DE3520144C1 - Einrichtung zur Messung der Spektralcharakteristik und der Trübung von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

• Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1-3 erläutert: F i g. 1 zeigt schematisch den Aufbau des Meßlichtprojektors mit einem aus 4 Linsenelementen bestehenden Kondensor 1; dem Kondensor kann lampen- und/ oder objektseitig ein Filter wie z. B. Farbfilter, Wärmeschutzfilter, Polarisationsfilter zugeordnet werden; die Meßlampe 2 ist so angeordnet, daß die gedachte Achse des spulenförmigen Leuchtkörpers 3 senkrecht steht, mit Rücksicht auf die aufrechte Stellung der zu durchleuchtenden vorzugsweise zylindrischen Gefäße oder Rohre. Bei den weiteren Figuren wird nur die zylindrische Fassung 4 des Kondensors dargestellt.
• F i g. 2 zeigt den auf einer Grundplatte 5 links montierten Spektralmeßkopf 6. Am Tubus 7, der der Aufnahme der (nicht dargestellten) Lese-Optik dient, ist der Ausleger 8 befestigt, der den aus zwei Säulen 9, dem unteren Halter 10 und dem oberen Halter 11 bestehenden Reagenzglashalter trägt. Mit 12 ist das eingesetzte Reagenzglas bezeichnet.
• Drei Meßlichtprojektoren sind im Umkreis um das Reagenzglas 12 angeordnet: der rechts gezeigte Meßlichtprojektor A ist so justiert, daß die optische Achse des Kondensors mit der optischen Achse der Lese-Optik des Spektralmeßkopfs übereinstimmt, die durch die Mitte des Reagenzglases geht. Mit dem Meßlichtprojektor A wird die eigentliche Spektralmessung durchgeführt.
• Der Meßlichtprojektor B erzeugt eine Querlichtstrahlung inHöhe der optischen Achse der Lese-Optik des Spektralmeßkopfs und lotrecht zu dieser Achse. Ist das Reagenzglas mit einer völlig klaren Flüssigkeit gefüllt, so wird von den Fotoempfängern des Spektralmeßkopfs bei eingeschaltetem Projektor B kein Licht registriert. Bei Vorhandensein streuender Schwebestoffe wird Streulicht festgestellt.
• Der Meßlichtprojektor C ist in der Zeichnung größtenteils durch das Reagenzglas verdeckt. Die Einstrahlung in der Höhe der optischen Achse erfolgt in einem Winkel zwischen 40° und 60". Die Strahlung wird zweckmäßig auf den Punkt des Reagenzglases gerichtet, an dem die optische Achse der Lese-Optik dessen vorderen Rand durchstößt.
• F i g. 3 zeigt den Spektralmeßkopf, den Reagenzglashalter mit Reagenzglas und den Meßlichtprojektor A in den gleichen Positionen wie in F i g. 2. Dagegen sind die fest montierten Meßlichtprojektoren Bund C entfallen; statt dessen ist der Meßlichtprojektor Wauf einem Ausleger 13 der mit Rücksicht auf notwendig werdende Rohr-Durchführungen ringförmig ausgebildeten Schwenkeinrichtung 14 angebracht, deren gedachter Schwenkungsmittelpunkt auf der Verlängerung der Reagenzglas-Achse liegt. Eine Winkelskala 15 mit Index 16 erlaubt die Ablesung der jeweils eingestellten Winkelposition.
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Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Messung der Spektralcharakteristik und der Trübung einer in einem transparenten Gefäß befindlichen oder ein transparentes Rohr durchströmenden Flüssigkeit mit einem Spektralmeßkopf, der mit einer Lese-Optik und mit einem Strahlenverzweigungssystem zur gleichzeitigen Beaufschlagung aller hinter Meßfiltern angeordneter Fotoempfänger ausgerüstet ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c ha e t, daß ein fest montierter erster Meßlichtprojektor (A) vorgesehen ist, daß ein zweiter Meßlichtprojektor (B, W) vorgesehen ist, daß alternativ der erste oder der zweite Meßlichtprojektor einschaltbar ist, daß die konvergierenden Strahlenbündel der beiden Meßlichtprojektoren aus unterschiedlichen Winkelstellungen auf die in einem transparenten Gefäß (12) befindliche oder ein transparentes Rohr durchströmende Flüssigkeit gerichtet sind, und daß das vom fest montierten ersten Meßlichtprojektor (A) ausgehende konvergierende Strahlenbündel koaxial zur optischen Achse der Lese-Optik des Spektralmeßkopfs (6) verläuft und der Schnürpunkt dieses Strahlenbündels innerhalb des Gefäßes (12) oder des Rohrs liegt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßlichtprojektor (B) in fester Position derart vorgesehen ist, daß das proJizierte Strahlenbündel die optische Achse der Lese-Optik des Spektralmeßkopfs (6) im Winkel von 90" kreuzt, wobei der Schnürpunkt dieses Strahlenbündels innerhalb des Gefäßes (12) oder Rohrs liegt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Meßlichtprojektor (C) ebenfalls in fester Position vorgesehen ist und daß dessen konvergierendes Strahlenbündel die optische Achse der Lese-Optik des Spektralmeßkopfs in einem Winkel kleiner als 90°, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 60" und 40" schneidet.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßlichtprojektor (W) in unterschiedliche Winkelpositionen einstellbar ist, und daß dessen konvergierendes Strahlenbündel in allen einstellbaren Positionen die optische Achse der Lese-Optik des Spektralmeßkopfs schneidet.

   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Spektralcharakteristik und der Trübung einer in einem transparenten Gefäß befindlichen oder ein transparentes Rohr durchströmenden Flüssigkeit mit einem Spektralmeßkopf, der mit einer Lese-Optik und mit einem Strahlenverzweigungssystem zur gleichzeitigen Beaufschlagung aller hinter Meßfiltern angeordneter Fotoempfänger ausgerüstet ist. Ein derartiger Spektralmeßkopf ist in der DE-PS 3406 175 beschrieben.

   Als transparente Gefäße kommen in erster Linie zylindrische Gefäße, wie Bechergläser, Reagenzgläser oder Zylinderküvetten in Frage, die aus Glas oder klar transparentem Kunststoff bestehen. Sollen die Messungen an ein transparentes Rohr durchströmenden Flüssigkeiten vorgenommen werden, so wird vorzugsweise an einem aufrecht verlaufenden Rohrabschnitt gemessen, um die Gefahr des Absetzens von Fremdstoffen so gering wie möglich zu halten.

   Zur Durchführung der Messung ist ein Spektralmeßgerät der oben genannten Art vorgesehen, das eine simultane Meßwerterfassung und entsprechend hohe Meßfrequenz ermöglicht.

   Zur Messung der Spektralcharakteristik werden seit vielen Jahren Spektralphotometer verwendet, die jedoch meist mit Monochromatoren arbeiten und bei denen daher die Meßwerte sukzessiv erfaßt werden; auch läßt sich bei diesen Geräten nur mit den eingebauten Lichtquellen arbeiten, und es besteht auch kaum eine Möglichkeit, größere Glasgefäße mit Flüssigkeiten in die Meßkammer solcher Geräte einzubringen.

   Die Trübungsmessung wird bisher für bestimmte Anwendungen praktiziert, wofür Spezialgeräte zur Verfügung stehen. In der DE-OS 23 63 432 ist ein Streulicht-Trübungsmesser beschrieben, der zwei Lichtquellen und zwei Lichtempfänger aufweist, die derart angeordnet sind, daß ein Lichtempfänger jeweils von einer Lichtquelle nur die direkte Strahlung und von der anderen Lichtquelle nur die gestreute Strahlung erfaßt.

   Die Erfindung geht nun davon aus, daß das Resultat einer Spektralmessung an einer Flüssigkeit dann verfälscht werden kann, wenn die Flüssigkeit getrübt ist, d. h. wenn in der Flüssigkeit feinste Teilchen suspendiert sind, die lichtstreuend wirken.

   Tendenziell bewirkt eine Trübung eine Abnahme der -Transmission im Vergleich zur nicht getrübten Lösung.

   Bei der eigentlichen Spektralmessung ist aber nicht unterscheidbar, ob die Transmissionsabnahme durch die gelöste Substanz selbst oder durch das Auftreten einer Trübung verursacht wurde.

   Nun ist bekannt, daß eine Trübung besonders deutlich hervortritt, wenn gebündeltes Licht quer zur optischen Achse eines Photometers in die getrübte Lösung eindringt: das Photometer registriert in einem weiten Bereich ein um so stärkeres Streulicht, je höher der Trübungsgrad ist. Tendenziell ist dieser Effekt also dem zuvor beschriebenen Effekt der Transmissionsabnahme entgegengesetzt bzw. komplementär, so daß sich durch Vergleich der Ergebnisse beider Meßverfahren Kennwerte für den Trübungsgrad ergeben.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es erlaubt unbeschadet der Spektralmeßfunktion des Spektralmeßkopfs Kennwerte für den Trübungsgrad einer Flüssigkeit zu gewinnen.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

   Es hat sich gezeigt, daß die Queflicht-Einstrahlung in 90" eine breite Anwendung finden kann bei Routinemessungen im Bereich mittlerer Trübungsgrade. Dagegen kommt für extrem starke Trübungen zusätzlich die Position eines Meßlichtprojektors in kleinerem Winkel in Frage: die Probe wird schräg von vorn beleuchtet, vergleichbar einer Auflichtmessung.

   Umgekehrt ist eine Querlichtbeleuchtung in einem größeren Winkel als 90" besonders geeignet zur Feststellung sehr geringer Trübungen.