DE1921432A1

DE1921432A1 - Reflectance meter

Info

Publication number: DE1921432A1
Application number: DE19691921432
Authority: DE
Inventors: Werner Stoeckel-Menzel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-04-26
Filing date: 1969-04-26
Publication date: 1970-11-12

Description

"Reflexionsgradmesser" Die Erfindung betrifft einen Reflexionsgradmesser mit innen stumpfmatt weißer Kugel und einer von dieser getragenen, das Licht einer Lampe bündelnden Optik aus mindestens zwei Linsen und einer Blende, wobei die Kugel je eine Öffnung für den Eintritt des Lichts zur Aufnahme einer Probe an der Meßstelle sowie eine weitere Öffnung neben der für den Eintritt des Lichts aufweist."Reflectance Meter" The invention relates to a reflectance meter with a dull matt white ball inside and one carried by this, the light one Lamp focusing optics made up of at least two lenses and a diaphragm, with the sphere one opening each for the entry of light for receiving a sample at the measuring point as well as a further opening next to that for the entry of the light.

Der grundsätzliche Aufbau dieses Meßgerätes wird durch die "Ulbrichtsche Kugel1 bestimmt. Diese bekannte Einrichtung dient in der Lichttechnik unter anderem nach DIN 5036, Blatt 7 zur Reflexionsgradmessung und zur Bestimmung von Transmissionzgraden und Remissionsgraden. Sie besitzt in diesem Fall sechs verschließbare Öffnungen, davon ist eine zur Aufnahme eines Botometers vorgesehen. Eine andere Öffnung dient dazu, dem von einer Probe gerichtet reflektierten bzw. transmittierten Licht den Austritt aus der Kugel zu ermöglichen. Um einen wesentlichen Fremdkörpereinfluß infolge der Öffnungen zu verhindern, soll gemäß DIN 5036, Blatt 3 der Durchmesser diese@ Öffnungen klein gegenüber dem Kugeldurchmesser sein. Gleichzeitig wird jedoch gefordert, daß die die Probe aufnehmende Öffnung und damit der Kugeldurchm@sser groß gegenüber der @@erflä@@enstruktur der Probe sein solien. Zur Erfüllung die Forderungen sind die bisher gebauten Ulbrichtschen Kugeln so groß, daß sie nur stationär verwendet werden können.The basic structure of this measuring device is based on the "Ulbrichtsche Ball1 determined. This known device is used in lighting technology, among other things in accordance with DIN 5036, sheet 7 for measuring the degree of reflection and determining degrees of transmission and degrees of remission. In this case it has six closable openings, One of these is intended to accommodate a botometer. Another opening is used to the directional reflected or transmitted light from a sample Allow exit from the ball. To a substantial foreign body influence as a result of the openings should be, according to DIN 5036, sheet 3, the diameter these openings must be small compared to the diameter of the sphere. At the same time, however, will required that the opening receiving the sample and thus the diameter of the sphere should be large compared to the surface structure of the sample. To meet the requirements the integrating spheres built so far are so large that they can only be used stationary can be.

Außerdem ist die Errichtung einer Ulbrichtschen Kugel herkömmlicher Bauart schon allein aufgrund ihrer Größe sehr aufwendig. Darüber hinaus wird zur Aufnahme dieser als Meßgerät dienenden Anordnung ein speziell dafür vorgesehener Raum benötigt, wodurch der erforderliche Aufwand noch vergrößert ist.In addition, the establishment of an integrating sphere is more conventional Design very complex due to its size alone. In addition, the This arrangement serving as a measuring device is accommodated in a specially provided arrangement Requires space, which increases the effort required.

Es ist auch schon ein kleineres Meßgerät bekannt, mit dem jedoch ausschließlich Remissionsgrade gemessen werden können.A smaller measuring device is also known, but exclusively with it Degree of remission can be measured.

In diesem etwas handlicheren Meßgerät werden gleichzeitig eine Probe und ein Vergleichsnormal von zwei Lampen indirekt über die Kugel diffus beleuchtet. Senkrecht über der Mitte sowohl der Probe als auch des Vergleichsnormals befindet sich in der gegenüberliegenden Seite der Kugel je eine Fotozelle mit vorgeschalteter Optik. Zur Parbwertbestimmung sind diese Optiken mit revolverartig zu wechselnden Filtern versehen.In this somewhat more handy measuring device, a sample is made at the same time and a comparison standard from two lamps indirectly illuminated diffusely via the sphere. Perpendicular to the center of both the specimen and the reference standard on the opposite side of the sphere there is a photocell with an upstream Optics. To determine the parbo value, these optics can be changed like a revolver Filters provided.

Die Fotozellen sind elektrisch in einer Differenzschaltung miteinander verbunden. Zum Abgleich der Foto ströme dient eine verstellbare Neßblende bzw. bei fest vorgegebenen Blendenvert ein Graukeil, der in den Strahlengang der Probe eingeschaltet werden kann. Aufgrund seines Aufbaues kann dieses Meßgerät lediglioh den Remissionsgrad einer Probe im Verhältnis zu dem Remissionsgrad eines Vergleichsnormals und nicht den Reflexionsgrad anzeigen.The photocells are electrically in a differential circuit with each other tied together. An adjustable Neßblende or at is used to adjust the photo currents fixed aperture value a gray wedge that is switched into the beam path of the sample can be. Due to its structure, this measuring device can only measure the degree of remission of a sample in relation to the reflectance of a reference standard and not show the reflectance.

Ziel der Erfindung ist es dagegen, ein Reflexionsgradmeßgerät zu schaffen, das einerseits sehr handlich ist, andererseits aber aucr-las direkte Ablesen von absoluten Meßwerten e@möglicht und trotzdem die durch Normung vorgegebenen Definitionen und Angaben in ausreichendem Maße berücksichtigt.The aim of the invention, on the other hand, is to create a reflectance meter which is very handy on the one hand, but on the other hand direct reading from absolute measured values e @ possible and still the definitions given by standardization and information taken into account to a sufficient extent.

E@findungsgemäß @@@@ diese @@fgabe durch die Kombination folgender Merkmale gelöst: a) Außer einem an sich bekannten Schatter zwischen Eintrittsöffnung und Meßstelle ist ein zweiter Schatter zwischen der Öffnung für die Probe und der Meßstelle vorgesehen.E @ according to @@@@ this @@ task through the combination following Features solved: a) Except for a per se known shadow between the inlet opening and measuring point is a second shadow between the opening for the sample and the Measuring point provided.

b) Die Wendel der Lampe wird von der ersten Linse einer fest mit der Kugel verbundenen Optik in der Ebene der Blende abgebildet, die wiederum von einem Achromat nach einmaliger Reflexion des Lichts auf der Probe in der Öffnung neben der Eintrittsöffnung abgebildet wird. b) The filament of the lamp is fixed to one of the first lens the optics connected to the sphere in the plane of the diaphragm, which in turn is depicted by an achromat after a single reflection of the light on the sample in the opening is shown next to the entrance opening.

c) Die Mittelpunkte aller Öffnungen sowie der beiden Schatter liegen in einer Ebene, wobei sowohl die Öffnungen als auch die Schatter kreisrund sind. c) The centers of all openings as well as the two shadows are located in one plane, with both the openings and the shadows being circular.

Nach Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, daß der Durchmesser der Offnung an der Auftreffstelle des einmal gerichtet reflektierten, gebündelten Lichts neben der Eintrittsöffnun variabel ist und daß der Durchmesser der Öffnung an der Meßstelle etwa dem vierten Teil des Kugeldurchmessers entspricht.According to developments of the invention it is provided that the diameter the opening at the point of impact of the once directed reflected, bundled Light next to the entrance opening is variable and that the diameter of the opening corresponds approximately to the fourth part of the ball diameter at the measuring point.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung einen Längsmittelschnitt durch die optisch wirksamen Teile des Meßgerätes darstellt.An embodiment of the invention is based on a drawing explained in more detail, the drawing being a longitudinal center section through the optically represents effective parts of the measuring device.

Eine Kugel 1 mit senkrecht aufeinanderstehenden Achsen 2 und 3 besitzt Öffnungen 4, 5, 6 und 7. Die Innenseite der Kugel 1 ist stumpfmatt mit weißer Kunstharzlackfarbe gestrichen. Die Farbe soll einen möglichst hohen Reflexionsgrad haben und soll vor allem aselektiv sein. Im Innenraum der Kugel 1 sind je ein Schatter 8 und 9 vorgesehen. Die Schatter sind ebenso wie die Öffnungen in dem Kugelmantel kreisrund. Vor der Öffnung 4 ist ein Tubus 10 vorgesehen, in dessen freiem Ende eine Glühlampe 11 angebracht ist, deren Wendel durch eine Linse 12 in der Ebene einer Blende 13 abgebildet wird. Die Blende 13 ihrerseits wird durch einen Achromaten 14 nach einmaliger, gerichteter Reflexion an Öffnung 5 an der Innenseite der Öffnung 6 abgebildet. Die Verbindungslinien der Mittelpunkte der Öffnungen 4 und 5 einerseits und der Mittelpunkte der Öffnungen 5 und 6 andererseits schließen einen Winkel von 160 miteinander ein, dessen Winkelhalbierende die Achse 3 ist.A ball 1 with axes 2 and 3 perpendicular to one another has Openings 4, 5, 6 and 7. The inside of the ball 1 is dull matt with a white synthetic resin paint painted. the Color should have the highest possible degree of reflection have and, above all, should be aselective. In the interior of the ball 1 are each a shadow 8 and 9 provided. The shadows are just like the openings in the spherical shell circular. A tube 10 is provided in front of the opening 4, in its free end an incandescent lamp 11 is attached, the filament through a lens 12 in the plane a diaphragm 13 is imaged. The diaphragm 13 in turn is through an achromatic 14 after a single, directed reflection at opening 5 on the inside of the opening 6 pictured. The connecting lines of the centers of the openings 4 and 5 on the one hand and the centers of the openings 5 and 6, on the other hand, form an angle of 160 with each other, the bisector of which is axis 3.

In der Öffnung 7 auf der Achse 2 ist ein Fotoelement 16 vorgesehen.In the opening 7 on the axis 2, a photo element 16 is provided.

Die Größe der Öffnung 6 kann durch Einsetzen unterschiedlich breiter Ringe verändert und durch Einsetzen eines Verschlußstopfens ganz verschlossen werden. Die Schatter 8 und 9 sind so angebracht, daß weder von der Lichteintrittsöffnung 4 noch von der eine Probe 15 aufnehmenden Öffnung 5 her Lichtstrahlen direkt zum Fotoelement 16 gelangen können. Fällt nun von der Lampe 11 kommendes, durch die Optik gebündeltes und gerichtetes Licht auf eine in der Öffnung 5 angebrachte Probe 15, so kann dieses Licht äe nach deren Beschaffenheit zum Teil gerichtet und zum Teil diffus reflektiert werden. Solange die Offnung 6 nicht geschlossen ist, verläßt durch diese der gerichtet,reflektierte Anteil des Lichts die Kugel 1. Dagegen trifft der diffus reflektierte Anteil nach Mehrf achreflexion an der Kugelinnenseite auf das Fotoelement 16 in der Öffnung 7. Das Fotoelement 16 zeigt somit einen dem diffus reflektierten Anteil proportionalen Meßwert an. Wird nun die Öffnung 6 vollkommen geschlossen, so kann auch das gerichtet reflektierte Licht die Kugel nicht verlassen und trifft nach Mehrfachreflexion ebenfalls auf das Fotoelement, so daß dieses nunmehr einen Wert proportional der Gesamtreflexion anzeigt. Bei vorheriger Kalibrierung des Meßgerätes anhand eines Vergleichsnormals, dessen Werte genau bekannt sind, kann die Skala des Meßgerätes so eingestellt werden, daß der Reflexionsgrad in absoluten Werten ablesbar ist.The size of the opening 6 can vary in width by inserting it Rings changed and completely closed by inserting a stopper. The shades 8 and 9 are attached so that neither of the light inlet opening 4 still from the opening 5 receiving a sample 15, light rays directly to the Photo element 16 can get. Now falls from the lamp 11 coming through the Optics bundled and directed light onto a sample placed in opening 5 15, this light can be partly directed and partly directed according to its nature Partly be reflected diffusely. As long as the opening 6 is not closed, leaves through this, the directed, reflected portion of the light hits the ball 1. Against it the diffuse reflected portion after multiple reflection on the inside of the sphere the photo element 16 in the opening 7. The photo element 16 thus shows one of the diffuse reflected portion proportional to the measured value. The opening 6 is now complete closed, so that can also be directed light reflected the ball does not leave and also hits the photo element after multiple reflections, so that this now shows a value proportional to the total reflection. With previous Calibration of the measuring device on the basis of a reference standard whose values are precisely known are, the scale of the measuring device can be adjusted so that the reflectance can be read in absolute values.

Bei aselektiver Innenanstrichfarbe der Kugel bleiben Spannungsschwankungen in der Stromversorgung der Lampe 11 und der damit verbundenen Farbtemperaturänderung ohne spürbaren Einfluß auf das Meßergebnis, solange die Proben 15 weiß sind.In the case of an aselective interior paint color of the sphere, voltage fluctuations remain in the power supply of the lamp 11 and the associated change in color temperature without any noticeable influence on the measurement result as long as the samples 15 are white.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, da sie den Bau von handlichen und daher überall einsetzbaren Reflexionsgradmessern ermöglicht. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Geräte aufgrund ihrer Kleinheit und Preiswürdigkeit auf so breiter Grundlage einsetzbar, daß sie eine spürbar bessere Uberwachung und Steuerung der der Lichtstromlenkung dienenden Elemente im Leuchtenbau ermoglichen.The invention is particularly advantageous as it makes the construction of manageable and therefore enables reflectance meters that can be used anywhere. Furthermore are the devices according to the invention due to their small size and value for money Can be used on such a broad basis that it is noticeably better monitoring and control of the elements used to control the luminous flux in luminaire construction.

5 Seiten Beschreibung 7 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 1 Fig.5 pages description 7 claims 1 sheet of drawing with 1 Fig.

Claims

Patent Claims:

h) Reflectance meter with a dull matt white ball inside and one borne by this, the light of a lamp bundling optics from at least two Lenses and a diaphragm, the sphere each having an opening for the entry of light, for receiving a sample at the measuring point and another opening next to the for has the entry of light, characterized by the combination of the following Features: a) Except for a shadow, known per se, between the inlet opening and The measuring point is a second shadow between the opening for the sample and the measuring point intended.

b) The filament of the lamp is attached to the first lens in the plane of the Aperture shown, in turn by an achromatic lens after a single reflection of the Light is imaged on the sample in the opening next to the entrance opening.

c) The centers of all openings as well as the two shadows are located in one plane, with both the openings and the shadows being circular.

r.) Reflectance meter according to claim 1, characterized in that that the diameter of the opening at the point of impact of the reflected once directed, bundled light next to the entrance opening is variable.

3. Reflectance meter according to claim 1 and 2, characterized in that that the diameter of the opening at the measuring point is approximately equal to the fourth part of the Ball diameter.

L e r s e i t e