【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于透明介质的一个或至少两个被测对象的光学测量的方法，并且涉及一种用于执行该方法的传感器。
技术介绍
1、现在，光学传感器用于测量被测对象的各种不同应用中。从现有技术已知的光学传感器的示例包括用于测量介质的浊度的浊度传感器、用于测量包含在介质中的颗粒的浓度的传感器、用于测量介质的折射率的传感器和吸收传感器。
2、光学传感器通常包括：传输设备，其将电磁传输辐射传输到介质；以及测量设备，诸如配备有检测器的测量设备，其接收由传输辐射与介质的相互作用产生的测量辐射，并且基于接收到的测量辐射确定并提供相应被测对象的测量值。
3、取决于被测对象，通常使用不同的测量方法。
4、因此，为了测量介质中包含的颗粒的浊度和/或浓度，例如，能够将传输辐射传输到介质中，并且能够利用对应的定位的检测器测量在介质中(取决于相应的被测对象)以预定角度散射的测量辐射的测量辐射。
5、例如，能够通过确定传输到介质的传输辐射的全反射在转换到介质时发生的角度来确定介质的折射率。可替代地，例如通过使传输辐射传输通过介质并且借助于检测器(诸如线扫描相机)确定角度来确定折射率，以便在转换处将传输辐射偏转到介质。
6、利用吸收测量，借助于传输设备生成的透射辐射透射通过例如介质，并且基于从介质出射的测量辐射的光谱强度或强度谱来确定被测对象，诸如介质的光谱吸收系数或介质中包含的分析物的浓度。
7、由于不同的测量原理，通常需要多个传感器来同时确定介质的多个不同的被测对象。
8、另外
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于透明介质的被测对象的光学测量的成本有效的方法，该方法能够以尽可能通用的方式使用，以及一种用于透明介质的被测对象的光学测量的传感器，该传感器能够以尽可能通用的方式使用，并且能够被成本有效地生产。
2、为此，本专利技术包括一种用于测量透明介质的一个或至少两个被测对象的方法，其中
3、借助于相机通过介质的预定形状的体积获取图案的图片，以及
4、基于介质的体积对图案的图片的影响来确定(多个)被测对象的测量值并使其可用，所述影响是(多个)被测对象的特性并取决于其值。
5、本专利技术的优点在于，能够基于提供测量信息的图片的多个图像点来使用简单、成本有效的相机，并且仅低成本与图案的产生相关联。特别有利的是，能够使用单个传感器来确定多个被测对象，该单个传感器能够被成本有效地产生并且包括相机和基于图片的图案。
6、这些传感器提供了这样的优点：由此能够实现的测量精度对制造公差显著地较不敏感，并且避免了在测量操作中发生的各个传感器部件的空间布置的未对齐，如传统光学传感器的情况。这特别地是由于经由图片中包含的图案的各个图案元素的图像的空间布置给出空间分配。
7、根据第一发展，该方法使得：
8、a)基于该图片和图案的至少一个参考图片定量地检测(多个)被测对象的影响特性，并将其分配给相应被测对象的相关联的测量值，该至少一个参考图片在每种情况下通过具有该被测对象或每个被测对象的已知值的参考介质的预定形状的体积获取，其中(多个)参考图片特别地包括至少一个实验生成的参考图片和/或通过模拟计算数字地产生的至少一个参考图片；和/或
9、b)借助于模式识别和/或分类方法或基于训练数据训练的模式识别和/或分类方法，基于图片确定测量值，和/或
10、c)基于训练数据预先创建用于确定(多个)被测对象的测量值的至少一个模型，然后借助于该模型确定测量值，其中：
11、c1)在每种情况下，基于模型或模型中的一个来确定至少一个被测对象或每个被测对象的测量值，使得图片的依赖性反映相应被测对象，和/或
12、c2)在每种情况下基于模型或模型中的一个来确定至少一个被测对象或每个被测对象的测量值，使得该模型或该模型中的一个考虑图片与相应被测对象的依赖性和能够借助于图片确定的至少一个另外的变量，其中该至少一个另外的变量包括至少一个另外的被测对象，至少一个另外的被测对象的测量值被确定并变得可用，和/或包括与要测量的每个被测对象不同并且对图片具有影响的介质的至少一个属性。
13、替代地，根据第二发展，该方法使得：
14、a)借助于图片的分析或数值评估来确定测量值，和/或
15、b)基于每个被测对象的图片确定取决于相应被测对象的图片的至少一个特性变量的值，并且基于特性变量的值确定被测对象的测量值，并且在校准方法中预先确定(多个)特性变量的值对表示(多个)被测对象的值的校准数据的依赖性，其中：
16、b1)为了确定对图片中包含的图案的各个图案元素的各个图像具有影响的至少一个被测对象的测量值，采用一种途径，使得用于确定相应被测对象的测量值的每个特性变量在每种情况下基于与相应特性变量相对应的各个图像的多个成像特性变量、成像特性变量的平均值或中值来确定，
17、b2)每个被测对象的测量值在每种情况下基于取决于相应被测对象的(多个)特性变量的基于图片确定的值来确定，和/或
18、b3)在每种情况下确定被测对象、至少一个被测对象或每个被测对象的测量值，其中：
19、基于图片确定取决于相应被测对象的(多个)特性变量的值，
20、对于能够借助于图片确定的至少一个另外的变量，确定取决于相应另外的变量的图片的至少一个特性变量的值，其中至少一个另外的变量包括不同于相应被测对象的至少一个被测对象和/或不同于每个被测对象的介质的至少一个属性，以及
21、借助于基于校准数据预先确定的计算规则，基于取决于相应被测对象的(多个)特性变量的值和针对每个另外的变量确定的取决于相应另外的变量的(多个)特性变量的值，计算相应被测对象的测量值。
22、根据第三发展，该方法使得：
23、a)处理图片并基于处理后的图片确定测量值和/或处理图片，使得：
24、a1)随后补偿图片内的图案的图像的图像移位，该图像移位特别是通过未对齐、通过使包括相机和用于生成图片的图案的传感器的各个传感器部件移位和/或由振动引起的图像移位而引起，和/或
25、a2)产生从以不同曝光时间获取的多个图片处理的具有更高动态范围的图片，和/或
26、b)将按时间顺序连续获取的多个图片或由此产生的经处理的图片各自组合成整体图像，尤其是借助于图像堆叠方法或图像处理方法组合，并且使用整体图像来确定测量值。
27、根据第四发展，体积被成形为使得平行于延伸穿过体积的成像路径延伸的体积宽度在垂直于成像路径的方向上至少部分连续地或逐步地变化，并且至少一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于测量透明介质(1)的一个或至少两个被测对象的方法，其中
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
4.根据权利要求1至3所述的方法，其中：
5.根据权利要求1至4所述的方法，其中：
6.根据权利要求1至5所述的方法，其中：
7.根据权利要求1至6所述的方法，其中：
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
9.一种用于测量透明介质(1)的一个或至少两个被测对象的传感器，具有
10.根据权利要求9所述的传感器，其中：
11.根据权利要求9至10所述的传感器，所述传感器具有容器(17a、17b、17b’、17c、17d、17e、17f、17g)，所述容器至少部分是透明的和/或被配备有至少一个透明窗口(23、25、27、29、31、33)，特别是设计为流动池或一次性流动池的容器(17a、17d、17e)、设计为比色皿或一次性比色皿的容器(17b、17b’、17f、17g)、或由所述传感器的朝向周围环境开口的凹部形成的用于接收所
12.根据权利要求11所述的传感器，其中透明窗口(23、25、27、29、31、33)、被设计为平面窗格的窗口(23、25、27)、具有中空圆柱段的形状的窗口(23)、具有突出到所述容器(17a)中的棱柱形区域(P)的窗口(29、31)、圆顶形窗口(33)、或具有面向所述容器(17a、17d、17e)的内部并且弯曲到所述容器(17a、17d、17e)中或所述容器(17a、17d、17e)之外的窗口表面的窗口被插入到所述容器(17a、17c、17d、17e)的面向所述相机(3)的第一容器壁中或插入到所述第一容器壁中并且插入到所述容器(17a)的背离所述相机(3)并且沿着所述成像路径(L)与所述第一容器壁相对的第二容器壁中，并且所述成像路径(L)延伸穿过所述窗口。
13.根据权利要求12所述的传感器，其中：
14.根据权利要求9至13所述的传感器，其中具有所述预定形状的所述体积(V)整体或至少部分地：
15.根据权利要求9至14所述的传感器，包括用于照明所述图案(5)的照明设备(15)，所述照明设备被设计成照明所述图案(5)的面向所述相机(3)的前侧和/或使光从其远离所述相机(3)的后侧穿过所述图案(5)。
16.根据权利要求15所述的传感器，其中：
17.根据权利要求9至16所述的传感器，其中所述评估设备(7)被设计成识别包含在所述图片(A)中的包含在所述介质(1)中的颗粒和/或气泡的图像并且隐藏所述图案(5)，并且确定所述颗粒和/或气泡的至少一个属性的测量值并且使所述测量值可用，尤其是所述颗粒和/或气泡的出现、所述颗粒和/或气泡的尺寸、所述颗粒和/或气泡的数量和/或所述颗粒和/或气泡的分布。
18.根据权利要求9至17所述的传感器，其中：
19.根据权利要求9至18所述的传感器，其中：
20.根据权利要求9至19所述的传感器，包括：
21.根据权利要求20所述的传感器，其中：
...【技术特征摘要】
1.一种用于测量透明介质(1)的一个或至少两个被测对象的方法，其中
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
4.根据权利要求1至3所述的方法，其中：
5.根据权利要求1至4所述的方法，其中：
6.根据权利要求1至5所述的方法，其中：
7.根据权利要求1至6所述的方法，其中：
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
9.一种用于测量透明介质(1)的一个或至少两个被测对象的传感器，具有
10.根据权利要求9所述的传感器，其中：
11.根据权利要求9至10所述的传感器，所述传感器具有容器(17a、17b、17b’、17c、17d、17e、17f、17g)，所述容器至少部分是透明的和/或被配备有至少一个透明窗口(23、25、27、29、31、33)，特别是设计为流动池或一次性流动池的容器(17a、17d、17e)、设计为比色皿或一次性比色皿的容器(17b、17b’、17f、17g)、或由所述传感器的朝向周围环境开口的凹部形成的用于接收所述介质(1)的容器(17c)，其中所述容器(17a、17b、17b’、17c、17d、17e、17f、17g)具有内部，所述内部具有针对所述介质(1)的所述体积(v)预先确定的形状。
12.根据权利要求11所述的传感器，其中透明窗口(23、25、27、29、31、33)、被设计为平面窗格的窗口(23、25、27)、具有中空圆柱段的形状的窗口(23)、具有突出到所述容器(17a)中的棱柱形区域(p)的窗口(29、31)、圆顶形窗口(33)、或...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·伯恩哈特，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：
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