• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Meßsondezur synchronen Ermittlung der Streuung und Absorption, wobei dieStreuung überspeziell angeordnete Empfängererfaßtwird. Die Erfindung kann auf dem Gebiet der Analytik, Umwelt-, Qualitäts- undProzeßüberwachung eingesetztwerden.
    公开号:DE102004018754A1
    申请号:DE200410018754
    申请日:2004-04-17
    公开日:2005-11-03
    发明作者:
    申请人:Optosens Optische Spektroskopie und Sensortechnik GmbH；
    IPC主号:G01N21-47
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Messsonde für die synchrone Messung derStreuung und Absorption.
    [0002] DieErfindung kann auf dem Gebiet der Analytik, Umwelt-, Qualitäts- undProzeßüberwachung eingesetztwerden.
    [0003] In DE 199 20 184 A1 , DE 199 34 934 C1 und DE 100 02 238 A1 werdenVerfahren und Vorrichtungen fürdie synchrone Messung von Absorption, Streuung und Refraktion vontransparenten und undurchsichtigen Proben vorgestellt. Dabei fällt Strahlungvon einer Strahlungsquelle (z.B. die Endfläche eines Lichtwellenleiters)divergent auf eine Linse, die die Strahlung parallelisiert. DieseParallelstrahlung beaufschlagt die Probe, die fest oder flüssig sein kann.Bei transparenten Proben durchdringt die Strahlung die Probe undgelangt auf einen Spiegel, der diese durch die Probe wieder zurLinse zurückreflektiert. Die Linse fokussiert die durch die Probe transmittierteStrahlung auf einen Transmissionsempfänger (optoelektronischer Empfänger odereine Lichtwellenleiterendfläche),der in derselben Ebene wie die Strahlungsquelle lokalisiert ist(Strahlungs- und Empfangsebene). Neben dem Transmissionsempfänger istmindestens ein weiterer Empfänger zurMessung von Streustrahlung in der Strahlungs- und Empfangsebenelokalisiert. Die von der Probe in Linsenrichtung strömende Streustrahlungfällt durch dieLinse auf die Strahlungs- und Empfangsebene, beaufschlagt den Transmissionsempfänger sowie denStreuempfänger.Der Streuempfängerregistriert ausschließlichStreustrahlung. Der Transmissionsempfänger registriert beides, dietransmittierte Strahlung und die Streustrahlung. Falls erforderlich,wird das Signal vom Transmissionsempfänger mit dem Signal vom Streuempfänger korrigiert.
    [0004] Dadie Strahlungs- und Empfangsebene ungefähr in der Brennebene der Linselokalisiert ist, weisen die Empfängereinen Abstand zur Linse auf, der von der Brennweite der Linse vorgegebenist. Insbesondere fürdie Streuungsmessung ist es dabei nachteilig, dass der Streuempfänger auchmit an optischen Grenzflächen(z.B. Luft/Linse im Innern der Messsonde) specular reflektierterStrahlung beaufschlagt wird. Diese Strahlung erhöht den optischen Offset undverringert dadurch den Dynamikbereich der Streuungsmessung. Außerdem sinktdurch die Wirkung des Entfernungsgesetzes (1/r2)die Intensitätder von der Probe gestreuten und auf den Streuempfänger treffendenStrahlung. UngünstigeSignal/Rausch-Verhältnissesind die Folge.
    [0005] Aufgabeder Erfindung ist daher die Entwicklung einer Messsonde zur synchronenErmittlung der Streuung und Absorption, wobei insbesondere für die Streuungsmessungder Dynamikbereich und das Signal/Rausch-Verhältnis erhöht werden sollen.
    [0006] DieLösungder Aufgabe erfolgt mit der folgenden Vorrichtung.
    [0007] ZurErläuterungdes Anspruches 1 dienen beispielhaft die 1 und 2.Die 1 zeigt den Strahlungsverlauf und die Anordnungder optischen Komponenten entlang der optischen Achse der Linse(3). Die 2 zeigt die Anordnung von Komponentenin der Ansicht von vorn durch die Linse (3).
    [0008] Voneiner Strahlungsquelle (2) aus gelangt Strahlung (7)auf ein optisches Element (z.B. Linse (3). Die Strahlungsquelle(2) kann ein direkt angeordneter Strahler oder durch eineoder mehrere Endflächenvon Lichtwellenleitern gebildet sein. Dabei können verschiedene Wellenlängen zeitlichversetzt erzeugt werden. Die Strahlung (7) wird durch dieLinse (3) kollimiert, gelangt als Paralellstrahlung (8)in die Probe (11) und wird von einem Spiegel (4)zur Linse zurückreflektiert. Die transmittierte Strahlung (9) wird durchdie Linse (3) auf einen Transmissionsempfänger (5)fokussiert. Dieser Empfängerkann ein optoelektronischer Empfängeroder durch eine oder mehrere Endflächen von Lichtwellenleiterngebildet sein. Strahlungsquelle (2) und Empfänger (5)sind in einer gemeinsamen Strahlungs- und Empfangsebene (1) lokalisiert.Die Streuung (10) der Probe (11) wird von mindestenseinem Streuempfänger(6) erfaßt.Auch dieser Empfängerkann ein optoelektronischer Empfängeroder durch eine oder mehrere Endflächen von Lichtwellenleiterngebildet sein. Die Streuung kann elastisch und/oder inelastischsein. Im Unterschied zu DE199 20 184 A1 ist der Streuempfänger (6) nicht inder Strahlungs- und Empfangsebene (1) sondern erfindungsgemäß in derNähe derLinse (3) lokalisiert. Dadurch ist seine Entfernung vonder Probe (11) kleiner und infolge der Wirkung des Entfernungsgesetzes(1/r2) damit die auftreffende Streuintensität größer.
    [0009] Gemäß Anspruch2 kann der Empfänger(6) bzgl. seines Abstandes zur Linse (3) und zuroptischen Achse der Linse (3) optimal justiert werden. Damitwird erreicht, dass Empfänger(6) nicht mit an optischen Grenzflächen (z.B. Luft/Linse (3))specular reflektierter Strahlung beaufschlagt wird, was den Dynamikbereichder Streuungsmessung erhöht.Des weiteren kann durch eine solche Justagemöglichkeit der vom Empfänger geseheneWinkelbereich der Streuung aus Probe (11) eingestellt werden.
    [0010] EinegünstigeAusbildung des Empfängers (6)ist im Anspruch 3 dargestellt. Hierbei sind mehrere Empfänger (6),z.B. mehrere Endflächenvon Lichtwellenleitern, entlang einer Kreislinie angeordnet (2).Der Durchmesser dieses Kreises ist kleiner als der Durchmesser derLinse (3) (äußerer Kreisauf der 2). Damit durchdringt die Streustrahlung (10)erst die Linse (3) bevor die Lichtwellenleiter mit Streuungbeaufschlagt werden.
    [0011] NachAnspruch 4 ist ein Schutzfenster einmal vor der Linse (3)und einmal vor dem Spiegel (4) in der Weise angeordnet,dass sich die Probe (11) ausschließlich zwischen diesen beidenSchutzfenstern befindet. Diese Fenster dienen dem Schutz der optischenEinheit. Ein weiteres Fenster kann unmittelbar vor der Strahlungs-und Empfangsebene (1) lokalisiert sein. An diesem Fensterwird ein Teil der Strahlung (7) zurück reflektiert. Dieser reflektierte Strahlungsteilwird auf mindestens einen weiteren, in der Strahlungs- und Empfangsebenebefindlichen Empfängergeleitet (siehe 2: Lichtwellenleiterendflächen ober-bzw. unterhalb der Lichtwellenleiter (2, 5) inder Strahlungs- und Empfangsebene (1)). Dieses Fensterdient als Referenzfenster zur Erfassung von Referenzstrahlung, diezur Messwertnormierung verwendet wird. Damit werden z.B. Intensitätsschwankungender Strahlungsquelle (2) kompensiert. Dieses Fenster kannauch als Filter ausgebildet sein, um die Strahlung spektral beeinflußen zu können.
    [0012] Für optischdichte Proben (z.B. undurchsichtige Festkörper, sehr trübe Flüssigkeiten)kann der Spiegel (4) demontiert werden. Der Sensor istdann ein Remissometer. Außerdemkann die Linse demontiert werden. Das hat u.a. den Vorteil, daß sich wenigerGrenzflächenim Strahlengang befinden.
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] Vorrichtung fürdie synchrone Messung der Streuung und Absorption von Proben (11)mit Strahlungsquellen (2) und Empfängern (5), die ineiner gemeinsamen Strahlungs- und Empfangsebene (1) angeordnetsind, diese Ebene ungefährin der Brennebene einer Linse (3) lokalisiert ist, dieLinse (3) aus der von der Strahlungs- und Empfangsebene(1) divergent abgestrahlten Strahlung (7) Parallelstrahlung (8)erzeugt, die die Probe (11) bis zu einem Spiegel (4)durchdringt und nach Reflexion am Spiegel (4) durch dieLinse (3) auf einen Transmissionsempfänger (5) zur Messungder transmittierten Intensität(9) fokussiert wird, gekennzeichnet dadurch, dass für die Messungder Streuung (10) mindestens ein auf die Probe (11)ausgerichteter Empfänger(6) zwischen der Strahlungs- und Empfangsebene (1)und der Linse (3) in Näheder Linse (3) angeordnet ist.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,dass der Empfänger(6) bezüglichdes Abstandes zur optischen Achse und zur Hauptebene der Linse (3)justierbar ist.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,dass mehrere Empfänger(6) kreisförmigim Randbereich der Linse (3) angeordnet sind, wobei derDurchmesser des von den Empfängern(6) gebildeten Kreises kleiner als der Durchmesser derLinse (3) ist.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,dass zwischen Linse (3) und Spiegel (4) Schutzfensterangeordnet sind, so dass sich die Probe (11) zwischen denSchutzfenstern befindet.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004018754B4|2012-10-18|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-06-30| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110415 |
    2012-04-11| R016| Response to examination communication|
    2012-06-11| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2013-04-25| R020| Patent grant now final|Effective date: 20130119 |
    2013-12-05| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: SINN, GERT, DR., DE Free format text: FORMER OWNER: OPTOSENS OPTISCHE SPEKTROSKOPIE UND SENSORTECHNIK GMBH, 12489 BERLIN, DE Effective date: 20131015 |
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    2016-11-01| R409| Internal rectification of the legal status completed|
    2017-02-09| R409| Internal rectification of the legal status completed|
    2017-05-16| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410018754|DE102004018754B4|2004-04-17|2004-04-17|Vorrichtung für die Messung der Lichtstreuung und Lichtabsorption von Proben|DE200410018754| DE102004018754B4|2004-04-17|2004-04-17|Vorrichtung für die Messung der Lichtstreuung und Lichtabsorption von Proben|
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