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Vorrichtung zum Messen des Trübungsgrades schwachgetrübter oder scheinbar
ungetrübter Flüssigkeiten. Zur Bestimmung des Trübungsgrades schwachgetrübter oder
scheinbar ungetrübter Flüssigkeiten sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei welchen
ein in einem Flüssigkeitstroge erzeugter Tyndallstreifen mit dem Lichte einer Vergleichslichtquelle
verglichen wird, z. B. das Tyndalimeter (Zeitschr. f. Instrumentenkunde XXXIV Heft
7 S. 2o9). Dabei wird stets diejenige Richtung zur photometrischen Beobachtung verwendet,
die
senkrecht zur Achse des Tyndallstreifens im Flüssigkeitstroge
ist. Erfindungsgemäß kann man jedoch mit Vorteil eine Vorrichtung anwenden, deren
Afbau sich dadurch von dein bekannter Vorrichtungen unterscheidet, daß die optische
Achse des zur Beobachtung des Tyndallstreifens dienenden Beobachtungsinstrumentes
ungefähr unter r35° zur Achsenrichtung des Tyndallstreifens im Flüssigkeitstroge
geneigt angeordnet ist.
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Das Tyndallicht, welches zum Teil aus abgebeugtem, zum Teil aus reflektiertem
Lichte besteht, besitzt im allgemeinen bei in verschiedenen Richtungen erfolgender
Beobachtung verschiedene Intensität, je nachdem ob mehr oder weniger abgebeugtes
Licht durch die Eintrittsöffnung des Beobachtungsinstruments eintritt. Die Intensität
des abgebeugten Lichtes ist um so größer, je weniger die abgebeugten Strahlen von
der Richtung der erregenden Strahlen, also der Achsenrichtung des Tyndallstreifens
im Flüssigkeitstroge abweichen, und vermindert sich, je größer der Winkel der Beugung
wird. Reflektierte Strahlen dagegen treten mehr oder weniger gleichmäßig in allen
Richtungen auf. Versuche haben daher die Richtigkeit der Annahme bestätigt, daß
die Intensität des Tyndallichtes bei Betrachtung mit einer sich der Achse des Tyndallstreifens
mehr und mehr nähernden Beobachtungsrichtung zunimmt. Für photometrische und kolorimetrische
Zwecke ist es nun erwünscht, möglichst das Maximum der an sich geringen Intensität
des Tyndallichtes zu erhalten, ohne jedoch in den Wirkungsbereich des erregenden
Büschels selbst oder seiner nächsten Umgebung einzutreten. Mit der Wahl von ungefähr
i35° für den Winkel der optischen Achse des Beobachtungsinstruments mit der Achsenrichtung
des Tyndallstreifens im Flüssigkeitstrog vermeidet man sicher jede unmittelbare
Mitwirkung des Tvndallstreifens selbst oder seiner nächsten Umgebung und erreicht
anderseits den Vorteil einer bedeutend größeren Intensität des Tvndallichtes gegenüber
dessen Intensität bei der bisher üblichen Anordnung der Beobachtungsrichtung unter
einem Winkel von 90°.
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Um vergleichende Messungen vornehmen zu können, ist es notwendig,
daß stets unter dem gleichen Winkel abgebeugte Strahlen in das Beobachtungsinstrument
eintreten. Ordnet man dieses Instrument fest unter i35° zur Achsenrichtung des Tyndallstreifens
im Flüssigkeitstroge an, dann ist der Winkel der Beugung der der Eintrittsöffnung
zugeführten Strahlen bei der üblichen rechteckigen Form der Flüssigkeitströge je
nach der Größe des Brechungsquotienten der Flüssigkeit verschieden, da das Büschel
der abgebeugten Strahlen, welches von der Eintrittsöffnung erfaßt wird, unter der
Voraussetzung senkrechten Eintritts des erregenden Lichtbüschels in den rechteckigen
Trog beim notwendigerweise schrägen Austritte aus dem Troge, also beim Übergange
der Strahlen aus der höherbrechenden Flüssigkeit in Luft, verschiedenstarke Brechung
erleidet, die außerdem von einer unerwünschten spektralen Zerlegung des Lichtes
begleitet ist. Diesen Nachteil kann man gemäß der Erfindung vermeiden, wenn man
die Anordnung derart trifft, daß die Achsenrichtung des abgebeugten Lichtbüschels
beim Austritte aus dem Flüssigkeitstroge die Wandfläche senkrecht durchschneidet,
indem man einen Flüssigkeitstrog anwendet, der die Form eines Prismas mit einem
brechenden Winkel von ungefähr q.5° besitzt. Bei dieser Anordnung tritt das abgebeugte
Büschel ungebrochen in das Beobachtungsinstrument ein.
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In der Zeichnung ist die neue Vorrichtung an einem Ausführungsbeispiele
gezeigt. Abb. i stellt einen Mittelschnitt der Vorrichtung im Grundriß, Abb.2 einen
Schnitt nach der Linie 2-2 im Aufriß dar.
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In einem Stutzen a1 eines rechteckigen, innen geschwärzten Kastens
a ist eine linienförmige Lichtquelle b mit einer Hülse c verschiebbar angebracht,
deren Licht auf eine Sammellinse d fällt. Der mit einem Deckel a= versehene Kasten
a ist durch eine Scheidewand a3 in zwei Abteilungen geteilt, von denen die vordere
eine ungefähr unter 2211_° gegen die optische Achse der Linse d geneigt zwischen
zwei Schienen e1 und e2 aufgestellte planparallele Glasplatte e enthält. Diese Glasplatte
e läßt die von der Lichtquelle b herrührenden Strahlen zum Teil, abgesehen von einer
nicht in Betracht kommenden kleinen Parallelverschiebung, ungehindert durchtreten,
zum Teil jedoch durch eine Öffnung a4 ungefähr unter i35° geneigt zur ursprünglichen
Hauptstrahlenrichtung ins Freie austreten. Das erstere, seine Richtung nicht ändernde
Teilbüschel durchsetzt die als Blende dienende Scheidewand a4 in einer schlitzförmigen
Öffnung al und tritt in einen mit der zu untersuchenden Flüssigkeit gefüllten Trog
f senkrecht zur Wandfläche desselben ein, der die Form eines Prismas mit einem rechtwinklig-gleichschenkligen
Dreieck (mit abgestumpften spitzen Winkeln) als Basis hat und so aufgestellt ist,
daß die Lichteintritts-Z, an einer im Kasten a befindlichen Leiste a° anliegt. Je
nach dem Grade der Trübung der Flüssigkeit, d. h. nach ihrem Gehalte an kolloidalen
Teilchen, erscheint das Strahlenbüschel als mehr oder weniger hell leuchtender Streifen
in der Flüssigkeit. Unter ungefähr i35° zur Außenwand des Kastens,
also
bei dein gezeichneten Aufbau der Vorrichtung auch unter ungefähr r35° zu der dazu
parallelen Achsenrichtung des Tyndallstreifens im Flüssigkeitstroge ist ein Stutzen
a. am Kasten angebracht, an den ein Beobachtungsinstrument, ini gezeichneten Beispiele
ein Photometerkopf g mit einem Stutzen gl angesetzt ist. Der Photoineterkopf g enthält
eine Lupe 1a und ein Prisma i finit einem gleichseitigen Dreieck als Basis, dessen
eine Prismenkante die optische Achse der Lupe h senkrecht schneidet und in eitler
solchen Entfernung von der Lupe liegt, daß inan diese Kante als Trennungslinie der
beiden die Kante bildenden Prisinenflächen, die in einer Ebene abgebildet werden,
durch die Lupe scharf sieht. Das durch den Stutzen gl eintretende, abgebengte Licht
gelangt nach Ablenkung mittels eines Spiegels k und des Prismas i durch die
Lupe h in das Auge des Beobachters. In einem zweiten Stutzen g2, der mit einsteckbaren
Rauchgläsern in ausgerüstet ist, tritt das zweite Teilbüschel des von der Lichtquelle
b ausgesandten Lichtes nach Spiegelung all der Glasplatte e ein, nachdem es zwei
auf zwei Schlitten n' und 7z2 in zwei Führungen o' und o= senkrecht zur Haupt-."trahlenrichtung
durch einen Zahnradantrieb q gegenläufig bewegliche Rauchglaskeile p' und p2 durchsetzt
hat, und gelangt nach Ablenkung mittels eines Spiegels 1 und des Prisinas i wiederum
durch die Lupe h, in das Auge des Beobachters. Der Schlitten nl ist mit einem
Zeiger r versehen, dessen Stellung an einer an der Schlittenführung o' festen Teilung
s ablesbar ist, die proportional zu der (lurch beide Rauchglaskeile PI und p2 jeweils
gemeinsam bewirkten Lichtabschwächung abgestuft ist.
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Das beim Einblick in die Lupe lt wahrgenommene Bild stellt
sich, wie in Abb. 3 in starker Vergrößerung dargestellt, als durch (las Bild der
von den beiden Lichteintrittsllächen des Prismas i gebildeten Prisnienkante in zwei
ungleich beleuchtete Hälften x und y
geteilte Fläche dar, wobei die
Prismenkante als scharfer Strich erscheint.
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Will man finit der neuen Vorrichtung beispielsweise den Trübungsgrad
einer zu untersuchenden Flüssigkeit gegenüber demjenigen einer bekannten Vergleichsflüssigkeit
bestiminen, (tann ermittelt man zuerst all der Teilung s durch Betätigung des Zahnradantriebes
q (lie Einstellung der Rauchglaskeile pl und p2, bei welcher bei Füllung des Troges
f mit dieser Vergleichsflüssigkeit die beiden Bildfeldhälften x und y gleichstark
beleuchtet sind, nachdem man zweckmäßig die Lichtquelle b durch Verschieben der
Hülse c im Stutzen a" so eingestellt hat, daß die Linse d ein Bild der Lichtquelle
b auf der L ichteintritts.fläche des Troges f entwirft. Es können dabei, je nach
Bedarf, zur Abschwächung des Vergleichslichtes Rauchgläser .in, im Stutzen g2 vorgeschaltet
werden. Mit diesem abgeschwächten Vergleichslichte wird darauf die Einstellung der
Raucbglaskeile pl und p2 bei Füllung des Troges f mit der zii untersuchenden Flüssigkeit
bestimmt, die gleichfalls gleichstark erleuchtete Bildfeldhälften -rund y
ergibt, und aus dein Verhältnis der beiden Teilungswerte kann ein Schluß auf den
Trübungsgrad der zu untersuchenden Flüssigkeit gezogen werden. Der Deckel a= des
Kastens a
ist zur Vermeidung des Zutritts störenden Lichtes während der Beobachtungen
verschlossen zli halten. Hat man fortlaufend eine größere Anzahl Proben gleichartigerFlüssigkeiten
zu untersuchen, dann empfiehlt es sich, die Teilung s derart zu eichen, daß man
absolute Bestimmungen vornehmen kann. Mit der neuen Vorrichtung können in ähnlicher
@'@'eise auch kolorimetrische Messungen mit Vorteil ausgeführt werden.