DE2116386A1

DE2116386A1 - Arrangement for measuring the light absorption

Info

Publication number: DE2116386A1
Application number: DE19712116386
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. M ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1971-03-30
Publication date: 1972-10-12

Description

Anordnung zum Messen der Lichtabsorption Es ist bekannt, Meßinstrumente zum Messen der Lichtabsorption mit Lichtquellen verschiedener Ärt auszurüsten. Derartige Lichtquellen haben verschiedene Machteile: Meist wird eine Vielzahl verschiedener Wellenlängen gleichzeitig ausgesandt, so daß aufwendige optische Systeme zum Ausfiltrieren von monochromatischem Licht notwendig sind. Arrangement for measuring the light absorption It is known, measuring instruments to measure the light absorption with light sources of different types. Such Light sources have different powers: Mostly there will be a multitude of different ones Wavelengths emitted at the same time, so that complex optical systems for filtering out of monochromatic light are necessary.

Es wird nun vorgeschlagen, in Meßinstrumenten zum Messen der Licht absorption als Lichtquellen in die optische achse Leuchtdioden odci Halbleiterlaser aus Gallium-Arsenid) einzubringen.It is now proposed in measuring instruments for measuring the light absorption as light sources in the optical axis light-emitting diodes odci semiconductor lasers from gallium arsenide).

Als Licht emittierende Halbleiter kommen Dioden für verschiedene Wellenlängen in Frage, z.B. für Wellenlängen sichtbaren Lichts oder für IR- oder UV-@icht. Die Form des Lichtstrahls soll nicht durch aufwendige optische Systeme und letztlich durch die spaltform, so@dern durch die Anzahl und/oder Form oder Anordnung menrerer Licht emittierender Halbleiter, die wahlweise einzeln oder kombiniert eingeschaltet werden können, bestimmt werden.Diodes for different wavelengths are used as light-emitting semiconductors in question, e.g. for wavelengths of visible light or for IR or UV light. the Shape of the light beam should not be due to elaborate optical systems and ultimately by the shape of the gap, so by the number and / or shape or arrangement of the different ones Light-emitting semiconductors that can be switched on either individually or in combination can be determined.

Die Lichtintensität kann - in bekannter Weise - durch Anderung deZ, Stromstärke variiert werden, um sich dem Ausmaß der Strahlenabsorption im zu untersuchenden Medium anzupassen.The light intensity can - in a known way - by changing deZ, Amperage can be varied in order to reflect the extent of radiation absorption in the test Adjust medium.

Diese Anordnung kann zum Messen der Lichtabsorption durch Durchstrahlung oder durch Reflexion dienen. In jedem Fall dienen als Lichtempfänger übliche Instrumente, z.B. Fotozellen oder Sekundareleiitronellvervielfacher.This arrangement can be used to measure the absorption of light by transmission or serve through reflection. In any case, the usual instruments serve as light receivers, e.g. photocells or secondary eletronell multipliers.

Um mit der gleichen Anordnung bei mehreren Wellenlängen, z.B. mit rotem, grünem und IR-Licht wahlweise arbeiten zu kölanen, sollen die verschiedenen Licht emittierenden halbleiter (1) auf einer Wechseleinrichtung (2) so justiert werden, daß sie durch einfaches Verschieben oder - bei kreisförmiger Anordnung - durch Verdrehen einerseits in kontakt zur S-tromquelle kommen und andererseits die zentrale Achse (,) des optischen Systems erreichen. Dabei is-t es - bei Verwendung kleinerer Leuchtdioden und kleiner Lichtempfänger - möglich, in die zen-trale Achse gleichzeitig mehrere parallel gerichtete Dioden und mehrere Lichtempfänger (4) einzubringen, die jeweils paarweise bei verschiedenen Wellenlängen arbeiten. Dadurch kann die Spezifität zur Erkennung verschiedener Stoffe oder Stoffgemische gegenüber den bisherigen Meßverfahren wesentlich erhöht werden.In order to use the same arrangement at several wavelengths, e.g. with Red, green and IR light optionally work to kölanen, the different ones are supposed to Light-emitting semiconductors (1) adjusted on a changing device (2) that they can be moved by simply moving them or - in the case of a circular arrangement - by turning, on the one hand, come into contact with the power source and, on the other hand, the reach the central axis (,) of the optical system. It is there - when it is used smaller light emitting diodes and small light receivers - possible in the central axis to bring in several parallel diodes and several light receivers (4) at the same time, the work in pairs at different wavelengths. This allows the specificity for the detection of different substances or mixtures of substances compared to the previous measuring methods can be increased significantly.

Bei gleichzeitiger Absorptionsmessung bei verschiedener Wellenlänge ist es besoilders vorteilhaft, Jeweils einen Licht emittierenden Halbleiter (1) und einen Lichtempfänger (4) auf der gleichen Seite des absorbierenden Mediums anzuordnen, während auf der gegenüberliegenden Seite sich ebenfalls ein Licht emittierender Halbleiter und ein Lichtempfünger befinden.With simultaneous absorption measurement at different wavelengths it is particularly advantageous to use a light-emitting semiconductor (1) and to arrange a light receiver (4) on the same side of the absorbing medium, while on the opposite side there is also a light emitting Semiconductors and a light receiver are located.

Es kann dadurch auf einen Lichtempfänger nur das Licht der gegenübersitzenden Leuchtdiode fallen. Ein Auftreffen von Störlicht von der zweiten Leuchtdiode ist damit ausgeschlossen. imine verbesserte Selektivität gegen Stölicht kann zusätzlich dadurch erreicht werden, daß vor die Lichtempfänger entsprechende Lichtfilter gesetzt werden.As a result, only the light of the people sitting opposite can reach a light receiver Light-emitting diode falling. There is an impact of stray light from the second light-emitting diode thus excluded. imine improved selectivity against Stölicht can additionally can be achieved by placing appropriate light filters in front of the light receivers will.

Eine weitere wesentliche Verbesserung, besonders bei engen @aumverhältnissen, besteht darin, zwei oder mejirere Licht emittierende halbleiter, die verschiedene Lichtwellenlängen aussenden, in einer Fassung oder Gehäuse oder auf einem Halbleitersubstrat zu vereinigen, um die Lichtstrahlen für alle verwendeten Wellenlängen gemeinsam justieren zu können. Falls diese Licht emittierenden lialbleiter mit verschiedenen Frequenzen betrieben werden, kann das Licht der verschiedenen Dioden auf einen gemeinsamen Empfänger fallen. Die Absorption bei den verschiedenen Wellenlängen kann dann nach den üblichen Regeln der Hochfrequenztechnik durch elektronische Auftrennung der einzelnen Frequenzen und getrennte Messung ihrer Intensität bestimmt werden. Als Ergänzung kann die eine Fassung oder das Gehäuse noch einen Lichtempfänger enthalten. Dieser Lichtempfänger nimmt dann entweder die Lichtstrahlung der-Licht emittierenden Halbleiter aus dem eigenen Gehäuse durch Reflexion auf, oder die Lichtstr@len von gegenüberliegenden Leuchtdioden werden auf den Lichtempfänger gerichtet.Another significant improvement, especially in tight spaces, consists of two or more light-emitting semiconductors that are different Emit light wavelengths in a socket or housing or on a semiconductor substrate to unite in order to share the light rays for all wavelengths used to be able to adjust. If these light-emitting semiconductors with different Frequencies are operated, the light of the different diodes can be on a common Receiver fall. The absorption at the different wavelengths can then be adjusted the usual rules of high frequency technology through electronic separation of the individual frequencies and separate measurement of their intensity can be determined. as In addition, one socket or the housing can also contain a light receiver. This light receiver then takes either the light radiation of the light emitting Semiconductors from their own housing through reflection on, or the rays of light from opposite LEDs are aimed at the light receiver.

Die trägheitslose Lichtemission durch die Licht emittierednen Halbleiter entsprechend der Variation der Stromstärke macht es möglich, die Registrierung des Lichtempfnages in den Lichtempfängern nach den bekannten Regeln der Hochfrequenztechnik auszuführen. So können z ß. bei Verwendung zweier parallel gerichteter Leuchtdioden, die Verschiedene Lichtwellenlängen ansenden und die mit zwei verschiedenen Frequenzen betrieben werden, die Differenz frequenzen durch Schwebungsanalyse nachgewiesen werden, deren Amplitude ein Maß für die unterschiedliche Absorption bei den Wellenlängen ist.The inertia-free light emission by the light-emitting semiconductors according to the variation of the amperage makes it possible to register the Light reception in the light receivers according to the known rules of high frequency technology to execute. So can z ß. when using two parallel directed Light emitting diodes, that send out different wavelengths of light and those with two different frequencies be operated, the difference frequencies detected by beat analysis whose amplitude is a measure of the different absorption at the wavelengths is.

Derartige Anordnungen zum Messen der Lichtabsorption bei einer oder verschiedenen Wellenlängen können viöl einfacher und kleiner gebaut werden als die üblichen Instrumente, da optische Systeme wie Linsen und besonders Prismen wegfallen können. Außerdem sind die gleichell Änordnungen sowohl im Bereich des sichtbaren Lichts als auch Jenseits der sichtbaren Lichtwellenlängen anwendbar.Such arrangements for measuring the light absorption at one or different wavelengths can be built much simpler and smaller than that common instruments, since optical systems such as lenses and especially prisms are no longer necessary can. In addition, the same arrangements are both in the area of the visible Light as well as beyond the visible wavelengths of light.

Werner erlauben sie auf einfache Weise die gleichzeitige Messung der Absorption oder Reflexion bei verschiedenen Wellenlängen sowohl mit sichtbarem als auch unsiclltbarem Licht.Werner, they allow the simultaneous measurement of the Absorption or reflection at different wavelengths with both visible and also invisible light.

Claims

Expectations:

1 arrangement for measuring the light absorption by radiation or Reflection characterized in that light-emitting semiconductors are used as light sources how light-emitting diodes or semiconductor lasers are used in the optical axis.

2) Arrangement according to claim 1, characterized in that the luminous Area can be varied by interconnecting several light-emitting semiconductors can.

3) arrangement according to claim 1 and / or 2, characterized in that that several light-emitting semiconductors for different wavelengths on one Carriers are arranged so that in each case the desired light-emitting conductor is brought into the optical axis of the measuring system by translation or rotation.

4) Arrangement according to claim 1-3, characterized in that of several Light receivers for different wavelengths each have a receiver through translation or rotation can have been brought into the optical axis.

5) Arrangement according to claims 1-4, characterized in that in the optical axis for two or more light-emitting semiconductors at the same time different wavelengths are introduced, their respective light beam on one or different, separate light receivers falls.

O arrangement according to claims 1-5 characterized in that two or several mutually displaceable carriers with light-emitting semiconductors for different wavelengths are occupied, the carriers are adjusted so that one any combination of semiconductors of different carriers in the optical axis can be introduced.

7) arrangement according to claims 1-6, characterized in that light oppose semiconductors emitting different wavelengths.

8) Arrangement according to claim 5, characterized in that two or multiple light-emitting semiconductors that emit light of different wavelengths, united in a socket or a housing or on an iialleitersubstrat are, with the fit or the housing optionally also a light receiver contains.