DE2949197C2 - Integrationskugel-Trübungsmesser - Google Patents

Integrationskugel-Trübungsmesser

Info

Publication number
DE2949197C2
DE2949197C2 DE2949197A DE2949197A DE2949197C2 DE 2949197 C2 DE2949197 C2 DE 2949197C2 DE 2949197 A DE2949197 A DE 2949197A DE 2949197 A DE2949197 A DE 2949197A DE 2949197 C2 DE2949197 C2 DE 2949197C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
opacimeter
sample cell
sample
cell
integrating sphere
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2949197A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2949197A1 (de
Inventor
Ko Tokyo Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
NIPPON PRECISION OPTICAL INSTRUMENT CO Ltd TOKYO JP
SATO KO TOKYO
Nippon Precision Optical Instrument Co Ltd Tokyo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON PRECISION OPTICAL INSTRUMENT CO Ltd TOKYO JP, SATO KO TOKYO, Nippon Precision Optical Instrument Co Ltd Tokyo filed Critical NIPPON PRECISION OPTICAL INSTRUMENT CO Ltd TOKYO JP
Publication of DE2949197A1 publication Critical patent/DE2949197A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2949197C2 publication Critical patent/DE2949197C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/51Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/065Integrating spheres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Integrationskugel-Trübungsmesser, der durch das optische Diffusionsverfahren sogar dann die Trübung einer Probenflüssigkeit genau messen kann, wenn die Probenflüssigkeit dispergierte Partikel mit außerordentlich kleinem Partikeldurchmesser in extrem niedriger Konzentration enthält.
Allgemein umfaßt ein herkömmlicher Integrationskugel-Trübungsmesser eine Integrationskugel, eine außerhalb der Intcgrationskugcl angeordnete Probenzelle, die zur Aufnahme einer gegebenen Flüssigkeitsprobe M ausgebildet ist, eine optische Anordnung zum Hindurchschicken eines kollimierten Lichlbiindcls durch die Probenzelle hindurch in die Inlegralionskugel hinein, und ein an der Integrationskugel angeordnetes Lichtenipfangselement, welches zur Aufnahme von Streu- 6'' licht ausgebildet ist, das sich beim Auftreffcn eines Teils dt.·s kollimierten LichtbUndcls auf die dispergicrteri P.11 likcl der Probenflüssigkeit in der Proben/eile ergibt; überdies ist ein weiteres Lichtempfangselement zur Aufnahme desjenigen Teils des kollimierten Lichtbündels vorgesehen, der durch die Probenzelle hindurchtritt, so daß die Trübung der Probenflüssigkeit durch Vergleich der von den beiden Lichtempfangselementen aufgenommenen Lichtmengen bestimmt wird, wie beispielweise in GB-PS IO 89 848 und US-PS 41 65 179 beschrieben. Bei dem herkömmlichen Trübungsmesser, bei dem die Probenzelle außerhalb der Integrationskugel angeordnet is' und das kollimierte LichtbünJel durch die Probenzelle hindurch und dann in die Kugel eintritt, is. die maximale Menge des gestreuten Lichts, die möglicherweise in die Integrationskugel eintreten kann, diejenige Menge, die in den Bereich von 180° der Probenzelle an der Seite der Integrationskugel fällt; dieser Maximalwert ergibt sich dann, wenn sich die Probenzelle in direkter Berührung mit der Integrationskugel befindet. Eine Vergrößerung der Probenzelle bewirkt keine Erhöhung des von der Integrauonskugel empfangenen Lichtbetrags, da der Trübungsmesser eine Trübung nur in dem vom einfallenden kollimierten Lichtbünde! durchsetzten Teil messen kann und folglich ist der Bereich, der eine Lichtstreuung erzeugt, keine Funktion der Zellengröße. Der herkömmliche Trübungsmesser konnte daher eine wirksame Messung der Trübung dann nicht ausführen, wenn die Probenflüssigkeit dispergierte Partikel mit einem Durchmesser in der Größenordnung von beispielsweise I μπι und einer niedrigen Konzentration von weniger als 500 ppb enthielt
Zur Überwindung dieses Problems könnte man denken, daß die extreme Kleinheit der von dem Lichtempfangselement aufgefangenen Menge an gestreutem Licht dadurch kompensiert werden kannn, daß die Verstärkung des mit dem Ausgangsanschluß des photoelektrischen Wandlerelements, welches das gestreute Licht aufnimmt, verbundenen Verstärkersysteins beträchtlich erhöht wird. Dies ist jedoch eine falsche Annahme, da bei Erhöhung der Verstärkung über einen bestimmten Pepel hikju·» und bei einem Eingangssignal mit extrem geringer Größe Probleme bezüglich der Linearität und des Verstärkungsverhältnisses auftreten. Einerseits weist die Beziehung zwischen dem empfangenen Licht und dem elektrischen Ausgangssignal des photoelektrischen Wandlerelemenls eine schlechte Linearität auf, wenn die aufgenommene Lichtmenge sehr klein ist. Ein Versuch, diese Schwierigkeit elektrisch durch eine Kompensationsschaltung zu beseitigen, würde erhebliche Anstrengungen und Kosten verursachen und würde in beträchtlichem Maße zur Kompliziertheit des Meßsystems beitragen.
Andererseits können die Bedürfnisse der Industrie durch die tatsächliche Leistung herkömmlicher Trübungsmesser nicht mehr erfüllt werden. Es ist daher ein Bedürfnis dafür entstanden, einen Trübungsmesser zu entwickeln, der innerhalb einer Abstufung von etwa 50 ppb extrem niedrige Trübungsgrade genau messen kann, wie in Probeflüssigkeiten, in denen sehr winzige Partikel mit einem Partikeldurchmcsser von beispielsweise weniger als 0,5 μπι dispergiert sind.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Trübungsmesser zu schaffen, der extrem niedrige Trüblingsgrade genau messen kann.
Zur Erreichung dieses Ziels ist erfindungsgemäß ein Trübungsmcsser vorgesehen, der eine zylindrische Probenzelle aufweist, die durch eine Integrationskugel hindurchdringt, sowie eine Lichtqucllcncinhcit, die
derart angeordnet ist, ßa3 ein kollimiertes LichtbQndel durch das Probenzellen-Innere von einem Ende zu dem anderen der Zelle hindurchgeleitet wird.
Das auf die dispergieren Partikel in einer Probenflüssigkeit in der Probenzelle auftreffende Licht wird über die gesamte Länge der Probenzelle hinweg in alle Richtungen gestreut Da die Probenzelle innerhalb der Integrationskugel angeordnet ist, wird das von den dispergieren Partikeln ausgehende gestreute Licht insgesamt von dem innerhalb der Integrationskugel angeordneten Lichtempfangselement empfangen. Der Trübungsmesser bestimmt daher die Trübung einer gegebenen Flüssigkeitsprobe auf der Basis des gesamten Streulichtes, welches von der Gesamtheit der Probenzelle ausgeht Sogar dann, wenn die Probenflüssigkeit einen sehr niedrigen Trübungsgrad aufweist, kann der Trübungsmesser die Trübung mit hoher Genauigkeit messen.
Die Erfindung betrifft also einen Integrationskugel-Trübungsmesser mit einer zylindrischen Probenzelle, die durch eine Integrationskugel hindurch verläuft und mit einem optischen System, das derart angeordnet ist, daß ein kollimiertes Lichtbündel in die Probenzelle hinein von ihrem einen Ende zum anderen Ende eingestrahlt wird. Dadurch werden die von den dispergieren Partikeln in der Probenflüssigkeit erzeugten gestreuten Lichtstrahlen im wesentlichen vollständig von der Integrationskugel aufgenommen.
Erfindungsgemäß ist somit der Triibungsmesser als Ganzes und nicht die Anlage zur Verarbeitung der elektrischen Signale in der Weise neu gestaltet, daß selbst solche Flüssigkeiten mit Erfolg verarbeitet werden können, die extrem niedrige Trübungswerte aufweisen.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigt
Fig. i eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Teils des Int^grationskugel-Trübungsmessers gemäß der Erfindung; und
Fi g. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Integrationskugel-Trübungsmessers gemäß der Erfindung.
Wie in der F i g. 1 dargestellt ist, verläuft eine Probenzelle Z durch das Innere einer'. itegrationskugel 1 hindurch, wobei vorzugsweise ihre Achse mit einem Durchmesser der Kugel zusammenfällt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Probenzelle 2 in dieser Art angeordnet. F.in kollimiertes Lichtbündel »/« wird in eine Probe innerhalb der Probenzelle 2 in Längsrichtung der Probenzelle eingestrahlt, so daß es von einem Ende 2a zum anderen Ende 2b der Probenzelle 2 verläuft, also in Richtung des Durchmessers der Intergrationskugel. Diese Anordnung unterscheidet sich von einem herkömmlichen Trübungsmesser, bei dem das kollimierte Bündel von der Außenseite der Integrationskugel senkrecht zur extern angeordneten Probenzelle projiziert wird.
Der Durchmesser des kollimierten Bündels »/« soll im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Probenzelle 2 sein. Aufgrund der vorstehend erläuterten Anordnung werden ai>f jeden Fall die Lichtstrahlen I0 durch die dispergieren Partikel in der Probenflüssigkeit 3 in alle readialen Richtungen (360) der Probenzelle zerstreut und nach zahlreichen Reflexionen und Streuvorgängen letztlich ohne Verluste durch das Streulicht-Empfangselement 4 aufgenommen, welches an der inneren Wandfläche der Integrationskugel angeordnet ist. Da überdies die Oberfläche der Zelle, von der die gestreuten Lichtstrahlen Io ausgehen, die gesamte, innerhalb der Integrationskugel aufgenommene Länge »L« der Probenzelle bedeckt, sind die Menge des empfangenen Streulichts und das Informationsvolumen der Streustrahlen des von diesem Trübungsmesser gesammelten Lichts erheblich größer als bei einem herkömmlichen Trübungsmesser, in welchem das einfallende kollimierte Lichtbünde! lokal eingeführt wird und die Streustrahlen des Lichts nur von diesen lokalen Bereichen ausgehen.
Sogar dann, wenn der Absolutwer der Trübung einer gegebenen Flüssigkeitsprobe 3 sehr niedrig ist, ist daher der der Messung ausgesetzte Bereich so groß, daß er sich durch die gesamte Länge der Zelle erstreckt, da das kollimierte Bündel »/« in Längsrichtung der Probenzelle eingeführt wird. Sogar dann, wenn die in jedem begrenzten Segment ties ganzen für die Messung verfügbaren Bereiches auftretende Streuung sehr klein ist, ist die über die gesamte Länge aer Probenzelle erzeugte Streulichtmenge über die gesanu«: Länge der Zelle hinweg beträchtlich. Da überdies die in allen Richtungen (360°) verlaufenden gestreuten Strahlen h schließlich von dem Lichtempfangselement 4 aufgenommen werden, wird die Genauigkeit der Messung beträchtlich erhöht.
Das in der Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel verwendet nicht ein zweites Lichtempfangselement, wie es bei einem herkömmlichen Triibungsmesser verwendet wird, um denjenigen Teil des kollimierten Bündels Ip zu erfassen, der ohne Streuung durch die Zelle hindurchtritt. Dies beruht darauf, daß der erfindungsgemäße Triibungsmesser speziell zur Messung von sehr geringen Trübungswerten gedacht ist. In dem Trübungsbereich, der beispielsweise den Wert von 50 ppb (Teile auf 1 Milliarde Teile) nicht überschreitet, verursacht eine Trübungsveränderung in der Größenordnung von einigen 10 ppb keinen nennenswerten Unterschied der durch die Zelle ohne Streuung hindurchtretenden Lichtmenge. Es ist daher nicht erforderlich, ein derartiges zweites Lichtempfangselement zur Erfassung des durch die Zelle hindurchtretenden Bündels vorzusehen. Bei der Messung extrem niedriger Trübungsgrade ist es dagegen wünschenswert, daß das Trübungsmeßgerät mit einer Lichtfalle 5 ausgestattet ist, die zur vollständigen Absorbierung desjenigen Teils eines Bündels //»ausgebildet ist, der zum Auslaßende 2b der Probenzelle 2 durchtritt, und zwar damit diesen Licht nicht reflektiert oder gestreut und in die Probenflüssigkeit 3 zurückgesandt wird.
Ungeachtet des vorstehend beschriebenen speziellen Aufbaus kann jedoch der erfindungsgemäße Trübungsmesser aiich wirksam für die Messung von hohen Trübungsraten eingesetzt werden. Auch in diesem Fall kann die Messung mit hoher Empfindlichkeit und Auflösung durchgeführt werden. Damit der Trübungsmesser insbesondere zur Messung von hohen Trübungsgraden mit erhöhter Empfindlichkeit und Auflösung genutzt werden kann, muß er am Auslaßende der Probetwelle mit einem Lichtempfangselement 6 verse= hen werden, wie mit der strichpunktierten Linie in der Fig. 1 angedeutet. Da der Trübungsmesser bei nicdri-
β1; gen Trübungswerten eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweist, kö^ntn einige der Bauteile des Trübungsnussers in diesem Fall eine Modifikation erfordern, wenn die dieser Messung vorherrschend ausgesetzten Flüssig-
keiten Trübungswcrtc aufweisen, die aus dem liir diesen Tiübungsmesser vorgeschlichenen Bereich von Trübung herausfallen.
Die Gestalt der Proben/eile 2 kann gewählt werden. Insbesondere, wenn der Trübungsmcsser für die Messung von extrem niedrigen Triibungsgraden genutz! wird, soll jedoch die Probenzelle eine zylindrische Gestalt au'weisen, um die mögliche Lichtstreuung an der Wandfläche der Zelle im Zaum zu halten. Als Material für die Probenzelle kann ein hartes Glas wie »Pyrex« vorteilhafterweise verwendet werden, wie es auch bei einem herkömmlichen Trübungsmesser der Fall ist.
Da erfindungsgemäß die von den dispergieren Partikeln in der Probenflüssigkeit erzeugten gestreuten Lichtstrahlen von der inneren Wandfläche der Integrationskugel reflektiert und im wesentlichen vollständig von dem Lichtempfangselement 4 aufgenommen werden, ist die erfaßte Streulichtrnenge sogar dann /elle b/w. Durchfluß/eile annnehmen. Die Diirchfluß/.el-Ic kann an ihrem unteren F.ndc mit einer Einlaßöffnung 14;) für die eintretende Probenflussigkeit 3 und nahe ihres oberen Endes mn einer Aiislaßöffnung Hb für die austretende Probenflüssigkeit versehen werden, wodurch die kontinuierlich durch die Zelle strömende Probenflussigkeit der Messung ausgesetzt werden kann. F.s können auch Ventileinrichtungen 15,-j, 156. wie Magnetventile an den jeweiligen öffnungen 14,·;, 146 angeordnet und derart betätigt werden, daß eine Menge der Probenflüssigkeit aus der Zelle ausgestoßen und eine weitere frische Fltissigkeitsprobe nach jeder Messung in die Zclli% eingeführt werden kann.
Die Probenzelle I kann an ihrem oberen b/w unteren Ende auch jeweils mit Einflußöffnungen 16a. \bb /um Einlassen von sauberem unter Druck stehendem Wasser 17 versehen sein, so daß das saubere, unter Druck stehende Wasser durch selektive Betätigung der Ventileinrichtungen 18a, 18£> an den jeweiligen öffnun-
onfliiccjfjL·^!; ς»fr» S*\hf ϊ(1 <▼**" 1*»α ΙΑ/» 2"Π% Ppinia^n rlp5 7pllpninnf>nraiimc
geringe Trübung aufweist. Folglich kann das Lichtempfangselement 4 an einem Punkt mit hoher Linearität betrieben werden und der umgesetzte elektrische Ausgang Ed unterscheidet sich nicht von dem eines herkömmlichen Trübungsmessers. Die Art des elektrisehen Meßsystems, das an einen herkömmlichen Trübungsmesser angeschlossen ist. kann daher in praktisch ungeänderter Form für den erfindungsgemäßen Trübungsmesser verwendet werden.
Mit Bezug auf die F i g. 2 wird nun der erfindungsgemaß»* Trübungsmesser im einzelnen beschrieben.
Die Integrationskugel 1 ist innerhalb eines Gehäuses 7 in ihre Position eingestellt und die Probenzelle 2 ist derart angeordnet, daß sie durch die Integrationskugel hindurch verläuft. Das kollimierte Bündel »/« wird über ein Ende 2a der Probenzelle in die Probenzelle 2 eingestrahlt. In diesem Fall ist das kollimierte Bündel »/«, welches auf einen gewünschten Durchmesser einjustiert ist, dadurch gebildet, daß man das Licht aus einer Lichtquelle 8, wie einer Glühlampe, durch ein optisches System 13 zur Bildung eines kollimierten Bündels, welches aus einem Kondensorlinsensystem 9, einem Nadelloch 10, einer Kollimatorlinse U. einer Maske 12 und ähnlichem besteht, hindurchtreten läßt. Das auf diese Weise erzeugte kollimierte Bündel wird durch das Ende 2a mit Hilfe eines Reflexionsspiegels 14 in die Zelle 2 hineinprojiziert. Die vorstehend erwähnte Anordnung der einzelnen Bauteile wurde zu einem Zweck gewählt, zu verhindern, daß die Größe des gesamten Trübungsmessers in vertikaler Richtung unnötig vergrößert wird. Wenn eine derartige Rücksichtnahme nicht erforderlich ist, können die Lichtquelle 8 und das optische System 13 auch derart angeordnet werden, daß das kollimierte Bündel auf geradem Wege durch das Ende la in die Probenzelle 2 eingestrahlt wird. Da der Durchmesser des kollimierten Bündels etwa gleich dem Durchmesser der Probenzelle sein soll, wählt man vorteilhafterweise eine Glühlampen-Lichtquelle derart, daß die Bildung eines kollimierten Bündels mit gewünschtem Durchmesser so einfach wie möglich ist. Falls eine gewisse Komplikation des Linsensystems zulässig ist, kann in besonders wirksamer Weise statt dessen ein monochromatisches Laser-I iciitbündel mit hoher Kohärenz verwendet werden.
Bei dem in der F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel schließt die Probenzelle eine vorgegebene Probe 3 abdichtend ein. Die Probenzelle 2 kann aber auch, wie in der F i g. 2 dargestellt ist, die Gestalt einer Strömungs-
alternativ durch die Zelle geleitet werden kann.
In den Abschnitten 19a bzw. I9i> der Abfluß- und Einfluß-Öffnungen 16a bzw. 16i>, die sich in die Probenzelle öffnen, können überdies Hohlräume 21a. 216 mit einem etwa dem Durchmesser der Probenzelle entsprechenden Durchmesser vor den Magnetventilen 18a, 18f> geformt werden, um einen Wischer 20 aus einer schwammartigen Substanz aufzunehmen, der durch absorbi'./e Flüssigkeit aufschwellen kann. Beim alternierenden Durchleiten der Flüssigkeit 17, wie unter Druck stehendem Wasser, durch das Zelleninnere und durch nachfolgende Hin- und Herbewegung des Wischers 20 innerhalb der Hohlräume 21a, 21i>über das dazwischen liegende Zelleninnere und der dabei auftretenden starken Reibung der inneren Wandoberfläche der Zelle, können die am Zelleninnenraum anhaftenden Verunreinigungen leicht entfernt werden. Bei dieser Anordnung kann die Möglichkeit, daß der Wischer unbeabsichtigt in die öffnungen 14a, J4Mürdie Probenflüssigkeit eintritt dadurch beseitigt werden, daß diese öffnungen einen ausreichend kleinen Durchmesser aufweisen, oder daß Siebeinrichtungen 22a, 22i> an den Abschnitten 19a, 196 angeordnet werden, die mit dem Zelleninnenraum in Verbindung stehen, wobei die Siebeinrichtungen als Anschläge für den Wischer 20 dienen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel müssen die Wischer 20 ihre Bewegungsrichtungen im wesentlichen um rechte Winkel, wie durch den Pfeil »A« angedeutet, ändern, wo die Abfluß- und Einflußöffnungen 16a, 166 an die Probenzelle angefügt sind. Wenn der Wischer aus einem schwammartigen Material besteht, kann die Veränderung der Bewegungsrichtung ohne Schwierigkeit durchgeführt werden. Wahlweise können diese Anschlußabschnitte auch derart abgewandelt werden, daß sie eine weiche bzw. glatte Kurve beschreiben und dadurch die Bewegung des Wischers durch die Krümmungen glatter verläuft.
Wenn die der Messung im Trübungsmesser ausgesetzte Probenflussigkeit eine extrem niedrige Trübung aufweist, können Verunreinigungen, die an der inneren Wandoberfläche der Probenzelle anhaften, möglicherweise die Meßgenauigkeit beeinflussen. Es ist daher kritisch für die Leistungsfähigkeit des Trübungsmessers, daß die Probenzelle leicht gereinigt werden kann.
Das in der F i g. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt einen Trübungsmesser dar, der speziell für die Messung bei extrem niedrigen Triibungsgraden verwendet wird. Aus dem vorstehend bereits angedeuteten Grund, ist
daher nur das Lichtempfangselement 4 für die Streustrahlen In vorgesehen, es ist hingegen kein l.ichiempfangselement für das durchtretende Bündel //· vorgesehen: statt dessen ist zur Absorbierung des durchtretenden Bihidels eine Lichtfalle 5 eingebaut. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit der zu messenden Flüssigkeiten kann jedoch der Trübungsmesser mit einem zusätzlichen Lichtempfangselement versehen
werden, welches spezifisch zum Kmpfang des durchtretenden Bündels verwendet wird.
Nachfolgend wird nun ein praktisches Beispiel des erfindungsgemäßen Trübungsmessers beschrieben. Für Referenzzwecke wird die Leistung dieses Trübungsmessers in der folgenden Tabelle mit der eines herkömmlichen Trübungsmessers, dessen Probenzelle außerhalb der Integrationskugel angeordnet ist, verglichen.
Krfindungsgemaßer Trübungsmesser
Herkömmlicher Trübungsmesser
Durchmesser der
Integrationskugel
Streulicht-Empfangsclement
Ausgangssignal des Elements
Lichtquelle
Probenzelle Typ
Gestalt
Material
Größe
Maximale Druckbelastbarkeit
Vom kollim,. ι Bündel durchdrungenes Probenvolumen
Streulicht aussendende Oberfläche der Zelle
50 mm
Silizium-Photo-Diode
0 bis 10 mV
30W Glühlampe
Strömungstyp
zylindrisch
Pyrex
10 mm Innendurchmesser, etwa 3,9 cm1 Innenvolumen
5 kg/cm' etwa 0,98 cm3
etwa 7,85 cm* 50 mm
Silizium-Photo-Diode
Obis IO mV
30 W Glühlampe
Strömungstyp
rechteckig
Pyrex
30 mm x 30 mm x 7 mm,
etwa 3,9 cm' Innenvolumen
5 kv./cm2
etwa 0.98 cm1
etwa 0,196 cm2
Als eine Probenflüssigkeit, die dispergierte Partikel mit einer Konzentration von 50 ppb enthielt, auf ihre Trübung mittels des erfindungsgemäßen Trübungsmessers der vorstehend angegebenen Eigenschaften überprüft wurde, lieferte das Lichtempfangselement ein maximales Ausgangssignal mit einem Gesamtfehler von weniger als 3%. Bei dem herkömmlichen Trübungsmesser wurde das maximale Ausgangssignal mit Probenflüs-
sigkeiten erzielt, die dispergierte Partikel mit Konzentrationen von mehr als 500 ppb enthielten. Das bedeutet, daß bei Konstruktion der beiden Trübungsmesser unter Verwendung von Bauteilen der tatsächlich gleichen Spezifikationen, der erfindungsgemäße Trübungsmesser etwa die zehnfache Empfindlichkeit aufweist, als der herkömmliche Trübungsmesser.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
308 108/269

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Integrationskugel-Trübungsmesser mit einer eine zu prüfende Probenflüssigkeit enthaltenden Probenzelle, einer Integrationskugel, wenigstens einem an der Integrationskugel vorgesehenen Lichtempfangselement und einer Quelle eines kollimierten Lichtbündels, wobei Streulicht, welches beim Durchtritt des kollimierten Lichtbündels durch die Probenflüssigkeit erzeugt wird, von einem der Lichtempfangselemente aufgenommen wird, das seinerseits ein die Trübung der Probenflüssigkeit anzeigendes elektrisches Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenzelle derart ι? angeordnet ist, daß sie durch die Integrationskugel hindurchtritt und daß die Quelle des kollimierten Lichtbündels derart angeordnet ist, daß sie das kollimierte Lichtbündel von einem Ende zum anderen Ende in die Probenzelle einstrahlt.
2. Trüutngsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenzelle auf einem Durchmesser der Integrationskugel angeordnet ist.
3. Trübungsmesser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenzelle eine zylindrische Gestalt aufweist
4. Trfibungsmesser nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenzelle vom Durchfluß-Typ ist.
5. Triibungsvnesser nach einem der vorhergehen- JO den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Proben?e!le eingestrahlte kollimierte Lichtbündel einen Querschnitt aufweist, der gleich dem Innenquerschnitt der Vrobenzelle ist.
6. Trübungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenzelle zusätzlich mit Einrichtungen zum Einfüllen und Auslassen von Wasser zum Waschen ausgestattet ist.
7. Trübungsmesser nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenzelle «> zusätzlich mit Hohlräumen zur Aufnahme eines Wischers aus einer schwammartigen Substanz zur Reinigung des Zellen-Innenraums versehen i*t, sowie mit Einrichtungen zur Hin- und Herbewegung des Wischers im Zellen-Inneren.
DE2949197A 1978-12-12 1979-12-06 Integrationskugel-Trübungsmesser Expired DE2949197C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15269778A JPS5580039A (en) 1978-12-12 1978-12-12 Integrating sphare type turbidimeter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2949197A1 DE2949197A1 (de) 1980-06-19
DE2949197C2 true DE2949197C2 (de) 1983-02-24

Family

ID=15546155

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19797934418U Expired DE7934418U1 (de) 1978-12-12 1979-12-06 Integrationskugel-truebungsmesser
DE2949197A Expired DE2949197C2 (de) 1978-12-12 1979-12-06 Integrationskugel-Trübungsmesser

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19797934418U Expired DE7934418U1 (de) 1978-12-12 1979-12-06 Integrationskugel-truebungsmesser

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4320978A (de)
JP (1) JPS5580039A (de)
DE (2) DE7934418U1 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278887A (en) * 1980-02-04 1981-07-14 Technicon Instruments Corporation Fluid sample cell
US4690560A (en) * 1983-06-30 1987-09-01 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Optically based measurement of fluid parameters
FR2577317B1 (fr) * 1985-02-08 1987-03-06 Inst Rech Hydrologique Appareil de mesure de la turbidite d'un liquide en flux continu.
US4917496A (en) * 1988-07-11 1990-04-17 Pacific Scientific Company Particle size measuring instrument with direct scattered light detection
US5402241A (en) * 1989-03-30 1995-03-28 The Foxboro Company Optical probe for fluid light transmission properties
US4942305A (en) * 1989-05-12 1990-07-17 Pacific Scientific Company Integrating sphere aerosol particle detector
GB2241080B (en) * 1990-02-19 1994-06-01 Perkin Elmer Ltd Improvements in or relating to analytical-sampling devices and associated spectrophotometric apparatus and method
AU2540595A (en) * 1995-02-16 1996-09-04 Robert Davletovich Mukhamediarov Device for measuring absorption and scattering coefficients of liquids and gases
DE19619513C2 (de) * 1996-05-14 2001-03-22 Stoeckert Instr Gmbh Vorrichtung für die Messung physiologischer Parameter von in einem extrakorporalen Kreislauf geführtem Blut
US6892650B2 (en) * 2001-06-22 2005-05-17 Steelcase Development Corporation Movable display support system
DE19922812C2 (de) * 1999-05-19 2001-10-25 Merck Patent Gmbh Messung von Trübungen mittels Reflektometrie
US7530877B1 (en) 1999-06-03 2009-05-12 Micron Technology, Inc. Semiconductor processor systems, a system configured to provide a semiconductor workpiece process fluid
US6290576B1 (en) 1999-06-03 2001-09-18 Micron Technology, Inc. Semiconductor processors, sensors, and semiconductor processing systems
US7180591B1 (en) * 1999-06-03 2007-02-20 Micron Technology, Inc Semiconductor processors, sensors, semiconductor processing systems, semiconductor workpiece processing methods, and turbidity monitoring methods
US6441387B1 (en) * 1999-06-30 2002-08-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Biological aerosol trigger (BAT)
DE19955362B4 (de) * 1999-11-17 2004-07-08 Wagner Alarm- Und Sicherungssysteme Gmbh Streulichtdetektor
US7032523B2 (en) * 2003-04-03 2006-04-25 Steelcase Development Corporation Workstation with a moveable apparatus
GB2403289A (en) * 2003-06-26 2004-12-29 Univ Hertfordshire Detection of airborne biological particles
US7119899B2 (en) * 2003-07-23 2006-10-10 Lighthouse Worldwide Solutions, Inc Particle sensor system
US7502110B2 (en) * 2004-07-21 2009-03-10 Lighthouse Worldwide Solutions, Inc Design for particle sensor system
US20080030730A1 (en) * 2006-08-03 2008-02-07 The United States Of America As Represented By The United States Environmental Protection Agency Water contamination measurement apparatus
ITRM20090617A1 (it) 2009-11-25 2011-05-26 Consiglio Nazionale Ricerche Metodo ed apparato per misure di radiazione luminosa isotropica ottenuta da tecniche di spettroscopia laser, in particolare per misure di particolato submicronico.
CN104838252A (zh) * 2012-07-27 2015-08-12 哈赫公司 持续浊度总铁量监测
CA2980595C (en) * 2015-04-09 2020-09-22 Gen-Probe Incorporated Sample testing systems and methods with automated cleaning
US9677988B1 (en) * 2015-07-10 2017-06-13 David E. Doggett Integrating radiation collection and detection apparatus
CN114295584B (zh) * 2021-12-30 2023-08-04 中国地质大学(武汉) 基于散射式红外浊度计的泥浆含砂量在线检测装置和方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR823695A (fr) * 1936-07-11 1938-01-25 Gasaccumulator Svenska Ab Dispositif électro-optique pour l'indication ou la mesure du trouble ou de la diffusion dans les liquides, dans l'atmosphère, etc.
JPS5435114B2 (de) * 1972-02-23 1979-10-31
US3861198A (en) * 1972-11-03 1975-01-21 Gam Rad Fluid analyzer with self-cleaning viewing windows
US4165179A (en) * 1976-08-19 1979-08-21 Nippon Precision Optical Instrument Co., Ltd. Device for wiping optical window in turbidimeter or similar optical instrument for examining liquid sample
ZA765149B (en) * 1976-08-27 1978-04-26 De Beers Ind Diamond Measurement of optical properties
US4152070A (en) * 1977-02-04 1979-05-01 Envirotech Corporation Turbidimeter
DE2757197A1 (de) * 1977-12-22 1979-06-28 Zeiss Carl Fa Verfahren und einrichtung zur erkennung von durch truebung der probenloesung hervorgerufenen stoerungen in der absorptions-photometrie

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT

Also Published As

Publication number Publication date
DE2949197A1 (de) 1980-06-19
DE7934418U1 (de) 1980-10-02
US4320978A (en) 1982-03-23
JPS5580039A (en) 1980-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2949197C2 (de) Integrationskugel-Trübungsmesser
DE3103476C2 (de)
DE112009002702B4 (de) Automatischer Analysator
EP0075766A1 (de) Vorrichtung zur reflexionsphotometrischen Messung
DE2902776A1 (de) Verfahren fuer das analysieren mit farbidentifizierungs-testpapier und eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
WO1998022802A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kombinierten absorptions- und reflektanzspektroskopie
DE19544501A1 (de) Vorrichtung für Lichtreflexionsmessungen
DE2014530B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Konzentration von in einem Medium suspendierten Teilchen
DE2739585A1 (de) Spektrophotometer
DE2813245A1 (de) Anordnung zur messung der groesse von in einer fluessigkeit dispergierten teilchen
DE4443016A1 (de) Gasanalytisches Meßgerät
CH670513A5 (de)
DE60223183T2 (de) Analyseelement für Fluids und Gerät zur Verwendung desselben
DE2910240A1 (de) Vorrichtung zur ermittelung des reflexionsvermoegens der oberflaeche eines messobjektes
DE19523741A1 (de) Optischer Detektor und optisches Meßverfahren für strömende Proben
WO2001075419A1 (de) Optische vorrichtung zur gleichzeitigen mehrfachmessung mittels polarimetrie und spekrometrie sowie verfahren zur regelung/überwachung physikalisch-chemischer und biotechnischer prozesse mittels dieser vorrichtung
AT406912B (de) Optische messanordnung zur bestimmung der transmissions- und streustrahlung
DE19732470A1 (de) Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator
DE2834983B2 (de) Meßkopf für Beleuchtungsstärke-Meßgeräte
EP2619551B1 (de) Sensor zur überwachung eines mediums
WO1997020199A1 (de) Nephelometer
DE69115577T2 (de) Optoakustische Zelle zur Messung von Konzentrationen chemischer Stoffe in Flüssigkeiten im allgemeinen
DE2135076C3 (de) Vorrichtung zur Bestimmung der Schwebefeststoffkonzentration in einer Flüssigkeit
DE102008017433B4 (de) Vorrichtung zur Messung der Streuung und/oder Absorption und/oder Refraktion einer Probe
DE3338351A1 (de) Vorrichtung zur optischen erkennung von individuellen vielparametrischen eigenschaften von teilchen

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIES LTD., TOKIO/TOKYO,

8339 Ceased/non-payment of the annual fee