vasiiereöp was einen außerordentlich& be heard about it ? that, as mentioned above, the definition of the optical density is a logarithmic puncture, the decrease in the charge of the capacitor and in particular the curve shown in Mg 0 2 has an exponential course Exponetrically all curve progression results in the conversion of the measured values for the optical density into the desired digital display. can practice the absolute values of optical thought? a very large area of for example = spielsweiae '10 OOOsi vasiiereöp what an extraordinary
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großen Iloübereiüh darstellt. Die erfindungsgemäße Vorriohtuti - mii3t jedoch solche großen Ileßwertvariationen durch Veränderung der Spannung an dem Photamultiplier 17 in einem Verhältnis von weniger als 4s 1 · Ferner arbeitet nie Vorrichtung linear. Wie oben erwähnt, ist derjenige Teil der Pnotomultiplierröhre 17f der die Schwächsten iji.-nale verstärkt, mit einer schwimmenden Spannungsquel-Lo verbunden, welche gewährleistet, daß diese Stufe immer eine IUr lineare Arbeiteweise ausreichende Spannung erhalt.represents great ilealism. The device according to the invention, however, has such large measured value variations by changing the voltage at the photamultiplier 17 in a ratio of less than 4s 1. Furthermore, the device never operates linearly. As mentioned above, that part of the Pnotomultiplierröhre 17 f which reinforces the weakest iji.-nale, connected to a floating voltage source Lo, which ensures that this stage always receives an IUr linear mode of operation sufficient voltage.
iJine andere Möglichkeit, die Vorrichtung zu eichen, bosteut in einer Einstellung des Oszillators 50. Mit einer gegebenen Probe 12 von bekannter optischer Dichte wird eine Ablesung genommen und die digitale Anzeige an den Aüzeigeraitteln 63» 64 und 65 notiert, Falls die Anzeige zu hooh ist, wird die Oezillatorfrequene herabgesetzt und eine andere Ablesung genommen, lalle die Anseiße au niedrig ist, wird der Osaillator beschleunigt und die digitale Anzeige erneut beobachtet. Auf diese Weise erhält man sehr einfach eine Kalibrierung, die während einer beliebigen Zeit konstant bleibt.iJine another way to calibrate the device, bosteut in a setting of the oscillator 50. With A reading is taken of a given sample 12 of known optical density and the digital display is on the display means 63 »64 and 65, if the display is too high, the oscillator frequency is reduced and took another reading, slurred the Anseiße au is low, the oscillator is accelerated and watched the digital display again. In this way it is very easy to get a calibration that remains constant for any time.
i)ie Vorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich insbesondere durch eine gute Reproduzlerbarkeit der VLeQ-crgebnisse aus. Ferner kommt die Vorrichtung im wesentlichen ohne komplizierte Kompensationsschaltungen od.dgl,i) The device according to the invention is characterized in particular by good reproducibility of the VLeQ results. Furthermore, the device comes essentially without complicated compensation circuits or the like,
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aus, um die in Fig. 2 dargestellte Kurve an die oben erwähnte Definition der optischen Dichte anzupassen. Infolgedessen arbeitet die Vorrichtung mit großer Zuverlässigkeit über lange Zeiträume, und es bestehen auch keinerlei Probleme mit dem Anlaufen oder Warmwerden der Vorrichtung, wie dies bei den bisher bekannten Vorrichtungen der Fall ist. Die meisten bisher bekannten Vorrichtungen werden vorzugsweise im ständigen 24-Stundenbetrieb betrieben, damit die Vorrichtung bei möglichst gleichbleibender lemperatur arbeitet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im wesentlichen immun gegen Änderungen von Eigenschaften der einzelnen Schaltkomponenten durch Temperaturänderungen.from the curve shown in Fig. 2 to that mentioned above Adjust definition of optical density. As a result, the device operates with great reliability over long periods of time, and there are no problems whatsoever with the device starting up or warming up, as is the case with the previously known devices. Most of the devices known to date will be preferably operated in continuous 24-hour operation so that the device at as constant an oil temperature as possible is working. The device according to the invention is essentially immune to changes in properties of the individual switching components due to temperature changes.
Zahlreiche Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsform sind im Rahmen der Erfindung möglich. Beispielsweise könnte der in Pig* 1B wiedergegebene Anzeigeteil der Vorrichtung geändert werden, je nach der Stellenzahl des Zählergebnisses oder der gewünschten Form des abzulesenden Zahlenwertes. Ferner kann die Vorrichtung so geändert werden, daß sie Kompensatlonseinrichtungen für Reziprozitätsfehler, wie sie im graphischen Gewerbe allgemein bekannt sind, aufweist. Der Reziprozitätsfehler beruht kurz gesagt darauf, daß das Integral der Lichtintensität, die während eines Zeitintervalls auf ein photographisches Medium auftrifft, im Vergleich zu einem anderen eine unterschiedliche Schwärzung hervorruft. Dies kann vorkommen, obwohl dieNumerous changes and refinements of the described embodiment are within the scope of the invention possible. For example, the one shown in Pig * 1B could be Display part of the device can be changed, depending on the number of digits of the counter result or the desired Form of the numerical value to be read. Furthermore, the device can be modified to include compensating devices for reciprocity errors, as they are generally known in the graphic arts industry. In short, the reciprocity error is based on the fact that the integral of the light intensity generated during a Time interval impinges on a photographic medium, compared to another a different Blackening. This can happen even though the
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integrale Lichtintensität "bei beiden photographisohen
Medien dieselbe sein kann. Der Reziprozitätsfaktor ist
ein Justierfaktor, der durch Kalibrieren der erfindungsgeraäßen
Vorrichtung für den Einzelfall vorgegeben werden kann. Die Kalibrierung wird bewirkt daroh Indern der Impulsfrequenz des Oszillators 50 oder duroh Einstellung
der Kalibrierschaltung 24 gemäB Pig. IA. In beiden fällen
wird der Reziprozitätsfaktor berüokaiohtigt, und die Vorrichtung
arbeitet in normaler Weise. ■ integral light intensity "in both photographisohen
Media can be the same. The reciprocity factor is
an adjustment factor which can be specified for the individual case by calibrating the device according to the invention. The calibration is effected by changing the pulse frequency of the oscillator 50 or by setting it
the calibration circuit 24 according to Pig. IA. In both cases, the reciprocity factor is taken into account and the device operates normally . ■
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht das Brfassen
von Abweichungen der optisohen Dichte In sehr routinemäßiger Weise. Das heißt, falls ein filter verwendet
wird, welches die Anzeige um einen bestimmten Wert, beispielsweise
0,50 verschiebt, so wird dieser !Faktor in
der Meßwertanzeige durch einfache Arithmetik berücksichtigt. The device according to the invention enables deviations in the optical density to be detected in a very routine manner. This means that if a filter is used which shifts the display by a certain value, for example 0.50, then this! Factor in
the measured value display is taken into account by simple arithmetic.
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Claims (1)
BAD ORIGINAL* 009851/1318
ORIGINAL BATHROOM *
BAD OlÄ&iQ09 & SW1-318
BAD Ola & i
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2186782A1 (en) * | 1972-05-31 | 1974-01-11 | Union Carbide Corp | |
DE2834642A1 (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-28 | Bosch Gmbh Robert | Measurement of soot in diesel engine exhausts - using filter paper and monitoring with a light beam followed by digital monitoring system |
-
1970
- 1970-05-14 DE DE19702023694 patent/DE2023694A1/en active Pending
- 1970-05-20 CH CH745370A patent/CH524138A/en not_active IP Right Cessation
- 1970-05-21 FR FR7018411A patent/FR2048596A5/fr not_active Expired
- 1970-05-21 GB GB2455270A patent/GB1313427A/en not_active Expired
- 1970-05-22 JP JP4395670A patent/JPS5420869B1/ja active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH524138A (en) | 1972-06-15 |
JPS5420869B1 (en) | 1979-07-26 |
FR2048596A5 (en) | 1971-03-19 |
GB1313427A (en) | 1973-04-11 |
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