DE618526C - Registrierendes Spektralphotometer - Google Patents

Registrierendes Spektralphotometer

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DE618526C
DE618526C DEH116767D DEH0116767D DE618526C DE 618526 C DE618526 C DE 618526C DE H116767 D DEH116767 D DE H116767D DE H0116767 D DEH0116767 D DE H0116767D DE 618526 C DE618526 C DE 618526C
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light
motor
adjustment
shaft
pen
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DEH116767D
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English (en)
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/42Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

  • Registrierendes Spektralphotometer Die Erfindung betrifft ein registrierendes Spektralphotometer, welches insbesondere zur vergleichenden Analyse von Farben geeignet ist und das Ergebnis völlig selbsttätig in Form von Kurven aufzeichnet.
  • Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden zwecks Vergleich des von einer Priifprobe (z. B. Färbungsprobe) ausgehenden Lichtes mit dem von einer Normalprobe ausgehenden Licht die beiden Lichtbüschel nach Ausblenden eines bestimmten Spektralbereiches in an sieh bekannter Weise abwechselnd .einer lichtelektrischen Vorrichtung zugeführt und der zufolge ungleicher Lichtintensität entstehende pulsierende Strom derart zu der an sich ebenfalls bekannten Abgleichung der beiden Lichtintensitäten und zur Registrierung dieser Abgleichung benutzt, daß er einen Motor steuert, welcher die Abgleichvorrichtung (z. B. eine veränderliche Blende) und, den Schreibstift der Registriervorrichtung antreibt und der bei Aufhören der Pulsationen zufolge der erzielten Abgleichung stillsteht sowie einen zweiten Motor steuert, der mit dem ersten zusammenwirkt und Mittel antreibt, durch welche die Zelle einem neuen Spektralbereich ausgesetzt und auch die Registriertrommel gedreht wird, so daß durch die erneute Störung der Abgleichung der erste Motor durch den erneut pulsierenden Zellenstrom wieder in Gang gesetzt wird.
  • Die wiederholte Inbetriebsetzung des zweiten Motors kann erfindungsgemäß dadurch selbsttätig herbeigeführt werden, daß mit dem Schreibstift ein doppelpoliger Schleppkontakt verbunden ist, welcher während der Schleppbewegung geschlossen ist und dadurch den Stromkreis des Antriebsmotors offen hält und die Schließung erst dann gestattet, wenn zufolge der Trägheit der bewegten Teile und einer geringen Überschreitung der Abgleichung eine geringe Umkehrbewegung und mithin Öffnung des Schleppkontaktes stattgefunden hat.
  • Die Breite der auszumessenden Spektralbereiche läßt sich in einfacher Weise dadurch regeln, da,ß erfindungsgemäß der Luftspalt des Schleppkontaktes einstellbar ist. Zur selbsttätigen Begrenzung der Schreibstiftbewegungen sind erfindungsgemäß an beiden Enden der Sehreibstiftbahn Sicherheitsschalter angeordnet, welche in den Stromkreis des Antriebsmotors eingeschaltet sind und bei Berührung mit dem Schreibstift diesen Stromkreis unterbrechen. Zwecks Korrektur des mit der Wellenlänge veränderlichen Reflektionsvermögens einer die abwechselnde. Zuführung der beiden Lichtbüschel bewirkenden Flimmerscheibe ist erfindungsgemäß in den Strahlengang eine verstellbare Blende eingeschaltet, deren Antrieb durch den nämlichen Motor erfolgt; welcher die schrittweise Verschiebung, der - lichtelektrischen Vorrichtung längs des Spektrums bewirkt. Zur selbsttätigen Stillsetzung der Vorrichtung nach beendeter Messung ist erfindungsgemäß auf der Antriebswelle für die Schreibtrommel ein Schalter gelagert, welcher nach Vollführung einer ganzen Trommelumdrehung die Unterbrechung der Antriebsmore bewirkt.
  • Es 'sind bereits Spektralphotometer und auch Vorrichtungen zur registrierenden Feststellung der zeitlichen Änderung der Absorption von insbesondere Farbstofflösungen bekannt. Ferner sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen die vergleichende Photometrie mittels einer abwechselnd belichteten lichtelektrischen Zelle und einem Galvanometer als Nullinstrument durchgeführt wird. Keine dieser bekannten Vorrichtungen ist jedoch zur Durchführung einer schnellen und vollständigen Farbmessung unter selbsttätiger Aufzeichnung des Ergebnisses geeignet.
  • Durch die bestimmte Kombination gemäß der Erfindung wurde erstmalig ein registrierender vergleichender Farbmesser ermöglicht, der das Ergebnis in Form von leichtverständlichen- Kurven in der überraschend kurzen Zeit von weniger als i Minute selbsttätig liefert und der auch durch ungelernte Hilfskräfte benutzt werden kann, was für die Zwecke der Technik von besonderer Bedeutung ist.
  • In der Zeichnung ist ein registrierendes Spektralphotometer gemäß der Erfindung veranschaulicht.
  • Abb. i stellt schematisch einen Grundriß der Anordnung dar, wobei gewisse Teile hinweggebrochen sind, und aus welchem auch die Schaltungen ersichtlich sind.
  • Abb. a gibt in vergrößertem Maßstäbe ein Schaltungsschema -der Verstärkeranordnung. Abb. 3 ist ein senkrechter Teilschnitt nach Linie 3-3 von Abb. i.
  • Abb.4 veranschaulicht einen ähnlichen Schnitt nach Linie 4-4 von Abb. 3, Abb. 5 eine Teilansicht der Blendevorrichtung für das von der Vergleichsprobe stammende Licht, Abb. 5a eine hierzu senkrechte Ansicht, Abb. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 von Abb. i in -vergrößertem Maßstäbe, aus welchem Einzelheiten des Stromgleichrichters erkennbar sind, Abb. 7 einen Schnitt von Abb. i in vergrößertem Maßstäbe, welcher die Flimmerscheibe veranschaulicht, Abb.8 schließlich ein Diagramm, wie es selbsttätig von der Vorrichtung- aufgezeichnet wird. Auf der Grundplatte i ist eire Lichtquelle 2 angeordnet, vorzugsweise eine Glühlampe mit flachem Glühkörper 3. Auf der einen Seite der Lampe 2 ist ein Halter 4. für die Normalprobe vorgesehen. Der Halter ist vorzugsweise mit einer Blende 5 versehen, durch deren Öffnung die vorzugsweise flache Oberfläche 6 der Normalprobe 7 dem von der Lampe .2 kommenden Licht dargeboten wird. Für Farbenvergleichsmessungen erwies sich ein Block aus Magnesiumcarbonat als Normalprobe besonders geeignet, da dieser sehr reines. weißes Licht reflektiert.
  • Auf der anderen Seite der Lampe?, vorzugsweise in der nämlichen Entfernung von dieser, ist ein zweiter Halter 4a angeordnet, welcher ebenfalls eine Blende 5a' aufweist, durch deren Öffnung die flache Oberfläche 8 der zu prüfenden Probe 9 dem Licht dargeboten wird.
  • Zwischen Lampe und. Halter 4 wird vorzugsweise ein Satz von Kondensorlinsen 1o eingeschaltet, desgleichen zwischen die Lampe :2 und den Halter 4a. Um eine Erwärmung der Proben zu verhindern, ist in den Gang der Lichtstrahlen zu beiden Seiten der Lampe j e eine Kühlküvette i?, bzw. 13 eingeschaltet.
  • In den Strahlengang sind ferner zwischen Lampe und Halter 4 bzw. 4a Blenden 14 bzw. 15 eingeschaltet, vermittels welcher mehr oder weniger Licht von der Lampe abgeblendet werden kann zwecks Einstellung der auf die Normal- bzw. Prüfprobe fallendeyl Lichtmenge.
  • In den Abb. 5 und 5a ist eine Ausbildungsform einer solchen Blende 14 dargestellt; die Blende 15 kann von ähnlicher Bauart sein. Die Blende 14 besteht aus einem Paar von kreisförmigen Platten 14.9 und 14b. Jede der Platten ist vorzugsweise abwechselnd: mit durchlässigen und undurchlässigen Quadranten versehen. Die durchlässigen Ouadranten können vorzugsweise durch Ausstanzen der Platten unter Bildung von Öffnungen 16 hergestellt sein, die mit den nicht ausgestanzten Quadranten abwechesln. Durch gegenseitige Verdrehung der Platten um ihre gemeinsame Achse- können die offenen Quadranten in Deckung gebracht werden, so daß ein Maximum an Licht hindurchgelassen wird, während bei entsprechender gegenseitiger Einstellung der Platten die so geschaffene Blendenöffnung verkleinert werden kann, bis sie sich gewünschtenfalls vollkommen schließt.
  • Wie aus Abb. 5 ersichtlich, ist der Rand der Scheibe 14a mit einer Zahnung 17 versehen, die in eine Schnecke oder in ein. Zahnrad 18 auf- Welle i9 eingreift, welche in' geeignetem Lager auf der Grundplatte i gelagert ist. Die Hilfsmittel zur Drehung dieser Welle werden in nachstehendem noch genauer beschrieben. Die bewegliche Scheibe der Blende 15 ist mit einem Arm oder anderen Hilfsmitteln versehen, welche mit einer Nockenscheibe 2o in Berührung stehen, die auf einer Welle 2i sitzt, welche durch später zu beschreibende Hilfsmittel gedreht werden kann. Durch geeignete Gestaltung der Nockenscheibe 2o kann die Blende 15 beliebig verengt oder erweitert werden, und zwar mit so veränderlicher Geschwindigkeit, wie es wünschenswert ist entsprechend dem mit der Wellenlänge des Lichtes veränderlichen Reflexionsvermögen der Flimmerscheibe., In geeigneten Lagern der Grundplatte i ist eine drehbare Welle 22 gelagert, und zwar im wesentlichen parallel zu -den optischen Achsen der Kondensorlinsen io und ii, also im wesentlichen senkrecht zu den reflektierenden Flächen 6 und 8 der Normal- bzw. Prüfprobe. Die Welle 22 ist vorzugsweise mit einem Zahnrad 23 versehen, welches in das Zahnrad eines Elektromotors 24 eingreift, der aus dem Netz 25, 26 gespeist wird.
  • Die Welle 22 trägt eine Flimmervorrichtung 27, welche vorzugsweise aus einer Glasscheibe besteht mit abwechselnd durchlässigen Quadranten 28 und reflektierenden Quadranten 29 (Abb. 7). Die reflektierenden Flä chen der letzteren sind gegen das von der Prüfprobe 9 kommende Licht gerichtet, und die Ebene der Scheibe bildet im wesentlichen gleiche Winkel mit den Lichtstrahlen Bi und $2, welche von den Flächen 6 bzw. 8 der Normalprobe 7 bzw. der Prüfprobe 9 ausgehen. Um diese Lichtstrahlen genau zu richten, werden vorzugsweise die Linsen 30 und 31 in den Strahlengang eingeschaltet. Wie aus Abb. i ersichtlich ist, verläuft der Lichtstrahl BI des von der Normalprobe 7 reflektierten Lichtes. durch die Linse 30 und durch die durchlässigen Sektoren 28 der Flimmerscheibe 27 und sodann durch einen engen Spalt 33 einer Blende 32, welche auf der einen Seite der Flimrnerscheibe angeordnet ist. Der Strahl B', welcher von der Prüfprobe 9 reflektiert wird, trifft durch die Linse 31 hindurch auf die reflektierenden Sektoren 29 der Flimmerscheibe 27 und wird von diesen derart reflektiert; daß er längs des nämlichen Weges L wie der Lichtstrahl BI verläuft und durch den Spalt 33 hindurchtritt. Die Umdrehung der Welle 22 mit der Scheibe 27 bewirkt, daß abwechselnd Licht von der Normal- bzw. Prüfprobe durch den Schlitz 33 längs des Weges L hindurchtritt. Die Wechselzahl ist vergleichsweise hoch, z. B. von. der Größenordnung 2o Wechsel je Sekunde. Diese abwechselnden Lichtbüschel verlaufen sodann durch Linse 35, Prisma 34 und Linse 36 unter Bildung eines breiten Spektralbandes S. dessen violettes Ende bei V und dessen rotes Ende bei R liegt. Parallel zum Spektralband ist eine Gleitschiene 37 in geeigneten Lagern angeordnet. Diese Schiene trägt eine Blende 37a, .welche mit einem geeigneten Spalt 38 versehen ist. Mit dieser Blende 37a ist vorzugsweise das eine Ende eines Quarzstabes oder -rohres 39 derart verbunden, daß das Ende dieses Stabes, oder Rohres dein Spalt 38 dargeboten wird. Der Quarzstab 39 ist in einem Drehlager 39a gelagert, so daß er der Bewegung der Gleitschiene folgen kann; das freie Ende des Quarzstabes 39 ist gegen das Fenster einer photoelektrischen Zelle 4o gerichtet. Während es vorgezogen wird, einen Quarzstab zur Leitung des Lichtes von der Blende nach der Photozelle hin zu verwenden, kann auch eine Reihe von Spiegelei benutzt werden, oder es kann die Photozelle unmittelbar auf der Gleitschiene angebracht werden, so daß sie zusammen mit der Blende 38 wandert. Es kann ferner an Stelle der photoelektrischen Zelle irgendeine andere ähnlich wirkende- Vorrichtung benutzt werden, wenn auch die erstere vorgezogen wird.
  • Die photoelektrische Zelle 4o ist in ein geeignetes Gehäuse 41 eingeschlossen, welches in Form eines Käfigs ausgebildet ist, um die Zelle gegen elektrische Störungen. zu schützen, Da die Stromstärke in solchen Zellen äußerst gering ist, z. B. von der Größenordnung von io-1° Amp., können diese Ströme weder für Beobachtungszwecke noch zur Betätigung von mechanischen Vorrichtungen benutzt werden, so daß eine Verstärkung notwendig ist. Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, sind drei Verstärkerstufen A', A2 und A3 vorgesehen, und zwar in Form von Elektronenröhren oder ähnlichen Einrichtungen in Verbindung mit geeigneten Stromkreisen, welche den Erfordernissen entsprechend eingerichtet sein können, wobei Kondensatoren Cl, C2, C3 und C4 verwendet werden. Der von der letzten Verstärkerstufe kommende Strom wird durch die Leitungen 43 und 44 nach einem Gleichrichter 45 geleitet, der auf Welle 22 gelagert ist, so daß er synchron mit der Flimmerscheibe 27 umläuft.
  • Der Gleichrichter (Abb.6) besteht vorzugsweise aus einem Träger mit isolierten Leitersegmenten 46 und 47, auf welchen die Bürsteh48, 49,. 5o und 5i schleifen. Die Bürsten 48 und 50 sind mit den Leitungen 43 bzw. 44 verbunden, während die Bürsten 49 und 51 mit den Leitungen 52 bzw. 53 in Verbindung stehen, die zu den Anschlußklemmen eines Gleichstromgalvanometerrelais, G führen. Gemäß der Bewegung des Galvanometerkontaktes wird durch die Leitungen 54 und 55 oder durch die Leitungen 54 und 57 ein Stromkreis geschlossen. Die Leitung 54 ist. mit einer geeigneten Stromquelle verbunden, z. B. mit der Batterie B3. Die Leitung 57 ist durch einen Draht 57' mit dem einen Ende der Magnetwicklung 58 eines Relais R2 verbunden. Das andere Ende der Magnetwicklung 58 ist durch einen Draht 59 mit der Batterie B3 verbunden. Der Draht 59 ist ferner mit dem einen Ende der Magnetspule 69 eines zweiten Relais R3 verbunden. Das andere Ende der Magnetspule 69 ist durch den Draht 67 mit der Leitung 55 verbunden.
  • Das eine Ende der Magnetspule 56 eines dritten Relais R1 ist mit der Leitung 59 verbunden und das andere Ende durch den Draht 6o mit dem einen Kontakt eines Tasters 61. Der andere Kontakt des Tasters 6i ist über die Leitungen 62 und '63 mit einem Schalter 64 verbunden, welcher eine isolierte Scheibe' mit einem Metallsegment in einem Teil seines Umfanges aufweist und der auf einer Welle 65 gelagert ist, die ihrerseits auf der Grundplatte i in Lagern ruht. Ein Draht 66 läuft von diesem Schalter zuf Leitung 55. Die Drähte 63b und 63@ führen von dem nämlichen Schalter 64 zu den Leitungen 54 bzw. 57.
  • Auf der Grundplatte i ist ein Elektromotor Mi gelagert, dessen Klemmen durch Drähte 7o und 71 mit dem Relais R1 verbunden sind. - Dieses Relais besteht aus einem feststehenden Kontakt 72 und einem beweglichen Kontakt 73, welch letzterer von dem Magnet 56 gesteuert wird. Das Relais R1 steuert den Strom, welcher aus dem Netz 72a, 73a zum Motor Ml fließt. Ein umsteuerbarer Elektromotor M2 ist ebenfalls auf der Grundplatte i gelagert. Die Feldwicklung dieses Motors ist durch eine Leitung 74 mit dem beweglichen Kontakt 75 des Relais R2 verbunden. Der feststehende Kontakt 79 dieses Relais ist an das Netz durch Leitung 25 angeschlossen, welche ebenfalls mit dem einen festen Kontakt 8o des Relais R3 verbunden ist. Das andere Ende der Feldwicklung des Motors 1V12 ist durch die Leitung 77 mitdem beweglichen Kontakt 78 des Relais` R3 verbunden. Das eine Ende des Ankers von Motor M2 ist durch einen Draht 76 mit der Netzleitung 26 verbunden, während das andere Ende der Ankerwicklung durch einen Draht 76a mit den Unterbrechern 103 und 104 in Verbindung steht. Eine Leitung 76b verbindet den anderen .festen Kontakt 76c des Relais R3 mit dem Unterbrecher 104.
  • Die Leitung 76e verbindet den festen Kontakt 76f des Relais R2 mit dem Unterbrecher 103.
  • Auf der Welle 65, welche den Schalter 64 trägt, ist auch eine Nockenscheibe 81 befestigt, gegen welche eine Rolle 82 anliegt, die in einem Arm 63 gelagert ist, der mit der Gleitschiene 37 in Verbindung steht. Die Rolle 82 wird gegen die Nockenscheibe 81 vermittels der Federn 84 dauernd angepreßt. Bei Umdrehung der Welle wird die Schiene 37 in ihrer Führung bewegt, wodurch die Blende 38 längs des Spektralbandes S verschoben wird, so daß die Photozelle 40 fortschreitend mit Licht veränderlicher Wellenlänge bestrahlt wird.
  • Die Welle 65 trägt ferner eine Trommel 85, welche einen Wachszylinder oder ein Blatt Papier zwecks Registrierung tragen kann. Die Welle 65 ist mit einem Zahnrad 86 versehen, welches mit einem Schneckenrad auf der Welle 87 kämmt, die ihrerseits ein Zahnrad 88 trägt, welches mit einem Zahnrad 89 auf der Welle des Motors Ml in Eingriff steht.
  • Die Welle 65 trägt ferner geeignete Antriebsmittel 9o zur Drehung einer Welle 91, welche vermittels geeigneter Zahnräder 92 zur Drehung der Welle 21 dient, auf welcher die Nockenscheibe 2o für die Blende 15 gelagert ist.
  • Die Welle i9, welche die Hilfsmittel zur Einstellung der Blende 14 trägt, ist mit einem Zahnrad 95 versehen, welches, mit einem Zahnrad 96 auf der Welle des Motors M= kämmt, so daß in Übereinstimmung mit der Drehrichtung von Motor M-2 die Welle i 9 von der einen nach der anderen Richtung gedreht wird und so die Blende 14 öffnet oder schließt.
  • Die Welle 19 ist auf ihrer linken Seite als Schraubenspindel 97 ausgebildet, die in eine Wandermutter 98 eingreift, welche einen Teil des Schlittens 98a bildet, auf dem oberhalb der Zylinderfläche von Trommel 85 ein Hebel 99 mit Schreibstift ioo gelagert ist, welcher jener Zylinderfläche zwecks Registrierung zugeordnet ist. Der Schlitten ist _ nach rückwärts mit einer Verlängerung versehen, in deren Schlitz io2 ein Metallführungsstab ioi eingreift, der isoliert auf der Grundplatte i gelagert ist. Der Stab ioi trägt vorzugsweise die Unterbrecher 103 und 104, welche gegenüber beiden Trommelenden angeordnet sind. Diese Unterbrecher'sind in den Stromkreis des Motors M2 eingeschaltet. Jeder Unterbrecher besteht aus normalerweise sich berührenden Kontakten, deren einer beweglich ist und derart in der Bahn eines Stabes 105 des Schlittens angeordnet ist, daß bei Annäherung desselben an eines der Trommelenden der Stab io5 den entsprechenden Kontakt berührt und so den Motorstromkreis 1V12 unterbricht, so daß eine selbsttätige Ausschaltung der Schlittenbewegung erfolgt. Der Schlitten trägt ferner eine Schleppkontaktvorrichtung io6, welche in leitender Verbindung mit dem Stab ioi steht und zwischen einem festen Kontakt 107 und einem einstellbaren Kontakt io8 angeordnet ist, der auf dem metallischen Gleitblock iog befestigt ist, welcher vermittels eines Stabes iio in isolierenden Lagern auf der Grundplatte i ruht (Abb. 4).
  • Der Stab io.i ist durch einen Draht io6a mit der Leitung 6:2 und der Stab iio mit seinen Kontakten 107 bzw. 1o8 durch die Leitungen 63a und 63b mit dem Stromkreis des Relais R' verbunden, so daß stets bei Berührung des Schleppkontaktes io6 mit einem der Kontakte 107, io8 der Magnet 56 erregt und der Stromkreis des Motors Ml unterbrochen wird. Auf diese Art wird bei Bewegung des Schlittens in der einen oder anderen Richtung Berührung von Schleppkontakt io6 mit einem der Kontakte io7 oder io8 der Trommelmotor M' stillgesetzt, während der Motor M2 sich weiterdreht, um die Blende 14 zu betätigen zwecks Angleichung der von dem Standard bzw. der Prüfprobe ausgehenden Lichtmengen. Währenddessen bewegt sich der Schreiber ioo längs einer Erzeugenden der Zylinderfläche, während der Gleitblock iog durch den Kontakt io6 längs verschoben wird. Die Geschwindigkeit der bewegten; Teile ist derart, daß bei Erreichung des Gleichgewichts und nach Ausschaltung des Motors M2 die Blende zufolge der Tätigkeit der bewegten Teile gerade etwas über den Gleichgewichtspunkt hinaus verschoben, wird, wodurch eine geringe Umkehr bewirkt wird, die hinreichend ist, um den Kontakt zwischen dem Glied io6 und dem Block iog zu unterbrechen. Zur Abstimmung der Trägheit der bewegten Teile dient eine auf Welle i9 sitzende Bremsscheibe; auf welcher ein Bremsband 122 unter dem Zug der regelbaren Feder 124 aufliegt. Nunmehr wird der Motor M' und auch die Trommel wieder in Drehung versetzt, während der Spalt 38 in ein neues Spektralbereich verschoben wird, worauf sich die Ausgleiohsbewegungen wiederholen.
  • Beim Betrieb der Vorrichtung ist, wie bereits erwähnt, die Normalprobe 7, welche gewöhnlich aus einem Block von Magnesiumcarbonat mit glatter und ebener Fläche 6 besteht, in dem Halter 4 gelagert, während die zu prüfende Probe im Halter 4a gelagert ist, derart, daß sie mit ihrer Oberfläche 8 durch die Öffnung der Blende 5a dargeboten wird.
  • Nunmehr wird die Lampe eingeschaltet, so daß ihr. Licht nach entgegengesetzten Richtungen durch die Kondensorlinsen io und ii fällt und die Normalprobe 7 bzw. die Prüfprobe g beleuchtet. Das von den Oberflächen 6 und 8 reflektierte Licht fällt durch die Linsen 30 bzw. 31 und wird infolge der Umdrehung der Flimmerscheibe 27 in Form abwechselnder Lichtblitze längs Linie L durch die Linse 35 zum Prisma 34 geleitet. Das Prisma zerstreut das Licht, welches durch die Linse 36 hindurchtritt und das Spektralband S bildet. Es wird angenommen, daß der Schlitten 37 sich in der in Abb. i gezeigten Lage befindet, wo der Spalt 38 sich am roten Ende des Spektrums befindet, und daß die Blenden 14 und 15 so eingestellt sind, daß von der Normalprobe 7 ein größerer Betrag an rotem Licht reflektiert wird als von der Prüfprobe g. Mithin wird die photoelektrische Zelle 4o abwechselnden Energieschwankungen unterworfen werden, so daß ein pulsierender Strom entsteht. Dieser Strom wird durch den Verstärkerstromkreis verstärkt und durch den Gleichrichter 45 gleichgerichtet, worauf er dem Galvanometer G zugeleitet wird. In Übereinstimmung mit der augenblicklichen Richtung des Stromes fließt ein Strom entweder durch die Leitungen 54 und 55 oder durch die Leitungen 54 und 57. Angenommen, der Stromfluß findet durch die Leitungen 54 und 57 statt, dann wird der Magnet R2 erregt und bewegt. den Kontakt 75 gegen den Kontakt 79, wodurch ein Stromkreis durch Motor M2 geschlossen wird, derart, daß Welle 17 so gedreht wird, daß Blende 14 sich allmählich schließt. Diese Bewegung dauert so lange an, bis so viel Licht von der Normalprobe 7 abgeblendet wird, daß das von ihr reflektierte rote Licht keine größere Intensität aufweist als das von der Prüfprobe g reflektierte rote Licht. Wenn dies erreicht ist, werden die auf die photoelektrische Zelle auftreffenden Lichtblitze im wesentlichen gleiche Intensität aufweisen, so daß der dort erzeugte Strom gleichmäßig und die Verstärkervorrichtung unwirksam wird. Das Galvanometer G bewegt sich sodann in seine Nullage, worauf der Magnet 58 und mithin auch der Stromkreis durch den Motor M2 ausgeschaltet wird, so daß die Welle i g und die Blende 14 stehenbleiben.
  • Bei Beginn der genannten Folge von Vorgängen war der bewegliche Kontakt 73 von Relais R' in Berührung mit' Kontakt 72, wodurch der Stromkreis für den Antriebsmotor M' der Trommel geschlossen wurde. Weiin aus irgendeinem Grunde der Magnet 56 zu Beginn des Vorganges erregt war und so den Stromkreis geöffnet hielt, kann er durch Betätigung des- Tasters 61 unterbrochen werden, um eine Schließung des Motorstromkreises zu gestatten.
  • Da die Umdrehung der Welle i9 eine Verschiebung des Schlittens 98a längs der Trommel bewirkt, beginnt der Schreiber ioo unmittelbar auf dieser zu schreiben, und -zwar so lange, wie der Schlitten bewegt wird. Bei Einstellung der Blende 14 ' zwecks Angleichung der vom Standard. bzw. der Prüfprobe ausgehenden Lichtmengen verursacht die Trägheit der bewegten Teile, daß eine Wiederangleichung und ein erneutes Anlassen des. Motors Ml stattfindet, wodurch die Nokkenscheibe 81 betätigt wird und der Schlitz in einen neuen Spektralbereich einrückt. In diesem Bereich kann die von der Normal-bzw. der Prüfprobe aus reflektierte Lichtenergie wiederum verschieden sein; dann wird die photoelektrische Zelle unmittelbar wieder wirksam, entweder unter erneuter Erregung von Relais .R2 oder in Übereinstimmung mit einer verschiedenen Anzeige des Galvanometers unter Erregung von Relais R3. Im ersteren Falle wird der Motor 2,12 in der nämlichen Drehrichtung angelassen werden wie vorher, während im letzteren Falle die Drehrichtung umgekehrt wird, wodurch der Schlitten mit dem Schreiber ioo ebenfalls in entgegengesetzter Richtung bewegt wird. Gleichzeitig wird die Blende 14 in der entsprechenden Richtung -verschoben, entweder um die von der Normalprobe kommende Lichtmenge zu verringern oder zu erhöhen.
  • Während der obengenannten Operationen kann die Blende 15 durch die Nockenscheibe 20 so eingestellt sein, daß die von der Prüfprobe empfangene Lichtmenge in einem vorbestimmten Verhältnis geändert wird (in Übereinstimmung mit der Stellung der Blende 38 längs des Spektralbandes), und zwar um das wechselnde Reflektionsvermögen der reflektierenden Oberflächen der Flimmerscheibe 27 bei verschiedenen Wellenlängen zu kompensieren. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt der Schlitten das . eine oder andere Trommelende erreichen sollte, wird durch den Unterbrecher io5 der Stromkreis für den Motor l612 bei 103 oder 104 unterbrochen, so daß der Schreiber nicht über das Ende der Trommel hinausgleiten kann. Ferner wird nach jeder vollständigen Umdrehung der Welle 65 der Schalter 64 selbsttätig Stromkreise schließen, welelie bewirken, daß das Relais R' den Stromkreis durch Motor 1111 öffnet, und welche ferner bewirken, da.ß eines der beiden Relais R2 und R3 den Motorstro.nkreis l112 unterbricht, so daß beide Motore stehenbleiben.
  • In Abb. 8 ist ein mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung gewonnenes Diagramm veranschaulicht, und, zwar zeigt es das Reflexionsvermögen einer gelben und einer blauen Prüfprobe über den ganzen Spektralbereich.
  • Es ist klar, daß zahlreiche Abänderungen der verwendeten Hilfselemente und ihrer Anordnung möglich sind. So können z. B. aie Elektromotoren durchDruckluftmotoren ersetzt sein, was untergewissen Umständen insofern von Vorteil ist, als derartige Motoren käme Störungen für die photoelektrische Zelle bewirken können. Ferner können die Blenden 14 und 15 auch -in den Strahlengang des reflektierten Lichtes B' und B= eingeschaltet sein, und beide oder eine dieser Blenden kann zum Ausgleich der Lichtintensitäten bewegt werden. An Stelle des Prismas 34 können andere Zerlegungsmittel, z. B. ein Gitter, verwendet werden, wie auch die photoelektrische Zelle 4o und der Verstärkerstromkreis durch äquivalente Mittel ersetzt sein können.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE. i. Registrierendes Spektralphotometer, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vergleichs des von einer Prüfprobe (z. B. Färbungsprobe) ausgehenden Lichtes mit dem von einer Normalprobe ausgehenden Licht die beiden Lichtbüschel nach Ausblenden eines 'bestirninten Spektralbereiches abwechselnd einer lichtelektrischen Vorri,htung zugeführt werden, wobei der zufolge ungleicher Lichtintensität entstehende pulsierende Strom dadurch zur Abgleichung der beiden Lichtintensitäten und Registrierung dieser Abgleichung dient, daß er einen Motor (M2) steuert, welcher die Abgleichvorrichtung, z. B. veränderliche Blöde (1q,), und den Schreibstift (98a, ioo) der Registriervorrichtung antreibt und der bei Aufhören der Pulsationen zufolge der erzielten Abgleichung stillsteht, und- einen zweiten Motor (Ml), der mit dem ersten zusammenwirkt und Mittel antreibt, durch welche die Zelle einem neuen Spektralbereich ausgesetzt und auch die Registriertrommel gedreht wird, so daß durch die erneute Störung der Abgleichung der erste Motor durch den erneut pulsierenden Zellenstrom wieder in Gang gesetzt wird.
  2. 2. Registrierendes Spektralphotometer nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet. daß mit dem Schreibstift (98a) ein doppelpoliger Schleppkontakt (IoÖ-io9, Abb.4) verbunden ist, welcher während der Schleppbewegung geschlossen ist und dadurch den Stromkreis des Antriebsmotor s (Mi) offen hält und die Schließung erst dann gestattet, wenn zufolge der Trägheit der bewegten Teile (Motor M2, Vorgelege 96, 95, Welle s9) und einer geringen Überschreitung der Abgleichung eine geringe Umkehrbewegung und mithin Öffnung des Schleppkontaktes stattgefunden hat.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt des Schleppkontaktes einstellbar ist (Stellschraube zoß,. Abb. 4).
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Schreibstiftbahn Sicherheitsschalter (1o3, 104) angeordnet sind, welche in den Stromkreis des Antriebsmotors (Ml) eingeschaltet sind und bei Berührung mit dem Schreibstift diesen Stromkreis unterbrechen und mithin die Schreibstiftbewegung begrenzen.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Korrektur des mit der Wellenlänge veränderlichen. Reflexionsvermögens einer die beiden Lichtbüschel abwechselnd reflektierenden bzw. durchlassenden Flimmerscheibe (z7) in den Strahlengang des Lichtes eine verstellbare Blende (z5) eingeschaltet ist, deren Antrieb durch den nämlichen Motor (11N) erfolgt, welcher die schrittweise Verschiebung der lichtelektrischen Vorrichtung (38-4o) längs des Spektrums (S) bewirkt. 6.. Vorrichtung nach Anspruch r bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (65) für die Schreibtrommel (85) ein Schalter (64) gelagert ist, welcher nach Vollführung einer ganzen Trommelumdrehung die Beendigung der Messung durch Unterbrechung der Antriebsmotoren (Ml und M2) bewirkt.
DEH116767D 1927-06-01 1928-06-01 Registrierendes Spektralphotometer Expired DE618526C (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE760656C (de) * 1940-09-05 1953-06-08 Siemens & Halske A G Lichtelektrische Mess- und Pruefeinrichtung

Cited By (1)

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DE760656C (de) * 1940-09-05 1953-06-08 Siemens & Halske A G Lichtelektrische Mess- und Pruefeinrichtung

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