[发明专利]测量多个波长处的吸收的光学探头

说明书

本发明涉及测量多个波长处的吸收的光学探头。

本发明的领域涉及通过光谱测定来分析可以是气体或液体的流体介质的吸收。

这样的分析通过光学探头执行，该光学探头包括具有发射模块与检测模块的分析单元。发射模块包括位于透射窗背后的光源，该透射窗位于该发射模块的主体上。可能的情况下，滤波器被设在光源与窗之间（单色分析或准单色分析）。检测模块包括位于窗孔背后的检测器，该窗孔位于该检测模块的主体上。在可能的情况下，滤波器被设在窗孔与检测器之间。待分析的介质位于发射模块与检测模块之间。

已知分析分两个阶段执行。在第一阶段，校准包括在基准介质上执行吸收测量。在第二阶段，确切的测量包括对待分析的临界介质执行相同的操作。临界介质的吸收被基准介质的吸收加权。

可发现，发射模块在其使用寿命期间经受不停增大的各种偏移。尤其可注意到：

-临界介质的温度变化，

-发射光源的功率变化，

-由该光源发射的光束的角度剖面变化，

-发射光谱变化，

-光噪音的出现与增加。

这些偏移不受控制且通常以随机方式产生。不可能估算出这些偏移变得足够大以干扰分析的时刻。然而，这些偏移中的每个需要都重新校验，才能完成在相同条件下在基准介质和临界介质上进行的测量。校验因此应该周期性地重复且不用多言涉及严格的约束条件。

因此，文献FR2939894提出测量吸收的光学探头，其包括第一单元或分析单元，该第一单元包括发射模块以及能够产生检测信号的检测模块。该光学探头还包括能够产生监测信号的第二单元或监测单元，该监测单元被布置在把发射模块连接到检测模块的光路上。

当涉及对单个波长执行分析时，该探头已足够。相对而言，当需要分析多个波长时，必须提供用于各波长的探头。

本发明的目的因此在于允许通过两个单元测量多个波长处的吸收的光探头。

按照本发明，光学探头包括：

-第一单元，包括第一发射模块和能够产生第一检测信号的第一检测模块，

-第二单元，包括能够产生第一发射模块的第一监测信号的第二检测模块，

-控制电路，通过第一监测信号对第一检测信号进行加权，产生第一测量信号；

此外，第二单元包括第二发射模块，第二检测模块能够产生第二检测信号，且第一检测模块能够产生第二发射模块的第二监测信号。

通常，单元各自呈现具有主动表面的密封主体的形式。

更好地，单元分别被布置在位于单元的主动表面上的窗孔后面。

按照附加的特征，检测模块中的每个检测模块被放置在与相应的窗孔邻近的局部反光板后面。

优选地，检测器都是相同的。

此外，单元由连接装置连接，这些单元的主动表面相互面对。

举例而言，第一测量信号Qm等于检测信号与监视信号的比率。

更好地，控制电路把以下值存储在存储器中：

-基准测量值Qr，

-基准吸收Ar，

-特征长度Lc，

词语Ln意思是自然对数，

该控制电路产生由以下表达式得出的吸收值Am：

Am=Ar-(Ln(((Qm-Qr)/Qr)+1)/Lc)。

优选地，控制电路具有温度补偿。

例如，温度补偿借助于两个常数K1和K2、校准温度θ₀以及实现测量的温度θ，基于以下表达式实现：

Qm(θ)/Qr(θ₀)=exp((Ar-Am).Lc).(θ+Κ1)/(θ₀+Κ1).(θ₀+Κ2)/(θ+Κ2)。

按照一实施变型，发射模块之一包括照射检测模块的两个光源，这两个光源通过局部反光板而面对检测模块。

通过参考附图在对以示例方式给出的实施例的描述中，本发明将显得更加清楚，在附图中：

-图1，测量吸收的光学探头的透视图，

-图2，该光学探头的机械安装的剖面示意图，特别地：

·图2a，第一选择方案，

·图2b，第二选择方案，

-图3，该光学探头的电路安装原理的示意图，以及

-图4，该光学探头的变型的剖面示意图。

存在于多个附图中的元件被赋予单独且一致的标号。