DE102019217928A1 - Sensor device for an optical analysis device for analyzing a sample, optical analysis device and method for operating an optical analysis device - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Sensoreinrichtung (1) für eine optische Analyseeinrichtung (2) zum Analysieren einer Probe (F) umfassend einen Probenbehälter (3) mit einem Deckel (4), wobei die Probe (F) in den Probenbehälter (3) einbringbar ist; eine Einstrahleinrichtung (E) mit welcher ein Licht zum Analysieren der Probe (F) in oder auf die Probe (F) einstrahlbar ist; eine Detektoreinrichtung (5) mit welcher ein von der Probe (F) reflektiertes oder gestreutes Licht detektierbar ist; wobei der Deckel (4) als eine Halterung für die Einstrahleinrichtung (E) und für die Detektoreinrichtung (5) ausgeformt ist, durch welche eine bestimmte Position (P) der Einstrahleinrichtung (E) innerhalb des Probebehälters (3) einnehmbar ist, welche einen bestimmten Höhenabstand (h) der Einstrahleinrichtung (E) und/oder der Detektoreinrichtung (5) von einem Boden des Probenbehälters (3) und einen bestimmten Seitenabstand (x, y) von einer Seitenwand (3w) des Probenbehälters (3) aufweistThe present invention provides a sensor device (1) for an optical analysis device (2) for analyzing a sample (F) comprising a sample container (3) with a lid (4), the sample (F) being able to be introduced into the sample container (3) ; an irradiation device (E) with which a light for analyzing the sample (F) can be irradiated into or onto the sample (F); a detector device (5) with which a light reflected or scattered by the sample (F) can be detected; wherein the cover (4) is shaped as a holder for the irradiation device (E) and for the detector device (5), by means of which a certain position (P) of the irradiation device (E) within the sample container (3) can be assumed, which is a certain Height distance (h) of the irradiation device (E) and / or the detector device (5) from a bottom of the sample container (3) and a certain lateral distance (x, y) from a side wall (3w) of the sample container (3)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe, eine optische Analyseeinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung.The present invention relates to a sensor device for an optical analysis device for analyzing a sample, an optical analysis device and a method for operating an optical analysis device.

Stand der TechnikState of the art

Spektrometriesysteme umfassen üblicherweise eine Lichtquelle, eine zu analysierende Probe, ein Filterelement, welches vor oder nach der Probe angeordnet werden kann, und einen Detektor.Spectrometry systems usually comprise a light source, a sample to be analyzed, a filter element which can be arranged before or after the sample, and a detector.

Eine spektrale Analyse von Flüssigkeiten kann etwa für die Prozesstechnik von enormer Bedeutung sein und allgemein ein hohes Applikationspotential aufweisen. Insbesondere eine spektrale Analyse von Milch stellt eine sehr nützliche Anwendung dar. Übliche Ansätze wenden dazu Transmissionsgeometrien oder Fasertauchsonden an. Solche Fasertauchsonden weisen Fasern auf, mit welchen die Flüssigkeit beleuchtet werden kann, und weitere Fasern, mit welchen das von der Flüssigkeit reflektierte oder gestreute Licht zu einer Detektionseinheit zurückgeführt werden kann. Üblicherweise werden solche Fasern nur teilweise kontrolliert (halbkontrolliert) in die Flüssigkeit eingetaucht. Mit anderen Worten kann, während die Sonde auf einem Ständer fixiert ist, sich die Flüssigkeit in einem offenen Behälter, etwa einem Becherglas, unter der Sonde platziert befinden.A spectral analysis of liquids can be of enormous importance for process engineering and generally have a high application potential. In particular, a spectral analysis of milk is a very useful application. Conventional approaches use transmission geometries or fiber immersion probes for this purpose. Such fiber immersion probes have fibers with which the liquid can be illuminated, and further fibers with which the light reflected or scattered by the liquid can be returned to a detection unit. Usually, such fibers are only partially immersed in the liquid in a controlled (semi-controlled) manner. In other words, while the probe is fixed on a stand, the liquid can be placed in an open container, such as a beaker, under the probe.

In der US 7,061,618 B2 wird ein miniaturisiertes Spektrometriesystem beschrieben, mit welchem Spektren mit einer hohen Genauigkeit aufgenommen werden können.In the US 7,061,618 B2 a miniaturized spectrometry system is described, with which spectra can be recorded with a high degree of accuracy.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft eine Sensoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe nach Anspruch 1, eine optische Analyseeinrichtung nach Anspruch 12 und ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung nach Anspruch 14.The present invention provides a sensor device for an optical analysis device for analyzing a sample according to claim 1, an optical analysis device according to claim 12 and a method for operating an optical analysis device according to claim 14.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred further developments are the subject of the subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Sensoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe sowie ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung anzugeben, bei welchen eine Position eines Sensors, also zumindest der Einstrahleinrichtung, genau vorbestimmt ist, wodurch die Sensoreinrichtung unempfindlicher auf ein Verkippen des Behälters werden kann und der Einfluss von Fremdlicht auf einen Detektor verringert oder vermieden werden kann und eine Störung der Analyse (Messung) dadurch verringert oder vermieden werden kann. Des Weiteren kann besser sichergestellt werden, dass sich der Sensor ganz in der Probe, vorzugsweise einer Flüssigkeit oder einem Granulat oder Pulver befindet. Auf diese Weise kann eine reproduzierbare Messgeometrie sichergestellt werden.The idea on which the present invention is based consists in specifying a sensor device for an optical analysis device for analyzing a sample and a method for operating an optical analysis device in which a position of a sensor, i.e. at least the irradiation device, is precisely predetermined, making the sensor device less sensitive on tilting of the container and the influence of extraneous light on a detector can be reduced or avoided and a disturbance of the analysis (measurement) can thereby be reduced or avoided. Furthermore, it can be better ensured that the sensor is located entirely in the sample, preferably a liquid or a granulate or powder. In this way, a reproducible measurement geometry can be ensured.

Erfindungsgemäß umfasst die Sensoreinrichtung für eine optische Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe einen Probenbehälter mit einem Deckel, wobei die Probe in den Probenbehälter einbringbar ist; eine Einstrahleinrichtung mit welcher ein Licht zum Analysieren der Probe in oder auf die Probe einstrahlbar ist; eine Detektoreinrichtung mit welcher ein von der Probe reflektiertes oder gestreutes Licht detektierbar ist; wobei der Deckel als eine Halterung für die Einstrahleinrichtung und für die Detektoreinrichtung ausgeformt ist, durch welche eine bestimmte Position der Einstrahleinrichtung innerhalb des Probebehälters einnehmbar ist, welche einen bestimmten Höhenabstand der Einstrahleinrichtung und/oder der Detektoreinrichtung von einem Boden des Probenbehälters und einen bestimmten Seitenabstand von einer Seitenwand des Probenbehälters aufweist.According to the invention, the sensor device for an optical analysis device for analyzing a sample comprises a sample container with a lid, wherein the sample can be introduced into the sample container; an irradiation device with which a light for analyzing the sample can be irradiated into or onto the sample; a detector device with which a light reflected or scattered by the sample can be detected; wherein the cover is designed as a holder for the irradiation device and for the detector device, through which a certain position of the irradiation device can be taken within the sample container, which is a certain height distance of the irradiation device and / or the detector device from a bottom of the sample container and a certain lateral distance from having a side wall of the sample container.

Der Probenbehälter kann eine runde oder eckige Bodenflächen umfassen, beispielsweise als Zylinder ausgeformt sein.The sample container can have a round or angular bottom surface, for example it can be shaped as a cylinder.

Die Probe kann mit Licht verschiedener Wellenlängenbereiche bestrahlt werden, beispielsweise im infraroten Bereich.The sample can be irradiated with light of different wavelength ranges, for example in the infrared range.

Die Einstrahleinrichtung kann einen Abstrahlbereich umfassen, welcher an einer genau definierten Stelle innerhalb des Probenbehälters angeordnet werden kann. Die Probe kann vorzugsweise eine Flüssigkeit, ein Granulat, ein Pulver oder ein schüttbares Material, Körner, etwa Kunststoffe, Milch, Milchpulver, pulverförmige Medikamente oder ähnliches umfassen, so dass der Abstrahlbereich und vorteilhaft auch ein Detektionsbereich der Detektoreinrichtung vorteilhaft vollständig innerhalb des Materials der Probe angeordnet sein kann und von einem ausreichenden Probevolumen mit der Probe umgeben sein kann, so dass keine oder vernachlässigbare Streu- oder Reflexionswirkung von dem Probenbehälter spürbar sein kann. Der Detektionsbereich kann einen sensitiven Bereich einer Sonde darstellen, welche ebenso wie der Abstrahlbereich an einer genau definierten Position innerhalb der Probe positioniert sein kann. So kann das Material von einer genau definierten Position aus mit Licht bestrahlt werden und das gestreute und/oder reflektierte Licht an einer ebenso genau definierten Position detektiert werden und folglich eine genaue Aussage über das Lichtverhalten innerhalb der Probe (Bewegung, Brechung, Detektionsdauer, Absorptionsverhalten und weiteres) getroffen werden, was Rückschlüsse auf die Materialzusammensetzung der Probe zulassen kann. Hierbei kann angenommen werden, dass bei ausreichendem Probevolumen im Wesentlichen nur die Probe selbst streut oder reflektiert. Die Position des Abstrahlbereichs und des Detektionsbereichs kann vorteilhaft auch bei Verkippen des Probebehälters zumindest relativ zueinander konstant bleiben, wobei dadurch bedingte Abweichungen im Messergebnis verringert oder vermieden werden können.The irradiation device can comprise an emission region which can be arranged at a precisely defined location within the sample container. The sample can preferably comprise a liquid, a granulate, a powder or a pourable material, grains, for example plastics, milk, milk powder, powdered medicaments or the like, so that the emission area and advantageously also a detection area of the detector device advantageously completely within the material of the sample can be arranged and can be surrounded by a sufficient sample volume with the sample, so that no or negligible scattering or reflection effect can be felt from the sample container. The detection area can represent a sensitive area of a probe which, like the emission area, can be positioned at a precisely defined position within the sample. In this way, the material can be irradiated with light from a precisely defined position and the scattered and / or reflected light can be detected at an equally precisely defined position and consequently an exact statement about the Light behavior within the sample (movement, refraction, detection time, absorption behavior and others) can be made, which can allow conclusions to be drawn about the material composition of the sample. It can be assumed here that if the sample volume is sufficient, essentially only the sample itself scatters or reflects. The position of the emission area and the detection area can advantageously remain constant at least relative to one another even when the sample container is tilted, with deviations in the measurement result caused thereby being able to be reduced or avoided.

Der Probenbehälter kann vorteilhaft ein auf das Außenlicht intransparente Material umfassen, wodurch ein Einstrahlen von Fremdlicht in den Behälter verringert oder vermieden werden kann.The sample container can advantageously comprise a material that is nontransparent to the outside light, whereby the irradiation of external light into the container can be reduced or avoided.

Der Deckel kann fest montiert oder entfernbar sein.The lid can be permanently mounted or removable.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfasst die Einstrahleinrichtung und/oder die Detektoreinrichtung eine optische Faser oder ein Faserbündel, welche sich durch eine Öffnung im Deckel hindurch erstreckt.According to a preferred embodiment of the sensor device, the irradiation device and / or the detector device comprises an optical fiber or a fiber bundle which extends through an opening in the cover.

Der Deckel kann vorteilhaft selbst eine Halterung für die optische Faser oder das Faserbündel darstellen. Nach dem Einfüllen der vorteilhaft flüssigen, granularen oder pulverförmigen Probe in den Probebehälter, beispielsweise vor dem Aufsetzen des Deckels auf den Probenbehälter oder durch die Öffnung des Probebehälters bevor die Faser oder das Faserbündel eingesetzt wird oder durch eine separate Einfüllung im Deckel oder Probenbehälter, kann der Deckel auf den Probebehälter verschließend aufgebracht werden und die optische Faser oder das Faserbündel in die Öffnung eingebracht werden und bis zu einer bestimmten Tiefe in den Probebehälter und in die Probe eingelassen werden. Die Öffnung kann vorteilhaft zentral, etwa mittig, im Deckel positioniert sein, beispielsweise kreisrund im Querschnitt sein.The cover can advantageously itself represent a holder for the optical fiber or the fiber bundle. After filling the advantageously liquid, granular or powdery sample into the sample container, for example before placing the lid on the sample container or through the opening of the sample container before the fiber or fiber bundle is inserted or by a separate filling in the lid or sample container, the Lids are applied to the sample container closing and the optical fiber or the fiber bundle are introduced into the opening and are let into the sample container and into the sample to a certain depth. The opening can advantageously be positioned centrally, approximately in the middle, in the cover, for example be circular in cross section.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung sind die Einstrahleinrichtung und die Detektoreinrichtung zusammen ausgeformt und als eine oder mehrere Reflexionsfasern ausgeformt.According to a preferred embodiment of the sensor device, the irradiation device and the detector device are formed together and formed as one or more reflection fibers.

Durch zusammengefasste Einstrahleinrichtungen und Detektoreinrichtungen kann eine Analyse der Flüssigkeit vorteilhaft einfacher im Bereich der Einstrahleinrichtung erfolgen und sowohl Einstrahleinrichtung als auch Detektoreinrichtung können dadurch im Probevolumen positioniert sein.With combined injection devices and detector devices, the liquid can advantageously be analyzed more easily in the area of the injection device, and both the injection device and the detector device can thereby be positioned in the sample volume.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfassen die Einstrahleinrichtung und die Detektoreinrichtung eine gemeinsame Ummantelung.According to a preferred embodiment of the sensor device, the irradiation device and the detector device comprise a common casing.

Mittels einer gemeinsamen Ummantelung können die Einstrahleinrichtung und die Detektoreinrichtung besser aneinander fixiert werden, vorteilhaft als ein gemeinsames Bauteil ausgeformt werden.By means of a common sheathing, the irradiation device and the detector device can be fixed to one another better, advantageously shaped as a common component.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfasst der Probenbehälter ein reflektierendes, absorbierendes oder transparentes Material.According to a preferred embodiment of the sensor device, the sample container comprises a reflective, absorbent or transparent material.

Der Probenbehälter kann ein spekular und/oder diffus reflektierendes Material umfassen, beispielsweise Stahl, Teflon, Aluminium, Spektraion oder andere.The sample container can comprise a specular and / or diffusely reflective material, for example steel, Teflon, aluminum, Spektraion or others.

Als absorbierendes Material kann hierbei ein im Zielwellenlängenbereich der Probenanalyse absorbierendes Glas oder ein derartig absorbierender Kunststoff oder ähnliches zum Einsatz kommen.A glass that absorbs in the target wavelength range of the sample analysis or such an absorbent plastic or the like can be used as the absorbing material.

Der Probenbehälter kann transparent sein und beispielsweise Glas, Quarz, PMMA oder weiteres umfassen.The sample container can be transparent and comprise, for example, glass, quartz, PMMA or others.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfasst der Probenbehälter ein transparentes Material und umfasst an einer Innenseite und/oder einer Außenseite eine reflektierende oder absorbierende Beschichtung.According to a preferred embodiment of the sensor device, the sample container comprises a transparent material and comprises a reflective or absorbent coating on an inside and / or an outside.

Die reflektierende Beschichtung kann beispielsweise Aluminium, Chrom, Kupfer, oder ähnliches umfassen. Die absorbierende Beschichtung kann beispielsweise eine schwarze Farbe, Breitbandabsorberschichten oder ähnliches umfassen.The reflective coating can for example comprise aluminum, chromium, copper, or the like. The absorbent coating can for example comprise a black color, broadband absorber layers or the like.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfasst der Probenbehälter an einer Außenseite eine reflektierende oder absorbierende Hülle.According to a preferred embodiment of the sensor device, the sample container comprises a reflective or absorbent cover on an outside.

Die reflektierende Hülle kann beispielsweise ein Metall oder Teflon oder ähnliches umfassen. Die absorbierende Hülle kann beispielsweise einen schwarzen Kunststoff oder ähnliches umfassen.The reflective envelope can for example comprise a metal or Teflon or the like. The absorbent cover can for example comprise a black plastic or the like.

Der Deckel kann eines der bereits genannten absorbierenden oder reflektierenden Materialien des Probenbehälters oder der Hülle umfassen, daraus bestehen oder damit beschichtet oder damit ummantelt sein.The lid can comprise one of the aforementioned absorbent or reflective materials of the sample container or the envelope, consist of it, or be coated with it or encased with it.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung entspricht der bestimmte Seitenabstand einer vorbestimmten optischen Wellenlänge.According to a preferred embodiment of the sensor device, the determined lateral distance corresponds to a predetermined optical wavelength.

Hierbei kann vorteilhaft ein Abstrahlbereich und/oder ein Detektionsbereich im bestimmten Seitenabstand angeordnet sein. Bei einer streuenden Probe kann der bestimmte Seitenabstand zur Seitenwand des Probenbehälters und/oder auch zu dessen Boden und/oder zur Probenoberfläche größer oder gleich als ein Vielfaches der mittleren optischen Eindringtiefe des Lichts in die Probe sein, beispielsweise gleich oder mehr als drei mal der mittleren Eindringtiefe. Für einen beispielhaften Fettgehalt von Milch von 0,1 % kann bei etwa 1100 nm Wellenlänge eine mittlere Eindringtiefe von 2.8 mm erzielt werden und somit der bestimmte Seitenabstand mit etwa 8.4 mm ausgelegt werden, also die Dimension des Probenbehälters entsprechend ausgeformt werden. Im genutzten Messwellenlängenbereich kann das Material absorbierend oder reflektierend sein oder das Gefäß so groß gewählt werden, dass kein Fremdlicht bis zur Messstelle vordringen kann.In this case, an emission area and / or a detection area can advantageously be arranged at a specific lateral distance. In the case of a scattering sample, the determined lateral distance to the side wall of the sample container and / or to its bottom and / or to the sample surface can be greater than or equal to a multiple of the mean optical penetration depth of the light into the sample, for example equal to or more than three times the mean Penetration depth. For an exemplary fat content of milk of 0.1%, a mean penetration depth of 2.8 mm can be achieved at a wavelength of about 1100 nm and thus the specific side distance can be designed to be about 8.4 mm, i.e. the dimensions of the sample container can be shaped accordingly. In the measuring wavelength range used, the material can be absorbent or reflective, or the vessel can be selected so large that no extraneous light can penetrate to the measuring point.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfasst der Deckel einen Anschlagsbereich und die Einstrahleinrichtung einen Stoppbereich, wobei der Stoppbereich in den Anschlagsbereich festsetzbar ist, so dass die Einstrahleinrichtung nur bis zum vorbestimmten Höhenabstand in den Probenbehälter einbringbar ist.According to a preferred embodiment of the sensor device, the cover comprises a stop area and the jet device has a stop area, the stop area being fixable in the stop area so that the jet device can only be introduced into the sample container up to the predetermined height distance.

Durch das Eindringen bis zu einem bestimmten Höhenabstand kann ein vorbestimmtes Probevolumen für die Sensoreinrichtung eingehalten werden.By penetrating up to a certain height distance, a predetermined sample volume can be maintained for the sensor device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfasst der Anschlagsbereich einen Seitenflansch, welcher sich seitlich in die Öffnung hinein erstreckt und der Stoppbereich einen Ring umfasst, welcher mechanisch fest mit der optischen Faser oder dem Faserbündel verbunden ist.According to a preferred embodiment of the sensor device, the stop area comprises a side flange which extends laterally into the opening and the stop area comprises a ring which is mechanically firmly connected to the optical fiber or the fiber bundle.

Der Ring kann an einer definierten Position und bestimmten Höhe der Faser, relativ zum Abstrahlbereich am Kopf der Faser, angebracht sein und somit eine Eindringtiefe der Faser in die Probe definieren, wenn der Ring in den Anschlagsbereich mit dem Seitenflansch beim Einbringen der Faser in die Öffnung des Deckels eingreift. In vertikaler Stellung der Faser kann die Gewichtskraft dann den Ring an dem Seitenflansch vertikal in Richtung der Gewichtskraft fixieren.The ring can be attached at a defined position and certain height of the fiber, relative to the radiation area at the head of the fiber, and thus define a penetration depth of the fiber into the sample when the ring is in the stop area with the side flange when the fiber is introduced into the opening of the lid engages. In the vertical position of the fiber, the weight can then fix the ring on the side flange vertically in the direction of the weight.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoreinrichtung umfasst der Probenbehälter eine Markierung für eine Sollfüllhöhe der Probe.According to a preferred embodiment of the sensor device, the sample container comprises a marking for a target fill level of the sample.

Des Weiteren kann der Probenbehälter auch eine Markierung für eine Mindestfüllhöhe umfassen. Die Markierungen können beispielsweise als eine Lasergravur und/oder Beschriftung oder ähnliches ausgeformt sein und am oder im Probenbehälter innen oder außen angebracht sein.Furthermore, the sample container can also include a marking for a minimum fill level. The markings can be shaped, for example, as laser engraving and / or lettering or the like and attached to or in the sample container on the inside or outside.

Erfindungsgemäß umfasst die optische Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung; eine Lichtquelle, welche mit der Einstrahleinrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Probe über die Einstrahleinrichtung mit Licht zu bestrahlen; und eine Auswerteeinrichtung, welche mit der Detektoreinrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, ein von der Probe in die Detektoreinrichtung gestreutes Licht auszuwerten.According to the invention, the optical analysis device for analyzing a sample comprises a sensor device according to the invention; a light source which is connected to the irradiation device and is set up to irradiate the sample with light via the irradiation device; and an evaluation device which is connected to the detector device and is set up to evaluate a light scattered by the sample into the detector device.

Die Lichtquelle, sowie die Einstrahleinrichtung und die Detektoreinrichtung und die Auswerteeinrichtung können betreffend Transmissivität, Reflektivität und Empfindlichkeit sowie Lichterzeugung für einen bestimmten Wellenlängenbereich eingerichtet und optimiert sein, beispielsweise Nahinfrarot NIR, Ferninfrarot FIR oder Mittelinfrarot mid-I R oder für einen Kombination oder Anteile davon.The light source, as well as the irradiation device and the detector device and the evaluation device can be set up and optimized for a certain wavelength range in terms of transmissivity, reflectivity and sensitivity as well as light generation, for example near-infrared NIR, far-infrared FIR or mid-infrared mid-IR or for a combination or portions thereof.

Durch die optischen Eigenschaften des Probenbehälters kann ein Einsammeln von Fremdlicht durch die Detektoreinrichtung verringert oder vermieden werden, wodurch Fehlsignale verringert oder vermieden werden können und eine genauere Charakterisierung der Probe erzielt werden. Dadurch dass die Einstrahleinrichtung und die Detektoreinrichtung, vorteilhaft der Abstrahlbereich und der Detektionsbereich, genau in der Probe und/oder im Probebehälter positioniert werden können, kann stets eine reproduzierbare Messgeometrie bereitgestellt und sichergestellt werden. Folglich kann vorteilhaft nur solches Licht detektiert werden, welches durch die gleichen Probenvolumina zurückgestreut wird, wodurch genauere Messungen und Charakterisierungen, also Analysen, der Probe oder Proben erzielt werden können.Due to the optical properties of the sample container, the collection of extraneous light by the detector device can be reduced or avoided, as a result of which false signals can be reduced or avoided and a more precise characterization of the sample can be achieved. Because the irradiation device and the detector device, advantageously the emission area and the detection area, can be positioned precisely in the sample and / or in the sample container, a reproducible measurement geometry can always be provided and ensured. Consequently, only light can be detected which is backscattered by the same sample volumes, whereby more precise measurements and characterizations, that is to say analyzes, of the sample or samples can be achieved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der optischen Analyseeinrichtung umfasst die Auswerteeinrichtung ein Spektrometer.According to a preferred embodiment of the optical analysis device, the evaluation device comprises a spectrometer.

Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe ein Bereitstellen eines Probenbehälters und ein Einbringen der Probe in den Probenbehälter; ein Bereitstellen einer Einstrahleinrichtung und einer Detektoreinrichtung für welche ein Deckel des Probenbehälters als eine Halterung ausgeformt ist, wobei durch den Deckel eine bestimmte Position der Einstrahleinrichtung innerhalb des Probebehälters eingenommen wird, welche einen bestimmten Höhenabstand der Einstrahleinrichtung und/oder der Detektoreinrichtung von einem Boden des Probenbehälters und einen bestimmten Seitenabstand von einer Seitenwand des Probenbehälters aufweist; ein Einstrahlen von Licht von einer Lichtquelle auf oder in die Probe über die Einstrahleinrichtung; ein Detektieren von Licht, welches von der Probe gestreut und/oder reflektiert wird durch die Detektoreinrichtung; und ein Auswerten des von der Detektoreinrichtung detektierten Lichts durch die Auswerteeinrichtung.According to the invention, in the method for operating an optical analysis device for analyzing a sample, a sample container is provided and the sample is introduced into the sample container; providing a radiation device and a detector device for which a cover of the sample container is shaped as a holder, the cover assuming a specific position of the radiation device within the sample container, which is a specific height distance of the radiation device and / or the detector device from a bottom of the sample container and has a certain side distance from a side wall of the sample container; irradiating light from a light source onto or into the sample via the irradiating device; detecting light that is scattered and / or reflected by the sample the detector means; and an evaluation of the light detected by the detector device by the evaluation device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird beim Auswerten ein Spektrum erzeugtAccording to a preferred embodiment of the method, a spectrum is generated during the evaluation

Das Verfahren kann sich auch durch die in Verbindung mit der Sensoreinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile auszeichnen und umgekehrt.The method can also be distinguished by the features mentioned in connection with the sensor device and their advantages, and vice versa.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description with reference to the accompanying drawings.

FigurenlisteFigure list

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments specified in the schematic figures of the drawing.

Es zeigen:

  • 1 eine optische Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe mit einer Sensoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Einstrahleinrichtung und einer Detektoreinrichtung für eine Sensoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 4 eine Darstellung von Eindringtiefen von Licht in Milch je nach Fettgehalt und Wellenlänge.
Show it:
  • 1 an optical analysis device for analyzing a sample with a sensor device according to an embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic representation of a radiation device and a detector device for a sensor device according to an embodiment of the present invention;
  • 3rd a block diagram of method steps of a method for operating an optical analysis device according to an embodiment of the present invention; and
  • 4th a representation of the penetration depths of light in milk depending on the fat content and wavelength.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols denote identical or functionally identical elements.

1 zeigt eine optische Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe mit einer Sensoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows an optical analysis device for analyzing a sample with a sensor device according to an embodiment of the present invention.

Die optische Analyseeinrichtung 2 zum Analysieren einer Probe F umfasst eine Sensoreinrichtung 1, eine Lichtquelle LQ, welche mit der Einstrahleinrichtung E verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Probe F über die Einstrahleinrichtung E mit Licht zu bestrahlen; und eine Auswerteeinrichtung AE, welche mit der Detektoreinrichtung 5 verbunden ist und dazu eingerichtet ist, ein von der Probe F in die Detektoreinrichtung 5 gestreutes Licht auszuwerten.The optical analysis device 2 for analyzing a sample F. comprises a sensor device 1 , a light source LQ , which with the irradiation device E. is connected and is set up to the sample F. via the irradiation device E. to irradiate with light; and an evaluation device AE , which with the detector device 5 is connected and is set up to one of the sample F. into the detector device 5 evaluate scattered light.

Die Sensoreinrichtung 1 für die optische Analyseeinrichtung 2 zum Analysieren einer Probe F umfasst einen Probenbehälter 3 mit einem Deckel 4, wobei die Probe F in den Probenbehälter 3 einbringbar ist; eine Einstrahleinrichtung E mit welcher ein Licht zum Analysieren der Probe F in oder auf die Probe F einstrahlbar ist; eine Detektoreinrichtung 5 mit welcher ein von der Probe F reflektiertes oder gestreutes Licht detektierbar ist; wobei der Deckel 4 als eine Halterung für die Einstrahleinrichtung E und für die Detektoreinrichtung 5 ausgeformt ist, durch welche eine bestimmte Position P der Einstrahleinrichtung E innerhalb des Probebehälters 3 einnehmbar ist, welche einen bestimmten Höhenabstand h der Einstrahleinrichtung E und/oder der Detektoreinrichtung 5 von einem Boden des Probenbehälters 3 und einen bestimmten Seitenabstand (x, y) von einer Seitenwand 3w des Probenbehälters 3 aufweist.The sensor device 1 for the optical analysis device 2 for analyzing a sample F. includes a sample container 3rd with a lid 4th , taking the sample F. into the sample container 3rd can be brought in; a radiation device E. with which a light to analyze the sample F. in or to the test F. can be irradiated; a detector device 5 with which one from the sample F. reflected or scattered light can be detected; being the lid 4th as a holder for the irradiation device E. and for the detector device 5 is formed through which a certain position P the irradiation device E. inside the sample container 3rd is ingestible, which is a certain height distance H the irradiation device E. and / or the detector device 5 from a bottom of the sample container 3rd and a certain side distance ( x , y ) from a side wall 3w of the sample container 3rd having.

Die Einstrahleinrichtung E und/oder die Detektoreinrichtung 5 können eine optische Faser oder ein Faserbündel umfassen, welche sich durch eine Öffnung 4a im Deckel 4 hindurch erstrecken kann. Die Faser oder das Faserbündel können eine gemeinsame Ummantelung umfassen und durch den Deckel in den Probenbehälter 3 hineinragen. Der Deckel 4 kann fest mit dem Probenbehälter 3 verbunden sein oder geöffnet werden. Dabei kann die Probe F in den Probenbehälter 3 durch die Öffnung im Deckel eingefüllt werden oder wenn der Deckel abgenommen ist. Nachdem Einfüllen der Probe F in den Probenbehälter 3 kann der Deckel verschlossen werden und die Einstrahleinrichtung E und vorteilhaft auch die Detektoreinrichtung 5 zur Analyse in die Probe eingetaucht werden.The irradiation device E. and / or the detector device 5 may comprise an optical fiber or a bundle of fibers extending through an opening 4a in the lid 4th can extend therethrough. The fiber or the fiber bundle can comprise a common sheathing and through the lid into the sample container 3rd protrude. The lid 4th can be firmly attached to the sample container 3rd connected or opened. In doing so, the sample F. into the sample container 3rd can be filled through the opening in the lid or when the lid is removed. After filling the sample F. into the sample container 3rd the lid can be closed and the irradiation device E. and advantageously also the detector device 5 be immersed in the sample for analysis.

Der Probenbehälter 3 kann ein reflektierendes, absorbierendes oder transparentes Material umfassen.The sample container 3rd may comprise a reflective, absorbent or transparent material.

Der bestimmte Seitenabstand (x, y) kann in jeder oder zumindest in einer Richtung der Ebene xy einer vorbestimmten optischen Wellenlänge entsprechen.The determined side distance ( x , y ) can be in any or at least in one direction of the plane xy correspond to a predetermined optical wavelength.

Der Deckel 4 kann vorteilhaft einen Anschlagsbereich 7 und die Einstrahleinrichtung E einen Stoppbereich 5c umfassen, wobei der Stoppbereich 5c in den Anschlagsbereich 7 festsetzbar ist, so dass die Einstrahleinrichtung E nur bis zum vorbestimmten Höhenabstand h in den Probenbehälter 3 einbringbar sein kann. Hierbei kann der Anschlagsbereich 7 beispielsweise einen Seitenflantsch 4c umfassen, welcher sich seitlich in die Öffnung 4a hinein erstrecken kann und der Stoppbereich 5c kann einen Ring umfassen, welcher mechanisch fest mit der optischen Faser oder dem Faserbündel verbunden sein kann. Der Deckel 4 kann eine planare Oberseite umfassen und kann an der Öffnung 4a eine Ausnehmung umfassen, in welcher sich Seitenwände 4d von der planaren Oberseite bis zum Seitenflansch 4c vertikal oder geneigt erstrecken können. Der Ring kann dabei eine laterale Ausdehnung haben, welche sich in der Öffnung bis an die Seitenwände 4d des Deckels 4 erstrecken kann, um so ein seitliches Verschieben des Rings und damit der Faser oder des Faserbündels mit der Ummantelung zu vermeiden und die Faser oder das Faserbündel mit der Einstrahleinrichtung E an der vorbestimmten Position x und y zu fixieren, wobei eine Toleranz einer planaren Verschiebung zulässig sein kann, beispielsweise in einem Bereich von 1 - 10 mm. Durch die Gewichtskraft kann der Ring die Eindringtiefe der Faser oder des Faserbündels fixieren.The lid 4th can advantageously have a stop area 7th and the irradiation device E. a stop area 5c include, the stop area 5c in the stop area 7th can be fixed so that the irradiation device E. only up to the predetermined height distance H into the sample container 3rd can be brought in. Here, the stop area 7th for example a side flange 4c include, which extends laterally into the opening 4a can extend into it and the stop area 5c may comprise a ring which is mechanically fixed to the optical fiber or the fiber bundle can be connected. The lid 4th may include a planar top and may be at the opening 4a comprise a recess in which side walls 4d from the planar top to the side flange 4c can extend vertically or inclined. The ring can have a lateral extension, which extends in the opening up to the side walls 4d of the lid 4th can extend in order to avoid a lateral displacement of the ring and thus the fiber or the fiber bundle with the sheathing and the fiber or the fiber bundle with the irradiation device E. at the predetermined position x and y to be fixed, it being possible for a tolerance of a planar displacement to be permissible, for example in a range of 1-10 mm. The ring can fix the penetration depth of the fiber or the fiber bundle due to the force of weight.

Zum Einfüllen einer ausreichenden Menge der Probe kann der Probenbehälter 3 eine Markierung Sh für eine Sollfüllhöhe der Probe F umfassen, bei welcher eine korrekte Funktionsweise der Analyseeinrichtung gewährleistet werden kann, also die Einstrahleinrichtung E ein Licht in die Probe abstrahlen kann und die Detektoreinrichtung 5 das reflektierte und/oder gestreute Licht auch wieder detektieren kann. Der Probenbehälter 3 kann ein Becher, etwa ein Trinkbecher sein.To fill in a sufficient amount of the sample, the sample container 3rd a marking Sh for a target fill level of the sample F. include, in which a correct functioning of the analysis device can be guaranteed, so the irradiation device E. can emit a light into the sample and the detector device 5 can also detect the reflected and / or scattered light again. The sample container 3rd can be a cup, for example a drinking cup.

Die Lichtquelle kann eine breitbandige Lichtquelle umfassen, beispielsweise eine Halogenlampe.The light source can comprise a broadband light source, for example a halogen lamp.

Über die Detektoreinrichtung 5 kann ein Licht oder ein Detektorsignal zur Auswerteeinrichtung AE geführt werden, welche das Messsignal auswerten kann und Rückschlüsse auf die Konsistenz und/oder Materialzusammensetzung ermitteln kann. Die Auswerteeinrichtung AE kann ein Spektrometer umfassen, etwa ein Mikrospektrometer bilden.About the detector device 5 can be a light or a detector signal to the evaluation device AE which can evaluate the measurement signal and draw conclusions about the consistency and / or material composition. The evaluation device AE can comprise a spectrometer, for example form a microspectrometer.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Einstrahleinrichtung und einer Detektoreinrichtung für eine Sensoreinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 shows a schematic representation of a radiation device and a detector device for a sensor device according to an embodiment of the present invention.

Die Einstrahleinrichtung E und die Detektoreinrichtung 5 können zusammen ausgeformt sein und als eine oder mehrere Reflexionsfasern ausgeformt sein. Hierbei kann die Einstrahleinrichtung E und die Detektoreinrichtung 5 eine gemeinsame Ummantelung U umfassen. In der 2 wird ein Kopf einer Reflexionsfaser gezeigt, welche in die Probe eingetaucht sein kann und eine Abstrahlbereich Eab umfassen kann, vorteilhaft in der Mitte der Reflexionsfaser. In der Mitte der Reflexionsfaser kann also eine Faser als Einstrahleinrichtung E zur Emission des Lichts von der Lichtquelle in der Ummantelung U vorhanden sein. Weiter radial nach außen und um die Mitte herum, vorteilhaft an einer bestimmten Distanz von der Einstrahlfaser E, kann eine oder mehrere Detektionsfasern 5 der Detektoreinrichtung(en) 5 in der Ummantelung vorhanden sein und somit Detektionsbereiche 5d darstellen. Nach der Reflexion und/oder Streuung von Licht an der Probe können die Detektionsfasern 5 nun an verschiedenen Positionen (genau bestimmten) ein Teil der Lichts als zurückgestrahltes Licht mit einer Zusatzinformation im Reflexions- und Absorptionsspektrum aufnehmen.The irradiation device E. and the detector device 5 can be molded together and molded as one or more reflective fibers. Here, the irradiation device E. and the detector device 5 a common sheath U include. In the 2 a head of a reflective fiber is shown, which can be immersed in the sample, and a radiating area Eab may include, advantageously in the middle of the reflection fiber. In the middle of the reflection fiber, a fiber can be used as an irradiation device E. to emit the light from the light source in the enclosure U to be available. Further radially outwards and around the center, advantageously at a certain distance from the radiation fiber E. , can have one or more detection fibers 5 the detector device (s) 5 be present in the casing and thus detection areas 5d represent. After the reflection and / or scattering of light on the sample, the detection fibers 5 Now record part of the light as reflected light with additional information in the reflection and absorption spectrum at different positions (precisely defined).

Durch die Sensoreinrichtung kann nun vorteilhaft sichergestellt werden, dass das Interaktionsvolumen, insbesondere die Interaktionslänge, des Lichts in jeder Richtung kontrolliert ermittelbar oder vergleichbar ist, da unterschiedliche Interaktionslängen zu unterschiedlichen spektralen Signale führen würden, wodurch ein Messergebnis der Analyse und Charakterisierung von etwa Urea oder Fettgehalt in Milch verfälschen würde. Ein ausreichender Seitenabstand x,y zur Seitenwand (3w in der 1) kann sicherstellen, dass Verunreinigungen an der Behälterwand das Messergebnis nicht verfälschen oder dies zumindest im Ausmaß verringerbar sein kann. Unter einem kontrollierten Ermitteln kann hierbei eine Anwendung eines gleichen Abstands, einer gleichen Intensität oder einer gleichen Eindringtiefe verstanden werden.The sensor device can now advantageously ensure that the interaction volume, in particular the interaction length, of the light can be determined or compared in a controlled manner in every direction, since different interaction lengths would lead to different spectral signals, whereby a measurement result of the analysis and characterization of, for example, urea or fat content would adulterate in milk. Sufficient space between the sides x , y to the side wall ( 3w in the 1 ) can ensure that contamination on the container wall does not falsify the measurement result or that the extent of this can at least be reduced. A controlled determination can be understood to mean an application of the same distance, the same intensity or the same penetration depth.

3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3rd shows a block diagram of method steps of a method for operating an optical analysis device according to an embodiment of the present invention.

Bei dem Verfahren zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung zum Analysieren einer Probe erfolgt ein Bereitstellen eines Probenbehälters und ein Einbringen der Probe in den Probenbehälter; ein Bereitstellen einer Einstrahleinrichtung und einer Detektoreinrichtung für welche ein Deckel des Probenbehälters als eine Halterung ausgeformt ist, wobei durch den Deckel eine bestimmte Position der Einstrahleinrichtung innerhalb des Probebehälters eingenommen wird, welche einen bestimmten Höhenabstand der Einstrahleinrichtung und/oder der Detektoreinrichtung von einem Boden des Probenbehälters und einen bestimmten Seitenabstand von einer Seitenwand des Probenbehälters aufweist; ein Einstrahlen von Licht von einer Lichtquelle auf oder in die Probe über die Einstrahleinrichtung; ein Detektieren von Licht, welches von der Probe gestreut und/oder reflektiert wird durch die Detektoreinrichtung; und ein Auswerten des von der Detektoreinrichtung detektierten Lichts durch die Auswerteeinrichtung.In the method for operating an optical analysis device for analyzing a sample, a sample container is provided and the sample is introduced into the sample container; providing a radiation device and a detector device for which a cover of the sample container is shaped as a holder, the cover assuming a specific position of the radiation device within the sample container, which is a specific height distance of the radiation device and / or the detector device from a bottom of the sample container and has a certain side distance from a side wall of the sample container; irradiating light from a light source onto or into the sample via the irradiating device; detecting light which is scattered and / or reflected from the sample by the detector device; and an evaluation of the light detected by the detector device by the evaluation device.

4 zeigt eine Darstellung von Eindringtiefen von Licht in Milch je nach Fettgehalt und Wellenlänge. 4th shows a representation of the penetration depths of light in milk depending on the fat content and wavelength.

In der 4 ist eine beispielhafte Abhängigkeit der Eindringtiefe von Licht aus der Einstrahleinrichtung, also auch von der Lichtquelle, in Milch dargestellt, wobei die mittlere Eindringtiefe in mm in die Milch vom Fettgehalt dieser und von der Wellenlänge in nm des Lichts abhängt. Die Kurve für d bezeichnet die mittlere Eindringtiefe für Gouda. Die Kurve für e bezeichnet die mittlere Eindringtiefe für Milch mit einem Fettgehalt von 0,1 %, die Kurve für c bezeichnet die mittlere Eindringtiefe für Milch mit einem Fettgehalt von 1,5 %, die Kurve für b bezeichnet die mittlere Eindringtiefe für Milch mit einem Fettgehalt von 3,8 % und die Kurve für a bezeichnet die mittlere Eindringtiefe für Milchpulver. Die größte mittlere Eindringtiefe (etwa 2.8 mm) ergibt sich also vorteilhaft für Milch mit einem Fettgehalt von 3,8 % bei einer Wellenlänge von etwa 1100 nm.In the 4th is an exemplary dependence of the penetration depth of light from the irradiation device, i.e. also on the light source, in milk The mean penetration depth in mm into the milk depends on the fat content of the milk and on the wavelength in nm of the light. The curve for d indicates the mean penetration depth for Gouda. The curve for e indicates the mean penetration depth for milk with a fat content of 0.1%, the curve for c indicates the mean penetration depth for milk with a fat content of 1.5%, the curve for b indicates the mean penetration depth for milk with a Fat content of 3.8% and the curve for a denotes the mean penetration depth for milk powder. The greatest mean penetration depth (around 2.8 mm) is therefore advantageous for milk with a fat content of 3.8% at a wavelength of around 1100 nm.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above on the basis of the preferred exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many different ways.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 7061618 B2 [0004]US 7061618 B2 [0004]

Claims (15)

Sensoreinrichtung (1) für eine optische Analyseeinrichtung (2) zum Analysieren einer Probe (F) umfassend - einen Probenbehälter (3) mit einem Deckel (4), wobei die Probe (F) in den Probenbehälter (3) einbringbar ist; - eine Einstrahleinrichtung (E) mit welcher ein Licht zum Analysieren der Probe (F) in oder auf die Probe (F) einstrahlbar ist; - eine Detektoreinrichtung (5) mit welcher ein von der Probe (F) reflektiertes oder gestreutes Licht detektierbar ist; wobei der Deckel (4) als eine Halterung für die Einstrahleinrichtung (E) und für die Detektoreinrichtung (5) ausgeformt ist, durch welche eine bestimmte Position (P) der Einstrahleinrichtung (E) innerhalb des Probebehälters (3) einnehmbar ist, welche einen bestimmten Höhenabstand (h) der Einstrahleinrichtung (E) und/oder der Detektoreinrichtung (5) von einem Boden des Probenbehälters (3) und einen bestimmten Seitenabstand (x, y) von einer Seitenwand (3w) des Probenbehälters (3) aufweist.Sensor device (1) for an optical analysis device (2) for analyzing a sample (F) comprising - A sample container (3) with a lid (4), wherein the sample (F) can be introduced into the sample container (3); - An irradiation device (E) with which a light for analyzing the sample (F) can be irradiated into or onto the sample (F); - A detector device (5) with which a light reflected or scattered by the sample (F) can be detected; wherein the cover (4) is shaped as a holder for the irradiation device (E) and for the detector device (5), by means of which a certain position (P) of the irradiation device (E) within the sample container (3) can be assumed, which is a certain Height distance (h) of the irradiation device (E) and / or the detector device (5) from a bottom of the sample container (3) and a certain lateral distance (x, y) from a side wall (3w) of the sample container (3). Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Einstrahleinrichtung (E) und/oder die Detektoreinrichtung (5) eine optische Faser oder ein Faserbündel umfasst, welche sich durch eine Öffnung (4a) im Deckel (4) hindurch erstreckt.Sensor device (1) Claim 1 , in which the irradiation device (E) and / or the detector device (5) comprises an optical fiber or a fiber bundle which extends through an opening (4a) in the cover (4). Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 2, bei welcher die Einstrahleinrichtung (E) und die Detektoreinrichtung (5) zusammen ausgeformt sind und als eine oder mehrere Reflexionsfasern ausgeformt sind.Sensor device (1) Claim 2 , in which the irradiation device (E) and the detector device (5) are formed together and are formed as one or more reflection fibers. Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 3, bei welcher die Einstrahleinrichtung (E) und die Detektoreinrichtung (5) eine gemeinsame Ummantelung (U) umfassen.Sensor device (1) Claim 3 , in which the irradiation device (E) and the detector device (5) comprise a common casing (U). Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Probenbehälter (3) ein reflektierendes, absorbierendes oder transparentes Material umfasst.Sensor device (1) according to one of the Claims 1 to 4th , in which the sample container (3) comprises a reflective, absorbent or transparent material. Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 5, bei welcher der Probenbehälter (3) ein transparentes Material umfasst und an einer Innenseite und/oder einer Außenseite eine reflektierende oder absorbierende Beschichtung umfasst.Sensor device (1) Claim 5 , in which the sample container (3) comprises a transparent material and comprises a reflective or absorbent coating on an inside and / or an outside. Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der Probenbehälter (3) an einer Außenseite eine reflektierende oder absorbierende Hülle umfasst.Sensor device (1) according to one of the Claims 1 to 6th , in which the sample container (3) comprises a reflective or absorbent cover on an outside. Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der bestimmte Seitenabstand (x, y) einer vorbestimmten optischen Wellenlänge entspricht.Sensor device (1) according to one of the Claims 1 to 7th at which the determined side distance (x, y) corresponds to a predetermined optical wavelength. Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher der Deckel (4) einen Anschlagsbereich (7) und die Einstrahleinrichtung (E) einen Stoppbereich (5c) umfasst, wobei der Stoppbereich (5c) in den Anschlagsbereich (7) festsetzbar ist, so dass die Einstrahleinrichtung (E) nur bis zum vorbestimmten Höhenabstand (h) in den Probenbehälter (3) einbringbar ist.Sensor device (1) according to one of the Claims 1 to 8th , in which the cover (4) comprises a stop area (7) and the jet device (E) comprises a stop area (5c), the stop area (5c) being fixable in the stop area (7) so that the jet device (E) only up to can be introduced into the sample container (3) at the predetermined height distance (h). Sensoreinrichtung (1) nach Anspruch 9, soweit rückbezogen auf Anspruch 2, bei welchem der Anschlagsbereich (7) einen Seitenflansch (4c) umfasst, welcher sich seitlich in die Öffnung (4a) hinein erstreckt und der Stoppbereich (5c) einen Ring umfasst, welcher mechanisch fest mit der optischen Faser oder dem Faserbündel verbunden ist.Sensor device (1) Claim 9 , as far as referenced Claim 2 , in which the stop area (7) comprises a side flange (4c) which extends laterally into the opening (4a) and the stop area (5c) comprises a ring which is mechanically firmly connected to the optical fiber or the fiber bundle. Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der Probenbehälter (3) eine Markierung (Sh) für eine Sollfüllhöhe der Probe (F) umfasst.Sensor device (1) according to one of the Claims 1 to 10 , in which the sample container (3) comprises a marking (Sh) for a nominal filling level of the sample (F). Optische Analyseeinrichtung (2) zum Analysieren einer Probe (F) umfassend - eine Sensoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11; - eine Lichtquelle (LQ), welche mit der Einstrahleinrichtung (E) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Probe (F) über die Einstrahleinrichtung (E) mit Licht zu bestrahlen; und - eine Auswerteeinrichtung (AE), welche mit der Detektoreinrichtung (5) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, ein von der Probe (F) in die Detektoreinrichtung (5) gestreutes Licht auszuwerten.Optical analysis device (2) for analyzing a sample (F) comprising - a sensor device (1) according to one of the Claims 1 to 11 ; - A light source (LQ) which is connected to the irradiation device (E) and is set up to irradiate the sample (F) with light via the irradiation device (E); and - an evaluation device (AE) which is connected to the detector device (5) and is set up to evaluate a light scattered by the sample (F) into the detector device (5). Optische Analyseeinrichtung (2) nach Anspruch 12, bei welcher die Auswerteeinrichtung (AE) ein Spektrometer umfasst.Optical analysis device (2) according to Claim 12 , in which the evaluation device (AE) comprises a spectrometer. Verfahren zum Betreiben einer optischen Analyseeinrichtung (2) zum Analysieren einer Probe (F) umfassend die Schritte: - Bereitstellen (S1) eines Probenbehälters (3) und Einbringen (S2) der Probe (F) in den Probenbehälter (3); - Bereitstellen (S3) einer Einstrahleinrichtung (E) und einer Detektoreinrichtung (5) für welche ein Deckel (4) des Probenbehälters (3) als eine Halterung ausgeformt ist, wobei durch den Deckel eine bestimmte Position (P) der Einstrahleinrichtung (E) innerhalb des Probebehälters (3) eingenommen wird, welche einen bestimmten Höhenabstand (h) der Einstrahleinrichtung (E) und/oder der Detektoreinrichtung (5) von einem Boden des Probenbehälters (3) und einen bestimmten Seitenabstand (x, y) von einer Seitenwand (3w) des Probenbehälters (3) aufweist; - Einstrahlen (S4) von Licht von einer Lichtquelle (LQ) auf oder in die Probe (F) über die Einstrahleinrichtung (E); - Detektieren (S5) von Licht, welches von der Probe (F) gestreut und/oder reflektiert wird durch die Detektoreinrichtung (5); und - Auswerten (S6) des von der Detektoreinrichtung (5) detektierten Lichts durch die Auswerteeinrichtung (AE).A method for operating an optical analysis device (2) for analyzing a sample (F) comprising the steps: - providing (S1) a sample container (3) and introducing (S2) the sample (F) into the sample container (3); - Provision (S3) of an irradiation device (E) and a detector device (5) for which a lid (4) of the sample container (3) is shaped as a holder, with the lid a certain position (P) of the irradiation device (E) within of the sample container (3) is taken, which is a certain height distance (h) of the irradiation device (E) and / or the detector device (5) from a bottom of the sample container (3) and a certain side distance (x, y) from a side wall (3w ) the sample container (3); - Radiation (S4) of light from a light source (LQ) onto or into the sample (F) via the injection device (E); - Detecting (S5) light which is scattered and / or reflected by the sample (F) by the detector device (5); and - evaluation (S6) of the light detected by the detector device (5) by the evaluation device (AE). Verfahren nach Anspruch 14, wobei beim Auswerten ein Spektrum erzeugt wird.Procedure according to Claim 14 , whereby a spectrum is generated during the evaluation.
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