[发明专利]用于监视光学传感器的光源的器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监视光学传感器的光源的器件，该光学传感器布置在介质中，用于在过程自动化技术中确定被测量参数的被测量值。本发明还涉及在分析器中使用该器件。本发明不限于在过程自动化技术中应用，还包括至少相邻的技术领域，诸如实验室技术。

背景技术

在各种光学传感器中，来自光源的光与介质例如气体或者液体形成接触，因此，借助于光与介质之间的相互作用改变光的特性。例如，在光度计中，光通过介质中的吸收被衰减。在发光(luminescence)传感器中，介质由入射光被带入激发状态，并且随后在向基态转变的过程中，可能甚至在与入射光的波长不同的波长处发射光辐射。在散射光传感器中，光在介质中被未溶解的颗粒散射。

所有这些效应现在都被用于测量介质的特定目标参数。在吸收或者发光测量中，这个目标参数是例如介质中的物质的浓度，并且在散射光测量中，这是例如介质的浊度。目标参数是通过监视在与介质相互作用之后的光的特性并且通过将由此所测量的、变化的光的特性与该目标参数相关联来确定的。

然而，在光学传感器中，入射光的未知的变化、例如强度或者光谱分布的变化因此导致不期望的被测量值变化。因为在大多数情况下，例如，由于光源的老化、温度变化等，入射光的变化不能够被完全防止，光学传感器的测量精度需要监视光源。

通常，这种监视借助于额外的光检测发生。所发射的光的特性因而在光接触介质之前被监视。这样，入射光的变化能够被检测到并且在被测量值计算中被补偿。

典型地，对于这种光源监视，存在两种不同的可能实施方案。每种实施方案中，光源的光“在一侧上”以特定角度被测量一优选地90°；在这方面参见图1a。可替换地，光“向前”朝向测量介质发射并且借助于分束器分离，其中转向的光束被监视；参见图1b。图1a/b示出光源1，该光源1经由光路4将光发射至待测量的介质15中、穿过窗口21进入测量腔室5。穿过另一窗口21，光接收器2检测被介质15改变了的光。在图1a中，光监视单元6相对于光源1以90°布置。在图1b中，另外布置分束器22。

在这里所示出的光源监视的两种变型(“朝向侧边”和“利用分束器向前”)中，在实施过程中可能发生各种问题。沿着光路4，即，沿着从光源1到光接收器2的路径，需要很多空间。如果光源1的光学部件安装在电路板上，那么附加的电路板或者柔性电路板必须用于光源监视。两种情况都是成本密集的。由于时间或者温度，也必须考虑附加部件例如分束器22的行为的可能的变化。

发明内容

因此，本发明是基于利用光学传感器提供节约成本和节省空间的光源监视的目的。

该目的通过器件实现，该器件包括：用于发送透射光的至少一个光源；其中该光源与用于接收接收光的接收器相关联，其中光路从光源穿过可填充有介质的测量腔室延伸到接收器，其中透射光，借助于相互作用一具体地，吸收、散射、以及荧光一能够取决于被测量参数，沿着光路被转换成接收光，其中接收器信号能够由被转换的接收光产生，并且其中被测量值能够由接收器信号确定；以及与光源相关联的至少一个监视单元，具有用于监视光源的敏感单元，其中监视单元接收透射光。该器件的特征在于，监视单元的敏感单元指向光路的方向并且接收来自与光路相反的方向的光。

在上面提及的光路的定义中，即，从光源到接收器，在优选的实施例中，监视单元因而位于光源后面。

这导致节约成本和节省空间的构造。

优选地，光源和监视单元是SMD部件。

在另一有利的实施例中，光源和监视单元被布置在共用电路板的不同侧上。因此，能够容易实现电和光连接。

在优选的演变中，电路板包括开口，其中来自光源的透射光穿过所述开口到达监视单元。因而确保不能穿过电路板照射的光到达监视单元。

在有利的实施例中，该器件包括孔隙，该孔隙沿着光路位于光源后面，其中被该孔隙反射的光用于监视光源。因而朝向接收器发送的光被用于监视光源。

为了增加监视单元处的信号强度，该孔隙包括高度反射的或者漫散射的表面。

在另一有利的实施例中，监视单元偏离光路布置。因而，敏感元件、光源以及接收器不形成(假想的)直线；相反，在光路和从监视单元到光源的光路径之间形成多于0°的角度。

优选地，在光路和从光源到监视单元的光路径之间的该角度超过90°，并且最高达180°。

通过在用于在过程自动化技术中确定被测量参数的被测量值的分析器(具体地，用于分析至少一个物质浓度)中使用至少一个如上所述的器件进一步实现该目的。