DE2448458A1

DE2448458A1 - Anordnung zur elektronischen eichkontrolle bei fotometrischen geraeten

Info

Publication number: DE2448458A1
Application number: DE19742448458
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Kiewel; Klaus Liebetraut
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1974-10-11
Publication date: 1976-04-22

Description

Anordnung zur elektronischen Eichkontrolle bei fotometrischen Geräten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur elektronischen Eichkontrolle bei fotometrischen Geräten, in welchen die Strahlung einer Strahlungsquelle mittels wenigstens eines Strahlungsempfängers in strahltingsproportionale Signale umgewandelt wird.
Fotometrische Geräte haben im allgemeinen die Aufgabe, aus der Schwächung elektromagnetischer Strahlung (Licht, Uv-Strahlung, IR-Strahlung) bestimmte Meßgrößen (Partialdrücke, Konzentrationen, Temperaturen usw.) zu ermitteln. Für jeden Anwendungsfall muß eine Meßbereichseichung durchgeführt werden, welche u.U. langwierige chemische Analysen oder sonstige aufwendige Verfahren bedingt.
Zur Vermeidung oftmaliger Wiederholung solcher Eichvorgänge werden fotometrischen Geräten üblicherweise Eichstandarde beigefügt, welche eine mehr oder weniger schnelle Meßbereichsüberprüfung gestatten. Solche Eichstandarde können z.B.
aus Eichdrähten bestimmter Dicke bestehen, welche zur Meßbereichskontrolle in den Strahlengang eingelegt werden, rxm auf diese Weise definierte Lichtschwächung zu erreichen.
Diese Methode hat jedoch einige Nachteile: Eine solche Meßbereichskontrolle ist eine manuelle Tätigkeit, welche am Meßort durchgeführt werden muß und mit einem Öffnen des Gerätes verbunden ist. Außerdem muß der Eichdraht in eine reproduzierbare, definierte Lage gebracht werden. Ferner ist diese Methode nur geeignet für relativ große und homogene Lichtbündelquerschnitte. Schließlich lassen sich auch nicht beliebig kleine Meßbereiche simulieren, ohne an mechanischer Stabilität und hinreichender Reproduzierbarkeit zu verlieren.
Insbesondere das Problem der Reproduzierbarkeit bereitet im allgemeinen die größten Schwierigkeiten.
Es ist auch bekannt, den Eichdraht durch eine schnell rotierende Drahtschleife zu ersetzen, um auf diese Weise eine integrale Abschwächung des Lichtbündels zu erzeugen.
Der Aufwand ist jedoch beträchtlich, da unter anderem diese Drahtschleife nach der Eichkontrolle so arretiert werden muß, daß sie den Strahlengang für die Messung nicht stört.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die bei geringem Aufwand gute Stabilität und ausreichende Reproduzierbarkeit erzielt werden.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß Mittel zur definierten Schwächung des Signals vorgesehen sind.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Darin zeigen Fig. 1 ein Prinzipschaltbild und Fig. 2 die erfindungsgemäße Anordnung in Verbindung mit einem Zweistrahl-Wechsellicht-Gerät.
Ein Fotoempfänger PHE erzeugt einen zum Lichtstrom Q proportionalen Fotostrom Iph. Dieser Fotostrom ist eingeprägt und somit unabhängig vom Arbeitswiderstand RA + RE. Der Spannungsabfall Um huber dem Arbeitswiderstand ist daher proportional zu dem Lichtstrom §, wobei der Arbeitswiderstand -als Proportionalitätsfaktor fungiert. Wird ein über dem Teilwiderstand RE liegender Schalter S geschlossen, so ändert sich die Proportionalitätskonstante um den Faktor RA / (RA + RE) wobei sich durch Wahl der Widerstände RA und RE jede gewünschte Lichtstromschwächung simulieren läßt.-Die vorgeschlagene Anordnung ist sowohl für Gleichlicht- als auch für Wechsellichtfotometer im Einstrahl- und Zweistrahlverfahren geeignet. Fig. 2 zeigt eine entsprechende Anordnung als Beispiel in Verbindung mit einem Zweistrahl-Wechsellicht-Gerät.
Durch einen Zerhacker Z gelangen abwechselnd die Lichtströme tM (Meßstrahl) und {V (Vergleichsstrahl) auf den Fotoempfänger PHE. Im abgeglichenen Zustand erzeugt jeder Lichtstrahl den gleichen Fotostrom, so daß der Spannungsabfall am Arbeitswiderstand RA + RE konstant ist und ein nachgeschalteter Wechselspannungsverstärker V kein Eingangssignal erhält. Wird nun in den Meßstrahl ein absorbierendes Medium gebracht und dadurch der Meßstrahl M geschwächt, so ergeben sich im Takt der Zerhackerfrequenz Sprünge des Spannungsabfalls über dem Arbeitswiderstand, welche über einen Koppelkondensator C als Wechselspannung auf den Verstärkereingang gelangen. Die Wechselspannungsamplitude ist dabei proportional der Differenz zwischen dem Meßstrahl M und dem Vergleichsstrahl ÇV und damit auch ein Maß für die Stärke der Absorption im Meßstrahl. Da die Absorption selbst aber vom Absolutwert der Lichtstromstärke M abhängt (und daher durch Alterung der Lichtquelle, Verschmutzung und ähnlichem beeinflußt wird), muß eine Eichung mit definierten Absorptionen bzw. der Vergleich mit einem Eichstandard möglich sein.
Die Durchführung einer solchen Eichung geschieht folgendermaßen. Im abgeglichenen Zustand ohne absorbierendes Medium wird der Schalter S für die Eichung geschlossen, wodurch der Teilwiderstand RE durch den Hauptstromkreis eines Feldeffekttransistors FET immer-dann überbrückt wird, wenn der Meßstrahl M gerade auf den Fotoempfänger PHE fällt. Der Transistor selbst wird durch einen Tastkopf TK am Zerhacker Z angesteuert, so daß die richtige Phasenlage zwischen Meß-und Steuersignal stets gewährleistet ist. Das gleiche Steuersignal wird zusätzlich zur phasenempfindlichen Gleichrichtung des Signals benutzt, wozu jedoch keine Notwendigkeit besteht.
Die so erzeugte Wechselspannung simuliert eine bestimmte Lichtdifferenz, welche nur durch die Lichtstromstärken selbst und die Widerstände RA und RE festgelegt ist.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: \ÖrI. Anordnung zur elektronischen Eichkontrolle bei fotometrischen Geräten, in welchen die Strahlung einer Strahlungsquelle mittels wenigstens eines Strahlungsempfängers in strahlungsproportionale Signale umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur definierten Schwächun des Signals vorgesehen sind.
2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einem den Arbeitswiderstand (RA, RE) des Fotoempfängers (PHE) teilweise kurzschließenden Schalter (S) bestehen.
3.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer Vorrichtung zur Änderung des Verstärkergrades eines nachgeschalteten Verstärkers bestehen.
4.) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verwendung in einem Gleich- oder Wechsellicht-Zweistrahlgerät, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur definierten Schwächung einem der beiden Strahlen zugeordnet sind und weiterhin Mittel zur Bildung und Veiterverarbeitung eines Differenzsignals vorgesehen sind.