DE2710030A1 - Vorrichtung zur photometrierung eines in einer zylindrischen kuevette befindlichen stoffes - Google Patents

Vorrichtung zur photometrierung eines in einer zylindrischen kuevette befindlichen stoffes

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    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
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Description

• JlTTMANN SCHIFF V. FONKR BTNIUI., erilUHRI.lhJi'I' l.UIllNCIlAl'fi
27 ii)030
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf optische Meßgeräte und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Phot oiae trie rung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes, und kann beispielsweise in der LJedizin, Biologie und Chemie bei Durchführung von qualitativen bzw. quantitativen Analysen eines
zu untersuchenden Stoffes in einer Spurenmenge mit Vorteil
verwendet werden.
Heutzutage stellt man an Vorrichtungen zur Photometrierung eines in austauschbaren zylindrisehen Küvetten befindlichen Stoffes die Forderung nach einer wesentlich höheren Genauigkeit der Photonetrierung, v/eil die
besagten Vorrichtungen eine hohe Empfindlichkeit gegen die
genaue Anordnung der austauschbaren Küvetten und deren Geometrie besitzen.
709838/0 71H ncrTFn
ORIGINAL INSPECTED
? 7 ■ Π O 3 O
sind bereits Vorrichtungen zur Photometrierung von in einer zylindrischen Küvette befindlichem Stoff bekannt (siehe z.B. Instruction Manual LKB-Producter AB S-161 25 Bromma 1, Sweden, Reaction Rate Analyzer 8600, Enzyme Analyzer), welche sich dadurch auszeichnen, daß die optische Achse solcher Vorrichtung zur Achse der zylindrischen Küvette senkrecht verläuft.
Des weiteren ist eine Vorrichtung zur Photometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes bekannt (siehe z.B. "Die Ultramikroanalyse von Nukleinsäuren", Moskau, 1973, S. 138 bis 142, Abb. 2), die über eine Lichtquelle verfügt, in deren Lichtbündelgang eine Öffnungsblende vorgesehen ist, welche zur Begrenzung des Lichtbündels dient, das auf der zylindrischen Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff fokussiert wird, durch diese hindurchgeht und dann im Bildempfänger gesammelt wird.
Bei der genannten Vorrichtung vollzieht sich die Fokussierung des durch die Offnungsblende begrenzten Lichtbündels auf der zylindrischen Küvette mit dem zu phot ome trierenden Stoff mit Hilfe eines Kondensors, der eich im Lichtbündelgang hinter der Öffnungsblende befindet. Das durch die Küvette gegangene Lichtbündel wird durch einen ähnlichen Kondensor gesammelt, welcher im Lichtbündelverlauf zwischen der Küvette und dem Bildempfänger angeordnet ist und das Licht bündel zum Bildempfänger leitet.
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Die vorstehend angegebenen Vorrichtungen sind gegen die Lage und Gestalt der zylindrischen Küvette äußerst empfindlich, die sich beispielsweise bei Abtastung der Küvette bzw. deren Auswechselung verändern können, so daß keine ausreichende Beproduzierbarkeit von Photometrierungsergebnissen gewährleistet wird.
Zweck der Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung zur Photometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes zu schaffen, welche zu einer wesentlichen Verbesserung der Reproduzierbarkeit von Photometrierungsergebnissen bei verwendung von zylindrischen austauschbaren Küvetten sowie zu einer erhöhten Genauigkeit der Photometrierung bei Abtastung der Küvetten beiträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Photometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes zu entwickeln, bei welcher durch eine achssymmetrische Beleuchtung der zylindrischen Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff eine geringe Empfindlichkeit der Vorrichtung gegen die Lage und Gestalt der Küvette erreicht wird.
Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung zur Photometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes, die über eine Lichtquelle verfügt, in deren Licht bündelgang eine Offnuigsblende vorgesehen ist, welche zur Begrenzung des Lichtbündels 'dient, das auf der zylindri-
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sehen Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff fokussiert wird, durch diese hindurchgeht und dann in einem Bildempfänger gesammelt wird, gemäß der Erfindung ein Ellipsoidspiegel, der für die Fokussierung des darauf fallenden Lichtbündels auf der zylindrischen Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff und die Sammlung des von dem Ellipsoidspiegel reflektierten und durch die gleichachsig mit dem Ellipsoidspiegel angeordnete Küvette gegangenen Lichtbündels dient, sowie ein halbdurchsichtiger Spiegel, welcher im Gang des fallenden Lichtbündeis und dea von dem Ellipsoidspiegel reflektierten Lichtbündels angebracht ist und das durch die zylindrische Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff gegangene Lichtbündel zum Bildempfänger leitet, vorgesehen sind.
Hierbei ist vorteilhaft, daß die öffnungsblende als ein Bieg ausgebildet ist, welcher für die achssymmetrische Beleuchtung der zylindrischen Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff mittels des vom Ellipsoidspiegel reflektierten Lichtbündels vorgesehen . ist und die Beleuchtung der Stirnseite der zylindrischen Küvette sowie die des Bereiches des Ellipsoidspiegels, der in unmittelbarer Nähe von der Küvette liegt, verhindert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Phot ome trie rung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes ist nur gering empfindlich gegen eine Achsversetzung der Küvette bezüglich der optischen Achse der Vorrichtung und durchaus unempfind·
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lieh gegen Umdrehungen der Küvette um ihre Achse. Bei der genannten Vorrichtung können Küvetten eines sehr kleinen Durchmessers (Kapillaren) Anwendung finden, so daß mit Stoffspuren gearbeitet werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels und die beigefügte Zeichnung erläutert, in welcher das optische Schema der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Photometricrung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes (teilweiser Längsschnitt) abgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Photometrierung eincc in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes umfaßt eine Lichtquelle 1, deren Licht durch einen Kondensor zu einem Lichtbündel 2 gesammelt wird, welcher b~eim dargelegten Ausführungsbeispiel als Linse 3 ausgebildet ist. Im Verlauf des Lichtbündels 2 befindet sich hinter der Linse 3 in ihrer unmittelbaren Nähe eine Öffnungsblende, die für die Begrenzung des LichtbundeIs 2 gedacht ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Öffnungsblende als Ring 4 ausgebildet.
Hinter der Öffnungsblende befindet sich im Gange des Lichtbündels 2 eine Sammellinse 5· Dabei liegt die genannte Öffnungsblende im Brennpunkt der Sammellinse 5· Weiter im Verlauf des Lichtbündels 2 ist eine Feldblende 6 angeordnet, die sich sowohl im Brennpunkt der Linse 3 als auch in einem der Brennpunkte des im Gang weiterliegenden Ellipsoidspiegels 7 befindet. In dem anderen Brennpunkt des Ellipsoidopiegels 7
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befindet sich koaxial zum Ellipsoidspiegel 7 eine zylindrische Küvette 8 mit einem zu photometrierenden Stoff 9* der im Bereich der Wellenarbeitslängen Licht absorbieren kann; in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel stellt dieser Stoff eine Flüssigkeit dar. Der Ellipsoidspiegel 7 dient für die Fokussierung des darauf fallenden Lichtbündels 2 auf der zylindrischen Küvette 8 sowie für die Sammlung des vom Ellipsoidspiegel 7 reflektierten und durch die Küvette 8 gegangenen Licht bunde Is 2. Hierbei sorgt die öffnungsblende für eine achssymmetrische
Beleuchtung der zylindrischen Küvette 8 mit dem Lichtbündel 2,
ist das vom Ellipsoidspiegel 7 reflektiert worden/und vermeidet die Beleuchtung der Stirnseite der zylindrischen Küvette 8 sowie des in unmittelbarer Nähe von der Küvette 8 liegenden Bereiches dee Ellipsoidspiegel 7.
Im Gang des fallenden und des vom Ellipsoidspiegel 7 reflektierten Lichtbündels 2 befindet sich zwischen Ellipsoidspiegel 7 und Feldblende 6 ein halbdurchsichtiger Spiegel 10, der für die Trennung des fallenden und des durch den Ellipsoidspiegel 7 reflektierten Lichtbündeis 2 vorgesehen ist. Der halbdurchsichtige Spiegel 10 ist unter einem Winkel zur Achse des Ellipsoidspiegel 7 angeordnet und leitet das vom Ellipsoidspiegel 7 reflektierte Lichtbündel 2 zu einem Bildempfänger 11, indem der Bildempfänger 11 selbst symmetrisch zur Feldblende 6 bezüglich des halbdurchsichtigen Spiegele 10 angebracht ist.
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Die Vorrichtung zur Pbotometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes hat folgende Wirkungsweise.
Das Licht der Lichtquelle 1 wird durch den Kondensor zum Lichtbündel 2 gesammelt, welches durch die Öffnungsblende begrenzt wird, und welches dann durch die Sammellinse 5 und die Feldblende 6 hindurchgeht und an den halbdurchsichtigen Spiegel 10 gelangt. Ein von dem halbdurchsichtigen Spiegel 10 reflektierter Teil des Lichtbündels 2 wird weiterhin nicht mehr benutzt· Der durch den halbdurchsichtigen Spiegel 10 hindurchgegangene Teil des LichtbUndels 2 kommt auf den Ellipsoidspiegel 7 und wird durch diesen auf der zylindrischen Küvette 8 mit dem zu photometric rend en" Stoff 9 fokussiert. Das Licht bündel 2, das durch die Küvette 8 gegangen und teilweise durch den zu photometrierenden Stoff 9 absorbiert wurde, gelangt zum Ellipsoidspiegel 7» wird durch diesen gesammelt und, indem es sich von dem halbdurchsichtigen Spiegel 10 zum Teil widerspiegelt, kommt es in den Bildempfänger 11. Der letztere erzeugt ein Signal, das der durch die zylindrische Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff 9 hindurchgegangenen Lichtmenge proportional ist, und durch eine elektronische Schaltung (nicht abgebildet) registriert wird. Die zylindrische Küvette 8 wird zur gleichen Zeit aus allen Radialrichtungen beleuchtet, die durch den Brennpunkt des Ellipsoidspiegels 7 verlaufen und in den Meridianen durch die Öffnungsblende begrenzt sind.
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Der Raumwinkel des Elippsoidspiegels 7, in dem das durch die zylindrische Küvette 8 hindurchgegangene Licht gesammelt wird, kann bis 9096 des vollen Raumwinkels betragen, so daß praktisch das ganze Licht, das durch die zylindrische Küvette 8 gegangen bzw. dadurch reflektiert ist, gesammelt und zum Bildempfänger 11 geleitet wird. Dies ermöglicht die Emfpindlichkeit der Vorrichtung gegen die Lichtstreuung im zu photometrierenden Stoff 9, der sich in der zylindrischen Küvette 8 befindet, beträchtlich zu vermindern.
Die Drehsymmetrie des Beleuchtungssystems und des Ellipsoidspiegels 7 sowie dessen Gleichachsigkeit mit der zylindrischen Küvette 8 geben die Möglichkeit, die Empfindlichkeit der Vorrichtung gegen die Lage der Küvette 8 und deren unvollkommene geometrische Gestalt erheblich zu vermindern und eine Änderung der Empfindlichkeit der Vorrichtung gegen die Lichtabsorption des in der zylindrischen Küvette 8 befindlichen zu photometrierenden Stoffes 9 infolge einer axialen Umdrehung der Küvette 8 auszuschließen.
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Claims (2)

  1. FATENTAfJWALTE
    SCHIFF v.FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS
    MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 OI GO, D-8OOO MÖNCHEN 95
    Novosibirsk!;) Institut Organitscheskoj ^^rL™«.™™ ..*>..« Chimii Sibirskogo Otdelenia Akademii o.pl ing. pete» st«eml
    k SSSR DIPL. CHE»!. DU. URSULA SCHÜBEL-HOPF
    DIPL. INS. DIETER EBBINGHAUS
    TELEFON (ΟβΟ) 4B9OU
    TELEX 6-53ΜΛ AUt)O D
    TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN
    DA-17792
    8. März 1977
    VORRICHTUNG ZUR PHOTOMETRIERUHG EINES IN EINER ZYLINDRISCHEN KÜVETTE BEFINDLICHEN STOFFES
    Patentansprüche
    1> Vorrichtung zur Photometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes, die über eine Lichtquelle verfügt, in deren Lichtbündelgang eine Öffnungsblende vorgesehen ist, welche zur Begrenzung des Lichtbündels dient, das auf der zylindrischen Küvette mit dem zu photometrierenden Stoff fokussiert wird, durch diese hindurchgeht und dann in einem Bildempfänger gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ellipsoidspiegel (7), der für die Fokussierung des darauf fallenden Lichtbündels (2) auf der zylindrischen Küvette (8) mit dem zu photometrierenden Stoff (9) und für die Sammlung des vom Ellipsoidspiegel (7) reflektierten und durch die gleichachsig mit dem Ellipsoidspiegel (7) angeordnete Küvette (8) hindurchgegangenen Lichtbündels (2) dient, vorgesehen ist, sowie weiter ein halb-
    709838/0719 ORIGINAL INSPECTED
    durchsichtiger Spiegel (10), welcher im Gang des fallenden Lichtbündels (2) und des durch den Ellipsoidspiegel (7) reflektierten Lichtbündels (2) angebracht ist und das durch die zylindrische Küvette (8) mit dem zu photometrierenden Stoff (9) hindurchgegangene Lichtbündel (2) zum Bildempfänger (11) leitet, vorgesehen ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsblende als Ring ausgebildet ist, welcher für die achssymmetrische Beleuchtung der zylindrischen Küvette (8) mit dem zu photometrierenden Stoff (9) mittels des durch den Ellipsoidspiegel (7) reflektierten Lichtbündels (2) vorgesehen ist und die Beleuchtung der Stirnseite der zylindrischen Küvette (8) sowie die des Bereiches des Ellipsoidspiegels (7), der in unmittelbarer Nähe der Küvette liegt, verhütet.
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DE2710030A 1976-03-11 1977-03-08 Vorrichtung zur Photometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes Expired DE2710030C3 (de)

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