DE656389C

DE656389C - Lichtelektrischer Polarisationsapparat

Info

Publication number: DE656389C
Application number: DEL85780D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-04-26
Filing date: 1934-04-26
Publication date: 1938-02-08

Description

Lichtelektrischer Polarisationsapparat Die vorliegende Erfindung betrifft einen lichtelektrischen Polarisationsapparat mit Lichtquelle, Polarisator, Kondensor, Analysator, Photozelle und einem den Photostrom messenden Instrument.
Es sind lichtelektrische Polarisationsapparate bekannt, bei denen, um den Einfluß der Absorption und Trübung der Substanz auf den 1VIeßwert auszuschalten, zwei Photozellen angeordnet sind, von denen die eine die durch Polarisation, Absorption und Streuung gelinderte Strahlung und die andere die durch Absorption und Streuung allein geschwächte Strahlung mißt. Hierbei sind zwei Zellen und zwei Substanzmengen erforderlich. Die Messung des Polarisationsgrades erfolgt durch Drehen des Analysators.
Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Vereinfachung lichtelektrischer Polarisationsapparate, derart, daß nur eine Substanzprobe und eine Zelle erforderlich sind und der lleßwert an dem elektrischen 1Ießgerät direkt ablesbar wird.
Erfindungsgemäß ist der Polarisator oder Analvsator gegen eine niclltpolarisierciidc Lichtschwächungseinrichtung auswechselbar. Diese Lichtschwächungseinrichtung, wie z. B, ein. Graufilter oder eine die Apertur der Strahlung begrenzende Blende, ist so bemessen, daß der Photostrom beim Wechseln von Polarisator und dieser nichtpolarisierenden Lichtschwächungseinrichtung ungeändert bleibt. Wird nun bei ausgeschaltetem . Polarisator und eingeschalteter nichtpolarisierender Lichtschwä chungseinrichtung, d. h. in natürlichem Licht, für die zu messende Substanz durch eine Regeleinrichtung der Photostrom oder die Empfindlichkeit des den Photostrom messenden Instrumentes so geregelt, daß der Zeigerausschlag auf einen Wert eingestellt wird, der dem Kreuzungswinkel der Polarisationsprismen entspricht, so ist damit der Einfluß der Zellenempfindlichkeit, Intensität der Strahlung und Lichtabsorption der Substanz ausgeschaltet. Bei Einschaltung des Polarisators ändert sich nunmehr der Photostrom um einen Betrag, welcher nur von der Drehung der Substanz abhängt. Eicht man das den Photostrom anzeigende hTeßinstruinent -nach der Kosinusquadratbeziehung, so kann der Drehungswinkel oder ein entsprechender Wert, wie Eiweißgehalt oder Ventskegrad, unmittelbar abgelesen werden. Erfindungsgemäß soll zur Erzielung einer möglichst großen Meßgenauigkeit der Kreuzungswinkel der Polarisationsprismen kleiner als qo@ sein und vorzugsweise .15" betragen. Ist der Kreuzungswinkel cgo und wird durch eine optisch aktive Substanz die Polarisationsehen,-beispielsweise um 5' gedreht, so ändert sich die Intensität der durchgelassenen Strahlung entsprechend der Kosinusquadratbeziehung nur u111 1,5'o. bei einem Kreuzutisivittkcl von .15 dtigegen um i;,4@'o. Es läßt sich rechnerisch leicht nachweisen, daß die Änderung der Intensität mit dem Polarisationswinkel bei Krcuzungs@vinkel ihr Maximum erreicht hat und fast zwölfmal so groß ist wie bei go°. her zneite hifferential(Iuotient d" -- 2 cos 2 (p ergibt ein Maximum für cp = 45', Ist der Kreuzungswinkel 45°, so würde eine rechts oder links drehende Substanz die Intensität der polarisierten Strahlung vergrößern oder verkleinern. Für eine optisch inaktive Substanz müßte daher der Zeiger des den Photostrom anzeigenden Instrumentes auf Skalenmitte gestellt werden. Rechts und links hiervon werden dann je 4.5° ablesbar, entsprechend einer Rechts- oder Linksdrehung. Erfindungsgemäß soll nun der Analysator um den gleichen Winkel beiderseitig von der Hauptachse umklappbar sein, d. h. im vorstehenden Fall um 9ö°; so daß durch die optisch aktive Substanz stets eine Verringerung des Photostromes bewirkt wird. Es kann dann die ganze Skala für den Me(-bereich von 45" ausgenutzt werden, so daß hierdurch eine Verdoppelung der Meßgenauigkeit :erreicht wird.
Besonders einfach gestaltet sich der lichtelektrische Polarisationsapparat bei Anwendung von Halbleiterphotozellen (Sperrschichtphotozellen), da deren Photostrom linear nüt der Strahlungsintensität wächst und so stark ist, daß das Meßinstrument ohne Hilfsspannung oder Verstärkereinrichtung unmittelbar an die Zelle angeschlossen werden kann.
Nachdem die Wirkungsweise des lichtelektrischen Polarisationsapparates beschrieben ist, sei an Hand der schematischen Abb. i die mechanische Einrichtung beispielsweise erläutert. In Abb. i ist i die Lampe, die im Brennpunkt des Kondensörs Z steht, so daß die austretende Strahlung annähernd parallel ist; 3 ist eine Aperturblendeals.Lichtschwächungsüinrichtung, die sich in einem Federgehäuse mit Schieber befindet und durch Betätigung des Druckknopfes 5 an Stelle des Polarisators 4. umschaltbar ist; 6 ist das Polarisationsrohr mit der zu messenden Substanz, ; der Analysator, 8 die Sperrschichtphotozelle, 9"2111 Widerstand, der den Photostrom regelt, und io ein Meßinstrument, das den Photostrom mißt und dessen Skala unmittelbar in Polarisationswinkeln geeicht ist. Die Aperturblende ist so groß, daß der Photostrom beim Wechselei von Blende und Polarisätor nicht geändert wird. Erfindungsgemäß wird der Einfluß der Lichtabsorption der zu messenden Substanz auf den Polarisationswert dadurch ausgeschaltet, daß zuerst im natürlichen Licht, d. h. mit ausgeschaltetem Polarisator und eingeschalteter Aperturblende, der Ausschlag des Meßinstrumentes durch Betätigung des Regelwiderstandes 9 auf einen Wert eingestellt wird, der dem Kreuzungswinkel der Polarisationsprismen entspricht. Durch diese Einstellung im natürlichen Licht mit ausgeschaltetem Polarisator wird gleichzeitig die Intensität der Strahlung und die Empfindlichkeit der Zelle berücksirliti@rt. Brennt die Lampe dunkler oder hat sich die Empfindlichkeit der Photozellen geändert, so muß zur Erzielung eines gleichen Ausschlages der Vorwiderstatid 9 verringert werden. An Stelle des Vorwiderstandes 9 kann auch ein Parallelwiderstand zum Meßhistrumentbcnutzt werden oder rin magnetischer Nebcnschluß oder :eine sonstige Einrichtung, die es ermöglicht, den Photostrom oder die Empfindlichkeit des Meßinstrumentes so zu regeln, daß für eine bestimmte Stellung der Polarisationsprismen der Zeiger auf einen bestimmten Wert einstellbar ist. Nach dieser Einstellung wird durch Betätigung des Druckknopfes 5 oder einer sonstigen Umschalteinrichtung der Polarisätor eingeschaltet und damit am Zeigerinstrument die Polarisation abgelesen. e

Claims

PATrIN TA INSPRLCrirt: i. Lichtelektrischer Polarisationsapparat mit Lichtquelle, Polarisator, Kondensor, Analysator, Photozelle Lund .einem den Photostrom messenden Instrument, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisator oder Analysator gegen eine nichtpolarisierende Lichtschwächungseinrichtung - auswechselbar ist, die so bemessen ist, daß der Photostrom beim Wechseln von Lichtschwächungseinrichtung upd Polarisator nicht geändert wird.
2. Verfahren zur Bestinllnung der Polarisation mittels eines lichtelektrischen Polarisationsapparates nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag des den Photostrom anzeigenden Instrumentes beieingeschalteter nichtpolarisierender Lichtschwächungseinrichtung durch eine Regeleinrichtung auf einen Wert eingestellt wird, der dem Kreuzungs-Winkel der Polarisationsprismen entspricht, so daß bei eingeschaltetem Polarisator die Polarisation oder hiervon abgeleitete Werte am Zeigerinstrument ablesbar werden.
3. Lichtelektrischer Polarisationsapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich Polarisator und Lichtschwächungseinrichtung in einem federnden Schieber mit begrenzten Anschlägen befinden, so däß durch Betätigung eines Druckknopfes oder Hebels Polarisator und Aperturblende völlig orientiert gegeneinander austauschbar sind, -4.. Lichtelektrischer Polarisationsapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator um einen gleichen 1Vinkel beiderseitig von der Hauptachse drehbar ist, so dah je nach der Stellung des Analysators eine Rechts- oder Linksdrchung auf derselben Skala des Instrumentes angczci<gt werden. 5. Lichtclcktrischcr Polarisationsapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen von Polarisator "und Analysator einen Winkel miteinander bilden.. der kleiner als oo ist und vnrzulgs- weisr .1.5 beträgt.