DE2120984A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Lichtdurchlässigkeit von absorptionsfähigen oder streuend wirkenden Medien - Google Patents

Description

28.4 .1971

.7.. : F 761 Μ' (Dr.S,/ri)

The Susquehanna Corporation,Shirley Hirrhway at Edsall rd, Alexandria, Virginia 2231¹I₃ V.St.A.

"Verfahren und Vorrichtung zum dessen der LichtdurchlMssigkeit von absorptionsfähip-.en oder streuend wirkenden Medien"

T'rinrit.'lt: 28. April 197°: V. St .A.; Anmelde-Nr.: 32,5'I9.

IHi: llrfinclung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der !ιt !!!durchlässigkeit, insbesondere von aus einem Schornstein odc-i aus dem Auspuff eines Dieselmotors kommenden Rauchschwaden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Uic- Erfindung bezieht sich somit auf Densitometer Irs.w. Schwärzungsmesser oder Durchlässigkeitsmesser und insbeauf die Messung der Lichtenergiemenge,, die nach dem

durch ein Medium empfangen wird und von einer Quelle bekannter oder konstanter Intensität ausgeht.

Zur uberschlägigen Bestimmung von schwarzem Rauch wird seit langem die Ringelmann-Methode verwendet. Bei diesem Verfahren wird die Leuchtdichte bzw. Flächenhelligkeit der Rauchfahne

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mit der Leuchtdichte von vier reißen Karton verglichen, auf denen schwarze Gitter aufgetragen sind, die 2o , ko, 60 bzw. 80 % der Kartenoberfläche verdecken.

Man vergleicht einmal die Lichtmenge, die dem Beobachter durch den schwarzen Rauch von dem Teil des Himmels auf dessen weit entfernt liegender. Seite übermittelt wird, und zum anderen die Lichtmenge von einem davon verschiedenen und grös- , seren Bereich des Himmels und von der Sonne unabhängig von der Lage, wobei dieses Licht dem Beobachter von den weißen Flächen der Karte reflektiert wird. Selbst wenn der Rauch eine merkliche Menge des Lichtes der Sonne und des Himmels zum Beobachter hin nicht streut, kennt man die Grenzen eines derartigen Vergleiches zwischen völlig unterschiedlichen Quantitäten seit langem. Es ist leicht einzusehen, daß bezüglich der Genauigkeit Probleme bestehen, mit welcher ein Be- ' obachter Ringelmann-Karten, die verschiedene Schwärzungsgrade haben, verwenden kann, um die Undurchlassigkeit von nicht schwarzen Rauchfahnen zu bestimmen.'- Trotzdem bildet die Ringelmann-Methode in nahezu allen Industriestaaten die Grundlage für die Gesetzgebung und Überwachung bezüglich Rauch. Man hat auch andere Vergleichsverfahren, beispielsweise Verfahren, welche Filter verwenden, sowie Verfahren, die den direkten Lichtdurchgang messen, benutzt, mußte jedoch feststellen, daß sie dann fehlerhaft sind, wenn der Rauch nicht schwarz ist oder wenn er das zum Beobachter oder zum Gerät gehende Licht merklich streut.

Für Rauchfahnen, die nicht schwarz sind oder etwas gefärbt sind, gibt es bisher kein Verfahren zur genauen Taxierung. Bei weißem Rauch ist beispielsweise die Fahne oft helLer als das Licht der Himmelskulisse, da das Licht, welches die Rauchfahne von dem übrigen Himmel und von der Sonne erhellt, gestreut wird. Diesbezüglich ist neuerdings eine Untersuchung

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der Erscheinungen von schwarzen und nicht schwarzen Rauchfahnen bekanntgeworden (Optical Properties and Visual Effects of Smokestack Plumes, Nr. 999-AP-3o, I967, U.S. Department of Health, Education and Welfare)■

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Vorfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem auf einfache Weise¹ die Licht.undurchlässigkeit bzw. -durchlässigkeit gemessen werden kann, was insbesondere im Hinblick auf die zunehmende Luftverunreinigung von Bedeutung i.st. Die zur Durchführung dieses Verfahrens benötigte Vorrichtung soll einfach im Aufbau, leicht handhabbar sein und ei^n hohe Meßgenauigkeit gewährleisten.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die scheinbaren Leuchtdichten eines hellen und eines dunklen Meßobjektes, die einen Kontrast bilden_/ durch das Medium hindurch gemessen, die Messung in ein elektrisches Differenzsignal umgewandelt lind auf einen Eichwert bezogen, nämlich die gemessene Leuchtdichte zwischen den Meßobjekteu ohne Vorhandensein des Mediums, als Maß für die Lichturidurchlässigkeit oder Durchlässigkeit des Mediums angezeigt wimi.

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Zweckmäßigerweise pulsiert die ein Meßobjekt bildende Lichtquelle .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen Lichtsendor mit einem ersten Meßobjekt und einem visuell dazu kontrastierenden weiteren Meßobjekt und durch einen Empfänger auf, mit einem lichtempfindlichen Detektor, der im Abstand von den Meßobjekten auf diese gerichtet, angeordnet ist und ein Ausgangssignal proportional zur Intensität des durch das Medium gegangenen Lichtes abgibt, mit einer mit dem Detektor

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verbundenen Schaltung zur Erzeugung eines dem Detektorausgangssignal proportionalen Signals und mit einer an diese Schaltung angeschlossenen Einrichtung für die Anzeige der Lichtundurchlassigkext oder -durchlässigkeit des Mediums, wobei die Meßobjekte und der Detektor den einzigen Lichtweg durch das Medium zwischen Sender und Empfänger begrenzen.

Mit diesem Verfahren bzw. mit dieser Anordnung läßt sich die Lichtundurchlassigkext eines Mediums auch bei Vorhandensein von Streulicht und unabhängig von der Farbe oder der fehlenden Farbe des Mediums messen. Geht man von einer Rauchfahne als Beispiel aus, so wird der Unterschied in der Leuchtdichte zwischen einem Paar konstrastierender Meßobjekte gemessen, die einmal durch die* Rauchfahne hindurch und zum andern ohne Vorhandensein der Rauchfahne betrachtet werden. Die Meßobjekte bzw. Leuchtschirme oder Testtafeln bestehen aus einer optisch ebenen schwarzen Oberfläche und einer Lichtquelle, die in der Mitte des schwarzen Meßobjektes angeordnet ist. Die Lichtquelle leuchtet in konstanten Abständen auf. Ein gegenüber dem Meßobjekt angeordneter Detektor sieht abwechselnd die Lichtquelle und das kontrastierende schwarze Meßobjekt. Eine geeichte Meßschaltung und ein Anzeigegerät wandeln die von dem Detektor aufgenommene Energie in eine Anzeige für das Licht um, das von dem zu vermessenden Medium abgeschwächt oder absorbiert ist. Die Eichung und der Aufbau der Vorrichtung schliessen die Wirkung von Streulicht im Medium aus und sorgen so für eine genaue Messung der Lichtdürchlässigkeit. In dem besonderen Fall der Messung der Lichtundurchlassigkext von Dieselauspuffgasen ist es nun sehr einfach, festzustellen, ob der aus dem Auspuff kommende Rauch innerhalb oder außerhalb der Grenzen liegt, die durch Verordnungen festgelegt sind.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird eine beispielsweise Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als Schaltung eines Lichtsenders und -empfängers veranschaulicht ist, näher erläutert. -

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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist,;; besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus zwei Grundeinheiten, nämlich dem Sender Io mit einer Lichtquelle und einem dazu einen Kontrast bildenden Meßobjekt sowie aus einem Empfänger 12 mit einem Detektor und einer Behandlungs- bzw. Umwandlungs- und einer Anzeigeschaltung. Die Vorrichtung ist von robustem Aufbau, hat ein geringes Gewicht und ist leicht transportierbar für Messungen im Freien, beispielsweise für die Messung der Lichtundurchlässigkeit von Dieselrauchfahnen, was als Beispiel der folgenden Beschreibung zugrundegelegt wird. Über einen Gruppenschalter Ik ist eine unabhängige Versorgungsbatterie 13 in die Schaltung in die positive und negative Versorgungsleitung l6 bzw. 18 geschaltet. Die Batterie 13 und die Netzschalter und 18 können entweder im Sender- oder im Empfängerabschnitt oder gewünschtenfalls getrennt davon angeordnet werden.

Der Sender Io hat ein Meßobjekt bzw. eine Testtafel 2o, die kreisförmig dargestellt und groß genug ist, das Blickfeld des Detektors des Empfängers 12 auszufüllen. Das Meßobjekt 2o ist vorzugsweise mit einer optisch planschwarzen Farbe gestrichen, so daß man ein schwarzes oder dunkles Bezugsmeßobjekt hat. In der Mitte des Meßobjektes 2o ist eine Lichtquelle 22 angeordnet, die als zweites Meßobjekt wirkt. Die Lichtquelle 22 ist vorzugsweise eine Licht emittierende Diode, die eine im wesentlichen konstante Intensität oder Strahlung hat. Diese Festkörperlichtquelle 22 wird durch einen herkömmlichen Unijunction-Oszillator Zk zum Pulsieren gebracht und bildet mit dem Meßobjekt 2o abwechselnde kontrastierende Meßobjekte. Widerstände 26, 28 und 3o und Kondensatoren J2 bilden die Schaltungselemente des Unijunction-Oszillators, der bei einer bevorzugten. Frequenz von loo Hz arbeitet. Der Widerstand 3^ und der Kondensator 36 wirken als Filter für die Netzversorgung. Der Schalter 38> der normalerweise geschlossen ist, wird geöffnet, wenn man eine volle Skaleneichung der Vorrichtung durchführen will.

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In dem Empfänger 12 ist der Detektor 4o zurückgesetzt in der Platte 42 angebracht. Der Detektor ist auf die Licht emittierende Diode 22 so gerichtet, daß die Diode und das Meßobjekt 2o seinen Blickwinkel voll überdecken. Der Detektor 4o besteht vorzugsweise aus einer lichtempfindlichen Diode, beispielsweise einer Siliciumphotodiode, deren Strom von der Intensität des empfangenen Lichtes genau gesteuert wird. Der Detektor und die Meßobjekte 2o und 22 sind auf Abstand angeordnet, so dazwischen die Rauchfahne hindurchgehen kann.

Die Kathode der Diode 4o ist mit der positiven Netzleitung verbunden, während die Anode an die negative Netzleitung über einen Widerstand 44 angeschlossen ist, der einen großen Wert hat. Die Anode der lichtempfindlichen Diode 4o ist an den Eingangskondensator 46 angeschlossen, durch welchen die Signale von der Diode 4o der Verstärker- und Anzeigeschaltung zugeführt werden. Der Kondensator 46 filtert oder sperrt stationäre Komponenten aus, so daß nur von der Diode 4o empfangene Impulse durchtreten können. Das Ausgangssignal des Kondensators 46 ist an den Eingangswiderstand 48 angeschlossen, der als Potentiometer ausgebildet ist. Dieses Potentiometer steuert den Eingangspegel zur Verstärkerschaltung und sorgt für eine Einrichtung zur Herstellung einer Null-Eichung der Meßgerätschaltung, was später erläutert wird. Der Abgriff des Potentiometers 48 ist an den direkten Eingang des Verstärkers 5o über den Widerstand 52 angeschlossen.

Der Verstärker ^o ist ein Funktionsverstärker und sorgt" für

einen hohen, stabilen Verstärkungsgrad für die Eingangssignale. Die restlichen Eingänge des Verstärkers 5o sind herkömmliche Vorspannungsleitungen und Rückkoppelungsschleifen, beispielsweise für eine schnelle Rückgewinnung bzw. einen schnellen Anschluß und die Verstärkungsregelung. Der Ausgang des Verstärkers ^o ist über einen Widerstand 54 und eine Diode 56 liiit dem Kondensator 58 verbunden· Parallel zu dem

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— ν —

Kondensator 58 ist ein hochohmiger, vorzugsweise in der Größenordnung von 1 megohm liegender Widerstand 60 geschaltet. Der Widerstand 60 sorgt für eine Ableitung einer Abzweigung für den Kondensator 58· Der Spannungspegel am Kondensator 58 wird dem direkten Eingang eines weiteren Funktionsverstärkers 62 zugeführt, der im wesentlichen den Verstärkuugsgrad 1 und eine hohe Eingangsimpedanz für diese Eingangsspannung hat.

Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 62 wird über den Widerstand 64 und die Diode 66 dem Kondensator 68 zugeführt. An der Verbindungsstelle der Diode 66 und des Kondensators 68 sind ein Widerstand Jo und ein normalerweise geöffneter Schalter angeschlossen, der für die Null-Eichung und die Rücksetzung der Schaltung, was später beschrieben wird, verwendet wird.

Der Spannungspegel am Kondensator 68 wird dem Gate eingang eines Feldeffekttransistors fk zugeführt. Dieser Transistor hat einen Widerstand 76, der zwischen seine Quelle und dem Minuspol der Batterie geschaltet ist. Der Transistor ist als Quellenfolger (source follower) geschaltet. Die Spannung an dem Kondensator 68 erscheint an seiner Quelle und entsprechend am Widerstand 76. Eine Rückkoppelungsieitung mit dem Widerstand 78 geht von dem Quellenwiderstand 76 zum indirekten bzw. negierenden Eingang des Funktionsverstärkers 62, so daß an diesem Eingang eine hohe Impedanz vorhanden ist und dadurch die hohe Eingangsimpedanz am direkten Eingang hervorgerufen wird.

Das Meßgerät 80 ist in eine Brückenschaltung mit einem Transistor 74 und einem Widerstand 76 auf der einen Seite der Brücke und mit einem Potentiometer 62 auf der anderen Seite der Brücke geschaltet. Die Widerstände 84 und 86 sind herkömmliche strombegrenzende bzw. Parallelwiderstände.

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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist dann gut zu verstehen, wenn vorher die praktische Messung der Lichtundurchlässigkeit erläutert wird. Die Grundlage für ein Lichtundurchlässigkeitsraeßgerät kann auch bei Vorhandensein von Streulicht gegeben sein, indem der Leuchtdichte-Unterschied zwischen einem Paar von kontrastierenden Meßobjekten gemessen und verglichen wird, die ohne Rauchfahne und durch die Rauchfahne betrachtet werden. Der Wert für vcJllige Lichtundurchlässigkeit ist !,der Wert für die auftretende teilweise Durchlässigkeit negativ*wobei der letztere Wert eine Eigenschaft fflr durchgegangenes Licht ist,C¹Ie. f'-'r die Differenzierung und Charakterisierung von Rauchfahnen verwendet werden kann. Bezogen auf die Leuchtdichte von Meßobjekten ' wird die Durchlässigkeit definiert als : .

^BV^BI2

T= —1 £ - l)

^Bl -^B2 .

worin B die Leuchtdichte einer Lichtquelle, B die Leuchtdichte ihres Hintergi-undes, wobei sowohl B als auch B ohne

X u

die Rauchfahne betrachtet werden, B¹ die scheinbare Leuchtdichte einer Lichtquelle und B' die scheinbare Leuchtdichte ihres Hintergrundes sind, wobei die Betrachtung dieses Mal durch die Rauchfahne hindurch erfolgt. Bei dieser Durchlässigkeitsformel haben sowohl B' als auch B' die gleiche hinzugefügte Erhöhung des durch die Streuung hervorgerufenen Lichts und das Streulicht hebt sich weg.

Die Anordnung kann so geeicht werden, daß der Kontrast oder der Unterschied in der Leuchtdichte, wenn kein Rauch da ist, d. h. B - B , gleich loo ist. Der Kontrast zwischen den

1 c*

scheinbaren Leuchtdichten durch den Rauch hindurchgesehen ist dann

^B'l - ^PI2 2)

loo

♦so daß der Lichtundurchliissigkeitsineßwert gleich der Differenz des zweiten Ausdrucks vom ersten ist.

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Wenn beide Tenne der scheinbaren Leuchtdichte auf Null bezogen werden können, indem der Term B' abgezogen wird, fällt er aus der Gleichung heraus, so daß nur ein korrigierter Wert für die Durchlässigkeit von

loo

für das zu messende Medium verbleibt.

Bei der tatsächlichen Auslegung der Anordnung laßt sich auf der Skala des Meßgerätes die Ablesung der Lichtundurchlassigkeit direkt von Null bis loo % anstelle der Lichtdurchlässigkeit ablesen. Gewünschtenfalls kann auch die letztere von dem Meßgerät oder der Skalenfläche abgelesen werden, wenn diese mit einer anderen Skala versehen wird, da die Lichtundurchlassigkeit Null loo % Durchlässigkeit hat und loo% Lichtundurchlassigkeit der Lichtdurchlässigkeit Null entsprechen. Der Kondensator 46 sperrt alle stationären Eingangsimpulse und bezieht somit den Kontrast zwischen den scheinbaren Leuchtdichten auf Null. Dadurch ist die Wirkung der Streuung beseitigt.

Vor der Verwendung der Vorrichtung zum Messen der Lichtundurchlassigkeit einer Rauchfahne wird die Vorx~ichtung geeicht, wobei der Kontrast, wenn keine Rauchfahne da ist, gleich dem Wert loo ist. Der Wert loo % Lichtundurchlassigkeit wird zuerst geeicht. Der Giruppenschalter 14 wird geschlossen, die Spannung an die Vorrichtung angelegt. Der Schalter 3& wird geöffnet, wodurch der Oszillator 2k außer Betrieb gesetzt wird, so daß von der Diode 22 keine Lichtimpulse abgegeben werden. Da keine Lichtimpulse an der Diode ko im Empfänger ankommen, erscheint bestenfalls nur ein stationäres Signal am Eingang des Kondensators 46. Dieser Kondensator sperrt jedoch dieses Signal aus. Deshalb erscheint eine Null-Spannung am Potentiometer '±8 und

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somit am Eingang des Verstärkers ^o. Der Kondensator 58 wird entladen wie der Kondensator* 68 am Ausgang des Verstärkers 62. Wenn keine Spannung am Widei'stand 76 von der Meß- und Verstärkerschaltung anliegt, wird das Potentiometer 82 so eingestellt, daß es einen vollen Skalenausschlag mit der Ablesung loo % Lichtundurchlässigkeit gibt. Für die Null-Eichung wird der Schalter 38 geschlossen.. Der Oszillator 24 beginnt zu arbeiten und führt der Licht emittierenden Diode 22 Erregerimpulse mit der Frequenz von loo Hz zu. Der Schalter 72 wird ebenfalls geschlossen und der Kondensator 68 beginnt sich aufzuladen. In der gleichen Zeit werden die von der Diode 22 ausgehenden Lichtimpulse an der Diode 4o im Empfänger gemessen, und verstärkte Stromimpulse aus dem Verstärker 5° sorgen für eine positive Aufladung des Kondensators 58· Die an diesem Kondensator erreichte Spannungshöhe ist proportional der Spannung an dem Abgriff des Potentiometers 48. Der Vei·- stärker 62 sorgt für eine positive Spannung mit der Verstär- kung eins am Kondensator 58. Diese positive Spannung wird an seinem Ausgang wiedergegeben. Die Diode 66 begrenzt deshalb die Spannungshöhe, bis zu welcher sich der Kondensator 68 aufladen kann, d. h. die Spannung am Kondensator 68 kann die an dem Kondensator 58 nicht übersehreiten, sonst würde nämlich die Diode 66 leitend und die Ladung am Kondensator 68 auf die Höhe des Kondensators 58 reduziert. Die Spannung am Kondensator 68 liegt jetzt am Widerstand 76 an und das Meßgerät 80 zeigt den Wert null oder einen Wert in der Nähe von null an. Wenn irgendeine Einstellung am Meßgerät erforderlich ist, um eine genaue Null-Ablesung zu erhalten, kann der Abgriff des Potentiometers 48 bewegt werden. Dies führt dazu, daß die Spannung am Kondensator 58 und dementsprechend am Kondensator 68 und am Widerstand 76 geändert wird. Das zeigt, daß der Grad des Kontrastes zwischen dem Zustand, wo ein Signal abgegeben wird, und dem Zustand, wo kein Signal abgegeben wird, also helles und dunkles Meßobjekt, nicht kritisch ist, da die Vorrichtung auf Ablesungen für loo % und 0 % geeicht werden kann.

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Wenn die Vozvriclitung nun für den Meßobjektkontrast bei fehlender Auspuffahne geeicht ist, können das Meßobjekt 2o und die Platte 42 durch eine zweckmäßige Einrichtung so bewogt werden, daß die Auspuffahne aus einem Dieselmotor sich über den Raum zwischen diesen beiden Teilen erstreckt oder hindurchgeht. Die Vorrichtung wird zuerst durch Schließen des Schalters 72 rüclcgestellt. Dem Kondensator 68 wird die volle Ladung zugeführt. Wenn der zu untersuchende Rauch durchsichtig und frei von Licht schwächenden oder absorbierenden Teilchen ist, arbeitet die Schaltung genauso wie an Hand der Null-Eichung beschrieben wurde, so daß am Kondensator 68 eine ausreichende Ladung verbleibt, um eine Ablesung am Meßgerät 8o für die Lichtundurchlässigkeit von 0 % hervorzurufen · Auszugehen ist jedoch von dem üblichen Fall, daß der Rauch schwarz, nicht schwarz oder gefärbt ist. Die Licht-* impulse von der Diode 22 werden von dem Rauch geschwächt oder absorbiert, wodurch eine Reduzierung der Intensität der von der Diode 4o empfangenen Impulse hervorgerufen wird. Da der Strom durch letztere Diode von der Intensität des empfangenen Lichtes gesteuert wird, ist die Amplitude dieser Impulse geringer· als die für eine Null-Ablesung erzielte. Diese Impulse kommen über den Kondensator 46 am Potentiometer 48 zum Anliegen. Der Verstärker 5o verstärkt"diese Impulse und führt ihren positiven Spitzenpegel über die in Durchlaßrichtung vorgespannte Diode 56 in den Speicherkondensator 58. Auf diese Weise ist die am Kondensator 58 gespeicherte Kapazität proportional der am Potentiometer 48 abgegriffenen Spannung.

Wenn diese Impulse mit einer Frequenz von loo Hz zugeführt werden, lädt sich der Kondensator 58 schnell auf den ganzen Wert dieser Amplltudenspitzen auf. Diese Spannungshöhe liegt am Ausgangsverstärker 62 an. Die Kathode der Diode 66 hat ein niedrigeres Potential als ihre Anode, wodurch diese

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Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt wird. Der Kondensator 68 entlädt sich jetzt über die Diode 66 zum Verstärker 62 hin, bis die Spannungshöhe an diesem Kondensator das Ausgangssignal des Verstärkers ausgleicht. Gleichzeitig wird die Diode 66 in Sperrichtung vorgespannt und unterbricht.

Die Spannung am Kondensator 68 liegt am Widerstand 76 in der. Meßgerätschaltung an und bringt die Brückenschaltung des Meßgerätes80 außer Gleichgewicht, wodurch ein Strom fließt. Die Nadel des Meßgerätes öo bewegt sich nun von dem O %-Punkt weg und kommt bei einer Ablesung für die Lichtundurchlassigkeit zur Ruhe, welche die Undurchlässigkeit des zu ujt3rsuchenden Rauches anzeigt.

Die RC-Schaltung des Kondensators 58 und des Widerstandes 60 sorgt für eine Zeitkonstante von etwa o, 1 ^s6C.,iiodurch nur eine sehr geringe Entladung des Kondensators 58 zwischen jedem Impuls ermöglicht wird, weil die Impulse mit loo Hz zugeführt werden.

Wenn die Lichtundurchlassigkeit- während der Messung zunehmen sollte, entlädt sich der Kondensator 58 schnell bis zu dieser neuen Spannungshöhe, wodurch ein weiteres Entladen des Kondensators 68 über die Diode 66 hervorgerufen wird, so daß man eine Ablesung am Meßgerät 80 für eine höhere Lichtundurchlassigkeit erhält. Wenn andererseits während der Ablesung die_v Lichtundurchlassigkeit abnehmen sollte, oder wenn irgendein Zweifel darüber besteht, ob eine Ablesung genau ist oder nicht, wird einfach der Schalter 72 geschlossen, wodurch der Kondensator 68 wieder voll aufgeladen wird und wodurch das Meßgerät für die Vorbereitung einer neuen Messung in die O %—Lage zurückkehrt.

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Das Meßobjekt bzw. der Schirm 2o in dem Sendei' ist vorzugsweise mit einem optisch ebenen schwarzen Überzug bemalt oder überdeckt, so daß man einen guten Kontrast zwischen der Lichtquelle 22 und diesem Meßobjekt hat. Der Grad des Kontrastes ist jedoch nicht von Bedeutung. In der Praxis werden nämlich die Meßobjekte merklich schmutzig oder nutzen sich ab, oder es setzen sich Rauchteilchen auf der Oberfläche der Dioden und 4o ab, wodurch der Kontrast verringert oder eine Reduzierung der Lichtintensität hervorgerufen wird. Dies beeinflußt jedoch die Meßfähigkeit der Vorrichtung solange nicht, wie die Anordnung auf Null und auf vollem Skalenausschlag geeicht werden kann. Da die Messung der Lichtundurchlässigkeit von einer Differenzablesung abhängt, besteht somit keine Notwendigkeit für kritische oder Präzisionsbauteile mit Ausnahme vielleicht für die Dioden 22 und 4o, da alle Ablesungen in gleicher Weise beeinflußt werden. ·

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Claims (1)

1. - Ik -

   PATENTANS PRUCHE

   /1,/ Verfahren zum Messen der Lichtundurchlässlgkelt oder -durchlässigkeit eines Mediums, insbesondere von aus einem Schornstein oder aus dem Auspuff eines Dieselmotors kommenden Rauchschwaden, dadurch gekennzeichnet, daß die scheinbaren Leuchtdichten eines hellen und eines dunklen Meßobjektes, die einen Kontrast bilden, durch das Medium hindurch gemessen v/erden,die Messung in ein elektrisches Differenzsignal umgewandelt und,auf einen Eichwert bezogen, nämlich die gemessene Leuchtdichte zwischen den Meßobjekten ohne Vorhandensein des Mediums, als Maß für die Lichtundurchlas sigkeit oder -durchlässigkeit des Mediums angezeigt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Meßobjekt bildende Lichtquelle pulsiert..

   3« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Lichtsender (lo) mit einem ersten Meßobjekt (22) und einem visuell dazu kontrastierenden weiteren Meßobjekt (2o)j und durch einen Empfänger (12) mit einem lichtempfindlichen Detektor (4o), der im Abstand von den Meßobjekten (2o, 22) auf diese gerichtet angeordnet ist und ein Ausgangssignal proportional zur Intensität des durch das Medium gegangenen Lichtes abgibt, mit einer mit dem Detektor (4o) verbundenen Schaltung zur Erzeugung eines dem Detektorausgangssignal proportionalen Signals und mit einer an diese Schaltung angeschlossenen Einrichtung (8o) für die Anzeige der Lichtundurchlässigkeit oder -durchlässigkeit des Mediums, wobei die Meßobjekte (2o, 22) und der Detektor (ko) den einzigen Lichtweg durch das Medium zivisehen Sender (Xo) und Empfänger (12) begrenzen»

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   k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Meßobjekt eine Lichtquelle (22) und der Sender (lo) eine Einrichtung (2^) für die intermittierende Erregung der Lichtquelle (22) aufweist, damit die Lichtquelle Lichtimpulse emittiert.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder ¹I, gekennzeichnet durch eine Eicheinrichtung (3^₅ ^o, 72) für den Empfänger (12), bezogen auf die Lichtquelle (22) und das kontrastierende Meßobjekt (2o) bei Abwesenheit des Mediums, und durch eine Einrichtung (^6) für die Beseitigung des Einflusses von Streulicht, das von dem Podium hervorgerufen und vom Detektor (ko) empfangen wird.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß das kontrastierende Meßobjekt (2o) ein schwarzer Reflektor und die Lichtquelle (22) annähernd in der Mitte des schwarzen Reflektors^bezogen auf das Gesichtsfeld des Detektors (4o), angeordnet ist.

   7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch ein Meßgerät (8o), das eine direkte Ablesung in Prozent Lichtundurchlässigkeit bei fa einer Rauchfahne angibt.

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