DE4312320A1 - Transmissionsphotometer zur Messung der Absorption von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Transmissionsphotometer zur Messung der Ab­ sorption von Flüssigkeiten mit einer Lichtquelle und einem Linsensystem zur Erzeugung von parallelem Licht, sowie einer Probenhalterung mit einer Meßküvette, die von dem parallelen Licht durchstrahlt wird (Meßlicht) und einem Spektral­ photometer zur Analyse des Meßlichts.

In der chemischen Industrie besteht häufig die Notwendigkeit, die APHA- oder Hazenfarbzahl von klaren Flüssigkeiten, insbesondere bei einer hohen Temperatur und in einem Reagenzglas zu bestimmen. Die APHA- oder Hazenfarbzahl wird nach der DIN ISO-Norm 6271 durch visuellen Vergleich mit Platin-Cobalt-Salz-Lösung nach der sogenannten Platin-Cobalt-Skala bestimmt. Aufgrund der Bestrebungen, visuelle Verfahren durch objektive Meßverfahren zu ersetzen, wird vielfach in der Praxis von dieser Norm abgewichen. Die Farbzahl wird statt dessen in Küvetten gemessen oder mit einem sogenannten Neokomparator bestimmt, bei dem die Lösung über ein Prisma mit einem Farbfilter verglichen wird. Aus Kostengründen sollten bei Meßverfahren preiswerte Einwegküvetten verwendet werden, da eine Reinigung von Mehrwegsystemen, z. B. aus Glas, aufwendig und teuer ist.

Die bisher erhältlichen Systeme haben zwei wesentliche Nachteile. Zum einem ist der Temperaturbereich durch die Verwendung von Kunststoff-Einwegküvetten nicht für Substanzen einsetzbar, die erst bei hohen Temperaturen oberhalb der Er­ weichungstemperatur der Kunststoffküvette flüssig werden, zum anderen sind nur Küvetten bis zu einer Schichtdicke von 5 cm verfügbar. Diese Schichtdicke wird im allgemeinen vom Meßstrahl nur einmal durchlaufen, so daß die Absorptionsstrecke auf 5 cm begrenzt ist.

Hier setzt die Erfindung an. Es wurde gefunden, daß man die Empfindlichkeit und die Genauigkeit wesentlich erhöhen kann, wenn erfindungsgemäß die Küvette in der Probenhalterung zwischen zwei Planspiegeln angeordnet ist, die einen Winkel von 0,5° bis 60°, vorzugsweise von 1° bis 10° einschließen, so daß die Küvette in einem zickzackförmigen Lichtweg mehrfach durchstrahlt wird. Auf diese Weise wird die Absorptionsstrecke in der Küvette erheblich verlängert. Die hierdurch erzielte hohe Genauigkeit erlaubt es, als Meßküvetten einfache Reagenzgläser zu verwenden, die von schlechter optischer Qualität sein können. Reagenzgläser sind preiswert und ohne weiteres für höhere Temperaturen geeignet.

Die Erfindung bietet gegenüber bisherigen Transmissionsphotometern folgende Vorteile: Die optische Apparatur ist kompakt und robust, einfach in der Bedienung und zur Messung von Flüssigkeiten bei hoher Temperatur geeignet. Die Reprodu­ zierbarkeit ist auch bei mangelhafter Küvettenqualität gut.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Die Figur zeigt im wesentlichen den Meßkopf 1 mit der Probenhalterung 2, 3 und dem Strahlengang. Der Meßkopf 1 umfaßt eine Probenhalterung 2, 3 zur Aufnahme eines Reagenzglases 4, das hier als Meßküvette dient. In dem Reagenzglas 4 be­ findet sich die zu untersuchende Flüssigkeit. Das zur Durchstrahlung der Küvette 4 erforderliche Meßlicht wird mit einer Lichtquelle 5 erzeugt, die innerhalb oder außerhalb des Meßkopfes 1 angeordnet ist. Mit der Kondensorlinse 6 und der Spalt­ blende 7 wird ein eng begrenztes, paralleles Lichtstrahlenbündel 8 erzeugt, das am unteren Ende in das Reagenzglas 4 eintritt und an den einen spitzen Winkel von α= 3° einschließenden Planspiegeln 9 und 10 vielfach hin und her reflektiert wird. Die Planspiegel 9, 10 sind so angeordnet, daß sich das Reagenzglas 4 zwischen den beiden Planspiegeln befindet. Auf diese Weise wird die Küvette 4 von dem Meßlicht mehrfach durchsetzt; d. h. der Lichtweg wird im Vergleich zu einer einfachen Durch­ strahlung erheblich verlängert. Der aus der Küvette 4 austretende, durch Absorption in der Meßflüssigkeit geschwächte Meßlichtstrahl 11 wird von der Linse 12 erfaßt und über eine Lichtleitfaser 13 einem handelsüblichen Spektralphotometer 14 zu­ geführt, in dem das Meßlicht in bekannter Weise nach Intensität und Wellenlänge analysiert wird.

Claims (2)

1. Transmissionsphotometer zur Messung der Absorption von Flüssigkeiten mit einer Lichtquelle (5) und einem Linsensystem (6) zur Erzeugung von paral­ lelem Licht (8), sowie einer Probenhalterung (2, 3) mit einer Meßküvette (4), die von dem parallelen Licht (8) durchstrahlt wird (Meßlicht) und einem Spektralphotometer (14) zur Analyse des Meßlichts, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (4) in der Probenhalterung (2, 3) zwischen zwei Plan­ spiegeln (9, 10) angeordnet ist, die einen Winkel von 0,5° bis 60°, vor­ zugsweise von 1° bis 10° einschließen, so daß die Küvette (4) in einem zickzackförmigen Lichtweg mehrfach durchstrahlt wird.

2. Transmissionsphotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (4) aus einem Reagenzglas besteht.