DE2907000A1

DE2907000A1 - Nephelometer

Info

Publication number: DE2907000A1
Application number: DE19792907000
Authority: DE
Inventors: Paul Edwin Larson
Original assignee: Hach Chemical Co
Current assignee: Hach Co
Priority date: 1978-02-27
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1979-08-30
Also published as: US4198161A; JPS54124773A

Description

Patente ην'ö.ito Dipi.-Ing. C u rt Wallach Dipi.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 - Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: ²²' ^Febr'

Unser Zeichen: 16525 H/Bu

ilACH CHEMICAL COMPANY, Loveland, Colorado, USA

Nephelometer

Die Erfindung betrifft allgemein Turbidimeter bzw. Nephelometer (Trübungsmeßvorrichtungen) und eignet sich insbesondere vorteilhaft zur Anwendung bei einem Nephelometer für niedrige Trübungspegel.

In einem Nephelometer wird die Trübung einer Wasserprobe
gemessen, indem man ein Lichtstrahlbündel in die Probe eintreten läßt und das an in dem Wasser suspendierten Trübungsteilchen reflektierte Licht, üblicherweise unter rechtem
Winkel, mißt. Bei Messungen an Proben mit niedrigem Trübungsgrad wird das Vorliegen von Palschlicht (Streulicht) in
dem Instrument zunehmend kritisch.

üblicherweise liegt die Probe in einer Glaszelle vor, durch welche das Erregungs- oder Einfallslichtbündel und das reflektierte Licht hindurchtreten. Refraktion (Lichtbrechung), Reflexion sowie Streuung des Lichts tragen sämtlich zu dem erwähnten Falschlicht bei, welches die Empfindlichkeit des Instruments herabsetzt. ./.

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Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Nephelometers mit sehr niedrigem Falschlichtanteil zugrunde, wobei diese Verringerung des Falschlichts ohne zusätzliche Kosten oder zusätzlichen Aufwand und ohne Reinigungsprobleme_s wie sie bei komplizierteren Formgebungen für die Probenzelle auftreten können, gewährleistet vierden soll.

Zu diesem Zweck ist bei einem Nephelometer mit einer eine flüssige Probe enthaltenden durchsichtigen ZeIIe₁ einer Lichtquelle zur Erzeugung eines in die Zelle eintretenden Lichtstrahlbündels j sowie mit einem Lichtdetektor in solcher Anordnungj daß er unter einem rechten Winkel reflektiertes Licht aus einem von dem Eingangestrahlbündel beleuchteten Bereich in der Zelle erhält gemäß der Erfindung vorgesehen., daß die Zelle unter einem deutlichen Winkel bezüglich der durch das Eintrittslichtstrahlbündel und den Reflexions-Meßstrahlengang gebildeten Ebene angeordnet ist₃ derart daß nicht sowohl der Lichteintritt in die Zelle als auch der Lichtaustritt aus der Zelle rechtxfinklig zu den Zellwandungen erfolgen.

Durch diese scheinbar einfache Anordnungsmaßnahme, welche keinerlei zusätzliche Kosten oder zusätzlichen Konstruktionsaufwand bedingt und auch keinerlei Reinigungsprobleme infolge komplizierterer Formgebung der Probenzelle aufwirft ₃ wird unerwartet eine drastische Verringerung des den Lichtdetektor beeinflussenden Falschlichts erzielt.

Im folgenden werden Ausführungsbexspiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben! in dieser zeigen

Fig. 1 in sehematiseher perspektivischer Teil

ansicht Elemente eines Mephelometers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

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Pig. 2 eine schematische Seitenansicht mit Blick

gemäß der Linie 2-2 in Pig. I₃

Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung des

Grundgedankens der Erfindung, in Form einer Horizontalschnittansicht durch das Instrument mit einer anderen Anordnung der Teile.

Die Zeichnungen veranschaulichen schematisch ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Nephelometer mit einer eine Wasserprobe enthaltenden zylindrischen Glaszelle 11, einer Lichtquelle 12 und einer Linse 13. Die Lichtquelle 12 ist mit einer Stromquelle Ik verbunden und sendet ein gerichtetes Lichtstrahlbündel durch die Zellenwandung (bei 15) zur Beleuchtung eines Bereichs 16 in der Mitte der Zelle 11. An Trübungsteilchen im Bereich 16 durch die Zellenwandung bei 19 längs eines ReflexionsStrahlengangs 21 reflektiertes Licht wird mittels eines Lichtdetektors 17 nachgewiesen, der mit einer geeigneten Schaltung 18 verbunden ist. Zwei Abschirmungen 22 schützen den Detektor 17 teilweise gegen unerwünschtes oder Falschlicht. In herkömmlicher Weise sind die Strahlbündelachse 23 und der Reflexionsstrahlengang 21 rechtwinklig zueinander.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung ist die Zelle 11 unter einem scharfen Winkel bezüglich der durch die Strahlbündelmittelachse 23 und den reflektierten Strahlengang 21 gebildeten Ebene angeordnet, derart, daß nicht sowohl der Lichteintritt wie auch der Lichtaustritt (d.h. der Meßstrahlengang) in die bzw. aus der Zelle rechtwinklig zu den Zellenwandungen erfolgen. D.h., nur im Eintrittsbereich 15 ist der Strahlengang rechtwinklig zur Zellenwandung, nicht jedoch im Austrittsbereich 19. Der gleiche Effekt kann erzielt werden, indem man die Zelle in solcher Richtung verdreht, daß der

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Lichteintritt im Bereich 15 nicht-rechtwinklig erfolgt und der Lichtaustritt im Bereich 19 rechtwinklig zur Zellenwandung erfolgen kann, d.h. mit anderen Worten: Es kann auch die Eintrittslichtbündelachse 23 unter einem von 90 verschiedenen Winkel in die Zelle eintreten, statt den reflektierten Strahlengang 21 unter einem von 90° verschiedenen Winkel aus der Zelle austreten zu lassen.

Diese scheinbar einfache Modifizierung der Nephelometer-Grundanordnung beiwirkt eine drastische Verringerung der zum Detektor gelangenden Palschlichtmenge. Die Erklärung hierfür liegt in der Entdeckung und Erkenntnis, daß wesentlich mehr Licht, in der Größenordnung des 400-fachen oder darüber j einen Detektor nach Reflexion rechtwinklig zu den Innenflächen der Zellwandung erreicht, als nach Beugung und Streuung an den Ze11wandungen. Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht, wo ein Detektor 30 längs eines otrahlengangs 31 (vgl. Fig. 1) angeordnet ist, der rechtwinklig zur Eingangsstrahlbündelachse 23 und rechtwinklig zu den Wandungen der Zelle 11 liegt. In dieser Stellung erhält der Detektor wesentlich mehr reflektiertes Licht, beispielsweise längs dem Strahlengang 32, als Streulicht beispielsweise entlang dem Strahlengang 33. Indem man den zur Messung verwendeten Reflexionsstrahlengang aus der Ebene des an den Innenwandungen der Zelle reflektierten Lichts herausverlegt, wird der Betrag des in den Detektor gelangenden Falschlichts stark verringert.

Dieser Vorteil wird in dem Nephelometer 10 durch die erfindungsgemäße Anordnung praktisch ohne jegliche zusätzlichen Kosten oder zusätzlichen Aufwand erreicht, und ohne jegliche Reinigungsprobleme, wie sie bei Übergang zu- kompliziertere*" Formgebung der Probenzelle auftreten können. Die Erfindung eignet sich ohne weiteres für Zweistrahlinstrumente, in welchen auch das durchgelassene Licht gemessen und mit reflektiertem Licht verglichen wird, da die der Lichtquelle 12 gegenüberliegende Seite der Zelle für einen auf das durchgelassene Licht ansprechenden Meßfühler frei bleibt.

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Claims

Patentanspruch

rJephelometer mit einer eine flüssige Probe enthaltenden durchsichtigen Zelle (11), einer Lichtquelle (12) zur Erzeugung eines in die Zelle eintretenden Lichtstrahlbündels (23), sowie mit einem Lichtdetektor (17jl8) in solcher Anordnung, daß er unter einem rechten Winkel reflektiertes Licht aus einem von dem Eingangsstrahlbündel beleuchteten Bereich (16) in der Zelle erhält, dadurch gekennzeichnet , daß die Zelle (11) unter einem deutlichen Winkel bezüglich der durch das Eintrittslichtstrahlbündel (23) und den Reflexions-Meßstrahlengang (21) gebildeten Ebene angeordnet ist, derart daß nicht sowohl der Lichteintritt in die Zelle als auch der Lichtaustritt aus der Zelle rechtwinklig zu den Zellwandungen erfolgen.

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