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Photometer Für die Messung kleiner Lichtstärken sind verschiedene
Photometerkonstruktionen bekannt. Insbesondere für die absolute Messung der Lichtstärke
von sehr kleinen Glühlämpchen oder von Scheinwerfern auf große Entfernung bediente
man sich im allgemeinen sog. Sternphotometer, die jedoch durchweg geringe Genauigkeit
aufweisen. Eine genauere Messung gestattete erstmalig die Photometeranordnung nach
Geh 1 hoff und Schering, jedoch wird für viele Fälle der dort nötige Aufwand als
zu groß empfunden.
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Vor allen Dingen ist für Laboratorien usw. der Anschaffungspreis zu
erheblich durch den dabei verwendeten Lummer - Brodhunschen Würfel und die zwei
Nikols.
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Es ist auch ein Photometer bekannt, bei dem das Vergleichsfeld aus
einer teilweise verspiegelten Fläche, insbesondere einer Linse, besteht und wobei
die Abbildung von Vergleichs- und Meßlichtquelle in die Augenpupille erfolgt. Jedoch
wird bei dieser Einrichtung nicht das Prinzip der Autokollimation angewendet. Dadurch
sind die notwendigen Baulängen ungefähr doppelt so groß wie beim Gegenstand der
Erfindung, und zudem ist durch die bisher notwendige Ablenkung des Hauptstrahlenganges
unter einem rechten Winkel aus der Visierlinie weiterhin eine sehr große seitliche
Entladung wie auch ein die Benutzung sehr erschwerender Aufbau vorhanden.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß bei einem Photometer
mit photometrischem Vergleichsfeld, das aus einer teilweise verspiegelten Fläche,
insbesondere einer Linse, besteht, und wobei die Abbildung von Vergleichs- und Meßlichtquelle
in die Augenpupille erfolgt, der Kunstgriff der Autokollimation in der Weise angewendet
wird, daß die Abbildung von Vergleichslichtquelle und Meßlichtquelle auf das Auge
durch ein und dieselbe teilverspiegelte Linse bewirkt wird und daß das reflektierte
Licht die den beiden Strahlengängen gemeinsame Abbildungslinse zweimal durchläuft.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieser Erfindung wird als photometrisches
Vergleichsfeld eine ebene teilweise ver-spiegelte optische Fläche, insbesondere
eine planparallele Platte, verwendet. Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht
darin, daß verschiedene austauschbare Fernrohrlinsen unterschiedlicher Brennweite
vor der Linse mit dem photometrischen Vergleichsfeld vorgesehen sind.
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In Fig. I ist eine Linse mit photometrischem Vergleichsfeld dargestellt.
Die Linse
ist eine Plankonvexlinse, die bei a teilweise mit einer
reflektierenden Schicht versehen ist.
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In Fig. 2 ist dargestellt, wie man statt dessen auch eine optische
Fläche, speziell eine planparallele Platte, die teilweise verspiegelt ist, in den
Strahlengang an der Stelle bringen kann, wo die Lichtstrahlen parallel laufen.
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Fig. 3 stellt schematisch eine Möglichkeit des Aufbaus des Photometers
gemäß der Erfindung dar. 01 ist ein Fernrohrobjektiv, °2 dahinter ebenfalls ein
solches von beispielsweise anderer Brennweite. Im Brennpunkt von Oi außen befindet
sich die Meßlichtquelle L. Diese wird durch die beiden Systeme öi und 02 im Brennpunkt
F2 des Systems 04 in die Augenpupille des Beobachters abgebildet. Zwischen 0, und
0 haben wir also parallelen Strahlengang. Das System 0- ist im Ausführungsbeispiel
achromatisch und plankonvex mit der planen Seite nach dem System Öi gekehrt, die
Linse O-auf der planen Seite teilweise mit einer reflektierenden, lichtundurchlässigen
Schicht versehen, z. B. versilbert oder platiniert.
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Vorteilhaft werden ein zentraler kreisrunder Fleck und ein peripherer
Ring versilbert.
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Seitlich am Fernrohrarm in einem Tubus sind die Vergleichslichtquelle
L, eine auswechselbare Blende B mit Milchglasscheibe und die Linse °s untergebracht.
Die Milchglasscheibe wird von der Lichtquelle L2 durch die Linse 03 mit ungefähr
parallelem Licht beleuchtet. Über eine Spiegelanordnung, z.B. ein total reflektierendes
Prisma P, gelangt von der Vergleichslichtquelle L2 ein Strahlenkegel auf die Linse
02 und wird an den reflektierenden Zonen derselben zurückgeworfen und im selben,
aber durch geringe Neigung der Linse °2 etwas verschwenkten Strahlengang ebenfalls
in F.2 in die Augenpupille abgebildet. Die Blende B befindet sich also im Brennpunkt
von 02. Der Strahlengang °2, F2 ist fest eingestellt, während die Linse 01 vorteilhaft
austauschbar und etwas verschieblich und zu diesemrZwecke mit einem Einstelltubus
mit Trieb versehen ist.
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Auf diese Weise gelingt es, mit einem Satz von Linsen öi Lichtquellen
jeder Entfernung ohne größere Einstelltubuslängen zu photometrieren. Für den Spezialfall,
daß praktisch unendlich weit entfernte Lichtquellen gemessen werden sollen, wie
bei Schering und Gehlhoff, fällt dann O ganz fort.
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Das Auge in F2 hinter einer Lochblende sieht also die Öffnung der
Linse °2 erleuchtet, und zwar die reflektierenden Zonen im Lichte der Vergleichslichtquelle
L2, die anderen im Lichte der Meßlichtquelle La. Durch Variation der Helligkeit
der Vergleichslichtquelle L2 wird auf gleiche Helligkeit der Felder eingestellt.
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Zur Variation der Helligkeit der Vergleichslichtquelle L2 kann man
in bekannter Weise ein Paar Nikolsche Prismen oder Graufilter verwenden. Es kann
auch zur Vereinfachung und Verbilligung des Gerätes ein geeichter Graulçeil verwendet
werden, der zweckmäßig in Form einer runden Scheibe vor der spaltförmig ausgebildeten
Blende ' vorbeigedreht wird.
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Ferner kann in bekannter Weise eine meßbare Variation des Vergleichslichtes
auch durch eine Spannungsänderung an der Glühlampe L2 so erfolgen, daß die Lichtstärke
der Meßlichtquelle gemessen wird durch einen Gleichstrom der Vergleichslichtquelle.
Diese Methode ist speziell für einen bekannten Verwendungszweck erfolgreich anzuwenden
nämlich die Messung von Hochfrequenzströmen, die kleine Glühlämpchen zum Aufleuchten
bringen. Die Strom-Lichtstrom-Charakteristiken können bei beiden Lampen d. h. der
zu messenden, mit Hochfrequenz betriebenen und der Vergleichslampe, ungefähr gleich
verlaufen. Es gelingt so, die Hochfrequenzströme mittels eines veränderbaren Widerstandes
im Gleichstromkreis der Vergleichslichtquelle zu messen.
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In Fig. 4 ist eine praktische Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Bei F ist hier noch eine Blende bzw. ein Okular angebracht. Erstere dient der Ausblendung
eines definierten Bildfeldes und der Abhaltung von -falschem Licht, letzteres erleichtert
die Einstellung des Instrumentes auf die Meßlicht quelle vor der eigentlichen Messung.
Die Vergleichslichtquelle L sowie die zugehörige Blende B und der geeichte Grankeil
sind im Tubus T untergebracht. °1 ist die verschiebliche und auswechselbare Objektivlinse.
Ein derartig gebautes Photometer weist alsdann eine Leistungsfähigkeit auf, die
sehr hoch getriebes werden kann. So ist es möglich, bei einer Brennweite von 80
cm für Oi und Ao cm für 01 noch Lichtstärken bis herab zu 2 io-5 HK zu messen.
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Dank der einfachen erfindungsgemäßen Anwendung der teilweise - verspiegelten
Fernrohrlinsen als photometrisches Verbleichsfeld lassen sich wesentlich - größere
Brennweiten benutzen als mit bekannten Konstruktionen, so daß weit kleinere Lichtstärken
noch gemessen werden können. Der Bereich nach oben ist beliebig ausdehnbar.
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Die Anwendungsmöglichkeiten des Photometers sind noch wesentlich
größer als nur gerade die Photometrierung sehr Kleiner Lichtquellen oder starker
in großer Entfernung. Auf die Verwendung zur Messung von Hochfrequenzströmen ist
oben schon hingewiesen worden. Hierfür ist noch besonders für Kurzwellen wichtig
zu erwähnen, daß
man dann mit der Apparatur genügend weit weggehen
kann, so daß keinerlei kapazitive Beeinflussungen auftreten.
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Besonders vorteilhaft ist das Photometer bei der Bestimmung hoher
Temperaturen noch anzuwenden. Bei der Pyrometrie sehr kleiner oder dünndrähtiger
Glühkörper in abgeschlossenen Gefäßen (z. B. Glühlampen) werden Glühfadenpyrometer,
wie das Holborn-Kurlbaum-Pyrometer, unbrauchbar, da man bei gefordertem oder noch
mechanisch.möglichem Objektivabstand die Augenpupillen nicht mehr erfüllen kann
oder zwecks Erfüllung dieser Forderung die Vergrößerung nicht mehr groß genug machen
kann, damit das Bild auf der Netzhaut des Auges ausgedehnt genug ist. In diesem
Falle ist das vorliegende Instrument besonders geeignet.
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Auch für die Pyrometrie großer leuchtender Flächen, z. B. Heizöfen,
läßt es sich ohne weiteres in Temperaturen eichen für eine gegebene Blende am Ort
der Augenpupille ader eine gegebene Größe der Leuchtfläche, so daß die Größe der
Lichtquelle selbst nicht mehr eingeht. Das Fenster zum Ofen läßt sich hier noch
bedeutend enger machen, als es beim Holborn-Kurlbaum-Pyrometer nötig ist. Für den
Gebrauch als Pyrometer ist noch zu bemerken, daß durch Wahl einer geeigneten Vorsatzlinse
°1 das Photometer erfindungsgemäß ohne weiteres als normales Pyrometer nach Holborn-Kurlbaum
zu benutzen ist. Vorzugsweise kann man hierzu die Blende B2 entfernen und die Vergleichslichtquelle
L2, die vorteilhaft als kleine halbe Wendel ausgebildet wird, etwas an den Ort B
heran verschieben. Es ist auch möglich, von vornherein die kleine Glühwendel als
Vergleichslichtquelle zu benutzen. Besonders günstig ist es, aus einer bügelförmigen
.Pyrometerlampe mit oder ohne Zusatzabbildung ein kleines Stück auszublenden. Die
Gesichtsfeldblende in P2 wird dann in jedem Fall ersetzt durch ein normales Fernrohrokular,
das auch beim Photometrieren zur Einstellung zunächst benötigt wird.