DE2805398C2

DE2805398C2 - Refraktometer

Info

Publication number: DE2805398C2
Application number: DE19782805398
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing. 8000 Muenchen Asselmeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2805398B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Refraktometer nach dem Reflexionsprinzip von Fresnel mit einer Lichtquelle, deren Licht ein durchsichtiges Prisma durchstrahlt derart, daß das durchgehende Lichtbüschel an einer mit dem Meßgut in Kontakt stehenden ebenen Meßfläche des Prismas reflektiert wird, mit einem Strahlungsdetektor zum Empfang des das Prisma verlassenden Lichtbüschels und mit einem optischen System zwischen der Lichtquelle und dem Prisma, welches die Lichtquelle astigmatisch abbildet in der Weise, daß die erste Brennlinie in die Meßfläche und die zweite Brennlinie hinter das Prisma zu liegen kommt nach Patentanmeldung P 25 98 11.6.

Als optisches System wird nach dem Hauptpatent eine schräg gestellte Linse oder ein schräg gestellter Hohlspiegel verwendet. Fällt ein nahezu paralleles Lichtbüschel unter der.» Winkel λ zur Symmetrieachse des Systems auf das System, so bilden sich unter dem Winkel λ die beiden gewünschten Brennlinien aufgrund der astigmatischen Eigenschaften des optischen Systemes aus. Je nach Größe des Winkels <x ändern sich die jeweiligen Abstände der beiden Brennlinien vom optischen System und auch der gegenseitige Abstand der beiden Brennlinien. Das zur Messung notwendige Referenzlichtbündel wird nach der Hauptanmeldung dadurch erhalten, daß vor dem optischen System ein Teil des durch den Kondensor parallel bzw. nahezu parallel gemachten Lichtbündels durch eine schräg gestellte plane Glasplatte abgespalten wird. Das abgespaltene Lichtbündel fällt auf ein Fotoelement, das zusammen mit dem Meßfotoelement die beiden Meßspannungen ergeben entsprechend den für die Anwendung der Fresnelschen Formeln analogen Werten für die einfallende und am Meßgut reflektierte Lichtmenge.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinfachung des Aufbaues für den eben geschilderten Meßvorgang zu erzielen. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als optisches System eine Meniskuslinse verwendet wird.

Hierdurch werden folgende Vorteile erhalten:

1. Die Teilerplatte zur Erzeugung des Referenzlichtbündels wird eingespart.

2. Der mechanische Aufbau wird wesentlich einfacher und kompakter.

Montageblock mit dem zugehörigen Temperatursensor wird bedeutend kleiner, so daß erhebliche Energie zur Temperierung dieses Blockes eingespart werden kann.

Die Abbildung zeigt den Aufbau mit den wesentlichen KonstruKtionsmerkmalen. Von der Lichtquelle (1) wird durch den Kondensor (2) ein nahezu paralleles Lichtbündel erzeugt, dessen Achse in der Abbildung gekennzeichnet ist. Das Lichtbündel fällt auf die schräg gestellte Meniskuslinse (3) unter dem Winkel α zur Symmetrieachse der Linse. Das Lichtbündel wird geteilt in das an der Konkavseite der Meniskuslinse reflektierte Meßlichibündel und des Referenzlichtbündel, das die Meniskuslinse durchsetzt und auf das Referenzfotoelement (9) fällt. Das Meßlichtbüschel erzeugt nach Reflexion im Prisma (4) in B 1 die erste Brennlinie an der Trennfläche Glas-Meßgut in der Meßkammer (5). Das in B1 reflektierte Meßlichtbündel bildet nach einer weiteren Reflexion im Meßprisma (4) die zweite Brennlinie B 2 in der Spaltblende (6) aus. Die Spallblende (6) ebenso wie die zusätzlichen Blenden (10) decken Störlicht ab. Kurz hinter der Spaltblende (6) liegt der Sensorblock (7) mit den beiden Fotoelementen (8) und (9). Der Sensorblock kann nach bekannten Methoden temperiert und auf konstanter Temperatur gehalten werden. Zur Justierung sind für die Meniskuslinse (3), das Meßprisma (4), die Spaltblende (6) und den Sensorblock (7) in bekannter Weise Verschiebemöglichkeiten in drei Koordinatenrichtungen vorgesehen. Dies ist in der Abbildung schematisch eingezeichnet. Die Lampe (1) wird axial verschoben. Der Hohlspiegel nach der Hauptanmeldung ist also ersetzt durch die konkave Seite der Meniskuslinse, die durch Verschwenkung gegen die Lichtbündelachse die beiden Brennlinien erzeugt. Ein Verschwenkungswinkel von 45° bringt konstruktive Vorteile. Die konkave Seite der Meniskuslinse kann mit Metall- oder Interferenzschichten

bo teilverspiegelt werden. Die konvexe Seite der Meniskuslinse (3) kann ebenso wie die große Basisfläche des Meßprismas (4) einen reflexvermindernden Belag erhalten, um Störlicht zu vermindern. Nimmt man bei der Meniskuslinse (3) z. B. eine Teilverspiegelung von

b5 80% Reflexion an, so kann die durch die Meniskuslinse (3) gehende Teillichtmenge von gleich/kleiner 20% als Referenzlichtmenge verwendet werden.
Durch diesen robusten Aufbau ist das Refraktometer

§ in der vorliegenden Bauart als Betriebsrefraktometer

^;| geeignet, weswegen für die Meßkammer (5) auch

§? bekannte mechanische (z. B. Bürsten), physikalische

} (z. B. Uitraschallreinigung) oder chemische (z. B. Laugen

; oder Säuren) Reinigungsmethoden eingesetzt werden

;■ können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Refraktometer nach dem Reflexionsprinzip von Fresnel, mit einer Lichtquelle, deren Licht ein durchsichtiges Prisma durchstrahlt derart, daß das durchgehende Lichtbüschel an einer mit dem Meßgut in Kontakt stehenden ebenen Meßflächi; des Prismas reflektiert wird, mit einem Strahlungsdetektor zum Empfang des das Prisma verlassenden Lichtbüschels, und mit einem optischen System zwischen der Lichtquelle und dem Prisma, welches die Lichtquelle astigmatisch abbildet in der Weise, daß die erste Brennlinie in die Meßfläche u id die zweite Brennlinie hinter das Prisma zu liegen komm), nach Patent 25 98 115, dadurch gekennzeichnet, daß als optisches System eine Meniskuslinse verwendet w'rd.

2. Refraktometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Fläche der Meniskuslinse als Hohlspiegel verwendet wird.

3. Refraktometer nach den Ansprüchen 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der beiden Brennlinien die Achse des nahezu parallelen Lichtbündels und die Symmetrieachse des Meniskuslinse (3) einen Winkel α miteinander bilden.

4. Refraktometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den beiden Achsen 45° beträgt.

5. Refraktometer nach den Ansprüchen 1 —4 dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Seite der Meniskuslinse (3) teilverspiegelt ist.

6. Refraktometer nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilverspiegelung durch eine metallische oder/und eine Interferenzschicht erzeugt werden kann.

7. Refraktometer nach den Ansprüchen 1 —6 dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Seite der Meniskuslinse (3) entspiegelt wird.