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Die
Erfindung betrifft ein optisches System mit einem Sichtfenster,
welches ein optisches Gerät von
einem Beobachtungsraum trennt, und mit mindestens einem Austrittskanal
für ein
Kühl- oder
Spülgas,
der in der Umgebung des Sichtfensters mündet.
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Derartige
optische Systeme werden zur Beobachtung oder zu Messungen in dem
Beobachtungsraum verwendet. Beispielsweise dienen sie der Beobachtung
oder Messung von Fluiden, d.h. flüssigen oder gasförmigen Medien
mit oder ohne Feststoffanteilen. Ein Beispiel für derartige Fluide sind Rauchgase
innerhalb eines Rauchgaskanals. Rauchgase sind in der Regel sehr
heiß und
können
Ruß- und
andere Partikel oder Bestandteile enthalten, welche das Fenster
bzw. die optischen Komponenten des Systems verschmutzen oder beschädigen. Das
aus dem Austrittskanal austretende Kühlgas oder Spülgas dient
dazu, die optischen Komponenten des, optischen Systems thermisch
und physisch von dem zu beobachtenden Gas innerhalb des Beobachtungsraums
zu trennen.
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Ein
derartiges optisches System ist aus der
DE 1 286 085 bekannt. Diese Druckschrift
offenbart Schutzgehäuse
für Industrie-Fernsehkameras
zur Beobachtung von Feuerräumen,
Schmelzöfen
oder dergleichen. Dieses Gehäuse
besteht aus einem doppelwandigen Rohr mit Kühlkanälen. Seine Lichteintrittsöffnung kann
von einer Ringspaltdüse
umgeben sein, deren Form so gewählt
ist, daß aus
ihr ausströmende
Luft das Eindringen des heißen
Gases oder von Staub in die Lichteintrittsöffnung verhindert. Ähnlich ist
auch das System der GB 2 127 174 aufgebaut. Hier wird ein Periskop
für einen
Hochtemperaturreaktor beschrieben, in dessen Gehäusewand ein Kühlsystem
integriert ist, welches Kühl/Spülluft durch die
Lichteintrittsöffnung
nach außen
strömen
läßt. Die
DE 34 36 651 zeigt ein ähnliches
optisches System. Hier ist eine Fernsehkamera zur Beobachtung von
Feuerräumen, Öfen und
dergleichen beschrieben, die im Bereich ihrer Ausblicköffnung eine
Ringnut aufweist, in die aus dem Inneren des Kameragehäuses Kanäle münden, die
so gerichtet sind, daß im Kameragehäuse enthaltene
Druckluft mit einer bezüglich
der Ringnut tangentialen Komponenten in die Ringnut einströmt. Schließlich offenbart
die
EP 0 949 501 A2 ein
Schutzgehäuse
für Beobachtungsgeräte zur Überwachung
von staubbelasteten Räumen,
wobei in dem Schutzgehäuse
in der Umgebung der Ausblicköffnung
ein oder mehrere mit dem Innenraum des Schutzgehäuses in Verbindung stehende
Austrittskanäle
derart angeordnet sind, daß die
Ausblicköffnung
von dem Beobachtungsraum durch einen Spülluftschleier getrennt ist.
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In
der Praxis hat sich bei derartigen optischen Systemen die Strömungsführung der
Spülluft als
schwierig erwiesen. Turbulenzen innerhalb der Strömung im
Bereich des Sichtfensters oder quasi-stationäre Wirbel können Rückströmungen zur Folge haben, welche
zu einem Kontakt zwischen dem Gas aus dem Beobachtungsraum und den
optischen Komponenten des optischen Systems führen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Spülung und
Kühlung
im Bereich des Sichtfensters zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß vor
dem Sichtfenster ein zum Beobachtungsraum hin offenes Ausströmrohr mit
einer porösen
Wandung angeordnet ist.
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Mit
anderen Worten liegt vor dem Sichtfenster ein relativ kurzer Rohrabschnitt,
dessen Wandung einen hohen Porenanteil und somit eine hohe Rauhigkeit
aufweist. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die große Oberflächenrauhigkeit der Wand des Ausströmrohrs die
Bildung von Rückströmun gen erfolgreich
reduziert oder verhindert. Die große Oberflächenrauhigkeit bewirkt, daß die Strömungsgeschwindigkeit
in dem Ausströmrohr
reduziert wird. Bei gleichförmiger
Zuströmung
des Spülgases
in den hinteren Abschnitt des Ausströmrohrs nahe dem Sichtfenster
ergibt sich an der Mündung
des Ausströmrohrs
ein Strömungsprofil,
welches wegen der rauhen Oberfläche
mit relativ langsamer Strömungsgeschwindigkeit
eine gleichförmige
Ausströmung
des Spülgases
aus dem Ausströmrohr
sicherstellt. Hierbei kann mit geringen Druckdifferenzen zwischen dem
Fluid in dem Beobachtungsraum, insbesondere Rauchgas, und dem Kühl- oder
Spülgas
gearbeitet werden. Die absolute Menge des austretenden Kühl- oder
Spülgase,
welche eine Rückströmung des
Gases aus dem Beobachtungsraum zum Sichtfenster zuverlässig vermeidet,
kann sehr gering sein.
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Um
eine gleichförmige
Zuströmung
des Spülgases
in den rückwärtigen Bereich
des Ausströmrohrs
sicherzustellen, wird die Zuströmung
des Spülgases
durch die poröse
Wandung hindurch realisiert. Hierzu mündet der Austrittskanal hinter,
d.h. von der Innenseite des Ausströmrohres gesehen außerhalb
der porösen
Wandung. Bei dieser praktischen Ausführungsform muß die poröse Wandung Poren
enthalten, welche sich durch ihre gesamte Dicke hindurch erstrecken.
Das Spülgas
strömt
aus dem Austrittskanal durch die Poren der porösen Wandung in das Ausströmrohr. Hierdurch
wird erreicht, daß das
Spülgas
durch eine Vielzahl von kleinen Öffnungen
in das Ausströmrohr
einströmt.
Es strömen
somit jeweils sehr kleine Ströme
an einer Vielzahl verschiedener Orte mit einer Vielzahl unterschiedlicher
Strömungsrichtungen
in den hinteren Bereich des Ausströmrohres ein. Diese "Mikroströmungen" richten sich schnell
aufgrund des Druckgefälles
zur vorderen freien Öffnung
des Ausströmrohrs hin
aus und erzeugen im Bereich der Mündung des Ausströmrohrs die
genannte laminare Ausströmung.
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In
der Praxis kann ein ringförmiger
Abschnitt der Wandung des Ausströmrohrs
von porösem
Material gebildet werden, welches eine Ringnut abdeckt, in welche
der Austrittskanal für
das Spülgas
mündet. Bei
dieser Ausführungsform
strömt
das Spülgas gleichförmig über den
gesamten ringförmigen
Bereich des Umfangs des Ausströmrohrs
in dessen hinteren Bereich radial ein.
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Der
ringförmige
Bereich der Wandung des Ausströmrohrs
wird in einer praktischen Ausführungsform
von einer ringförmigen
porösen
Hülse gebildet.
Da – wie
erwähnt – der Ausströmkanal zum Beobachtungsraum
hin offen ist, der von aggressiven, häufig heißen und rußhaltigen Gasen durchströmt wird,
besteht die poröse
Hülse vorzugsweise aus
einem hitzefesten Material wie Sintermetall (Sinterbronze), Sinterkeramik
oder gesintertem Kunststoff. Diese Materialien sind als Festkörperfilter
zur Trennung von Partikeln von Flüssigkeiten oder Gasen bekannt.
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In
dem Ausströmrohr
können
mehrere poröse
Hülsen
angeordnet werden, so daß mehrere
Abschnitte der Wandung des Ausströmrohrs porös ausgebildet sind. Die poröse Wandung
kann auch unterbrochen sein, und einige Abschnitte der Wandung des
Ausströmrohrs
können
auch glatt ausgebildet sein. Alternativ kann die Wandung des Ausströmrohrs von
einer einzigen porösen
Hülse gebildet
werden.
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In
einer praktischen Ausführungsform
ist die Länge
des Ausströmrohrs
mindestens 1,5 mal so groß wie
sein Durchmesser. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Ausströmrohr, dessen
Länge etwa
das Zwei- bis Dreifache seines Durchmessers beträgt, sich eine sehr zuverlässige homogene
Ausströmung realisieren
läßt, die
eine Rückströmung von
Gasen aus dem Beobachtungsraum vermeidet. Es ist darauf zu achten,
daß für bestimmte
optische Systeme die Länge
des Ausströmrohrs
möglichst
kurz ist. Beispielsweise ist ein praktisches Einsatzgebiet für das optische
System die Laser-Absorptionsspektroskopie.
Hierbei wird auf einer Seite beispielsweise eines Rauchgaskanals
eine Laserlichtquelle in einem erfindungsgemäßen optischen System angeordnet.
Ein Laser befindet sich in einem Gehäuse, an dessen zum Rauchgaskanal
liegenden Ende das Sichtfenster angeordnet ist. Auf der gegenüberliegenden
Seiten des Rauchgaskanals ist ein optisches System mit einem Photosensor
(Photodiode) angeordnet. Der Laser strahlt Laserlicht mit definierter
Wellenlänge ab.
Die Wellenlänge
des Laserlichts kann auch moduliert werden. Die Photodiode bildet
einen Empfänger
(Receiver) für
die Absorptionsmessung. Es können
auch mehrere Laser und mehrere Photodioden vorhanden sein, die mit
unterschiedlichen Wellenlängen
arbeiten. Beim Durchstrahlen der in dem Beobachtungsraum befindlichen
Füllung
(z.B. Rauchgas) wird Energie des Laserstrahls absorbiert. Durch
das Maß der
Absorption der Laserlichtenergie läßt sich die Menge eines bestimmten
Bestandteils innerhalb des Beobachtungsraums ermitteln. Beispielsweise wird
auf diese Weise die Sauerstoffkonzentration innerhalb eines Rauchgases
ermittelt. Damit der Meßwert
nicht unzulässig
durch Sauerstoffanteile innerhalb des Spülgases verfremdet wird, sollte
die Strecke des von dem Laserstrahl durchlaufenen Spülgases möglichst
kurz gehalten werden.
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Insbesondere
bei einem kurzen Ausströmkanal
sollte sich die poröse
Wandung bis zur Mündung des
Ausströmrohrs
erstrecken, um eine langsame und gleichgerichtete Ausströmung insbesondere
im Mündungsbereich
zu erzielen.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann eine Verfremdung des Meßwertes
aufgrund des Spülgases
dadurch vermieden werden, daß ein
für die
Messung neutrales Gas zur Spülung
oder Kühlung
im Bereich des Sichtfensters verwendet wird. Im Falle der Sauerstoffmessung
kommt beispielsweise Stickstoff als Spülgas in Frage.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 einen
Längsschnitt
durch ein Gehäuse einer
erfindungsgemäßen optischen
Meßvorrichtung;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
des vorderen Endes des Gehäuses
aus 1 im Längsschnitt;
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3 eine
Prinzipskizze eines transparenten Fensters in dem Gehäuse aus
den 1 und 2;
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4 eine
Prinzipskizze für
die Funktion der Ausrichtung des Laserstrahls des Lasermeßsystems aus
den vorangehenden Figuren;
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5 eine
Draufsicht auf eine Vierquadrantendiode für die Strahlausrichtung.
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Die 1 zeigt
ein Gehäuse,
das bei einem erfindungsgemäßen optischen
Meßsystem,
insbesondere Lasermeßsystem,
zum Einsatz kommt. Es besteht aus der optischen Komponente bzw.
dem optischen Gerät 1,
das entweder eine Laserlichtquelle oder eine Photodiode ist. In
der optischen Achse 18 der optischen Komponente 1,
d.h. bei dem vorliegenden Meßsystem
in dem Laserstrahl 18, sind zwei Sichtfenster 2, 3 aus
transparentem Material angeordnet. Zwischen den beiden Sichtfenstern 2, 3 befindet
sich ein rohrförmiger
Körper 4,
dessen Innenraum 5 zur Überprüfung der
Funktion des Meßsystems
mit einem Prüfgas
befüllt
werden kann. Zu diesem Zweck weist der Innenraum 5 des
rohrförmigen
Körpers 4 des
Gehäuses
nahe dem Sichtfenster 3 am freien Ende des rohrförmigen Körpers 4 einen
Prüfgaskanal 6 auf,
der in den Innenraum 5 mündet. Am gegenüberliegenden
Ende des Innenraums 5 des rohrförmigen Körpers 4 ist ein Entlüftungskanal 7 vorgesehen,
durch den Gas aus dem Innenraum 5 des rohrförmigen Körpers 4 austreten
kann. Der Innenraum 5 des rohrförmigen Körpers 4 des Gehäuses kann
somit in Gleichströmung
gemäß den eingezeichneten
Pfeilen mit einem Gas gespült
werden.
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Für den üblichen
Meßbetrieb
wird ein neutrales Spülgas
in den Innenraum 5 des rohrförmigen Körpers 4 geleitet.
Beispielsweise eignet sich Stickstoff als neutrales Spülgas während des
Meßbetriebs,
wenn das Meßsystem
für die Sauerstoffmessung
vorgesehen ist. Zu diesem Zweck kann der Prüfgaskanal 6 mit der
Spülgasquelle,
welche Stickstoff enthält,
verbunden werden. Das Spülgas
kann zur Kühlung
umgewälzt
werden, das heißt
in einer stetigen Strömung
den Innenraum 5 durchströmen und außerhalb des Innenraums 5 durch
einen Wärmetauscher
(nicht dargestellt) geleitet werden.
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Zur Überprüfung der
Funktion des Meßsystems
kann der Prüfgaskanal 6 mit
einer Prüfgasquelle
verbunden werden, z.B. einer Druckgasflasche, die ein Gas mit definierter
Sauerstoffkonzentration enthält,
oder einer Pumpe, welche Luft mit 20,95% Sauerstoff in den Innenraum 5 des
rohrförmigen
Körpers 4 fördert. Durch
das Spülen
des Innenraums 5 mit dem Prüfgas wird eine definierte Länge zwischen den
beiden Sichtfenstern 2 und 3 des Gehäuses mit einem
Gas befüllt,
welches eine bekannte Konzentration des zu messenden Bestandteils
enthält.
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Wie
erwähnt,
enthält
das erfindungsgemäße Meßsystem
zwei optische Komponenten, nämlich eine
Laserlichtquelle 19 und einen Photosensor 20 (siehe
z.B. 3 und 4). Wie 1 zeigt,
können
beide optischen Komponenten 1 in jeweils einem erfindungsgemäßen Gehäuse aufgenommen
werden. Zur Durchführung
unterschiedlicher Prüfmessungen
können
in einem ersten Fall nur eins der beiden Gehäuse und in einem zweiten Fall
beide Gehäuse
mit dem Prüfgas
gespült
werden.
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Das
in 1 dargestellte Gehäuse weist ferner einen Spülgaskanal 8 auf,
der zu einem Austrittskanal 9 führt. Der Austrittskanal 9 mündet hinter
dem Sichtfenster 3 in dem zum Beobachtungsraum 13 offenen
Teil des Gehäuses.
Das vordere Ende des rohrförmigen
Körpers 4 des
Gehäuses
ist im Detail in 2 dargestellt. Der Austrittskanal 9 für das Spülgas oder
Kühlgas
mündet
in einer Ringnut 10, dier nach innen durch einen Einschraubring 11 für das Sichtfenster 3 verschlossen
ist. Die zum Sichtfenster 3 gerichtete Stirnfläche des
Einschraubrings 11 drückt
ein Paar Dichtringe 26 zusammen, welche zu beiden Seiten
des Randes des Sichtfensters 3 angeordnet sind und den
Innenraum 5 des rohrförmigen Körpers 4 gegen
den Beobachtungsraum 13, der vor der Stirnseite des rohrförmigen Körpers 4 liegt,
abdichtet. Der Beobachtungsraum 13 kann ein Rauchgaskanal
oder ein Feuerraum einer Verbrennungsanlage beliebiger Art sein.
Er kann aber auch von einer Prozeßgasleitung, einem Gasbehälter beliebiger
Art sowie einem sonstigen fluidbefüllten Raum oder offenen Volumen
gebildet sein. Das Fluid kann gasförmige, flüssige und feste Bestandteile
aufweisen. Es kann aus einem Rauchgas, atmosphärischer Luft oder einer vergleichbaren
Gaszusammensetzung bestehen.
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Die
Innenwandung des Einschraubrings 11 ist mit einer Hülse 14 aus
porösem
Material versehen. Die poröse
Hülse 14 besteht
aus gasdurchlässigem
Material, vorzugsweise Sintermetall, Keramik oder Kunststoff. In
dem Einschraub-ring 11 sind mehrere radiale Kanäle 12 vorgesehen,
welche an der Außenseite
der porösen
Hülse 14 münden. Somit kann
das Spülgas
aus dem Spülgaskanal 8 durch den
Austrittskanal 9 in die Ringnut 10 strömen, und aus
der Ringnut 10 durch die mehreren, über den Umfang des Einschraubrings 11 verteilten
radialen Kanäle 12 zur
Außenseite
der porösen
Hülse 14 gelangen.
Das Spülgas
durchströmt
die poröse
Hülse 14 und
tritt durch eine Vielzahl von kleinen Öffnungen in der Innenfläche der
Hülse 14 aus.
Die Innenfläche der
porösen
Hülse 14 bildet
den hinteren Abschnitt eines Ausströmrohrs 16 am vorderen
Ende des rohrförmigen
Körpers 4.
Der vordere Abschnitt des Auströmrohrs 16 wird
durch eine weitere poröse
Hülse 15 gebildet,
die an der Innenseite eines Mündungsrings 17 angeordnet
ist.
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Das
poröse
Material über
den größten Teil der
Länge des
Ausströmrohrs 16 hat
zwei Funktionen. Zum einen bewirkt die poröse Hülse 14 im hinteren
Abschnitt des Ausströmrohrs 16,
daß das
Spülgas
in diffuser Strömung
durch eine Vielzahl von Öffnungen
im wesentlichen radial in das Ausströmrohr 16 hineinströmt. Zum
anderen bewirkt die rauhe Oberfläche
der porösen
Hülse 15
im vorderen Teil des Ausströmrohrs 16,
daß die
Strömungsgeschwindigkeit
reduziert wird und eine langsame und gleichgerichtete Ausströmung aus
der Mündung
des Ausströmrohrs 16 hinaus
in den Beobachtungsraum 13 erfolgt. Durch dieses porös ausgekleidete
Ausströmrohr 16 wird
eine Rückströmung von
Fluid aus dem Beobachtungsraum 13 in das Ausströmrohr 16 hinein und
zum Sichtfenster 3 hin wirkungsvoll vermieden. Ein geringes
Ausströmvolumen
des Spülgases
bei einem geringem Überdruck
gegenüber
dem Beobachtungsraum 13 füllt das Ausströmrohr 16 vollständig aus.
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Die
Gesamtlänge
des Ausströmrohrs 16 entspricht
etwa dem Doppelten des Durchmessers des Ausströmrohrs 16. Eine derartige
Spülung
des Sichtfensters kann an beiden Gehäusen des Lasermeßsystems,
d.h. sowohl dem Gehäuse
für die
Laserlichtquelle 19 als auch dem Gehäuse für den Photosensor 20,
vorgesehen sein.
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In
der 1 und der 3 ist zu
erkennen, daß die
beiden Fenster 2 und 3 zur optischen Achse, entlang
der der Laserstrahl 18 verläuft, geneigt sind. Hierdurch
wird vermieden, daß Reflexionen
von der Oberfläche
des transparenten Materials der Fenster 2, 3 wieder
entlang der optischen Achse zurück
in die Laserlichtquelle 19 strahlen bzw. auf der Empfängerseite
zurück
in den Photosensor 20 strahlen. Auch wird vermieden, daß zwischen
den Fenstern 2 und 3 Reflexionen hin- und hergeworfen
werden, die zu einer Resonanz führen
können.
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Ferner
weist, wie in 3 erkennbar, jedes der Fenster 2, 3 eine
Keilform auf. Das heißt,
daß die beiden
Oberflächen
des Fensters 2, 3 zueinander geneigt verlaufen.
Die Neigung der beiden Oberflächen des
Fensters 2, 3 zueinander ist in 3 übertrieben dargestellt.
Der Keilwinkel β zwischen
den Fensteroberflächen
beträgt
in der Praxis etwa 1/30 eines Winkelgrads oder zwei Winkelminuten.
Durch diese Schrägstellung
werden wiederholte Reflexionen innerhalb des Fensters zwischen seinen
Oberflächen und
insbesondere der Etaloneffekt vermieden. Derartige keilförmige Fenster 2, 3 können in
einem in 1 erkennbaren Gehäuse sowohl
auf der Seite der Laserlichtquelle 19 als auch auf der
Seite der Photodiode 20 (siehe 3 und 4)
angeordnet sein. Vorzugsweise sind alle Fenster zwischen der Laserlichtquelle 19 und
der Photodiode 20 gemäß der Darstellung
in 3 ausgebildet.
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Die 4 zeigt
eine Prinzipskizze der zwei optischen Komponenten des erfindungsgemäßen Meßsystems.
Auf der einen Seite der Meßstrecke
ist eine Laserlichtquelle 19 angeordnet. Auf der anderen Seite
der Meßstrecke
ist ein Photosensor 20 angeordnet. Die Meßstrecke
selbst zwischen der Laserlichtquelle 19 und dem Photosensor 20 weist
in der Praxis z.B. eine Länge
von 1 m bis zu 30 m auf. Im Falle eines Rauchgaskanals können sich
dabei erhebliche mechanische Verformungen und Verwindungen ergeben,
welche das exakte Auftreffen des Laserstrahls 18 auf der
Photodiode 20 beeinflussen können. Aus diesem Grund ermöglicht die
in 4 dargestellte Ausführung des Lasermeßsystems
eine Nachführung
des Laserstrahls 18.
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Der
Laser 21 selbst leitet seinen Laserstrahl 18 auf
ein Strahlablenkungs-Mittel,
nämlich
einen Spiegel 22, der über
Verstellmotoren 23 um zwei Achsen schwenkbar ist. Der Schwenkweg
des Spiegels 22 um jede der beiden Achsen sollte mindestens 1° betragen.
Die Genauigkeit der Winkeleinstellung des Spiegels 22 sollte
in der Größenordnung
von 1/100°,
also etwa einer halben Winkelminute liegen. Auf der gegenüberliegenden
Seite der Meßstrecke ist
ein Strahlteiler 24 angeordnet, der einen Teil des Laserstrahls 18 auf
den Photosensor 20 reflektiert und einen anderen Teil des
Laserstrahls 18 zu einem positionsempfindlichen Lichtsensor 25 durchläßt. Der Strahlteiler 24 kann
entweder durch einen halbdurchlässigen
Spiegel oder durch ein halbdurchlässiges Prisma gebildet werden.
Dabei muß die
Strahlaufteilung nicht exakt im Verhältnis 50 : 50 erfolgen. Es kann
ein sehr viel größerer Anteil
des Laserstrahls 18 für
Meßzwecke
auf den Photosensor 20 geleitet werden.
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Der
auf den positionsempfindlichen Lichtsensor 25 geleitete
Anteil kann kleiner sein.
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Grundsätzlich ist
jeder positionsempfindliche Lichtsensor, wie beispielsweise eine
Flächendiode, verwendbar.
Vorzugsweise wird eine Vierquadrantendiode 25 verwendet,
welche separate Lichtmeßwerte
für vier
Quadranten ihrer Oberfläche
abgibt. Der prinzipielle Aufbau einer Vierquadrantendiode ist in 5 dargestellt.
Sie weist vier separate Photodiodenflächen auf, die in den vier Quadranten
Q1, Q2, Q3 und Q4 der Oberfläche
der Vierquadrantendiode angeordnet sind. Wenn der Laserstrahl 18,
wie in 5 dargestellt, genau auf den Mittelpunkt der Vierquadrantendiode 25 zwischen
den vier Quadranten Q1-Q4 trifft, trifft auf alle Quadranten die
gleiche Lichtmenge und die Meßwerte
der vier Quadranten Q1-Q4 stimmen überein. Ein Auswandern des
Laserstrahls 18 aus der Mitte der Vierquadrantendiode führt dazu,
daß der
Meßwert
in einem oder zwei der vier Quadranten steigt und in den anderen
Quadranten abnimmt.
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Durch
das Meßsignal
der Vierquadrantendiode kann der Verstellmotor 23 (4)
derart angesteuert werden, daß er
den Laserstrahl 18 genau auf die Mitte der Vierquadrantendiode 25 richtet.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Laserstrahl 18 zu jeder
Zeit unabhängig
vom Zustand der Verformung oder Verwindung der Strukturen, an denen
das erfindungsgemäße Lasermeßsystem
installiert ist, vollständig
auf den Photosensor 20 geleitet wird und einen zuverlässigen und
reproduzierbaren Meßwert
erzeugt.
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Das
erfindungsgemäße Meßsystem
kann auch mehrere Laserlichtquellen und Photosensoren umfassen,
die zum Beispiel jeweils mit verschiedenen Wellenlängen arbeiten.
Auch können
weitere optische Komponenten im Bedarfsfall im Strahlengang des
Laserstrahls angeordnet werden.
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- 1
- optisches
Gerät,
optische Komponente
- 2
- Sichtfenster
- 3
- Sichtfenster
- 4
- rohrförmiger Körper
- 5
- Innenraum
- 6
- Prüfgaskanal
- 7
- Entlüftungskanal
- 8
- Spülgaskanal
- 9
- Austrittskanal
- 10
- Ringnut
- 11
- Einschraubring
- 12
- radialer
Kanal
- 13
- Beobachtungsraum
- 14
- poröse Hülse
- 15
- poröse Hülse
- 16
- Ausströmrohr
- 17
- Mündungsring
- 18
- optische
Achse, Laserstrahl
- 19
- Laserlichtquelle
- 20
- Photosensor
- 21
- Laser
- 22
- Strahlablenkungs-Mittel,
Spiegel
- 23
- Verstellmotor
- 24
- Strahlteiler
- 25
- positionsempfindlicher
Lichtsensor, Vierquadrantendiode
- 26
- Dichtring
- Q1-Q4
- Quadrant
- β
- Keilwinkel