[发明专利]用于光谱仪系统的通流设备和用于运行该通流设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于按照权利要求1的前序部分所述的、用于光谱仪系 统的通流设备和用于运行这种通流设备的方法。

背景技术

光谱学是一种用于材料分析的无破坏式的方法，其利用典型在1至 500000纳米的波长的光工作。光谱学首先被用于已知物质的定量、它们的识 别，用于过程控制和监视以及质量保证。光谱学式的测量结构包含用于区分 和测量不同光成分的光谱仪以及用于与样本光学耦连的测量头。按照测量方 法此外还需要光源。当前在化学实验或工业过程中在测量流体样本的内容物 质或特性时大多要么使用浸入式探头要么使用通流室。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，对于多种不同的、具有多种光学和机 械特性的样本可以使用同一光谱仪系统。

所述技术问题按照本发明通过按照独立权利要求所述的设备和方法解 决。有利的实施形式从从属权利要求、说明书和附图得出。

按照本发明的用于光谱仪系统的通流设备具有能够与光谱仪光学耦连 的第一光学元件和能够与光源光学耦连的第二光学元件，它们在可由流体通 流的测量间隙的区域中相互间隔地布置，其中，在该测量间隙的区域中从第 二光学元件发出的并且到达第一光学元件的光束可以至少部分地被流体吸 收。为了使配备了按照本发明的通流装置的光谱仪系统能够用于多种不同的 样本，通过改变两个光学元件的间距可以影响通过测量间隙的流体的流量。 光学元件的间距尤其可以通过两个光学元件之一的运动或两个光学元件的 运动而改变。

这具有的优点在于，测量间隙能够与从光谱学角度最佳的光效果相适 配。借助同一系统可以测量深色或粘稠流动的物质如润滑油、精炼柴油或乳 浊液如牛奶，以及稀薄和浅色的样本和其他过程溶液。

在一种有利的实施形式中规定，为了在运行状态中调整两个光学元件的 间距，两个光学元件的间距是可控的。也就是在测量中测量间隙的大小被控 制，因此从光谱学视角看，可以调整最佳的光线效率。这具有的优点在于， 已述的不同的物质可以被测量而不需要中断过程。因此通流设备尤其还可以 与样本物质中的不均匀性相适配。

在此尤其规定，两个光学元件的间距可以借助测微螺杆控制或者液压地 控制。这具有的优点在于，所述间距可以非常精确地调节并且因此不同的样 本流体的不同的特性可以以非常细微的梯级很好地被考虑。

在另一种实施形式中规定，设有控制装置，借助该控制装置根据光线强 度可以自动地增大或减小两个光学元件的间距，所述光线强度能够由与第一 光学元件光学耦连的测量装置测量。光线强度尤其在光谱仪上被测量，根据 该光线强度可以自动地缩窄或扩宽通流设备中的瓶颈、也即测量间隙。这具 有的优点在于，不同的流体不仅可以无需过程中断地利用同一系统被测量， 而且通流设备也可以针对期望的过程波动在测量技术方面保持灵活性。

在一种优选的技术方案中规定，通流设备的一部分是旁路系统，借助该 旁路系统能够将作为参照流体的其他流体引入测量间隙。这具有的优点在 于，参照光谱(其原理上对于光学元件的每个位置或每个间距为了评估数据 而需要)不必从数据库中读取，而是分别就地被测量。对于光学元件的每个 新的位置还可以采集新的参照光谱，其中在测量间隙的大小改变之后首先检 验所述参照流体。

在此还可以规定，所述旁路系统设置用于在运行过程中首先自动地向测 量间隙中引入清洁流体，并且然后、也即接下来将参照流体引入测量间隙中。 这具有的优点在于，参照光谱特别可靠地被采集，因为可以排除其他流体的 残留扭曲参照光谱。

在另一种实施形式中规定，通流设备基本上设计成管形的。尤其其可以 采用毛细管的形式。这具有的优点在于，通流设备可以简单地与现有的结构 相连，并且可以很好地被清洁。在设计为毛细管的实施形式中由于毛细效果 同样可以取消泵或类似结构。在此测量间隙的大小与样本特性的适配是有利 的，因为可以考虑各种样本相对于毛细效应的不同的特性。