DE19545749A1 - Handliches Spektrometer mit dazugehöriger Analyseeinheit und Speicher - Google Patents
Handliches Spektrometer mit dazugehöriger Analyseeinheit und SpeicherInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein handliches optisches Spektrometer, das zusammen mit einer
digitalelektronischen Analyseeinheit nicht nur spektroskopisch analysieren kann,
sondern diese Messungen für den technisch wenig versierten Normalverbraucher in eine
verständliche Form auswertet.
Für den Laborbedarf gibt es Spektrometer verschiedenster Bauweise, die mit Hilfe
teilweise aufwendiger Technik das Licht spektral untersuchen können. Gewöhnlich
werden zur Spektralanalyse Gitter- und Prismenspektrometer verwendet, die
Halbleiter- oder Bolometerdetektoren einsetzen. Zur eigentlichen Analyse muß ein
geübter Physiker oder Techniker die Spektren mit Hilfe eines Computers oder auf
Grund seiner Kenntnisse analysieren.
Für den Normalverbraucher gibt es einfache Spektrometer, die insbesondere im
sichtbaren Bereich (etwa 400 nm-700 nm) grobe Messungen machen, ohne eine
detaillierte Auswertung zu liefern.
Zum Messen der UV-Strahlung gibt es einfache photochemische Analysemittel, die in
Form eines auf eine Scheckkarte aufgedruckten Testfeldes erhältlich sind.
Die verschiedenen Verfahren eignen sich nur für ihren speziellen Anwendungsbereich
und überlassen die eigentliche Analyse dem Verbraucher, der sich erst durch viel Übung
an das Gerät und die bezweckte Aufgabe gewöhnen muß. Diese Mängel führen dazu,
daß entweder durch ungenaue Messung oder die Abhängigkeit von der Erfahrung des
Benutzers das Ergebnis keineswegs objektiv ist. Zudem sind die meisten Geräte für den
Normalverbraucher unhandlich und teuer, und nur die sehr aufwendigen sind dazu in
der Lage, die Meßdaten zu speichern. Keines dieser Geräte ist in der Lage, eine über
die Erstellung von Spektren hinausgehende Analyse anzufertigen.
Die photochemischen Analysemittel sind aufgrund ihrer Temperaturabhängigkeit und
nicht vorhandenen Einstellmöglichkeiten ungenau.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, optische Analysen im sichtbaren und
daran angrenzenden Bereich mit einem handlichen und preiswerten Gerät
durchzuführen, wobei eine dazugehörige digitale Analyseeinheit die gemessenen Daten
für die entsprechende Aufgabenstellung aufbereitet, und darüber hinaus Empfehlungen
für Handlungsweisen gibt. Beispielsweise soll der Verbraucher bei starker
Sonneneinstrahlung auf gesundheitsschädliche Wirkungen hingewiesen werden, wobei
zusätzlich individuelle Eigenschaften berücksichtigt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Spektrometer mit einem
Detektorenfeld und einem Computer kombiniert wird, wobei alle Komponenten
miniaturisiert sind. Das geschieht in der Weise, daß das von dem dispergiven Medium
in seine Spektralfarben zerlegte Licht von dem Halbleiterchip oder Bolometerfeld
detektiert wird. Die vielen gleichzeitig gemessenen Helligkeitswerte werden von dem
Computer anhand von werkseitig eingegebenen Referenzwerten ausgewertet. Als
Ergebnis erfolgt eine anwenderfreundliche Ausgabe als Handlungsanweisung und/oder
eine Abschätzung der Folgen.
Als dispergives Medium wird in der Praxis entweder ein Prisma (7) oder ein Gitter
verwendet.
Für die Detektierung des Spektrums eignen sich sowohl Halbleiterdetektoren wie auch
Bolometer (8).
Mit Hilfe einer Blende (4) kann die einfallende Lichtintensität automatisch an den
Empfindlichkeitsbereich des Detektors angepaßt werden. Dadurch kann der
Meßbereich über die Empfindlichkeit des Detektormaterials hinausgehen.
Als auswertende Digitalelektronik (12) dient zweckmäßigerweise ein moderner
Einchipcomputer, der durch seine kleinen Abmessungen, seine große Rechenleistung
und dennoch geringen Stromverbrauch sehr gut auch für komplizierte Analysen
geeignet ist.
Die Ausgabe der Daten oder Informationen erfolgt standardmäßig auf einem Display
(1), das in das Gerät eingebaut ist.
Außerdem ist eine Anbindung von verschiedenen Speicherarten und Datentransfer (10)
zu anderen Rechnern mit geringem technischen Aufwand möglich.
Durch eine zusätzliche Detektorkühlung (9) läßt sich ein größerer Rauschabstand bei
der Messung erreichen.
Eine interne Spannungsversorgung (13) ermöglicht einen ortsungebundenen Einsatz.
Eine externe Spannungsversorgung (11) ermöglicht auch Dauerbetrieb und das
Aufladen von Akkus.
Ein Linsensystem (4+5) ermöglicht einen der Anwendung angepaßten
Detektionswinkel und erhöht die Empfindlichkeit.
Es wird hier auch dem Nichtspezialisten zum ersten Mal die Möglichkeit gegeben, den
dem Auge sichtbaren und den angrenzenden nicht sichtbaren Spektralbereich des
Lichtes zu messen, sich über drohende Gefahren zu informieren und für verschiedene
Aufgabenstellungen ausführliche Hilfestellung zu erhalten.
Der Benutzer kann nun mit Hilfe dieses Gerätes die von der Sonne einfallende
Strahlung messen und feststellen, ob diese gesundheitsschädlich ist. Er bekommt eine
Empfehlung, wie er sich vor gesundheitsschädlichen Auswirkungen schützen sollte,
wobei persönliche Daten, wie Hauttyp und Vorbräunung berücksichtigt werden
können.
Für den filmerisch oder fotografisch interessierten Nutzer kann das Gerät in einem
andern Modus die Farbtemperatur einer Lichtquelle ermitteln. Dabei kann die Messung
gerichtet (ohne) oder integral (mit Diffuser) durchgeführt werden.
Dem mit Farben arbeitenden Menschen kann das Gerät durch seine spektrale Analyse
und optionale Speichermöglichkeit von Spektren bei der farblichen Gestaltung eine
große Hilfe sein. Es wird nicht nur der subjektive Farb- und Helligkeitseindruck des
Gestalters durch objektive Hilfestellung des Gerätes unterstützt, sondern es kann die
Auswirkung verschiedener Farbtemperaturen der Lichtquellen auf angestrahlte Flächen
erkannt und korrigiert werden.
Die Herstellung kann platzsparend und günstig durch geeignete Anordnung der
Elemente und insbesondere des Aufbaus der Digitalelektronik in SMD-Technik
durchgeführt werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
(siehe Blatt "handliches Spektrometer, Draufsicht")
(siehe Blatt "handliches Spektrometer, Innenansicht")
(siehe Blatt "handliches Spektrometer, Draufsicht")
(siehe Blatt "handliches Spektrometer, Innenansicht")
Claims (3)
1. Handliches Spektrometer für den sichtbaren und den daran angrenzenden Bereich mit
integrierter Analyseeinheit, gekennzeichnet dadurch, daß das von einem dispergiven Medium
zerlegte und von einem Detektorfeld gemessene Lichtspektrum von einer Analyseeinheit in eine
dem Normalverbraucher verständliche Form ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Messung der UV-Strahlung wobei der Benutzer mit Hilfe dieses
Gerätes die von der Sonne einfallende Strahlung messen kann und Empfehlungen bekommt, wie
er sich vor gesundheitsschädlichen Auswirkungen schützen sollte, wobei persönliche Daten, z. B.
wie Hauttyp und Vorbräunung berücksichtigt werden können.
3. Verfahren nach Anspruch zur Messung zur gerichteten oder integralen Ermittlung der
Farbtemperatur einer Lichtquelle oder eines angestrahlten Körpers mit Speichermöglichkeiten
und Korrekturhilfestellungen bei Beleuchtungs- und Farbgebungsproblemen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995145749 DE19545749A1 (de) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | Handliches Spektrometer mit dazugehöriger Analyseeinheit und Speicher |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995145749 DE19545749A1 (de) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | Handliches Spektrometer mit dazugehöriger Analyseeinheit und Speicher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19545749A1 true DE19545749A1 (de) | 1997-06-19 |
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ID=7779507
Family Applications (1)
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DE1995145749 Ceased DE19545749A1 (de) | 1995-12-07 | 1995-12-07 | Handliches Spektrometer mit dazugehöriger Analyseeinheit und Speicher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19545749A1 (de) |
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1995
- 1995-12-07 DE DE1995145749 patent/DE19545749A1/de not_active Ceased
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