DE526971C - Verfahren zur Messung und Dosierung von Strahlungsintensitaeten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung und Dosierung- von Strahlungsintensitäten Im Hauptpatent 489 47I ist ein Verfahren zur Messung und Dosierung von Strahlungsintensitäten, insbesondere im Gebiet der ultravioletten Strahlen, beschrieben, das auf der Anwendung phototroper, im Ultraviolett sich färbender Substanzen von geeigneter spektraler Empfindlichkeit beruht, denen dosierte Mengen von Stoffen zugesetzt sind, welche der photochemischen Farbänderung entgegenwirken, so daß die Ausbildung reproduzierbarer Färbungsgrade erzielt wird.
• Dieses Verfahren hat sich als gut geeignet erwiesen für die Bestimmung der relativen Intensitäten ultravioletter Strahlung von Lichtquellen ein und desselben Typs, z. B. von Quarzquecksilberlampen, bzw. für die Messung von Veränderungen, welche die Emission ein und derselben Lichtquelle mit zunehmender Alterung in einem Spektralbereich aufweist.
• Es ist nun aber oft für medizinische, meteorologische, pflanzenphysiologische und ähnliche Zwecke sehr erwünscht, nicht nur Vergleichsmessungen zwischen Lichtquellen des gleichen Typs auszuführen, sondern auch zwischen Strahlungsquellen von sehr verschiedener spektraler Emissionsverteilung, z. B. zwischen Sonnen- bzw. Tageslicht und Quecksilberlampen, und zwar bezüglich ihrer Intensität in scharf begrenzten Spektralbereichen, so z. B. in demjenigen, in welchem der physiologische Effekt der Erythemwirkung sich abspielt. In diesen Fällen genügt die beschriebene Methode noch nicht, um ohne weiteres exakte Vergleichswerte zu geben. Dies beruht darauf, daß die außerordentlich großen Unterschiede in der Spektralverteilung dieser Strahlungsquellen (Sonnenlicht hat viel mehr Intensität im Bereich von etwa 36o bis 31oya als im Bereich von 31o bis 25o,uu, nämlich 3o bis iooo mal mehr, je nach Tages-und Jahreszeit; der Ouecksilberbogen hingegen hat etwa gleiche Intensität in diesen Gebieten) trotz der günstigen Lage des Empfindlichkeitsgebietes der Testsubstanzen nicht genügend kompensiert werden. Z. B. führt die vergleichende Messung für die Erythembildung im Sonnenlicht gegenüber künstlichen Ultraviolettstrahlern bei Verwendung von Lösungen der Leukocyanide oder Leukosulfite von Triphenylmethanfarbstoffen als Testsubstanzen zu Werten, die infolge des gewaltigen Anstieges der Sonnenenergie im längerwelligen Ultraviolett für diese erheblich zu hoch liegen.
• Es hat sich nun gezeigt, daß eine Messung der richtigen Intensitätswerte der Strahlenenergie auch in scharf umgrenzten Spektralbereichen für verschiedenartige Lichtquellen möglich ist, wenn man so verfährt, daß das Empfindlichkeitsgebiet der Testflüssigkeiten durch Vorschalten geeigneter optischer Filter genau auf das zur Messung erwünschte Wellenlängengebiet abgestimmt wird, wobei der durch Anbringung dieser Filter bewirkte Intensitätsverlust durch eine Steigerung der Meßgenauigkeit der Methode, und zwar dadurch kompensiert wird, daß die Testfliissigkeit durch dicke Schichten hindurch beobachtet wird.
• So hat sich z. B. durch eingehende Untersuchungen ergeben, daß kombinierte Filter aus Uviolglas und mit Pikrinsäure bestimmter Konzentration angefärbtem Cellophan dazu geeignet sind, den Gehalt von Sonnen-und Tageslicht an erythembildendem Ultraviolett in quantitativer Weise mittels des in dem Hauptpatent 489 471 beschriebenen Verfahrens zu bestimmen im Vergleich zur Intensität desselben Wellenlängenbereichs in nuarzquecksilberlampen, bei deren Messung ein Uviolglasfilter allein vorteilhaft Verwendung findet.
• Handelt es sich um die vergleichende Messung eines langwelligen Ultraviolettbereiches, z. B. des Gebietes von 36o bis 3 i o ,uu, so eignen sich Filter mit wäßriger Antipyrinlösung bzw. mit PhtlhaEmidkalium für Vergleichsmessungen. Um den physiologisch wirksamen Spektralbereich von etwa 342 bis 338,uA (mitogenetische Gurwitschstrahlung) auf seine Intensität in verschiedenen Lichtquellen zu prüfen, hat sich das Vorschalten von Filtern aus Chromnitrat bestimmter Konzentration gut bewährt.
• Wie schon erwähnt, ist mit der Verwendung dieser oftmals aus Gründen scharfer spektraler Abtrennung sehr strengen Filter ein erheblicher Verlust an Strahlungsintensität verbunden, so daß bei geringer Intensität der untersuchten Lichtquelle an Energie des gemessenen Wellenlängenbereiches die Empfindlichkeit der Methode erheblich gesteigert werden muß. Die Feststellung der photochemisch bewirkten Verfärbung der Testflüssigkeit wird erfindungsgemäß durch eine dicke Schicht hindurch beobachtet, und zwar vorteilhaft derart, daß sich die Flüssigkeit in lang gedehnten, durch parallele Glasscheiben 3n den Kopfenden geschlossenell Röhrchen befindet und daß die Röhrchen quer zu ihrer Längsrichtung bestrahlt, in ihrer Längsrichtung aber auf die entstandene Färbung hin beobachtet werden. Auf diese Weise gelingt es, noch Färbungsgrade quantitativ zu messen, die bei normaler Betrachtungsweise unter der Grenze exakter Meßbarkeit liegen. Zur feineren Einteilung des Meßbereiches ist es dabei zweckmäßig, nicht nur auf die Erreichung stationärer Färbungswerte hinzuarbeiten, sondern die Zeiten zu messen, welche bis zur Erreichung gewisser, durch Vergleichsfärbungen festgelegter Standardfärbungen verstreichen. Mit Hilfe dieser Methode gelingt es, Intensitäten in eng begrenzten Spektralbereichen an ganz verschiedenartigen Lichtquellen bis zu Relativwerten von i : ioo mit befriedigender Genauigkeit zu bestimmen. Es sei betont, daß die apparative Ausgestaltung des vorliegenden Meßverfahrens auch in anderer Weise zu erfolgen vermag, z. B. derart, daß die Bestrahlung der Testflüssigkeit in dünner Schicht in einem besonderen Gefäß erfolgt, wobei sie nach erreichter Färbung in ein damit verbundenes, langgedehntes Meßgefäß verbracht wird, welches die Messung der Verfärbung durch eine dicke Schicht hindurch ermöglicht. Beispiel i Messung und Vergleich der Intensität der erythemverursachenden Strahlung von Sonnen- und Quecksilberlampenlicht Die Messung geschieht mittels einer der obenbeschriebenen, apparativen Anordnung. Die Testflüssigkeit ist in einem Uviolglasröhrchen enthalten, das gleichzeitig als Filter für die Messungen des Quecksilberlampenlichtes dient. Für die Messung des Sonnenlichtes wird ein mit Pikrinsäure angefärbtes Cellophanfilter vor das Flüssigkeitsröhrchen geschaltet. Als Maß für die Intensität der zu messenden Strahlung dient die Zeit, die zur Erreichung eines bestimmten Vergleichstones nötig ist. Die Werte für Sonnen- und Quecksilberlampenlicht sind in bezug auf erythemverursachende Wirksamkeit direkt vergleichbar. Beispiel e Messung des langwelligen Ultravioletts der Sonnenstrahlung Die Messung des langwelligen Ultravioletts der Sonnenstrahlung (Z, > 32ooyu) erfolgt hinter einem Antipyrinfilter (io % wäßrige Antipyrinlösung in 5 mm Schichtdicke), welches die Strahlen 2,G 3:200 Au absorbiert. Als Maß für die Intensität dient die Stärke des erreichten Farbtones nach 3 oder mehr Minuten Meßzeit.
• Es ist zwar bekannt, durch Vorschaltung eines bestimmten Filters die Intensität spektral abgegrenzter Wellenbereiche verschiedenartiger Lichtquellen zu messen und die für Lichtquellen der gleichen Art gefundenen Werte untereinander zu vergleichen, jedoch gestatten diese Filter nicht, die gewonnenen Intensitäten verschiedenartiger Lichtquellen direkt miteinander zu vergleichen. Es ist auch bekannt, die Intensitäten bestimmter Spektralbereiche -zweier verschiedenartiger Lichtquellen in der Weise zu vergleichen, daß die Intensitäten der beiden Lichtquellen hinter demselben Filter (nur verschiedene Filter für verschiedene Spektralbereiche) gemessen werden, während im vorliegenden Falle für jede Lichtquellenart ein anderes, der spektralen Eigenart der betreffenden Lichtquelle angepaßtes Filter verwendet wird. Nur bei dieser Anordnung ist es möglich, die Intensitäten in bezug auf eine bestimmte Wirksamkeit zu vergleichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Weitere Ausbildung des Verfahrens zur Messung und Dosierung ultravioletter Strahlungsintensitäten gemäß Patent .I89 471 für die exakte Messung von Ultraviolettintensitäten in spektral scharf definierten, z. B. physiologisch wirksamen Wellenlängenbereichen an Lichtquellen sehr verschiedenartiger spektraler Emissionsverteilung, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Lichtquellenart ein bestimmtes ihrer spektralen Eigenart angepaßtes optisches Filter vor die Testflüssigkeit geschaltet und die erzielten Verfärbungen zwecks Steigerung der Empfindlichkeit der Meßmethode durch dicke Schichten der Testflüssigkeit hindurch beobachtet werden.