[發(fā)明專(zhuān)利]用于測(cè)量樣本的散射性和/或吸收性和/或折射性的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910141946.9
• 申請(qǐng)日: 2009-04-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101598662A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·-H·米滕茲韋;G·辛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 克洛納光學(xué)傳感器公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/01
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/01;G01N21/31;G01N21/41
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李永波;梁 冰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量樣本的散射性和/或吸收性和/或折射性的裝置，該 裝置具有射束源、至少一個(gè)接收元件、光學(xué)成像元件和保護(hù)元件，其中，射束 源和接收元件設(shè)置在光學(xué)成像元件的傳感器側(cè)，其中，保護(hù)元件設(shè)置在成像元 件的樣本側(cè)并且與成像元件相鄰，并且，射束源、成像元件和接收元件彼此之 間如此設(shè)置，即，接收元件可以接收定向傳送和/或鏡面反射的樣本射束。

背景技術(shù)

有關(guān)類(lèi)型的測(cè)量裝置早已被公開(kāi)，并且例如在分析化學(xué)以及環(huán)境監(jiān)控、質(zhì) 量監(jiān)控和過(guò)程監(jiān)控領(lǐng)域中應(yīng)用。這種裝置以封裝形態(tài)作為測(cè)量探測(cè)頭被公開(kāi)， 在待監(jiān)控過(guò)程中使用該測(cè)量探測(cè)頭，同樣可以在更大的測(cè)量設(shè)備范圍內(nèi)使用這 種裝置，所述測(cè)量設(shè)備例如具有樣本室用于接納待檢驗(yàn)的樣本。

DE?199?20?184?A1例如公開(kāi)了一種用于測(cè)量基本不透明樣本的漫反射和鏡 面反射的裝置，并且DE?10?2004?018?754?A1公開(kāi)了一種用于測(cè)量樣本的散射性 和吸收性的裝置，其中，優(yōu)先考慮對(duì)基本透明的樣本的檢驗(yàn)。這些裝置的共同 之處至少在于，由射束源發(fā)射的射束發(fā)散地射在成像元件例如透鏡上，并且由 成像元件準(zhǔn)直成射束。可以將這種平行射束施加到固態(tài)、液態(tài)或者氣態(tài)的樣本。 在透明樣本中，射束穿過(guò)樣本并且被反射器再次反射回至成像元件，也就是說(shuō)， 射束兩次穿過(guò)樣本。在不透明樣本中，發(fā)射的射束從樣本鏡面反射或者發(fā)散地 返回并因此通過(guò)成像元件沿返回方向射在接收元件上。

射束源、成像元件和接收元件彼此之間如此設(shè)置，即，接收元件可以接收 定向傳送和/或鏡面反射的樣本射束。然而在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的測(cè)量裝置中， 不僅傳送和/或鏡面反射的樣本射束，而且基本不定向地來(lái)自樣本的散射射束也 被施加到接收元件。

為了能夠?qū)⒂山邮赵邮盏纳⑸渖涫c由接收元件接收的發(fā)送和/或鏡面 反射的樣本射束區(qū)分開(kāi)來(lái)，設(shè)置附加的散射射束接收元件，該散射射束接收元 件整體性地如此設(shè)置在測(cè)量裝置內(nèi)，即，基本上可以向散射射束接收元件僅施 加散射射束，而不可以向散射射束接收元件施加發(fā)送和/或鏡面反射的樣本射束。 從而可以在將由散射射束接收元件確定的散射射束考慮在內(nèi)的情況下從由接收 元件確定的整體射束來(lái)確定發(fā)送和/或鏡面反射的樣本射束的高度。

如果要讓已知裝置同時(shí)或者互不相同地接收且確定發(fā)送和鏡面反射的樣本 射束，則不僅單個(gè)接收元件是必要的，而且另外的接收元件也是必要的，其中 的用處是，可以向這兩個(gè)接收元件中的每個(gè)基本上僅施加發(fā)送的樣本射束或者 基本上僅施加鏡面反射的樣本射束，其中可以如從前述實(shí)施方式中得出的那樣 附加地向這兩個(gè)接收元件施加散射射束。

在已知裝置中，射束源和接收元件設(shè)置在射束及接收平面內(nèi)，射束及接收 平面垂直于成像元件的光學(xué)軸線，并且基本與成像元件保持相當(dāng)于成像元件的 焦距預(yù)定的距離。在該前提下，在一個(gè)接收元件或者多個(gè)接收元件的情況下能 夠產(chǎn)生射束源的聚焦圖像，因此，經(jīng)不同光學(xué)路徑延伸的射束在成像方面是良 好地相互分離的。

然而在實(shí)踐中證明，在應(yīng)用設(shè)置在成像元件的樣本側(cè)并且通常形成該裝置 的傳感器部分和該裝置的樣本部分之間的透明分離層的保護(hù)元件時(shí)，出現(xiàn)測(cè)量 樣本的散射性和/或吸收性和/或折射性的不準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

從此出發(fā)本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種裝置，其中至少部分地避免已知的用 于測(cè)量樣本的散射性和/或吸收性和/或折射性的裝置的測(cè)量不準(zhǔn)確性。

根據(jù)本發(fā)明已知的是，在借助尤其是設(shè)置在射束和接收平面內(nèi)的接收器來(lái) 測(cè)量樣本的折射的信號(hào)即由鏡面反射的樣本射束引發(fā)的信號(hào)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種有 缺點(diǎn)的效應(yīng)。

一方面已知，鏡面反射可能無(wú)法清晰地分離，所述鏡面反射一方面是保護(hù) 元件的成像元件側(cè)的臨界面鏡面反射，另一方面是保護(hù)窗(Schutzfenster)的樣 本側(cè)的臨界面鏡面反射，其中，后一種反射表征了樣本的折射性。視成像元件 側(cè)的臨界面是否被降低光學(xué)反射系數(shù)(entspiegeln)而定，由保護(hù)元件的兩個(gè)臨 界面導(dǎo)致的反射的疊加不同程度地消失。

另一方面根據(jù)本發(fā)明已知的是，裝置在以反射器測(cè)量透明樣本時(shí)具有如下 的缺點(diǎn)，即，發(fā)送的射束被轉(zhuǎn)向“保護(hù)元件的樣本側(cè)的臨界面的鏡面反射也位于 其內(nèi)的”區(qū)域中。在這里，發(fā)送的射束干擾地疊加鏡面反射的使用信號(hào)。