JPS6147373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円周上に等しい角度で配置された多
数のサンプルを有するサンプル車、円周上に等し
い角度で配置された多数のフイルタを有するフイ
ルタ車および駆動装置を有し、この駆動装置がサ
ンプル車およびフイルタ車を、それぞれ軸線方向
に延びる軸上で回転させ、かつサンプル車のサン
プルを順次にフイルタ車の交換フイルタと一緒に
光度測定装置の光学系光路中へ搬送する多色光度
計に関する。

この種の光度計は、「アメリカンラボラトリ
ー」誌（“Amelican Laboratory”1979年２月
号、19〜28頁）から公知である。このサンプル車
は、遠心力型でありかつ、サンプル車のキユベツ
ト中に装填されたサンプルがキユベツトの半径方
向外側部分を遠心力により完全に充填する回転数
を有するモーターにより駆動される。フイルタ車
は、別個のモーターにより、マイクロコンピユー
タの所定のプログラムに相応に調節される。

公知の光度計を使用し、サンプルが順次に、フ
イルタにより特定の異なつた光波長で試験される
ことができる。しかしながら、多数の用途におい
て、この試験ができるだけわずかな時間で実施さ
れることになる。西ドイツ国特許公開明細書第
2740724号からは、この条件を、サンプルから出
射する光をスリツト絞りを使用しそのスペクトル
成分に分解しかつ同時にその強度を多数の光検出
装置で測定することにより考慮した多色光度計が
公知である。しかしながら、スペクトル成分の迅
速な測定の利点が、光検出装置側に相対的に大き
い費用をかけて得られる。

本発明の課題は、多数のサンプルを連続的に試
験するために備えられた多色光度計において、相
対的にわずかな構造費用で、サンプルを多数の異
なる光波長で試験するための時間消費が低減され
ることができる方法を得ることである。

この課題は、前記に詳述する光度計から出発
し、駆動装置がサンプル車並びにフイルタ車を定
速もしくは歩進的に連続的に回転させ、サンプル
車の角速度ないしは１歩進当たり角度対フイルタ
車の角速度ないしは１歩進当たり角度の比が、フ
イルタの数対サンプルの数の比と等しく、かつサ
ンプルの数およびフイルタの数が整数の公約数を
有せざることにより解決される。

この作動方法で、それぞれのサンプルが１つの
周期の経過中にそれぞれのフイルタで１回光度測
定装置の光路中で正確に被覆されることになる。
種々のサンプルとフイルタとの組合せの数から得
られる周期は、サンプル車およびフイルタ車がサ
ンプル間の空間を経て運動する時間により実際に
はまつたく左右されない。

サンプル車とフイルタ車は、それらの回転運動
が周期に同調して経過することが保証される限り
別々のモーターにより駆動されることができる。
このことは、最も簡単な電気的なステツプモータ
ーで達せられることができる。しかしながら、有
利な実施例の場合、サンプル車とフイルタ車とが
機械的な伝動装置を経て相互に固定結合されかつ
１つの共通のモーターにより駆動されるように配
慮される。この伝動装置は、所要の定角度の同調
が得られる。モーターの場合、再び電気的なステ
ツプモーターが挙げられる。

相対的に簡単な伝動構造が得られるのは、モー
ターがフイルタ車を直接に駆動しかつ伝動装置が
フイルタ車およびサンプル車間に接続されている
場合である。伝動歯車の直径は相対的に大であ
る。他方、伝動歯車が光度測定装置の光路中へ突
出してはならないとともに、フイルタ車およびな
かんずくサンプル車の直径は、旋回する際に生じ
る遠心力のため、余りに大きい直径を有するべき
ではない。

この条件に十分な実施例において、伝動装置
が、駆動軸、従動軸および、伝動歯車を経て駆動
軸とおよび伝動ベルトを経て従動軸と固定結合さ
れた中間軸を有する。伝動歯車は、駆動軸に固定
された歯車およびそれと噛合う、中間軸に固定さ
れた歯車だけを包含する。有利に歯付きベルト伝
動装置が挙げられるベルト伝動装置は、フイルタ
車がサンプル車と一緒に測定装置の光路中へ突入
すべき場合、従動軸の隣接位置に存在する必要が
ある駆動軸を難点なく通過することができる。有
利に、ベルト伝動装置は１：１の伝動比を有す
る。

中間軸を有する前述のベルト伝動装置は、この
伝動装置が歯車伝動装置として形成され、光度測
定装置の光路中へ入るその単数ないしは複数の歯
車が、サンプル車のサンプルないしはフイルタ車
のフイルタと一緒に光路中に存在する位置に光透
過孔を有する場合は不要である。歯車の軸周りの
円周に配置された光透過孔の数がわずかである場
合、難点が生じない。しかしながら、光透過孔の
数を増大させると、光透過孔間の材料断面積がわ
ずかになり、その結果歯車の強度がそれにより損
なわれることがある。従つて有利な実施例の場
合、光透過孔の平面に中間像を生じる光学系を有
する光度測定装置が使用される。中間結像するこ
とにより、光透過孔の直径が極めて縮小され、そ
の結果また多数の光透過孔を、歯車の機械的特性
を損傷ることなく隣接して配置することができ
る。この伝動装置は、その最も簡単な実施例の場
合、光度測定装置の光軸に平行に旋回する２つの
軸を有し、それらの１方がサンプル車並びに第１
の歯車を支持し、かつ他方がフイルタ車並びに、
第１の歯車と噛合う第２の歯車を支持する。一般
にフイルタよりも多数のサンプルが備えられてい
るので、有利に透過孔が第１の歯車に備えられて
いる。

有利に、サンプル車およびフイルタ車の旋回軸
が垂直方向に延び、その場合、サンプル車が、フ
イルタ車の上方に配置されかつこうしてフイルタ
車により阻止されずにサンプルとともに送られる
ことができる。

サンプルおよびフイルタの組合せを割出す最も
簡単な方法は、サンプル車およびフイルタ車にそ
れぞれ１つの、それぞれの周期の回転数を数える
計数装置を配置することである。これらの計数装
置では、それらの最高計数容量がサンプルないし
はフイルタの数と同ぞである電気計数装置が挙げ
られる。

光路中に配置された、光度測定装置の受光装置
の出力信号は、大体において、光源のスペクトル
放射特性、それぞれのフイルタの透過度およびそ
の個有のスペクトル感度特性に関連する。しかし
ながら受光装置は、測定誤差をできるだけ小さく
止めるべきならば、測定時に維持すべき制限され
た動作範囲だけを有する。受光装置が不断にその
動作範囲内で作動することを保証するため、光度
測定装置が有利に光源としてフラツシユランプを
有し、これが制御可能な出力の電源から給電さ
れ、その場合制御装置が電源の出力をフイルタ車
の回転位置との関連において調節する。

制御装置は、フイルタ車のそれぞれのフイルタ
に１つの調節部材を有することができ、この部材
で、フイルタにそれぞれ関連する電源の出力が調
節されることができる。しかしながら、フラツシ
ユランプの寿命期間内でその特性が変動すること
があり、その結果調節部材が新たに調節されなけ
ればならなかつた。調節工程を自動化するため、
サンプルを透過する前の光の強度を測定する参照
チヤンネルを有する光度測定装置において、制御
装置がフイルタ車のそれぞれのフイルタに対応し
て電源の出力を決める信号を記憶している目標値
記憶装置を有するように配慮されている。この目
標値信号が、光度計が作動開始した際にフイルタ
車の第１の１回転中に記憶される。

以下に、本発明による装置を図面実施例につき
詳説する。

第１図は、その下面から、案内部材５を有する
枠３が大体において垂直に下方へ突出する、大体
において水平なベースプレート１を示す。案内部
材５には、光学ベンチの方法によりフラツシユ光
源７並びに２つのレンズ支持部材９，１１が相対
的に相互に調節可能に支持されている。レンズ支
持部材９はコンデンサレンズ１３，１５を支持す
るとともに、レンズ支持部材１１が集束レンズ１
７を有し、このレンズが、コンデンサレンズ１
３，１５から入射する平行な光束をベースプレー
ト１１の上方にある位置に集束される。この光束
が、ベースプレート１ないしはそれに接続された
伝動装置ケーシング２３の孔１９，２１を通過し
かつ、光軸に配置された光検出装置２５により吸
収される。ベースプレート１の上方に配置された
光束分配装置２７が、１部分の光束を参照光検出
装置２９へ屈折させる。集光レンズ１７の焦点面
に、垂直軸周りで旋回可能なサンプル車３１が配
置され、これが、同じ角距離で相互に中心円に配
置された、試験すべきサンプルのキユベツト３３
を支持する。さらに、レンズ支持部材９および１
１間の水平面に、垂直軸周りで旋回可能なフイル
タ車３５が配置され、これが、その旋回軸周りの
中心円に、それぞれ異なる透過波長を有する多数
のフイルタ３７を支持する。フイルタ３７は、同
じ角距離を相互に有する。従つてキユベツト３３
のサンプルが、フイルタ３５の位置に相応に種々
の光波長で光度測定されることができる。この場
合、光検出装置２５が、サンプルを透過した後の
光強度に比例する信号を生じる。一般に、サンプ
ルへ入射する前の光強度に比例する参照光検出装
置２９の信号が、光源の強度変動を消去するため
に使用される。

サンプル車３１は、伝動装置３９を経て旋回角
不変にフイルタ車３５と連結されている。フイル
タ車３５と、連結部材４１を経て直接に連結され
た電気モーター４３が、フイルタ車３５とサンプ
ル車３１とを一定の回転数で駆動する。サンプル
車３１の回転数または角速度もしくは１歩進当た
り角度対フイルタ車３５の回転数または角速度も
しくは１歩進当たり角度の比は、フイルタ車３５
のフイルタ３７の数対サンプル車３１のキユベツ
トの数の比と同じに選択されている。さらに、キ
ユベツト３３の数とフイルタ３７の数とは、これ
らの数が整数の公約数を有せざるように選択され
る。例えば、サンプル車３１は、同じ角距離で旋
回軸周りの円周に配置された25個のキユベツトを
有するとともに、フイルタ車３５は、同じ角距離
でフイルタ車の旋回軸周りの円周に配置された９
個の異なるフイルタを有することができる。それ
とともに伝動装置３９は、25：９の伝動比を有す
る必要があり、それによりサンプル車３１は、例
えば、フイルタ車３５が毎分1000回転の回転数で
駆動された場合、毎分360回転の回転数で旋回す
る。サンプル車３１およびフイルタ車３５が旋回
する過程で、それぞれのキユベツト３３とそれぞ
れのフイルタ３７とが光度計の光路中で重ねられ
る。

フイルタ車３５は、伝動装置ケーシング２３の
内部でピニオン４７が固定される、伝動装置３９
の駆動軸４５へ楔止めされている。ピニオン４７
は、中間軸５１の歯車４９と噛合う。中間軸５１
は、駆動軸４５の、光度計の光路におけると反対
の側面に駆動軸４５と軸平行に伝動装置ケーシン
グ２３中に取付けられている。サンプル車３１
は、従動軸５３に旋回不能に固定され、この従動
軸が歯付きベルト５５を経て中間軸５１から駆動
される。歯付きベルト５５は、従動軸５３ないし
は中間軸５１の等直径の歯付きベルトプーリ５７
ないしは５９を経て回転する。従動軸５３は、そ
れと軸平行に延びる駆動軸４５ないしは中間軸５
１と同様にそれぞれ２つのころがり軸承６１ない
しは６３に軸支されている。さらにそれぞれの軸
に、軸承の軸方向遊びを平衡化するための圧縮バ
ネ６５が固定されている。

フラツシユ光源７の作動とサンプル車３１の旋
回位置とを同調させるため、サンプル車３１の半
径方向に外方に突出するフランジ６７中に孔６９
が備えられ、この孔が光遮蔽装置７１により走査
される。フラツシユ光源７は、キユベツト３３が
フイルタ３７と一緒に光度計の光路中に存在する
場合に解除される。

第２図は光度計の回路図を示し、その場合第１
図の同効の部材が同じ記号で表わされている。こ
れら部材を詳述するため、第１図の記載を引用す
る。サンプル車３１のキユベツトを透過した後の
フラツシユ光源７の光の強度に比例する光検出装
置２５の出力信号は、対数差分増巾器７３に供給
され、この増巾器がこの出力信号を対数化しかつ
その後に同じく対数化された、参照光検出装置２
９の信号だけ低減させる。対数差分増巾装置７３
の出力信号が、制御回路７５を経て表示装置７７
に供給される。それにより、表示装置７７がサン
プルの吸光度を表示する。サンプル車３１および
フイルタ車３５には、それぞれ１つの、接触せず
に作動するセンサ７９ないしは８１が配置され、
このセンサが、サンプル車３１ないしはフイルタ
車３５の１回転当りそれぞれ１つのインパルスを
制御回路７５へ供給する。制御回路７５は詳示せ
ざる計数装置を含有し、その最高計数容量がキユ
ベツトないしはフイルタの数と同じである。サン
プル車３１およびフイルタ車３５に配置された計
数装置の計数内容が、測定結果を、それぞれのサ
ンプルと種々のフイルタとの組合せに関連させる
ことを許容する。フラツシユ光源７には、電源制
御回路８３を経て高電圧で給電される。電源制御
回路８３は、フイルタ車３５の位置と関連し制御
回路７５を経て、光検出装置２５，２９の位置に
入る光の強度が異なるフイルタにより変動する減
光度にもかかわらず光検出装置２５，２９の動作
範囲にあるように制御される。制御回路７５がそ
れぞれのフイルタに対し調節ユニツトを有し、こ
の調節ユニツトにより、電源制御回路８３からそ
の都度供給すべき電力が調節されることができ
る。選択的に制御回路７５は、光検出装置２９と
接続された目標値記憶装置を有することができ、
この装置中へ、サンプルを回転させ光度計を作動
開始せる際に光検出装置２９の出力信号に相応す
る信号が入力されることができる。引続く測定作
動で、この記憶された信号が電源制御回路８３か
ら供給すべき出力を決める。フラツシユ光源７の
点灯時点が、光遮蔽装置７１および制御回路７５
を経て解除されるトリガ回路８５により制御され
る。モーター４３の回転数が回転数制御装置８７
を使用し不変に維持される。

第３図は、第２図による回路と一緒に作動され
ることができる多色光度計の第２の実施例の構造
を示す。この光度計は、垂直軸周りで旋回可能な
２つの軸１０３，１０５が取付けられたケーシン
グ１０１を包含する。軸１０３は、そのケーシン
グ１０１から上方へ突出する終端部にサンプル車
１０７および、その軸方向に取付けられた２つの
軸承１０９，１１１間に歯車１１３を有する。こ
の歯車１１３が歯車１１５と噛合い、この歯車１
１５が、同じく軸方向に取付けられた２つの軸承
１１７，１１９間で他の軸１０５に固定されてい
る。軸１０５は、その下方へ突出する終端部にフ
イルタ車１２１を有し、かつ伝動かさ歯車１２３
を経て電気モーター１２５と結合されている。サ
ンプル車１０７は、その回転軸周りの円周に同じ
角距離で配置されたキユベツト１２７を有すると
ともに、フイルタ車１２１は、その回転軸周りの
円周に同じ角距離で配置されたフイルタ１２９を
有する。歯車１１３，１１５から形成された伝動
装置の減速比は、第１図による光度計の伝動装置
３９の減減速比に相応に分配されている。

ケーシング１の室１３１中にフラツシユランプ
１３３が配置されている。ケーシング固定のコン
デンサレンズ１３５が、フイルタ１２９を、絞り
孔１３７から出射するフラツシユランプ１３３の
光束で照射する。光度測定装置の光路が軸１０
３，１０５間に延びかつ歯車１１３により被覆さ
れているので、サンプル車１０７のキユベツト１
２７の位置と一致する歯車１１３の位置に孔１３
９が備えられ、これにより光束が通過することが
できる。孔１３９の直径をできるだけ小さく維持
するため、集束レンズ１４１が中間像を歯車１１
３の平面に生じる。この中間像を、対物レンズ１
４３が、サンプル車１０７のキユベツト１２７の
平面内のもう１つの中間像へ結像させる。屈折プ
リズムまたは屈折ミラー１４５が光路をもう１つ
の対物レンズ１４７へ屈折させ、この対物レンズ
が光検出装置１４９の測定面を照射する。孔１３
９および対物レンズ１４３間に配置された光束分
配装置１５１が、１部分の光束を第３図の図示平
面に直角に、図示せざる参照光検出装置へ屈折さ
せる。屈折ミラー１４５、対物レンズ１４７およ
び光検出装置１４９がヘツド１５３に取付けら
れ、このヘツド自体が、軸１０３，１０５に平行
に延びる軸１５５に、ケーシング１０１に旋回可
能に取付けられている。ヘツド１５３には、他の
複数の光検出装置が、付属する屈折ミラーおよび
付属する対物レンズと一緒に取付けられてよく、
これらはヘツドを旋回させることにより光路中へ
入れられることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の１実施例を示す縦
断面図、第２図は第１図の装置の電気的構造を示
すブロツク回路図、第３図は本発明による装置の
他の実施例を示す縦断面図である。 １……ベースプレート、５……案内部材、７…
…フラツシユ光源、９，１１……レンズ支持部
材、１３，１５……コンンデンサレンズ、１７…
…集束レンズ、２３……伝動装置ケーシング、２
５……光検出装置、２７……光束分配装置、２９
……参照光検出装置、３１……サンプル車、３３
……キユベツト、３５……フイルタ車、３７……
フイルタ、３９……伝動装置、４３……電気モー
ター、４５……駆動軸、４７……ピニオン、４９
……中間軸の歯車、５１……中間軸、５３……従
動軸、５５……歯付きベルト、５７，５９……歯
付きベルトプーリ、６７……サンプル車のフラン
ジ、７１……光遮蔽装置、７３……対数差分増巾
器、７５……制御回路、７７……表示装置、７
９，８１……センサ、８３……電源制御回路、８
５……トリガ回路、８７……回転数制御装置、１
０１……ケーシング、１０３，１０５……回転
軸、１０７……サンプル車、１１３，１１５……
歯車、１２１……フイルタ車、１２３……伝動か
さ歯車、１２５……電気モーター、１２７……キ
ユベツト、１２９……フイルタ、１３３……フラ
ツシユ光源、１３５……コンデンサレンズ、１３
７……絞り孔、１４１……集束レンズ、１４３…
…対物レンズ、１４５……屈折プリズムまたはミ
ラー、１４７……対物レンズ、１４９……光検出
装置、１５１……光束分配装置、１５３……ヘツ
ド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円周上に等しい角度で配置された多数のサン
   プルを有するサンプル車、円周上に等しい角度で
   配置された多数のフイルタを有するフイルタ車お
   よび駆動装置を有し、この駆動装置が、サンプル
   車およびフイルタ車を、それぞれ軸線方向に延び
   る軸上で回転させ、かつサンプル車のサンプルを
   順次にフイルタ車の交換フイルタと一緒に光度測
   定装置の光学系光路中へ搬送する装置において、
   駆動装置３９，４３；１２５がサンプル車３１；
   １０７並びにフイルタ車３５；１２１を定速もし
   くは歩進的に連続的に回転させ、サンプル車３
   １；１０７の角速度ないしは１歩進当たり角度対
   フイルタ車３５；１２１の角速度ないしは１歩進
   当たり角度の比が、フイルタ３７；１２９の数対
   サンプル３３；１２７の数の比と等しく、かつサ
   ンプル３３；１２７の数およびフイルタ３７；１
   ２９の数が整数の公約数を有せざることを特徴と
   する多色光度計。 ２ サンブル車３１；１０７およびフイルタ車３
   ５；１２１が、機械的な伝動装置３９；１１３；
   １１５を経て固定結合されかつ共通のモーター４
   ３；１２５により駆動されることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の多色光度計。 ３ モーター４３；１２５がフイルタ車３５；１
   ２１を駆動し、かつ伝動装置３９；１１３；１１
   ５がフイルタ車３５；１２１およびサンプル車３
   １；１０７間に接続されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第２項記載の多色光度計。 ４ 伝動装置３９が、駆動軸４５、従動軸５３お
   よび、歯車伝動装置４７，４９を経て駆動軸４５
   に、かつベルト伝動装置５５を経て従動軸５３に
   固定結合された中間軸５１を有することを特徴と
   する、特許請求の範囲第２項記載の多色光度計。 ５ 歯車伝動装置４７，４９が、駆動軸４５に固
   定された歯車４７および、これと噛合い、中間軸
   ５１に固定された歯車４９を包含することを特徴
   とする、特許請求の範囲第４項記載の多色光度
   計。 ６ ベルト伝動装置５５が伝動比１：１を有する
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第４項記載の
   多色光度計。 ７ 伝動装置が歯車伝動装置１１３，１１５とし
   て形成され、この装置の、光度測定装置の光路中
   へ介入する１つまたは複数の歯車１１３が、サン
   プル車１０７のサンプル１２７およびフイルタ車
   １２１のフイルタ１２９と一緒に光路中に存在す
   る位置に光透過孔１３９を有することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第２項記載の多色光度計。 ８ 光度測定装置が、光透過孔１３９の平面に中
   間像を形成する光学系１４１を有することを特徴
   とする、特許請求の範囲第７項記載の多色光度
   計。 ９ 伝動装置が、光度測定装置の光軸に平行に回
   転する２つの軸１０３，１０５を有し、それらの
   １方１０３がサンプル車１０７並びに第１の歯車
   １１３を有しかつ他方１０５がフイルタ車１２１
   並びに、第１の歯車と噛合う第２の歯車１１５を
   有することを特徴とする、特許請求の範囲第７項
   記載の多色光度計。 １０ 光透過孔１３９が第１の歯車１１３中に備
   えられていることを特徴とする、特許請求の範囲
   第９項記載の多色光度計。 １１ サンプル車３１；１０７およびフイルタ車
   ３５；１２１の回転軸が垂直に延びび、かつサン
   プル車３１；１０７がフイルタ車３５；１２１の
   上方に配置されていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第２項記載の多色光度計。 １２ サンプル車３１；１０７およびフイルタ車
   ３５；１２１に、それぞれ１つの、回転数を計る
   計数装置が備えられていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項記載の多色光度計。 １３ 光度測定装置が、光源としてフラツシユラ
   ンプ７；１３３を有することを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項記載の多色光度計。 １４ フラツシユランプ７が、制御可能な出力の
   電源８３から給電され、かつ制御装置７５が、電
   源８３からの出力をフイルタ車３５の旋回位置と
   の関連において調節することを特徴とする、特許
   請求の範囲第１３項記載の多色光度計。 １５ 光度測定装置が、フイイルタ３７；１２９
   を透過した後でサンプル３３；１２７を透過する
   前にて参照光束の強度を測定する、参照光検出素
   子２９を含む参照チヤンネルを有し、かつ制御装
   置７５が、フイルタ車３５；１２１のそれぞれの
   フイルタ３７；１２９に対応して電源８３の出力
   を決める信号を記憶している目標値記憶装置を有
   することを特徴とする、特許請求の範囲第１３項
   記載の多色光度計。