CN100541173C - 在线分析器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种借助于测量设备(2)分析试样的在线分析器(1)，其包括至少一个探测器(3)和至少一个光电元件(4)。所述测量设备(2)确定电磁辐射以至少一个波长穿透试样时的透射或吸收，并提供测量信号。本发明的在线分析器(1)还包括控制/计算单元(19)，其计算测量设备提供的测量信号并提供分析数据。探测器(3)和控制/计算单元(19)相互间隔一定距离放置。测量设备(2)的至少一个光电元件(4)被分配给控制/计算单元(19)，同时探测器(3)和至少一个光电元件(4)经由光波导(5)互联。

Description

在线分析器
技术领域
本发明涉及一种用于分析试样的在线分析器。
背景技术
受让人以STAMOLYS商标在市场上销售在线分析器。分析器主要用于监控及优化净化车间的清洁性能，监控充气槽罐和净化车间废水，或者控制填料量。测量及监控的参数的例子包括试样中铵、磷酸盐或硝酸盐的浓度。试样的分析基于已知的测量方法，这里不需要做详细介绍。
在线分析器记录每日信息，优选地作为时间函数连续记录。它们一方面发送相对于车间当前操作的可靠的期望信息，另一方面发送关于过程技术中可能需要的改变的信息。基于分析数据，可以获得在操作装置和操作成本中非常可观的节省。
包含比色分析测量设备的在线分析器的工作步骤大致如下：磁导(即，受控试样)通过泵充入混和容器。试剂泵将试样以特定的混合比送入合适的试剂。试剂与试样反应，从而试样以特征方式改变颜色。直接通过反应试样的辐射的吸收或透射的测量值是借助于光度计或分光计确定的。根据情况，吸收或透射表示关于试样中化学元素或化学化合物的浓度的信息。优选地，STAMOLYS分析器中光度计的温度被恒温控制，以使磁导和试剂之间的期望反应能够周期进行并且可以在短时间内完成。
在已知的分析器的情况中，光度计具有探测器以及用于提供磁导、试剂和/或清洁药剂的泵，以及用于在内循环(标定、清洁)之间切换的阀，它们都容纳在一个安装框架上。因此，用于放大光电元件(例如，光电二极管)的光学信号的电子装置位于在线分析器的所谓的湿部。为了保护光度计或分光计的敏感光电元件抗御潮湿和电磁干扰，在已知的情况中绝对需要将电子装置容纳在独立、密封、防护性的外壳中。通常，已知的解决方案涉及相对多的独立元件：一方面，其装配非常复杂；另一方面，已知的解决方案的空间需求相对较大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种在线分析器，其中湿部和电子部分彼此完全去耦。
本发明的分析器包括测量设备，其确定电磁辐射以至少一个波长穿透试样时的透射或吸收，并提供测量信号。本发明的在线分析器还包括控制/计算单元，其计算测量设备提供的测量信号并提供分析数据。测量设备包括至少一个探测器和至少一个光电元件。探测器和控制/计算单元相互间隔置。测量设备的至少一个光电元件被分配给控制/计算单元。另外，提供至少一个光波导，例如光纤连接，通过它将探测器和至少一个光电元件彼此连接。
通过本发明，首次可以将与试样直接接触的分析器的所有元件与光电和电子元件空间隔离且完全去耦。特别地，在使用光度计的情况中，用于放大光电二极管的光学测量信号的敏感电子装置位于分析器的湿部之外。以这样的方式，可靠的避免了爆裂软管情况中敏感电子部分的破坏。另外，本发明的在线分析器具有优秀的EMC特性。
优选地，测量设备是单通道或多通道光度计。然而，分光计也可以用于本发明的在线分析器。
光电元件可以是发光二极管、光电二极管或二极管阵列分光计。
在本发明的在线分析器的优选的进一步发展中，提供至少一个插塞接头，至少一个光电元件经由该插塞接头与多个光波导连接。除此之外，提供了具有多个光波导的实施例，其中将光波导收集在光波导束中。这个实施例提供了光波导的整齐排列。
在双通道光度计的情况中，使用两个光波导，其中一个光波导或通路用于测量波长，一个光波导或通路用于参考波长。
在二极管阵列分光计的情况中，提供光纤光耦合器，分光计的光电元件经由它与光波导连接在一起。使用光波导技术，可以使用宽频光源代替彩色发光二极管或光电探测器，用于照亮探测器。对于涉及光谱的测量，正如已经说明的，使用具有光线光耦合器的二极管分光计。以这些方式，可以利用一件硬件确定试样的不同的测量变量。另外，可以直接测量UV/VIS或NIR光谱区中的一些测量变量，于是不需要试剂。
另外，关于本发明的分析器，提供至少一个泵单元，试样和/或试剂和/或清洁药剂经由该泵单元引入探测器。
根据实施例的一种形式，假定控制/计算单元完全控制在线分析器的操作。优选地，控制/计算单元，即所谓的电子部分，位于在线分析器的上部区域和/或后部区域中；另外，提供至少一个分割壁，其将电子部分与湿部隔离，其中可以找到探测器和/或泵单元。由于电子部分现在很好地与湿部封锁，可以略去之前需要的用于光度计的敏感电子部分的独立、保护性的外壳。
附图说明
现在以附图为基础更详细地解释本发明，附图中：
图1：本发明的在线分析器的主视图；和
图2：图1中测量设备元件的实施例的视图。
具体实施方式
图1是本发明的在线分析器1的一个实施例形式的主视图。图2是图1所示的测量设备2的实施例的具体视图。
本发明的在线分析器1的外壳10通过电子部分7和湿部21之间的分割壁20分离。在所示的例子中，分割壁20水平放置并且将位于外壳10的上部区域中的电子部分7与位于外壳10的较低部分中的湿部21分离。在湿部21中，有在线分析器1的直接接触液体试样的所有元件。在所示的情况中，它们是通道切换阀14、泵11、关断阀13、剂量环路12、探测器3和装料斗15。
测量设备2包括探测器3和多个光电元件4。探测器3在在线分析器1的湿部21中，而光电元件4位于电子部分7中。根据本发明，探测器3和光电元件4经由光波导5连接。与光波导5和探测器3相同，光波导5和光电元件4通过使用插头连接6而连接在一起。通过这种特征，可以例如执行探测器3与不同厚度的另一探测器3的简单交换。当然，光波导5也可以与光电元件4或探测器3永久连接。所示的情况也涉及所谓的双通道光度计。测量及参考光束经由分离的光波导5耦合及去耦。
控制/计算单元19也位于电子部分7中，负责在线分析器1的序列控制以及分析数据的求值及提供。序列控制和测量值的获取都利用现有技术，因而这里不作详细说明。优选地，所有电子和电气元件4、19都位于单个板18上。
装料斗15位于湿部21的较低区域中，用于存储试剂和清洁药剂。反应过的试样和使用过的清洁药剂被通过出口管17排放。

Claims (11)

1.一种用于分析试样的在线分析器(1)，具有包括至少一个探测器(3)和至少一个光电元件(4)的测量设备(2)，所述测量设备(2)确定电磁辐射以至少一个波长穿透试样时的透射或吸收并提供测量信号，所述在线分析器(1)还具有控制/计算单元(19)，所述控制/计算单元(19)计算所述测量设备(2)提供的测量信号并提供分析数据，
其中所述探测器(3)和所述控制/计算单元(19)相互间隔放置，
其中所述测量设备(2)的至少一个光电元件(4)被分配给所述控制/计算单元(19)，并且
其中提供了至少一个光波导(5)，所述探测器(3)和所述至少一个光电元件(4)经由所述光波导(5)互联；
其中提供了至少一个泵单元(11)，所述试样和/或试剂和/或清洁药剂经由该泵单元(11)引入探测器(3)；
其中所述控制/计算单元(19)位于所述在线分析器(1)的电子部分(7)中，并且
其中提供了至少一个分割壁(20)，所述分割壁(20)将所述电子部分(7)与湿部(21)隔离并完全去耦，所述探测器(3)和所述泵单元(11)布置在所述湿部(21)中。
2.根据权利要求1所述的在线分析器，
其中所述测量设备(2)包括单或多通道光度计。
3.根据权利要求1所述的在线分析器，
其中所述测量设备(2)包括分光计。
4.根据权利要求1所述的在线分析器，
其中所述光电元件(4)包括发光二极管、光电二极管或二极管阵列分光计。
5.根据权利要求1或4所述的在线分析器，
其中提供了至少一个插头连接(6)，所述光电元件(4)经由该插头连接(6)与所述光波导(5)相连。
6.根据权利要求1所述的在线分析器，
其中提供了多个光波导(5)，它们被集中在光波导束中。
7.根据权利要求5所述的在线分析器，
其中提供了多个光波导(5)，它们被集中在光波导束中。
8.根据权利要求2所述的在线分析器，
其中，在双通道光度计的情况中，使用两个光波导(5)，其中一个通道用于测量波长，一个通道用于参考波长。
9.根据权利要求3所述的在线分析器，
其中在二极管阵列分光计的情况中，提供光纤光耦合器，所述分光计的光电元件(4)经由该光纤光耦合器与所述光波导(5)连接在一起。
10.根据权利要求1所述的在线分析器，
其中在电路板(18)上设置所述光电元件(4)以及所述分析器(1)的所有其他电子和/或电气元件。
11.根据权利要求1所述的在线分析器，
其中所述控制/计算单元(19)引导所述在线分析器(1)的序列控制。
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