光度过程测量装置的制作方法

本发明涉及一种具有光度浸没式探头的光度过程测量装置，以及一种用于控制光度过程测量装置的光度计闪光源的方法。

背景技术：

1、光度过程测量装置包括陆基控制单元和浸入到水池的水中的单独的光度浸没式探头。水池可以是用于控制饮用水或用于控制废水处理过程的过程步骤的水处理厂的一部分。de 10 2005 007 142 a1中公开了一种典型的光度浸没式探头，所述典型的光度浸没式探头包括光谱uv光源和相应的光度检测器，光度检测器用于检测至少两个波长，以确定例如硝酸盐和亚硝酸盐的浓度。

2、uv光源优选为高压uv氙灯，所述高压uv氙灯例如每20ms以累积并存储在脉冲能量电容器中的高临时电能点燃一次。典型的点火电压为900 v。浸没式探头由陆基控制单元的操作电压供电，所述陆基控制单元具有例如12 v的典型操作电压电平。浸没式探头包括电子反激式转换器，以用于逐步将脉冲能量电容器的电压增加到900 v的点火电压。电子反激式转换器的典型电压充电阶段在高达5 v的范围内。一旦达到900 v，点火就会自动触发。然而，在实践中，真实的点火电压会与目标触发电压（精确为900 v）相差5v的范围，这可能会导致由闪光源产生的电磁辐射的频谱发生相关变化。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供具有改善的由闪光源产生的电磁辐射的强度谱的稳定性的一种光度过程测量装置以及一种用于控制光度过程测量装置的方法。

2、根据本发明，该目的通过具有装置权利要求1的特征的光度过程测量装置来解决，并且通过具有方法权利要求8的特征的用于控制光度过程测量装置的方法来解决。

3、根据本发明的光度过程测量装置包括持续地且完全地浸没水中的光度浸没式探头。该浸没式探头包括光度计闪光源，所述光度计闪光源用于提供具有连续光谱的光度光脉冲，优选地用于提供具有聚焦在紫外光谱上的光谱的光度光脉冲，以用于确定例如硝酸盐和亚硝酸盐的浓度。优选地，闪光源是高压氙灯，所述高压氙灯优选具有500v至1000v的点火电压。

4、浸没式探头包括用于存储电脉冲能量的脉冲能量电容器。脉冲能量电容器中所存储的电能的实际量由实际电容器电压限定，所述实际电容器电压通过合适的电压测量模块而被确定和测量。

5、浸没式探头包括脉冲点火开关，所述脉冲点火开关在脉冲能量电容器和光度计闪光源之间串联电布置。当脉冲点火开关闭合时，存储在脉冲能量电容器中的电能会流向光度计闪光源，从而产生具有连续频谱的光度光脉冲。在实践中，对脉冲能量电容器充电并引发（initiate）光度光脉冲的周期长度在10ms至100ms的范围内。

6、浸没式探头包括存储点火电压值的点火电压存储器，所述点火电压值限定当点火开关闭合以使闪光源提供光度光脉冲时的脉冲能量电容器的电压。典型的点火电压值在900v的范围内，例如可以精确为900.0v。

7、浸没式探头设置有下降沿点火触发器，所述下降沿点火触发器在下降的实际电容器电压恰好等于所存储的点火电压值的时刻闭合脉冲点火开关。对脉冲点火开关和连续的光度光脉冲的触发不是由实际电容器电压的上升侧引起的，而是仅由实际电容器电压的下降侧引起的。

8、相比于脉冲能量电容器的非通电阶段期间的实际电容器电压的下降侧或下降沿，在脉冲能量电容器的通电期间的实际电容器电压的上升侧是相对高角度的。下降的实际电容器电压基本上是由电容器的自放电引起的。由于在电容器电压的相对低角度的下降阶段期间，只要实际电容器电压经过点火电压值就会引起触发，所以真实的点火电压精度被显著提高，使得真实的电容器点火电压始终在远小于1.0v的与所存储的点火电压值的最大偏差范围内。因此，光度光脉冲的频谱和强度水平非常恒定。换言之，光度计闪光源所产生的闪光的再现性被显著提高。

9、优选地，光度浸没式探头包括电压比较器，所述电压比较器将实际电容器电压与所存储的点火电压值进行比较。优选地，电压比较器是快速且不需要任何处理器容量的模拟电子元件。优选地，点火电压存储器由施加到模拟电压比较器的恒定模拟参考电压源限定。

10、优选地，光度浸没式探头包括充电控制器，所述充电控制器包括目标充电电压存储器和电子反激式转换器（electronic flyback-converter），所述目标充电电压存储器存储高于所存储的点火电压值的充电目标电压值，所述电子反激式转换器用于连续地且逐步地以数个充电电压量子对脉冲能量电容器进行充电。

11、充电电压量子是充电目标电压值的一部分，并且通常在1 v至20 v的范围内。充电电压量子基本上取决于光度浸没式探头的供电电压。

12、当实际电容器电压达到充电目标电压值时，充电控制器停止充电动作，使得浸没式探头控制器随后发信号表示该装置已准备好进行光度测量动作。由于电容器的自放电，实际电容器电压缓慢下降，并且如果已经发出了一般脉冲命令，则脉冲点火开关闭合，并且一旦下降的实际电容器电压等于所存储的点火电压值，就会引起光度光脉冲。

13、优选地，所存储的点火电压值与所存储的充电目标电压值之间的电压差高于一个充电电压量子的电压。充电电压量子是由一个单个充电量子引起的实际电容器电压的电压差。优选地，该电压差高于充电电压量子的200%，以确保在实际电容器电压的下降沿等于所存储的点火电压值之前，有足够的时间准备光度测量动作。

14、优选地，设置有用于控制光度浸没式探头的陆基控制单元。陆基控制单元为光度浸没式探头提供小于100v的供电电压，优选小于60v，并且通常为12v。陆基控制单元所提供的供电电压可以与陆基控制单元的电子器件的一般供电电压相同，其通常在5v至20v的范围内。由于陆基控制单元通常相对于光度浸没式探头远程布置，并具有距光度浸没式探头的高达100m的相对较大距离，因此陆基控制单元和光度浸没式探头之间的供电电压损失可能相当大。因此，电子反激式转换器是可靠地对脉冲能量电容器进行电负载的首选。

15、优选地，光度浸没式探头设置有光度检测器装置，所述光度检测器装置包括至少两个阀长度选择性检测元件。由于光度过程测量装置被设计成光度检测至少两个不同的波长，因此具有连续光谱的闪光源是有利的。然而，这一概念使得有必要可靠地提供光度计闪光源所产生的光度光谱的完美寿命一致性。

16、根据用于控制根据装置权利要求中的一项所述的光度过程测量装置的光度计闪光源的独立方法权利要求，提供了以下方法步骤：

17、对脉冲能量电容器充电，直到实际电容器电压达到充电目标电压值为止，

18、停止充电动作，以及

19、在下降的实际电容器电压等于所存储的点火电压值的时刻：下降沿点火触发器闭合脉冲点火开关，从而引发由闪光源产生的光度光脉冲。

技术特征：

1.一种具有光度浸没式探头（20）的光度过程测量装置（10），

2.根据权利要求1所述的光度过程测量装置（10），其中，所述光度浸没式探头（20）包括电压比较器（44），所述电压比较器将所述实际电容器电压（u）与所述所存储的点火电压值（ui）进行比较。

3.根据权利要求1或2所述的光度过程测量装置（10），其中，所述光度浸没式探头（20）包括充电控制器（46）、目标充电电压存储器（47）以及电子反激式转换器（30），所述目标充电电压存储器（47）存储高于所述所存储的点火电压值（ui）的充电目标电压值（ut），所述电子反激式转换器（30）用于连续地以数个充电电压量子（uq）对所述脉冲能量电容器（33）充电，每个充电电压量子（uq）是所述充电目标电压值（ut）的一部分，所述充电控制器（46）当所述实际电容器电压（u）达到所述充电目标电压值（ut）时停止充电动作。

4.根据前述权利要求中的一项所述的光度过程测量装置（10），其中，所述所存储的点火电压值（ui）和所述所存储的充电目标电压值（ut）之间的差高于一个充电电压量子（uq）的电压。

5.根据前述权利要求中的一项所述的光度过程测量装置（10），其中，设置有用于控制所述光度浸没式探头（28）的陆基控制单元（12），所述陆基控制单元（12）为所述光度浸没式探头（28）提供供电电压（us），所述供电电压小于100v，优选地所述供电电压小于60v。

6.根据前述权利要求中的一项所述的光度过程测量装置（10），其中，所述闪光源（61）是高压氙灯。

7.根据前述权利要求中的一项所述的光度过程测量装置（10），其中，所述光度浸没式探头（28）设置有光度检测器装置（62），所述光度检测器装置包括至少两个波长选择性检测元件（621、622、623）。

8.一种用于控制光度过程测量装置（10）的光度计闪光源（61）的方法，所述光度过程测量装置具有根据前述权利要求中的一项所述特征，其中所述方法包括以下方法步骤：

技术总结
本发明涉及一种具有光度浸没式探头（20）的光度过程测量装置（10）。光度浸没式探头（20）包括用于提供具有连续光谱的光度光脉冲的光度计闪光源（61）、用于存储电脉冲能量并具有实际电容器电压（U）的脉冲能量电容器（33）、电布置在脉冲能量电容器（33）和光度计闪光源（61）之间的脉冲点火开关（36）、存储点火电压值（Ui）的点火电压存储器（45），以及在下降的实际电容器电压（U）等于所存储的点火电压值（Ui）的时刻闭合脉冲点火开关（36）的下降沿点火触发器（42）。

技术研发人员：安德烈·纳吉斯,阿克塞尔·雷耶尔
受保护的技术使用者：哈希朗格有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23