DE3311202A1 - Geraet zur bestimmung der dichte, der konzentration, des spezifischen gewichtes und dergleichen einer fluessigkeit - Google Patents

Geraet zur bestimmung der dichte, der konzentration, des spezifischen gewichtes und dergleichen einer fluessigkeit

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DE3311202A1 DE19833311202 DE3311202A DE3311202A1 DE 3311202 A1 DE3311202 A1 DE 3311202A1 DE 19833311202 DE19833311202 DE 19833311202 DE 3311202 A DE3311202 A DE 3311202A DE 3311202 A1 DE3311202 A1 DE 3311202A1
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
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Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Bestimmung der Dichte, der Konzentration, des spezifischen Gewichtes und dergleichen einer Flüssigkeit, mit einem einen Lichteinlaß,eine Übergangsoberfläche und einen Lichtauslaß tragenden lichtdurchlässigen Körper, der einen höheren Brechungsindex als die Flüssigkeit hat und mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht ist, mit einer auf die'Übergangsoberfläche gerichteten Lichtquelle und mit einem lichtempfindlichen Element zur Aufnahme der von dieser Übergangsoberfläche reflektierten Lichtstrahlung, wobei mindestens eine der genannten Größen aufgrund der reflektierten Lichtmenge bestimmbar ist.
Es ist ein Gerät zur Bestimmung der Dichte, der Konzentration,
■^ des spezifischen Gewichtes und dergleichen einer Flüssigkeit bekannt, bei dem ein optisches System benutzt wird. Dieses Gerät enthält einen lichtdurchlässigen Körper, der in die zu untersuchende Flüssigkeit eingetaucht ist und
,. mit einer Ubergangsoberflache versehen ist, die die Flüssigo .
keit berührt. Gegen diese Ubergangsoberfläche wird Licht geworfen, und das davon reflektierte Licht wird von einem lichtempfindlichen Element aufgenommen. Die Menge des reflektierten Lichtes wird zur Bestimmung der Dichte, der Konzentration, des spezifischen Gewichtes und dergleichen der Flüssigkeit herangezogen. Dieses Gerät ist jedoch ungenau, da sein lichtempfindliches Element nicht nur reflektiertes Licht sondern auch äußeres Licht aufnimmt, und es ist durch äußeres Licht insbesondere stark beeinflußt, wenn die Menge des reflektierten Lichtes klein ist.
Um diese Nachteile zu überwinden,schlägt die japanische Offenlegungsschrift 139 560/1978 die Verwendung eines Reflektionsspiegels auf der Ubergangsoberflache vor, um
2Q eine Totalreflektion des einfallenden Lichtes zu erreichen und so eine Reduzierung der Menge des reflektierten Lichtes möglichst gering zu halten. Dieser Spiegel ist jedoch schwierig anzubringen und weist einen festen Einfallswinkel auf, der eine Totalreflektion des einfallenden Lichtes nur unter besonderen Bedingungen erlaubt. Infolgedessen stellt sich nur eine geringe Änderung in der Lichtmenge ein, und die Meßergebnisse werden in beachtlichem Maße von äußerem Licht beeinflußt. Das verschlechtert die Genauigkeit des Gerätes. Im übrigen ist es zu einem annehmbaren Preis nur schwer herzustellen.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Ausnutzung der Totalreflektion an der Übergangsoberfläche möglich ist, das einfach herzustellen ist und dessen Genauigkeit gegenüber den bisher bekannten Geräten stark gesteigert ist.
j Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Ubergangsoberfläche im Bereich des eintretenden Lichtes eine gekrümmte Kontur mit einem Radius aufweist, der so gewählt ist, daß das gradlinig entlang von Führungswänden für den Lichteinlaß, die sich in einem Abstand von der Übergangsoberfläche befinden, einfallende Licht einen Einfallswinkel hat, der größer ist als der durch die Flüssigkeit und den Körper bestimmte kritische Winkel und kleiner als ein rechter Winkel ist.
Unter dieser Voraussetzung tritt grundsätzlich bei der Messung eine Totalreflektion ein, so daß einer Abnahme der reflektierten Lichtmenge soweit wie möglich entgegengewirkt wird. Außerdem ist mangels irgendwelcher Spiegel oder dergleichen die Herstellung und Montage sehr einfach und kostengünstig.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. Darin bedeuten:
Fig. 1 eine Seitenansicht der wichtigsten Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung·,
25
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X - X in der Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines weiteren Gerätes gemäß der Erfindung,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X - X in Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines abgewandelten lichtdurchlässigen Körpers als wesentlicher Bestandteil der Erfindung und
β 4 » ft « C 9 · β β
α » * & α α
-L Fig. 6 eine Ansicht gemäß der Fig. 3 eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die' Figuren 1 und 2 der Zeichnung zeigen eine Flüssigkeit 1, die geprüft werden soll und einen Brechungsindex von n/ aufweist, einen lichtdurchlässigen Körper 2, der in die Flüssigkeit 1 eingetaucht ist und einen Brechungsindex η aufweist, der größer ist als der der Flüssigkeit 1. Der lichtdurchlässige Körper 2 besteht aus optischem Glas,
2Q Kunststoff oder einem ähnlichem Material und ist mit einem Lichteinlaß 3, einem Lichtauslaß 4 und einer Übergangsoberfläche 5 zwischen dem Einlaß und dem Auslaß versehen. Auf den Lichteinlaß 3 ist eine Lichtquelle 6 gerichtet, und dazwischen ist eine Linse 7 angeordnet, während ein lichtempfindliches Element 8 unmittelbar vor dem Lichtausläß 4 angeordnet ist. Der Lichteinlaß 3 ist mit einem Paar von Führungswandflächen 9 und 10 versehen, während der Lichtauslaß 4 ebenfalls ein derartiges Paar von Führungswandflächen 11 und 12 aufweist. In dieser Weise definiert der Körper 2 einen Lichtweg, der eine reflektierende Zone und übertragende Zonen in sich trägt.
Das von der Lichtquelle 6 ausgesandte Licht wird mit Hilfe der Linse 7 zu parallelen Strahlen ausgerichtet, die in den Körper 2 durch den Lichteinlaß 3 einfallen und auf der Übergangsoberfläche 5 reflektiert werden. Das reflektierte Licht verläßt den Körper 2 durch den Lichtauslaß 4. Sowohl der Einlaß 3 als auch der Auslaß 4 können ein integraler Bestandteil des lichtdurchlässigen Körpers 2 sein, abweichend davon können sie auch als seperate Glieder ausgebildet sein, die aus einem guten Lichtleiter bestehen, z.B. aus optischen Fasern, die an den Körper 2 angeschlossen sind, und zwar beispielsweise so, daß die Leiter zwischen dem Lichteinlaß 3 und der Lichtquelle und zwischen dem Lichtauslaß 4 und dem lichtempfindlichen Element 8 angeordnet sind. Im letzteren Fall kann der Körper 2 noch wirkungsvoller das Licht von der Lichtquelle 6 aufnehmen.
j Der lichtdurchlässige Körper 2 trägt zwischen dem Lichteinlaß 3 und dem Lichtauslaß 4 auf der der Ubergangsoberflache 5 abgewandten Seite eine in sich ebene Oberfläche 13. Diese Oberfläche trägt nicht direkt zur Messung bei. Die Oberfl gangsoberflache 5 ist mit einer gekrümmten Kontur versehen/ die Teil eines imaginären Kreises ist, dessen Zentrum 0 und Radius R dargestellt sind und entlang dem das einfallende Licht zu dem lichtempfindlichen Element 8 voranschreitet und zu dem die Führungswandflächen 10 und 12 tangential ausgerichtet sind.
Die Form der Ubergangsoberflache 5 ist so gewählt, daß sichergestellt ist, daß alle Lichtstrahlen, die gerade durch den Lichteintritt 3 einfallen, tatsächlich unter vorgegebenen 5 Bedingungen reflektiert werden. Wenn das entlang der Führungswandfläche 9 einfallende Licht an einem Punkt P auf der Übergangsoberfläche 5 reflektiert wird, definiert eine gerade Linie zwischen dem Kreiszentrum 0 und dem Punkt P eine Normale M, und zwischen dem einfallenden Licht L und der Normalen M wird ein Einfallswinkel β eingeschlossen. Wenn der Einfallswinkel β größer ist als der kritische Winkel, jedoch kleiner als ein rechter Winkel, wird das einfallende Licht L total am Punkt P reflektiert. Die gekrümmte Konfiguration der Übergangsoberfläche 5 muß so geformt sein, daß diese Bedingungen erfüllt sind.
Wenn andererseits das entlang der Führungswandfläche 10 einfallende Licht L1 an dem Punkt Q auf der Übergangsoberfläche 5 reflektiert wird, definiert eine gerade Linie zwischen dem Kreiszentrum 0 und Q eine Normale N, und das einfallende Licht L1 und die Normale N schließen einen Einfallswinkel ß' zwischen sich ein. Das Licht L1 wird an den Punkt Q total reflektiert, wenn der Einfallswinkel β nicht größer ist als ein rechter Winkel. Die Form der Übergangsoberfläche 5 muß auch diese Bedingungen erfüllen.
Das bedeutet, daß alle Lichtstrahlen zwischen dem einfallenden Licht L und L1 total an der Übergangsoberfläche 5 unter den
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Φβ** au ί» ο»
• ß »44 0 · + β α
UO ί 6 * · 4 *
Bedingungen reflektiert werden, wenn die Übergangsoberfläche 5 eine gekrümmte Kontur aufweist, die Teil eines imaginären Kreises bildet, der durch die Punkte P und Q verläuft.
Die Normale N und das einfallende Licht L" schließen einen rechten Winkel zwischen sich ein und die Normale N und das einfallende Licht L bilden ebenfalls einen rechten Winkel miteinander. Die Normale N und das einfallende Licht L schneiden sich im Punkt S. Der Abstand OS zwischen dem
IQ Kreismittelpunkt 0 und diesem Punkt S ist gleich R sin β , und der Radius R des imaginären Kreises ist gleich dem Abstand OS zwischen den Punkten 0 und S zuzüglich der Dicke t des lichtdurchlässigen Körpers 2 zwischen den Führungswandflächen 9 und 10. Folglich kann der Radius R durch folgende Gleichungen (1) und (2) erhalten werden:
R=R sin β + t (1)
R = t/(1 - sin) (2)
Die Länge 1 des Bogens PQ zwischen den Punkten P und Q kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
in der (^ - β ) derjenige Winkel ist, den die Normalen M und N zwischen sich im Punkt 0 einschließen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels beschrieben, das sich auf die Anwendung eines lichtdurchlässigen Körpers 2 aus Glas im Zusammenhang mit einer Zuckerlösung mit der Konzentration von 0 bis 65% bezieht. Das Glas, aus dem der Körper 2 besteht, hat einen Brechungsindex n„ von 1,520 bei 200C, während eine Zuckerlösung mit einer Konzentration
von 0%, was gleich bedeutend mit reinem Wasser ist, einen 35
Brechungsindex n- von 1,330 bei 200C aufweist.
Wenn die Einfallswinkel β des Lichtes L gleich dem kritischen Winkel ist/ und wenn die Dicke t zwischen den Führungs-
wandflächen 9 und 10 3 mm beträgt, erhält man einen kritischen Winkel nach folgender Maßgabe:
Brechungsindex (n1) einer ZuckerlÖsungder . _ . -1 der Konzentration 0%
Brechungsindex (n2) des lichtdurchlässigen Körpers
— 1 1 T30
Also £< = sin T sfö" = 61 '05 (winkel in Bogenmaß)
Der Radius R, der die gekrümmte Kontur der Übergangsoberfläche 5 bestimmt, kann aus der Gleichung (2) in folgender Weise bestimmt werden:
R= - = 24,01 (mm)
1 - sin 61,05
Die Länge 1 des Bogens zwischen dem Punkten P und Q beträgt:
1= (90 - 61,05) χ 24,01 χ ~r= 12,13 (mm) .20 36°
Das Gerät gemäß dieser Erfindung, das zur Bestimmung der Konzentration einer Zuckerlösung mit einer Konzentration von 0-65% geeignet ist, kann eine gekrümmt geformte Übergangsoberfläche als Teil eines imaginären Kreises mit einen Radius von R = 24,01 mm aufweisen, mit einer Bogenlänge von 1 = 12,13 mm und mit einem Lichteinlaß 3 und einem Lichtauslaß 4 von jeweils 3 mm Breite. Letztere sind in Verlängerung der sich gegenüberliegenden Enden tagential
zu der gekrümmten Fläche angeordnet. 30
Als nächstes wird die Messung der Konzentration der oben genannten Zuckerlösung unter Zuhilfenahme des gerade entworfenen Gerätes beschrieben.
Die gekrümmte Übergangsoberfläche 5 des lichtdurchlässigen Körpers 2 wird mit der Flüssigkeit 1 in Kontakt gebracht oder in diese eingetaucht, die untersucht werden soll und die im vorliegenden Fall eine Zuckerlösung ist. Wenn die
« «Uli fl ώ α · «
t)<f
Zuckerlösung eine Konzentration von 0% hat^ werden alle von der Lichtquelle 6 ausgesandten und gerade in den Lichteinlaß 3 einfallenden Strahlen auf der Übergangsoberfläche 5 total reflektiert in einem Bogenbereich von 12,13 mm Länge zwischen den Punkten P und Q. Das reflektierte Licht tritt durch den Lichtauslaß 4 aus und erreicht das lichtempfindliche Element 8. In diesem Fall wird von dem lichtempfindlichen Element 8 die größstmögliche Lichtmenge des reflektierten Lichtes empfangen.
Wenn die Konzentration der zu untersuchenden Zuckerlösung in Form der Flüssigkeit 1 ansteigt/ verändert sich der kritische Winkel o( , der von dem lichtdurchlässigen Körper 2 und der Konzentration der Lösung abhängt. Der kritische Winkel oC steigt mit erhöhter Zuckerkonzentration in der Lösung an und als Folge davon ergibt sich eine graduelle Verringerung des Bereiches PQ auf der Übergangsoberfläche 5, in dem der Einfallswinkel des Lichtes den kritischen Winkel übersteigt. Nach und nach findet das Licht immer weniger Bedingungen zur Totalreflektion vor, was mit den Strahlen in der Nähe des einfallenden Lichtes L beginnt, das entlang der Führungswandfläche 9 einfällt. Als Folge davon fällt nach und nach der Betrag des reflektierten Lichtes, der von dem lichtempfindlichen Element 8 aufgenommen wird.
Die Abweichungen sind in der Tabelle 1 dargestellt.
Die hierin gegebenen Daten bezeugen die Genauigkeit des Gerätes da eine Änderung der Zuckerkonzentration in der Lösung eine große Abweichung in der elektromotorischen Kraft (mV) nach sich zieht, die in dem lichtempfindlichen Element 8 erzeugt wird, das wiederum auf die Änderung der Zuckerkonzentration reagiert. Die Tabelle 1 zeigt das Verhältnis zwischen der Konzentration des Zuckers in der Lösung und der elektromotorischen Kraft in mV, die in dem lichtempfindlichen Element 8 erzeugt wird. Diese Ergebnisse wurden unter Verwendung einer Lampe der Type MB-22N der Firma National bei einer Spannung von 2 V als Lichtquelle 6 und eines lichtempfindlichen Elementes 8 der Type EE-66
der Firma OMRON mit einer Impedanz vom 150 Ohm erzielt
Tabelle 1
Zuckerkonzentration und elektromotorische Kraft des lichtempfindlichen Elementes, (mV, 20cc)
\Versuch
KcnzentrX
.8 1 .4 2 0 3 .3 4 .1 5 Durchschnitt -
Standard-
Abweichung
± 0.18
0 .2 119 .2 119. 5 119 .6 119 .5 119.4 119.24 ±0.22
9 .8 101 .6 101. 0 101 .1 101 .8 101.8 101.52 ± 0.27
21 .0 81 .3 82. 1 82 .1 81 .8 82.3 81.96 ± 0.19
31 .6 65 .3 65. 2 65 .3 64 .8 65.2 65.10 ± 0.26
42 .7 49 .8 49. 2 49 .1 48 .7 48.8 49.08 ±0.21
51 .3 33 .0 34. 5 34 .2 33 .2 33.9 33.94 ± 0.18
62 18 .9 18. 8 18 .3 18 .2 18.3 18.24 ± 0.21
67 11 11. 12 12 12.0 12.04
Das vorangehend beschriebene Gerät und seine beispielhafte Ausgestaltung orientiert sich an dem kritischen Winkel cL , der auf der Basis des Brechungswinkels (n..) einer Zuckerlösung mit einer minimalen Konzentration von 0%, was reinem Wasser gleich kommt, erhalten wurde. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, sondern die Form des lichtdurchlässigen Körpers kann sich nach dem kritischen Winkel oL richten, der auf der Basis des Brechungsindex gewonnen wurde, der dem Minimalwert eines zu messenden Konzentrationsbereiches entspricht. Für den Fall, daß nur ein bestimmter Wert einer
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13
. Konzentration gemessen werden soll, kann der Brechungsindex (n1), der dieser Konzentration entspricht, als Basis für die Gestaltung des lichtdurchlässigen Körpers benutzt werden.
Das Gerät gemäß dieser Erfindung, was voranstehend entworfen und beschrieben wurde, stellt eine große Genauigkeit bei der Bestimmung jeglichen unbekannten Konzentrationswertes sicher, wenn die elektromotorische Kraft, die in dem lichtempfindlichen Element erzeugt wird, vorher für jeden Konzentrationswert, der bestimmt werden soll, registriert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 wird das auf der Übergangsoberfläche 5 reflektierte Licht direkt dem lichtempfindlichen Element zugeführt. Abweichend davon ist es jedoch möglich, ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zu schaffen, in dem die Konzentration oder dergleichen einer Flüssigkeit dadurch bestimmt wird, daß die auf der 2Q tibergangsoberfläche 5 reflektierte Lichtmenge verglichen wird mit derjenigen Lichtmenge, die nicht durch den lichtdurchlässigen Körper 2 hindurchgeht, was anhand der Figuren 3 und 4 näher erläutert werden soll.
Bei dem Gerät gemäß den Figuren 3 und 4 bildet ein Bündel von optischen Fasern 14 einen Lichteinlaß und ein Bündel von optischen Fasern 15 einen Lichtauslaß. Die optischen Fasern sind an den sich gegenüberliegenden Enden des lichtdurchlässigen Körpers 2 angebracht. Das freie Ende der optischen Fasern 14 ist an einer Lichtquelle 6 angebracht, während das freie Ende der optischen Fasern 15 in einen Teil 16a eines lichtempfindlichen Lichtelementes 16 einläuft.
Ein weiteres Bündel von optischen Fasern 17 erstreckt sich zwischen der Lichtquelle 6 und einem zweiten Teil 16b des lichtempfindlichen Elementes 16. Unmittelbar vor der Lichtquelle 6 ist zur Helligkeitsregelung ein Lichtabschattungs-
glied 20 vorgesehen, das Unterschiede in der Helligkeit zwischen dem Licht 18, das durch den Körper 2 hindurchläuft und an der Übergangsoberfläche 5 reflektiert wird und schließlich den einen Teil 16a erreicht und dem Licht
19 , das direkt von der Lichtquelle zu dem anderen Teil 16b 5
ausgesandt wird, ausgleicht. Die Konzentration usw. der Flüssigkeit wird bestimmt durch den Betrag des Helligkeitsausgleichs, also der Helligkeitskorrektur. Das Gerät gemäß den Figuren 3 und 4 weist eine größere Genauigkeit bei der Bestimmung der Konzentration, der Dichte, des spezifischen Gewichtes und dergleichen einer Flüssigkeit auf als das bisher beschriebene Gerät.
In der Figur 5 ist ein lichtdurchlässiger Körper 2 dargestellt, dessen Übergangsoberfläche 5 eine halbkreisförmige
Kontur aufweist, in die das Licht tangential einfällt. Eine derartige Ausbildung führt zu einem besonders kompakten Gerät.
In der Figur 6 ist ein gegenüber dem Gerät gemäß der Figur 3 abgeändertes Gerät dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einem Paar von Behälter 21 und 22, die übereinander angeordnet sind und mit Hilfe eines Scharniers 23 so miteinander" verbunden sind, daß sie geöffnet werden können. Der Behälter
22 trägt eine Mulde 24, die entsprechend der gekrümmten 25
Übergangsoberfläche 5 des lichtdurchlässigen und lichtführenden Körpers 2 ausgebildet ist und in die die zu prüfende Flüssigkeit 1 eingegeben wird. Eine Batterie 25 zum Einschalten der Lichtquelle 6 und ein Spannungsregler 26 sind in dem Behälter 22 untergebracht. Mit Hilfe einer
Zuleitung 27 wird eine elektrische Verbindung von dem Spannungsregler zu der Lichtquelle 6 geschaffen. Bei diesem Gerät muß die Flüssigkeit 1 in die Mulde 24 eingefüllt werden, das Gerät wird also nicht in die Flüssigkeit einge-„jtaucht. Insgesamt ist es sehr raumsparend und leicht transportierbar.
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Obwohl die Erfindung vorangehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, daß weitere Abänderungen oder Variationen von jedem angesprochenen Fachmann vorgenommen werden können, ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen, die im wesentlichen in den Ansprüchen niedergelegt ist. Folgende Abänderungen sind z.B. möglich:
1. Die gesamte Übergangsoberfläche 5/ausgenommen der Bereich zwischen den Punkten P und Q;kann so behandelt werden, daß die Reflektion von Licht nicht beeinträchtigt wird, z.B. kann sie abgedeckt oder von einem Farbüberzug versehen sein, während ausschließlich der Bereich zwischen den Punkten P und Q durchsichtig gestaltet ist. Eine derartige Anordnung trägt dem Erfordernis Rechnung, jeglicher Reduzierung bezüglich der reflektierten Lichtmenge entgegenzuwirken.
2. Obwohl in den vorangehend beschriebenen Ausführungs-2Q beispielen der Einfallswinkel β , definiert als Winkel zwischen dem einen einfallenden Licht L und der Normalen M, gleich dem kritischen Winkelet ist, besteht die Möglichkeit, einen Einfallswinkel ρ zu verwenden, der größer als der kritische Winkel οι- ist.
3. Der Abstand t zwischen den Führungswandflächen 9 und
10 im Bereich des Lichteinlasses kann angemessen verändert werden.
Aus der vorgehenden Beschreibung geht hervor, daß das Gerät gemäß der Erfindung eine genaue Bestimmung der Dichte, der Konzentration, des spezifischen Gewichtes usw. einer Flüssigkeit zuläßt,da die Totalreflektion des einfallenden Lichtes auf der gekrümmten Übergangsoberfläche unter den beschriebenen Bedingungen die Abnahme der reflektierten Lichtmenge minimiert und so sicher stellt, daß eine große Änderung der Lichtmenge von dem lichtempfindlichen Element empfangen wird. Das Gerät gemäß der Erfindung ist sehr
16 1 leicht herzustellen.
Leerseite

Claims (11)

Patentansprüche;
1. ) Gerät zur Bestimmung der Dichte, der Konzentration, des spezifischen Gewichtes und dergleichen einer Flüssigkeit, mit einem einen Lichteinlaß, eine Übergangsoberfläche und einen Lichtauslaß tragenden, lichtdurchlässigen Körper, der einen höheren Brechungsindex als die Flüssigkeit hat und mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht ist, mit einer auf die Ubergangsoberfläche gerichteten Lichtquelle und mit einem lichtempflindlichen Element zur Aufnahme der von dieser Übergangsoberfläche reflektierten Lichtstrahlung, wobei mindestens eine der genannten Größen aufgrund der reflektierten Lichtmenge bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsoberfläche (5) im Bereich des eintretenden Lichtes eine gekrümmte Kontur mit einem Radius (R) aufweist, der so gewählt ist, daß das gradlinig entlang von Führungswänden (9, 10) für den Lichteinlaß (3), die sich in einem Abstand von der Übergangsoberfläche (5) befinden, einfallende Licht einen Einfallswinkel hat, der größer ist als der durch die Flüssigkeit (1) und den Körper (2) bestimmte kritische Winkel und kleiner als ein rechter Winkel ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsoberfläche (5) eine Halbkreiskontur aufweist.
c 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsoberfläche (5) bis auf den Bereich in der Nähe des Lichteinlasses (3) abgedeckt ist.
1(-j 4. Gerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß optische Fasern (14, 15) zwischen der Lichtquelle (6) und dem Lichteinlaß (3) und dem Lichtauslaß (4) und dem lichtempfindlichen Element (8) angeordnet sind.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) aus optischem Glas besteht.
6· Gerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch g e kennz e ichnet, daß der Körper aus Kunststoff besteht.
7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ eic hnet, daß in der Nähe der Lichtquelle (6) ein Lichtabschattungsglied (20) angeordnet ist, das mit dem lichtempfindlichen Element (16) über optische Fasern verbunden ist, so daß die in das lichtempflindliche Element durch den Körper und durch die optischen Fasern einfallenden Lichtmengen quantitativ zur Bestimmung der Dichte, der Konzentration, des spezifischen Gewichtes und dergleichen verglichen werden können.
8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anhand von bekannter Dichte, Konzentration, spezifischem Gewicht und dergleichen einer Flüssigkeit (1) eine Abhängigkeit von der elektromotorischen Kraft
in dem lichtempfindlichen Element (16) festgelegt ist, die zur Messung unbekannter Dichte/ Konzentration, spezifischem Gewicht und dergleichen einer zu messenden Flüssigkeit (1) dient.
9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in eine Flüssigkeit (1) getaucht ist.
10. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei übereinander und miteinander verbundene Behälter (21, 22), die geöffnet werden können, vorgesehen sind, daß das optische System (6, 16, 19, 20) im oberen Behälter (21) untergebracht ist, und daß eine Kraftquelle (26) und ein Behältergehäuseabschnitt (24) zur Aufnahme der Flüssigkeit in dem unteren Behälter (22) angeordnet sind.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behältergehäuseabschnitt (24) eine Form aufweist, die der der Übergangsoberfläche (5) entspricht.
DE19833311202 1982-03-31 1983-03-26 Geraet zur bestimmung der dichte, der konzentration, des spezifischen gewichtes und dergleichen einer fluessigkeit Granted DE3311202A1 (de)

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JP20015782A JPS5990032A (ja) 1982-11-15 1982-11-15 液体の密度、濃度、比重等を測定するための測定装置

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DE3311202A1 true DE3311202A1 (de) 1983-10-06
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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833311202 Granted DE3311202A1 (de) 1982-03-31 1983-03-26 Geraet zur bestimmung der dichte, der konzentration, des spezifischen gewichtes und dergleichen einer fluessigkeit

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DE (1) DE3311202A1 (de)
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NL (1) NL8301172A (de)
SE (1) SE460561B (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6275230A (ja) * 1985-09-26 1987-04-07 チバ−ガイギ− アクチエンゲゼルシヤフト 分析法
FR2594951B1 (fr) * 1986-02-24 1989-08-04 Photonique Ind Procede pour la mesure des caracteristiques physiques d'un milieu liquide ou gazeux et dispositif a fibres optiques pour sa mise en oeuvre
GB8614741D0 (en) * 1986-06-17 1986-07-23 Bellhouse Medical Products Ltd Optical sensor
DE8718006U1 (de) * 1987-02-17 1992-10-22 Franz Schmidt & Haensch Gmbh & Co, 1000 Berlin Elektronisches Refraktometer
GB8818690D0 (en) * 1988-08-05 1988-09-07 Red Kite Technology Ltd Refractive index measurement
DE4038354C2 (de) * 1990-12-01 1994-06-30 Bruker Analytische Messtechnik ATR-Meßsonde
FR2694629B1 (fr) * 1992-08-10 1995-06-30 Berechet Ion Sensor refractometrique semiglobulaire-compact.

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1209036A (en) * 1967-06-19 1970-10-14 Nat Res Dev Improvements in or relating to refractometers
DE2137842C3 (de) * 1971-07-28 1981-11-05 Ulrich, Helmut, Dipl.-Chem., 8000 München Refraktometer
GB1563374A (en) * 1977-03-31 1980-03-26 Marconi Co Ltd Device for providing an indication of the refractive index of a fluid
US4240747A (en) * 1979-10-03 1980-12-23 Battelle Memorial Institute Refractive-index responsive light-signal system

Non-Patent Citations (1)

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

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Publication number Publication date
FR2524643A1 (fr) 1983-10-07
SE8301800L (sv) 1983-10-01
IT8320383A0 (it) 1983-03-30
DK147083A (da) 1983-10-01
GB2121556B (en) 1985-10-23
NL8301172A (nl) 1983-10-17
CA1207553A (en) 1986-07-15
FR2524643B1 (fr) 1986-05-09
DK158166C (da) 1990-08-27
DK147083D0 (da) 1983-03-30
IT1161809B (it) 1987-03-18
SE460561B (sv) 1989-10-23
GB2121556A (en) 1983-12-21
DE3311202C2 (de) 1988-05-11
SE8301800D0 (sv) 1983-03-30
DK158166B (da) 1990-04-02

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