Danas je nabavljen fotoelektrični kolorimetar Dr. B. Lange Modell VII iz 1960-tih godina. Fotoelektrične instrumente (svjetlomjere, fotometre i sl.) s potpisom Dr. B. Lange susretali smo do sada u nekoliko naših objava. Tvrtku Dr. Bruno Lange GmbH osnovao je njemački fizičar Bruno Lange 1933. godine i opstala je do 1998. godine. Tvrtka je započela rad proizvodnjom selenskih fotonaponskih ćelija i svjetlomjera baziranima na istima. Od 1960-ih godina tvrtka Dr. Bruno Lange GmbH orijentira se na proizvodnju fotometara za upotrebu u medicinskim laboratorijima, a od 1970-ih godina proširuje proizvodnju fotometara i za druge upotrebe kao što su mjerenja industrijskih, komunalnih i otpadnih voda.
Slika gore: Na gornjoj strani je mikroampermetar i potenciometri za fino i grubo podešavanje struje iz fotoćelija kroz instrument. Ispod mikroampermetra je sklopka za uključenje i isključenje (kratki spoj) mjernog kruga. Na lijevoj bočnoj strani je gumb sa gradacijama 0-100 kojim se podešava otvor blende desne leće (prema niže priloženoj shemi). Ispod gumba su dvije stezaljke paralelno vezane mikroampermetru (vidi shemu). Lijevo od gumba je zadnja strana fotoćelije.
Slika dolje: Na desnoj bočnoj strani nalazi se dva metalna vijka koja su mehanička veza na poluge kojima se ispred fotoćelije može umetnuti jedan od dva optička filtra.
Svi fotoelektrični instrumenti rade na istom temeljnom principu, a to je mjerenje promjene količine svjetlosti kada se ista propusti kroz neku prozirnu tvar. Pri tome se koriste različiti izvori svjetlosti i (vrlo često) različiti foto filtri, a detektor je neki fotonaponski element (obično selenska ćelija ili neki poluvodički foto element) spojen na galvanometar sa prikladno baždarenom skalom. Obično govorimo o tri grupacije fotoelektričnih instrumenata: svjetlomjeri, fotometri i kolorimetri. Svjetlomjere i fotometre raznih vrsta već smo u nekoliko navrata detaljno opisali u našim objavama, a sada se susrećemo i s jednim primjerkom kolorimetra.
Slika dolje: Otvoreni poklopci za umetanje uzoraka. Uzorke je moguće umetnuti preko četvrtastih kiveta ili uz pomoć adaptera preko odgovarajućih epruveta.
slika dolje: Na donjoj strani su priključnice za fotoćelije, sklopka za prebacivanje 220V ili 4V napajanje žaruljice, te vijak kojim se priteže grlo žaruljice nakon što se podesi na potrebnu visinu u fokus leće.
Kolorimetar je najjednostavnije rečeno instrument kojim se mjeri koncentracija boje u obojenim otopinama. Koristi se npr. za određivanje količine nekog pojedinačnog elementa u nekoj složenoj tvari. Da bi to bilo moguće, tu složenu tvar potrebno je prvo pripremiti za mjerenje kolorimetrom, na način da se iz nje napravi obojana prozirna otopina, gdje će intenzitet te boje odgovarati količini elementa koji mjerimo u toj tvari. Za to je potrebno provesti određene kemijske postupke (otapanja, centrifugiranja i sl.) te koristiti spojeve koji će u reakciji sa mjerenim elementom dati tekućinu određene boje i intenziteta, no to već spada u kemijske nauke kojima se mi ovdje nećemo baviti. Jednom kad je obojana otopina pripremljena za mjerenje ista se u kolorimetru uspoređuje sa referentnom obojanom otopinom, a zatim se pomoću odgovarajućih kalibracijskih krivulja izračunava koncentracija traženog elementa. Kolorimetri imaju široku primjenu u industrijskim i drugim kemijskim laboratorijima za analizu gotovih proizvoda i istraživanja novih spojeva.
Slika gore: detalj lijeve leće sa mehaničkim kontrolama podešavanja fokusa i otvora blende.
Slika dolje: Vide se natpisi na kućištu selenske fotoćelije, dva metalna vijka lijevo dolje su veza na mehaničke poluge kojima se ispred fotoćelije može umetnuti jedan od dva optička filtra.
Slika dolje: sklopka kojom se mrežno napajanje 220V prebacuje izravno na žaruljicu (ako se koristi žaruljica od 220V) ili na transformator (ukoliko se koristi žaruljica od 4V). Lijevo je vijak kojim se priteže grlo žaruljice nakon što se podesi na potrebnu visinu u fokus leće.
Sada kada otprilike znamo što je kolorimetar, možemo se posvetiti proučavanju ovog našeg primjerka. Naravno da je danas već nemoguće naći bilo kakvu dokumentaciju za fotoelektrični kolorimetar Dr. B. Lange Modell VII, no srećom ovdje se radi o optički i električki vrlo jednostavnom uređaju. Sastoji se od dva jednostavna električna kruga. Jedan služi za napajanje žaruljice kolorimetra, gdje je pomoću sklopke moguće odabrati napajanje 4 V žaruljice preko ugrađenog mrežnog transformatora, ili napajanje 220 V žaruljice izravno preko mreže. Dakle u naš kolorimetar moguće se ugraditi žaruljicu od 4 V ili od 220 V. Drugi električni krug je mjerni i on paralelno spaja selenske fotoćelije preko potenciometara za baždarenje na mikroampermetar. Evo kako izgleda optički sklop i mjerni električni krug našeg kolorimetra. Narančastom bojom istaknute su električne i optičke kontrole koje se mogu podešavati.
Slika gore i dolje: uočava se zupčasti mehanizam kojim se pomoću vanjskog kotača podešava otvor blende desne leće.
Ovaj mjerni instrument prvenstveno je namijenjen elektrokemiji i srodnim granama, jednostavne je konstrukcije i ne obiluje mnoštvom električnih krugova. Testiranje je pokazalo da su selenske fotoćelije još uvijek u funkciji te da sve kontrole rade sukladno očekivanjima. No upravo zbog svoje jednostavnosti ovakav kolorimetar ništa neće napraviti sam, te ukoliko želimo uspoređivati uzorke nekih obojenih tekućina onda je treba i dobro poznavati način rada sa ovakvim instrumentom, izvršiti ispravna električna i optička podešavanja, te se u konačnici treba znati i služiti odgovarajućim kalibracijskim tablicama i krivuljama kako bi se očitana vrijednost na skali instrumenta prevela u željeni podatak.
Kolorimetar Dr. B. Lange Modell VII vizualno ostavlja dojam nekog složenog električnog instrumenta sa kombinacijom električnih i finih mehaničkih kontrola te kao takav privlači zanimanje znatiželjnika i kolekcionara. No čak i kad se zatim otkrije njegova funkcija to nimalo ne umanjuje činjenicu kako se ovdje radi o vizualno vrlo upečatljivom i netipičnom kompaktnom dizajnu starinskog mjernog instrumenta što ga onda svakako čini poželjnim izložbenim primjerkom na polici nekog elektroničara, kemičara, kolekcionara ili bilo kojeg znatiželjnika tko može prepoznati ljepotu i draž dobre stare (opto)elektronike 🙂