测量系统的制作方法

本发明涉及一种用于对介质的至少一个被测变量进行光学测量的测量系统，包括：壳体，其中封闭有测量空间；测量室，其布置在测量空间中且可以被介质填充；参考模块，其包括填充有参考介质的参考室并且能够以使得参考室布置在测量空间中的方式插入或被插入到壳体中；以及光学传感器，其可以在测量模式下操作，能够用光学传感器对位于测量室中的介质进行测量，并且该光学传感器可以在参考模式下操作，以使得在参考模块被插入到壳体中的情况下，能够用光学传感器对位于参考室中的参考介质进行参考测量。

背景技术：

1、具有光学传感器——诸如例如浊度传感器、吸收传感器、荧光传感器和/或用于测量介质中所含分析物浓度的传感器——的测量系统用于许多不同的应用中，例如啤酒厂、净化系统、洗衣房以及提供饮用水的工厂，以测量介质的不同被测变量。

2、通常，光学传感器包括在测量操作中将光发送到介质中的光源，以及接收由被发送的光与介质的相互作用——诸如例如例如吸收、反射、荧光和/或散射——产生的测量辐射并提供对应于所接收的测量辐射的检测器信号的检测器。这些检测器信号通常被提供给评估系统，该评估系统基于检测器信号来确定并提供被测变量的测量值。

3、为了利用光学传感器确保持久的高测量精度，通常，以规则的间隔检查光学传感器的测量精度。作为替代或补充，以规则的间隔对光学传感器进行校准和/或调整。检查以及校准和/或调整通常基于使用传感器对参考介质进行的参考测量来进行。在特定情况下，使用的参考介质具有有限的稳定性、危害健康和/或出于其他原因可能对人类和/或环境构成危险。

4、这样的一个例子是致癌参考介质福尔马肼（formazine），其通常用作利用浊度传感器进行参考测量的标准。

5、在de 11 2017 005 875 b4中描述了一种用于可流动介质的过程集成光学分析的系统。其包括光学探头、介质能够流过的流通池以及用于进行参考测量的参考单元。该系统包括一种用于实现探头相对于流通池和/或参考单元的限定位置的机构。通过该机构，探头可以选择性地进入到第一相对位置或第二相对位置，在第一相对位置中可以用探头对流过流通池的介质进行测量，在第二相对位置中可以用探头对参考单元进行测量。此外，在探头既不抵接流通池也不抵接参考单元的相对位置中，还可以对环境空气进行测量。

6、该系统提供的优点是，可以在其上对位于参考单元中的参考介质进行测量，而不会因此使流过流通池的介质劣化和/或被污染。然而，在一些使用位置，存在暴露于环境的部件（例如探头、流通池和/或参考单元）可能会因湿气在其上冷凝而起雾的危险。在部件（例如测量期间光学信号穿过的窗口）上形成冷凝物，会导致光学传感器可达到的测量精度严重下降。环境空气中包含的湿气越多，并且与部件和/或介质的温度相比环境空气的温度越高，该问题就变得越严重。高湿度可能发生在例如通风不良的使用位置。然而，此外，空气流动也会不断地将额外的湿气带到部件附近，然后在特定情况下冷凝在部件上。

7、这个问题可以通过例如2025年3月27日提交的德国专利申请de 10 2025 111958.9中描述的方式来解决，即应用包括封闭壳体的测量系统，在封闭壳体中布置有用于容纳介质的测量室和可更换的参考模块，并且其光学传感器被配置为：既可以用所述光学传感器对位于测量室中的介质进行测量，又可以在需要时对位于参考模块的参考室中的参考介质进行参考测量。

8、这些测量系统提供的优点是：测量室、参考室以及光学传感器受封闭壳体的保护，以免受壳体环境中特定情况下存在的湿气的影响。然而，缺点是：对于这些测量系统中的每一个，特别是当需要将参考模块持久地布置在壳体中时，对参考介质进行的参考测量可能很少被需要。此外，具有性质可能随时间变化的参考介质的参考模块必须以规则的间隔更换。由于为此必须打开壳体，因此存在每次更换时湿气渗入壳体中的危险，随后湿气可能冷凝在测量室上。当测量室中的介质温度明显低于环境温度，和/或在使用现场（例如特定情况下存在高湿度的游泳池或净化系统）进行更换时，这种危险尤其高。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种包括光学传感器的测量系统，用该系统可以对介质进行测量，并且在需要时也可以对参考介质进行参考测量，该测量系统对防止冷凝物形成提供了改进的保护。

2、为此目的，本发明提供了一种用于对介质的至少一个被测变量进行光学测量的测量系统，包括：壳体，所述壳体中封闭有测量空间；测量室，所述测量室布置在测量空间中且可以被介质填充；参考模块，所述参考模块包括填充有参考介质的参考室并且能够插入或被插入到壳体中，使得参考室布置在测量空间中；保护模块，所述保护模块包括用于保护测量室防止冷凝物形成的保护装置，并且能够穿过壳体的开口插入或被插入到壳体中，使得保护模块封闭开口且保护装置布置在测量空间中，其中，保护装置包括由吸湿材料构成的干燥装置；以及光学传感器，所述光学传感器可以在测量模式下操作，以使得在保护模块被插入到壳体中的情况下能够用光学传感器对位于测量室中的介质执行测量，并且所述光学传感器可以在参考模式下操作，以使得在参考模块被插入到壳体中的情况下能够用光学传感器对位于参考室中的参考介质执行参考测量。

3、该测量系统提供的优点是：被插入到壳体中的保护模块的保护装置能够吸收测量空间中特定情况下存在的湿气。以这种方式，测量室受到保护以防止形成冷凝物。这提供的优点是可以以相应的高测量精度对介质进行测量。其他优点包括可以使用测量系统对介质进行测量，也可以对参考介质进行参考测量，并且参考模块和保护模块在需要时是可更换的。

4、进一步的改进包括：保护模块被形成为作为参考模块的补充而能够插入或被插入到壳体中的补充模块；或者保护模块被形成为替代参考模块而能够插入或被插入到壳体中的替代模块。

5、另一个进一步的改进规定，测量系统包括保护模块和另一保护模块，其中，所述保护模块被形成为补充模块，所述补充模块作为参考模块的补充能够插入或被插入到壳体中，并且所述另一保护模块包括保护装置且被形成为替代模块，所述替代模块能够替代参考模块穿过壳体的开口插入或被插入到壳体中，使得所述另一保护模块封闭开口且所述另一保护模块的保护装置布置在测量空间中。

6、另一改进规定，保护模块被形成为作为参考模块的补充能够插入或被插入的补充模块，并且能够插入或被插入到壳体中，使得在参考模块被插入到壳体中的情况下，保护模块的保护装置布置在测量室和参考室之间。

7、实施例规定，光学传感器被形成为和/或可以用作吸收传感器、浊度传感器、荧光传感器和/或用于测量介质中所含分析物浓度的传感器，和/或

8、光学传感器包括至少一个光源，借助于所述至少一个光源，光学传感器在测量模式下将光发送到测量室中，并且在参考模式下在参考模块被插入到壳体中的情况下，将光发送到参考室中，以及进一步包括至少一个检测器，所述至少一个检测器在测量模式下接收由被发送到测量室中的光与介质的相互作用而产生的测量辐射，并且在参考模式下，在参考模块被插入到壳体中的情况下，接收由被发送到参考室中的光与参考介质相互作用产生的测量辐射。

9、在第一实施例中，测量系统进一步包括支撑件，其中，支撑件包括第一支撑区域和第二支撑区域，所述第一支撑区域在参考模块被插入到壳体中的情况下延伸至布置在测量室和参考室之间的空心空间中，以及第二支撑区域在空心空间外至少在垂直于第一支撑区域的纵向轴线延伸的方向上延伸，支撑件可以围绕第一支撑区域的纵向轴线旋转地安装在壳体中，以及光学传感器包括至少一个光源和至少一个检测器，其布置在支撑件内或支撑件上，使得在测量模式下，其中支撑件位于通过支撑件的旋转而可以达到的测量位置，能够用光学传感器对位于测量室中的介质进行测量；并且在参考模式下，其中支撑件位于通过支撑件的旋转而可以达到的参考位置，在参考模块被插入到壳体中的情况下，能够用光学传感器对位于参考室中的参考介质进行参考测量。

10、第二实施例规定，光学传感器包括光源和检测器，其借助于至少一个移位装置能够定位在测量位置，在所述测量位置中，能够用光学传感器对位于测量室中的介质执行测量，并且其借助于移位装置能够定位在参考位置，在所述参考位置中，在参考模块被插入到壳体中的情况下，能够用光学传感器对位于参考室中的参考介质执行参考测量。

11、另一进一步的改进规定：光学传感器以及所述保护模块或至少一个保护模块的保护装置被形成为使得，在保护模块被插入到壳体中的情况下，能够用光学传感器对保护装置的干燥装置执行控制测量，和/或所述保护模块或至少一个保护模块的保护装置包括由参考材料、玻璃或有机玻璃构成的参考体，并且所述保护装置和光学传感器被形成为使得，在保护模块被插入到壳体中的情况下，能够用光学传感器对参考体执行控制测量。

12、另一进一步的改进规定，保护模块或保护模块中的至少一个的保护装置包括被形成为和/或可以用作冷却设备和/或加热设备的温度调节装置，以用于对保护装置进行温度调节。

13、其他进一步的改进包括，一个保护模块或至少一个保护模块或每个保护模块的保护装置、测量室和/或参考室配备有冷凝水收集器。

14、其他进一步的改进包括，参考模块能够以封闭开口的方式穿过壳体的开口插入或被插入到壳体中，所述保护模块或每个保护模块能够插入或被插入到壳体中，使得保护模块的保护装置的纵向轴线平行于测量室的纵向轴线延伸，和/或作为参考模块的补充能够插入或被插入到壳体中的保护模块和/或替代参考模块而能够插入或被插入到壳体中的保护模块具有与参考模块的尺寸相对应的尺寸。

15、此外，本发明包括一种用于操作本发明的测量系统的方法，其中：在保护模块被插入到壳体中的情况下，用光学传感器对位于测量室中的介质执行至少一次测量，以及在参考模块被插入到壳体中的情况下，至少一次地、周期性地或在需要时，用光学传感器对位于参考室中的参考介质执行至少一次参考测量。

16、该方法的进一步改进规定：a）在保护模块被插入到壳体中的情况下，至少一次地、周期性地或在需要时用光学传感器对干燥装置执行至少一次控制测量，和/或基于对干燥装置执行的至少一次控制测量，确定并提供与由干燥装置吸收的水分量相对应的特征变量；b）保护模块或至少一个保护模块的保护装置包括由参考材料、玻璃或有机玻璃构成的参考体，并且至少一次地、周期性地或在需要时，在保护模块被插入到壳体中的情况下，用光学传感器对参考体执行至少一次控制测量；c）基于对参考介质执行的参考测量和/或基于对参考体执行的控制测量，执行光学传感器的测量精度检查、校准和/或调整；d）基于对形成为补充模块并被插入到壳体中的保护模块的保护装置的参考体执行的至少一次控制测量，对位于参考模块的参考室中的参考介质执行参考测量的检查，和/或对参考介质的至少一个性质执行检查；和/或e）保护模块或至少一个保护模块的保护装置，在保护模块被插入到壳体中的情况下，借助于温度调节设备进行至少一次地、周期性地或持久地冷却，和/或至少一次地、周期性地或在需要时在壳体外借助于温度调节设备进行加热，使得干燥装置将水分排出到环境中。