[发明专利]用于探测测量区域中的物质的光学探测系统

说明书

本发明涉及一种具有两级均化设备（1）和接收器（42）的探测系统。朝着光子场的场方向（50）来看，均化设备（1）处于测量区域（44）与接收器（42）之间，并且包括第一扩散器（10）和第二扩散器（12）。第一扩散器（10）从输入光子场中产生中间光子场。第二扩散器（12）从中间光子场中产生输出光子场。根据入射的光子场，接收器（42）产生信号。

技术领域

本发明涉及一种探测系统，该探测系统包括均化设备（Homogenisierungsvorrichtung）和接收器，以及可选地包括用于发出光子场的发送器和评估单元。借助这样的探测系统，可以探测到至少一个确定的流体在要监控的测量区域中的存在。测量区域例如位于输油设施、精炼厂或者别的化学设施中，或者沿着管道。除此以外，相对应构建的探测系统能够探测到至少一个确定的物质在该流体中的份额。可选的发送器发出光子场。所发出的光子场与确定的流体相互影响。通过交互作用，改变光子场。接收器接收到通过交互作用改变的光子场，并且产生与改变有关的信号。可选的评估单元评估这些信号，并且能够促使输出相对应的消息。尤其是，如果在测量区域中曾探测到确定的流体（例如有毒的或者爆炸性气体）或者浓度在阈值之上，则这种探测系统能够输出警报。

背景技术

已经已知了具有针对光子场的扩散器和/或均化器的不同的探测系统。

WO 2014/170828 A1示出了用于借助SCAR进行光谱分析（saturated absorptioncavity ring-down spectroscopy（饱和吸收腔衰荡光谱分析））的设备1。光源2产生具有连续波和可变频率的激光。具有两个反射镜（Spiegel）4a和4b的圆柱形壳体3通过入口5吸纳要检查的气体。光电探测器7测量从壳体3中出现的辐射。在后部反射镜4b和光电探测器7之间布置有扩散器8，该扩散器8使逸出的激光散开。两个前置放大器12和13将光电探测器7的信号放大，并且处理器14评估被放大的信号。在US 2017/0292908 A1中，描述了单手携带的设备，以便检查食物，参见图1。光源（照明模块（illumination module）140）将在可见的或者不可见的范围中的光发出到要检查的对象（样品S）上。分光仪160测量所反射的光。光源140包括扩散设备（radiation diffusion unit（辐射扩散单元）213），参见图12。朝着辐射方向来看，该扩散设备213包括多个LED 210、盖板玻璃230、第一扩散器215、凸透镜225、第二扩散器220和其他盖板玻璃230。在会聚透镜225与第二扩散器220之间的空间由两个吸收光的侧壁来限制。在EP 1546690 B1中描述了一种设备，以便无接触地检查产品的细长的幅面（Bahn）（例如纸幅90）。纸幅90穿过间隙被拉出，所述间隙在一侧上由具有第一均化器（光源均化器（light source homogenizer）50）的光源22来限制，而在另一侧上由第二均化器（探测器光均化器（detector light homogenizer）62）来限制。两个均化器50、62分别有半球形的表面，所述表面朝着不同的方向反射光束，参见图2a。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种探测系统，所述探测系统具有比已知的探测系统更高的可靠性。该任务通过具有权利要求1的特征的探测系统来解决。有利的构建方案在从属权利要求中予以说明。探测系统能够在测量区域中探测到物质。光子场朝着场方向从该测量区域中逸出。

探测系统包括接收器侧的均化设备以及接收器，该均化设备具有第一扩散器和第二扩散器。朝着场方向来看，第一扩散器布置在测量区域下游，而第二扩散器布置在第一扩散器下游。朝着场方向来看，以对于第一扩散器向下游为扩散器间距布置有第二扩散器。接收器布置在第二扩散器下游。因此，整个均化设备（或者具有两个扩散器的至少一个组成部分）布置在测量区域与接收器之间。