BRPI0613864A2 - aparelho para análise de espectro eletromagnético ou ótica, especificamente análise fotométrica, espectrofotométrica ou de imagem - Google Patents

Abstract

APARELHO PARA ANáLISE DE ESPECTRO ELETROMAGNéTICO OU óTICA, ESPECIFICAMENTE ANáLISE FOTOMéTRICA, ESPECTROFOTOMéTRICA OU DE IMAGEM. A presente invenção refere-se a um aparelho para a análise de espectro eletromagnético ou ótica de um material a ser analisado que está localizado dentro de um espaço de produto, tal como um recipiente ou tubo, especificamente para a análise fotométrica, espectrofotométrica ou de imagem de pó, de material bruto, grânulos e similares, o qual está provido com uma sonda de medição a qual está disposta dentro de um alojamento e está provida com pelo menos um elemento de medição de radiação ou de luz, uma janela de medição, a qual está disposta no percurso dos raios em uma parede do alojamento, e com pelo menos um elemento de detecção para a análise. A sonda de medição é formada e guiada deslocável na direção axial de tal modo que pelo menos parte do alojamento no qual a janela de medição está localizada entra através de uma abertura no espaço de produto no qual o material a ser analisado está localizado, para a análise. A pelo menos uma janela de medição está disposta em pelo menos uma sub-região da parede circunferencial do alojamento. Uma tampa de vedação está localizada entre uma face de extremidade dianteira do alojamento e a janela de medição disposta na parede circunferencial, cuja tampa de vedação está pelo menos parcialmente ainda na região da abertura (5) no espaço de produto (3), e conseqúentemente cobre a abertura (5), em uma posição recuada da sonda de medição na qual a janela de medição está fora do espaço de produto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHOPARA ANÁLISE DE ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO OU ÓTICA, ES-PECIFICAMENTE ANÁLISE FOTOMÉTRICA, ESPECTROFOTOMÉTRICAOU DE IMAGEM".

A invenção refere-se a um aparelho para a análise de espectroeletromagnético ou ótica de um material a ser analisado que está localizadodentro de um espaço de produto, tal como um recipiente ou tubo, especifi-camente para a análise fotométrica, espectrofotométrica ou de imagem depó, de material bruto, grânulos e similares, com uma sonda de medição aqual está disposta dentro de um alojamento, com pelo menos um elementode medição de radiação ou de luz, uma janela de medição a qual está dis-posta no percurso dos raios em uma parede do alojamento, e com pelo me-nos um elemento de detecção para a análise, a sonda de medição sendoformada e guiada deslocável na direção axial de tal modo que pelo menosparte do alojamento no qual a janela de medição está localizada entra atra-vés de uma abertura no espaço de produto no qual o material a ser analisa-do está localizado, para a análise. A invenção também refere-se a um méto-do para a análise de um material a ser analisado que está localizado dentrode um espaço de produto.

É conhecido da Patente U.S. Número 6.873.409 B1 analisar acomposição, a densidade, o conteúdo de umidade e similares de um materi-al a ser analisado por análise ou espectrofotométrica em reflexão ou transre-flexão por meio de uma sonda de medição a qual é introduzida no interior deum recipiente com o dito material. As áreas de utilização para este são porexemplo os misturadores, os secadores, os dispositivos de granulação, osreatores, os pulverizadores, os revestidores e similares, especificamente naindústria farmacêutica. De acordo com a técnica anterior, a sonda de medi-ção com os seus elementos de medição e de detecção dispostos dentro deum alojamento tem uma janela de medição a qual está disposta na extremi-dade dianteira extrema da sonda de medição ou do alojamento da sonda demedição. A luz conseqüentemente radia na direção axial, na direção da son-da. Ali, a luz é refletida em partículas, por exemplo, e a luz que não é absor-vida é refletida de volta para a sonda de medição.

Também conhecida é a utilização de uma esfera de integração,conhecida como esfera de Ulbricht, para propósitos de análise. A esfera deUlbricht é utilizada para uma medição de reflexão espectral sobre espécimessólidos ou líquidos. Isto envolve uma luz de uma fonte de luz sendo passadapor uma janela de vidro de quartzo ótico para dentro da esfera de Ulbricht. Oespécime a ser medido é difusamente iluminado e a reflexão total medida,ou diretamente iluminado e uma reflexão difusa detectada. A luz refletida édirecionada através de uma fibra de vidro adicional para um espectrômetrode fibra ótica para uma avaliação espectral. A própria esfera de Ulbricht éuma esfera oca, a superfície interna da qual consiste em um material difu-samente e altamente refletivo. Por múltiplas reflexões dentro da esfera, aesfera opera ou como um emissor ou um detector com uma característica deLambert.

No caso de disposições conhecidas, a medição é executada du-rante o processo através de uma janela de medição. No entanto, isto envol-ve o problema de que, dependendo do material a ser analisado, a janela demedição muito rapidamente torna-se manchada ou coberta com partículasdo processo ou embaça. A limpeza da sonda de medição localizada dentrodo recipiente é extremamente difícil, em alguns casos até impossível. Seuma sonda de medição a qual entra em uma abertura do recipiente e medeaxialmente na direção longitudinal da sonda de medição for utilizada, a jane-la de medição pode somente ser limpa removendo ou desinstalando a sondade medição, ou alternativamente por uma lavagem sendo executada após oprocesso de produção se a sonda de medição permanecer dentro do recipi-ente. A limpeza durante o processo não é possível sem interrompê-lo.

Como uma técnica anterior adicional, referência é feita à PatenteU.S. Número 6.058.776 e Patente U.S. Número 5.591.907.

A presente invenção está baseada no objeto de prover umasonda de medição do tipo mencionado no início a qual permite que a sonda,especificamente a janela ou janelas de medição, seja limpa em um modosimples mesmo durante o processo de produção.De acordo com a invenção, este objeto é conseguido por pelomenos uma janela de medição estando disposta em pelo menos uma sub-região da parede circunferencial do alojamento, e por uma tampa de veda-ção estando localizada entre uma face de extremidade dianteira do aloja-mento e a janela de medição disposta na parede circunferencial, cuja tampade vedação está pelo menos parcialmente ainda na região da abertura noespaço de produto, e conseqüentemente cobre a abertura, em uma posiçãorecuada da sonda de medição na qual a janela de medição está fora do es-paço de produto.

A disposição da janela de medição na parede circunferencial e atampa de vedação disposta de acordo com a invenção tem o efeito de que émeramente necessário recuar o alojamento com a sonda de medição da a -bertura do recipiente através da qual o alojamento com a sonda de mediçãoé empurrado até o ponto em que a janela de medição fique fora do espaçode produto, mas ao mesmo tempo a tampa de vedação fique ainda dentro, edeste modo vede a abertura. Nesta posição, é então possível em um modovantajoso que a janela de medição seja limpa sem nenhum problema, a serpreciso sem que o processo que está acontecendo dentro do espaço deproduto seja interrompido, se a tampa de vedação formar uma vedação cor-respondente em relação ao interior do espaço de produto. Subseqüentemen-te, o alojamento com a sonda de medição com os seus elementos de medi-ção e de detecção pode ser baixado novamente através da abertura para ointerior do espaço de produto, após o que medições e análises adicionaispodem ser executadas.

Em um refinamento muito vantajoso da invenção, pode ser pro-vido que um dispositivo de lavagem para a limpeza de pelo menos a janelade medição da sonda de medição na posição recuada da sonda de mediçãoseja provido.

O dispositivo de lavagem de acordo com a invenção permite queo alojamento da sonda de medição, especificamente a região com a janelade medição, seja limpo.

Em uma forma de construção para isto, pode ser provido que odispositivo de lavagem tenha uma câmara de meio de lavagem, a qual estádisposta em um espaço intermediário entre o alojamento e uma guia pelomenos na região da janela de medição, a câmara de meio de lavagem es-tando provida com pelo menos uma entrada de fluxo e pelo menos uma saí-da de fluxo para o meio de lavagem.

Em um refinamento vantajoso adicional, pode ser provido que aguia esteja provida com pelo menos uma conexão de gás para alimentar umgás seco para o interior da guia cilíndrica. O gás seco pode ser utilizado paraa secagem do exterior do alojamento, especificamente a região com a janelade medição, após a sua limpeza, antes que a sonda de medição seja rein-troduzida no interior do espaço de produto.

Em um desenvolvimento, pode também ser provido que a pres-são de gás no interior da guia seja verificada por um dispositivo de teste depressão de gás. Deste modo, os vazamentos tanto para o exterior quantopara o interior do espaço de produto podem ser estabelecidos. Especifica-mente, deste modo a funcionalidade de uma peça de vedação entre a sondade medição ou o alojamento da sonda de medição e o recipiente ou a guiafechada, por exemplo uma guia cilíndrica, pode ser verificada.

Em um refinamento muito vantajoso de acordo com a invenção,pode ser provido que, com uma alimentação axial da radiação ou da luz nointerior do alojamento, pelo menos um dispositivo de deflexão de feixe sejaprovido, o que causa uma deflexão do feixe ou da luz em uma direção radial,de modo que o material a ser analisado seja correspondentemente irradiadoatravés da janela de medição disposta na parede circunferencial e os raiosrefletidos são detectados novamente através da janela e subseqüentemente,após uma deflexão renovada, pode ser conduzido para fora novamente dasonda de medição para análise ou avaliação.

Uma ampla variedade de dispositivo é possível como o dispositi-vo de deflexão de feixe. Em um modo simples, um ou mais espelhos podemestar providos para este propósito, distribuídos sobre a circunferência, dis-postos e formados em um modo dependente do comprimento circunferencialda janela ou janelas de medição. Similarmente, uma formação como umapirâmide ou um cone ou um cone truncado é também possível. Deste modo,um número de superfícies de espelho é obtido. Se uma pirâmide de quatro,seis ou oito lados for utilizada, as possibilidades de executar um número demedições ou análises com diferentes parâmetros em conjunto com um nú-mero correspondente de janelas de medição são obtidas como uma vanta-gem adicional. Para este propósito, é então meramente necessário tambémprover um número correspondente de elementos de detecção, tais como porexemplo guias de recebimento de luz.

Uma vantagem considerável adicional do modo no qual a sondade medição está formada de acordo com a invenção, e o modo no qual ajanela de medição está disposta, é que é conseqüentemente também possí-vel executar uma referenciação, por exemplo um balanço de branco ou al-gumas outras calibrações, durante a medição. Para este propósito, é mera-mente necessário mover o alojamento com a sonda de medição parcialmen-te para fora do espaço de produto por uma quantidade correspondente, apóso que as calibrações ou as medições de referência correspondentes podemser executadas através da janela de medição por elementos de referênciae/ou teste dispostos em uma guia para o alojamento.

Além disso, o aparelho de acordo com a invenção também per-mite a disposição de várias guias de transmissão e de recepção de luz emdiferentes disposições de medição e a sua utilização com diferentes méto-dos de medição.

Além disso, deste modo existe a possibilidade de executar asverificações funcionais sem que a sonda de medição precise ser desinstalada.

Com a aparelho de acordo com a invenção, virtualmente todosos métodos de medição conhecidos podem ser executados por uma disposi-ção correspondente de guias de luz, tal como por exemplo a reflexão / re-missão ou transreflexão (UV, VIS, NIR, IR), fluorescência ou fluorescênciainduzida a laser (LIF), bio ou quimioluminescência ou espectroscopia deRaman. Similarmente, uma espectroscopia de rompimento induzido a laser(LIBS) ou uma disposição de dois feixes com o retorno do sinal de referênciaé possível.

Além disso, o aparelho de acordo com a invenção pode tambémser utilizado para a medição de temperatura, se por exemplo um elementode medição de temperatura o qual está conectado na sonda de medição ounos detectores de recepção está disposto dentro da tampa de vedação. Des-te modo, as medições de temperatura são também possíveis no espaço deproduto para o material de espécime.

Na própria sonda de medição, uma ampla variedade de elemen-tos e disposições de transmissão e de detecção pode estar acomodada.Neste aspecto, os elementos de transmissão / detecção podem ser similaresou diferentes, para permitir que diferentes análises sejam executadas.

Em um refinamento adicional da invenção, pode também estarprovido que o dispositivo de deflexão de feixe, por exemplo um corpo de es-pelho, seja girado ou articulado durante a aplicação. Deste modo é possívelpor exemplo que uma maior área seja coberta no recipiente.

Uma vantagem adicional do aparelho de acordo com a invençãoé que, dependendo do seu comprimento, a sonda de medição pode tambémser introduzida em qualquer comprimento desejado dentro do recipiente como produto localizado no mesmo. Deste modo é possível que medições emdiferentes profundidades de entrada para um perfil correspondente do con-teúdo total sejam obtidas. Com as medições em diferentes profundidades, épossível por exemplo que os processos de mistura, secagem, granulação erevestimento sejam monitorados e/ou analisados ainda melhor.

Além disso, é também possível através da janela ou janelas demedição não somente executar uma medição em toda a volta de 360°, mastambém executar medições segmentadas. Por exemplo, no caso de umadistribuição homogênea do espécime, um aspecto característico do produtoque está sendo analisado pode ser medido sobre um segmento em umcomprimento de onda específico, enquanto que outra propriedade do produ-to é medida ou analisada sobre outra região segmentada, possivelmente umdiferente comprimento de onda. Similarmente, é possível por exemplo traba-lhar em uma região segmentada com luz visível, de modo a medir a cor, en-quanto que por exemplo a fluorescência ou o NIR (quase infravermelho) émedida em outra região segmentada. Isto significa que é possível trabalharcom o mesmo ou diferentes métodos de medição nas regiões segmentadasindividuais a serem medidas que são formadas pelas janelas de medição, efazer isto em uma operação, ou com uma única inserção da sonda de medi-ção no espaço de produto.

As modalidades exemplares da invenção serão abaixo descritasem princípio com base no desenho, no qual:

Figura 1 mostra o aparelho de acordo com a invenção em cortecom parte do recipiente;

Figura 2 mostra um corte transversal através da sonda de medi-ção;

Figura 3 mostra uma representação ampliada de uma unidadede guia de luz de transmissão / recepção de acordo com o detalhe "X" dafigura 2;

Figura 4 mostra um corte transversal através da sonda de medi-ção com outra disposição de unidades de guia de luz de transmissão e derecepção;

Figura 5 mostra um corte transversal adicional através da sondade medição com uma multiplicidade de unidades de guia de luz de transmis-são / recepção;

Figura 6 mostra a diferença como mostrado na figura 1 com umalojamento recuado ou empurrado para trás com a sonda de medição emuma posição de medição / referência e limpeza para a janela de medição;

Figura 7 mostra uma vista plana de um dispositivo de deflexãode feixe na forma de uma pirâmide;

Figura 8 mostra um aparelho de acordo com a invenção, similarao aparelho mostrado na figura 1, com representação de um sistema de lim-peza; e

Figura 9 mostra um aparelho que corresponde ao aparelho mos-trado na figura 8, a sonda de medição sendo recuada ainda adicionalmente.

O aparelho representado na figura 1 tem uma sonda de medição2 com um alojamento 1, os quais estão providos com vários dispositivos pa-ra a análise de espectro eletromagnético ou ótica de material a ser analisadoque está localizado dentro de um espaço de produto, por exemplo um recipi-ente 3. Neste aspecto, o termo "análise ótica" refere-se também à utilizaçãode luz não visível. Do recipiente 3, somente um detalhe e uma parte de suaparede 4 com uma abertura 5 está representado. Ao contrário de um recipi-ente 3, um tubo ou um tanque como tubo ou qualquer outra forma pode tam-bém ser provido como o espaço de produto. A abertura 5 está vedada emrelação ao exterior por uma guia, por exemplo uma guia cilíndrica 6, e umanel de vedação 7, o qual está disposto na parede de extremidade dianteirada guia cilíndrica 6. A guia cilíndrica 6 ao mesmo tempo também representauma guia para o alojamento 1, e conseqüentemente para a sonda de medi-ção 2. O alojamento 1 e guia cilíndrica 6 estão cilindricamente formados e asonda de medição 2 é deslocável juntamente com o alojamento 1 na direçãoaxial em relação à guia cilíndrica 6, por meio de que pode ser introduzido nointerior do recipiente 3.

Em princípio, a construção da sonda de medição 2 é de um tipoconhecido, por cuja razão somente as partes que são importantes para in-venção estão abaixo descritas em mais detalhes.

Na figura 1, uma conexão 8 para uma guia de luz de transmis-são e uma conexão 9 para uma guia de luz de recepção está apresentada.Além disso, se necessário, uma conexão 10 para um sensor de temperaturapode também estar provida. As conexões 8, 9 e 10 estão conectadas em ummodo conhecido em uma unidade de teste e avaliação (não representada).

Dispostas no interior da sonda de medição 2 estão, por exemplo,um número de guias de luz de transmissão 11, dispostas distribuídas sobrea circunferência, e uma ou mais guias de luz de recepção 12. Neste caso,cada guia de luz pode ser necessário também compreender uma combina-ção de um número de guias de luz ou ser um feixe de guias de luz, de modoa executar os vários métodos de medição conhecidos, tais como por exem-plo, Raman, fluorescência, LIF ou LIBS. Dependendo do projeto das guiasde luz, várias combinações de métodos de medição com diferentes configu-rações de guia de luz podem também ser executados, tal com por exemploas medições em reflexão e medições de fluorescência. Se apropriado, paraeste propósito as guias de luz associadas estão acopladas em detectorescorrespondentes (não representados).

Na região dianteira do alojamento 1 da sonda de medição 2, en-trando no recipiente 3, uma ou mas janelas de medição 13 estão dispostasna parede circunferencial do alojamento 1. Se a janela de medição 13 es-tender-se em uma forma anular sobre a circunferência inteira do alojamento1, as medições de 360° são possíveis. Para ser utilizado como o materialpara a janela de medição ou janela 13 é um material o qual é resistente a ummeio agressivo, tal como por exemplo a safira ou o quartzo. Para uma termi-nação de extremidade do alojamento 1, a janela ou janelas de medição 13 éou são unidas por uma tampa de vedação 14, a qual está conectada com umefeito de vedação na janela ou janelas de medição 13 e no restante do alo-jamento 1 em um modo não representado em mais nenhum detalhe, de mo-do que a vedação em relação ao interior da sonda de medição 2 seja provi-da. Um parafuso rosqueado central 15 (não representa em mais nenhumdetalhe) com elementos de vedação pode estar provida por exemplo como afixação. Se necessário, um sensor de temperatura 16 pode também estardisposto dentro da tampa de vedação 14, de modo a medir a temperatura nointerior do recipiente 3 com o material a ser analisado.

Para a deflexão dos raios gerados pela guia ou guias de luz detransmissão 11, um dispositivo de deflexão de radiação na forma de espe-lhos de deflexão 17 está disposto na região da janela ou janelas de medição13. Os espelhos de deflexão 17 podem estar alinhados por exemplo de talmodo que estes fiquem distribuídos na circunferência em um ângulo de 45°para o eixo geométrico longitudinal da sonda de medição 2 e do alojamento1, de modo que os raios axialmente incidentes sejam defletidos em uma di-reção radial e deste modo possam emergir radialmente da janela ou janelasde medição 13, e conseqüentemente o material a ser analisado pode sercorrespondentemente analisado. Os espelhos de deflexão 17 também ser-vem ao mesmo tempo para defletir as radiações refletidas no interior do re-cipiente e valores medidos adicionais, os quais são retornados através daguia ou guias de luz 12 para a avaliação unitária (não representada).

Ao invés de um número de espelhos dispostos distribuídos sobrea circunferência, uma unidade de espelho na forma de um cone, na forma deum cone truncado ou na forma de uma pirâmide pode também ser utilizada,correspondendo às superfície de espelho 17a sendo providas, com repre-sentado por exemplo na vista plana de uma pirâmide 18 de acordo com afigura 7. Se um número de janelas de medição 13 ou uma janela de medição13 a qual estende-se sobre 360° é ou são utilizados, uma combinação dediferentes métodos de medição pode ser executada em conjunto com umnúmero de espelhos 17 ou superfícies de espelho 17a, se um número cor-respondente de guias de luz de recepção 12 for provido.

O elemento de medição central representado na Figura 2 poderepresentar uma guia de luz de transmissão ou guia de luz de recepção 12ou em cada caso uma multiplicidade destas. O mesmo aplica-se às guias deluz de transmissão 11 dispostas distribuídas sobre a circunferência, seis porexemplo, as quais podem do mesmo modo compreender uma combinaçãode guias de luz de transmissão 11 e guias de luz de recepção 12.

Mostrada por exemplo neste aspecto na figura 3 está uma re-presentação ampliada de tal unidade individual de acordo com a ampliaçãodo detalhe "X" na figura 2, do mesmo modo compreendendo por exemploseis guias de luz de transmissão 11 e uma guia de luz de recepção central12. Aqui, também, uma ampla variedade de combinações é possível. Simi-larmente, uma disposição e distribuição uniformes de guias de luz de trans-missão 11 e de guias de luz de recepção 12 são possíveis. O mesmo tam-bém aplica-se a uma diferente distribuição do total de sete unidades que es-tão representadas na figura 2.

Na figura 4 está mostrado um projeto simples de uma sonda demedição 2 com uma guia de luz de recepção central 12 e duas guias de luzde transmissão 11 dispostas diametralmente opostas. As duas guias de luzdiametralmente opostas podem do mesmo modo ter em cada caso um nú-mero de guias de luz de transmissão 11 e de guias de luz de recepção 12.A figura 5 mostra um projeto com uma multiplicidade de guias deluz de transmissão 11 e de guias de luz de recepção 12. Como pode ser vis-to, as guias de luz de transmissão e de recepção 11,12 podem estar dispos-tas alternativamente em um anel ou - como representado - em um númerode anéis, ou então alternativamente em uma fila.

Se apropriado, o número de guias de luz de transmissão 11 po-de também superar o número de guias de luz de recepção 12, de modo aassegurar uma iluminação adequada de uma área de medição.

O alojamento 1 com a sonda de medição 2 pode entrar no interi-or do recipiente 3 continuamente ou em incrementos. A figura 1 mostra aposição da sonda de medição 2 durante os métodos de medição, enquantoque a figura 6 representa uma posição na qual a sonda de medição 2 estálocalizada em uma posição introduzida, na qual a limpeza da janela de me-dição 13 acontece por um dispositivo de lavagem 19 (não representado emmais nenhum detalhe), do qual um meio de lavagem é introduzido na regiãoda janela de medição 13 e também descarregado novamente das mesmasatravés de um ou mais canais 20 dispostos dentro da guia cilíndrica 6.

Como pode ser visto da comparação das figuras 1 e 6, a limpezada janela ou janelas de medição 13 pode também ser executada durante ocurso do processo normalmente em prosseguimento, já que a vedação daabertura 5 continua a ser efetuada pela tampa de vedação 14 disposta sobrea face de extremidade do alojamento 1 em conjunto com o anel de vedação7 como um elemento de vedação. Por outro lado, como um resultado, a re-gião da janela ou janelas de medição 13 está fora do recipiente 3 e podedeste modo ser limpa.

Ao mesmo tempo, na posição de acordo com a figura 6 é possí-vel se for necessário também executar métodos de medição adicionais comum material de referência específico, por exemplo, por um dispositivo de ba-lanço de branco 21. Para este propósito, um elemento de calibração padrãode branco pode estar provido por exemplo, um sensor idêntico ou diferenteem uma segunda posição de calibração que executa uma comparação comum elemento de calibração de padrão preto. Similarmente, é também possí-vel com um dispositivo de calibração 22, o qual correspondentemente nãoestá representado em mais nenhum detalhe e, em um modo similar ao dis-positivo de balanço de branco 21, está disposto dentro da guia cilíndrica 6,para executar as operações de calibração que não são explicadas em maisnenhum detalhe. Em princípio, no entanto, tais métodos de medição e ope-rações de calibração são geralmente conhecidos.

O aparelho representado em corte longitudinal na figura 8 é emprincípio da mesma construção que o aparelho acima descrito. Por esta ra-zão, os mesmos números de referência também foram mantidos para asmesmas peças.

Na figura 8, o sistema de limpeza está representado em maisdetalhes no estado que este assume na posição recuada da sonda de medi-ção 2, que corresponde à Figura 6. Como pode ser visto, à parte da sua fun-ção de vedação, a peça de vedação 7, a qual está disposta no recipiente 4dentro da guia cilíndrica 6 e limita circunferencialmente a abertura 5, nestecaso também representa um anel raspador. O produto do interior do recipi-ente que adere na parede externa do alojamento 1 é deste modo raspado dapeça de vedação 7, formada como um anel raspador, durante a retração dasonda de medição 2.

Como pode ser visto, nesta posição a janela de medição 13 estáfora do recipiente 3. Entre o alojamento 1 da sonda de medição 2 e a paredeinterna da guia cilíndrica 6 existe um espaço intermediário 23. A guia cilíndri-ca 6 está provida com uma entrada de fluxo 24 e um retorno 25 para o meiode lavagem, as aberturas da entrada de fluxo 24 e do retorno 25 projetando-se dentro do espaço de cilindro 23. O meio de lavagem, por exemplo umlíquido de lavagem, é alimentado, de preferência sob pressão, de um dispo-sitivo de lavagem através da entrada de fluxo 24 (vide também a figura 6),por meio de que a superfície de janela da janela de medição 13 pode serlimpa.

Além disso, o espaço intermediário 23 pode estar conectado a-través de uma conexão de pressão 26 em uma fonte de ar comprimido 27.Alimentando adicionalmente o ar comprimido no espaço intermediário 23,uma secagem pode ser conseguida após a limpeza da janela de medição 13e da área restante do alojamento 1. Se, além disso, existir também uma co-nexão para um dispositivo de teste de pressão de gás 28, um teste de pres-são do espaço intermediário 23 quanto à integridade da vedação entre a pe-ça de vedação 7 e uma vedação traseira 29 pode também ser executado aomesmo tempo que a secagem.

Da figura 8 pode também ser visto em princípio uma fonte de luz30, a qual está conectada nas guias de luz de transmissão 11, representa-das em princípio nas figuras 1 e 6.

Um coletor de fibra ótica 31 pode estar provido para receber aluz ou os raios retornados através das guias de luz de recepção 12.

Ao invés de um dispositivo de deflexão de luz, por exemplo oespelho de deflexão 17 representado, as guias de luz de transmissão 11 eas guias de luz de recepção 12 podem também ser defletidas em suas dire-ções axiais para uma direção radial, ou obliquamente, em suas regiões infe-riores, isto é, na região da janela de medição 13, que direciona uma trans-missão adicional dos raios ou da luz e também uma recepção direta aconte-ce (ver representação em linhas tracejadas respectivamente de uma guia deluz de transmissão e uma guia de luz de transmissão). Também representa-do na figura 8 está um atuador 32, por meio do qual a sonda de medição 2pode ser introduzida no recipiente 3 e também parcialmente ou totalmenteremovida novamente do mesmo.

É desnecessário dizer que é também possível executar aindamétodos de teste e de medição adicionais na posição recuada sem inter-romper a operação normal do processo. O mesmo também aplica-se a umalimpeza adicional e/ou operações de reparo no alojamento 1 ou na ou sobrea sonda de medição 2 e suas peças individuais.

Por exemplo, pode ser provido que a sonda de medição 2 jun-tamente com o alojamento 1 seja adicionalmente recuada pelo atuador 32,como representado na figura 9. Pode ser visto que deste modo a abertura 5no interior do recipiente 3 pode conseqüentemente ser descoberta e a tampade vedação 14 fique localizada na região da entrada de fluxo 24 no espaçointermediário 23, através do qual a lavagem acontece. Nesta posição, atampa de vedação 14 pode conseqüentemente também ser limpa sobre asua parede circunferencial e também no seu lado inferior. Do mesmo modo,é também possível lavar ou limpar o interior do recipiente 3. Para este pro-pósito, pode também ser provido que o lado inferior da tampa de vedação14, o qual está direcionado para o interior do recipiente, seja formado demodo que este seja arredondado ou uniforme na forma de um cone (viderepresentação em linhas tracejadas na figura 9). Deste modo, existe umadeflexão do jato de meio de lavagem, e conseqüentemente uma melhor in-trodução no interior do recipiente 3. Mais ainda, no seu lado que faceia apeça de vedação 7, o alojamento 1 pode estar provido com um chanfro, pormeio disto provendo uma pequena folga entre a peça de vedação 7 e o alo-jamento 1, o que provê uma maior velocidade do fluido de limpeza e pormeio disto um melhor resultado de limpeza. Para este propósito, também ocone acima descrito pode ser utilizado. É desnecessário dizer que a guiacilíndrica 6 não precisa ser circularmente formada, mas se for necessáriopode também ter - visto em corte transversal - uma forma oval, poligonal ouqualquer outra forma.

Conseqüentemente, na posição recuada da sonda de medição2, os testes de sistema podem ser executados em conformidade com os pa-drões de teste geralmente conhecidos. À parte da calibração, as verificaçõesde sistema são conseqüentemente também possíveis e, à parte da limpeza,a secagem da sonda de medição 2 ou do alojamento 1 é também possível.

O aparelho acima descrito é também útil para a medição de ta-manho de partícula, especificamente para a medição de tamanho de partícu-la ótica.

Claims (39)

1. Aparelho para a análise de espectro eletromagnético ou óticade um material a ser analisado que está localizado em um espaço de produ-to, tal como um recipiente ou tubo, especificamente para a análise fotométri-ca, espectrofotométrica ou de imagem de pó, de material bruto, grânulos esimilares, com uma sonda de medição a qual está disposta dentro de umalojamento, com pelo menos um elemento de medição de radiação ou deluz, uma janela de medição a qual está disposta no percurso dos raios emuma parede do alojamento, e com pelo menos um elemento de detecçãopara a análise, a sonda de medição sendo formada e guiada deslocável nadireção axial de tal modo que pelo menos parte do alojamento no qual a ja-nela de medição está localizada entra através de uma abertura no espaço deproduto no qual o material a ser analisado está localizado, para a análise,caracterizado pelo fato de que pelo menos uma janela de medição (13) estádisposta em pelo menos uma sub-região da parede circunferencial do aloja-mento (1), e em que uma tampa de vedação (14) está localizada entre umaface de extremidade dianteira do alojamento (1) e a janela de medição (13)disposta na parede circunferencial, cuja tampa de vedação está pelo menosparcialmente ainda na região da abertura (5) no espaço de produto (3), econseqüentemente cobre a abertura (5), em uma posição recuada da sondade medição (2) na qual a janela de medição (13) está fora do espaço de pro-duto (3).

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que, em uma posição recuada da sonda de medição (2), a tampa devedação (14) representa uma vedação para o recipiente (3).

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o alojamento (1) da sonda de medição (2) é axialmente des-locável dentro de uma guia, especificamente uma guia cilíndrica (6), a qualpode estar posicionada dentro da abertura (5) do espaço de produto (3) ou aqual faz parte do espaço de produto (3).

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que a guia (6) está provida com uma peça de vedação (7), a qualinterage com a janela de medição (13) e/ou a tampa de vedação (14) do alo-jamento (1).

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que a peça de vedação (7) está formada como um anel raspador.

6. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac-terizado pelo fato de que um dispositivo de lavagem (19) para limpar pelomenos a janela de medição (13) da sonda de medição (2) na posição recua-da da sonda de medição (2) está provido.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que o dispositivo de lavagem (19) tem uma câmara de meio de lava-gem (23), a qual está disposta dentro de um espaço intermediário entre oalojamento (1) e a guia (6) pelo menos na região da janela de medição, acâmara de meio de lavagem (23) estando provida com pelo menos uma en-trada de fluxo (24) e pelo menos uma saída de fluxo (25) para o meio de Ia-vagem.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que, para a limpeza da tampa de vedação (14) ou do interior do es-paço de produto (3), a sonda de medição (2) pode ser empurrada para umaposição na qual existe uma conexão entre a câmara de meio de lavagem(23) e o espaço de produto (3).

9. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, carac-terizado pelo fato de que a guia (6) está provida com pelo menos uma cone-xão de gás (26) para alimentar um gás seco para o interior da guia cilíndrica(6).

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pe-lo fato de que a guia (6) está provida com um dispositivo de teste de pressãode gás (28) para um teste de pressão de gás para o interior da guia (6).

11. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, ca-racterizado pelo fato de que elementos de referência e/ou de teste estãodispostos dentro da guia (6).

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que pelo menos um elemento de referência para um padrão debranco está provido.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que, como elementos de teste, pelo menos um dispositivo decalibração está provido.

14. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, ca-racterizado pelo fato de que, como um elemento de medição, pelo menosuma guia de luz de transmissão (11) está provida.

15. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, ca-racterizado pelo fato de que, como um elemento de detecção, pelo menosuma guia de luz de recepção (12) está provida.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que, um feixe de guias de luz de recepção (12) está provido.

17. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, ca-racterizado pelo fato de que as guias de luz de transmissão e de recepção(11,12) axialmente alimentadas são respectivamente defletidas pelo menosaproximadamente em uma direção radial na direção da janela de medição(13) na sua região dianteira, que faceia o espaço de produto (3).

18. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, ca-racterizado pelo fato de que pelo menos um dispositivo de deflexão de feixeestá disposto na região da janela de medição (13) no interior do alojamento(1).

19. Aparelho de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de que pelo menos um espelho (17) está provido como o dispositi-vo de deflexão de feixe, disposto de tal modo que a luz ou a radiação axial-mente incidente possa ser defletida pelo menos aproximadamente em umadireção radial.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato de que um número de espelhos (17) dispostos distribuídos sobre acircunferência está provido.

21. Aparelho de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que pelo menos um espelho (17) tem pelo menos aproximada-mente a forma de uma pirâmide ou cone com um número de superfícies deespelho (17a).

22. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 21, ca-racterizado pelo fato de que o dispositivo de deflexão de feixe está formadode modo que este possa ser girado ou articulado.

23. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 22, ca-racterizado pelo fato de que a sonda de medição (2) disposta dentro do alo-jamento (1) está formada dentro da guia cilíndrica (6) de modo que esta pos-sa entrar no interior do recipiente (3) continuamente ou em incrementos.

24. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato de que as análises podem ser executadas com a sonda de medi-ção (2) em cada caso em diferentes profundidades de entrada no interior doespaço de produto (3).

25. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 24, ca-racterizado pelo fato de que a janela de medição (13) está formada de safiraou quartzo.

26. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 25, ca-racterizado pelo fato de que o número de janelas de medição (13) está dis-posto distribuído sobre a parede circunferencial do alojamento.

27. Aparelho de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que as análises podem ser executadas segmentadamente atra-vés das janelas de medição (13).

28. Aparelho de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato de que as análises segmentadas podem ser executadas com baseno mesmo ou diferentes métodos de medição.

29. Aparelho de acordo com uma das reivindicações 1 a 28, ca-racterizado pelo fato de que a sonda de medição (2) está provida com umelemento de medição de temperatura (16).

30. Método para a análise de espectro eletromagnético ou óticade um material a ser analisado que está localizado em um espaço de produ-to, tal como um recipiente ou tubo, especificamente para a análise fotométri-ca, espectrofotométrica ou de imagem de pó, de material bruto, grânulos esimilares, com uma sonda de medição a qual está disposta dentro de umalojamento, com pelo menos um elemento de medição de radiação ou deluz, com pelo menos uma janela de medição a qual está disposta no percur-so dos raios em uma parede do alojamento, e com pelo menos um elementode detecção para a análise, a sonda de medição entrando através de umaabertura no interior do espaço de produto no qual o material a ser analisadoestá localizado, após o que medições são executadas através da janela demedição, caracterizado pelo fato de que a medição é executada através dapelo menos uma janela de medição (13) disposta em pelo menos uma sub-região da parede circunferencial do alojamento (1), após o que a sonda demedição (2) é recuada da abertura (5) do recipiente (3) até o ponto em que ajanela de medição (13) fica fora do espaço do produto (3) em uma posiçãode limpeza.

31. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pe-lo fato de que, com a retração parcial da sonda de medição (2) do espaço deproduto (3), o alojamento (1) da sonda de medição (2) é guiado além de umanel raspador como uma peça de vedação (7).

32. Método de acordo com a reivindicação 30 ou 31, caracteri-zado pelo fato de que, para a limpeza de pelo menos a janela de medição(13) da sonda de medição (2), um meio de limpeza é introduzido em um es-paço intermediário entre a guia (6) e o alojamento (1) da sonda de medição(2).

33. Método de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pe-lo fato de que, para a limpeza da vedação (14) e/ou do interior do espaço deproduto (3), a sonda de medição (2) é empurrada para um posição na qualexiste uma conexão entre a câmara de meio de lavagem (23) e o espaço deproduto (3).

34. Método de acordo com uma das reivindicações 30 a 33, ca-racterizado pelo fato de que uma calibração é executada na posição recuadada sonda de medição (2).

35. Método de acordo com uma das reivindicações 31 a 34, ca-racterizado pelo fato de que um gás seco é introduzido no interior da guiacilíndrica (6) na posição recuada da sonda de medição (2).

36. Método de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pe-lo fato de que a pressão de gás do gás seco no interior da guia cilíndrica (6)é monitorada.

37. Método de acordo com uma das reivindicações 30 a 36, ca-racterizado pelo fato de que as medições são executadas em diferentes pro-fundidades de entrada da sonda de medição (2) no interior espaço de produ-to (3).

38. Método de acordo com uma das reivindicações 30 a 37, ca-racterizado pelo fato de que as medições são executadas em regiões seg-mentadas através de um número de janelas de medição (13) dispostas dis-tribuídas sobre a parede circunferencial do alojamento (1).

39. Método de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pe-lo fato de que diferentes métodos de medição são utilizados em pelo menosalgumas das regiões segmentadas.