CN108318063B - 用于确定和监测介质的至少一个过程变量的系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于确定和监测介质的至少一个过程变量的系统。本发明涉及用于确定在容器中布置的介质的至少一个过程变量的系统，包括：至少一个光学光纤布拉格传感器，其具有带有至少一个光纤布拉格光栅的光波导；至少一个信号发生单元，其设计使得其生成至少一个光输入信号并且将其耦合到至少一个光波导中；至少一个接收单元，其被设计使得其从至少一个光波导接收至少一个光输出信号并且将其转换成电输出信号；以及评估单元，其基于至少一个电输出信号确定至少一个过程变量，其中至少一个光波导的至少一个子节段布置在容器内部或被布置在容器的壁中，并且该子节段被设计使得至少一个光纤布拉格光栅受介质的要确定的至少一个过程变量影响。

Description

用于确定和监测介质的至少一个过程变量的系统
技术领域
本发明涉及用于确定或监测介质的至少一个过程变量的系统。
背景技术
在介质中(特别是在气体、液体、固体和多相混合物中)的光谱测量提供关于相应介质的当前状况和/或组成的信息。在过程自动化中，如果在生产或蒸馏过程期间在过程中作为中间产物或最终产物形成的物质的数量、浓度、或质量必须被监测，则优选地使用介质的光谱分析。例如，在生物化学生产过程中，营养素的浓度，和/或在生产过程中使用的微生物的代谢物的浓度，和/或在生产过程中产生的中间产物或最终产物的浓度能够被监测。基于光谱获得的信息，生产过程能够被控制或调节。在生产过程期间，介质自身通常位于容器例如反应器、发酵桶、或管路中。
非常适于分析和监测气态、液体、和固体介质的光谱方法是拉曼光谱法。拉曼光谱法是基于通过原子或分子进行的电磁激发辐射的非弹性散射(称为拉曼效应)。作为非弹性散射的结果，产生了在激发辐射和介质(原子、分子)的相互作用颗粒之间的能量传递。该能量从辐射传递到颗粒(斯托克斯散射)或者从颗粒传递到电磁辐射(反斯托克斯散射)。因而，散射辐射与激发辐射相比具有更低的能量或更高的能量。拉曼光谱示出了根据其与激发辐射的频率差的散射辐射的强度(通常以波数来指定，cm-1)。拉曼光谱法是振动光谱法，即，使用拉曼光谱法检测的能量传递与晶格中原子的特征性振动能量水平，或者分子的特征性振动能量水平，或者分子的功能组的特征性振动能量水平相对应。因而，基于拉曼光谱中的某些峰值或带，能够确定例如介质中的某些分子的存在，并且基于相应峰值或带的强度，能够确定介质中分子的浓度。
因为水是非常弱的拉曼散射器，所以在水性过程介质(尤其是生物系统或生物技术过程)的分析中拉曼光谱法提供了特定的优点，使得在水中溶解的分子的拉曼信号在拉曼光谱中能够容易看到。此外，拉曼光谱法不需要样品的任何附加准备并且能够在短时间提供测量值。该方法因此对于过程分析和过程控制是尤其有吸引力的。
在现有技术中，从过程容器取出过程介质的样品并且借助于拉曼光谱法在实验室分析它们是常见的。拉曼光谱借助于数据处理单元(诸如常规的计算机)来分析。这样取样是有问题的，并且还伴有几个缺点；例如，在从过程容器取出样品的时间和在实验室中分析之间必然产生时间延迟，因为已知的拉曼光谱仪仅有限程度地适于在过程中使用。此外，从要保持无菌的过程(例如，在食品技术、在制药工业的过程、和/或生物技术的过程中)正确地且无菌地取出样品关系到装备和人员的高投入。根据过程的类型，在取样期间还能够存在健康危害，例如，如果样品或过程介质与环境或操作者应发生不期望的接触。自然地，在该背景下特别有问题的是从固有地带来高风险可能性的过程取出样品。例如，该风险能够由有害辐射、含尘大气引起，或简单地由位于难以接近(例如，由于容器的大小)的过程中的介质引起。拉曼光谱法还能够仅用于分析目的的；其不能够提供关于其它物理或化学过程变量的信息。
一种预组装的在线测量装置从DE 10 2013 103 518 A1(E+H)已知，其描述了用于借助于光学测量原理光谱地确定在管路中流动的介质的至少一种组分的浓度的第一测量传感器。第一测量传感器被集成到测量管中，该测量管包括管路区段。该管路区段被设计使得其能够随后被集成到管路中。在线测量装置的预组装和校准优选地在工厂进行。
此外，借助于光纤传感器确定物理或化学过程变量是已知的。光纤传感器使用光波导来引导测量辐射或光。光波导由芯和包层组成。光纤传感器具有某些优点；例如，光纤传感器对外部电磁干扰场大体上不敏感，并且它们的使用在高温范围中还是可能的。由于它们小的尺寸，光纤传感器还具有能够通过从设置在至少一个光纤中的几个传感器多路传输来获得关于各种过程变量的信息的优点。
光纤传感器优选地基于光纤布拉格方法。在这些传感器中，至少一个光纤布拉格光栅(FBG)被刻划到光波导中。FBG通过光波导的芯的折射率或折光率的周期性调制产生并且具有光学干涉滤波器的功能；位于在布拉格波长附近的滤波器带宽内的光的波长被反射。在这样做时，有效折射率取决于芯和包层的几何形状和折射率以及波模式两者。
作为信号发生源，连续地穿过一定波长范围的宽带光源或可调谐激光器被使用，其中要检测的FBG的布拉格波长位于该波长范围内。
布拉格波长的检测和分析通过波分复用(WDM)或通过时分复用(TDM)来执行。在WDM中，FBG的单个带宽的不同中心波长被用作为波长代码信号，而在TDM方法，使用由于FBG和检测器的各种距离引起的光的不同的渡越时间。在TDM方法，因为单个的FBG的位置在光的渡越时间内是已知的，并且因为布拉格波长中的变化能够同时经由波长解码器确定，所以在光纤中的所有FBG传感器能够具有相同的布拉格波长。利用WDM方法与利用TDM方法相比能够实现更高的分辨率。传感器还能够以非常短的间隔依次布置。作为用于检测和分析FBG测量信号的测量装置的示例，必须提到光学频谱分析仪(OSA)。关于光纤传感器的附加信息能够在互联网上可得到的Dipl.Ing.Dr.Vivien Giesela Schlüter的博士论文中找到，“Entwicklung eines experimentell gestützten Bewertungsverfahren zurOptimierung und Charakterisierung der Dehnungsübertragung
Figure BDA0001520670270000031
Faser-Bragg-Gitter-Sensoren”[用于优化和特征化安装在表面的光纤布拉格传感器的实验支持分析的方法的研究(Development of anExperimentally-Supported Analysis Method for Optimizing and Characterizingthe Strain Transfer of Surface-Mounted Fiber Bragg Grating Sensors)]。
从EP 1 068 686 B1(Phoenix Controls Corp.)已知用于检测环境变量的网络化光电信号分配系统，其中信号分配系统包括以下部件：光源、光电检测器和用于沿至少一个选择的光路将来自光源的光分配到光电检测器的光分配网络。光分配网络包括对与光相互作用的至少一个环境变量起反应的多个远程分布式光学装置。根据一个实施方式，使用FBG传感器。特别地，环境变量为CO2含量、VOC(挥发性有机化合物)或其它气态组分、细菌剂、温度、湿气、空气速度、和空气压力。此外，提供了用于将光学装置具体地连接到光分配网络的远程分布式开关。传输网络被设计使得来自光源的光和由至少一个环境变量影响的光沿着相同的光路传输。基于光电检测器的输出信号，处理器产生关于要检测的相应环境变量的信息。
从EP 1 826 545 A1(Fuji)已知一种借助于至少一个光纤传感器测量状态变量的装置；该装置特别地是破坏检测系统。该装置使用在机械部件中或上安装的光波导。光波导包括多个FBG。每一个光纤布拉格光栅反射在光波导中引导的光输入信号的部分。在机械应力的影响下，光波导的长度并且因而光纤布拉格光栅的光栅常数改变。作为光栅常数的改变的结果，还改变光输入信号的反射部分的波长。通过分析反射部分或光输入信号，能够得出关于载荷和/或机械部件的温度的结论。为了生产输入信号并分析输入信号，使用了宽带光源、光学循环器、和阵列式波导光栅。各部件利用已知的光学插头连接器或拼接连接件作为分立的元件进行组装。
已知的解决方案关于信号生成和信号分析是机械上不太稳健的。此外，空间要求和能量消耗比较高，使得已知的装置只能够以高的成本来生产和操作。
从WO 2006/079466 A1(Bayer)已知一种光谱设备，其由用于布拉格光栅光纤和NIR测量单元的至少一个光源、用于将各种测量区段连接到光谱仪的至少一个光多路复用器、至少一个FBG光纤、和用于NIR光谱学的至少一个玻璃光纤、干涉仪、检测器、和信号分析/控制单元组成。经由信号分析/控制单元，一方面借助于NIR测量元件进行浓度的光谱确定且另一方面借助于FBG光纤进行温度的光谱确定或温度分布的光谱确定。傅里叶变换光谱仪的干扰仪被布置在测量区段的输出和检测器之间。
关于光纤传感器及其使用的其它解决方案还从以下专利申请已知：DE 10 2012221 067 A1、DE 102012 214 441 A1、DE 10 2012 222 460 A1、DE 10 2010 001 197 A1、和DE 10 2013 205 205 A1(发明人：Prof.Schade等)。
DE 10 2011 017 622 B3(发明人Prof.Schade等)描述了用于测量状态变量的光纤装置及其应用，该装置要求小的安装空间，可以容易且成本有效地生产，且能够被使用。该装置由耦合器或光波导、至少一个滤波器元件或刻划到耦合器中的光纤布拉格光栅和至少一个光电转换器组成。在已知的解决方案中，光耦合器、滤波器元件、和光电转换器且可能地还有评估单元被布置在基板上。该装置还允许通过至少一个光纤布拉格光栅的光栅常数的变化确定作用在机械部件上的力、机械应力和/或温度。机械部件由光纤增强塑料、金属或合金组成。光源优选地发出宽带光信号，使得能够读取具有不同光栅常数的多个光纤布拉格光栅。由至少一个光纤布拉格光栅反射的光输入信号的部分通过至少一个被动光学部件过滤并且通过光电转换器转换成电信号。电信号被馈送给评估电路。
即使已知的解决方案需要小的空间，但是其仅能够有限程度地被使用在过程自动化应用中。在生物化学和制药过程中，发展趋向于朝单次使用的容器和/或小批次的使用。在首次提及的情况下，已知的装置与其集成的电气和电子部件必须与容器一起设置，这带来了附加的成本，因为对于每一个容器必须生产合适的装置，或者必须对装置进行清洁并在合适的情况下被消毒，这也带来了附加的成本，因为清洁/消毒是昂贵的，和/或装置必须被设计用于清洁/消毒。此外，电气/电子部件不能够进行伽马消毒。类似的问题出现在已知的装置将用于其中发生放射性辐射的过程中时。
发明内容
本发明是基于提出用于在自动化技术中确定介质的过程变量的成本有效的系统的目的。
该目的通过用于确定在容器中布置的介质的至少一个过程变量的系统来实现。例如，容器为任何罐、管路、发酵桶或者单次使用的或一次性的容器。该系统包括至少一个光学光纤布拉格传感器，该至少一个光学光纤布拉格传感器具有带有至少一个光纤布拉格光栅的光波导，和至少一个信号发生单元，该信号发生单元被设计使得其生成至少一个光输入信号并且将该至少一个光输入信号耦合到至少一个光波导中。输入信号是适配于光纤布拉格传感器的测量任务且特别是适配于光纤布拉格光栅的测量任务的宽带光输入信号或窄带输入信号。该系统此外包括接收单元，该接收单元优选地是光电转换器。接收单元被设计使得其从至少一个光波导接收至少一个光输出信号并且将至少一个光输出信号转换成电输出信号。此外提供有评估单元，该评估单元基于至少一个电输出信号确定至少一个过程变量。评估可能性已经在说明书引言中提到。
根据本发明，至少一个光波导的至少一个子节段被布置在容器内部或被布置在容器的壁中。至少一个光波导的该子节段被设计使得至少一个光纤布拉格光栅受介质的要确定的至少一个过程变量影响。该子节段能够以任何方式成形，例如，直的、曲折形的、或弯曲的。该子节段能够利用穿过容器的壁的一个或两个端部区域被引导，或者根据设计，甚至终结在那里。自然地，还能够使用光波导束，代替单个光波导。
介质优选地是流体介质，特别是气体、气体混合物、液体、颗粒或粉末。
此外，光学光纤布拉格传感器被设计使得其确定特别是以下物理或化学过程变量中的至少一个：温度、压力、填充水平、流速、机械应力、干扰振动、pH值、浑浊度、物质浓度、原子或分子气体、或至少一种气态、液体或固体组分的部分。此外，光学光纤布拉格传感器可以被设计使得其确定介质的颜色，或者被设计使得其确定至少一种代谢物或代谢物的浓度，其中代谢物是生物化学代谢过程中的中间产物。各种光纤布拉格传感器的示例性解决方案已经在说明书引言中提到。
根据本发明的解决方案非常适于在过程自动化中使用。如已经提到的是，特别是在生物化学和制药过程的情形中的发展趋向于朝使用单次使用的容器和/或小批次的使用。如以下关于优选实施方式描述的是，利用本发明，可以在完成测量或监测任务之后没有困难地从容器移除光波导并且随后清洁/消毒它，以与容器一起清洁/消毒光波导，或者在容器中留下至少一个光波导并且将它与容器一起进行设置。如果材料被合适地选择的话，则甚至在有容器或没有容器的情况下至少一个光波导的伽马消毒是可能的。如果至少一个光波导在高风险可能性(例如，作为放射性辐射的结果)流行的过程中使用的话，则同样适用。该解决方案的另一个优点将被看到的是，因为经由光波导传输光几乎上没有损失发生，所以电子部件能够从过程远程地定位(例如，在控制室中)。
根据有利的实施方式，光波导由芯和至少部分地包围芯的包层组成。为了确保光主要地在该芯中传播，芯材料与包层材料相比具有更高的折射率。
可替选地，和/或适配于要确定的过程变量，光波导由光纤组成，其中光纤材料与影响至少一个光纤布拉格光栅的介质相比具有更高的折射率。
考虑到的是，如果光波导包含处于限定间隔的光纤布拉格光栅组，其中光纤布拉格光栅组被设计使得至少两个不同的过程变量能够被选择性地确定，则关于根据本发明的系统是特别有利的。根据本发明，因而提供了多个传感器。
此外还提供了光波导被设计使得至少一个光纤布拉格光栅或者光纤布拉格光栅组的至少一个光纤布拉格光栅出于确定介质的过程变量的目的经由瞬逝场与该介质相互作用。瞬逝被理解为意旨电磁波穿透它们不能够传播的材料，并且然后迅速“消失”在材料中。从DE 10 2014 220 040 A1(Boston University，Frauenhofer，发明人:Prof.Schade等)已知一种包含光纤布拉格光栅的光纤传感器。光纤传感器包含带有芯和包层的光波导，其中该包层在光纤布拉格光栅的区域中被移除。光纤传感器可以被浸没在气体或液体中，其中由光纤布拉格光栅反射的布拉格波长根据包围传感器的介质的折射率或折光率而改变。为了提高该效果并且为了增加光纤传感器的分辨率，DE 10 2014 220 040 A1提出了一种用于确定折光率的装置或者水听器(水下传声器)，其中光波导的包层至少部分地在至少第一纵向区段中被移除。芯包含在至少第二纵向区段中的至少一个光纤布拉格光栅。至少第一纵向区段的表面的部分表面被设置有纳米颗粒。除布拉格波长之外，还测量强度。因而，声信号能够有效地，两次被检测。不言而喻，关于根据本发明的系统使用的布拉格传感器能够相应地被结构化。
根据本发明的系统的有利实施方式提出表面层应至少在子区域中被应用到光波导，其中表面层被设计使得至少一个光纤布拉格光栅具有对要测量的相应的过程变量增加的敏感性。例如，纳米颗粒被用于表面层。
根据本发明的系统的有利发展提供了，在容器的壁中设置了用于至少一个光波导的导管，其中导管被设计使得至少一个光波导的两个端部区域中的至少一个从该容器被引出。导管被设计使得容器的内部空间与外部空间密封开。光波导被可移除地或不可移除地被安装在导管中。
可替选的实施方式提供了，在容器的壁中存在耦合部件，该耦合部件被设计使得至少一个光波导的两个端部区域中的至少一个被连接到或能够连接到耦合元件。
另一个可替选的方案提出了，至少一个耦合区域被设置在容器的壁中，其中该耦合区域被设计为对光输入信号和光输出信号透明的窗口。至少一个光波导的两个端部区域中的至少一个被连接到或能够连接到至少一个光学部件，特别是透镜系统。该实施方式的优点被看到的是在于，在容器中布置的光波导和电子部件之间存在机械解耦。
关于根据本发明的解决方案，还提出了带有至少一个光纤布拉格光栅的至少一个光波导被至少部分地布置在基板上或者至少部分地集成到基板中。优选地，还提供了该容器的壁至少部分地由基板生产或被覆盖有基板。进一步建议了接收单元(其例如为光电转换器)和/或评估单元被布置在基板上或集成到基板中。
根据本发明的系统的有利的发展，信号发生单元和接收单元/评估单元，并且因此系统的敏感的电子/电气部件被布置在容器外部，且因此在过程外部。
根据本发明的系统的有利的实施方式，提供了控制系统，评估单元与控制系统连接以用于通信。所述通信能够以有线方式或通过无线电无线地进行。
为了能够没有限制地在自动化技术的所有应用中使用，耦合到至少一个光波导内的光输入信号的功率被确定大小使得其小于爆炸危险区域容许的最大功率。对于不仅光波导，而且系统的电气/电子部件被布置在爆炸危险区域中的情形，部件被设计使得用于操作部件的功率小于爆炸危险区域容许的最大功率。
附图说明
参考以下的图更详细地说明本发明。图示了：
图1：根据本发明的系统的第一实施方式的示意性图示，
图1a：以放大的图示示出的图1中的截面A，
图2：光纤布拉格传感器的实施方式的示意性图示，
图2a：以放大的图示示出的图2中的截面B。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于确定和/或监测在容器2中布置的介质1的至少一个过程变量的系统的第一实施方式的示意性图示。在所示的情形中，容器2是袋子形状的柔性容器，诸如单次使用的或一次性的袋子。不言而喻，本发明能够与所有可能的容器2结合使用。
根据本发明的系统包括带有光波导4的光学光纤布拉格传感器3，该光波导4包括用作滤波器元件的至少一个光纤布拉格光栅5。如图1a能够看到的是，光波导由芯9和包层10组成。包层10至少部分地包围芯9，使得电磁输入信号或光以尽可能少损失地在芯9中传播，与构成包层10的材料相比，构成芯9的材料具有更高的折射率。
光波导4的子节段TA被布置在容器2中。在没有单独地示出的替代方案中，光波导4被布置在容器2的壁8中并且因而是容器2的整体部分。在容器2的内部空间中或内部中延伸的光波导4的子区域TA，或者与介质1相互作用的光波导4的子区域TA被设计，使得至少一个光纤布拉格光栅5(在示出的情形中，一组两个光纤布拉格光栅5和单个光纤布拉格光栅5被示出)受介质1的要确定的至少一个过程变量影响。在光波导4中以限定的间隔布置的光纤布拉格光栅组或光纤布拉格光栅5被设计，使得能够选择性地确定至少两个不同的过程变量。先前已经描述并且在现有技术中详细公开用于确定或监测不同的过程变量的光纤布拉格传感器3的各种设计。
信号发生单元6(优选地为宽带光源)生成至少一个光输入信号并且将其耦合入到光波导4中。此外，提供了接收单元7，该接收单元7被设计，使得其从一个光波导4接收至少一个光学波长代码输出信号并且将其转换成电输出信号。基于至少一个电输出信号，评估单元8确定至少一个过程变量。
在图1示出的根据本发明的系统的实施方式中，电气/电子部件，即信号发生单元6、接收单元7、和评估单元17被布置在容器2外部。光波导4经由导管12或耦合部件13以固定的或可移除的方式被连接到容器2。用于确定或监测过程变量的评估单元从现有技术中是已知的。在示出的情形中，评估单元17通过无线电与远程布置的控制室18通信。自然地，有线通信也是可能的。可替选地，能够通过相应地确定光波导4大小以任何距离从容器2远程地布置电气/电子部件6、7、17中的所有或至少部分。如先前已经提到的是，还已知经由相对应的连接件借助于例如仅一个信号发生单元6、接收单元7、和评估单元17来操作多个光波导4。因此能够通过一个评估单元17同时地确定和监测各种容器2或批次的过程变量。
图2示出了根据本发明的用于确定和/或监测在容器2中布置的介质1的至少一个过程变量的系统的实施方式的示意性图示。以下，仅对其中图2中示出的实施方式与图1中示出的实施方式不同的系统部件进行参考。
如能够在以放大图示示出了图2中标记B的部分的图2a中看到的，在容器2中布置的光波导4的子节段TA被设计使得，至少一个光纤布拉格光栅5出于确定介质1的过程变量的目的经由瞬逝场与介质1相互作用。在示出的情形中，在子区域TB中，表面层11被安装到光波导4上。表面层11是任选的并且被设计使得至少一个光纤布拉格光栅5对要测量或监测的过程变量具有增加的敏感性。
在容器2中布置的光波导4的子节段TA利用其端部区域EB连接到耦合区域14。该耦合区域14被设计，使得其对在光波导4中引导的辐射或光是可透的。容器2中的光波导4的子节段TA和容器2外部的光波导4之间的光的光耦合经由至少一个光学部件15(诸如透镜)进行。如已经提到的，根据测量或监测任务，子节段TA能够被布置在基板16上或被布置在基板16中。
参考符号的列表
1 介质
2 容器
3 光纤布拉格传感器
4 光波导
5 光纤布拉格光栅
6 信号发生单元
7 接收单元
8 壁
9 芯
10 包层
11 表面层
12 导管
13 耦合部件
14 耦合区域
15 光学部件
16 基板
17 评估单元
18 控制系统

Claims (22)

1.一种用于确定在容器(2)中布置的介质(1)的至少一个过程变量的多传感器系统，包括：
至少一个光学光纤布拉格传感器(3)，所述光学光纤布拉格传感器(3)具有带有至少一个光纤布拉格光栅(5)的光波导(4)，
至少一个信号发生单元(6)，所述信号发生单元(6)被设计使得其生成至少一个光输入信号并且将所述至少一个光输入信号耦合到至少一个光波导(4)中，
至少一个接收单元(7)，所述接收单元(7)被设计使得其从所述至少一个光波导(4)接收至少一个光输出信号并且将所述至少一个光输出信号转换成电输出信号，以及
评估单元，所述评估单元基于所述至少一个电输出信号确定所述至少一个过程变量，
其中，所述至少一个光波导(4)的至少一个子节段(TA)被布置在所述容器(2)内部或被布置在所述容器(2)的壁(8)中，以及其中，所述至少一个光波导(4)的所述子节段(TA)被设计使得所述至少一个光纤布拉格光栅(5)受所述介质(1)的要确定的至少一个过程变量影响，
其中，所述光波导(4)包括处于限定间隔的布拉格光栅组，其中，光纤布拉格光栅组被设计使得能够选择性地确定至少两个不同的过程变量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光波导(4)包括芯(9)和至少部分地包围所述芯(9)的包层(10)，其中，与构成所述包层(10)的材料相比，构成所述芯(9)的材料具有更高的折射率。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光波导(4)由光纤组成，其中，相比于与所述至少一个光纤布拉格光栅(5)相互作用的所述介质(1)，所述光纤的材料具有更高的折射率。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述光波导(4)被设计使得至少一个光纤布拉格光栅(5)或所述光纤布拉格光栅组中的至少一个光纤布拉格光栅(5)为了确定所述介质(1)的过程变量而经由瞬逝场与所述介质(1)相互作用。
5.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，表面层(11)至少在子区域(TB)中被应用到所述光波导，其中，所述表面层(11)被设计使得所述至少一个光纤布拉格光栅(5)对要测量的过程变量具有增加的敏感性。
6.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，在所述容器(2)的壁(8)中设置有用于所述至少一个光波导(4)的导管(12)，其中，所述导管(12)被设计使得所述至少一个光波导(4)的两个端部区域(EB)中的至少一个从所述容器(2)被引出。
7.根据权利要求1至3中一项所述的系统，其中，在所述容器(2)的壁(8)中设置有耦合部件(13)，所述耦合部件(13)被设计使得所述至少一个光波导(4)的两个端部区域(EB)中的至少一个被连接到或能够连接到所述耦合部件(13)。
8.根据权利要求1至3中一项所述的系统，其中，在所述容器(2)的壁(8)中设置有至少一个耦合区域(14)，其中，所述耦合区域(14)被设计为对光输入信号和光输出信号透明的窗口，以及
其中，所述至少一个光波导(4)的两个端部区域(EB)中的至少一个被连接到或能够连接到至少一个光学部件(15)。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个光学部件(15)是透镜系统。
10.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，带有所述至少一个光纤布拉格光栅(5)的所述至少一个光波导(4)被至少部分地布置在基板(16)上或者至少部分地集成到基板(16)中。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述容器(2)的壁(8)至少部分地由所述基板(16)生成或被覆盖有所述基板(16)。
12.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述接收单元(7)是光电转换器。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述接收单元(7)被布置在所述基板(16)上或集成到所述基板(16)中。
14.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述信号发生单元(6)和所述接收单元(7)和/或评估单元(17)被布置在所述容器(2)外部。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，提供有控制系统(18)，所述评估单元(17)与所述控制系统(18)通信，其中，所述通信以有线方式或无线地进行。
16.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述容器(2)是单次使用的或一次性的容器。
17.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述介质(1)是流体介质，包括气体、气体混合物、液体、颗粒、粉末。
18.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述光学光纤布拉格传感器(3)被设计使得其确定以下物理或化学过程变量中的至少一个：温度、压力、填充水平、流速、机械应力、pH值、浑浊度、物质的浓度、原子或分子气体、或至少一个气态、液体或固体组分的部分。
19.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述光学光纤布拉格传感器(3)被设计使得其确定所述介质的颜色。
20.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，所述光学光纤布拉格传感器(3)被设计使得其确定至少一种代谢物或代谢物的浓度，其中，代谢物是生物化学代谢过程中的中间产物。
21.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，耦合到所述至少一个光波导(4)中的所述光输入信号的功率被确定大小，使得所述功率小于爆炸危险区域所容许的最大功率。
22.根据权利要求1至3中的一项所述的系统，其中，对于其中所述系统的所述信号发生单元(6)、所述接收单元(7)和所述评估单元(17)被布置在爆炸危险区域中的情形，用于操作所述信号发生单元(6)、所述接收单元(7)和所述评估单元(17)的功率被确定大小，使得所述功率小于爆炸危险区域所容许的最大功率。
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