EP0175352A2

Method and device for rapidly ascertaining the parameters of a sample medium.

Abstract

Light of a defined wavelength is directed towards a luminescent layer which comes into contact with the sample medium and the luminescent properties of which depend on the parameter to be determined. The luminescent light is determined via detectors, the signals of which are a measure of the parameter. So that a reliable determination of a parameter becomes possible with an extremely short adjustment time even in the presence of several parameters influencing the luminescent properties, it is provided to determine the intensity of luminescence for a number of different wavelength bands corresponding to the number of parameters, in which arrangement the parameters have a different influence on the properties of luminescence in at least one wavelength band. The signals obtained are supplied to a signal processing device (26) which determines from these the magnitude of the parameter to be measured. …<IMAGE>…

EP0175352A2, drawing sheet 1
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18 claims: 5 independent, 13 dependent

  1. 1
    Verfahren zur schnellen Bestimmung mindestens eines Parameters eines Probenmediums,insbesondere eines fliessenden Probenmediums, wobei Licht definierter Wellenlänge, möglicherweise unter Zwischenschalten eines Filters, auf mindestens eine lumineszierende Schicht gelenkt wird, die direkt oder indirekt mit dem Probenmedium in Kontakt kommt und deren Lumineszenzeigenschaften von dem Parameter abhängt, und wobei das Lumineszenzlicht über Filter auf Detektoren gelenkt wird, deren Signale ein Mass für den zu bestimmenden Parameter sind, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorliegen weiterer, die Lumineszenzeigenschaften beeinflussender Parameter die Intensität für ebensoviele Wellenlängenbereiche bestimmt wird, die dabei so gewählt sind, dass die Parameter die Lumineszenzeigenschaften der Schicht mindestens in einem Wellenlängenbereich unterschiedlich beeinflussen, und dass die so erhaltenen Detektorsignale einer Signalbearbeitungseinrichtung zugeführt werden, die daraus zumindest die Grösse des zu messenden Parameters bestimmt.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrale Verteilung des auf die lumineszierende Schicht gelenkten Lichtes über einen Regelkreis konstant gehalten werden.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des Lichtes konstant gehalten wird.
  4. 4
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des von der Schicht kommenden Lichtes im Wellenlängenbereich des eingestrahlten Lichtes bestimmt und als Referenzsignal zur Korrektur der Lumineszenzintensitäten verwendet wird.
  5. 5
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass das auf die lumineszierende Schicht gelenkte Licht gepulst ist.
  6. 6
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass beim Vorliegen zweier die Lumineszenzeigenschaften beeinflussender Parameter X 1 und X 2 angesetzt wird, dass die Detektorsignale (S i , i=1,2) sich gemäss der Formel verhalten, wobei i i die Lumineszenzintensität im Wellenlängenbereich λ i und bei einem bestimmten Wert des Parameters X 1 , insbesondere X 1 =0, a i eine Untergrundintensität und ki und bi Näherungskoeffizienten sind.
  7. 7
    Verfahren zur Bestimmung der Parameter eines Probenmediums nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter X 1 der Sauerstoffpartialdruck P 02 und als X 2 die Temperatur T gewählt sind.
  8. 8
    Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle mindestens eine Leuchtdiode vorgesehen ist, dass ein Diodenparameter bestimmt und zur Regelung der Ansteuerung der Diode(n) derart herangezogen wird, dass die Temperatur des aktiven Diodenbereiches einen definierten Wert bzw. Verlauf erhält, dass das Licht der Diode(n) durch ein Filter auf die lumineszierende Schicht fällt, dass zwischen der Schicht und den Detektoren die weiteren Filter angeordnet sind, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, über die das Probenmedium direkt oder indirekt an die Schicht herangeführt wird und dass die Detektorsignale der Signalbearbeitungseinrichtung zum Bestimmen der Parameter zugeführt sind.
  9. 9
    Anordnung nach Anspruch 8,d adurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl in Reihe geschalteter Leuchtdioden vorgesehen sind.
  10. 10
    Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl parallel geschalteter Leuchtdioden vorgesehen sind.
  11. 11
    Anordnung nach eine der Ansprüche 8-10, dadurch g e-kennzeichnet, dass die Leuchtdioden gepulst betrieben werden.
  12. 12
    Anordnung gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom während der Impulse konstant gehalten wird und die Impulsdauer veränderbar ist.
  13. 13
    Anordnung gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Stromstärke während der Impulse variierbar ist.
  14. 14
    Anordnung nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch g e-kennzeichnet, dass die Intensität in zwei Wellenlängenbereichen des Diodenspektrums bestimmt und deren Quotient zur Regelung der Ansteuerung der Dioden verwendet wird.
  15. 15
    Anordnung nach einem der Ansprüche 8-14, dadurch g e-kennzeichnet, dass die Detektoren die Intensität während eines Teils der Impulsdauer der Leuchtdioden registrieren.
  16. 16
    Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Registrierzeit in Abhängigkeit von einem Referenzsignal geregelt wird.
  17. 17
    Anordnung nach einem der Ansprüche 8-13,15,16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leuchtdiodenparameter währen des Impulses, insbesondere zu Beginn des Impulses bestimmt und zur Formung desselben herangezogen wird und dass in Abhängigkeit vom Wert des Diodenparameters die zeitliche Lage der Messdauer, in der die Detektoren die Lumineszenzintensität messen, geregelt ist.
  18. 18
    Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurchgekennzeichnet , dass die Leuchtdioden, Filter, die luminenszierende Schicht und die Detektoren in einem lichtdichten Gehäuse angeordnet sind.
Independent claims18