WO1992004615A1 - Spektralanalyse und absorbtionsmessverfahren mit kontrolliertem spektralbereich - Google Patents
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- small areas such as e.g. a tooth with a selectable measuring surface size (depending on the model 100 x 100 mm to 0.1 x 0.1 mm) divided into spectral ranges (16, 32, 64) and the absorption in each spectral range measured instantaneously in parts per thousand, without contact (from 50 to 600 mm) and with an ambient light intensity of up to 600 lumens.
- variable plasma volume in the xenon lamp in low-cost lamps results in statistically detectable color changes, which leads to a long measuring time if the measuring precision is desirable.
- Xenon flash lamps (6) are used to generate the spectral ranges necessary for spectral analysis (2).
- Spectral analysis and absorption measurement methods "are mainly based on the division into spectral ranges before that
- the measuring value of the absorption value in the given spectral range of around 10 ppm / ⁇ C can be achieved at ambient temperatures from 10 ⁇ C to 40 ⁇ C will.
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Abstract
Mit der neuen Spektralanalyse und dem Absorbtionsmessverfahren mit kontrolliertem Spektralbereich eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Spektralanalyse und die Messung von kleinen nicht ebenen Gegenständen. Durch den Einsatz von Zentrierstrahlen können Gegenstände in die Tiefe gemessen werden (Transluzenz, Opaleszenz). Durch den Einsatz eines CCD-Sensors, anstelle der PIN-Photodiode können ganze 3-dimensionale Körper spektralanalytisch gemessen werden. Durch die berührungsfreie Messung eröffnet dieses Messverfahren neue Möglichkeiten am Fliessband und in der automatischen Produktion von Textilien, Papier, Farben, Lebensmittel u.s.w.
Description
Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich
Einleitung
Bei der hier beschriebenen kombinierten Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich werden im sichtbaren, UV und IR Licht bereich kleine Flächen wie z.B. einen Zahn mit wählbaren Messflächengrösse (je nach Modell 100 x 100 mm bis 0,1 x 0,1 mm) in Sprektralbereiche unterteilt (16, 32, 64) und die Absorbtion in jedem Spektralbereich in Promille instantan gemessen, berührungslos (von 50 bis 600 mm) und bei einer Umgebungslichtintensität von bis zu 600 Lumen.
HEUTIGER STAND DER TECHNOLOGIE
Bei den heute auf dem Markt erhältlichen Spektrometern können kleine Gegenstände wie z.B ein Zahn nicht gemessen werden.
Es ist auch unmöglich für Gegenstände wie Zähne einen absoluten
Absorbtionswert in Promille zu bestimmen. Weiter ist es unmöglich in grossen Abständen vom gemessenem Gegenstand (50 bis 600 mm) eine Analyse durchzuführen. Einen weiterer Nachteil bei den heutigen Spektralanalse-Verfahren besteht darin dass man die Grosse der gemessene Fläche nicht wählen kann, und dass der gemessene Gegenstand nicht bei Umgebungslicht gemessen werden kann.
Bei der vor kurzem von mir entwickelten kombiniertes
Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren wurden bei der
Benützung folgende Mängeln festgestellt:
a) Die gemessene Lichtstärke schwankt sehr stark mit der Umgebungstemperatur und ist für eine Messgenauigkeit in Promille nur mit hohem Aufwand berücksichtigbar.
b) Durch den variablen Plasmavolumen in der Xenonlampe bei Low Cost Lampen entstehen statistisch erfassbare Farbänderungeun die bei eine wünschenswerte hohe Messpräzision zu eine lange Messzeit führt.
c) Die Notwendigkeit für jeden Spektralbereich, jeweils einen Photodioden-Verstärker, Zähler und Bustreiber vorzusehen schränkt die Anzahl Spektralbereiche ein.
d) Da die Spektralaufteilung des Lichtes beim "Kombiniertes Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren" nach dem Objektiv erfolgt sind die damit verbundene Lichtverluste und Intensitätsreduktion erst nach der Beleuchtung des Messgegenstandes wirksam. Diese Eingenschaft führt dazu, dass das gemesene Gegenstand sehr hohe Lichtintensitäten ausgesetzt wird, und damit vor allem bei Zahnmessungen zu Augenreizungen bei empfindliche Personen führen kann.
MESSVERFAHREN UND INSTRUMENT
Bei dem entwickelten Messverfahren sind alle für den spezifischen Einsatz notwendigen Merkmale entwickelt worden, und alle Nachteile der heutigen Spektromaten behoben worden. Zusätzlich sind die einschränkende Eigenschaften des vor kurzem, von mir entwickelten "Kombiniertes Sprektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren" behoben worden.
TECHNISCHE BESCHREIBUNG
Bei den angewendeten Messverfahren werden 16 festmontierte
Xenonblitzlampen (6) benützt um die für eine Spektralanalyse notwendige Spektralbereiche zu erzeugen (2) .
Die Vorteile dieser Messanordnung gegenüber den "Kombinierte
Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren" beruhen hauptsächlich auf die Aufteilung in Spektralbereiche bevor das
Licht die Messaparatur verlässt. Es ergeben sich ein beachtliche Anzahl Vorteile, wobei gleichzeitig: a) Die Kosten für die Herstellung des Gerätes reduziert werden.
b) Es ergibt sich eine viel höhere Messgenauigkeit.
c) Das sogenannte Messkopf der bei der "kombinierte Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren" viel grösser war, wird auf eine sehr einsatzfreundliche Grosse reduziert.
d) Durch den Einsatz der Photodioden (1) und (3) mit gleicher thermische Koeffizient (aussortiert bei der Produktion) kann bei Umgebungstemperaturen von 10βC bis 40βC eine Messgenauigkeit des Absorbtionswertes im gegebenen Spektralbereich von zirka 10 ppm/βC erreicht werden.
e) Die Schwankungen der LichtIntensität (im ausgestrahlten Spektralbereich) die bei Xenonblitzlampen üblicherweise sehr hoch sein können (wegen variabler Plasmavolumen) können durch die Photodiode (3) erfasst werden.
f) Da bei dieses Messverfahren nur eine Photodiode mit Verstärker und A/D-Wandler als Empfänger benützt wird, ist die Grosse der Licht- und Elektromagnetische-Abschirmung sehr reduziert im Vergleich mit dem "Kombinierte Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren". Ausserdem muss das Hauptgehäuse nicht gegen Licht und Elektromagnetisch abgeschirmt sein.
Legende:
1. Photodiode PIN
2. Objektiv
3. Photodioden PIN
4. Kolimatoren
5. Prismen
6. Xenonlampe
7. Gemessene Strahl
8. Spektrallicht und Zentrierung
9. Licht und elektromagnetische Abschirmung 10. Hauptgehäuse
Claims
PATENTRECHTLICHE ANSPRÜCHE
1) Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich bei dem die Lichtquelle (mit Prismen, Filtern oder Optischegitter) in Spektralbereiche unterteilt ist bevor das Messlicht den gemessene Gegenstand erreicht.
2) Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich mit differential Messung (Photodioden (1) und (3)) um die Temperaturkoeffizienten der Photodioden auskompensieren zu können.
3) Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich bei der ausgestrahlte Lichtmenge im Spektralbereich (mittels Photodiode (3)) gemessen wird um Intensitätsschwankungen (der Xenonlampe) softwaremässig korrigieren zu können.
4) Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich bei dem mehrere Xenonlampen eingesetzt werden.
5) Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich mit Einsatz der Empfänger- Photodiode auf der Bildebene des Objektivs.
6) Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich mit doppelter Lampen und Prismensystem um die Positioniereung (Zentrierung) des gemessenem Gegenstandes zu ermöglichen und um die Spektralbereiche zu verdoppeln.
7) Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich mit sequentielle Zündung der Xenonlampen.
8) Einsatz des Spektralanalyse und Absorbtionsmessverfahren mit kontrollierten Spektralbereich in der Dentalmesstechnik, Textilproduktion, Papierproduktion, Lebensmittelanalyse.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-08-15 AU AU83026/91A patent/AU8302691A/en not_active Abandoned
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| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 358 (P-522)(2415) 2. Dezember 1986 & JP,A,61 155 735 ( SHIMADZU CORP ) 15. Juli 1986 siehe Zusammenfassung * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU8302691A (en) | 1992-03-30 |
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