SE424022B - Fiberoptiskt metdon for spektralanalys - Google Patents

Description

10 15 25 35 8007376-0 genom att temperatur-regleringen utföres i komponenterna. själva. Den variation i emissions- och känslighetsspektra, som behövs för utvärdering av mätvärdet, kan därigenom göras genom att ljuskällans och fotodetektorns temperatur vari- eras a Vid mätning av fysikaliska och kemiska storheter med hjälp av fiberoptiska i system kan förändringar hos ljusets spektralsammansättning utgöra mått på aktuell mätstorhet. För att göra en noggrann spektralazialys krävs, att spektral- fördelningen hos använda ljuskällors emission och använda ljusdetektorers käns- lighet noggrant kontrolleras, vilket oftast kräver temperaturstabilisering av ljuskällor, fotodetektorer och tillhörande optiska filter, och föreliggande uppfinning utgör just en lösning på detta problem.

Uppfinningen och teknikens ståndpunkt är närmare exemplifierade i bifogade figurer, av vilka fig 1 visar ett blockschema av ett typiskt fiberoptiskt mät- system, känt genom svensk patentskrift 7812949-1. Ett system enligt uppfin- ningen visas i fig 2, och i fig 5 visas kurvor på strömmen genom lysdioden vid en anordning enligt uppfinningen. Fig Sa är en ström-spänningskurva för 1 ett system där temperaturkorrektion göres och fig Bb ett system där temperatur- korrektionen görs med strömpulser av konstant längd. Fig So visar ström- och spänningskarvor för ett system där korrektion av temperaturen göres efter varje mätintervall, och fig 5 har en adaptiv styrning av lysdiodströmmen. Ett system med fixt emissionsspektnzm visas i fig 4 och~ 5, och i fig 6 visas mottagning av ljuset, där förloppet är uppdelat i tre intervall. Fig 7 visar ett mottagar- system, där analys av ljusets spektralfördelzming göres, och fig 8 visar ett mätsystem av samma typ som visas i fig 2, uppbyggt med de block som beskrivas | i anslutning till fig 5-7. Fig 9 visar ett mätdon av samma typ som i fig 2, g där mätsigzmalenia består av en växelsignal av viss frekvens. Fig 10 visar ett system för multiplexing, där ett flertal sensorer utnyttjar samma elektronik- system. s I fig 1 visas ett system enligt känd teknik (se svensk patentslcrift 78129494) med ett blockschema över ett typiskt fiberoptiskt mätsystem för spektralanalys. lvíätstorheten, t ex temperatur, tryck eller pH, påverkar de spektrala egenskaperna, t ex absorptions- eller luminiscensspektrlzm, hos sensorn 1. I och för spektral- analys av sensorn 1 sändes ljus från tvâ skilda lysdioder 11 och 12 genom ljus- ledazcrxa 7, 8, 3 och 2 till sensorn 1, och det av sensorn. 1 påverkade ljuset detekteras av fotodioderna 13 och 14, kopplade till sensorn via ljusledarna 9, 10, 4 och 2. För sammanlàlrxlming av ljusledarrxa användes ljusledarförgreningarna 5, 6a och 6b. 10 15 20 55 8007576-0 För att garantera våglängd-smässigt fixerade emissionsspektra från lysdioderna 11 och 12 drivs dessa med konstant ström från strömregmllatorenza. 21 respektive 25 och hålles vid konstant temperatur av temperaturregulatorerxxa 22 respektive 24 kopplade till ugnarna. 17 respektive 18, anordnade lccing lysdioderna 11 och 12. Pâ motsvarande sätt hålles fotodioderna 13 och 14 med tillhörande optiska filter 15 respektive 16 vid konstant temperatur av temperaturregulatorerna 26 respektive 28, kopplade till ugxarna 19 respektive 20. 25 och 27 utgör förstär- kare, som förstärker detektorsigxxalerna., och är i detta fall kopplade till en elektronisk kvotbildare 29 för erhållande av en mätsigzxal till det visade instrumentet. Ett exempel på användning av det skisserade systemet enligt fig 1 är temperaturmätning, varvid en absorptionskants temperatur-beroende hos sensor- materialet analyseras. Därvid kan lysdiod. 11 sända ljus i samma våglängdsområde som absorptionskanten befinner sig i, medan lysdiod 12 sänder ljus i ett våg- längdsområde, som ej sammanfaller med absorptionskanten. Filtret 15 filtrerar bort ljus från lysdioden 12, varför signalen från fotodioden 15 härrör från lys- diod 11. På samma. sätt blockerar 16 signalen från 11. Således kommer tempera- turen i huvudsak att påverka. signalen från 15, medan signalen från 14 utgör en referenssigrml. Efter kvotbildzángen i 29 erhålles därför en för stabiliteten i fiber 2 kompenserad mätsignal. lffitsystemet enligt fig 1 är relativt komplext och kräver precisionsfördelning av komponenter, såsom ljusledarförgreningar och temperaturreglerade ugnar. Sam- tidigt erhålles förluster i ljusledarförgreningarna, vilket minskar systemets signal/brus-förnållenae.

I föreliggande uppfinning minskar dessa problem drastiskt genom att temperatur- regleringen utföres i komponenterna själva och genom att emissions- och känslig- hetsspektra varieras genom att variera temperaturen hos ljuskällor-na respektive emittramza. Hur ett enlig-t uppfinningen förenklat system kommer att se ut visas i fig; 2. Lysdiodenza. 11 och 12 med ugnarna 17 respektive 18 enligt fig 1 har ersatts av en enda. internt temperatur-styrd lysdiod 11, och fotodioderna. 15 och 14 med filtren 15 respektive 16 och ugnama. 19 respektive 20 enligt fig 1 har ersatts av en enda internt temperaturstyrd fotodiod med integrerat bandgap- filter. (se sig 2.) samtidigt har ljusleaeme 7, s, 9 och 10 samt förgreningame 6a och 6b Inirmat elimineras i fig 2. Denna förenkling av optoelektroriiksidan har uppnåtts på. bekostnad av mer komplexelektroník 31 och 52, vilken kommer att beskrivas i det följande. BesIQ-ivrxingen är utförd för det fall då man önskar ett fixerat emissionsspektrum från 11 och ett variabelt känslighetsspektmam för 15, Fuzzktíonerna ha ett variabelt emissionsspektrum och fixerat känslighete- spelctium eller både variabelt emissions- och känslighetsspektrxzm kan enkelt er- hållas genom variation av utföringsformen enligt fig 2. 10 15 20 25 soowzvs-o 4 I det fall man önskar emissionsspektrum fixerat till form och läge, men där icke intensiteten är kritisk, kan lysdioden 11 temperatxirstabiliseras genom att ström- men I genom dioden och spänningen Ü över dioden mätes och strömmen I regleras så att U/lnl hållas konstant. Ett annat sätt är att direkt mäta temperaturen med en temperatursensor (termistor, diod eller termoelement) i god termisk kontakt med lysdioden, och styra strömmen genom lysdioden så., att temperaturen hålles kon- stant. Lysdioden själv kan fungera som temperatursensor om man under vissa inter- vall avbryter dess normala furzktion och kör en konstant ström genom dioden.

Spänningsfallet över lysdioden ger då ett mätvärde på temperatur, som används för att styra arbetsströmmen så., att lysdiodtemperaturen hålles konstant.

I fig 5 visas kurvor på. strömmen I genom lysdioden och spänningen U över lys- dioden för olika sätt, som kan användas när man önskar ett emitterat spektrum, som är fixt även till intensiteten. Gemensamt för alla fallen är, att matför- loppet tidsmässigt uppdelas i två intervall. Under ett intervall drivs normal arbetsström IO genom lysgioden och mätningen utföres genom analys av ljuset från sensorn, och samtidigt mätas spänningen över lysdioden och ger ett mått på dess temperatur. Beroende på. eventuella avvikelser i lysdiodtemperatur sker en korrek- tion av temperaturen genom att strömmen genom lysdioden under nästa intervall kan varieras i förhållande till lo. Därefter kommer åter ett mätintervall med normal arbetsström IO. I fig 'ja visas ström och spalnningskurvor för ett system, där temperaturkorrektion göres med strömpulser med konstant amplitud, men av en längd som styrs av den uppmätta temperaturavvikelsen under närmast föregående mätintervall. Strömpulserna. kan vara positiva eller negativa i förhållande till den normala arbetsströmmen Io beroende på. om temperaturen är mindre eller större än sitt börvärde.

Kurvorna i fig Eb visar ett system, där temperaturkorrektionen göres med ström- pulser av konstant längd, men vars amplitud styrs av temperaturavvikelsen under närmast föregående mätintervall. Beroende på temperaturavvikelsens tecken är strömpulserna positiva eller negativa i förhållande till Io.

Fig šc visar ström- och spänningskurvor för ett system, där korrektion av tempe- raturen göres efter varje mätintervall genom strömpulser av konstant längd och med konstant amplitud. Pulserna är positiva eller negativa i förhållande till Io vars ström- och späzmingskurvor visas i fig Sd, har en adaptiv styrning av lys- diodströmmen. Efter tillslag, när lysdiodtemperaturen avviker från sitt bör- , beroende på. om temperaturen är mindre eller större än börvärdet. Systemet, värde, ges korrektionen i form av strömpulser med en energi, som beror av den uppmätta temperaturavvikelsen. I stationärtillstånd ges korrektionspulser först 10 15 25 50 55 8007376-0 när spärmingen över dioden visar, att dess temperatur' avviker från bör-värdet med ett förut bestämt värde.

Utformningen av ett system för att åstadkomma ett fixt emissionsspektrum visas i fig 4 och 5. Systemet är av den typ som ger ström- och spänningskurvor på sätt som visas i fig 50.

I fig 4 visas en elektroniklu-ets 55, bestående av drivsteg för lysdiodströmmen och kretsar för mätning av ström och spänning. Ett strömdrivsteg med inbyggd regulator 36 driver via en strömshunt 55 ström genom lysdioden 11. Strömmen genom dioden mätes via shunten 55 och en förstärkare 54. Strömvärdet jämföres med börvärdet i en jämförare 57, vars utsignal bildar insigzal till drivsteget 36. Alternativt kan en ljusreglering införas, varvid lysdiodljuset återkopplas via en fotodiod. Börvärdet för strömmen bildas genom att utspänningen från en spärmingsreferens 42 delas ner i en spänningsdelare, bestående av motstånd 45, 44, 45 och 46. Från de olika uttagen på. spänningsdelaren kan spänningar-na H1, H2 och H5, svarande mot strömmarna I1, Io respektive I; i fig 5c, kopplas in.

Inkopplingen görs med switchar 59, 40 respektive 41, som styrs av signalerna X1, X2 och X5. Spänningen Uf över lysdioden mätes genom en förstärkare 58 och ger ett mått på temperaturen hos dioden. Som systemet är ritat i fig än, 4 och 5 sker temperaturmätning endast vid den konstanta strömmen I . Ett annat alter- nativ är att mäta temperaturen vid godtycklig ström genom att korrigera Uf för den ström, som köres under mätningen.

I fig 5 visas en elektronikkrets 49, som styr växlingen mellan tidsintervallen för mätning och temperatvrkorrektion av lysdioden och som ger styrsignaler för omlzoppling av strömbörvärde. En fyrkantvåg-scillator 50 styr mät- och kalibre- ringsintervallens längd. När oscillatorsignalen är "hög", har logisk etta, blir styrsignalen 1:2 "hög", samtidigt som styrsignalerna 11 och X5 hålls "låga" genom en inverterare 55 och två ooh-grindar 56 och 58. Därigenom kopplas bör- värdet H2, som ger lysdiodströmmen 10 in. Spänningen över lysdioden Uf jämföras i en jämförarkrets 51 med spänningen Vref från spänningsreferensen 52. Skill- naden går till en komparator 53, vars utsignal är "hög" när Uf < Vref. Utsign - len från komparatorn 55 klockas in på en ID-vippa 54 av att oscillatcrsignalen går låg. Den låga oscillatorsignalen gör att styrsignalen 1:2 hålls "låg" sam- tidigt som signalvägen via och-grindarna 56 och 58 öppnas. Beroende på signalen ut från vippen 54 blir en av signalerna X1 eller 1:5 hög, medan den andra hållas låg genom att en inverterare 57 ligger i den ena grenen. Om diodspänrfingsfallet under föregående mätintervall var mindre än referensvärdet, dvs dioden var för L \ . 10 15 20 25 §O 55 8007376-0 varm, koxmner utsignalen från D-vippan 54 att vara "hög" och signalen x1 blir "hög" och 1:5 "låg". Därigenom kopplas strömmen I1 till dioden. Om diodspän- ningsfallet är större än 'börvärdet blir xš "hög" och strömmen 15 kopplas till dioden.

En alternativ utförandeform fås om lysdioden 11 monteras tillsammans med en separat värmare, som kan bestå av en diod eller resistans i god termisk kontakt med lysdioden, eventuellt på. samma halvledarbrickal Genom lysdioden köras en konstant ström Io och spänningsfallet över dioden användes för att styra ström- men genom värmaren så, att spänningen över lysdioden och därigenom dess tempe- ratur hålles konstant. I stället för värmaren kan i detta fallet en termoelekt- risk kylare användas, och dess ström styras så., att spänningsfallet över lys- dioden och därmed temperaturen hålles konstant.

Vid temperaturkontroll av fotodioden för mottagning av ljuset måste förloppet uppdelas i tre intervall enligt fig 6. Först ett temperaturmätintervall, då en konstant ström köres genom fotodioden samtidigt som spänningsfallet över den mätes och därigenom ger ett värde på temperaturen. Under nästa intervall, korrektionsintervall, körs en ström genom fotodioden, som är beroende på den temperatur som mätte upp under temperaturmätintervallet och ger en korrektion av fotodiodens temperatur. Tredje intervallet utgör mätintervall, då fotodioden arbetar på normalt sätt som ljusdetektor. För temperaturckontroll av fotodioden kan de metoder som föreslagits. för temperaturkontroll av lysdioden användas.

Fotodioden kan också vara försedd med en separat värmare i god termisk kontakt med dioden. värmaren kan vara en resistans eller diod, eventuellt integrerad på samma halvledarbricka som fotodioden. Den kan dessutom tjäna som temperatur- sensor om den är en diod eller ett temperatur-beroende motstånd. Ett sätt att göra ternperaturstabilisering är att köra värmardioden så, att U/lnI hållas konstant. g Ebcempel på mottagardelen i ett mätsystem med temperaturstyrning av fotodiod 15 visas i fig 7. Kurvan över strömmen genom fotodioden visas i fig 6 liksom två klocksignaler CP1 och GP2. Av kurvan över strömmen genom fotodioden, som visas i fig 6a, framgår hur arbetsförloppet uppdelas i intervall. Under temperatur- mätintervallet köres strömmen IO genom dioden samtidigt som temperaturen mätas.

Beroende på om temperaturen är större än eller mindre än börvärdet köres under korrektionsintervallet strömmen I1 respektive 13 genom dioden. Under mätinter- vallet drives ingen ström genom dioden, utan den fungerar som en normal foto- detektor. 10 15 20 25 30 8007376-0 Fig 7 visar ett mottagarsystem där analys av ljusets spektralfördelning göres genom att fotodiodens 13 spektrala känslighet skiftas genom att dess arbets- temperatur växlas. Effekten förstärkas om fotodioden är försedd med ett filter med temperaturberoende spektralkänsligiuet. Systemet består av elektronikkret- sarna 35 och 49 (vilka visats i fig 4 respektive 5) för kontroll av tempera- turen hos dioden 15, en krets 81, som styr växlingen mellan två. arbetstempera- turer, och en krets 80 som gör utvärdering av mätsigzxalen. Från en oscillator 61 tas klocksignalen till en trestegs ringrälmare 62, vars utgångar avkodas av en eller-grind 65 som bildar klocksignalen CP1 i fig 6b. CP1 ger kommando om ström Io till kretsen 49. Utgången från tredje steget på 62 betecknas CP2 i fig 60 och styr via en inverterare 60 och en switch 59 bortkopplingen av tempe- raturkontrollkretsarna från fotodioden 13. CP2 aiwändes också som klocka till en räknare 64, som via en T-vippa 65, en inverterare 67 och två switchar 66 respektive 70 växlar temperatur-börvärdet för fotodioden 15. Börvärdena bildas av en spänningsreferens 71 och en spänningsdelare bestående av motstånden 68 och 69. Utvärdering av mätsigïialen sker genom att fotoströmmen från díoden 13 förstärkas i en förstärkare 72, vars utsignal går till två. “sample-and-hold"- (S/Hflccetsar 76 och 77. Inläsningen till S/H-lcretsarna styres av utsignalen från vippen 65 via en inverterare 75 och två. och-grindar 75 och 74 så att de båda S/H-kretsaina får värden svarande mot de två temperaturerna och därmed mot de tvâ olika spektralfördelningama hos fotodiodens 15 känslighet. Via och- grindarna 75 och 74 styras inläsningen av klocksigiialen CP2 så, att inläsning sker i slutet av varje mätintervall när klocksigzmalerna stabiliserats. Kvoten mellan utsignalerna från S/H-lmetsarna bildas i en divisionskrets 78, vars ut- signal går till ett instrument 79, som visar mätvärdet.

Signalutvärderingen hos mottagaren i fig 7 bygger på att variationer i över- för-ing hos det optiska systemet kompenseras genom kvotbildning. Ett azmat sätt är att låta utgången från den ena S/H-kretsen via en regulator styra förstärk- ningen hos en variabelförstärkare, placerad före S/H-kretsarna så att S/H- kretsens utfsignal hålles konstant. Utsignalen från den andra S/H-kretsen får då utgöra mätsigrialen, korrigerad för variationer i den optiska överföringen.

I mottagaren i fig 2 hålles två. spektralkänsligheter konstanta genom temperatur- Stabilisering, medan utsignalen fås genom kvotbildning. Ett alternativ är att hålla ett spektrum konstant och styra det andra så, att kvoten hålles konstant.

Temperaturen, som ger det styrda spektrat, utgör då mätvärdet och fås som spän- ningen över dioden.

Fig 8 visar hur ett mätsystem av den typ, som visas i fig 2 kan vara. uppbyggt med de block, som beskrivits i anslutning till fig 5-7. Av fig 8 framgår, att .I 4 u . 10 15 20 25 55 8007376-0 synkroniseringen av kretsarna för temperaturstabiliseringen av lys- respektive fotodiod göres genom att klockpulsen CP2 från fotodiodstabiliseringen utgör klocksignal för lysdiodstabiliseringen. Systemet i fig 8 är baserat på att emissionsspektmm för lysdioden 11 hålles fixt medan sgektralkänsligheten för fotodioden växlas mellan två värden. En alternativ utföringsform är att växla emissionsspektrum och i stället hålla spektralkänsligheten för fotodioden fix.

Möjligheter finnes också att växla både emissionsspektrum för lysdioden och spektralkänsligheten för fotodioden för att därigenom nå högre känslighet.

I fíg 8 visas även ett filter 13a verkande på samma. sätt som filtren 15 och 16 i fig 1.

Pig 9 visar ett mätdon av samma typ som i fig 2, där mätsignalen består av en växelsigxxal av frekvens fo och där temperaturstabiliseringen av fotodioden göres med en DC-ström. Från en sinusoscillator 85 med frekvensen fo tas via en frelcvensdelare 92 klocksigrmal till Icretsazna. för temperaturstabilisering av lysdioden 11. Temperaturstabiliseringen iïmgerar så. som beskrivits i anslut- ning till fig 5. En switch 84 ger växling mellan temperaturstabilisering av lysdioden 11 och drivning av 11 med en sinusformad ström från oscillatorn 85.

Det sinusformade ljuset från lysdioden moduleras av sensormaterialet och över- för därigenom mätsigralen. På. mottagarsidan styres mätförloppet av oscillatorn 61, som via inverteraren 67, switcharna 66 och 70 växlar temperaturbörvärdet.

Temperaturbörvärdet fås från spänningsreferensen 71 och späïrnuingsdelaren, som bildas av motstånden 67 och 69. Temperaturbörvärdet jämföras i jämföraren 82 med spänningen över fotodioden 13, som mätes med förstärkaren 38. Avvikelsen påföres en regulator 89, vars utsignal går till en jämför-arbets 90, där ström- börvširdet från en referens 91 jämföras med strömärvärdet, som fås via ström- shunten 35 och differentialförstärkaren 34. Utsignalen från jëmförarkretsen 90 ger insignal till loretsen 36, som är ett strömdrivsteg kombinerat med regulator.

Kretsen 56 driver ström genom fotodioden så, att spänningen över den och därmed temperaturen överensstämmer med börvärdet. Överlamt på IDC-strömmen genom fotodioden 13 fås en fotogenererad växelström som innehåller signalitiformationen. Vaxelsignalen tas från fotodioden via en kopplingskondensator 85, en förstärkare 86 och komponenter av frekvensen fo separeras ut i ett bandpassfilter 87, Utsignalen från filtret 87 passerar en envelopdetektor 88 och läses in på endera av två. S/H-lccetsar 76 eller 77, be- roende pâ vilket temperaturbörvärde som är inkopplat. Efter kvotbildiaing i divisionskretsen 79 bildar utsignalenxa från S/II-kretsaz-rxa nxätsigmalen till instrumentet 79.

Claims (14)

8007376-0 Ett system för multiplexing visas i fig 10, där ett flertal sensorer 1, 98 ... 101 utnyttjar samma elektroniksystem. Lysdioderna 11, 97 ... 100 kopplas med en flervägsomkopplare 94 i tur och ordning in till en elektroniklmets 93. Kretsen 93 innehåller lccetsar för temperaturstabilisering av lysdioderna, och dess fimktion styres av styrIQ-etsen 95. Kretsen 95 styr också en utvärderinge- krets 96, som ger temperaturstyrning av fotodioden 15 och utvärdering av mät- värdena, som kopplas till respektive instrument 97, 99 ... 102. Genom att elektroniken utnyttjas till flera sensorer blir systemkostnaden lägre per kanal, dock till priset av längre mättider. Beteckningen ljus, som används i beskrivningen innefattar all elektromagnetisk strålning inom UV, det synliga omrâdet och IR. I beskrivningen har alla ljuskällor betraktats. som lysdioder, men naturligtvis kan även halvledarlaerar användas. Som fotodetektorer Iran förutom fotodiodcr även fototransistorer användas. I det fallet mätes temperaturen genom att 'oas- emitter-spänningsfallet mätas. Uppfinningen kan varieras på. mângahanda sätt inom ramen för nedanstående pat entkrav. lPATEITIQAV

1. Fiberoptiskt mätdon för mätning av fysikaliska eller kemiska storheter med minst en ljuskälla, såsom en lysdiod (11) i optisk förbindelse med en sensor (1), vars spektrala egenskaper (t ex absorptions- eller luminiscensspektrum) är enoranaae m; ändras av matstorheten samt minst en' ljusaetektor (15) (fo-scene eller fototransistor) för emottagende av utsignalen från sensorn (1), k ä n n e t e c k n a. t därav, att mätsigrxalen är anordnad att erhållas genom spektralanalys, och att denna spektralanalys är anordnad att ske genom att ljuskällans (lysdiodens) (11) spektralfördelning varieras eller hålles konstant och/ eller att ljusdetelctorns (13) känslighetsspektnm varieras eller hålles konstant, samt att denna styrning av emiseionsspektrlzm resp känslighetsspektnzm är anordnad att utföras genom styrning av temperaturen hos ljuskälla (11) res- pektive ljuscletektor (15). 8007376-0 10

2. Mätdon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ljus- aetektem (15) är föreeaa med ett epuekt filter (1 ae.) i goa termisk kentekt med detektorn, och vars transmissionskurva är temperaturberoende, varvid filt- ret (15a) exempelvis kan vara ett interferensfilter eller ett absorptionsfil- ter, t ex skikt av halvledanzmaterial lagt direkt på. ljusdetektorn (fotodioden) (13) genom vätskeepitaxi. eller MOCVD.

5. Mätdon enligt patentlccav 1, k ä. n n e t e c k n a t därav, att tempera- turmätningen för styrning av temperaturen hos ljuskälla (11) och ljusdetektor (diod 15) är anordnad att utföras genom mätning av någon temperaturberoeude parameter hos ljuskällan (11) resp ljudetektorn (13), t ex diodspänningsfal- let hes lyeaieaen (11) een feteaieaen (13) eller beeemitterepänningefellet i en fototransiator, och att mätningen är anordnad att utföras med konstant ström eller med godtycklig ström, varvid en anordning finnes för kompensering av temperaturmätvärdet för variationer i strömmen.

4. Ifíätdon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att tempera- turen är anordnad ett styras medelst en ström, som drives genom och uppvärmer ljuskälla. resp ljusdetektor.

5. Mätdon enligt patentkrav 4, k ä. n n e t e c k n s. t därav, att ljus- källan (11), t ex en lysdiod, och ljusdetektom (15), t ex en fotodiod, är anordnade att temperaturkontrolleras genom att diodströmmen I styras så, att U/lnI, där U är spänningen över dioden, hållas lika med ett börvärde, samt att detta börvärde kan ändras -för att möjliggöra spektralanalys.

6., lfataen 'enlig-c petentleeev 4, k e: n n e t e e z: n e 1; aarev, ett tempe- raturstabiliseringen av ljuskälla (11) och ljusdetektor (13) är anordnad att ske medelst strömmar av en annan uíodulationsfrekvens än de strömmar, som används för själva .

7. Mätdon enligt patentkrav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att de olika. aktiviteterna temperatur-mätning, temperaturkorrektion och mätning av sensor-ns (1) spektrala egenskaper är tidsmässigt uppdelade.

B. Mätdon enligt patentkrav 5 eller 4, k ä. n n e t e c k n a. t därav, att temperaturkorrigeringen av ljuskälla. (11) och ljusdetektor (13) är anordnad att ske med strömpulser, vars energi beror av avvikelsenmellan uppmätt tempe- ratur ooh temperaturens börvärde. 18007376-0 11

9. Ivätdon enligt patentlcc-av 8, k ä n n e t e c k n a t därav, att tempe- raturkorrektionen är anordnad att utföras först när differensen mellan tempe- raturens är- och börvärden överstiger en viss nivå.

10. Mätdon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att tempera- turen hos ljuskälla (11) och/eller ljuadetektor (15) är anordnad att mätas med separat temperatur-sensor, t ex en diod integrerad på samma halvledarbricka som fotodioden.

11. Mätdon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e e k n a t därav, att tempera- turen hos ljuskälla oeh/ eller ljusdetektor är anordnad att styras genom att ström köres genom en separat värmare eller termoelektrisk kylare i god termisk kontakt med ljuskälla respektive fotodetektor, t ex diod eller motstånd, integ- rerade på samma halvledarbricka som fotodioden.

12. Ffliitdon enligt patentkrav 4 och 10, k fi, n n e L e e k n o. t därav, att strömmen genom ljuskälla och/eller ljusdetektor är anordnad att styras så, att temperaturen överensstämmer med börvärdet.

15. Mätdon enligt patentkrav 5 och 11, k 'a'. n n e t e o k n a. t därav, att strömmen genom värmaren alternativt kylaren är anordnad att styras så, att ljuskällans och ljusdetektorns temperatur överensstämmer med respektive bör- värde .

14. Mätdon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att spektral- analysen är anordnad att utföras genom mätning vid två. icke identiska våglängde- omr-'lden genom att emissionsspektrum hålles konstant och känslighetsspektrtzm skiftas, genom att emissionsspektnlm skiftas och känlighetsspektrum håller: kon- stant eller genom att både emissions- och känslighetsspektmim skiftas, samt att mätsignaler fås endera som kvoten mellan signalerna vid de två våglängdsområdena _<_a_1_l3¿-_ som utsignalen för det ena våglängdsområdet när signalen för det andra våglängdsområdet hålles konstant genom styrning av en variabel förstärkare i signalvägen.