DE722634C

DE722634C - Method and device for illuminating dispersoids for the purpose of determining the size and number of scattering particles from scattered light measurements

Info

Publication number: DE722634C
Application number: DET47928D
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Teucher
Original assignee: RUDOLF TEUCHER DR
Current assignee: RUDOLF TEUCHER DR
Priority date: 1936-12-20
Filing date: 1936-12-20
Publication date: 1942-07-15

Description

- Verfahren und Vorrichtung zur Beleuchtung von Dispersoiden zum Zwecke der Bestimmung von Größe und Zahl der streuenden Teilchen aus Streulichtmessungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von Größe und Zahl der Teilchen eines Dispersoids aus Streulichtmessung.- Method and device for illuminating dispersoids for the purpose the determination of the size and number of scattering particles from scattered light measurements The invention relates to a method and a device for determining size and number of particles of a dispersoid from scattered light measurement.

Für eine Bestimmung des Streulichtes (der Trübung eines Mediums) mißt man entweder die Lichtabsorption in dem Medium oder das seitlich gestreute Licht. For a determination of the scattered light (the turbidity of a medium) one measures either the light absorption in the medium or the laterally scattered Light.

Es ist ein Verfahren zur Trübungsmessung bekanntgeworden, bei dem ein scharf abgegrenztes paralleles Lichtstrahlenbüschel durch das streuende Medium geschickt und derart seitlich beobachtet wird, daß kein direktes Licht in das Auge des Beobachters gelangt. A method for measuring turbidity has become known in which a sharply defined, parallel bundle of light rays through the scattering medium skillfully and observed from the side in such a way that no direct light enters the eye of the observer.

Sobald streuende Teilchen im Bereich des Lichtstrahlenbüschels liegen, gelangt seitlich gestreutes Licht in die Beobachtungsrichtung, und das Lichtstrahlenbündel wird sichtbar.As soon as scattering particles are in the area of the light beam, Laterally scattered light arrives in the direction of observation and the bundle of light rays becomes visible.

Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine punktförmige Lichtquelle das streuende Medium durchleuchtet und der durch den Tyndalleffekt entstehende Lichtkegel durch eine senkrecht zu ihm aufgestellte lichtdurchlässige und mit einer Skala versehene Platte beobachtet und die Größe des auf dieser Platte erscheinenden Lichtkreises ermittelt wird. Furthermore, a method is known in which a point light source the scattering medium shines through and the light cone created by the Tyndall effect through a translucent one set up perpendicular to it and provided with a scale Plate observed and the size of the circle of light appearing on this plate is determined.

Bei Verwendung einer weißen Lichtquelle ist das gestreute Licht in verschiedenen Winkeln zwischen Einstrahlungsrichtung und Beobachtungsrichtung verschieden gefärbt. Diese Färbung ist abhängig von der Größe der Teilchen. When using a white light source, the scattered light is in different angles between the direction of irradiation and the direction of observation colored. This color depends on the size of the particles.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet im Gegensatz zu den bekannten Verfahren diese Abhängigkeit der Streulichtintensität von der Wellenlänge, indem für einen konstanten einstellbaren Winkel die spektrale Intensitätsverteilung gemessen wird. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dispersoid ein von zwei eng ineinanderliegenden Kegelmänteln begrenztes Parallellichtstrahlenbüschel erzeugt und das in Richtung seiner Rotationsachse gestreute Licht spektralphotometrisch untersucht wird. The method according to the invention used in contrast to the known Process this dependence of the scattered light intensity on the wavelength by adding the spectral intensity distribution is measured for a constant adjustable angle will. It is characterized in that in the dispersoid one of two closely spaced Conical shells limited parallel light beam bundle generated and that in the direction its axis of rotation scattered light is examined spectrophotometrically.

Es ist schon eine Vorrichtung zum Messen des Trübungsgrades einer Flüssigkeit vorgeschlagen worden, bei der ebenso wie bei dem vorliegen den Verfahren das durch die Flüssigkeit gestreute Licht in Richtung der Rotationsachse des Beleuchtungsstrahlenbüschels photometrisch gemessen wird. Von diesem älteren Vorschlag unterscheidet sich die vorliegende Erfindung entsprechend der ihr zugrunde liegenden Aufgabe im wesentlichen durch ein enges Beleuchtungsstrahlenbüschel, das eine eindeutige, einstellbare Zuordnung der Richtung des Beleuchtungsstrahlenbüschels zu der Richtung des zu beobachtenden Streulichtes ermöglicht und durch die spektralphotometrische Untersuchung des Streulichtes. It is quite a device for measuring the degree of turbidity of a Liquid has been proposed in which as well as in the present the Moves the light scattered by the liquid in the direction of the axis of rotation of the bundle of illuminating rays is measured photometrically. From this older one Proposal, the present invention differs according to the basis of it lying task essentially through a narrow bundle of illuminating rays that a clear, adjustable assignment of the direction of the illuminating beam to the direction of the scattered light to be observed and enabled by the spectrophotometric Investigation of the scattered light.

Zur Ausübung dieses Verfahrens wird eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer punktförmigen Lichtquelle angegeben, gekennzeichnet durch die Anwendung einer auswechselbaren Ringblende in der Brennebene einer Linsenoptik und einer Lochblende, derart, daß die Lichtquelle durch die Optik farb- und öffnungsfehlerfrei verkleinert in die Öffnung der Lochblende abgebildet wird. A lighting device is used to carry out this procedure indicated with a point light source, characterized by the application an exchangeable ring diaphragm in the focal plane of a lens optic and a pinhole diaphragm, in such a way that the light source is reduced in size by the optics without any color or opening errors is shown in the opening of the pinhole.

Abb. I erläutert das Verfahren der Streulichtbeobachtung. Das von einer Lichtquelle ausgehende Strahlenbündel tritt aus einer Lochblende Bl als ein Lichtbündel aus, das von zwei parallel ineinanderliegenden Kegelmänteln begrenzt ist, deren Spitzen in der Lochblende liegen. Zwischen den Kegelmänteln sind die Lichtstrahlen den Mantelflächen parallel. Wird dieses Lichtbündel in ein zu untersuchendes Streumedium N eingestrahlt, so verläuft in Richtung der Achse ein Parallelstrahlenbündei von Streulicht eines bestimmten, für den ganzen Bündelquerschnitt gleichen Streuwinkels, nämlich des Winkels , den der Kegelinantel mit der Achse bildet. Fig. I explains the method of scattered light observation. That from A bundle of rays emanating from a light source emerges from a pinhole B1 as a Light bundle that is limited by two parallel cone shells whose tips are in the pinhole. Between the cone shells are those Light rays parallel to the lateral surfaces. This bundle of light turns into one to be examined When scattering medium N is irradiated, a parallel bundle of rays runs in the direction of the axis of scattered light of a certain scattering angle that is the same for the entire bundle cross-section, namely the angle that the cone surface forms with the axis.

Diese im Unendlichen liegende Streulichterscheinung, etwa im Brennpunkt F einer Optik O2 für verschiedenen Streuwinkel gesammelt, erzeugt das Meßfeld. This scattered light phenomenon lying in infinity, for example in the focal point F of optics O2 collected for different scattering angles generates the measuring field.

Eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zeigt Abb. 2. Eine möglichst kleine Lichtquelle L wird mittels Linsenoptik Oi großen Öffnungsverhältnisses farbfehlerfrei und öffnungsfehlerfrei verkleinert in die Öffnung einer Lochblende Bl von Bildgröße abgebildet. In der objektseitigen Brennebene der Optik steht eine Ringblende Br (auswechselbar), die im Unendlichen abgebildet, ein Parallelstrahlenbündel erzeugt. Dadurch entsteht der zur Beleuchtung der streuenden Medien dienende Licht kegelmantel mit seiner Achse gleich der optischen Achse des Beleuc.ltungsapparates und seiner Spitze in der Lochblende. Der Kegelwinkel 9 und damit der Streuwinkel, ist gegeben durch das Verhältnis des Durchmessers der Ringblende zur Brennweite der Optik O und kann durch Auswechslung der Ringblende geändert werden. A device suitable for performing the procedure is shown in Fig. 2. A light source L which is as small as possible is created with a large aperture ratio by means of lens optics Oi Flawless in color and flawlessly scaled down into the opening of a pinhole Bl mapped from image size. There is one in the object-side focal plane of the optics Annular diaphragm Br (exchangeable), which is shown in infinity, a parallel beam generated. This creates the light used to illuminate the scattering media cone jacket with its axis equal to the optical axis of the Beleuc.ltungsapparates and its tip in the pinhole. The cone angle 9 and thus the scattering angle, is given by the ratio of the diameter of the diaphragm to the focal length optics O and can be changed by replacing the diaphragm.

Die Erfindung ermöglicht die Messung der spektralen Intensitätsverteilung des Streulichtes eines bestimmten Winkels in geradsichtiger Anordnung ohne störendes primäres Licht, wobei ein gewünschter Streuwinkel leicht eingestellt werden kann. Eine große Streulichtintensität wird gesichert durchrden"großen Bündelquerschnitt des Streulichtes bei nahezu flächenförmigem primärem Lichtbündel, das Inhomogenitäten im Dispersoid erkennen läßt. The invention enables the measurement of the spectral intensity distribution of the scattered light of a certain angle in a straight-line arrangement without disturbing primary light, whereby a desired scattering angle can easily be set. A large scattered light intensity is ensured by the "large bundle cross-section of the scattered light with almost flat primary light bundles, the inhomogeneities can be recognized in the dispersoid.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method of measuring turbidity, in particular for determining the size and number of scattering particles, characterized in that that in the cloudy medium one of two closely spaced cone shells is limited Parallel light beam bundles generated and scattered in the direction of its axis of rotation Light is examined spectrophotometrically.

2. Lighting device for practicing the method according to claim I with a point light source, characterized by the arrangement of a interchangeable diaphragm in the focal plane of a lens optic with a large aperture ratio and a pinhole, such that the light source through the lens optics color and is mapped into the opening of the pinhole without opening errors, reduced in size.