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Kolorimeter Die Erfindung geht von einem Kolorimeter aus, bei dein
in dem Gesichtsfeld die zu vergleichenden Farbfelder mittels eines Prismas gleichzeitig
sichtbar gemacht werden.
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Es ist bereits bekannt, bei diesen Geräten die Ablesung der seitlich
in der Nähe der Prüfbehälter angebrachten Skalen nach der Beobachtung der Farbfelder
durch das Okular für den Beobachter einfacher zu gestalten, indem die Skale beispielsweise
auf der Umfangsfläche einer Scheibe angebracht wird, die dann bei der Verstellung
der Prüfbehälter gedreht wird. Infolge der von oben sichtbaren Skale ist dann eine
Drehung des Kopfes zwecks Beobachtung derselben nicht mehr nötig. Die vom Auge weit
entfernt liegende Skale ist bei dieser bekannten Anordnung außerdem durch eine Linse
vergrößert, um sie leicht lesbar zu machen. Auch zur Beleuchtung derselben dient
die zum Erhellen der Prüfbehälter dienende Lichtquelle, um eine gleiche Helligkeit
für die Beobachtung der Skalen zu erhalten. Bei einer solchen Beobachtung ist jedoch
zunächst eine Umstellung des Auges auf eine andere Sichtweite erforderlich.
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In einem anderen bekannten Kolorimeter wird die mit der Skale versehene
Scheibe näher zum Okular verlegt, und :es wird darüber eine Linse angeordnet, die
möglichst dieselbe Brennweite besitzt wie das Okular, um die ermüdende Umstellung
des Auges auf eine neue Brennweite zu vermeiden.
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Eine Belichtung der Skalen mit derselben Helligkeit wie die Prüfbehälter
ist jedoch infolge der höheren Lage der Skalen zumeist nicht möglich, so daß doch
eine ermüdende Umstellung des Auges auf eine andere Helligkeit notwendig wird. Eine
gleichzeitige Beobachtung durch die Linse und durch das Okular kommt bei dieser
Vorrichtung nicht in Frage, da die Linse entsprechend der Lage der Skale vor dem
Okular angeordnet ist und eine Stellung des Beobachters seitlich zum Kolorimeter
erforderlich werden würde, was für eine genaue Beobachtung der Farbfelder unzweckmäßig
ist. Auch führen kurze aufeinanderfolgende Beobachtungen durch Schließen des einen
oder anderen Auges zu Ermüdung, da immer eine neue Umstellung des Auges erforderlich
wird.
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DiebekanntenAnordnungen besitzengrundsätzlich den Nachteil, daß für
eine Beobachtung der Skale das Auge vom Okular abgewendet werden muß.
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Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt. Die
Erfindung besteht darin, daß bei einem Kolorimmber, bei,dem in dem Gesichtsfeld
die zu vergleichenden Farbfelder mittels eines Prismas gleichzeitig sichtbar gemacht
werden, ein einziges zur Beobachtung der Farbfelder und der Skalen
dienendes
Okular und darunter ein wechselbares optisches System angeordnet sind, durch das
das Bild der Skalen wechselweise in das Gesichtsfeld des zur Beobachtung der Farbfelder
dienenden Okulars einstellbar ist.
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Das beim Vergleich der Farbproben die Farbfelder im Okular nebeneinander
vereinigende Prisma kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieser Erfindung drehbar
angeordnet sein, um als total reflektierendes Prisma das Bild der Skalen in das
Okular zu werfen, oder es kann nach einer anderen Verbesserung der vorliegenden
Erfindung aus seiner Lage verschiebbar sein, wodurch dann gleichzeitig eine den
Strahlengang von den Skalen zum Okular freigebende Öffnung freigegeben wird, um
die Skalen im Okular sichtbar zu machen. Bei beiden Wechselmöglichkeiten kann ferner
mit dem Prisma eine bei Beobachtung der Farbfelder das Gesichtsfeld begrenzende
Blende derart verbunden sein, daß sie mit der Drehung bzw. Verschiebung des Prismas
aus dem Gesichtsfeld entfernt wird. Weitere Verbesserungen der vorliegenden Erfindung
bestehen in folgendem: Das Kolorimeter ist mit einer Umkehrlinse oder einem gleichwertigen
optischen Mittel versehen, die das Bild der Skalen so im Okular wiedergeben, daß
jede Skale auf der gleichen Seite wie das entsprechende Farbfeld erscheint. Es kann
mit einer derartigen Anordnung einer Linse oder eines gleichwertigen optischen Elementes
versehen sein, daß das Bild der Skalen im Okular unter einer anderen, vorzugsweisen
geringeren Vergrößerung erscheint als die Farbfelder. Die Prismen und gegebenenfalls
die Linsen oder entsprechende optische Mittel sind an einem drehbaren Teil befestigt.
Die Verschiebung der Skalen ist geringer als die entsprechende Verschiebung bei
der Einstellung der Farb. proben. Die Skalen sind im selben Verhältnis verkleinert,
in dem ihre Verschiebung gegenüber den Farbproben verringert ist. Die Verschiebungsrichtung
der auf Stangen angebrachten Skalen steht senkrecht auf der Verlängerung der Achse
des Okulars. Das Kolorimeterkann mit einer Feder versehen sein, die gegen eine Bewegung
des optischen Systems wirkt und dasselbe nach Beobachtung der Skalen in seine ursprüngliche
Lage zur Beobachtung der Farbfelder zurückführt.
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Die Beobachtung der Farbfelder und der Skale durch ein und dasselbe
Okular hat den Vorteil, daß der Beobachter ununterbrochen und unabgelenkt die Vergleichsbeobachtungen
durchführen kann und so ein genauester Ausgleich der Farbintensitäten durch Regulierung
der Schichthöhe der Flüssigkeit möglich ist, was weiter genaueste Bestimmung der
Konzentration der Flüssigkeiten gewährleistet. Der Beobachter ist auch vor einer
unnötigen Ermüdung bzw. Überanstrengung seiner Augen gesichert, da das Auge nicht
umgestellt bzw. von neuem ahgepaßt zu werden braucht und die Lichtstärke die gleiche
ist, da die Be leuchtung durch die gleichen :Mittel erzielt wird.
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Ein weiterer Vorteil durch diese Anordnung ergibt sich in der Zeitersparnis,
da die Kopfbewegung fortfällt, was besonders in Versuchsanstalten von Wichtigkeit
ist, wo viele Serien von Tag zu Tag zu untersuchen sind.
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Durch die geringere Verschiebung der Skalen, .als der Verschiebung
der Prüfbehälter entspricht, und vorzugsweise durch die entsprechende Verkleinerung
der Skalen kann das durch das Okular beobachtete Gesichtsfeld der Skalen vergrößert
werden. Auch durch eine optische Umkehrung der Skalenbilder im Okular in die den
zugehörigen Farbbildern entsprechende Lage kann Verwechslung bei der Beobachtung
vermieden werden, da die wirkliche Lage der Skalen neben den Prüfbehältern bei der
Beobachtung im Okular beibehalten ist.
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Im folgenden sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. In diesen
bedeuten: Fig. i und 2 schematische Vorder- und Seitenansichten einer beispielsweisen
optischen Anordnung eines Kolorimeters; die Prismen sind in verschiedenen Stellungen
in beiden Ansichten.
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Fig. 3 zeigt ein Teilschnittbild einer anderen Ausführungsform.
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Fig. 4. zeigt eine entsprechende Ansicht, in welcher die optischen
Teile in eine andere Lage gebracht sind.
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Fig. 5 zeigt eine Teilansicht zu Fig. 4..
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Fig. 6 und 7 zeigen Vorder- und Seitenansicht eines Kolorimeters entsprechend
dein Prinzip der schematischen Fig. i und 2.
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Fig. S zeigt die Vorderansicht des vollständigen Kolorimeters gemäß
Fig. 3, q. und 5. Fig. 9 und io zeigen eine andere Ausführungsform des Kolorimeters,
teilweise im Schnitt, in Vorder- und Seitenansicht.
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Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Teile in den verschiedenen
Ansichten. Das in Fig. i und z dargestellte Kolorimeter enthält einen Reflektor
i i, welcher das Licht in die zu vergleichenden Flüssigkeiten lenkt, die in den
Behältern 12 und 13 enthalten sind. Wie an sich bekannt, sind diese Behälter
gegeneinander und gegen den Apparat verstellbar, wobei ihre gegenseitige Lage und
ihre Lage zum Apparat durch die Skalen 1q. und 15 mittels eines festen Zeigers oder
einer Skale, die als Nonius 16 gezeichnet ist,
angezeigt wird. Wie
ebenfalls bekannt, tauchen in die Behälter 12 und 13 unbewegliche Kolben 17 und
i8, die in bezug auf den Apparat und die Barüberliegenden optischen Teile unbeweglich
angebracht sind. Der optische Teil bestellt aus Prismen ig, 2o und 21, wobei die
Prismen ig und ao den Kolben 17 bzw. 18 gegenüberliegen und das hindurchtretende
Licht nach dem Prisma 21 konvergierend machen. Aus der rechten bzw. linken Oberseite
des Prismas 21 tritt das von den Behältern 12 bzw. 13 kommende Licht nach oben aus.
Über dem Prisma 21 ist ein Okular 22 angeordnet, das entweder ganz oder dessen obere
Linse zur Scharfeinstellung senkrecht verschiebbar ist. Dieses Okular wird vorteilhaft
auf die obere Ecke 23 des Prismas -i, die Trennungs- oder Haarlinie, eingestellt.
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Die Prismen sind alle als rechtwinklige Prismen gezeichnet. Dadurch
wird eine gute Abbildung durch das Okular 22 gewährleistet.
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Da die Prismen ig und 2o von dem Prisma 21 getrennt sind und das Licht
dazwischen ein dünneres Medium, die Luft, durchsetzt, wird eine stärkere Brechung
zwischen den Prismen ig und 2o und dem Prisma 21 erzielt, so daß ihre gegenseitige
Anordnung fast die gleiche ist, wie wenn ein massives Prisma von 6o° an der Stelle
der drei einzelnen go°-Prismen wäre.
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In der Seitenansicht der Fig.2 ist das Prisma ,i in eine von der in
Fig. i gezeigten abweichenden Lage gedreht. Das Prisma 21 ist um eine senkrechte
Achse geschwenkt und so gekippt, daß seine Hypotenuse unter d.5° geneigt ist. Wie
in Fig. 6 und 7 gezeigt, kann eine entsprechend geneigte Achse gefunden werden,
um welche sich das Prisma 21 aus der Lage gemäß Fig. i in die Lage gemäß Fig. -2
drehen kann.
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In Fig. 2 liegt eine Kathete des Prismas -a1 waagerecht nach oben
und befindet sich vorteilhaft etwas unter dem Brennpunkt des Okulars 22.
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Während der Teil 2q. des Reflektors i i, der das Licht in .die Behälter
12, 13 wirft, matt sein kann, so daß er das Licht diffus reflektiert, ist der übrige
Teil, bei 25, als Spiegel ausgeführt, so daß das Bild der Skalen 14., 15,
16 von ihm nach oben durch die Linse 26 in das Prisma 27 geworfen wird, um
von dort durch das Prisma 2i in das Okular zu gelangen.
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Der Zweck der Linse 26 ist ein doppelter, und für jede der Aufgaben
oder für beide können auch andere in der Optik bekannte Mittel angewandt werden.
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Die eine dieser Aufgaben ist, die Skalen 1.1 und 15 im Gesichtsfeld
des Okulars -22 zu vertauschen, so daß die Seiten, an denen sie iiii Gesichtsfeld
erscheinen, den Seiten entsprechen, all denen die entsprechenden Farbfelder durch
das Okular 22 zu beiden Seiten der Kante 23 erscheinen. Die zweite Aufgabe der Linse
26 ist, eine vorteilhafte Vergrößerung der Skalen 1q., 15 und des Nonius 16, wie
sie im Oular 22 erscheinen, zu erzielen. Wenn z. B. die Vergrößerung des Okulars
zehnfach ist und so einen guten Vergleich der Farben mittels des Systems gemäß Fig.
i ermöglicht, so ist diese Vergrößerung für die Skalen 1d., 15 und den Nonius 16
zu groß, weil von diesen nicht genug zu sehen ist, um bei der Stellung nach Fig.2
eine sichere Ablesung durch das Okular zu ermöglichen. Es kann deshalb angezeigt
sein, durch die Linse 26 die Vergrößerung der durch das Okular 22 gesehenen Skalen
1q., 15 und des Nonius 16 zu vermindern. Es muß stets mindestens der Nonius vollständig
zu sehen sein. Die Linse 26 kann zu diesem Zweck so beschaffen sein, daß sie dem
Okular für die Skalen eine Vergrößerung von 5 : 1 verleiht, und sie ist dementsprechend
so angeordnet, daß ihr optischer Abstand ungefähr 1/3 des Abstandes der Skalen 1q.,
15 und des Nonius 16 vom Brennpunkt des Okulars 22 beträgt.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Vorrichtung, die der in Fig. 2 schematisch
gezeigten Anordnung entspricht. Das Stativ 28, das Gehäuse 29, die Kolben 17, 18,
der N onius 16 und der Reflektor i i sind fest zueinander angeordnet. Das Stativ
28 ist gabelförmig; so daß das Licht von hinten auf den Reflektor i i fallen kann
und von diesem diffus durch die Standard- und die Vergleichsprobe in den Behälter
12 und 13 reflektiert wird. In an sich bekannter Weise sind die Behälter 12 und
13 auswechselbar an den Trägern 30, 31 befestigt, deren jeder mittels eines Knopfes
3a eines Zahngetriebes 33 senkrecht verstellbar ist. Die Skalen 1q., 15 sind an
den Trägern 30 bzw. 31 in einer dem festen Nonius 16 entsprechenden Lage befestigt.
An dem Stativ 28 ist eine Strebe 34 angebracht und der Nonius 16 an deren unterem
Ende befestigt.
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Die unteren Prismen ig und 2o sind in dein Gehäuse 29 befestigt und
befinden sich im allgemeinen in gleicher Lage. In einem vorderen Ansatz 35 des Gehäuses
29 sind das Prisma 27 und die Linie 26 angeordnet. Eine Öffnung 36 im Boden des
Ansatzes 35 kann mit einem geeigneten Fenster versehen sein, so daß das Gehäuse
29 geschlossen ist. Durch diese Üffnung 36 hindurch können die Skalen mittels des
Okulars 22 beobachtet werden, wenn das Prisma 21 sich in der in Fig. 2 gezeichneten
Lage befindet. Das Okular 22 ist senkrecht verschiebbar angeordnet in der Muffe
37, die aus dem Gehäuse 29 nach oben hervorragt.
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Das Prisma 2i ist an der Stütze 38, die aus cler Platte 39 mit einem
Ansatz .I0 besteht, befestigt.
Von dem Ansatz 40 geht ein entsprechend
geneigter Schaft 42 durch die Hülse 41, die ein Teil des Gehäuses 29 ist; ein Griff
43 befindet sich an dem freien Ende des Schaftes 42. Anschläge, die die Bewegung
des Griffes 43 begrenzen, können vorgesehen sein, so daß in der einen Endlage das
Prisma 2i sich in der in Fig. 1, 6 und 7 gezeichneten Lage befindet, während es
in der anderen Endlage die in Fig. 2 gezeichnete Lage einnimmt. Beispielsweise sind
in Fig. 7 Stifte 44, 45 an der Hülse 41 angedeutet, an die der am Griff 43 befestigte
Zapfen 46 anschlägt.
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Die der Platte 39 abgewandte Seite des Prismas 21- kann geschwärzt
sein, so daß das vom Spiegel i i durch die Öffnung 36, die Linse 26 und das Prisma
27 in das Gehäuse 29 geworfene Licht nicht stört, während bei der Beobachtung der
Farben sich das Prisma in der Lage gemäß Fig. 1, 6 und 7 befindet.
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Wenn der Beobachter den Vergleich der Farben durch Betätigung der
Knöpfe 32 durchgeführt hat, dreht er den Griff 43 in die andere Endlage, worauf
gemäß der Erfindung das Bild der Skalen 14, 15 und des Nonius 16 durch das Prisma
27 und das gedrehte Prisma 21 in das Okular 22 geworfen und von dem Beobachter abgelesen
wird.
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Die weiteren Fig. 3, 4, 5 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform
des Kolorimeters gemäß der Erfindung. Beim Gegenstand der Fig. 8 ist an dem bogenförmigen
Stativ 51 das Gehäuse 52 fest angeordnet; an diesem sind die Kolben 53, 54 und der
N onius 16 angebracht, letzterer mittels eines Ouerstücks 55. Die Behälter 12 und
13 können an dem Stativ 51 mittels der Träger 3o bzw. 31 durch eine ähnliche Einrichtung
wie gemäß Fig.6 und 7 gehoben und gesenkt werden. Die Behälter 12 und 13 und die
Skalen 14 und 15 können in ihrer senkrechten Bewegung durch geeignete Führungsstücke
56, 57 geführt sein, die zwischen den senkrechten Teilen des Stativs 51 angebracht
sind. Das Gehäuse der Optik ist in diesem Fall drehbar, oder ein äußeres Gehäuse
52 kann, wie gezeichnet, fest angeordnet sein und ein drehbares optisches System
enthalten, wodurch ermöglicht wird, daß die optischen Teile verschiedene Lagen einnehmen
können.
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Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 52, das in einem geeigneten Fortsatz
58 das Okular 22 trägt, wie in Fig. 3, 4 und 5 gezeichnet, hohl und hinten offen,
und ein verdrehbarer Teil 59 befindet sich in dem genannten Gehäuse 52 des Stativs
5i. Das Gehäuse 52 ist mit einem Schlitz versehen, durch den der am drehbaren Teil
59 befestigte Knopf 6o hindurchtritt. Dieser Schlitz 61 hat eine solche Länge, daß
sich der Knopf 6o darin von der normalen Lage der Fig. 3 bis zu der in Fig. 4, 5
und 8 dargestellten zweiten Lage bewegen kann. Der drehbare Teil wird in die Normallage
der Fig. 3 durch eine um die Nabe 62 gewundene Feder 63 zurückgezogen. Das eine
Ende dieser Feder ist an dem drehbaren Teil 59, das andere an dem Stativ 51, von
dein die genannte Nabe ausgeht, befestigt. In dem verdrehbaren Teil 59 sind
das i2o°-Prisma 64 und die 3o°-Prismen 65, 66 befestigt; diese Prismen entsprechen
den Prismen 2i, i9 und 2o der Fig. i. Der senkrechte Abstand der Prismen der Fig.
3 ist größer als der der Prismen 2i, i9 und 2o, weil in diesem Fall eine geringere
Brechung angewandt wird. Bei der in Fig.3 gezeigten Lage des drehbaren Teils 59
befindet sich das Prisma 64 vor dem Okular 22 und die Prismen 65 und 66 über den
Kolben 53, 54. Die zylindrische Wand 67 des drehbaren Teils 59 hat eine Öffnung
68, die als Blende zur Begrenzung der im Okular 22 sichtbaren geteilten Farbfelder
dient.
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Anstatt alle drei Prismen an dem drehbaren Teil 59 anzubringen, können
die beiden Prismen 65, 66 auch fest am Ende der Röhre 53, 54 angeordnet und nur
das Prisma 64 mit dem drehbaren Teil verbunden sein.
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Falls eine der Blende 68 entsprechende Blende im Gehäuse 29 in Fig.
6 und 7 nicht vorgesehen ist oder ,einen Teil des Okulars bildet, so kann sie leicht
als Öffnung in einem horizontalen Fortsatz am oberen Ende der Platte 39 angebracht
werden.
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Wenn der drehbare Teil in die zweite, in Fig.4, 5 und 8 gezeichnete
Lage gedreht wird, so befindet sich eine größere üffnung oder Blende 69 vor dem
Okular, und der Beobachter blickt durch diese Öffnung 69 und durch die Linse 7o,
die an dem zylindrischen Teil 67 des drehbaren Teiles 59 befestigt ist. Diese Linse
7o entspricht der Linse 26 der Fig. 2, 6 und 7 und dient zur Beobachtung der Skalen
14,15 und des Nonius 16.
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Zu diesem Zweck ist in dem Gehäuse 52 die Öffnung 71 vorgesehen, die
vorteilhaft mit einem Fenster 72 verschlossen ist. Unterhalb der Öffnung 71 ist
ein Spiegel 73 unter einem Winkel von 45° an Fortsätzen 74 der Leisten 56, 57 befestigt.
Der Spiegel 73 befindet sich in gleicher Höhe mit dem Nonius 16, so daß die Skalen
i4 und 15 und der Nonius 16 von dem Spiegel 73 durch die Linse 70 in das
Okular 22 projiziert werden.
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Nachdem der Beobachter, während die Teile in der Lage gemäß Fig. 3
waren, den Farbvergleich durchgeführt hat, schwenkt er den drehbaren Teil in die
Lage gemäß Fig. 4., 5 und 8 und kann dann die Skalen 14, 15 und den Nonius 16 ablesen.
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Der Reflektor, der das Licht für den Farbvergleich liefert, kann in
diesem Fall getrennt
angebracht werden. Ein solcher einstellbarer
P,_eflektor ist bei 75 angedeutet.
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Bei der Anordnung gemäß Fig.9 und io sind die die Stellung der Behälter
12, 13 anzeigenden Skalen so angeordnet, daß sie sich senkrecht zu der Achse des
Okulars verschieben, so daß ohne Anwendung von Spiegeln oder Prismen das Bild der
Skalen durch die c iffnung 71 im Okular sichtbar werden kann. Anstatt, wie
vorher erwähnt ist, die zwischen Okular und Skalen angeordnete Linse 70 so
zu wählen, daß die Vergrößerung des Okulars wieder auf das gewünschte Maß vermindert
wird, kann in diesem Fall auch die Verbindung der Skalen mit den in senkrechter
Richtung bewegten Teilen so beschaffen sein, daß die Verschiebung der Skalen geringer
ist als die entsprechende Verschiebung der Behälter 12, 13- Vorteilhaft wird in
diesem Fall die Skale selbst im gleichen Verhältnis verkleinert, in dein die Verschiebung
der Skale gegenüber der Verschiebung der Farbproben verringert ist. Beispielsweise
kann an jedem Skalenträger ein mit einem schrägen Schlitz versehener Teil 76 angeordnet
sein, der durch einen an dem Träger 3 1 angebrachten Zapfen 77 geführt wird.
In Fig. io ist die Neigung des Führungsschlitzes so gewählt, daß die Skale bei einer
Verschiebung des zugehörigen Behälters sich gerade um den halben Betrag dieser Verschiebung
bewegt.