DE202006007621U1 - Compact built spectral measurement equipment e.g. for ATR interferometric high resolution spectral determination of oil types, has measuring substance in direct contact with ATR element or separated by radiation-transparent partition - Google Patents

Compact built spectral measurement equipment e.g. for ATR interferometric high resolution spectral determination of oil types, has measuring substance in direct contact with ATR element or separated by radiation-transparent partition Download PDF

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Abstract

The instrument has the passage of a measuring radiation taking place via an ATR element. A measuring substance is in direct contact with the ATR element or separated by a radiation-transparent partition. From the ATR element, measuring radiation is supplied directly or over optical elements to a compact interferometer. The interference length is necessary for the increase of the spectral resolving power taking place via multiple reflection of the beam within the compact interferometer. The measuring radiation has a continuous wavelength from the ultraviolet to the thermal infrared range.

Description

1. Bezeichnung des Gegenstands1. Designation of the object

Bei dem Gegenstand des Gebrauchsmusters handelt es sich um ein gegenüber dem Stand der Technik äußerst kompakt gebautes Gerät, mit dessen Hilfe Ölarten, und sonstige Flüssigkeiten, deren Metabolite und sonstige Inhaltsstoffe, durch Anwendung einer ATR-interferometrischen Meßmethode spektral hochauflösend bestimmt werden können.at the subject matter of the utility model is a respect to the State of the art extremely compact built device, with its help, oil species, and other liquids, their metabolites and other ingredients, by application of a ATR interferometric measurement method spectral High Resolution can be determined.

2. Beschreibung des Gerätes2. Description of the device

2.1 Klassifizierung des Gerätezwecks2.1 Classification of the device purpose

Die Zweckbestimmung des neuartigen Meßsystems ist die unmittelbare, qualitative und quantitative, quasi zeitverzugsfreie, hochspezifische Identifizierung natürlicher und synthetischer Flüssigkeiten, sowie die Ermittlung der chemischen und physikalischen Zusammensetzung, der Inhaltsstoffe und der Konzentration durch Messung spektraler Signaturen. Die zur Anwendung gebrachte Meßmethode gehört zur Kategorie der sogenannten aktiven Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Meßobjekt, also die Flüssigkeit, mit Strahlung einer bestimmten Eigenschaftsausprägung direkt oder indirekt beaufschlagt wird und mit dem Meßobjekt in Wechselwirkung tritt. Aus den sich dabei ergebenden Änderungen der Strahleigenschaften können die charakteristischen Parameter des Meßobjekts abgeleitet werden.The Purpose of the novel measuring system is the immediate, qualitative and quantitative, virtually time-lag-free, highly specific Identification of natural and synthetic fluids, as well the determination of the chemical and physical composition, the ingredients and the concentration by measuring spectral Signatures. The method of measurement used belongs to the category the so-called active methods, which are characterized that this measured object, So the liquid, With radiation of a certain property expression applied directly or indirectly is and with the DUT interacts. From the resulting changes the beam properties can the characteristic parameters of the DUT are derived.

Bei dem Erfindungsgegenstand handelt es sich um ein Gerät, bei dem die Meßvorrichtung mit den nachzuweisenden Substanzen und Inhaltsstoffen in Berührung gebracht wird. Unter bestimmten Voraussetzungen kann die Meßwertbestimmung auch durch eine Trennwand hindurch erfolgen. Bei dieser Anwendung muß weder das Meßverfahren noch der grundlegende Aufbau des Meßgerätes verändert werden.at The subject of the invention is a device in which the measuring device brought into contact with the substances and ingredients to be detected becomes. Under certain conditions, the measured value determination can also take place through a partition wall. In this application, neither the measuring method still the basic structure of the measuring instrument can be changed.

Im vorliegenden Fall wird die Anwendung des Meßverfahrens und der Einsatz des Gerätes für natürliche und synthetisch hergestellte Öle dargelegt. Grundsätzlich kann dieses Meßverfahren und das Gerät in analoger Weise auch für andere Flüssigkeiten zur Anwendung gebracht werden.in the The present case is the application of the measuring method and the use of the device for natural and synthetically produced oils explained. in principle can this measuring method and the device in an analogous way also for other liquids be applied.

2.2 Stand der Technik2.2 State of the art

Das hier behandelte neuartige Bestimmungssystem kombiniert die grundlegenden Funktionsprinzipien eines ATR-Elements (ATR = Attenuated Total Reflection, Abgeschwächte Totalreflektion) mit dem Verfahren der Fourier-Interferometrie. Durch eine geeignete technische Auslegung des Interferometers werden dabei kompakte Bauweisen des Gesamtgerätes erreicht.The here treated novel determination system combines the basic Operating principles of an ATR element (ATR = Attenuated Total Reflection, attenuated Total reflection) with the method of Fourier interferometry. By a suitable technical design of the interferometer this compact design of the overall device achieved.

Um die Nachteile – insbesondere die hohen Leistungsverluste – zu vermeiden, die sich bei Reflektion von Strahlung am oder bei Transmission von Strahlung durch das Meßobjekt ergeben, wird beim vorliegenden Gerät die Meßstrahlung mit Hilfe eines ATR-Elements mit dem Meßobjekt in Wechselwirkung gebracht. Durch die für das ATR-Element charakteristische Totalreflektion tritt dabei kein Energieverlust beim Durchgang der Strahlung durch das Meßobjekt auf. Es werden lediglich die auf Anregung der Substanzmoleküle beruhenden wellenlängen- und stoffspezifischen Anteile (im Evaneszentfeld der Strahlung) absorbiert. Aus den dergestalt teilweise oder vollständig absorbierten Wellenlängenanteilen kann auf die Art der Flüssigkeit (also z. B. der Öle und Ölgemische), deren Zusammensetzung, deren Inhaltsstoffe und deren Konzentration geschlossen werden.Around the disadvantages - in particular the high power losses - too Avoid this when reflected by radiation at or during transmission of radiation through the test object result in the present device, the measuring radiation using an ATR element with the DUT interacted. Characterized by the characteristic for the ATR element Total reflection occurs while no energy loss during the passage of Radiation through the test object on. It will only be based on the excitation of the substance molecules wavelength and substance-specific components (in the evanescent field of radiation) absorbed. From the thus partially or completely absorbed wavelength shares can on the type of liquid (ie, for example, the oils and oil mixtures), their composition, their ingredients and their concentration getting closed.

Durch Verwendung eines ATR-Elements wird die Strahlung mit dem Meßobjekt intensiv in Berührung gebracht kommt, es tritt keine Abschwächung der Strahlenintensität ein und folglich wird damit die Bereitstellung eines leistungsstarken Meßsignals sichergestellt.By Using an ATR element is the radiation with the DUT intense in touch comes comes, there is no attenuation of the radiation intensity and consequently, the provision of a powerful measurement signal ensured.

Ein signifikanter Vorteil dieser Meßstrahlführung durch ein ATR-Element besteht darin, daß es selbst bei starker Hintergrundabsorption der Meßstrahlung (z. B. durch Inhaltsstoffe oder Verschmutzung der Ölsubstanz) zu keiner Minderung oder Verfälschung des Meßsignals kommt. Dies bedeutet, daß störende Komponenten aus der Meßprobe vor Durchführung der Messung – wie bei anderen strahlenspektroskopischen Messungen üblich – nicht entfernt werden müssen. Liegen hohe Rußanteile vor, dann ist auch die ansonsten erforderliche Verdünnung der Meßsubstanz, zum Beispiel mit Frischöl, zur Minderung der Konzentration ebenfalls nicht notwendig. Grundsätzlich können damit die Ölproben unmittelbar und direkt für die Analyse verwendet werden, ohne daß hierzu irgendwelche Aufbereitungen der Probensubstanz vorgenommen werden müssen.One Significant advantage of this Meßstrahlführung by an ATR element is that, even with heavy background absorption the measuring radiation (eg due to ingredients or contamination of the oil substance) to no reduction or falsification of the measuring signal comes. This means that interfering components from the test sample before implementation the measurement - how common with other beam spectroscopic measurements - do not need to be removed. Lie high soot levels before, then the otherwise required dilution of measured substance, for example with fresh oil, for Reduction in concentration also not necessary. Basically you can use it the oil samples immediately and directly for the analysis can be used without any preparations of the Sample substance must be made.

Durch die Verwendung des ATR-Elements können die spektroskopischen Eigenschaften über den gesamten Wellenlängenbereich hinweg oder in einem Ausschnitt davon untersucht werden. Damit wird jedoch nicht gleichzeitig die für die Charakterisierung der Meßsubstanz und der Inhaltsstoffen erforderliche hohe spektrale Auflösung einzelner spektraler Energiebänder erreicht.By The use of the ATR element can be the spectroscopic Properties about the entire wavelength range across or in a section of it. This will be but not at the same time for the characterization of the measuring substance and the contents required high spectral resolution of individual spectral energy bands reached.

Zur Steigerung des spektralen Auflösungsvermögens über den gesamten Wellenlängenbereich oder einen Teilbereich davon wird die aus dem ATR-Element austretende Strahlung in einer neuartigen Vorrichtung in Anlehnung an die Funktionsweise eines Michelson-Interferometers verwendet.To increase the spectral resolution over the entire wavelength range or a portion thereof, the radiation emerging from the ATR element in a novel device is based on the functioning a Michelson interferometer used.

In seiner herkömmlichen Ausführung besteht dieser Interferenzgenerator aus einem Strahlteiler und zwei Reflektionsspiegeln, von denen der dem Strahlungssensor gegenüber liegende Spiegel transversal beweglich ist. Durch diese Anordnung und die Bewegung eines Spiegels ergeben sich periodische Interferenzmuster, aus denen mit Hilfe einer Fourieranalyse die Energieanteile durch die einzelnen Wellenlängen ermittelt werden.In its conventional execution this interference generator consists of a beam splitter and two Reflection mirrors, of which the radiation sensor opposite Mirror is transversely movable. By this arrangement and the movement of a mirror result in periodic interference patterns, from which using a Fourier analysis, the energy shares by the individual wavelength be determined.

Das spektrale Auflösungsvermögen ist dabei durch die (doppelte) Weglänge der Strahlung zwischen Strahlteiler und dem beweglichen Spiegel beeinflußt. Diese Gesetzmäßigkeit erfordert zur Erreichung einer hohen spektralen Auflösung größere Bewegungslängen des beweglichen Spiegels und führt damit zu erheblichen Baulängen des Interferenzgenerators.The spectral resolution is thereby by the (double) path length the radiation between the beam splitter and the movable mirror affected. This law requires to achieve a high spectral resolution greater movement lengths of movable mirror and leads with it to considerable lengths of the interference generator.

Im vorliegenden Fall wird eine technische Ausführung des Interferometers zur Erreichung hoher spektraler Auflösung verwendet, die durch Mehrfachumlenkung und Teilauskopplung des Strahlengangs baulich sehr kompakt ausgeführt ist und mit deren Hilfe die mit den bisher üblichen Auslegungen erreichten höchsten spektralen Auflösungen bei vergleichbaren Baugrößen noch übertroffen werden.in the In this case, a technical design of the interferometer for Achieving high spectral resolution used by multiple deflection and partial decoupling of the beam path structurally very compact is and with their help those with the usual interpretations reached highest spectral resolutions In comparable sizes still exceeded become.

Durch Kombination des ATR-Elements mit dem kompakten Interferometer wird eine weitgehend störungsfreie hochauflösende Messung spektraler Signaturen von Ölen und deren Metabolite und sonstigen Inhaltsstoffen ohne besondere Vorbereitung der Meßprobe ermöglicht. Damit erweist sich das Meßverfahren als besonders geeignet für einen direkten Einsatz an Maschinen während des Betriebes. Der einfache Aufbau macht die Meßapparatur zudem auch unempfindlich gegenüber mechanischen Schwingungen sowie Temperatur- und Druckvariationen.By Combination of the ATR element with the compact interferometer becomes a largely trouble-free high-resolution Measurement of spectral signatures of oils and their metabolites and other ingredients without special preparation of the sample allows. This proves the measuring method as particularly suitable for a direct use on machines during operation. The simple one Construction makes the measuring apparatus also insensitive to mechanical vibrations as well as temperature and pressure variations.

2.3 Leistungsfähigkeit des Geräts und des Verfahrens2.3 Performance of the device and the procedure

(dargestellt am Beispiel von Messungen an Ölen)(shown by the example of measurements on oils)

Bestimmung der Ölart und der ÖlmischungDetermination of the type of oil and the oil mixture

Grundsätzlich ist die neuartige Methode und das Gerät zur Identifizierung aller Ölarten und Ölmischungen geeignet. Die im folgenden aufgeführten Spektralbereiche sind bezüglich ihrer Verwendung sehr allgemein ausgewählt und sie beziehen sich bevorzugt auf technisch verwendete synthetische Öle. Hierzu gehören, neben anderen Verwendungen, auch Öle für

  • – Getriebe (auch bei Windkraftanlagen),
  • – Kolbenmotoren und Strömungsmaschinen,
  • – Transformatoren,
  • – Hydraulische Anlagen.
  • – Fahrzeug- und Motorprüfstände
  • – Kühlschmierstoffe.
Basically, the novel method and device is suitable for the identification of all types of oil and oil mixtures. The spectral ranges listed below are selected very generally with regard to their use and they relate preferably to technically used synthetic oils. These include, among other uses, oils for
  • - gearboxes (including wind turbines),
  • - piston engines and turbomachines,
  • - transformers,
  • - Hydraulic systems.
  • - Vehicle and engine test stands
  • - Coolants.

Für die Identifizierung und Unterscheidung verschiedener Ölsorten und Ölmarken sind Messungen über größere Spektralbereiche und ein Vergleich der gemessenen mit vordem experimentell ermittelten Spektralsignatwen erforderlich.For identification and differentiation between different types of oil and oil brands are measurements over larger spectral ranges and a comparison of the measured with previously determined experimentally Spectral signature needed.

Die unten aufgeführten Spektralbereiche und die erreichbare hohe spektrale Auflösung erlauben die Identifizierung von Zusatzstoffen und von Zerfallsprodukten des Öls. Insbesondere lassen sich die Ursachen für eine Öldegradation und für das Vorhandensein von Fremdsubstanzen ableiten.The listed below Spectral ranges and the achievable high spectral resolution allow the Identification of additives and decomposition products of the oil. Especially can be the causes of an oil degradation and for derive the presence of foreign substances.

Bestimmung von Zerfallsproduktendetermination of decay products

Oxidationoxidation

  • Auftretend vor allem in Zusammenhang mit Verbrennungsvorgängen und Hochtemperaturbelastungen. Verursacht durch hohe Temperaturen und/oder hohe Drücke in Gegenwart von Sauerstoff.Occurs mainly in connection with combustion processes and High temperature stresses. Caused by high temperatures and / or high pressures in the presence of oxygen.
  • Produktklassen: Ketone, Ester, Aldehyde, Carbonate, Carboxilsäuren und weitere;Product Classes: Ketones, Esters, Aldehydes, Carbonates, Carboxylic Acids and Further;
  • Auswirkungen: Öl nimmt hohen Säurewert an, Förderung der Korrosion von Metallen, Zunahme der Ölviskosität;Effects: oil takes high acid value on, promotion corrosion of metals, increase in oil viscosity;
  • Spektralbereich: 1800 cm–1 bis 1670 cm–1;Spectral range: 1800 cm -1 to 1670 cm -1 ;
  • Mögliche Zusatzbewertung: Oxidationsniveau des Öls, quantifiziert durch TAN-Wert (TAN = Total Acid Number);Possible Additional rating: Oxidation level of the oil, quantified by TAN value (TAN = Total Acid Number);

NitrifzierungNitrifzierung

  • Auftretend vor allem in Zusammenhang mit Verbrennungsvorgängen und Hochtemperaturbelastungen. Verursacht durch hohe Temperaturen und/oder hohe Drücke in Gegenwart von Sauerstoff und Stickstoff;Occurs mainly in connection with combustion processes and High temperature loads. Caused by high temperatures and / or high pressures in the presence of oxygen and nitrogen;
  • Produktklassen: NO, NO2, N2O4 und weitere;Product classes: NO, NO 2 , N 2 O 4 and others;
  • Auswirkungen: Erhöhung der Viskosität (Ölverdickung), Steigerung der Säurewerte, Annahme von firnis-, lackähnlicher Konstitution;Impact: increase the viscosity (Oil thickening) Increase in acidity, Acceptance of firnis-, varnish-like Constitution;
  • Spektralbereich: 1650 cm–1 bis 1600 cm–1;Spectral range: 1650 cm -1 to 1600 cm -1 ;

SulphatisierungSulphatisierung

  • Verursacht durch Schwefelkomponenten im Rohöl oder in Additiven in Schmierölen;Caused by sulfur compounds in crude oil or in Additives in lubricating oils;
  • Produktklassen: SO2, SO3 und weitere;Product classes: SO 2 , SO 3 and others;
  • Auswirkungen: Durch Reaktion mit Wasser Bildung von organischen und anorganischen Säuren, wie z. B. H2SO4;Effects: By reaction with water formation of organic and inorganic acids, such as. B. H 2 SO 4 ;
  • Spektralbereiche: 1180 cm–1 bis 1120 cm–1;Spectral ranges: 1180 cm -1 to 1120 cm -1 ;

Zusatzstoffeadditives

Additiveadditives

  • Additive dienen zur Verbesserung der Öleigenschaften.Additives serve to improve the oil properties.
  • Stoffklassen: Verdünner, aliphatische Substanzen, z. B. Octane, aromatische Verbindungen;Material classes: Thinner, aliphatic substances, eg. Octane, aromatic compounds;
  • Produktklassen: durch chemische Wandlung ändern sich die chemischen Verbindungen der Additive und damit die Eigenschaften des Öls;Product classes: due to chemical transformation, the chemical compounds change the additives and thus the properties of the oil;
  • Spektralbereiche: Messungen über breite Spektralbereiche von etwa 650 cm–1 bis 950 cm–1 erforderlich zu Vergleichszwecken für die Feststellung zeitlicher Änderung der Additivbestandteile und der Additivdegradation;Spectral ranges: Measurements over wide spectral ranges from approximately 650 cm -1 to 950 cm -1 required for comparison purposes for the determination of the change over time of the additive constituents and of the additive degradation;

Beispiel GlykolExample glycol

  • Spektralbereiche: etwa 3000 cm–1 bis 3200 cm–1 und 1070 cm–1 bis 1080 cm–1 und 1025 cm–1 bis 1045 cm–1 und 870 cm–1 bis 890 cm–1; der Glykolanteil wird positiv/negativ bewertet; Spectral ranges: about 3000 cm -1 to 3200 cm -1 and 1070 cm -1 to 1080 cm -1 and 1025 cm -1 to 1045 cm -1 and 870 cm -1 to 890 cm -1 ; the glycol content is rated positive / negative;

Fremdstoffeforeign substances

Wasserwater

  • Herkunft durch Kondensation, Kühlleitungsleck (Haarrisse, defekte Kopfdichtung), Wasser ist unter bestimmten Bedingungen in Öl leicht löslich und wirkt dispersiv;Origin through condensation, cooling line leakage (hairline cracks, defective head gasket), water is light in certain conditions in oil soluble and acts dispersively;
  • Auswirkungen: Minderung der Schmier- und Kühleigenschaften des Öls;Effects: Reduction of the lubricating and cooling properties of the oil;
  • Spektralbereiche: Wasser verursacht starke Absorption der Strahlung im nahen Infrarotbereich. Das Vorhandensein der Absorptionsbanden von Wasser deutet auf die Minderung ölspezifischer Eigenschaften hin; breitbandige Absorptionsbanden von etwa 3000 cm–1 bis 3800 cm–1 und 1600 cm–1 bis 1700 cm–1;Spectral ranges: Water causes strong absorption of near infrared radiation. The presence of absorption bands of water indicates the reduction of oil-specific properties; broadband absorption bands of about 3000 cm -1 to 3800 cm -1 and 1600 cm -1 to 1700 cm -1 ;

Rußsoot

  • Gebildet bei hohen Temperaturen, sauerstoffarmer Verbrennung; Überprüfung der Motoreinstellung erforderlich;Made at high temperatures, low oxygen combustion; Review of the Engine adjustment required;
  • Auswirkungen: Änderung der Viskosität. Rußschlammbildung;Impact: change the viscosity. Rußschlammbildung;
  • Spektralbereiche: detektierbar durch Streuungserscheinungen der Infrarotstrahlung, keine eigentliche Absorption der Strahlung; Messung über einen breiten Wellenlängenbereich; mit zunehmender Wellenzahl der Strahlung nimmt Streueffekt zu; Spektralbereiche: > 4000 cm–1; von etwa 2000 cm–1 bis etwa 2500 cm–1;Spectral ranges: detectable by scattering phenomena of the infrared radiation, no actual absorption of the radiation; Measurement over a wide wavelength range; with increasing wavenumber of radiation, scattering effect increases; Spectral ranges:> 4000 cm -1 ; from about 2000 cm -1 to about 2500 cm -1 ;

Kraftstofffuel

Erhöhter Kraftstoffwert erfordert Überprüfung von Vergaser und Einspritzanlage;Increased fuel value requires review of Carburettor and injection system;

Bestimmung des Zustands natürlicher ÖleDetermination of the condition natural oils

Mit Hilfe dieses neuartigen Geräts können auch die Zustände natürlicher Öle bestimmt werden. So bildet z. B. Olivenöl unter der Einwirkung von Wärme und Sonnenlicht Metabolite von hoher Giftigkeit. Die Ausbildung und das Vorhandensein dieser Metabolite kann durch Messung der spektralen Absorption im ultravioletten Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums bestimmt werden.With Help this novel device can also the conditions natural oils become. So z. B. olive oil under the influence of heat and sunlight metabolites of high toxicity. Training and the presence of these metabolites can be determined by measuring the spectral Absorption in the ultraviolet wavelength range of the electromagnetic Spectrum can be determined.

3. Aufbau des Gerätes3. Structure of the device

Das Gerät (1) besteht aus folgenden Einheiten:

  • – einer oder mehreren Strahlenquellen;
  • – einer optischen Komponente zur Zerlegung der Gesamtstrahlung in diskrete Spektralbereiche;
  • – einer optischen Komponente zur Erzeugung einer Wechselwirkung mit der zu vermessenden Substanz;
  • – einer optischen Komponente zur Erhöhung der spektralen Auflösung;
  • – einem oder mehreren Strahlungssensoren;
  • – Komponenten zur Pulsung und zur Polarisierung der Strahlung.
The device ( 1 ) consists of the following units:
  • - one or more sources of radiation;
  • An optical component for decomposing the total radiation into discrete spectral ranges;
  • - An optical component for generating an interaction with the substance to be measured;
  • An optical component for increasing the spectral resolution;
  • - one or more radiation sensors;
  • - Components for pulsation and polarization of the radiation.

Darüber hinaus besteht das Gerät aus

  • – elektronischen Komponenten zur Aufbereitung und Auswertung der erfaßten Strahlungsinformationen;
  • – Komponenten zur Steuerung und Überwachung der Gerätefunktionen und zur Durchführung der Meß-, Aufbereitungs- und Auswerteprozesse;
In addition, the device is made
  • - Electronic components for processing and evaluation of the detected radiation information;
  • - components for controlling and monitoring the device functions and for carrying out the measurement, preparation and evaluation processes;

3.1 Die Strahlenquellen3.1 The radiation sources

Zur Erfüllung der Meßaufgabe ist es erforderlich, Strahlung über den gesamten Wellenlängenbereich vom etwa 0,25 μm (ultraviolett) bis etwa 12 μm (thermisches Infrarot) lückenlos zur Anwendung zu bringen. Zudem ist es notwendig, daß die Strahlungsdichte über den gesamten genutzten Wellenlängenbereich mit genügend hoher Energie zur Verfügung gestellt wird.to fulfillment the measuring task it is necessary to use radiation over the entire wavelength range of about 0.25 microns (ultraviolet) to about 12 microns (thermal Infrared) without gaps to apply. In addition, it is necessary that the radiation density over the entire used wavelength range with enough high energy provided becomes.

Als Strahlungsquelle für den ultravioletten und den sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums werden z. B. Dioden, zur Erzeugung der Strahlung im Infrarot-Bereich von etwa 0,76 μm bis etwa 12 μm werden sogenannte Schwarzkörper-Strahler verwendet.When Radiation source for the ultraviolet and visible regions of the electromagnetic spectrum be z. As diodes, for generating the radiation in the infrared range of about 0.76 μm to about 12 microns become so-called black body emitters used.

3.2 Selektive Verwendung der optischen Elemente3.2 Selective use the optical elements

Wegen der unterschiedlichen Weisen der Strahlungswechselwirkung mit den Materialien der optischen Bauelemente werden verschiedene Elemente jeweils selektiv eingesetzt, fallweise auch unter Umgehung von nicht benötigten optischen Komponenten.Because of the different ways of the radiation interaction with the materials of the optical components, different elements are each selectively used, sometimes bypassing unnecessary optical com components.

3.3 Verbindung von Strahlenquelle zum Prisma3.3 Connection of radiation source to the prism

Entlang der Ausbreitungsrichtung der Strahlung wird mit Hilfe optischer Elemente eine Konzentration der Strahlungsdichte und eine Anpassung des Strahlungsquerschnitts zum Zwecke der Einleitung in das Dispersionselement vorgenommen.Along The propagation direction of the radiation is determined by means of optical Elements a concentration of the radiation density and an adaptation the radiation cross section for the purpose of introduction into the dispersion element performed.

3.4 Das Dispersionselement3.4 The dispersion element

Mit Hilfe eines Dispersionselements (z. B. eines Dispersionsprismas) wird eine Aufteilung der Strahlung in ihre Spektralanteile vorgenommen zum Zwecke der selektiven Verwendung einzelner begrenzter Spektralanteile aus der Gesamtspektrum der Strahlung.With Help of a dispersion element (eg a dispersion prism) a division of the radiation is made in their spectral components for the purpose of selectively using individual limited spectral components from the total spectrum of radiation.

3.5 Verbindung vom Dispersionselement zum Umlenkspiegel3.5 connection from the dispersion element to the deflection mirror

Auf dem Weg vom Dispersionsprisma zum Umlenkspiegel wird ein begrenzter Spektralanteil mit Hilfe einer Blendenöffnung für die Weiterleitung zu einem Umlenkspiegel selektiert und die anderen Spektralanteile ausgeblendet. Auf dem Weg von der Blendenöffnung bis zum Umlenkspiegel wird gegebenenfalls eine Strahlformung mit Hilfe eines optischen Elements vorgenommen. Diese Strahlformgebung kann auch nach Weiterleitung über den Spiegel in Richtung auf das ATR-Element erfolgen.On the path from the dispersion prism to the deflection mirror becomes a limited Spectral component with the help of an aperture for forwarding to a Deflection mirror selected and the other spectral components hidden. On the way from the aperture optionally up to the deflecting mirror is a beam shaping with Help made an optical element. This beam shaping can also after forwarding over the mirror in the direction of the ATR element.

3.6 Umlenkspiegel3.6 deflecting mirror

Der Umlenkspiegel dient zur Ablenkung eines selektiven Spektralanteils in Richtung auf die Eintrittsfläche des ATR-Elements. Zwischen Umlenkspiegel und ATR-Prisma kann ein optisches Element zur Strahlformgebung eingebracht sein.Of the Deflection mirror serves to deflect a selective spectral component towards the entrance area of the ATR element. Between deflecting mirror and ATR prism can one be introduced optical element for beam shaping.

3.7 Strahlpulserzeuger3.7 Jet Pulser

Mit Hilfe eines Strahlpulserzeugers wird die Strahlkontinuität zeitweise für eine bestimmte Zeitdauer unterbrochen. Die Zeitdauer der Unterbrechung und die Zeitdauer der ungehinderten Strahlausbreitung ist variabel bestimmbar.With The help of a jet pulse generator is the beam continuity temporarily for one interrupted for a certain period of time. The duration of the interruption and the period of unhindered beam propagation is variable determinable.

3.8 Vor-Polaristor3.8 pre-polaristor

Vor Eintritt des Strahls in das ATR-Element wird dieser entweder in einer zufallspolarisierten Ausprägung belassen oder ihm ein spezifischer Polarisationsmodus aufgeprägt.In front Entry of the beam into the ATR element is this either in a randomly polarized expression leave a specific polarization mode imprinted on it.

3.9 ATR-Prisma und Probenkontakt3.9 ATR prism and sample contact

Mit Hilfe eines ATR-Elements tritt die Strahlung mit der Meßsubstanz in Wechselwirkung. Zu diesem Zweck wird das Probenmaterial entweder direkt mit dem Prisma in Kontakt gebracht oder von diesem durch ein für die Meßstrahlung transparentes Material abgesetzt. Die Beaufschlagung der Meßprobe kann entweder einseitig als auch beidseitig entlang des ATR-Elements erfolgen.With Help of an ATR element occurs the radiation with the measuring substance in interaction. For this purpose, the sample material is either directly in contact with or from the prism one for the measuring radiation transparent material deposited. The admission of the test sample can either one-sided or two-sided along the ATR element respectively.

Die nach Wechselwirkung mit der Meßprobe nicht absorbierten Strahlungsanteile treten an dem der Eintrittsfläche entgegengesetzten Ende des ATR-Elements aus.The not after interaction with the test sample Absorbed radiation components occur at the entrance surface opposite End of the ATR element off.

3.10 Nach-Polarisator3.10 Post-polarizer

Nach Verlassen des ATR-Elements tritt der Strahl in eine Vorrichtung ein, die nur Strahlanteile mit einer bestimmte Polarisationsausprägung passieren läßt.To Leaving the ATR element, the jet enters a device a, which happen only beam components with a certain polarization expression leaves.

3.11 Kompaktinterferometer3.11 compact interferometer

Aufbau und Funktionsweise dieser Einheit wird unter 4. beschrieben.construction and operation of this unit will be described under 4..

3.12 Strahlungsmessung durch Sensorelemente3.12 Radiation measurement by sensor elements

Nach Austritt der Strahlung aus dem genannten Kompaktinterferometer und nach Durchtritt oder ohne Durchtritt durch die dazugehörenden periphären optischen Elemente wird die Strahlung einem oder mehreren Sensorelementen zugeführt und deren Intensität wellenlängenabhängig erfasst.To Exit of the radiation from said Kompaktinterferometer and after passage or without passage through the associated peripheral optical Elements, the radiation is one or more sensor elements supplied and their intensity detected by wavelength.

Die Art der verwendeten Sensorelemente wird dabei durch die Wellenlänge der Strahlung und weitere Strahlungsparameter wie Polarisation und Pulsung bestimmt. Als geeignetes Sensorelement hat sich zumindest für den Infrarotbereich die Anwendung von Thermopile-Elementen erwiesen.The Type of sensor elements used is determined by the wavelength of the Radiation and other radiation parameters such as polarization and pulsation certainly. As a suitable sensor element has at least for the infrared range the use of thermopile elements proved.

4. Beschreibung des Kompaktinterferometers.4. Description of the compact interferometer.

Das Kompaktinterferometer (2) besteht aus mehreren tubusartig ineinander verschachtelten beweglichen Zylindern 1, wobei eine Abschlußfläche 2 fest fixiert und die gegenüberliegende Abschlußfläche 3 transversal beweglich ist.The compact interferometer ( 2 ) consists of several tube-like nested movable cylinders 1 , wherein a closure surface 2 firmly fixed and the opposite end surface 3 is transversely movable.

Der von einem externen Strahlteiler 10 abgelenkte Strahl wird durch eine Öffnung 6 auf der fixierten Zylinderseite 2 eingeleitet. Innerhalb des Zylinders befinden sich mehrere Reflektionsspiegel 4, 5, dergestalt angeordnet, dass der eintretende Strahl 7 durch einen an der beweglichen Abschlußwand 3 angebrachten Reflektionsspiegel 5 auf einen ebenfalls auf der beweglichen Abschlußwand 3 angebrachten Spiegel 5 gelenkt und von diesem in Richtung auf einen gegenüberliegend, an der fixierten Abschlußwand 2 angebrachten Spiegel 4 weitergeleitet wird.The one from an external beam splitter 10 deflected beam is through an opening 6 on the fixed cylinder side 2 initiated. Inside the cylinder there are several reflection mirrors 4 . 5 , arranged such that the incoming beam 7 by one on the movable end wall 3 attached reflection mirror 5 on a likewise on the movable end wall 3 attached mirror 5 directed and from this towards one opposite, at the fixed end wall 2 attached mirror 4 is forwarded.

Auf der fixierten Abschlußwand 2 befindet sich ein weiterer Spiegel 4, der den Strahl senkrecht zur bisherigen Ausrichtung ablenkt bis der Strahl auf einen weiteren an der fixierten Abschlußwand angebrachten Spiegel 4 trifft und von dort wiederum in Richtung auf die bewegliche Abschlußwand 3 weitergeleitet wird.On the fixed end wall 2 there is another mirror 4 , which deflects the beam perpendicular to the previous orientation until the beam on another mounted on the fixed end wall mirror 4 meets and from there in turn towards the movable end wall 3 is forwarded.

Diese Richtungsumkehr des Strahls durch Reflektionsspiegel an der fixierten oder der beweglichen Abschlußwand wird mehrfach wiederholt. Die letzte Richtungsänderung des Strahls an der beweglichen Abschlußwand mit Hilfe eines senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung ausgerichteten Spiegels 8 dient dazu, den Strahl über das gleiche Spiegelsystem wieder zur Strahleintrittsöffnung 6 zurückzureflektieren. Durch diese Öffnung tritt der Strahl schließlich in Richtung auf den Strahlteiler 10 wieder aus. Der in den Zylinder eintretende und der aus dem Zylinder austretenden Strahls ist dabei so zu führen, daß sich zur Erhöhung des spektralen Auflösungsvermögens geeignete Interferenzerscheinungen einstellen.This direction reversal of the beam by reflection mirrors on the fixed or the movable end wall is repeated several times. The last change in direction of the beam at the movable end wall by means of a mirror oriented perpendicular to the beam propagation direction 8th serves to return the beam via the same mirror system to the jet entry opening 6 reflect back. The beam finally passes through this opening in the direction of the beam splitter 10 out again. The jet entering and exiting the cylinder is to be guided in such a way that appropriate interference phenomena occur to increase the spectral resolution.

Wegen der mehrfachen Richtungsänderung des Strahls zwischen den beiden Abschlußwänden wird eine Weglängenvergrößerung zwischen Strahleintritt und Strahlaustritt erreicht, die über die Weglängen bei konventionell ausgelegten Interferenzeinheiten gleicher Baulänge hinausgeht.Because of the multiple change of direction of the Beam between the two end walls will be a Weglängenvergrößerung between Beam entrance and beam exit reached, which over the path lengths at conventionally designed interference units of equal length.

Durch diese technische Auslegung ergibt sich bei gleicher Baulänge eine signifikante Erhöhung der Interferenzlänge und des spektralen Auflösungsvermögens, das damit weit über das Auflösungsvermögen bei (konventioneller) Einfachreflektion und der damit erforderlichen großer Bewegungslänge des Spiegels und damit Baulänge des Interferometers hinausgeht.By This technical design results in the same length significant increase the interference length and the spectral resolution, the so far over the resolution at (conventional) single reflection and the required greater moving length of the mirror and thus construction length of the interferometer.

Der durch die Eintrittsöffnung 6 austretende Lichtstrahl durchquert den externen Strahlteiler 10 zur weiteren Verwendung.The through the inlet 6 Exiting light beam passes through the external beam splitter 10 for further use.

Eine Variante dieser Konfiguration besteht darin, den Strahl oder Strahlanteile nicht durch die Eintrittsöffnung allein, sondern durch andere Öffnungen aus der feststehenden Wand austreten (und eintreten) zu lassen. Diese Strahlen können über einen Strahlteiler mit anderen Anteilen des ursprünglichen oder bereits durch Interferenzen veränderten Strahls in Wechselwirkung treten und damit zusätzliche Interferenzerscheinungen ausbilden. Durch diese Anordnung können unterschiedliche Interferenzbereiche aus der Gesamtmenge der Interferenzausprägungen herausgelöst und einer weiteren Verwendung zugeführt werden.A Variant of this configuration is the beam or beam components not through the inlet alone, but through other openings to exit (and enter) from the fixed wall. These rays can be transmitted through a beam splitter with other shares of the original or already changed by interference Beam interact and thus additional interference phenomena form. By this arrangement, different interference ranges of the total amount of interference forms extracted and one fed further use become.

Die wesentliche Neuheit dieser Auslegung eines Interferometers besteht in der Mehrfachreflektion des Stahls innerhalb des Zylinders, dem Strahlaustritt am Ort des Strahleintritts oder aus anderen Öffnungen und der Weiterverwendung des Strahls zur Erzeugung weiterer Interferenzausprägungen dergestalt, dass bei kompakter Bauweise der Einheit gegenüber jener mit konventioneller Einfachreflektion ein wesentlich höheres spektrales Auflösungsvermögen erreicht wird.The essential novelty of this interpretation of an interferometer in the multiple reflection of the steel inside the cylinder, the Beam exit at the location of the beam entrance or from other openings and the further use of the beam for generating further interference forms, that in a compact design of the unit over that with conventional Single reflection reaches a much higher spectral resolution becomes.

5. Mögliche Meßmodi5. Possible measuring modes

Die Messungen können in zwei verschiedene Modi durchgeführt werden:

  • a) es wird gleichzeitig der gesamte für die Messung erforderlichen Spektralbereich zur Erreichung einer Wechselwirkung mit dem Meßobjekt verwendet;
  • b) es wird jeweils nur ein begrenzter schmalbandiger Spektralbereich für die Messung verwendet, jedoch durch kontinuierliche Verschiebung des Frequenzbandes der gesamte erforderliche Spektralbereich vollständig abgedeckt;
The measurements can be done in two different modes:
  • a) at the same time the entire spectral range required for the measurement is used to achieve an interaction with the DUT;
  • b) only a limited narrowband spectral range is used for the measurement, but completely covered by continuous shifting of the frequency band of the entire required spectral range;

Bei beiden Modi kann der Meßstrahl kontinuierlich oder gepulst und in einer bestimmten Polarisationsart oder zufallspolarisiert wirken.at Both modes can the measuring beam continuous or pulsed and in a certain polarization mode or randomly polarized.

Beim Modus b) bedient man sich zur Selektion des erforderlichen Spektralausschnitts eines dispersiven optischen Elements, z. B. eines Dispersionsprismas. Beim Modus a) wird dieses Dispersionsprisma aus dem Strahlengang ausgekoppelt.At the Mode b) one uses to select the required spectral section a dispersive optical element, e.g. B. a dispersion prism. In mode a), this dispersion prism is out of the beam path decoupled.

6. Auslegung des Gerätes6. Interpretation of the device

Der wesentliche Vorteil dieses Gerätes besteht in der quasi energieverlust- und weitgehend störungsfreien Bestimmung des Absorptionsspektrums der Meßsubstanz und gleichzeitiger Erreichung eines signifikant hohen spektralen Auflösungsvermögens bei größter Kompaktheit der Gerätebauweise.Of the substantial advantage of this device consists in the quasi loss of energy and largely trouble-free Determination of the absorption spectrum of the substance to be measured and simultaneous Achieving a significantly high spectral resolution at greatest compactness the device construction.

Wegen des geringen Gerätevolumens eignet sich dieses Gerät als mobiles Meßsystem zur Unterbringung in einem Behältnis von der Größe eines Aktenkoffers. Bei einer diesbezüglichen Anwendung wird jeweils eine Ölprobe aus einer Betriebsanlage entnommen und in die Meßapparatur eingebracht. Bereits nach einem Zeitraum von einer Minute ist das Meßergebnis im Hinblick auf die Ölart, die Ölmischung, die Inhaltsstoffe und deren Konzentration verfügbar. Besondere Vor- und Aufbereitungen der Meßprobe und Zusatzuntersuchungen naßchemischer Art sind nicht erforderlich.Because of the small volume of the device This device is suitable as a mobile measuring system for accommodation in a container the size of one Briefcase. In a related Application is an oil sample removed from an operating system and introduced into the measuring apparatus. Already after a period of one minute, the result of the measurement is with regard to the type of oil, the oil mixture, the ingredients and their concentration available. Special preparations and preparations the test sample and additional studies wet chemical Art are not required.

Die Anwendung dies Meßverfahrens erlaubt auch eine kontinuierliche Bestimmung des Ölzustandes, wenn der Strahlengang mit dem Öl einer Betriebsanlage in Wechselwirkung gebracht wird. Somit ist es möglich, den Zustand des jeweils verwendeten Öls ohne Betriebsunterbrechung festzustellen.The application of this measuring method also allows a continuous determination of the oil condition, when the beam path is brought into interaction with the oil of a plant. Thus, it is possible to change the state of each used Oil without interrupting the operation.

Neben den Komponenten zur spektroskopischen Bestimmung des Ölzustandes lassen sich noch zusätzliche Einrichtungen an das Gerät anfügen, mit deren Hilfe auch die Viskosität, die Temperatur und die Dichte des Öls bestimmt werden können.Next the components for the spectroscopic determination of the oil condition can be additional Facilities to the device append, with their help also the viscosity, the temperature and the density of the oil can be determined.

Claims (20)

Spektralmeßgerät in kompakter Bauweise zur ATR-interferometrischen hochauflösenden spektralen Bestimmung von Ölarten, sowie sonstiger Flüssigkeiten, deren Metabolite und anderer Inhaltsstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang der Meßstrahlung durch ein ATR-Element erfolgt, wobei die Meßsubstanz mit direkt dem ATR-Element in Berührung stehen kann oder von dieser durch eine strahlungstransparente Trennwand abgesondert ist;Compact spectral measuring device for the ATR interferometric high-resolution spectral determination of oils and other liquids, their metabolites and other ingredients, characterized in that the passage of the measuring radiation is carried out by an ATR element, wherein the measuring substance with directly the ATR element in contact can stand or is separated from this by a radiation-transparent partition wall; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1, und dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem ATR-Element austretende Meßstrahlung direkt oder über optische Elemente einem Kompaktinterferometer zugeführt wird, wobei die zur Erhöhung des spektralen Auflösungsvermögens erforderliche Interferenzlänge durch Mehrfachreflektion des Meßstrahls innerhalb des Kompaktinterferometers erfolgt;Spectral measuring device according to claim 1, and characterized in that emerging from the ATR element measuring radiation directly or via optical elements is fed to a compact interferometer, being the one to increase the spectral resolution required Interference length through Multiple reflection of the measuring beam takes place within the compact interferometer; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 und 2, und dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Meßstrahlung die Wellenlängenbereiche vom Ultravioletten bis zum thermischen Infrarotbereich kontinuierlich abdeckt;Spectral measuring device according to claim 1 and 2, and characterized in that the measuring radiation used the wavelength ranges from the ultraviolet to the thermal infrared range continuously covers; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 und 2 und 3, und dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlung unterschiedlicher Wellenlänge durch verschiedene Strahlenquellen erzeugt und durch gleiche oder verschiedene optische Elemente geleitet wird;Spectral measuring device according to claim 1 and 2 and 3, and characterized in that the measuring radiation is different wavelength generated by different radiation sources and by the same or different conducting optical elements; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 und 2 und 3 und 4, und dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlung auf der Wegstrecke von der Strahlenquelle bis zu einem Dispersionselement durch optische Elemente so konzentriert wird, daß sie eine erhöhte Leistungsdichte pro Flächeneinheit aufweist;Spectral measuring device according to claim 1 and 2 and 3 and 4, and characterized in that the measuring radiation on the route from the radiation source to a dispersion element is concentrated by optical elements so that they have an increased power density per unit area having; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 und 2 und 3 und 4 und 5, und dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl auf der Wegstrecke von der Strahlenquelle bis zu einem Dispersionselement durch optische Elemente geometrisch so geformt ist, daß er gesamtheitlich in das Dispersionselement eingeleitet wird;Spectral measuring device according to claim 1 and 2 and 3 and 4 and 5, and characterized in that the measuring beam on the route from the radiation source to a dispersion element is geometrically shaped by optical elements in such a way that it is holistic is introduced into the dispersion element; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 und 2 und 3 und 4 und 5 und 6, und dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl unter einem wellenlängenabhängigen Winkel in das Dispersionselement so eingeleitet wird, daß er wellenlängenabhängig unter minimalem Austrittswinkel dispersiv in seine Spektralanteile zerlegt, aus dem Dispersionselement austritt;Spectral measuring device according to claim 1 and 2 and 3 and 4 and 5 and 6, and characterized in that the beam at a wavelength-dependent angle is introduced into the dispersion element so that it depends on the wavelength Minimum exit angle disperse decomposed into its spectral components, from exits the dispersion element; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 und 2 und 3 und 4 und 5 und 6 und 7, und dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl nach Austritt aus dem Dispersionselement auf einen Reflektorspiegel auftrifft und von diesem zu einem nachfolgenden optischen Element weitergeleitet wird;Spectral measuring device according to claim 1 and 2 and 3 and 4 and 5 and 6 and 7, and characterized that the measuring beam after exiting the dispersion element on a reflector mirror impinges and from this to a subsequent optical element is forwarded; Spektralmeßgerät nach Anspruch 1 und 2 und 3 und 4 und 5 und 6 und 7 und 8, und dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl unter Umgehung des Dispersionselements ohne vorherige erlegung in seine spektralen Anteile direkt auf den Reflektionsspiegel geleitet und von diesem zu einem nachfolgenden optischen Element weitergeleitet wird;Spectral measuring device according to claim 1 and 2 and 3 and 4 and 5 and 6 and 7 and 8, and characterized in that the measuring beam bypassing the dispersion element without first being submitted to his spectral components are directed directly to the reflection mirror and forwarded by this to a subsequent optical element becomes; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektionsspiegel dergestalt schwenkbar angebracht ist, daß die reflektierte Meßstrahlung auf eine Blendenöffnung und ein weiteres optisches Element so gerichtet ist, daß entweder bei vorhergehender Verwendung des Dispersionselements nur eine Teilmenge der Wellenlängen aus dem gesamten Wellenlängenumfang der Meßstrahlung durch die Blendenöffnung in Richtung auf das nachfolgende optische Element hindurchtritt, oder bei Umgehung des Dispersionselements die Meßstrahlung in ihrem gesamten Wellenlängenumfang durch die Blendenöffnung in Richtung auf das nachfolgende optische Element hindurchtritt und weitergeleitet wird;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the Reflection mirror is mounted pivotally such that the reflected measuring radiation on an aperture and another optical element is directed so that either with previous use of the dispersion element only a subset the wavelengths from the entire wavelength range the measuring radiation through the aperture passes in the direction of the subsequent optical element, or if the dispersion element bypasses the measuring radiation in its entirety Wavelength scope through the aperture in the direction of the subsequent optical element passes and forwarded; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlung durch ein Element zur Strahlunterbrechung während einer bestimmten Zeitdauer bezüglich seiner Leistung abgeschwächt oder vollständig an seiner Fortführung gehindert wird oder sich vollständig unbehindert fortführen kann;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the measuring radiation by an element for beam interruption during a certain period of time in terms of attenuated his performance or completely at its continuation is prevented or completely continue unhindered can; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlung nach Verlassen des Elements zur Strahlunterbrechung durch einen Polarisator hindurchtritt, wobei die Strahlung zufallspolarisiert sein kann oder ihr ein oder mehrere Polarisationsmodi aufgeprägt werden;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the measuring radiation after leaving the element for beam interruption by a polarizer passes through, wherein the radiation can be randomly polarized or imprinting one or more polarization modes on it; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlung nachfolgend in das ATR-Element eintritt, dort mit der Meßsubstanz direkt oder indirekt in Wechselwirkung tritt und nach Durchlaufen des ATR-Elements aus dem ATR-Element austritt;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the measuring radiation subsequently enters the ATR element, there with the measuring substance directly or interacts indirectly and after passing through the ATR element exits the ATR element; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl durch ein Polarisationselement hindurchtritt, wobei alle Polarisationsmodi beibehalten werden oder nur ein oder mehrere ausgewählte Polarisationsmodi selektiv weitergeleitet und die anderen Polarisationsmodi an der Weiterleitung gehindert werden;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the measuring beam passes through a polarizing element, all polarization modes or only one or more selected polarization modes selectively forwarded and the other polarization modes at the Forwarding are prevented; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlung nach Durchgang durch einen Strahlteiler auf einen feststehenden Spiegel geleitet und von diesem wieder in Richtung des Strahlteilers weitergeleitet wird, wobei ein Anteil der Meßstrahlung in das Kompaktinterferometer eingeleitet und nach Austritt aus diesem in Richtung auf den Strahlteiler weitergeleitet wird;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the measuring radiation After passing through a beam splitter on a fixed Mirror directed and from this again in the direction of the beam splitter is forwarded, wherein a proportion of the measuring radiation in the Kompaktinterferometer introduced and after leaving this in the direction of the beam splitter is forwarded; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß der in das Kompaktinterferometer eingeleitete Strahl kaskadenförmig zu einem Reflektionsspiegel geleitet und von diesem ebenfalls kaskadenförmig zur Eintrittsöffnung dergestalt zurückgeleitet wird, daß sich durch die gegenseitige Beeinflussung der sich in entgegengesetzter Richtungen sich ausbreitende Strahlen Interferenztexturen ergeben, die sich mit Hilfe einer Periodizitätsanalyse zur Erhöhung des spektralen Auflösungsvermögens der Meßstrahlung verwendet werden;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the in the compact interferometer introduced beam cascade to a reflection mirror passed and from this also cascade to inlet opening thus redirected that will happen through the mutual influence of opposing ones Directions propagating beams result in interference textures that with the help of a periodicity analysis to increase the spectral resolution of the measuring radiation be used; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß die interferierende Strahlung nach Durchtritt bzw. Reflektion am Strahlteiler in Richtung auf einen Strahlungssensor weitergeleitet wird;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized in that the interfering Radiation after passage or reflection at the beam splitter in the direction of a radiation sensor is forwarded; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung wellenlängenabhängig bezüglich ihrer Strahlcharakteristik mit Hilfe wellenlängen- und polarisationsspezifisch reagierender Sensoren erfaßt wird;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the Radiation dependent on their wavelengths Beam characteristic with the help of wavelength and polarization specific reacting Sensors detected becomes; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal einer Aufbereitung zur Minderung der Signalstörungen und zur Erhöhung der Signaleindeutigkeit unterzogen wird;Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that this measuring signal a treatment to reduce the signal interference and increase the Is subjected to signal unambiguity; Spektralmeßgerät nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung und Darstellung der Signalauswertung in digitaler Form erfolgt.Spectral measuring device after one or more of the preceding claims, and characterized that the Evaluation and presentation of signal evaluation in digital form he follows.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131181A3 (en) * 2008-06-03 2010-03-31 Petroleo Brasileiro S.A. Petrobras Method for the determination of the total acid number and naphthenic acid number of petroleum, petroleum cuts and petroleum emulsions of water-in-oil type by mid-infrared spectroscopy
CN103454224A (en) * 2013-05-02 2013-12-18 广东工业大学 Edible oil quality determination system and method based on light polarization state
CN110187362A (en) * 2019-05-24 2019-08-30 中国科学技术大学 A kind of double frequency anemometry laser radar of ultraviolet infrared synchronous work

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131181A3 (en) * 2008-06-03 2010-03-31 Petroleo Brasileiro S.A. Petrobras Method for the determination of the total acid number and naphthenic acid number of petroleum, petroleum cuts and petroleum emulsions of water-in-oil type by mid-infrared spectroscopy
CN103454224A (en) * 2013-05-02 2013-12-18 广东工业大学 Edible oil quality determination system and method based on light polarization state
CN103454224B (en) * 2013-05-02 2016-06-22 广东工业大学 Determination methods based on the good and bad judgement system of the edible oil of polarization state
CN110187362A (en) * 2019-05-24 2019-08-30 中国科学技术大学 A kind of double frequency anemometry laser radar of ultraviolet infrared synchronous work
CN110187362B (en) * 2019-05-24 2021-07-09 中国科学技术大学 Ultraviolet and infrared synchronous working dual-frequency wind lidar

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