[go: up one dir, main page]

WO2009138295A1 - Sensor arrangement having a reflection housing and a long absorption path - Google Patents

Sensor arrangement having a reflection housing and a long absorption path Download PDF

Info

Publication number
WO2009138295A1
WO2009138295A1 PCT/EP2009/053703 EP2009053703W WO2009138295A1 WO 2009138295 A1 WO2009138295 A1 WO 2009138295A1 EP 2009053703 W EP2009053703 W EP 2009053703W WO 2009138295 A1 WO2009138295 A1 WO 2009138295A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reflection
housing
sensor arrangement
modules
emitted radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/053703
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Vincent Thominet
Lars Sodan
Alexander Graf
Paul Koop
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2009138295A1 publication Critical patent/WO2009138295A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/031—Multipass arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N2021/0378—Shapes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes

Definitions

  • the invention relates to a sensor arrangement according to the preamble of claim 1.
  • DE 10 2005 000 616 A1 discloses a gas sensor module, wherein the gas sensor module has a substrate on which a spectroscopic sensor chip arrangement, an IR radiation device and a reflector are arranged.
  • the reflector has a reflective inner side on its side facing the substrate, so that radiation emitted by the IR radiation device is reflected by the reflective inner side onto the spectroscopic sensor chip arrangement.
  • a disadvantage of this sensor arrangement is that the IR radiation is reflected at least once before striking the spectroscopic sensor chip arrangement on average on the reflective inner side of the reflector and thus the reflector structure only allows comparatively short absorption distances of the IR radiation. In order to obtain the largest possible signal swing at the detected radiation power, the absorption path would have to be comparatively long and the radiation to be detected should be concentrated as much as possible and reflected directly onto the spectroscopic sensor chip arrangement.
  • the sensor arrangement according to the invention according to the independent claims has the advantage over the prior art that, on the one hand, the emitted one
  • the comparatively long absorption distance is achieved with a comparatively small size of the reflection housing in that the reflection modules are arranged such that the absorption distance is at least twice as long as the maximum extent of the reflection housing and / or at least 80 percent, preferably at least 90 percent and particularly preferably, the at least 95 percent of the emitted radiation is reflected at least twice on reflection modules and / or the emitted radiation is reflected at least 10 times, preferably at least 50 times and particularly preferably at least 100 times on reflection modules.
  • an increase in the signal swing can be achieved by such an arrangement of the reflection modules that the at least 80 percent of the emitted radiation is at least 0.1 meter, preferably at least 0.25 meter and more preferably at least 0.5 meter absorption path run through, so that an interaction of the emitted radiation is favored with the measuring gas on the comparatively long absorption path.
  • the respective arrangement of the reflection modules also includes the inclination of the reflection modules with respect to the reflection housing, the emission unit and / or the detection unit.
  • Absorption path in the sense of the present invention comprises that continuous path of the emitted radiation, on which an interaction of the emitted radiation with a measuring gas is preferably made possible in the interior of the reflection housing.
  • the reflection modules comprise in particular optical reflectors, while the emitted radiation in particular comprises radiation in the infrared wavelength range.
  • the reflection modules comprise a plurality of comparatively small facet mirrors, which are arranged in the reflection housing, on the inner surface attached to the reflection housing and are optimally aligned with respect to the beam path of the emitted radiation.
  • the special arrangement of the reflection modules preferably also includes an optimization of the reflection and / or bundling properties of the emitted radiation in the direction of the detection unit as a function of the wavelength of the emitted radiation, so that, for example, the reflection modules are provided aligned such that the absorption path only for a certain wavelength range is twice as large as the maximum dimension of the reflection housing and / or at least 0.1 meter, preferably at least 0.25 meter, and more preferably at least 0.5 meter. It is also conceivable that only for this particular
  • Wavelength range 80 percent, preferably at least 90 percent and particularly preferably at least 95 percent of the emitted radiation is reflected at least twice on reflection modules and / or the emitted radiation is reflected at least 10 times, preferably at least 50 times and more preferably at least 100 times on reflection modules.
  • the emitted radiation is reflected at least 10 times, preferably at least 50 times and more preferably at least 100 times on reflection modules.
  • Detection unit a heat radiation measuring system, which in particular has a thermopile sensor.
  • the reflection modules are arranged such that the emitted radiation is at least partially focused and at least partially reflected in the direction of the detection unit.
  • At least one of the reflection modules is arranged directly or indirectly between the emission unit and the detection unit.
  • the emitted radiation is thus also particularly advantageously reflected by regions between the emission unit and the detection unit, so that the radiation incident on this region can likewise be used to evaluate the measurement gas and preferably the radiation between this region and the emission unit, the detection unit and / or this Area opposite reflection modules is repeatedly reflected back and forth to further increase the absorption path of the emitted radiation.
  • the reflection housing comprises a plastic housing and preferably a housing housing.
  • the reflection housing is standardized by a design of the reflection housing as a plastic housing and in particular as a mold housing and thus relatively inexpensive to produce.
  • the reflection housing is designed in several parts.
  • the reflection housing comprises two housing parts, wherein the interface between the two housing parts particularly preferably runs centrally in the reflection housing.
  • the reflection housing is designed substantially cylindrical, helical, spiral and / or polygonal shape, wherein preferably in the interior of the reflection housing a substantially cylindrical, helical, spiral and / or polygon-shaped inner element is arranged, and being particularly preferred the inner element has further reflection modules.
  • a helical or spiral design of the reflection housing is a realization of comparatively long Absorption paths of the emitted radiation in a comparatively compact reflection housing possible, since the emitted radiation is relatively frequently reflected in these reflection housings until the emitted radiation impinges on the detection unit.
  • the reflection housing is designed as an elongated hollow cylinder, which is rotated together to form a spiral or a screw.
  • the inner element is arranged with further reflection modules in the interior of the reflection housing, so that in a space between the reflection housing and the inner element, the emitted radiation between the reflection modules and the other reflection modules is reflected back and forth.
  • the emission unit and the detection unit are arranged essentially on a main plane and preferably on a printed circuit board, with the main plane particularly preferably being essentially the base area of a cylindrical one
  • Reflection housing is provided and wherein very particularly preferably additionally an evaluation circuit on the main level and / or the circuit board is arranged.
  • the inventive sensor arrangement allows by means of the reflection housing an arrangement of the emission unit, the detection unit and / or the evaluation circuit on the one main level and / or on the one circuit board, so that the production costs and thus the manufacturing costs are comparatively low and the sensor arrangement is space-compact feasible. Furthermore, the electrical contacting of the emission unit, the detection unit and / or the evaluation circuit is significantly simplified.
  • the reflection housing has recesses, which are in particular slit-shaped.
  • the measurement gas passes through the recesses in the interior of the reflection housing, so that this interacts with the emitted radiation.
  • the measurement gas enters the reflection housing at first recesses on a first side of the reflection housing, while the measurement gas leaves the reflection housing at second recesses on a second side of the reflection housing, so that in particular a flow of a measurement gas continuously from the sensor arrangement measured or monitored. It is preferably provided to arrange the recesses in the reflection housing such that a maximum gas flow is achieved as far as possible in the entire internal volume of the reflection housing.
  • the recesses are formed for example as slits or as circular or polygonal openings.
  • the recesses are designed such that at most 10 percent, preferably at most 5 percent and particularly preferably at most 1 percent of the emitted radiation leaves the reflection housing through the recess.
  • the intensity of the emitted radiation impinging on the detection unit is particularly advantageously reduced only slightly by losses of emitted radiation through the recesses.
  • the reflectivity of the reflection housing is minimally affected by the recesses.
  • the shapes of the recesses and the position of the recesses in the reflection housing are preferably adapted to the beam path, wherein the number and the size of the recesses are adaptable to the requirements of the gas flow.
  • Another object of the present invention is the use of the sensor arrangement as an alcohol sensor, so that particularly particularly the breath of a person is passed as a measuring gas through the reflection housing.
  • FIG. 1a, 1b and 1c two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a first embodiment of the present invention
  • Figures 2a and 2b is a schematic perspective view and a schematic
  • 3a, 3b and 3c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a schematic plan view of a sensor arrangement according to a third
  • 5a, 5b and 5c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 6a, 6b and 6c show two schematic perspective views and a schematic side view of a reflection housing of a sensor arrangement according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 8 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 9 shows a schematic side view of a sensor arrangement according to an eighth embodiment of the present invention.
  • Figures 10a and 10b are schematic plan views of a sensor assembly according to a ninth embodiment of the present invention.
  • Figures 11a, 11b and 11c are schematic diagrams of the path length distribution of the emitted radiation in a sensor arrangement of the first, the second and the fourth embodiment of the present invention.
  • the sensor assembly 1 comprises a reflection housing 2 with a plurality of reflection modules 5, wherein the reflection modules 5 are arranged on the inside of the reflection housing 2. Furthermore, the sensor arrangement 1 has an emission unit 3 and a detection unit 4, wherein the emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged at least partially within the reflection housing 2 and radiation 6 emitted by the emission unit 3 is at least partially detected by the detection unit 4.
  • the emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged on a common main plane 10, wherein the reflection housing 2 is substantially formed as an elongated hollow cylinder which is arranged substantially helically, wherein at a starting point of the hollow cylinder, the emission unit 3 and at an end point of the hollow cylinder the detection unit 4 are arranged and wherein the end point is formed by a vertical part of the hollow cylinder, which extends perpendicularly within the screw, so that the starting point and end point of the hollow cylinder are arranged in the common vertical main plane 10.
  • a measurement gas 12 which is traversed by the emitted radiation 6 and interacts at least partially with the emitted radiation 6.
  • the distance traveled by the emitted radiation 6 in the measurement gas 12 is referred to as the absorption path.
  • the emitted radiation 6 is reflected by the reflection modules 5 along the hollow cylinder in such a way that the emitted radiation 6 is bundled and directed in the direction of the detection unit 4, whereby the comparatively long absorption distance passing through it is a multiple of the maximum extent of the reflection housing 2 and at least 0.5 Meters.
  • the emitted radiation 6 is thereby reflected on the way from the emission unit 3 to the detection unit 4 on average at least 100 times by reflection modules.
  • the reflection housing 2 is preferably designed as a plastic housing, while the emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged on a common, not shown, printed circuit board.
  • FIGS. 2 a and 2 b show a schematic perspective view and a schematic side view of a reflection housing of a sensor arrangement 1 according to the first embodiment of the present invention, wherein the reflection housing 2 is designed as a helically wound elongated hollow cylinder.
  • FIGS. 3a, 3b and 3c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement 1 according to a second embodiment of the present invention, wherein the second embodiment is substantially identical to the first embodiment, but the reflection housing 2 is designed as a simple hollow cylinder which has in the interior a likewise designed as a hollow cylinder inner member 8, wherein the reflection housing 2 on an inner member 8 facing inside with the reflection modules 5 and the inner member 8 on one of the inside facing outside with the other reflection modules 5 'is equipped, so that the emitted radiation 6 is reflected back and forth between the reflection modules 5 and the further reflection modules 5 'and is thus bundled and guided by the emission unit 3 to the detection unit 5 around the inner element 8.
  • the emission unit 3 and the detection unit 5 are arranged on a main plane 10, which forms the base 31 of the hollow cylindrical reflection housing 2, wherein the base 31 is also equipped with reflection modules 5 and wherein the base surface 31 along the hollow cylinder opposite top 30 of the reflection housing 2 opposite the base surface 30 is tilted, so that even between the reflection modules 5 of the base 31 and the reflection modules 5 of the top 30 emitted radiation 6 is reflected back and forth, the top 30 is tilted against the base 31 such that the beam path of the emitted radiation 6 satisfies the desired conditions for the length of the absorption path and the intensity of the emitted radiation 6 detected at the detection unit.
  • the reflection housing 2 is preferably composed of a first housing part 36 and a second housing part 37, wherein the interface between the first housing part 36 and the second housing part 37 in particular arranged in a substantially centrally between the top 30 and the base 31 and the main plane 10 in Substantially parallel plane 35 runs.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a sensor arrangement according to a third embodiment of the present invention, wherein the third embodiment is identical to the second embodiment, wherein the reflection housing 2 has an inlet opening 32 and an outlet opening 33, the measurement gas 12 flowing through the inlet opening 32 in FIG the reflection housing 2 is introduced, is guided in the reflection housing 2 along a direction parallel to the circumference of the hollow cylindrical reflection housing 2 around the inner member 8 and leaves the reflection housing 2 through the outlet opening 33 in the inner member 8.
  • FIGS. 5a, 5b and 5c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a fourth embodiment of the present invention, wherein the fourth embodiment is substantially identical to the second embodiment, wherein the reflection housing 2 has no inner element 8, the emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged in the upper side 30 of the reflection housing 2 and wherein the base 31 of the reflection housing is formed concave.
  • the emitted beams 6 are thus mainly reflected back and forth between the reflection modules 5 of the base 31 and the reflection modules 5 of the top 30.
  • FIGS. 6a, 6b and 6c show two schematic perspective views and a schematic side view of a reflection housing of a sensor arrangement according to a fifth embodiment of the present invention, wherein the reflection housing 2 is designed as a two-part hollow cylinder which has openings 38 for the emission unit 3 on a base area 31 and for the detection unit 4. Furthermore, the reflection housing 2 has first recesses 9 'in the region of the base surface 31 and second recesses 9 "in the region of the upper side 30, through which the measurement gas 12 passes into the interior of the reflection housing 2 and out of the interior of the reflection housing 2.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a sixth embodiment of the present invention, the sensor arrangement 1 having a reflection housing 2, which is equipped on the inside with reflection modules 5, and wherein the reflection housing 2 has a cylindrical inner element 8 which the outside is equipped with further reflection modules 5 '. Furthermore, the reflection housing 2 has recesses 9 for the inlet and / or outlet of a measurement gas 12 in the space between reflection housing 2 and inner element 8 or out of the gap.
  • FIG. 8 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a seventh embodiment of the present invention, wherein the seventh embodiment is identical to the sixth embodiment, wherein the arrows 40 show an exemplary flow course of the measurement gas 12 in the reflection housing 2.
  • FIG. 9 shows a schematic side view of a sensor arrangement according to an eighth embodiment of the present invention, wherein the eighth embodiment is identical to the sixth embodiment, wherein FIG
  • Recesses 9, however, are arranged as longitudinal slots 9 '"in the reflection housing 2 and wherein the longitudinal slots 9"' are aligned substantially parallel to a longitudinal axis of the hollow cylindrical reflection housing 2.
  • FIGS. 10a and 10b are schematic plan views of a sensor arrangement according to a ninth embodiment of the present invention, wherein the ninth embodiment is substantially identical to the sixth embodiment, the recesses 9 being round holes 90 in the base 31 and / or the top 30 of FIG Reflection housing 2 are executed.
  • FIG. 10b shows additional openings 38 for the emission unit 3 and the detection unit 4.
  • FIGS. 11a, 11b and 11c are schematic diagrams of the path length distribution of the emitted radiation in a sensor arrangement of the first, of the second and fourth embodiments of the present invention, wherein on the abscissa each of the wavelength of 0 nanometers to 3500 nanometers is plotted.
  • On the ordinate in Figure 11 a is the continuous distance or absorption distance from 0 centimeters to 0.4 centimeters, in the figure 11 b from 0 centimeters to 0.2 centimeters and in the figure 11 c from 0 centimeters to 0.3 Centimeters applied.
  • the absorption path is in particular dependent on the wavelength of the respective radiation, so that the continuous absorption path is also a measure of the reflectivity of the reflection modules as a function of the wavelength.
  • a wavelength-dependent path segment distribution and thus a characteristic path length distribution profile can be set for each sensor arrangement, so that the path distribution of the emitted radiation varies depending on the design and optimization.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

A sensor arrangement (1) having a reflection housing (2) is proposed, wherein an emission unit (3), a detection unit (4) and reflection modules (5) are arranged inside the reflection housing (2), wherein radiation (6) emitted by the emission unit (3) can be at least partially detected by the detection unit (4), and wherein the reflection modules (5) are also arranged in such a manner that, as a result of reflection at the reflection modules (5), the emitted radiation (6) passes through an absorption path which is at least twice as long as the maximum extent of the reflection housing (2).

Description

Beschreibung description
SENSORANORDNUNG MIT REFLEXIONSGEHÄUSE UND LANGER ABSORPTIONSSTRECKESENSOR ARRANGEMENT WITH REFLECTION HOUSING AND LONG ABSORPTION TRACK
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sensor arrangement according to the preamble of claim 1.
Solche Sensoranordnungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2005 000 616 A1 ein Gassensormodul bekannt, wobei das Gassensormodul ein Substrat aufweist, auf welchem eine spektroskopische Sensorchipanordnung, eine IR-Strahlungseinrichtung und ein Reflektor angeordnet sind. Der Reflektor weist auf seiner dem Substrat zugewandten Seite eine reflektierende Innenseite auf, so dass von der IR-Strahlungseinrichtung emittierte Strahlung von der reflektierenden Innenseite auf die spektroskopische Sensorchipanordnung reflektiert wird. Nachteilig an dieser Sensoranordnung ist, dass die IR-Strahlung vor dem Auftreffen auf die spektroskopische Sensorchipanordnung im Mittel maximal einmal an der reflektierenden Innenseite des Reflektors reflektiert wird und somit der Reflektoraufbau lediglich vergleichsweise kurze Absorptionsstrecken der IR-Strahlung ermöglicht. Um einen möglichst großen Signalhub bei der detektierten Strahlungsleistung zu erhalten, müsste die Absorptionsstrecke vergleichsweise lang sein und die zu detektierende Strahlung möglichst gebündelt und direkt auf die spektroskopische Sensorchipanordnung reflektiert werden.Such sensor arrangements are well known. For example, DE 10 2005 000 616 A1 discloses a gas sensor module, wherein the gas sensor module has a substrate on which a spectroscopic sensor chip arrangement, an IR radiation device and a reflector are arranged. The reflector has a reflective inner side on its side facing the substrate, so that radiation emitted by the IR radiation device is reflected by the reflective inner side onto the spectroscopic sensor chip arrangement. A disadvantage of this sensor arrangement is that the IR radiation is reflected at least once before striking the spectroscopic sensor chip arrangement on average on the reflective inner side of the reflector and thus the reflector structure only allows comparatively short absorption distances of the IR radiation. In order to obtain the largest possible signal swing at the detected radiation power, the absorption path would have to be comparatively long and the radiation to be detected should be concentrated as much as possible and reflected directly onto the spectroscopic sensor chip arrangement.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass einerseits die emittierteThe sensor arrangement according to the invention according to the independent claims has the advantage over the prior art that, on the one hand, the emitted one
Strahlung eine erheblich längere Absorptionsstrecke durchläuft und andererseits von den Reflexionsmodulen vergleichsweise stark gebündelt auf die Detektionseinheit reflektiert wird, wobei gleichzeitig eine minimale Dimensionierung des Reflexionsgehäuses und somit eine bau räum kompakte Realisation und Integration der Sensoranordnung ermöglicht wird. Dadurch werden ein deutlich größerer Signalhub und eine höhere Strahlungsintensität an der Detektionseinheit und daher auch ein größeres Signal-Rausch-Verhältnis erzielt, so dass die Genauigkeit und die Sensitivität der Sensoranordnung im Vergleich zum Stand der Technik um ein Vielfaches verbessert werden. Erreicht wird die vergleichsweise lange Absorptionsstrecke bei einer vergleichsweise geringen Größe des Reflexionsgehäuses dadurch, dass die Reflexionsmodule derart angeordnet sind, dass die Absorptionsstrecke wenigstens doppelt so lang wie die maximale Ausdehnung des Reflexionsgehäuses ist und/oder die wenigstens 80 Prozent, bevorzugt die wenigstens 90 Prozent und besonders bevorzugt die wenigstens 95 Prozent der emittierten Strahlung wenigstens zweimal an Reflexionsmodulen reflektiert wird und/oder die emittierte Strahlung wenigstens 10 mal, bevorzugt wenigstens 50 mal und besonders bevorzugt wenigstens 100 mal an Reflexionsmodulen reflektiert wird. Durch diese Anordnungen der Reflexionsmodule wird insbesondere erreicht, dass ein Großteil der Strahlung und/oder die Strahlung im Mittel das Reflexionsgehäuse mehrfach durchläuft und daher eine vergleichsweise lange Absorptionsstrecke in einem vergleichsweise kompakt ausgebildeten Reflexionsgehäuse erzielt wird. Ferner ist alternativ oder zusätzlich eine Erhöhung des Signalhubs durch eine derartige Anordnung der Reflexionsmodule zu erreichen, dass die wenigstens 80 Prozent der emittierten Strahlung die wenigstens 0,1 Meter, bevorzugt die wenigstens 0,25 Meter und besonders bevorzugt die wenigstens 0,5 Meter Absorptionsstrecke durchlaufen, so dass eine Wechselwirkung der emittierten Strahlung mit dem Messgas auf der vergleichsweise langen Absorptionsstrecke begünstigt wird. Die jeweilige Anordnung der Reflexionsmodule umfasst insbesondere auch die Neigung der Reflexionsmodule bezüglich des Reflexionsgehäuses, der Emissionseinheit und/oder der Detektionseinheit. Absorptionsstrecke im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst diejenige durchlaufende Wegstrecke der emittierten Strahlung, auf weicher eine Wechselwirkung der emittierten Strahlung mit einem Messgas vorzugsweise im Innern des Reflexionsgehäuses ermöglicht wird. Die Reflektionsmodule umfassen insbesondere optische Reflektoren, während die emittierte Strahlung insbesondere Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich umfasst. Besonders bevorzugt umfassen die Reflexionsmodule eine Mehrzahl von vergleichsweise kleinen Fassettenspiegeln, welche im Reflexionsgehäuse angeordnet, an der Innenfläche des Reflexionsgehäuses befestigt und im Hinblick auf den Strahlengang der emittierten Strahlung optimiert ausgerichtet sind. Die spezielle Anordnung der Reflexionsmodule umfasst vorzugsweise auch eine Optimierung der Reflektions- und/oder Bündelungseigenschaften der emittierten Strahlung in Richtung der Detektionseinheit in Abhängigkeit der Wellenlänge der emittierten Strahlung, so dass beispielsweise die Reflexionsmodule derart ausgerichtet vorgesehen sind, dass die Absorptionsstrecke lediglich für einen bestimmten Wellenlängenbereich doppelt so groß wie die maximale Ausdehnung des Reflexionsgehäuses und/oder wenigstens 0,1 Meter, bevorzugt wenigstens 0,25 Meter und besonders bevorzugt wenigstens 0,5 Meter umfasst. Auch ist denkbar, dass nur für diesen bestimmtenRadiation traverses a considerably longer absorption path and on the other hand from the reflection modules comparatively strongly focused on the detection unit is reflected, at the same time a minimum dimensioning of the reflection housing and thus a construction space compact realization and integration the sensor arrangement is made possible. As a result, a significantly greater signal swing and a higher radiation intensity at the detection unit and therefore also a greater signal-to-noise ratio are achieved, so that the accuracy and the sensitivity of the sensor arrangement are improved by a multiple compared to the prior art. The comparatively long absorption distance is achieved with a comparatively small size of the reflection housing in that the reflection modules are arranged such that the absorption distance is at least twice as long as the maximum extent of the reflection housing and / or at least 80 percent, preferably at least 90 percent and particularly preferably, the at least 95 percent of the emitted radiation is reflected at least twice on reflection modules and / or the emitted radiation is reflected at least 10 times, preferably at least 50 times and particularly preferably at least 100 times on reflection modules. By means of these arrangements of the reflection modules, it is achieved, in particular, that a large part of the radiation and / or the radiation on average passes repeatedly through the reflection housing and therefore a comparatively long absorption path is achieved in a comparatively compact reflection housing. Furthermore, alternatively or additionally, an increase in the signal swing can be achieved by such an arrangement of the reflection modules that the at least 80 percent of the emitted radiation is at least 0.1 meter, preferably at least 0.25 meter and more preferably at least 0.5 meter absorption path run through, so that an interaction of the emitted radiation is favored with the measuring gas on the comparatively long absorption path. In particular, the respective arrangement of the reflection modules also includes the inclination of the reflection modules with respect to the reflection housing, the emission unit and / or the detection unit. Absorption path in the sense of the present invention comprises that continuous path of the emitted radiation, on which an interaction of the emitted radiation with a measuring gas is preferably made possible in the interior of the reflection housing. The reflection modules comprise in particular optical reflectors, while the emitted radiation in particular comprises radiation in the infrared wavelength range. Particularly preferably, the reflection modules comprise a plurality of comparatively small facet mirrors, which are arranged in the reflection housing, on the inner surface attached to the reflection housing and are optimally aligned with respect to the beam path of the emitted radiation. The special arrangement of the reflection modules preferably also includes an optimization of the reflection and / or bundling properties of the emitted radiation in the direction of the detection unit as a function of the wavelength of the emitted radiation, so that, for example, the reflection modules are provided aligned such that the absorption path only for a certain wavelength range is twice as large as the maximum dimension of the reflection housing and / or at least 0.1 meter, preferably at least 0.25 meter, and more preferably at least 0.5 meter. It is also conceivable that only for this particular
Wellenlängenbereich 80 Prozent, bevorzugt wenigstens 90 Prozent und besonders bevorzugt wenigstens 95 Prozent der emittierten Strahlung wenigstens zweimal an Reflexionsmodulen reflektiert werden und/oder die emittierte Strahlung wenigstens 10 mal, bevorzugt wenigstens 50 mal und besonders bevorzugt wenigstens 100 mal an Reflexionsmodulen reflektiert wird. Besonders bevorzugt umfasst dieWavelength range 80 percent, preferably at least 90 percent and particularly preferably at least 95 percent of the emitted radiation is reflected at least twice on reflection modules and / or the emitted radiation is reflected at least 10 times, preferably at least 50 times and more preferably at least 100 times on reflection modules. Particularly preferably, the
Detektionseinheit ein Wärmestrahlmesssystem, welches insbesondere einen Thermopile-Sensor aufweist.Detection unit, a heat radiation measuring system, which in particular has a thermopile sensor.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zu entnehmen.Advantageous embodiments and modifications of the invention are described in the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Reflexionsmodule derart angeordnet sind, dass die emittierte Strahlung zumindest teilweise gebündelt und zumindest teilweise in Richtung der Detektionseinheit reflektiert wird. Durch eine Bündelung und Reflexion der emittierten Strahlung durch die Reflexionsmodule wird vorteilhafterweise ein Großteil der von der Emissionseinheit emittierten Strahlung auf die Detektionseinheit geleitet, so dass der Signalhub und die Strahlungsintensität an der Detektionseinheit und somit auch das Signal-Rausch-Verhältnis der Detektionseinheit erhöht werden und somit die Genauigkeit und die Sensitivität der Strahlungsauswertung durch die Detektionseinheit erhöht werden. Ferner wird die Strahlungsleistung der Emissionseinheit in besonders vorteilhafter weise maximal, insbesondere zur Vermessung des Messgases, ausgenutzt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Reflexionsmodule mittelbar oder unmittelbar zwischen der Emissionseinheit und der Detektionseinheit angeordnet ist. Besonders vorteilhaft wird somit die emittierte Strahlung auch von Bereichen zwischen der Emissionseinheit und der Detektionseinheit reflektiert, so dass die auf diesen Bereich fallende Strahlung ebenfalls zur Auswertung des Messgases verwendbar ist und vorzugsweise die Strahlung zwischen diesem Bereich und der Emissionseinheit, der Detektionseinheit und/oder diesem Bereich gegenüberliegenden Reflexionsmodulen mehrfach hin und her reflektiert wird, um die Absorptionsstrecke der emittierte Strahlung weiter zu erhöhen.According to a preferred embodiment, it is provided that the reflection modules are arranged such that the emitted radiation is at least partially focused and at least partially reflected in the direction of the detection unit. By bundling and reflection of the emitted radiation by the reflection modules, a large part of the radiation emitted by the emission unit is advantageously conducted to the detection unit, so that the signal swing and the radiation intensity at the detection unit and thus also the signal-to-noise ratio of the detection unit are increased and Thus, the accuracy and the sensitivity of the radiation evaluation can be increased by the detection unit. Furthermore, the radiation power of the emission unit is maximally utilized in a particularly advantageous manner, in particular for measuring the measurement gas. According to a further preferred development, it is provided that at least one of the reflection modules is arranged directly or indirectly between the emission unit and the detection unit. The emitted radiation is thus also particularly advantageously reflected by regions between the emission unit and the detection unit, so that the radiation incident on this region can likewise be used to evaluate the measurement gas and preferably the radiation between this region and the emission unit, the detection unit and / or this Area opposite reflection modules is repeatedly reflected back and forth to further increase the absorption path of the emitted radiation.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Reflexionsgehäuse ein Kunststoffgehäuse und vorzugsweise ein Moldgehäuse umfasst. Besonders vorteilhaft ist das Reflexionsgehäuse durch eine Ausbildung des Reflexionsgehäuses als Kunststoffgehäuse und insbesondere als Moldgehäuse standardisiert und somit vergleichsweise kostengünstig herstellbar.According to a further preferred development, it is provided that the reflection housing comprises a plastic housing and preferably a housing housing. Particularly advantageously, the reflection housing is standardized by a design of the reflection housing as a plastic housing and in particular as a mold housing and thus relatively inexpensive to produce.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Reflexionsgehäuse mehrteilig ausgebildet ist. Vorzugsweise umfasst das Reflexionsgehäuse zwei Gehäuseteile, wobei die Schnittstelle zwischen den zwei Gehäuseteilen besonders bevorzugt mittig im Reflexionsgehäuse verläuft. Dadurch wird bei der Herstellung des jeweiligen Gehäuseteils, beispielsweise in dem Moldprozess, besonders vorteilhaft ein "Einfall" der Gehäuseteilwände beim Abkühlen der Gehäuseteilwände nach dem Spritzprozess verhindert, beispielsweise durch ein Einführen eines Stabilisierungselements in das offene Gehäuseteil.According to a further preferred embodiment, it is provided that the reflection housing is designed in several parts. Preferably, the reflection housing comprises two housing parts, wherein the interface between the two housing parts particularly preferably runs centrally in the reflection housing. As a result, in the production of the respective housing part, for example in the molding process, a "incidence" of the housing part walls during cooling of the housing part walls after the injection process is particularly advantageously prevented, for example by introducing a stabilization element into the open housing part.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Reflexionsgehäuse im Wesentlichen zylinderförmig, schraubenförmig, spiralförmig und/oder vieleckförmig ausgeführt ist, wobei bevorzugt im Innern des Reflexionsgehäuses ein im Wesentlichen zylinderförmiges, schraubenförmiges, spiralförmiges und/oder vieleckförmiges Innenelement angeordnet ist und wobei besonders bevorzugt das Innenelement weitere Reflexionsmodule aufweist. Insbesondere durch eine schraubenförmige oder spiralförmige Ausführung des Reflexionsgehäuses ist eine Realisierung von vergleichsweise langen Absorptionsstrecken der emittierten Strahlung in einem vergleichsweise kompakten Reflexionsgehäuse möglich, da die emittierte Strahlung in diesen Reflexionsgehäusen vergleichsweise häufig reflektiert wird, bis die emittierte Strahlung auf die Detektionseinheit trifft. Bevorzugt ist das Reflexionsgehäuse als ein langgestreckter Hohlzylinder ausgeführt, welcher zu einer Spirale oder zu einer Schraube zusammengedreht ist. Besonders vorteilhaft ist im Innern des Reflexionsgehäuse vorzugsweise das Innenelement mit weiteren Reflexionsmodulen angeordnet, so dass in einem Zwischenraum zwischen dem Reflexionsgehäuse und dem Innenelement die emittierte Strahlung zwischen den Reflexionsmodulen und den weiteren Reflexionsmodulen hin und her reflektiert wird.According to a further preferred embodiment, it is provided that the reflection housing is designed substantially cylindrical, helical, spiral and / or polygonal shape, wherein preferably in the interior of the reflection housing a substantially cylindrical, helical, spiral and / or polygon-shaped inner element is arranged, and being particularly preferred the inner element has further reflection modules. In particular, by a helical or spiral design of the reflection housing is a realization of comparatively long Absorption paths of the emitted radiation in a comparatively compact reflection housing possible, since the emitted radiation is relatively frequently reflected in these reflection housings until the emitted radiation impinges on the detection unit. Preferably, the reflection housing is designed as an elongated hollow cylinder, which is rotated together to form a spiral or a screw. Particularly advantageously, the inner element is arranged with further reflection modules in the interior of the reflection housing, so that in a space between the reflection housing and the inner element, the emitted radiation between the reflection modules and the other reflection modules is reflected back and forth.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Emissionseinheit und die Detektionseinheit im Wesentlichen auf einer Hauptebene und bevorzugt auf einer Leiterplatte angeordnet sind, wobei besonders bevorzugt die Hauptebene im Wesentlichen als Grundfläche eines zylinderförmigenAccording to a further preferred refinement, it is provided that the emission unit and the detection unit are arranged essentially on a main plane and preferably on a printed circuit board, with the main plane particularly preferably being essentially the base area of a cylindrical one
Reflexionsgehäuses vorgesehen ist und wobei ganz besonders bevorzugt zusätzlich eine Auswerteschaltung auf der Hauptebene und/oder der Leiterplatte angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ermöglicht mittels des Reflexionsgehäuses eine Anordnung der Emissionseinheit, der Detektionseinheit und/oder der Auswerteschaltung auf der einen Hauptebene und/oder auf der einen Leiterplatte, so dass der Fertigungsaufwand und somit die Herstellungskosten vergleichsweise gering sind und die Sensoranordnung bauraumkompakt realisierbar ist. Ferner wird die elektrische Kontaktierung der Emissionseinheit, der Detektionseinheit und/oder der Auswertschaltung deutlich vereinfacht.Reflection housing is provided and wherein very particularly preferably additionally an evaluation circuit on the main level and / or the circuit board is arranged. The inventive sensor arrangement allows by means of the reflection housing an arrangement of the emission unit, the detection unit and / or the evaluation circuit on the one main level and / or on the one circuit board, so that the production costs and thus the manufacturing costs are comparatively low and the sensor arrangement is space-compact feasible. Furthermore, the electrical contacting of the emission unit, the detection unit and / or the evaluation circuit is significantly simplified.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Reflexionsgehäuse Aussparungen aufweist, welche insbesondere schlitzförmig ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft gelangt das Messgas durch die Aussparungen in das Innere des Reflexionsgehäuses, so dass dieses mit der emittierte Strahlung wechselwirkt. Besonders bevorzugt tritt das Messgas an ersten Aussparungen an einer ersten Seite des Reflexionsgehäuses in das Reflexionsgehäuse ein, während das Messgas an zweiten Aussparungen an einer zweiten Seite des Reflexionsgehäuses das Reflexionsgehäuse verlässt, so dass insbesondere ein Strom eines Messgases kontinuierlich von der Sensoranordnung vermessen bzw. überwacht wird. Bevorzugt ist vorgesehen, die Aussparungen derart im Reflexionsgehäuse anzuordnen, dass ein maximaler Gasdurchfluss möglichst im gesamten Innenvolumen des Reflexionsgehäuses erzielt wird. Die Aussparungen sind beispielsweise als Schlitze oder als kreisrunde oder vieleckige Öffnungen ausgebildet.According to a further preferred embodiment, it is provided that the reflection housing has recesses, which are in particular slit-shaped. Particularly advantageously, the measurement gas passes through the recesses in the interior of the reflection housing, so that this interacts with the emitted radiation. Particularly preferably, the measurement gas enters the reflection housing at first recesses on a first side of the reflection housing, while the measurement gas leaves the reflection housing at second recesses on a second side of the reflection housing, so that in particular a flow of a measurement gas continuously from the sensor arrangement measured or monitored. It is preferably provided to arrange the recesses in the reflection housing such that a maximum gas flow is achieved as far as possible in the entire internal volume of the reflection housing. The recesses are formed for example as slits or as circular or polygonal openings.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Aussparungen derart ausgebildet sind, dass höchstens 10 Prozent, bevorzugt höchstens 5 Prozent und besonders bevorzugt höchstens 1 Prozent der emittierten Strahlung durch die Aussparung das Reflexionsgehäuse verlässt. Besonders vorteilhaft wird somit die Intensität der auf die Detektionseinheit treffenden emittierten Strahlung nur geringfügig durch Verluste von emittierter Strahlung durch die Aussparungen verringert. Ferner wird das Reflexionsvermögen des Reflexionsgehäuses durch die Aussparungen nur minimal beeinträchtigt. Zur Minimierung der Intensitätsverluste und/oder der Reflexionsverluste werden die Formgebungen der Aussparungen und die Position der Aussparungen im Reflexionsgehäuse vorzugsweise an den Strahlengang angepasst, wobei die Anzahl und die Größe der Aussparungen an die Anforderungen des Gasdurchflusses anpassbar sind.According to a further preferred development, it is provided that the recesses are designed such that at most 10 percent, preferably at most 5 percent and particularly preferably at most 1 percent of the emitted radiation leaves the reflection housing through the recess. Thus, the intensity of the emitted radiation impinging on the detection unit is particularly advantageously reduced only slightly by losses of emitted radiation through the recesses. Furthermore, the reflectivity of the reflection housing is minimally affected by the recesses. To minimize the intensity losses and / or the reflection losses, the shapes of the recesses and the position of the recesses in the reflection housing are preferably adapted to the beam path, wherein the number and the size of the recesses are adaptable to the requirements of the gas flow.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der Sensoranordnung als Alkoholsensor, so dass besonders vorteilhaft insbesondere der Atem einer Person als Messgas durch das Reflexionsgehäuse geleitet wird.Another object of the present invention is the use of the sensor arrangement as an alcohol sensor, so that particularly particularly the breath of a person is passed as a measuring gas through the reflection housing.
Ausführungsbeispiels der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiment of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigenShow it
Figuren 1a, 1b und 1c zwei schematische Seitenansichten und eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Figuren 2a und 2b eine schematische Perspektivansicht und eine schematische1a, 1b and 1c two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a first embodiment of the present invention, Figures 2a and 2b is a schematic perspective view and a schematic
Seitenansicht eines Reflexionsgehäuses einer Sensoranordnung gemäß der erstenSide view of a reflection housing of a sensor arrangement according to the first
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Embodiment of the present invention
Figuren 3a, 3b und 3c zwei schematische Seitenansichten und eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,3a, 3b and 3c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a second embodiment of the present invention,
Figur 4 eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung gemäß einer drittenFigure 4 is a schematic plan view of a sensor arrangement according to a third
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Embodiment of the present invention
Figuren 5a, 5b und 5c zwei schematische Seitenansichten und eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,5a, 5b and 5c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a fourth embodiment of the present invention,
Figuren 6a, 6b und 6c zwei schematische Perspektivansichten und eine schematische Seitenansicht eines Reflexionsgehäuses einer Sensoranordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 7 eine schematische Perspektivansicht einer Sensoranordnung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,6a, 6b and 6c show two schematic perspective views and a schematic side view of a reflection housing of a sensor arrangement according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 7 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a sixth embodiment of the present invention,
Figur 8 eine schematische Perspektivansicht einer Sensoranordnung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,8 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a seventh embodiment of the present invention, FIG.
Figur 9 eine schematische Seitenansicht einer Sensoranordnung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,FIG. 9 shows a schematic side view of a sensor arrangement according to an eighth embodiment of the present invention,
Figuren 10a und 10b schematische Aufsichten einer Sensoranordnung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung undFigures 10a and 10b are schematic plan views of a sensor assembly according to a ninth embodiment of the present invention and
Figuren 11a, 11b und 11c schematische Diagramme zur Weglängenverteilung der emittierte Strahlung in einer Sensoranordnung der ersten, der zweiten und der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Figures 11a, 11b and 11c are schematic diagrams of the path length distribution of the emitted radiation in a sensor arrangement of the first, the second and the fourth embodiment of the present invention.
Ausführungsformen der vorliegenden ErfindungEmbodiments of the present invention
In den Figuren sind mit Bezugszeichen versehende gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the figures, the same reference numerals with reference numerals are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.
In den Figuren 1a, 1b und 1c sind zwei schematische Seitenansichten und eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Sensoranordnung 1 ein Reflexionsgehäuse 2 mit einer Vielzahl von Reflexionsmodulen 5 aufweist, wobei die Reflexionsmodule 5 auf der Innenseite des Reflexionsgehäuse 2 angeordnet sind. Ferner weist die Sensoranordnung 1 eine Emissionseinheit 3 und eine Detektionseinheit 4 auf, wobei die Emissionseinheit 3 und die Detektionseinheit 4 zumindest teilweise innerhalb des Reflexionsgehäuses 2 angeordnet sind und wobei von der Emissionseinheit 3 emittierte Strahlung 6 zumindest teilweise von der Detektionseinheit 4 detektiert wird. Die Emissionseinheit 3 und die Detektionseinheit 4 sind auf einer gemeinsamen Hauptebene 10 angeordnet, wobei das Reflexionsgehäuse 2 im Wesentlichen als ein langgestreckter Hohlzylinder ausgebildet ist, welcher im Wesentlichen schraubenförmig angeordnet ist, wobei an einem Anfangspunkt des Hohlzylinders die Emissionseinheit 3 und an einem Endpunkt des Hohlzylinders die Detektionseinheit 4 angeordnet sind und wobei der Endpunkt von einem senkrechten Teil des Hohlzylinders gebildet wird, welcher innerhalb der Schraube senkrecht verläuft, so dass Anfangspunkt und Endpunkt des Hohlzylinders in der gemeinsamen vertikalen Hauptebene 10 angeordnet sind. Im Innern des Reflexionsgehäuses 2 befindet sich ein Messgas 12, welches von der emittierten Strahlung 6 durchlaufen wird und mit der emittierten Strahlung 6 zumindest teilweise wechselwirkt. Die von der emittierten Strahlung 6 durchlaufende Strecke im Messgas 12 wird als Absorptionsstrecke bezeichnet. Die emittierte Strahlung 6 wird von den Reflexionsmodulen 5 derart entlang des Hohlzylinders reflektiert, dass die emittierte Strahlung 6 in Richtung der Detektionseinheit 4 gebündelt und geleitet wird, wobei die dabei durchlaufende vergleichsweise lange Absorptionsstrecke ein Vielfaches der maximalen Ausdehnung des Reflexionsgehäuses 2 und wenigstens 0,5 Meter beträgt. Die emittierte Strahlung 6 wird dabei auf dem Weg von der Emissionseinheit 3 zur Detektionseinheit 4 im Mittel wenigstens 100 Mal von Reflexionsmodulen reflektiert. Das Reflexionsgehäuse 2 ist vorzugsweise als Kunststoffgehäuse ausgeführt, während die Emissionseinheit 3 und die Detektionseinheit 4 auf einer gemeinsamen nicht abgebildeten Leiterplatte angeordnet sind.In the figures 1a, 1b and 1c are two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement 1 according to a first Embodiment of the present invention shown, wherein the sensor assembly 1 comprises a reflection housing 2 with a plurality of reflection modules 5, wherein the reflection modules 5 are arranged on the inside of the reflection housing 2. Furthermore, the sensor arrangement 1 has an emission unit 3 and a detection unit 4, wherein the emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged at least partially within the reflection housing 2 and radiation 6 emitted by the emission unit 3 is at least partially detected by the detection unit 4. The emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged on a common main plane 10, wherein the reflection housing 2 is substantially formed as an elongated hollow cylinder which is arranged substantially helically, wherein at a starting point of the hollow cylinder, the emission unit 3 and at an end point of the hollow cylinder the detection unit 4 are arranged and wherein the end point is formed by a vertical part of the hollow cylinder, which extends perpendicularly within the screw, so that the starting point and end point of the hollow cylinder are arranged in the common vertical main plane 10. In the interior of the reflection housing 2 there is a measurement gas 12, which is traversed by the emitted radiation 6 and interacts at least partially with the emitted radiation 6. The distance traveled by the emitted radiation 6 in the measurement gas 12 is referred to as the absorption path. The emitted radiation 6 is reflected by the reflection modules 5 along the hollow cylinder in such a way that the emitted radiation 6 is bundled and directed in the direction of the detection unit 4, whereby the comparatively long absorption distance passing through it is a multiple of the maximum extent of the reflection housing 2 and at least 0.5 Meters. The emitted radiation 6 is thereby reflected on the way from the emission unit 3 to the detection unit 4 on average at least 100 times by reflection modules. The reflection housing 2 is preferably designed as a plastic housing, while the emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged on a common, not shown, printed circuit board.
In den Figuren 2a und 2b sind eine schematische Perspektivansicht und eine schematische Seitenansicht eines Reflexionsgehäuses einer Sensoranordnung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Reflexionsgehäuse 2 als schraubenförmig aufgewickelter langgestreckter Hohlzylinder ausgebildet ist.FIGS. 2 a and 2 b show a schematic perspective view and a schematic side view of a reflection housing of a sensor arrangement 1 according to the first embodiment of the present invention, wherein the reflection housing 2 is designed as a helically wound elongated hollow cylinder.
In den Figuren 3a, 3b und 3c sind zwei schematische Seitenansichten und eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die zweite Ausführungsform im Wesentlichen identisch zur ersten Ausführungsform ist, wobei jedoch das Reflexionsgehäuse 2 als einfacher Hohlzylinder ausgeführt ist, welcher im Innern ein ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildetes Innenelement 8 aufweist, wobei das Reflexionsgehäuse 2 auf einer dem Innenelement 8 zugewandten Innenseite mit den Reflexionsmodulen 5 und das Innenelement 8 auf einer der Innenseite zugewandten Außenseite mit den weiteren Reflexionsmodule 5' ausgestattet ist, so dass die emittierte Strahlung 6 zwischen den Reflexionsmodulen 5 und den weiteren Reflexionsmodulen 5' hin und her reflektiert wird und somit von der Emissionseinheit 3 zur Detektionseinheit 5 um das Innenelement 8 herum gebündelt und geleitet wird. Die Emissionseinheit 3 und die Detektionseinheit 5 sind auf einer Hauptebene 10 angeordnet, welche die Grundfläche 31 des hohlzylinderförmigen Reflexionsgehäuses 2 bildet, wobei die Grundfläche 31 ebenfalls mit Reflexionsmodulen 5 ausgestattet ist und wobei die der Grundfläche 31 entlang des Hohlzylinders gegenüberliegende Oberseite 30 des Reflexionsgehäuses 2 gegenüber der Grundfläche 30 verkippt ist, so dass auch zwischen den Reflexionsmodulen 5 der Grundfläche 31 und den Reflexionsmodulen 5 der Oberseite 30 emittierte Strahlung 6 hin und her reflektiert wird, wobei die Oberseite 30 gegen die Grundfläche 31 derart verkippt wird, dass der Strahlengang der emittierten Strahlung 6 die gewünschten Voraussetzungen an die Länge der Absorptionsstrecke und die Intensität der an der Detektionseinheit detektierten emittierten Strahlung 6 erfüllt. Das Reflexionsgehäuse 2 ist vorzugsweise aus einem ersten Gehäuseteil 36 und einem zweiten Gehäuseteil 37 zusammengesetzt, wobei die Schnittstelle zwischen dem ersten Gehäuseteil 36 und dem zweiten Gehäuseteil 37 insbesondere in einer im Wesentlichen mittig zwischen der Oberseite 30 und der Grundfläche 31 angeordneten und zur Hauptebene 10 im Wesentlichen parallele Ebene 35 verläuft. In Figur 4 ist eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die dritte Ausführungsform identisch der zweiten Ausführungsform ist, wobei das Reflexionsgehäuse 2 eine Einlassöffnung 32 und eine Auslassöffnung 33 aufweist, wobei das Messgas 12 durch die Einlassöffnung 32 in das Reflexionsgehäuse 2 eingeleitet wird, im Reflexionsgehäuse 2 entlang einer Richtung parallel zum Umfang des hohlzylindrischen Reflexionsgehäuses 2 um das Innenelement 8 herumgeleitet wird und das Reflexionsgehäuse 2 durch die Auslassöffnung 33 im Innenelement 8 verlässt.FIGS. 3a, 3b and 3c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement 1 according to a second embodiment of the present invention, wherein the second embodiment is substantially identical to the first embodiment, but the reflection housing 2 is designed as a simple hollow cylinder which has in the interior a likewise designed as a hollow cylinder inner member 8, wherein the reflection housing 2 on an inner member 8 facing inside with the reflection modules 5 and the inner member 8 on one of the inside facing outside with the other reflection modules 5 'is equipped, so that the emitted radiation 6 is reflected back and forth between the reflection modules 5 and the further reflection modules 5 'and is thus bundled and guided by the emission unit 3 to the detection unit 5 around the inner element 8. The emission unit 3 and the detection unit 5 are arranged on a main plane 10, which forms the base 31 of the hollow cylindrical reflection housing 2, wherein the base 31 is also equipped with reflection modules 5 and wherein the base surface 31 along the hollow cylinder opposite top 30 of the reflection housing 2 opposite the base surface 30 is tilted, so that even between the reflection modules 5 of the base 31 and the reflection modules 5 of the top 30 emitted radiation 6 is reflected back and forth, the top 30 is tilted against the base 31 such that the beam path of the emitted radiation 6 satisfies the desired conditions for the length of the absorption path and the intensity of the emitted radiation 6 detected at the detection unit. The reflection housing 2 is preferably composed of a first housing part 36 and a second housing part 37, wherein the interface between the first housing part 36 and the second housing part 37 in particular arranged in a substantially centrally between the top 30 and the base 31 and the main plane 10 in Substantially parallel plane 35 runs. FIG. 4 shows a schematic plan view of a sensor arrangement according to a third embodiment of the present invention, wherein the third embodiment is identical to the second embodiment, wherein the reflection housing 2 has an inlet opening 32 and an outlet opening 33, the measurement gas 12 flowing through the inlet opening 32 in FIG the reflection housing 2 is introduced, is guided in the reflection housing 2 along a direction parallel to the circumference of the hollow cylindrical reflection housing 2 around the inner member 8 and leaves the reflection housing 2 through the outlet opening 33 in the inner member 8.
In den Figuren 5a, 5b und 5c sind zwei schematische Seitenansichten und eine schematische Aufsicht einer Sensoranordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die vierte Ausführungsform im Wesentlichen identisch zur zweiten Ausführungsform ist, wobei das Reflexionsgehäuse 2 kein Innenelement 8 aufweist, die Emissionseinheit 3 und die Detektionseinheit 4 in der Oberseite 30 des Reflexionsgehäuses 2 angeordnet sind und wobei die Grundfläche 31 des Reflexionsgehäuses konkav ausgeformt ist. Die emittierte Strahlen 6 werden somit hauptsächlich zwischen den Reflexionsmodulen 5 der Grundfläche 31 und den Reflexionsmodulen 5 der Oberseite 30 hin und her reflektiert.FIGS. 5a, 5b and 5c show two schematic side views and a schematic plan view of a sensor arrangement according to a fourth embodiment of the present invention, wherein the fourth embodiment is substantially identical to the second embodiment, wherein the reflection housing 2 has no inner element 8, the emission unit 3 and the detection unit 4 are arranged in the upper side 30 of the reflection housing 2 and wherein the base 31 of the reflection housing is formed concave. The emitted beams 6 are thus mainly reflected back and forth between the reflection modules 5 of the base 31 and the reflection modules 5 of the top 30.
In den Figuren 6a, 6b und 6c sind zwei schematische Perspektivansichten und eine schematische Seitenansicht eines Reflexionsgehäuses einer Sensoranordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Reflexionsgehäuse 2 als zweiteiliger Hohlzylinder ausgeführt ist, welcher an einer Grundfläche 31 Öffnungen 38 für die Emissionseinheit 3 und für die Detektionseinheit 4 aufweist. Ferner weist das Reflexionsgehäuse 2 im Bereich der Grundfläche 31 erste Aussparungen 9' und im Bereich der Oberseite 30 zweite Aussparungen 9" auf, durch welche das Messgas 12 in das Innere des Reflexionsgehäuses 2 und aus dem Inneren des Reflexionsgehäuses 2 heraus gelangt. Die Aussparungen 9', 9" sind derart ausgebildet, dass lediglich ein vergleichsweise geringer Teil der emittierten Strahlung 6 durch die Aussparungen 9', 9" hindurchtritt und das Reflexionsvermögen des Reflexionsgehäuses 2 somit nur unwesentlich eingeschränkt wird. In Figur 7 ist eine schematische Perspektivansicht einer Sensoranordnung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Sensoranordnung 1 ein Reflexionsgehäuse 2 aufweist, welches auf der Innenseite mit Reflexionsmodulen 5 bestückt ist, und wobei das Reflexionsgehäuse 2 ein zylinderförmiges Innenelement 8 aufweist, welches auf der Außenseite mit weiteren Reflexionsmodulen 5' bestückt ist. Ferner weist das Reflexionsgehäuse 2 Aussparungen 9 zum Einlass und/oder Auslass eines Messgases 12 in den Zwischenraum zwischen Reflexionsgehäuse 2 und Innenelement 8 oder aus dem Zwischenraum heraus auf.FIGS. 6a, 6b and 6c show two schematic perspective views and a schematic side view of a reflection housing of a sensor arrangement according to a fifth embodiment of the present invention, wherein the reflection housing 2 is designed as a two-part hollow cylinder which has openings 38 for the emission unit 3 on a base area 31 and for the detection unit 4. Furthermore, the reflection housing 2 has first recesses 9 'in the region of the base surface 31 and second recesses 9 "in the region of the upper side 30, through which the measurement gas 12 passes into the interior of the reflection housing 2 and out of the interior of the reflection housing 2. The recesses 9 ', 9 "are formed such that only a comparatively small part of the emitted radiation 6 passes through the recesses 9', 9" and the reflectivity of the reflection housing 2 is thus limited only insignificantly. FIG. 7 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a sixth embodiment of the present invention, the sensor arrangement 1 having a reflection housing 2, which is equipped on the inside with reflection modules 5, and wherein the reflection housing 2 has a cylindrical inner element 8 which the outside is equipped with further reflection modules 5 '. Furthermore, the reflection housing 2 has recesses 9 for the inlet and / or outlet of a measurement gas 12 in the space between reflection housing 2 and inner element 8 or out of the gap.
In Figur 8 ist eine schematische Perspektivansicht einer Sensoranordnung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die siebte Ausführungsform identisch der sechstens Ausführungsform ist, wobei die Pfeile 40 einen beispielhaften Strömungsverlauf des Messgases 12 im Reflexionsgehäuse 2 zeigen.FIG. 8 shows a schematic perspective view of a sensor arrangement according to a seventh embodiment of the present invention, wherein the seventh embodiment is identical to the sixth embodiment, wherein the arrows 40 show an exemplary flow course of the measurement gas 12 in the reflection housing 2.
In Figur 9 ist eine schematische Seitenansicht einer Sensoranordnung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die achte Ausführungsform identisch der sechstens Ausführungsform ist, wobei dieFIG. 9 shows a schematic side view of a sensor arrangement according to an eighth embodiment of the present invention, wherein the eighth embodiment is identical to the sixth embodiment, wherein FIG
Aussparungen 9 jedoch als Längsschlitze 9'" im Reflexionsgehäuse 2 angeordnet sind und wobei die Längsschlitze 9"' im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des hohlzylindrischen Reflexionsgehäuses 2 ausgerichtet sind.Recesses 9, however, are arranged as longitudinal slots 9 '"in the reflection housing 2 and wherein the longitudinal slots 9"' are aligned substantially parallel to a longitudinal axis of the hollow cylindrical reflection housing 2.
In den Figuren 10a und 10b sind schematische Aufsichten einer Sensoranordnung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die neunte Ausführungsform im Wesentlichen identisch der sechsten Ausführungsform ist, wobei die Aussparungen 9 als Rundlöcher 90 in der Grundfläche 31 und/oder der Oberseite 30 des Reflexionsgehäuses 2 ausgeführt sind. In Figur 10b sind zusätzlichen Öffnungen 38 für die Emissionseinheit 3 und die Detektionseinheit 4 abgebildet.Shown in FIGS. 10a and 10b are schematic plan views of a sensor arrangement according to a ninth embodiment of the present invention, wherein the ninth embodiment is substantially identical to the sixth embodiment, the recesses 9 being round holes 90 in the base 31 and / or the top 30 of FIG Reflection housing 2 are executed. FIG. 10b shows additional openings 38 for the emission unit 3 and the detection unit 4.
In den Figuren 11a, 11b und 11c sind schematische Diagramme zur Weglängenverteilung der emittierten Strahlung in einer Sensoranordnung der ersten, der zweiten und der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei auf der Abszisse jeweils die Wellenlänge von 0 Nanometer bis 3500 Nanometer aufgetragen ist. Auf der Ordinate in der Figur 11 a ist die durchlaufende Wegstrecke bzw. Absorptionstrecke von 0 Zentimeter bis 0,4 Zentimeter, in der Figur 11 b von 0 Zentimeter bis 0,2 Zentimeter und in der Figur 11 c von 0 Zentimeter bis 0,3 Zentimeter aufgetragen. Es wird gezeigt, dass die Absorptionsstrecke insbesondere abhängig von der Wellenlänge der jeweiligen Strahlung ist, so dass die durchlaufende Absorptionsstrecke auch ein Maß für das Reflexionsvermögen der Reflexionsmodule in Abhängigkeit der Wellenlänge ist. Für jede Sensoranordnung ist somit eine wellenlängenabhängige Wegestreckenverteilung und somit ein charakteristisches Weglängenverteilungsprofil einstellbar, so dass je nach Auslegung und Optimierung die Wegstreckenverteilung der emittierten Strahlung variiert. FIGS. 11a, 11b and 11c are schematic diagrams of the path length distribution of the emitted radiation in a sensor arrangement of the first, of the second and fourth embodiments of the present invention, wherein on the abscissa each of the wavelength of 0 nanometers to 3500 nanometers is plotted. On the ordinate in Figure 11 a is the continuous distance or absorption distance from 0 centimeters to 0.4 centimeters, in the figure 11 b from 0 centimeters to 0.2 centimeters and in the figure 11 c from 0 centimeters to 0.3 Centimeters applied. It is shown that the absorption path is in particular dependent on the wavelength of the respective radiation, so that the continuous absorption path is also a measure of the reflectivity of the reflection modules as a function of the wavelength. Thus, a wavelength-dependent path segment distribution and thus a characteristic path length distribution profile can be set for each sensor arrangement, so that the path distribution of the emitted radiation varies depending on the design and optimization.

Claims

Patentansprüche claims
1. Sensoranordnung (1 ) mit einem Reflexionsgehäuse (2), wobei innerhalb des Reflexionsgehäuses (2) eine Emissionseinheit (3), eine Detektionseinheit (4) und Reflexionsmodule (5) angeordnet sind, wobei von der Emissionseinheit1. Sensor arrangement (1) with a reflection housing (2), wherein within the reflection housing (2) an emission unit (3), a detection unit (4) and reflection modules (5) are arranged, wherein of the emission unit
(3) emittierte Strahlung (6) zumindest teilweise von der Detektionseinheit (4) detektierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsmodule (5) derart angeordnet sind, dass emittierte Strahlung (6) durch Reflexionen (7) an den Reflexionsmodulen (5) eine Absorptionsstrecke durchläuft, welche wenigstens doppelt so groß wie die maximale Ausdehnung des(3) emitted radiation (6) at least partially detectable by the detection unit (4), characterized in that the reflection modules (5) are arranged such that emitted radiation (6) by reflections (7) on the reflection modules (5) Traverses absorption path, which is at least twice as large as the maximum extent of
Reflexionsgehäuses (2) ist.Reflection housing (2) is.
2. Sensoranordnung (1 ), insbesondere nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsmodule (5) derart angeordnet sind, dass wenigstens 80 Prozent der emittierten Strahlung (6) wenigstens 0,1 Meter, bevorzugt wenigstens 0,25 Meter und besonders bevorzugt wenigstens 0,5 Meter Absorptionsstrecke durchlaufen.2. Sensor arrangement (1), in particular according to claim 1 or according to the preamble of claim 1, characterized in that the reflection modules (5) are arranged such that at least 80 percent of the emitted radiation (6) at least 0.1 meters, preferably at least 0.25 meters and more preferably at least 0.5 meters of absorption path.
3. Sensoranordnung (1 ), insbesondere nach einem der vorhergehenden3. Sensor arrangement (1), in particular according to one of the preceding
Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsmodule (5) derart angeordnet sind, dass wenigstens 80 Prozent, bevorzugt wenigstens 90 Prozent und besonders bevorzugt wenigstens 95 Prozent der emittierten Strahlung (6) wenigstens zweimal an Reflexionsmodulen (5) reflektiert (7) werden.Claims or according to the preamble of claim 1, characterized in that the reflection modules (5) are arranged such that at least 80 percent, preferably at least 90 percent and particularly preferably at least 95 percent of the emitted radiation (6) at least twice at reflection modules (5) be reflected (7).
4. Sensoranordnung (1 ), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsmodule (5) derart angeordnet sind, dass die emittierte Strahlung (6) wenigstens 10 mal, bevorzugt wenigstens 50 mal und besonders bevorzugt wenigstens 100 mal an Reflexionsmodulen (5) reflektiert (7) wird. 4. Sensor arrangement (1), in particular according to one of the preceding claims or according to the preamble of claim 1, characterized in that the reflection modules (5) are arranged such that the emitted radiation (6) at least 10 times, preferably at least 50 times and more preferably, it is reflected (7) at least 100 times on reflection modules (5).
5. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsmodule (5) derart angeordnet sind, dass die emittierte Strahlung (6) zumindest teilweise gebündelt und zumindest teilweise in Richtung der Detektionseinheit (4) reflektiert (7) wird.5. Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection modules (5) are arranged such that the emitted radiation (6) at least partially bundled and at least partially in the direction of the detection unit (4) reflected (7) ,
6. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Reflexionsmodule (5) mittelbar oder unmittelbar zwischen der Emissionseinheit (3) und der Detektionseinheit (4) angeordnet ist.6. Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the reflection modules (5) is arranged directly or indirectly between the emission unit (3) and the detection unit (4).
7. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsgehäuse (2) ein Kunststoffgehäuse und vorzugsweise ein Moldgehäuse umfasst.7. Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection housing (2) comprises a plastic housing and preferably a mold housing.
8. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsgehäuse (2) mehrteilig (2', 2") ausgebildet ist.8. Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection housing (2) in several parts (2 ', 2 ") is formed.
9. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsgehäuse (2) im Wesentlichen zylinderförmig, schraubenförmig, spiralförmig und/oder vieleckförmig ausgeführt ist, wobei bevorzugt im Innern des Reflexionsgehäuses (2) ein im Wesentlichen zylinderförmiges, schraubenförmiges, spiralförmiges und/oder vieleckförmiges Innenelement (8) angeordnet ist und wobei besonders bevorzugt das Innenelement weitere Reflexionsmodule (5') aufweist.9. sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection housing (2) is substantially cylindrical, helical, spiral and / or polygonal shape, preferably in the interior of the reflection housing (2) has a substantially cylindrical, helical , Spiral and / or polygon-shaped inner element (8) is arranged and wherein particularly preferably the inner element further reflection modules (5 ').
10. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionseinheit (3) und die Detektionseinheit (4) im Wesentlichen auf einer Hauptebene (10) und bevorzugt auf einer Leiterplatte angeordnet sind, wobei besonders bevorzugt die Hauptebene (10) im Wesentlichen als Grundfläche eines zylinderförmigen Reflexionsgehäuses (2) vorgesehen ist und wobei ganz besonders bevorzugt zusätzlich eine Auswerteschaltung auf der Hauptebene (10) und/oder der Leiterplatte angeordnet ist. 10. Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the emission unit (3) and the detection unit (4) are arranged substantially on a main plane (10) and preferably on a printed circuit board, wherein particularly preferably the main plane (10 ) is provided substantially as a base of a cylindrical reflection housing (2) and wherein very particularly preferably additionally an evaluation circuit on the main plane (10) and / or the circuit board is arranged.
11.Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsgehäuse (2) Aussparungen (9) aufweist, welche insbesondere schlitzförmig ausgebildet sind.11.Sensoranordnung (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the reflection housing (2) has recesses (9), which are in particular slit-shaped.
12. Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (9) derart ausgebildet sind, dass höchstens 10 Prozent, bevorzugt höchstens 5 Prozent und besonders bevorzugt höchstens 1 Prozent der emittierten Strahlung (6) durch die Aussparung (9) das Reflexionsgehäuse (2) verlässt.12. Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses (9) are formed such that at most 10 percent, preferably at most 5 percent and particularly preferably at most 1 percent of the emitted radiation (6) through the recess ( 9) leaves the reflection housing (2).
13. Verwendung einer Sensoranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Alkoholsensor. 13. Use of a sensor arrangement (1) according to one of claims 1 to 12 as an alcohol sensor.
PCT/EP2009/053703 2008-05-13 2009-03-30 Sensor arrangement having a reflection housing and a long absorption path WO2009138295A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008001711.6 2008-05-13
DE200810001711 DE102008001711A1 (en) 2008-05-13 2008-05-13 sensor arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009138295A1 true WO2009138295A1 (en) 2009-11-19

Family

ID=40732106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/053703 WO2009138295A1 (en) 2008-05-13 2009-03-30 Sensor arrangement having a reflection housing and a long absorption path

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008001711A1 (en)
WO (1) WO2009138295A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019210163A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung OPTICAL MEASURING ARRANGEMENT AND GAS SENSOR WITH THE SAME
DE102020108768A1 (en) * 2020-03-30 2021-09-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Optical sensor for the detection of a gas, its use and means of transport with such a sensor
DE102020108769A1 (en) * 2020-03-30 2021-09-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Dual measuring device for determining the nature of a gas, its use and means of transport with such a device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228352A (en) * 1978-02-13 1980-10-14 Werner Adrian Apparatus for measuring the concentration of gases
JPS571953A (en) * 1980-06-05 1982-01-07 Yamatake Honeywell Co Ltd Infrared gas analyzer
EP0647845A1 (en) * 1993-10-08 1995-04-12 Geotechnical Instruments (UK) Limited Gas analyser
US5969811A (en) * 1998-08-24 1999-10-19 Waller; Michael V. Spectral analyzer
US20020185603A1 (en) * 2001-02-22 2002-12-12 Daly James T. Absorption spectroscopy apparatus and method
GB2389177A (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Marconi Applied Techn Ltd An optical gas sensor whose sensor has a predetermined range of angle of reception
GB2442980A (en) * 2006-10-18 2008-04-23 Autoliv Dev Method and apparatus for determining carbon dioxide with different isotopes in exhaled breath

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005000616A1 (en) 2005-01-03 2006-07-13 Robert Bosch Gmbh Gas sensor module

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228352A (en) * 1978-02-13 1980-10-14 Werner Adrian Apparatus for measuring the concentration of gases
JPS571953A (en) * 1980-06-05 1982-01-07 Yamatake Honeywell Co Ltd Infrared gas analyzer
EP0647845A1 (en) * 1993-10-08 1995-04-12 Geotechnical Instruments (UK) Limited Gas analyser
US5969811A (en) * 1998-08-24 1999-10-19 Waller; Michael V. Spectral analyzer
US20020185603A1 (en) * 2001-02-22 2002-12-12 Daly James T. Absorption spectroscopy apparatus and method
GB2389177A (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Marconi Applied Techn Ltd An optical gas sensor whose sensor has a predetermined range of angle of reception
GB2442980A (en) * 2006-10-18 2008-04-23 Autoliv Dev Method and apparatus for determining carbon dioxide with different isotopes in exhaled breath

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008001711A1 (en) 2009-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3414552B1 (en) Long path cell
DE112016007086B4 (en) SCANNING LASER-BASED SPECTRAL SURFACE AREA ANALYSIS AND DETECTION SYSTEM
EP2860497B1 (en) Optoelectronic sensor and method for manufacturing the same
EP0677733B1 (en) Gas laser and detection of a gas therewith
DE60316682T2 (en) GAS SENSORS
EP2130026B1 (en) Photoacoustic multipass cell with concentrating reflection means
EP2520924A1 (en) Method and measurement assembly for improving signal resolution in gas absorption spectroscopy
EP2120025A1 (en) Optical sensor device for detecting ambient light
WO2016055048A1 (en) Optical filter element for devices for converting spectral information into location information
WO2002050514A1 (en) Device and method for analysing the qualitative and/or quantitative composition of liquids
WO2018024268A1 (en) Beam power measurement with widening
EP2320215A1 (en) Laser diode system with integrated and thermally controlled beam shaping element and gas detection method with a laser diode system
EP1523669B1 (en) Device for the ir-spectrometric analysis of a solid, liquid or gaseous medium
WO2009138295A1 (en) Sensor arrangement having a reflection housing and a long absorption path
DE102006017400B4 (en) Apparatus and method for non-contact measurement of at least one curved surface
EP1995576A1 (en) Assembly for detecting substances and/or substances concentrations with a fully adjustable Fabry-Perot interferometer
DE102016212088A1 (en) Device for limiting an angle of incidence for a spectrometer and method for operating such a device
DE112017006565T5 (en) Measuring device for biological material
EP3531064A1 (en) Beam guiding in interferometer
EP3804054B1 (en) Laser diode assembly having an external resonator
WO2020225111A1 (en) Optical sensor containing a waveguide with holographic elements for measuring a pulse and blood oxygen saturation
WO2008014937A1 (en) Optical measuring cell
WO2007014960A1 (en) Device for determining a gas temperature
WO2021004874A1 (en) Optical measuring assembly and gas sensor comprising same
EP4038368B1 (en) Gas cell

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09745628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09745628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1