DE3423922A1 - Fotometer zur kontinuierlichen analyse mehrerer komponenten eines fluessigen oder gasfoermigen mediums - Google Patents

Fotometer zur kontinuierlichen analyse mehrerer komponenten eines fluessigen oder gasfoermigen mediums

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DE3423922A1
DE3423922A1 DE19843423922 DE3423922A DE3423922A1 DE 3423922 A1 DE3423922 A1 DE 3423922A1 DE 19843423922 DE19843423922 DE 19843423922 DE 3423922 A DE3423922 A DE 3423922A DE 3423922 A1 DE3423922 A1 DE 3423922A1
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Walter 6239 Kriftel Fabinski
Helmut 6301 Heuchelheim Medebach
Werner Dr. 6242 Kronberg Schaefer
Michael 6370 Oberursel Zöchbauer
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Hartmann and Braun AG
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Description

Hartmann & Braun _ Frankfurt, 08. Juni 1984
Aktiengesellschaft u .J- Mk/kü
Fotometer zur kontinuierlichen Analyse mehrerer Komponenten eines flüssigen oder gasförmigen Mediums
Durch die DE OS 20 14 755 ist ein Infrarot-Absorptionsgerät bekannt geworden, das mit einer in seiner Länge veränderbaren Küvette ausgestattet ist. Die Länge der Küvette wird hierbei geändert, um den Meßbereich zu ändern.
Durch die Patentanmeldung P 33 39 950.6 ist ein Fotometer zur kontinuierlichen Analyse eines flüssigen oder gasförmigen Mediums vorgeschlagen worden unter Verwendung von das Medium durchlaufendem Licht mit Wellenlängen, die von den einzelnen Komponenten des Mediums absorbiert werden, wobei der Lichtstrahlweg im zu analysierenden Medium periodisch auf zwei definierte Längen eingestellt wird. Wenn der Lichtstrahl nacheinander die Absorptionsstrecken unterschiedlicher Längen durchläuft, entstehen jeweils •Impulspaare, die zur Ermittlung der Komponentenkonzentration miteinander verknüpft .werden.
Es ist ebenfalls auch vorgeschlagen worden, zur Analyse der Komponenten eines Mediums ein Fotometer vorzusehen,- bei dem zwei Absorptionsstrecken unterschiedlicher Länge in dem zu analysierenden Medium nicht zeitlich nacheinander, sondern gleichzeitig durchlaufen werden. Hierzu wird der in das Medium einzuleitende Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt, die nach Verlassen
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des Mediums gleichzeitig zwei fotoelektrischen Empfängern zugeführt werden, deren Ausgänge zur Ermittlung der Komponentenkonzentration rechnerisch miteinander in Relation gesetzt werden.
Durch die Erfindung wird ein Fotometer zur kontinuierlichen Analyse eines aus mindestens zwei Komponenten bestehenden flüssigen oder gasförmigen Mediums, das die Merkmale des Ober- j begriffes des HauptanSpruches aufweist, weitergebildet. Die Erfindung besteht darin, daß der Eingangslichtstrahl durch einen Lichtleiter im Medium einem optischen Umlenkorgan zugeführt wird, das den Eingangslichtstrahl derart reflektiert, daß ein Teil des reflektierten Lichtes (erster Teilstrahl) nach Durchlaufen einer kurzen Absorptionsstrecke von einem . ersten Lichtleiter und ein anderer Teil des reflektierten Lichtes (zweiter Teilstrahl) nach Durchlaufen einer längeren Absorptionsstrecke von einem zweiten Lichtleiter aufgenommen : wird. Die Lichtleiter für die Teilstrahlen leiten die durch ,-.-■,. Absorption entstehenden unterschiedlichen Signale einer Ver- j arbeitungsvorrichtung zu; dort werden die Signale zur Ermittlung der Konzentration der Komponenten miteinander verknüpft. Sehr einfach gestalten sich die Verhältnisse, wenn ■ t als Lichtleiter Lichtleitstäbe verwendet werden.
Wenn sich als Umlenkorgane eine Reihe von optischen Elementen z. B. Spiegel anbieten, wird man jedoch einem Prisma mit verspiegelten Katheten den Vorzug geben. Die Anordnung eines Prismas bringt den Vorteil, daß der Lichtleiter für den Eingangslicht-"'. strahl direkt an die Oberfläche des Prismas angekoppelt werden kann. Dadurch entsteht keine"Übergangszone. ..
Die Lichtleiter sind mit dem Prisma zu einer kompakten bau- ■■"." liehen Einheit verbunden, die einfach in einen von dem zu analysierenden Medium durchströmten Behälter eingesetzt werden kann.
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Es ist möglich, den so entstandenen Sensor mit einer Strahlungsquelle zu kombinieren. Auf diese Weise entsteht ein Analysator für Gase oder Flüssigkeiten von einer Höhe von etwa 30 cm und einem Durchmesser von weniger als 20 cm.
Ein Ausführungsbeispiel des gemäß der Erfindung hergestellten Fotometers wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Figur 1 stellt den in ein Medium einzusetzenden Teil des
Fotometers dar;
Figur 2 stellt einen Teil der Anordnung nach Fig. 1 im Seitenriß dar;
Figur 3 stellt im Prinzip den Gesamtaufbau des Fotometers dar und Figur 4 gibt eine Strahlungsquelle wieder.
Der in das zu analysierende Medium einzusetzende Teil des Fotometers besteht aus dem Lichtleiter 1,'der das Eingangs- C licht direkt an das Prisma 2 weitergibt; zwischen dem Ende des Lichtleiters 1 und der Oberfläche des Prismas 2 befindet sich keine Zwischenschicht. Das an das Prisma 2 weitergegebene Eingangslicht pflanzt sich im Prisma in Form des Kegelstumpfes fort (enge Schraffur); es verläßt das Prisma in Form des Kegels (weite Schraffur). Ein Teil des reflektierten Lichtes wird nach Durchlaufen einer kurzen Absorptionsstrecke 5 von dem Lichtleiter 6 (erster Teilstrahl) aufgenommen. Ein weiterer Teil des reflektierten Lichtes wird nach Durchlaufen der längeren Absorptionsstrecke 7 von dem Lichtleiter 8 aufgenommen (zweiter Teilstrahl). Die Längen der Absorptionsstrecken sind variabel; sie werden den jeweiligen Meßaufgaben angepaßt.
Eine hohe Meßempfindlichkeit wird dadurch erreicht, daß der Durchmesser des Lichtleiters 8 größer gewählt wird als der Durchmesser des Leiters 6.
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Die in Fig. 1. dargestellte Einheit 9 stellt einen Sensor dar, der zur in-line Messung vorzüglich geeignet ist. Sie läßt sich, wie Fig. 3 erkennen läßt, baulich mit einem Gehäuse 10 zusammensetzen, in dem eine Strahlungsquelle 11 angeordnet ist sowie eine Empfangseinrichtung 12 für die Signale, die durch die Lichtleiter 6 und 8 zugeführt werden. Mit Hilfe des Flansches wird das Fotometer an den von einem zu analysierenden Medium durchströmten Behälter angeschlosssen.
Als Lichtleiter 1, 6 und 8 können starre Lichtleitstäbe verwendet werden. Ebenso lassen sich die Lichtleiter 1, 6 und 8 aus Faserbündeln herstellen. Es ist auch möglich, den unteren " Teil der Lichtleiter starr auszubilden und den oberen Teil als Faserbündel. ■
Zur Kalibierung wird eine Küvette in den zweiten Teilstrahl, d. h. in den Teilstrahl, der die längere Absorptionsstrecke durchläuft, geschoben. Die Empfangseinrichtung 12 läßt sich „J so ausbilden, daß sie diese Kalibrierküvette aufnehmen kann. ; Die Empfangseinrichtung kann mit einem Temperatur-Korrekturglied ausgestattet sein, das dem Umstand Rechnung trägt, daß das Fotometer in Medien unterschiedlicher Temperatur eingesetzt wird.
Figur 4 läßt das Beispiel einer Strahlungsquelle 11 erkennen. Die Glühlampen 13 und 14 sind rechtwinklig einander zugeordnet. Vor der Lampe 13 ist das Interferenzfilter 15 angeordnet; vor der Lampe 14 befindet sich das Interferenzfilter 16. Die Interferenzfilter 15 und 16 lassen jeweils eine Wellenlänge des auf sie treffenden Lichtes passieren. Die durch die Interferenz-■ filter 15 und 16 weitergeleiteten Wellenlängen sind voneinander verschieden. . . ■
Das durch die Interferenzfilter 15 und 16 hindurchtretende Licht wird durch den teildurchlässigen Spiegel 17 zu einer Kollimatorlinse 18 weitergeleitet. Das gebündelte Licht verläßt die Strahlungsquelle 11 durch die verstellbare Blende in Form eines Kegels, der von dem Lichtleiter 1 aufgenommen wird.
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Claims (7)

Patentansprüche
1. Fotometer zur kontinuierlichen Analyse eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, bei dem ein der Analyse dienender Eingangslichtstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird, die im Medium zur Erzeugung eines Signalpaares jeweils gleichzeitig zwei verschieden lange Absorptionsstrecken durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangslichtstrahl durch einen Lichtleiter (1) im Medium einem optischen Umlenkorgan (2) zugeführt wird, das den Eingangslichtstrahl derart reflektiert, daß ein Teil des reflektierten Lichtes (erster Teilstrahl) nach Durchlaufen einer kurzen Absorptionsstrecke (5) von einem ersten Lichtleiter (6) und ein anderer Teil des reflektierten Lichtes (zweiter Teilstrahl) nach Durchlaufen einer längeren Absorptionsstrecke von einem zweiten Lichtleiter (8) aufgenommen wird. ■" '''**"'"' ·■''-'JiOf^f"
2; Fotometer nach Anspruch 1 ,· Vdaiäürch gekennzeichnet, daß der Eingangslichtstrahl und die Teilstrahlen durch Lichtlei tstäbe (1, 6, 8) geführt werden.
3. Fotometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Umlenkorgan (2) ein Prisma mit verspiegelten Katheten vorgesehen ist.
4. Fotometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (1) für den Eingangslichtstrahl direkt an die Oberfläche des Prismas (2) angekoppelt ist.
5. Fotometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (1, 6, 8) zusammen mit dem Prisma (2) eine kompakte bauliche Einheit bilden, die in einen vom zu analysierenden Medium durchströmten Behälter eingesetzt werden kann.
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6. Fotometer nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kalibierung des Fotometers in den zweiten Teilstrahl eine Küvette (Kalibrierküvette) eingeschoben ist.
7. Fotometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die " Kalibrierküvette in die Empfangseinrichtung (12) hineingesteckt wird.
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DE102017001484A1 (de) 2017-02-16 2018-08-16 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Verfahren und Anordnung zum Kalibrieren von Vorrichtungen zur Erkennung von Blut oder Blutbestandteilen in einer Flüssigkeit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017001484A1 (de) 2017-02-16 2018-08-16 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Verfahren und Anordnung zum Kalibrieren von Vorrichtungen zur Erkennung von Blut oder Blutbestandteilen in einer Flüssigkeit
US10987459B2 (en) 2017-02-16 2021-04-27 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Method and system for the calibration of devices for identifying blood or blood constituents in a fluid

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