DE867309C

DE867309C - Verfahren und Vorrichtung zur objektiven Lichtmessung

Info

Publication number: DE867309C
Application number: DEF3645D
Authority: DE
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1941-05-31
Filing date: 1941-05-31
Publication date: 1953-02-16

Description

Verfahren und Vorrichtung zur objektiven Lichtmessung Es ist bekannt, die an Oberflächen biw. beim Durchgang durch Gase, Flüssigkeiten oder feste Körper erfolgende Lichtabsorption unter Bezugnahme auf die H@lligkeit der Lichtquelle zu messen.
Dabei wird meistens von zwei lichtempfindlichen Organen Gebrauch gemacht, von denen eines Licht, das durch Absorption verändert ist, und das andere unverändertes Licht empfängt; mit letzterem wird die Größe der Al)sorption gemessen.
Zwei pralitischen Forderungen wird diese Arbeitsweise nicht gerecht: I. Vielfach interessiert die Einstufung des Reflexionsvermögens von Oberflächen zwischen zwei Grenzwerten, z. B. bei der Beurteilung der Waschwirkung eines Waschmittels nach Hundertteilen der Skala: angeschmutztes Gewebe = 0, reines Gewebe = 100. Entsprechend ist bei der Niessung der Lichtdurchlässigkeit von Substanzen die Ausnutzung der ganzen Meßskala oft für eine eingeschränkten Durchlässigkeitsbereich erwünscht.
2. Bei der Bestimmung der Oberflächenhelligkeit ist es kaum zu vermeiden, daß das lichtempfindliche Organ von Licht getroffen wird, das seinen Ursprung von anderen Stellen als der zu messenden Oberfläche hat. Dieses Falschlicht bedingt einen Nullpunktfehler, der ausgeschaltet werden muß.
Erfindungsgemäß wird durch die Einführung eines den Nullpunkt regelnden lichtempfindlichen Organs in Gegenschaltung zum Meßorgan ein für die praktische Messung wesentlicher Fortschritt erreicht.
Die beispielsweise Ausführung einer Meßeinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Eine Ulbrichtsche Kugel a, erheilt durch die beiden Lampen d, leuchtet das Objekt e gleichmäßig aus.
Die Photoelemente g bzw. i werden durch die Milchglasscheiben b bzw. c von einer Lichtstärke getroffen, die verhältnisgleich der im Innern der Kugel a herrschenden Helligkeit ist, während das Photoelement h, z. B. auf dem Wege über eine Glaslinse, Licht von e empfängt. Durch Zwischenschaltung von Lichtfiltern, die im Rahmen f gefaßt sind, kann der zur Wirkung kommende spektrale Bereich gewählt werden. j, k, I sind Ohmsche Widerstände, über welche die Photoelemente in Reihe geschaltet sind, und zwar so, daß die bei j und I abgegriffenen elektrischen Spannungen entgegengesetzt gepolt sind als die über k entstehende Spannung. Das Potentiometer list mit einer Skala von o bis 100 versehen.
Das Potentiometer m gestattet, eine Teilspannung des galvanischen Elements q abzugreifen.
0, p ist ein Nullgerät, in der gezeichneten Ausführung bestehend aus dem lichtelektrischen Kompensationsgerät o und dem dazugehörenden Drehspulstrommesser p. Der Schalter n erlaubt die Widerstände j, k, I kurzzuschließen, wodurch an o nur noch die bei m einestellbare Elementspannung liegt. Diese wird so gewählt, daß das Drehspulgerät p auf einer bestimmten Marke einspielt.
Der Meßvorgang ist folgender: I. Der.Abgriff t wird auf Null gestellt. Als Obekt e wird der gewiinschte Grautyp aufgelegt (selbstverständlich kann auch Schwarz genommen werden) und nach Öffnung des Schalters n der Abgriff j so verstellt, bis p wieder auf die vor Öffnung von lt eingenommene Stellung einspielt. Dann ist die Summe der Spannungen j + k = o und bleibt es auch bei Änderung der Helligkeit der Lampen d.
Das auf k treffende Falschlicht und die Helligkeit des Grautyps sind damit abgeglichen, der Skalennullpunkt festgelegt. Bei unveränderlichem Widerstand j kann die Nullstellung auch durch eine Blende im Lichtweg b-g ausgeführt werden.
2. Als Objekt e wird nun ein Weißtyp aufgelegt, dessen Meßwert an der Skala I gleich 100 sein soll; der Abgriff I wird demnach auf 100 gestellt und durch Veränderung eines im Kreise i-l liegenden Vorwiderstandes r der Wert der an I abgegriffenen Spannung so gewählt, daß die Summe der Spannungen j + k + l wieder gleich Null wird (immer o, p als Nullzeiger). Die Einstellung der bei I gleich 100 abgegriffenen Spannung kann analog zur Einstellung von g (siehe Nr. 1) auch durch eine Blende im Lichtweg c-i erfolgen.
3. Jede zwischen Typgrau und Typweiß liegende Helligkeit eines Objektes e kann nun unter Verwendung von o, p als Nullzeiger am Potentiometer l in Hundertteilen abgelesen werden.
4. Die Verstellung des Skalenabgriffs l kann durch Verwendung eines Kompensorgraphen selbsttätig erfolgen.
5. Wenn die Spannung der Lampen d konstant gehalten wird, kann 1 auf Null bleiben und der Ausschlag des Instruments p als Maß der Helligkeit dienen.
6. An Stelle des lichtelektrischen Kompensationsgeräts kann ein beliebiger hochempfindlicher Null; zeiger verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur objektiven Lichtmessung an reflektierenden Oberflächen bzw. lichtdurchlässigen, absorbierenden Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung des Falschlichtes oder des Falschlichtes und einer als Skalennullwert gewünschten Helligkeit ein weiteres lichtempfindliches Organ in Gegenschaltung zum Meßorgan gewählt wird, das von einem der Helligkeit der Beleuchtung des zu messenden Objekts verhältnisgleichen Lichtstrom getroffen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, bestehend aus einer Ulbrichtkugel und einer Anordnung von drei lichtelektrischen Organen, von denen eines sein Licht von der zu prüfenden Oberfläche bzw. durch die zu untersuchende Substanz hindurch und die beiden anderen aus dem Kugel innern erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß von diesen beiden letzteren eines zur Ausschaltung des Falschlichtes bzw. zur Unterdrückung des Nullpunkts dient.
3. Vorrichtung zur Messung von Oberflächenhelligkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen drei lichtempfindlichen Organe in Gegenüerstellung zum Meßfenster in einer Ebene angeordnet sind, so daß die zur Messung des Farbtones erforderlichen Farbfilter in einem gemeinsamen Rahmen gefaßt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit Photoelementen ein lichtelektrisches Kompensationsgerät verwendet wird, das durch die Schnelligkeit der Anzeige die Meßdauer abkürzt und bei konstanter Lampenspannung auch Helligkeitswerte direkt anzuzeigen und zu registrieren erlaubt.