DE202012003739U1 - Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen mit Küvetten beliebiger optischer Pfadlänge: Osfia- Köpfe (one size fits it all) - Google Patents
Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen mit Küvetten beliebiger optischer Pfadlänge: Osfia- Köpfe (one size fits it all) Download PDFInfo
- Publication number
- DE202012003739U1 DE202012003739U1 DE201220003739 DE202012003739U DE202012003739U1 DE 202012003739 U1 DE202012003739 U1 DE 202012003739U1 DE 201220003739 DE201220003739 DE 201220003739 DE 202012003739 U DE202012003739 U DE 202012003739U DE 202012003739 U1 DE202012003739 U1 DE 202012003739U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cuvettes
- measuring
- path length
- optical path
- measuring system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009102 absorption Effects 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007363 regulatory process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/0303—Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0422—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using light concentrators, collectors or condensers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0425—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using optical fibers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0216—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using light concentrators or collectors or condensers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen, dergestalt, dass One size fits it all (Osfia-)Köpfe in der Form von Normschliffkernen mit integrierten Ein- bzw. Auskoppeloptiken und Lichtwellenleiteranschlüssen bzw. anstatt mit Lichtwellenleiteranschlüssen mit integrierten Lichtquellen bzw. Detektoren unter Verwendung von Rohren mit Normschliffhülsen Küvetten beliebiger optischer Weglänge bzw. vollständige Systeme zur photometrischen bzw. spektroskopischen Bestimmung von Atom- oder Molekülabsorptionen und damit -konzentrationen und/oder physikalische bzw. kolligative Eigenschaften von Substanzgemischen gemessen werden können.
Description
- Hintergrund
- Die Spektroskopie eine bewährte und schnelle Methode zur qualitativen und quantitativen Analyse vieler Elemente und Verbindungen in wässriger, gasförmiger oder fester Phase. Sie basiert meist auf der Schwächung einer Strahlung durch Wechselwirkung mit Atomen und/oder Molekülen.
- Die dazu verwendeten Messgeräte bestehen im Wesentlichen aus einer Lichtquelle, einer offenen oder geschlossenen Küvette, welches von dem zu vermessenden Fluid durchströmt wird, einem System aus Analysator und Detektor zur spektralem Analyse des eingestrahlten Lichts sowie einem Gerät zur Datenerfassung und -übermittlung.
- Als Lichtquelle werden oft Breitbandstrahler zur Messung von Molekülen oder Linienstrahler mit einer zum Analyten resonanten schmalbandigen Emissionslinie verwendet.
- Bei einer Messung entsteht Spektrum, welches nach dem Lambert-Beer-Gesetz Ix,λ = Ix=0·exp(–ελ·c·x) ausgewertez werden kann. ausgewertet werden kann.
- Dabei ist
- • Ix,λ die Lichtintensität bei der Wellenlänge λ,
- • Ix = 0 die Lichtintensität der Wellenlänge λ bei der optischen Weglänge x,
- • ελ der Extinktionskoeffizient der betrachteten Spezies bei der Wellenlänge λ und
- • c die Konzentration der betrachteten Spezies.
- Dieses Gesetz ermöglicht eine quantitative Aussage über die Konzentration der betrachteten Spezies bei bekannten Lichtintensitätsverhältnissen.
- Ein Extinktionskoeffizient ist eine naturgegebene Materialkonstante, deren Zahlenwert von Spezies zu Spezies über viele Größenordnungen variieren kann, die zu erfassende Konzentration c ist von der aktuellen analytischen Fragestellung abhängig und kann ebenfalls über viele Größenordnungen variieren.
- Die einzige vom Experimentator variierbare Größe zur Anpassung eines Messsystems an den Empfindlichkeitsbereich eines gegebenen Detektors ist die Küvettenlänge x.
- Die hier vorgestellte Erfindung bietet die Möglichkeit, aus Rohren beliebiger Länge und beliebigen Materials mittels vorgefertigter Küvetten-Endstücke (Osfia-Köpfe) Küvetten nahezu beliebiger optischer Weglänge herzustellen.
- Weiterhin bietet die Erfindung die Möglichkeit, aus den Rohr-Endstück-Kombinationen durch Integration von Lichtquellen und Detektoren vollständige Messsysteme herzustellen.
- Die Erfindung ist onlinefähig, im robusten industriellen Umfeld einsatzfähig und in der Lage, automatisch Prozesse zu steuern und zu regeln.
- Aufbau (s. Zeichnung)
- In ihrer einfachsten Ausführung bestehen die Osfia-Köpfe aus einem Konus, innerhalb dessen eine Lichtwellenleiterkupplung und eine Ein- bzw. Auskoppeloptik eingebaut ist. Zwei dieser Koni, je einer mit Lichtwellenleiteranschluss und Einkoppeloptik und einer mit Lichtwellenleiteranschluss und Auskoppeloptik werden mit den vorderen bzw. hinteren Hülsen eines Rohres mit zur Messaufgabe passender Länge verbunden. Die Lichtwellenleiteranschlüsse können dann in bekannter Art und Weise mit einer Lichtquelle bzw., auf gegenüberliegender Seite, mit einem Detektor (z. B. Spektrometer) verbunden werden.
- In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die Lichtwellenleiteranschlüsse durch geeignete integrierte Lichtquellen bzw., gegenüberliegend, durch integrierte Detektoren ersetzt.
- In besonders vorteilhafter Weise besitzen die Koni Normschliff-Kern-Abmessungen (z. B. NS 29/32), sodass die Rohre, welche das Messsystem komplettieren, an ihren Enden die besonders günstig zu gestehenden Normschliff-Hülsen besitzen können.
- Das Messfluid wird durch geeignete Prozessanschlüsse geführt, welche an gegenüberliegenden Seiten des Rohres angebracht sind.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- SMA-Anschluss oder Lichtquelle
- 2
- SMA-Anschluss oder Detektor
- 3
- Einkoppeloptik
- 4
- Auskoppeloptik
- 5
- Rohr mit Normschliff-Endhülsen, variable Länge
- 6
- Stopfenklammer
- 7
- Messfluid
- 8
- Prozessanschluss
Claims (11)
- Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen, dergestalt, dass One size fits it all (Osfia-)Köpfe in der Form von Normschliffkernen mit integrierten Ein- bzw. Auskoppeloptiken und Lichtwellenleiteranschlüssen bzw. anstatt mit Lichtwellenleiteranschlüssen mit integrierten Lichtquellen bzw. Detektoren unter Verwendung von Rohren mit Normschliffhülsen Küvetten beliebiger optischer Weglänge bzw. vollständige Systeme zur photometrischen bzw. spektroskopischen Bestimmung von Atom- oder Molekülabsorptionen und damit -konzentrationen und/oder physikalische bzw. kolligative Eigenschaften von Substanzgemischen gemessen werden können.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass zur Auswertung der Messergebnisse Chemometrie oder ähnliche mathematische Auswertungsprozeduren herangezogen wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass das Messsystem mit einem elektronischen System zur automatischen und onlinefähigen Umsetzung der mit einer der oben beschriebenen Messtechniken gewonnenen Messresultate in ein übertragbares Signal beispielsweise zur Prozesssteuerung ausgestattet wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass das Messsystem an einen Automaten zur automatischen Probenbereitstellung, evtl. Anreicherung und Messung von Proben aus dem Labor oder aus Fließsystemen angeschlossen wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass das Messsystem an einen Automaten zur eventuellen automatischen Erhöhung der Analytkonzentration, z. B. einen Adsorptionsapparat, angeschlossen wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass das Messsystem an eine Vorrichtung zur automatischen Überführung des Analyten in die Messapparatur angeschlossen wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass das Messsystem dem Analyten zugeführt wird.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 unter Verwendung eines Messgerätes zur Messung weiterer gelöster Gase oder Gasparameter.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Einsatz als Messprinzip in der Gasphase, in der Flüssigphase oder in der Festphase.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass das Messsystem mit Kugelschliffen zum einfachen Justieren ausgestattet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, dass Küvetten größerer optischer Weglänge durch Aneinanderreihung von Küvetten kleinerer optischer Weglänge mittels eines aus zwei verbundenen nach Außen sich verjüngenden Normschliffkernen hergestellt werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201220003739 DE202012003739U1 (de) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen mit Küvetten beliebiger optischer Pfadlänge: Osfia- Köpfe (one size fits it all) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201220003739 DE202012003739U1 (de) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen mit Küvetten beliebiger optischer Pfadlänge: Osfia- Köpfe (one size fits it all) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE202012003739U1 true DE202012003739U1 (de) | 2012-06-27 |
Family
ID=46579960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE201220003739 Expired - Lifetime DE202012003739U1 (de) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen mit Küvetten beliebiger optischer Pfadlänge: Osfia- Köpfe (one size fits it all) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE202012003739U1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202022000633U1 (de) | 2022-03-14 | 2022-04-05 | Christian Buck | Vorrichtung zur spektroskopischen Bestimmung von Analyten mit variabler druckabhängiger Empfindlichkeit |
| EP4242634A1 (de) | 2022-03-10 | 2023-09-13 | Christian Buck | Vorrichtung und verfahren zur spektroskopischen bestimmung von analyten mit variabler druckabhängiger empfindlichkeit |
-
2012
- 2012-04-12 DE DE201220003739 patent/DE202012003739U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4242634A1 (de) | 2022-03-10 | 2023-09-13 | Christian Buck | Vorrichtung und verfahren zur spektroskopischen bestimmung von analyten mit variabler druckabhängiger empfindlichkeit |
| DE202022000633U1 (de) | 2022-03-14 | 2022-04-05 | Christian Buck | Vorrichtung zur spektroskopischen Bestimmung von Analyten mit variabler druckabhängiger Empfindlichkeit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60222864T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur untersuchung von fluiden | |
| DE3103476C2 (de) | ||
| DE102009020252B4 (de) | Vorrichtung zur Messung der Fluoreszenz eines Mediums | |
| WO2003067228A1 (de) | Verfahren für untersuchungen an flüssigkeiten sowie vorrichtung hierfür | |
| EP3077793B1 (de) | Analysevorrichtung (photometer) mit serieller lichtführung | |
| EP2357465B1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der Photolumineszenzquantenausbeute und weiterer optischer Eigenschaften einer Probe | |
| EP2003441A1 (de) | ATR-Sensor | |
| DE10016023C2 (de) | Durchfluss-Messküvette und deren Verwendung | |
| DE202012003739U1 (de) | Vorrichtung zum Bau von Photometer- und Spektrometersystemen mit Küvetten beliebiger optischer Pfadlänge: Osfia- Köpfe (one size fits it all) | |
| DE3938142C2 (de) | ||
| DE4232371C2 (de) | Analysengerät zur Bestimmung von Gasen oder Flüssigkeiten | |
| EP1530714A1 (de) | Röntgenfluoreszenzanalyse mittels einem an die quelle und an den detektor angeschlossenen hohlleiter | |
| US9624769B2 (en) | Determination of fluid compositions | |
| CN107643261A (zh) | 一种长光程怀特池doas法测量污染气体浓度的监测仪 | |
| DE102005005727A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Online-Ermittlung von Gaszusammensetzung und der Gaseigenschaften von Brenngas | |
| DE202011004065U1 (de) | Online- Simultanmessgerät für Atome und Moleküle | |
| de Moraes Flores et al. | Direct cadmium determination in sediment samples by flame atomic absorption spectrometry using multivariate calibration procedures | |
| DE102008050046B3 (de) | Verfahren zum Bestimmen von Konzentrations-, Druck- und Temperaturprofilen in beliebigen, vorzugsweise gasförmigen Medien | |
| DE102012108620A1 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Weglänge einer Probe und Validierung der damit erhaltenen Messung | |
| Marquardt et al. | Demonstration of a high-precision optical probe for effective sampling of solids by Raman spectroscopy | |
| EP3112845A1 (de) | Vorrichtung zur optischen in-situ analyse eines messgases | |
| EP4242634A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur spektroskopischen bestimmung von analyten mit variabler druckabhängiger empfindlichkeit | |
| AT515596B1 (de) | Partikelmessgerät und Verfahren zum Messen der Massenemission und der optischen Absorption eines partikelgeladenen Probengases | |
| DE202022000633U1 (de) | Vorrichtung zur spektroskopischen Bestimmung von Analyten mit variabler druckabhängiger Empfindlichkeit | |
| EP1845362B1 (de) | Spektroskopievorrichtung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20120816 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R158 | Lapse of ip right after 8 years |