[發(fā)明專利]設(shè)有發(fā)射源監(jiān)測(cè)器的吸收光學(xué)探測(cè)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980155548.0
• 申請(qǐng)日: 2009-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN102301224A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·逖斯蘭德;M·休伯特;L·洛克斯;F·勒韋薩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西利奧斯技術(shù)公司
• 主分類號(hào): G01N21/85
• 分類號(hào): G01N21/85
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)有發(fā)射源監(jiān)測(cè)器的吸收光學(xué)探測(cè)器。

本發(fā)明的領(lǐng)域?yàn)榱黧w介質(zhì)即氣體或液體介質(zhì)的吸收光譜分析的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在本發(fā)明的眾多可能應(yīng)用中，特別地要提到飲用水的控制。因而這涉及確定懸浮在水中的有機(jī)物(例如細(xì)菌)的量。分析可以在從近紫外UV(例如從250nm起)延伸直到可見光的廣譜上進(jìn)行。分析也可在一小組經(jīng)過合理選擇的窄波長(zhǎng)帶(特別是250nm、365nm、465nm和665nm)上進(jìn)行。

這類分析通過光學(xué)探測(cè)器進(jìn)行，該光學(xué)探測(cè)器包括設(shè)有發(fā)射模塊和檢測(cè)模塊的分析單元。發(fā)射模塊包括位于出現(xiàn)在發(fā)射模塊本體上的擴(kuò)散窗后的光源。可選地，一濾光器位于光源與擴(kuò)散窗之間(單色分析或準(zhǔn)單色分析)。檢測(cè)模塊包括位于出現(xiàn)在檢測(cè)模塊本體上的窗孔后的檢測(cè)器。可選地，一濾光器位于窗孔與檢測(cè)器之間。待分析的介質(zhì)處于發(fā)射模塊與檢測(cè)模塊之間。

分析以已知的方式分兩個(gè)時(shí)間段進(jìn)行。在第一時(shí)間段中，校準(zhǔn)在于對(duì)參考介質(zhì)進(jìn)行吸收測(cè)量，在本情況中參考介質(zhì)為完全純凈的水。在第二時(shí)間段，嚴(yán)格意義的測(cè)量在于對(duì)待分析的關(guān)鍵介質(zhì)進(jìn)行同樣操作。關(guān)鍵介質(zhì)的吸收由參考介質(zhì)的吸收加權(quán)。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，發(fā)射模塊承受到許多漸變，這些漸變?cè)谒膲勖^程中不斷增加。特別要提及的是：

-關(guān)鍵介質(zhì)的溫度變化；

-發(fā)射源的功率變化；

-該源發(fā)射的光束的角向型廓的變化；

-發(fā)射光譜變化；

-光噪音的出現(xiàn)和增加。

這些不能控制的漸變常以隨機(jī)方式出現(xiàn)。估計(jì)這些漸變變得大到足以干擾分析的時(shí)刻是不可能的。然而，這些漸變中的每一個(gè)都需要進(jìn)行新的校準(zhǔn)，以便具有對(duì)參考介質(zhì)和關(guān)鍵介質(zhì)在相同條件下進(jìn)行的測(cè)量。因此校準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)定期重復(fù)進(jìn)行，必然地這涉及到嚴(yán)格的約束。

因此，文件US?4?037?973描述了用于測(cè)量液體中的顆粒量的光敏裝置。該裝置包括發(fā)射模塊和檢測(cè)模塊。該裝置還包括適于部分地補(bǔ)償上述漸變的監(jiān)測(cè)單元。但是，該監(jiān)測(cè)單元不允許充分地校正取決于檢測(cè)器相對(duì)發(fā)射源的位置的變化，尤其是：

-關(guān)鍵介質(zhì)的均勻性缺陷；

-發(fā)射源所發(fā)射的光束的角向型廓的變化；

-光噪音的空間分布。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種滿足本領(lǐng)域技術(shù)人員始終存在的關(guān)注即盡可能減少校準(zhǔn)數(shù)的吸收測(cè)量用的光學(xué)探測(cè)器。

根據(jù)本發(fā)明，用以產(chǎn)生吸收值A(chǔ)m的吸收測(cè)量用的光學(xué)探測(cè)器，其包括分析單元，該分析單元包括發(fā)射模塊和能夠產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)模塊；并且該探測(cè)器還包括能夠產(chǎn)生監(jiān)測(cè)信號(hào)的監(jiān)測(cè)單元；另外，該監(jiān)測(cè)單元設(shè)置在連接發(fā)射模塊和檢測(cè)模塊的光路上。

監(jiān)測(cè)單元允許補(bǔ)償上述不同的漸變(dérive)。

分析單元和監(jiān)測(cè)單元每個(gè)均呈具有工作面的密封體的形式。

因此，發(fā)射模塊包括位于出現(xiàn)在分析單元工作面上的擴(kuò)散窗后的光源。

另外，檢測(cè)模塊包括位于出現(xiàn)在該分析單元工作面上的第一窗孔后的第一檢測(cè)器。

另外，監(jiān)測(cè)單元包括位于出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)單元工作面上的部分反射的第二窗孔后的第二檢測(cè)器。

這兩個(gè)檢測(cè)器優(yōu)選相同。

根據(jù)本發(fā)明的一附加特征，分析單元和監(jiān)測(cè)單元通過連接部件相連接，這些單元的工作面相對(duì)。

有利的是，第二窗孔因此布置成該第二窗孔將來自光源的光束部分地朝第一窗孔的方向反射。

另外，光學(xué)探測(cè)器包括控制回路，用以利用監(jiān)測(cè)信號(hào)通過加權(quán)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)Qm。

測(cè)量信號(hào)Qm優(yōu)選等于檢測(cè)信號(hào)與監(jiān)測(cè)信號(hào)之比。

例如，控制回路存儲(chǔ)有以下值：

-參考測(cè)量值Qr；

-參考吸收值A(chǔ)r；

-特征長(zhǎng)度Lc；

術(shù)語Ln代表自然對(duì)數(shù)，

吸收值A(chǔ)m從以下表達(dá)式得出：

Am＝Ar-(Ln((Qm-Qr/Qr)+1)/Lc)

有利的是，控制回路設(shè)有溫度補(bǔ)償。

例如，該溫度補(bǔ)償通過兩個(gè)常數(shù)K1、K2、校準(zhǔn)溫度θ₀和實(shí)現(xiàn)測(cè)量的溫度θ利用以下表達(dá)式實(shí)現(xiàn)：

附圖說明

現(xiàn)在將通過下文的參照附圖以示例給出的實(shí)施例的描述的范圍中更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖如下：

-圖1是吸收測(cè)量光學(xué)探測(cè)器的透視圖；

-圖2是該光學(xué)探測(cè)器的機(jī)械安裝的剖面圖；和

-圖3是該光學(xué)探測(cè)器的電氣安裝的原理圖。

具體實(shí)施方式