DE1247687B

DE1247687B - Truebungsmesser

Info

Publication number: DE1247687B
Application number: DE1964N0025778
Authority: DE
Inventors: Kou Sato
Original assignee: NIPPON PRECISION OPTICAL INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: NIPPON PRECISION OPTICAL INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 1963-11-07
Filing date: 1964-11-05
Publication date: 1967-08-17
Also published as: NL6412851A; BE655385A; GB1089848A

Description

BUNDErSRBPUBLIK DEUTSCHLANDBUNDERSRBPUBLIK GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

GOIjGOIj

Deutsche Kl.: 42 h-17/06 German class: 42 h -17/06

Nummer: 1 247 687Number: 1 247 687

Aktenzeichen: N 25778 IX a/42 hFile number: N 25778 IX a / 42 h

Anmeldetag: 5. November 1964Filing date: November 5, 1964

Auslegetag: 17. August 1967Opened on: August 17, 1967

Die Erfindung betrifft einen Trübungsmesser, bei dem ein Lichtstrahl in die Probe fällt und über eine Photozelle auf elektronischem Wege das Verhältnis der Streulichthelligkeit und einer Vergleichshelligkeit gemessen wird, mit einem hinter der Probe angeordneten, eine helle Innenfläche aufweisenden Hohlkörper, der eine Öffnung zum Einlaß des von der Probe kommenden Lichts aufweist.The invention relates to an opacimeter in which a light beam falls into the sample and through a Photo cell electronically determines the ratio of the scattered light brightness and a comparison brightness is measured with a hollow body arranged behind the sample and having a light-colored inner surface, which has an opening for admitting the light coming from the sample.

Es ist bereits eine Anordnung zur Staubmessung bekannt, bei dem das von den Staubteilchen ausgehende Streulicht in Beziehung gesetzt wird mit einer Vergleichshelligkeit, die von dem an der Rückseite einer Lochscheibe diffus reflektiertem Licht herrührt. Die Lochscheibe ist in dem Strahlengang drehbar angeordnet, so daß beim Durchgang des Licht-Strahles durch die Löcher der Scheibe das Streulicht der Staubteilchen einer Photozelle zugeführt werden kann. Falls die Lochscheibe sich in der Stellung befindet, daß der Lichtstrahl auf den nicht mit Löchern versehenen Teil der Scheibe fällt, wird das hierdurch reflektierte Licht der Photozelle zugeleitet. Durch eine in dem Strahlengang des diffus reflektierten Lichts angeordnete Lichteregeleinricbtung kann das Licht so weit abgeschwächt werden, daß in der Photozelle die Summe der beiden Lichtmengen zeitlieh gerade konstant bleibt.An arrangement for dust measurement is already known in which the dust particles emanate from Scattered light is related to a comparison brightness that of that at the rear diffusely reflected light originates from a perforated disc. The perforated disk can be rotated in the beam path arranged so that the scattered light when the light beam passes through the holes in the disc the dust particles can be fed to a photocell. If the perforated disc is in the position that the light beam falls on the non-perforated part of the disc, that is reflected light fed to the photocell. By one in the beam path of the diffusely reflected Lichteregeleinricbtung arranged light can be weakened so far that in the Photocell the sum of the two amounts of light remains constant over time.

Bei dieser bekannten Anordnung wird somit das von der Probe ausgehende Streulicht mit einer Helligkeit in Beziehung gesetzt, die nicht von dem zu messenden Teil der Probe herrührt.In this known arrangement, the scattered light emanating from the sample is thus bright related that does not come from the part of the sample to be measured.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird die Probe mit der Strahlung einer Glühlampe bestrahlt, und das von der Probe reflektierte Licht fällt über eine Optik auf einen Empfänger. Als Vergleichshelligkeit wird in diesem Fall das von einer Kugelwand reflektierte Licht der Glühlampe verwendet, das ebenfalls über die Optik auf den Empfänger fällt.In another known arrangement, the sample is irradiated with the radiation of an incandescent lamp, and the light reflected from the sample is incident on a receiver via optics. As a comparison brightness In this case, the light from the incandescent lamp reflected by a spherical wall is used also falls on the receiver via the optics.

Auch bei dieser bekannten Anordnung wird die Vergleichshelligkeit nicht direkt von der Probe abgeleitet. In this known arrangement, too, the comparison brightness is not derived directly from the sample.

Schließlich ist noch eine Anordnung bekannt, bei der der Lichtstrahl in zwei Strahlenbündel zerlegt wird, die jeweils einen Trog mit Lösung bzw. Lösungsmittel durchsetzen und dann in eine Ulbrichtsche Kugel eintreten, wo die Strahlung an zwei Flächen gestreut und von einer Photozelle gemessen wird, die hinter einem Fenster angeordnet ist. Bei dieser Anordnung werden ebenfalls die zu vergleichenden Helligkeiten von voneinander völlig getrennten Proben abgeleitet.Finally, another arrangement is known in which the light beam is split into two bundles of rays is, which each penetrate a trough with solution or solvent and then into a Enter an integrating sphere, where the radiation is scattered on two surfaces and measured by a photocell which is arranged behind a window. In this arrangement, the ones to be compared are also used Brightnesses derived from completely separate samples.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die im allgemeinen verschiedene Färbung der photome-Trübungsmesser Another disadvantage is that the generally different color of the photome opacimeter

Anmelder:Applicant:

Nippon Precision Optical Instrument CompanyNippon Precision Optical Instrument Company

Limited, TokioLimited, Tokyo

Vertreter:Representative:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs
und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,
Patentanwälte, München 22, Robert-Koch-Str. 1Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs
and Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,
Patent Attorneys, Munich 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:
Kou Sato, TokioNamed as inventor:
Kou Sato, Tokyo

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Japan vom 7. November 1963 (59 411)Japan November 7, 1963 (59 411)

trisch zu vergleichenden Helligkeiten einen störenden Einfluß ausübt.Trisch to be compared brightness exerts a disturbing influence.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Trübungsmesser der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die mit der Streulichthelligkeit in Beziehung gesetzte Vergleichshelligkeit von der zu messenden Probe abgeleitet wird.The invention has the task of providing an opacimeter of the type mentioned at the beginning in which the comparison brightness related to the scattered light brightness is different from the to measuring sample is derived.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Hohlkörper eine zweite öffnung aufweist, welche das durch die erste öffnung fallende direkte Licht empfängt, daß die zweite öffnung abwechselnd durch eine Lichtfalle und eine helle Fläche abschließbar ist, die drehbar auf einer Achse hinter der zweiten Öffnung angeordnet sind, und daß in an sich bekannter Weise die Photozelle in dem Hohlkörper außerhalb des direkten Strahlengangs angeordnet ist.To achieve this object, the invention provides that the hollow body has a second opening, which receives the direct light falling through the first opening that the second opening alternately Can be locked by a light trap and a light surface, which can be rotated on an axis behind the second opening are arranged, and that in a manner known per se, the photocell in the hollow body is arranged outside the direct beam path.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung geht der Strahlengang bei beiden zu vergleichenden Helligkeiten durch die zu messende Probe hindurch. Hierdurch wird die Genauigkeit der Messung erhöht, da als Vergleichshelligkeit für die Streulichthelligkeit die Gesamthelligkeit der Probe benutzt wird. Außerdem wird in vorteilhafter Weise die Trübungsmessung nicht durch eine eventuelle Färbung der Probe beeinflußt, da die eventuelle Färbung als gleichbleibender Faktor bei beiden zu vergleichenden Helligkeiten auftritt.In the embodiment according to the invention, the beam path goes at both brightnesses to be compared through the sample to be measured. This increases the accuracy of the measurement because the total brightness of the sample is used as the comparison brightness for the scattered light brightness. aside from that the turbidity measurement is advantageously not influenced by any coloration of the sample, because the possible coloring as a constant factor for both brightnesses to be compared occurs.

Zusätzlich bietet die erfindungsgemäße Ausbildung die Möglichkeit, in bequemer Weise von der Streu-In addition, the design according to the invention offers the possibility of conveniently from the litter

709 637/289709 637/289

lichtmessung auf die Messung der Gesamthelligkeit umzuschalten.to switch light measurement to the measurement of the total brightness.

Der erfindungsgemäße Trübungsmesser kann in vorteilhafter Weise zur Messung der Trübung des Materials in einem Wasserstrom verwendet werden.The opacimeter according to the invention can advantageously be used to measure the opacity of the Material to be used in a water stream.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtThe invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Trübungsmesser undF i g. 1 shows a longitudinal section through an opacimeter according to the invention and

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer Anordnung, bei der der erfindungsgemäße Trübungsmesser zur Messung der Trübung des Materials in einem Wasserstrom gezeigt ist.F i g. 2 is a schematic view of an arrangement in which the opacimeter according to the invention is used for Measurement of the turbidity of the material in a stream of water is shown.

Nach F i g. 1 besteht der erfindungsgemäße Trübungsmesser aus einer Lichtquellenanordnung 1 und einer Meßeinrichtung 2, zwischen denen die Probe 3 angeordnet ist.According to FIG. 1, the opacimeter according to the invention consists of a light source arrangement 1 and a measuring device 2, between which the sample 3 is arranged.

Die Lichtquellenanordnung besteht aus einer Lichtquelle 4 mit einer Wolframlampe, einer Kondensorlinse 6, einer Lochblende 5, einer Sammellinse 7 und einer Blende 8, durch die der Lichtstrom wie erforderlich verändert werden kann.The light source arrangement consists of a light source 4 with a tungsten lamp, a condenser lens 6, a pinhole 5, a converging lens 7 and a diaphragm 8 through which the luminous flux as can be changed as required.

Die Meßeinrichtung weist eine Integrierröhre in Form eines Hohlkörpers 9 mit heller Innenfläche auf, die an der der Probe zugekehrten Seite mit einem Fenster 10 aus Quarzglas versehen ist.The measuring device has an integrating tube in the form of a hollow body 9 with a bright inner surface, which is provided on the side facing the sample with a window 10 made of quartz glass.

Auf der von der Probe abgekehrten, dem Fenster 10 gegenüberliegenden Seite ist der Hohlkörper mit einer öffnung versehen, an der eine Drehscheibe 11 mit einer Lichtfalle 12 und einer hellen Fläche 13 angeordnet ist. Die Drehscheibe 11 sitzt auf einer Achse 14 und kann durch einen Motor 15 in Drehung versetzt werden.The hollow body is also on the side facing away from the sample and opposite the window 10 provided an opening on which a turntable 11 with a light trap 12 and a bright surface 13 is arranged is. The turntable 11 sits on an axle 14 and can be set in rotation by a motor 15 will.

In dem Hohlkörper 9 ist eine Photozelle 16, z. B. eine CdS-ZeIIe angeordnet, die außerhalb des direkten Strahlenganges liegt.In the hollow body 9 is a photocell 16, for. B. a CdS cell arranged outside the direct Beam path lies.

Wird die Drehscheibe IJ. so gedreht, daß die Lichtfalle 12 mit der öffnung in dem Hohlkörper fluchtet, so kann von der Photozelle 16 nur Streulicht empfangen werden.If the turntable IJ. rotated so that the light trap 12 is aligned with the opening in the hollow body, the photocell 16 can only receive scattered light will.

Befindet sich jedoch an Stelle der Lichtfalle 12 die helle Fläche 13 an der öffnung, so wird von der Photozelle die Gesamthelligkeit empfangen, die sich aus dem von der Probe durchgelassenen und dem gestreuten Licht zusammensetzt.If, however, the light-colored surface 13 is at the opening instead of the light trap 12, then the Photocell receive the total brightness resulting from the transmitted by the sample and the composed of scattered light.

Es ist also zu ersehen, daß infolge der Drehung der Drehscheibe, durch die abwechselnd die Lichtfalle 12 und die helle Fläche 13 vor die Öffnung gebracht wird, abwechselnd Gesamthelligkeit und Streuhelligkeit von der Photozelle 16 empfangen werden.It can thus be seen that as a result of the rotation of the turntable through which the light trap alternates 12 and the bright area 13 is brought in front of the opening, alternating total brightness and scattered brightness be received by the photocell 16.

Die von der Photozelle 16 empfangene Helligkeit wird in einen entsprechenden elektrischen Strom umgewandelt, der in einem Widerstand, welcher, in Reihe mit der Photozelle liegt und einen geringeren Widerstandswert hat als diese, einen Spannungsabfall hervorruft. Diese Spannung wird durch einen Verstärker verstärkt, dessen Ausgangsspannung durch einen Gleichrichter gleichgerichtet wird.
F i g. 2 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Trübungsmessers zur Messung der Trübung des Materials in einem Wasserstrom. Bei dieser Ausführungsform sind die Lichtquelle 1 und die Meßeinrichtung 2 in einem Behälter 25 angeordnet, der ίο in einem Nebenzweig 24 einer Hauptleitung 23 liegt, so daß die Trübung des durch den Behälter 25 über • die Leitung 24 fließenden Materials gemessen werden kann. In dem Behälter 25 ist weiterhin eine Vorrichtung 26 zur Beseitigung von Blasen und ein Wasseraustritt 27 vorgesehen.The brightness received by the photocell 16 is converted into a corresponding electrical current which causes a voltage drop in a resistor which is in series with the photocell and has a lower resistance value than this. This voltage is amplified by an amplifier, the output voltage of which is rectified by a rectifier.
F i g. 2 shows the use of the opacimeter according to the invention for measuring the opacity of the material in a water stream. In this embodiment, the light source 1 and the measuring device 2 are arranged in a container 25 which is ίο in a secondary branch 24 of a main line 23 so that the turbidity of the material flowing through the container 25 via the line 24 can be measured. A device 26 for eliminating bubbles and a water outlet 27 are also provided in the container 25.

Die Meßeinrichtung 2 ist mit einer Proportionalrechenmaschine 28 und einer Aufzeichnungseinrichtung 29 verbunden.The measuring device 2 is provided with a proportional calculating machine 28 and a recording device 29 connected.

Mit dieser Ausführungsform kann die Trübung kontinuierlich ohne Unterbrechung des Wasserstromes gemessen werden. Der Abstand zwischen der Lichtquelle 1 und der Meßeinrichtung 2 kann durch eine geeignete Einstellvorrichtung verstellt werden. Die Lichtquelle und die Meßeinrichtung sind in dieas sem Fall wasserdicht ausgelegt.With this embodiment, the turbidity can be continuous without interrupting the water flow be measured. The distance between the light source 1 and the measuring device 2 can be through a suitable adjustment device can be adjusted. The light source and the measuring device are in dieas in this case designed to be watertight.

Claims

Patent claims:

1. Opacimeter, in which a light beam falls into the sample and via a photocell on an electronic Paths the ratio of the scattered light brightness and a comparison brightness measured is, with a hollow body arranged behind the sample, having a light inner surface, which has an opening for admitting the light coming from the sample by combining the following features: that the hollow body (9) has a second opening which receives the direct light falling through the first opening (10) that the second The opening can be closed alternately by a light trap (12) and a light-colored surface (13) which are rotatably arranged on an axis (14) behind the second opening, and that in per se known Way, the photocell (16) in the hollow body (9) outside of the direct beam path is arranged.

2. Use of the opacimeter according to claim 1 for measuring the opacity of the material in a stream of water.

Considered publications:
Austrian Patent No. 169 767;
Cortum, colorimetry, photometry
and spectrometry, Springer Verlag, 1967, pp. 351, 352.

1 sheet of drawings