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Kugelphotometer. Das Ulbrichtsche Kugelphotometer ist mit einem #einzigen,
Fenster zum Austritt eines zu. messenden Lichtstromes versehen. Ini Innern der Ku-el
ist in der Nähe der in der Regel einseitig angeordneten Lichtquelle eine Blende
vorgesehen, welche die direkten Strahlen der Lichtquelle von dein Fenster der Kugel
fernhält. Zur Verbesserung des Ulbrichtschen Photometers ist von B e n
d f o r d vorgeschla-,gen worden, im Innern der Kugel hinter dem Fenster
eine Blende anzuordnen, die, vom Fenster aus gesehen, die eine Kugelhälfte vollkommen
verdeckt. Hierdurch sollen gegenüber der früher üblichen Blendenanordnung gewisse
Meßfehler verringert werden. Die Bendfordsche Anordnung hat aber den Nachteil, daß
mit ihr nur dann einwandfreie Meßergebnisse erzielt werden, können, wenn die bl
zu messenden Lampen eine symmetrische Lichtverteilung aufweisen. Dies ist aber bei
vielen Lampen, insbesondere bei elektrischen Glühlampen mit Gasfüllung, nicht der
Fall.
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Nach der Erfindung ist der vorher dargelegte Mangel dadurch beseitigt,
daß die Kugel des Photometers. mit zwei einander genüberliegenden, zum Austritt
der zu messenden, Lichtstri5me dienenden Fenstern versehen ist, denen so angeordnete
Blenden zugeordnet sind-, daß jeder Teil der Kugelwandung nur von einem Meßfenster
aus sichtbar ist. Die neue Anordnung bietet den Vorteil, daß auch bei der Untersuchung
-von Lampen mit unsymmetrischer Lichtverteilung stets einwandfreie Meßergebnisse
erzielt werden. Der Messung wird bei dein neuen Kugelphotometer die Summe der aus
beiden Photometerfenstern
austretenden Lichtströme zua
- leg "runde "e t. Die Stimme der Lichtströme kann entweder in der Weise
gewonnen werden, daß durch getrennte Meßeinrichtungen jeder der beiden Lichtströme
bestimmt und die Meßergebnisse algebraisch addiert werden, oder die beiden Lichtströme
können zur Vereinfachung der Messung optisch summiert werden, so daß das Ergebnis
durch eine einzige Messung erzielt wird-.
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Es ist bereits ein Photometer bekannt geworden, bei dem, eine oder
mehrere Lichtquellen im Innern einer Kugel angeordnet sind, die mit zwei
' Lichtaustrittsöffnungen versehen ist. Diese Lichtaustrittsöffnun-en sind
jedoch nicht mit Blenden ausgerüstet und sollen nur zum Austritt zweier nach einem
Vergleichsinstrument weiterzuleitenden Lichtbündel dienen, die miteinander verglichen
werden sollen.
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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des neuen Kugelphotometers
schematisch dargestellt.
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Abh. i veranschaulicht das bekannte Bendfordsche Photometer; Abb.:2
bis io stellen verschiedene Ausführungsformen des neuen Photorneters dar; Abb. ii
und 12, veranschaulichen verschiedene Einzelheiten des Photometers nach Abb. io
in Seitenansicht bzw. Grundriß; Abb. 13 ist eine schematische Darstellung, aus der
der Vorteil der Lampenanordnung bei dem neuen Photometer ersichtlich ist.
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Bei dem bekannten Bendfordschen Photometer ist die Blende B (Abb.
i) innerhalb der PhotometerkugelE hinter dem einzigen Fenster 31 dieser Kugel so.
angeordnet, daß sie, vom Fenster31 aus gesehen, die eine Kugelhälfte vollkommen
verdeckt. Hierdurch werden zwar gegenüber dem Ulbrichtschen Photometer gewisse Meßfehler
verringert, weil die Entfernung x der Blende B von der seitlich angeordneten Lichtquelle
P verhältnismäßig groß U ist. Bei dem Bendfordschen, Photometer werden jedoch in
dem Fall, daß die zu messenden Lampen keine symmetrische Lichtverteilung aufweisen,
keine einwandfreien Meßergebnisse erzielt.
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Die Kugel E (Abb. 2) des neuen Photometers ist dagegen mit
zwei zweckmäßig einander gegenüberliegenden Fenstern M, M,
versehen. Hinter
den Fenstern, M, M# sind Blenden F, F., vorgesehen, durch welche,
von jedem Fenster aus betrachtet, die eine oder andere Kugelhälfte verdeckt wird.
Die zu messende Lampe P ist in der Mitte der Kugpl E angeord,net.
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Die Meßfenster M, M, müssen in dein Sinne gleich sein, daß äie aus
ihnen austretenden Lichtströme bei symmetrischer Anordnung einer eine symmetriscbe
Lichtverteilung aufweisenden Lampe in der Kugel gleich groß sind. Um Üie Lichtströme
auf einfache Weise messen zu können, werden sie optisch summiert, so daß das Meßergebnis
durch eine einzige Messung, gewonnen wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.:2 erfolgt die Summierung der Lichtströme
durch (liffuse Reflexion. Die aus den Photorneterfenstern M., M, austretenden
Lichtströme mischen sich durch diffuse Reflexion an den zweckmäßig mit einem weißen
Anstrich versehenen Wänden eines Kastens N und werden nach einem gemeinsamen,
durch eine Mattscheibe gebildeten Meßfenster M" geleitet. Die Beleuchtung der Mattscheibe
M, entspricht daher der Stimme der beiden Lichtströme. Zur Messung der Beleuchtung
auf der Scheibe ill., kann irgendeine der bekannten photometrischen Meßanordhungen
dienen.
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Das in Abb. 3 dargestellte Photometer ist so ausgebildet, daß
dieSummierung der Lichtströme durch totale Reflexion erfolgt. Die Mischung und Weiterleitung
der Lichtströme nach der Meßfläche M" erfolgt in diesem Fall durch fortgesetzte
totale Reflexion an der Innenwandung eines beispielsweise aus Glas hergestellten,
massiven, gabelförtnigen Körpers G. Bei der Ausführungsforrn nach
Abb,- 3 braucht die MeßflächeM, nicht mattiert zu sein, Bei dem Photometer
nach Abb.4 sind in einem KastenS unter dem erforderlichen Winkel zwei Hohlspiegel
H, H, angeordbet, die je ein Bild des Fensters M, bzw. M. auf die
als Meßfenster dienende Mattscheil#eM.. werfen.
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Bei dem in Abb. 5 veranschaulichten Photometer werf en die
Hohlspiegel H, H. das von den Fenstern M, M, kommende ficht auf Linsen
L, L#, die es auf die Mattscheibe M, konzentrieren.
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Das Photorneter nach Abh.6 ist mit Linsen L, L., versehen,
welche je ein Bild der Fenster J 1, 111, auf ehene, schräg angeordnete
Sp.iegel'G" G, werfen, die die Lichtströme durch Reflexion nach der Mattscheibe
M, leiten.
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Bei der Ausfübrungsform nach Abb. 7 wird jeder Lichtstrom durch
zwei LinsenL"L" bzw. L_ L, und einen ebenen, schräg angeordneten Spiegel
T, bzw. T., nach der Mattscheibe 11,1, geleitet. Diese Anordnung bietet den Vorteil,
»daß eine verhältnismäßig große Helligkeit auf der Mattscheibe M" hervorgerufen#
wird.
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Das neue Photorneter kann auch mit einer Vorrichtung zum Erweitern
des Meßbereichs #yersehen. sein. Soll die hierfür zu bewirkende Lichtschwächung
nicht an dem Gesamtlicbtstroln, also nach Vereinigung der aus den beiden Fenstern
der Photometerkugel kominenden.
Lichtströme vorgenommen werden,
so wird die vorgenannte Vorrichtun g zweckmäßig so ausgebildet, daß die Lichtschwächung
t' gleichzeitig bei beiden Lichtströmen erfol,',-t. Beispielsweise ist zu diesem
Zweck bei der Ausführungsform nach Abb. 7 eine einstellbare Blende B in Form
eines um seine Achse drehbaren, Kegelinantels vorgesehen, der auf beiden Seiten
je eine Reihe von Löchern verschiedener Größe besitzt. Diese Löcher sind
so angeordnet, daß sich immer Löcher von gleicher Größe in der jeweiligen Arbeitsstelluno,
zwischen den LinsenL"L, b
und der gemeinsamen Mattscheibeil/I., befinden.
Statt der Löcher verschiedener Größe oder in Kombination, mit ihnen können auch
Grausch-eiben verschiedener Durchlässigkeit vorgesehen sein.
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Bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen nach Abb. 2 bis
7 dienen die von beiden Fenstern M, M. der Photometerkugel kommenden,
Lichtströme dazu, eine Meßfläche M, zu beleuchten, die das auf sie fallende Licht
difftis ausstreut. Hierdurch geht Licht verloren. Zur Vermeidung von Lichtverlusten
wird bei den im folgenden be-
schriebenen Ausführungsforinen das von den beiden
Fenstern der Photorneterkugel ausgesandte Licht oder ein Teil dieses Lichtes unmittelbar
in das Auge des Beobachters geleitet.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 8
dringt das Licht des Fensters
IIII, der Photometerkugel unmittelbar in das Auge des Beobachters, der in der RichtungA
auf das Photometer blickt. Die Beobachtung des Fensters ild, erfolgt mittels schräger
spiegelnder Flächen S, S, S, S, Die Fläche S, befindet
sich auf einer schrägen durchsichtigen Platte durch die das vom FensterH, kommende,
direkte Licht hindurchtritt. Auf diese Weise dient die Fläche S.. zur #"ereinigung
der beiden Lichtströme. Die Bedin-0-u , ng, daß von beiden Lichtströmen der
gleiche Teil in das Auge des Beobachters gelangt, kann, durch Anordnung einer lichtabsorbierenden
Schicht G vor dem Fenster M, oder durch Verwendung eines anderen geeigneten
Mittels erfüllt werden.
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In Abb. 9 ist eine ähnliche, mehr symnietrische Anordnung dargestelft,
bei der die beiden Lichtströme durch schräge, spiegelnde Flächen S,
S#, S, bzw. S,', S.,', S,' in das Auge
des Beobachters bei A geleitet werden. Die Flächen S", S,'
werden durch rechtwinkli.-zueinander angeordnete, durchsichtige Platten gebildet.
Die Platte SJ leitet den von dem Fenster -111., kommenden Lichtstrom durch Reflexion.
in (las Augge des Beobachters, während der von dem Fenster 11,1, kommende Lichtstrom
durch diese Platte hindurchtritt. Infolgedessen dient die Platte S,' zur
Vereinig ,ung der beiden Lichtströme. Die Platte S" die den von dem Fenster
M:, koi-nmenden. Lichtstrom durch Reflexion in das Auge des Beobachters leitet,
ist so weit ver-Z, längert, däß sie auch im Strahlengang des vom Fenster M, kommenden
Lichtes liegt. Dieses Licht muß daher durch die Verläncreb rung der Platte
S, hindurchtreten. Hierdurch soll in beiden Richtungen die gleiche Lichtsch,wäch,ung
erreicht werden.
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Um das Ges-ichtsfeld zu vergrößern und gleichzeitig die Helligkeit
zu erhöhen, können in den Strahlengang auf jeder Seite noch Linsen L bzw. L' eingeschaltet
sein.
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Erforderlichenfalls kann das Photometer auch so ausgebildet sein,
daß das von, den beiden Fenstern der Photometerkugel kommende Licht auf zwei besonderen,
zweckmäßig dicht nebeneinanderliegenden Flächen beobachtet werden kann, die nicht
durchsichtig zu sein brauchen. Bei der Ausführungsform nach Abb. io sind zwei derartige
Flächen S, S,' auf einem Doppelprisma V vorgesehen. Von den Flächen
S", S,' wird das Licht auf die schräge Vergleichsfläche W, eines Prismas
W bekannter Art geleitet.
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Sind die Unterschiede in der Stärke der beiden Lichtströme bzw. in
der Beleuchtung der beiden Meßflächen S, S,' verhältnismäßig ,gering,
so kann die Messung unmittelbar durch Vergleich mit dem durch eine nicht dargestellte
Vergle-ichslampe bekannter Art beleuchteten Feld der gemeinsamen Vergleichsfläche
W, erfolgen. Die Helligkeit dieses Feldes wird so eingestellt, daß sie dein Mittel
aus den Helligkeiten der beiden MeßflächenS" S.,'
entspricht. Sind größere
Unterschiede in der Beleuchtung der beiden Meßflächen S", S,' zu berücksichtigen,
so kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, durch welche die Lichtströme so verändert
werden, daß ihre Summe tingeändert bleibt. Bei der Ausführungsform nach Abh. io
ist zu diesem Zweck eine einstellbare (in Abb. 1-2 gesondert dargestellte) Doppelkeilblende
K vorgesehen, bei deren b
Verschiebung die Helligkeit des einen Lichtstroms
verringert und gleichzeitig die des Z,
anderen Lichtstroms in -leichem Maße
ver-.I.rößert wird. Die Messung erfolgt erst dann, wenn durch entsprechende Einstellung
der BlendeK die beiden MeßflächeniS"S,' auf gleiche Helligkeit gebracht worden sind.
Statt einer Doppelkeilblende können auch andere ,Mittel zur Lichtschwächung, beispielsweise
Graukeile, verwendet werden.
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Die Ausbildung der Photometerkugelfenster 111, M.,
bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen kann. in bekamiter Weise erfolgen.
Gegebenenfalls können diese Fenster mit Mattscheiben versehen sein.
In
Abb. 13 ist schematisch veranschaulicht, welcheVorteile durch die vorher beschriebenen
Ausführungsformen- auch bezüglich der Anordnung der zu messenden Lampe erzielt sind.
Bei den oben erwähnten 1#ekannten Kugelpliotometern von U 1 b r i c h t und
von B e n: d f o r d ist die zu messen de Lampe in der Regel seitlich.
etwa bei 0, (Abb. 13) angeordnet, während bei dem neuen Kugelphotometer die
Lampe annähernd in der Kugelmitte bei 0., vorgesehen ist. Bei dieser
symmetrischen -,'inordnun- der Lichtquelle ist der besondere Vorteil erreicht, daß
die räumliche Ausdehnung der zu messenden Lichtquelle im Verhältnis zum Kugeldurchmesser
viel größer als bei den bekannten Photometern sein kann, ohne daß Teile der Lichtquelle
aus dem kegelförmigen Blendenschatten heraustreten. Bei den bisherigen Photometern
war nur eine dem Durchmesser D, entsprechende Größe der Lichtquelle zulässig,
während bei der neuen Anordnung die Lichtquelle den Durchmesser D,
besitzen kann. Um Lampen von bestimmtem Glockendurchmesser zu messen, kann daher
bei der neuen Anordnung der Durchmesser der Photometerkugel bedeutend kleiner sein
als bei den bisher gebräuchlichen Photometei n.