Low-cost on-line and in-line spectral sensors based on...

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G - Physics

01

N

G01N 21/27 (2006.01) G01J 3/28 (2006.01) G01J 3/443 (2006.01) G01N 21/64 (2006.01) G01N 21/05 (2006.01) G01N 21/41 (2006.01) G01N 33/28 (2006.01)

Patent

CA 2463151

A series of optical spectral sensors is based on a combination of solid-state sources and detectors housed within an integrated package that includes the interfacing optics and acquisition and processing electronics. Spectral selectivity is provided by the solid-state source(s) thereby eliminating the need for expensive spectral selection components. The spectral response covers the range from the visible (400 nm) to the mid-infrared (25,000 nm/25.0 ~m), as defined by the availability of suitable low-cost solid-state source devices. A refractive optical system (44) is employed, primarily in an internal reflection mode, allowing a selection of sample handling tools, including internal reflectance and transmittance. A secondary channel allowing for light scattering or fluorescence methods is an option. The targeted applications of the sensors are for lubricants and functional fluids in the heavy equipment, automotive and transportation industries. A source reference channel is included to provide measurement stability and temperature compensation.

L'invention concerne une série de capteurs spectraux optiques s'appuyant sur une combinaison de sources (illumination) et de détecteurs transistorisés logée dans un progiciel intégré qui comprend les dispositifs optiques d'interfaçage ainsi que des dispositifs électroniques d'acquisition et de traitement. L'invention porte sur l'aspect bas prix, la fabrication du capteur s'appuyant sur les techniques favorisant la production de masse. Le choix des matériaux et des composants vise à favoriser une fabrication de capteurs à bas prix et en grande quantité. La sélectivité spectrale est assurée par la(les) source(s) transistorisée(s), ce qui élimine le besoin de composants de sélection spectraux onéreux. La réponse spectrale englobe la gamme allant du visible (400 nm) à l'infrarouge moyen (25 000 nm/25,0 µm), telle que définie par la disponibilité de dispositifs appropriés de sources transistorisées à bas prix. Un système optique de réfraction est utilisé, essentiellement en mode de réflexion interne, ce qui permet une sélection d'outils de manipulation d'échantillon, y compris, et sans s'y limiter, la réflectance et la transmittance internes. En option, une voie annexe permet la dispersion lumineuse ou des procédés de fluorescence. Les applications cibles des dispositifs de détection portent sur les lubrifiants et les liquides fonctionnels dans les équipements lourds, les industries automobiles et des transports. L'invention concerne également une voie de référence source permettant d'assurer la stabilité des mesures et la compensation des températures.

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