DE886665C - Vorrichtung zum Messen der Konzentrationen von gasfoermigen oder fluessigen Suspensionen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Messen der Konzentrationen von gasförmigen oder flüssigen Suspensionen Es ist bekannt, die Konzentration von Suspensionen mit Hilfe des Tyndall-Effektes zu messen.
• Fällt ein Lichtstrahl durch eine Suspension, so wird von den in dem Suspensionsmittel suspendierten Teilchen ein Teil des Lichtes zerstreut. Die Stärke des gestreuten Lichtes ist von verschiedenen Faktoren abhängig. In grober Annäherung ist sie bei ein- und derselben Suspensionsart ein Maß der Konzentration der Suspension.
• Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wirft eine Lichtquelle zwei gleich starke Lichtstrahlen, von denen der eine die zu messende Suspension und der andere eine Suspension durchdringt, deren Konzentration bekannt ist. Je ein Lichtstrahl gleich großen Querschnittes wird mit Hilfe eines optischen Systems, in dem ein Biprisma angeordnet ist, so in das Gesichtsfeld eines gemeinsamen Okulars geführt, daß in dem Gesichtsfeld zwei unmittelbar nebeneinanderliegende helle Felder erscheinen, deren jedes einer der Suspensionen entspricht und deren Hellikeiten verglichen werden.
• Um dies zu ermöglßichen, wird in den helleren Strahl eine regelbare Blende, deren Ablblendung meßbar ist, eingeschaltet, mit deren Hilfe beide Felder auf gleiche Helligkeit gebracht werden. Aus dem Grad der Abblendung ergibt sich das Verhältnis der Heliigkeiten und daraus die Konzentration der zu messenden Suspension.
• Diese Art der Messung hat Nachteile. Ein Vergleich zweier Helligkeiten mit dem menschlichen Auge ist von dessen jeweiliger Empfindlichkeit abhängig, auch ist die Empfindlichkeit bei jeder Person eine andere und außerdem, entsprechend der durch das Weber-Fechnersche Gesetz gegebenen physiologischen Empfindungsskala des menschlichen Auges, noch abhängig von der Helligkeit selbst.
• Weiterhin ist ein Vergleich zweier Helligkeiten äußerst erschwert, wenn nicht unmöglich, wlenn die Farbe der Streulichter voneinander abweicht, selbst wenn diese Abweichung nur sehr gering ist.
• Man erhält daher keine sicheren Werte.
• Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, die zum Messen der Konzentration von Suspensionen mit Hilfe des Tyndall-Effektes auf photoelektrischem Wege dienen, indem das gesamte von der Suspension gestreute Licht oder ein Teil desselben auf eine Photozelle geleitet und durch diese gemessen wird.
• Schließlich sind auch lichtelektrische Meßgeräte zum Messen der Absorption und Trübung bekannt, bei denen die Lichtschwächung eines das zu messende Medium durchsetzenden Lichtstrahles mit Hilfe einer Photozelle gemessen wird und hei dem fernerhin, um Helligkeitsschwankungen der Lichtquelle zu ehminieren, eine zweite, von der gleichen Lichtquelle bestrahlte Photozelle in Kompensationsschaltung zu der eigentlichen Meßzelle geschaltet ist. Soweit bei diesen Vorrichtungen der das zu messende Medium durchsetzende Lichtstrahl und der auf die Kompensationsphotozelle geführte Lichtstrahl in verschiedenen Richtungen vomLichtgeber ausgehen, besteht der Nachteil, daß Helligkeitsschwankungen nicht einwandfrei kompensiert werden, da sich nämlich bei einer Änderung der Belastung bzw. der Temperatur der als Lichtgeber beispielsweise verwendeten Glühlampen die Lichtstärke der in verschiedenen Richtungen ausgehenden Strahlungen nicht gleichmäßig ändert. Auch beschlägt oft die innere Glaswand der Glühlampen mit zerstäubtem Wolfram in untrschiedlichem Maße, so daß die Helligkeitsschwankungen der messenden Lichtstrahlungen nicht gleichmäßig sind.
• Es sind auch schon Meßvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen der messende und der Kompensationslichtstrahl durch Teilung eines einzigen, von dem Lichtgeber ausgehenden Strahles erzeugt wird. Auch bei diesen Vorrichtungen können die beiden miteinander zu vergleichenden Strahlen unkontrollierfbar und ungleichmäßig geschwächt werden, da jeder von ihnen ein anderes optisches System durchsetzt, bis er auf die Meß-bzw. Kompensationsphotozelle auftrifft. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß der Lichtgeber stets. eine ganz bestimmte Stellung einnehmen muß, um zum mindesten eine einigermaßen gleichmäßige Teilung des Lichtstrahles zu gewährleisten.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden. Sie betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Konzentration von Suspensionen, vorzugsweise zum Messen der Konzentration von Aerosolen, mit Hilfe des Tyndall-Effektes, bei der die Stärke des Tyndall-Lichtes photoeiektrisch gemessen und die Lichtschwankungen dies das Tyndall-Licht erzeugenden Lichtgebers mit Hilfe einer zweiten Photozelle kompensiert werden. Die Erfindung besteht darin, daß der das Tyndall-Licht erzeugende Lichtstrahl auf die Kompensationsphotozelle geführt ist.
• Bei dieser lerfindungsgemäßen Vorrichtung durchtritt der Lichtstrahl zunächst die zu messende Suspension, wobei ein Teil des Lichtes gestreut und auf die Meßzelle geleitet wird, um schließlich auf die Kompensationsphotozelle aufzutreffen.
• Die neue Vorrichtung hat den Vorteil einer vollkommen einwandfreien Kompensation, da keinerlei Möglichkeit besteht, daß innerhalb ein- und desselben Lichtweges ungleichmäßige Helligkeitsschwankungen entstehen können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein besonderes optisches System zur Leitung eines Strahlenbündels auf die Kompensationszelle entfällt und daß demzufolge die Vorrichtung einfacher im Aufbau und in der Einstellung und weniger empfindlich ist. Auch ist bei der neuen Vorrichtung der Lichtgeher nicht stets an genau die gleiche Stellung gebunden, so daß umständliche Justiervorrichtungen für Glühlampen entfailen. Zum Betrieb können dementsprechend auch Bogenlampen verwendet werden.
• Schließlich hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß der lichtelektrische Meßeffekt vergrößert wird, da insbesondere bei einer konzentrierten Suspension. nicht nur das Streulicht erhöht, sondern auch der Kompensationslichtstrahl geschwächt wird. Die Messung der Suspension beruht also nicht nur auf der Messung des Streulichtes allein, sondern außerdem auch auf der Messung der Lichtaçbsorption der Suspension.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Messen der Konzentration von Suspensionen, vorzugsweise zum Messen der Konzentration von Aerosolen, mit Hilfe des Tyndall-Effektes, bei der die Stärke des Tyndall-ljichtes photoelektrisch gemessen und die Lichtschwankungen des das Tyndall-Licht erzeugenden Lichtgehers mit Hilfe einer zweiten Photozelle kompensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß der das Tyndall-Licht erzeugende Lichtstrahl auf die Kompensationsphotozelle geführt ist.