DE2515499A1

DE2515499A1 - Vorrichtung zur steuerung des aufziehens von in einer farbflotte einzeln oder zu mehreren enthaltenen farbkomponenten

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Publication number: DE2515499A1
Application number: DE19752515499
Authority: DE
Inventors: Walter Sturm
Original assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Current assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Priority date: 1975-04-09
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1977-03-24
Also published as: IT1058662B; FR2307074A1; ES446206A1; FR2307074B1; DE2515499B2; JPS51119883A; DE2515499C3; US4015134A

Description

. JOACHIM STRASSE, HANAU

DIPL-INQ. KLAUS QORQ, MÜNCHEN PATENTANWÄLTE

HANAU · ROMERSTR. 19 · POSTFACH 793 · TEL: (06181) 20803/20740· TELEQRAMME: HANAUPATENT· TELEX: 4184782 pat MÖNCHEN 80 · QRAFINQER STRASSE 31 ■ TEL: (089) 405643 · TELEX· 522054 ostpa

ORIGINAL HANAU

Quarzlampen GmbH Sto/Di - 1332

6450 Hanau/Main 14. März 1975

6326131 D6

Vorrichtung zur Steuerung des Aufziehens von in einer Farbflotte einzeln oder zu mehreren enthaltenen Farbkomponenten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung des Aufziehens von mindestens einer in einer Farbflotte enthaltenen Farbkomponente durch Regelung der Temperatur in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der Farbflotte, in dem die Temperatur jeweils auf den für den Aufziehvorgang optimalen Wert eingestellt wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Färben von Textilgut ist an einem Färbebehälter eine mit lichtdurchlässigem Abschnitt versehene NebenschIußIeitung angeschlossen. Ein diesen Abschnitt durchdringendes Lichtbündel ist auf einen photoelektrischen Empfänger gerichtet, dessen Ausgangssignale ein Maß für die Lichtdurchlässigkeit sind. Um einen günstigen Aufziehvorgang zu erzielen, wird die Temperatur bei Änderung der Lichtdurchlässigkeit konstant gehalten und bei gleichbleibender Lichtdurchlässigkeit wird die Temperatur erhöht. Ein Grenzwert der Lichtdurchlässigkeit gibt an, daß alle Farbkomponenten aufgezogen

- 2 BOSo 11-10 ₃ 8a 36-01

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-Jk-

sind (DT-PS 2 112 014).

Bei einer anderen Vorrichtung durchdringt ebenfalls ein Lichtbündel einen lichtdurchlässigen Teil einer Nebenschlußleitung und wird dann auf einen photoelektrischen Empfänger gerichtet. Dessen Ausgangssignale werden auf einen logarithmischen Verstärker gegeben, so daß nicht die Lichtdurchlässigkeit, sondern die Konzentration der Farbflotte bestimmt und zur Steuerung des Färbevorgangs herangezogen wird. (DT-OS 2 260 906).

Beide Vorrichtungen zeigen den Nachteil, daß Streueinflüsse der Farbstoffe den Meßvorgang und damit die Regelung des Färbevorganges nachteilig beeinflussen. Besonders bei hellen Farbflotten werden aufgrund der Streuung Lichtdurchlässigkeit und Konzentratton nicht richtig bestimmt und der Färbevorgang nachteilig beeinflußt. Umständliche Eineicharbeiten und das Verwenden von Farbfiltern sind notwendig, um die streubedingten Fehler verringern zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiterzuentwickeI η, daß sie eine genaue Steuerung eines Färbevorganges unter Eliminierung des Streueinflusses ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein von einem die Farbflotte durchdringenden Lichtbündel beaufschlagter photoehektrischer Empfänger an jeweils einen Eingang von Verstärkern angeschlossen ist, daß ein von einem einen mit einer Referenzflüssigkeit gefüllten Gefäß durchdringendes Lichtbündel beaufschlagter photoelektrischer Empfänger an jeweils den anderen Eingang der Verstärker angeschlossen ist, und daß der Ausgang des einen Verstärkers mit einem elektrischen Antrieb zum Bewegen des Gefäßes und der Ausgang des anderen Verstärkers mit einer die Farbflotten-Temperatur regulierenden Anordnung verbunden ist.

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Die Vorrichtung ermöglicht einen Aufζίehvorgang- von in einer Farbflotte vorhandenen Farbkomponenten auf textile Gütern der unabhängig von der Streuung des Lichtes an den Partikeln in der Farbflotte Ist. Dazu wird die L!chtdurch!ässigkeit der Farbflotte mit der einer Referenzflüssigkeit gleicher Zusammensetzung verglichen, so daß die Streuung in beiden Medien von gleicher Größenordnung Ist,

Da der Aufziehvorgang stark von der Temperatur der Farbflotte abhängig ist, wird aufgrund des Vergleichs der Lichtdurchlässigkeiten in der Farbflotte und der Referenzflüssigkeit die Temperatur durch eine Anordnung mit Steuerventilen zur Wärmeübertragung reguliert. Ist die Referenzf!üssigkeit lichtdurchlässiger als die Farbflotte, so wird dieser Energie zugeführt, bet Verringerung der Differenz wird die Energiezufuhr gedrosselt. Sind die Lichtdurchlässigkeiten in beiden Medien gleich oder ist die FarbfSötte sogar lichtdurchlässiger, so erhält diese keine Energie mehr.

Durch diese kontfnuier!iehe Regelung befindet sich die Farbflotte stets auf der Temperatur, die einen optimalen Aufziehvorgang gewährt.

Die Aufziehgeschwindigkeit aller Farbkomponenten auf das textile Gut wird durch eine von 100 % auf 0 % stattfindende Konzentrationsänderung der Referenzflüssigkeit vorgegeben. Da die Schichtdicke und Konzentration äquivalente Größen sind, durchdringt ein Lichtbündel das die Referenzflüssigkeit beinhaltende Gefäß bei verschiedenen den Konzentrationen entsprechenden Schichtdicken. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Gefäßes senkrecht zum Lichtbündel gibt dann die Aufziehgeschwindigkeit vor.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die die Flüssigkeiten durchdringenden Lichtbünde! auf photoelektrische Empfänger gerichtet, deren Spannungen auf Verstärker gegeben werden. Der Ausgangsimpuls eines Verstärkers löst den Bewegungs-

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ablauf des die Referenzftüssigkeit beinhaltenden Gefäßes aus, das des zweiten Verstärkers steuert über Rege I ventiI en die Energiezufuhr zum Färbebehälter. Vorzugsweise wird Dampf als wärmeübertragendes Medium verwendet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist außerdem den Vorteil auf, daß intensitätsschwankungen der Lichtquelle den Färbevorgang nicht beeinflussen, da die die Flüssigkeiten durchdringenden Lichtbündel von einer Lichtquelle ausgehen. Weiterhin werden hierdurch auch auf die SignaI I eitungen auftreffenden elektrischen und magnetischen Störungen vermieden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden nur die Wechselstromkomponenten der aus den photoelektrischen Empfängern entnommenen Spannungen weiterverarbeitet, um Fehler aufgrund einer Verstärkerdrift zu eleminieren. Ein Schwel I-wertdiskriminator wird in den die Geschwindigkeit des Körpers mit der Referenzflüssigkeit regelnden Stromkreis geschaltet, so daß die Bewegung des Gefäßes unterbunden wird, wenn die LichtdurchIässigkett durch diesen größer wird als durch die NebenschIußI eitung des Färbebehälters.

Um Fehler aufgrund temperaturabhängiger Streueinflüsse auszuschalten, werden die Referenzflüssigkeit und die Farbflotte auf gleicher Temperatur gehalten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ei— geben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Steuervorrichtung für Farbflotten,

Fig. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Steuei— vorrichtung für Farbflotten.

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Die Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung des Aufziehens von in einer Farbflotte vorhandenen Farbkomponenten auf textile Güter. Diese sind in einem mit der Farbflotte gefüllten Färbebehälter 10 untergebracht. An den Färbebehälter 10 ist eine Nebenschlußleitung 12 angeschlossen, durch die die Farbflotte aufgrund des Druckunterschiedes an den Anschlußöffnungen des Färbebehälters 10 fließt. Um eine große Strömungsgeschwindigkeit zu erzielen, kann in der Leitung 12 eine nicht dargestel I te Pumpe angeordnet sein.

Ein lichtdurchlässiger Teil 14 der Leitung 12 ist an einen Meßkopf 16 angeschlossen. Der Meßkopf 16 setzt sich aus einer Lichtquelle 18, aus Optiken 20 und 22 und einem photoelektrischen Empfänger 24 zusammen. Ein von der Lichtquelle 18 ausgehendes und von der Optik 20 parallel gemachtes Lichtbündel durchsetzt den lichtdurchlässigen Teil 14 der Leitung 12 und wird durch die Optik 22 auf den photoelektrischen Empfänger 24 gerichtet. In einer Meßvorrichtung 26 befindet sich ein im Schnitt dreieckig aussehendes, vorzugsweise keilförmig ausgebildetes Gefäß 28, ein Spalt 30, Optiken 32, 34 und ein photoelektrischer Empfänger 36. Das Gefäß 28 ist mit einem Teil der als Referenzflüssigkeit vorgesehenen Farbflotte in der vor dem Aufziehvorgang vorgegebenen Zusammensetzung gefüllt. Das von der Lichtquelle 18 ausgehende Licht wird durch den Spalt 30 eng begrenzt, durch die Optik 32 parallel gemacht, durchdringt dann das mit der Referenzflüssigkeit gefüllte Gefäß 28 und wird schließlich von der Optik 34 auf den photoelektrischen Empfänger 36 gebündelt.

Die photoelektrischen Empfänger 24 und 36 sind jeweils an Eingänge von Verstärkern 38 und 40 angeschlossen, die beispielsweise Verstärkungsfaktoren von 1000 bzw. 10 aufweisen. Der Verstärker 38 liefert an seinem Ausgang eine Spannung, die einen nicht dargestellten elektrischen Antrieb

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42 in Betrieb setzt, um das Gefäß 28 in Richtung des Pfeils 44 zu kleinen Schichtdicken hin zu bewegen. Der elektrische Antrieb 42 und die damit verbundene Bewegungsgeschwindigkeit des Gefäßes 28 kann so eingestellt werden, daß sich das Gefäß 28 in gewünschter Zeit senkrecht gegen den von der Lichtquelle 18 ausgehenden Strahl von der Grundfläche bis zur Spitze bewegt.

Die von dem Verstärker 40 gelieferte Ausgangsspannung steuert kontinuierlich eine Anordnung 46, die nicht näher dargestellte Steuerventile enthält, die zur Wärmeübertragung_/vorzugsweise mittels Dampf auf den Färbebehälter und damit verbundener Temperaturregelung dienen. Gleichzeitig können weitere Heiz- und KühI Ieitungen an die Anordnung 46 angeschlossen sein.

Zu Beginn des Aufziehvorgangs wird mit Hilfe einer nicht dargestellten elektrischen Schaltung oder mechanischer Kei IversteI Iung die von den photoelektrischen Empfängern 24 und 36 ausgehenden Spannungen derart abgeglichen, daß an den Ausgängen der Verstärker 38 und 40 keine SpannungsimpuI se zu entnehmen sind. Gleichzeitig wird mit dem Aufheizen der Farbflotte begonnen. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Konzentration der Farbflotte ab. Dies bewirkt eine Änderung der Lichtdurchlässigkeit und somit eine Spannungsänderung am Ausgang des photoelektrischen Empfängers 24. Wird die dem photoelektrischen Empfänger 24 entnommene Spannung größer als die des ptofoeIektrisehen Empfängers 36, so liefert der Verstärker 38 ein AusgangsimpuIs, der den nicht dargestellten elektrischen Antrieb 42 einschaltet, und das Gefäß 28 bewegt sich in Richtung abnehmender Schichtdicken. Gleichzeitig liefert der Verstärker 40 eine negative Ausgangsspannung, dfe auf die Anordnung 46 derart einwirkt, daß die Steuerventile für die Dampfzufuhr zum Färbebehälter 10 geschlossen werden und eine weitere Temperaturerhöhung verhindert.

Da sich das Gefäß 28 in Richtung abnehmender Schichtdicken

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bewegt, wird die ReferenzfIüssigkeit lichtdurchlässiger, da Schichtdicke und Konzentration äquivalente Größen sind. Damit nimmt die dem photoelektrischen Empfänger 36 entnommene Spannung zu, wird schließlich größer als die des photoelektrischen Empfängers 24, so daß am Ausgang des Verstärkers 40 je nach Spannungsdifferenz am Eingang eine positive Spannung abgegeben wird. Diese beeinflußt nach ihrer Größe die Steuerventile der Anordnung 46 und bewirkt ein Einstellen der Temperatur auf einen Wert, der einen optimalen Aufziehvorgang ermöglicht. Dadurch nimmt die Konzentration im Färbebehälter 10 ab, die dem photoelektrischen Empfänger 24 entnommene Spannung nimmt zu, die Spannungsdifferenz an den Eingängen des Verstärkers 40 verändert sich derart, daß der Ausgangsimpuls kleiner oder sogar negativ wird und die Steuerventile somit gedrosselt oder geschlossen werden. Ein Öffnen der Steuerventile und damit verbundene Temperaturerhöhung findet wieder statt, wenn der den photoelektrischen Empfänger 36 beaufschlagende Lichtstrahl das Gefäß 23 in geringerer Schichtdicke durchdringt, so daß die entnommene Spannung größer als die des photoelektrischen Empfängers 24 wird.

Durch diese fortlaufende Änderung der Dampfzufuhr und damit verbundene Temperaturänderung und -einstellung findet der Aufziehvorgang unter optimalen Bedingungen statt. Durch den ständigen Vergleich der Lichtdurchlässigkeit in der Farbflotte und der ReferenzfIUssigkeit entspricht die Konzentration in der Farbflotte jeweils der durchleuchteten Schichtdicke der Referenzflüssigkeit. Die Aufziehgeschwindigkeit selbst wird durch den elektrischen Antrieb 42 und der damit verbundenen Bewegungsgeschwindigkeit des Gefäßes 28 vorgegeben.

Bei Gleichgewicht zwischen beiden Intensitäten wird der Antrieb so lange außer Betrieb gesetzt, bis erneut eine Differenz entsteht,

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H - ». -2515Λ99

Nachdem das Gefäß 28 senkrecht das von der Lichtqielle 18 ausgehende Lichtbündel durchfahren hat, ist der Färbevorgang beendet und die Steuerventile werden durch einen nicht dargestellten Schalter unabhängig von der am Ausgang des Verstärkers 40 entnommenen Spannung geschlossen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden nur die Wechselstromkomponenten der von den photoelektrischen Empfängern 24, 36 entnommenen Spannungen weiterverarbeitet, um Fehler aufgrund von Verstärkerdrift zu eleminieren. Dem photoelektrischen Verstärker 24 sind ein Kondensator 48, ein Verstärker 50, ein Kondensator 52, ein Verstärker 54 mit invertierendem Ausgang, ein Kondensator 56 und ein Widerstand 58, dem photoelektrischen Empfänger 36, ein Kondensator 60, ein Verstärker 62, Kondensatoren 64, 66 und ein Widerstand 68 nachgeschaltet.

Die den Stromkreisen der photoelektrischen Empfänger 24, 36 entnommenen Spannungsdifferenzen werden einem Eingang eines Differenzverstärkers 72 zugeführt. Eingang 74 des Differenzverstärkers 72 liegt an Bezugspunkt Masse.

Dem Differenzverstärker 72 sind ein Kondensator 76, ein Verstärker 78, ein Kondensator 80, ein Verstärker 82 und ein Gleichrichter 84 nachgeschaltet. Eine dem Gleichrichter 84 entnommene Spannung U dient zur Regelung der Steuerventile

der Anordnung 46, um die Temperatur in der Farbflotte auf einen Wert einzustellen, der einen optimalen Aufziehvorgang ermögIi cht.

Eine Wienbrücke 90 ist dem Verstärker 78 über Verbindungspunkte 86, 88 parallel geschaltet, um nur Spannungen mit einer Frequenz weiter zu verarbeiten, die der Frequenz der Lichtqulle 18 entspricht.

Die von einem Verbindungspunkt 92 entnommene Spannung wird

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einem SchweI Iwertdiskriminator 94 zugeführt, an dessen Ausgang der elektrische Antrieb 42 angeschlossen ist.

Die photoelektrischen Empfänger 24, 36 sind gleichzeitig an jeweils einen Eingang eines Differenzverstärkers 96 angeschlossen, dessen Ausgangsspannung den elektrischen Antrieb 42 mitsteuert.

Zu Beginn des Steuervorgangs wird das Gefäß 28 in Richtung abnehmender Schichtdicke verschoben, so daß die Lichtdurchlässigkeit durch diesen größer wird als durch die Farbflotte. Die dem Gleichrichter 84 entnommene Spannung U beeinflußt die Steuerventile der Anordnung 46 und bewirkt, daß die Farbflotte aufgeheizt wird. Die Steuerventile der Anordnung 46 können als ProportionaI venti Ie ausgebildet sein, so daß die durch diese Ventile der Farbflotte zugeführte Energie proportional der Spannung U ist.

Der elektrische Antrieb 42 ist dann außer Betrieb gesetzt, da dem SchweI Iwertdiskriminator 94 eine von 0 verschiedene Spannung zugeführt wird und die Spannung des Differenzverstärkers 96 positiv ist. Erst wenn die Lichtdurchlässigkeit in der Differenzflüssigkeit und in der Farbflotte gleich sind, also dem Differenzverstärker 72 keine Spannung entnommen wird und der SchweI Iwertdiskriminator 94 keine Spannung erhält, wird der elektrische Antrieb 42 in Betrieb gesetzt, so daß das Gefäß 28 in Richtung abnehmender Schichtdicke bewegt wird. Der zuvor beschriebene Steuervorgang tritt dann erneut ein.

Eine negative Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 96 bewirkt, daß der elektrische Antrieb 42 des Gefäßes 28 unabhängig von der dem SchweI Iwertdiskriminator 94 zugeführten Spannung in Betrieb gesetzt wird. Dieser Fall tritt bei fehlerhaftem Betrieb der Steueranordnung ein, wenn die Lichtdurchlässigkeit in der Farbflotte größer ist als in dem Gefäß 28.

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Ansonsten entspricht der Steuervorgang gemäß Fig, 2 dem des AusführungsbeϊspieIs nach Fig. 1.

Das AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 kann dahingehend abgeändert werden, daß die von den photoelektrischen Empfängern 24, 26 weiterverarbeiteten Wechselstromkomponenten getrennt den Eingängen 70, 74 des Differenzverstärkers 72 zugeführt werden»

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Claims

DIPL.-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAU D1PL.-INQ. KLAUS QÖRQ, MÜNCHEN

HANAU · RÖMERSTR. 19 · POSTFACH 793 · TEL: (06181) 20803/20740 · TELEQRAMME: HANAUPATENT · TELEX: 4184782 pat MÜNCHEN 80 · QRAFINQER STRASSE 31 · TEL: (089) 405643 · TELEX· 522054 ostpa

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Vorrichtung zur Steuerung des Aufziehens von in einer Farbflotte einzeln oder zu mehreren enthaltenen Farbkomponenten

Ansprüche :

Vorrichtung zur Steuerung des Aufziehens von mindestens einer in einer Farbflotte enthaltenen Farbkomponente durch Regelung der Temperatur in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der Farbflotte, in dem die Temperatur jeweils auf den für den Aufziehvorgang optimalen Wert eingestellt wird, dadurch gekennzei chnet, daß ein von einem die Farbflotte durchdringenden Lichtbündel beaufschlagter photoelektrischer Empfänger (24) an jeweils einen Eingang von Verstärkern (38, 72, 40, 96) angeschlossen ist, daß ein von einem einen mit einer Referenzflüssigkeit gefüllten Gefäß (28) durchdringendes Lichtbündel beaufschlagter photoelektrischer Empfänger (36) an jeweils den anderen Eingang der Verstärker (38, 72, 40, 96) angeschlossen ist, und daß der Ausgang des einen Verstärkers (38, 96)

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mit einem elektrischen Antrieb (42) zum Bewegen des Gefäßes (28) und der Ausgang des anderen Verstärkers (40, 72) mit einer die Farbflotten-Temperatur regulierenden Anordnung (46) verbunden ist,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet, daß von den photoelektrischen Empfängern (24, 36) erhaltene Wechselstrom- oder Gleichstromkomponenten den Verstärkern (72, 40), von den photoelektrischen Empfängern (24, 36) erhaltene Gleichstromkomponenten den Verstärkern (38, 96) zugeführt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das die Referenzflüssigkeit beinhaltende Gefäß (28) mittels des elektrischen Antriebs (42) senkrecht zu dem den photoelektrischen Empfänger (36) beaufschlagenden Lichtbündel mit vorgegebener Geschwindigkeit in Richtung abnehmender Schichtdicken bewegt und die Aufziehgeschwindigkeit aller in der Farbflotte enthaltenen Farbkomponenten auf das textile Gut vorgibt,
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im Schnitt dreieckige,vorzugsweise keilförmig ausgebildete Gefäß (28) mit einem Teil der als Referenzflüssigkeit vorgesehenen Farbflotte in der vor dem Aufziehvorgang vorgegebenen Zusammensetzung gefüllt ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Gefäß (28) enthaltene Referenzflüssigkeit auf gleicher Temperatur wie die Farbflotte gehalten ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Anordnung (46) Steuerventile für eine Energiezufuhr zum Regulieren der Temperatur im Färbebehälter (10) enthält.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anordnung (46) Heiz- und KühI Ieitungen zum Regulieren der Temperatur im Färbebehälter (10) angeschIossen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet, daß die die photoelektrischen Empfänger (24, 36) beaufschlagenden Lichtbündel von einer Lichtquelle (18) ausgehen.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze i chnet, daß eine mit einer der Lichtquelle (18) entsprechenden Frequenz von dem Differenzverstärker (72) entnommene Wechselspannung über ein Schaltelement (84) zum Steuern der Anordnung (46) gleichgerichtet ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verstärker (96) und einem Schwel Iwertdiskriminator (94) entnommenen Spannungen den elektrischen Antrieb (42) steuern,
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das die Referenzflüssigkeit enthaltende Gefäß (28) nur dann in Richtung abnehmender Schichtdickenbewegt wird, wenn die Lichtdurchlässigkeit durch dieses gleich der durch die Farbflotte ist.

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