DE903867C

DE903867C - Spectral line photometer working according to the photoelectric method

Info

Publication number: DE903867C
Application number: DEZ602D
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Hansen; Dipl-Ing Karl Ilmer; Dr Paul Heinrich Keck
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1943-05-01
Filing date: 1943-05-01
Publication date: 1954-02-11

Description

Nach dem photoelektrischen Verfahren arbeitendes Spektrallinienphotometer Die Erfindung betrifft ein nach dem photoelektischen Verfahren arbeitendes Spektrallinienphotometer zur Messung der Helligkeit von Lichtlinien oder der Durchlässigkeit von dunklen Linien auf photographischen Schichten.Spectral line photometer working according to the photoelectric method the The invention relates to a spectral line photometer operating according to the photoelectic method for measuring the brightness of lines of light or the transparency of dark ones Lines on photographic layers.

Für die Durchführung solcher Messungen besteht die Ausgabe, durch Verschieben des Meßspaltes gegenüber der Linie oder einem Bild der Linie diejenige Stellung aufzusuchen, bei der der Zeigerausschlag eines Meßinstrumentes einen größten oder einen kleinsten Wert hat. Um das zur Lösung dieser Aufgabe bisher übliche zeitraubende und unsichere Probierverfahren zu vermeiden, wird das Spektrallinienphotometer nach der Erfindung mit drei elektrischen Strahlungsempfängern, z. B. For making such measurements there is an output, through Moving the measuring gap in relation to the line or an image of the line is the one Go to the position where the pointer deflection of a measuring instrument is greatest or has a smallest value. In order to solve this task, which has been time-consuming up to now and to avoid unsafe trial and error procedures, the spectral line photometer is after of the invention with three electrical radiation receivers, e.g. B.

Photoelementen, Photozellen, T!hermoelemente od. dgl., ausgestattet sowie mit Mitteln, um nacheinander zwei Messungen ausführen zu können, von denen die erste zum raschen Auffinden der Mitte der zu untersuchenden Spektrallinie dient, wobei zwei Strahlungsempfänger je durch einen der beiden Randstreifen der Spektrallinie bestrahlt werden und so auf ein Meßinstrument einwirken, daß dieses den Differenzstrom zwischen diesen beiden Strahlungsempfängern anzeigt, während die zweite Messung zur Ermittlung der Helligkeit (Durchlässigkeit) der betreffenden Spektrallinie dient, wobei der dritte Strahlungsempfänger durch den NIittelstreifen der Linie bestrahlt wird und so auf ein Meßinstrument einwirkt, daß der Ausschlag desselben ein Maß für die Helligkeit (Durchlässigkeit) der Spektrallinie ist.Photo elements, photocells, thermal elements or the like. Equipped as well as means to be able to carry out two measurements one after the other, of which the first is used to quickly find the center of the spectral line to be examined, two radiation receivers each through one of the two edge strips of the spectral line are irradiated and so act on a measuring instrument that this the differential current between these two radiation receivers during the second measurement serves to determine the brightness (transmittance) of the relevant spectral line, the third radiation receiver irradiating through the center strip of the line and acts on a measuring instrument in such a way that its deflection is a measure for the brightness (transmittance) of the spectral line.

Um den drei Strahlungsempfängern die von der Mitte und den Rändern der zu untersuchenden Spektrallinie ausgehenden Strahlen, wie erforderlich, zuzuführen, empfiehlt es sich, einerseits zwischen dem Spektrallinienträger und den Strahlungsempfängern zwei hintereinanderliegende Spalte vorzusehen, von denen die Backen des hinteren lichtahlenkende, optische Glieder sind, z. B. Glaskeile oder Prismen, und andererseits zur Abbildung des vorderen Spaltes auf den hinteren ein z B. Linsen oder Hohlspiegel enthaltendes optisches System vorzusehen. To the three radiation receivers those from the center and the edges to feed outgoing rays to the spectral line to be examined, as required, it is recommended, on the one hand, between the spectral line carrier and the radiation receivers provide two columns one behind the other, of which the jaws of the rear light directing optical members are, for. B. glass wedges or prisms, and on the other hand for mapping the front slit onto the rear one, e.g. lenses or concave mirrors to provide containing optical system.

Eine vorteilhafte Ausführungsform eines der Erfindung gemäß ausgebildeten Spektrallinienphotometers ergibt sich, wenn die drei Strahlungsempfänger mit einem einzigen Meßinstrument zusammenwirken und den Strahlungsempfängern eine Blendeinrichtung mit einer einstellbaren Blende zugeordnet wird, die zwei Crebrauchsstellungen hat, in deren einer nur die beiden durch Randstreifen der Spektrallinie zu bestrahlenden Strahlungsempfänger der Bestrathfung zugänglich sind und in deren anderer nur der durch den Mittélstreifen der Spektrall inie zu bestrahlende Strahlenempfänger bestrahlt werden kann. An advantageous embodiment of one formed according to the invention Spectral line photometer results when the three radiation receivers with one single measuring instrument cooperate and the radiation receiver a dazzle device is assigned with an adjustable panel that has two smoke positions, in one of which only the two are to be irradiated through the edge strips of the spectral line Radiation receivers are accessible to the irradiation and in their other only the irradiated through the central stripe of the spectral line to be irradiated radiation receiver can be.

Zwei andere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich, wenn die drei Strahlungsempfänger gleichzeitig der Bestrahlung zugänglich gemacht werden. Bei der einen Ausführungsform wirken die drei Strahlungsempfänger mit einem umschaltharzen Meßinstrument so zusammen, daß in einer Schaltstellung nur der Differenzstrom zwischen den beiden durch Randstreifen der Spektrallinie zu bestrahlenden Strahlungsempfängern und in einer anderen Schaltstellung nur der Strom des durch den Mittelstreifen der Spektrallinie zu bestrahlenden Strahlenempfängers zur Anzeige kommt. Die andere Ausführungsform enthält zwei Meßinstrumente, von denen das eine den Differenzstrom zwischen den beiden durch Randstreifen der Spektrallinie zu bestrahlenden Strahlungsempfängern und das andere den Strom des diurch den Mittelstreifen der Spektrallinie zu bestrahlenden Strahlungsempfängers anzeigt. Two other advantageous embodiments result when the three radiation receivers can be made available for irradiation at the same time. In one embodiment, the three radiation receivers act with a switching resin Measuring instrument together in such a way that in one switch position only the differential current between the two radiation receivers to be irradiated through the edge strips of the spectral line and in another switch position only the current of the through the median of the Spectral line to be irradiated radiation receiver comes to the display. The other Embodiment contains two measuring instruments, one of which is the differential current between the two radiation receivers to be irradiated by the edge strips of the spectral line and the other the current to be irradiated through the median of the spectral line The radiation receiver.

In der Zeichnung sind die optischen Glieder eines erfindungsgemäß ausgebildeten Spektrallinienphotometers mit einstellbarer Blende und einem einzigen Meßinstrument in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, von denen das eine durch Abb. I und das andere durch Abb. 2 und 3 veranschaulicht wird. Abb. 4 ist das zu den beiden Ausführungsbeispielen gehörende Schaltschema, das die elektrische Verbindung des Meß instrumentes mit drei Photo elementen zeigt. In the drawing, the optical members are one according to the invention trained spectral line photometer with adjustable aperture and a single Measuring instrument shown schematically in two embodiments, of which the one illustrated by Fig. I and the other by Figs. 2 and 3. Fig. 4 is the circuit diagram belonging to the two exemplary embodiments, which shows the electrical Connection of the measuring instrument with three photo elements shows.

Abb. 5 ist ein anderes Schaltschema, das für den Fall eines Spektrallinienphotometers nach Abb. I oder nach Abb. 2 und 3 bestimmt ist, dem die einstellbare Blende fehlt und bei dem das Meßinstrument umschaltbar ist. Abb. 6 ist ein drittes Schaltschema, das für den Fall eines Spektrallinienphotometers nach Abb. I oder nach Abb.l2 und 3 bestimmt ist, dem die einstellbare Blende fehlt und das zwei Meßinstrumente enthält.Fig. 5 is another circuit diagram that is used in the case of a spectral line photometer according to Fig. I or Fig. 2 and 3 is determined, which lacks the adjustable aperture and in which the measuring instrument is switchable. Fig. 6 is a third circuit diagram, that for the case of a spectral line photometer according to Fig. I or according to Fig.l2 and 3 is determined, which lacks the adjustable diaphragm and contains two measuring instruments.

Das Photometer nach Abb. I enthält einen durch zwei undurchsichtige Backen I und 2 gebildeten Spalts von solcher Weite, daß von einer Lichtlinie einer auf den Backen verschiebbar angeordneten photographischen Schicht nicht nur die merklich einheitlich helle Linienmitte wahrnehmbar ist, sondern auch die Linienränder sichtbar sind. Eine für Justierzwecke senkrecht zu ihrer optischen Achse und senkrecht zur Längsrichtung der zu untersuchenden Lichtlinie verschiebbare Linse 3 dient dazu, den Spalt S1 auf einen zweiten Spalt Sg abzubilden. Mit 4 und 5 sind den Spalten benachbarte Sammellinsen bezeichnet. Der Spalt S2 wird durch zwei prismatische Glaskörper 6 und 7 gebildet, die einander ihre schmalen Kanten zuwenden. Die Spaltbreite kann so eingestellt werden, daß das Bild des mittleren Bereiches der zu untersuchenden Lichtlinie zwischen den Glaskörpern 6 und 7 liegt, die Bilder der Randbereiche aber auf die Glaskörper zu liegen kommen, welche die die Randbereiche abbildenden Strahlen nach außen ablenken und zwei Photo elementen 8 und 9 zuführen. Einem dritten Photoeiement I0, das zwischen den beiden Photcelementen 8 und 9 liegt, wird das Licht zugeführt, das von dem mittleren Bereich der zu untersuchenden Lichtlinie stammt. The photometer according to Fig. I contains one through two opaque Jaws I and 2 formed a gap of such width that from a line of light one not only the photographic layer, which is slidably arranged on the jaws noticeably uniformly bright line center is perceptible, but also the line edges are visible. One for adjustment purposes perpendicular to its optical axis and perpendicular Lens 3, which can be displaced in relation to the longitudinal direction of the light line to be examined, serves to map the gap S1 onto a second gap Sg. With 4 and 5 are the columns called adjacent converging lenses. The gap S2 is made by two prismatic glass bodies 6 and 7 formed, which turn their narrow edges towards each other. The gap width can be adjusted so that the image of the central area of the to be examined Line of light between the glass bodies 6 and 7, but the images of the edge areas come to rest on the glass body, which the rays depicting the edge areas deflect outwards and feed two photo elements 8 and 9. A third photoeiement I0, which lies between the two photo elements 8 and 9, the light is supplied, which comes from the central area of the light line to be examined.

Mit 11 ist eine unmittelbar vor den drei Photoelementen 8, 9 und 10 fest angeordnete Blende bezeichnet, die mit drei Öffnungen 12, 13 und 14 ausgestattet ist, die den drei Photoelementen 8 bzw. g bzw. Io zugeordnet sind. Vor der Blende 11 ist eine Blende 15, die mit zwei Öffnungen 16 und I7 versehen ist, verschiebbar angeordnet. Diese Blende 15 kann in zwei Lagen übergeführt werden, in deren einer, wie gezeichnet, die Öffnung I3 verdeckt und die Photoelemente 8 und 9 der Belichtung freigegeben sind und in deren anderer die Öffnungen 12 und 14 verdeckt sind und nur eine Belichtung des Photoelementes 10 möglich ist. Die Photoelemente8, 9 und 10 sind durch Leitungsdrähte gemäß dem Schaltschema nach Abb. 4 mit einem Galvanometer I8 verbunden. Ein Regelwiderstand 19 dient dazu, die verschiedenen Empfindlichkeiten der Photoelemente 8 und g auszugleichen.With 11 one is immediately in front of the three photo elements 8, 9 and 10 Fixed aperture referred to, which is equipped with three openings 12, 13 and 14 which are assigned to the three photo elements 8 or g or Io. In front of the aperture 11, a screen 15, which is provided with two openings 16 and 17, is displaceable arranged. This screen 15 can be converted into two layers, in one of which, as drawn, the opening I3 covered and the photo elements 8 and 9 of the exposure are released and in the other the openings 12 and 14 are covered and only one exposure of the photo element 10 is possible. The photo elements 8, 9 and 10 are through lead wires according to the circuit diagram of Fig. 4 with a galvanometer I8 connected. A variable resistor 19 is used to set the various sensitivities compensate for the photo elements 8 and g.

Zum Gebrauch ist die Blende 15 zunächst in die gezeichnete Stellung zu bringen, in der nur die Photoelemente 8 und 9 Licht erhalten können, das von den Randbereichen einer Lichtlinie der auf den Backen 1 und 2 aufliegenden photographischen Schicht stammt. Diese Schicht ist auf den Backen so lange zu verschieben, bis das Galvanometer I8 keinen Strom anzeigt, wenn also die auf die beiden Photoelemente8 und 9 auftreffenden Lichtmengen untereinander gleich sind. Alsdann ist die Blende I5 in diejenige Lage zu bringen, in der nur das Photoelement 10 Licht erhält. Der bei dieser Lage der Blende am Galvanometer 18 angezeigte Strom ist ein Maß für die Helligkeit der zu untersuchenden Lichtlinle. For use, the diaphragm 15 is first in the position shown to bring, in which only the photo elements 8 and 9 can receive light from the edge areas of a line of light of the photographic parts resting on the jaws 1 and 2 Layer comes from. This layer has to be shifted on the cheeks until the Galvanometer I8 shows no current, so if the on the two photo elements8 and 9 incident light quantities are equal to each other. Then there is the aperture Bring I5 into the position in which only the photo element 10 receives light. Of the in this position of the diaphragm on the galvanometer 18 displayed current is a measure of the Brightness of the line of light to be examined.

Das Photometer nach Abb. 2 und 3 unterscheidet sich von dem nach Abb. I, abgesehen von anderer gegenseitiger Anordnung der Glieder I, 2, 4 bis 19 nur dadurch, daß statt der für Justierzwecke verschiebbaren Linse 3 ein für Justierzlyecke um eine Achse X-X drehbarer Hohlspiegel 20 vorgesehen ist und daß ein mit versilberten Flächen 21 und 22 versehenes Prisma 23 so angeordnet ist, daß die vom SpaltS, kommenden Lichtstrahlen durch Spiegelung an der Fläche 21 dem Hohlspiegel 20 zugeführt werden und nach Spiegelung an dem Hohlspiegel 20 durch Spiegelung an der Fläche 22 auf den Spalt S, treffen. Diese Anordnung ermöglicht einen gedrängteren Bau des Instrumentes. The photometer according to Fig. 2 and 3 differs from the one according to Fig. I, apart from the other mutual arrangement of the links I, 2, 4 to 19 only in that instead of the lens 3 which can be displaced for adjustment purposes, one for Justierzlyecke about an axis X-X rotatable concave mirror 20 is provided and that one with silver-plated Surfaces 21 and 22 provided prism 23 is arranged so that the coming from the gap S Light rays are fed to the concave mirror 20 by reflection on the surface 21 and after reflection on the concave mirror 20 by reflection on the surface 22 hit the gap S. This arrangement enables a more compact construction of the instrument.

Das Schaltschema nach Abb. 5 ist für ein Spektrallinienphotometer nach Alb. 1 oder nach Abb. 2 und 3 bestimmt, dem die verschiebbare Blende 15 fehlt und bei dem dem Galvanometer I8 eine Schalteinrichtung zugeordnet ist, die zwei Kontaktstücke a und b und einen um eine Achse c .schwenkbaren Schalthebel 24 enthält. Wenn der Schalthebel 24, wie gezeichnet, mit dem Kontaktstück a in Berührung stehet, ist das Photoeiement IO kurzgeschlossen und kommt an dem Galvanometer I8 der Differenzstrom zwischen den Photoelementen 8 und 9 zur Anzeige. Nimmt der Schalthebel 24 die in gestrichelten Linien gezeichnete Lage ein, in der er mit dem Kontaktstück b in Berührung steht, so fließt der Differenzstrnm zwischen den Photoelementen 8 und 9 am Galvanometer I8 vorbei, und es wird nur der Strom des Photoelementes IO angezeigt. The circuit diagram according to Fig. 5 is for a spectral line photometer to Alb. 1 or according to Fig. 2 and 3 determined, which the sliding panel 15 is missing and in which the galvanometer I8 is assigned a switching device, the two Contains contact pieces a and b and a switching lever 24 pivotable about an axis c. When the switching lever 24, as shown, is in contact with the contact piece a, the photo element IO is short-circuited and the differential current comes to the galvanometer I8 between the photo elements 8 and 9 for display. If the shift lever 24 takes the in dashed lines a position in which it is in contact with the contact piece b stands, the difference current flows between the photo elements 8 and 9 on the galvanometer I8 over, and only the current of the photo element IO is displayed.

Das Schaltschema nach Abb. 6 ist für ein Spektrallinienphotometer nach Abb. 1 oder nach Abb. 2 und 3 bestimmt, dem die verschiebbare Blende 15 fehlt und das zwei Galvanometer I8' und IS" enthält, von denen das erstere, I8', dazu dient, den Differenzstrom zwischen den beiden Photeelementen 8 und 9 anzuzeigen, während das letztere, I8", den Strom des Photoelementes IO anzeigt. The circuit diagram according to Fig. 6 is for a spectral line photometer according to Fig. 1 or according to Fig. 2 and 3 determined, which the sliding panel 15 is missing and which contains two galvanometers I8 'and IS ", of which the former, I8', is added serves to display the differential current between the two photo elements 8 and 9, while the latter, I8 ", indicates the current of the photo element IO.

Claims

PATENT CLAIMS I. According to the photoelectric process Spectral line photometer, characterized by three electrical radiation receivers and by means of being able to carry out two measurements one after the other, of which the first is used to quickly find the center of a spectral line, with two Radiation receiver irradiated through one of the two edge strips of the spectral line and so act on a measuring instrument that this the differential current between these two radiation receivers while the second measurement to determine the brightness of the relevant spectral line is used, the third radiation receiver is irradiated through the median of the spectral line and so on a measuring instrument has the effect that the deflection of the same is a measure of the brightness of the spectral line is.

2. Spectral line photometer according to claim I, characterized by two one behind the other between the spectral line carrier and the radiation receivers Column, of which the jaws of the rear are light-deflecting, optical members, and further characterized by an optical system for imaging the front Gap on the rear.

3. Spectral line photometer according to claim I, characterized in that that the three radiation receivers work together with a single measuring instrument and that the radiation receivers have a diaphragm device with an adjustable diaphragm is assigned, which has two positions of use, in one of which only the two radiation receiver to be irradiated by the edge strips of the spectral line are accessible and in the other only the one through the median of the spectral line to be irradiated radiation receiver can be irradiated.

4. Spectral line photometer according to claim I, characterized in that that the three radiation receivers are accessible to the radiation at the same time and cooperate with a switchable measuring instrument so that in a switching position only the differential current between the two through the edge strips of the spectral line to be irradiated radiation receivers and in another switch position only the Current of the radiation receiver to be irradiated through the median of the spectral line comes to the display.

;. Spectral line photometer according to Claim I, characterized in that that the three radiation receivers are accessible to the radiation at the same time and that two measuring instruments are provided, one of which is the differential current between the two radiation receivers to be irradiated through the edge strips of the spectral line and the other the current to be irradiated through the median of the spectral line The radiation receiver.