DE102011079938A1 - Optikmodul zur Bestimmung zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße, insbesondere der Konzentration zumindest einer Komponente eines Mediums - Google Patents

Optikmodul zur Bestimmung zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße, insbesondere der Konzentration zumindest einer Komponente eines Mediums Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Optikmodul (1) zur Bestimmung zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße, insbesondere der Konzentration zumindest einer Komponente eines Mediums, umfassend – zumindest eine Lichtquelle (2), – zumindest einen Datenspeicher (3), wobei in dem Datenspeicher (3) zumindest ein Kennzeichen der Lichtquelle (2) gespeichert ist, – zumindest eine Schnittstelle (4), wobei die Schnittstelle zur Daten- und/oder Energieübertragung ausgelegt ist, und – einen Grundkörper (5), wobei die Lichtquelle (2), der Datenspeicher (3) und die Schnittstelle (4) auf/im Grundkörper (5) angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Optikmodul zur Bestimmung zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße, insbesondere der Konzentration zumindest einer Komponente eines Mediums.
  • Bei einem optischen Messsystem zur Bestimmung zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße wird von einer Lichtquelle emittierte Strahlung, gegebenenfalls mit Hilfe optischer Elemente, wie z. B. Linsen, Spiegeln, Strahlteilern oder optischen Fasern, ein geformter Messstrahl oder Referenzstrahl mindestens teilweise auf einem optischen Pfad durch eine Durchflusszelle gelenkt. Dabei erfolgt eine Wechselwirkung zwischen der Strahlung und dem in der Durchflusszelle enthaltenen Medium. Bei der Wechselwirkung handelt es sich insbesondere um eine Absorption oder Streuung.
  • Im Folgenden soll exemplarisch auf die Streuung zur Bestimmung der Trübung sowie die Absorption zur Bestimmung der Konzentration eines Mediums eingegangen werden. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Grundprinzip auch bei anderen optischen Messverfahren in der Analyse, insbesondere in der Prozessmesstechnik, eingesetzt werden kann, bei denen sich durch den Einfluss des Mediums erfassbare Veränderungen eines optischen Sendersignals ergeben.
  • Bei der Streuung wird das Streulicht in einem bestimmten Winkel, beispielsweise 90°, zur Einstrahlrichtung detektiert. Aus der Intensität des gemessenen Streulichts kann auf die Trübung des Mediums geschlossen werden. Trübung entsteht in Gasen oder Flüssigkeiten durch die Anwesenheit disperser Stoffe.
  • Bei der Absorption wird mindestens ein Teil der Strahlung, z. B. in einem bestimmten Wellenlängenbereich, von dem Medium absorbiert. Die Absorption eines Mediums hängt von der stofflichen Zusammensetzung und der Konzentration ab. Nach Durchlaufen der Durchflusszelle trifft die durch die Absorption veränderte Strahlung auf einen Strahlungsdetektor, der ein von der Intensität der auftreffenden Strahlung abhängiges Messsignal ausgibt. Aus dem Messsignal kann auf die Absorption/Transmission/Reflexion mit dem Medium und damit auf die Art und/oder Zusammensetzung des Mediums, insbesondere auf die Konzentration eines Analyten in dem Medium, rückgeschlossen werden.
  • Bei der Fotometrie wird mit Hilfe von Licht die Absorption gemessen. Bestrahlt man die Lösung eines absorbierenden Mediums mit Licht, hängt die Absorption von den spektralen Eigenschaften des Mediums, der Konzentration und der Länge des Lichtweges in der Lösung ab. Sie erlaubt den qualitativen und quantitativen Nachweis ebenso wie die Verfolgung der Dynamik chemischer Prozesse von strahlungsabsorbierenden chemischen Verbindungen.
  • Bei der zur Fotometrie artverwandten Kolorimetrie wird entweder (bei gefärbten Medien) die Farbintensität einer Probe direkt durch optischen Vergleich gemessen, oder das Medium nach Überführung in ein gefärbtes Reaktionsprodukt durch eine chemische Reaktion mit Hilfe einer geeigneten Vergleichsskala gemessen. Bei der Messung wird die Farbdichte der zu messenden Substanz direkt mit der Vergleichskala bestimmt. Bei Farbgleichheit entspricht die Konzentration des Mediums dem auf der Skala eingedruckten Wert beziehungsweise dem entsprechenden Wert in einer Tabelle. Mit der Kolorimetrie kann auch die Konzentration von Komponenten in kolloiden Lösungen und Suspensionen bestimmt werden. Bei der Spektralfotometrie wird Fotometrie bei verschiedenen Wellenlängen betrieben, d. h. es ist sind entweder breitbandige Strahler und Empfänger oder mehrere (unterschiedliche) schmalbandige Strahler und Empfänger notwendig.
  • Mit fotometrischen Verfahren lässt sich in der Prozessmesstechnik, beispielsweise bei der Überwachung von Wasser in Leitungen, Gerinnen und/oder Kläranlagen, der Gehalt verschiedener Ionen z. B. von Aluminium-, Ammonium-, Calcium-, Chrom-, Eisen-, Mangan-Ionen, der Gehalt von Chlorid, Nitrat, Nitrit, Phosphat, Silikat und Sulfid, sowie von organischen Verbindungen, wie z. B. Hydrazin bestimmen. Auch die Härte einer wässrigen Lösung lässt sich fotometrisch ermitteln.
  • „Licht” im Sinne dieser Erfindung soll nicht auf den sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums beschränkt sein, sondern als elektromagnetische Strahlung jedweder Wellenlänge, insbesondere auch im fernen ultravioletten (UV) und im infraroten (IR) Wellenlängenbereich verstanden werden.
  • Einige Medien zeigen für die fotometrische Detektion geeignete charakteristische Absorptionsbanden im fernen UV-Bereich, also insbesondere zwischen 200 und 300 nm. So wird beispielsweise die Konzentration von Nitrat anhand der Absorption der Messflüssigkeit bei einer Wellenlänge von 214 nm erfasst. Ein weiterer im fernen UV-Bereich fotometrisch zu ermittelnder Parameter, der speziell im Bereich der Qualitätsüberwachung von Wasser verwendet wird, ist der Spektrale Absorptionskoeffizient, kurz: SAK, bei 254 nm. Der SAK bei 254 nm dient zur Detektion der Anwesenheit gelöster organischer Inhaltsstoffe.
  • Bei bekannten optischen Messsystemen wird je nach zu messender Substanz entweder ein breitbandiger Strahler (z. B. eine Glühlampe), meist aber ein schmalbandiger Strahler (z. B. eine Leuchtdiode (LED)) eingesetzt. Dabei wird die LED zur Erzeugung eines in einem geeigneten Wellenlängenbereich liegenden Messlichts verwendet. Die Intensität des von der Leuchtdiode emittierten Lichts entspricht der Sendersignalstärke. Als Empfänger kann entsprechend eine Fotodiode eingesetzt werden, die aus dem empfangenen Licht ein Empfängersignal, beispielsweise einen Fotostrom oder eine Fotospannung, erzeugt. Die Empfängersignalstärke hängt von der Intensität der auf die Empfängerdiode auftreffenden Lichtintensität, also bei der Trübungsmessung von der Intensität des Streulichts ab. Diese korreliert wiederum unmittelbar mit der Teilchengröße und der Konzentration der streuenden dispersen Stoffe, also der Trübung des Messmediums. Bei der Konzentrationsmessung hängt die Intensität von den Transmissionseigenschaften des zu messenden Mediums ab.
  • Problematisch bei LEDs ist die teils erheblich Exemplarstreuung der optischen Parameter wie z. B. Strahlungsleistung. Noch größer sind die Unterschiede beim Vergleich von LEDs unterschiedlicher Hersteller. Darüber hinaus haben LEDs relativ kurze Produktlebenszyklen. Es kann also nicht sichergestellt werden, dass eine bestimmte Sorte LEDs in wenigen Jahren noch am Markt verfügbar ist.
  • Gleichwohl welche Art von Lichtquelle verwendet wird, die spektralen Eigenschaften der Quelle gehen in die Messung mit ein. Um eine zuverlässige Messung zu gewährleisten, ist deswegen eine Kalibrierung des Messsystems, insbesondere der Lichtquelle, zwingend notwendig. Durch eine Kalibration können die spektralen Eigenschaften der Quelle aus dem Messergebnis entfernt werden und somit von den individuellen Eigenschaften der Lichtquelle unabhängig gemacht werden. Für die Dauer der Kalibrierung muss unter Umständen der Prozessablauf unterbrochen werden. Es wird somit versucht, die Kalibrierung so selten wie möglich und so kurz wie möglich durchzuführen, um die Ausfallzeit der Anlage zu minimieren. Bei jedem Wechsel der Lichtquelle ist eine erneute Kalibrierung notwendig, was sich negativ auf die Produktivität auswirkt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung bereit zu stellen, die den Wechsel der Lichtquelle ohne erneute Kalibrierung erlaubt.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Optikmodul, umfassend
    • – zumindest eine Lichtquelle,
    • – zumindest einen Datenspeicher, wobei in dem Datenspeicher zumindest ein Kennzeichen der Lichtquelle gespeichert ist,
    • – zumindest eine Schnittstelle, wobei die Schnittstelle zur Daten- und/oder Energieübertragung ausgelegt ist, und
    • – einen Grundkörper, wobei die Lichtquelle, der Datenspeicher und die Schnittstelle auf/im Grundkörper angeordnet sind.
  • Durch die Speicherung von zumindest einem Kennzeichen der Lichtquelle ist keine Kalibrierung von Ort mehr nötig, und der Kalibrierungsaufwand wird verringert. Dadurch wird die Wartungszeit verkürzt, und die Ausfallzeit der Anlage minimiert. Dadurch lassen sich Kosten und Ressourcen sparen. Darüber hinaus werden die Abhängigkeiten von Bauteilspezifikationen verringert und die Qualität des gesamten Messsystems kann trotz unterschiedlicher Bauteilspezifikationen durch Kalibrierung hoch gehalten werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lichtquelle eine LED. Eine LED sendet eine sehr spezifische Wellenlänge und kann je nach Analyt entsprechend gewählt werden. Es sind Wellenlängen für die meisten benötigten Analyten verfügbar. LEDs verbrauchen relativ wenig Energie, sind klein und integrierbar, wodurch sich Kosten einsparen lassen.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist in dem Datenspeicher zumindest ein optisches Kennzeichen der Lichtquelle gespeichert, wobei es sich bei dem optischen Kennzeichen um die (Zentral-)Wellenlänge, Bandbreite, Abstrahlcharakteristik, Farbtemperatur, Strahlungsleistung, das Spektrum und/oder den Farbwiedergabeindex handelt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Datenspeicher zumindest ein elektrisches Kennzeichen gespeichert, wobei es sich bei dem elektrischen Kennzeichen um die Ansteuerspannung, Ansteuerfrequenz, Einschaltzeit, Leistungsaufnahme, den Wirkungsgrad und/oder Ansteuerstrom handelt.
  • Bei den im Datenspeicher zumindest gespeicherten allgemeinen Informationen handelt es sich bevorzugt um die Seriennummer, das Fertigungsdatum, etc.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind in dem Datenspeicher zumindest Betriebsdaten gespeichert, wobei es sich bei den Betriebsdaten um die Kalibrationsdaten, Betriebsstunden, Temperaturbelastung, Gerätedaten, Prozessdaten, Historiendaten handelt.
  • Selbstredend sind die oben genannten Listen nicht geschlossen und jedwede Art von Information kann auf dem Datenspeicher gespeichert werden. Es ist denkbar, dass je nach Kunde und/oder Kundenwunsch andere Daten und Informationen auf dem Speicher gespeichert sind.
  • Durch die auf dem Datenspeicher gespeicherten Eigenschaften ist vor Ort keine Kalibration mehr notwendig wenn ein Austausch der Lichtquelle erfolgt ist. Alle für eine dauerhafte, zuverlässige und korrekte Messung notwendigen Daten sind auf dem Datenspeicher gesichert und werden ausgelesen. Es ist denkbar, dass zuvor im Labor die notwendigen Eigenschaften ermittelt werden und auf dem Datenspeicher abgelegt werden. Die Daten können direkt auf dem Datenspeicher liegen oder es wird ein Kalibrationsmodell erstellt, das alle notwendigen Informationen enthält. Nach dem Tausch der Lichtquelle kann auf das im Labor erstellte Kalibrationsmodell, das alle für eine korrekte Messung notwendigen Daten enthält, zurückgegriffen werden und eine Kalibration vor Ort ist nicht notwendig.
  • Bevorzugterweise ist der Datenspeicher ein nichtflüchtiger Speicher. Dadurch bleiben die gespeicherten Daten auf Dauer erhalten, insbesondere auch dann wenn keine Stromversorgung angeschlossen ist.
  • In einer günstigen Anordnung des Optikmoduls ist zumindest ein optisches Detektorelement vorgesehen. Das Detektorelement ist der Lichtquelle in der Weise zugeordnet, dass ein von der Lichtquelle emittiertes Lichtsignal nach Wechselwirkung, beispielsweise nach Streuung, mit dem Medium mindestens teilweise von dem Detektorelement empfangen wird. So ist die empfangene Intensität ein Maß für eine bestimmte chemische oder physikalische Prozessgröße, z. B. die Trübung eines Mediums.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest ein optisches Detektorelement auf einem externen Modul vorgesehen, wobei darauf zumindest eine Schnittstelle vorgesehen ist, die zur Daten- und/oder Energieübertragung ausgelegt ist, wobei das externe Modul über die Schnittstellen an das Optikmodul angeschlossen ist.
  • Befindet sich ein Detektorelement auf einem externen Modul, so kann es beispielsweise mit dem Optikmodul auf oder in einem Rohr, Behältnis, Küvette etc. angeordnet werden. Von der Lichtquelle ausgesendetes Licht wird dann nach Wechselwirkung mit dem sich im Rohr, Behältnis, Küvette etc. befindenden Medium durch das Detektorelement zumindest teilweise detektiert. Über eine Schnittstelle steht das externe Modul mit dem Optikmodul in Verbindung.
  • In einer günstigen Ausführungsform ist zumindest eine übergeordnete Einheit auf dem Optikmodul und/oder dem externen Modul vorgesehen, wobei die übergeordnete Einheit zumindest eine der folgenden Funktionen ausübt:
    • – Kontrolle, Steuerung und/oder Regelung der Lichtquelle,
    • – Beschreiben und/oder Auslesen des Datenspeichers,
    • – Kontrolle, Steuerung und/oder Regelung des Detektorelements,
    • – Speicherung von Daten,
    • – Verarbeitung und/oder Weiterleitung der vom Detektorelement gemessenen Signale.
  • Durch die zumindest eine übergeordnete Einheit, im Allgemeinen eine „Intelligenz” wie ein Mikroprozessor oder ein FPGA, kann beispielsweise die Lichtquelle gesteuert, Messdaten verarbeitet, gespeichert und versendet werden, Dadurch können auch komplexe Aufgaben direkt „vor Ort” erledigt werden, wodurch sich die Übertragung von Rohdaten vermeiden lässt und die Übertragungssicherheit gesteigert wird.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näherer erläutert. Es zeigt
  • 1 ein erfindungsgemäßes Optikmodul,
  • 2 ein erfindungsgemäßes Optikmodul in einer Ausgestaltung, und
  • 3 ein erfindungsgemäßes Optikmodul in einer weiteren Ausgestaltung mit externem Modul.
  • In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Optikmodul, das in seine Gesamtheit das Bezugszeichen 1 hat. Das Optikmodul 1 besteht aus zumindest einer Lichtquelle 2, einem Datenspeicher 3 und einer Schnittstelle 4. Die genannten Komponenten sind auf einem Grundkörper 5 angeordnet.
  • Der Grundkörper 5 ist typischerweise eine Leiterplatte (engl.: printed circuit board (PCB)) und besteht aus einem elektrisch isolierendem Material, meist aus einem faserverstärkter Kunststoff wie FR-4. Es sind aber denkbar, dass Lichtquelle 2, Datenspeicher 3 und Schnittstelle 4 auf/in einem (gemeinsamen) Gehäuse angeordnet sind. So kann beispielsweise die Schnittstelle 4 direkt in entsprechenden Öffnungen des Gehäuses angeordnet sein.
  • Die Lichtquelle 2 besteht aus zumindest einer LED, wobei sowohl verschiedene LEDs verwendet werden können, als auch LEDs redundant auf dem Grundkörper 5 angeordnet werden können. Insbesondere können LEDs unterschiedlicher Wellenlänge auf/in einem Grundkörper 5 angebracht sein.
  • Der Datenspeicher 3 ist typischerweise ein nichtflüchtiger Speicher wie beispielsweise ein EPROM, EEPROM oder Flash-Speicher. Auf dem Datenspeicher 3 können folgende Informationen gespeichert sein: optische, elektrische, allgemeine und/oder Betriebsinformationen.
  • Beispiele für optische Informationen der Lichtquelle 2 sind die (Zentral-)Wellenlänge, Bandbreite, Abstrahlcharakteristik, Farbtemperatur, Strahlungsleistung, das Spektrum und der Farbwiedergabeindex. Beispiele für elektrische Eigenschaften sind die Ansteuerspannung, Ansteuerfrequenz, Einschaltzeit, Leistungsaufnahme, der Wirkungsgrad und Ansteuerstrom. Beispiele für allgemeine Informationen sind die Seriennummer oder das Fertigungsdatum. Beispiele für Betriebsdaten sind die Kalibrationsdaten, Betriebsstunden, Temperaturbelastung, Gerätedaten, Prozessdaten oder Historiendaten.
  • Selbstredend sind die oben genannten Listen nicht geschlossen und jedwede Art von Information kann auf dem Datenspeicher 3 gespeichert werden. Es ist denkbar, dass je nach Kunde und/oder Kundenwunsch andere Daten und Informationen auf dem Speicher gespeichert sind.
  • Über die Schnittstelle 4 kann der Grundkörper 5 mit den genannten Komponenten mit der „Außenwelt” kommunizieren. In dieser Ausgestaltung wird sowohl die Lichtquelle 2 von „außen” gesteuert, als auch der Speicher von „außen” beschrieben oder es wird davon gelesen. Die Schnittstelle 4 ist als galvanische Schnittstelle ausgestaltet, d. h. beispielsweise als Stecker mit eventuellem Kabel. Es ist auch eine Variante denkbar, bei der die Schnittstelle 4 als galvanische entkoppelte Schnittstelle (d. h. optisch, kapazitiv, induktiv) ausgestaltet ist.
  • Die Komponenten sind untereinander, falls erforderlich, elektrisch miteinander verbunden. So hat beispielsweise sowohl die Lichtquelle 2 als auch der Datenspeicher 3 eine (nicht dargestellte) Verbindung zur Schnittstelle 4.
  • Nach Anbringen der Komponenten Lichtquelle 2, Datenspeicher 3 und Schnittstelle 4 auf dem Grundkörper 5 können die Eigenschaften der Lichtquelle 2 ermittelt werden. So sind diese beispielsweise optische Eigenschaften wie die Strahlungsleistung oder die Strahlungsenergie (siehe auch oben), die durch entsprechende Messgeräte ermittelt werden. Es ist denkbar, dass die Messungen in einer Laborumgebung statt finden.
  • Die ermittelten Eigenschaften werden entweder direkt auf dem Datenspeicher 3 gespeichert und/oder die ermittelten Eigenschaften dienen dazu ein geeignetes Kalibrationsmodell zu entwerfen. Wird nun das Optikmodul getauscht, muss „vor Ort” keine Kalibrierung mehr durchgeführt werden, da alle Informationen auf dem Datenspeicher 3 vorhanden sind und ausgelesen werden können. Alle für die Messung z. B. der Konzentration oder der Trübung notwendigen Eigenschaften und Merkmale der Lichtquelle sind im Kalibrationsmodell enthalten und werden auf dem Datenspeicher 3 abgelegt.
  • Ein Austausch des Optikmoduls 1 kann erfolgen weil eines der Bauteile defekt ist, oder weil eine Erweiterung des Funktionsumfanges, beispielsweise durch andere Wellenlängen gewünscht wird. So kann auch der Leistungsumfang des Optikmoduls 1 und somit des ganzen Messsystems erweitert werden.
  • 2 zeigt eine Ausgestaltung des Optikmoduls 1. Zusätzlich zu den in 1 beschriebenen Komponenten befindet sich auf dem Grundkörper 5 zumindest ein Detektorelement 6 und eine übergeordnete Einheit 10.
  • Das Detektorelement 6 kann dabei eine Fotodiode, ein Fotodioden-Array, eine CCD-Kamera oder eine andere optoelektronische Vorrichtung sein. Im Allgemeinen ist das Detektorelement 6 in der Lage, ein von der Intensität der auftreffenden Strahlung abhängiges (meist elektrisches) Messsignal auszugeben. Das Detektorelement 6 ist der Lichtquelle 2 in der Weise zugeordnet, dass ein von der Lichtquelle 2 emittiertes Lichtsignal nach Wechselwirkung, beispielsweise nach Streuung, mit dem Medium mindestens teilweise von dem Detektorelement 6 empfangen und von diesem in ein elektrisches Signal, insbesondere einen Fotostrom oder eine Fotospannung gewandelt wird.
  • Die übergeordnete Einheit 10 kann beispielsweise ein Mikroprozessor oder ein Field Programmable Gate Array (FPGA) sein. Durch diese Art von „Intelligenz” kann das vom Detektorelement 6 ausgegebene Messsignal empfangen und verarbeitet werden, um bestimmte physikalische oder chemische Prozessgrößen wie die Konzentration einer Komponente oder die Trübung eines Mediums zu ermitteln. Auch können die evtl. weiterverarbeiteten Daten auf dem Datenspeicher 3 abgelegt werden oder über die Schnittstelle 4 versendet werden.
  • Es ist denkbar, dass mehrere Lichtquellen 2 und Detektorelemente 6 verwendet werden und zumindest ein Lichtquelle-Detektorelement-Paar als Referenzelement verwendet wird.
  • Auch ist eine Variante möglich bei der keine übergeordnete Einheit 10 vorhanden ist, d. h. das Optikmodul 1 hat die Komponenten: Grundkörper 5, Lichtquelle 2, Datenspeicher 3, Schnittstelle 4 und Detektorelement 6.
  • Darüber hinaus ist auch eine Ausgestaltung vorstellbar mit den auf/in dem Grundkörper 5 angebrachten Komponenten: Lichtquelle 2, Datenspeicher 3, Schnittstelle 4 und übergeordnete Einheit 10.
  • 3 zeigt zusätzlich zu den bereits beschriebenen Komponenten ein externes Modul 8 umfassend zumindest ein Detektorelement 7, eine übergeordnete Einheit 11 und eine Schnittstelle 9. Das externe Modul 8 ist über die Schnittstellen 4, 9 mit dem Optikmodul 1 verbunden.
  • Das Detektorelement 7 auf dem externen Modul 8 kann die gleichen Eigenschaften wie das Detektorelement 6 auf dem Optikmodul 1 besitzen. Das Detektorelement 7 ist der Lichtquelle 2 in der Weise zugeordnet, dass ein von der Lichtquelle 2 emittiertes Lichtsignal nach Wechselwirkung mit dem Medium mindestens teilweise von dem Detektorelement 7 empfangen und von diesem in ein elektrisches Signal, insbesondere einen Fotostrom oder eine Fotospannung gewandelt wird. Es ist denkbar, dass Optikmodul 1 und externes Modul 8 auf oder in einem Rohr, Behältnis, Küvette etc. angeordnet sind und ein sich darin befindendes Medium durch die beschriebenen Komponenten untersucht wird.
  • Die übergeordneten Einheiten 10, 11 können das vom Detektorelement 7 ausgegebene Messsignal empfangen und verarbeiten, um so bestimmte physikalische oder chemische Prozessgrößen wie die Konzentration einer Komponente oder die Trübung eines Mediums zu ermitteln. Auch können die evtl. weiterverarbeiteten Daten auf dem Datenspeicher 3 abgelegt werden oder über eine der Schnittstellen 4, 9 versendet werden. Über ein geeignetes Protokoll können die übergeordneten Einheiten 10, 11 miteinander kommunizieren.
  • Es ist eine Ausführungsform denkbar, bei der nur eine übergeordnete Einheit entweder auf dem externen Modul 8 oder dem Optikmodul 1 angeordnet ist. Darüber hinaus kann auch ein weiterer Speicher auf dem externen Modul 8 angebracht sein, oder die übergeordnete Einheit selbst besitzt einen Speicher.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Optikmodul
    2
    Lichtquelle
    3
    Datenspeicher
    4
    Schnittstelle von 1
    5
    Grundkörper
    6
    Detektorelement von 1
    7
    Detektorelement von 8
    8
    Externes Modul
    9
    Schnittstelle von 8
    10
    Übergeordnete Einheit von 1
    11
    Übergeordnete Einheit von 8

Claims (10)

  1. Optikmodul (1) zur Bestimmung zumindest einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße, insbesondere der Konzentration zumindest einer Komponente eines Mediums, umfassend – zumindest eine Lichtquelle (2), – zumindest einen Datenspeicher (3), wobei in dem Datenspeicher (3) zumindest ein Kennzeichen der Lichtquelle (2) gespeichert ist, – zumindest eine Schnittstelle (4), wobei die Schnittstelle zur Daten- und/oder Energieübertragung ausgelegt ist, und – einen Grundkörper (5), wobei die Lichtquelle (2), der Datenspeicher (3) und die Schnittstelle (4) auf/im Grundkörper (5) angeordnet sind.
  2. Optikmodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (2) eine LED ist.
  3. Optikmodul (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei in dem Datenspeicher (3) zumindest ein optisches Kennzeichen der Lichtquelle (2) gespeichert ist, wobei es sich bei dem optischen Kennzeichen um die (Zentral-)Wellenlänge, Bandbreite, Abstrahlcharakteristik, Farbtemperatur, Strahlungsleistung, das Spektrum und/oder den Farbwiedergabeindex handelt.
  4. Optikmodul (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Datenspeicher (3) zumindest ein elektrisches Kennzeichen gespeichert ist, wobei es sich bei dem elektrischen Kennzeichen um die Ansteuerspannung, Ansteuerfrequenz, Einschaltzeit, Leistungsaufnahme, den Wirkungsgrad und/oder Ansteuerstrom handelt.
  5. Optikmodul (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Datenspeicher (3) zumindest eine allgemeine Information gespeichert ist, wobei es sich bei der allgemeinen Information um die Seriennummer, Fertigungsdatum, etc. handelt.
  6. Optikmodul (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Datenspeicher (3) zumindest Betriebsdaten gespeichert sind, wobei es sich bei den Betriebsdaten um die Kalibrationsdaten, Betriebsstunden, Temperaturbelastung, Gerätedaten, Prozessdaten, Historiendaten handelt.
  7. Optikmodul (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Datenspeicher (3) ein nichtflüchtiger Speicher ist.
  8. Optikmodul (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein optisches Detektorelement (6) vorgesehen ist.
  9. Optikmodul (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein optisches Detektorelement (7) auf einem externen Modul (8) vorgesehen ist, wobei darauf zumindest eine Schnittstelle (9) vorgesehen ist, die zur Daten- und/oder Energieübertragung ausgelegt ist, wobei das externe Modul (8) über die Schnittstellen (4, 9) an das Optikmodul (1) angeschlossen ist.
  10. Optikmodul (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine übergeordnete Einheit (10/11) auf dem Optikmodul (1) und/oder dem externen Modul (8) vorgesehen ist, wobei die übergeordnete Einheit (10/11) zumindest eine der folgenden Funktionen ausübt: – Kontrolle, Steuerung und/oder Regelung der Lichtquelle (2), – Beschreiben und/oder Auslesen des Datenspeichers (3), – Kontrolle, Steuerung und/oder Regelung des Detektorelements (6/7), – Speicherung von Daten, – Verarbeitung und/oder Weiterleitung der vom Detektorelement (6/7) gemessenen Signale.
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