DE967122C - Geraet zum Vergleich zweier Lichtintensitaeten fuer pyrometrische, kolorimetrische oder aehnliche Messungen - Google Patents

Description

• Gerät zum Vergleich zweier Lichtintensitäten für pyrometrische, kolorimetrische oder ähnliche Messungen Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, mit denen die Farbtemperatur von strahlenden Körpern durch den Abgleich der Intensitäten zweier Lichtwellenlängen mittels zweier Fotozellen gemessen werden kann, die je einen Glimmlampenkippkreis steuern.
• Als Indikator für den Intensitätsabgleich dient dabei die Frequenzdifferenz der Kippkreise, die als Schwebung akustisch hörbar gemacht wird. Der Intensitätsabgleich selbst wird durch Verschieben eines Lichtschwächungsmittels, üblicherweise eines Graukeils, hergestellt. Die Stellung des Keiles dient dann als Maß für die Temperatur des strahlenden Körpers. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, den Abgleich durch Verändern eines frequenzbestimmenden Gliedes im Kippkreis vorzunehmen.
• Der akustische Abgleich auf Schwebungsminimum erfordert größte Konzentration von seiten der die Messung durchführenden Person und ist besonders bei Lärmstörungen im praktischen Betrieb schwer durchzuführen.
• Es ist zwar in der Starkstromtechnik bekannt, die Frequenzdifferenz von Wechselstrommaschinen mit Hilfe eines Synchronoskops anzuzeigen. Eine Ausführungsform eines solchen Synchronoskops enthält ein Zeigermeßgerät, das über einen Trans- formator an die beiden zu vergleichenden Wechselspannungen angeschlossen ist und das einen Frequenzunterschied der beiden zu vergleichenden Spannungen durch Pendelbewegungen seines Zeigers anzeigt.
• Es ist außerdem bei optischen Geräten, z. B. Belichtungsmessern, bekannt, daß Meßinstrument im Strahlengang des optischen Gerätes anzuordnen, so daß dessen Zeiger bei der Beobachtung des betreffenden Körpers im Gesichtsfeld erscheint und unmittelbar abgelesen werden kann.
• Bei einem Gerät zum Vergleich zweier Lichtintensitäten, das mitelektrischeKippkreisesteuernden Fotozellen und elektrisch-optischen Gliedern für den Frequenzabgleich der Kippkreise arbeitet, wird gemäß der Erfindung ein auf tiefe Frequenzen abgestimmtes Gleichstrominstrument zur Anzeige der Schwingungsdifferenz der Kippkreise verwendet, das in für optische Geräte an sich bekannter Weise beim Anvisieren des strahlenden Körpers sichtbar ist. Mit einem solchen Gerät sind pyrometrische, kolorimetrische oder ähnliche Messungen wesentlich einfacher, sicherer und schneller auszuführen als nach dem für derartige Messungen bisher ausschließlich gebräuchlichen Verfahren des akustischen Abgleichs. Wird ein Gerät benutzt, mit dem gleichzeitig die schwarze Temperatur des Meßobjektes mit Hilfe eines Vergleichsstrahlers bestimmt werden kann, so wird ein zweites Gleichstrominstrument verwendet, das die Schwingungsdifferenz zwischen dem von der Strahlung des Meßobjektes beeinflußten Kippkreis und dem vom Vergleichsstrahler beeinflußten Kippkreis anzeigt. Auch dieses Instrument wird so angeordnet, daß es durch die Visieroptik hindurch sichtbar ist.
• Für kolorimetrische Messungen befindet sich vor der einen Fotozelle die Meß- und vor der anderen die Vergleichsküvette. Auch für Absorptionsmessungen, z. B. Gasanalysen, läßt sich das Gerät verwenden, wenn eine Lichtquelle mit der entsprechenden Absorptionswellenlänge oder entsprechende Filter verwendet werden.
• Graugehaltsmessungen können mit einer entsprechend ausgeführten Refiexionsoptik durchgeführt werden.
• Unter Verwendung von drei Fotozellen und einem Vergleichsstrahler läßt sich eine gleichzeitige Messung der Farbtemperatur und der schwarzen Temperatur ausführen. In diesem Falle befindet sich vor der einen Fotozelle der Vergleichsstrahler und vor den beiden anderen die Farbfilter für die Bestimmung der Farbtemperatur. Die Abstimmung der drei Kippkreise erfolgt z. B. mit einem Kondensator im Kippkreis des Vergleichsstrahlers und einem weiteren Kondensator im Kippkreis einer mit Farbfilter ausgerüsteten Fotozelle. Die schwarze Temperatur wird auf diese Weise nach dem Prinzip des Teilstrahlungspyrometers ermittelt. Mit vier Fotozellen erreicht man eine vollkommene optische und elektrische Trennung der Meßkreise.
• Hiervon dienen zwei Fotozellen, die mit Farbfiltern ausgerüstet sind, zur Ermittlung der Farbtemperatur in der oben beschriebenen Weise. Von den restlichen beiden Fotozellen nimmt die eine die Gesamtstrahlung des Körpers auf, während die andere vom Vergleichsstrahler beeinflußt wird.
• Es ist jedoch auch möglich, für die Ermittlung der Schwarztemperatur auf das Schwebungsprinzip zu verzichten, und die Frequenz eines fest abgestimmten Kippkreises, der von einer mit einem Farbfilter ausgerüsteten Fotozelle gesteuert wird, als Maß für die schwarze Temperatur zu benutzen.
• In diesem Fall kann mit zwei Fotozellen gleichzeitig die Farbtemperatur und die schwarze Temperatur ermittelt werden. In dem einen, beim Int tensitätsabgleich nicht veränderten Kippkreis wird jetzt eine Frequenzmeßeinrichtung, z. B. eine Frequenzmeßbrücke, eingeschaltet.
• Auch die Skala dieser Frequenzmeßeinrichtung wird zweckmäßig so angeordnet, daß sie beim Anvisieren des Meßobjektes sichtbar ist und im Strahlengang der Visieroptik liegt. Um die schwarze Temperatur sicher ablesen zu können, empfiehlt es sich, die Skala des Anzeigeinstruments mit phosphoreszierenden Markierungen bzw. Ziffern zu versehen.
• In den folgenden Figuren werden Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß aufgebauter Meßvorrichtungen erläutert. Fig. I stellt das Schaltbild eines Gerätes zur gleichzeitigen Messung der Farbtemperatur und der Schwarztemperatur mittels zweier Fotozellen dar. Das Licht vom strahlenden Körper fällt durch die Farbfilter I und 2 auf die Fotozellen 3 und 4, die die Glimmlampen-Kippkreise 5 und 6 steuern. Statt Glimmlampen können auch andere Schaltelemente, z. B. ein Thyratron od. dgl. verwendet werden. Im Kippkreis 6 liegt der feste Kondensator C2, während der Kreis 5 mit Hilfe des veränderbaren Kondensators Cj abgestimmt werden kann. Die Kippfrequenzen werden über das Verstärkerrohr 7 verstärkt. Die Frequenz des Kippkreises 6 wird nach der Verstärkung einer Frequenz-Meßbrücke 8 zugeführt, in der das Meßgerät g die Frequenz anzeigt. Die Anodenkreise des Doppelrohres werden über das Meßinstrument 10 verbunden, das die Frequenzdifferenz zwischen den Kreisen 5 und 6, d. h. die Schwebungsfrequenz anzeigt.
• Mit dem Kondensator C1 wird die Frequenz des Kippkreises 5 so lange verändert, bis der Zeiger des Instrumentes 10 langsam um die Nullage pendelt. Gleichzeitig wird das Instrument g abgelesen.
• Die Meßinstrumente g und 10 werden zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sie beim Anvisieren des strahlenden Körpers beobachtet werden können. Fig. 2 zeigt z. B. für eine solche Anordnung das durch das Okular sichtbare Bild. Der Zeiger II des die Schwebungen anzeigenden Instruments und der Zeiger 12 des Anzeigeinstruments für die Schwarztemperatur fallen in dem durch die Visieroptik gesehenen Bild zusammen.
• Der Zeiger des Meßinstruments I0 ist kürzer ausgeführt als der Zeiger 12 des Meßinstruments 9 für die Schwarztemperatur und am Ende mit einer Verdickung I3 versehen. Die Skala I4, die nach der schwarzen Temperatur geeicht ist, wird zweckmäßig mit phosphoreszierenden Markierungen ver- sehen. Mit dieser Anordnung ist es leicht möglich, auf Schwebungsminimum des Zeigers ii abzugleichen und gleichzeitig die Schwarztemperatur abzulesen.
• Fig. 3 gibt ein Beispiel für eine Meßeinrichtung zur Ermittlung der Farbtemperatur und der schwarzen Temperatur nach dem Schwebungsprinzip. Die Fotozellen 3 und 4 werden über die Farbfilter I und 2 wieder vom Licht des strahlenden Körpers beaufschlagt, während die Fotozelle 15 von einem Vergleichsstrahler, nämlich der Glühlampe I6, beleuchtet wird. Die Kippkreise 5 und I7 sind mit Hilfe der Kondensatoren C1 und C5 abstimmbar, während der Kreis 6 auf eine feste Frequenz eingestellt bleibt. Mit dem Kondensator C1 wird der Kippkreis 5 so abgestimmt, daß das Instrument 10 nur langsame Schwebungen anzeigt. An der Skala des Kondensators C1 kann dann die Farbtemperatur abgelesen werden. In der gleichen Weise wird mit Hilfe des Kondensators C5 der Kippkreis I7 abgestimmt, bis am Instrument I8 Schwebungsminimum auftritt. Die Eichskala des Kondensators C5 zeigt dann die schwarze Temperatur des Strahlers an.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Gerät zum Vergleich zweier Lichtintensitäten mit elektrische Kippkreise steuernden Fotozellen und elektrischen oder optischen Gliedern für den Frequenzabgleich der Kippkreise auf Schwebungsminimum für pyrometrische, kolorimetrische oder ähnliche Messungen, gekennzeichnet durch ein auf tiefe Frequenzen abgestimmtes Gleichstrominstrument zur Anzeige der Schwingungsdifferenz zweier Kippkreise, das in für optische Geräte an sich bekannter Weise beim Anvisieren des strahlenden Körpers sichtbar ist.
2. 2. Gerät zum Vergleich von Lichtintensitäten nach Anspruch I mit einem Vergleichsstrahler und elektrischem Abstimmglied in dem von der Fotozelle des Vergleichsstrahlers gesteuerten Kippkreis, dadurch gekennzeichnet, daß zwei tief abgestimmte Gleichstrominstrumente im Strahlengang der Visieroptik liegen bzw. ihr Skalenbild nebst Zeiger in die Visieroptik projiziert ist und das eine Instrument die Schwingungsdifferenz zwischen den von der Strahlung des Meßprojektes beeinflußten Kippkreisen anzeigt, während das andere Instrument die Schwingungsdifferenz zwischen dem einen fest abgestimmten, vom Meßprojekt beeinflußten Kippkreis und dem vom Vergleichsstrahler beeinflußten Kreis angibt.
3. 3. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz eines bei der Abstimmung auf Schwebungsminimum nicht veränderten Kippkreises mit Hilfe eines Frequenzmeßgerätes als Maß für die schwarze Temperatur des Meßobjektes angezeigt wird und auch die Skala des Frequenzmeßgerätes durch die Visieroptik hindurch sichtbar ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch I oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehpunkte der Zeiger der beiden Instrumente, durch die Visieroptik gesehen, zusammenfallen.
5. 5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger des einen Instrumentes kürzer ausgeführt und an seinem Ende mit einer auffallenden Verdickung versehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 683 925; deutsches Gebrauchsmuster Nr. I 62I 596; französische Patentschrift Nr. 832467; F. Kohlrausch, »Praktische Physik«, 1935, 5. 753.