DE69513139T2

DE69513139T2 - Einfaches Transmissionsmessgerät

Info

Publication number: DE69513139T2
Application number: DE69513139T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Hirose; Hiroshi Sato; Takashi Sunamori; Kazuo Yanauti
Original assignee: Taisei Chemical Industries Ltd
Current assignee: Taisei Chemical Industries Ltd
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2015-05-31
Also published as: JPH08219875A; EP0727657B1; DE69513139D1; EP0727657A1; US5568267A; JP2740135B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein einfaches Gerät zum Messen des Transmissionsgrades eines farbstoffimprägnierten Films in einem einfachen Film-Meßsystem der integralen globalen Sonneneinstrahlung, bei dem unter Nutzung der Tatsache, daß bei Belichtung des farbstoffimprägnierten Films mit Sonnenstrahlung der farbstoffimprägnierte Film entsprechend der Menge der integralen Sonneneinstrahlungsenergie ausbleicht, die Menge der empfangenen integralen Sonneneinstrahlungsenergie aus dem durch Messen des Transmissionsgrades des Films bestimmten Grad des Farbausbleichens abgeleitet wird.
Es ist sehr wohl bekannt, daß die von der Sonne der Erde erteilte Energiemenge von künstlichen Phänomenen, wie einer Zunahme der Menge des künstlich erzeugten Kohlendioxidgases, der Zerstörung der Ozonsphäre, der Ansammlung von Verbrennungsprodukten fossiler Resourcen und dergleichen, und natürlichen Phänomenen, wie der Ansammlung von vulkanischem Achsestaub aufgrund eines Vulkanausbruchs und dergleichen, abhängt, so daß sich die die Menschen umgebende natürliche Umgebung allmählich verändert. Diese Veränderung kann insgesamt größenmäßig erfaßt werden; jedoch ist die lokale Information darüber sehr gering. Die Menge der Sonneneinstrahlungsenergie an jedem Punkt in der Lebensumgebung schwankt in Abhängigkeit von der Konfiguration des Bodens und der die Punkte umgebenden Umgebung, beispielsweise bezüglich Wasser, Schatten künstlicher Strukturen und dergleichen, genauer gesagt bezüglich des Oberflächenmaterials jedes Blatts einer wuchernden Pflanze, und dergleichen stark und es erscheint notwen dig, die Menge der Sonneneinstrahlungsenergie an diesen lokalen Stellen mit einer gewissen Genauigkeit zu erfassen und deren kausale Beziehung zu verschiedenen Phänomenen lebender Dinge, atmosphärischen Phänomenen und dergleichen zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde bereits ein Film zum einfachen Messen der Menge der Sonneneinstrahlungsenergie entwickelt, wobei dieser Film die Korrelation zwischen dem Grad des Ausbleichens eines farbstoffimprägnierten Films und der Menge der integralen Sonneinstrahlungsenergie an der Stelle, an der der Film plaziert ist, nutzt [siehe Yoshimura, Komiyama und Ishikawa, Solar Energy, Band 115, Nr. 5, S. 47 (1987)], und bei Verwendung dieses Films ist es möglich, gleichzeitig an vielen Stellen, an denen der Film jeweils plaziert werden kann, erhaltene Daten zu sammeln. Derzeit müssen jedoch die bei den genannten Messungen verwendeten kleinen Filmstücke zusammen der Messung der Extinktion durch ein Spektrophotometer unterworfen werden und daher ist die reale Situation so, daß der wertvolle Vorteil einer gleichzeitigen Messung an vielen Stellen nicht ausreichend ausgenutzt werden kann.
Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen Meßinstruments, das in einfacher und rascher Weise an den Meßstellen die Transmissionsgrade von Proben einer gleichzeitigen Mehrortbelichtung aus einem farbstoffimprägnierten Film mit einer effektiven Belichtungsfläche von 3 cm² oder weniger zum Messen der Menge der Sonneneinstrahlungsenergie messen soll. Das Meßgerät sollte daher eine geringe Größe und ein niedriges Gewicht besitzen.
Wie sich aus der genannten Aufgabe ergibt, ist es ferner nötig, daß die Meßgenauigkeit des Geräts der Art ist, daß nicht der bloße Lichttransmissionsgrad, sondern die verringerte Extinktion aus dem gemessenen Transmissionsgrad exakt dem Meßergebnis durch ein allgemeines Spektrometer entspricht, und diese Erfindung zielt auf die Bildung eines derartigen Meßgeräts ab. Wenn die Aufgabe lediglich in der Messung eines Transmissionsgrads besteht, kann das Meßgerät relativ einfach sein; um jedoch die Aufgabe des Erhaltens von Meßwerten, die denen eines Spektrophotometers äquivalent sind, bei dem die Extinktion aus dem unter Verwendung eines stark monochromatischen Lichts mit einer schmalen Halbwertsbreite gemessenen Transmissionsgrad bestimmt wird, und der quantitativen Bestimmung der Extinktion aus diesen zu lösen, müssen die nötigen Maßnahmen ergriffen werden, deren Hauptpunkte wie folgt sind:
(1) Blaues Licht einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm eignet sich als das monochromatische Licht im Hinblick auf die Charakteristika des Absorptionsspektrums des betrachteten Farbstoffs.
(2) Die Verwendung eines Bandpaßfilters bzw. Bandfilters eignet sich besser als die Verwendung einer spektralen Weise zum Entnehmen von monochromatischem Licht bei geringen Kosten; es ist jedoch schwierig, ein Bandfilter, das Licht einer schmalen Wellenlängenbreite und bei geringer Verringerung der Lichtmenge ergibt, zu erhalten, so daß vorzugsweise eine Lumineszenzdiode (LED), die monochromatisches Licht emittiert, verwendet wird.
(3) Obwohl das durch die Lumineszenzdiode emittierte Licht monochromatisches Licht ist, ist sein Spektrum breit und die Lumineszenzdiode wird daher notwendigerweise zusammen mit dem Bandfilter verwendet. Wie wird dieses Problem gelöst, d. h. wie wird das Band filter zum Erhalten von monochromatischem Licht mit einer geringeren Halbwertsbreite als die Halbwertsbreite des Absorptionsspektrums des betrachteten Farbstoffs zur Entwicklung der notwendigen Genauigkeit hergestellt?
(4) Wie wird eine Lumineszenzdiode, die blaues Licht mit hoher Energie emittiert, erhalten?

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Licht der genannten Probleme wurde die Herstellung eines Meßgeräts mit einer geringen Größe, jedoch einer einem Spektrophotometer vergleichbaren Genauigkeit für die Erfinder der folgenden Erfindung notwendig, woraus sich diese Erfindung ergab.
Zur Lösung des genannten Problems wurde der Tatsache Aufmerksamkeit geschenkt, daß wegen der Messung des Grades des Ausbleichens eines farbstoffimprägnierten Films anstelle der Messung der Menge an Sonneneinstrahlungsenergie die Genauigkeit etwas geopfert werden kann, und es zeigte sich, daß ein Meßgerät mit einer geringen Größe und niedrigem Gewicht erhalten werden kann, indem die Messung des Transmissionsgrades unter Verwendung von monochromatischem Licht nach einem spektralen Verfahren, das derzeit in der Praxis im originalen Spektrophotometer verwendet wird, durch ein Verfahren, das das Wählen einer Lumineszenzdiode einer Emissionsintensität hoher Leuchtdichte mit einem im gewissen Ausmaß scharfen Emissionsspektrum als monochromatische Lichtquelle; das Bestrahlen eines Films mit Licht, das durch Modifikation eines von der Lumineszenzdiode einer Emissionsintensität hoher Leuchtdichte emittierten Lichts durch Passieren eines Bandfilters erhalten wurde; das Aufnehmen des durch den Film durchgelassenen Lichts durch eine Photodiode; das Verstärken des Ausgangssignals der Photodiode in üblicher Weise: indem die Lichtmenge, die den Film passiert hat, als Ausgangsspannung genommen wird; und die Anzeige derselben durch ein digitales Voltmeter in einer üblichen Weise umfaßt, ersetzt wird. Zusätzlich wurde als Ergebnis einer intensiven Berücksichtigung der genannten Punkte (1) bis (4) diese Erfindung vervollständigt, indem eine neu entwickelte Lumineszenzdiode, die Licht mit einer Wellenlänge in der Nähe von 450 nm mit einer Emissionsintensität hoher Leuchtdichte emittiert, gewählt und diese mit einem Bandfilter kombiniert wurde, das durch Überziehen eines Harzfilms oder einer Glasplatte mit einer Beschichtungszusammensetzung, in der ein violettes und/oder blaues Pigment so fein in einem Harzbindemittel verteilt ist, daß sich eine hohe Transparenz zeigt, hergestellt wurde.
Gemäß dieser Erfindung wird ein einfaches Gerät zum Messen des Transmissionsgrades eines mit einem Farbstoff Pyridylazo-2-naphthol (λmax 468 nm) oder Dimethylphenylazo- 2-naphthol (λmax 360, 521 nm) imprägnierten Films mit einem kontinuierlichen Absorptionsspektrum mit einer Mehrzahl von Absorptionspeaks im Wellenlängenbereich von 350 bis 800 nm bereitgestellt, wobei das Gerät einen Lichtquellenteil, umfassend eine Lumineszenzdiode einer Emissionsintensität hoher Leuchtdichte, die Licht mit einem Peak der relativen Emissionsintensität in der Nähe einer Wellenlänge von 450 nm emittiert;
eine Vorrichtung zum Ermöglichen der Emission von Licht für die Diode;
eine Lichtmengeneinstellvorrichtung;
ein Bandfilter, das im wesentlichen aus einem Harzfilm oder einer Glasplatte besteht, die mit einer Beschichtungszusammensetzung, die im wesentlichen aus mindestens einem Pigment, ausgewählt aus der Gruppe Phthalocyaninblau-Pigment und ein organisches violettes Pigment, das fein in einem Harzbindemittel verteilt ist, zusammengesetzt ist, beschichtet ist, und einen Transmissionspeak im Bereich von 330 bis 480 nm besitzt, wobei der Transmissionsgrad beim Peak 40% oder mehr beträgt und die Transmissionsgrade bei 260 nm oder weniger und 520 nm oder mehr
1% oder weniger betragen; und
einen Lichtempfangsteil, umfassend eine gegenüber dem Licht, das durch das Bandfilter gegangen ist, empfindliche Photodiode und eine Vorrichtung zum Übertragen der elektrischen Signale von der Photodiode und digitalen Anzeigen derselben, umfaßt.
Fig. 1 zeigt in einem Diagramm das erfindungsgemäße Meßprinzip.
Fig. 2a ist eine Vorderansicht eines speziellen Beispiels des erfindungsgemäßen Meßgeräts.
Fig. 2b ist eine Darstellung des Beispiels von Fig. 2a in der Draufsicht.
Fig. 2c zeigt in einer Darstellung die Innenanordnung der Vorrichtungen im Beispiel von Fig. 2a.
Fig. 3 ist das elektrische Schaltdiagramm des Beispiels von Fig. 2a.
Fig. 4 zeigt in einem Diagramm die Kennlinie (Emissionsspektrum) einer Lumineszenzdiode im erfindungsgemäßen Meßgerät.
Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Kennlinie (Transmissionsgrad) eines Bandfilters (aus Polyester), das im erfindungsgemäßen Meßgerät verwendet wird.
Fig. 6 zeigt in einem Diagramm die Kennlinie (Transmissionsgrad) eines anderen Bandfilters (aus Glas), das im erfindungsgemäßen Meßgerät verwendet wird.
Fig. 7 zeigt in einem Diagramm die Kennlinie (Absorptionsspektrum) eines farbstoffimprägnierten Films, die durch das erfindungsgemäße Meßgerät gemessen wurde.
Fig. 8 ist ein Diagramm zum Vergleich des durch ein Spektrophotometer unter Verwendung einer Wellenlänge von 440 nm gemessenen Extinktionswerts mit dem durch das erfindungsgemäße Meßgerät gemessenen Extinktionswert.
Fig. 9 sind Eichkurven zur Bestimmung des exakten Extinktionswerts eines farbstoffimprägnierten Films bei der Absorptionspeakwellenlänge, der von einem Spektrophotometer erhalten wird, aus dem unter Verwendung eines Lichts mit einer Wellenlänge von 440 nm durch das erfindungsgemäße Meßgerät erhaltenen Extinktionswert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Vorzugsweise ist das einfache Transmissionsmeßgerät dieser Erfindung ein einfaches Instrument zum Messen des Transmissionsgrades eines Films, der mit einem Pyridylazo-2-naphthol- oder Dimethylphenylazo-2-naphthol- Farbstoff mit einem kontinuierlichen Absorptionsspektrum mit einer Mehrzahl von Peaks im Wellenlängenbereich von 350 bis 800 nm imprägniert ist, umfassend einen Lichtquellenteil, der hauptsächlich aus einer Lumineszenzdiode einer Emissionsintensität hoher Leuchtdichte aufgebaut ist, die Licht mit einem Spitzenwert bzw. Peak der relativen Emissionsintensität in der Nähe einer Wellenlänge von 450 nm und einer Halbwertsbreite von 70 nm oder weniger bei einem Emissionswinkel von 20º oder weniger emittiert; eine Vorrichtung zum Ermöglichen der Emission von Licht für die Diode; ein Bandfilter, das im wesentlichen aus einem Harzfilm oder einer Glasplatte besteht, die mit einer Beschichtungszusammensetzung, die im wesentlichen aus mindestens einem Pigment, ausgewählt aus der Gruppe Phthalocyaninblau-Pigment und ein organisches violettes Pigment, das fein in einem Harzbindemittel verteilt ist, beschichtet sind, und das einen Peak des Transmissionsgrades im Wellenlängenbereich von 330 bis 480 nm besitzt, wobei der Transmissionsgrad beim Peak 40% oder mehr beträgt und der Transmissionsgrad bei 260 nm oder weniger und 520 nm oder mehr 1% oder weniger beträgt; und eine Lichtmengeneinstellvorrichtung, die aus einem Regelwiderstand und einem elektrischen Widerstandswechselschalter mit der Fähigkeit zur freien Einstellung der Menge des Bestrahlungslichts aufgebaut ist, und einen Lichtempfangsteil, der hauptsächlich aus einer gegenüber dem Licht, das das Bandfilter passiert hat, empfindlichen Photodiode, einem Verstärker und einer digitalen Spannungsanzeigevorrichtung aufgebaut ist.
Das durch die Lumineszenzdiode emittierte Licht passiert das Bandfilter, wobei das Filter partiell das Licht absorbieren kann, wodurch das Licht so eingestellt wird, daß es eine geringere Halbwertsbreite als die Halbwertsbreite eines Absorptionspeak des farbstoffimprägnierten Films allein aufweist, und das auf diese Weise eingestellte Licht wird als Bestrahlungslicht zum Messen des Transmissionsgrades des farbstoffimprägnierten Films verwendet. Die Menge des Bestrahlungslichts wird durch die Lichtmengeneinstellvorrichtung frei eingestellt.
Die erfindungsgemäß verwendete Lumineszenzdiode umfaßt spezifisch eine Lumineszenzdiode einer Emissionsintensität hoher Leuchtdichte, beispielsweise eine Lumineszenzdiode NLPB500, hergestellt von Nichia Kagaku Kogyo K. K. und dergleichen.
Die Vorrichtung zum Ermöglichen der Emission von Licht für die Diode und Einstellen der Lichtmenge kann aus irgendeiner Vorrichtung bestehen, die üblicherweise für den gleichen Zweck verwendet wird, beispielsweise die elektrische Schaltung, die in der Lichtmengeneinstellvorrichtung und der Lumineszenzdiodenantriebsvorrichtung in Fig. 1 gezeigt ist.
Das in der Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung des Bandfilters verwendete Pigment kann aus einem Phthalocyaninblau-Pigment, beispielsweise Cyaninblau Nr. 4940N (DAINICHI SEIKA COLOR & CHEMICALS MFG. CO., LTD.), einem organischen violetten Pigment, z. B. Hostapermviolett RLSDICO (Hoechst), oder einem Gemisch der beiden bestehen. Der Anteil des Pigments in der Beschichtungszusammensetzung beträgt vorzugsweise 5-40 Gew.-%.
Das in der Beschichtungszusammensetzung verwendete Harzbindemittel umfaßt Copolymere ethylenisch ungesättigter Monomere, wie Styrol, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und Acrylsäure.
Die Beschichtungszusammensetzung wird in einer Dicke von mehreren Mikron auf einem Harzfilm, wie Cellulosetriacetat oder Polyethylenterephthalat, oder einer Glasplatte aufgetragen.
Die Photodiode umfaßt für Licht von 250-800 nm empfindliche Photodioden, beispielsweise BS-112, hergestellt von Sharp Corp. und dergleichen.
Die Vorrichtung zum Übertragen und digitalen Anzeigen elektrischer Signale von der Photodiode kann eine beliebige Vorrichtung sein, die üblicherweise für den gleichen Zweck verwendet wird, und sie umfaßt einen Verstärker und eine digitale Spannungsanzeigevorrichtung.
Hierbei bedeutet die Emissionsintensität hoher Leuchtdichte eine Standardemissionsintensität von 1000 mcd oder mehr.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Beispiele dieser Erfindung werden im folgenden unter Bezug auf Fig. 1 bis 9 erklärt.
Die von Nichia Kagaku Kogyo K. K. hergestellte Lumineszenzdiode NLPB500 (Peakwellenlänge: 450 nm; Halbwertsbreite: 70 nm; Richtcharakteristik: 15º) wurde als Lichtquelle verwendet und eine Gruppe von Festwiderständen zum Wechseln des emittierten Lichtbereichs, ein Drehschalter zum Wählen des Widerstands und ein Regelwiderstand zum Einstellen des Transmissionsgrades auf 100% werden über einen Lichtschalter elektrisch mit einer Gleichstromquelle von 4,5 V verbunden, wobei eine Lichtmengeneinstellvorrichtung hergestellt wird. Der Aufbau dieser Lichtmengeneinstellvorrichtung ist in Fig. 1 als elektrische Schaltung gezeigt. Auch ist das Emissionsspektrum der Lumineszenzdiode in Fig. 1 wie in Fig. 4 angegeben.
Als Photodiode wurde in Fig. 1 BS-112, hergestellt von Sharp Corp. verwendet. Der Verstärker in Fig. 1 wurde hergestellt, indem ein Teil der in "Preparation of Illuminance Meter Using Photodiode", angegeben in Hisao Nagao, Transistor Technique SPECIAL Nr. 33, S. 13 (veröffentlicht am 1. Mai 1992 durch CQ Shuppansha), gezeigten Schaltung geändert wurde. Als die digitale Spannungsanzeigevorrichtung in Fig. 1 wurde ein im Handel erhältliches digitales Voltmeter KPS-2324, hergestellt von Kaho Musen K. K., das partiell modifiziert wurde, verwendet.
Das Meßgerät wurde hergestellt, indem eine Gleichspannungsquelle, ein Hauptschalter, ein Lumineszenzdiodenlichtschalter, ein Schalter zum Wechseln der zu emittierenden Lichtmenge und ein Regelwiderstand zum Einstellen des Transmissiongrades auf 100% angeordnet wurden.
Das Bandfilter in Fig. 1 wurde wie folgt hergestellt:
Ein mit einem Thermometer, einem Tropftrichter, einem Rührer und einer Probenzufuhröffnung ausgestatteter Zweiliterkolben wurde mit 150 Gewichtsteilen Toluol beschickt und das Toluol wurde auf 110ºC erwärmt. Anschließend wurde ein erstes Gemisch, bestehend aus 233 Gewichtsteilen Styrol, 71 Gewichtsteilen Methylmethacrylat, 144 Gewichtsteilen Butylacrylat, 52 Gewichtsteilen 2- Hydroxyethylmethacrylat, 2,5 Gewichtsteilen Acrylsäure und 5 Gewichtsteilen Benzoylperoxid, im Laufe von zwei h in den Kolben getropft, während das Gemischt beim Siedepunkt gehalten wurde. Anschließend wurde ein zweites Gemisch, bestehend aus 110 Gewichtsteilen Toluol, 75 Gewichtsteilen Butylacetat und 2,5 Gewichtsteilen Benzoylperoxid, im Laufe von 2 h 3 h nach dem Start der tropfenweise Zugabe des ersten Gemischs zu dem ersten Gemisch getropft, wonach der Inhalt des Kolbens 1 h beim Siedepunkt gehalten wurde. Danach wurden 165 Gewichtsteile Xylol zum Verdünnen des Inhalts zugesetzt und der Inhalt wurde gekühlt. Die nichtflüchtigen Bestandteile desselben betrugen 49,3% (bei 150ºC 3 h lang getrocknet) und deren Viskosität betrug bei 25ºC 11 Poise. Ein Farbchip wurde auf die folgende Weise unter Verwendung des auf diese Weise erhaltenen Harzes erhalten:
80 Gewichtsteile der Harzlösung, 60 Gewichtsteile Cyaninblau Nr. 4940 N (hergestellt von DAINICHISEIKA COLOR & CHEMICALS MFG. CO., LTD.) oder Hostapermviolett RLSDICO (hergestellt von Hoechst) wurden gut gemischt und dann auf einer Zwillingswalze zu einem Bogen flächig ausgebreitet, während das Lösungsmittel sich verteilen durfte, und dann wiederholt auf der Walze insgesamt 100 mal flächig bearbeitet, um einen Bogen mit einem Pigmentgehalt von 60 Gew.-% herzustellen. Dieser wurde zu einem feinen Pulver vermahlen.
Das feine Pulver wurde in einem Lösungsmittelgemisch von Toluol und Butylacetat mit einem Volumenverhältnis 1/l gelöst, so daß die Konzentration 25 Gew.-% betrug, und die Lösung wurde dann durch ein 0,5 u-Filter filtriert und zum Entfernen der ungelösten Bestandteile einer Zentrifugation mit 17000 min&supmin;¹ unterzogen, wodurch eine Farblösung hergestellt wurde.
Es wurde ein Silankopplungsmittel (Sila Ace S-330, hergestellt von Chisso Corp.) mit einem Anteil der nichtflüchtigen Bestandteile von etwa 5 Gew.-% zu der Farblösung gegeben und es wurden 8 Gew.-% eines Isocyanatharzes (Takenate D-165 N (90PX), hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.) zugegeben. Danach wurde bei Bedarf das Originalharz zugegeben. Die hierbei erhaltene Zusammensetzung wurde auf eine Polyesterfolie oder eine Glasplatte in einer Dicke von mehreren Mikron mittels einer Stangenbeschichtungsvorrichtung aufgetragen, anschließend bei 120-150ºC 10-20 min. lang getrocknet und danach einer Messung des Transmissiongrades unterzogen. Nach diesem Verfahren wurden zwei Bandfilter unter Verwendung einer violetten Lösung allein oder einer geeigneten Mischlösung aus einer violetten Lösung und einer blauen Lösung hergestellt. Die Transmissionskennlinien derselben waren wie in Fig. 5 gezeigt. Um diese Kennlinien zu erhalten, war es notwendig, die Filmdicke und die Menge des zugesetzten Harzes einzustellen. Darüber hinaus wurde ein im Handel erhältliches Bandfilter aus Glas (GB-3, hergestellt von Shot Japan Co., Ltd.), das zu einer Größe von 25 mm · 25 mm geschnitten war, verwendet. Die Transmissionskennlinie desselben war wie in Fig. 6 gezeigt. Es zeigte sich, daß das durch Fig. 4 und Fig. 5 oder 6 erzeugte Synthesespektrum des Bestrahlungslichts ein Bestrahlungslicht mit einem Peak bei etwa 440-460 nm ergibt. Vergleicht man das Spektrum dieses Bestrahlungslichts mit dem Spektrum des farbstoffimprägnierten Films (siehe Fig. 7), zeigt sich, daß das Spektrum des Bestrahlungslichts innerhalb des Bereichs des Randes der Extinktionskurve von Pyridylazo-2- naphthol (PAN) mit einem Peak bei 470 nm liegt, und es kann die im Falle des Spektrums der Lumineszenzdiode allein sich ergebende Situation vermieden werden, daß die nicht an der Absorption teilnehmende Lichtmenge gemessen wird. Diese Filter sind alle äquivalent und ein Meßbeispiel, bei dem ein aus einer violetten Lösung allein bestehendes Filter verwendet wird, wird im folgenden gezeigt.
Der Abstand zwischen dem Filter und dem Ende der Lumineszenzdiode in Fig. 1 wurde auf 8 mm eingestellt. Auch wurde der Abstand zwischen dem Filter und der Lichtempfangsoberfläche der Photodiode in Fig. 1 auf 8 mm eingestellt.

EXTINKTIONSMESSUNG

Eine mit Oil Red oder PAN imprägnierte Cellulosetriacetatfolie (die in Fig. 1 zu messende farbstoffimprägnierte Folie (Probenfolie)) wurde so hergestellt, daß der Transmissionsgrad bei etwa 470 nm bei Messung mit einem Spektrophotometer (U-3400, hergestellt von Hitachi, Ltd.) etwa 1% betrug, wenn mit Außenlicht zum Ausbleichen der farbstoffimprägnierten Folie zur Herstellung einer Probe belichtet wurde, und bei dieser Probe wurde eine Messung des Absorptionspektrums durch U-3400 durchgeführt. Bei der gleichen Probe wurde eine Transmissionsmessung durch das erfindungsgemäße Meßgerät durchgeführt und es wurden der Transmissionsgrad und eine Extinktion erhalten. (Transmissionsgrad (Prozentsatz (100T), Verhältnis (T)) und Extinktion (A) werden durch die folgenden Messung und Bestimmung erhalten:
Eine nicht-farbstoffimprägnierte Folie wird dem erfindungsgemäßen Meßgerät unterworfen und das Bestrahlungslicht, dem der Film ausgesetzt wird, wird durch den Regelwiderstand so eingestellt, daß der im Transmissionsanzeigefenster gemäß Fig. 2b gezeigte Wert 100 wird. Anschließend wird die nicht-farbstoffimprägnierte Folie durch eine farbstoffimprägnierte Folie ersetzt und der im Transmissionsanzeigefenster angezeigte Wert abgelesen. Dieser Wert ist ein Prozentsatz des genannten Werts 100. Die Extinktion kann durch Verringerung dieses Prozentsatzes zu einem Verhältnis (T) und Berechnen von -logT bestimmt werden.)
Diese Extinktion wurde mit dem früheren Wert bei 440 nm (der Peakwellenlänge für das erfindungsgemäße Meßgerät) verglichen. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen eine Gerade, die in Tabelle 1 und Fig. 8 gezeigt ist, und sie sind gut. Tabelle 1
Anmerkung: Die Werte A (Extinktion) sind -logT (T = 10-A)
Fig. 8 zeigt Vergleiche zwischen der von einem exakten Spektrophotometer unter Verwendung eines Lichts von 440 nm gemessenen Extinktion und der unter den gleichen Bedingungen durch das erfindungsgemäße Meßgerät gemessenen Extinktion und die Messungen wurden unter Verwendung von farbstoffimprägnierten Folien mit unterschiedlichen Graden an Farbausbleichung durchgeführt.
Ferner wurden die durch das erfindungsgemäße Meßgerät erhaltenen Werte mit denen, die unter Verwendung von Licht anderer Wellenlängen als 440 nm durch U-3400 erhalten wurden, verglichen, wobei die in Fig. 9 gezeigte Kalibrierungskurve erhalten wurde.
Das heißt, Fig. 9 ist eine Kalibrierungskurve zum Bestimmen von Werten, die den durch Messung unter Verwendung von Licht mit Wellenlängen bei den Absorptionspeaks der jeweiligen Farbstoffe durch ein exaktes Spektrophotometer erhaltenen Extinktionswerten entsprechen, aus den durch Durchführen einer Messung durch das erfindungsgemäße Meßgerät an den mit Licht einer Wellenlänge von 440 nm bestrahlten farbstoffimprägnierten Folien erhaltenen Extinktionswerten bei 440 nm.
Unter Verwendung von Fig. 9 wird es möglich, die Extinktion bei der Peakabsorptionswellenlänge jedes Farbstoffs zu bestimmen.
Aus den genannten Daten wird ganz klar, daß das erfindungsgemäße Meßgerät, das kompakt und von niedrigem Gewicht ist, in genügender Weise in die Praxis umgesetzt werden kann, und das erfindungsgemäße Meßgerät kann stark zum Begreifen des kausalen Zusammenhangs zwischen Umgebung und Wachstum von Organismen beitragen und ist daher sehr nützlich.

Claims

1. Ein einfaches Gerät zum Messen der Transmission bzw. Lichtdurchlässigkeit eines Films, der mit einem Pyridylazo-2- naphthol- oder Dimethylphenylazo-2-naphthol-Farbstoff imprägniert ist, der ein kontinuierliches Absorptionsspektrum mit einer Mehrzahl von Absorptionspeaks im Wellenlängenbereich von 350 bis 800 nm aufweist, mit folgenden Merkmalen:

ein Lichtquellenteil, das eine Lumineszenzdiode mit hoher Leuchtdichten-Emissionsintensität umfaßt, die Licht mit einem relativen Emissionsintensitätspeak in der Nähe einer Wellenlänge von 450 nm emittiert;

ein Mittel, um es der Diode zu ermöglichen, Licht zu emittieren;

eine Lichtmengeneinstellvorrichtung;

ein Bandpaßfilter, das im wesentlichen aus einem Harzfilm oder einer Glasplatte besteht, die mit einer Beschichtungszusammensetzung bestehend im wesentlichen aus mindestens einem Pigment, das aus der Gruppe bestehend aus einem Phthalocyaninblau-Pigment und einem organischen violetten Pigment ausgewählt wird, das in einem Bindemittelharz feindispergiert ist, beschichtet ist, und das einen Lichtdurchlässigkeitspeak im Bereich von 330 bis 480 nm aufweist, wobei die Lichtdurchlässigkeit am Peak 40% oder mehr und die Lichtdurchlässigkeiten bei 260 nm oder weniger und bei 520 nm oder mehr 1% oder weniger beträgt; und

ein Lichtempfangsteil, das eine Photodiode, die für Licht empfindlich ist, das durch das Bandpaßfilter hindurchgegangen ist, und ein Mittel zum Übertragen der elektrischen Signale von der Photodiode und zum digitalen Anzeigen derselben umfaßt.

2. Das einfache Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Lumineszenzdiode eine Lumineszenzdiode mit einer hohen Leuchtdichten-Emissionsintensität ist, die Licht emittiert, das einen relativen Emissionsintensitätspeak in der Nähe einer Wellenlänge von 450 nm und einer Halbwertsbreite von 70 nm oder weniger bei einem Emissionswinkel von 20º oder weniger aufweist.

3. Das einfache Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Lumineszenzdiode von dem Typ ist, der von Nichia Kagaku Kogyo K. K. unter dem Bezug NLRB 500 (Peakwellenlänge: 450 nm, Halbwertsbreite von 70 nm, Orientierungscharakteristik: 15º) hergestellt wird.

4. Das einfache Gerät gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das in der Beschichtungszusammensetzung verwendete Pigment Phthalocyaninblau ist.

5. Das einfache Gerät gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das in der Beschichtungszusammensetzung verwendete Bindemittelharz ein Copolymer von Styrol, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und Acrylsäure ist.

6. Das einfache Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Photodiode für Licht in dem Bereich von 250 nm bis 800 nm empfindlich ist.

7. Ein einfaches Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtmengeneinstellvorrichtung einen veränderbaren Widerstand und einen elektrischen Widerstandswechselschalter umfaßt, der im Stande ist, die Menge des von der Lumineszenzdiode emittierten Bestrahlungslichts frei einzustellen.

8. Ein einfaches Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalübertragungs- und Anzeigemittel einen Verstärker und einen digitalen Spannungsindikator umfassen.

9. Ein einfaches Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bandpaßfilter in einer derartigen Position plaziert ist, daß das von der Lumineszenzdiode emittierte Licht direkt durch das Bandpaßfilter hindurchgeht, und die Photodiode so plaziert ist, daß diese dem Bandpaßfilter mit einem Abstand derart gegenüberliegt, daß ein Prüfspezimen zwischen dem Bandpaßfilter und der Photodiode eingeführt werden kann, um so das Licht zu empfangen, das durch das Bandpaßfilter und das Prüfspezimen hindurchgegangen ist.