DE69413331T2 - Verbessertes gerät und verfahren zur optischen messung der eigenschaften einer substanz - Google Patents

Verbessertes gerät und verfahren zur optischen messung der eigenschaften einer substanz

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Messen der Charakteristiken einer Substanz, beispielsweise ihres Absorptionskoeffizienten, und hat auch ein Verfahren zu ihrem Einsatz zum Gegenstand.
  • In der französischen Patentanmeldung FR-A-2689636 ist eine Vorrichtung zum Messen des wahren optischen Absorptionskoeffizienten einer in einer Zelle enthaltenen Substanz beschrieben. Durch Mittel der optischen Umschaltung schickt man Licht, das aus einer Lichtquelle wie einer Halogenlampe stammt, deren Frequenzspektrum bekannt ist, nacheinander auf drei optische Filter von jeweils genau definierter Wellenlänge. Das erste entspricht dem isosbestischen Punkt der Farbsubstanz, wo der Absorptionskoeffizient der basischen Fraktion der Substanz gleich dem ihrer sauren Frequenz und damit unabhängig vom Wert des pH ist. Das zweite befindet sich in einem Teil des Spektrums, wo die Substanz am meisten mit auf die Veränderungen des zu messenden Parameters reagiert. Das dritte ist in einem Teil des Spektrums vorhanden, wo der Absorptionskoeffizient der Substanz im wesentlichen keinerlei Veränderung erfährt. Man richtet das aus jedem der Filter austretende Licht derart, daß es alternativ die die zu analysierende Substanz enthaltende Zelle sowie einen optischen Parallelzweig durchquert, der beispielsweise ein neutrales optisches Filter, eine optische Abzweigfaser (Bypass) oder auch eine Bezugszelle etc. einschließt. Die Stärke der nacheinander austretenden Lichtstrahlen wird gemessen, und die verschiedenen Messungen werden durch eine Steuer- und Rechnungsanordnung verarbeitet, welche optische Charakteristiken der Substanz wie den wahren Absorptionskoeffizienten bestimmt, die unabhängig von möglichen Fluktuationen der Lichtquelle sind.
  • Das verwendete Verfahren liefert genaue und zuverlässige Ergebnisse, die Vorrichtung jedoch, die für seine Durchführung verwendet wird, ist relativ aufwendig aufgrund der Tatsache, daß sie mehrere optische Umschalter umfaßt, deren Einheitskosten relativ hoch liegen.
  • Gegenstand der Vorrichtung nach der Erfindung ist es auch, optische Charakteristiken einer reagierenden, in einer transparenten Zelle enthaltenen Substanz zu messen, beispielsweise ihren wahren Absorptionskoeffizienten, die Realisierung ist jedoch einfacher und weniger aufwendig. Sie umfaßt wenigstens eine Lichtquelle, einen ersten optischen Zweig und einen zweiten optischen Zweig, der selektiv den Durchgang des Lichtes durch die Zelle und außerhalb von ihr ermöglicht, sowie ein optisches System zur Bildung der Strahlen, welche den ersten Zweig oder den zweiten optischen Zweig durchsetzt haben, sowie ein selektives optisches Filter aus einer Anordnung von drei selektiven Filtern, die um eine erste Wellenlänge entsprechend dem isosbestischen Punkt der reagierenden Substanz zentriert sind, das zweite über eine Wellenlänge in einem Teil des Spektrums des Lichtes, wo die Substanz die empfindlichste ist, und das dritte in einem anderen Teil des Spektrums, wo die Substanz am wenigsten empfindlich ist, Mittel zum Messen der Stärke des Lichts, welche das optische System durchsetzt hat, eine Steueranordnung sowie Auswahlmittel, die durch diese Steueranordnung geregelt wurden, sowie einen Block zur elektrischen Versorgung.
  • Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Selektionsmittel gebildet werden durch zwei optische Verschlußglieder, die jeweils im ersten Zweig und zweiten Zweig angeordnet sind, sowie Mittel zur elektrischen Umschaltung.
  • Die Steueranordnung umfaßt beispielsweise einen Steuerprozessor, eine Erfassungseinheit der Meßsignale für die Lichtstärke und eine Interface-Anordnung zum Regeln dieser Selektionsmittel.
  • Nach einer ersten Ausführungsform umfaßt sie eine einzige Lichtquelle, welche die beiden Zweige beleuchtet, und das optische System umfaßt Ableitungsmittel, um zu drei Filtern die Lichtstrahlen zu richten, die den ersten oder den zweiten Zweig durchsetzt haben, die Meßmittel umfassen drei Detektoren zum Messen des Lichtes, das die drei Filter durchsetzt hat, und die Mittel zur elektrischen Umschaltung umfassen Elemente, um intermittierend diese Detektoren mit dieser Steueranordnung zu verbinden, und einen Umschalter, um die Lampe mit dem Block der elektrischen Versorgung intermittierend zu verbinden.
  • Nach einer anderen Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung drei Lichtquellen, das optische System umfaßt Abzweigungsmittel, um das Licht aus diesen Quellen jeweils durch diese drei selektiven Filter zu leiten, und Teilermittel, um das gefilterte Licht dem ersten und zweiten Zweig zuzuführen, wobei die Meßmittel einen einzigen Detektor umfassen, um das aus einem der beiden Zweige hervorgehende Licht zu messen, und die Mittel zur elektrischen Umschaltung umfassen Elemente zur selektiven Versorgung einer der drei Quellen.
  • Der zweite optische Zweig umfaßt beispielsweise eine optische Faser, die gegebenenfalls einem neutralen Filter zugeordnet ist, oder eine Zelle identisch der ersten, die eine neutrale Substanz enthält.
  • Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich nach einer ersten Ausführungsform dadurch aus, daß es die selbsttätige Durchführung von Meßzyklen unter der Regelung der Steueranordnung umfaßt, die jeweils aufweisen:
  • - einen Meßschritt, bei dem man das Licht, das die Zelle nacheinander durch die drei Filter durchsetzt hat, leitet und man die ermittelten Werte der aus den drei Filtern stammenden Leuchtstärken gewinnt;
  • - ein Meßschritt, bei dem man das Licht, das den zweiten Zweig durchsetzt hat, nacheinander durch drei Filter leitet und ebenfalls die ermittelten Werte der aus den drei Filtern stammenden Leuchtstärken gewinnt; und
  • - man Charakteristiken der reagierenden Substanz durch eine Kombination der gemessenen Stärkenwerte für jeden Detektor jeweils während der beiden vorhergehenden Stufen bestimmt.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung kann jeder Meßzyklus auch umfassen:
  • - einen Meßschritt, bei dem man das Licht, das nacheinander die Filter durchsetzt hat, zur die reagierende Substanz enthaltenden Zelle leitet und die durch den Detektor ermittelten Werte gewinnt;
  • - einen Meßschritt, bei dem man das Licht, das nacheinander die drei Filter durchsetzt hat, zum Bezugsmedium leitet und man auch die durch den Detektor ermittelten Werte gewinnt; und
  • - man die Charakteristiken der reagierenden Substanz durch eine Kombination der durch den Detektor gemessenen Stärkewerte, die aus der gleichen Lampe stammen, bestimmt.
  • Unabhängig von der verwendeten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung nur zwei optische Verschlußglieder, die Aufeinanderfolge der Meßvorgänge der vergleichenden Messung, die zur Erfassung der Messungen notwendig sind, werden durch elektrische, leicht zu bewerkstelligende Umschaltungen geregelt. Kosten und Verläßlichkeit der Vorrichtung werden also in erheblicher Weise vermindert.
  • Um noch die Genauigkeit der Messungen zu verbessern, kann die Vorrichtung auch Meßmittel für die Umgebungstemperatur und die Speisespannung jeder Lampe umfassen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Vorrichtung nach der Erfindung sowie des Verfahrens zu seinem Einsatz ergeben sich besser beim Lesen der nachstehenden Beschreibung zweier Ausführungsformen, die nur beispielsweise beschrieben sind, und zwar mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
  • - Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung mit einer einzigen selektiven Filterquelle, die mit austretendem Licht arbeitet, zeigt;
  • - Fig. 2 eine zweite Ausführungsform mit selektiver Beleuchtung der Zelle durch drei unterschiedliche Bündel zeigt;
  • - Fig. 3 ein Beispiel eines Ablaufdiagramms zur Verwirklichung der Ausführungsform der Fig. 1 zeigt;
  • - Fig. 4 den Schritt der Erfassung der Messungen im Ablaufdiagramm der Fig. 3 zeigt;
  • - Fig. 5 ein Beispiel eines Ablaufdiagramms zur Verwirklichung der Ausführungsform der Fig. 2 zeigt; und
  • - Fig. 6 detailliert für jede Lampe die ausgeführten Operationen zeigt.
  • Zunächst sei in Erinnerung gerufen, daß der pH-Wert einer Lösung sich berechnet nach:
  • pH = pKi + log x/(1-x) (1),
  • wo pKi eine Konstante und x die basische Fraktion der Substanz ist. Dieser Parameter x ist mit dem Absorptionskoeffizienten A der Substanz verbunden über die Beziehung
  • x = A/(c.l.ε) (2),
  • wo c die Konzentration darstellt, 1 die Länge des optischen, von den Strahlen durchlaufenen Wegs und ε der Extinktionskoeffizient der Zelle ist. Der Absorptionskoeffizient läßt sich ausdrücken als Funktion der Stärke des einfallenden Lichtes 11 auf die Zelle und der Stärke Ie bei Austritt, und zwar durch die Beziehung:
  • Die Werte des Absorptionskoeffizienten A sind erheblichen Schwankungen ausgesetzt, wenn man sich allein mit der Messung von Ie aufgrund der Tatsache der Instabilität der Lampe befaßt. Man weiß tatsächlich, daß die Charakteristiken einer solchen Quelle über die Zeit variieren. Die Farbtemperatur beispielsweise kann wegen unterschiedlicher Gründe, zurückzu führen auf die Lampe selbst, variieren: allmähliche Verdampfung des Fadens, Altern des Mantels etc., sowie auf die Instabilität der elektrischen Versorgung. Hieraus folgt eine beachtliche Modifikation der Form des Frequenzspektrums der Quelle. Man sieht beispielsweise, daß die Farbtemperatur der Quelle über die Zeit um mehr als 10% abnehmen kann, was sich umsetzt durch erhebliche Veränderungen der Verhältnisse der den verschiedenen Filtern zugeführten Lichtstärken, und hat somit falsche Messungen zur Folge.
  • Wegen ihres Aufbaus und ihrer Verwirklichungsform ermöglicht es die Vorrichtung nach der Erfindung gerade, von den Variationen der Charakteristiken ihrer Quelle über die Zeit abzusehen.
  • Nach der ersten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung eine Lichtquelle 1, beispielsweise eine Halogenlampe mit Wolframfaden. Das aus der Quelle 1 ausgetretene Licht wird durch einen optischen Teiler 2 in zwei Lichtbündel unterteilt, die vermittels optischer Fasern 11, 12 beispielsweise geführt werden, das erste zu einem optischen Hauptzweig mit einer Quelle 3, die eine reagierende Substanz enthält, deren Farbänderungen man messen kann, gefolgt von einem ersten optischen Verschlußglied 01(4), die zweite zu einem optischen Parallelzweig zur Bildung eines Bündels, das außerhalb der Quelle 3 vorbeigeht. Dieser Parallelzweig umfaßt beispielsweise ein neutrales Filter 5, dessen Durchlaßvermögen im wesentlichen gleich dem mittleren Durchlaßvermögen der Zelle 3 gewählt ist, gefolgt von einem zweiten optischen Zweig 02(6). Die Ausgänge der beiden Umschalter 4, 6 sind mit einem optischen Knoten 7 verbunden.
  • Das aus dem optischen Knoten 7 ausgetretene Lichtbündel, das selektiv aus dem einen oder anderen Zweig stammt, wird ebenfalls durch einen optischen Separator 8 in drei Bündel unterteilt, die durch drei optische Fasern 13, 14, 15 jeweils zu drei Farbfiltern F1, F2, F3 geführt werden. Diese drei Filter lassen jeweils die Wellenlängen 494 nm (L1), 600 nm (L2) und 730 nm (L3) beispielsweise passieren. Das erste, L1, entspricht dem sogenannten isosbestischen Punkt der Farbsubstanz, wo der Absorptionskoeffizient der basischen Fraktion der Substanz gleich seiner sauren Fraktion und damit unabhängig vom Wert des pH ist. Das zweite, L2, ist dasjenige, für das die gefärbte Substanz am meisten auf die Veränderungen des zu messenden Parameters reagiert. Das dritte, L3, entspricht einer Wellenlänge, für die der Absorptionskoeffizient der eingefärbten Substanz keine Veränderung erfährt. Jedes der drei Filter F1, F2, F3 wird beispielsweise durch ein neutrales Filter verdoppelt, dessen Transmissionskoeffizient derart gewählt ist, daß die in den drei Zweigen 13, 14, 15 durchgehenden Leuchtstärken ausgeglichen werden. Nachdem das Licht jeweils die drei gefärbten Filter F1, F2, F3 passiert hat, wird es an drei photoelektrische Detektoren D1, D2, D3 gegeben. Die Signale, die diese liefern, werden an drei Eingänge eines Multiplexers M gelegt.
  • Die Leitung der Vorrichtung wird sichergestellt durch eine Steueranordnung 9, die einen Steuerprozessor 10, eine Erfassungseinheit 11, die mit dem Ausgang des Multiplexers M verbunden ist, und eine Interface-Anordnung 12 für die Steuerung der optischen Verschlußglieder 4, 6 und des Multiplexers M umfaßt. Die Vorrichtung umfaßt noch einen Block zur elektrischen Versorgung 13, beispielsweise einen elektrischen Akkumulator im Fall eines autonomen Betriebs der Vorrichtung, wobei dieser Block mit der Lampe 1 über einen Unterbrecher 11 verbunden ist, der ebenfalls von der Interface-Anordnung 12 gesteuert ist. Bevorzugt umfaßt die Vorrichtung auch eine thermische Sonde 14, die benachbart den Elementen der Vorrichtung angeordnet ist, um die Umgebungstemperatur zu messen, wobei diese Sonde mit einem Eingang des Multiplexers M verbunden ist, sowie ein Voltmeter zum Messen der durch den Versorgungsblock 13 gelieferten Spannung.
  • Ohne Schwierigkeiten kann man in jedem der Zweige 11, 12 das Verschlußglied 01 oder 02 und das zugeordnete Element 3 oder 5 austauschen.
  • Das anzuwendende Meßverfahren ermöglicht eine Abkehr von möglichen Schwankungen der Lichtstärke der Quelle, indem jeder Wert des Absorptionsgrades ausgehend von den von ein und dem gleichen Detektor gemachten Messungen bestimmt wird.
  • Wie die Ablaufdiagramme der Fig. 3 und 4 angeben, umfaßt jeder Meßzyklus zunächst eine Zündung der Lampe 1 durch Schließen des Unterbrechers 14, gefolgt von einer Serie von 8, 12 oder 16 Messungen, sogenannten "Offset"-Messungen, wo man bei geschlossenen Verschlußtüren 01, 02 dann in Folge die Signale der Störung mißt, welche die Detektoren D1, D2, D3 beeinflussen, durch eine sequentielle Steuerung des Multiplexers M, wobei diese Signale durch die Erfassungsanordnung 11 gewonnen und digitalisiert werden. Sind einmal die Störsignale gemessen, so geht man weiter, indem man das Verschlußglied 01 auf eine Folge von Messungen des Lichtes öffnet, das die Zelle 3 auf dem Hauptzweig 11 durchsetzt hat und anschließend durch die Filter F1, F2, F3 filtriert wurde. Durch Öffnen des Verschlußgliedes 02 und entsprechend einer analogen Sequenz geht man dann zur Erfassung von Messungen des einfallenden, aus der Quelle stammenden Lichtes, das das neutrale Filter 5 des Parallelzweigs 12 durchsetzt hat, vor, das dann anschließend durch die Filter F1 bis F3 gegangen ist. Um die vorhergehenden Messungen zu vervollständigen, geht man vorzugsweise zu einer Erfassung der durch das Voltmeter 14 gemessenen Temperatur sowie der elektrischen, an die Lampe 1 gelegten Spannung, gemessen durch das Element 15, über.
  • Ausgehend von Leuchtstärken des über den Hauptzweig, der die Zelle 3 enthält, und über den das neutrale Filter 5 enthaltenden Parallelzweig gehenden Lichtes berechnet man die Absorptionskoeffizienten A1, A2 und A3 entsprechend den drei Wellenlängen der Farbfilter F1 bis F3. Durch Anwendung der Beziehung (2) kann man zeigen, daß man den Wert der basischen Fraktion x der untersuchten Substanz erhält durch die folgende Beziehung:
  • x = k.(A2 - A3)/(A1- A3)
  • wo k eine Konstante ist, und daß aufgrund des eingesetzten Vergleichsverfahrens man völlig frei von jeder Verschlechterung der Charakteristiken der Lampe 1 über den Verlauf der Zeit ist. Der Prozessor 12 kann hieraus beispielsweise den pH- Wert der analysierten Substanz ableiten.
  • Bevorzugt berücksichtigt man die Temperatur und die effektive, an die Lampe 1 gelegte Spannung, derart, daß die Fehler minimiert werden. Man stellt nämlich fest, daß die Meßfehler hinsichtlich der Temperatur von 200C bis 600C in der Größenordnung von 4% liegen. Um diese Veränderungen zu kompensieren, ist der Prozessor 12 so ausgelegt, daß er an die Messungen eine Korrektur als Funktion der Veränderung der Temperatur legt, beispielsweise eine lineare Korrektur.
  • Wenn man noch mehr Meßfehler minimieren will, kann man auch Veränderungen der elektrischen Spannung berücksichtigen (die im Falle einer autonomen Versorgung auf die Entladung des Akkumulators zurückzuführen sind), was zur Folge hat, daß die Leuchtstärke der Lampe 1 variiert werden kann. Unter Berücksichtigung dieser Veränderungen der Temperatur und der elektrischen Spannung kann man genaue Messungen bis zu 1%o erhalten.
  • Die vorhergehende Ausführungsform ist zweckmäßig, wenn die Zelle einen Farbstoff enthält, der nicht in merklicher Weise dahingehend beeinflußt wird, direkt von der Lampe 1 beleuchtet zu werden und so die Gesamtheit des Lichtspektrums aufzunehmen.
  • Im entgegengesetzten Fall bevorzugt man, die Ausführungsform der Fig. 2 zu benutzen. Hier sind der Hauptzweig 11, gebildet durch die Zelle 3 und das optische Verschlußglied 4, und der Parallelzweig, der beispielsweise ein neutrales Filter ent hält, mit einem optischen Teiler 16 verbunden, der mit einem optischen Wählermittel S mit drei Zweigen I'3, I'4, I'5 verbunden ist. Jeder hiervon umfaßt eine Lampe L1, L2 bzw. L3 analog der Lampe 1 (Fig. 1), die mit dem elektrischen Versorgungsblock 13 jeweils über drei Unterbrecher 12, 13, 14 verbunden sind, die durch den Schnittstellenkreis 12 gesteuert werden. Das Licht dieser drei Lampen wird jeweils durch die drei vorhergehenden Farbfilter F1, F2, F3 gefiltert. Das durch diese drei Filter gefilterte Licht wird über einen optischen Knoten 17 zum Eingang des optischen Separators 16 geleitet. Das aus den zwei Zweigen 11, 12 stammende Licht wird an einen einzigen photoelektrischen Detektor D gelegt. Eine Temperatursonde 14 ist ebenfalls mit dem Eingang der Erfassungseinheit 11 vermittels eines Unterbrechers 15 verbunden, der durch die Schnittstellenanordnung 12 gesteuert wird. Darüber hinaus ist ein Voltmeter 15, das die elektrische, an die Lampe L1 bis L3 gelegte Spannung mißt, zwischen diese und den Versorgungsblock 13 zwischengeschaltet, das Signal des Voltmeters wird an die Erfassungseinheit 11 vermittels eines Unterbrechers 16 gelegt.
  • Mit dieser Ausführungsform umfaßt jeder Meßzyklus (Fig. 5, 6) drei identische Folgen, die nacheinander die Lampen L1, L2 und L3 in Gang setzen. Jede der sukzessiven Folgen umfaßt das Zünden der entsprechenden Lampe, L1 für die erste beispielsweise, und, bei geschlossenen Verschlußgliedern 01 und 02, erhält man das durch den einzigen photoelektrischen Detektor D gelieferte Signal in Abwesenheit von Licht (Offset-Spannung). In einem ersten Zeitintervall des Öffnens des Verschlußgliedes 01 realisiert man mehrere Folgemessungen des Signals des Detektors D. Der vorhergehende Vorgang wird durch die Lampen L2 und L3 nacheinander reproduziert. Jede Folge endet mit einer Erfassung der elektrischen, durch das Voltmeter 15 gemessenen Spannung. Nach den vorhergehenden drei Folgen beendet man jeden Zyklus durch eine Erfassung der durch den Meßwertgeber 14 gemessenen Umgebungstemperatur. Wie vorher, kombiniert man die Messungen der Leuchtstärke, um die Werte des Absorptionskoeffizienten A1 bis A3 zu erhalten und hieraus beispielsweise den pH-Wert der in der Zelle 3 enthaltenen Lösung abzuleiten.
  • Die verschiedenen Zweige oder optischen Wege, die es ermöglichen, das Licht durch die Zelle 3, das neutrale Filter 5 und die Farbfilter zu leiten, können gebildet werden durch optische Fasern, sie können aber genausogut durch optische übliche Konvergenz- oder Divergenzmittel erhalten werden (sogenannte "Luft"-Optik).
  • Der Rahmen der Erfindung wird nicht verlassen, wenn man das verwendete neutrale Filter zur Bildung des Bezugsmediums ersetzt durch eine Zelle analog zur Zelle 3, die jedoch eine neutrale Substanz enthält, die derart gewählt ist, daß der Absorptionskoeffizient dieser Parallelzelle gleich dem mittleren Absorptionskoeffizienten der Hauptzelle wird.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur optischen Messung der Veränderungen einer reagierenden in einer transparenten Zelle (3) enthaltenen Substanz, umfassend: wenigstens eine Lichtquelle (1); einen ersten optischen Zweig und einen zweiten optischen Zweig, die parallel geschaltet sind und selektiv den Durchgang des durch die Zelle (3) und außerhalb dieser einfallenden Lichtes ermöglichen; ein optisches System zur Bildung der Strahlen, die den ersten oder den zweiten optischen Zweig durchsetzt haben, sowie ein selektives optisches Filter (F1, F2, F3) darunter eine Anordnung von drei zentrierten selektiven Filtern, das erste über eine erste Wellenlänge entsprechend dem isosbestischen Punkt der reagierenden Substanz, das zweite über eine Wellenlänge in einem Teil des Lichtspektrums, wo die Substanz am empfindlichsten ist, und das dritte in einem anderen Teil des Spektrums, wo die Substanz am wenigstens empfindlich ist; Meßmittel (D, D1-D3) für die Stärke des Lichtes, das das optische System durchsetzt hat; eine Steueranordnung (9); Selektionsmittel, die durch diese Steueranordnung geregelt sind und ein Block zur elektrischen Versorgung (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Selektionsmittel aus zwei optischen Verschlußgliedern (01, 02), die jeweils im ersten Zweig und dem zweiten Zweig angeordnet sind, sowie Mitteln zur elektrischen Umschaltung (M, I2-I4) gebildet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (9) einen Steuerprozessor (10), eine Erfassungseinheit (11) für Meßsignale für die Leuchtdichte und eine Schnittstellenanordnung (12) zum Regeln dieser Selektionsmittel umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine einzige Lichtquelle (1) umfaßt, welche die zwei Zweige beleuchtet, und daß das optische System Abzweigungsmittel (7, 8) umfaßt, um zu den drei Filtern die Lichtstrahlen zu leiten, welche den ersten oder den zweiten Zweig durchsetzt haben, wobei die Meßmittel drei Detektoren (D1, D2, D3) umfassen, um das Licht zu messen, das durch die drei Filter gegangen ist, und daß die Mittel zur elektrischen Umschaltung Elemente (M) umfassen, um intermitierend diese Detektoren mit dieser Steueranordnung zu verbinden, und einen Umschalter (I1) um die Lampe mit dem Block zur elektrischen Versorgung intermitierend zu verbinden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie drei Lichtquellen (L1, L2, L3) umfaßt, das optische System Abzweigungsmittel (I'3, I'4, I S), um das Licht aus diesen Quellen jeweils durch diese drei selektiven Filter zu leiten und Teilermittel (16, 17) umfaßt, um das gefilterte Licht dem ersten und zweiten Zweig zuzuführen, wobei die Meßmittel einen einzigen Detektor (D) umfassen, um das aus einem der beiden Zweige hervorgehende Licht zu messen, und die Mittel zur elektrischen Umschaltung Elemente (I1- I3) zur selektiven Versorgung einer der drei Lichtquellen umfassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (14) zum Messen der Umgebungstemperatur umfaßt, die mit der Steueranordnung über die Mittel zur elektrischen Umschaltung (M, I5) verbunden sein können.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (15) zum Messen der elektrischen Versorgungsspannung jeder Lampe umfaßt, die mit der Steueranordnung über die Mittel (I1-I4) zur elektrischen Umschaltung verbunden sein können.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zweite optische Zweig ein neutrales Filter (5) umfaßt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zweite optische Zweig eine weitere Zelle umfaßt, die im wesentlichen identisch zur Zelle ist und eine neutrale Substanz enthält.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser erste Zweig und dieser zweite Zweig je wenigstens ein optisches Filter umfaßt.
10. Verfahren zum Einsatz der Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es die selbsttätige Durchführung von Meßzyklen unter der Regelung der Steueranordnung umfaßt, von denen jeder aufweist:
- einen Meßschritt, bei dem man das Licht, das die Zelle nacheinander durchsetzt hat, durch die drei Filter leitet, und bei dem man die ermittelten Werte der aus den drei Filtern stammenden Leuchtstärken erfaßt;
- einen Meßschritt, bei dem man das Licht, das den zweiten optischen Zweig nacheinander durchsetzt hat, durch die drei Filter leitet, und man ebenfalls die ermittelten Werte der aus den drei Filtern stammenden Leuchtstärken erfaßt; und
- man Charakteristiken der reagierenden Substanz durch eine Kombination der Stärkenwerte bestimmt, die durch jeden Detektor, jeweils während der beiden vorhergehenden Schritte gemessen wurden.
11. Verfahren zum Einsatz der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die selbsttätige Durchführung von Meßzyklen unter der Regelung der Steueranordnung umfaßt, die jeweils aufweisen:
- einen Meßschritt, bei dem man das Licht, das nacheinander die drei Filter durchsetzt hat, zur Zelle leitet, welche die reagierende Substanz enthält, und man die durch den Detektor (D) ermittelten Werte erfaßt;
- einen Meßschritt, bei dem man das Licht, das nacheinander die drei Filter durchsetzt hat, zum zweiten optischen Zweig leitet, und man auch die durch den Detektor (D) ermittelten Werte erfaßt; und
- man Charakteristiken der reagierenden Substanz durch eine Kombination der durch den Detektor gemessenen und aus der gleichen Lampe stammenden Stärkenwerte bestimmt.
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