Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102017127665A1 - Water analysis arrangement and method for its operation - Google Patents

Water analysis arrangement and method for its operation Download PDF

Info

Publication number
DE102017127665A1
DE102017127665A1 DE102017127665.3A DE102017127665A DE102017127665A1 DE 102017127665 A1 DE102017127665 A1 DE 102017127665A1 DE 102017127665 A DE102017127665 A DE 102017127665A DE 102017127665 A1 DE102017127665 A1 DE 102017127665A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water analysis
analysis arrangement
water
size value
sample
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE102017127665.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Anmelder Gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE102017127665.3A priority Critical patent/DE102017127665A1/en
Publication of DE102017127665A1 publication Critical patent/DE102017127665A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3577Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing liquids, e.g. polluted water
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0264Electrical interface; User interface
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0272Handheld
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/10Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • G01J3/108Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry for measurement in the infrared range
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/42Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274Calibration, base line adjustment, drift correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/552Attenuated total reflection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02Mechanical
    • G01N2201/022Casings
    • G01N2201/0221Portable; cableless; compact; hand-held
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/129Using chemometrical methods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Eine Wasseranalyseanordnung (2) für eine Spektroskopie-basierte Detektion und/oder Messung mindestens eines Parameters einer Wasserprobe (20) weist eine Strahlungsquelle (6), eine von der Strahlungsquelle (6) beaufschlagbare optischen Einrichtung (10) und eine Probenaufnahme (18) für die Aufnahme der Wasserprobe (20) sowie eine gegenüber diesen stabil gelagerte Detektionseinrichtung (12) für die Detektion von an der Wasserprobe (20) erzeugbaren Signalen (So; Sa; St) auf. Dabei ist vorgesehen, dass die Strahlungsquelle (6) einen Halbleiterlaser (14) aufweist.

Figure DE102017127665A1_0000
A water analysis arrangement (2) for a spectroscopy-based detection and / or measurement of at least one parameter of a water sample (20) has a radiation source (6), an optical device (10) which can be acted upon by the radiation source (6) and a sample receiver (18) for the recording of the water sample (20) as well as a detection device (12) stably mounted relative thereto for the detection of signals (So, Sa, St) which can be generated at the water sample (20). It is provided that the radiation source (6) comprises a semiconductor laser (14).
Figure DE102017127665A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasseranalyseanordnung für die Spektroskopie-basierte Detektion und/oder Messung von Parametern, einschließlich bestimmter Inhaltsstoffe, einer Wasserprobe nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Durchführung von Wasseranalysen mit dieser Wasseranalyseanordnung. Die Wasseranalyseanordnung weist dabei eine Strahlungsquelle, eine von der Strahlungsquelle beaufschlagbare optische Einrichtung und eine Probenaufnahme für die Aufnahme der Wasserprobe auf. Zudem umfasst die Wasseranalyseanordnung eine gegenüber den vorangehend genannten Bauteilen stabil gelagerte Detektionseinrichtung für die Erkennung und Weiterleitung von wenigstens einem an der Wasserprobe erzeugbaren Signal.The invention relates to a water analysis arrangement for the spectroscopic-based detection and / or measurement of parameters, including certain ingredients, a water sample according to claim 1 and a method for carrying out water analyzes with this water analysis arrangement. In this case, the water analysis arrangement has a radiation source, an optical device that can be acted upon by the radiation source, and a sample receptacle for receiving the water sample. In addition, the water analysis arrangement comprises a detection device stably mounted relative to the above-mentioned components for the detection and transmission of at least one signal that can be generated at the water sample.

Am Markt besteht derzeit eine große Nachfrage nach einfachen aber möglichst genauen Methoden zur Messung bestimmter Parameter von Flüssigkeiten, wie insbesondere Wasser von Schwimmbecken oder Teichen. In bekannten Verfahren wird die Analyse einer Flüssigkeitsprobe in der Regel mittels eines Indikators durchgeführt, der beim Zusammenbringen mit dem zu testenden Medium zu bestimmten Reaktionen, wie beispielsweise einer Farbausbildung oder Farbänderung führt. Die Farbausbildung kann dann durch den Nutzer mit einer Skala von Farbwerten verglichen werden, die sich auf den zu untersuchenden Parameter bezieht. Jeder Farbwert stellt dabei einen Referenzwert dar, der einem bestimmten Größenwert oder Größenwertebereich des betreffenden Parameters entspricht.There is currently a strong demand in the market for simple but accurate methods for measuring certain parameters of liquids, such as pool or pond water in particular. In known methods, the analysis of a liquid sample is usually carried out by means of an indicator which, when brought into contact with the medium to be tested, leads to certain reactions, such as color formation or color change. The color training can then be compared by the user with a scale of color values related to the parameter to be examined. Each color value represents a reference value which corresponds to a specific size value or size value range of the relevant parameter.

Nachteilig an diesen Verfahren ist dabei, dass der Vergleich der Farbausbildung der Flüssigkeitsprobe mit den Referenzwerten allein nach Augenmaß des Nutzers erfolgt, was je nach gegebenen Lichtverhältnissen und Fertigkeiten des Nutzers zu weit voneinander abweichenden Ergebnissen führen kann.A disadvantage of this method is that the comparison of the color formation of the liquid sample with the reference values takes place solely according to the user's judgment, which can lead to widely differing results depending on the given lighting conditions and skills of the user.

Aus DE 10 2015 100 395 A1 ist eine Vorrichtung zur Analyse von Trinkwasser bekannt, die einen Spektrometer verwendet. Die Vorrichtung weist in einem Gehäuse zwischen einer Lichtquelle und einer optischen Anordnung mit mehreren Linsen einen Probenraum auf, der über zwei Fluidanschlüsse mit einer flüssigen Probe befüllt werden kann.Out DE 10 2015 100 395 A1 For example, a device for analyzing drinking water using a spectrometer is known. The device has in a housing between a light source and an optical arrangement with a plurality of lenses on a sample space, which can be filled via two fluid ports with a liquid sample.

Die Verwendung des Spektrometers ermöglicht hierbei eine reagenzienfreie Analyse von Wasserproben. Dadurch können an den Wasserproben ohne deren Vorbehandlung und ohne Einflussnahme des Nutzers Konzentrationsinformationen zu verschiedenen Einzelsubstanzen ermittelt werden.The use of the spectrometer allows a reagent-free analysis of water samples. As a result, concentration information on various individual substances can be determined on the water samples without their pretreatment and without influencing the user.

Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, dass die Befüllung der Probenaufnahme und die Bedienung der Vorrichtung insgesamt relativ umständlich ist. Zudem ist die Vorrichtung aufgrund ihres empfindlichen und kostenintensiven Aufbaus nur bedingt für einen mobilen Einsatz geeignet.A disadvantage of the known device is that the filling of the sample holder and the operation of the device is relatively cumbersome overall. In addition, the device is only partially suitable for mobile use due to their sensitive and costly design.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Wasseranalyseanordnung die genannten Nachteile zu vermeiden und einen einfachen und mobilen Einsatz zu ermöglichen, wie insbesondere zur Analytik von Wasserproben aus Schwimmbädern und Teichen.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned in a generic water analysis arrangement and to enable a simple and mobile use, in particular for the analysis of water samples from swimming pools and ponds.

Diese Aufgabe wird durch eine Wasseranalyseanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei weist die Strahlungsquelle einen Halbleiterlaser auf oder ist durch diesen gebildet. Der Halbleiterlaser ermöglicht eine genaue Analyse auch sehr kleiner Probenmengen, wodurch die Probenaufnahme selbst sehr klein ausgeführt werden kann. Zudem kann auch der Halbleiterlaser selbst mit sehr kleinen Abmessungen und relativ stabilem Aufbau zur Verfügung gestellt werden. Hierdurch kann die Wasseranalyseanordnung einfach in ein Analysesystem oder ein Gerät, wie insbesondere ein mobiles Messgerät, integriert werden oder als zusätzliches Analysemodul verwendet werden.This object is achieved by a water analysis device having the features of claim 1. In this case, the radiation source to a semiconductor laser or is formed by this. The semiconductor laser allows an accurate analysis of very small amounts of sample, whereby the sample holder itself can be made very small. In addition, the semiconductor laser itself can be provided even with very small dimensions and relatively stable structure. As a result, the water analysis arrangement can be easily integrated into an analysis system or a device, in particular a mobile measuring device, or used as an additional analysis module.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann mittels des Halbleiters ein Laserlicht erzeugt werden, dass im Bereich von Infrarotstrahlung liegt. Hierdurch kann die Wasseranalyseanordnung zur Infrarot-Spektroskopie verwendet werden, die insbesondere im mittelinfraroten Bereich hinsichtlich mehrerer Parameter eine hohe Analysegenauigkeit bietet, wie beispielsweise durch Betrachtung der Grundschwingungsmoden verschiedener Moleküle. Zusammen mit multivariaten Auswertungsmethoden, wie „Partial-Least-Squares-Regression“ (PLSR) lassen sich so aus einem Probenspektrum quantitative Konzentrationen und sonstige Informationen über vorbestimmte Einzelsubstanzen gewinnen.In a particularly advantageous embodiment, a laser light can be generated by means of the semiconductor that is in the range of infrared radiation. This makes it possible to use the water analysis arrangement for infrared spectroscopy, which offers a high degree of analysis accuracy, in particular in the mid-infrared range, with respect to several parameters, for example by considering the fundamental modes of different molecules. Together with multivariate evaluation methods, such as "partial least squares regression" (PLSR), it is thus possible to obtain quantitative concentrations and other information about predetermined individual substances from a sample spectrum.

Dabei ist es günstig, wenn der Halbleiterlaser durch einen Quantenkaskadenlaser gebildet ist. Durch die Verwendung eines Quantenkaskadenlasers kann eine stabile Strahlungsquelle zur Verfügung gestellt werden, die auch bei Raumtemperatur, insbesondere im mittleren Infrarotbereich, hohe Leistungen emittieren kann. Zudem ist durch die Verwendung des Quantenkaskadenlasers eine einfache Handhabung, wie insbesondere eine einfache Justierung, sowie ein schneller Austausch der Strahlungsquelle möglich.It is advantageous if the semiconductor laser is formed by a quantum cascade laser. By using a quantum cascade laser, a stable radiation source can be made available which can emit high powers even at room temperature, in particular in the mid-infrared range. In addition, by the use of the quantum cascade laser easy handling, in particular a simple adjustment, and a quick exchange of the radiation source possible.

Vorteilhafterweise weist die optische Einrichtung zudem einen Kristall auf, wobei die Probenaufnahme an einer Seite des Kristalls ausgebildet ist. Der Kristall kann somit neben seiner Funktion als optisches Element gleichzeitig zumindest bereichsweise zur Begrenzung der Probenaufnahme dienen. Hierdurch ist einerseits eine besonders kompakte Konstruktion der Wasseranalyseanordnung möglich. Gleichzeitig können durch die direkte Anordnung der Wasserprobe an dem Kristall mögliche Störungen während eines Analysevorganges minimiert werden.Advantageously, the optical device also has a crystal, wherein the sample receptacle is formed on one side of the crystal. The crystal can thus at least partially serve in addition to its function as an optical element at least partially to limit the sample recording. As a result, on the one hand a particularly compact Construction of the water analysis arrangement possible. At the same time possible interference during an analysis process can be minimized by the direct arrangement of the water sample on the crystal.

Zudem ist es günstig, wenn die Detektionseinrichtung optische, akustische und/oder thermische Sensormittel aufweist. Hierdurch können, je nachdem welche Parameter der jeweiligen Wasserprobe analysiert werden sollen, alternativ oder zusätzlich zu optischen Signalen auch akustische oder thermische Signale detektiert werden, die beispielsweise bei der Absorption der seitens der Strahlungsquelle emittierten Strahlung erzeugt werden.In addition, it is favorable if the detection device has optical, acoustic and / or thermal sensor means. As a result, depending on which parameters of the respective water sample are to be analyzed, alternatively or in addition to optical signals, it is also possible to detect acoustic or thermal signals which are generated, for example, during the absorption of the radiation emitted by the radiation source.

Vorteilhafterweise ist ein Speichermodul vorgesehen, in dem hinsichtlich der erzeugbaren Signale zu wenigstens einem der zu analysierenden Parameter ein Referenzdatensatz hinterlegt ist, der in einem vorgegebenen Untersuchungsbereich eine Signalcharakteristik wiedergibt. Der Referenzdatensatz ermöglicht somit den Vergleich der während eines Analysevorganges detektieren Signale, um hieraus einen Größenwert oder Größenwertbereich bezüglich des zu untersuchenden Parameters ableiten zu können.Advantageously, a memory module is provided in which, with regard to the signals that can be generated, to at least one of the parameters to be analyzed, a reference data record is stored which reproduces a signal characteristic in a predetermined examination area. The reference data set thus makes it possible to compare the signals detected during an analysis process in order to be able to derive therefrom a size value or size value range with respect to the parameter to be examined.

Ferner ist es günstig, wenn der wenigstens eine zu untersuchende Parameter durch eine physikalische, chemische und/oder biologische Eigenschaft und/oder einen Nachweis-/Konzentrationswert eines Inhaltsstoffes und/oder eines Organismus gebildet ist. Beispielsweise kann der Parameter hierbei aus einem der Werte für aktives Chlor, zu ihr nur Säure, pH, Wasserhärte, Nitrat und/oder Phosphat bestehen. Hierdurch ist die Wasseranalyseanordnung insbesondere zur Analyse von Wasserproben aus Schwimmbecken oder Teichen geeignet.Furthermore, it is favorable if the at least one parameter to be examined is formed by a physical, chemical and / or biological property and / or a detection / concentration value of an ingredient and / or an organism. For example, the parameter here can consist of one of the values for active chlorine, for it only acid, pH, water hardness, nitrate and / or phosphate. As a result, the water analysis arrangement is particularly suitable for the analysis of water samples from swimming pools or ponds.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Strahlungsquelle, die optische Einrichtung und die Detektionseinrichtung in eine Messvorrichtung integriert, sodass diese als abgeschlossene bauliche Einheit, insbesondere innerhalb einer mobilen Messvorrichtung verwendet werden können.In a particularly advantageous embodiment, the radiation source, the optical device and the detection device are integrated in a measuring device, so that they can be used as a closed structural unit, in particular within a mobile measuring device.

Dabei ist es in jedem Fall günstig, wenn zudem eine Steuerungselektronik zum Betrieb des Halbleiterlasers in die Messvorrichtung integriert ist. Hierdurch können die Analysevorgänge unabhängig von sonstigen Geräten allein mittels der Messvorrichtung durchgeführt werden.It is advantageous in any case, if in addition a control electronics for the operation of the semiconductor laser is integrated into the measuring device. As a result, the analysis processes can be carried out independently of other devices solely by means of the measuring device.

Vorteilhafterweise ist ferner ein mit der Detektionseinrichtung verbundenes elektronisches Auswertungsmodul in die Messvorrichtung integriert, wodurch nach Abschluss eines Analysevorgängers auch die Auswertung des Ergebnisses unabhängig von sonstigen Geräten durchgeführt werden kann.Advantageously, an electronic evaluation module connected to the detection device is further integrated into the measuring device, whereby after completion of an analysis predecessor, the evaluation of the result can be carried out independently of other devices.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Messvorrichtung als tragbares Handgerät mit einer Steuerungseingabe und einer Datenausgabe ausgebildet, so dass die Messvorrichtung auch in mobiler Ausführungsform als abgeschlossene und unabhängige Einheit verwendet werden kann.In a further advantageous embodiment, the measuring device is designed as a portable handheld device with a control input and a data output, so that the measuring device can be used in a mobile embodiment as a self-contained and independent unit.

Hierbei ist es günstig, wenn die Steuerungseingabe und die Datenausgabe durch einen berührungsempfindlichen Bildschirm gebildet sind, um eine besonders kompakte Ausbildung der Messvorrichtung und eine benutzerfreundliche Steuerung sowie Auswertung zu ermöglichen.In this case, it is favorable if the control input and the data output are formed by a touch-sensitive screen in order to allow a particularly compact design of the measuring device and a user-friendly control and evaluation.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Wasseranalyseanordnung sind die Strahlungsquelle, die optische Einrichtung und die Detektionseinrichtung in ein Computergerät, wie beispielsweise einen PC, einen Tabletcomputer oder ein Smartphone integriert. Insbesondere bei Anbringung der Wasseranalyseanordnung auf einer Platine, die in ein handelsübliches Computergerät nachträglich einetzbar ist, kann somit ein besonders kostengünstiges System zur Analyse von Wasserproben bereitgestellt werden.In a particularly advantageous embodiment of the water analysis arrangement, the radiation source, the optical device and the detection device are integrated in a computer device, such as a PC, a tablet computer or a smartphone. In particular, when attaching the water analysis arrangement on a board, which is subsequently used in a commercially available computer device, thus a particularly cost-effective system for the analysis of water samples can be provided.

Alternativ hierzu sind die Strahlungsquelle, die optische Einrichtung und die Detektionseinrichtung in eine Inline-Messanlage für die stationäre Überprüfung der Wasserqualität eines Schwimmbades oder eines Teiches integriert, wodurch die Wasseranalyseanordnung für die permanente Überwachung der betreffenden Wasserqualität verwendet werden kann.Alternatively, the radiation source, the optical device and the detection device are integrated into an in-line measuring device for stationary water quality testing of a swimming pool or a pond, whereby the water analysis device can be used for the permanent monitoring of the relevant water quality.

Dabei ist es günstig, wenn die Inline-Messanlage mit einer Dosiervorrichtung für die Abgabe von Behandlungsmitteln verbunden ist, die in Abhängigkeit von den durch die Wasseranalyseanordnung ermittelten Signalen gesteuert werden kann. Auf diese Weise können die mittels der Wasseranalyseanordnung ermittelten Signale der Wasserprobe direkt zur Einstellung eines gewünschten Größenwertes oder Größenwertbereiches des betreffenden Parameters genutzt werden.It is advantageous if the inline measuring system is connected to a metering device for the delivery of treatment agents, which can be controlled in dependence on the signals determined by the water analysis arrangement. In this way, the signals of the water sample determined by means of the water analysis arrangement can be used directly for setting a desired size or size range of the relevant parameter.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Wasseranalyseanordnung sind die Strahlungsquelle, die optische Einrichtung und die Detektionseinrichtung in ein tragbares Messmodul integriert, das eine Schnittstelle für die Verbindung mit einem elektronischen Gerät aufweist. Das elektronische Gerät kann dabei insbesondere durch ein handelsübliches Computergerät, wie einen PC, ein Tablet oder ein Smartphone gebildet sein. Auf diese Weise kann die Anordnung zur modulartigen Erweiterung eines bereits vorhandenen elektronischen Gerätes verwendet werden, wobei die Steuerungseingabe und/oder eine Datenausgabe des Computergerätes zur Steuerung und zur Ergebnisausgabe der durchzuführenden Analysen genutzt werden können.In a further advantageous embodiment of the water analysis arrangement, the radiation source, the optical device and the detection device are integrated in a portable measurement module which has an interface for connection to an electronic device. The electronic device can be formed in particular by a commercially available computer device, such as a PC, a tablet or a smartphone. In this way, the arrangement for the modular expansion of an existing electronic device can be used, wherein the control input and / or a data output of the computer device for Control and results output of the analyzes to be performed can be used.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Messmodul mit einem elektronischen Gerät verbindbar ist, auf dem wenigstens ein Applikationsprogramm für den Betrieb des Halbleiterlasers und/oder für die Verarbeitung der mittels der Detektionseinrichtung ermittelten Signale gespeichert ist. Hierdurch können alle für den Betrieb der Wasseranalyseanordnung benötigten elektronischen Steuerungsmittel auf einem handelsüblichen Computer zur Verfügung gestellt werden, wodurch die eigentliche Messvorrichtung besonders kostengünstig hergestellt werden kann.Moreover, it is advantageous if the measuring module can be connected to an electronic device on which at least one application program for the operation of the semiconductor laser and / or for the processing of the signals determined by means of the detection device is stored. As a result, all the electronic control means required for the operation of the water analysis arrangement can be made available on a commercially available computer, whereby the actual measuring device can be manufactured in a particularly cost-effective manner.

Vorteilhafterweise kann das Messmodul dabei über eine elektronische Steckverbindung mit dem als Computer ausgebildeten elektronischen Gerät verbunden werden, um eine stabile physische und elektronische Verbindung zwischen diesem und dem Messmodul zu gewährleisten. Dadurch können beide Geräte als bauliche Einheit gehandhabt werden.Advantageously, the measuring module can be connected via an electronic plug-in connection with the computer designed as electronic device to ensure a stable physical and electronic connection between this and the measuring module. As a result, both devices can be handled as a structural unit.

Alternativ hierzu ist das Messmodul über eine kabellose Verbindung mit dem elektronischen Gerät beziehungsweise dem Computer verbindbar, um beispielsweise ein stationär angebrachtes Messmodul nur bedarfsweise zur Steuerung und/oder zur Auswertung einer durchgeführten Analyse mit dem elektronischen Gerät verbinden zu können.Alternatively, the measuring module via a wireless connection to the electronic device or the computer is connected to connect, for example, a stationary mounted measuring module only as needed for control and / or evaluation of a conducted analysis with the electronic device.

Ferner wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Durchführung einer Wasseranalyse mit einer Wasseranalyseanordnung in einer der genannten Ausführungsformen gelöst, bei der in einem ersten Schritt eine zu untersuchende Wasserprobe in der Probenaufnahme aufgenommen wird. In einem zweiten Schritt wird die Wasserprobe seitens der Strahlungsquelle über eine optische Einrichtung mit einer Infrarotstrahlung beaufschlagt und in einem dritten Schritt wird dann wenigstens ein Signal der Wasserprobe, das durch die Infrarotstrahlung erzeugt und beispielsweise wiederum über die optischen Einrichtung abgegeben wird, mittels der Detektionseinrichtung ermittelt. In einem vierten Schritt wird das wenigstens eine ermittelte Signal mit einem Referenzdatensatz verglichen, der zu einem zu untersuchenden Parameter hinterlegt ist. Dabei wird das wenigstens eine ermittelte Signal einem Größenwert/Größenwertbereich zugeordnet. In einem fünften Schritt wird der zugeordnete Größenwert/Größenwertbereich an der Datenausgabe ausgegeben. Durch eine derartige Vorgehensweise ist es möglich, die zu untersuchende Wasserprobe ohne Vorbehandlung, insbesondere ohne Beaufschlagung mit Reagenzien, in die Probenaufnahme einzugeben und zu analysieren. Hierdurch ist eine besonders schnelle und einfache Analyse der Wasserprobe möglich.Furthermore, the stated object is achieved by a method for carrying out a water analysis with a water analysis arrangement in one of the aforementioned embodiments, in which, in a first step, a water sample to be examined is taken up in the sample receiver. In a second step, the water sample is exposed to an infrared radiation from the radiation source via an optical device, and in a third step at least one signal of the water sample, which is generated by the infrared radiation and, for example, emitted again via the optical device, is detected by the detection device , In a fourth step, the at least one determined signal is compared with a reference data record which is stored for a parameter to be examined. In this case, the at least one detected signal is assigned to a size value / size value range. In a fifth step, the assigned size value / size value range is output at the data output. Such a procedure makes it possible to enter and analyze the water sample to be examined without pretreatment, in particular without exposure to reagents, in the sample receptacle. This makes a particularly quick and easy analysis of the water sample possible.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn vor dem ersten Schritt der Referenzdatensatz mittels mehrerer Kalibrierungsproben mit bekannten Größenwerten/Größenwertbereichen des zu ermittelnden Parameters erstellt und hinterlegt wird, wodurch die Größenwerte/Größenwertbereich besonders exakt aus den ermittelten Signalen abgeleitet werden können.It is advantageous if, before the first step, the reference data record is created and stored by means of a plurality of calibration samples having known size values / size value ranges of the parameter to be determined, as a result of which the size values / size value range can be derived particularly accurately from the determined signals.

Ferner ist es günstig, wenn in Abhängigkeit des ermittelten Größenwertes/Größenwertbereiches eine Wasserbehandlungseinrichtung gesteuert wird, wodurch ein gewünschter Größenwert/Größenwertbereich direkt mittels der Analyseergebnisse eingestellt werden kann.Furthermore, it is favorable if, depending on the ascertained size value / size value range, a water treatment device is controlled, as a result of which a desired size value / size value range can be set directly by means of the analysis results.

Vorteilhafterweise wird in Abhängigkeit des ermittelten Größenwertes/Größenwertbereich wenigstens eine Behandlungsmaßnahme an der Ausgabeeinrichtung angezeigt. Auf diese Weise erhält der Benutzer der Wasseranalysevorrichtung neben den Ergebnissen des jeweiligen Analysevorganges zusätzlich auch eine Information hinsichtlich der möglichen zu ergreifenden Maßnahmen zur Einstellung eines geeigneten Wertes des betreffenden Parameters.Advantageously, at least one treatment measure is displayed on the output device as a function of the ascertained size value / size value range. In this way, the user of the water analysis device in addition to the results of the respective analysis process additionally receives information regarding the possible action to be taken to set an appropriate value of the parameter in question.

In den Figuren ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Wasseranalyseanordnung,
  • 2 eine Ansicht einer Messvorrichtung mit einer integrierten Wasseranalyseanordnung gemäß 1,
  • 3 eine Ansicht eines Computergerätes mit einer integrierten Wasseranalyseanordnung gemäß 1,
  • 4 eine Ansicht einer inline-Messanlage mit einer integrierten Wasseranalyseanordnung gemäß 1,
  • 5 eine Ansicht eines an einem elektronischen Gerät anbringbaren Messmoduls mit einer integrierten Wasseranalyseanordnung gemäß 1,
  • 6 eine Ansicht des Messmoduls gemäß 5 mit einer alternativ ausgeformten Schnittstelle,
  • 7 eine Ansicht des Messmoduls gemäß 5 mit einer weiteren alternativ ausgeformten Schnittstelle und
  • 8 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Durchführung einer Wasseranalyse mittels der Wasseranalyseanordnung gemäß 1.
In the figures, an exemplary embodiment of the invention is shown. Show it:
  • 1 a view of a water analysis arrangement according to the invention,
  • 2 a view of a measuring device with an integrated water analysis according to 1 .
  • 3 a view of a computer device with an integrated water analysis arrangement according to 1 .
  • 4 a view of an in-line measuring system with an integrated water analysis arrangement according to 1 .
  • 5 a view of attachable to an electronic device measuring module with an integrated water analysis arrangement according to 1 .
  • 6 a view of the measuring module according to 5 with an alternatively shaped interface,
  • 7 a view of the measuring module according to 5 with another alternatively formed interface and
  • 8th a flow diagram of a method according to the invention for carrying out a water analysis by means of the water analysis arrangement according to 1 ,

1 zeigt eine Wasseranalyseanordnung 2 mit einem Lager 4, an dem eine Strahlungsquelle 6, eine optische Einrichtung 10, die im Wesentlichen aus einem Kristall 8 besteht, sowie eine Detektionseinrichtung 12 gehalten sind. Die Strahlungsquelle 6 weist dabei einen Halbleiterlaser 14, wie insbesondere einen Quantenkaskadenlaser auf, mittels dem ein Laserlicht L erzeugt werden kann. Das Laserlicht L liegt dabei bevorzugterweise im Bereich von Infrarotstrahlung und ist auf den Kristall 8 gerichtet. 1 shows a water analysis arrangement 2 with a warehouse 4 at which a radiation source 6 , an optical device 10 which essentially consists of a crystal 8th consists, as well as a detection device 12 are held. The radiation source 6 has a semiconductor laser 14 , in particular a quantum cascade laser, by means of which a laser light L can be generated. The laser light L is preferably in the range of infrared radiation and is on the crystal 8th directed.

Der Kristall 8 bildet an einer oberen Seite 16 eine Probenaufnahme 18, an der eine Wasserprobe 20 aufgenommen werden kann, die beispielsweise aus einem Schwimmbecken oder einem Teich entnommen ist. Durch die Beaufschlagung des Kristalls 8 und der daran angeordneten Wasserprobe 20 mit dem Laserlicht L können hierbei Signale S erzeugt werden, wie insbesondere optische Signale So, akustische Signale Sa oder thermische Signale St.The crystal 8th forms on an upper side 16 a sample holder 18 , at a water sample 20 can be taken, which is taken for example from a swimming pool or a pond. By the impingement of the crystal 8th and the water sample arranged thereon 20 with the laser light L can signal here S are generated, in particular optical signals So , acoustic signals Sat. or thermal signals St ,

Um die durch die Strahlungsquelle 6 hervorgerufenen Signale So, Sa, St erfassen zu können, weist die Detektionseinrichtung 12 optische, akustische und/oder thermische Sensormittel Do, Da, Dt auf. Diese sind wiederum mit einer Auswertungselektronik AE verbunden, die beispielsweise ein Speichermodul 22 aufweist. In diesem Speichermodul 22 sind mehrere Referenzdatensätze R1, R2, R3 gespeichert, die jeweils hinsichtlich eines zu untersuchenden Parameters der Wasserprobe 18 eine Signalcharakteristik bezüglich eines der Signale S abbilden. Der betreffende Parameter kann dabei eine physikalische, chemische und/oder biologische Eigenschaft oder Größe sein. Ferner kann der Parameter einen Nachweis-/Konzentrationswert eines Inhaltsstoffes und/oder eines Organismus bilden. Vorzugsweise ist der zu analysieren Parameter aus den Werten für aktives Chlor, Cyanursäure, pH, Wasserhärte, Nitrat oder Phosphat ausgewählt.To the by the radiation source 6 caused signals So . Sat. . St to be able to detect, has the detection device 12 optical, acoustic and / or thermal sensor means do . There . dt on. These are in turn with an evaluation electronics AE connected, for example, a memory module 22 having. In this memory module 22 are several reference records R1 . R2 . R3 stored, each with respect to a parameter to be examined the water sample 18 a signal characteristic with respect to one of the signals S depict. The relevant parameter can be a physical, chemical and / or biological property or size. Furthermore, the parameter may form a detection / concentration value of an ingredient and / or an organism. Preferably, the parameter to be analyzed is selected from the values of active chlorine, cyanuric acid, pH, water hardness, nitrate or phosphate.

Zur Steuerung der Strahlungsquelle 6 ist ferner eine Steuerungselektronik SE vorgesehen. Sowohl die Steuerungselektronik SE als auch die Auswertungselektronik AE können dabei ebenfalls am Lager 4 gehalten sein, wie in 1 dargestellt.For controlling the radiation source 6 is also an electronic control system SE intended. Both the control electronics SE as well as the evaluation electronics AE can also be in stock 4 be held as in 1 shown.

2 zeigt die Wasseranalyseanordnung 2 bei Verwendung in einer beispielsweise als tragbares Handgerät ausgeführten Messvorrichtung 24, wobei die Wasseranalyseanordnung 2 in einem Gehäuse 26 der Messvorrichtung 24 angeordnet ist. Die Steuerungselektronik SE und die Auswertungselektronik AE sind bei dieser Ausführungsform nicht am Lager 4 der Wasseranalyseanordnung 2, sondern an einem Elektronikmodul 26 der übrigen Messvorrichtung 24 vorgesehen. Zudem weist die Messvorrichtung eine Steuerungseingabe 28 und eine Datenausgabe 30 auf, die beide beispielhaft durch ein berührungsempfindliches Display 32 generiert werden. 2 shows the water analysis arrangement 2 when used in a measuring device designed, for example, as a portable hand-held device 24 , wherein the water analysis arrangement 2 in a housing 26 the measuring device 24 is arranged. The control electronics SE and the evaluation electronics AE are not in stock in this embodiment 4 the water analysis arrangement 2 but on an electronics module 26 the rest of the measuring device 24 intended. In addition, the measuring device has a control input 28 and a data output 30 on, both exemplified by a touch-sensitive display 32 to be generated.

In der Ausführungsform nach 3 ist die Wasseranalyseanordnung 2 in einen vorzugsweise tragbares Computergerät 34, wie beispielsweise einen PC, einen Tabletcomputer oder ein Smartphone, integriert. Hierzu ist die Wasseranalyseanordnung 2 zusammen mit der Auswertungselektronik AE und der Steuerungselektronik SE beispielsweise auf einer Platine 36 angebracht, die als nachrüstbares elektronisches Bauteil in ein Computergehäuse 38 des Computergerätes 34 eingebaut werden kann. Als Steuerungseingabe 28 und Datenausgabe 30 können hierbei das Display und die Tastatur des Computergerätes 34 verwendet werden, die auch hier beispielhaft durch ein berührungsempfindlich ist Display 32 des Computergerätes generiert werden. Alternativ hierzu kann selbstverständlich auch jede andere bekannte und geeignete Computertastatur und -Anzeige verwendet werdenIn the embodiment according to 3 is the water analysis arrangement 2 in a preferably portable computer device 34 , such as one PC , a tablet computer or a smartphone, integrated. This is the water analysis arrangement 2 together with the evaluation electronics AE and the control electronics SE, for example, on a circuit board 36 attached as a retrofittable electronic component in a computer case 38 of the computer device 34 can be installed. As control input 28 and data output 30 This can be the display and the keyboard of the computer device 34 which is also exemplified by a touch-sensitive display 32 generated by the computing device. Alternatively, of course, any other known and suitable computer keyboard and display can be used

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Wasseranalyseanordnung 2 in eine Inline-Messanlage 40 integriert ist. Diese weist eine Dosiervorrichtung 42 auf, mittels der die gesteuerte Abgabe von Behandlungsmitteln 44 in eine wasserführende Leitung 46 erfolgt. Hierzu kann das zu analysieren Wasser aus der Leitung 46 entnommen und über ein steuerbares erstes Ventil 48 einem Analyseraum 50 zugeleitet werden, der an der Probenaufnahme 18 ausgebildet ist In Abhängigkeit des Ergebnisses einer mittels der Wasseranalyseanordnung 2 vorgenommenen Analyse kann dabei die Abgabe der Behandlungsmittel 44 in die wasserführende Leitung 46 über ein zweites Ventil 52 gesteuert werden, das an der Dosiervorrichtung 42 vorgesehen ist. 4 shows a further embodiment of the invention, wherein the water analysis arrangement 2 in an inline measuring system 40 is integrated. This has a metering device 42 on, by means of the controlled release of treatment agents 44 in a water-bearing pipe 46 he follows. This can be analyzed by water from the pipe 46 removed and via a controllable first valve 48 an analysis room 50 be fed to the sample holder 18 is formed depending on the result of one by means of the water analysis arrangement 2 In this case, the analysis performed can be the delivery of the treatment agent 44 into the water-bearing pipe 46 via a second valve 52 be controlled, the at the metering device 42 is provided.

In den weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß der 5-7 sind der Halbleiterlaser 14, die optische Einrichtung 10 und die Detektionseinrichtung 12 jeweils innerhalb eines tragbaren Messmoduls 54 angeordnet. Das Messmodul 54 kann dabei jeweils mit einem elektronischen Gerät 56, insbesondere einem handelsüblichen Computer, wie beispielsweise in Form eines PCs, Tabletcomputers oder Smartphones, verbunden werden. Hierzu weist das Messmodul 54 eine an das elektronische Gerät 56 angepasste Schnittstelle 58 zur elektronischen Verbindung auf, die durch einen Stecker 60 gemäß 5, ein Anschlusskabel 62 gemäß 6 oder ein kabelloses Verbindungsmodul 64, wie beispielsweise ein W-LAN-, Bluetooth- oder sonstiges Funkmodul gebildet sein kann.In the further embodiment of the invention according to the 5-7 are the semiconductor laser 14 , the optical device 10 and the detection device 12 each within a portable measurement module 54 arranged. The measuring module 54 can each with an electronic device 56 , in particular a commercially available computer, such as in the form of a personal computer, tablet computer or smartphone, are connected. For this purpose, the measuring module 54 one to the electronic device 56 adapted interface 58 to the electronic connection, through a plug 60 according to 5 , a connection cable 62 according to 6 or a wireless connection module 64 how, for example, a W-LAN, Bluetooth or other radio module can be formed.

In allen Ausführungsformen können dabei die Steuerungselektronik SE und/oder die Auswertungselektronik AE am Messmodul 54 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann zumindest eines dieser Elektronikbauteile auch in eine Computerelektronik 66 des elektronischen Gerätes 56 integriert sein. Hierfür kann in den 5 bis 7 dargestellt, beispielsweise ein Applikationsprogramm AP in einem Speichermodul der Computerelektronik 66 gespeichert sein, mittels dem diese zur programmtechnischen Umsetzung der Auswertungselektronik AE und/oder der Steuerungselektronik SE eingerichtet wird.In all embodiments, while the control electronics SE and / or the evaluation electronics AE on the measuring module 54 be provided. Alternatively or in addition thereto, at least one of these electronic components can also be used in computer electronics 66 of the electronic device 56 be integrated. For this purpose can in the 5 to 7 represented, for example, an application program AP in a memory module of the computer electronics 66 be stored by means of this for the program implementation of the evaluation electronics AE and / or the control electronics SE is set up.

Die Durchführung der Wasseranalyse mittels der Wasseranalyseanordnung 2 wird dabei in jedem Fall wie folgt durchgeführt:Carrying out the water analysis by means of the water analysis device 2 is always carried out as follows:

In einem ersten Schritt S1 wird die zu untersuchende Wasserprobe 20 in der Probenaufnahme 18 aufgenommen. In einem zweiten Schritt S2 wird das Laserlicht L des Halbleiterlesers 14 auf den Kristall 8 gerichtet, wobei er über diesen die Wasserprobe 20 im Infrarotbereich beaufschlagt. Hierdurch werden Signale S erzeugt, die beispielsweise wiederum über den Kristall 8 abgegeben und mittels der Detektionseinrichtung 12 in einem dritten Schritt S3 detektiert und an die Auswertungselektronik AE signalisiert werden. Hier erfolgt in einem vierten Schritt der Abgleich der ermittelten Signale mit den hinterlegten Referenzdatensätzen R1, R2, R3, die jeweils hinsichtlich eines zu untersuchenden Parameters eine Signalcharakteristik abbilden. Hierdurch können die ermittelten Signale jeweils einem Größenwert/Größenwertbereich des Parameters zugeordnet werden. In einem fünften Schritt erfolgt dann die Ausgabe des ermittelten Größenwertes oder Größenwertbereiches an der Datenausgabe 30.In a first step S1 becomes the water sample to be examined 20 in the sample holder 18 added. In a second step S2 becomes the laser light L of the semiconductor reader 14 on the crystal 8th directed, passing over this the water sample 20 applied in the infrared range. This will be signals S generated, for example, in turn, over the crystal 8th delivered and by means of the detection device 12 in a third step S3 detected and to the evaluation electronics AE be signaled. Here, in a fourth step, the comparison of the determined signals with the stored reference data records R1 . R2 . R3 which each map a signal characteristic with respect to a parameter to be examined. In this way, the determined signals can each be assigned to a size value / size value range of the parameter. In a fifth step, the output of the ascertained size value or size value range then takes place at the data output 30 ,

Vor der Durchführung dieses Analyseverfahrens können die Referenzdatensätze R1, R2, R3 mittels mehrerer Kalibrierungsproben erstellt und abgespeichert werden, die hinsichtlich des zu ermittelnden Parameters jeweils einen Bekannten Größenwert oder Größenwertbereich aufweisen, wie beispielsweise eine bestimmte Konzentration.Before carrying out this analysis procedure, the reference data sets R1 . R2 . R3 are created and stored by means of several calibration samples, which each have a known size value or size range in terms of the parameter to be determined, such as a certain concentration.

Nach der Ermittlung des Größenwertes/Größenwertbereiches des gewünschten Parameters kann der ermittelte Wert zusätzlich zur Steuerung einer Wasserbehandlungseinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Werte verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann in Abhängigkeit des ermittelten Größenwertes/Größenwertbereiches zudem wenigstens eine Behandlungsmaßnahme an der Ausgabeeinrichtung angezeigt werden.After determining the size value / size value range of the desired parameter, the determined value can additionally be used to control a water treatment device as a function of the determined values. Alternatively or additionally, depending on the determined size value / size value range, at least one treatment measure can also be displayed on the output device.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015100395 A1 [0004]DE 102015100395 A1 [0004]

Claims (23)

Wasseranalyseanordnung (2) für eine Spektroskopie-basierte Detektion und/oder Messung mindestens eines Parameters einer Wasserprobe (20) mit einer Strahlungsquelle (6), einer von der Strahlungsquelle (6) beaufschlagbaren optischen Einrichtung (10) und einer Probenaufnahme (18) für die Aufnahme der Wasserprobe (20), sowie mit einer gegenüber diesen stabil gelagerten Detektionseinrichtung (12) für die Detektion wenigstens eines an der Wasserprobe (20) erzeugbaren Signals (So; Sa; St), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (6) einen Halbleiterlaser (14) aufweist.Water analysis arrangement (2) for a spectroscopy-based detection and / or measurement of at least one parameter of a water sample (20) with a radiation source (6), an optical device (10) which can be acted upon by the radiation source (6) and a sample receiver (18) for the Receiving the water sample (20) and with a detection device (12) stably mounted thereon for the detection of at least one signal (So, Sa, St) which can be generated on the water sample (20), characterized in that the radiation source (6) is a semiconductor laser (14). Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Halbleiterlasers (14) Laserlicht (L) erzeugbar ist, das im Bereich von Infrarotstrahlung liegt.Water analysis arrangement after Claim 1 , characterized in that by means of the semiconductor laser (14) laser light (L) can be generated, which is in the range of infrared radiation. Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterlaser (14) durch einen Quantenkaskadenlaser gebildet ist.Water analysis arrangement after Claim 1 or 2 , characterized in that the semiconductor laser (14) is formed by a quantum cascade laser. Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (10) einen Kristall (8) aufweist und die Probenaufnahme (18) an einer Seite (16) des Kristalls (8) vorgesehen ist.Water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the optical device (10) comprises a crystal (8) and the sample holder (18) on one side (16) of the crystal (8) is provided. Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (12) optische Sensormittel (Do), akustische Sensormittel (Da) und/oder thermische Sensormittel (Dt) aufweist.Water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the detection device (12) comprises optical sensor means (Do), acoustic sensor means (Da) and / or thermal sensor means (Dt). Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermodul (22) vorgesehen ist, in dem hinsichtlich des wenigstens einen erzeugbaren Signals (So; Sa; St) zu wenigstens einem zu untersuchenden Parameter ein Referenzdatensatz (R1; R2; R3) hinterlegt ist.Water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that a memory module (22) is provided, in which with respect to the at least one producible signal (So; Sa; St) to at least one parameter to be examined, a reference data set (R1; R2; R3) is deposited. Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine zu untersuchende Parameter durch eine physikalische, chemische und/oder biologische Eigenschaft und/oder einen Nachweis-/Konzentrationswert eines Inhaltsstoffes und/oder eines Organismus gebildet ist.Water analysis arrangement after Claim 6 , characterized in that the at least one parameter to be examined is formed by a physical, chemical and / or biological property and / or a detection / concentration value of an ingredient and / or an organism. Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (10) und die Detektionseinrichtung (12) gemeinsam mit dem Halbleiterlaser (14) in eine Messvorrichtung (24) integriert sind.Water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the optical device (10) and the detection device (12) are integrated together with the semiconductor laser (14) in a measuring device (24). Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Steuerungselektronik (SE) zum Betrieb des Halbleiterlasers (14) in die Messvorrichtung (24) integriert ist.Water analysis arrangement after Claim 8 , characterized in that further comprises a control electronics (SE) for operating the semiconductor laser (14) in the measuring device (24) is integrated. Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein mit der Detektionseinrichtung (12) verbundenes elektronisches Auswertungsmodul (AE) in die Messvorrichtung (24) integriert ist.Water analysis arrangement after Claim 8 or 9 , characterized in that further connected to the detection device (12) electronic evaluation module (AE) in the measuring device (24) is integrated. Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (24) als tragbares Handgerät mit einer Steuerungseingabe (28) und einer Datenausgabe (30) ausgebildet ist.Water analysis arrangement according to one of Claims 8 to 9 , characterized in that the measuring device (24) is designed as a portable handheld device with a control input (28) and a data output (30). Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseingabe (28) und die Datenausgabe (30) durch ein berührungsempfindliches Display (32) gebildet sind.Water analysis arrangement after Claim 11 , characterized in that the control input (28) and the data output (30) are formed by a touch-sensitive display (32). Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (6), die optische Einrichtung (10) und die Detektionseinrichtung (12) in ein Computergerät (34) integriert sind.Water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the radiation source (6), the optical device (10) and the detection device (12) are integrated in a computer device (34). Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (6), die optische Einrichtung (10) und die Detektionseinrichtung (12) in eine inline-Messanlage (40) integriert sind.Water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the radiation source (6), the optical device (10) and the detection device (12) in an in-line measuring system (40) are integrated. Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die inline-Messanlage (40) mit einer Dosiervorrichtung (42) für die Abgabe von Behandlungsmitteln (44) verbunden ist, die in Abhängigkeit von den durch die Detektionseinrichtung (12) ermittelten Signalen (So, Sa, St) steuerbar ist.Water analysis arrangement after Claim 14 , characterized in that the inline measuring system (40) with a metering device (42) for the delivery of treatment agents (44) is connected, in response to the detected by the detection device (12) signals (So, Sa, St) controllable is. Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (6), die optische Einrichtung (10) und die Detektionseinrichtung (12) in ein tragbares Messmodul (54) integriert sind, das eine Schnittstelle (58) für die Verbindung mit einem elektronischen Gerät (56) aufweist.Water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the radiation source (6), the optical device (10) and the detection device (12) are integrated in a portable measuring module (54) having an interface (58) for connection to an electronic device (56) , Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (54) mit einem Computer verbindbar ist, auf dem wenigstens ein Applikationsprogramm (AP) für den Betrieb des Halbleiterlasers (14) und/oder für die Verarbeitung der seitens der Detektionseinrichtung (12) ermittelten Signale (So, Sa, St) gespeichert ist.Water analysis arrangement after Claim 16 , characterized in that the measuring module (54) is connectable to a computer, on which at least one application program (AP) for the operation of the semiconductor laser (14) and / or for the processing of the detection means (12) detected signals (So, Sa, St) is stored. Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (54) über einen elektronischen Stecker (60) mit dem Computer verbindbar ist.Water analysis arrangement after Claim 17 , characterized in that the measuring module (54) via an electronic plug (60) is connectable to the computer. Wasseranalyseanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (54) über eine kabellose Verbindung mit dem Computer verbindbar ist.Water analysis arrangement after Claim 17 , characterized in that the measuring module (54) via a wireless connection to the computer is connectable. Verfahren zur Durchführung einer Wasseranalyse mit einer Wasseranalyseanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei in einem ersten Schritt (S1) die zu untersuchende Wasserprobe (20) in der Probenaufnahme (18) aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt (S2) die Wasserprobe (20) seitens der Strahlungsquelle (6) mit einer Infrarotstrahlung beaufschlagt wird, in einem dritten Schritt (S3) das wenigstens eine durch die Infrarotstrahlung erzeugte Signal (So; Sa; St) mittels der Detektionseinrichtung (12) ermittelt wird, in einem vierten Schritt (S4) das wenigstens eine ermittelte Signal (So; Sa; St) mit einem Referenzdatensatz (R1; R2; R3) verglichen und einem Größenwert/Größenwertbereich eines zu untersuchenden Parameters zugeordnet werden. in einem fünften Schritt (S5) der zugeordnete Größenwert/Größenwertbereich an der Datenausgabe (30) ausgegeben wird.A method for carrying out a water analysis with a water analysis arrangement according to one of Claims 1 to 19 wherein in a first step (S1) the water sample (20) to be examined is taken up in the sample receiver (18), characterized in that in a second step (S2) the water sample (20) is irradiated by the radiation source (6) with infrared radiation In a third step (S3), the at least one signal generated by the infrared radiation (So; Sa; St) is determined by the detection device (12), in a fourth step (S4) the at least one determined signal (So; St) are compared with a reference data set (R1; R2; R3) and assigned to a size value / size value range of a parameter to be examined. in a fifth step (S5) the assigned size value / size value range is output at the data output (30). Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Schritt (S1) der Referenzdatensatz (R1; R2; R3) mittels mehrerer Kalibrierungsproben mit bekannten Größenwerten/Größenwertbereichen des zu analysierenden Parameters erstellt und hinterlegt wird.Method according to Claim 20 , characterized in that prior to the first step (S1), the reference data set (R1; R2; R3) is created and stored by means of a plurality of calibration samples having known size values / size value ranges of the parameter to be analyzed. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des ermittelten Größenwertes/Größenwertbereiches eine Wasserbehandlungseinrichtung gesteuert wird.Method according to Claim 20 or 21 , characterized in that a water treatment device is controlled as a function of the determined size value / size value range. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des ermittelten Größenwertes/Größenwertbereiches wenigstens eine Behandlungsmaßnahme an der Ausgabeeinrichtung angezeigt wird.Method according to Claim 20 or 21 , characterized in that depending on the determined size value / size value range at least one treatment measure is displayed on the output device.
DE102017127665.3A 2017-11-23 2017-11-23 Water analysis arrangement and method for its operation Ceased DE102017127665A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017127665.3A DE102017127665A1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Water analysis arrangement and method for its operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017127665.3A DE102017127665A1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Water analysis arrangement and method for its operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017127665A1 true DE102017127665A1 (en) 2019-05-23

Family

ID=66336070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017127665.3A Ceased DE102017127665A1 (en) 2017-11-23 2017-11-23 Water analysis arrangement and method for its operation

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017127665A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8445841B2 (en) * 2011-01-04 2013-05-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Method and apparatus for a mid-infrared (MIR) system for real time detection of petroleum in colloidal suspensions of sediments and drilling muds during drilling operations, logging and production operations
DE102014108424B3 (en) * 2014-06-16 2015-06-11 Johann Wolfgang Goethe-Universität Non-invasive substance analysis
DE102015100395A1 (en) 2014-02-03 2015-08-06 Bürkert Werke GmbH Spectrometer and fluid analysis system
WO2017097276A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 Diamontech Gmbh Apparatus and method for analyzing a material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8445841B2 (en) * 2011-01-04 2013-05-21 Exxonmobil Research And Engineering Company Method and apparatus for a mid-infrared (MIR) system for real time detection of petroleum in colloidal suspensions of sediments and drilling muds during drilling operations, logging and production operations
DE102015100395A1 (en) 2014-02-03 2015-08-06 Bürkert Werke GmbH Spectrometer and fluid analysis system
DE102014108424B3 (en) * 2014-06-16 2015-06-11 Johann Wolfgang Goethe-Universität Non-invasive substance analysis
WO2017097276A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 Diamontech Gmbh Apparatus and method for analyzing a material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2767835B1 (en) Method for checking an analytical instrument
DE102011118619A1 (en) Apparatus and method for detecting growth processes and simultaneous measurement of chemical-physical parameters
DE102012217419B4 (en) Analysis method for X-ray diffraction measurement data
DE102010041523A1 (en) Method for operating a measuring device with at least one probe, which has at least one ion-selective electrode
DE102008058132A1 (en) Apparatus and method for evaluating and evaluating a test strip
EP2295953A1 (en) Device for measuring substance concentrations in solutions on the basis of a fluorescence measurement
DE102014226451A1 (en) Gemstone identification method and device
DE102013108556A1 (en) Method and analyzer for determining the chemical oxygen demand of a fluid sample
DE102017126612A1 (en) Measuring device for analyzing a measuring medium
EP2226630B1 (en) Method for determining a status indicator of a water analysis device
DE102015220322B4 (en) Method and device for the automated determination of the quantification limit and the relative error in the quantification of the concentration of a substance to be examined in a measurement sample
WO2003098174A1 (en) Method and device for conducting the spectral differentiating, imaging measurement of fluorescent light
DE102005003441A1 (en) Arrangement and method for compensating the temperature dependence of detectors in spectrometers
EP3880842B1 (en) Method and device for analyzing biological material
DE102017210700A1 (en) Method for automated quantification of an analyte and NMR measuring device for carrying out the method
DE102017127665A1 (en) Water analysis arrangement and method for its operation
EP2887054A1 (en) Measurement method for an optochemical sensor
DE102013017148B4 (en) Liquid analysis method and analysis kit
DE102012108620A1 (en) Method for determining the path length of a sample and validation of the measurement obtained therewith
EP2594601A1 (en) Optode
DE102017201680A1 (en) Calibration method and measurement and analysis method
DE102013114481A1 (en) Sensor arrangement and method for determining an orthophosphate content of a liquid
WO2003079030A1 (en) Method for characterizing a highly parallelized liquid handling technique using microplates and test kit for carrying out the method
DE102016208967A1 (en) Photometer with quantitative volume detection
DE10140945B4 (en) Method for measuring the concentration of several gas components in a gas sample

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: WACKER, JOST, DIPL.-ING., DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final