[发明专利]设有发射源监测器的吸收光学探测器

说明书

技术领域

本发明涉及设有发射源监测器的吸收光学探测器。

本发明的领域为流体介质即气体或液体介质的吸收光谱分析的领域。

背景技术

在本发明的众多可能应用中，特别地要提到饮用水的控制。因而这涉及确定悬浮在水中的有机物(例如细菌)的量。分析可以在从近紫外UV(例如从250nm起)延伸直到可见光的广谱上进行。分析也可在一小组经过合理选择的窄波长带(特别是250nm、365nm、465nm和665nm)上进行。

这类分析通过光学探测器进行，该光学探测器包括设有发射模块和检测模块的分析单元。发射模块包括位于出现在发射模块本体上的扩散窗后的光源。可选地，一滤光器位于光源与扩散窗之间(单色分析或准单色分析)。检测模块包括位于出现在检测模块本体上的窗孔后的检测器。可选地，一滤光器位于窗孔与检测器之间。待分析的介质处于发射模块与检测模块之间。

分析以已知的方式分两个时间段进行。在第一时间段中，校准在于对参考介质进行吸收测量，在本情况中参考介质为完全纯净的水。在第二时间段，严格意义的测量在于对待分析的关键介质进行同样操作。关键介质的吸收由参考介质的吸收加权。

已经发现，发射模块承受到许多渐变，这些渐变在它的寿命过程中不断增加。特别要提及的是：

-关键介质的温度变化；

-发射源的功率变化；

-该源发射的光束的角向型廓的变化；

-发射光谱变化；

-光噪音的出现和增加。

这些不能控制的渐变常以随机方式出现。估计这些渐变变得大到足以干扰分析的时刻是不可能的。然而，这些渐变中的每一个都需要进行新的校准，以便具有对参考介质和关键介质在相同条件下进行的测量。因此校准应当定期重复进行，必然地这涉及到严格的约束。

因此，文件US 4 037 973描述了用于测量液体中的颗粒量的光敏装置。该装置包括发射模块和检测模块。该装置还包括适于部分地补偿上述渐变的监测单元。但是，该监测单元不允许充分地校正取决于检测器相对发射源的位置的变化，尤其是：

-关键介质的均匀性缺陷；

-发射源所发射的光束的角向型廓的变化；

-光噪音的空间分布。

发明内容

因此，本发明的目标是提出一种满足本领域技术人员始终存在的关注即尽可能减少校准数的吸收测量用的光学探测器。

根据本发明，用以产生吸收值Am的吸收测量用的光学探测器，其包括分析单元，该分析单元包括发射模块和能够产生检测信号的检测模块；并且该探测器还包括能够产生监测信号的监测单元；另外，该监测单元设置在连接发射模块和检测模块的光路上。

监测单元允许补偿上述不同的渐变(dérive)。

分析单元和监测单元每个均呈具有工作面的密封体的形式。

因此，发射模块包括位于出现在分析单元工作面上的扩散窗后的光源。

另外，检测模块包括位于出现在该分析单元工作面上的第一窗孔后的第一检测器。

另外，监测单元包括位于出现在监测单元工作面上的部分反射的第二窗孔后的第二检测器。

这两个检测器优选相同。

根据本发明的一附加特征，分析单元和监测单元通过连接部件相连接，这些单元的工作面相对。

有利的是，第二窗孔因此布置成该第二窗孔将来自光源的光束部分地朝第一窗孔的方向反射。

另外，光学探测器包括控制回路，用以利用监测信号通过加权检测信号产生测量信号Qm。

测量信号Qm优选等于检测信号与监测信号之比。

例如，控制回路存储有以下值：

-参考测量值Qr；

-参考吸收值Ar；

-特征长度Lc；

术语Ln代表自然对数，

吸收值Am从以下表达式得出：

Am＝Ar-(Ln((Qm-Qr/Qr)+1)/Lc)

有利的是，控制回路设有温度补偿。

例如，该温度补偿通过两个常数K1、K2、校准温度θ₀和实现测量的温度θ利用以下表达式实现：

附图说明

现在将通过下文的参照附图以示例给出的实施例的描述的范围中更详细地描述本发明，附图如下：

-图1是吸收测量光学探测器的透视图；

-图2是该光学探测器的机械安装的剖面图；和

-图3是该光学探测器的电气安装的原理图。

具体实施方式