DE102013219544A1 - Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem und Verfahren zum Betreiben einer solchen - Google Patents
Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem und Verfahren zum Betreiben einer solchen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013219544A1 DE102013219544A1 DE201310219544 DE102013219544A DE102013219544A1 DE 102013219544 A1 DE102013219544 A1 DE 102013219544A1 DE 201310219544 DE201310219544 DE 201310219544 DE 102013219544 A DE102013219544 A DE 102013219544A DE 102013219544 A1 DE102013219544 A1 DE 102013219544A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- flow
- optical element
- liquid
- distance
- measuring gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 61
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000004941 mixed matrix membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000000275 quality assurance Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/05—Flow-through cuvettes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/11—Filling or emptying of cuvettes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/11—Filling or emptying of cuvettes
- G01N2021/115—Washing; Purging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/02—Mechanical
- G01N2201/025—Mechanical control of operations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/068—Optics, miscellaneous
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Durchflusseinrichtung (1) für ein Spektrometersystem, mit einem ersten, an ein Spektrometer (4) optisch koppelbaren Optikelement (2), und mit einem zweiten, an eine Lichtquelle (5) optisch koppelbaren Optikelement (3), welche im Bereich eines von einer Flüssigkeit (8) durchströmbaren Messspaltes (6) voneinander beabstandet angeordnet sind, in dessen Bereich ein aus dem zweiten Optikelement (3) austretender und in das erste Optikelement (2) gelangender Lichtstrahl (7) zumindest teilweise absorbierbar ist, wobei durch eine Veränderung des Abstandes (10) der beiden Optikelemente (2, 3) eine Durchflussmenge der Flüssigkeit (8) durch den Messspalt (6) beeinflussbar ist, um das Spektrometersystem mit einer Vielzahl verschiedener Proben einsetzen zu können. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Durchflusseinrichtung (1).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Durchflusseinrichtung.
- Spektroskopie ist ein zerstörungsfreies Verfahren zur Materialanalyse, das mit Licht, typischerweise zwischen 1 und 500.000 nm Wellenlänge, arbeitet. Die Spektroskopie wird vor allem zur quantitativen Bestimmung von bekannten Substanzen, deren Identifikation, zur Prozesssteuerung und -überwachung und Qualitätssicherung angewendet. Ein spektroskopischer Messaufbau beinhaltet ein Spektrometer zur Auftrennung und Messung der verschiedenen Lichtkomponenten sowie einen Messkopf zur optischen Ankopplung an die Probe. Je nach Messmethode wird außerdem eine Lichtquelle benötigt. Heutzutage werden in Chemielaboratorien oder in Industrieprozessen bei den Messungen der Inhaltsstoffe oder Eigenschaften von flüssigen Proben zumeist entweder Tauchsonden oder Durchflusszellen eingesetzt.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es zu ermöglichen, dass ein und dasselbe Spektrometersystem für eine Vielzahl verschiedener Proben mit unterschiedlichen optischen und mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung und durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
- Eine erfindungsgemäße Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem verfügt über ein erstes, an ein Spektrometer optisch koppelbares Optikelement und ein zweites, an eine Lichtquelle koppelbares Optikelement, welche im Bereich eines von einer Flüssigkeit durchströmbaren Messspaltes voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei im Bereich dieses Messspaltes ein aus dem zweiten Optikelement austretender und in das erste Optikelement gelangender Lichtstrahl zumindest teilweise durch die Flüssigkeit absorbierbar ist. Um ein mit einer erfindungsgemäßen Durchflusseinrichtung ausgestattetes Spektrometersystem mit einer Vielzahl verschiedener Proben einsetzen zu können, ist durch eine Veränderung des Abstands der beiden Optikelemente eine Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Messspalt beeinflussbar. Insbesondere kann der Abstand der Optikelemente sowohl durch ein Bewegen eines der beiden oder ein Bewegen beider Optikelemente verändert werden. Das hat den Vorteil, dass eine Anpassung des Messspaltes an die aus spektroskopischer Sicht beste Lichteffizienz ermöglicht wird. Es können sowohl dunkle und zähflüssige Substanzen wie Schmieröl, Schiffsdiesel oder Emulsionen wie Milch als auch dünnflüssige und helle Proben und sonstige Prozesslösungen mit ein und demselben System gemessen werden.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Anpassen des Abstandes der beiden Optikelemente in einem laufenden Betrieb der Abstand der beiden Optikelement steuerbar ist. Es kann also während einer Messung die Größe des Messspalts gesteuert werden, so dass eine aus spektroskopischer Sicht beste Lichteffizienz eingestellt werden kann. Das hat den Vorteil, dass die bereits erwähnten verschiedenen Substanzen ohne Prozessunterbrechung gemessen werden können. Somit kann die Durchflusseinrichtung insbesondere auch an Inhomogenitäten in der Probensubstanz angepasst werden.
- Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Abstand der beiden Optikelemente mit einer Mikrometerschraube oder hydraulisch steuerbar ist. Das hat den Vorteil, dass der Abstand sehr genau eingestellt werden kann und damit die unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Probeflüssigkeiten in feinen Abstufungen gut berücksichtigt werden können.
- In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Steuereinrichtung vorhanden ist, mit welcher in Abhängigkeit einer Lichtintensität, welche von einer mit dem ersten Optikelement optisch gekoppelten Messeinrichtung messbar ist, der Abstand der beiden Optikelemente automatisch vergrößerbar oder verkleinerbar ist. Es wird also je nach Lichtintensität, die, insbesondere am Spektrometer, gemessen wird, die Engstelle, also der Messspalt, in der Durchflusseinrichtung automatisch verengt oder erweitert. Das hat den Vorteil, dass unterschiedliche Flüssigkeiten nicht nur ohne Prozessunterbrechung mit ein und demselben System gemessen werden können, sondern dass die Durchflusseinrichtung auch gegenüber gewünschten Prozessschwankungen messtechnisch flexibel bleibt.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein By-Pass System Teil der Durchflusseinrichtung ist, mittels welchem eine weitere Flüssigkeit als Referenzflüssigkeit in den Messspalt einbringbar ist. Das hat den Vorteil, dass ein Referenzspektrum, welches grundsätzlich für jede Position bzw. jeden Abstand der Optikelemente zur Auswertung von Daten erforderlich ist, nicht aus einer Datenbank abgelesen werden muss, sondern jeweils in situ gemessen werden kann. Es kann also für jede neue Position der Optikelemente ein neues Referenzspektrum aufgenommen werden, in dem nach einer Veränderung der Größe des Messspaltes zunächst besagte Referenzflüssigkeit untersucht wird.
- Hier kann es weiterhin vorgesehen sein, dass das By-Pass System ausgelegt ist, während des Betriebs automatisch zunächst eine Reinigungsflüssigkeit und dann, also in Folge, die Referenzflüssigkeit in den Messspalt einzubringen. Das hat den Vorteil, dass das Referenzspektrum besonders zuverlässig aufgenommen werden kann, da ausgeschlossen ist, dass Reste von anderen Flüssigkeiten das Referenzspektrum verfälschen.
- In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Durchflusseinrichtung im Wesentlichen rohrförmig gebildet ist. Insbesondere kann sie die Form einer Kapillare annehmen. Das hat den Vorteil, dass die Durchflusseinrichtung an bestehende Aufbauten leicht anschließbar ist und gut zu reinigen ist. Insbesondere kann bei einer Ausformung als Kapillare dank der Kapillarwirkung gegebenenfalls auf eine Pumpe oder dergleichen verzichtet werden. Gerade hier ist dann eine Anpassung der Größe des Messspaltes an Probeneigenschaften vorteilhaft, da so die jeweils unterschiedlichen Eigenschaften verschiedener Proben in Bezug auf den Kapillareffekt berücksichtigt werden können.
- In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens eine dehnbare Membran, insbesondere eine sehr stark dehnbare und/oder verformbare Membran, zwischen dem zugeordneten Optikelement und einem innenliegenden Wandbereich der Durchflusseinrichtung angeordnet ist. Hierbei verformt sich die Membran bei einer Veränderung des Abstandes der beiden Optikelemente so, dass sie mit den Optikelementen, also dem Messspalt, eine Engstelle bildet. Die Auswahl des Materials, aus dem die Membran hergestellt werden soll, ist hier bis auf die Anforderungen an die Dehnbarkeit und/oder Verformbarkeit frei und kann prozessspezifisch gewählt werden, insbesondere als Polymermembran oder als Mixed-Matrix-Membran. Hierbei wird das Material der Membran bevorzugt so gewählt, dass es gegenüber den zu untersuchenden Flüssigkeiten oder einzelnen Bestandteilen dieser Flüssigkeiten bestandsfähig ist, also insbesondere durch diese, wie auch durch gegebenenfalls verwendete Reinigungsmittel, nicht chemisch angegriffen wird. Das hat den Vorteil, dass mit der Membran ein eventuelles Sammeln von festen Partikeln, wie sie in inhomogenen Flüssigkeiten vorkommen, an den optischen Elementen in der Durchflusseinrichtung verhindert werden kann. Auch die Reinigung der Durchflusseinrichtung, also der Durchflusszelle, wird durch die Anwendung der Membran deutlich vereinfacht. Einerseits dichtet nämlich die Membran das System von Leckagen ab, andererseits ist sie so dehnbar, dass bei dem maximalen Abstand der Optikelemente ein starker Durchfluss der Flüssigkeit durch den Messspalt und damit die Durchflusszelle möglich ist. Damit entfällt eine problematische Reinigung von Kanten, die sich im Inneren der Standarddurchflusszellen befinden. Außerdem wird durch die Verwendung der Membran die Bildung von Wirbeln an der durch den Messspalt realisierten Engstelle im Flüssigkeitsstrom verringert und die Strömung der Prozessflüssigkeiten bleibt dadurch in einem größeren Bereich laminar.
- Ebenfalls Teil der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem, wobei hier durch ein Verändern des Abstands der beiden Optikelemente eine Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Messspalt beeinflusst wird. Das führt zu den beschriebenen Vorteilen.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, sowie anhand der Figuren. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Durchflusseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Durchflusseinrichtung in einer Ausführungsform der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung einer zusätzlichen beispielhaften Durchflusseinrichtung in einer Ausführungsform der Erfindung; und -
4 eine schematische Darstellung der in3 gezeigten Membran. - In den FIG werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- In
1 ist eine Durchflusseinrichtung1 dargestellt. Eine Flüssigkeit8 strömt hier entlang mehrere Wandbereiche12 und durch einen Messspalt6 , welcher durch zwei Optikelemente2 ,3 , welche in einem Abstand10 zueinander angeordnet sind. Dabei bilden sich in zwei Bereichen9 nahe des Messspaltes Verwirbelungen. Die Optikelemente2 ,3 sind hier parallel zur Zeichenebene beweglich, so dass sie in ihrem Abstand10 verändert werden können. Dadurch ist die Größe des Messspalts6 veränderbar, und die Menge der Flüssigkeit8 , welche in einer vorgegebenen Zeit durch den Messspalt6 strömen kann ist somit durch eine Veränderung des Abstands10 der beiden Optikelemente2 ,3 veränderbar. - Im Betrieb der Durchflusseinrichtung strömt nun die Flüssigkeit
8 durch den Messspalt6 und absorbiert dort zumindest teilweise Licht, welches aus dem zweiten Optikelement3 austritt. Damit gelangt nur ein bestimmter, in seinem Spektrum reduzierter Anteil des aus dem zweiten Optikelement3 austretenden Lichts in das erste Optikelement2 . Soll nun die Durchflusseinrichtung1 für eine andere Flüssigkeit8 verwendet werden, so wird im Messspalt6 bei dem für die vorhergehende Flüssigkeit8 eingestellten Abstand10 möglicherweise entweder zu viel oder zu wenig Licht absorbiert. Wird zu viel Licht absorbiert, sprich, handelt es sich z.B. um eine wesentlich dunklere Flüssigkeit, so muss der Abstand10 verringert werden, damit aus dem in das erste Optikelement2 gelangenden Licht noch Rückschlüsse auf Eigenschaften der Flüssigkeit8 gezogen werden können. Handelt es sich jedoch beispielsweise um eine sehr dünnflüssige, weitgehend transparente Flüssigkeit8 , muss der Messspalt6 vergrößert werden, damit die Menge der Flüssigkeit8 zwischen den beiden Optikelementen2 ,3 ausreicht, um z.B. überhaupt eine messbare Absorption von Licht hervorzurufen. Auch andere Eigenschaften, wie beispielsweise die Viskosität der Flüssigkeit8 , können so über ein Einstellen des Messspalts6 berücksichtigt werden. - In
2 ist eine Durchflusseinrichtung1 dargestellt, bei welcher sehr ähnlich zu der in1 dargestellten Durchflusseinrichtung1 eine Flüssigkeit8 zwischen Wandbereichen12 und zwei Optikelementen2 ,3 durch einen Messspalt6 strömt. Hier sind die beiden Bereiche9 , in denen Verwirbelungen stattfinden, deutlich kleiner als in dem in1 gezeigten Beispiel. Das ist auf mehrere hochflexible Membranen11 , welche zwischen den Wandbereichen12 und den Optikelementen2 ,3 angeordnet sind zurückzuführen. Im gezeigten Beispiel sind die Membranen11 zwischen Kanten des Messspalts6 und innenliegenden Kanten der Wandbereiche12 der Durchflusseinrichtung1 befestigt. Diese Membranen11 dichten also einen Innenraum, welcher von der Flüssigkeit8 durchströmt wird, nach außen, also z.B. in Richtung einer Mechanik, welche die Optikelemente2 ,3 bewegt, ab. Werden die beiden Optikelemente2 ,3 in ihrem Abstand10 nun verändert, zum Beispiel aufgrund geänderter Eigenschaften der Flüssigkeit8 , so passen sich die Membrane11 aufgrund ihrer Flexibilität an die geänderte Geometrie der Wandbereiche12 und der beiden Optikelemente2 ,3 an. Durch die Verwendung der Membrane11 treten im gezeigten Beispiel auch weniger spitze Winkel an den Eckbereichen der Wandbereiche12 und der Optikelemente2 ,3 auf. Das ist die Ursache für die bereits erwähnte vorteilhafte Verkleinerung der Bereiche9 , in denen sich die Flüssigkeit8 verwirbelt. - In
3 ist eine Durchflusseinrichtung1 in einem eingebauten Zustand in einem Spektrometersystem dargestellt. Zwei verschiebbare Zylinder13 nehmen hier die beiden Optikelemente2 ,3 auf und bilden hier eine mechanische Führung. Über diese mechanische Führung ist der Abstand10 zwischen den beiden Optikelementen2 ,3 einstellbar, zum Beispiel über eine Mikrometerschraube. Aus einer Lichtquelle5 , beispielsweise einer Halogenlampe oder einem LED-Element, gelangt ein Lichtstrahl7 zunächst in das zweite Optikelement3 , dann in den Messspalt6 , und schließlich über das erste Optikelement2 in ein Spektrometer4 . Im Messspalt6 kann sich wieder eine Flüssigkeit8 befinden, die spektrale Teile des Lichtstrahls7 absorbiert. Die Flüssigkeit8 wird im gezeigten Beispiel über zwei Rohre16 , welche über die Membran11 mit dem Messspalt6 verbunden werden, durch den Messspalt6 geleitet. Wird im Spektrometer4 eine zu große oder zu geringe Helligkeit detektiert, kann im gezeigten Beispiel der Messspalt6 über ein Verschieben der Zylinder13 angepasst werden. Gelangt zu viel Licht in das Spektrometer4 , wird der Messspalt6 vergrößert werden, gelangt hingegen zu wenig Licht in das Spektrometer4 , wird der Messspalt6 verkleinert werden, um so stets, also für unterschiedliche Probesubstanzen, ein bestmögliches Messergebnis zu gewährleisten. Das System kann beispielsweise zusätzlich mit einem By-Pass System ausgestattet werden, welches derart eingerichtet ist, dass es automatisch nach einem Verändern des Abstands10 der beiden Optikelemente2 ,3 zunächst für ein Durchspülen des Messspalts6 mit einer Reinigungsflüssigkeit sorgt, um in Folge eine Referenzflüssigkeit in den Messspalt6 einzubringen, so dass das Spektrometer4 auf Grundlage der Referenzflüssigkeit für den nunmehr verwendeten Abstand10 justiert bzw. geeicht werden kann. Nach dem Justiervorgang wird wieder die zu analysierende Flüssigkeit8 über die beiden Rohre16 in den Messspalt6 eingebracht. Somit kann im laufenden Betrieb ohne einen weiteren Eingriff von Nutzerseite vollautomatisch eine Analyse unterschiedlichster Substanzen durchgeführt werden oder z.B. auch der Prozessablauf variiert werden. -
4 zeigt eine schematische Darstellung der im in3 dargestellten Beispiel verwendeten Membran11 . Deutlich zu erkennen sind hier vier Öffnungen14 ,15 , wobei jeweils zwei Öffnungen14 und zwei Öffnungen15 an gegenüberliegenden Seiten der Membran11 angeordnet sind. Die beiden Öffnungen15 , welche im vorliegenden Fall die größeren der Öffnungen14 ,15 sind, sind dafür vorgesehen, die Durchflusseinrichtung1 im Bereich der beiden Optikelemente2 ,3 mit den zugeordneten Zylindern13 abzudichten. Die beiden kleineren Öffnungen14 nehmen wie in3 gezeigt zwei Rohre16 auf und dichten somit die Durchflusseinrichtung1 in Richtung der Zu- und Ableitung der zu untersuchenden Flüssigkeit8 ab. Da die Membran11 stark dehnbar bzw. hoch flexibel ist, kann sie sich gleichzeitig einer geänderten Geometrie durch ein Verschieben der Zylinder13 mit den Optikelementen2 ,3 anpassen und ihre Abdichtfunktion erhalten. Zudem werden hier über die verwendeten runden Formen Kanten, an denen sich Reste der Probe oder sonstiger Flüssigkeiten und Stoffe ansammeln können, konstruktiv vermieden.
Claims (9)
- Durchflusseinrichtung (
1 ) für ein Spektrometersystem, mit einem ersten, an ein Spektrometer (4 ) optisch koppelbaren Optikelement (2 ), und mit einem zweiten, an eine Lichtquelle (5 ) optisch koppelbaren Optikelement (3 ), welche im Bereich eines von einer Flüssigkeit (8 ) durchströmbaren Messspaltes (6 ) voneinander beabstandet angeordnet sind, in dessen Bereich ein aus dem zweiten Optikelement (3 ) austretender und in das erste Optikelement (2 ) gelangender Lichtstrahl (7 ) zumindest teilweise absorbierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Veränderung des Abstandes (10 ) der beiden Optikelemente (2 ,3 ) eine Durchflussmenge der Flüssigkeit (8 ) durch den Messspalt (6 ) beeinflussbar ist. - Durchflusseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen des Abstandes (10 ) der beiden Optikelemente (2 ,3 ) in einem laufendem Betrieb der Abstand (10 ) der beiden Optikelemente (2 ,3 ) steuerbar ist. - Durchflusseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (10 ) der beiden Optikelemente (2 ,3 ) mit einer Mikrometerschraube oder hydraulisch steuerbar ist. - Durchflusseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorhanden ist, mit welcher in Abhängigkeit einer Lichtintensität, welche von einer mit dem ersten Optikelement (2 ) optisch gekoppelten Messeinrichtung messbar ist, der Abstand (10 ) der beiden Optikelemente (2 ,3 ) automatisch vergrößerbar oder verkleinerbar ist. - Durchflusseinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein By-Pass System Teil der Durchflusseinrichtung (1 ) ist, mittels welchem eine weitere Flüssigkeit als Referenzflüssigkeit in den Messspalt (6 ) einbringbar ist. - Durchflusseinrichtung (
1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das By-Pass System ausgelegt ist während des Betriebs automatisch zunächst eine Reinigungsflüssigkeit und dann die Referenzflüssigkeit in den Messspalt (6 ) einzubringen. - Durchflusseinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusseinrichtung (1 ) im Wesentlichen rohrförmig gebildet ist. - Durchflusseinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dehnbare Membran (11 ) zwischen dem zugeordneten Optikelement (2 ,3 ) und einem innenliegenden Wandbereich (12 ) der Durchflusseinrichtung (1 ) angeordnet ist. - Verfahren zum Betreiben einer Durchflusseinrichtung (
1 ) für ein Spektrometersystem, wobei die Durchflusseinrichtung (1 ) ein erstes, an ein Spektrometer (4 ) optisch koppelbares Optikelement (2 ), und ein zweites an eine Lichtquelle (5 ) optisch koppelbares Optikelement (3 ) hat, welche im Bereich eines von einer Flüssigkeit (8 ) durchströmbaren Messspaltes (6 ) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei in den Bereich des Messspaltes (6 ) ein aus dem zweiten Optikelement (3 ) austretender und in das erste Optikelement (2 ) gelangender Lichtstrahl (7 ) zumindest teilweise absorbiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Verändern des Abstandes (10 ) der beiden Optikelemente (2 ,3 ) eine Durchflussmenge der Flüssigkeit (8 ) durch den Messspalt (6 ) beeinflusst wird.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310219544 DE102013219544A1 (de) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem und Verfahren zum Betreiben einer solchen |
EP14781832.2A EP3022545A1 (de) | 2013-09-27 | 2014-09-24 | Durchflusseinrichtung für ein spektrometersystem und verfahren zum betreiben einer solchen |
US15/025,483 US20160209321A1 (en) | 2013-09-27 | 2014-09-24 | Flow Apparatus For A Spectrometer System And Method For Operating Same |
CN201480051851.7A CN105556281A (zh) | 2013-09-27 | 2014-09-24 | 用于光谱仪***的通流设备和用于运行该通流设备的方法 |
PCT/EP2014/070290 WO2015044157A1 (de) | 2013-09-27 | 2014-09-24 | Durchflusseinrichtung für ein spektrometersystem und verfahren zum betreiben einer solchen |
SG11201601930QA SG11201601930QA (en) | 2013-09-27 | 2014-09-24 | Flow apparatus for a spectrometer system and method for operating same |
KR1020167011240A KR20160065918A (ko) | 2013-09-27 | 2014-09-24 | 분광계 시스템용 유동 장치 및 그의 작동 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310219544 DE102013219544A1 (de) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem und Verfahren zum Betreiben einer solchen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013219544A1 true DE102013219544A1 (de) | 2015-04-02 |
Family
ID=51688030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310219544 Withdrawn DE102013219544A1 (de) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem und Verfahren zum Betreiben einer solchen |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160209321A1 (de) |
EP (1) | EP3022545A1 (de) |
KR (1) | KR20160065918A (de) |
CN (1) | CN105556281A (de) |
DE (1) | DE102013219544A1 (de) |
SG (1) | SG11201601930QA (de) |
WO (1) | WO2015044157A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110327996B (zh) * | 2019-09-03 | 2019-12-24 | 中国科学院上海高等研究院 | 微流控芯片、微流控***及红外微流控分析方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1098179A2 (de) * | 1999-11-04 | 2001-05-09 | Suminoe Textile Co., Ltd. | Automatische Farbton-Testvorrichtung und automatisches Steuerungsystem für Färbebad |
US6943878B2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-09-13 | Air Liquide Electronics U.S. Lp | Methods and systems for controlling the concentration of a component in a composition with absorption spectroscopy |
US7027147B2 (en) * | 2001-03-19 | 2006-04-11 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Method and apparatus for measuring the color properties of fluids |
FR2903775A1 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-01-18 | Tethys Instr Soc Par Actions S | Dispositif d'ecoulement d'un fluide et appareillage de mesure optique utilisant un tel dispositif. |
US7437897B2 (en) * | 2002-05-31 | 2008-10-21 | Dyecontrol By Loris Bellini E. Zaitex S.R.L. | Dyeing machine with automatic in-line dip depletion control |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1054813A (en) * | 1964-01-16 | 1967-01-11 | Apparatus for the spectral examination of liquids | |
CN85200040U (zh) * | 1985-04-01 | 1985-12-20 | 清华大学 | 池厚连续可调加温高压红外流动池 |
JPS61231435A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-15 | Hitachi Ltd | フロ−セル |
DE3861563D1 (de) * | 1987-07-22 | 1991-02-21 | Ciba Geigy Ag | Prozesskuevette. |
US5351120A (en) * | 1993-07-12 | 1994-09-27 | American Air Liquide | Spectroscopic cell design |
DK173073B1 (da) * | 1996-11-01 | 1999-12-20 | Foss Electric As | Fremgangsmåde og flowsystem til spektrometri og en kuvette til flowsystemet |
US6974938B1 (en) * | 2000-03-08 | 2005-12-13 | Tibotec Bvba | Microscope having a stable autofocusing apparatus |
DE102005052752A1 (de) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Clondiag Chip Technologies Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von molekularen Wechselwirkungen |
US8303894B2 (en) * | 2005-10-13 | 2012-11-06 | Accuri Cytometers, Inc. | Detection and fluidic system of a flow cytometer |
US7593101B2 (en) * | 2007-04-10 | 2009-09-22 | Schlumberger Technology Corporation | High-pressure cross-polar microscopy cells having adjustable fluid passage and methods of use |
DE102009037240A1 (de) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung chemischer und/oder physikalischer Eigenschaften von Betriebsstoffen in einer Maschinenanlage |
-
2013
- 2013-09-27 DE DE201310219544 patent/DE102013219544A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-09-24 KR KR1020167011240A patent/KR20160065918A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-09-24 SG SG11201601930QA patent/SG11201601930QA/en unknown
- 2014-09-24 EP EP14781832.2A patent/EP3022545A1/de not_active Withdrawn
- 2014-09-24 US US15/025,483 patent/US20160209321A1/en not_active Abandoned
- 2014-09-24 CN CN201480051851.7A patent/CN105556281A/zh active Pending
- 2014-09-24 WO PCT/EP2014/070290 patent/WO2015044157A1/de active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1098179A2 (de) * | 1999-11-04 | 2001-05-09 | Suminoe Textile Co., Ltd. | Automatische Farbton-Testvorrichtung und automatisches Steuerungsystem für Färbebad |
US7027147B2 (en) * | 2001-03-19 | 2006-04-11 | E. I. Dupont De Nemours And Company | Method and apparatus for measuring the color properties of fluids |
US6943878B2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-09-13 | Air Liquide Electronics U.S. Lp | Methods and systems for controlling the concentration of a component in a composition with absorption spectroscopy |
US7437897B2 (en) * | 2002-05-31 | 2008-10-21 | Dyecontrol By Loris Bellini E. Zaitex S.R.L. | Dyeing machine with automatic in-line dip depletion control |
FR2903775A1 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-01-18 | Tethys Instr Soc Par Actions S | Dispositif d'ecoulement d'un fluide et appareillage de mesure optique utilisant un tel dispositif. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3022545A1 (de) | 2016-05-25 |
US20160209321A1 (en) | 2016-07-21 |
WO2015044157A1 (de) | 2015-04-02 |
CN105556281A (zh) | 2016-05-04 |
SG11201601930QA (en) | 2016-04-28 |
KR20160065918A (ko) | 2016-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69409567T2 (de) | Durchflusszellenvorrichtung | |
EP1721139B1 (de) | Fahrzeug mit anordnung zur spektroskopischen bestimmung der bestandteile und konzentrationen pumpfähiger organischer verbindungen und verfahren | |
EP1127261B1 (de) | Membransonde für die probenahme eines in fluidem medium befindlichen analyten | |
DE102012223874B3 (de) | Verfahren zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Messgas | |
EP2003441A1 (de) | ATR-Sensor | |
DE112017005875B4 (de) | System zur prozessintegrierten optischen Analyse fließfähiger Medien | |
EP1775571A2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Partikelfracht eines Fluids | |
DE2904909C3 (de) | Küvette für optische Messungen | |
EP2009438B1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Wassergehalts in Mineralölen und ähnlichen Flüssigkeiten | |
DE2543726A1 (de) | Geraet zur feststellung einer gasfoermigen verunreinigung | |
EP2284517A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur spektrometrischen Analyse eines Getränks | |
DE102007056682A1 (de) | Vorrichtung und Messanordnung zur Ermittlung der Partikelkonzentration, der Partikelgröße, der mittleren Partikelgröße und der Partikelgrößenverteilung der Partikeln einer dispersen Phase innerhalb eines dispersen Systems sowie dessen Trübung | |
WO2020225433A1 (de) | Inline-refraktometer, insbesondere zur ermittlung der wasseranteile einer flüssigkeit, insbesondere eines kühlschmierstoffes | |
WO2020221577A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum analysieren einer flüssigkeit | |
DE202019101669U1 (de) | Vorrichtung für die Feldflussfraktionierung in Kombination mit Raman-Spektroskopie | |
DE2649190A1 (de) | Infrarot-analysator | |
DE102013219544A1 (de) | Durchflusseinrichtung für ein Spektrometersystem und Verfahren zum Betreiben einer solchen | |
DE3736027A1 (de) | Verfahren zur ermittlung der zu einem bestimmten zeitpunkt vorliegenden form von zellen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
EP0403034B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse der Partikelgrössenverteilung in einem flüssigen Produktstrom | |
DE69407300T2 (de) | Methode und vorrichtung zur konzentrationsmessung einer in einer strömenden flüssigkeit in form einer dispersion anwesenden komponente | |
DE2331284A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur bestimmung der dichte eines gases | |
DE102015225277B4 (de) | Werkzeug zur Rheologiemessung | |
DE102009051220A1 (de) | Echtzeit-Analysevorrichtung für Flüssigkeiten von Maschinen | |
DE10024490C2 (de) | Vertikale Rotationsscheibe für die dynamische Alterungsprüfung von Kautschuk und Elastomeren | |
DE4125228C2 (de) | Vorrichtung zur in-line-Probenahme und zur optischen Messung von Materialeigenschaften eines strömenden Fluids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |