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Einrichtung zur photoelektrischen. Farbmessung von Lösungen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zur photoelektrischen Farbmessung von Lösungen.
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Zur Farbmessung von Lösungen ist es bekannt, eine zwischen zwei Meßküvetten
liegende Lichtquelle zu verwenden, deren Strahlen durch die - Küvetten hindurch
auf zwei symmetrisch außerhalb der Küvetten angeordnete; Photozellen fallen, in
denen photoelelçtrische Ströme erzeugt werden, die zur Anzeige des Farbwertes -
dienen.
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Die bekannten Kolorimeter dieser Art verlangen aber optische Hilfsmittel,
um die Messung einwandfrei und genau durchzuführen. Sind keine besonderen Optiken
zwischen Lichtquelle und Küvette vorgesehen, so erzielte man die erforderliche Genauiglçeit,
inedlem Küvetten mit planparallel geschliffenen Endflächen Verwendung fanden.
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Weiter sind Kolorimeter bekannt, bei denen zwei Lichtempfänger auRerhalb
der Küvetten symmetrisch zur Lichtquelle angeordnet sind, die derart geschaltet
sind, daß die ausgelösten elektrischen Ströme zwei gleichgeschaltete Regulierwiderstände
durchfließen, deren einer bei Füllung der beiden WIeßküvetten mit der Lösung ohne
die zu messende Farbe zur Abgleichung der elektrischen Ströme bis zur Nullstellung
des zwischen den W iderständen liegenden Galvanorneters dient und deren anderer
durch meßbare Regulierung des durch die Meßlösung hervorgebracllten Galvanometerausschlages
auf Null zur eigentlicllen WIessung benutzt wird. Von dieser bekannten Schaltung
wird bei der Erfindung Gebrauch gemacht, obwohl die sonstige optische und elektrische
Einrichtung vom Erfindungsgegen stande wesensverschieden ist. Es finden nämlich
bei
der geschilderten Einrichtung planparallele Küvetten und träge arbeitende Thermosäulen
Verwendung, auch sind die Widerstände im Gegensatz zu denjenigen der Erfindung nicht
gleichartig und miteinander vertauschbar, was für die praktische Brauchbarkeit einer
möglichst einfachen und leicht zu bedienenden Apparatur Bedingung ist.
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Übrigens ist bei lichtelektrischen Kolorimetern die elektrische Abgleichung
der Lichtwege in einer anderen als der obenerwähnten Schaltung auch bekannt.
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Sccltließlicli sind auch schon photoelektrische Meßgeräte bekanntgeworden,
die sich gewöhnlicher Küvetten ohne Parallelschliiit der Endflächen zur Aufnahme
der Meßflüssigkeiten bedienen, doch arbeiten diese Geräte mit nur einer Küvette
ohne parallele Endflächen, wodurch infolge der Notwendigkeit, die WIessungen hintereinander
auszuführen, objektive und subjektive Meßfehler entstehen.
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Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines Gerätes größter Einfachheit,
das insbesondere für schnell vorzunehmende Reihenmessungen von Wert ist, ohne daß
man teuerer optischer Hilfsmittel oder umständlicher elektrischer Schaltungen bedarf,
die das Meßergebnis nur verzögern.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einer Einrichtung zur photoelektrischen
Farbmessung von Lösungen unter Verwendung einer zwischen zwei Äjießküvetten liegender
Lichtquelle und zweier symmetrisch außerhalb der Küvetten angeordneter Photozellen
die zu messende Flüssigkeit unter Verzicht auf optische Hilfsmittel in Küvetten
mit nicht planparallelen Endfläcllen eingebracht wird und daß die Photoströme der
beiden Photozellen zwei gleich und symmetrisch geschaltete Regulierwiderstände durchfließen,
deren einer bei Füllung der beiden Meßküvetten mit der Lösung ohne die zu messende
Farbe zur ,Xbgleichung der Photoströme bis zur Nullstellung des zwischen den Widerständen
liegenden Galvanoineters dient und deren anderer durch meßbare Regulierung des durch
die Meßlösung hervorgebrachten Galvanometerausschlages auf Null zur eigentlichen
Älessung benutzt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung schematisch
veranschaulicht.
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Das Licht der Lichtquelle L durchsetzt die beiden Äfeßküvetten i1
und K und fällt dann auf die beiden Photozellen P, und P2, so daß die Photoströme
mit steigender Farbe bzw. Lichtabsorption in der K1 und Ko entlialtenen Lösungen
kleitier werden. Die eine Küvette wird mit der zu messenden und die zweite mit einer
Vergleichslösung gefüllt. Die beiden Photozellen liegen mit entgegengesetzten Polen
an dem Meßinstrument M, an dessen Nullstellung die Gleichheit der beiden Stromkreise
erkannt werden kann.
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Die Farbmessung geht nun in bekannter Weise so vonstatten, daß nach
vorheriger Nullstellung und Eichung der durch Einfüllen - der gefärbten Lösung verursachte
Galvanonleterausschlag als Farbmaß dient, oder in der Weise, daß man den (ialvanometerausschlag
auf Null bringt und die für diese Nullstellung erforderliche Einstellung zur Älessung
benutzt. Die zweite Äleßweise hat den Vorteil einer völligen tInabhängigkeit VOII
Schwankungen der Beleuchtungsquelle. Sie liegt der dargestellten Schaltung zugrunde.
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Die Pole der Photozelle P1 sind mit den Endpunkten des Widerstandes
W1 und die Pole der zweiten Zelle P2 mit den Endpunkten des Widerstandes W2 verbunden.
Der eine dieser beiden Widerstände Wird auf den Endwert (Stellung von W1 in der
Abbildung) eingestellt und mit dem anderen das Instrument auf Null einreguliert.
Hierauf füllt man die zu messende Lösung ein und bringt den jetzt entstehenden Galvanometerausschlag
durch Verschiebung des auf den Endwert eingestellten Widerstandes auf Null. Der
leicht ablesbare Betrag dieser ÄViderstandsverschiebung dient dann als ÄIaß für
die gesuchte Farbe.
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Bei der vorliegenden Schaltung wird wie bei der bekannten Schaltung
mit thermoelektrischem Empfänger auf jede optische Einstellung verzichtet, und die
Messung erfolgt durch rein elektrische ÄViderstandsänderung.
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Darüber hinaus ist aber die Herstellung eines symmetrischen und definierten
Strahlenganges, insbesondere aber die Verwendung von Küvetten mit planparallelen
Endflächen, nicht notwendig. Ein weiterer Vorteil beruht darin, daß die Meßküvetten
ohne planparallele Begrenzungsflächen leicht als einfache Durch flußküvetten mit
Eingußtrichter und einfacher Ablaßvorrichtung ausgebildet werden können.
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Dadurch kommt auch hier wie bei den bekannten Durchflußküvetten für
lichtelektrische Kolorimeter das unbequeme und zu Fehlern Anlaß gebende Entfernen
der Küvetten vor und nach jeder Messung in Wegfall.