DE102007045449B4 - Method and device for calibrating a sensor by means of a drying balance - Google Patents

Method and device for calibrating a sensor by means of a drying balance Download PDF

Info

Publication number
DE102007045449B4
DE102007045449B4 DE200710045449 DE102007045449A DE102007045449B4 DE 102007045449 B4 DE102007045449 B4 DE 102007045449B4 DE 200710045449 DE200710045449 DE 200710045449 DE 102007045449 A DE102007045449 A DE 102007045449A DE 102007045449 B4 DE102007045449 B4 DE 102007045449B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sample
sensor
moisture
calibration
drying
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200710045449
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007045449A1 (en
Inventor
Christian Grimm
Sven Gross
Horst Nagel
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.)
Sartorius Lab Instruments GmbH and Co KG
Original Assignee
Sartorius AG
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 Sartorius AG filed Critical Sartorius AG
Priority to DE200710045449 priority Critical patent/DE102007045449B4/en
Priority to PCT/EP2008/006946 priority patent/WO2009039930A1/en
Publication of DE102007045449A1 publication Critical patent/DE102007045449A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007045449B4 publication Critical patent/DE102007045449B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/04Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
    • G01N5/045Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder for determining moisture content
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274Calibration, base line adjustment, drift correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3554Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02Food

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Verfahren zur Kalibration eines spektralphotometrischen Sensors mittels einer Trocknungswaage (1), die eine Heizquelle (5) zur Erwärmung und Trocknung einer Probe (4), ein Wägesystem (2) zur Messung der feuchteabhängigen Masse der Probe (4) und einen Sensor (11) zur Messung des feuchteabhängigen Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe (4) in mindestens einem vorgegebenen Spektralbereich aufweist, wobei durch die Zuordnung der Ausgangssignale des Sensors (11) zu den gemessenen Feuchtegehalten der Probe (4) und Abspeicherung dieser Messwertpaare in der Elektronik (7) der Trocknungswaage (1) eine Kalibration des Sensors (11) durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die Messwertpaare von mehreren Proben, die einer gemeinsamen Substanzklasse angehören, deren feuchteabhängige Transmissions- und/oder Reflexionsspektren jedoch aufgrund von anderen physikalischen und/oder chemischen Parametern variieren, gemeinsam ausgewertet werden und unter Benutzung von statistischen Rechenmethoden eine Substanzklassen-Kalibration in Form eines Rechenmodells bestimmt wird und
– dass diese Substanzklassen-Kalibration als Kalibration für den Sensor (11) benutzt wird.
Method for calibrating a spectrophotometric sensor by means of a drying balance (1), comprising a heating source (5) for heating and drying a sample (4), a weighing system (2) for measuring the moisture-dependent mass of the sample (4) and a sensor (11) for measuring the moisture-dependent transmission and / or reflection spectrum of the sample (4) in at least one predetermined spectral range, wherein the assignment of the output signals of the sensor (11) to the measured moisture contents of the sample (4) and storage of these measured value pairs in the electronics ( 7) the drying balance (1) a calibration of the sensor (11) is performed
characterized,
- That the measured value pairs of several samples that belong to a common substance class, the moisture-dependent transmission and / or reflection spectra, however, vary due to other physical and / or chemical parameters are evaluated together and using statistical calculation methods, a substance class calibration in the form of a Computational model is determined and
- That this substance class calibration is used as a calibration for the sensor (11).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kalibration eines spektralphotometrischen Sensors mittels einer Trocknungswaage, die eine Heizquelle zur Erwärmung und Trocknung einer Probe, ein Wägesystem zur Messung der feuchteabhängigen Masse der Probe und einen Sensor zur Messung des feuchteabhängigen Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe in mindestens einem vorgegebenen Spektralbereich aufweist, wobei durch die Zuordnung der Ausgangssignale des Sensors zu den gemessenen Feuchtegehalten der Probe eine Kalibration des Sensors durchgeführt wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Trocknungswaage zur Durchführung dieses Verfahrens.The The invention relates to a method for calibrating a spectrophotometric Sensors by means of a drying balance, which is a heating source for heating and Drying a sample, a weighing system for measuring the moisture-dependent Mass of the sample and a sensor for measuring the moisture-dependent transmission and / or reflection spectrum of the sample in at least one predetermined Having spectral range, wherein the assignment of the output signals the sensor to the measured moisture content of the sample a calibration performed by the sensor becomes. The invention further relates to a drying balance to carry out this procedure.

Ein Verfahren dieser Art und die zur Durchführung notwendige Trocknungswaage sind aus der DE 10 2004 053 734 B4 bekannt.A method of this type and the necessary for carrying out the drying balance are from the DE 10 2004 053 734 B4 known.

Bei diesem bekannten Verfahren ist vorgesehen, dass die Kalibration des Sensors zur Messung des feuchteabhängigen Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe in mindestens einem vorgegebenen Spektralbereich durch einen einzigen Trocknungslauf mit einer einzigen Probe erfolgt. Da jedoch die optischen Eigenschaften einer Probe nicht allein von der Materialfeuchte abhängen, sondern eine ganze Reihe von anderen Variablen wie z. B. Zusammensetzung, Temperatur, Farbe, Korngröße, Schüttung und bei landwirtschaftlich erzeugten Proben auch Anbaugebiet, Saison und Witterung eine Rolle spielen, ist das Verwenden einer einzelnen Probe einer Substanz oder Substanzklasse für eine Kalibration nicht immer repräsentativ. Eine so erstellte Kalibration für den Feuchtegehalt ist bei einer signifikanten Änderung der optischen Eigenschaften aufgrund von Änderungen in den anderen Variablen nicht mehr anwendbar. Daher gilt die Kalibration streng genommen immer nur für genau die benutze Substanz und nach jeder Änderung im Produktionsvorgang ist eine neue Kalibration notwendig. Bei Kaffee zum Beispiel muss im ungünstigsten Fall für jede Sorte, jeden Jahrgang, jedes Röstverfahren etc. (um nur einige Variablen zu nennen) eine neue Kalibration durchgeführt werden. Dadurch muss eine Vielzahl von Kalibrationen mit hohem Aufwand erstellt werden, und die Zuordnung von neuen Proben zu den einzelnen Kalibrationen ist sehr schwierig.at This known method is provided that the calibration the sensor for measuring the moisture-dependent transmission and / or Reflection spectrum of the sample in at least one predetermined spectral range by a single run of a single sample. However, since the optical properties of a sample are not limited to depend on the material moisture, but a whole series of other variables such. B. composition, Temperature, color, grain size, bedding and for arable crops also growing area, season and weathering is using a single one Sample of a substance or substance class for a calibration is not always representative. Such a created calibration for the moisture content is at a significant change in optical properties due to changes in the other variables no longer applicable. Therefore, the calibration is strict always taken only for exactly the substance used and after each change in the production process a new calibration is necessary. For coffee, for example, must in the worst case Case for every variety, every vintage, every roasting process etc. (just a few To call variables) a new calibration. As a result, a large number of calibrations must be created at great expense and the assignment of new samples to the individual calibrations is very difficult.

Außerdem sind alle Kalibrationen mit gewissen Messfehlern behaftet; dies gilt sowohl für das Ausgangssignal des Sensors zur Messung des feuchteabhängigen Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums, als auch für die Feuchtebestimmung mittels des Wägesystems. Da jede Kalibration nur auf einer Messung beruht, wirken sich alle Fehler bei der Kalibration voll auf das Endergebnis aus. Zudem ist nicht abgesichert, dass alle substanzspezifischen Variablen in richtigem Maße durch die Kalibration berücksichtigt sind.Besides, they are all calibrations are subject to certain measuring errors; this applies as well as the output signal of the sensor for measuring the moisture-dependent transmission and / or reflection spectrum, as well as for the determination of moisture by means of of the weighing system. Since each calibration is based on only one measurement, they all affect each other Error in the calibration fully on the final result. Besides, it is not Ensured that all substance-specific variables are correct Dimensions the calibration is taken into account are.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Kalibration mittels der o. a. Trocknungswaage zu optimieren, insbesondere eine höhere Zuverlässigkeit der Kalibration und eine verbesserte Robustheit gegenüber substanzspezifischen anderen Variablen zu erreichen.task The invention is therefore, the calibration by means of o. a. drying balance to optimize, in particular a higher reliability of the calibration and improved robustness over substance-specific others To reach variables.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,

  • – dass die gemessenen Transmissions- und/oder Reflexionsspektren zusammen mit den dazugehörigen Feuchtegehalten der Probe in der Elektronik der Trocknungswaage als Messwertpaare gespeichert werden,
  • – dass die Messwertpaare von mehreren Proben, die einer gemeinsamen Substanzklasse angehören, deren feuchteabhängige Transmissions- und/oder Reflexionsspektren jedoch aufgrund von anderen physikalischen und/oder chemischen Parametern variieren, gemeinsam ausgewertet werden und unter Benutzung von statistischen Rechenmethoden eine Substanzklassen-Kalibration in Form eines Rechenmodells bestimmt wird und
  • – dass diese Substanzklassen-Kalibration als Kalibration für den Sensor benutzt wird.
According to the invention, this is achieved by
  • That the measured transmission and / or reflection spectra are stored together with the associated moisture contents of the sample in the electronics of the drying balance as measured value pairs,
  • - That the measured value pairs of several samples that belong to a common substance class, the moisture-dependent transmission and / or reflection spectra, however, vary due to other physical and / or chemical parameters are evaluated together and using statistical calculation methods, a substance class calibration in the form of a Computational model is determined and
  • - That this substance class calibration is used as a calibration for the sensor.

Es werden also die aus dem Transmissions- und/oder Reflexionsspektrum der Probe und dem dazugehörigen Feuchtegehalt gebildeten Messwertpaare in der Elektronik der Trocknungswaage gespeichert. Außerdem werden verschiedene Proben zu Substanzklassen – beispielsweise „gerösteter Kaffee” – zusammengefasst. Die Messergebnisse für diese Proben werden gemeinsam analysiert und daraus eine Substanzklassen-Kalibration abgeleitet. Durch die gemeinsame mathematische Analyse der Messwerte von verschiedenen Proben und bei verschiedenen Wellenlängen können charakteristische Merkmale dieser Substanzklasse viel besser erkannt werden. Und durch die Benutzung statistischer Rechenmethoden können Fehler der einzelnen Messungen weitgehend ausgeglichen werden. Dadurch ist die Güte bei der Substanzklassen-Kalibration besser als bei einer Einzelkalibration. Auch die Einflüsse der substanzspezifischen Variablen lassen sich viel besser analysieren und eliminieren: Durch multivariate Rechenmodelle lässt sich aus den Messwertpaaren der verschiedenen Proben auch dann eine sichere Aussage über den Feuchtegehalt ableiten, wenn bei einzelnen Wellenlängen die Variablen einen größeren Einfluss auf das Transmissions- und/oder Reflexionsspektrum der Probe haben als der zu messende Feuchtegehalt.It So those from the transmission and / or reflection spectrum the sample and its associated Moisture content formed measured value pairs in the electronics of the drying balance saved. Furthermore Different samples are grouped into substance classes - for example "roasted coffee". The measurement results for this Samples are analyzed together and from this a substance class calibration derived. Through the joint mathematical analysis of the measured values of different samples and at different wavelengths may have characteristic features This class of substances are much better recognized. And through the Using statistical calculation methods can error the individual measurements be largely compensated. This is the quality in the Substance class calibration better than a single calibration. Also the influences of Substance-specific variables are much easier to analyze and eliminate: By multivariate computing models can be from the pairs of measured values of the different samples even then a safe Statement about Derive the moisture content, if at individual wavelengths the Variables have a bigger impact on the transmission and / or Reflectance spectrum of the sample have as the moisture content to be measured.

Die Kalibration des Sensors durch ein Rechenmodell ist in der Regel dadurch insgesamt deutlich genauer und gegenüber dem Einfluss der anderen Variablen deutlich unempfindlicher. Je größer dabei die Anzahl der Messwertpaare ist und je vollständiger die Bandbreite der anderen Variablen dabei erfasst wurde, desto besser ist die Robustheit und Güte der Kalibration.The calibration of the sensor by a mathematical model is thus generally much more accurate and compared to the influence of others ren variables significantly less sensitive. The greater the number of measured value pairs and the more completely the bandwidth of the other variables was recorded, the better the robustness and quality of the calibration.

Insgesamt ist die Messgenauigkeit eines so kalibrierten Sensors bei der Messung neuer Proben unbekannten Feuchtegehaltes deutlich besser als bei Verwendung einer Einzelkalibration.All in all is the measurement accuracy of such a calibrated sensor during the measurement new samples of unknown moisture content significantly better than Use of a single calibration.

Eine Substanzklasse ist dabei durch eine ähnliche Zusammensetzung der einzelnen Proben definiert. Die schon erwähnte Substanzklasse „gerösteter Kaffee” ist ein Beispiel; andere Beispiele für Substanzklassen sind Tee, Mehl, Milchpulver etc.. Im Rahmen einer Produktion können auch verschiedene Produktionschargen zu einer Substanzklasse zusammengefasst werden und mit der zugehörigen chemischen oder organisatorischen Produktbezeichnung belegt werden.A Substance class is characterized by a similar composition of individual samples defined. The already mentioned substance class "roasted coffee" is one Example; other examples of substance classes are tea, flour, milk powder etc. In the context of a production can also different production batches to a substance class summarized be and with the associated chemical or organizational product designation.

Vorteilhafterweise wird mit dem Rechenmodell nicht nur der Feuchtegehalt bestimmt, sondern zusätzlich mindestens ein Zuverlässigkeitskennwert. Dieser Zuverlässigkeitskennwert bzw. diese Zuverlässigkeitskennwerte soll/sollen dabei ein Maß für die Güte der Kalibration sein. Beispielsweise kann die Messunsicherheit solch ein Zuverlässigkeitskennwert sein. Dadurch kann bei der Messung von neuen Proben mit dem Sensor überprüft werden, ob das Rechenmodell eine sichere Bestimmung des Feuchtegehaltes für die neue Probe erlaubt. Nur wenn der Zuverlässigkeitskennwert innerhalb vorgegebener Grenzen liegt, wird der vom Rechenmodell ermittelte Wert für den Feuchtegehalt ausgegeben, liegt der Zuverlässigkeitskennwert jedoch außerhalb der vorgegebenen Grenzen, so wird ein Fehlersignal ausgegeben. Der Bediener der Feuchtemessanlage kann dann prüfen, ob eventuell ein Fehler bei der Zuordnung der Probe zur Substanzklasse passiert ist, das heißt, ob die korrekte Kalibration für die vorliegende Substanz ausgewählt wurde. Ist die Zuordnung einwandfrei, so muss der Bediener diese Probe einmal in der Trocknungswaage messen. Die Elektronik der Trocknungswaage kann dann das Rechenmodell der Substanzklassen-Kalibration aufgrund der neuen Messwerte anpassen bzw. neu errechnen.advantageously, is the calculation model not only determining the moisture content, but in addition at least one reliability characteristic value. This Reliability characteristic or these reliability characteristics should / should be a measure of the quality of the calibration be. For example, the measurement uncertainty can be such a reliability characteristic value be. This can be checked when measuring new samples with the sensor, whether the calculation model is a reliable determination of the moisture content for the new sample allowed. Only if the reliability characteristic within given limits, becomes the value determined by the calculation model for the Moisture content output, however, the reliability value is outside the predetermined limits, an error signal is output. Of the Humidity meter operator can then check if there is an error happened in the assignment of the sample to the substance class, that is, whether the correct calibration for selected the present substance has been. If the assignment is correct, the operator must do this Measure the sample once in the drying scale. The electronics of the drying scale can then the calculation model of the substance class calibration due adjust or recalculate the new measured values.

Die Bestimmung des Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe erfolgt durch Messung an mehreren vorgegebenen Wellenlängen; für höhere Genauigkeitsansprüche wird das Transmissions- und/oder Reflexionsspektrum vorteilhafterweise quasikontinuierlich aufgenommen. Der Abstand der einzelnen benutzten Wellenlängen ist dabei kleiner als die Auflösung des benutzten Spektrometers bzw. kleiner als die Breite der Transmissions- und/oder Reflexionsbanden der Probe.The Determination of the transmission and / or reflection spectrum of the sample done by measuring at several predetermined wavelengths; for higher accuracy requirements the transmission and / or reflection spectrum advantageously recorded quasi-continuously. The distance of each used wavelength is smaller than the resolution of the spectrometer used or less than the width of the transmission and / or reflection bands of the sample.

Die Trocknungswaage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens weist eine Heizquelle zur Erwärmung und Trocknung einer Probe, ein Wägesystem zur Messung der feuchteabhängigen Masse der Probe und einen Sensor zur Messung des feuchteabhängigen Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe in mindestens einem vorgegebenen Spektralbereich auf, weiter verfügt die Elektronik der Trocknungswaage über Speichermittel für die aus den Ausgangssignalen des Sensors und den zugehörigen Feuchtegehalten gebildeten Messwertpaare und über Rechenmittel zur Bestimmung einer Substanzklassen-Kalibration in Form eines Rechenmodells aus den abgespeicherten Messwertpaaren mehrerer Proben, die einer gemeinsamen Substanzklasse angehören, deren feuchteabhängige Transmissions- und/oder Reflexionsspektren jedoch aufgrund von anderen physikalischen und/oder chemischen Parametern variieren, und über Ausgabemittel für die errechnete Substanzklassen-Kalibration.The Drying scale for carrying the described method has a heating source for heating and Drying a sample, a weighing system for measuring the moisture-dependent Mass of the sample and a sensor for measuring the moisture-dependent transmission and / or reflection spectrum of the sample in at least one predetermined Spectral range on, further features the electronics of the drying scale over storage means for the formed the output signals of the sensor and the associated moisture contents Measured value pairs and over Calculation means for the determination of a substance class calibration in form a calculation model from the stored measured value pairs of several Samples belonging to a common substance class whose moisture-dependent However, transmission and / or reflection spectra due to others physical and / or chemical parameters vary, and over output means for the calculated Classes of substances calibration.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor aus der Trocknungswaage entnehmbar.In an advantageous embodiment of the sensor from the drying balance removable.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:The The invention will be described below with reference to the schematic figures. Showing:

1 ein Blockschaltbild der Trocknungswaage und 1 a block diagram of the drying balance and

2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens der Kalibration. 2 a flowchart for explaining the method of calibration.

In 1 ist die Trocknungswaage 1, wie sie für die Kalibration verwendet wird, als Blockschaltbild dargestellt. Die Trocknungswaage besteht aus einem Wägesystem 2 mit einer Waageschale 3, auf der sich eine Probe 4 befindet, für die eine Kalibration ermittelt werden soll. Als Heizquelle 5 zur Erwärmung und Trocknung der Probe ist ein ringförmiger Heizstrahler angedeutet, es ist jedoch auch die Benutzung beliebiger anderer bekannter Heizquellen möglich. Die Leistung der Heizquelle 5 wird durch eine Steuerelektronik 6 gesteuert, wobei die Sollgröße für die Heizleistung und deren Zeitabhängigkeit durch eine zentrale Elektronik 7 vorgegeben wird. Das Ausgangssignal des Wägesystems 2 – also die momentane Masse der Probe 4 – wird durch einen Analog/Digital-Wandler 8 digitalisiert und der zentralen Elektronik zugeführt. Während des Trocknungsvorganges wird zum Beispiel die momentane Masse der Probe im Verhältnis zur Anfangsmasse der Probe in einer Anzeige 9 angezeigt; nach Abschluss des Trocknungsvorganges wird der ermittelte Feuchtegehalt angezeigt (wie in 1 dargestellt). Die Bedienung der Trocknungswaage erfolgt über eine Tastatur 10.In 1 is the drying balance 1 , as used for calibration, is shown as a block diagram. The drying balance consists of a weighing system 2 with a balance bowl 3 on which a sample 4 for which a calibration is to be determined. As a heat source 5 for heating and drying of the sample, an annular radiant heater is indicated, but it is also the use of any other known heating sources possible. The power of the heating source 5 is controlled by an electronic control system 6 controlled, wherein the target size for the heating power and its time dependence by a central electronics 7 is given. The output signal of the weighing system 2 - So the momentary mass of the sample 4 - is through an analog / digital converter 8th digitized and fed to the central electronics. During the drying process, for example, the instantaneous mass of the sample becomes in relation to the initial mass of the sample in a display 9 displayed; After completion of the drying process, the determined moisture content is displayed (as in 1 shown). The drying scale is operated via a keyboard 10 ,

Die Trocknungswaage 1 weist weiter einen Sensor 11 zur Messung des Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe 4 auf. Die Messung des Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums erfolgt dabei zum Beispiel im nahen Infrarot. Die Abhängigkeit des Reflexionskoeffizienten vom Feuchtegehalt der Probe ist zum Beispiel im Wellenlängenbereich um 1,4 μm und im Wellenlängenbereich um 1,9 μm besonders groß, sodass diese Spektralbereiche bevorzugt genutzt werden. Der Sensor 11 besteht im gezeichneten Beispiel aus einer Strahlungsquelle 12 in Form einer Infrarot – LED, einem oder mehreren Lichtwellenleiter(n) 13, die die Strahlung der Strahlungsquelle 12 zur Probe übertragen. Das probenseitige Ende der Lichtwellenleiter 13 ist dabei in einem rohrförmigen Endstück 14 fixiert. Die Probe 4 wird also durch das Infrarot-Licht der Strahlungsquelle 12 beleuchtet. Das von der Probe reflektierte Licht wird durch einen oder mehrere Lichtwellenleiter 13', deren Enden ebenfalls im Endstück 14 fixiert sind, aufgefangen und zu einem Strahlungsdetektor 15, z. B. in Form eines Gitterspektrometers, übertragen. Von diesem Strahlungsdetektor sind nur das Gitter 15' und zwei Fotoelemente 15'' und 15''' angedeutet, die das benutzte Fotodioden-Array symbolisieren sollen. Die Fotodioden können z. B. InGaAs-Dioden sein. Durch das Fotodioden-Array kann die Intensität des reflektierten Lichtes an einer Vielzahl von vorgegebenen Wellenlängen gemessen werden und damit bei Kenntnis der eingestrahlten Lichtintensität und der geometrischen Gegebenheiten auch der Reflexionskoeffizient an diesen Wellenlängen und damit das Reflexionsspektrum. – Statt der Infrarot-LED kann auch eine Halogen-Lichtquelle, ein IR-Emitter oder eine andere Infrarot-Strahlungsquelle eingesetzt sein. Statt des Lichtwellenleiters kann auch eine Freistrahloptik benutzt werden. Das Spektrometer kann auch mit einer scannenden Optik aufgebaut sein (z. B. scanning mirror).The drying balance 1 also has a sensor 11 for measuring the transmission and / or Reflection spectrum of the sample 4 on. The measurement of the transmission and / or reflection spectrum is carried out, for example, in the near infrared. The dependence of the reflection coefficient on the moisture content of the sample is particularly great, for example in the wavelength range around 1.4 μm and in the wavelength range around 1.9 μm, so that these spectral ranges are preferably used. The sensor 11 consists in the example shown from a radiation source 12 in the form of an infrared LED, one or more fiber optic cables 13 that the radiation of the radiation source 12 transferred to the sample. The sample end of the fiber optic cable 13 is in a tubular end piece 14 fixed. The sample 4 So is by the infrared light of the radiation source 12 illuminated. The light reflected from the sample is transmitted through one or more optical fibers 13 ' whose ends are also in the tail 14 are fixed, collected and become a radiation detector 15 , z. B. in the form of a grating spectrometer transferred. From this radiation detector are only the grid 15 ' and two photo elements 15 '' and 15 ''' indicated that symbolize the used photodiode array. The photodiodes can z. B. InGaAs diodes. Through the photodiode array, the intensity of the reflected light at a plurality of predetermined wavelengths can be measured and thus with knowledge of the incident light intensity and the geometric conditions, the reflection coefficient at these wavelengths and thus the reflection spectrum. Instead of the infrared LED, it is also possible to use a halogen light source, an IR emitter or another infrared radiation source. Instead of the optical waveguide, a free-beam optics can also be used. The spectrometer can also be constructed with a scanning optical system (eg scanning mirror).

Im Vorstehenden ist davon ausgegangen, dass das an der Oberfläche der Probe 4 diffus reflektiertes Infrarot-Licht gemessen wird und damit also der Reflexionskoeffizient bzw. das Reflexionsspektrum des Probenmaterials. Dies trifft auf stark absorbierende Probenmaterialen zu, bei denen die Eindringtiefe der Strahlung gering ist. Es gibt jedoch auch Materialien, die die Strahlung im vorgegebenen Spektralbereich nur gering absorbieren. Für diese Materialien ist die Eindringtiefe der Strahlung größer als die Schichtdicke der Probe 4. Gibt man dann der Waagschale 3 eine stark reflektierende Oberfläche, so gelangt auch der nicht absorbierte Teil der Strahlung, nachdem er die Probe ein zweites Mal durchdrungen hat, wieder in die Lichtwellenleiter 13' und wird gemessen. In diesem Fall kann man also in der Geometrie gemäß 1 bei vorgegebener Schichtdicke auch die Überlagerung des Reflexionsspektrums und des Transmissionsspektrums messen. Diese auch als Transflexion bezeichnete Messmethode ist u. a. ausführlich in der US 4 278 887 A dargestellt. Für die Messung des reinen Transmissionsspektrums ist selbstverständlich eine Geometrie notwendig, bei der der Strahlungsdetektor (beziehungsweise das Ende der zugehörigen Lichtwellenleiter) unterhalb der (strahlungsdurchlässigen) Waagschale mit der Probe angeordnet ist (nicht gezeichnet).In the foregoing, it is assumed that this is at the surface of the sample 4 diffuse reflected infrared light is measured and thus therefore the reflection coefficient or the reflection spectrum of the sample material. This is true for highly absorbent sample materials where the penetration depth of the radiation is low. However, there are also materials that absorb only a small amount of radiation in the given spectral range. For these materials, the penetration depth of the radiation is greater than the layer thickness of the sample 4 , Then you give the balance 3 a highly reflective surface, so also the non-absorbed part of the radiation, after he has penetrated the sample a second time, gets back into the optical waveguide 13 ' and is measured. In this case you can do so in the geometry according to 1 For a given layer thickness also measure the superposition of the reflection spectrum and the transmission spectrum. This measuring method, also referred to as transflection, is described in detail in the US 4,278,887 A. shown. Of course, for the measurement of the pure transmission spectrum, a geometry is necessary in which the radiation detector (or the end of the associated optical waveguide) is arranged below the (radiation-permeable) weighing pan with the sample (not shown).

In 1 ist weiter durch einen Pfeil 16 angedeutet, dass das Endstück 14 der Lichtwellenleiter vertikal verschiebbar angeordnet ist. Dadurch kann sich das Endstück 14 während der Messung des Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums dicht oberhalb der Oberfläche der Probe 4 befinden, um eine gute Strahlungsausbeute für den Strahlungsdetektor zu erreichen; zwischen den einzelnen Messungen kann sich das Endstück 14 höher befinden, damit es keine Abschattung der Probe für die Strahlung der Heizquelle 5 erzeugt und damit die Gleichmäßigkeit der Heizung der Probe nicht verschlechtert. In 1 ist das Endstück 14 in einer mittleren Stellung gezeichnet. – Bei der Messung des Transmissionsspektrums, bei dem es auf eine vorgegebene Schichtdicke der Probe ankommt., ist es auch denkbar, die untere Endstellung des Endstückes 14 zur Einstellung der vorgegebenen Schichtdicke zu benutzen.In 1 is further by an arrow 16 hinted that the tail 14 the optical waveguide is arranged vertically displaceable. This may cause the tail 14 during the measurement of the transmission and / or reflection spectrum just above the surface of the sample 4 to achieve a good radiation output for the radiation detector; between the individual measurements may be the tail 14 higher so that there is no shadowing of the sample for the radiation of the heating source 5 produced and thus the uniformity of the heating of the sample does not deteriorate. In 1 is the tail 14 drawn in a middle position. - When measuring the transmission spectrum, in which it depends on a given layer thickness of the sample., It is also conceivable, the lower end position of the tail 14 to use for setting the predetermined layer thickness.

Ist die Heizquelle 5 eine Strahlungsheizung, die im selben Spektralbereich (Heiz-)Strahlung aussendet, in dem auch die (Mess-)Strahlungsquelle 12 (Mess-)Strahlung aussendet, so kann in bekannter Weise durch einen getakteten Betrieb der (Mess-)Strahlungsquelle 12 eine störungsfreie Messung erreicht werden (Chopper-Betrieb).Is the heat source 5 a radiant heater that emits (heating) radiation in the same spectral range, in which also the (measuring) radiation source 12 (Measurement) emits radiation, so in a known manner by a clocked operation of the (measurement) radiation source 12 a trouble-free measurement can be achieved (chopper operation).

Soll der Messwert für das Transmissions- und/oder Reflexionsspektrum über einen größeren Flächenbereich der Probe 4 gemittelt gemessen werden, so ist dies leicht durch eine drehbare Waagschale mit Drehantrieb und eine etwas außermittige Anordnung des Endstückes 14 möglich.If the measured value for the transmission and / or reflection spectrum over a larger surface area of the sample 4 Measured averaged, this is easily done by a rotatable weighing pan with rotary drive and a slightly eccentric arrangement of the tail 14 possible.

Für die Erstellung eines Datensatzes zur Kalibration wird z. B. eine Probe 4 mit maximalem Feuchtegehalt benutzt. Während des Trocknungsvorganges wird in kurzen Zeitabständen zum einen das Signal des Sensors 11 für jede benutzte Wellenlänge – also das Spektrum – aufgenommen und in der zentralen Elektronik 7 gespeichert; zum anderen wird jeweils praktisch gleichzeitig das vom Wägesystem 2 ermittelte momentane Probengewicht aufgenommen und in der zentralen Elektronik 7 gespeichert. Nach Abschluss des Trocknungsvorganges und dem damit bekannten Trockengewicht können dann die jeweiligen zwischenzeitlichen Probengewichte auf Feuchtegehalte umgerechnet werden. Die daraus dann errechenbaren Wertepaare für das Spektrum und den zugehörigen Feuchtegehalt werden ebenfalls in der zentralen Elektronik 7 gespeichert und stellen den Kalibrationsdatensatz für diese Probe dar. – Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der erste Wert jedes Wertepaares, nämlich das Spektrum, sich aus einer Anzahl von Unterwerten, nämlich den Transmissions- und/oder Reflexionskoeffizienten bei den verschiedenen benutzten Wellenlängen, zusammensetzt.For the creation of a record for calibration z. B. a sample 4 used with maximum moisture content. During the drying process, the signal of the sensor becomes at short intervals 11 for each wavelength used - ie the spectrum - recorded and in the central electronics 7 saved; on the other hand, the weighing system is practically the same time 2 recorded instantaneous sample weight and recorded in the central electronics 7 saved. After completion of the drying process and the dry weight known therewith, the respective intermediate sample weights can then be converted to moisture contents. The resulting value pairs for the spectrum and the associated moisture content are also calculated in the central electronics 7 and represent the calibration data set for this sample. It is expressly pointed out that the first value of each value pair, viz the spectrum is composed of a number of subvalues, namely the transmission and / or reflection coefficients at the different wavelengths used.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die eben angegebenen Wertepaare nicht in einem einzigen Trocknungsdurchlauf zu messen, sondern von verschiedenen Proben mit unterschiedlichen Feuchtegehalten auszugehen und mit jeder Probe nur ein Wertepaar, nämlich das Wertepaar für den Anfangsfeuchtegehalt, zu messen. Durch die verschiedenen Proben wird dadurch gleichzeitig der Einfluss der anderen Variablen, wie z. B. der verschiedenen Schüttungen der Probe, erfasst.Of course it is it also possible the pairs of values just stated do not occur in a single drying cycle but from different samples with different Moisture content and with each sample only one value pair, namely the value pair for the initial moisture content, to measure. Through the different samples is thereby simultaneously the influence of other variables, such as z. B. the various beds the sample, recorded.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Zusammenfassung und gemeinsame Auswertung mehrerer Messungen wird im Folgenden anhand des Ablaufdiagramms in 2 erläutert. Zunächst wird die Substanzklasse festgelegt, für die der Sensor 11 kalibriert werden soll (Kasten 21). Im schon erwähnten Beispiel von Kaffee wäre dies die Substanzklasse „gerösteter Kaffee”. Von dieser Substanzklasse werden dann verschiedene Proben in der Trocknungswaage 1 gemessen, wie in den vorigen Absätzen beschrieben (Kasten 22). Vorteilhaft dabei ist, wenn die verschiedenen Proben sich in den anderen physikalischen und/oder chemischen Parametern deutlich unterscheiden, damit die vorkommenden Variablen möglichst weitgehend erfasst werden. Im Beispiel „gerösteter Kaffee” können das z. B. verschiedene Kaffeesorten, verschiedene Schüttung, verschiedene Bräunungsgrade durch verschieden starke Röstung oder eventuell auch durch verschiedene Röstverfahren etc. sein.The summary and joint evaluation of several measurements provided according to the invention will be described below with reference to the flowchart in FIG 2 explained. First, the substance class is determined for which the sensor 11 to be calibrated (box 21 ). In the example of coffee already mentioned, this would be the substance class "roasted coffee". From this class of substance then different samples in the drying balance 1 measured as described in the previous paragraphs (box 22 ). It is advantageous if the different samples differ significantly in the other physical and / or chemical parameters, so that the occurring variables are recorded as far as possible. In the example "roasted coffee" z. B. different coffees, different bed, different degrees of browning by different degrees of roasting or possibly by different roasting processes, etc.

Aus den so gemessenen und abgespeicherten Kalibrationsdatensätzen verschiedener Proben einer Substanzklasse wird dann nach bekannten statistischen Rechenmethoden – auch als chemometrische Rechenmethoden bezeichnet – ein Rechenmodell erzeugt, das die Substanzklassen-Kalibration darstellt (Kasten 23). Durch das Rechenmodell wird bei der späteren Messung einer neuen Probe unbekannter Feuchte mit dem Sensor 11 aus den Signalen des Sensors 11 an den verschiedenen Wellenlängen der zugehörige Feuchtewert der Probe errechnet. Außerdem kann das Rechenmodell mindestens einen Zuverlässigkeitskennwert bestimmen, der ein Maß dafür angibt, wie konsistent die Messergebnisse an den einzelnen Wellenlängen zu einem bestimmten Feuchtewert führen. – Mit der Bestimmung dieses Rechenmodells ist die Kalibration des Sensors 11 für Substanzen dieser Substanzklasse abgeschlossen.From the calibration data records of various samples of a substance class measured and stored in this way, a mathematical model representing the substance class calibration is then produced according to known statistical calculation methods, also referred to as chemometric calculation methods (Box 23 ). The calculation model becomes the later measurement of a new sample of unknown humidity with the sensor 11 from the signals of the sensor 11 at the different wavelengths the associated moisture value of the sample is calculated. In addition, the computational model can determine at least one reliability characteristic value, which gives a measure of how consistently the measurement results at the individual wavelengths lead to a specific moisture value. - With the determination of this calculation model is the calibration of the sensor 11 completed for substances of this class.

Wird der so kalibrierte Sensor 11 nun außerhalb der Trocknungswaage für die Messung eines unbekannten Feuchtegehaltes einer neuen Probe aus dieser Substanzklasse genutzt, so kann mit Hilfe des Rechenmodells nicht nur der Feuchtegehalt bestimmt werden (Kasten 24), sondern durch die Überwachung des mitberechneten Zuverlässigkeitskennwertes vorteilhafterweise auch eine Aussage über die Zuverlässigkeit des Ergebnisses gemacht werden (Kasten 25). Die Ausgabe des Feuchte-Messergebnisses (Kasten 26) kann z. B. davon abhängig gemacht werden, dass der Zuverlässigkeitskennwert innerhalb vorgegebener Grenzen liegt.Will be the calibrated sensor 11 If now used outside the drying weigher for the measurement of an unknown moisture content of a new sample from this substance class, not only the moisture content can be determined with the aid of the calculation model (Box 24 ), but by the monitoring of the co-calculated reliability characteristic advantageously also a statement about the reliability of the result are made (box 25 ). The output of the humidity measurement result (box 26 ) can z. B. be made dependent on the reliability characteristic value is within predetermined limits.

Liegt der Zuverlässigkeitskennwert außerhalb der vorgegebenen Grenzen, so wird zweckmäßigerweise ein Fehlersignal ausgegeben (Kasten 27). Der Benutzer der Feuchtemessanlage kann dann kontrollieren, ob z. B. fälschlicherweise eine ganz andere Substanz gemessen wurde (Kasten 28). Sind bereits mehrere Substanzklassen – Kalibrationen gespeichert, so kann die Auswerteelektronik des Sensors prüfen, ob das Messwertpaar eventuell mit einer anderen Substanzklassen – Kalibration einen Wert für einen Feuchtegehalt mit einem Zuverlässigkeitskennwert innerhalb der vorgegebenen Grenzen ergibt. Die Auswerteelektronik kann dann den Benutzer fragen, ob die Probe eventuell zu dieser Substanzklasse gehört und so die Fehlersuche unterstützen. Wird die Grenzwertüberschreitung beim Zuverlässigkeitskennwert dadurch verursacht, dass die gemessene Probe andere, bisher nicht erfasste Variablen aufweist oder das Maß der Abweichungen bestimmter Variablen größer ist als im zu Grunde liegenden Kalibrationsdatensatz, so kann der Benutzer durch einmalige Nachmessung in der Trocknungswaage einen bzw. mehrere zusätzliche Kalibrationsdatensätze erzeugen. Damit kann die Elektronik der Trocknungswaage das Rechenmodell zur Substanzklassen-Kalibration so anpassen bzw. so neu berechnen (Kasten 29), dass es auch für die neue Probe der gleichen Substanzklasse eine zuverlässige Bestimmung des Feuchtegehaltes ergibt. (Kasten 30).If the reliability characteristic value is outside the specified limits, an error signal is expediently output (box 27 ). The user of the humidity measuring system can then check whether z. B. a completely different substance was incorrectly measured (box 28 ). If several substance class calibrations have already been stored, the transmitter of the sensor can check whether the measured value pair with another substance class calibration may yield a value for a moisture content with a reliability characteristic value within the specified limits. The transmitter may then ask the user if the sample may belong to that class of substance and thus aid troubleshooting. If the limit value overrun of the reliability characteristic value is caused by the fact that the measured sample has other, previously unrecognized variables or the degree of deviations of certain variables is greater than in the underlying calibration data set, the user can repeat one or more additional measurements in the drying balance Create calibration records. Thus, the electronics of the drying scale can adapt the calculation model for substance class calibration or recalculate it (Box 29 ) that it also gives a reliable determination of the moisture content for the new sample of the same substance class. (Box 30 ).

Bei der Messung weiterer Proben der gleichen Substanzklasse beginnt der Messzyklus dann beim Verfahrensschritt 24.When measuring further samples of the same substance class, the measurement cycle then begins in the process step 24 ,

Statt der Überwachung des Zuverlässigkeitskennwertes auf Einhaltung der vorgegebenen Grenzen, ist es auch möglich, aus dem Zuverlässigkeitskennwert eine (prozentuale oder absolute) Messunsicherheit zu berechnen und diese Messunsicherheit zusammen mit dem Messergebnis für den Feuchtegehalt auszugeben. Der Bediener der Feuchtemessanlage erhält dadurch nicht nur eine Gut/Schlecht-Aussage, sondern eine kontinuierlich variable Genauigkeitsangabe, aus der er z. B. allmählich ungenauer werdende Messergebnisse schon erkennt, bevor der vorgegebene Grenzwert überschritten wird.Instead of the surveillance the reliability characteristic value on compliance with the given limits, it is also possible to get out the reliability characteristic value to calculate a (percentage or absolute) measurement uncertainty and this measurement uncertainty together with the measurement result for the moisture content issue. The operator of the humidity measuring system receives thereby not just a good / bad statement, but a continuously variable one Accuracy, from which he z. B. gradually inaccurate results already detects before the preset limit is exceeded.

Die in der vorstehenden Beschreibung erwähnten Speicher- und Rechenmittel sind Bestandteil des Mikroprozessors bzw. Mikrocomputers der Elektronik 7, ohne dass diese Bestandteile in 1 gesondert dargestellt sind.The storage and computation means mentioned in the above description are stock part of the microprocessor or microcomputer electronics 7 without these ingredients in 1 are shown separately.

11
Trocknungswaagedrying balance
22
Wägesystemweighing system
33
Waagschalepan
44
Probesample
55
Heizquelleheating source
66
Steuerelektronikcontrol electronics
77
Elektronikelectronics
88th
Analog/Digital-WandlerAnalog / digital converter
99
Anzeigedisplay
1010
Tastaturkeyboard
1111
Sensorsensor
1212
Strahlungsquelleradiation source
13, 13'13 13 '
Lichtwellenleiteroptical fiber
1414
Endstücktail
1515
Strahlungsdetektorradiation detector
15'15 '
Gittergrid
15'', 15'''15 '', 15 '' '
Fotoelemente (Fotodioden-Array)Photo elements (Photodiode array)
1616
Pfeil für Verschiebbarkeitarrow for displacement
21...3021 ... 30
Verfahrensschrittesteps

Claims (8)

Verfahren zur Kalibration eines spektralphotometrischen Sensors mittels einer Trocknungswaage (1), die eine Heizquelle (5) zur Erwärmung und Trocknung einer Probe (4), ein Wägesystem (2) zur Messung der feuchteabhängigen Masse der Probe (4) und einen Sensor (11) zur Messung des feuchteabhängigen Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe (4) in mindestens einem vorgegebenen Spektralbereich aufweist, wobei durch die Zuordnung der Ausgangssignale des Sensors (11) zu den gemessenen Feuchtegehalten der Probe (4) und Abspeicherung dieser Messwertpaare in der Elektronik (7) der Trocknungswaage (1) eine Kalibration des Sensors (11) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die Messwertpaare von mehreren Proben, die einer gemeinsamen Substanzklasse angehören, deren feuchteabhängige Transmissions- und/oder Reflexionsspektren jedoch aufgrund von anderen physikalischen und/oder chemischen Parametern variieren, gemeinsam ausgewertet werden und unter Benutzung von statistischen Rechenmethoden eine Substanzklassen-Kalibration in Form eines Rechenmodells bestimmt wird und – dass diese Substanzklassen-Kalibration als Kalibration für den Sensor (11) benutzt wird.Method for calibrating a spectrophotometric sensor by means of a drying balance ( 1 ), which is a heat source ( 5 ) for heating and drying a sample ( 4 ), a weighing system ( 2 ) for measuring the moisture-dependent mass of the sample ( 4 ) and a sensor ( 11 ) for measuring the moisture-dependent transmission and / or reflection spectrum of the sample ( 4 ) in at least one predetermined spectral range, wherein the assignment of the output signals of the sensor ( 11 ) to the measured moisture contents of the sample ( 4 ) and storing these measured value pairs in the electronics ( 7 ) of the drying balance ( 1 ) a calibration of the sensor ( 11 ), characterized in that the measured value pairs of a plurality of samples belonging to a common substance class whose moisture-dependent transmission and / or reflection spectra vary on the basis of other physical and / or chemical parameters are evaluated jointly and using statistical calculation methods a substance class calibration is determined in the form of a computer model and that this substance class calibration is used as calibration for the sensor ( 11 ) is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenmodell sowohl einen Wert für den Feuchtegehalt, als auch mindestens einen Zuverlässigkeitskennwert errechnet.Method according to claim 1, characterized in that that the calculation model both a value for the moisture content, as well at least one reliability characteristic value calculated. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung von weiteren Proben mit dem Sensor (11) geprüft wird, ob der mindestens eine Zuverlässigkeitskennwert innerhalb vorgegebener Grenzen liegt, und dass ein Fehlersignal ausgegeben wird, falls der Zuverlässigkeitskennwert außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt.A method according to claim 2, characterized in that in the measurement of further samples with the sensor ( 11 ) is tested, if the at least one reliability characteristic value is within predetermined limits, and that an error signal is output, if the reliability characteristic value is outside the predetermined limits. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, falls bei der Messung einer weiteren Probe der Zuverlässigkeitskennwert außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt, diese weitere Probe in der Trocknungswaage (1) gemessen wird und die Substanzklassen-Kalibration aufgrund der neuen Messwertpaare und zusammen mit den abgespeicherten Messwertpaaren angepasst oder neu berechnet wird.A method according to claim 3, characterized in that, if in the measurement of another sample, the reliability characteristic value is outside the predetermined limits, this further sample in the drying balance ( 1 ) and the substance class calibration is adjusted or recalculated on the basis of the new measured value pairs and together with the stored measured value pairs. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das feuchteabhängige Transmissions- und/oder Reflexionsspektrum der Probe (4) innerhalb des mindestens einen vorgegebenen Spektralbereiches quasikontinuierlich ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that the moisture-dependent transmission and / or reflection spectrum of the sample ( 4 ) is determined quasi-continuously within the at least one predetermined spectral range. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kalibrierte Sensor (11) außerhalb der Trocknungswaage (1) für die Messung von neuen Proben unbekannten Feuchtegehaltes benutzt wird.Method according to claim 1, characterized in that the calibrated sensor ( 11 ) outside the drying scale ( 1 ) is used for the measurement of new samples of unknown moisture content. Trocknungswaage (1), die eine Heizquelle (5) zur Erwärmung und Trocknung einer Probe (4), ein Wägesystem (2) zur Messung der feuchteabhängigen Masse der Probe (4), einen Sensor (11) zur Messung des feuchteabhängigen Transmissions- und/oder Reflexionsspektrums der Probe (4) in mindestens einem vorgegebenen Spektralbereich und Speichermittel in der Elektronik (7) zur Abspeicherung der aus den Ausgangssignalen des Sensors (11) und den zugehörigen Feuchtegehalten gebildeten Messwertpaare aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (7) der Trocknungswaage (1) zusätzlich über Rechenmittel zur Bestimmung einer Substanzklassen-Kalibration in Form eines Rechenmodells aus den abgespeicherten Messwertpaaren mehrerer Proben, die einer gemeinsamen Substanzklasse angehören, deren feuchteabhängige Transmissions- und/oder Reflexionsspektren jedoch aufgrund von anderen physikalischen und/oder chemischen Parametern variieren, verfügt, und dass die Trocknungswaage (1) über Ausgabemittel für die errechnete Substanzklassen-Kalibration verfügt.Drying scale ( 1 ), which is a heat source ( 5 ) for heating and drying a sample ( 4 ), a weighing system ( 2 ) for measuring the moisture-dependent mass of the sample ( 4 ), a sensor ( 11 ) for measuring the moisture-dependent transmission and / or reflection spectrum of the sample ( 4 ) in at least one predetermined spectral range and storage means in the electronics ( 7 ) for storing the output signals from the sensor ( 11 ) and the associated moisture contents measured pairs, characterized in that the electronics ( 7 ) of the drying balance ( 1 ) additionally by means of calculating means for determining a substance class calibration in the form of a computer model from the stored measured value pairs of several samples belonging to a common substance class whose moisture-dependent transmission and / or reflection spectra however vary on the basis of other physical and / or chemical parameters; that the drying balance ( 1 ) has output means for the calculated substance class calibration. Trocknungswaage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (11) aus der Trocknungswaage (1) entnehmbar ist.Drying balance according to claim 7, characterized in that the sensor ( 11 ) from the drying balance ( 1 ) is removable.
DE200710045449 2007-09-24 2007-09-24 Method and device for calibrating a sensor by means of a drying balance Expired - Fee Related DE102007045449B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710045449 DE102007045449B4 (en) 2007-09-24 2007-09-24 Method and device for calibrating a sensor by means of a drying balance
PCT/EP2008/006946 WO2009039930A1 (en) 2007-09-24 2008-08-23 Method and apparatus for calibrating a sensor using a drying balance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710045449 DE102007045449B4 (en) 2007-09-24 2007-09-24 Method and device for calibrating a sensor by means of a drying balance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007045449A1 DE102007045449A1 (en) 2009-04-09
DE102007045449B4 true DE102007045449B4 (en) 2009-11-26

Family

ID=40032496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710045449 Expired - Fee Related DE102007045449B4 (en) 2007-09-24 2007-09-24 Method and device for calibrating a sensor by means of a drying balance

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007045449B4 (en)
WO (1) WO2009039930A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3066431B1 (en) 2013-11-08 2018-01-03 Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG Dosing device comprising integrated weighing scales and climate module

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102135448B (en) * 2010-12-31 2012-08-22 天津大学 Surface reflectance spectrum measuring method capable of preventing ambient light interference
CN105738245B (en) * 2014-12-10 2019-02-15 中国石油天然气股份有限公司 A kind of detection method of rubber oil permeability rate
CN109580413B (en) * 2017-09-28 2021-04-23 宁海德宝立新材料有限公司 Infrared spectroscopic analysis method of binary mixture and application thereof
DE102019003021A1 (en) * 2019-04-29 2020-10-29 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gas detection device for detecting at least one parameter of a gas

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004053734B4 (en) * 2004-11-06 2007-01-18 Sartorius Ag drying balance

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4278887A (en) 1980-02-04 1981-07-14 Technicon Instruments Corporation Fluid sample cell
WO2002012969A1 (en) * 2000-08-07 2002-02-14 Mitsui Chemicals, Inc. Production control method
US20050092941A1 (en) * 2003-06-06 2005-05-05 Aventis Pharma Deutschland Gmbh Method and device for the quantitative analysis of solutions and dispersions by means of near infrared spectroscopy
EP1805499A4 (en) * 2004-10-21 2010-07-21 Optiscan Biomedical Corp Method and apparatus for determining an analyte concentration in a sample having interferent

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004053734B4 (en) * 2004-11-06 2007-01-18 Sartorius Ag drying balance

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3066431B1 (en) 2013-11-08 2018-01-03 Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG Dosing device comprising integrated weighing scales and climate module
EP3066433B1 (en) 2013-11-08 2018-01-03 Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG Precision scale or mass comparator with module for detecting a measurement uncertainty
EP3066432B1 (en) 2013-11-08 2018-01-31 Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG Mass comparator having removable climate module
EP3066429B1 (en) 2013-11-08 2018-04-04 Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG Precision scale having a removable air-conditioning module
EP3066430B1 (en) 2013-11-08 2018-04-04 Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG Balance for calibrating pipettes

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009039930A1 (en) 2009-04-02
DE102007045449A1 (en) 2009-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1809964B1 (en) Drying balance
DE2902776C2 (en)
DE102008046725B4 (en) Infrared target temperature correction system and method
EP1797414B1 (en) Spectrometric measuring head for harvesting machines and other agricultural machines
DE3908831C2 (en)
EP1740928B1 (en) Method for recalibrating a spectrometric measuring probe
DE102007045449B4 (en) Method and device for calibrating a sensor by means of a drying balance
DE69918401T2 (en) Apparatus and method for measuring living body information and body fat and program recording media
DE112009002702B4 (en) Automatic analyzer
EP2710348B1 (en) Method and system for determining the concentration of substances in bodily fluids
EP0174496B1 (en) Procedure for measuring the radiation wavelength and the wavelength-corrected radiation power of monochromatical light-sources and arrangement for carrying out this procedure
EP2019306A1 (en) System for manufacturing and testing tablets
Hummel et al. Simultaneous soil moisture and cone index measurement
CN113252583B (en) Method for calculating alpine hay coverage based on hay vegetation index
EP0812415B1 (en) Method for producing comparability of spectrometer measurements
DE102008033979B4 (en) Measuring device and method for measuring properties of a particulate sample
LU87595A1 (en) MULTI-WAVELENGTH PYROMETER
Hamid et al. Rapid Spectrophotometric Analysis of the Chemical Composition of Tobacco: Part 2: TotaI AIkaloids
EP1992937A1 (en) Method for verifying the filling volume of blister pockets
DE19520035C1 (en) Contactless measurement of surface moisture of objects
CN110882948A (en) Grapefruit quality classification method and device
EP3842787B1 (en) Spectral sensor
CN113804644A (en) Tobacco leaf curing process chemical index prediction method based on near infrared spectrum
DE19960586B4 (en) Method and device for measuring parameters of a sample by spectral analysis
DE102015214926A1 (en) Urinalysis in flow in real time by spectral measurement

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R081 Change of applicant/patentee

Effective date: 20111020

Owner name: SARTORIUS LAB INSTRUMENTS GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SARTORIUS AG, 37075 GOETTINGEN, DE

R081 Change of applicant/patentee

Effective date: 20130902

Free format text: FORMER OWNER: SARTORIUS WEIGHING TECHNOLOGY GMBH, 37075 GOETTINGEN, DE

Owner name: SARTORIUS LAB INSTRUMENTS GMBH & CO. KG, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140401