CN117075282A - 用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法 - Google Patents

用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117075282A
CN117075282A CN202310544549.6A CN202310544549A CN117075282A CN 117075282 A CN117075282 A CN 117075282A CN 202310544549 A CN202310544549 A CN 202310544549A CN 117075282 A CN117075282 A CN 117075282A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
clamped
optical
assembly
case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310544549.6A
Other languages
English (en)
Inventor
拉尔夫·伯恩哈特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG filed Critical Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Publication of CN117075282A publication Critical patent/CN117075282A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/006—Filter holders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/3103—Atomic absorption analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/026—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using retaining rings or springs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0053—Investigating dispersion of solids in liquids, e.g. trouble
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6432—Quenching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/4133—Refractometers, e.g. differential
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02—Mechanical
    • G01N2201/022—Casings
    • G01N2201/0227—Sealable enclosure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

本发明涉及在外壳中安装一个或多个光学元件的方法。描述了在外壳的内部空间中安装至少一个光学元件的方法，在该方法中，包括被布置在堆叠中的一个或多个元件的组件被引入到内部空间中，其中，组件的元件包括将被安装的每个光学元件，组件在每种情况下都通过至少一个弹性体夹紧在垂直于定心轴线延伸的至少一个径向夹紧方向上，在该方法中，相应的弹性体被插入到凹进中，该凹进平行于定心轴线延伸并朝向内部空间敞开，并且相应的弹性体被夹紧在其中，使得弹性体在组件的元件、至少一个元件或每个元件的外边缘上施加作用在相应的径向夹紧方向上的夹紧力，所述元件、至少一个元件或每个元件在外壳的内部空间中与弹性体相邻并将被夹紧在所述外壳中。

Description

用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法，以及涉及一种具有至少一个外壳的光学传感器，至少一个光学元件通过所述安装方法安装在所述至少一个外壳中。
背景技术
光学传感器用于各种不同的应用，以测量介质的被测变量。
在用光学传感器执行的测量中，发射的辐射通常通过发射设备(诸如光源)沿传输路径发射到介质上，例如，由发射的辐射与介质相互作用产生的测量辐射通过测量设备接收，并且基于接收到的测量辐射，确定介质的被测变量的测量结果并使其可用。使用光学传感器，可以取决于相互作用的类型来测量不同的测量变量，诸如吸收、反射、散射或荧光。从现有技术中已知的示例包括用于测量介质浊度的浊度传感器、用于测量介质中包含的固体浓度的传感器、荧光传感器、基于荧光猝灭原理操作的传感器、基于衰减全反射原理操作的传感器以及吸收传感器，诸如，例如用于测量光谱吸收系数或用于测量介质中包含的分析物浓度的传感器。
在许多光学传感器中，至少一个光学元件，诸如，滤光片和/或透镜，被插入到传感器的至少一个光学路径中，例如，插入到传输路径中和/或插入到接收路径中，测量设备经由该接收路径接收测量辐射。取决于类型和位置，这些光学元件例如用于消除干扰辐射，从而将发射的辐射和/或到达测量设备的测量辐射的波长范围限制在特定波长或预先指定的波长范围，并且/或者对发射的辐射和/或测量辐射进行波束引导。
被插入到相同光学路径中的光学元件可以以堆叠布置在外壳中，其中介入有机械元件(诸如间隔件)，并且在外壳中由这些机械元件保持在它们的预期位置。
关于光学元件的最佳功能，期望的是将光学元件安装在外壳中，使得其光学轴线对应于由光学路径形成的定心轴线。为此，光学元件以及可能的是还有外壳中的机械元件必须被布置成使得它们的中心轴线对应于定心轴线。在这方面有问题的是，这些元件中的每一个元件的直径都必须小于外壳内部的内径，以便元件可以被插入到外壳中。元件的外径与外壳的内径之间的差异越大，插入元件就越容易。然而，这种差异越大，外壳中的元件的径向移动性也越大。因而，存在这样的风险，即，光学元件的光学轴线相对于光学路径的径向位移对传感器的测量性能，尤其是可实现的测量准确性具有不利影响。差异越小，元件在外壳内的径向移动性就越低。然而，即使存在非常小的差异，也不能实现完全无游隙的组件。
另一问题在于，元件和外壳可能具有不同的热膨胀系数。在这种情况下，在温度波动期间，可能发生热机械应力，热机械应力能够影响光学元件的位置和/或光学性能。该问题例如可以通过在机械元件的外边缘与外壳的内壁之间插入O形环来克服。这些O形环例如可以插入到为此目的而在相应的机械元件中设置的沟槽中。然而，O形环必须以稍微压缩的状态进行安装，以便它们然后能够补偿由温度波动引起的相应的机械元件与外壳的内壁之间的径向距离上的变化。这使得难以安装机械元件。另一问题在于，O形环虽然使机械元件在径向方向上在外壳中定心，但O形环不提供任何轴向引导。为了防止机械元件的中心轴线相对于定心轴线倾斜，针对每个机械元件，将必须使用至少两个在轴向方向上彼此间隔隔开的O形环。然而，每个另外的O形环导致机械元件安装的进一步困难。
发明内容
本发明的目标在于提供一种用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法，通过所述方法，可以以简单方式实现光学元件的无游隙并具有长期稳定性的定位，特别是即使在温度变化的情况下也是如此。
为此目的，本发明包括一种用于在外壳的内部中安装一个或多个光学元件的方法，在该方法中，
将组件在平行于定心轴线延伸的方向上引入到外壳的内部中，其中，组件包括由将被安装在外壳中的单个光学元件形成的单个元件，或者在定心轴线的方向上一个在另一个顶部上布置在堆叠中的两个或更多个元件，其中，被布置在堆叠中的元件包括将被安装在外壳中的单个光学元件或每个光学元件，并且
外壳中的组件通过至少一个弹性体在垂直于定心轴线延伸的至少一个径向夹紧方向上被夹紧，在该方法中，相应的弹性体
在平行于定心轴线延伸的轴向方向上被插入在平行于定心轴线在外壳内延伸并且朝向外壳的内部敞开的凹进中，并且
然后被夹紧，使得相应的弹性体在组件的所述单个元件、至少一个元件或每个元件的外边缘上施加作用在相应的径向夹紧方向上的夹紧力，所述单个元件、至少一个元件或每个元件在外壳的内部与相应的弹性体相邻并将被夹紧在外壳中。
方法具有的优点在于，所述弹性体或每个弹性体仅在轴向插入之后被夹紧，并且由此实现组件的至少一个元件的径向夹紧。在这种情况下，组件以及因而也是所述单个光学元件或每个光学元件的无游隙定位也经由弹性体或多个弹性体实现，所述定位特别具有长期稳定性，即使在温度变化的情况下也是如此，即，当组件的所述单个元件或每个元件的外边缘与外壳的内壁之间的距离如此之大，以致于使得元件可以毫无问题地插入到外壳中时。
第一发展例的特征在于，组件的元件包括至少一个机械元件，并且堆叠中的光学元件、至少一个光学元件或每个光学元件在每种情况下与至少一个机械元件相邻或被布置在两个机械元件之间。
第一发展例的一个发展例的特征在于，
所述机械元件、至少一个机械元件或每个机械元件在每种情况下形成组件的将被夹紧在外壳中的元件之一，所述元件在所述至少一个径向夹紧方向上被夹紧，并且/或者
在之间布置光学元件或在每种情况下布置光学元件之一的机械元件形成组件的将被夹紧的元件，所述元件在每种情况下在所述至少一个径向夹紧方向上被夹紧。
第二发展例规定，
外壳具有肩台表面，所述肩台表面径向向内延伸并且在所有侧面上在外部围绕外壳的开口，
组件被布置在肩台表面上或者被布置在被布置在肩台表面上的弹性部件上或被布置在被设计成密封件、O形环或成形密封件的弹性部件上，并且/或者
与肩台表面相对放置的堆叠中的最上部元件形成组件的将被夹紧的所述元件或元件之一，所述元件在至少一个径向方向上被夹紧。
第三发展例规定，组件在三个或更多个径向夹紧方向上被夹紧，其中对于每个径向夹紧方向，在每种情况下，轴向方向上的至少其中一个弹性体在轴向方向上被插入到外壳中并且进入到绕定心轴线分布的凹进之一，然后被夹紧，使得在组件的被布置在外壳中并将被夹紧在外壳中的所述单个元件或至少一个元件或每个元件上，弹性体在每种情况下施加作用在径向夹紧方向之一上的夹紧力。
第四发展例规定，在插入到凹进中或插入到凹进之一中之后，所述弹性体或每个弹性体将在平行于定心轴线延伸的方向上被夹紧，所述夹紧通过以下实现：通过作用在轴向方向上的夹紧设备，通过从外侧安装到外壳的围绕凹进的敞开端的外表面上的盖板，通过被插入到凹进的端部区域中的位移体，或者通过被拧入到凹进的端部中的压力螺钉。
第五发展例规定，
弹性体、至少其中一个弹性体或每个弹性体，在被插入到外壳中后，或在插入之后已经在轴向方向上被夹紧之后，在每种情况下通过作用在垂直于定心轴线的径向方向上的至少一个夹紧设备被夹紧在定心轴线的方向上，
其中，作用在径向方向上的所述夹紧设备或每个夹紧设备在每种情况下在如下高度处从外侧通过外壳的外壳壁插入到外壳中，在所述高度处，组件的将被夹紧在外壳中的所述元件或元件之一被布置在外壳的内部，并且/或者所述夹紧设备或每个夹紧设备包括可以在该高度处穿过外壳壁移动到凹进中的位移体，或者包括可以在该高度处穿过外壳壁拧入到凹进中的压力螺钉。
第六发展例规定，
在每种情况下的弹性体或至少其中一个弹性体被夹紧之前，不可压缩的中间件或形成为片材金属条的不可压缩的中间件在每种情况下被布置在外壳中且在相应的弹性体的外侧上，所述外侧背向定心轴线，并且
然后，通过至少一个夹紧设备在定心轴线的方向上夹紧相应的弹性体，所述至少一个夹紧设备作用在垂直于定心轴线的径向方向上，并且相应的弹性体在如下高度处从外侧通过外壳的外壳壁插入到外壳中，在所述高度处，组件的将被夹紧在外壳中的所述元件或元件之一被布置在外壳的内部中。
第七发展例规定，对于每个径向夹紧方向，单个杆状的弹性体被插入到外壳中并被夹紧在其中，其中在每个所述径向夹紧方向上，组件的将被夹紧在外壳中的所述至少一个元件被夹紧在外壳中。
第八发展例规定，在每种情况下，所述弹性体或至少其中一个弹性体和至少一个刚性体在轴向方向上构成的堆叠序列被插入到所述凹进或每个凹进中，使得在每种情况下，其中一个弹性体位于被布置在外壳中并将被夹紧在外壳中的所述单个元件或每个元件的高度处。
另一发展例规定，将被夹紧在外壳中的组件的所述单个元件或每个元件在每种情况下具有外部尺寸，所述外部尺寸被设定尺寸，使得在将组件插入到外壳中之后，相应的元件的外边缘与外壳壁之间的径向距离在每种情况为0.05mm至0.5mm。
实施例的特征在于，
a)组件包括被设计为机械元件的至少一个元件，其中，所述机械元件被设计为间隔件、保持件和/或围绕件，经由所述机械元件平行于定心轴线延伸的高度，所述单个光学元件或每个光学元件在外壳内的安装高度是能够调节的，并且/或者通过所述机械元件，所述单个光学元件或每个光学元件相对于所述机械元件固定在其位置，并且/或者其中，每个机械元件在每种情况下具有中心贯通开口或具有在堆叠中与每个光学元件的光学轴线同心地对准的中心贯通开口，电磁辐射可以穿过所述中心贯通开口，
b)所述凹进或每个凹进在每种情况下在一端处封闭，所述凹进或每个凹进被设计为引导沟道，所述引导沟道在其轴向高度上经由沿轴向方向延伸的间隙连接到外壳的内部空间，并且/或者所述凹进或每个凹进被设计为盲孔，所述盲孔已经被引入到在外部围绕外壳的内部空间的外壳壁中，使得其横截面面积包括突出到内部空间中的部分面积，并且/或者
c)光学元件包括被设计为滤光片的至少一个光学元件和/或被设计为透镜的至少一个光学元件。
另一实施例规定，组件通过紧固设备或盖板沿平行于定心轴线延伸的方向被保持或被夹紧在外壳中，其中所述紧固设备或盖板从外侧安装在外壳的围绕供所述布置穿过插入到外壳中的外壳开口的外表面上，所述盖板在组件的外边缘区域上延伸。
此外，本发明包括一种具有至少一个外壳的光学传感器，其中借助根据本发明的方法将至少一个光学元件安装在相应的外壳中，在所述光学传感器中，每个外壳被布置在传感器中，使得光学路径延伸穿过被布置在相应的外壳中的所述单个光学元件或每个光学元件。
一个实施例包括传感器，所述传感器具有
发射设备，所述发射设备被设计用以沿着被设计为传输路径的光学路径将电磁发射的辐射发射到介质上，和
测量设备，所述测量设备被设计用以接收由发射的辐射与介质的相互作用产生的测量辐射，
其中，被设计为传输路径的光学路径和/或被设计为接收路径的光学路径(测量设备经由接收路径接收测量辐射)在每种情况下延伸穿过外壳或外壳之一。
另外的实施例规定，光学传感器被设计为浊度传感器，被设计为用于测量介质中包含的固体浓度的传感器，被设计为荧光传感器，被设计为基于荧光猝灭原理操作的传感器，被设计为基于衰减全反射原理操作的传感器并被设计成作为吸收传感器执行传输测量，被设计为用于测量介质的光谱吸收系数或用于测量介质中包含的分析物浓度的传感器，或者被设计为用于测量介质的折射率的传感器。
附图说明
现在将使用附图中的图详细地解释本发明及其优点，附图示出了若干个示例性实施例。在图中，相同的元件由相同的附图标记指示。
图1示出了具有被布置在其内部的光学元件的外壳；
图2示出了图1的外壳以及沿轴向方向插入其中的弹性体；
图3示出了图1的外壳以及通过盖板沿轴向方向被夹紧在其中的弹性体；
图4示出了具有被布置在其内部空间中的光学和机械元件构成的堆叠的外壳；
图5示出了图4的外壳以及沿轴向方向插入其中的弹性体；
图6示出了图4的外壳以及通过盖板沿轴向方向被夹紧在其中的弹性体；
图7示出了弹性体被夹紧在其中的图3或图6的外壳的横截面图；
图8示出了三个弹性体被夹紧在其中的图3或图6的外壳的横截面图；
图9示出了具有通过位移体沿轴向方向被夹紧在其中的弹性体的图4的外壳；
图10示出了具有弹性体的图4的外壳，所述弹性体的若干个区域在径向方向上被夹紧；
图11示出了具有轴向插入的弹性体和中间件的图4的外壳；
图12示出了图4的外壳以及在轴向方向上插入其中的弹性和刚性体构成的堆叠序列；
图13示出了传感器；以及
图14示出了用于执行传输测量的传感器。
具体实施方式
本发明涉及一种用于在外壳7的内部空间5中组装一个或多个光学元件1、3的方法，以及一种具有至少一个外壳7的光学传感器，其中至少一个光学元件1、3通过本文所述的安装方法来安装。
将会通过所述安装方法安装的光学元件1、3包括例如单个光学元件1，诸如被设计为滤光片或透镜的元件。可替选地是，然而，光学元件1、3也可以包括两个或更多个光学元件1、3，诸如被设计为滤光片的至少一个光学元件1和/或被设计为透镜的至少一个光学元件3。
方法的各个方法步骤在图1至图3中示出，作为示例，其使用将被安装在外壳7中的单个光学元件1的示例，并且在图4至图6中示出，作为示例，其使用将被安装在外壳7中的两个光学元件1、3的示例。类似地是，也可以在外壳7中安装三个或更多个光学元件(OE)1、3。
在外壳7中安装所述单个光学元件或每个光学元件1、3期间，在图1和图4中图示的第一方法步骤中，程序使得包括将被安装在外壳7中的所述单个光学元件或每个光学元件1、3的组件在平行于定心轴线L延伸的轴向方向上被引入到外壳7的内部空间5中。
如图1和图4中所示，这里的程序使得所述单个光学元件或每个光学元件1、3的光学轴线在每种情况下在已经引入组件之后平行于定心轴线L延伸。取决于设计，定心轴线L可以对应于外壳7的纵向轴线。然而，后者不是绝对必需的，尤其是因为定心轴线L也可以特别是平行于外壳7的纵向轴线延伸，并且甚至可能的是与外壳7的纵向轴线成一定角度延伸，并且/或者能够使用没有明显的纵向轴线的外壳7。
在将仅单个光学元件1安装在外壳7中的情况下，如图1中所示，组件例如被设计成使得其在由单个光学元件1形成的情况下仅包括单个元件E。
然而，可替选地是，组件也可以包括在堆叠中一个布置在另一个顶部上的两个或更多个元件E。在这种情况下，在堆叠中沿定心轴线L的方向一个布置在另一个顶部上的组件的元件E包括将被安装在外壳7中的仅单个光学元件或每个光学元件1、3。在该实施例中，可选地是，被布置在堆叠中的组件的元件E可以包括除了所述单个光学元件或每个光学元件1、3之外的至少一个机械元件9。如果组件的元件E包括至少一个机械元件9，则例如通过一个在另一个的顶部上布置组件的元件E来产生堆叠，使得堆叠中的光学元件3或光学元件1、3中的至少一个光学元件在每种情况下与至少一个机械元件9相邻。如图4至图6中所示，该实施例中的外壳7中的布置例如可以被构造成使得所述单个光学元件、至少一个光学元件或每个光学元件1、3在每种情况下在堆叠中被布置在两个机械元件9之间。
关于光学元件1、3的功能，每个机械元件9具有电磁辐射可以穿过的中心贯通开口10。在图4中，堆叠中的贯通开口10在每种情况下都与光学元件1、3的光学轴线同心地对准。可选地是，可以将对电磁辐射透明的窗口插入到贯通开口10中。
机械元件9例如被设计为间隔件，经由间隔件的高度(平行于定心轴线L延伸)，所述单个光学元件或每个光学元件1、3的安装高度在外壳7内是能够调节的。可替选地是或除此之外，机械元件9例如被设计为保持件和/或围绕件，通过机械元件9，所述单个光学元件或每个光学元件1、3在每种情况下在其相对于机械元件9的位置在堆叠中固定。这可以例如以图4中所示的方式实现，其中机械元件9在每种情况下具有至少一个凹进，所述单个光学元件或其中一个光学元件1、3的外边缘可以被插入到或被插入到所述至少一个凹进中。
假设单个光学元件、至少一个光学元件或每个光学元件1、3具有至少最小的机械稳定性，然而也可能的是省去使用机械元件9。图1示出了最小机械稳定性由光学元件1的外边缘区域R产生的示例，外边缘区域R至少在几个区段上是机械稳定的并且其围绕光学元件1的光学部件K，诸如，例如图1中所示的滤光片元件，或者透镜体。所述单个光学元件或每个光学元件1、3在外壳7内的安装高度在这里在每种情况下可以专门地设定或另外地通过其边缘区域R的整体高度的对应调适来设定。在图1中，光学元件1的边缘区域R被设计为独立部件，例如，被设计为框架或供光学元件K插入其中的围绕件——例如，胶粘或拧入。可替选地是，然而，光学部件K和边缘区域R也可以被设计为一件式部件或者以某一其它方式彼此连接。这方面的示例是单件式透镜，其包括透镜体和围绕透镜体的边缘区域。
在图1和图4中所示的示例中，肩台表面11与在所有侧面上在外部围绕定心轴线L的外壳壁的端部相邻，所述肩台表面径向向内延伸并在外部在所有侧面上围绕外壳7的两个相互相对的开口13、15之一。因而，如图1中所示，组件可以被布置在外壳7中，使得其直接搁靠在外壳7中的肩台表面11上。图4示出了可替选实施例，在该替选实施例中，组件被布置在弹性部件17(诸如密封件、O形环或成形密封件)上，该弹性部件17在安装组件之前被布置在肩台表面11上。也可以以类似方式在图1中使用的弹性部件17提供的优点在于，在完成安装之后，其保护被布置在堆叠中的单个光学元件1或光学元件1、3免受热机械应力的影响。
在将组件引入到外壳7中之后，例如，外壳7中的组件通过诸如弹性件的至少一个弹性体19在定心轴线L的方向上沿垂直于定心轴线L延伸的至少一个径向夹紧方向被夹紧。为此，相应的弹性体19在轴向方向上(即平行于定心轴线L)插入到外壳7中，然后被夹紧，使得其在组件的所述单个元件或至少一个元件或每个元件的外边缘上施加作用在相应的径向夹紧方向上的夹紧力，所述单个元件、至少一个元件或每个元件在外壳7的内部空间5中与相应的弹性体9相邻并将被夹紧在外壳7中。
相应的元件E的外边缘的最小稳定性(这是以这种方式可实现与内部19中的相应的弹性体5相邻并且将被夹紧在外壳7中的组件的元件E的径向夹紧所需的)在被设计为将被夹紧的机械元件9的元件E的情况下容易提供，并且可以在被设计为光学元件1、3的元件E的情况下得到确保，例如，以上述方式。
如图1中所示，如果组件仅包括由单个光学元件1形成的单个元件E，则作用在相应的径向夹紧方向上的夹紧力被施加在该光学元件1的外边缘上。图2在这方面示出了在弹性体19已插入之后的图1中所示的外壳7，其中组件被布置在其中。图3示出了在沿轴向方向插入的弹性体19已被夹紧之后的图1中所示的外壳7，其中组件被布置在其中。
如果组件具有两个或更多个元件E，则元件E中的至少一个元件将在每种情况下通过沿相应的径向夹紧方向作用在其外边缘上的夹紧力被沿至少一个径向方向夹紧在外壳7中。这里，例如，程序是可选的，使得堆叠中的至少与肩台表面11相对的最上部元件E被沿相应的径向夹紧方向作用在其外边缘上的夹紧力夹紧在外壳7中。最上部元件E的径向夹紧提供了这样的优点，即：被布置在堆叠中的所有其它元件E由此同时也在平行于定心轴线L延伸的轴向方向上被固定在其处于肩台表面11与最上部元件E之间的位置中。可替选地是或除此之外，当然也可以的是，外壳7中的组件的至少两个元件、仅选定的元件或所有元件E将在至少一个径向方向上被夹紧。
图5和图6示出了示例性实施例，在该示例性实施例中，仅采取机械元件9形式的组件的元件E在至少一个径向方向上被夹紧。该实施例提供的优点在于，所述单个光学元件或每个光学元件1、3被更好地保护免受作用在其上的力的影响，并且特别是在组件包括对机械和/或热机械应力敏感的至少一个光学元件1、3的情况下，在这方面是特别有利的。图5在这方面示出了在弹性体19已插入之后的图4中所示的外壳7，其中组件被布置在其中。图6示出了在沿轴向方向插入的弹性体19已被夹紧之后的图6中所示的外壳7，其中组件被布置在其中。
无论在至少一个径向方向上被夹紧的元件E的类型和数量如何，组件的所有元件E都具有与内部空间5的横截面面积适配的外部尺寸。将在至少一个径向方向上被夹紧的元件E或每个元件E的外部尺寸在这里在每种情况下被设定尺寸，使得在外壳7中被布置在组件中的相应的元件E的外边缘与外壳壁之间的径向距离在每种情况下为0.05mm至0.5mm。如果除了将被夹紧的元件E之外，组件还包括至少一个另外的元件E，诸如，例如图4至图6中所示的光学元件1、3，则所述另外的元件或每个另外的元件E的外部尺寸例如将在每种情况下被设定尺寸，使得被布置在外壳7中的堆叠中的相应的元件E的外边缘与外壳壁之间的径向距离显著大于将被夹紧或被夹紧在外壳7中的每个元件E的外边缘与外壳壁之间的径向距离。
为了容纳所述弹性体或每个弹性体19，图1至图6中所示的外壳7每个均具有在平行于定心轴线L的轴向方向上在外壳7中延伸的至少一个凹进21，所述至少一个凹进21在其整个长度上或至少在几个区段上朝向外壳7的内部空间5敞开。所述凹进或每个凹进21例如被设计为引导沟道，所述引导沟道便于弹性体19的轴向插入，并且在其轴向高度上经由在每种情况下沿轴向方向延伸的至少一个间隙连接到外壳7的内部空间5。在这方面，图1至图6示出了凹进21在一端处封闭的示例。凹进21例如被设计为盲孔，所述盲孔已经被引入到外壳壁中，所述外壳壁在外部围绕外壳7的内部空间5并因而也围绕被布置在其中的组件，使得孔的横截面面积包括突出到内部空间5中的部分面积。
为了安装所述单个光学元件或每个光学元件1、3，仅在单个径向夹紧方向上夹紧组件就已经足够了。在这种情况下，单个凹进21已经足够了，至少一个弹性体19在轴向方向上插入该单个凹进21中，然后被夹紧，使得弹性体19在每种情况下在将被夹紧的、被布置在外壳7中的组件的所述单个元件、至少一个元件或每个元件E上施加沿径向夹紧方向作用的夹紧力。图7示出了在穿过被夹紧在外壳7中的组件的所述单个元件或一个元件E延伸的截平面中的示出于图3和图6中的外壳7的横截面图，这是当外壳7仅具有单个凹进21以接收至少一个弹性体19时的结果。如图7中所示，在这种情况下，元件E的偏心夹紧是通过被夹紧的弹性体19在径向夹紧方向上施加在与该弹性体紧邻的元件E上的夹紧力来实现的。
可替选地是，所述布置可以通过将被夹紧的所述单个元件或每个元件E的对应夹紧在两个、三个或更多个径向夹紧方向上被夹紧。在这种情况下，至少一个弹性体19在每种情况下在轴向方向上针对每个径向夹紧方向而被插入到外壳7中，然后被夹紧，使得弹性体19在被布置在外壳7中的组件的所述单个元件或每个元件E上施加作用在相应的径向夹紧方向上的夹紧力。在这种情况下，外壳7具有例如针对每个径向夹紧方向的、用于接收至少一个弹性体19的凹进21。上述陈述对应地适用于这些凹进21。通过分布在机械元件9周围的三个或更多个被夹紧的弹性体19对于组件的夹紧提供了这样的优点，即：结果是产生了对组件的同心夹紧，因而还有产生了对被布置在外壳7中的每个光学元件1、3的夹紧。在这方面，图8示出了在延伸穿过被夹紧在外壳7中的元件E延伸的截平面中的示出于图3和图6中的外壳7的横截面图，这是当外壳7具有三个凹进21，且至少其中一个弹性体19已经在轴向方向上插入其中并且然后被夹紧时的结果。
关于弹性体19的设计和数量，图2和图3和图5和图6在每种情况下示出了单个杆状的弹性体19在轴向方向上插入到所述凹进或每个凹进21中的示例。
如图3和图6中所示，所述弹性体或每个弹性体19的夹紧例如是通过如下方式实现的，通过作用于轴向方向上的夹紧设备，弹性体19在平行于定心轴线L延伸的轴向方向上被夹紧在凹进21中。轴向夹紧引起弹性体19在径向方向上膨胀进入到内部空间5中。在这种情况下，弹性体19的一部分沿径向地指向定心轴线L方向的方向鼓出凹进21。结果，弹性体19的部分的一个区段或每个区段在每种情况下在被布置在内部空间5中的对应高度处的元件E上施加径向夹紧力，其中所述区段鼓出凹进21并且被布置在与所述区段在内部空间5中相邻的、将被夹紧的元件E的高度处。
如果处于图2和图5中所示的初始状态的弹性体19的长度大于凹进21的轴向长度，则弹性体19将适合用于作用在轴向方向上的夹紧设备，例如，图3和图6中所示的盖板23，所述盖板从外侧安装在外壳7的围绕凹进21的敞开端的外表面上。然而，可替选地是，位移体25也可以用作作用在轴向方向上的夹紧设备，所述位移体被安装在外壳7上，使得其突出到凹进21的在端部处敞开的端部区域中，或者使得其填充该端部区域。可以被拧入到凹进21的敞开端中的压力螺钉例如适合作为位移体25。图9示出了作为另一示例的图6的修改例，在该另一示例中，位移体25被紧固到盖板23。然而，可替选地是，位移体25也可以被设计为盖板23的部件部分或被设计为旋拧穿过盖板23的压力螺钉。
作为替选或者除了图3、图6和图9中所示的轴向夹紧之外，然而，所述、至少一个弹性体或每个弹性体19的夹紧也可以在每种情况下通过至少一个夹紧设备实现或共同实现，其中所述至少一个夹紧设备沿定心轴线L的方向作用在垂直于定心轴线L的径向方向上。在这种情况下，作用在径向方向上的夹紧设备或每个夹紧设备在每种情况下在如下高度处从外侧穿过外壳壁插入到外壳7中，在所述高度处，组件的将被夹紧的所述单个元件或其中一个元件E被布置在外壳7的内部空间5中。在这种情况下，沿径向方向作用的所述夹紧设备或每个夹紧设备被设计成使得经由弹性体19的区域，使径向夹紧力被施加在将被夹紧并被布置在该高度处的元件E上，其中所述弹性体19通过作用在径向方向上的夹紧设备而沿径向方向被夹紧。在图10和图11中通过用于图3至图6中所示的布置的示例示出了用于该目的的示例性实施例，在所述示例性实施例中，被设计为机械元件9的组件的元件E被夹紧在外壳7中。这些实施例也可以以类似方式用于不同构造的组件和/或用于夹紧相应的组件的所述单个元件、至少一个元件或每个元件E，所述元件在每种情况下被设计为光学元件或机械元件并且将被夹紧在外壳7中。
图10作为示例示出了针对被布置在外壳7中的每个机械元件9作用在径向方向上的夹紧设备，每个夹紧设备都具有位移体27，所述位移体27可在径向方向上从外侧穿过外壳壁并在相应的机械元件9的高度处移动进入到凹进21中，通过所述位移体，作用在径向方向上的力被施加在弹性体19的紧邻位移体27的区域上。合适的位移体27例如是可以从外侧穿过外壳壁拧入并被拧入到凹进21中的压力螺钉。作用在径向方向上并在图10中示出的每个夹紧设备引起弹性体19的紧邻相应的凹进21中的位移体27的区域的一部分在径向方向上鼓出凹进21，并在将被夹紧且在弹性体19的所述区域的高度处被布置在内部空间5中的元件9上施加径向夹紧力。
图11示出了在插入之后且在夹紧弹性体19之前的图10中所示的示例的修改例。如图11中所示，在夹紧所述弹性体、至少一个弹性体或每个弹性体19之前，不可压缩的中间件28在每种情况下被布置在外壳7中且在背向定心轴线L的弹性体19的外侧上。中间件28提供的优点在于，中间件28将随后通过作用在径向方向上的所述夹紧设备或每个夹紧设备施加在其上的力分配到紧邻所述中间件的弹性体19的更大的面积上。以与弹性体19完全相同的方式，中间件28也在轴向方向上插入到外壳7中的相关联凹进21中。条状元件，诸如片材金属条，例如适合作为中间件28。中间件28具有例如与凹进21的轴向高度相对应的长度。
所述弹性体或每个弹性体19的纯轴向夹紧，诸如，例如图3、图6和图9中所示的夹紧，提供了这样的优点，即：不需要在外壳壁中的为此目的的附加开口。所述弹性体或每个弹性体19的径向夹紧，诸如，例如图10和图11中所示的夹紧，提供了这样的优点，即：夹紧力以有针对性的方式施加到组件的将被夹紧在外壳7中的所述单个元件或每个单独元件E上。其中所述弹性体或至少其中一个弹性体19在每种情况下在第一步骤中被轴向夹紧并且然后在第二步骤中被径向夹紧的组合夹紧提供了这样的优点，即：由此可以在将被夹紧的元件E上施加更高的夹紧力。组合夹紧在将被夹紧的元件E的外边缘与外壳7的外壳壁之间的径向距离比较大时特别有利。即使在所述弹性体、至少一个弹性体或每个弹性体19的组合夹紧的情况下，轴向夹紧也以例如图3、图6或图9中所示的方式实现，并且每个径向夹紧例如以图10或图11中所示的方式实现。
如图3、图6、图9、图10和图11中所示，在每种情况下，单个杆状的弹性体19可以插入到所述凹进或每个凹进21中并在轴向方向上并且/或者在每种情况下在径向方向上在至少一个高度处在其中被夹紧。可替选地是，对于其中随后组件被夹紧的所述径向夹紧方向或每个径向夹紧方向，然而，至少一个弹性体29和至少一个刚性体31构成的堆叠序列也可以在轴向方向上插入到外壳7中并且进入到相应的凹进21中。在这种情况下，创建每个堆叠序列，使得在每种情况下，其中一个弹性体29位于被布置在外壳7中的将被夹紧的组件的所述单个元件或每个元件E的高度处。在图12中示出了在堆叠序列中一个在另一个的顶部上交替地布置的弹性体29和刚性体31的示例。类似于前面的示例性实施例，图12中所示的外壳7还具有至少一个凹进21，并且优选地是三个或更多个凹进21，在每种情况下，堆叠序列之一被插入到凹进21中。
以与在先前示例性实施例中完全相同的方式，这里也是在定心轴线L的方向上在垂直于定心轴线L延伸的至少一个径向夹紧方向上夹紧用于夹紧组件的、将被夹紧在外壳7中的组件的每个元件E，这通过弹性体31之一实现。为此目的，相应的弹性体29被夹紧，使得其在元件E的外边缘上施加沿径向夹紧方向作用的夹紧力，其中所述元件E将被夹紧并在外壳7的内部空间5中被布置于弹性体29的高度处。与前面的示例性实施例类似地，这里也是将弹性体29例如在轴向方向和/或径向方向上夹紧。在这种情况下，被布置在所述堆叠序列或其中一个堆叠序列中的每个弹性体29的轴向夹紧在每种情况下通过整个堆叠序列在轴向方向上被夹紧来实现。适合于该目的的是在轴向方向上作用的夹紧设备，其已经结合图3、图6和图9进行了描述。弹性体29的径向夹紧例如通过图10和图11中所示的在径向方向上作用的夹紧设备来实现。
堆叠序列提供的优点在于，经由弹性体29和刚性体31在堆叠序列中的轴向长度和序列，可以实现：将通过夹紧设备施加的夹紧力更有针对性地并且因而更高效地转换成作用在将被夹紧的元件E上的径向夹紧力。
如上所述，这可以通过对应地选定组件的将被夹紧的元件E或将被夹紧的多个元件E来实现，其中这里所述的安装方法还实现了组件的所述单个元件或每个元件E在外壳7中的轴向固定。在这种情况下，组件的进一步轴向固定、紧固或夹紧不是绝对必需的。然而，其随后可能是有用的，特别是对于带有安装在其中的光学元件1、3的外壳7而言，所述外壳7随后将用于在某些情况下暴露于振动或冲击力的传感器。
可选地是，组件的所述单个元件或每个元件E在外壳7中的轴向紧固的加强可以例如经由通过紧固设备33将组件沿平行于定心轴线L延伸的方向保持在外壳7中，或者甚至在轴向方向上被夹紧来实现。如果通过选定将被夹紧的元件E或将被夹紧的多个元件E未能确保组件的每个元件E都在轴向方向上被固定，则当然也可以以类似方式使用这样的紧固设备33。
合适的紧固设备33例如是盖板，所述盖板从外侧安装在围绕外壳7的开口15的外壳7的外表面上，组件已经通过所述开口15插入到外壳7中，并且所述盖板在组件的外边缘区域之上延伸。如图3、图6和图9中所示，该紧固设备33例如也可以以上文在盖板23的示例中所述的方式来使用，同时也可以用于轴向夹紧所述弹性体或每个弹性体19、29。在弹性体19、29或者至少其中一个弹性体19、29在每种情况下仅通过或者至少也通过作用在径向方向上且在图10和图11中示出的其中一个夹紧设备夹紧的实施例变型中，弹性体19、29的径向夹紧优选地是在安装紧固设备33之后发生。
如上所述，本发明还包括光学传感器，诸如用于测量介质的被测变量的光学传感器，所述光学传感器包括至少一个外壳7，至少一个光学元件1、3通过前面所述的安装方法安装在外壳7中。在这种情况下，所述外壳或每个外壳7在每种情况下被布置在传感器中，使得光学路径P1、P2穿过安装在相应的外壳7中的光学元件1、3。
图13和图14中所示的传感器在每种情况下作为相关示例每个均包括：发射设备35，诸如光源，所述发射设备35被设计用以沿着光学路径P1(其被设计成传输路径)向介质发射电磁发射的辐射；和测量设备37，所述测量设备37被设计用以接收由发射的辐射与介质相互作用而产生的测量辐射，并且基于接收到的测量辐射，确定并使得被测变量的测量结果可用。合适的测量设备37例如是带有检测器39(诸如，例如光电二极管)的测量设备，所述检测器39接收测量辐射并输出取决于被测变量的检测器信号d(m)。检测器信号d(m)可以直接作为取决于被测变量的测量结果被提供。可替选地是，测量设备37还可以包括连接到检测器39的测量电子器件41，所述测量电子器件41在检测器信号d(m)的基础上确定被测变量的测得的值并提供测得的值和/或对应于测量值的测量信号作为被测变量的测量结果m。
图13中所示的传感器包括两个外壳7，至少一个光学元件1、3已经通过上文所述的安装方法安装在所述两个外壳7中的每一个外壳中。所述两个外壳7之一被布置在传感器中，使得被设计为传输路径的光学路径P1穿过外壳7。另一外壳7被布置在传感器中，使得被设计为接收路径的光学路径P2(测量设备37经由所述接收路径接收测量辐射)穿过外壳7。
可选地是，图13中所示的传感器例如被设计为用于测量介质浊度的浊度传感器或作为用于测量介质中包含的固体浓度的传感器。在这两种情况下，相应的被测变量均是基于在介质中包含的颗粒处散射或反射的测量辐射来确定的。可替选地是，图13中所示的传感器被设计为例如荧光传感器。在这种情况下，相互作用例如包括，被包含在介质中的荧光组分被发射的辐射激发为荧光。在该实施例中，测量辐射是由所述组分发射的荧光辐射，并且测量设备37被设计用以确定并输出被测变量，这里例如由介质中包含的荧光组分的浓度，基于测量辐射，特别是基于测量辐射的强度、光谱强度或强度谱给出。
在图13中所示的传感器中，棱镜43在端部处插入到传输路径中，经由所述棱镜，到达棱镜上的传输辐射通过光学窗口45发射到介质上，并且测量辐射经由所述棱镜到达测量设备37。这实现了波束引导，在该波束引导中，两个光学路径P1、P2均至少在多个区段上彼此平行地延伸。因而，所述两个外壳7在图13中例如被彼此相邻地布置在传感器的传感器外壳47的内部空间中。可替选地是，对发射的辐射和/或测量辐射的波束引导也可以以另一种方式实现。
图14中所示的传感器被设计用以执行传输测量，在传输测量中，发射的辐射被发射通过介质，测量设备37接收从介质中出现的测量辐射。为此目的，传感器具有例如凹进49，诸如，例如测量间隙，以接收介质。在这种情况下，发射设备35被布置在凹进49的一侧上，而测量设备37的检测器39被布置在凹进49的与发射设备35相对的那一侧上。在测量操作中，发射的辐射通过界定凹进49的第一窗口51进入位于凹进49中的介质，并且测量辐射通过第二窗口53离开凹进49，所述第二窗口53在凹进49的另一侧上，与第一窗口51相对。在这种传感器中，相互作用例如包括，进入介质的发射的辐射的至少一部分在介质中被吸收。与从现有技术中已知的吸收传感器的情况一样，通过这种传感器，也确定了例如测量变量，诸如介质的光谱吸收系数或介质中所含的分析物的浓度，其中通过检测器39确定从介质中离开的测量辐射的强度、光谱强度或强度谱。
在图14中所示的传感器中，具有通过如上所述的安装方法安装在其中的光学元件1、3的外壳7被布置在传感器的传感器外壳47中，使得被设计为传输路径的光学路径P1的一个区段穿过外壳7。
本发明不限于这里作为示例所示的光学传感器，而是也可以以类似方式用于其它光学传感器，例如，用于基于荧光猝灭原理操作的传感器，用于基于衰减全反射原理操作的传感器，以及还用于测量介质的折射率的传感器，所述传感器包括供至少一个光学元件插入其中的光学路径。
附图标记列表
1光学元件
3光学元件
5内部空间
7外壳
9机械元件
10 贯通开口
11 肩台表面
13 开口
15 开口
17 弹性部件
19 弹性体
21 凹进
23 盖板
25 位移体
27 位移体
28 中间件
29 弹性体
31 刚性体
33 紧固设备
35 发射设备
37 测量设备
39 检测器
41 测量电子器件
43 棱镜
45 窗口
47 传感器外壳
49 凹进
51 窗口
53 第二窗口

Claims (16)

1.一种用于在外壳(7)的内部空间(5)中安装一个或多个光学元件(1、3)的方法，在所述方法中，
将组件在平行于定心轴线(L)延伸的方向上引入到所述外壳(7)的所述内部空间(5)中，其中，所述组件包括由将被安装在所述外壳(7)中的单个光学元件(1)形成的单个元件(E)，或者包括在所述定心轴线(L)的方向上一个在另一个顶部上布置在堆叠中的两个或更多个元件(E)，其中，被布置在所述堆叠中的所述元件(E)包括将被安装在所述外壳(7)中的所述单个光学元件或每个光学元件(1、3)，并且
所述外壳(7)中的所述组件通过至少一个弹性体(19、29)在垂直于所述定心轴线(L)延伸的至少一个径向夹紧方向上被夹紧，在所述方法中，相应的所述弹性体(19、29)
在平行于所述定心轴线(L)延伸的轴向方向上被插入到平行于所述定心轴线(L)在所述外壳(7)内延伸的凹进(21)中，并且所述凹进(21)朝向所述外壳(7)的所述内部空间(5)敞开，并且
然后被夹紧，使得相应的所述弹性体在所述组件的所述单个元件、至少一个元件或每个元件(E)的外边缘上施加作用在相应的所述径向夹紧方向上的夹紧力，所述单个元件、至少一个元件或每个元件在所述外壳(7)的所述内部空间(5)中与相应的所述弹性体相邻，并且所述单个元件、至少一个元件或每个元件将被夹紧在所述外壳(7)中。
2.根据权利要求1所述的方法，在所述方法中，
所述组件的所述元件(E)包括至少一个机械元件(9)，并且
所述堆叠中的所述单个光学元件(1)、至少一个所述光学元件(1、3)或每个光学元件(1、3)在每种情况下与至少一个机械元件(9)相邻或被布置在两个机械元件(9)之间。
3.根据权利要求2所述的方法，在所述方法中，
所述机械元件、至少一个机械元件或每个机械元件(9)在每种情况下形成所述组件的将被夹紧在所述外壳(7)中的所述元件(E)之一，所述元件在所述至少一个径向夹紧方向上被夹紧，并且/或者
在所述机械元件(9)之间布置所述光学元件(1)或在每种情况下布置所述光学元件(1、3)之一，所述机械元件(9)形成所述组件的将被夹紧的所述元件(E)，所述元件在每种情况下在所述至少一个径向夹紧方向上被夹紧。
4.根据权利要求1至3所述的方法，在所述方法中，
所述外壳(7)具有肩台表面(11)，所述肩台表面(11)径向向内延伸并且在所有侧面上在外部围绕所述外壳(7)的开口(13)，
所述组件被布置在所述肩台表面(11)上或者被布置在被布置在所述肩台表面(11)上的弹性部件(17)上或者被布置在被设计为密封件、O形环或成形密封件的弹性部件(17)上，并且/或者
与所述肩台表面(11)相对放置的所述堆叠中的最上部元件(E)形成所述组件的将被夹紧的所述单个元件或所述多个元件(E)之一，所述组件在至少一个径向方向上被夹紧。
5.根据权利要求1至4所述的方法，其中，所述组件在三个或更多个径向夹紧方向上被夹紧，其中对于所述径向夹紧方向中的每一个夹紧方向，在每种情况下，至少一个所述弹性体(19、29)在所述轴向方向上被插入到所述外壳(7)中且进入到围绕所述定心轴线(L)分布的所述凹进(21)之一中，然后被夹紧，使得所述弹性体在被布置在所述外壳(7)中并将被夹紧在所述外壳(7)中的所述单个元件或至少一个元件或每个元件(E)上施加作用在所述径向夹紧方向之一上的夹紧力。
6.根据权利要求1至5所述的方法，其中，在插入到所述凹进(21)中之后，或在插入到所述凹进(21)之一中之后，所述弹性体或每个弹性体(19、29)在平行于所述定心轴线(L)的方向上被夹紧，所述夹紧是通过以下实现的：作用在所述轴向方向上的夹紧设备，从外侧安装到所述外壳(7)的围绕所述凹进(21)的敞开端的外表面上的盖板(23)，被插入到所述凹进(21)的端部区域中的位移体(25)，或者被拧入到所述凹进(21)的端部中的压力螺钉。
7.根据权利要求1至6所述的方法，在所述方法中，
所述弹性体(19、29)、至少一个所述弹性体(19)或每个弹性体(19、29)，在被插入到所述外壳(7)中之后，或在插入之后已经在所述轴向方向上被夹紧之后，在每种情况下通过作用在垂直于所述定心轴线(L)的径向方向上的至少一个夹紧设备被夹紧在所述定心轴线(L)的方向上，
其中，作用在所述径向方向上的所述夹紧设备或每个夹紧设备在每种情况下在如下高度处从外侧通过所述外壳(7)的外壳壁插入到所述外壳(7)中，在所述高度处，所述组件的将被夹紧在所述外壳(7)中的所述单个元件或所述元件(E)之一被布置在所述外壳(7)的所述内部空间(5)中，并且/或者所述夹紧设备或每个夹紧设备包括能够在所述高度处穿过所述外壳壁移动到所述凹进(21)中的位移体(27)，或者包括能够在所述高度处穿过所述外壳壁拧入到所述凹进(21)中的压力螺钉。
8.根据权利要求1至7所述的方法，在所述方法中，
在每种情况下的所述弹性体(19)或至少一个所述弹性体(19)被夹紧之前，不可压缩的中间件(28)或形成为片材金属条的不可压缩的中间件(28)在每种情况下在相应的所述弹性体(19)的外侧上被布置在所述外壳(7)中，所述外侧背向所述定心轴线(L)，并且
然后，通过至少一个夹紧设备在所述定心轴线(L)的方向上夹紧相应的所述弹性体(19)，所述至少一个夹紧设备作用在垂直于所述定心轴线(L)的径向方向上，并且所述至少一个夹紧设备在如下高度处从外侧通过所述外壳(7)的外壳壁插入到所述外壳(7)中，在所述高度处，所述组件的将被夹紧在所述外壳(7)中的所述单个元件或所述元件(E)之一被布置在所述外壳(7)的所述内部空间(5)中。
9.根据权利要求1至8所述的方法，在所述方法中，对于每个径向夹紧方向，在每种情况下，单个杆状的弹性体(19)被插入到所述外壳(7)中并被夹紧在其中，其中在每个径向夹紧方向上，所述组件的将被夹紧在所述外壳(7)中的所述单个元件、至少一个元件或每个元件(E)被夹紧在所述外壳(7)中。
10.根据权利要求1至8所述的方法，其中，在每种情况下，所述弹性体或至少一个所述弹性体(29)和至少一个刚性体(31)构成的堆叠序列在所述轴向方向上被插入到所述凹进或每个凹进(21)中，使得在每种情况下，一个所述弹性体(29)位于被布置在所述外壳(7)中并且将被夹紧在所述外壳(7)中的所述单个元件或每个元件(E)的高度处。
11.根据权利要求1至10所述的方法，在所述方法中，所述组件的将被夹紧在所述外壳(7)中的所述单个元件或每个元件(E)在每种情况下具有外部尺寸，所述外部尺寸被设定尺寸，使得在将所述组件插入到所述外壳(7)中之后，相应的所述元件(E)的外边缘与所述外壳壁之间的径向距离在每种情况下为0.05mm至0.5mm。
12.根据权利要求1至11所述的方法，在所述方法中，
a)所述布置包括被设计为机械元件(9)的至少一个元件(E)，其中，所述机械元件(9)被设计为间隔件、保持件和/或围绕件，经由所述机械元件的平行于所述定心轴线(L)延伸的高度，所述单个光学元件或每个光学元件(1、3)在所述外壳(7)内的安装高度是能够调节的，并且/或者通过所述机械元件，所述单个光学元件或每个光学元件(1、3)在每种情况下相对于所述机械元件(9)固定在其位置，并且/或者其中，每个机械元件(9)具有中心贯通开口(10)或者具有在所述堆叠中与每个光学元件(9)的光学轴线同心地对准的中心贯通开口(10)，电磁辐射能够穿过所述中心贯通开口，
b)所述凹进或每个凹进(21)在每种情况下在一端处封闭，
所述凹进或每个凹进(21)被设计为引导沟道，所述引导沟道在其轴向高度上经由沿所述轴向方向延伸的间隙连接到所述外壳(7)的所述内部空间(5)，并且/或者所述凹进或每个凹进(21)被设计为盲孔，所述盲孔已经被引入到在外部围绕所述外壳的所述内部空间(5)的外壳壁中，使得所述孔的横截面面积包括突出到所述内部空间(5)中的部分面积，并且/或者
c)所述光学元件(1、3)包括被设计为滤光片的至少一个光学元件(1)和/或被设计为透镜的至少一个光学元件(3)。
13.根据权利要求1至12所述的方法，在所述方法中，所述组件通过紧固设备(33)或盖板沿平行于所述定心轴线(L)延伸的方向被保持在或被夹紧在所述外壳(7)中，其中所述紧固设备(33)或盖板从外侧安装在所述外壳(7)的围绕所述外壳(7)中的所述开口(15)的外表面上，所述组件穿过所述开口(15)插入到所述外壳(7)中，所述盖板在所述组件的外边缘区域上延伸。
14.一种具有带有至少一个光学元件(1、3)的至少一个外壳(7)的光学传感器，所述至少一个光学元件(1、3)通过根据权利要求1至13所述的方法安装在相应的所述外壳(7)中，在所述光学传感器中，每个外壳(7)被布置在所述传感器中，使得光学路径(P1、P2)延伸穿过被布置在相应的所述外壳(7)中的所述光学元件或每个光学元件(1、3)。
15.根据权利要求14所述的光学传感器，具有
发射设备(35)，所述发射设备(35)被设计用以沿着被设计为传输路径的光学路径(P1)将电磁发射的辐射发射到介质上，和
测量设备(37)，所述测量设备(37)被设计用以接收由发射的辐射与所述介质的相互作用产生的测量辐射，
在所述光学传感器中，被设计为传输路径的所述光学路径(P1)和/或被设计为接收路径的光学路径(P2)在每种情况下穿过所述外壳或所述外壳(7)之一延伸，其中所述测量设备(37)经由所述接收路径接收所述测量辐射。
16.根据权利要求14至15所述的光学传感器，其中，所述传感器被设计为浊度传感器，被设计为用于测量介质中包含的固体浓度的传感器，被设计为荧光传感器，被设计为基于荧光猝灭原理操作的传感器，被设计为基于衰减全反射原理操作的传感器并被设计用以作为吸收传感器执行传输测量，被设计为用于测量介质的光谱吸收系数或用于测量介质中包含的分析物浓度的传感器，或者被设计为用于测量介质的折射率的传感器。
CN202310544549.6A 2022-05-16 2023-05-15 用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法 Pending CN117075282A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022112140.2 2022-05-16
DE102022112140.2A DE102022112140A1 (de) 2022-05-16 2022-05-16 Verfahren zur Montage von einem oder mehreren optischen Elementen in einem Gehäuse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117075282A true CN117075282A (zh) 2023-11-17

Family

ID=88510083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310544549.6A Pending CN117075282A (zh) 2022-05-16 2023-05-15 用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230366808A1 (zh)
CN (1) CN117075282A (zh)
DE (1) DE102022112140A1 (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH670897A5 (zh) 1986-01-03 1989-07-14 Wild Heerbrugg Ag
DE102004004098B3 (de) 2004-01-27 2005-09-01 Wagner Alarm- Und Sicherungssysteme Gmbh Verfahren zur Auswertung eines Streulichtsignals und Streulichtdetektor zur Durchführung des Verfahrens
US9513453B2 (en) 2013-12-17 2016-12-06 Bioptigen, Inc. Ball cage assemblies for centration of axially thick lenses and related methods and systems

Also Published As

Publication number Publication date
US20230366808A1 (en) 2023-11-16
DE102022112140A1 (de) 2023-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7253897B2 (en) Optical spectrum analyzer
US11112304B2 (en) Spectrometer calibration
US9040914B2 (en) Optical demultiplexing system
JP5555621B2 (ja) 障害検出及びプロセスモニタリングのために使用される放射分析光学モニタリングシステムのキャリブレーション
CN102645742B (zh) 光模块及电子设备
US9528877B2 (en) Spectrometer and a fluid analysis system
US20080281209A1 (en) Optical Device
CN103676136A (zh) 分光装置、波长可变干涉滤波器、光学模块及电子设备
US20180113026A1 (en) Fourier transform spectroscope
CN102103071A (zh) 一种在位式吸收光谱气体分析系统
JP2007155494A (ja) ツインフローセルとそれを用いる濃度測定システム
KR20120036351A (ko) 광학 다이어프램 압력 게이지를 구비한 압력 측정 게이지 장치
CN117075282A (zh) 用于在外壳中安装一个或多个光学元件的方法
EP0571106A1 (en) Optical force transducer based on a fabry-perot resonator
JPH07146233A (ja) オイル劣化度センサ
JP2010091441A (ja) 光量モニタリング装置、および光量モニタリング方法
US9772226B2 (en) Referenced and stabilized optical measurement system
US10996201B2 (en) Photoacoustic measurement systems and methods using the photoacoustic effect to measure emission intensities, gas concentrations, and distances
US5493405A (en) Spectrophotometer cell having an intermediate wall member and an integral lens
US11480553B2 (en) Liquid chromatography detector
EP0121714A2 (en) Automatic wavelength calibration correction system
US7164813B2 (en) Bragg grating pressure sensor
CN116337416B (zh) 用于确定光学镜片组合光衰减值的装置、方法和电子设备
CN112033541A (zh) 用于拉曼探针的标准参考物质接口
KR102248608B1 (ko) 분광형 압력측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination