[发明专利]用于确定浊度的传感器布置

说明书

本发明涉及一种用于确定浊度的传感器布置。所述传感器布置包括传感器部，所述传感器部具有：用于将透射光传递到测量室中的至少一个光源，和与光源相关联用于接收来自测量室的接收光的至少一个接收器，其中透射光由介质借助于以测量角散射而在测量室中转换成接收光，并且由接收器接收的接收光是浊度的度量。传感器布置的特征在于，接收光在反射元件处被背衍射，其中反射元件与介质相接触，由此产生从光源通过测量室到反射元件和从反射元件通过测量室到接收器的光学路径。

技术领域

本发明涉及一种用于确定液体介质的浊度的传感器布置。

背景技术

悬浮在液体中的任何光撞击颗粒被散射。该光散射的强度在光学浊度测量中用作浊度测定的直接量度。不同的测量角用于不同的应用，部分是由于国家法律规定。例如，90°散射光用于饮用水应用中，等等。啤酒厂经常使用在11°至25°范围内的散射光角度。在污泥的测量中，主要使用90°(例如，135°)的背散射角。“FNU”单位(Formazin浊度单位)通常用作参考测量或用于浊度值。

典型地，基于散射光测量的浊度传感器能够如图1所示。透射光7(实线)从光源1发射通过窗口6，窗口6对于进入测量室5中的透射光7是透明的。在测量室5中，光在介质3中的颗粒上在散射点P处以测量角α散射或被转换成接收光8(虚线)。通过对接收光8透明的窗口6，接收光通过例如孔径4到达接收器2。到达接收器2的光强度是浊度的量度。

然而，在该过程中出现问题。由于在测量室5的两侧上的光学窗口6并且同样由于在测量室5的两侧上的有源元件(例如，电子部件、光源、接收器)，浊度传感器的组件是复杂的并且是成本密集型的。

如果要使用传感器来测量若干散射光角(即，例如11°和25°，或90°和180°和11°)，则上述问题进一步恶化。

发明内容

本发明基于提出易于制造的灵敏且灵活的浊度传感器的目的。

该目的通过一种传感器布置来实现，该传感器布置包括传感器部，所述传感器部具有：至少一个光源，用于将透射光传输到测量室中；以及至少一个接收器，所述至少一个接收器与光源相关联，用于接收来自测量室的接收光，测量室中的透射光借助于以测量角的散射被介质转换为接收光，并且由接收器接收的接收光是浊度的量度。该装置的特征在于，接收光在反射元件处被背衍射(back diffract)，其中反射元件与介质相接触，据此产生从光源经由测量室到反射元件和从反射元件经由测量室到接收器的光学路径。

在有利的改进中，透射光在反射元件处额外地背衍射，由此产生从光源经由测量室到反射元件和从反射元件经由测量室到达接收器的光学路径。

在介质中，来自光源的透射光在不同的散射点处被颗粒以所有立体角散射。在该过程中，对于不同的立体角，散射强度的分布取决于颗粒。该散射光再次被反射元件朝光源或朝接收器偏转。在该过程中，由于反射定律(入射角等于反射角)而保持该角度。角度的这种保持是决定性的，因为反射的透射光也撞击颗粒并且在额外的散射点处被散射。作为角度保持的结果，在相同测量角处散射的所有散射光线平行延伸。

因此能够区分从光源开始的两条可能的路径。在一条路径中，光首先被散射，然后被反射。在另一条路径中，光首先被反射，然后被散射。

在最后提及的情况下，通常不能区分如下的情况，情况1：“背衍射且以测量角α的光散射”和情况2：“入射透射光以相关的补角δ的光散射”。在这种情况下，补角定义为180°减去测量角(δ＝180°-α)。在一个实施例中，在入射透射光的背衍射之后产生的散射光不被引导到检测器上。