用于检查液体的方法和设备的制作方法

专利名称：用于检查液体的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使用光源和光学探测器，例如使用具有至少一个测量光束和 至少一个参考光束的光度计或光谱仪来确定液体介质的成分的方法，其中至少一个测量光 束被引导通过待检查的介质，而至少一个参考光束被引导到待检查的介质的外部。
背景技术：
用于此方法的现场使用或联机使用的光度测量探针用于确定流体，例如河水或 废水的成分，通常包括光源和光学探测器，例如具有至少一个测量光束和至少一个参考光 束的光谱仪，其中在指定情形中光源的光通过至少一个光学透镜发散和会聚成基本平行光
束o具有测量光束和参考光束的光谱仪从DE3248070A1和DE3340570A1中已知，而用 于“现场”测量的光谱仪从AT-A2167/99中已知。DE3248070A1涉及一种具有光束的红外线分析仪，该光束被分开，并且一方面引导
通过测量管，另一方面引导通过参考管。DE3340570A涉及一种分光光度计，其中光束同样被分成测量光束和参考光束，然 而通过旋转镜产生时移。在此情形中，为两个光束提供共用探测器。为了确保两个光束部 具有相等的波长，当不进行测量时，仅在单色仪中执行频率位移。两种设备都是分立构造的，即由多个单元构成，所述多个单元实际上能具有共用 的外壳，然而，该共用外壳不允许设备作为整体浸入测量流体中，而是必须将诸如管等相应 容器中的抽出样品引入该设备中。AT-A2167/99涉及一种用于“现场”测量的光谱探针。在此探针的情形中，引导测 量光束通过透光窗口进入待检查的流体中并通过又一透光窗口返回到探针中。参考光束仅 在探针的内部引导，而不经过接触流体的窗口。对水，尤其是河水、废水和管线中的工艺用水的“现场”测量的需求出现。利用光谱测光法，能以可变波长直接测量诸如硝酸盐和SAC (光谱吸收系数)的特 征参数。其它变量是色彩和浑浊度。尤其是与当今可利用的数学评估方法相结合，合格的测量技术还允许测量和参 数，诸如T0C，即总有机碳以及化学需氧量，缩写为COD作为间接测量参数。这些通过在预定 波长范围上，尤其是在光谱的紫外线/可见光区域中对吸收光谱进行积分来确定。欧洲专利EP 1472521B1公开了一种方法，其中可纵向移动的活塞或活塞阀将待 检查的介质吸入测量空间中以及将该介质从测量空间中移出，并且活塞或活塞阀在其冲程 移动期间清洁光束路径中的窗口。待测量的介质通过活塞吸入玻璃筒中。光轴相对于筒轴 横向布置，该光轴由光源、将光会聚成基本平行光束的至少一个光学透镜、在光离开测量介 质之后使光行进到光导体的进口或者光谱仪或光电探测器的入口的至少一个光学透镜组 成。该筒轴例如是竖直的。光轴和量筒的轴相对于彼此成例如90°角。在此情形中，至少 一个测量光束被引导通过待检查的流体，而至少一个参考光束通过移置流体的活塞或活塞阀产生时移。在此情形中，能使用聚光光学系统，该聚光光学系统由使光束行进到光导体的 进口或者光电探测器或光谱仪的进口上的至少一个透镜组成，其中移置流体的活塞能用作 射束孔径，该射束孔径允许一部分的光束通过而阻止其余的光束通过。根据上述专利的教导，参考路径延伸通过孔，该孔因而基本容纳空气。这样给出了 参考点。然而，光学测量装置的变量一方面能具有多个自由度，另一方面，这是在空气中获 得的可广泛存在于通用介质特性中的参考，就此而言存在对于改进测量，特别是长时段测 量的精度的需求
发明内容
根据本发明，提供能够捕获更精确的测量值的方法和设备。本发明的方法包括利用光沿光源与光接收器之间的测量路径辐射空间，其中该光通过第一窗口部进 入空间中并通过第二窗口部离开该空间；在光离开该空间之后通过接收器记录光的强度并 确定沿该测量路径的吸收，其中在介质测量中，第一窗口部与第二窗口部之间的空间容纳待测量的介质，光 经过该介质，其中，在至少第一参考测量中，第一参考吸收器布置在第一窗口部与第二窗口部 之间的空间中，该第一一参考吸收器具有确定的吸收并且光经过该第一参考吸收器，以及考虑到在该至少一个参考测量期间的吸收，基于介质测量期间的吸收来确定测量 介质的特性。在本发明的又一扩展中，具有至少第二参考测量，在该至少第二参考测量中，确定 吸收的第二参考吸收器布置在第一窗口部与第二窗口部之间的空间中。在又一扩展中，第二参考测量期间的吸收不同于第一参考测量期间的吸收。另外，本发明能选择性地包括第三参考测量并且在指定情形中还能包括另外的参 考测量。如果仅执行一个参考测量，则这能用于执行一个点的校准，利用该校准能确定校 准函数，尤其是校准曲线的零点。如果执行两个参考测量，则能执行两点校准，在此情形中， 能确定校准函数，尤其是校准曲线或线性函数的零点以及斜率或梯度。如果执行三个或更 多的参考测量，则能以更高的精度确定校准函数，尤其是校准曲线或非线性的校准函数。在该方法的又一扩展中，一个或多个参考吸收器集成在活塞或活塞阀中，利用所 述活塞或活塞阀将测量介质吸入形成该空间的量筒中，光沿测量路径经过该空间。优选将固体，尤其是玻璃，例如具有不同透射特性的高纯度的玻璃，尤其是诸如 SuprasiUHomosiUHerasil或Infrasil的石英玻璃用作参考吸收器。为了实现不同的透 射特性，能对被测量辐射经过的固体的厚度或固体的表面特性进行修改。另一用于调节特 定透射特性的可能是例如利用重金属来对玻璃进行掺杂。优选将固体用作参考吸收器，所述固体的吸收在多个测量上保持恒定，在紫外线 测量辐射的影响下也是如此。此固体的示例是Suprasil石英玻璃。为了补偿例如由于光 源或光接收器的功率波动，由于测量光束所经过的窗口部的污垢、混浊或刮痕而导致的光 学设备的漂移，此参考吸收器是特别合适的。这些影响通常导致由接收器测量的吸收的减小，该吸收的减小在介质测量中叠加在测量介质的吸收上。尤其是在每次介质测量之前，可以以规则的间隔执行一个参考测量或多个参考测 量，其中活塞或活塞阀移动，使得一个参考吸收器进入测量路径中，或者多个参考吸收器一 个接一个地进入测量路径中。在如此确定的参考光谱的基础上，能对补偿值进行计算和存 储，利用所述补偿值，能对光学设备的与老化相关或与应用相关的漂移进行补偿。在利用设 备的“内部”参考吸收器进行的参考测量的基础上的此校准或调节也称为内部校准或内部 调节。具体来说，参考测量的数据还能用于传感器诊断和/或用于预报诊断和维修。例如能对参考测量的数据进行长期记录和统计评估，例如以便建立维修时间点， 尤其是清洗时间点和/或在参考测量的情形中识别测量路径的变化，以例如指示光源的老 化或者测量光束所经过的窗口部的污垢、混浊或刮痕。因而，例如能对所存储的时间补偿值的扩展进行评估和监控。例如，当补偿值超过 预定阈值时，能输出警告信号。该阈值能如此预先确定，即在超过该阈值之后，仍保持几个 小时或几天的时间缓冲，在该时间缓冲内，介质测量仍提供可靠的测量结果。警告信号能显 示此时间缓冲。然后维修人员能在该时间缓冲时间表内执行校准或调节和/或所需的维修 措施，诸如清洗设备、光源的替换或测量光束所经过的窗口部的替换。此外，对作为时间的函数的补偿值的曲线进行外推也是可能的，并由此预测何时 将出现预定阈值的超出。由此能预先预测和输出维修时间点。通过在作为参考吸收器的空气中执行附加参考测量能识别测量光束所经过的窗 口部的污垢或损坏。为此，活塞或活塞阀可以例如具有空气填充孔，该空气填充孔能进入测 量路径中，用于在空气中的参考测量。每隔较长的时间间隔，即在每种情形中，在一系列介质测量之后，通过记录已知浓 度的参考液体中的补充参考光谱能执行外部校准或调节。所获得的参考光谱能与利用参考 吸收器的参考测量进行的内部校准或调节过程中记录的参考光谱进行比较。这样确认并存 储参考液体的参考光谱与参考吸收器的参考光谱之间的偏差。能估计这些偏差的时间曲 线。例如，当偏差超过预定阈值时或在外推法预测阈值的超出将在何时发生之后，能输出警 告信号。利用实时时钟的帮助，能创建内部日志，例如所执行的参考测量、偏差以及出现问 题的时间点和类型记录和存储在该内部日志中。本发明的设备包括光源，所述光源位于外壳中，用于沿测量路径辐射空间；接收器，所述接收器位于外壳中，用于记录光在穿过该测量路径之后的强度；其中该测量路径通过光源的外壳的壁中的第一窗口部进入该空间中，并且该测量 路径通过接收器的外壳的壁中的第二窗口部从该空间离开；其中待测量的介质能以用于介质测量的测量路径延伸通过该介质的方式引入空 间中；以及至少一个参考吸收器，所述至少一个参考吸收器能间歇地引入空间中，其中当参 考吸收器已引入空间中时，用于至少一个参考测量的测量路径延伸通过该参考吸收器。在本发明的又一扩展中，该设备包括或配属于控制和评估电路，该电路适于基于在介质测量中所确定的光的强度并且考虑到至少一个参考测量而确定位于测量路径中的 测量介质的吸收特性。在本发明的又一扩展中，设备包括至少第二参考吸收器，并且在指定情形中包括 第三参考吸收器。在本发明的又一扩展中，参考吸收器能包括固体，例如具有确定的涂层表面，例如 金属蒸汽沉积表面，例如Cr-Ni层的玻璃体。在本发明的又一扩展中，参考吸收器能包括体积内染有颜色的固体，例如有色玻 璃体，例如卤化物适于作为该玻璃体的染料。用于获得确定吸收的其它合适染料是有机多元环或过渡金属元素的过渡金属化 合物。另外，漫射盘或具有不同透射特性的清洁玻璃，例如Suprasil、Homosil、Hersail、 Infrasil、H0Q310、UVBK7(也称为 UBK-7)等也能适用。在本发明的又一扩展中，参考吸收器包括依坐标明确改变的吸收。这能例如通过 金属涂层实现，该金属涂层的厚度在一个方向，例如移动方向上是可变的，参考吸收器沿该 移动方向进入测量路径中。在筒中的活塞的情形中，参考吸收器的吸收能例如随着吸收器 的轴向位置z改变。这样，利用活塞的抽吸冲程能记录吸收曲线。在此情形中，吸收层的层厚度d或吸收器密度a例如能随着变化的坐标线性或对 数性地改变。活塞的可变位置与所测量的强度之间在第一种情形中具有指数关系，在第二种情 形中具有线性关系。在吸收器本体可绕筒轴旋转的参考吸收器的情形中，吸收厚度d还能根据旋转角 度q>改变，其中，为此，优选下式成立d(cp) =d((p+l80°)。在本发明的又一扩展中，参考吸收器能包括透明容器，该透明容器容纳确定吸收 的参考介质，例如参考液体。该参考介质例如能通过玻璃熔融封闭物密封在容器中，或者 该容器能经由供应和排出管线进行填充和排空，以便在指定情形中能够将具有不同的确定 吸收特性的不同参考液体引入容器中。适合作为参考液体的例如是不同邻苯二甲酸氢钾 (PHP)浓度的PHP溶液。参考吸收器的玻璃材料尤其能包括石英玻璃。一个或多个指定的参考吸收器例如能集成在活塞中，利用该活塞将测量介质吸入 形成空间的量筒中，光沿测量路径经过该空间。在本发明的此实施例中，光源和接收器布置在同一外壳中，其中具有窗口部的外 壳的壁包含量筒的壁。该量筒也能由玻璃制成，并因而能形成窗口部，或者量筒例如能包括 金属，尤其是不锈钢，因此在该情形中，窗口部能嵌入安装到量筒的侧表面中。有利地，筒完全由合适的玻璃制成，这是因为在此情形中能够避免玻璃与其它材 料之间的过渡，该过渡能引发问题。就要使用的紫外线光源而言，窗口部或整个量筒以紫外线可透射材料和防紫外线 材料，尤其是石英玻璃的形式提供。活塞能具有密封元件，所述密封元件的密封唇同时用作擦拭器，因而这意味着活 塞或活塞阀在其冲程移动中清洁测量路径中的窗口部。测量介质通过活塞吸入量筒中。测量路径能具有聚光透镜，以便使光作为平行射
7线通过空间，然后朝着接收器聚焦该光。测量路径优选垂直于活塞轴进入空间中。接收器能包括光谱仪或简单的光电探测器。例如，当活塞的下缘到达测量路径的上缘时，能执行介质测量。
对于参考测量，活塞这样移动，以将相关参考路径引入测量路径中。 在本发明的又一扩展中，量筒包括清洗部，该清洗部在侧表面中具有入口和出口， 并且活塞具有上密封和下密封，该上密封和下密封的间距具有比入口与出口之间的轴向距 离更大的轴向长度。当活塞移动到这样的位置中，使得两个开口封闭在所述密封之间，则能 对筒壁与活塞侧表面之间的环形间隙进行冲洗，以便清洗参考吸收器的表面。在本发明的又一扩展中，入口和出口这样轴向定位，使得清洗部与测量路径轴向 重叠，其中当活塞定位用于清洗吸收器表面时，尤其具有最弱吸收的参考吸收器定位在测 量路径中。这样，在清洗期间能对清洗过程进行监控。在特殊的应用情形中，可能有利地是在清洗之前取得污染的参考吸收器的光谱并 通过与作为基准的干净的参考吸收器的光谱相比较来评估此光谱。这样，能发现有关污染 的程度和类型的信息并且在指定情形中，能发现积聚在其中的物质。活塞能通过驱动装置，例如通过步进电机而液压或气动地移动，其中能提供位置 传感器，以便能够确保活塞或参考吸收器的正确位置。就所需的活塞的旋转而言，同样为此 目的而提供相应的驱动装置。控制和评估单元优选控制设备的所有部件并读出它们的数据。特别地能设置评估单元，该评估单元不仅用以对介质测量的数据，而且对例如用 于建立清洗时间点的参考测量的数据进行长期地记录和统计评估，并且该评估单元用以在 参考测量的情形中识别测量路径的变化，例如指示光源的老化。根据使用的领域，光源能从运行在中红外线区与紫外线区之间的范围中的连续光 源或闪光灯中选择。接收器应相应地选择。接收器可以包括光谱仪或宽频接收器，该宽频接收器仅记录总强度。适合作为光 谱仪的主要是干涉仪和包括棱镜、光栅等的色散装置。


现在将在图中所示的实施例的示例的基础上对本发明进行说明，附图显示如下图Ia是通过在参考测量的运行状态中的本发明的测量装置的实施例的示例的纵 剖面；图Ib是通过在介质测量的运行状态中的图Ia中的实施例的示例的纵剖面图；图2a是通过具有参考吸收器的活塞的实施例的第一示例的纵剖面图；图2b是通过具有参考吸收器的活塞的实施例的第二示例的纵剖面图；以及图2c是通过具有参考吸收器的活塞的实施例的第三示例的纵剖面图；图3是与典型的参考液体的吸收光谱相比的各种固体参考吸收器的吸收光谱；图4是对于利用三个Suprasil的参考吸收器确定的参考测量，参考值作为时间的 函数的曲线。
具体实施例方式图Ia显示了本发明的测量装置的探头的纵剖面，该探头在外壳10中包括光源12 和接收器14。光源12包括覆盖大约200nm与700nm之间的光谱范围的闪光灯。接收器14包括 具有光栅作为色散元件的光谱仪，该光谱仪将所接收的光波长受控制的引导到光电二极管 排或光电二极管阵列上。为了实施光谱仪，探头的接收器14能具有金属箍，该金属箍将光导体 固定在适当 的位置，用于将所接收的光导向光谱仪(未示出)。光源的光辐射量筒16，该量筒16在此处实施为具有嵌入安装的石英玻璃窗的不 锈钢筒。可替代地，整个量筒能由石英玻璃制成。活塞20设置为将待测量的介质吸入量筒中。图Ia显示了处于下方位置的活塞， 其中集成在活塞中的参考吸收器201设置在从光源12延伸到接收器14的测量路径中。该 参考吸收器包括石英玻璃体，该石英玻璃体在测量路径中的表面具有Ni-Cr层，以便在光 通过参考吸收器201的情况下以确定的方式削弱该光。活塞20容纳第二参考吸收器202 和第三参考吸收器203，该第二参考吸收器和第三参考吸收器同样具有Ni-Cr层，但涂层厚 度不同，并且该第二参考吸收器和第三参考吸收器布置在活塞的不同轴向位置中。例如将涂层厚度和材料选择为，使得参考吸收器的吸收分布在测量装置的测量范 围上，以便广泛地实现零点和斜率以及可能还有所出现的非线性的校准。参考吸收器的最 强吸收例如能实现到输出强度的1%的削弱。当需要校准时，通过移动活塞20，将参考吸收器201、202、203定位在测量路径中，
用于参考测量。在本发明的又一扩展中，参考吸收器的吸收能对应于不同污垢等级之间的极限 值。例如当废水费用作为污垢等级的函数增加时，这能是有利的。在此情形中，参考吸收器 不仅能用于创建校准函数，而且能同时用作用于将介质与污垢等级相关联的对照标准。活塞20配备有密封和清洁唇缘26，一方面，所述唇缘26适于密封活塞21与量筒 16的壁的交界，以便实现测量介质的吸入和喷出，另一方面，所述唇缘26被设置成在活塞 的移动期间清洁测量路径的窗口部。图Ib显示了活塞处于上方位置中的测量装置，在此情形中，测量介质已被吸入测 量路径中，以便执行介质测量。同时，因为通过同活塞20与量筒16的壁之间的环形间隙连 通的供应管线30和排出管32，清洗液，在指定情形中的干燥气体能流过、流到参考吸收器 的表面上，所以此位置能实现参考吸收器的表面的清洗。在一补充中(未示出)，量筒16的壁能具有环绕的清洁唇缘，活塞能在该唇缘处移 动经过，以便擦拭参考吸收器的表面。清洁唇缘例如能包括布置在量筒壁中的凹槽中的弹 性体环。在又一扩展中，该环能管状地接合并连接到压力管线，以便能够利用压力供应来控 制清洁唇缘的内径或挤压压力。图2a、图2b和图2c显示了通过参考吸收器的实施例的不同示例的纵剖面，所述参 考吸收器集成在布置于石英玻璃的量筒16中的活塞中。在每种情形中，图2a中的参考吸收器201、202、203包括石英玻璃筒，该石英玻璃 筒的侧表面蒸汽沉积有不同厚度的Cr-Ni层，从而例如能以1/e、(l/e)~2. 5和(1/e)、来选择强度降低或透射损失。在每种情形中，图2b中的参考吸收器211、212、213包括具有石英玻璃的圆柱形外 壁的试管，该试管例如经由玻璃熔融封闭物而密封和长期稳定地容纳尤其是液体的参考介 质。参考介质能包括例如容纳处于确定浓度的测量点特定的材料，例如PHP、苯酚或其它芳 香族化合物。试管集成到活塞21中。一方面，图2c中的参考吸收器221、222包括参考试管221，该参考试管221可经由 供应管线224填充参考介质，在进行参考测量之后，经由抽吸管线226将该参考介质移除， 或者能利用清洗液或另一参考介质对该参考介质进行替换。由于在供应容器中提供确定浓 度的参考介质，参考介质能选择性地从所述供应容器泵送到参考试管中，所以此布置例如 能实现与特定测量点的需求的简单匹配。除了参考试管221之外，还提供参考吸收器222，在此情形中，该参考吸收器222包 括涂有卤化物的石英玻璃筒。该石英玻璃筒基本上具有比经由供应管线泵送到试管中的参 考介质更长的时间稳定性。由此，该石英玻璃筒尤其用作用于确认参考介质的参考。图3显示了对于以55mg/l的PHP浓度溶解在水中的邻苯二甲酸氢钾(PHP)溶液、 对于Suprasil石英玻璃的参考吸收器以及对于两个被测量辐射穿过的不同厚度的UBK-7 玻璃的参考吸收器，在200nm与400nm之间的波长范围中的吸收光谱，其中，在第UBK-7参 考吸收器的情形中，测量辐射穿过2. 0mm的厚度，而在第二 UBK-7参考吸收器的情形中，测 量辐射穿过4. 5mm的厚度。PHP溶液经常用作参考液体，用于测试以及用于校准或调节用于判定COD的光谱
测量装置。如在图3中能看到的，在200nm与300nm之间的波长范围中，第一 UBK-7参考吸 收器的吸收光谱非常类似PHP溶液的吸收光谱。因此，由于利用此玻璃的参考吸收器能对 PHP吸收光谱进行模拟，所以它们非常适于在COD测定的情形中进行校准或调节。为了判定 COD值，在预定波长范围上对测量介质的吸收光谱进行积分，并根据该积分，在赋值规则，尤 其是校准函数的基础上，确定该测量介质的COD值。通过对已知COD值的测量介质的参考 测量来确定该校准函数。在大约230nm与250nm之间的波长范围中，与UBK-7玻璃的第一参考吸收器的吸 收光谱相比，PHP溶液的吸收光谱具有负偏差。相比之下，在250nm与大约290nm之间的波 长范围中，与该第一参考吸收器的吸收光谱相比，PHP溶液的吸收光谱具有正偏差。因此， 我们在两个吸收光谱在2301nm与290nm之间的波长范围中的积分的情形中得到几乎相等 的积分值。因而厚度为2. 0mm的UBK-7玻璃的参考吸收器能代替浓度为55mg/l的PHP溶 液用作固体参考吸收器。更高浓度的PHP溶液能通过厚度为4. 5mm的第二 UBK-7参考吸收 器进行模拟。通过相应地选择被测量辐射穿过的厚度和/或参考吸收器的表面的曲率，能 对多个PHP浓度进行模拟。同样如从图3能看到的，在200nm与400nm之间的波长范围中，Suprasil石英玻 璃的吸收基本是与波长无关的。Suprasil石英玻璃的特别优点在于在紫外线辐射下它的吸 收也在长时间段上保持稳定。对于设备每隔一定时间间隔的内部校准，例如能将三个参考吸收器一个接一个 地引入测量光束路径中，并在每种情形中，执行参考测量。作为示例，图4显示了针对Suprasil石英玻璃的参考吸收器的曲线图，在该曲线图中，作为时间的函数来绘制由在预定波长进行的参考测量确定的三个参考吸收器的每个吸收々”^、^。参考吸收器这样体现， 即它们模拟不同的预定参考浓度或COD值。如在图4的曲线图中能看到的，吸收值A” A2、A3在特定时段上保持基本恒定。然 而，不久，吸收值开始连续增加。此吸收增加由老化现象或由相关应用条件，诸如由于光源 或接收器的机械加载或老化所导致的测量光束所经过的窗口部的污垢、刮痕或混浊引起。如果吸收值位于容许区间之内，在每种情形中，该容许区间由上下区间边界Ttjl和 Tul、T。2*Tu2以及1；3和Tu3预先确定，则不需进行补偿。然而，如果吸收值超过区间边界，诸 如在图示的示例中，在每种情形中，上区间边界Utj2和τ。3，则在参考吸收器的预定的设定 吸收值与由参考测量确定的实际值之间的校准的基础上，确定三个校正值Δρ八2和Δ3。 根据这些来确定补偿值，在下面的介质测量中，从每个测量吸收中减去该补偿值，以便在测 量值的确定中补偿设备的老化效应。随着进一步老化，校正值Δρ八2和Δ3通常进一步增加。如果在每种情形中，校 正值Δ 3或从其获得的补偿值超过预定阈值，则能输出警告信号。该警告信号用 信号通知不久就必须执行维修措施，例如，设备的清洗或测量光束所经过的窗口部的替换。 与警告信号一起，还能输出宽限时间，该宽限时间指示直到该时间点为止仍能可靠地确定 测量值。这是有利的，因为以这种方式能设计长期或中期的维修措施。宽限时间能通过校 正值ApA2和△3或从其获得的补偿值的曲线的外推来确定。代替警告信号，设备的控制 系统还能开始例如用于清洗活塞的自动维修程序。代替在预定波长的吸收，吸收光谱在预定波长范围上的积分或平均值也能用于确 定校正值。同样地，通过用于在预定波长进行参考测量的接收器记录的强度以及该强度的 积分或平均值能用于确定校正值。同样地，根据每种情形中参考光谱的吸收或强度值也能 够确定参考物质，例如PHP的对应浓度并由此获得校正值。此外，图4中的曲线的纵坐标值 能作为参考该测量范围和由该测量范围相应确定的校正值的百分比给出，在此基础上，在 测量值的确定中能对设备的老化效应进行补偿。当然，参考体或参考吸收器的不同实施例可在预期的程度上彼此结合。
权利要求
用于确定介质的特性的方法，包括利用光沿光源与光接收器之间的测量路径对空间进行辐射，其中所述光通过第一窗口部进入所述空间中并通过第二窗口部离开所述空间；在所述光离开所述空间之后利用所述接收器记录所述光的强度并确定沿所述测量路径的吸收，其中在介质测量中，所述第一窗口部与所述第二窗口部之间的所述空间容纳待测量的介质，所述光经过所述介质，其中，在至少第一参考测量中，第一参考吸收器布置在所述第一窗口部与所述第二窗口部之间的所述空间中，所述第一参考吸收器具有确定的吸收并且所述光经过所述第一参考吸收器，以及考虑到在至少一个参考测量期间的吸收，基于所述介质测量期间的吸收来确定所述测量介质的特性。
2.如权利要求1所述的方法，其中发生至少第二参考测量，在所述至少第二参考测量 的情形中，具有确定的吸收的第二参考吸收器布置在所述第一窗口部与所述第二窗口部之 间的所述空间中。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第二参考测量期间的吸收不同于所述第一参考 测量期间的吸收。
4.如权利要求1到3中的任一项所述的方法，其中一个或多个参考吸收器集成在活塞 或活塞阀中，利用所述活塞或活塞阀将所述测量介质吸入量筒中，该量筒形成所述光沿所 述测量路径所经过的所述空间。
5.如权利要求1到4中的任一项所述的方法，其中将固体，尤其是高纯度的玻璃用作参 考吸收器，其中这些固体优选具有在多个参考测量中保持恒定的吸收。
6.如权利要求1到5中的任一项所述的方法，其中基于所述参考测量来计算和存储补 偿值。
7.如权利要求1到6中的任一项所述的方法，其中对所述参考测量的数据，尤其是补偿 值进行长期记录和统计评估，以便例如建立维修时间点和/或在参考测量的情形中识别所 述测量路径的变化。
8.如权利要求7所述的方法，其中基于所述统计评估来生成警告信号，所述警告信号 显示将要执行维修措施。
9.用于确定介质的特性的设备，包括光源(12)，其位于外壳(10)中，用于沿测量路径对空间(16)进行辐射；接收器(14)，其位于外壳(10)中，用于记录光在穿过所述测量路径之后的强度；其中所述测量路径通过所述光源(12)的所述外壳(10)的壁中的第一窗口部进入所述 空间(16)中，并且其中所述测量路径通过所述接收器(14)的所述外壳(10)的壁中的第二 窗口部从所述空间(16)离开；其中待测量的介质能够被引入所述空间(16)中，使得用于介质测量的所述测量路径 延伸通过测量介质；至少一个参考吸收器(201、202、203)，其能够间歇地引入所述空间(16)中，其中当所 述参考吸收器(201、202、203)已引入所述空间中时，用于至少一个参考测量的测量路径延 伸通过所述参考吸收器(201、202、203)。
10.如权利要求9所述的设备，进一步包括至少第二参考吸收器，并且在指定情形中包 括其它参考吸收器。
11.如权利要求9或10所述的设备，其中参考吸收器具有固体，所述固体具有确定的涂 层表面，所述涂层表面例如具有恒定的层厚度或层密度或者具有可随所述参考吸收器的坐 标变化的层厚度或层密度。
12.如权利要求9到11中的任一项所述的设备，其中参考吸收器包括体积内染有颜色 的固体，例如有色玻璃体。
13.如权利要求9或10所述的设备，其中所述参考吸收器包括通过光的散射来减小测 量强度的散射介质，尤其是悬浮液或固体漫射盘。
14.如权利要求9到13中的任一项所述的设备，其中所述参考吸收器包括基本透明的 基质，吸收或散射颗粒嵌在所述透明基质中。
15.如权利要求9到13中的任一项所述的设备，其中参考吸收器包括透明容器，所述透 明容器容纳具有确定吸收的参考介质，例如参考液体。
16.如权利要求15所述的设备，其中所述容器能够经由管线进行填充和排空，以便在 指定情形中能够将具有不同的确定的吸收特性的不同参考液体引入所述容器中。
17.如权利要求9到16中的任一项所述的设备，其中所述参考吸收器集成在活塞或活 塞阀中，利用所述活塞或活塞阀将所述测量介质吸入量筒中，该量筒形成所述光沿所述测 量路径所经过的所述空间。
18.如权利要求17所述的设备，其中所述活塞包括密封元件，所述密封元件具有用作 擦拭器的密封唇，由此所述活塞或活塞阀在冲程移动中清洁所述测量路径中的所述窗口 部。
19.如权利要求17或18所述的设备，其中所述量筒包括清洗部，所述清洗部在侧表面 中具有入口和出口，其中所述活塞具有上密封和下密封，所述上密封和所述下密封的间距 具有比所述入口与所述出口之间的轴向距离更大的轴向长度。
20.如权利要求9到19中的任一项所述的设备，其中所述参考吸收器能够通过驱动装 置，例如步进电机而液压或气动地移动。
全文摘要
本发明涉及用于检查液体的方法和设备，该设备包括光源(12)，其位于外壳(10)中，用于沿测量路径辐射空间(16)；接收器(14)，其位于外壳(10)中，用于记录光在穿过该测量路径之后的强度；其中该测量路径通过光源(12)的外壳(10)的壁中的第一窗口部进入该空间(16)中，并且测量路径通过接收器(14)的外壳(10)的壁中的第二窗口部从该空间(16)离开；其中待测量的介质能以用于介质测量的测量路径延伸通过测量介质的方式引入空间(16)中；至少一个参考吸收器(201、202、203)，其可间歇地引入空间(16)中；并且其中当参考吸收器(201、202、203)进入该空间中时，用于至少一个参考测量的测量路径延伸通过参考吸收器(201、202、203)。
文档编号G01N21/31GK101871882SQ20101000219
公开日2010年10月27日 申请日期2010年1月13日 优先权日2009年4月22日
发明者曼弗雷德·亚杰拉, 阿希姆·加尔 申请人:恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司