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Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Trübungen Gegenstand des
Patents 705 975 ist eine Vorrichtung, bei der zum Zwecke der Trübungsmessung durch
ein optisches System durch ein trübes Medium hindurch ein reelles Bild einer vorteilhaft
punktförmigen Lichtquelle auf einen am Ort des reellen Bildes angeordneten Blendenkörper
entworfen wird, der nicht größer als dieses Bild ist. Mit Hilfe dieser Anordnung
ist es möglich, durch die Photozelle ein Maß für das gestreute Licht zu erhalten.
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Die vorliegende Erfindung ist eine weitere Ausgestaltung dieser Vorrichtung
und ein Verfahren, um mit ihr auch die Trübung gefärbter Flüssigkeiten messen zu
können. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß innerllalb eines vorgegebenen Strahlenganges
das Intensitätsverhältnis des gestreuten Lichtes zum ungestreuten Licht durch Erzeugung
von diesen Komponenten einzeln zugeordneten, lelektrisch oder zeitlich getrennten
Photoströmen und durch Vergleich der Stromstärken dieser Photoströme unmittelbar
gemessen wird. Eine Färbung der Flüssigkeit setzt sowohl den Photostrom, den das
gestreute Licht erzeugt, als auch den Photostrom des ungestreuten Lichtes herab,
wobei das Verhältnis der beiden Stromstärken nur von der Trübung und von den Gerätkonstanten
abhängt. Darüber hinaus fallen Schwankungen in den EConstanten der Lichtquelle und
der lichtempfindlicllen Zelle bei der Messung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
automatisch heraus. Es sind bereits Vorrichtungen zur visuellen Messung bekannt,
bei denen der Kontrastvergleich zum gestreuten und ungestreuten Licht herangezogen
wird. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für die Verwendung von Photozellen.
da sie keine Erfassung der Absolutwerte zuläßt und die Verwendung eines Vergleichskörpers
notwendig macht. Die Erzeugung elektrisch oder zeitlich getrennter Photoströme kann
entweder dadurch erfolgen, daß man den gestreuten und den ungestreuten Lichtanteil
in an sich bekannter Weise getrennten lichtem,piîndlichen Zellen zuführt oder auch
dadurch. daß man sie abwechselnd auf ein und derselben Zelle zur Wirkullg kommen
läßt. Darum ist bei einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens
am Ort des reellen Bildes der Lichtquelle ein Spiegel angeordnet. der das ungestreute
Licht von der zur Messung des Streulichtes dienenden lichtempfindlichen Zelle fernhält
und auf eine zweite lichtemipfindliclle Zelle reflektiert. Bei einer anderen Vorrichtung
zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine bewegte
Blendenanordnung
vorgesehen, die entweder ausschließlich das gestreute Licht oder ausschließlich
das ungestreute Licht abwechselnd auf eine gemeinsame Zelle fallen läßt.
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Diese Vorrichtung wird dadurch weiter aus gestaltet, daß die bewegte
Blende derart ist daß sie das reelle Bild der Lichtquelle abwechselnd unter Freigabe
der Korona abblendet bzw. unter Abblendung der Korona freigibt.
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Ein Ausführungsbeispiel der erstgenannte Art zeigt Abb. 1. Es ist
I eine Lichtquelle. welche über das Linsensystem 2 durch die Meßflüssigkeit 3 hindurch
mittels der I,insen 4 auf der Blende 5 abgebildet wird. Die Blende 5 ist als kleiner,
um 45 geneigter Spiegel ausgebildet, der das ungestreute Licht auf die lichtempfindliche
Zelle 6 wirft. Das gestreute Licht, welches bei auftretender odcr schwankender Trübung
an dem Blendenspiegel 5 vorbeistrahlt. gelangt auf die Zelle 7 Das Verhältnis der
leiden Photoströme bildet dann ein Mal; für die Trübung.
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Die Messung des Verhältnisses der beide Photoströme kann in an sich
bekannter Weise durch alle hierfür geeigneten Verfahren er folgen.
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Besonders vorteilhaft wirkt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung
aus, wenn man das gestreute und ungestreute Licht abwechselnd ein und derselbeii
lichtempfindlichen Zelle zuführt. Es ist dies bei photometrischen Einrichtungen
bereits benutzt worden. um die Inkonstanz von Selenzellen auszugleichen bzw. die
Helligkeit von zwei Glühlampen vergleichsweise zu messen. Im vorliegenden Falle
ist die Anordnung einer lichtempfindlichen Zelle insofem besonders günstig. als
das gestreute und ungestreute Licht im wesentlichen den gleichen Baum erfüllt und
aus dem Licht strahl resultiert. der die zu messende Substanz durchstrahlt. Ein
Beispiel dafür zeigt die Abli. 2. Von der Lichtquelle I gelangt das Licht durch
das zu untersuchende Material â in die Öffnung 10 der Blendenscheibe 9. Diese Blendenscheibe
steht abwechselnd in der gezeichneten Lage oder um ISo' gedreht, so daß einmal die
Lochöffnung 10 das uligestreute Licht auf die Zelle 11 gelangen läßt, zum anderen
die kleine Scheibenl>lende 12 nur das gestreute Licht. da sie das reelle Bild
abdeckt. Mit Hilfe der Exzenterscheibe 12 wird die Photozelle jeweils umgepolt,
so daß einmal der Kondensator 13 durch den Photostrom negativ aufgeladen wird und
zum anderen die negative Aufladung wieder beseitigt wird. Wenn die negative Aufladung
beseitigt wird, liegt gleichzeitig die mit der Zelle verbundene Belegung des Kondensators
am Gitter einer Verstärkerröhre 14. Der Ait odenstrom setzt eine, sobald die vorher
aufgebrachte negative Aufladung wieder beseitigt ist. Erfolgt, was auf mechanischem
Wege leicht möglich ist. die negative Aufladung auf eine bestimmte Zeitdauer so
wird aur-h die Beseitigung der negativen Aufladung eiiie gewisse Zeit beanspruchen.
die um s< länger bzw. kürzer ist. je nachdem. ob das Licht in geringerem oder
stärkerem Maße gestreut wird.
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Die Zeitstrecke der Entladung ist z. B. genau so groß wie die Zeitstrecke
der negativen Aufladung wenn gestreute und ungestreutes Licht gleichen Anteil haben.
Im vorliegenden Beispiel ist ein gewisser Trübungswert definiert. Der Kontaktarm
15, welcher mit den anderen mechanischen Teilen zwangsläufig in Verbindung steht,
schließt in gewissen Zeitabständen einen Kontakt und. je nachdem. oh beim Schließen
des Kontaktes das Relais 1 6 bereits angesprochen hat oder noch nicht. wird entweder
der Stromweg g 17 1 7 bzw. 18 eingeschaltet, d. h. je nachdem, ob die Trübung einen
gewissen Wert über- oder unterschreitet. werden verschiedene elektrische Vorgänge
ausgelöst, die zur Alarmgebung, Regulierung oder zu anderen Schaltvorgängen benutzt
werden können.
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Es leuchtet ein. daß bei der vorbeschriebenn Vorrichtung die. Färbung
der Flüssigkeit. die Empfindlichkeit der Zelle oder die Helligkeit der Glühlampe
ohne Einfluß auf das Resultat sind. unter der Voraussetzung, daß diese Größen zwischen
den beiden aufeinanderfolgenden Meßvorgängen ihre Daten nicht ändern, was man praktisch
stets voraussetzen kann. da Änderungen der genallnte Daten stets nur langsam zu
erfolgen pflegen.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung fallen besonders bei
automatisch arbeitenden Vorrichtungen ins Gewicht. weil hierbei die regulierende
Wirkung der Überlegung wegfällt. die bei durch Personen ausgeführten Messungen meistens
angenommen werden kann.