用于光譜儀系統(tǒng)的通流設備和用于運行該通流設備的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于按照權利要求1的前序部分所述的、用于光譜儀系統(tǒng)的通流設備和用于運行這種通流設備的方法。
【背景技術】
[0002]光譜學是一種用于材料分析的無破壞式的方法，其利用典型在I至500000納米的波長的光工作。光譜學首先被用于已知物質的定量、它們的識別，用于過程控制和監(jiān)視以及質量保證。光譜學式的測量結構包含用于區(qū)分和測量不同光成分的光譜儀以及用于與樣本光學耦連的測量頭。按照測量方法此外還需要光源。當前在化學實驗或工業(yè)過程中在測量流體樣本的內容物質或特性時大多要么使用浸入式探頭要么使用通流室。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題在于，對于多種不同的、具有多種光學和機械特性的樣本可以使用同一光譜儀系統(tǒng)。
[0004]所述技術問題按照本發(fā)明通過按照獨立權利要求所述的設備和方法解決。有利的實施形式從從屬權利要求、說明書和附圖得出。
[0005]按照本發(fā)明的用于光譜儀系統(tǒng)的通流設備具有能夠與光譜儀光學耦連的第一光學元件和能夠與光源光學耦連的第二光學元件，它們在可由流體通流的測量間隙的區(qū)域中相互間隔地布置，其中，在該測量間隙的區(qū)域中從第二光學元件發(fā)出的并且到達第一光學元件的光束可以至少部分地被流體吸收。為了使配備了按照本發(fā)明的通流裝置的光譜儀系統(tǒng)能夠用于多種不同的樣本，通過改變兩個光學元件的間距可以影響通過測量間隙的流體的流量。光學元件的間距尤其可以通過兩個光學元件之一的運動或兩個光學元件的運動而改變。
[0006]這具有的優(yōu)點在于，測量間隙能夠與從光譜學角度最佳的光效果相適配。借助同一系統(tǒng)可以測量深色或粘稠流動的物質如潤滑油、精煉柴油或乳濁液如牛奶，以及稀薄和淺色的樣本和其他過程溶液。
[0007]在一種有利的實施形式中規(guī)定，為了在運行狀態(tài)中調整兩個光學元件的間距，兩個光學元件的間距是可控的。也就是在測量中測量間隙的大小被控制，因此從光譜學視角看，可以調整最佳的光線效率。這具有的優(yōu)點在于，已述的不同的物質可以被測量而不需要中斷過程。因此通流設備尤其還可以與樣本物質中的不均勻性相適配。
[0008]在此尤其規(guī)定，兩個光學元件的間距可以借助測微螺桿控制或者液壓地控制。這具有的優(yōu)點在于，所述間距可以非常精確地調節(jié)并且因此不同的樣本流體的不同的特性可以以非常細微的梯級很好地被考慮。
[0009]在另一種實施形式中規(guī)定，設有控制裝置，借助該控制裝置根據光線強度可以自動地增大或減小兩個光學元件的間距，所述光線強度能夠由與第一光學元件光學耦連的測量裝置測量。光線強度尤其在光譜儀上被測量，根據該光線強度可以自動地縮窄或擴寬通流設備中的瓶頸、也即測量間隙。這具有的優(yōu)點在于，不同的流體不僅可以無需過程中斷地利用同一系統(tǒng)被測量，而且通流設備也可以針對期望的過程波動在測量技術方面保持靈活性。
[0010]在一種優(yōu)選的技術方案中規(guī)定，通流設備的一部分是旁路系統(tǒng)，借助該旁路系統(tǒng)能夠將作為參照流體的其他流體引入測量間隙。這具有的優(yōu)點在于，參照光譜(其原理上對于光學元件的每個位置或每個間距為了評估數據而需要)不必從數據庫中讀取，而是分別就地被測量。對于光學元件的每個新的位置還可以采集新的參照光譜，其中在測量間隙的大小改變之后首先檢驗所述參照流體。
[0011 ]在此還可以規(guī)定，所述旁路系統(tǒng)設置用于在運行過程中首先自動地向測量間隙中弓丨入清潔流體，并且然后、也即接下來將參照流體引入測量間隙中。這具有的優(yōu)點在于，參照光譜特別可靠地被采集，因為可以排除其他流體的殘留扭曲參照光譜。
[0012]在另一種實施形式中規(guī)定，通流設備基本上設計成管形的。尤其其可以采用毛細管的形式。這具有的優(yōu)點在于，通流設備可以簡單地與現有的結構相連，并且可以很好地被清潔。在設計為毛細管的實施形式中由于毛細效果同樣可以取消栗或類似結構。在此測量間隙的大小與樣本特性的適配是有利的，因為可以考慮各種樣本相對于毛細效應的不同的特性。
[0013]在一種特別有利的實施形式中規(guī)定，在通流設備的內側壁區(qū)域與配屬的光學元件之間設置至少一個可延展的薄膜，尤其是可很大程度延展和/或變形的薄膜。在此，薄膜在兩個光學元件的間距改變時這樣變形，使得其與光學元件、亦即測量間隙構成瓶頸。制成薄膜的材料的選擇除了需要滿足對延展性和/或變形性的要求之外可以自由地并且可以過程特定地被選擇，薄膜尤其作為聚合物薄膜或者作為混合基質薄膜。在此薄膜的材料優(yōu)選這樣選擇，使得其對于待檢驗的流體或這種流體的各個組分是耐受的，也即尤其不會通過它們、以及通過必要時使用的清潔劑發(fā)生化學侵蝕。這具有的優(yōu)點在于，借助薄膜可以阻止固體顆粒(例如出現在不均勻的流體中)在通流設備中的光學元件上的可能的累積。通流設備的、也即通流室的清潔通過使用薄膜而明顯地簡化。薄膜一方面可以密封該系統(tǒng)而不會泄露，另一方面其可以這樣延展，使得在光學元件的間距最大時，流體可以較大程度地流過縫隙和導通腔室。因此省去了對位于標準導通腔室內部的棱邊的麻煩的清潔。此外通過使用薄膜可以減少在流體中在由測量間隙形成的瓶頸的處構成渦流，并且由此過程流體的流動在更大范圍中保持為層流。
[0014]本發(fā)明的一個方面同樣涉及用于運行用于光譜儀系統(tǒng)的通流設備的方法，其中通過改變兩個光學元件的間距而影響通過測量間隙的流體的流量。這可以導致所述的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015]本發(fā)明其他特征由以下對本發(fā)明優(yōu)選實施例的說明以及參照附圖得出。在附圖中:
[0016]圖1示出按照本發(fā)明的一種實施形式的示范性通流設備的示意圖；
[0017]圖2示出在本發(fā)明一種實施形式中另一種示范性的通流設備的示意圖；
[0018]圖3示出在本發(fā)明一種實施形式中附加的示范性的通流設備的示意圖；
[0019]圖4示出在圖3中示出的膜片的示意圖。
[0020]在附圖中相同或功能相同的元件標以相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0021]在圖1中示出通流設備I。在此流體8沿著多個壁區(qū)域12并且通過測量間隙6流動，該測量間隙通過兩個光學元件2、3限定，它們以間距10相互間隔。在此，在接近測量間隙的兩個區(qū)域9中形成渦流。光學元件2、3在此平行于圖平面移動，因此它們能夠在其間距10方面改變。由此測量縫隙6的大小改變，并且流體8的可在預設的時間中流過測量間隙6的量通過兩個光學元件2、3的間距1的改變而變化。
[0022]在通流設備的運行中，流體8流過測量間隙6并且在那至少部分地吸收從第二光學元件3發(fā)出的光線。因此僅從第二光學元件3發(fā)出的光線的確定的、在其光譜中已減少的份額到達第一光學元件2。若通流設備I用于其他的流體8，那么在測量間隙6在對于之前的流體8設置的間距10中可能要么吸收過多要么過少的光線。若吸收過