[发明专利]用于确定液体介质中的物质的浓度的方法和设备

说明书

公开了一种用于确定测试样品的液体介质中的物质的浓度的设备。该设备包括：光源(22；02)，该光源用于将第一波长范围的光束引导向该测试样品；以及第一检测器(24；120)，该第一检测器用于测量从该液体介质发出的、在表征该液体介质的第二波长处的辐照的强度。该设备进一步包括：第二检测器(26；116)，该第二检测器用于测量从该物质发出的、在表征该物质的第三波长处的辐照的强度；以及确定单元(50；150)，该确定单元用于基于在该第二波长处和在该第三波长处所收集的辐照的测量强度来确定该液体介质中的物质的浓度。此外，该设备被安排成使得该第一检测器所收集的辐照是从该测试样品的第一表面区域发出的，并且该第二检测器所收集的辐照是从第二表面区域发出的，该第一区域和该第二区域至少部分地由该测试样品的被该光源的光束照射的表面区域覆盖。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于确定测试样品的液体介质中的物质的浓度的方法和设备。特别地，本公开涉及光学地确定测试样品的液体介质中的物质的浓度。该液体介质可以是水，并且该物质可以是油。

背景技术

存在许多确定液体介质中的物质的浓度是有意义的应用领域。这样一个应用领域是用于检测从海上平台和大型船舶排入海中的水中的油浓度。在海上平台中，泵送水和油，对水进行过滤并再次排入海中。在将过滤后的水排入水中之前，测量水中的剩余油浓度以确定浓度不超过任何多个规定的限制，诸如基于多个法定规定。水中的油浓度可以由光学检测器系统测量，其中将光发送到含有可能混有油的水的样品上，并且在表征油和水的波长处检测从样品散射的光。

美国专利3806727示出了一种现有技术光学检测器系统，其中通过测量在包含被油污染的水的液体样品被紫外光源照射时从液体样品散射的油荧光光谱，并且通过将油荧光光谱与来自液体样品的水的拉曼光谱进行比较来监测水的油污染含量。从第一方向照射样品，并且在垂直于第一方向的第二方向上检测散射光谱。

然而，利用这种系统，当样品含有高百分比的颗粒时，难以正确地确定水中的油浓度，因为颗粒将减少被检测到的散射辐照的量。这些颗粒可能是例如当水中的油浓度较高时可能会出现的多个油形成的团块，或者这些颗粒可能来自样品中的其他污染物。

发明内容

本发明的目的是解决上述这些难题和问题中的至少一些。这些实施例的另一个目的是以高精度光学地确定液体介质中的物质的浓度。本发明的这些实施例的另一个目的是在样品具有高浑浊度时确定测试样品的液体介质中的物质的浓度。本发明的实施例的另一个目的是监测是否正确地确定浓度。本发明的实施例的另一个目的是确定何时存在未正确地确定浓度的风险。通过使用所附权利要求中限定的方法和设备的实施例，可以实现这些目的和其他目的。

根据一个方面，提供了一种用于确定测试样品的液体介质中的物质的浓度的设备。该设备包括：光源，该光源用于将第一波长范围的光束引导向该测试样品；第一检测器，该第一检测器用于收集由于被引导向该测试样品的光束而从该测试样品的液体介质发出的辐照，该辐照是在表征该液体介质的一个或多个第二波长处收集的，并且该第一检测器用于测量在该一个或多个第二波长处所收集的辐照的强度。该设备进一步包括第二检测器，该第二检测器用于收集由于被引导向该测试样品的光束而从该测试样品的物质发出的辐照，该辐照是在表征该物质的一个或多个第三波长处收集的，并且该第二检测器用于测量在该一个或多个第三波长处所收集的辐照的强度。该设备进一步包括确定单元，该确定单元用于基于在该一个或多个第三波长处所收集的辐照的测量强度以及在该一个或多个第二波长处所收集的辐照的测量强度来确定该测试样品的液体介质中的物质的浓度。进一步，该设备被安排成使得该第一检测器所收集的辐照是从该测试样品的第一表面区域发出的，并且该第二检测器所收集的辐照是从该测试样品的第二表面区域发出的，该第一区域和该第二区域至少部分地由该测试样品的被该光源的光束照射的表面区域覆盖。