DE2517952A1

DE2517952A1 - Direct measurement of optical and other quantities - uses sinusoidally modulated light source to determine differences and quotients

Info

Publication number: DE2517952A1
Application number: DE19752517952
Authority: DE
Inventors: Werner Prof Dr Kroebel
Original assignee: KROEBEL WERNER
Current assignee: KROEBEL WERNER
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1975-04-23
Publication date: 1976-11-04

Abstract

Two or more wavelengths bands are filtered out and passed by mirros and a lens system through the medium, so that their light paths coincide in the medium. After passing through it the two beams are separated by semitransparent mirrors and applied to a light receiver each. Electric signals corresponding to the light flux intensities are applied to the active branch of a two-phase bridge. Their difference voltage is collected from the bridge and superposed on a saw-tooth voltage. Time intervals are derived from the difference voltage zero crossings, corresponding to the quotients of test values, esp. of the difference of attenuation in a medium for two different wavelength bands.

Description

Direkte Messung von Differenzen und Quotienten optischer und anderer physikalischer Größen mit einer vorzugsweise linear arbeitenden Zweiphasenmeßbrücke.Direct measurement of differences and quotients optical and other physical quantities with a preferably linear two-phase measuring bridge.

Bei der Messung von Attenuationen oder anderer optischer Parameter (Brechungsindex) verschiedener Wellenlänge wurde bei der vorhergehenden Anmeldung vom 1' 6' von zwei oder mehr getrennten Lichtquellen ausgegangen. Oft stehen solche Lichtquellen indessen nicht in geeigneter Weise zur Verfügung. Es ist dann häufig von einer Lichtquelle Gebrauch zu machen. Direkte Messungen von Attenuationsdifferenzen oder Quotienten nach dem Grundgedanken der dann vorausgegeangenen Anmeldung sind erfindungsgemäß wie folgt zu messen.When measuring attenuations or other optical parameters (Refractive index) of different wavelengths was used in the previous application from 1 '6' assumed two or more separate light sources. Often there are those However, light sources are not available in a suitable manner. It is common then to make use of a light source. Direct measurements of attenuation differences or quotients according to the basic idea of the then preceding registration measured according to the invention as follows.

Zunächst wird, wie dies schon in den vorhergehenden Anmeldungen des Verfassers beschrieben worden ist, eine Lichtquelle L bezw. 27 Abb. 1 mit einer vorzugsweise aber nicht notwendig sinusförmigen Wechsel spannung der Frequenz f moduliert.First, as in the previous registrations of the Author has been described, a light source L BEzw. 27 Fig. 1 with a preferably but not necessary sinusoidal alternating voltage of frequency f modulated.

Zur Lösung der Aufgabe, lichtoptische Attenuationen in Medien und direkt Attenuationsdifferenzen in einem Medium für verschiedene Lichtwellenlängen z.B. N1 L #2 zu messen, wird erfindungsgemäß die folgende Anordnung und das nachstehend beschriebene Meßverfahren benutzt. Die optische Anordnung zeigt hierfür die Abb. 1. In ihr sind nur die Zentralstrahlen von der Lichtquelle L eingezeichnet.To solve the problem of optical attenuations in media and direct attenuation differences in a medium for different light wavelengths For example, to measure N1 L # 2 according to the present invention becomes the following arrangement and that below described measuring method used. The optical arrangement for this is shown in Fig. 1. Only the central rays from the light source L are drawn in it.

Danach durchläuft das Licht die Quelle L ein Filter 6 für einen gewählten Wellenlängenbereich um Äj J dann die teilweise durchlässigelund unter vorzugsweise 450 gegen die Strahl richtung stehenden teilweise lichtdurchlässigen Spiegel 1,2 u.3. 17 wird von einem optischen Fenster gebildet, über das der gezeichnete Zentralstrahl in das Meßmedium 19 eintritt, zweckmäßigerweise an dem Spiegel 18 vollständig zurückreflektiert wird, um durch Reflexion an 3 über ein weiteres lichtoptisches Filter (} , als Strahl 20 von einem lichtempfindlichen optoelektrischen Empfänger 12 aufgenommen zu werden. Ein weiterer Zentralstrahl der Lichtquelle L wird in der Abb. 1 über die Reflexionsspiegel 4 und 5 durch weitere Reflexion an 1 mit dem zuvor beschriebenen Strahlengang vereinigt sofern kein für #1 und 2 durchlässiges Filter 6 zur Verügung steht. Da zwischen zB. 4 u. 5 ein weiteres Filter 7 für den Wellenlängenbereich um ) 2 eingesetzt wird, besteht das Licht des Zentralstrahles ab dem Spiegel 1 aus Licht zweier verschiedener Wellenlängenbereiche.After that, the light passes through the source L through a filter 6 for a selected one Wavelength range around Äj J then the partially transparent and below preferably 450 partially translucent mirror 1,2 standing against the beam direction u.3. 17 is formed by an optical window through which the drawn central ray enters the measuring medium 19, expediently completely reflected back on the mirror 18 is to by reflection at 3 over another light-optical filter (}, as a beam 20 to be received by a photosensitive optoelectronic receiver 12. Another central beam of the light source L is shown in Fig. 1 via the reflection mirror 4 and 5 combined by further reflection at 1 with the beam path described above provided no filter 6 permeable for # 1 and 2 is available. Since between, for example. 4 and 5 another filter 7 for the wavelength range around) 2 is used, the light of the central beam from the mirror 1 consists of light two different wavelength ranges.

Der aus dem Medium zurückkehrende Zentralstrahl enthält also Licht dieser beiden Wellenlängen #1 u. #2. Die Trennung im Licht der Wellenlänge #1 u. #2 geschieht für t,, durch das Filter im Strahl 20 und für #2 im Strahl 22. Für die Strahlen 22 bildet 11 den zu 12 analogen Empfänger, ebenso wie 14 u. 15 analoge elektrische Filter für die Modulationsfrequenz der Lichtquelle sind,die über den Modulator 26 mit der Frequenz ft, moduliert wird. The central ray returning from the medium thus contains light of these two wavelengths # 1 and # 2. The separation in the light of wavelength # 1 u. # 2 happens for t ,, through the filter in ray 20 and for # 2 in ray 22. For The beams 22 form 11 the receiver analog to 12, as well as 14 and 15 analog ones are electrical filters for the modulation frequency of the light source, which are via the Modulator 26 is modulated with the frequency ft.

Nun ist im allgemeinen nicht zu erwarten, das die Lichtintensität der Quelle L für #1 u./ 2 gleich sind, wohl aber, daß ihre Relation zueinander konstant bleibt bei Stromquellenschwankungen. Da zur Messung von Attenuationsdifferenzen,die in das Medium 19 für#1 u. Now it is generally not to be expected that the light intensity the source L for # 1 and / 2 are the same, but that their relation to one another is constant remains with power source fluctuations. As for the measurement of attenuation differences, the into medium 19 for # 1 and the like.

#2 einfallenden Lichtintensität"gleich sein oder in einem konstanten Verhältnis stehen sollten, ist ein Ausgleich in der elektrischen Schaltung für den reellen Brückenzweig 24 der Zweiphasenbrücke nötig. # 2 incident light intensity "be equal or in a constant Should be a balance in the electrical circuit for the real bridge branch 24 of the two-phase bridge is necessary.

Zu diesem Zweck wird in Abb. 1 das Licht im Wellenlängenbereich 12 nach Reflexion an dem teilweise durchlässigen Spiegel 2 über ein Filter 47 für de denrlichtopt. Empfänger 48 zugeleitet. Nach Filterung in 49 und Verstärkung in 50 wird nach einer der bekannten Schaltungen in 51 die Ausgangsspannung von 23 für Licht der Wellen-#1 länge#mit der vom Ausgang 50 verglichen und eine geeignete Steuerspannung für den Verstärker 52 über die Verbindungsleitung H1 -> H@ erzeugt. Die Differenzspannung an der hier in Abb. 1 im reellen Brückenzweig liegenden Spannungen wird dann im Filter 40 auf frei wählbare Zeitkonstanten gebracht und zur weiteren Verarbeitung am Ausgang 42 bereitgehalten. Nach dem Meßverfahren der Zweiphasenbrücke (Anm.p#ss###### #### ) ist im "imaginären" Brückenzweig zur Ausgangsspannung # ### bei 42 eine Vergl ei chsspannung / #2 / herzustellen und eine Größe zu messen, die dem Quotienten #h## entspricht.For this purpose, the light in the wavelength range 12 after reflection on the partially transparent mirror 2 via a filter 47 for de denrlichtopt. Receiver 48 forwarded. After filtering in 49 and amplifying in 50 the output voltage of 23 for Light of wavelength # 1 length # compared with that from output 50 and a suitable control voltage generated for the amplifier 52 via the connecting line H1 -> H @. The differential voltage at the stresses in the real bridge branch here in Fig. 1, then im Filter 40 brought to freely selectable time constants and for further processing held ready at exit 42. According to the measuring method of the two-phase bridge (note p # ss ###### ####) is in the "imaginary" bridge branch to the output voltage # ### at 42 a comp Establish a voltage / # 2 / and measure a quantity that corresponds to the quotient # h ## corresponds to.

7t, Dies kann gemäß der Anm. geschehen mit sinusförmiger Wechsel spannung n beiden Brückenzweigen. Die Brücke kann aber auch mit nichtsinusförmiger Wechselspannung z.B. gemäß der Anm. 7t, According to the note, this can be done with a sinusoidal change tension in both bridge branches. But the bridge can also have a non-sinusoidal AC voltage e.g. according to note

betrieben werden. Hier soll dieser Fall jedoch allein für den "imaginären" Brückenzweig geschehen. Dabei werden zugleich egleich Ausführungen der Anmeldung deaillierter und weiter ergänzt beschrieben. Zu diesem Zweck wird von Abb. 2 ausgegangen. Darin bedeutet 1 einen Oszillator einer Mutterfrequenz fM, für die zur Verdeutlichung der Dimensionierung der Schaltung eine Frequenz von ca. 20-30 MHz angenommen sei. Ober einen Nullimpulsgenerator 7 stehen dabei für die Schaltung am Ausgang von 7 (20-30 MHz) Impulse zur Verfügung. Durch den Frequenzteiler 2 erfolgt eine Herabsetzung der Frequenz M auf beispeilweise f = 500 Mz Eine entsprechende Wechselspannung wird mit dem Filter 3 ausgesiebt und in 4 verstärkt. Sie bildet die Grundwechselspannung für den niederfrequenten Teil der Schaltungsanordnung und ist in Abb. 3 mit der Kurve a dargestellt. In 8 wird durch einen Nullimpulsgenerator N.J. eine Impulsfolge A (s. Abb.operate. Here, however, this case is intended solely for the "imaginary" Bridge branch happen. At the same time, the same details of the registration are provided described in more detail and further supplemented. For this purpose, Fig. 2 is assumed. 1 means an oscillator of a mother frequency fM, for the purpose of illustration a frequency of approx. 20-30 MHz is assumed for the dimensioning of the circuit. A zero pulse generator 7 represents the circuit at the output of 7 (20-30 MHz) pulses available. The frequency divider 2 results in a reduction the frequency M to, for example, f = 500 Mz. A corresponding alternating voltage becomes Sieved with the filter 3 and reinforced in 4. It forms the basic alternating voltage for the low-frequency part of the circuit arrangement and is shown in Fig. 3 with the Curve a shown. In Fig. 8, a zero pulse generator N.J. a pulse train A (see fig.

2 u. Abb. 3) der Frequenz f = 500 Hz gewonnen. In 9 und 10 wird aus 8 und 4 gemäß dem Stand der Technik eine mit A synchroneund hinsichtlich ihrer Amplitude mit dem Scheitelwert von W korrespondierender, periodische7 sägezahnförmigez Spannung erzeugt und gegebenenfalls in 11 symmetriert. Sie ist in Abb. 3 mit der Kurve b dargestellt und dient der Speisung des "imaginären" Brückenzweiges 12. Nun wird die Scheitelspannung des im reellen Brückenzweig erhaltenen Meßwertes in einer Schaltung 14 nach der Anmeldung des Erfinders(P93çæ 4tfimit der dort angegebenen oder irgend einer entsprechenden dem Stand der Technik gemässen Schaltung auf dem Scheitelwert festgehalten wie dies die Kurve c in Abb. 3 zeigt.2 and Fig. 3) of the frequency f = 500 Hz. In 9 and 10 it becomes off 8 and 4 according to the prior art one with A and synchronous with regard to its amplitude periodic7 sawtooth voltage corresponding to the peak value of W generated and optionally symmetrized in 11. It is shown in Fig. 3 with curve b shown and is used to feed the "imaginary" bridge branch 12. Now the peak voltage of the measured value obtained in the real bridge branch in a circuit 14 after the inventor's registration (P93çæ 4tfimit the specified there or any a corresponding state-of-the-art circuit on the peak value recorded as the curve c in Fig. 3 shows.

Die Spannen aus 12 und 14 werden dann zweckmäßig einer Subtraktionsschaltung 15 und einer Additionsschaltung 16 zugeführt. Dabei entstehen Spannungsverläufe mit Nulldurchgängen im Abstand tt nach Abb. 3, die durch entsprechende Nullimpuisstufen 17 und 18 in Impulsfolgen gemäß Abb. 3 kurveld markiert werden. Die Ausgänge von 17 und 18 setzen hin und zurück die bistabilen Multivibratoren 19 und 20, an deren Ausgängen dann rechteckförmig verlaufende periodische Spannungen für die Dauer von i,entstehen. Und zwar über 19 beispielweise bei positiven Spannungen der Kurve c Abb. 3 und über 20 bei negativen. Mit ihnen wird das Tor 21 oder 22 geöffnet und während der Öffnungszeit die Impulse aus 7 je einem Zähler 23 und 24 und schließlich einer Kodierstufe 25 zugeleitet. Zur Beendigung der Festhaltephase der Scheitel spannung des Meßwertes wird diese Spannung in 14 gemäß dem Stand der Technik jeweils zu den Zeitpunkten C der Abb. 3 auf Null zurückgesetzt. Die hierfür erforderlichen Zeitmarkierungen können z.B. entweder aus dem Frequenzteiler 2 entnommen werden, oder aus der Ausgangsspannung von 4 nach Integration in 26 bezw. einer Spannungsumkehrung in 27 und Markierung der Nulldurchgänge durch 28 oder und 29. Dabei entstehen die Impulsfolgen an den Stellen B u. C in Abb. 3, die in Kurve e auch noch die Integrationskurve zeigt. Zur Zurücksetzung der Meßspannung in 14 dient die Leitung 31.The spans from 12 and 14 are then conveniently used in a subtraction circuit 15 and an addition circuit 16 supplied. This creates tension curves with zero crossings at a distance tt according to Fig. 3, which are achieved by corresponding zero pulse stages 17 and 18 are marked with a curve in pulse sequences according to Fig. 3. The outputs of 17 and 18 put the bistable multivibrators 19 and 20 back and forth, at their Periodic outputs then run in a rectangular shape Tensions for the duration of i. More than 19, for example, with positive voltages the curve c Fig. 3 and over 20 for negative. With them the gate becomes 21 or 22 opened and during the opening time the pulses from 7 each to a counter 23 and 24 and finally fed to a coding stage 25. To end the holding phase the peak voltage of the measured value is this voltage in FIG. 14 according to the state of FIG Technology reset to zero at times C in Fig. 3. The for this The required time markings can either be taken from the frequency divider 2, for example be, or from the output voltage of 4 after integration in 26 respectively. a voltage reversal in 27 and marking the zero crossings by 28 or and 29. This creates the Pulse sequences at points B and C in Fig. 3, those in curve e also show the integration curve shows. Line 31 is used to reset the measurement voltage in 14.

Die Schaltungsausführung kann in vielen Details von der beschriebenen gemäß dem Stand der Technik abweichen . Die beschriebene Schaltung soll daher nur den Erfindungsgedanken von seinem Prinzip her darlegen. Sie ist daher auch nicht auf eine Anwendung für lichtoptische Messungen beschränkt, sondern läßt sich in gleicher Weise auch zur Messung anderer physikalischer Größen, wie elektr. Ströme, Spannungen, elektrische Widerstände, reelle wie blinCe usf. anwenden.The circuit design can differ in many details from the one described differ according to the state of the art. The circuit described is therefore only intended explain the idea of the invention in terms of its principle. So it is not limited to an application for light-optical measurements, but can be used in in the same way for the measurement of other physical quantities, such as electr. Currents, Use voltages, electrical resistances, real ones like blinCe etc.

Ein besonderes Interesse findet insbesondere bei lichtoptischen Messungen die Mittelwertbildung einer Meßgröße über größere Zeiten,neben einer Messung des quasi Momentan,wePteD. Diesem Zweig dienen die Funktionsbausteine 32-51. Mit ihnen ist nach dem beschriebenen Gedanken eine Mittelwertmessung über größere Zeitintervalle möglich. Die Abb. 4 a u. b. gibt dazu für ein aus Darstellungsgründen auf einen Verlängeruns faktor von 4 beschränktes Beispiel. Danach wird zunächst mit dem Filter 41 eine zur Mittelwertbildung geeignete Zeitkonstante gewählt.There is particular interest in light-optical measurements the averaging of a measured variable over longer times, in addition to a measurement of the quasi at the moment, wePteD. Function blocks 32-51 serve this branch. With you is, according to the concept described, a mean value measurement over larger time intervals possible. Fig. 4 a and b. gives to one for reasons of presentation on one Extension factor of 4 limited example. After that, first with the filter 41 a time constant suitable for averaging was selected.

Dann werden durch Frequenzteiler 35,36 u. 37 aus den Impulssp.-Ausgängen von 29 bezw. 31, 9 und 28 bezw. 30 neue Impulsfolgen A , B u. C erhalten, die in Abb 4 a u b eingetragen sind. Die Torschaltungen 33 u. 34 sorgen dafür daß die Frequenzteiler nur von jeweils zueinandergehörigen Impulsen A, B u. C angesteuert werden.Then frequency dividers 35,36 and 37 from the pulse memory outputs from 29 resp. 31, 9 and 28 resp. 30 new pulse trains A, B and C received, which are in Fig 4 a u b are entered. The gate circuits 33 and 34 ensure that the frequency dividers can only be controlled by pulses A, B and C that belong to one another.

Die weiteren Funktionseinheiten 38, 39 u. 40 für den "imaginären" Brückenzweig und das Fest'nlteglied 42 mit demSubtraktions- und Additions-Schaltungen 43 u. 44, den Nullimpulsfolgeerzeugern 45 u. toren 47 u. 48 46,den bistabilen Multivibra, den Toren 49 u. 50, den Zählern 52 und 53 und dem Kodierbaustein 51 entsprechen den Beschreibungen der entsprechenden Bausteine bei der nicht herunter geteilten Niederfrequenz von beispielhaft angenommen 500 Hz.The other functional units 38, 39 and 40 for the "imaginary" Bridge branch and the Fest'nlteglied 42 with the subtraction and Addition circuits 43 and 44, the zero pulse train generators 45 and gates 47 and 48 46, the bistable multivibra, the gates 49 and 50, the counters 52 and 53 and the coding module 51 correspond the descriptions of the corresponding modules in the case of the non-divided Low frequency of 500 Hz as an example.

Andere Methoden der Mittelwertbildung als durch Filter 41 können realisiert werden, indem die Spannungsverläufe c nach Abb 3 aus 14 z.B. in einem RC Netzwerk geeigneter Zeitkonstante zunächst ausgeglichen und dann mit einer Sägezahnspannung das ihrer Amplitude entsprechende Zeitintervall hergestellt wird. Weitere ana1oq-iikendeNetzwe-rke . nach dem Stand der Technik sind einZuschließen. Eine interessante Möglichkeit der Anhebung von Meßspannungenifür die z.B. Rauschstörungen die Meßgenauigkeit beeinträchtigen, ist mit den Funktionen in den Bausteinen 54-66 realisierbar. Hier werden zunächst in 66 die Spannungsverläufe der Kurve C von Abb. 3 so oft addiert in einer entsprechenden Kondensatoraufladeschaltung wie der Frequenzteilung entspricht. Erst dann erfolgt über eine Verbindung von 68 mit 67 über das Tor 55 die Subtraktion u. Addition einer Sägezahnspannungyaus 10 die Herstellung eines Zeitintervalles korrespondierend mit der Kurve C aus Abb. 3.Methods of averaging other than using filter 41 can be implemented by using the voltage curves c according to Fig. 3 from 14, e.g. in an RC network suitable time constant first balanced and then with a sawtooth voltage the time interval corresponding to its amplitude is established. Other ana1oq-iikendenetworks . prior art are to be included. An interesting option the increase of measurement voltages for which e.g. noise interference affects the measurement accuracy, can be implemented with the functions in blocks 54-66. Here will be first in 66 the voltage curves of curve C of Fig. 3 are added so often in a corresponding one Capacitor charging circuit as the frequency division corresponds. Only then does it take place via a connection from 68 to 67 via gate 55, the subtraction and addition of a Sawtooth voltage from 10 the production of a time interval corresponding to curve C from Fig. 3.

Dies wird erreicht indem der bistabile Multivibrator 54, gesteuert durch die heruntergeteilten Impulse A aus A für ein Zeitintervall von : der Abb. 3 die Subtraktions- u. Additionsbildung für 56 u.This is achieved by controlling the bistable multivibrator 54 by the divided pulses A from A for a time interval of: Fig. 3 the subtraction and addition formation for 56 u.

57 freigibt. Die Impulse aus C sorgen dann in 66 für die Rückstellung der Meßspannung auf Null. Die übrigen Bausteine 58 - 65 haben wieder die gleiche Arbeitsweise wie oben bereits für 45 bis 53 oder 17 bis 25 beschrieben wurde. Zur Anwendung der beschriebenen Schaltung auf die lichtoptische Anordnung der Abb. 1 wird mit den Bausteinen 28-36 eine Sägezahnspannung für den "imaginären" Brückenzweig der Zweiphasenbrücke gebildet. An die Ausgänge 44 u. 45 der Abb. 1 schließen sich daher die Baugruppen ab 12 der Abb. 2 an und entsprechend an 42 u. 43 der Abb. 1 die Baugruppen 14 und folgende der Abb.2 für den reellen Brückenzweig in 24 oder 25 der Abb. 1. Für die lichtoptische Meßanordnung sind die Bausteine 42 - 53 der Abb. 2 von besonderer Bedeutung ebenso wie die 66 u. 54 - 65. Oft wird neben einer direkten Messung z.B. der Differenz von Attenuation verschiedener Wellenlänge in einem Medium zugleich die Attenuationswerte für die verwendeten Lichtwellenlängen benötigt. Dies Problem läßt sich lösen mit der Anordnung nach Abb. 1 mit dem reellen Teil der Zweiphasenbrücke in 25 in Kombination mit 36 mit den in der Phase gegensinnigen Spannungen aus 23 bezw. 46. Diese gegensinnige Spannung ist hinsichtlich ihrer Amplitude in ihrer Relation zu den Attenuationssshwankungen im allgemeinen so zu wählen, daß eine optimale Brückenempfindlichkeit resultiert. Das Filter 41 sorgt durch seine Zeitkonstante für die gewünschte Mittelwertbildung. Zur Verknüpfung der Ausgangsspannung 43 aus 41 mit der Sägezahnspannung aus 44 und 45 ist die Schaltung in Abb. 1 ebenfalls mit den entsprechenden Funktionseinheiten der Abb. 2 zu ergänzen.57 releases. The pulses from C then provide for the reset in 66 the measuring voltage to zero. The remaining blocks 58 - 65 have the same again Operation as described above for 45 to 53 or 17 to 25. To the Application of the circuit described to the light-optical arrangement of Fig. 1 a sawtooth voltage for the "imaginary" bridge branch is created with blocks 28-36 the two-phase bridge formed. The outputs 44 and 45 of Fig. 1 close hence the assemblies from 12 in Fig. 2 on and accordingly on 42 and 43 in Fig. 1 the assemblies 14 and following of Fig.2 for the real bridge branch in 24 or 25 of Fig. 1. The modules 42 - 53 of the Fig. 2 is of particular importance as are 66 and 54 - 65. Often will Next a direct measurement e.g. of the difference in attenuation of different wavelengths in one medium at the same time the attenuation values for the light wavelengths used needed. This problem can be solved with the arrangement according to Fig. 1 with the real one Part of the two-phase bridge in 25 in combination with 36 with those in the opposite phase Tensions from 23 respectively. 46. This opposing tension is in terms of its amplitude in their relation to the attenuation fluctuations to be chosen in general so that an optimal bridge sensitivity results. The filter 41 ensures through his Time constant for the desired averaging. For linking the output voltage 43 from 41 with the sawtooth voltage from 44 and 45 is the circuit in Fig. 1 as well to be supplemented with the corresponding functional units in Fig. 2.

Für die optische Anordnung kann es für bestimmte Fragestellungen von Interesse sein, die Strahlengänge der verschiedenen Wellenlängenbereiche im Medium zu trennen. In diesem Fall kann zweckmäßig von gespaltenen Lichtwegen Gebraucht gemacht werden, was indessen an der Ausweitung bezw. den Messungen der Meßgrößen durch die beschriebenen Schaltungen nichts ändert.For the optical arrangement it can be used for certain questions of Be interested in the ray paths of the different wavelength ranges in the medium to separate. In this case, split light paths can be used appropriately be made, which meanwhile in the expansion respectively. the measurements of the measurands changes nothing by the circuits described.

Zur genaueren Fixierung der Nulldurchgänge bei den durch Addition und Subtraktion in 15 u. 16 bezw. 43 u. 44 usf. entstandenen Spannungszeitverläufen, kann es vorteilhaft werden, wenn die Sägezahnspannungsverläufe z. B. aus Treppenstufen im Zeitabstand der Periodedauer der Frequenz z.B. fM bestehen.For more precise fixation of the zero crossings in the by addition and subtraction in 15 and 16 respectively. 43 and 44 etc. resulting stress-time curves, it can be advantageous if the sawtooth voltage curves z. B. from stairs exist in the time interval of the period duration of the frequency e.g. fM.

Claims

Expectations

f \ Claim S Direct measurement of differences and quotients optical and other physical quantities ........ characterized in that a preferably sinusoidally modulated light source two or more wavelength ranges via an optical mirror and lens system with optical filters for the selected ones Wavelength ranges is formed so that the beam paths of the light of both Wavelength ranges in the measuring medium coincide, after re-emergence through partially transparent and reflecting mirrors separated by their wavelengths one each Photo receivers are supplied, the corresponding to the luminous flux intensities preferably sinusoidal electr. Tensions in the opposite phase, for example are fed to the real branch of a two-phase bridge so that their differential voltage removed at the output and with a sawtooth voltage according to the principle of the two-phase bridge are brought to superposition, preferably additive from zero passes and subtractive differential voltages periodic time intervals are obtained, the quotient values of the measured variables, for example, in particular the difference between the Attenuation in a medium correspond to two different wavelength ranges.

Claim 2 Direct measurement of differences and quotients optical and other physical quantities ......... according to claim 1, characterized in that that more than two light wavelength ranges are used and the direct ones Difference measurements are made between each two.

Claim 3 Direct measurement of differences and quotients optical and other physical quantities .......... according to claims 1 and 2, characterized in that that at the same time as the difference between two measured quantities, each is also measured individually will.

Claim 4 Direct measurement of differences and quotients optical and other physical quantities according to Claims 1 - 3, characterized in that the measured variable bezw individually or simultaneously with different time constants. announcements can be measured over large and small interval times.

Claim 5 Direct measurement of differences and quotients optical and other physical quantities .......... according to claims 1 - 4, characterized in that that in order to emphasize it from the noise, the measuring voltage is periodically stored additively before it is measured using the two-phase bridge method.