DE1939982A1 - Verfahren und Geraet zur Bestimmung der von einem Material bei Erregung durch Sonnenlicht emittierten Fluoreszenzstrahlung - Google Patents

Verfahren und Geraet zur Bestimmung der von einem Material bei Erregung durch Sonnenlicht emittierten Fluoreszenzstrahlung

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DE1939982A1 DE19691939982 DE1939982A DE1939982A1 DE 1939982 A1 DE1939982 A1 DE 1939982A1 DE 19691939982 DE19691939982 DE 19691939982 DE 1939982 A DE1939982 A DE 1939982A DE 1939982 A1 DE1939982 A1 DE 1939982A1
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Description

Γ ι Γ ■ \i~\ . 5602 LANGENBERG (RhId.), din h-rnst -b. KJeisse Bökenbusch41
r». ι ni Ί- IjIi-. telefon 1319
Dipl.-Phys. Jürgen lAJeisse Telex 8516895 1 9 3 9 9 8 2
Patentanwälte Pat ent anme1dung The Perkin-Slmer Corp., Norwälk, Oonneotiout, USA Verfahren und Gerät zur Bestimmung
der von einem Material bei Erregung durch Sonnenlicht emittierten Fluoreazenzstrahlung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der von einem Material bei Erregung durch Sonnenlicht emittierten Fluoreszenzstrahlung. Die Erfindung betrifft ferner ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens.
Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und ein,Gerät zur Einstellung und Messung des Anteils der von einem Probenmaterial in einem engen vorgewählten Wellenlängenband bei Verwendung von Sonnenlicht als Quelle der anregenden Strahlung emittierten PluoreszenzstTahlung.
Die Fluoreszenzerscheinungen gewisser Substanzen sind jetzt sicher nachgewiesen. Insofern als der Wellenlängenbereich, bei welchem eine fluoreszierende Substanz fluoresziert, ziemlich eng ist und für verschiedene Materialien im allgemeinen verschieden ist, ist es möglich,durch Feststellung und Messung der Stärke der von einem Probenmaterial in einem bestimmten
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Postscheckkonto Essen 47247· Commerzbank AG> Düsseldorf, Depositenkqsse Hauptbahnhof
Wellenlängenbereich „emittierten Pluoreszenzstrahlung ein Probenmaterial qualitativ und quantitativ auf eine spezielle fluoreszierende Substanz zu analysieren. Die Menge einer speziell fluoreszierenden Substanz in einem Probenmaterial wird im allgemeinen im Laboratorium gemessen, indem die Probe mit Wellenlängen, die kürzer als die Wellenlängen der angeregten Emission sind, beleuchtet wird und dann die Stärke des von der Probe bei längeren Wellenlängen als den anregenden Wellenlängen emittierten Lichts gemessen wird. Die letzteren sind die Wellenlängen, bei welchen die spezielle fluoreszierende Substanz fluoresziert. Ein Nachteil dieser Technik besteht darin, daß sie nicht im Freien im Sonnenlicht angewandt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Probenmaterial relativ nahe bei der Lichtquelle angeordnet sein muß.
In den letzten Jahren ist in der Literatur berichtet worden, daß es Astronomen gelungen ist, Luminiszenz (Fluoreszenz ist eine Form von Luminiszenz) an der Oberfläche des Mondes festzustellen, indem die Frauenhofer'sehen Absorptionslinien benutzt wurden, die in der Photosphäre der Sonne erzeugt werden. Nach dieser Technik wurden zwei Spektren unter Verwendung eines Spektrophotometers aufgenommen. Eines der Spektren ist das von direktem Sonnenlicht (oder Sonnenlicht, welches von einem nicht fluoreszierenden Objekt reflektiert wird) und das andere Spektrum ist das von Sonnenlicht, welches von dem Mond reflektiert wurde. Die beiden Spektren liegen in dem gleichen Spektralbereich und enthalten wenigstens eine Fraunhofer'sehe Linie. Durch Vergleich der beiden Spektren und insbesondere der relativen Tiefe irgendeiner Fraunhofer'sehen Linie in jedem der Spektren kann die Luminiszenz im Bereich dieser Fraunhofer*sehen Linie berechnet werden. Einen Nachteil dieser Technik ist darin zu suchen, daß er nicht ein Maß für die Luminiszenz direkt liefert, sondern
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nur Spektren, aus denen die Luminiszenz bei bestimmten Wellenlängen berechnet werden kann. Weiterhin gestattet diese Technik nur die Durchführung einer sehr begrenzten Anzahl von Untersuchungen pro Zeiteinheit.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes Verfahren und Gerät zur Messung der Fluoreszenz zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Gerät zur automatischen Feststellung und Messung der Menge einer gewissen fluoreszierenden Substanz zu schaffen, die in einem entfernten Probenmaterial vorhanden ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Gerät zur Feststellung und Messung der Fluoreszenz in einem Probenmaterial unter Verwendung von Sonnenlicht als Quelle der anregenden Strahlung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gerät zu schaffen, welches direkt die Fluoreszenz eines Probenmaterials bei einer genau definierten Wellenlänge anzeigt.
Das Verfahren nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die nachstehenden Verfahrensschritte:
(a) Bildung eines Lichtbündeis direkt von der Sonne
(b) Bildung eines Lichtbündels von der Sonne, welches an dem Material reflektiert ist
(c) unterschiedliche Markierung der so gebildeten Lichtbündel
(d) Kombination der beiden markierten Bündel zu zwei gemischten Lichtbündeln
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ORIGINAL INSPECTED
(e) Messung der lichtintensität in einem der gemischten Lichtbtindel in einem Wellenlängenband, das innerhalb einer gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie liegt und
(f) Messung der lichtintensität in dem anderen der gemischten lichtbtindel in einem Wellenlängenband, das in der Nähe der besagten, gewählten Fraunhofer 'sehen Absorptionslinie und im kontinuier-
■ liehen Sonnenspektrum liegt,
wobei die in jedem der gemischten Lichtbündel gemessene Licht-" intensität mit der Fluoreszenzstrahlung in Beziehung steht, die von dem Material in einem Wellenlängenbereich in der Nähe der gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie emittiert wird.
Ein Gerät zur Durchführung des geschilderten Verfahrens ist gekennzeichnet durch:
(a) Mittel zum Auffangen von Strahlung direkt von der Sonne und zur Bildung eines Bündels von direktem Sonnenlicht daraus
Cb) Mittel zum Markieren des Bündele von direktem ψ . Sonnenlicht
(.c) Mittel zum Auffangen von Strahlung von einem
Untersuchungsobjekt und zur Bildung eines Bündels von reflektiertem Sonnenlicht und von dem Sonnenlicht angeregter Fluoreszenzstrahlung
(d) Mittel zum Markieren des Bündele der Strahlung von dem Untersuchungsobjekt in einer von dem Bündel von direktem Sonnenlicht verschiedenen Weise
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(e) Mittel zum Kombinieren der beiden markierten Bündel zu zwei Bündeln von gemischtem Licht
(f) Mittel zum Erzeugen eines Signals proportional zu der Intensität des Lichts in einem der gemischten Bündel in einem Wellenlängenband innerhalb einer vorgewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie
(g) Mittel zur Erzeugung eines Signals proportional zu der Intensität des Lichts in dem anderen der gemischten Bündel in einem Wellenlängenband dicht bei der vorgewählten Fraunhofer'sehen Absorptions linie aber im kontinuierlichen Sonnenspektrum
(h) Mittel zum Entschlüsseln der vier Signale entsprechend der direkten Sonnenstrahlung und der Strahlung des Untersuchungsobjektes innerhalb und außerhalb der Fraunhofer*sehen Linie und
(i) einen Analogrechner zur Berechnung der von dem Untersuchungsobjekt im Bereich der vorgewählten Fraunhofer1sehen Linie emittierten Fluoreszenzstrahlung nach der Eechenvorsohrift
wobei A = die Intensität des direkten Sonnenlichts im kontinuierlichen Sonnenspektrum in der Nähe der Fraunhofer*sehen Linie
B = die Intensität des direkten Sonnenlichts innerhalb der gewählten Fraunhofer'sehen Linie
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C= die Intensität des reflektierten
Sonnenlichts und der von Sonnenlicht angeregten Fluoreszenz innerhalb der gewählten Fraunhofer'sehen Linie
D = die Intensität des reflektierten Sonnenlichts und der von Sonnenlicht angeregten Fluoreszenz im kontinuierlichen Sonnenspektrum und
K = eine Proportionalitätskonstante
Kurz gesagt besteht die Erfindung darin, daß die Intensität von Sonnenlicht direkt von der Sonne gemessen wird und -außerdem die Intensität von Sonnenlicht, welches von dem untersuchten Material reflektiert wird. Diese Messung erfolgt bei zwei vorgegebenen Wellenlängen, d.h. Wellenlängenbändern. Eine dieser Wellenlängen liegt bei einer gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie, und die andere Wellenlänge liegt wenige Angström von der gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie entfernt in dem kontinuierlichen Sonnenspektrum. Es werden somit vier Signale proportional den Intensitäten erzeugt. Diese vier Signale werden dann zu einem einzigen Signal umgesetzt, welches proportional der Stärke der Fluoreszenz in der Nähe dieser Fraunhofer 'sehen Absorptionslinie ist. Dieses Signal kann an einem Meßgerät abgelesen und/oder aufgezeichnet werden.
Die Erfindung beruht auf folgender grundsätzlicher Überlegung: Das kontinuierliche Sonnenspektrum enthält eine Anzahl von sehr seharxTraunhofer·sehen Absorptionslinien, die in der Photosphäre der Sonne erzeugt werden. Wenn Sonnenlicht reflektiert wird, so werden einige Wellenlängen etwas stärker als andere reflektiert, aber die Änderung des Reflexionsvermögens mit der
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Wellenlänge ist relativ glatt, und diese tiefen Absorptionslinien bleiben auch in dem reflektierten Anteil erhalten. Das gleiche gilt nicht für die fluoreszenz, die gekennzeichnet ist durch eine starke Absorption in einem Spektralbereich gefolgt von einer Reemission bei längeren Wellenlängen. Dieser Reemissionsvorgang beseitigt die scharfen Fraunhofer'sehen Linien vollständig und ergibt ein relativ glattes Emissionsspektrum. Jede Hinzufügung eines Fluoreszenzspektrums zu einem reflektierten Sonnenspektrum neigt daher dazu, die relative Tiefe der Fraunhofer1sehen Absorptionslinien in der Nähe der Fluoreszenz-Emissionsbande zu vermindern.
Ein Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung eines Filters mit schmaler Bandbreite, welches Licht innerhalb einer gewählten Fraunhofer1sehen Absorptionsbande durchläßt, während es Licht auf beiden Seiten der gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionsbande zurückweist. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht in der Technik zur Erzeugung ablesbarer und/oder aufzeichenbarer Signale, aus denen die von einem Probenmaterial bei einer bestimmten Wellenlänge emittierte Fluoreszenz bestimmt werden kann. Ein anderes Merkmal der Erfindung bezieht sich auf die Technik zur Erzeugung eines Signals, welches die von einem Probenmaterial bei einer bestimmten Wellenlänge emittierte Fluoreszenz darstellt.
Die Erfindung wir,d nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:
Figur 1 ist eine sohematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung und
Figur 2 ist ein schematisches Schaltbild des Elektronikteils der in Figur 1 dargestellten Ausführung.
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In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Gerät dargestellt. Das Gerät weist ein gasdichtes kastenförmiges Gehäuse 1.1 auf, welches an der Oberseite einen Durchbruch 12 aufweist, durch welchen Licht direkt von der Sonne und dem Himmel eintritt, und einen Durchbruch 13 an der Unterseite zum Eintritt von reflektiertem Sonnenlicht und von Sonnenlicht angeregter Fluoreszenzstrahlung von einem zu untersuchenden Material. Der Durchbruch 12 ist durch ein lichtstreuendes Element 14 abgeschlossen. Der Zweck dieses lichtstreuenden Elements 14 ist der, Licht von der Sonne aufzufangen, ungeachtet der Stellung der Sonne am Himmel. Der Durchbruch 13 ist durch ein gewöhnliches Fenster 15 abgeschlossen*
Lieht, welches durch den Durchbruch 12 eintritt, wird mittels einer Objektivlinse 17 auf einer Feldblende 16 gesammelt, mittels eines Lichtzerhackers 18 mit einer vorgegebenen Frequenz unterbrochen und durch eine Feldlinse 19 geleitet.
Licht, welches durch den Durchbruch 13 eintritt, tritt durch eine Apperturblende 20, wird von einer Objektivlinse 22 auf einer Feldblende 21 gesammelt, mittels eines Lichtzerhackers mit einer anderen vorgegebenen Frequenz zerhackt und durch eine Feldlinse 24 geleitet.
Die beiden austretenden Bündel von unterbrochenem Licht, die mit verschiedenen Frequenzen unterbrochen sind, so daß sie voneinander unterschieden werden können, werden dann mittels einer Strahlenteileranordnung 25 kombiniert, die aus den Strahlenteilerelementen 26 und 27 besteht. Eines der austretenden Bündel wird dann mittels einer Linse 28 parallelgerichtet und tritt in einen Prismenblock 29 ein. Das Verhältnis des reflektierten Sonnenlichts, welches von der Strahlenteileranordnung 25 durchgelassen wird zu dem direkten Sonnenlicht, welches von
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der Strahlenteileranordnung durchgelassen wird, hängt vom Reflexionsvermögen des Probenmaterials ab, welches auf fluoreszierende Substanzen untersucht werden soll. Der Prismenblock hat drei unter 45° zur Bündelachse geneigte Flächen 31» 32 und 33. Die fläche 31 hat eine (nicht dargestellte) Polarisationsbeschichtung, welche eine Polarisationsebene zurückweist. Die Fläche 32 teilt das Lichtbündel in einem Verhältnis 1:1 und die Fläche 33 ist ein Spiegel, welcher den Strahlengang faltet.
Das von der Fläche 32 reflektierte Lichtbündel tritt dann durch ein Lichtfilter 34 und das Licht, welches von der Fläche 33 reflektiert wird, tritt durch ein Lichtfilter 35. Der Zweck des Filters 34 ist der, Licht innerhalb einer bestimmten gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionsbande durchzulassen und alles andere Licht zurückzuweisen. Eine typische Fraunhofer1 sehe Absorptionslinie hat eine Bandbreite von zwischen 0,5 & und 1,0 Ä . Infolgedessen ist ein extrem schmalbandiges Filter erforderlich, welches mit seinem Durchlässigkeitsbereich auf der Fraunhofer1sehen Linie zentriert ist. Der Zweck des Filters 35 besteht darin, Licht in einem Sohmalband durchzulassen, welches wenige Angström von der vorgewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie entfernt ist und alles andere Licht zurückzuweisen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Filter Perot-Fabry-Filter.
Licht, welches von dem Filter 34 ausgeht, tritt durch eine Kondensorlinse 36 und gelangt auf einen Lichtempfänger, beispielsweise einen Phot©multiplier 37. Licht, welches von dem Filter 35 ausgeht, tritt durch eine Kondensorlinse 38 und gelangt auf einen Lichtempfänger, beispielsweise einen Photomultiplier 39.
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Bei dieser Anordnung enthält das Ausgangssignal jedes Photo- . multipliers WeI Mehrkanalkomponenten, die um die beiden Zerhackerfrequenzen zentriert sind. Das Ausgangssignal des Photomultipliers 37 ist dabei proportional den Intensitäten bei der Fraunhofer·sehen linie und das Ausgangssignal des Photomultipliers 39 ist proportional den Intensitäten weniges» Angström von der Fraunhofer'sehen linie entfernt. Die Ausgangssignale beider Photomultiplier werden dem Elektronikteil 41 des Geräts zugeführt ι welcher jede der beiden in ihrer Frequenz unterschiedenen Mehrkanalsignale in getrennte Signale» insgesamt yier^ umsetzt, die benutzt werden, um ein einziges Signal proportional der Fluoreszenz zu berechnen. Es ist auch möglich, die beiden von jedem Filter ausgehenden Bündel einzeln zu markieren, so daß nur ein einziger photoelektrischer Empfänger erforderlich ist. Auf diese Weise kann die angezeigte Fluoreszenz unabhängig von irgendwelchen Änderungen des photoelektrischen Empfängers oder des Verstärkungsgrads gemacht werden, während bei Verwendung von zwei photoelektrischen Empfängern Änderungen des Verstärkungsgrades oder der Empfindlichkeit eines der photοelektrischen Empfänger relativ zu dem anderen den Skalenmaßstab, aber nicht die Grenzempfindlichkeit des Gerätes beeinflußt.
Die Berechnung der Fluoreszenz aus den vier Signalen läuft auf die Lösung der nachfolgenden Gleichung hinaus:
worin P = das Fluoreszenzniveau
. A = die direkte Sonneninteneität neben der gewählten
Fraunhofer·sehen Linie
B = die direkt· Sonneninteneität innerhalb der gewählten Fraunhofer'sehen Linie
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C = die reflektierte Sonnenintensität innerhalb der gewählten Fraunhofer'sehen Linie
D = die reflektierte Spnnenintensität neben der gewählten Fraunhofer'sehen Linie
K = eine Proportionalitätskonstante ist, die von den Strahlenteilerverhältnissen ubw. abhängt.
In Figur 2 ist im einzelnen der Elektronikteil des Gerätes gezeigt .
Die Photomultipiier 37 und 39 sind mit Vorverstärkern 42 besw« 43 verbunden. Der Ausgang des Vorverstärkers 42 wird zwei Filtern 44 und 45 zugeführt. In ähnlicher Weise wird der Ausgang des Vorverstärkers 43 den Filtern 46 und 47 zugeführt. In der Formel v -m,
entsprechen die Ausgange der Filter 44, 45, 46 und 47 den Buchstaben B, 0, A bzw. D. Die Ausgänge A und B werden einem Differenzverstärker 49 zugeführt. Die Ausgänge A und B werden auch einer analog arbeitenden elektrischen Divisionsvorrichtung 51 zugeführt, deren Ausgang, der -r entspricht, einer analog arbeitenden elektrischen Multiplikationsvorrichtung 52 zugeführt wird. Der analog arbeitenden* elektrischen Multiplikationsvorrichtung 52 wird auch der Ausgang D zugeführt. Der Ausgang
DB der Mültiplikatiohsvorrichtung 52, welcher j=· entspricht, wird dann dem Differenzverstärker 53 zusammen mit dem Ausgang C zugeführt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 53, der C - p entspricht, wird einer analog arbeitenden elektrischen Di visbnsvorrichtung 54 zugeführt. Der Ausgang der Divisionsvorrichtung entspricht j^ (C - -jp), was proportional der Fluoreszenz P ist.
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Das Gerät ist mit Erfolg benutzt worden, um Rhodamin B zu bestimmen, eine Substanz, die im Bereich von 5890 Ä fluoresziert. Für diese Anwendung hatte das Filter 34 eine Bandbreite von 0,7 Ä und war auf die Fraunhofer'sehe Absorptionslinie bei 5890 £ zentriert. Das Filter 35 hatte eine ähnliche Bandbreite und war auf 5892 2 zentriert. Beide Filter waren Perot-Fabry-Filter. Der Zerhacker 17 zerhackte das direkte Sonnenlicht mit 240 Hertz und der Zerhacker 23 zerhackte das reflektierte Sonnenlicht mit 480 Hertz.
Es ist offensichtlich, daß durch Zentrierung der Filter auf andere Wellenlängen das Gerät zur Bestimmung der Fluoreszenz bei anderen Wellenlängenbereichen verwendet werden kann.
Das Gerät kann entweder auf der Erde oder in einem Flugzeug oder in einer anderen Art von Fahrzeug verwendet werden. Eine Anwendung des Gerätes besteht in der Feststellung von Verunreinigungen, beispielsweise Detergentien oder ölflecken auf Wasser. Andere Anwendungen bestehen in dem Verfolgen der Diffusion, des Fließens und Mischens von Wasser in Flüssen, Seen und Ozeanen, die mit Fluoreszenzfarben markiert worden sind, und im Prospektieren nach gewissen fluoreszierenden Mineralien.
Offensichtlich können viele Abwandlungen und Änderungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehre vorgenommen werden. »
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Bestimmung der von einem Material bei Erregung durch Sonnenlicht emittierten Fluoreszenzstrahlung, gekennzeichnet durch die nachstehenden Verfahrenaschritte:
    (a) Bildung eines lichtbündeis direkt von der Sonne
    (b) Bildung eines Lichtbündeis von der Sonne, welches an dem Material reflektiert ist
    (o) unterschiedliche Markierung der so gebildeten Lichtbündel
    (d) Kombination der beiden markierten Bündel zu zwei gemischten Lichtbündeln
    (e) Messung der Lichtintensität in einem der gemischten Lichtbündel in einem Wellenlängenband, das innerhalb einer gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie liegt, und
    (f) Messung der Lichtintensität in dem anderen der gemischten Lichtbündel in einem Wellenlängenband, das in der Nähe der besagten gewählten Fraunhofer1 sehen Absorptionslinie und im kontinuierlichen Sonnenspektrum liegt,
    wobei die in jedem der gemischten Lichtbündel gemessene Lichtintensität mit der Fluoreexensstrahlung in Beziehung steht, die von dem Material in einem Wellenlängenbereich in der Nähe der gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie emittiert wird.
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    2. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durchs
    (a) Mittel (H, 17) zur Bildung eines Bündels von direktem Sonnenlicht
    (b) Mittel (18) zum Markieren dieses Bündels von direktem Sonnenlicht
    (c) Mittel (20, 22) zur Bildung eines Bündels von
    an dem Material reflektierten Sonnenlicht und von dem Sonnenlicht angeregter Pluoreszenzstrahlung P dieses Materials
    (d) Mittel (23) zum Markieren dieses Bündels von reflektiertem Sonnenlicht und von dem Sonnenlicht angeregter Pluoreezenzstrahlung in einer von dem Bündel von direktem Sonnenlicht verschiedener Weise -
    (e) Mittel (25, 29) zum Kombinieren der beiden verschlüsselten Lichtbündel xu, zwei verschiedenen Bündeln, von denen jedes sowohl direktes Sonnenlicht als auoh reflektiertes Sonnenlicht und von Sonnenlicht angeregte Plmoreezenzstrahlung enthält
    * (f) ein filter (34)» welches is Strahlengang eines der
    beiden kombinierten Bündel angeordnet ist und nur Lieht innerhalb einer gewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie durchläßt
    (g) ein filter (35) »welches im Strahlengang des anderen der beiden kombinierten Bündel angeordnet ist und Lieht im kontinuierlichen Soimenapektrum in der Sähe der gewählten Fraunhofer'sehen Abaorptionalinie durchläßt, und
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    Mittel (37, 39) zur Messung der Intensitäten des durch jedes der Filter hindurchgehenden Lichts,
    woraus die von dem Material emittierte Fluoreszenzstrahlung bestimmt werden kann.
    Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Markieren des Bündels von direktem Sonnenlicht von einem ersten Lichtzerhacker (18) gebildet werden, der das Licht mit einer ersten Frequenz unterbricht, und die Mittel zum Markieren des Bündels von reflektiertem Sonnenlicht und von Sonnenlicht angeregter Fluoreszenz-Strahlung von einem zweiten Lichtzerhacker (23) gebildet werden, der das Licht mit einer zweiten, von der ersten Frequenz verschiedenen Frequenz unterbricht.
    4. Gerät nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lichtzerhacker (18) das Licht mit 240 Hertz und der zweite Lichtzerhacker (23) das Licht mit 480 Hertz unterbricht.
    5. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (34, 35) von ^e einem Schmalband-Perot-Fabry-Filter gebildet werden.
    6. Gerät nach einem' der Ansprüehe 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, däS äie gewählte Fraunhofer'sehe Absorptionslinie bei 5 89Ö; X liegt, wobei das Gerät aur Bestimmung von Rhodamin B verwendbar ist.
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    7. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der durch die Filter hindurchgehenden lichtintensität en Photo-multiplier (37, 39) vorgesehen sind.
    8. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch, gekennzeichnet, daß die Mittel zum Kombinieren der beiden markierten Bündel in zwei verschiedene Bündel eine erste Strahlenteileranordnung (25) aufweisen, welche die beiden markierten Bündel zu einem einzigen Bündel vereinigt und eine zweite Strahlenteileranordnung (29), welche das so gebildete einzige Bündel in zwei gemischte Bündel aufspaltet.
    9. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
    (a) Mittel (H, 17) zum Auffangen von Strahlung direkt von der Sonne und zur Bildung eines Bündels von direktem Sonnenlicht daraus,
    (b) Mittel zum Markieren des Bündels von direktem Sonnenlicht
    (c) Mittel (20, 22) zum Auffangen von Strahlung von einem Untersuchungsobjekt und zur Bildung eines Bündels von reflektiertem Sonnenlicht und von dem Sonnenlicht angeregter Pluoreszenzstrahlung
    (d) Mittel (23) zum Markieren des Bündels der Strahlung von dem Untersuchungsobjekt in einer von dem Bündel von direktem Sonnenlicht verschiedenen Weise
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    (e) Mittel (25, 29) zum Kombinieren der beiden markierten Bündel zu awei Bündeln vom gemischtem Licht
    (f) Mittel (34, 37) sum Erzeugen eines Signals proportional zu der Intensität des Liehts in einem der gemischten Bündel in einem Wellenlängenband innerhalb einer vorgewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie
    (g) Mittel (35, 39) zur Erzeugung eines Signals proportional zu der Intensität des Lichts in dem anderen der gemischten Bündel in einem Wellenlängenband dicht bei der vorgewählten Fraunhofer'sehen Absorptionslinie, aber im kontinuierlichen Sonnenspektrum
    (h) Mittel (44, 45, 46, 47) zum Entschlüsseln der vier Signale (B, 0, A, D) entsprechend der direkten Sonnenstrahlung und der Strahlung des Untersuchungsobjektes innerhalb und außerhalb der Fraunhofer' sehen Linie und
    (i) einen Analogrechner (49-54) zur Berechnung der von dem Untersuchungsobjekt im Bereich der vorgewählten Fraunhofer'sehen Linie emittierten Fluoreszenzstrahlung nach der Eechenvorschrift
    wobei
    A = die Intensität des direkten Sonnenlichts im kontinuierlichen Sonnenspektrum in der Nähe der Fraunhofer1sehen Linie
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    B = die Intensität des direkten Sonnenlichts innerhalb der gewählten Fraunhofer'sehen Linie
    C = die Intensität des reflektierten Sonnenlichts und der γοη Sonnenlicht angeregten Fluoreszenz innerhalb der gewählten Fraunhofer'sehen Linie
    I) = die Intensität des reflektierten Sonnenlichts und der von Sonnenlicht angeregten Fluoreszenz im kontinuierlichen Sonnenspektrum und
    K = eine Proportionalitätskonstante ist.
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DE1939982A 1968-09-19 1969-08-06 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von durch Sonnenlicht erregter Fluoreszenz Expired DE1939982C3 (de)

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