DE3418839A1 - Device for colorimetry/photometry - Google Patents
Device for colorimetry/photometryInfo
- Publication number
- DE3418839A1 DE3418839A1 DE19843418839 DE3418839A DE3418839A1 DE 3418839 A1 DE3418839 A1 DE 3418839A1 DE 19843418839 DE19843418839 DE 19843418839 DE 3418839 A DE3418839 A DE 3418839A DE 3418839 A1 DE3418839 A1 DE 3418839A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- emitting diodes
- concentration
- blue
- order
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000005375 photometry Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 5
- 235000005811 Viola adunca Nutrition 0.000 claims description 3
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 claims description 3
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000002254 Viola papilionacea Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- LYKJEJVAXSGWAJ-UHFFFAOYSA-N compactone Natural products CC1(C)CCCC2(C)C1CC(=O)C3(O)CC(C)(CCC23)C=C LYKJEJVAXSGWAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
- G01N2021/3181—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using LEDs
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/062—LED's
- G01N2201/0621—Supply
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/08—Optical fibres; light guides
Abstract
Description
Gerät zur Kolorimetrie/PhotometrieDevice for colorimetry / photometry
Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Kolorimetrie/Photometrie mit einem Gehäuse, an oder in welchem angebracht sind: a) ein Raum zur Aufnahme einer Probe, deren Absorption gemessen werden soll, b) eine Beleuchtungseinheit mit mehreren Lichtquellen, ausgebildet als Leuchtdioden mit den auszusendenden Farben rot, orange, grün und blau und als Miniatur-Gasentladungslampe für den blau-violetten Bereich, deren Strahlung auf die Probe gerichtet ist, und c) eine Einheit zum Empfang der Lichtenergie, welche mit einem elektronischen Wandler verbunden ist, der den Extinktionswert anzeigt und diesen verwandelt, um die Konzentration der gemessenen Probe anzugeben.Description: The invention relates to a device for colorimetry / photometry with a housing on or in which are attached: a) a space for receiving a sample whose absorption is to be measured, b) an illumination unit with several light sources, designed as light-emitting diodes with the colors to be emitted red, orange, green and blue and as a miniature gas discharge lamp for the blue-violet Area whose radiation is directed onto the sample, and c) a unit for receiving the light energy, which is connected to an electronic converter, the Displays absorbance value and converts this to the concentration of the measured Specify sample.
Derartige Geräte für die direkte Umwandlung von Lichtintensitäten in elektrische Größen sind beispielsweise aus der DE-PS 28 38 498 bekannt und dienen zur kolorimetrischen und photometrischen Analyse von flüssigen Substanzen, wobei sich diese Analysen nicht nur auf die Bestimmung von Inhaltsstoffen, die selbst eine meßbare Lichtabsorption besitzen, beschränkt, sondern sich auch auf bestimmte chemische Reaktionen erstreckt, die zu Verbindungen mit charakteristischen Eigenfärbungen führen.Such devices for the direct conversion of light intensities in electrical quantities are known, for example, from DE-PS 28 38 498 and are used for the colorimetric and photometric analysis of liquid substances, whereby These analyzes do not only focus on the determination of the ingredients themselves have a measurable light absorption, limited, but also to certain chemical reactions that extend to compounds with characteristic intrinsic colors to lead.
Die relative Genauigkeit, die mit photometrischen Methoden erreicht werden können, liegen in der Größenordnung von einigen Prozent, jedoch zeigen solche Verfahren eine hohe Empfindlichkeit bei geringsten Konzentrationen. Weiterhin ist bei diesen Meßverfahren eine ausgezeichnete Spezifität von Vorteil, weil die einleitende Reaktion nur auf eine bestimmte Gruppe von chemischen Stoffen anspricht. Dies bedeutet, daß auch die Anwesenheit hoher Konzentrationen an Fremdbestandteilen die Messung nicht stört. Dies vereinfacht die Probenvorbereitung insbesondere bei Spurenanalysen.The relative accuracy achieved with photometric methods are of the order of a few percent, but show such Process a high sensitivity at the lowest concentrations. Furthermore is an excellent specificity is an advantage in these measuring methods because the introductory Reaction only responds to a certain group of chemical substances. This means, that the presence of high concentrations of foreign components also affects the measurement does not bother. This simplifies sample preparation, especially for trace analyzes.
Die Absorption von Strahlung unterliegt dem Lambert-Beerschen-Gesetz, wobei davon ausgegangen wird, daß bei dem Durchgang durch eine differentiale Schicht stets ein bestimmter Bruchteil des Lichtes absorbiert wird. Aus dem genannten Gesetz ergibt sich, daß beispielsweise eine kleine Konzentration entweder durch Vergrößern der Schichtdicke, der Lichtintensität oder durch größere Verstärkung ausgeglichen wird.The absorption of radiation is subject to the Lambert-Beer law, assuming that when passing through a differential layer a certain fraction of the light is always absorbed. From the aforementioned law it follows that, for example, a small concentration either by enlarging the layer thickness, the light intensity or by greater amplification will.
Es sind eine Reihe von Fehlerursachen bekannt, welche die Meßwerte beeinflussen, wie beispielsweise die Alterung der Lampen oder Schwankungen der Lampenspannung. Zur Beseitigung dieser Fehlerquellen wurde in der eingangs genannten Patentschrift vorgeschlagen, Lichtdioden zu verwenden.A number of causes of errors are known which affect the measured values influence, such as the aging of the lamps or fluctuations in lamp voltage. To eliminate these sources of error, the patent mentioned at the beginning suggested using light emitting diodes.
Es ist ferner bekannt, daß die Meßgenauigkeit mit schmaler werdender Bandbreite verbessert werden kann. Hierzu werden bereits Interferenzfilter verwendet, welche jedoch sehr kostenaufwendig sind. Die in vorteilhafter Weise verwendeten Leuchtdioden oder LED's zeigen eine relativ breite Bandbreite des ausgesendeten Lichtes.It is also known that the accuracy of measurement becomes narrower Bandwidth can be improved. Interference filters are already used for this purpose, which, however, are very expensive. Those used in an advantageous manner Light-emitting diodes or LEDs show a relatively wide range of the emitted Light.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, um die Genauigkeit des eingangs aufgeführten Meßgerätes, insbesondere eines solchen mit einer Digitalanzeige, mit einfachen Mitteln zu verbessern, indem die Lichtintensität gesteigert und die Bandbreite des Meßlichtes verringert wird.The invention is therefore based on the object of specifying measures the accuracy of the measuring device mentioned at the beginning, especially one with a digital display, with simple means to improve by changing the light intensity increased and the bandwidth of the measuring light is reduced.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß zur Erzeugung eines energiereichen, schmalen monochromatischen Spektralbandes den Lichtquellen ein Reflektor sowie zur Einengung des Wellenbereiches einer jeden Lichtquelle ein Glasfilter zugeordnet ist, hinter jedem Glasfilter einer jeden Lichtquelle ein lichtleitendes Kabel angeordnet ist, welches zur Eingangsoptik der Meßeinheit geführt ist, die Leuchtdioden zur Steigerung ihrer Lichtintensität ohne Beeinflussung ihrer Wellenlänge mit einem niederfrequenten Impulsstrom beaufschlagt werden, welcher mittels einer herkömmlichen elektronischen Schaltung erzeugt wird.This object is achieved according to the invention in that to generate a high-energy, narrow monochromatic spectral band den Light sources a reflector and to narrow the wave range of each light source a glass filter is assigned, behind each glass filter of each Light source, a light-conducting cable is arranged, which to the input optics Measuring unit is performed, the light-emitting diodes to increase their light intensity without Affecting their wavelength with a low-frequency pulse current which is generated by means of a conventional electronic circuit.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Verstärkungsfaktor des elektronischen Wandlers einstellbar, so daß der Anstieg der linearen Extinktionskurve über der Konzentration nach Wunsch veränderbar ist, und zur Simulation einer definierten Konzentration ein Graufilter verwendet wird. Diese Maßnahme ist insbesondere bei Verwendung einer digitalen Anzeige von großem Vorteil.In a further development of the invention, the gain factor is the electronic Converter adjustable so that the increase in the linear extinction curve over the Concentration can be changed as desired, and to simulate a defined Concentration a neutral density filter is used. This measure is particularly at Use of a digital display is of great benefit.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Hierbei zeigen: FIGUR 1 eine schematische Darstellungung der wesentlichen Teile des Gerätes nach der Erfindung; FIGUR 2 eine schematische Darstellung der Einkopplung in den Lichtleiter; FIGUR 3 eine schematische Darstellung des optischen Aufbaus des Gerätes nach der Erfindung; FIGUR 4 den Kurvenverlauf der Transmission von Mangan und Nickel; FIGUR 5 den Spektralverlauf einer grünen Leuchtdiode; FIGUR 6 den Spektralverlauf einer grünen Leuchtdiode mit einem Farbglasfilter; FIGUR-7 den Spektralverlauf einer roten Leuchtdiode, und FIGUR 8 den Spektralverlauf einer roten Leuchtdiode mit einem Farbglasfilter.The invention is based on drawings, in which an embodiment is shown, explained in more detail. They show: FIG. 1 a schematic representation the essential parts of the device according to the invention; FIGURE 2 is a schematic Representation of the coupling into the light guide; FIGURE 3 is a schematic representation the optical structure of the device according to the invention; FIGURE 4 shows the curve the transmission of manganese and nickel; FIG. 5 shows the spectral curve of a green Light emitting diode; FIG. 6 shows the spectral profile of a green light-emitting diode with a colored glass filter; FIGURE-7 the spectral curve of a red light-emitting diode, and FIG. 8 the spectral curve of a red light emitting diode with a colored glass filter.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des Gerätes nach der Erfindung. Die Lichtquellen 1 bis 4 senden Licht in den Farben rot, orange, grün und blau aus und bestehen aus Leuchtdioden mit jeweils einem Glasfilter, wobei diese Lichtqellen von einem Impulsgenerator 6 beaufschlagt werden. Die Lichtquelle 5 besteht aus einer Miniatur-Gasentladungslampe einer speziellen Art für den blau-violetten Bereich.FIG. 1 shows a schematic representation of the device according to Invention. The light sources 1 to 4 send light in the colors red, orange, green and blue and consist of light-emitting diodes each with a glass filter, these Light sources are acted upon by a pulse generator 6. The light source 5 consists from a miniature gas discharge lamp of a special kind for the blue-violet Area.
Alle Lichtquellen 1 - 5 sind über Lichtleiter 7 - 11 optisch mit der Eingangsoptik 12 verbunden. Im Strahlengang der Eingangsoptik 12 befindet sich die Meßküvette 13, der sich die Ausgangsoptik 14 anschließt, in deren Brennpunkt der lichtelektrische Empfänger 15 angeordnet ist. Dem Empfänger 15 folgt der elektronische Auswerte- und Anzeigeteil, bestehend aus den Bausteinen 16 - 24.All light sources 1-5 are optically connected to the via light guides 7-11 Input optics 12 connected. In the beam path of the input optics 12 is located Measuring cuvette 13, which is connected to the output optics 14, in the focal point of the photoelectric receiver 15 is arranged. The receiver 15 is followed by the electronic one Evaluation and display part, consisting of modules 16 - 24.
Die Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung Einzelheiten einer der Lichtquellen 1 - 4. Die Leuchtdiode 25 ist von einem Reflektor 26 umgeben, wobei das reflektierte und das aus der Lichtquelle direkt ausgesendete Licht durch das Filter 27 geführt und in den Lichtleiter 7 (bzw. 8-11) eingekoppelt wird.FIG. 2 shows, in a schematic representation, details of a of light sources 1-4. The light-emitting diode 25 is surrounded by a reflector 26, wherein the reflected light and the light emitted directly from the light source through the Filter 27 is guided and coupled into the light guide 7 (or 8-11).
Die Figur 3 gibt, ebenfall in schematischer Darstellung, den optischen Aufbau der Meßeinheit wieder, bestehend aus der Eingangs- und der Ausgangsoptik 12 bzw. 14 und der Küvette 13.FIG. 3 shows, also in a schematic representation, the optical Structure of the measuring unit again, consisting of the input and output optics 12 or 14 and the cuvette 13.
Auf den Kurvenverlauf der Transmission nach Figur 4 und die Spektralkurven 5 - 8 wird in der folgenden Beschreibung an den entsprechenden Stellen hingewiesen und diese werden erläutert.On the course of the transmission curve according to FIG. 4 and the spectral curves 5 - 8 are indicated in the following description at the appropriate places and these are explained.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, befindet sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung zwischen der Lichtquelle 25 und dem Lichtleiter 7 ein Filter 27, welches als Farbglasfilter ausgebildet ist. Die Mehrzahl der gebräuchlichen Farbglasfilter verdankt ihre Absorption der Anwesenheit von Metallionen bzw. Metallkomplexen mit relativ breiten Absorptionsbanden. Diese Filter sind jedoch mit Ausnahme solcher, die mit seltenen Erden versehen sind, nicht ausreichend selektiv. Für die Erfindung wird jedoch die Verwendung einer zweiten Klasse von Farbgläsern vorgeschlagen, die ihre Absorption ausgeschiedenen submikroskopischen Kristallen verdanken, wodurch die Farbe erst durch nachträgliches Tempern der zunächst farblosen Gläser hervorgerufen wird. Es werden somit zusätzliche Streueffekte erzielt, indem die kurzwellige Strahlung infolge der stärkeren Streuung nicht durchgelassen wird, so daß Kantenfilter vorliegen, bei denen die Lage der Kanten durch Führung des Anlaufprozesses variiert werden kann.As can be seen from FIG. 2, the device is located According to the invention between the light source 25 and the light guide 7, a filter 27, which is designed as a colored glass filter. The majority of the common ones Colored glass filters owe their absorption to the presence of metal ions or metal complexes with relatively broad absorption bands. These filters are, however, with the exception of those which are provided with rare earths are not sufficiently selective. For the invention however, the use of a second class of colored glasses is proposed which owe their absorption to secreted submicroscopic crystals, whereby the color is only caused by subsequent tempering of the initially colorless glasses will. Additional scattering effects are thus achieved by removing the short-wave radiation is not allowed to pass due to the stronger scattering, so that edge filters are present, in which the position of the edges can be varied by guiding the start-up process can.
Durch die Verwendung von Lichtquellen, welche bereits von sich aus ein stark monochromatisches Licht aussenden, in der Kombination mit einem geeigneten Farbglas- oder Kantenfilter, werden in äußerst kostengünstiger Weise Halbwertsbreiten bis unter 20 nm erreicht.By using light sources that are already inherent emit a strong monochromatic light in combination with a suitable one Colored glass or edge filters become half-widths in an extremely cost-effective manner reached below 20 nm.
Dies verdeutlichen die Figuren 5 bis 8, welche Spektralkurven von zwei Lichtquellen im Vergleich mit einem entprechenden Filter wiedergeben.This is illustrated by FIGS. 5 to 8, which spectral curves of reproduce two light sources in comparison with a corresponding filter.
Das grüne Licht einer Leuchtstoffdiode, dessen maximale Wellenlänge bei 558 nm liegt (s. hierzu Figur 5), wird in vorteilhafter Weise auf eine Halbwertsbreite von 18 nm gebracht (s. hierzu Figur 6).The green light of a fluorescent diode, its maximum wavelength lies at 558 nm (see FIG. 5 in this regard), is advantageously to a half-width of 18 nm (see FIG. 6 in this regard).
Die Spektralkurven nach den Figuren 7 und 8 zeigen das rote Licht einer Leuchtdiode mit ihrer maximalen Wellenlänge 640 nm. Die Halbwertsbreite wird durch ein Kantenfilter auf 34 nm gebracht, ohne daß die maximale Amplitude verändert wird, wie aus der Figur 8 zu entnehmen ist.The spectral curves according to FIGS. 7 and 8 show the red light a light-emitting diode with its maximum wavelength of 640 nm. The width at half maximum becomes brought to 34 nm by an edge filter without changing the maximum amplitude as can be seen from FIG.
Gemäß der Erfindung werden die Leuchtdioden zur Steigerung ihrer Lichtintensität ohne Beeinflussung ihrer Wellenlänge mit einem niederfrequenten Impulsstrom beaufschlagt. Der hierzu verwendete Generator 6 ist herkömmlicher Art. Die Höhe des Pulsspitzenstromes ist vom Aufbau der Diode und von der Kühlung abhängig. Der maximale Pulsspitzenstrom liegt bei dem hier verwendeten grünen LED bei max. 90 mA und bei dem orange LED bei 60 mA. Als Impulsdauer eignen sich 5 gus bei einer Frequenz von 1 KHz. Für die Erzeugung der Impulse wird zweckmäßigerweise ein Impulsgenerator verwendet, der in astabiler Weise geschaltet ist.According to the invention, the light-emitting diodes are used to increase their light intensity subjected to a low-frequency pulse current without influencing their wavelength. The generator 6 used for this purpose is of a conventional type. The level of the peak pulse current depends on the structure of the diode and the cooling. The maximum peak pulse current for the green LED used here is max. 90 mA and for the orange LED at 60 mA. A suitable pulse duration is 5 gus at a frequency of 1 KHz. For the A pulse generator is expediently used to generate the pulses is switched in an astable manner.
Die Verwendung von Lichtleitern ermöglicht nicht nur eine kompakte Bauweise des Meßgerätes, sondern auch eine erhebliche Einsparung auf der Empfängerseite, da es bisher erforderlich war, jeder Lichtquelle einen Empfänger zuzuordnen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Zuführung des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtes zur Eingangsoptig unter äußerst geringen Verlusten erfolgt. Hierzu ist die entsprechende Einkopplung des Lichtes in die Lichtleiter von Bedeutung, ebenso wie die entsprechende Wahl der Eingangsoptik. Der Aufbau dieses Teils der Erfindung wird durch die Figur 2 veranschaulicht. Die Leuchdioden werden danach in einen innenverspiegelten Reflektor 26 eingesetzt. Über dem Reflektor 26 wird der entsprechend geschnittene Farbglasfilter angebracht und der vorher bearbeitete Lichtleiter wird in der Senkrechten direkt über dem Glas positioniert, wodurch eine bestmögliche Einkopplung erreicht wird.The use of light guides not only enables a compact one Construction of the measuring device, but also a considerable saving on the receiver side, since it was previously necessary to assign a receiver to each light source. A Another significant advantage is that the supply of the from the light source emitted light to the input optig takes place with extremely low losses. For this, the appropriate coupling of the light into the light guide is important, as well as the corresponding choice of entrance optics. Building this part of the The invention is illustrated by FIG. The light emitting diodes are afterwards inserted into an internally mirrored reflector 26. Above the reflector 26 is the appropriately cut colored glass filter attached and the previously processed one The light guide is positioned vertically directly above the glass, creating a the best possible coupling is achieved.
Die gesuchte Konzentration einer Lösung ist linear proportional der Extinktion und die Transmission ist wiederumn linear abhängig vom angezeigten Meßwert des Photometers. Jedem Wert der Transmission läßt sich ein Wert der Extinktion zuordnen, wobei die Stufen zweckmäßigerseise in 0,1-%- Schritten zugeordnet werden. Gemäß der Erfindung werden diese Werte einem zugreifbaren elektronischen Speicherelement zugeführt und gespeichert.The desired concentration of a solution is linearly proportional to Absorbance and transmission are again linearly dependent on the measured value displayed of the photometer. A value of the extinction can be assigned to each value of the transmission, The levels are expediently assigned in 0.1% steps. According to According to the invention, these values are made available to an accessible electronic storage element fed and stored.
Anhand der Figur 4 wird diese vorteilhafte Methode näher erläutert.This advantageous method is explained in more detail with reference to FIG.
In den Strahlengang wird ein Graufilter eingebracht, der in jeder spektralen Wellenlänge eine definierte Absorption hervorruft. Auf der Anzeige des Gerätes erscheint daher ein geminderter Wert der Transmission. Dieser Wert entspricht für die Bestimmung Nickel auf der (mg/l)-Skala z.B. dem Wert 1,00, für Mangan 1,25. Stellt man die Verstärkung des Gerätebausteins 18 auf den jeweiligen Wert, so ist damit die Extinktionsskala in mg/l geeicht. Wird nunmehr der Dezimalpunkt an die richtige Stelle verschoben, so wid eine direkte Ablesung ermöglicht.A neutral density filter is inserted into the beam path, which is used in each spectral wavelength causes a defined absorption. On the display of the Device therefore appears to have a reduced transmission value. This value corresponds to for the determination of nickel on the (mg / l) scale e.g. the value 1.00, for manganese 1.25. If the gain of the device module 18 is set to the respective value, then is so that the extinction scale is calibrated in mg / l. If the decimal point is now attached to the shifted to the correct position so that a direct reading is possible.
Der Abgleich wird daher wie folgt durchgeführt: a) Einbringung einer undurchsichtigen Scheibe in den Strahlengang, wobei der Nullpunkt, falls erforderlich, justiert werden kann; b) Nullprobe-Justierung der 100% Trnsmission oder Extinktion "0"; c) Für die Ablesung in mg/l wird der Graufilter in den Strahlengang gebracht, wobei die Nullprobe im Küvettenschacht verbleibt. Die Verstellung des Potentiometers erfolgt bis zur Ubereinstimmung mit dem bezogenen Wert und der Dezimalpunkt wird an die richtige Stelle positioniert.The comparison is therefore carried out as follows: a) Introduction of a opaque pane in the beam path, the zero point, if necessary, can be adjusted; b) Zero sample adjustment of 100% transmission or extinction "0"; c) For the reading in mg / l, the gray filter is placed in the beam path, whereby the blank sample remains in the cell compartment. Adjusting the potentiometer takes place until it agrees with the related value and the decimal point is positioned in the right place.
d) Die gefärbte Lösung wird direkt in mg/l abgelesen.d) The colored solution is read off directly in mg / l.
Die bezogenen Punkte werden empirisch ermittelt, indem für jede Bestimmung Punkt für Punkt eine Eichkurve erstellt wird. Der X-Wert entspricht für jede spektrale Wellenlänge einem Transmissionswert, dem durch die Eichkurve ein (mg/l)-Wert zugeordnet werden kann.The related points are determined empirically by adding for each determination A calibration curve is created point by point. The X value corresponds for each spectral Wavelength a transmission value to which a (mg / l) value is assigned by the calibration curve can be.
Der große Vorteil dieser Möglichkeit der Verstärkungseinstellung und Eichung besteht darin, daß Änderungen des Reagens durch Alterung oder durch eine veränderte Charge durch geringfügige Korrektur des bezogenen Wertes vollständig kompensiert werden kann.The great advantage of this possibility of gain adjustment and Calibration consists in the fact that changes in the reagent due to aging or due to a Completely changed batch due to minor correction of the related value can be compensated.
Mit der vorliegenden Erfindung werden eine Reihe Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht. So ist die Leistungsaufnahme der LichLquellen äußerst gering, so daß sich ein solches Gerät insbesondere für Felduntersuchungen eignet. Die äußerst geringe Bandbreite des Meßlichtes wird durch eine Mittel erreicht, in einer Güte, die sich nur mit dem Einsatz teuerer Interferenzfilter erzielen läßt, ohne daßdie Leuchtstärke bzw, Amplitude der Spektrallinie reduziert wird.With the present invention there are a number of advantages over reached the state of the art. The power consumption of the light sources is extremely high low, so that such a device is particularly suitable for field studies. The extremely small bandwidth of the measuring light is achieved by a means in a quality that can only be achieved with the use of expensive interference filters, without reducing the luminosity or amplitude of the spectral line.
Die Anzahl der Lichtempfänger konnte durch den Einsatz der Lichtleiter um 4 auf einen Empfänger reduziert werden.The number of light receivers could be increased through the use of the light guide reduced by 4 to one recipient.
Mit der Verwendung eines Graufilters wird eine "künstliche" Konzentration für diesen Graufilter erhalten. Wenn das Meßgerät mit einer klaren Lösung in der Küvette auf eine Nullkonzentration und einer bekannten gefärbten Standard-Konzentration eingestellt wird, läßt sich die "künstliche" Konzentration ermitteln.The use of a gray filter creates an "artificial" concentration obtained for this neutral density filter. If the meter shows a clear solution in the Set the cuvette to a zero concentration and a known colored standard concentration is set, the "artificial" concentration can be determined.
Die Verwendung eines Graufilters ergibt folgende Vorteile: a) Zur Justierung der Transmission oder Extinktion ist stets ein relativ konstanter Wert vorhanden; b) Der gleiche Graufilter kann für alle Wellenlängen verwendet werden, mit denen die Messungen durchgeführt werden sollen; c) Zusammen mit einer klaren Lösung oder destilliertem Wasser und der gefärbten Lösung, die sich aus der Verwendung eines Standards einer bekannten Konzentration der zu analysierenden Substanz ergibt, stehen drei Punkte zur Verfügung, um die Neigung der linearen Beziehung zwischen der Extinktion und der Transmission zu bestimmen.The use of a gray filter has the following advantages: a) Zur Adjustment of the transmission or extinction is always a relatively constant value available; b) The same neutral density filter can be used for all wavelengths, with which the measurements are to be carried out; c) Together with a clear Solution or distilled water and the colored solution resulting from use of a standard of a known concentration of the substance to be analyzed, there are three points available to show the slope of the linear relationship between to determine the absorbance and the transmission.
- Leerseite -- blank page -
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843418839 DE3418839A1 (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | Device for colorimetry/photometry |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843418839 DE3418839A1 (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | Device for colorimetry/photometry |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3418839A1 true DE3418839A1 (en) | 1985-11-21 |
Family
ID=6236431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843418839 Withdrawn DE3418839A1 (en) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | Device for colorimetry/photometry |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3418839A1 (en) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3430050A1 (en) * | 1984-08-16 | 1986-04-10 | Betz, Michael, Dr., 2300 Molfsee | Photometer for the analysis of aqueous media |
| DE3626373A1 (en) * | 1986-08-05 | 1988-02-18 | Fritz Kurandt | DEVICE FOR QUICK COLOR MEASUREMENT ON DIFFERENT SAMPLES |
| EP0303979A2 (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-22 | Pfeifer, Heidemarie | Apparatus for measuring physical and/or chemical variables of liquids or gases |
| DE3926881A1 (en) * | 1989-08-16 | 1991-02-21 | Ulrich Dr Schreiber | impulse-based spectral photometer for rapid cell changes - induced by light using polychromatic beam formed in photo-cable from multiple sources |
| DE4122988A1 (en) * | 1990-07-12 | 1992-01-16 | Alps Electric Co Ltd | AUTOMATIC WASHING OR CLEANING DEVICE |
| DE4120749A1 (en) * | 1990-08-14 | 1992-02-20 | Leipzig Tech Hochschule | Ascertaining spectral remission function at set point - using opto-electronic colour measuring head and LEDs as radiation transmitter |
| EP0480753A2 (en) * | 1990-10-12 | 1992-04-15 | Tytronics, Inc. | Optical analytical instrument and method |
| DE4103429A1 (en) * | 1991-02-05 | 1992-08-06 | Forschungsgesellschaft Fuer Dr | Photometer examining sample for colour, colouring, absorption reflection etc. - directs radiation from LED's onto sample with measurer intercepting reflected or transmitted light for evaluation in several spectral ranges |
| EP0522548A1 (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Eaton Corporation | Color sensor employing optical fiber bundles with varied diameters |
| DE4215165A1 (en) * | 1991-11-08 | 1993-06-03 | Tiltscher Helmut Prof Dr | Miniaturised raster scanning light source, e.g. for spectral photometer - sequentially activates two or more different sources in UV to IR region by electrical switching |
| DE4420260A1 (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-14 | Alfred Prof Dr Ing Leipertz | Determining colour components and colour saturation |
| DE4433305A1 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-04 | O K Tec Optik Keramik Technolo | Fibre-optic probe for measuring e.g. fluorescence, scattering or Raman effect in solid, liquid and gaseous material |
| DE19617009A1 (en) * | 1996-04-27 | 1997-11-06 | Roland Man Druckmasch | Photoelectric measuring device |
| EP0871025A1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-14 | VIPTRONIC SrL | Densitometric and spectrometric measurement method |
| US5963333A (en) * | 1996-09-12 | 1999-10-05 | Color Savvy Systems Limited | Color sensor |
| DE4427892C2 (en) * | 1993-08-09 | 2002-03-14 | Vickers Inc | Monitoring the degree of contamination of liquids |
| WO2003023499A2 (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Tecan Trading Ag | Optical device, system and use thereof |
| EP1528421A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-05-04 | Leica Microsystems (Schweiz) AG | Light-Emitting Diode Illumination System for an Optical Observation Device, In Particular a Stereomicroscope or Stereo Surgical Microscope |
| US7561329B2 (en) * | 2006-12-14 | 2009-07-14 | Cytyc Corporation | Illumination source for stained biological samples |
| EP2105718A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-09-30 | Maroche S.r.l. | High precision photodetector device |
| EP1549988B2 (en) † | 2002-10-08 | 2011-10-05 | Karl Kaps GmbH & Co KG | Illuminating device for an optical magnifying instrument and optical magnifying instrument |
| CN103983589A (en) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 中国农业大学 | Device and method for rapidly detecting heavy metal lead pollution in soil or water |
| CN112798235A (en) * | 2021-03-19 | 2021-05-14 | 武汉精测电子集团股份有限公司 | Method and device for detecting micro or miniature defects |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1908153A1 (en) * | 1968-02-21 | 1969-09-11 | Gen Electric | Fiber optic light guide system |
| DE1912481A1 (en) * | 1969-03-12 | 1970-10-01 | Oette Dr Med Habil Kurt | Fiber optic cable as a carrier of light of different wavelengths for light absorption and light transmission measuring devices |
| DE2838498C2 (en) * | 1978-09-04 | 1982-09-02 | Hoelzle & Chelius KG, 6078 Neu-Isenburg | Photoelectric measuring device |
-
1984
- 1984-05-21 DE DE19843418839 patent/DE3418839A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1908153A1 (en) * | 1968-02-21 | 1969-09-11 | Gen Electric | Fiber optic light guide system |
| DE1912481A1 (en) * | 1969-03-12 | 1970-10-01 | Oette Dr Med Habil Kurt | Fiber optic cable as a carrier of light of different wavelengths for light absorption and light transmission measuring devices |
| DE2838498C2 (en) * | 1978-09-04 | 1982-09-02 | Hoelzle & Chelius KG, 6078 Neu-Isenburg | Photoelectric measuring device |
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3430050A1 (en) * | 1984-08-16 | 1986-04-10 | Betz, Michael, Dr., 2300 Molfsee | Photometer for the analysis of aqueous media |
| DE3626373A1 (en) * | 1986-08-05 | 1988-02-18 | Fritz Kurandt | DEVICE FOR QUICK COLOR MEASUREMENT ON DIFFERENT SAMPLES |
| US4838697A (en) * | 1986-08-05 | 1989-06-13 | Fritz Kurandt | Apparatus for rapid colorimetry on different samples |
| EP0303979A2 (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-22 | Pfeifer, Heidemarie | Apparatus for measuring physical and/or chemical variables of liquids or gases |
| EP0303979A3 (en) * | 1987-08-17 | 1990-01-17 | Pfeifer, Heidemarie | Apparatus for measuring physical and/or chemical variables of liquids or gases |
| DE3926881A1 (en) * | 1989-08-16 | 1991-02-21 | Ulrich Dr Schreiber | impulse-based spectral photometer for rapid cell changes - induced by light using polychromatic beam formed in photo-cable from multiple sources |
| DE4122988A1 (en) * | 1990-07-12 | 1992-01-16 | Alps Electric Co Ltd | AUTOMATIC WASHING OR CLEANING DEVICE |
| DE4120749A1 (en) * | 1990-08-14 | 1992-02-20 | Leipzig Tech Hochschule | Ascertaining spectral remission function at set point - using opto-electronic colour measuring head and LEDs as radiation transmitter |
| EP0480753A2 (en) * | 1990-10-12 | 1992-04-15 | Tytronics, Inc. | Optical analytical instrument and method |
| EP0480753A3 (en) * | 1990-10-12 | 1992-12-30 | Tytronics, Inc. | Optical analytical instrument and method |
| DE4103429A1 (en) * | 1991-02-05 | 1992-08-06 | Forschungsgesellschaft Fuer Dr | Photometer examining sample for colour, colouring, absorption reflection etc. - directs radiation from LED's onto sample with measurer intercepting reflected or transmitted light for evaluation in several spectral ranges |
| EP0522548A1 (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Eaton Corporation | Color sensor employing optical fiber bundles with varied diameters |
| DE4215165A1 (en) * | 1991-11-08 | 1993-06-03 | Tiltscher Helmut Prof Dr | Miniaturised raster scanning light source, e.g. for spectral photometer - sequentially activates two or more different sources in UV to IR region by electrical switching |
| DE4427892C2 (en) * | 1993-08-09 | 2002-03-14 | Vickers Inc | Monitoring the degree of contamination of liquids |
| DE4420260C2 (en) * | 1994-06-10 | 1998-08-06 | Alfred Prof Dr Ing Leipertz | Method for determining color value components and color saturation |
| DE4420260A1 (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-14 | Alfred Prof Dr Ing Leipertz | Determining colour components and colour saturation |
| DE4433305A1 (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-04 | O K Tec Optik Keramik Technolo | Fibre-optic probe for measuring e.g. fluorescence, scattering or Raman effect in solid, liquid and gaseous material |
| DE19617009A1 (en) * | 1996-04-27 | 1997-11-06 | Roland Man Druckmasch | Photoelectric measuring device |
| DE19617009C2 (en) * | 1996-04-27 | 1999-05-20 | Roland Man Druckmasch | Photoelectric measuring device |
| US5963333A (en) * | 1996-09-12 | 1999-10-05 | Color Savvy Systems Limited | Color sensor |
| US6147761A (en) * | 1996-09-12 | 2000-11-14 | Color Savvy Systems Limited | Color sensor |
| EP0871025A1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-14 | VIPTRONIC SrL | Densitometric and spectrometric measurement method |
| WO2003023499A2 (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Tecan Trading Ag | Optical device, system and use thereof |
| WO2003023499A3 (en) * | 2001-09-12 | 2003-10-16 | Tecan Trading Ag | Optical device, system and use thereof |
| EP1549988B2 (en) † | 2002-10-08 | 2011-10-05 | Karl Kaps GmbH & Co KG | Illuminating device for an optical magnifying instrument and optical magnifying instrument |
| EP1528421A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-05-04 | Leica Microsystems (Schweiz) AG | Light-Emitting Diode Illumination System for an Optical Observation Device, In Particular a Stereomicroscope or Stereo Surgical Microscope |
| US7229202B2 (en) | 2003-08-28 | 2007-06-12 | Leica Microsystems (Schweiz) Ag | Light-emitting diode illumination system for an optical observation device, in particular a stereomicroscope or stereo surgical microscope |
| US7561329B2 (en) * | 2006-12-14 | 2009-07-14 | Cytyc Corporation | Illumination source for stained biological samples |
| EP2105718A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-09-30 | Maroche S.r.l. | High precision photodetector device |
| CN103983589A (en) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 中国农业大学 | Device and method for rapidly detecting heavy metal lead pollution in soil or water |
| CN112798235A (en) * | 2021-03-19 | 2021-05-14 | 武汉精测电子集团股份有限公司 | Method and device for detecting micro or miniature defects |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3418839A1 (en) | Device for colorimetry/photometry | |
| DE2049716C3 (en) | Method and device for measuring absorption in blood | |
| DE2658239C3 (en) | Device for the detection of defects in a pattern or a template | |
| DE2901738A1 (en) | SPECTRAL PHOTOMETER | |
| EP0154875A2 (en) | Device for the determination of the diffuse surface reflection of a sample of small dimensions | |
| WO2001063253A1 (en) | Optical measuring system | |
| EP0472899B1 (en) | Photometrical measuring device | |
| EP0244721A2 (en) | Method and system for optical transmission measurement | |
| EP1565725A2 (en) | Resonator-amplified absorption spectrometer comprising an incoherent radiation source | |
| DE112011103545T5 (en) | Method and device for diagnosing plant growth conditions | |
| GB1529286A (en) | Apparatus for contour plotting the total luminescence spectrum of a sample | |
| DE3206407A1 (en) | Apparatus for the quantitative detection of biochemical reactions | |
| DE19509822C2 (en) | Oil concentration measuring device | |
| DE2838498C2 (en) | Photoelectric measuring device | |
| EP1064543B1 (en) | Thin-layer chromatography apparatus | |
| EP0548027B1 (en) | Apparatus for spectro photometric analysis | |
| DE4420260C2 (en) | Method for determining color value components and color saturation | |
| DE112021005257T5 (en) | OPTICAL ABSORPTION SPECTROMETER, OPTICAL COMPONENT AND METHOD FOR OPTICAL ABSORBANCE SPECTROMETRY | |
| DE4325529A1 (en) | Device for determining the concentration of substances in the blood | |
| DE19602145C2 (en) | Optical measuring method for determining the bio- or chemiluminescence of a sample, in particular as part of the luminous bacteria test and device for carrying out the method | |
| DE2728951C2 (en) | Device for automatic colorimetric liquid titration | |
| DE2813908A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SPECTRAL PHOTOMETRIC COLOR DETERMINATION | |
| EP0871025A1 (en) | Densitometric and spectrometric measurement method | |
| DE4103429A1 (en) | Photometer examining sample for colour, colouring, absorption reflection etc. - directs radiation from LED's onto sample with measurer intercepting reflected or transmitted light for evaluation in several spectral ranges | |
| DE19736844A1 (en) | Colorimetry device for surfaces or transmitted or reflected radiation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |