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
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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I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】
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011 ]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弓丨入清洁流体，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。
[0012]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栗或类似结构。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。
[0013]在一种特别有利的实施形式中规定，在通流设备的内侧壁区域与配属的光学元件之间设置至少一个可延展的薄膜，尤其是可很大程度延展和/或变形的薄膜。在此，薄膜在两个光学元件的间距改变时这样变形，使得其与光学元件、亦即测量间隙构成瓶颈。制成薄膜的材料的选择除了需要满足对延展性和/或变形性的要求之外可以自由地并且可以过程特定地被选择，薄膜尤其作为聚合物薄膜或者作为混合基质薄膜。在此薄膜的材料优选这样选择，使得其对于待检验的流体或这种流体的各个组分是耐受的，也即尤其不会通过它们、以及通过必要时使用的清洁剂发生化学侵蚀。这具有的优点在于，借助薄膜可以阻止固体颗粒(例如出现在不均匀的流体中)在通流设备中的光学元件上的可能的累积。通流设备的、也即通流室的清洁通过使用薄膜而明显地简化。薄膜一方面可以密封该系统而不会泄露，另一方面其可以这样延展，使得在光学元件的间距最大时，流体可以较大程度地流过缝隙和导通腔室。因此省去了对位于标准导通腔室内部的棱边的麻烦的清洁。此外通过使用薄膜可以减少在流体中在由测量间隙形成的瓶颈的处构成涡流，并且由此过程流体的流动在更大范围中保持为层流。
[0014]本发明的一个方面同样涉及用于运行用于光谱仪系统的通流设备的方法，其中通过改变两个光学元件的间距而影响通过测量间隙的流体的流量。这可以导致所述的优点。
【附图说明】
[0015]本发明其他特征由以下对本发明优选实施例的说明以及参照附图得出。在附图中:
[0016]图1示出按照本发明的一种实施形式的示范性通流设备的示意图；
[0017]图2示出在本发明一种实施形式中另一种示范性的通流设备的示意图；
[0018]图3示出在本发明一种实施形式中附加的示范性的通流设备的示意图；
[0019]图4示出在图3中示出的膜片的示意图。
[0020]在附图中相同或功能相同的元件标以相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0021]在图1中示出通流设备I。在此流体8沿着多个壁区域12并且通过测量间隙6流动，该测量间隙通过两个光学元件2、3限定，它们以间距10相互间隔。在此，在接近测量间隙的两个区域9中形成涡流。光学元件2、3在此平行于图平面移动，因此它们能够在其间距10方面改变。由此测量缝隙6的大小改变，并且流体8的可在预设的时间中流过测量间隙6的量通过两个光学元件2、3的间距1的改变而变化。
[0022]在通流设备的运行中，流体8流过测量间隙6并且在那至少部分地吸收从第二光学元件3发出的光线。因此仅从第二光学元件3发出的光线的确定的、在其光谱中已减少的份额到达第一光学元件2。若通流设备I用于其他的流体8，那么在测量间隙6在对于之前的流体8设置的间距10中可能要么吸收过多要么过少的光线。若吸收过