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Photometer

Im weitesten Sinn bezeichnet man als Photometer jedes Gerät zur Messung der Lichtintensität. Auf die industrielle Photometrie bezogen, dient diese Bezeichnung als Oberbegriff für die Messgeräte zur Erfassung der

in Flüssigkeiten und Gasen.

In allen Fällen geht es darum, das zu messende Medium zu beleuchten und die aus dem entsprechenden Phänomen resultierende Lichtintensität zu messen. Dazu werden verschiedene Messverfahren angewandt. Abbildung 31 zeigt das Prinzip des Einstrahlverfahrens am Beispiel einer Absorptionsmessung.

Einstrahlmessverfahren mit Lichtquelle (1), Mess­zelle (2), Photoempfänger (3) und Verstärker (4)
Abb. 31: Einstrahlmessverfahren mit Lichtquelle (1), Mess­zelle (2), Photoempfänger (3) und Verstärker (4)

Die Lichtquelle sendet einen Lichtstrahl durch das zu messende Medium in der Messzelle, und der Photoempfänger misst die Intensität des verbleibenden Lichts. Im Verstärker wird das elektrische Signal verstärkt und als Messwert ausgegeben.

Das Ziel der Messung ist die Erfassung der Abschwächung der Lichtintensität durch die in der Messzelle enthaltene Substanz. Das so erhaltene Messresultat hängt jedoch nicht nur von der gesuchten Grösse ab, sondern auch von der Leuchtkraft der Lichtquelle und der Empfindlichkeit des Photoempfängers. Die Eigenschaften dieser Bauteile verändern sich aber unter dem Einfluss von Schwankungen der Speisespannung, der Temperatur und der Alterung. Solche Einstrahlphotometer sind deshalb auf die Dauer nicht stabil und müssen häufig nachkalibriert werden.

Dies ist für Einzelmessungen im Laboratorium vertretbar, bei industriellem Einsatz und kontinuierlicher Messung aber nicht akzeptabel. Ein Mittel zur Elimination des Einflusses der Lichtquellenschwankungen ist das Zweistrahlverfahren wie in Abbildung 32 schematisch dargestellt.

Zweistrahlmessverfahren mit zwei Photodetektoren und Messstrahl (1) und Vergleichsstrahl (2).
Abb. 32: Zweistrahlmessverfahren mit zwei Photodetektoren und Messstrahl (1) und Vergleichsstrahl (2).

Hier bildet ein halbdurchlässiger Spiegel zwei Strahlen: einen Messstrahl, der die Probe durchquert und auf einen ersten Photoempfänger trifft, sowie einen Vergleichsstrahl, der direkt auf einen zweiten Empfänger fällt.

Der Messwert entsteht durch Verhältnisbildung, so dass die Schwankungen der Leuchtkraft der Lichtquelle keinen Einfluss mehr haben.

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