用于光学检测器的校准单元制造技术

本申请涉及用于光学检测器的校准单元。公开了一种用于校准内嵌式传感器的设备，包括壳体、第一滤光器和第二滤光器，所述壳体具有沿着通过所述壳体延伸的光学路径布置的第一孔径和第二孔径，所述第一滤光器和所述第二滤光器被设置在所述壳体内，使得所述滤光器能够从操作位置移动到校准位置。在所述校准位置中，所述滤光器被布置在光学路径中并且所述壳体包括相邻于所述第一孔径和所述第二孔径中的每一个的连接，所述连接被结构化，使得所述壳体能够被可逆地附接到内嵌式传感器的流动池、检测器和光源。

Calibration Unit for Optical Detector

【技术实现步骤摘要】
用于光学检测器的校准单元
本公开一般涉及光度分析仪，特别涉及用于诸如内嵌式光学传感器的光度分析仪的校准滤光器。
技术介绍
在生产过程中，能够在气体、液体、固体、和多相混合物中执行光学测量，以确定生产过程的某些特性或关于形成为该过程的产品的物质。根据这种测量，能够确定与该过程的离析物的浓度和/或添加剂相关的测量变量的值。例如，在化学生产过程中，能够监视在生产过程中使用的反应物的浓度和/或在过程介质内的在过程中生产的产品的浓度，并且过程序列能够基于获得的所测量的数据进行控制和/或调节。过程介质通常被容纳在过程容器中，诸如反应器、发酵罐、管道或管线。能够执行这种测量的传感器可以被附接到过程容器。可替选地，该过程介质可以通过传感器的流动池(flowcell)被传送以至少分析来自过程容器的样品。这种传感器可以称为内嵌式传感器。传统的内嵌式传感器通常通过在过程中的介质的光学测量用于评估各种流体特性(诸如浓度)。这种光学测量可以由光学传感器执行，该光学传感器根据如由检测器测量的在光谱的部分中通过介质对来自光源的光的吸收进行操作。包括内嵌式光学传感器的光学传感器需要定期校准以确保所需要的精度和动态范围。一种常见的校准方法使用在光源和传感器的检测器之间的光学路径中的任何点处定位的已知吸收的中性密度(ND)光学滤光器。这种ND滤光器仅允许光的已知部分形成光源，这通过检测器与特定吸收(或透射)值相关联。在校准程序之后，ND滤光器被移动出光学路径。在某些应用中，这种ND滤光器可以是根据美国国家标准与技术研究院(NIST)的要求和规范的可追踪校准滤光器。这种滤光器随着使用和暴露于环境而劣化，并且因此必须定期地被重新认证。美国专利No.5,905,271公开了一种内嵌式光学传感器，其能够在各种应用(例如，斯派克(Spectro)辐射计、辐射计、比色计、浊度计、折射计、以及超声波流量和颗粒感测设备)中被利用，用于监视流体产品流的光度性质。这种仪器通常具有光源和定位在产品流的相对侧上的检测器，其中光源将光束通过产品流引导到检测器。光能够是紫外光谱、可见光光谱、或红外光谱，以及术语光在本文中用作包括所有的三种光。美国专利No.6,512,223公开了一种光度检测器组件，其包括在密封壳体内封装的一对NIST可追踪校准滤光器和在壳体外部的装置，用于在校准位置和正常操作位置之间手动地将滤光器移入到光束的路径中和移出光束的路径。该系统能够以高精度地加以校准，以及该系统位于密封的壳体中并且仅在有限的基础上暴露于光束，滤光器不需要像其它情况那样经常清洁和/或更换。然而，其在校准位置和操作位置之间移动滤光器是手动操作的。通常，由于要监视的过程的设施内的尺寸限制或由于成本限制，所以使用诸如美国专利No.6,512,223中公开的那种光度检测器是不方便的。在其它情况下，该过程可以包括不具有内置校准滤光器的内嵌式光学传感器，因此需要将内嵌式光学传感器从用于校准的过程中移除并然后被重新安装。因此，仍需要对这一
作出进一步贡献。
技术实现思路
根据本公开的至少一个方面，一种用于校准内嵌式传感器的设备包括壳体，所述壳体具有第一孔径和穿过所述壳体的第二孔径，所述第一孔径和所述第二孔径沿着通过所述壳体延伸的光学路径布置；第一滤光器，所述第一滤光器被设置在所述壳体内，使得所述第一滤光器能够从操作位置移动到校准位置，其中，在所述校准位置中，所述第一滤光器被布置在光学路径中；以及第二滤光器，所述第二滤光器被设置在所述壳体内，使得所述第二滤光器能够独立于所述第一滤光器并相邻于所述第一滤光器，从操作位置移动到校准位置，其中，在所述校准位置中，所述第二滤光器被布置在所述光学路径中。所述壳体包括相邻于所述第一孔径和所述第二孔径中的每一个的连接，所述连接被结构化，使得所述壳体能够被可逆地附接到内嵌式传感器的流动池、检测器和光源。在一个实施例中，所述第一滤光器被附接到可旋转的第一轴，使得所述第一滤光器能够经由所述第一轴的旋转从所述操作位置旋转到所述校准位置。在某些这种实施例中，所述第一滤光器被连接到第一臂，所述第一臂被连接到所述第一轴，使得所述第一轴的旋转使所述第一滤光器能够旋转，并且所述第一轴延伸通过所述壳体的所述第一壁。在另外的实施例中，所述第二滤光器被附接到可旋转的第二轴，使得所述第二滤光器能够经由所述第二轴的旋转从所述操作位置旋转到所述校准位置。在某些这种实施例中，所述第二滤光器被连接到第二臂，所述第二臂被连接到所述第二轴，使得所述第二轴的旋转使所述第二滤光器能够旋转，并且其中，所述第二轴延伸通过所述壳体的所述第一壁。在任何至少一个实施例中，所述第一滤光器和所述第二滤光器是中性密度滤光器。所述第一滤光器和所述第二滤光器是可追溯到由国家标准与技术研究院(NationalInstituteofStandardsandTechnology)维护的标准的校准元件。在任何至少一个实施例中，每个连接是与所述流动池、所述检测器、和所述光源的螺纹连接互补的螺纹连接。在实施例中，所述壳体包括配件，所述配件限定从所述壳体的第一壁延伸的所述第一孔径，并且其中，所述配件包括相邻于所述第一孔径的所述连接。所述壳体的第二壁包括所述第二孔径，并且其中，所述第二壁包括在所述第二壁的边缘上的相邻于所述第二孔径的所述连接。在某些实施例中，所述设备还包括连接到所述第一臂的第一致动器和连接到所述第二臂的第二致动器，所述第一致动器和第二致动器能够各自远程地进行操作。根据本公开的另一方面，一种用于确定过程介质流的参数的内嵌式传感器包括：光源，所述光源被实施为沿光学路径生成光，所述光源包括沿光学路径设置的源孔径和相邻于源孔径的连接；检测器，所述检测器被布置在光学路径中，并且被实施为检测由光源产生的光，所述检测器包括沿所述光学路径设置的检测器孔径和相邻于所述检测器孔径的连接；流动池，所述流动池被设置在所述光源和所述检测器之间，并且能够经由到所述光源和所述检测器的互补连接可逆地附接，所述流动池具有包括通过所述流动池的相对的孔径并且在相邻于所述互补连接的所述光学路径中的相对的侧，所述流动池还被实施为使流体能够对沿流动路径的流动进行分析，所述流动路径通常与所述光学路径垂直；以及校准单元，所述校准单元经由所述互补连接可逆地附接到流动池的任一侧并且被设置在所述光源和所述检测器之间且在光学路径中。在一个实施例中，所述内嵌式传感器还包括替代所述校准单元的间隔件，所述间隔件包括间隔件壳体，所述间隔件壳体具有穿过所述间隔件壳体的第一间隔件孔径和第二间隔件孔径，所述第一间隔件孔径和所述第二间隔件孔径沿通过所述壳体延伸的光学路径布置，其中，所述间隔件壳体包括相邻于第一间隔件孔径和第二间隔件孔径中的每一个的连接，所述连接被结构化以使所述间隔件能够可逆地附接到所述流动池、所述检测器和所述光源，并且其中，所述间隔件具有与所述校准单元相同的光学路径长度。在某些实施例中，每个连接是与所述流动池、所述检测器和所述光源的螺纹连接互补的螺纹连接。附图说明通过结合附图参考以下对本专利技术具体实施例的详细说明，本文中包含的所描述的实施例和其它特征、优点、以及实现它们的方式将变得显而易见，并且将更好地理解本专利技术，在附图中：图1示出根据本公开的校准单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准内嵌式传感器的设备，所述设备包括：壳体，所述壳体具有穿过所述壳体的第一孔径和第二孔径，所述第一孔径和所述第二孔径沿着通过所述壳体延伸的光学路径布置；第一滤光器，所述第一滤光器被设置在所述壳体内，使得所述第一滤光器能够从操作位置移动到校准位置，其中，在所述校准位置中，所述第一滤光器被布置在所述光学路径中；以及第二滤光器，所述第二滤光器被设置在所述壳体内，使得所述第二滤光器能够独立于所述第一滤光器并相邻于所述第一滤光器，从操作位置移动到校准位置，其中，在所述校准位置中，所述第二滤光器被布置在所述光学路径中，其中，所述壳体包括相邻于所述第一孔径和所述第二孔径中的每一个的连接，所述连接被结构化，使得所述壳体能够被可逆地附接到内嵌式传感器的流动池、检测器和光源。

【技术特征摘要】
2018.01.19 US 15/875,1471.一种用于校准内嵌式传感器的设备，所述设备包括：壳体，所述壳体具有穿过所述壳体的第一孔径和第二孔径，所述第一孔径和所述第二孔径沿着通过所述壳体延伸的光学路径布置；第一滤光器，所述第一滤光器被设置在所述壳体内，使得所述第一滤光器能够从操作位置移动到校准位置，其中，在所述校准位置中，所述第一滤光器被布置在所述光学路径中；以及第二滤光器，所述第二滤光器被设置在所述壳体内，使得所述第二滤光器能够独立于所述第一滤光器并相邻于所述第一滤光器，从操作位置移动到校准位置，其中，在所述校准位置中，所述第二滤光器被布置在所述光学路径中，其中，所述壳体包括相邻于所述第一孔径和所述第二孔径中的每一个的连接，所述连接被结构化，使得所述壳体能够被可逆地附接到内嵌式传感器的流动池、检测器和光源。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一滤光器被附接到可旋转的第一轴，使得所述第一滤光器能够经由所述第一轴的旋转从所述操作位置旋转到所述校准位置。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一滤光器被连接到第一臂，所述第一臂被连接到所述第一轴，使得所述第一轴的旋转使所述第一滤光器能够旋转，并且其中，所述第一轴延伸通过所述壳体的所述第一壁。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二滤光器被附接到可旋转的第二轴，使得所述第二滤光器能够经由所述第二轴的旋转从所述操作位置旋转到所述校准位置。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第二滤光器被连接到第二臂，所述第二臂被连接到所述第二轴，使得所述第二轴的旋转使所述第二滤光器能够旋转，并且其中，所述第二轴延伸通过所述壳体的所述第一壁。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一滤光器和所述第二滤光器是中性密度滤光器。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一滤光器和所述第二滤光器是可追溯到由国家标准与技术研究院维护的标准的校准元件。8.根据权利要求1所述的设备，其中，每个连接是与所述流动池、所述检测器、和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里·科姆帕尼斯，布迪·科马拉，保罗·马克·贡达·卡查，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表公司，
类型：发明
国别省市：美国,US