DE102004018754A1 - Vorrichtung für die Messung der Streuung und Absorption von Proben - Google Patents
Vorrichtung für die Messung der Streuung und Absorption von Proben Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004018754A1 DE102004018754A1 DE200410018754 DE102004018754A DE102004018754A1 DE 102004018754 A1 DE102004018754 A1 DE 102004018754A1 DE 200410018754 DE200410018754 DE 200410018754 DE 102004018754 A DE102004018754 A DE 102004018754A DE 102004018754 A1 DE102004018754 A1 DE 102004018754A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lens
- radiation
- dispersion
- sample
- receiver
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
- G01N21/532—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke with measurement of scattering and transmission
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Meßsonde zur synchronen Ermittlung der Streuung und Absorption, wobei die Streuung über speziell angeordnete Empfänger erfaßt wird. Die Erfindung kann auf dem Gebiet der Analytik, Umwelt-, Qualitäts- und Prozeßüberwachung eingesetzt werden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Messsonde für die synchrone Messung der Streuung und Absorption.
- Die Erfindung kann auf dem Gebiet der Analytik, Umwelt-, Qualitäts- und Prozeßüberwachung eingesetzt werden.
- In
DE 199 20 184 A1 ,DE 199 34 934 C1 undDE 100 02 238 A1 werden Verfahren und Vorrichtungen für die synchrone Messung von Absorption, Streuung und Refraktion von transparenten und undurchsichtigen Proben vorgestellt. Dabei fällt Strahlung von einer Strahlungsquelle (z.B. die Endfläche eines Lichtwellenleiters) divergent auf eine Linse, die die Strahlung parallelisiert. Diese Parallelstrahlung beaufschlagt die Probe, die fest oder flüssig sein kann. Bei transparenten Proben durchdringt die Strahlung die Probe und gelangt auf einen Spiegel, der diese durch die Probe wieder zur Linse zurück reflektiert. Die Linse fokussiert die durch die Probe transmittierte Strahlung auf einen Transmissionsempfänger (optoelektronischer Empfänger oder eine Lichtwellenleiterendfläche), der in derselben Ebene wie die Strahlungsquelle lokalisiert ist (Strahlungs- und Empfangsebene). Neben dem Transmissionsempfänger ist mindestens ein weiterer Empfänger zur Messung von Streustrahlung in der Strahlungs- und Empfangsebene lokalisiert. Die von der Probe in Linsenrichtung strömende Streustrahlung fällt durch die Linse auf die Strahlungs- und Empfangsebene, beaufschlagt den Transmissionsempfänger sowie den Streuempfänger. Der Streuempfänger registriert ausschließlich Streustrahlung. Der Transmissionsempfänger registriert beides, die transmittierte Strahlung und die Streustrahlung. Falls erforderlich, wird das Signal vom Transmissionsempfänger mit dem Signal vom Streuempfänger korrigiert. - Da die Strahlungs- und Empfangsebene ungefähr in der Brennebene der Linse lokalisiert ist, weisen die Empfänger einen Abstand zur Linse auf, der von der Brennweite der Linse vorgegeben ist. Insbesondere für die Streuungsmessung ist es dabei nachteilig, dass der Streuempfänger auch mit an optischen Grenzflächen (z.B. Luft/Linse im Innern der Messsonde) specular reflektierter Strahlung beaufschlagt wird. Diese Strahlung erhöht den optischen Offset und verringert dadurch den Dynamikbereich der Streuungsmessung. Außerdem sinkt durch die Wirkung des Entfernungsgesetzes (1/r2) die Intensität der von der Probe gestreuten und auf den Streuempfänger treffenden Strahlung. Ungünstige Signal/Rausch-Verhältnisse sind die Folge.
- Aufgabe der Erfindung ist daher die Entwicklung einer Messsonde zur synchronen Ermittlung der Streuung und Absorption, wobei insbesondere für die Streuungsmessung der Dynamikbereich und das Signal/Rausch-Verhältnis erhöht werden sollen.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit der folgenden Vorrichtung.
- Zur Erläuterung des Anspruches 1 dienen beispielhaft die
1 und2 . Die1 zeigt den Strahlungsverlauf und die Anordnung der optischen Komponenten entlang der optischen Achse der Linse (3 ). Die2 zeigt die Anordnung von Komponenten in der Ansicht von vorn durch die Linse (3 ). - Von einer Strahlungsquelle (
2 ) aus gelangt Strahlung (7 ) auf ein optisches Element (z.B. Linse (3 ). Die Strahlungsquelle (2 ) kann ein direkt angeordneter Strahler oder durch eine oder mehrere Endflächen von Lichtwellenleitern gebildet sein. Dabei können verschiedene Wellenlängen zeitlich versetzt erzeugt werden. Die Strahlung (7 ) wird durch die Linse (3 ) kollimiert, gelangt als Paralellstrahlung (8 ) in die Probe (11 ) und wird von einem Spiegel (4 ) zur Linse zurück reflektiert. Die transmittierte Strahlung (9 ) wird durch die Linse (3 ) auf einen Transmissionsempfänger (5 ) fokussiert. Dieser Empfänger kann ein optoelektronischer Empfänger oder durch eine oder mehrere Endflächen von Lichtwellenleitern gebildet sein. Strahlungsquelle (2 ) und Empfänger (5 ) sind in einer gemeinsamen Strahlungs- und Empfangsebene (1 ) lokalisiert. Die Streuung (10 ) der Probe (11 ) wird von mindestens einem Streuempfänger (6 ) erfaßt. Auch dieser Empfänger kann ein optoelektronischer Empfänger oder durch eine oder mehrere Endflächen von Lichtwellenleitern gebildet sein. Die Streuung kann elastisch und/oder inelastisch sein. Im Unterschied zuDE 199 20 184 A1 ist der Streuempfänger (6 ) nicht in der Strahlungs- und Empfangsebene (1 ) sondern erfindungsgemäß in der Nähe der Linse (3 ) lokalisiert. Dadurch ist seine Entfernung von der Probe (11 ) kleiner und infolge der Wirkung des Entfernungsgesetzes (1/r2) damit die auftreffende Streuintensität größer. - Gemäß Anspruch 2 kann der Empfänger (
6 ) bzgl. seines Abstandes zur Linse (3 ) und zur optischen Achse der Linse (3 ) optimal justiert werden. Damit wird erreicht, dass Empfänger (6 ) nicht mit an optischen Grenzflächen (z.B. Luft/Linse (3 )) specular reflektierter Strahlung beaufschlagt wird, was den Dynamikbereich der Streuungsmessung erhöht. Des weiteren kann durch eine solche Justagemöglichkeit der vom Empfänger gesehene Winkelbereich der Streuung aus Probe (11 ) eingestellt werden. - Eine günstige Ausbildung des Empfängers (
6 ) ist im Anspruch 3 dargestellt. Hierbei sind mehrere Empfänger (6 ), z.B. mehrere Endflächen von Lichtwellenleitern, entlang einer Kreislinie angeordnet (2 ). Der Durchmesser dieses Kreises ist kleiner als der Durchmesser der Linse (3 ) (äußerer Kreis auf der2 ). Damit durchdringt die Streustrahlung (10 ) erst die Linse (3 ) bevor die Lichtwellenleiter mit Streuung beaufschlagt werden. - Nach Anspruch 4 ist ein Schutzfenster einmal vor der Linse (
3 ) und einmal vor dem Spiegel (4 ) in der Weise angeordnet, dass sich die Probe (11 ) ausschließlich zwischen diesen beiden Schutzfenstern befindet. Diese Fenster dienen dem Schutz der optischen Einheit. Ein weiteres Fenster kann unmittelbar vor der Strahlungs- und Empfangsebene (1 ) lokalisiert sein. An diesem Fenster wird ein Teil der Strahlung (7 ) zurück reflektiert. Dieser reflektierte Strahlungsteil wird auf mindestens einen weiteren, in der Strahlungs- und Empfangsebene befindlichen Empfänger geleitet (siehe2 : Lichtwellenleiterendflächen ober- bzw. unterhalb der Lichtwellenleiter (2 ,5 ) in der Strahlungs- und Empfangsebene (1 )). Dieses Fenster dient als Referenzfenster zur Erfassung von Referenzstrahlung, die zur Messwertnormierung verwendet wird. Damit werden z.B. Intensitätsschwankungen der Strahlungsquelle (2 ) kompensiert. Dieses Fenster kann auch als Filter ausgebildet sein, um die Strahlung spektral beeinflußen zu können. - Für optisch dichte Proben (z.B. undurchsichtige Festkörper, sehr trübe Flüssigkeiten) kann der Spiegel (
4 ) demontiert werden. Der Sensor ist dann ein Remissometer. Außerdem kann die Linse demontiert werden. Das hat u.a. den Vorteil, daß sich weniger Grenzflächen im Strahlengang befinden.
Claims (4)
- Vorrichtung für die synchrone Messung der Streuung und Absorption von Proben (
11 ) mit Strahlungsquellen (2 ) und Empfängern (5 ), die in einer gemeinsamen Strahlungs- und Empfangsebene (1 ) angeordnet sind, diese Ebene ungefähr in der Brennebene einer Linse (3 ) lokalisiert ist, die Linse (3 ) aus der von der Strahlungs- und Empfangsebene (1 ) divergent abgestrahlten Strahlung (7 ) Parallelstrahlung (8 ) erzeugt, die die Probe (11 ) bis zu einem Spiegel (4 ) durchdringt und nach Reflexion am Spiegel (4 ) durch die Linse (3 ) auf einen Transmissionsempfänger (5 ) zur Messung der transmittierten Intensität (9 ) fokussiert wird, gekennzeichnet dadurch, dass für die Messung der Streuung (10 ) mindestens ein auf die Probe (11 ) ausgerichteter Empfänger (6 ) zwischen der Strahlungs- und Empfangsebene (1 ) und der Linse (3 ) in Nähe der Linse (3 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Empfänger (
6 ) bezüglich des Abstandes zur optischen Achse und zur Hauptebene der Linse (3 ) justierbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass mehrere Empfänger (
6 ) kreisförmig im Randbereich der Linse (3 ) angeordnet sind, wobei der Durchmesser des von den Empfängern (6 ) gebildeten Kreises kleiner als der Durchmesser der Linse (3 ) ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen Linse (
3 ) und Spiegel (4 ) Schutzfenster angeordnet sind, so dass sich die Probe (11 ) zwischen den Schutzfenstern befindet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410018754 DE102004018754B4 (de) | 2004-04-17 | 2004-04-17 | Vorrichtung für die Messung der Lichtstreuung und Lichtabsorption von Proben |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410018754 DE102004018754B4 (de) | 2004-04-17 | 2004-04-17 | Vorrichtung für die Messung der Lichtstreuung und Lichtabsorption von Proben |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004018754A1 true DE102004018754A1 (de) | 2005-11-03 |
DE102004018754B4 DE102004018754B4 (de) | 2012-10-18 |
Family
ID=35070564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410018754 Expired - Fee Related DE102004018754B4 (de) | 2004-04-17 | 2004-04-17 | Vorrichtung für die Messung der Lichtstreuung und Lichtabsorption von Proben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004018754B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2107362A2 (de) | 2008-04-03 | 2009-10-07 | Krohne Optosens | Vorrichtung zur Messung der Streuung und/oder Absorption und/oder Refraktion einer Probe |
WO2014162014A2 (de) | 2013-04-06 | 2014-10-09 | Optosphere Spectroscopy Gbr | Vorrichtung zur messung der streuung einer probe |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10002238A1 (de) * | 1999-05-03 | 2001-07-26 | Optosens Optische Spektroskopi | Reflektanz-Meßsonde |
DE19920184C2 (de) * | 1999-05-03 | 2001-06-07 | Optosens Optische Spektroskopi | Verfahren für die gleichzeitige Erfassung von diffuser und specularer Reflexion von Proben, insbesondere undurchsichtiger Proben, sowie Reflektanz-Meßsonde |
DE19934934C1 (de) * | 1999-05-03 | 2001-06-07 | Optosens Optische Spektroskopi | Verfahren für die gleichzeitige Erfassung von diffuser und specularer Reflexion von Proben, vorzugsweise transparenter Proben, sowie Reflektanz - Meßsonde zur Durchführung des Verfahrens |
-
2004
- 2004-04-17 DE DE200410018754 patent/DE102004018754B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2107362A2 (de) | 2008-04-03 | 2009-10-07 | Krohne Optosens | Vorrichtung zur Messung der Streuung und/oder Absorption und/oder Refraktion einer Probe |
DE102008017433A1 (de) | 2008-04-03 | 2009-10-15 | Krohne Optosens Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Streuung und/oder Absorption und/oder Refraktion einer Probe |
EP2107362A3 (de) * | 2008-04-03 | 2010-03-24 | Krohne Optosens | Vorrichtung zur Messung der Streuung und/oder Absorption und/oder Refraktion einer Probe |
DE102008017433B4 (de) * | 2008-04-03 | 2010-04-08 | Krohne Optosens Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Streuung und/oder Absorption und/oder Refraktion einer Probe |
CN101598662B (zh) * | 2008-04-03 | 2012-12-19 | 克洛纳光学传感器公司 | 用于测量样本的散射性和/或吸收性和/或折射性的装置 |
US8355121B2 (en) | 2008-04-03 | 2013-01-15 | Krohne Optosens | Device for measuring the diffusion and/or absorption and/or refraction of a sample |
WO2014162014A2 (de) | 2013-04-06 | 2014-10-09 | Optosphere Spectroscopy Gbr | Vorrichtung zur messung der streuung einer probe |
CN105393106A (zh) * | 2013-04-06 | 2016-03-09 | 罗姆有限责任公司 | 用于测量样品的散射的设备 |
US9952150B2 (en) | 2013-04-06 | 2018-04-24 | L.U.M. Gmbh | Device for measuring the scattering of a sample |
CN105393106B (zh) * | 2013-04-06 | 2020-02-21 | 罗姆有限责任公司 | 用于测量样品的散射的设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102004018754B4 (de) | 2012-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102008056559B4 (de) | Sensoranordnung | |
DE10326848B4 (de) | Optischer Sensor | |
EP0938658A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kombinierten absorptions- und reflektanzspektroskopie | |
EP2533031A1 (de) | Vorrichtung zur referenzierten Messung von reflektiertem Licht und Verfahren zum Kalibrieren einer solchen Vorrichtung | |
DE102015122745B3 (de) | Behälter | |
DE60224797T2 (de) | Automatischer handrefraktometer | |
EP1695109A1 (de) | Vorrichtung zum messen der distanz zu fernen und nahen objekten | |
EP2981809B1 (de) | Vorrichtung zur messung der streuung einer probe | |
EP2235503A1 (de) | Anordnung zum bestimmen des reflexionsgrades einer probe | |
DE102004018754B4 (de) | Vorrichtung für die Messung der Lichtstreuung und Lichtabsorption von Proben | |
EP2107362B1 (de) | Vorrichtung zur Messung der Streuung und/oder Absorption und/oder Refraktion einer Probe | |
DE9421343U1 (de) | Vorrichtung zum Einkoppeln von Licht in einen Lichtleiter | |
DE112013007208T5 (de) | V-Block-Refratometer | |
DE19920184C2 (de) | Verfahren für die gleichzeitige Erfassung von diffuser und specularer Reflexion von Proben, insbesondere undurchsichtiger Proben, sowie Reflektanz-Meßsonde | |
DE102005025848B3 (de) | Optische Messvorrichtung und Verwendung der Messvorrichtung zur Messung von Beschichtungen auf organischer- und/oder Polymer-Basis | |
DE102006042642A1 (de) | Terahertz Time-Domain Spektrometer | |
DE4343345A1 (de) | Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der reflektiven bzw. transmittierenden optischen Eigenschaften einer Probe | |
DE102015213147B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung und Messkopf zur Erfassung einer Oberflächeneigenschaft genau einer Seite einer lichtdurchlässigen Probe | |
DE102010041136B4 (de) | Sensor zur Überwachung eines Mediums | |
DE102013212640A1 (de) | Vorrichtung zum Emittieren von elektromagnetischer Strahlung | |
DE102017115660A1 (de) | Optisches System | |
DE102012112940A1 (de) | Laservorrichtung | |
DE102015116386A1 (de) | Optisches System zum Analysieren eines Mediums | |
DE102007047187A1 (de) | Abbildungs- oder Inspektionssystem mit Energiemonitoring | |
DE69328054T2 (de) | Vorrichtung zur Messung der Brechungsindexquerschnittverteilung eines optischen Wellenleiters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20110415 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130119 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SINN, GERT, DR., DE Free format text: FORMER OWNER: OPTOSENS OPTISCHE SPEKTROSKOPIE UND SENSORTECHNIK GMBH, 12489 BERLIN, DE Effective date: 20131015 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |