DE102018217321A1 - NIR sensor - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Kalibrieren eines optischen Sensors, der zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot-Bereich eingerichtet ist, umfasst Schritte des Abtastens eines Testkörpers mittels des Sensors, wobei der Testkörper einen ersten Abschnitt umfasst, der eine vorbestimmte Farbe hat, und einen zweiten Abschnitt, der ein vorbestimmtes Material umfasst; des Bestimmens, dass im ersten Bereich erfasstes Licht eine Farbe aufweist, die der vorbestimmten Farbe ausreichend nahe kommt; und des Kalibrierens des Sensors auf der Basis von im zweiten Bereich erfasstem Licht.
Description
- Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor, der zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot-Bereich eingerichtet ist. Insbesondere betrifft die Erfindung die Kalibrierung eines solchen Sensors.
- Ein NIR-Sensor kann dazu eingerichtet sein, Licht im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot-Bereich zu erfassen (NIR = near infrared). Der NIR-Sensor kann in einem optischen Analysegerät eingesetzt werden, das beispielsweise dem Auffinden oder Analysieren von organischem Material dienen kann. Der NIR-Sensor kann zwei Sensoren umfassen, einen, der auf den Nahinfrarot-Bereich spezialisiert ist, und einen, der auf den sichtbaren Bereich, insbesondere zur Erkennung von Farben, spezialisiert ist.
- Ein NIR-Sensor muss üblicherweise von Zeit zu Zeit neu kalibriert werden, um eine maschinelle Erkennung von Substanzen zu ermöglichen. Dazu kann ein Testkörper, dessen abtastbares Farbspektrum bekannt ist, in einen Abtastbereich des Sensors gebracht werden. Üblicherweise müssen noch bestimmte Randbedingungen erfüllt sein, um beispielsweise eine vorbestimmte Beleuchtung des Testkörpers oder den Ausschluss von Fremdlicht zu gewährleisten.
- Der Kalibrierungsprozess kann für einen Benutzer unverständlich und kompliziert sein. Der Benutzer könnte versucht sein, einer Kalibrierung eine andere Probe als den vorbestimmten Testkörper zugrunde zu legen.
- Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten, einen NIR-Sensor umfassenden Analysegeräts. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
- Ein Verfahren zum Kalibrieren eines optischen Sensors, der zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot-Bereich eingerichtet ist, umfasst Schritte des Abtastens eines Testkörpers mittels des Sensors, wobei der Testkörper einen ersten Abschnitt umfasst, der eine vorbestimmte Farbe hat, und einen zweiten Abschnitt, der ein vorbestimmtes Material umfasst; des Bestimmens, dass im ersten Bereich erfasstes Licht eine Farbe aufweist, die der vorbestimmten Farbe ausreichend nahe kommt; und des Kalibrierens des Sensors auf der Basis von im zweiten Bereich erfasstem Licht.
- Der erste Abschnitt mit der vorbestimmten Farbe kann als Indikator verwendet werden, ob der Testkörper einem vorbestimmten Testkörper entspricht oder nicht. Ein Kalibrieren des Sensors bezüglich eines unbekannten Testkörpers kann verhindert werden. Das Kalibrierungsverfahren kann einfach und robust sein. Ein Benutzerfehler kann in weiten Grenzen ausgeschlossen sein.
- Das Kalibrieren kann ausgesetzt werden, falls im ersten Bereich erfasstes Licht eine Farbe aufweist, die sich ausreichend von der vorbestimmten Farbe unterscheidet. Eine Kalibrierung bezüglich eines unbekannten Testkörpers kann so ausgeschlossen werden.
- Die Bestimmung, wie nahe eine Farbe an einer anderen Farbe liegt, kann bezüglich eines beliebigen Farbmodells durchgeführt werden, beispielsweise eines Farbkreises oder der Farbspindel. In diesem Farbmodell kann ein beliebiger Farbraum definiert sein, beispielsweise der RGB-Farbraum, die RAL- oder HKS-Farben oder eine Pantone-Palette. Ein Abstand zwischen zwei Farben in einem gewählten Farbmodell kann als Maß für den Unterschied der Farben verwendet werden. In einem Farbmodell mit einer Achse für die Helligkeit, wie der Farbspindel, kann die der Helligkeit zugeordnete Raumrichtung für die Bestimmung des Abstands zwischen zwei Farben auch ignoriert werden.
- In einer weiteren Ausführungsform mit diskreten Farben kann auch eine Anzahl von zwischen den Farben liegenden weiteren Farben als Maß für den Abstand bestimmt werden. In noch einer weiteren Ausführungsform können die Farben bezüglich ihrer Komponenten auf Abstand untersucht werden. Beispielsweise können im CMYK-Farbsystem paarweise die Werte für Cyan, Magenta, Gelb und Kontrast miteinander verglichen werden. Entsprechende Vorgehensweisen können für andere Farbsysteme verwendet werden. Der Abstand kann beispielsweise als Summe der Abweichungen oder Summe der Quadrate der Abweichungen bestimmt werden.
- Ist der bestimmte Abstand zwischen zwei Farben geringer als ein erster Schwellenwert, so kann davon gesprochen werden, dass sich die Farben (bezüglich des ersten Schwellenwerts) mehr als vorbestimmt nahe kommen, ähneln oder entsprechen. Übersteigt der bestimmte Abstand zwischen zwei Farben einen ersten Schwellenwert, so kann davon gesprochen werden, dass sich die Farben mehr als (bezüglich des ersten Schwellenwerts) vorbestimmt voneinander unterscheiden oder auseinander liegen.
- Das Verfahren kann automatisch als Teil eines Ein- oder Ausschaltvorgangs eines den optischen Sensor umfassenden Analysegeräts durchgeführt werden. Eine Benutzung des Analysegeräts kann dadurch vereinfacht werden und ein Analyseergebnis des Analysegeräts kann verbessert werden.
- Das Auswerten des im ersten und/oder zweiten Bereich erfassten Lichts kann durch eine externe Einrichtung erfolgen. Dort stehen üblicherweise größere Ressourcen für eine Datenverarbeitung zur Verfügung, sodass eine genauere und/oder schnellere Verarbeitung erreicht werden kann.
- Das Kalibrieren kann auf der Basis einer chemometrischen Datenbank erfolgen. Dazu kann eine Messung eines Testkörpers von einem Sensor auf einen dazu korrespondierenden Eintrag in der Datenbank überprüft werden. Die Datenbank kann insbesondere auf der Basis der Messung weiter ausgebaut oder verfeinert werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Datenbank für Daten von mehreren Sensoren verwendet wird. Die Datenbank kann unabhängig von einem Sensor oder einem den Sensor umfassenden Analysegerät verbessert werden. Im Fall einer externen Einrichtung kann die Datenbank insbesondere in Form eines Servers oder eines Diensts, optional in einer Cloud, implementiert sein.
- Das Verfahren kann nach einer vorbestimmten Benutzdauer oder Benutzungszahl eines den optischen Sensor umfassenden Analysegeräts durchgeführt werden. Dazu können ein entsprechender Vorschlag oder eine Aufforderung an einen Benutzer ausgegeben werden. Eine Benutzung des Analysegeräts über die vorbestimmte Benutzdauer oder Benutzungszahl hinaus kann erlaubt oder verweigert werden. Eine bis zur nächsten Kalibrierung verbleibende Benutzungszeit oder Benutzungszahl des Analysegeräts kann dem Benutzer angezeigt werden.
- Ein optisches Analysegerät umfasst einen optischen Sensor zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot-Bereich; einen Testkörper mit einem ersten Abschnitt, der eine vorbestimmte Farbe hat, und einem zweiten Abschnitt, der ein vorbestimmtes Material umfasst; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, zu bestimmen, dass mittels des Sensors im ersten Bereich erfasstes Licht eine Farbe aufweist, die einer vorbestimmten Farbe ausreichend nahe kommt; und den Sensor auf der Basis von im zweiten Bereich erfasstem Licht zu kalibrieren.
- Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
- Das Analysegerät kann bequem in der Handhabung und genau in der Anwendung sein.
- Der Testkörper kann dazu eingerichtet sein, am Analysegerät in einer vorbestimmten Position bezüglich des Sensors einzurasten. Die vorbestimmte Position kann beispielsweise sicherstellen, dass eine Ausrichtung des Testkörpers gegenüber dem Sensor konstant ist oder dass kein Fremdlicht zum Sensor dringt.
- Der Testkörper kann dazu eingerichtet sein, den Sensor am inaktiven Analysegerät zu schützen. Der Testkörper kann insbesondere die Funktion einer Schutzkappe übernehmen, die auf das Analysegerät aufgesetzt oder an im eingerastet werden kann, um den Sensor zu schützen, während das Analysegerät nicht in Verwendung ist. Die Gefahr eines Verlierens des Testkörpers kann so minimiert sein.
- Das Analysegerät kann ferner eine Kommunikationseinrichtung umfassen, wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, auf bestimmte Farben hinweisende Informationen über die Kommunikationseinrichtung an eine entfernte Stelle zu senden. Die Kommunikationseinrichtung ist bevorzugt zur drahtlosen Kommunikation eingerichtet. In einer ersten Ausführungsform wird nur die Auswertung der im ersten Bereich bestimmten Farbe von der externen Stelle durchgeführt, in einer zweiten Ausführungsform nur die Auswertung der im zweiten Bereich abgetasteten Informationen und in einer dritten Ausführungsformen beides. In der ersten Ausführungsform kann die externe Stelle eine Information an das Analysegerät zurücksenden, das darauf hinweist, ob die Farbe im ersten Bereich akzeptiert wurde oder nicht. Insbesondere in der zweiten und dritten Ausführungsform kann die entfernte Stelle die oben erwähnte chemometrische Datenbank umfassen und weiter bevorzugt Kalibrierungsinformationen an das Analysegerät senden.
- Das Analysegerät ist bevorzugt dazu eingerichtet, ein Wäschestück optisch abzutasten und auf der Basis der Abtastung eine Reinigungsempfehlung bereitzustellen. Die Reinigungsempfehlung kann an eine Waschmaschine oder ein anderes Wäschepflegegerät weitergegeben werden. Dazu kann die beschriebene oder eine dedizierte Kommunikationseinrichtung genutzt werden.
- Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
-
1 ein beispielhaftes System mit einem optischen Analysegerät; und -
2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Kalibrieren eines optischen Sensors -
1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Systems100 mit einem optischen Analysegerät105 und einer externen Stelle110 . Das optische Analysegerät105 ist beispielsweise dazu eingerichtet, ein Wäschestück optisch abzutasten und eine Analyse des Materials und/oder einer darauf befindlichen Verschmutzung zu bestimmen. In weiteren Ausführungsformen kann das Analysegerät105 auch dazu eingerichtet sein, etwa eine Speise, ein Getränk oder ein Medikament optisch abzutasten. - Das Analysegerät
105 umfasst einen optischen Sensor115 , eine Verarbeitungseinrichtung120 , sowie optional eine Kommunikationsschnittstelle125 , eine Ausgabeeinrichtung130 und/oder eine Eingabeeinrichtung135 . Außerdem ist ein Testkörper140 vorgesehen, der vorliegend separat vom Analysegerät105 ausgeführt ist, in einer anderen Ausführungsform aber auch beweglich an einem Gehäuse des Analysegeräts105 gehalten sein kann. In der Darstellung von1 ist der Testkörper140 einmal separat und einmal in einer am Analysegerät105 angebrachten Position gezeigt. - Der optische Sensor
115 umfasst bevorzugt einen NIR (Nah-Infrarot) Sensor. Der Sensor115 ist dazu eingerichtet, Licht im für einen Menschen sichtbaren Bereich und zusätzlich unsichtbares, infrarotes Licht zu erfassen, insbesondere im nahen Infrarot-Bereich. Der sichtbare und der unsichtbare Bereich können ineinander übergehen oder voneinander getrennt sein. Dabei ist der Sensor115 dazu eingerichtet, Licht an unterschiedlichen Stellen gleichzeitig zu bestimmen. Dazu kann er eine lichtempfindliche Fläche umfassen. Zur Bestimmung von Licht einer sichtbaren Farbe können diskrete, lichtempfindliche Elemente vorgesehen sein, die mittels Farbfiltern in den Grundfarben Rot, Grün oder Blau abgedeckt sind. Zur Bestimmung von Infrarotlicht kann ein lichtempfindliches Element vorgesehen sein, das mittels Farbfiltern aller drei Grundfarben abgedeckt ist. Man spricht auch von einem RGBC-Sensor (Rot, Grün, Blau und Klarheit) oder einem RGBC-IR Sensor. - Die Verarbeitungseinrichtung
120 umfasst bevorzugt einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller und kann dazu eingerichtet sein, Informationen des Sensors115 an die externe Stelle110 zu übermitteln und eine Antwort auszuwerten. Die Verarbeitungseinrichtung120 kann auch dazu eingerichtet sein, selbst Informationen des Sensors115 auszuwerten. Die Eingabevorrichtung135 ist exemplarisch in Form zweier Taster und die Ausgabevorrichtung130 in Form einer optischen Anzeige ausgeführt, andere Ein- und/oder Ausgabeelemente sind ebenfalls möglich, beispielsweise eine Integration der Elemente130 und135 in Form eines Touchscreens. Die Kommunikationseinrichtung125 ist bevorzugt zur drahtlosen Kommunikation eingerichtet, insbesondere mit der externen Stelle110 . Ein anderes Gerät kann ebenfalls mittels der Kommunikationseinrichtung125 kontaktierbar sein. - Der Testkörper
140 umfasst einen ersten Abschnitt145 , der eine vorbestimmte Farbe aufweist, und einen zweiten Abschnitt150 , der ein vorbestimmtes Material umfasst. Im ersten Abschnitt145 kann hierfür ein vorbestimmtes Material angeordnet sein oder das Material des Testkörpers140 kann passend eingefärbt sein. Das Material im zweiten Abschnitt150 kann eine vorbestimmte sichtbare Farbe aufweisen, entscheidend sind aber seine Emissionen im infraroten Bereich. Das Material kann insbesondere PTFE oder Polystyrol umfassen. Dabei kann ausgenutzt werden, dass PTFE im fernen Infrarotbereich allgemein transparent ist. Die Bereiche145 und150 liegen bevorzugt nebeneinander, weiter bevorzugt voneinander beabstandet. Die Bereiche145 und150 sind bevorzugt so dimensioniert und arrangiert, dass sie gleichzeitig mittels des Sensors115 optisch abgetastet werden können, wenn sich der Testkörper im Erfassungsbereich des Sensors115 , bevorzugt in einer vorbestimmten Position am Analysegerät105 , befindet. - Die externe Stelle
110 umfasst eine weitere Verarbeitungseinrichtung155 und eine weitere Kommunikationseinrichtung160 . Die Verarbeitungseinrichtung155 ist bevorzugt als Mikrocomputer ausgeführt und kann funktional zur Verarbeitungseinrichtung120 des Analysegeräts105 korrespondieren. Die Kommunikationseinrichtung160 ist zur Kommunikation mit der Kommunikationseinrichtung125 des Analysegeräts105 eingerichtet. Bevorzugt ist eine Datenbank165 vorgesehen, die insbesondere als chemometrische Datenbank165 ausgeführt sein kann. Die Verarbeitungseinrichtung155 kann dazu eingerichtet sein, ein maschinenbasiertes Lernverfahren auf der Datenbank165 auszuführen. -
2 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens200 zum Kalibrieren eines optischen Sensors115 , der insbesondere Teil eines Analysegeräts105 sein kann. Das Verfahren200 kann automatisch beispielsweise als Teil eines Ein- oder Ausschaltvorgangs des Analysegeräts105 durchlaufen oder anderweitig getriggert werden. - In einem Schritt
205 kann bestimmt werden, ob eine Kalibrierung erforderlich ist. Dies kann auf der Basis einer Benutzungshäufigkeit erfolgen, beispielsweise alle ca. 50 oder ca. 100 Benutzungen des Sensors115 . Alternativ kann auch die Dauer seit der letzten Kalibrierung begrenzt sein, sodass der Sensor115 beispielsweise ca. alle 3 bis 6 Monate kalibriert wird. Eine Kombination der beiden Bestimmungen ist ebenfalls möglich. Wird keine Kalibrierung benötigt, so kann das Verfahren200 enden oder in ein anderes Verfahren zur Abtastung eines beliebigen Objekts übergehen. - Andernfalls kann in einem Schritt
210 eine Aufforderung zur Kalibrierung gegeben werden. Ein Benutzer kann dazu angehalten werden, den Testkörper140 an eine vorbestimmte Position gegenüber dem Sensor115 zu bringen und optional auch, die eingenommene Position mittels der Eingabeeinrichtung135 zu bestätigen. In einem Schritt215 kann dann der Testkörper140 mittels des Sensors115 optisch abgetastet werden. In einer Ausführungsform kann hierfür eine vorbestimmte Beleuchtung des Testkörpers140 bewirkt werden, etwa mittels einer im Analysegerät eingebauten Beleuchtungsvorrichtung. - In einer Ausführungsform werden die bei der Abtastung erfassten Informationen lokal im Analysegerät verarbeitet, in einer anderen in einem Schritt
220 an die externe Stelle übermittelt, dort verarbeitet und in einem Schritt235 zurückübermittelt. Dabei können jeweils die bezüglich des ersten Abschnitts145 und/oder die bezüglich des zweiten Abschnitts150 bestimmten Informationen ausgewertet werden. Rein exemplarisch wird im Folgenden von der Verarbeitung beider Arten von Informationen durch die externe Stelle110 ausgegangen. - In einem Schritt
225 wird die Farbe von mittels des Sensors im ersten Bereich145 erfassten Lichts bestimmt. Die Farbe bezieht sich bevorzugt auf sichtbares Licht und es kann bestimmt werden, wie sehr sich die Farbe des im ersten Bereich145 erfassten Lichts von einer vorbestimmten Farbe unterscheidet. Das Verfahren200 kann fortgesetzt werden, wenn der Unterschied unter einem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt. Das Verfahren200 kann abgebrochen werden oder es kann zu einem früheren Schritt zurückgekehrt werden, wenn der Unterschied einen zweiten Schwellenwert, der bevorzugt größer als der erste Schwellenwert ist, übersteigt. Ziel der Bestimmung der Farbe des Lichts ist, eine Kalibrierung gegenüber einem Testkörper140 , der im ersten Bereich145 nicht in einer vorbestimmten Farbe eingefärbt ist, zu verhindern. Effektiv kann der erste Bereich145 des Testkörpers140 als optisches Authentifizierungsmerkmal verstanden werden. - In einem Schritt
230 wird die Abtastung des zweiten Bereichs150 analysiert. Dazu können die abgetasteten Informationen analysiert werden und es können weitere Informationen bestimmt werden, die eine Kalibrierung des Sensors115 erlauben. - Nach dem optionalen Übermitteln eines Bestimmungsergebnisses von der externen Stelle
110 an das Analysegerät105 können in einem Schritt240 der Sensor115 und/oder die Verarbeitungseinrichtung120 bzw. ein darauf ablaufendes Analyseverfahren aufgrund der bestimmten Daten kalibriert werden. Weiter optional können ein Kalibrierungszähler oder ein Kalibrierungsdatum, die im Schritt205 ausgewertet werden können, aufgrund der Kalibrierung neu gesetzt werden. Anschließend kann das Verfahren200 erneut durchlaufen werden. - Bezugszeichenliste
-
- 100
- System
- 105
- Analysegerät
- 110
- externe Stelle
- 115
- optischer Sensor
- 120
- Verarbeitungseinrichtung
- 125
- Kommunikationseinrichtung
- 130
- Ausgabeeinrichtung
- 135
- Eingabeeinrichtung
- 140
- Testkörper
- 145
- erster Abschnitt
- 150
- zweiter Abschnitt
- 155
- Verarbeitungseinrichtung
- 160
- Kommunikationseinrichtung
- 200
- Verfahren
- 205
- Kalibrierung erforderlich?
- 210
- Ausgabe Aufforderung
- 215
- Abtasten Testkörper
- 220
- Abtastung übermitteln
- 225
- Abtastung des ersten Bereichs verarbeiten
- 230
- Abtastung des zweiten Bereichs verarbeiten
- 235
- Ergebnis empfangen
- 240
- Sensor / Verarbeitung kalibrieren
- 245
- Nutzungszähler rücksetzen
Claims (11)
- Verfahren (200) zum Kalibrieren eines optischen Sensors (115), der zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot-Bereich eingerichtet ist, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst: - Abtasten (215) eines Testkörpers (140) mittels des Sensors (115), wobei der Testkörper (140) einen ersten Abschnitt umfasst, der eine vorbestimmte Farbe hat, und einen zweiten Abschnitt, der ein vorbestimmtes Material umfasst; - Bestimmen (225), dass im ersten Bereich erfasstes Licht eine Farbe aufweist, die der vorbestimmten Farbe ausreichend nahe kommt; und - Kalibrieren (230, 240) des Sensors (115) auf der Basis von im zweiten Bereich erfasstem Licht.
- Verfahren (200) nach
Anspruch 1 , wobei das Kalibrieren (240) ausgesetzt wird, falls im ersten Bereich erfasstes Licht eine Farbe aufweist, die sich ausreichend von der vorbestimmten Farbe unterscheidet. - Verfahren (200) nach
Anspruch 1 oder2 , wobei das Verfahren (200) automatisch als Teil eines Ein- oder Ausschaltvorgangs eines den optischen Sensor (115) umfassenden Analysegeräts (105) durchgeführt wird. - Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Auswerten (225, 230) des im ersten und/oder zweiten Bereich erfassten Lichts durch eine externe Einrichtung (110) erfolgt.
- Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kalibrieren (225, 230, 240) auf der Basis einer chemometrischen Datenbank (165) erfolgt.
- Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (200) nach einer vorbestimmten Benutzdauer oder Benutzungszahl eines den optischen Sensors (115) umfassenden Analysegeräts (105) durchgeführt wird.
- Optisches Analysegerät (105), umfassend: - einen optischen Sensor (115) zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot-Bereich; - einen Testkörper (140) mit einem ersten Abschnitt, der eine vorbestimmte Farbe hat, und einem zweiten Abschnitt, der ein vorbestimmtes Material umfasst; - eine Verarbeitungseinrichtung (120), die dazu eingerichtet ist, o zu bestimmen, dass mittels des Sensors (115) im ersten Bereich erfasstes Licht eine Farbe aufweist, die einer vorbestimmten Farbe ausreichend nahe kommt; und o den Sensor (115) auf der Basis von im zweiten Bereich erfasstem Licht zu kalibrieren.
- Analysegerät (105) nach
Anspruch 7 , wobei der Testkörper (140) dazu eingerichtet ist, am Analysegerät (105) in einer vorbestimmten Position bezüglich des Sensors (115) einzurasten. - Analysegerät (105) nach
Anspruch 7 oder8 , wobei der Testkörper (140) dazu eingerichtet ist, den Sensor (115) am inaktiven Analysegerät (105) zu schützen. - Analysegerät (105) nach einem der
Ansprüche 7 bis9 , ferner umfassend eine Kommunikationseinrichtung (125), wobei die Verarbeitungseinrichtung (120) dazu eingerichtet ist, auf bestimmte Farben hinweisende Informationen über die Kommunikationseinrichtung (125) an eine entfernte Stelle (110) zu senden. - Analysegerät (105) nach einem der
Ansprüche 7 bis10 , wobei das Analysegerät (105) dazu eingerichtet ist, ein Wäschestück optisch abzutasten und auf der Basis der Abtastung eine Reinigungsempfehlung bereitzustellen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018217321.4A DE102018217321A1 (de) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | NIR sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018217321.4A DE102018217321A1 (de) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | NIR sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018217321A1 true DE102018217321A1 (de) | 2020-04-16 |
Family
ID=69954302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018217321.4A Pending DE102018217321A1 (de) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | NIR sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018217321A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006064446A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Calibration of optical analysis making use of multivariate optical elements |
EP2556888A1 (de) * | 2005-09-16 | 2013-02-13 | Infopia Co., Ltd. | Biosensor mit Identifikationsinformationen und Gerät zum Lesen der Identifikationsinformationen des Biosensors |
US20180059116A1 (en) * | 2013-03-15 | 2018-03-01 | Charm Sciences, Inc. | Detection sensor systems and methods |
-
2018
- 2018-10-10 DE DE102018217321.4A patent/DE102018217321A1/de active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006064446A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Calibration of optical analysis making use of multivariate optical elements |
EP2556888A1 (de) * | 2005-09-16 | 2013-02-13 | Infopia Co., Ltd. | Biosensor mit Identifikationsinformationen und Gerät zum Lesen der Identifikationsinformationen des Biosensors |
US20180059116A1 (en) * | 2013-03-15 | 2018-03-01 | Charm Sciences, Inc. | Detection sensor systems and methods |
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