DE934978C

DE934978C - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Gesamtstreulichts

Info

Publication number: DE934978C
Application number: DEZ3874A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Hansen
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1953-12-19
Filing date: 1953-12-19
Publication date: 1955-11-10

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Gesamtstreulichts Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Gesamtstreulichts, das von einer getrübten Flüssigkeit oder einem trüben Gas in den ganzen Raum gestrahlt wird. Die Messung des Gesamtstreulichts ist dann von Bedeutung, wenn es sich um die Feststellung der Lichtschwächung handelt, die ein Lichtbündel von kleinem Offnungswinkel beim Durchgang durch die trübe Substanz erfährt. Diese Lichtschwächung ist, soweit sie nicht durch Absorption, sondern nur durch die Ablenkung des Lichts aus seiner ursprünglichen Richtung verursacht wird, bedingt durch den gesamten durch die Lichtstreuung verursachten Verlust.
Nach den bekannten Verfahren schickt man durch die zu untersuchende Probe ein gerichtetes Lichtbündel und nimmt an, daß dieses Bündel in alle Richtungen des Raumes gleich stark gestreut wird. Es genügt dann, einen kleinen Raumwinkel des Streulichts auszumessen, aus dem dann auf das Gesamtstreulicht und den Lichtverlust geschlossen werden kann. Da in Wirklichkeit das Licht nicht nach allen Seiten gleich stark gestreut wird, geben diese Verfahren einen ungenauen Meßwert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die zu untersuchende Probe allseitig derart beleuchtet wird, daß die Intensität des auf die Probe aus jeder Richtung fallenden Lichtstroms dem Sinus des Winkels zwischen dieser Richtung und der Beobachtungsrichtung proportional ist, und daß von dem gestreuten Licht nur ein kleiner Teil zur Messung benutzt wird. Es ist dies eine Umkehrung der bekannten Verfahren, wobei jedoch durch die sinusförmige Verteilung der Intensität des einfallenden Lichts erreicht wird, daß die beobachtete Streulichtmenge dem in den ganzen Raum gestreuten Lichtstrom proportional ist, der bei Beleuchtung der Probe nach den bekannten Verfahren mit einem Lichtbündel- von kleinem Offnungswinkel entstehen würde, und durch die allseitige Bestrahlung der Probe wird der Vorteil erzielt, daß ein geeignetes Meßorgan die gesamte Streulichtmenge anzeigt und nicht nur einen Teil davon. Zweckmäßig wird in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßenVerfahrens an Stelle der allseitigen Beleuchtung ohne merkbaren Fehler aus gerätetechnischen Gründen eine Beleuchtung in nahezu einer Ebene vorgesehen.
Eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß sie einen Ringspiegel aufweist, welcher eine Lichtquelle in die Mitte der Probe abbildet, daß im Ringspiegel eine Öffnung vorgesehen ist, durch die ein Teil des Streulichts auf ein Meßorgan fällt, und daß zwischen Ringspiegel und Probe eine Blende angeordnet ist, deren wirksame Blendenhöhe dem Sinus des Winkels zwischen der jeweiligen Lichteinfallsrichtung und der Beobachtungsrichtung proportional ist. Zur Vermeidung von Lichtverlusten durch Reflexion an dem die Probe enthaltenden Behälter ist vorteilhaft zwischen diesem und dem Ringspiegel eine den Behälter in den Lichteinfallsrichtungen allseitig umgebende Flüssigkeit angeordnet. In der Öffnung des Ringspiegels ist in weiterer Ausgestaltung der vorgenannten Vorrichtung eine Linse angeordnet, welche das Innere der Probe auf ein Meßorgan abbildet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Messung des Gesamtstreulichts nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 die Vorrichtung in Draufsicht und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.
In der Mitte eines Ringspiegels I ist in einem Behälter 2 eine zu untersuchende trübe Flüssigkeit 3 angeordnet. Die Spiegelfläche des Ringspiegels 1 - ist im Meridianschnitt kreisförmig, und def- Mittelpunkt des ECreises liegt in A. Im etwa doppelten Abstand des Punktes -A von der Mitte B der trüben Flüssigkeit 3 ist eine Lichtquelle 4 angeordnet. Der Ringspiegel 1 ist nach unten durch einen Glashehälter 5 abgeschlossen, und der Behälter 5 sowie der Raum zwischen Ringspiegel I und Behälter 2 sind mit einer Flüssigkeit 6 gefüllt.
Der Ringspiegel I weist, wie in Fig. 2 dargestellt, feine Öffnung auf, in der eine Linse 7 angeordnet ist, welche das Innere der trüben Flüssigkeit 3 in eine Photozelle 8 abbildet. Fig. 3 zeigt den Ringspiegel im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. I, wobei -die Anordnung einer Blendeg ersichtlich ist, die beispielsweise durch Schwärzung der Spiegelfläche des Ringspiegels I hergestellt sein kann.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt.
Die von der Lichtquelle 4 kommenden Lichtstrahlen durchstrahlen die untere Wand des Behälters 5 senkrecht, und sie werden am Ringspiegel I in den Punkt B der trüben Flüssigkeit gelenkt, so daß diese allseitig in nahezu einer Ebene beleuchtet wird. Die Blende g sorgt dafür, daß die in die Probe einfallende Lichtintensität proportional dem Sinus des Winkels zwischen der jeweiligen Einfallsrichtung und der Beobachtungsrichtung ist, so daß jeder auf die trübe Flüssigkeit 2 fallende Lichtstrom denselben Streulichtanteil in Richtung der Photozelle 8 abgibt. Die Photozelle mißt deshalb das gesamte Streulicht, welches entstehen würde, wenn auf die Probe ein eng begrenztes Lichtbündel auiffallen würde. Die in den Behälter 5 gefüllte Flüssigkeit 6 verhindert, daß die Messung durch Lichtreflexionen am Behälter 2 verfälscht wird.

Claims

PATENTANsPRÜcHE: I. Verfahren zur Messung des Gesamtstreulichts, dadurch gekennzeichnet, daß die zu untersuchende Probe allseitig derart beleuchtet wird, daß die Intensität des auf die Probe aus jeder Richtung fallenden Lichtstroms dem Sinus des Winkels zwischen dieser Richtung und der Beobachtungsrichtung proportional ist und daß von dem gestreuten Licht nur ein kleiner Teil zur Messung benutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der allseitigen Beleuchtung eine Beleuchtung in nahezu einer Ebene vorgesehen wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Ringspiegel aufweist, welcher eine Lichtquelle in die Mitte der Probe abbildet, daß im Ringspiegel eine Offnung vorgesehen ist, durch die ein Teil des Streulichts auf ein Meßorgan fällt, und daß zwischen Ringspiegel-und Probe eine Blende angeordnet ist, deren wirksame Blendenhöhe dem Sinus des Winkels zwischen der - jeweiligen Lichteinfallsrichturig und der Beobachtungsrichtung proportional ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Licht verlusten durch Reflexion an dem die Probe enthaltenden Behälter zwischen diesem und dem Ringspiegel eine den Behälter in den Lichteinfallsrichtungen allseitig umschließende Flüssigkeit angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung des Ringspiegels eine Linse angeordnet ist, welche das Innere der Probe-auf ein Meßorgan abbildet.