DE3422309A1 - Photometer for continuous analysis of a medium - Google Patents
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Abstract
Description
"Fotometer zur kontinuierlichen Analyse eines Mediums""Photometer for the continuous analysis of a medium"
Zusatz zu Patent , Patentanmeldung P 33 39 950.6 Das Hauptpatent betrifft ein Fotometer zur kontinuierlichen Analyse eines aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Mediums unter Verwendung eines das Medium durchlaufenden Lichtes mit Wellenlängen, die von den einzelnen Komponenten des Mediums absorbiert werden. Durch den Hauptanspruch 1 des Hauptpatentes wird geschützt, daß der Lichtstrahlweg im zu analysierenden gasförmigen oder flüssigen Medium periodisch auf zwei definierte Längen eingestellt wird.Addition to patent, patent application P 33 39 950.6 The main patent concerns a photometer for the continuous analysis of one of at least two components existing medium using a light passing through the medium Wavelengths that are absorbed by the individual components of the medium. By the main claim 1 of the main patent is protected that the light beam path in gaseous or liquid medium to be analyzed periodically to two defined Lengths is set.
Zur periodisch sich wiederholenden Einstellung des Lichtstrahlweges auf zwei Längen ist eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen, durch die ein den Lichtsrahl reflektierender Spiegel periodisch von einer Endlage in die andere Endlage gebracht wird.For periodically repeating adjustment of the light beam path A displacement device is provided over two lengths through which the light beam reflecting mirror periodically brought from one end position to the other end position will.
Für jede Komponente des Mediums wird ein Signal nach Durchlaufen der kürzeren Strecke erzeugt (Referenzsignal) sowie ein Signal nach Durchlaufen der längeren Strecke (Meßsignal); aus dem so entstehenden Signalpaar wird in einer Signalverknüpfungseinheit ein Quotient zur Speicherung gebildet.For each component of the medium a signal is generated after passing through the shorter distance generated (reference signal) as well as a signal after passing through the longer distance (measurement signal); the resulting pair of signals is converted into a signal combination unit a quotient for storage is formed.
Durch die Erfindung wird das Fotometer gemäß dem Hauptpatent in vorteilhafter Weise weitergebildet. Die Erfindung besteht darin, daß der zur Erzeugung des Signalpaares vorgesehene Lichtstrahl vor dem Eindringen in das zu analysierende Medium in zwei periodisch gegenphasig unterbrochene Teilstrahlen aufgeteilt ist, von denen der eine im Medium eine größere Strecke durchläuft als der andere, die nach Verlassen des Mediums einem dispergierenden optischen Element zugeleitet werden.The invention makes the photometer according to the main patent more advantageous Wise trained. The invention consists in that the generation of the signal pair provided Light beam before penetrating into the one to be analyzed Medium is divided into two partial beams that are periodically interrupted in antiphase, one of which travels a greater distance in the medium than the other, the after leaving the medium are fed to a dispersing optical element.
Zur periodischen gegenphasigen Unterbrechung der Teilstrahlen kann ein Blendenrad vorgesehen sein.For periodic out-of-phase interruption of the partial beams can an aperture wheel may be provided.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung kann zur Analyse jedes Mediums eingesetzt werden, das aus mindestens zwei Kom-.The arrangement designed according to the invention can be used for analysis Medium are used, which consists of at least two com.
ponenten besteht. Das Fotometer nach dem Hauptpatent kann auch so aufgebaut sein, daß zwei abwechselnd eingeschaltete Lichtquellen unterschiedlicher Frequenzen vorgesehen sind, wobei zur Erzeugung des Signalpaares jeder der zwei Lichtstrahlen vor Eindringen in das zu analysierende Medium in zwei Teilstrahlen aufgeteilt ist, die nach Verlassen des Mediums auf zwei getrennte Fotoempfänger auftreffen, die in den Spektralbereichen des Lichtes beider Lichtquellen sensitiv sind. Hierbei jedoch durchlaufen die Teilstrahlen im Medium gleichzeitig zwei parallele Absorptionsstrecken unterschiedlicher Länge.components. The photometer according to the main patent can also do so be constructed that two alternately switched on light sources of different Frequencies are provided, with each of the two to generate the signal pair Light rays before penetrating the medium to be analyzed in two partial rays is split up after leaving the medium on two separate photo receivers that are sensitive in the spectral ranges of the light from both light sources are. Here, however, the partial beams in the medium pass through two parallel ones at the same time Absorption sections of different lengths.
Einfach gestalten sich die Verhältnisse, wenn zur Zweiteilung des Lichtrahles ein zweigeteiltes Lichtfaserbündel vorgesehen wird. Es ist auch möglich, hierzu schräggestellte Spiegel zu benutzen. Der Lichtstrahl fällt auf einen teildurchlässigen Spiegel, der einen Teil des Lichtes in das Medium sendet und einen Teil auf einen zweiten Spiegel richtet, der den zweiten Teilstrahl in das Medium sendet.The ratios are simple if the Light beam a two-part light fiber bundle is provided. It is also possible, to use inclined mirrors for this purpose. The light beam falls on a partially transparent one Mirror that sends part of the light into the medium and part onto you directs second mirror, which sends the second partial beam into the medium.
Ausführungsbeispiele eines Fotometers, die erfindungsgemäß ausgebildet sind, werden anhand der Zeichnung erläutert, in der Figur 1 ein Fotometer zur Analyse eines Mediums erkennen läßt, das aus mindestens zwei Komponenten besteht und Figur 2 ein Fotometer zur Analyse eines aus zwei Komponenten bestehenden Mediums erkennen läßt.Embodiments of a photometer designed according to the invention are explained with reference to the drawing, in FIG. 1 a photometer for analysis of a medium that consists of at least two components and figure 2 recognize a photometer for analyzing a two-component medium leaves.
In der Anordnung nach Fig. 1 ist das aus mindestens zwei Komponenten bestehende Medium, das den Behälter 1 in Richtung des Pfeiles 2 durchströmt, zu analysieren, und zwar kontinuierlich.In the arrangement according to FIG. 1, this consists of at least two components existing medium that flows through the container 1 in the direction of arrow 2, too analyze, continuously.
Hierzu ist eine Lichtquelle 3 vorgesehen, die Licht verschiedener Wellenlängen auf den geneigten Spiegel 4 sendet, der teildurchlässig ist. Ein Teil des Lichtes (Teilstrahl 5) wird von dem Spiegel 4 durch die Lichtleitvorrichtung 6 in den Behälter 1 reflektiert. Der Teilstrahl 5 durchläuft das Medium auf der Strecke 8 und verläßt den Behälter 1 durch die Lichtleitvorrichtung 7.For this purpose, a light source 3 is provided, the light of different Sends wavelengths to the inclined mirror 4, which is partially transparent. A part of the light (partial beam 5) is from the mirror 4 through the light guide device 6 reflected in the container 1. The partial beam 5 passes through the medium on the Path 8 and leaves the container 1 through the light guide device 7.
Der Teil des Lichtes, der den Spiegel 4 durchdringt, fällt auf den geneigten Spiegel 9, der das gesamte auf ihn treffende Licht (Teilstrahl 10) durch die Lichtleitvorrichtung 11 in den Behälter 1 sendet. Der Teilstrahl 10 durchläuft in dem Medium die Strecke 12 und verläßt den Behälter 1 durch die Lichtleitvorrichtung 13. Zur Erzielung der gewünschten Wirkung ist die Durchlaufstrecke 12 wesentlich länger als die Durchlaufstrecke 8.The part of the light that penetrates the mirror 4 falls on the inclined mirror 9, the entire light hitting it (partial beam 10) through the light guide device 11 sends into the container 1. The partial beam 10 passes through in the medium the path 12 and leaves the container 1 through the light guide device 13. To achieve the desired effect, the flow path 12 is essential longer than the run-through distance 8.
In dem Weg der Teilstrahlen 5 und 10 ist ein Blendenrad 14 angeordnet, das die Teilstrahlen periodisch gegenphasig unterbricht.An aperture wheel 14 is arranged in the path of the partial beams 5 and 10, which interrupts the partial beams periodically out of phase.
Hinter dem Blendenrad 14 sind die schrägstehenden Spiegel 15 und 16 vorgesehen, die die Teilstrahlen 5 und 10 in Richtung des Prismas 17 umlenken. Das dispergierende Licht 18 des Prismas 17 wird von einer Detektorzeile 19 aufgenommen, deren einzelne Fotoempfänger im interessierenden Spektralbereich empfindlich sind. Das erfindungsgemäß ausgebildete Fotometer arbeitet weiter wie im Hauptpatent beschrieben.Behind the aperture wheel 14 are the inclined mirrors 15 and 16 provided, which deflect the partial beams 5 and 10 in the direction of the prism 17. That dispersing light 18 of the prism 17 is picked up by a detector line 19, whose individual photo receivers are sensitive in the spectral range of interest. The photometer designed according to the invention continues to operate as described in the main patent.
Das zur Analyse eines Mehr-Komponenten-Mediums zu verwendende Fotometer nach Fig. 2 ist mit zwei Lampen 20 und 21 ausgestattet. Zur Erzeugung von Lichtstrahlen unterschiedlicher Frequenzen sind vor den Lampen 20 und 21 Interferenzfilter 23 und 24 vorgesehen. Die Lampen 20 und 21 werden durch einen elektronischen Geber so gesteuert, daß sie abwechselnd Lichtstrahlen auf den teildurchlässigen Spiegel 25 und den reflektierenden Spiegel 26 senden. Das vom Spiegel 25 reflektierte Licht (Teilstrahl 27) tritt durch die Lichtleitvorrichtung 28 in den Behälter 1 ein, den das Medium, z. B. ein Gas, in Richtung des Pfeiles 2 durchströmt. Dieser Teilstrahl 27 durchläuft das Medium auf der Strecke 29, tritt in die Lichtleitvorrichtung 30 ein, durch die er den Behälter 1 verläßt und trifft auf den fotoelektrischen Empfänger 31, der in dem Spektralbereich des Lichtes beider Lampen 20 und 21 sensitiv ist.The photometer to be used to analyze a multi-component medium 2 is equipped with two lamps 20 and 21. For generating rays of light of different frequencies are interference filters 23 in front of the lamps 20 and 21 and 24 provided. The lamps 20 and 21 are controlled by an electronic transmitter controlled so that they alternate light rays on the partially transparent mirror 25 and the reflecting mirror 26 send. The light reflected from the mirror 25 (Partial beam 27) enters the container 1 through the light guide device 28, the the medium, e.g. B. flows through a gas in the direction of arrow 2. This partial beam 27, the medium passes through the path 29 and enters the light guide device 30 a through which it leaves the container 1 and meets the photoelectric receiver 31, which is sensitive in the spectral range of the light from both lamps 20 and 21.
Der Teil der den teildurchlässigen Spiegel 25 durchlaufenden Lichtstrahlen wird durch den geneigten Spiegel 26 durch die Lichtleitvorrichtung 32 in den Behälter 1 reflektiert (Teilstrahl 33). Der Teilstrahl 33 durchläuft in dem zu analysierenden Medium die Strecke 34, verläßt den Behälter 1 durch die Lichtleitvorrichtung 35 und trifft auf den fotoelektrischen Empfänger 36, der wie der fotoelektrische Empfänger 31 in dem Spektralbereich beider von den Interferenzfiltern 23 und 24 durchgelassenen Lichtstrahlen empfindlich ist. Die Wirkung der Erfindung setzt voraus, daß die von den Teilstrahlen 27 und 33 in dem Medium durchlaufenen Teilstrecken 29 und 34 unterschiedlich lang sind.The part of the light rays passing through the partially transparent mirror 25 is through the inclined mirror 26 through the light guide device 32 into the container 1 reflected (partial beam 33). The partial beam 33 passes through the to be analyzed Medium, the path 34, leaves the container 1 through the light guide device 35 and encounters the photoelectric receiver 36, which is like the photoelectric receiver 31 in the spectral range of both of the interference filters 23 and 24 transmitted Light rays is sensitive. The effect of the invention assumes that the of the partial stretches 29 and 34 traversed by the partial beams 27 and 33 in the medium are different are long.
Den fotoelektrischen Empfängern 31 und 36 ist ein nicht dargestellter elektronischer Schalter zugeordnet, dem zwei elektronische Verarbeitungsstufen, insbesondere zwei logarithmisch arbeitende Differenzverstärker nachgeordnet sind. Der elektronische Schalter ist mit dem elektronischen Geber für die Lampen 20 und 21 synchronisiert. Der elektronische Schalter führt jeweils die Signale beider fotoelektrischen Empfänger 31 und 36 gegenphasig einem dieser elektronischen Verarbeitungsstufen zu.The photoelectric receivers 31 and 36 are not shown electronic switch assigned to the two electronic processing stages, in particular two logarithmically operating differential amplifiers are arranged downstream. The electronic switch is with the electronic transmitter for the lamps 20 and 21 synchronized. The electronic switch carries the signals from both photoelectric ones Receivers 31 and 36 in phase opposition to one of these electronic processing stages to.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Spiegel 4, 9 (Fig. 1) und 25, 16 (Fig. 2) außerhalb des Behälters 1 vorgesehen. In betriebstechnischer Hinsicht ist es jedoch u. U. vorteilhaft, diese Spiegel im Medium anzuordnen.In the illustrated embodiments, the mirrors 4, 9 (Fig. 1) and 25, 16 (Fig. 2) are provided outside the container 1. In operational However, it may be advantageous to arrange these mirrors in the medium.
Das anhand der Fig. 2 erläuterte Fotometer kann insbesondere zur Analyse eines Mediums benutzt werden, das aus zwei Komponenten besteht.The photometer explained with reference to FIG. 2 can in particular be used for analysis a medium that consists of two components.
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- 1984-06-15 DE DE19843422309 patent/DE3422309A1/en not_active Ceased
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