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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Messung von Stoffen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 20 2005
011 177 U1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Es
handelt sich hierbei um eine Vorrichtung zur Analyse von einem zu
analysierenden Gut, das sich in einem Produktraum, wie einem Behälter oder
Rohr, befindet. Insbesondere dient die Messvorrichtung zur fotometrischen
oder spektralfotometrischen Analyse von Pulver, Schüttgut oder
Granulat, mit einer in einem Gehäuse
angeordneten Messsonde. Diese ist mit wenigstens einem Strahlungs-
oder Lichtmessglied, einem im Strahlengang angeordneten Messfenster, das
in einer Gehäusewandung
angeordnet ist, und mit wenigstens einem Detektionsglied für die Analyse ausgestattet.
Dabei ist die Messsonde derart ausgebildet und in axialer Richtung
verschiebbar geführt, dass
wenigstens ein Teil des Gehäuses,
in welchem sich das Messfenster befindet, durch eine Öffnung in den
Produktraum, in welchem sich das zu analysierende Gut befindet,
zur Analyse eintaucht. Es ist wenigstens ein Messfenster in wenigstens
einem Teilbereich der Umfangswand des Gehäuses angeordnet, durch das
die Strahlung hindurch tritt und zur Probe gelangt.
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Zwischen
der vorderen Stirnseite des Gehäuses
und dem in der Umfangswand angeordneten Messfenster befindet sich
eine Dichtkappe, die sich in einer zurückgezogenen Position der Messsonde, in
der sich das Messfenster außerhalb
des Produktraums befindet, zumindest teilweise noch im Bereich der Öffnung in
dem Produktraum angeordnet ist und damit die Öffnung abdeckt.
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Es
ist aus der
DE
10 2006 013 341 B3 eine Vorrichtung zur Analyse von einem
Produkt bekannt, dass sich in einem mit einem Kopplungselement versehenen
Behältnis
befindet. Die Vorrichtung ist mit einem Andockelement zur dichtenden
Verbindung mit dem Kopplungselement und mit einer in einem Sondengehäuse angeordneten
Messsonde versehen. Die Messsonde ist mit wenigstens einem Strahlungs- oder
Lichtmessglied, wenigstens einem im Strahlungsgang angeordneten
Messfenster, das in einer Wandung des Sondengehäuses angeordnet ist, und mit
wenigstens einem Detektionsglied für die Analyse versehen. Das
Sondengehäuse
mit der Messsonde ist derart ausgebildet und verschiebbar geführt, dass wenigstens
ein Teil des Sondengehäuses,
in welchem sich das Messfenster befindet, in das Behältnis zur
Analyse eingeführt
werden kann.
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Bekannt
ist aus der
DE
10 2006 004 916 B3 auch eine Vorrichtung zur optischen
Messung von Stoffkonzentrationen, die wenigstens einen in bzw. an
einem Gehäuse
angeordneten Sender und wenigstens einen Empfänger für optische Strahlung aufweist.
Darüber
hinaus beinhaltet die Vorrichtung eine vom Sender und Empfänger beabstandete
und innerhalb des Stoffes angeordnete Umlenkeinrichtung zum Umlenken
der optischen Strahlung vom Sender zum Empfänger. Der Abstand der Umlenkeinrichtung zu
dem wenigstens einen Sender und/oder dem wenigstens einen Empfänger ist
mittels einer Verstelleinrichtung veränderbar.
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Eine
weitere Messvorrichtung ist außerdem aus
der Gebrauchsmusterschrift
DE
94 14 467 U1 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Raman-Spektrometer
ist mit einer externen, ein Lichtleiterbündel enthaltenden Messsonde
zum Aufsetzen auf die Oberfläche
einer Probe und mit einem Laser zur Anregung von Ramanstrahlung
in der Probe ausgestattet. Das Laserlicht wird in eine oder mehrere
zentrale Fasern des Licht- Leiterbündels eingekoppelt
und über
ein Fokussierelement auf die Probenoberfläche geführt. Das von der Probe emittierte
Raman-Licht wird über
das Fokussierelement in weitere Fasern des Lichtleiterbündels eingekoppelt und
in das Gehäuse
des Spektrometers geleitet, wo es spektral analysiert wird. Das
Fokussierelement enthält
einen transparenten optischen Körper
mit einer ersten planen Oberfläche,
die mit der ebenfalls planen Endoberfläche des Lichtleiterbündels entweder
direkt in Kontakt ist oder auf welche die Endoberfläche des
Lichtleiterbündels
abgebildet wird. Des Weiteren weist das Fokussierelement eine zweite Oberfläche auf,
die mit der Probenoberfläche
in Kontakt gebracht werden kann und umfasst zudem eine dritte, mantelförmig geschlossene,
verspiegelte oder totalreflektierende Oberfläche. Dabei kann das Fokussierelement
auf das Ende des Lichtleiterbündels aufgesteckt
und wieder entfernt werden. Der Strahlweg vom Anregungslaser zur
Probe und wieder zurück
zum Detektor verläuft
dabei in einer Raumrichtung.
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Es
ist auch in der letztgenannten Druckschrift eine Anordnung mit einer
Beleuchtungs- und Detektionsfaser beschrieben. Die unerwünschte Strahlung, die
in der Beleuchtungsfaser erzeugt wird, wird dabei durch ein Interferenzfilter
bereits nahe am Faserende herausgefiltert. Ein Teilbündel mit
den zentralen Fasern zum Zuführen
der Laserstrahlung und ein Teilbündel
mit den weiteren Fasern zum Abführen
der Ramanstrahlung sind räumlich
vollständig
getrennt. Die Endflächen
der Fasern werden über
Linsen und Spiegel entsprechend abgebildet. Ein halbdurchlässiger Spiegel
spaltet im Strahlengang die jeweiligen Lichtanteile zur Probe hin
und zum Detektor hin auf. Folglich sind Anregungslaser- und Interferometerstrahlengang
voneinander unabhängig.
Durch halbdurchlässige
Spiegel sind allerdings nachteilhafterweise immer Intensitätsverluste
zu akzeptieren.
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In
der Praxis ist es bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen erforderlich,
optische Messmethoden auch apparatetechnisch besser in die Messvorrichtungen
einzubinden und dadurch zu optimieren. Insbesondere betrifft dies
Messmethoden, wie beispielsweise die Ramanspektroskopie, bei der
das von der zu messenden Probe stammende Ramansignal eine vergleichsweise
geringe Signalstärke
aufweist und bereits vor dem Detektor entsprechend aufbereitet werden
soll.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur optischen
Messung von Stoffen weiterzuentwickeln, bei der bei einem geringen
zur Verfügung
stehenden Bauraum der optische Strahlweg optimiert ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Vorrichtung zur optischen Messung mit den in Anspruch
1 genannten Merkmalen gelöst.
Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
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Die
Erfindung schließt
eine Vorrichtung zur optischen Messung von Stoffen ein, mit einem
Sondengehäuse
und wenigstens einem Sender. Dazu wenigstens einem Empfänger für optische
Strahlung und mit einer von dem wenigstens einen Sender und dem
wenigstens einen Empfänger
beabstandet angeordneten Abbildungsoptik. Die Abbildungsoptik dient
zum Abbilden der optischen Strahlung von dem wenigstens einen Sender
zu einer Probe und zurück zu
dem wenigstens einen Empfänger.
Im Strahlengang ist wenigstens ein Messfenster in wenigstens einem
Teilbereich der Umfangswand des Sondengehäuses seitlich angeordnet. Die
Abbildungsoptik besteht aus:
- – einem
optisch an den Sender angekoppelten Sendelichtleiter,
- – einer
ersten Strahlumlenkeinrichtung zur Strahlführung durch das Messfenster
auf die Probe,
- – einer
zweiten Strahlumlenkeinrichtung zur Strahlführung des von der Probe stammenden
Signals und
- – einem
optisch an den Empfänger
angekoppelten Empfangslichtleiter.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung handelt es
sich um eine Optik mit geometrisch getrennter Beleuchtung und Beobachtung.
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Dabei
kann der Sender ein Laser sein, dessen Licht in eine in Abstrahlrichtung
angeordnete Faser des Sendelichtleiters eingekoppelt wird. Die Laserstrahlung
tritt am Ende der Faser mit einem Divergenzwinkel aus, der der numerischen
Apertur der Faser entspricht. Sofern der Sender und Empfänger lokal
beieinander am oder im Gehäuse
angeordnet sind, können
Sendelichtleiter und Empfangslichtleiter parallel zueinander im
Gehäuse
bis zu den strahlumlenkenden bzw. abbildenden Bauteilen der Abbildungsoptik
geführt
sein. Da Lichtleiter allerdings üblicherweise
flexibel sind, ist auch denkbar, das Laserlicht von lokal auseinander
liegenden Sendern und Empfängern
in das Gehäuse
bis zur Abbildungsoptik einzukoppeln. Derartige Anordnungen sind
insbesondere für
kleine Bauräume
besonders geeignet, beispielsweise in Lighthouse-Sonden mit seitlichem Strahlaustritt.
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Das
aus dem Sendelichtleiter austretende divergente Strahlungsbündel wird
mit der ersten Strahlumlenkeinrichtung in Richtung Probe umgelenkt, welche
sich außerhalb
des optisch transparenten Messfensters befindet. Durch diese Anordnung
wird auch erreicht, dass die Strahlungsintensität des Lasers auf der Probe
zur Erzeugung eines verwertbaren Ramansignals ausreicht. Das Ramansignal
wird mit Hilfe einer zweiten Strahlumlenkeinrichtung auf das Ende
des Empfangslichtleiters eingekoppelt. Das von der Probe kommende
Ramansignal hat ein anderes Spektrum als der primäre Laserstrahl.
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Eine
Beschichtung auf der zweiten Umlenkeinrichtung ist so gewählt, dass
das Ramansignal aufgrund seines Spektrums sehr gut in Richtung zum Empfangslichtleiter
reflektiert wird. Das Laserlicht mit anderer Wellenlänge wird
dagegen entsprechend transmittiert, so dass es nicht in den Empfangslichtleiter
trifft. Das vom Empfangslichtleiter aufgenommene Ramansignal wird
auf einen Empfänger
weitergeleitet und in diesem detektiert und aufbereitet.
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Mit
der erfindungsgemäßen Anordnung
kann auch das am Messfenster reflektierte Laserlicht vom als Beobachtungskanal
dienenden Empfangslichtleiter abgetrennt werden.
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Ein
besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass die zur geometrischen
Abtrennung dienende zweite Strahlumlenkeinrichtung das Ramansignal
und das an der Probe gestreuten Laserlicht aufspaltet und nur das
zur Charakterisierung der Probe interessierende Signal zum Detektor
gelangt. Dies bietet den Vorteil, dass der Spiegel nicht nur die
geometrische Trennung von Beobachtungs- und Beleuchtungskanal gewährleistet,
sondern auch durch die Filterfunktion das Eindringen von an der Probe
gestreuten Laserlichts in den Beobachtungskanal sicherstellt. Hinzu
kommt noch der Vorteil, dass durch die erfindungsgemäße Anordnung
der zweiten Strahlumlenkeinrichtung das Licht von der Probe durch
das Messfenster seitlich einfällt,
was der Integration der Optik in den zylindrischen Messkopf, beispielsweise
mit einem Saphirfenster, entgegenkommt.
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In
bevorzugter Ausführungsform
kann im optischen Strahlweg zur Abbildung der Strahlung durch das
Messfenster auf die Probe bzw. zum Sammeln des von der Probe stammenden
Signals zumindest eine Linse nach der ersten Strahlumlenkeinrichtung und
vor der zweiten Strahlumlenkeinrichtung angeordnet sein.
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Das
aus dem Sendelichtleiter austretende divergente Strahlungsbündel wird
nun mit der ersten Strahlumlenkeinrichtung in Richtung Probe umgelenkt
und mit einer Linse zur Abbildung der Strahlung auf die Probe außerhalb
des optisch transparenten Messfensters fokussiert. Durch die Fokussierung wird
erreicht, dass die Strahlungsintensität des Lasers auf der Probe
zur Erzeugung eines verwertbaren Ramansignals entsprechend hoch
ist. Das Ramansignal wird mit Hilfe einer Linse und einer zweiten
Strahlumlenkeinrichtung auf das Ende des Empfangslichtleiters fokussiert.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann durch die erste
Strahlumlenkeinrichtung die axial einfallende Strahlung wenigstens
annähernd
in radiale Richtung umgelenkt sein. Dies kommt beispielsweise besonders
bei einer Lighthouse-Sonde zum tragen, da bei diesem Sondentyp der
Bauraum für
eine abbildende Optik äußerst begrenzt
ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der an den
Sender angekoppelte Sendelichtleiter als Faserbündel ausgestaltet sein. Alternativ
kann vorteilhafterweise der an den Empfänger angekoppelte Empfangslichtleiter
als Faserbündel
ausgestaltet sein. Beide Maßnahmen
führen
zu einer kompakten Bauweise der Sonde. Der besondere Vorteil ist
allerdings die räumliche
Entkopplung der Sender- und Empfängerseite
mit entsprechendem Freiraum bei der konstruktiven Auslegung der
Sonde.
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Alternativ
können
des Weiteren vorteilhafterweise der an den Sender angekoppelte Sendelichtleiter
und der an den Empfänger
angekoppelten Empfangslichtleiter als gemeinsames Faserbündel ausgestaltet
sein. Mit einem gemeinsamen Faserbündel wird eine besonders kompakte
Bauweise anvisiert.
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Ein
weiterer Vorteil kann resultieren, wenn der Sendelichtleiter im
Faserbündel
zentral angeordnet ist. Bei dieser kompakten Bauweise ergeben sich in
Verbindung mit der zentralen Lage des Sendelichtleiters besonders
günstige
Symmetrieverhältnisse und
damit weitere Vorteile bei der Anordnung der nachfolgenden abbildenden
Optik.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Sendelichtleiter
im Faserbündel
am ausgangsseitigen Ende aus dem Faserbündel überstehen.
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Vorteilhafterweise
kann der Sendelichtleiter im Faserbündel am ausgangsseitigen Ende
aus dem Faserbündel
so weit überstehen,
dass zwischen Bündelende
und dem Ende des Sendelichtleiters die zweite Strahlumlenkeinrichtung
anordenbar ist.
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Die
Faser steht aus dem Faserbündel
so weit heraus, dass zwischen Bündelende
und dem Ende der zentralen Laserfaser beispielsweise ein verkippter
Spiegel passt.
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Bevorzugt
kann der überstehende
Sendelichtleiter durch eine Ausnehmung in der ersten Strahlumlenkeinrichtung
hindurchgeführt
sein. Bei der technischen Realisierung kann eine Lichtleiterfaser
durch einen angebohrten Spiegel geführt und eingeklebt sein, die
entsprechend konfektioniert, geschliffen und poliert ist. Derartige
Anordnungen sind insbesondere für
kleine Bauräume
geeignet, beispielsweise zur Integration in einer Lighthouse-Sonde
mit seitlichem Strahlaustritt. Mit dieser Anordnung kann eine Optik
mit geometrisch getrennter Beleuchtung und Beobachtung realisiert
werden.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können der
an den Sender angekoppelte Sendelichtleiter bzw. der an den Empfänger angekoppelte
Empfangslichtleiter austauschbar sein. Hierdurch wird eine Messsonde
aus einzelnen Modulen aufgebaut, was eine Wartung oder Reparatur
erleichtert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die erste und/oder
zweite Strahlumlenkeinrichtung ein ebener Spiegel sein. Hieraus
ergibt sich der Vorteil, dass durch eine Schrägstellung des jeweiligen Spiegels
das Licht von der Probe seitlich einfällt, was der Integration der
Optik, beispielsweise in einen zylindrischen Messkopf mit Saphirfenster, entgegenkommt.
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Vorteilhafterweise
kann die erste Strahlumlenkeinrichtung aus mehreren Spiegeln bestehen bzw.
eine Pyramiden- oder Kegelform mit mehreren Spiegelflächen aufweisen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Strahlumlenkeinrichtung drehbar
oder schwenkbar ausgebildet ist.
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Zur
Umlenkung der vom Sendelichtleiter geführten Strahlung ist im Inneren
der Messsonde im Bereich des oder der Messfenster eine Strahlungsumlenkeinrichtung
in Form von ein oder mehreren Umlenkspiegeln denkbar. Die Umlenkspiegel
können beispielsweise über den
Umfang verteilt in einem Winkel von 45° zur Längsachse der Messsonde und des
Sondengehäuses
ausgerichtet sein, damit die axial eintreffenden Strahlen in radialer
Richtung umgelenkt und auf diese Weise radial aus dem oder den Messfenstern
austreten können,
um entsprechend auf das zu analysierende Produkt zu treffen.
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Anstelle
von mehreren über
den Umfang verteilt angeordneten Spiegeln kann auch eine Spiegeleinheit
in Kegelform, Kegelstumpfform oder Pyramidenform verwendet werden,
wobei auch bei diesen Ausführungen
entsprechende Spiegelflächen
vorgesehen sind. Bei Verwendung von mehreren Messfenstern oder einem
Messfenster, das sich über
360° erstreckt,
kann in Verbindung mit mehreren Spiegeln oder Spiegelflächen eine
Kombination von verschiedenen Messverfahren gleichzeitig durchgeführt werden,
wenn entsprechend mehrere Sende- bzw. Empfängerlichtleiter vorgesehen
sind.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann eine erste Linse
zur Abbildung der Strahlung auf die Probe und eine zweite Linse
zum Sammeln des von der Probe stammenden Signals zur Abbildung angeordnet
sein. Hierdurch wird der Strahlengang vollständig entkoppelt.
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In
weiterer bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung reflektiert, im Falle einer optischen Messung mittels
Ramanspektroskopie, die erste Strahlumlenkeinrichtung nur die Laserwellenlänge.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann, im Falle einer optischen
Messung mittels Ramanspektroskopie, zwischen dem Sendelichtleiter und
der ersten Strahlumlenkeinrichtung ein weiterer Filter angeordnet
sein, der nur die Laserwellenlänge hindurch
lässt.
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Bevorzugt
kann vorgesehen sein, dass das Material des Messfensters Saphir,
Quarz oder Glas ist. Letztendlich wird durch die verwendete Analysemethode
die Auswahl eines geeigneten Fenstermaterials festgelegt.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung fällt, im Falle einer optischen
Messung mittels Ramanspektroskopie, das von der Probe stammende
Ramansignal nicht auf das austrittsseitige Ende Sendelichtleiters.
Die optischen Wege sind dann vollständig getrennt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung reflektiert, im Falle
einer optischen Messung mittels Ramanspektroskopie, die zweite Strahlumlenkeinrichtung
nur das von der Probe stammende Ramansignal.
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Hierzu
wird die zur geometrischen Abtrennung dienende zweite Strahlumlenkeinrichtung
mit einer für
das Ramanlicht reflektierenden und für das an der Probe gestreute
Laserlicht transmittierenden Schicht ausgestattet. Mit dieser Maßnahme kann auch
das am Messfenster reflektierte Laserlicht vom Beobachtungskanal
abgetrennt werden. Dies bietet den weiteren Vorteil, dass die zweite
Strahlumlenkeinrichtung nicht nur die geometrische Trennung von Beobachtungs-
und Beleuchtungskanal gewährleistet,
sondern auch durch die Filterfunktion das Einkoppeln des an der
Probe gestreuten Laserlichts in den Beobachtungskanal sicherstellt.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Es
zeigt:
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1 eine
Ausführungsform
der Vorrichtung zur optischen Messung von Stoffen;
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2 eine
erste Ausführungsform
eines Teils der Abbildungsoptik im Bereich des Messfensters;
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3 eine
zweite Ausführungsform
eines Teils der Abbildungsoptik im Bereich des Messfensters;
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4 eine
dritte Ausführungsform
eines Teils der Abbildungsoptik im Bereich des Messfensters.
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Die
in der 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Messsonde
mit einem Sondengehäuse 1 auf,
einem externen Sender 2 und einem Empfänger 3 für optische
Strahlung. Im Sondengehäuse 1 ist vom
Sender 2 und Empfän ger 3 beabstandet
eine Abbildungsoptik 4 angeordnet. Im Strahlengang ist ein
Messfenster 5 in der Umfangswand des Sondengehäuses 1 seitlich
angeordnet. Die vom Sender 2 ausgehende Strahlung wird
in den Sendelichtleiter 6 eingekoppelt, der im Sondengehäuse 1 bis
nahe an das Messfenster 5 herangeführt ist. Dort befindet sich das
eigentliche Kernstück
der Abbildungsoptik 4. Eine erste Strahlumlenkeinrichtung 7,
hier in Gestalt eines verspiegelten Prismas dient dazu, den zunächst im
Sendelichtleiter 6 axial im Sondengehäuse geführten Strahl annähernd in
radiale Richtung umzulenken. Die erste Strahlumlenkeinrichtung 7 kann auch
ein planparalleler Spiegel sein. Mit einer optional angeordneten
ersten Linse 8 wird die Strahlung durch das Messfenster
auf die Probe 20 abgebildet. Mit einer ebenfalls optional
angeordneten zweiten Linse 9 wird das von der Probe 20 kommende
Ramansignal auf eine zweite Strahlumlenkeinrichtung 10,
hier in Form eines planparallelen Spiegels abgebildet und über den
Spiegel in den Empfangslichtleiter 11 eingekoppelt. Der
Empfangslichtleiter 11 verläuft im Sondengehäuse 1 im
Wesentlichen parallel zum Sendelichtleiter 6 und führt das
Messsignal zum Empfänger 3 zurück. Bei
dieser Ausführungsform handelt
es sich um eine Optik mit geometrisch vollständig getrennter Beleuchtung
und Beobachtung.
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Die
Messsonde ist in einem Führungsgehäuse 13 verschiebbar
gehaltert. So kann die Messsonde aus einer Stand-by-Position aus
dem Führungsgehäuse 13 herausgefahren
und in Messposition in oder an die Probe 20 gebracht werden.
In der Stand-by-Position ist im Bereich des Messfensters 5 zwischen
dem Sondengehäuse 1 und
dem Führungsgehäuse 13 ein
bodenseitig mit einer Dichtung 12 verschlossener Hohlraum
zum Spülen
ausgebildet.
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Hierzu
ist eine Spüleinrichtung 14 am
Führungsgehäuse angebracht,
mit der in erster Linie Probenrückstände entfernt
werden, die nach einer Messung am Sondengehäuse 1 und insbesondere
am Messfenster 5 anhaften. Ein Gasanschluss mit Druckprüfeinheit 15 unterstützt die
effiziente Reinigung.
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Die
weiteren 2 bis 4 zeigen
unterschiedliche vorteilhafte Ausführungsformen der abbildenden
Optik 4 unter Verwendung von Linsen 8 und 9.
So ist in 2 eine erste Ausführungsform
eines Teils der Abbildungsoptik 4 im Bereich des Messfensters 5 dargestellt.
Der an den Sender 2 angekoppelte Sendelichtleiter 6 und
der an den Empfänger 3 angekoppelten
Empfangslichtleiter 11 ist als gemeinsames Faserbündel ausgestaltet.
In diesem Bündel ist
der Sendelichtleiter 6 zentral angeordnet. In diesem Falle
steht der Sendelichtleiter 6 im Faserbündel am ausgangsseitigen Ende
aus dem Faserbündel über und
ist durch ein Loch in der zweiten Strahlumlenkeinrichtung 10,
hier ausgeführt
als planparalleler Spiegel, hindurchgeführt. Das Laserlicht trifft
so aus dem Sendelichtleiter 6 kommend direkt auf den ebenen
Spiegel der ersten Strahlumlenkeinrichtung 7, wird so in
radiale Richtung umgelenkt und über
eine erste Linse 8 durch das Messfenster 5 auf
die Probe 20 fokussiert.
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Das
von der Probe 20 kommende und durch das Messfenster 5 tretende
Signal wird durch eine zweite Linse 9 auf die zweite Strahlumlenkeinrichtung 10 fokussiert
und von dort aus in den Empfangslichtleiter 11 zur Analyse
eingekoppelt. Diese Anordnung zeigt, dass das von der Probe 20 stammende Ramansignal
nicht auf das austrittsseitige Ende Sendelichtleiters 6 fällt.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Teils der Abbildungsoptik 4 der Messsonde im Bereich
des Messfensters 5. Bei dieser Ausführungsform sind der an den
Sender 2 angekoppelte Sendelichtleiter 6 und der
an den Empfänger 3 angekoppelten
Empfangslichtleiter 11 als getrenntes Faserbündel ausgeführt. Eine
derartige Anordnung ermöglicht eine
vollständige
räumliche
Entkopplung der Sender- und Empfängerseite.
Bei dem aus dem Sendelichtleiter 6 austretenden Licht wird
zunächst über einen
Filter 16 (Notchfilter) störende Strahlungsanteile herausgefiltert,
die durch Wechselwirkung mit dem Lichtleitermaterial entstehen.
In diesem Falle wird der Sendelichtleiter 6 am planparallelen
Spiegel der zweiten Strahlumlenkeinrichtung 10, vorbeigeführt. Das
Laserlicht trifft so aus dem Sende lichtleiter 6 kommend
nach dem Filter 16 direkt auf den ebenen Spiegel der ersten
Strahlumlenkeinrichtung 7 und wird über eine Linse 8, 9 wiederum
durch das Messfenster 5 auf die Probe 20 fokussiert.
Das von der Probe 20 kommende und durch das Messfenster 5 tretende
Signal wird durch dieselbe Linse 8, 9 auf die zweite
Strahlumlenkeinrichtung 10 fokussiert. Im Anschluss wird
das Signal wiederum in den Empfangslichtleiter 11 zur Analyse
eingekoppelt.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Teils der Abbildungsoptik 4 im Bereich des Messfensters 5.
Im Unterschied zu 3 sind eine erste Linse 8 für das einfallende
Laserlicht und eine weitere zweite Linse 9 für das ausfallende
Laserlicht unmittelbar innerhalb des Messfensters 5 zur
vollständigen
geometrischen Entkopplung der Strahlführung angeordnet.