DE705975C

DE705975C - Vorrichtung mit lichtempfindlicher Zelle zum selbsttaetigen Nachweisen, Messen oder Registrieren von Truebungen

Info

Publication number: DE705975C
Application number: DEG79473D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-04-17
Filing date: 1931-04-17
Publication date: 1941-05-15

Description

Vorrichtung mit lichtempfindlicher Zelle zum selbsttätigen Nachweisen, Messen oder Registrieren von Trübungen Für den selbsttätigen Nachweis, insbesondere zur Messung und Registrierung von Trübungen, pflegt man Anordnungen zu benutzen, bei denen ein gerichteter Lichtstrahl durch das zu prüfende trübe Medium hindurch auf ein lichtempfindliches elektrisches Organ (Selenzeile, Photozelle, Thermoelement o. dgl.) fällt. Bei Verwendung der praktisch punktförmigen Thermoelemente sah man hierbei hinter dem trüben Medium ein Linsensystem vor, das die hindurchgehenden Strahlen auf der Lötstelle vereinigte, während man die flächenförmigen, lichtelektrisch wirksamen Zellen unmittelbar in den Strahlengang stellte.
Es liegt auf der Hand, daß die in erster Linie für Wärmestrahlen lempfindlichen Thermoelemente zum Nachweis von Trübungen an sich weniger geeignet sind als die lichtelektrische Effekte benutzenden und daher hauptsächlich für kurzwellige Strahlen empfindlichen Selenzellen und Photozellen; denn kurzwellige Strahlen werden bekannt. lich in wesentlich höherem Maße an den Schwebeteilchen abgelenkt oder absorbiert als langwellige Strahlen, und eine vorgegebene Trübung schXvächt daher die kurzw,elligeKomponente des Prüfstrahles stets um ein Vielfaches stärker als den langwelligen Strahlungsanteil.
Versuche haben ergeben, daß es vorteilhaft ist, wenn man die genannten flächenförmigen lichtempfindlichen Organe nicht unmittelbar in den Strahlengang einführt, sondern das Prüfstrahlbündel durch eine Optik zwischen dem Prüfgut und dem lichtempfindlichen: Organ zu einem reellen Bild der Lichtquelle vereinigt und am Entstehungsort des genannten reellen Bildes einen Blendenkörper anordnet, der das reelle Bild in bezug auf das lichtempfindliche Organ abdeckt und nicht größer als dieses Bild ist. Man erreicht hierbei nicht nur die an sich bekannte fast vollständige Trennung der gestreuten Lichtstrahlen von den ungestreuten, sondern gewinnt den Vorteil, daß das lichtempfindliche Organ beim Fehlen von Trübungen überhaupt kein Licht erhält, sondern nur beim Eintreten einer Trübung. Es ist bei photometrischen Anordnungen, insbesondere zur Untersuchung kolloidaler Lösungen, bereits vorgeschlagen worden, das direkte Licht der Lichtquelle von der Photozelle abzuhalten.
Man verwendete jedoch hierbei verhältnismäßig große Blenden, die viel Licht abschirmen und auch das gestreute Licht zum großen Teil absorbieren. Ist jedoch gemäß der Erfindung nur das reelle Bild an seinem Entstehungsort abgedeckt und die Blende nicht größer als dieses, so werden praktisch alle bestreuten Strahlen freigegebn und gelangen auf die Zelle. Der Erfindung kommt dabei das optische Gesetz zustatten, wonach durch trübe Medien in Strahirichtung qie geringere Ablenkung erfolgt als in gröUJe inkeln zur Strahlrichtung. Es gelangt in folgedessen bereits bei geringeren Trübungen fast alles gestreute Licht auf die Photozelle, und es werden bedeutende relative Helligkeitsunterschiede auf der Zelle erzielt. auch schon dann, wenn von der gesamten Licht menge, welche durch die Blende von der Zelle ferngehalten wird. nur ein kleiner Bruchteil gestreut wird.
Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Abbildung näher erläutert: Das von der Lichtquelle I ausgehende Licht nvird von der Optik 8 parallel gerichtet und durch das im Behälter 4 befindliche Prüfgut ö hindurchgeschickt. Durch die Optik 9 wird ein reelles Bild der Lichtquelle 1 auf der Blendenebene 10 erzeugt. Ein Blendenkörper 11, der die Form eines kleinen, ausschließlich das reelle Bild der Strahlenquelle I abdeckenden Absorptionskörpers haut, hält sämtliche ungestreuten Strahlen von der Zelle; fern. Die Blende 1 1 kann dabei aus einer Glasscheibe mit einer geschwärzten Punktfläche oder einem kleinen. seitlich gehalterteIl geschwärzten Körper bestehen. Man ordnet sie zweckmäßig möglichst dicht vor der Zelle; oder auch unmittelbar auf ihrer Oberfläche an; gegebenenfalls kann man auch die Zelle 7 selbst in die Blendenebene 10 stellen und an der Stelle, wo das reelle Bild der Strahlungsquelle entsteht, mit einem lichtunempfindlichen Fleck versehen. In einer solchen Anordnung wird die lichtempfindliche Schicht durch den Lichthof nur so lange beleuchtet, als eine Trübung vorliegt.
Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich durch besondere hohe Empfindlichkeit gegenüber schwachen Trübungen aus; beobachtet man, wie z. B. beim Tyndalimeter, ausschließlich das gestreute Licht, so erhält man bekanntlich in den geringen Trübung graden die stärksten Relativänderungen; dies gilt natürlich auch für die vorliegende Anordnung. Darüber hinaus erhält man bei der briebenen Anordllung jedoch auch sehr starke Absolutänderungen. weil wegen der oben angeführten Rayleigbschcn Verteilung des Streulichtes auf die verschiedenen Ablenkungswinkel die kleinen Ablenkungswinkel überaus stark bevorzugt sind und gerade diese kleinen Ablenkungswinkel (im Gegensatz zu der beim Tx ndallmeter fast lotrecht zum Lichtstrahl vorgenommenen Beobachtung) am stärksten zur Wirkung kommen.
Es ist für das Wesen der Erfindung natür-Sich belanglos, ob eine direkte Lichtquelle, z. B. der Faden einer Glühlampe oder eine indirekte Lichtquelle. wie z. B. eine ausgeleuchtete Lochblende in der Blendenebene 10 abgebildet wird sowie ob man zur Erzeugung dieser Abbildung ein Linsen- oder Spiegelsystem bellutzt. Ebenso ist es im Sinne der Erfindung gleichgültig, ob die lichtempfindliche Zelle 7 die zugehörige Anzeige-, Registrier- oder Alarmvorrichtung unmittelbar oder über einen Verstärker steuert bzw. welche Größe der Behälter 4 besitzt und ob das Prüfgut fest, flüssig oder gasförmig ist.
In allen Fällen ergibt die Anwendung der beschriebenen Ausblendung in Verbindung mit lichtelektrisch wirkenden Organen mit flächenförmiger lichtempfindlicher Schicht eine wesentliche Steigerung der Leistungsfähigkeit.

Claims

PATENTANSPRUCH: V orrichtüng mit lichtempfindlicher Zelle zum selbsttätigen Nachweisen, Messen oder Registrieren von Trübungen mit einer ein reelles Bild einer Lichtquelle erzeugenden Optik und einer das direkte Licht von der Zelle abhaltenden Blende, dadurch gekennzeichnet. daß die Blende am Ort des reellen Bildes angeordnet und nicht größer als dieses Bild ist.