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Optischer Untersuchungsapparat für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft
einen optischen Untersuchungsapparat für Flüssigkeiten für direkten Vergleich eines
durch Axialdurchstrahlung oder Tvndallbestrahlung der Untersuchungsflüssigkeit erzeugten
Lichtfeldes mit einem gleichzeitig von derselben Lichtquelle erzeugten, von dem
Untersuchungsgut nicht beeinflußten Lichtfeld.
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Apparate dieser Art sind bekannt, bei welchen die Lichtquelle in einem
schwenkbaren Gehäuse angeordnet ist, so daß einmal die Strahlen von unten in axialer
Richtung oder von der Seite in Ouerrichtung durch das Untersuchungsgut geworfen
werden. Außer diesen beiden Bestrahlungsarten wird nun beim Apparat nach der Erfindung
noch eine dritte, nämlich die kombinierte Bestrahlung axial und von der Seite ermöglicht.
Und zwar kann bei dem neuen Apparat ohne Änderung an dem Untersuchungsgut und der
benutzten Lichtquelle eine große Zahl verschiedener Untersuchungen schnell nacheinander
vorgenommen werden, wie beispielsweise Feststellung der Lichtdurchlässigkeit, der
Absorption, der Reflexion, der Fluoreszenz und der Polarisation des Lichtes durch
die Flüssigkeit. Flüssigkeitstrübungen aus verschiedenen Ursachen können sehr wohl
ein vollkommen gleiches Ergebnis bei nur einer der vorgenannten Untersuchungen herbeiführen,
und erst eine zweite oder dritte Untersuchung nach einem zweiten, dritten oder anderen
Gesichtspunkt ergibt Klarheit, welche von den verschiedenen möglichen Ursachen die
im Spezialfall vorliegende tatsächliche Ursache der beobachteten Trübung ist. Diese
Aufgabe wird durch den vorliegenden Apparat in vollstem Maße gelöst.
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Gemäß der Erfindung ist der Behälter mit der Untersuchungsflüssigkeit
in einer lichtdicht abgeschlossenen Kammer mit zwei ständig gleichzeitig von der
Lichtquelle bestrahlten, aber durch Schieber schließbaren Fenstern für Tvndallbestrahlung
von der Seite, für Axialdurchstrahlung von unten und für gleichzeitige Tyndallbestrahlung
und .'£xialdurchstrahlung .angeordnet. Diese drei Bestrahlungsarten in Verbindung
mit an und für sich bekannten, auswechselbaren Lichtfiltern, Farbfiltern, Absorptionskeilen,
Nikolscheu Prismen und Polarisationsprismen, welche in die Lichtbüschelwege eingeschaltet
werden, ermöglichen eine große Anzahl der verschiedensten Untersuchungen bei Benutzung
derselben Lichtquelle und ohne Bewegung oder Handhabung desUntersuchungsgutes.
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In der Zeichnung ist ein senkrechter Längsschnitt durch den Apparat
dargestellt.
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Auf einer Grundplatte i befindet sich der Apparat mit dem Lampengehäuse
B. Durch eine senkrechte Rahmenplatte :2 wird eine Kammer 6 abgetrennt. In dieser
Kammer 6 befindet sich eine Stützplatte i i mit einer Bohrung zur Befestigung einer
Lichtverteilungsscheibe x. Über der Platte i i ist eine Platte 13 zur 'Unterstützung
des Behälters 32 angebracht, der zur Aufnahme der zu untersuchenden Flüssigkeit
dient. Unter der Platte i i ist eine bewegliche Abschlußplatte* angebracht. Von
dieser Platte wird ferner ein Reflektor 20 getragen. Der untere Teil der
Rahmenplatte
2 besitzt eine Öffnung2i. durch welche Licht von der Lampe auf den Reflektor fällt
und durch diesen nach oben durch die Öffnung der Platte i i reflektiert wird. In
den Behälter 32 ragt ein optischer Kolben 31, von einem Gewindering 29 gehalten,
der mittels eines Armes in senkrechter Richtung auf übliche `reise verstellbar gehalten
wird. Der Behälter 32 ist durchsichtig und auswechselbar. Er befindet sich in Deckung
mit den Öffnungen seiner Unterstützung 13 und der Platte i i und außerdem
in der Bewegungsbahn des optischen Kolbens 31, so daß letzterer in dem Behälter
gehoben und gesenkt werden kann zur Änderung der Flüssigkeitssäule, die sich zwischen
dem Boden des Behälters und dem Boden des Kolbens befindet.
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Die Rahmenplatte z ist weiterhin mit einer t iffnung 38 versehen,
die seitlich des Behälters 32 liegt. Diese Öffnung wird durch eine senkrecht verschiebbare
Abschlußplatte 39 eingestellt. Letztere ist auf übliche Weise verstellbar, und ihre
Einstellung kann an einer Skala abgelesen werden.
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Von der Rahmenplatte 2 erstreckt sich eine waagerechte Platte 3 mit
einer Bohrung -. zur Unterstützung eines Rahmens 5 i, der bezüglich der Öffnung
-. verschiebbar ist und heile trägt, von denen einer zur Zerstreuung und Abschwächung
des durchgeleiteten Lichtes dient, der andere ein normaler Absorptionskeil ist,
und zwar wird entweder der eine oder der andere Keil in das Lichtfeld gebracht.
Ein weiterer Rahmen dient zur Aufnahme passender Farbfilter.
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Die obere, vordere Wand des Apparates bildet eine senkrechte Platte
57, die zwei Öffnungen 58 und 59 besitzt. Mit der Rückseite der unteren Öffnung
liegt ein Prisma 6o in Deckung, das die Lichtstrahlen in das Augenstück oder Rohr
62 wirft. Mit dem hinteren Ende dieses Rohres 62 ist ein quer verschiebbarer Träger
64 verbunden, welcher einerseits eine Cffnung aufweist. andererseits eine drehbare
I-Iülse mit einem Nikolschen Prisma 66 trägt. Es kann entweder die Öffnung oder
das Nikolsche Prisma in die Bahn des Lichtstrahles gebracht werden. Durch einen
Hebel kann das Nikolsche Prisma um seine Längsachse gedreht werden. In dem Augenstück
62 sitzt vor dem Nikolschen Prisma ein Würfel 68 nach Lummer-Brodhun, durch welchen
Lichtstrahlen axial fortgeleitet werden. Die Linsen 69 stellen ein Teleskop kurzer
Brennweite dar, durch welches eine Ablesescheibe besichtigt werden kann.
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Die Rahmenplatte z besitzt noch eine dritte üffnung 70 ganz
an ihrem oberen Ende, «-elche in Linie mit der Öffnung 59 der Platte 7
liegt. In Deckung mit der Rückseite dieser 5 1 L' Öffnung befindet
sich ein Prisma 71, das die von einem Reflektor 73 kommenden Lichtstrahlen ablenkt.
Vor der Öffnung 7o befindet sich ein Rahmen 74 zur Aufnahme eines feststehenden
polarisierenden NikolschenPrismas 75 und in Linie damit und davor ein analysierendes
Nikolsches Prisma 76. Dieses Prisma kann um eine Längsachse gedreht «-erden. Zwischen
der Rahmenplatte 2 und dem Rahmen 7.1. ist ein Absorptionskeil 86 angeordnet. Ferner
ist ein Unterstützungsglied 84 für Farbschirme vorgesehen. Ein weiteres Prisma 8o
wirft die Lichtstrahlen auf den Lummer-Brodhun-Würfel 68.
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Beim Gebrauch des Apparates wird die zu untersuchende Flüssigkeit
in den Behälter 32 gebracht und Licht durch den Reflektor 2o nach oben geworfen,
oder die Flüssigkeit wird seitlich beleuchtet, oder beides. Zu gleicher Zeit wird
Licht von der Lampe auf den Reflektor 73 geworfen und weiter reflektiert, bis es
auf den Lummer-Brodhun-Würfel kommt, ein Vergleichsfeld bildend.
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Mit Hilfe des Apparates können verschiedene Meßmethoden für Flüssigkeiten
zur Feststellung der Trübung und Farbe ausgeführt werden, ohne die zu untersuchende
Flüssigkeit irgendwie zu bewegen.
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Wird der Apparat zur Messung der Konzentration einer trüben Flüssigkeit
verwendet, so wird die Abschlußplatte unter der Platte i i entfernt und die Öffnung
38 durch Platte 39 geschlossen. Es findet also eine bloße Axialdurchstrahlung der
Flüssigkeit statt. Die Konzentration der Flüssigkeit wird gemessen an der Verdunkelung
der Lichtstrahlen. Dabei wird der optische Kolben 31 so lange verschoben,
bis die Intensität des Vergleichsfeldes gleich ist der Intensität des Gegenstandsfeldes.
An der Skala des Kolbens wird das Maß der Verdunkelung abgelesen.
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Zur Berechnung der Größe und Form sowie anderer Eigenschaften der
die Flüssigkeit trübenden Teilchen wird die Tvndallstrahlenwirkung mit Polarisation
in waagerechter Ebene des durch das Gegenstandsfeld gehenden Lichtes gemessen. Dasselbe
Verfahren kann auch angewendet werden mit Polarisation in senkrechter Ebene des
durch das Gegenstandsfeld gehenden Lichtes. Diese Polarisationseffekte werden durch
Einstellung des Nikolschen Prismas 66 erhalten. Die Intensität des reflektierten
Lichtes des Vergleichsfeldes wird durch Drehung des Nikolschen Prismas kontrolliert.
Zur Ausführung dieses Verfahrens wird die Abschlußplatte geschlossen und die Tyndallbestrahlung
durch Heben und Senken der Platte 39 eingestellt. Durch Ablesen der verschiedenen
Skalen werden Meßresultate erhalten. Skalenablesungen, welche bei Anwendung von
in waagerechter Ebene polarisiertem Licht oder von in senkrechter
Ebene
polarisiertem Liebt erhalten werden, geben vergleichbare Aufschlußdaten. Für die
Bestimmung der Trübung, verursacht durch besonders feinkörnige Teilchen, eignet
sich die Messung der Konzentration ohne Polarisation des durchgehenden Lichtes.
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"Zur Messung der Dispersion wird gleichzeitig Axialdurchstrahlung
und Tvndallbestrahlung verwendet. Dieses Verfahren ist für sehr feine Bestimmungen
verwertbar,