DEP0050968DA - Verfahren zur Messung der Lichtabsorption von Stoffen und Kolorimeter zur Ausübung des Verfahrens - Google Patents

Description

Zeiss-.Opt.on Optische Werke, überkochen G.nutuH.

Verfahren zur Messung der Lichtaba,oration von Stoffen und Kolorimeter zur Ausübung des Verfahrens

Bei der Messung der Licht ab sorption durchsichtiger Stoffe, z,B* von Lösungen, mittels elektrischer Strahlungs-" empfänger muß man dafür sorgen, daß die Messergebnisse einmal von Helligkeitsschwankungen der Lichtquelle und weiterhin von den unterschiedlichen Eigenschaften der Strahlungsempfänger unabhängig werden»

Bei einem bekannten Kolorimeter mit einer Lichtquelle und zwei lichtelektrischen Zellen hat man dieses Ziel dadurch zu erreichen versucht, daß man sowohl die zu untersuchende Probe wie auch die licht schwächende Meßvorrichtung im Strahlengang ein und derselben Zelle angeordnet hat, während der Lichtstrom der anderen Zelle während der Messungen überhaupt nicht geändert wird, Ein Wachteil dieses Verfahrens ist, daß der Meßbereich grundsätzlich beschränkt ist» Schon bei der Messung ohne Probe, d,h, also bei der Bezugsmessung, muß die Meßvorrichtung auf größte Extinktion eingestellt werden* und nach Einführen der Probe wird die Lichtschwächung der Heilvorrichtung solange verringert, bis die Summe der Extinktionen wieder &£n gleiohen Wert hat wie vorher, Die größte meßbare Extinktion ist also diejenige, auf die die Meßvorrichtung ohne Probe eingestellt war, Das ist besonders unvorteilhaft bii der Messung s&hr geringer Extinktionen, da die Empfindlichkeit der bekannten elektrischen Photometer umso größer

ist, je größer die Lichtströme sind*

Dieser Mangel wird durch, die vorliegende Erfindung beseitigt* Die Erfindung verwendet ebenfalls ein Kolorimeter mit zwei Strahlenempfängern, von denen jeder bei der Bezugs- und bei der Absorptionsmessung praktisch die gleich« Strahlung erhält, wobei im Strahlengang des einen Empfängers die ljichtschwäohende Meßvorrichtung angeordnet ist« Erfindungsgemäß wird für die Absorptionsmessung die zu untersuchende Probe in den Strahlengang des zweiten Empfängers^ für die Bezugsmessung dagegen die Probe oder ein zusätzlicher licht schwächender Körper von praktisch gleicher Absorption in den Teil des Strahle>nganges eingeführt, der beiden Strahlenenipfängern gemeinsam ist« Hierdurch wird einmal das Prinzip der vollständigen Kompensation gewahrt, da die Bezugsmessung und die eigentliche Messung bei genau gleicher Bestrahlung der beiden Zellen erfolgen» Außerdem sind die Licht ströme in gedem Falle so groß wie die zu messende Absorption es überhaupt zuläßt*

Das Prinzip der Erfindung sei an Hand der Abb«, I und 2 näher erläuterte

Abb» 1 zeigt s"chematisch den grundsätzlichen Aufbau eines Kolorimeters nach der Erfindung* Die beiden Seilen

Z^ und Z2 empfangen den Lichtstrom einer Lichtquelle L über einen halbdurchlässig versilberten Spiegel T, Um spektral einwandfreie Messungen zu erzielen, ist hinter der Lichtquelle ein farbfilter I in an sich bekannter Weise vorgesehen«. In dem Stromkreis der beiden lichtelek~

trischen Zellen Ji-egt ein Potentiometer P und in Brückenschaltung ein Meßgerät M, Mittels des Potentiometers ist ein Null*-Abgleich der PhGtostrÖiae bei der Bezugsmessung möglich. Außerdem kann der TTull-Abgle iah durch einen Keil K₂ erfolgen> der aber im übrigen nicht zur Messung dient. Hierfür ist die lichtschwächende Meßvorrichtung K-,$ hier ebenfalls in Form eines verschiebbaren Keiles dargestellt, vorgesehen,

Sur die Bezugsmessung wird die zu untersuchende Probe b©i A eingeführt,, Dadurch wird der Liohtstrom für beide Zellen in gleicher Weise geschwächt* Wenn die zu untersuchende Probe eine Lösung ist, wird gleichzeitig im Sträilengang der Zelle Z₂ bei B eine zweite Küvette mit dem Lösungsmittel angeordnet _} um damit den Einfluß der Absorption des Lösungsmittels auf das Messergebnis auszuschalten* Fun werden bei Stellung des Keiles K-, auf vollen Lichtdurchgang die Photoströme der beiden Zellen mittels des Potentiometers und gegebenenfalls des Keiles Kg so abgeglichen, daß das Meßinstrument M auf EuIl zeigt, Barauf werden zur Absorptionsmessung die beiden Küvetten bei A und B vertauscht, so daß sich die Probe jetzt bei B_s also nur noch im Strahlengang des Empfängers Z₂ befindet* Die Küvette mit dem Lösungsmittel liegt dafür bei A₄, Im Strahlengang der Zelle Z₀ hat sich damit nichts geändert* Die Zelle E., empfängt dagegen den vollen Lichtstrom bis auf die Schwächung durch das Lösungsmittel bei A₅ die ja nicht mit gemessen werden soll«, Durch Verstellen der M&ßvorrichtung K-, wird der Lichtstrom jetzt soweit vermindert bis der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt ist

und das Meßgerät M wieder ITuIl anzeigt* Der Grad der Verstellung von E-, ist; ein Mass für die Absorption der Probe,,

Abb* 2 zeigt nochmals ein Ausfü hrungsbeispiel der Erfindung und zwar soll hier vor|allem die Anordnung der optischen Teile erläutert werden.

Die Lichtquelle L wird durch einen Kondensor S bei L-, abgebildet» Am Ort des Bildes L^ ist eine Linse N^ angeord« net_s die ihrerseits die Kondensoröffaung in gleicher Größe in Sn und über den halbdurchlässigen Spiegel T in S-, abbildet* Bei S^ und S^ befinden sich die Linse N^ bezw_P IT*, die ein weiteres Bild der Lichtquelle bei L~ bezw« ϊι-ζ erzeugen* K-* ι -^ ^^e liohtsohwächende Meßvorrichtung_s die als Graukeil oder als Blende oder aber als ein Paar gegeneinander verdrehbarer ]?läohenpolarisatcrsn ausgebildet sei^ kann» Die beiden Strahlungsempfänger Z₁ und Z₂ liegen wieder in einer Brückenschaltung mit dem Meßgerät M* und dem Potentiometer P* Die Küvetten mit der Probe und dem Lösungsmittel werden bei A und B in den Strahlengang eingeführt*

Durch die dargestellte optische Anordnung ist erreicht_s daß die Querschnitte und Abstände bei A und B genau die gleichen sind^ so daß beim Durchstrahlen der Küvetten an beiden Stellen die gleichen Verhältnisse vorliegen» Bei dor Bezugsmessung befindet sich die Probe bei A und die Küvette mit der Lösung bei B₀ Für die Absorptionsmessung werden die Küvetten gegeneinander vertauschte

In Sonderfällen kann es vorkommen j daß aus konstruk« tiven Gründen der Durchmesser des Lichtbündels bei A größer

als die Küvette istj so daß also nioht alles Licht durch die Probe hindurchgeht. In diesen Fällen ist es zweckmäßigj die Probe nur am Ort B unterzubringen und während der Bezugsmessung an den Ort A einen licht schwächenden Körper von entsprechend großem Durchmesser und praktisch der gleichen Absorption wie die der Probe anzuordnen, Während der Bezugsmessung befindet sich also bei A dieser lichtschwächende Körper und bei B eine Küvette mit dem !lösungsmittel* Für die Absorptionsmessung wird der lichtschwächende Körper bei A duroh die Küvette mit dem !Lösungsmittel ersetzt und gleichzeitig bei B die Probe eingeführt« Auch in diesem Pail ist erreicht, daß die beiden Empfänger Z^ und Z2 bei beiden Messungen praktisch den gleichen Licht strom erhalten *

Claims (1)

1. 6 ~.

   1„ Verfahren zur Messung der Licht absorption von Stoffen unter Verwendung eines Kolorimeters mit zwei Strahlungsempfängern, von denen jeder bei der Bezugs- und der Absorptionsmessung praktisch die gleiche Strahlung erhält, und im Strahlengang des einen Empfangers die liohtschwächende Meßvorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet} daß für die Absorptionsmessung die zu untersuchende Erobe in den Strahlengang des zweiten Empfängers, für die Vergleichsmessung dagegen die Probe oder ein zusätzlicher lichtschwächender Körper von" praktisch gleicher Ansorption in den Teil des Strahlengangs eingefügt wird, der beiden Empfängern gemeinsam ist*

   2» Kolorimeter zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet _? daß in dem Strahlengang des einen Empfängers_s der nicht die Meßvorrichtung enthält, sowie in dem Strahlengang, der beiden Empfängern gemeinsam ist* Vorrichtungen zur weohselweisen Aufnahme der Probe vorgesehen sind*

   % Kolorimeter zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zusätzlichem Absorptionskörpeir im gemeinsame^ Teil des Strahlengangs, dadurch gekennzeichnet, daß der Äbsorptionskörper als veränderbare Lichtsohwächungsvorrichtung ausgebildet ist«,

   4_e Kolorimeter zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch Xygekennzeichnet durch einen halbdurchlässigen Spiegel zur Aufteilung des von der Lichtquelle kommenden Strahlengangs auf die beiden Empfänger,,