DE876008C - Messanordnung zur selbsttaetigen kolorimetrischen Konzentrationsbestimmung - Google Patents

Description

• Meßanordnung zur selbsttätigen kolorimetrischen Konzentrationsbestimmung Bei kolorimetrischen Messungen kann die Bestimmung der Konzentration dadurch vorgenommen werden, daß man in einem Lichtweg, der die zu untersuchende Lösung enthält, die auf die Fotozelle fallende Leuchtdichte durch Ändern des Lampenstromes so lange verändert, bis die auf die Meßzelle fallende Leuchtdichte den gleichen Betrag hat wie die Leuchtdichte, die von einer mit konstanter Stromstärke brennenden Lampe auf eine zweite Vergleichszelle geworfen wird. Dieses Meßverfahren läßt sich in besonders einfacher Weise selbsttätig zur Daueranzeige ausgestalten, wenn man nach der Erfindung die Leuchtdichteänderung der Lampe durch den Ausgangsstrom eines Verstärkers, z. B. eines gittergesteueftenGleichrichterverstärkers oder eines Galvanometerverstärkers, vornimmt, wobei dann dieser Strom ein Maß für die gesuchte Konzentration ist. Bei diesem Verfahren wi rd die Meßgenauigkeit wesentlich größer als bei den einfachen Ausschlagverfähren unter Verwendung von einer oder zwei Fotozellen. Das Verfahren ist aber auch hinsichtlich seiner Einfachheit in der Ausgestaltung den Kompensationsmeßverfahren, die mit Lichtschwächungsmitteln arbeiten, überlegen.
• Das Meßverfahren gemäß Erfindung ist an Hand der Fig. I und 2 dargestellt, wobei in Fig. I von dem Differenzverfahren ; mit zwei Fotozellen Gebrauch gemacht ist, während in Fig. 2 das Gegentaktverfahren dargestellt ist.
• In Fig. I fällt das Licht der Lampe 1 über die, Objektivlinse 2 und ein Farbfilter 3 auf die Vergleichsfotozelle 4. Gleichzeitig wird das Licht der Lampe 5 ebenfalls über eine Objektivlinse 6 und ein Farbfilter 7 durch die Küvette 8, die die zu unter suchende Lösung enthält, auf die Meßfotozelleg geleitet. In einer Differenzbrückenschaltung mit dem Einsteliwiderstand 10 wird der Diagonaistrom der Brücke beispielsweise einem Verstärkerrohr II zugeleitet, welches ein gittergesteuertes Gleichrichterrohr I2 derart betätigt, daß der Anodenstrom, der gleichzeitig durch die Lampe 5 fließt, so lange verändert wird, bis der Diagonalstrom in der Brückenanordnung mit den Fotozellen 4 und 9 wieder Null geworden ist. Auf diese-Weise ist der Strom in dem Galvanometer 13, der gleich dem Lampenstrom in Lampe 5 ist, ein Maß für die zu bestimmende Konzentration. 20 stellt das Netzanschlußgerät für die Röhren II und 12 dar.
• Diese Anordnung hat noch den Nachteil, -daß bei Änderung der Lampenstromstärke der Lampe 1, z. B. durch Spannungsschwankungen, insbesondere die Farbtemperatur verändert. wird. Um diesen Einfluß auf die Messung auszuschalten, ist es zweckmäßig, eine weitere Fotozelle 14 anzuordnen, die über ein Objektiv-Is ebenfalls von der Lampe I aus beleuchtet wird. Der Strom dieser Fotozelle wird dann einer zweiten Spule des Galvanometers I3 zugeführt, welches. dann als Quotientenmeßwerk ausgebildet wird. Außerdem ist es vielfach zweckmäßig, die Meßspule des Galvanometersystems nicht von dem gesamten Lampenstrom durch die Lampe 5 fließen zu lassen, sondern die Meßspule in Nebenschluß zum Hauptstrom zu legen. Da für die Messung nur die Änderungen der Konzentration von einer bestimmten Konzentration an interessieren, ist es weiterhin zweckmäßig, den Grundstrom bzw. den Anfang des Meßbereiches zu unterdrücken. -Es geschieht am zweckmäßigsten in an sich bekannter Weise durch Einfügung eines Gegenstromes in den Meßstromkreis des Galvanometers.
• In Fig. 2 wird von der Lampe I aus über die aus vier Spiegeln bestehende Spiegelanordnung 2 einerseits ein Vergleichslichtweg mit dem Farbfilter 3 geschaffen, der über den Spiegel 4 auf die gemeinsame Fotozelle 5 fällt, und andererseits ein Meßzwei!g, der über das Farbfilter 6 und die Küvette7, die die zu untersuchende Lösung enthält, sowie den Spiegel 8 zur gleichen Meßzelle 5 führt. Außerdem wird durch einen Synchronmotor 9 eine Lochscheibe in Umdrehung versetzt, durch die abwechselnd der Meß- oder Vergleichszweig abgedeckt wird. Infolgedessen erhält die Meßzelle 5 abwechselnd Licht aus dem Meßkreis und Vergleichskreis. Durch eine phasengesteuerte Gleichrichteranordnung II wird dann entweder der in der Fotozelle entstehende, vom Meßzweig herrührende Stromimpuls z. B. über, den Gleichrichter 12 durch die eine Differenzspule 13 eines Nullgalvanometers,6 geleitet, während der durch den Vergleichszweig bewirkte Stromimpuls über den um I800 phasenverschobenen Gleichrichter 14 der Spule 15 des Differenznullgalvanometers zugeführt wird. Sobald eine Stfomdifferenz in dem Galvanometer 16 auftritt, wird durch einen Gleichrichterverstärker I7, z. B. einen lichtelektrischen oder Bolometerverstärker, eine Änderung des Ausgangsstromes hervorgerufen, der über die Lampe I8 fließt und deren Leuchtdichte so lange verändert, bis keine Stromdifferenz im Nullgalvanometer I6 mehr besteht. Dann ist der Strom durch das Galvanometer 19 ein Maß für die gesuchte Konzentration.
• In diesem Fall dient also die Lampe 18 lediglich zum Ausgleich der Konzentrationsänderung, so daß sich eine Unterdrückung des Grundstromes im allgemeinen erübrigt, weil von vornherein kein Grundstrom fließt. Auch in dieser Schaltung kann natürlich von der Quotientenschaltung Gebrauch gemacht werden, wie sie in Fig. I beschrieben ist, wie auch in Fig. I an Stelle eines gittergesteuerten Gleichrichterverstärkers einplGalvanometerverstärker ähnlich Fig. 2 verwendet werden kann.
• PATENTANSPROCHE: I. Meßanordnung zur selbsttätigen kolorimetrischen Konzentrationsbestimmung unter Verwendung von einem oder mehreren fotoelektrischen Meßorganen, die in Gegentakt oder Differenz geschaltet sind, wobei auf Grund der Strom- oder Spannungsänderungen in den fotoelektrischen Meßorganen die auf das Meßobjekt fallende Leuchtdichte durch Änderung der Stromstärke einer Lampe verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Leuchtdichteänderung der Lampe durch den Ausgangsstrom eines Verstärkers, z. B. eines gittergesteuerten Gleichrichterverstärkers oder eines Galvanometerverstärkers, hervorgerufen wird, wobei dieser Strom ein Maß für die gesuchte Konzentration ist.

Claims (1)

1. 2. Meßanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluß von Lampenstromänderungen bei der Messung, z. B. infolge von Spannungsschwankungen unter Verwendung einer weiteren lichtelektrischen Zelle durch eine Quotientenschaltung beseitigt wird.

   3. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung dadurch Stromänderung einer Lampe die eine vom Ausgangsstrom des Verstärkers gesteuerte Lampe lediglich zur Ausgleichung der Helligkeitsänderungen infolge Konzentrations änderungen dient, während die andere Lampe bei einer bestimmten Konzentration die Fotozellen bzw. die Fotozelle im Meß- und Vergleichskreis gleichmäßig beleuchtet.

   4. Meßanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Messung durch Stromänderungen einer Lampe die eine Lampe den Vergleichskreis mit konstanter Stromstärke beleuchtet, während die andere Lampe, von dem veränderlichen Ausgangsstrom des Ver stärkers gespeist, den Meßkreis beleuchtet, wobei zur Unterdrückung der Grundstromstärke bzw. zur Unterdrückung des Anfangsmeßbereiches in an sich bekannter Weise ein Gegenstrom eingefügt wird.

   5. Meßanordnung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Gegentaktschaltung der Strom für das Nullgalvanometer über phasengesteuerte Gleichrichter gesteuert wird.