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1. WO2017016851 - SPEKTROSKOPISCHES MESSGERÄT

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Spektroskopisches Messgerät

Die Erfindung betrifft ein spektroskopisches Messgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Herkömmliche spektroskopische Messgeräte werden dazu einge-setzt, die Konzentration von Absorbergasen, insbesondere Spurengasen (z. B. NO, N02, NO3, O3) , in einer bestimmten Umgebungsluft zu ermitteln. Nachfolgend wird zur Vereinfachung stets auf Spurengase als ein relevantes Beispiel von Absorbergasen im Allgemeinen Bezug genommen. Das Grundprin-zip spektroskopischer Messgeräte beruht darauf, dass jedes

Spurengas aufgrund seiner charakteristischen Molekülstruktur bei Anregung durch Licht eine bestimmte Absorptionsstruktur aufweist. Wird ein Molekül eines solchen Spurengases durch eine Lichtquelle angeregt, die über eine bestimmte spektrale Breite, d. h. über einen bestimmten Wellenlängenbereich,

Licht mit einer wellenlängenabhängigen Lichtintensität ausstrahlt, so absorbiert dieses Molekül gemäß seiner spezifischen Absorptionsstruktur einen Anteil dieses Lichts, wobei der Anteil des absorbierten Lichts von der Wellenlänge ab-hängt. Die Absorptionsstruktur gibt somit die wellenlängenabhängige Absorptionseigenschaft eines Spurengases mit Bezug auf die Absorption von Licht an. Wenn von einer Lichtquelle Licht in eine Umgebungsluft ausgesandt wird, wobei das Licht in der Umgebungsluft einen Lichtweg zurücklegt, so wird gemäß der spezifischen Absorptionsstruktur eines Spurengases umso mehr Intensität des Lichts absorbiert, je mehr Moleküle des Spurengases das Licht auf seinem Lichtweg trifft. Die

Lichtintensität, die gemessen wird, nachdem von einer Lichtquelle ausgesandtes Licht einen bestimmten Lichtweg in einer bestimmten Umgebungsluft durchlaufen hat, hängt somit sowohl von der Länge des Lichtwegs als auch von der Konzentration des Spurengases in der Umgebungsluft ab. Mathematisch kann dieses Grundprinzip über das Beer-Lambert-Geset z beschrieben

J— J ^ ^ ) CT ^ X ^ L I r

werden: 0 l J, wobei i die Lichtintensität nach

Durchlaufen des Lichtwegs in der Umgebungsluft, ^° die von der Lichtquelle in die Umgebungsluft ausgesandte Lichtinten-sität, σ den Absorptionswirkungsquerschnitt des Spurengases, x die Konzentration des Spurengases und L die Länge des Lichtwegs angeben. Der Absorptionswirkungsquerschnitt eines Spurengases ist selbstverständlich abhängig von der Wellenlänge und gibt die Absorptionsstruktur eines Spurengases präzise an.

Vor dem Hintergrund dieses Grundprinzips sind herkömmliche spektroskopische Messgeräte stets als eine Anordnung aufgebaut, bei der Licht, das von einer Lichtquelle ausgesandt wird, einen vorbestimmten oder bestimmbaren Lichtweg zurück-legt, wobei am Ende des Lichtwegs ein Detektor angeordnet ist, mit dem eine Lichtintensität gemessen werden kann. Zur Realisierung von spektroskopischen Messgeräten sind sehr unterschiedliche Möglichkeiten bekannt. So existieren beispielsweise spektroskopische Messgeräte, bei denen der

Lichtweg durch geometrische Anordnung von Spiegeln zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt geometrisch festgelegt ist. Zur Gewährleistung einer hohen Messgenauigkeit sind solche spektroskopische Messgeräte mit einem geometrisch festgelegten Lichtweg von mehreren Kilometern bekannt. Ein gänzlich anderer Ansatz wird bei spektroskopischen Messgeräten beschritten, die eine Messzelle mit einem optischen Resonator aufweisen. Der optische Resonator ist in der Messzelle angeordnet und umfasst eine Spiegelanordnung, die dazu dient, Licht möglichst oft innerhalb der Spiegelanordnung zu reflektieren. Die Länge des Lichtwegs ist somit nicht geometrisch vorgegeben sondern hängt vielmehr beispielsweise von der Reflektivität der Spiegelanordnung und von der Absorption von Licht innerhalb der Messzelle ab. Je höher die Reflektivität der Spiegelanordnung und je geringer die Absorption, desto länger ist der Lichtweg. Dabei wird auf den mittleren Lichtweg der Gesamtheit der in dem in die Messzelle eintretenden Lichtstrahl enthaltenen Photonen abgestellt, da die unterschiedlichen Photonen des Lichtstrahls je nach der individuellen Reflexion/Absorption, die sie erfahren, einen individuellen Lichtweg in der Messzelle zurücklegen. Da jedoch stets der Lichtstrahl bei einer Messung seiner Intensität in seiner Gesamtheit und nicht nach Photonen aufgelöst betrachtet wird, wird auf diesen mittleren Lichtwegs als „Lichtweg" abgestellt. Die Absorption kann beispielsweise durch Elemente der Umgebungsluft, wie beispielsweise die darin enthaltenen Spurengase, und/oder durch das Absorptionsverhalten der Spiegelanordnung bedingt sein. Bei solchen Messgeräten mit optischem Resonator wird mit einem Detektor die Lichtintensität gemessen, die aus der Messzelle ausgekoppelt wird. Da der Lichtweg nicht geometrisch vorbekannt ist, sind Kalibrationsmessungen erforderlich, damit aus einer gemessenen Lichtintensität Rückschlüsse auf die Konzentration von Spurengasen in der Umgebungsluft gezogen werden können, die in der Messzelle angeordnet ist. Im Vergleich zu den beispielhaft beschriebenen Messgeräten mit geometrisch festgelegtem Lichtweg weisen Messgeräte mit optischem Resonator den erheblichen Vorteil auf, dass aufgrund der Vielfachreflexionen in dem optischen Resonator auch mit einer geringen Baugröße des Resonators und damit des gesamten spektroskopischen Messgeräts ein so langer Lichtweg erreicht werden kann, dass eine präzise Messung von Konzentrationen von Spurengasen in einer Umgebungsluft möglich ist. Daher eignen sich solche spektroskopischen Messgeräte gerade auch für lokale, d. h. spatial aufgelöste Messungen von Spuren-gaskonzentrationen und sind darüber hinaus kostengünstig und einfach herstellbar.

Die vorliegende Erfindung betrifft solche beschriebenen spektroskopischen Messgeräte mit optischem Resonator. Wie erläutert sind bei solchen spektroskopischen Messgeräten Kalibrationsmessungen erforderlich, damit aus der gemessenen Lichtintensität sinnvolle Rückschlüsse über die Konzentration von Spurengasen in der Messzelle gezogen werden können. Dabei wird über eine Kalibrationsmessung eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve ermittelt, die den Lichtweg des Lichts innerhalb der Messzelle charakterisiert, so dass mittels der wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve aus der an einem Ausgang der Messzelle ermittelten Lichtintensität die Konzentration von Spurengasen berechnet werden kann. Die Kalibrationskurve ist wellenlängenabhängig, weil die den Lichtweg bestimmenden Parameter in der Messzelle wellenlängenabhängig sind, wie beispielsweise die Reflektivität der Spiegelanordnung des Resonators und insbesondere die Ra-yleigh-Streuung an Molekülen. Die Kalibrationskurve kann auf verschiedene Weise, d. h. über verschiedene Werte, wellen-längenabhängig dargestellt werden. Beispielsweise ist üblich, die Kalibrationskurve als Abhängigkeit der Länge des Lichtwegs von der Wellenlänge darzustellen, oder alternativ beispielsweise als wellenlängenabhängige Aufenthaltszeit des Lichts in der Messzelle (selbstverständlich wird dabei wie oben erläutert auf den mittleren Lichtweg bzw. die mittlere Aufenthaltszeit der Gesamtheit der Photonen des Lichtstrahls abgestellt) , oder beispielsweise als wellenlängenabhängige Reflektivität der Spiegelanordnung. Beispielsweise wird bei gattungsgemäßen spektroskopischen Messgeräten eine als wel-lenlängenabhängige Länge des Lichtwegs angegebene Kalibrati- onskurve L häufig umgerechnet in eine als wellenlängenabhängige Reflektivität angegebene Kalibrationskurve R durch:

L(X)=—^

Λ\Λ ^ wobei von einer Spiegelanordnung ausgegangen wird, bei der zwei Spiegel im Abstand d einander gegenüber-liegend angeordnet sind.

Da sich der Zustand der Messzelle üblicherweise mit der Zeit ändert, beispielsweise wegen Degradation der Spiegelanordnung oder Ablagerungen an der Spiegelanordnung, ist bevorzugt eine Kalibrationsmessung vor jeder Durchführung einer Messung zur Bestimmung von Konzentrationen von Spurengasen durchzuführen .

Im Stand der Technik sind verschiedene Methoden zur Durchführung solcher Kalibrationsmessungen bekannt. Gemäß einer Methode wird als Kalibrationskurve die Länge des Lichtwegs in der Messzelle bestimmt, indem die Messzelle für eine erste Messung mit Helium geflutet wird und für eine zweite Messung mit normaler Luft („Nullluft"). Vorzugsweise wird als Nullluft möglichst reine Luft verwendet, beispielsweise Umgebungsluft, die durch einen Aerosolfilter zum Entfernen von (Mie-) Streuern und/oder durch weitere Filter zum Herausfiltern von Absorbern gefiltert wurde. Beispielsweise kann als Nullluft auch N2, 02 oder ein N2-02-Gemisch verwendet werden. Bei beiden Messungen wird die Lichtintensität am Ausgang der Messzelle gemessen. Da davon ausgegangen werden kann, dass die Unterschiede zwischen den bei der ersten und zweiten Messung gemessenen Lichtintensitäten weit überwiegend auf einer unterschiedlichen Rayleigh-Streuung in Luft und Helium beruhen, die jeweils von dem Rayleigh-Streuquerschnitt und damit der Teilchengröße in Luft bzw. Helium abhängt, kann

die Länge des Lichtwegs ermittelt werden aus:


die gemessene Lichtinten¬

sität bei Spülung der Messzelle mit Nullluft, ^He die gemessene Lichtintensität bei Spülung der Messzelle mit Helium

und He bzw. Luft der Rayleigh-Extinktionskoeffizient angege-ben ist, wobei der Extinktionskoeffizient aus ε~σ n berechenbar ist, wobei σ den in der Literatur bekannten Ra-yleigh-Streuquerschnitt und n die Teilchenzahldichte angibt, die in guter Näherung über das ideale Gasgesetz bei bekanntem Druck und Temperatur berechenbar ist. Ein wesentlicher Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die Durchführung aufwendig ist und stets ein Referenzgas, wie beispielsweise Helium, zur Verfügung stehen muss. Eine andere Methode besteht darin, die Messzelle mit einer Gasmischung zu fluten, die eine vorbekannte Konzentration eines bestimmten Spuren-gases enthält. Aus der gemessenen Lichtintensität und der bekannten Absorptionsstruktur des Spurengases kann dann unmittelbar Rückschluss auf die Länge des Lichtwegs gezogen werden. Allerdings kann bei dieser Methode nur eine Aussage über die Wellenlängenabhängigkeit der Länge des Lichtwegs innerhalb des Wellenlängenbereichs der Absorptionsstruktur des bestimmten Spurengases getroffen werden, und die Beschaffung einer Gasmischung mit einer vorbekannten Konzentration von einem Spurengas ist häufig, insbesondere bei Feldmessungen, schwierig. Bei der Verwendung von Lasern als Lichtquelle für das spektroskopische Messgerät ist ferner eine weitere Methode für die Kalibrationsmessung bekannt, bei der die Abklingkonstante der Lichtintensität ermittelt wird, nachdem der Laser ein- oder ausgeschaltet wurde. Die Abklingkonstante kann ermittelt werden durch:


, wobei I die gemessene Lichtintensität, 0 einen bestimmten Zeitpunkt (nach dem Ausschalten) , c die Lichtgeschwindigkeit und L die Länge des Lichtwegs angeben.

c

Die Abklingkonstante ist durch L angegeben. Im Falle einer Ermittlung der Abklingkonstanten nach dem Einschalten der Lichtquelle kann dieselbe Funktion, allerdings mit positivem Argument der Exponentialfunktion, verwendet werden. Aus dem exponentiellen Verlauf der Lichtintensität vor oder nach dem Einschalten der Lichtquelle kann somit unmittelbar die Länge des Lichtwegs L ermittelt werden. Nachteil dieser Methode ist jedoch, dass sie nur für spektroskopische Messgeräte mit Lasern anwendbar ist, da wegen der typischerweise starken Wellenlängenabhängigkeit der Länge des Lichtwegs nur dann ein eindeutiger exponentieller Verlauf der Lichtintensität messbar ist, aus dem sich die Abklingkonstante und somit L ermitteln lässt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spektroskopisches Messgerät bereitzustellen, das auf möglichst einfache Weise vor einer jeden Durchführung einer Messung kalibriert werden kann und das insbesondere zumin-dest einige der beschriebenen Nachteile herkömmlicher spektroskopischer Messgeräte zumindest teilweise behebt. Als eine weitere Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde, ein wellenlängenaufgelöstes Kalibrationssystem für ein spektroskopisches Messgerät bereitzustellen, mit dem Kalib-rationsmessungen für ein spektroskopisches Messgerät durchgeführt werden können und das insbesondere möglichst einfach bedienbar und kostengünstig herstellbar ist und insbesondere die beschriebenen Nachteile der Kalibrationsmethoden bei herkömmlichen spektroskopischen Messgeräten zumindest teil-weise behebt. Als eine weitere Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde, ein Verfahren zur Durchführung einer Messung mit einem spektroskopischen Messgerät oder zur Durchführung einer Kalibrierung eines spektroskopischen Messgeräts für die Auswertung einer mittels des Messgeräts durchgeführten Messung bereitzustellen, das eine möglichst einfache und korrekte Ermittlung von Absorbergaskonzentrationen und/oder möglichst einfache Kalibrierung eines spektroskopischen Messgeräts für die möglichst korrekte Ermittlung von Absorbergaskonzentrationen ermöglicht.

Als eine erste Lösung zumindest einer der beschriebenen Aufgaben schlägt die vorliegende Erfindung ein spektroskopisches Messgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Das erfindungsgemäße spektroskopische Messgerät weist eine spektral breitbandige Lichtquelle auf, d. h. eine Lichtquelle, die über eine spektrale Breite von mindestens 100 pm, insbesondere mindestens 1 nm, insbesondere mindestens 10 nm Licht ausstrahlt. Dabei variiert die Lichtintensität des über die spektrale Breite ausgesandten Lichts innerhalb der spektralen Breite insbesondere um weniger als 50 % (berechnet vom Maximalwert) . Anders als bei spektroskopischen Geräten, bei denen ein Laser als Lichtquelle zum Einsatz kommt, kann die Konzentration von Spurengasen besonders zuverlässig bestimmt werden, insbesondere die Konzentration einer Mehrzahl von Spurengasen. Als Lichtquelle kann beispielsweise eine LED, eine Glühleuchte oder eine Xenonleuchte verwendet werden. Der Einsatz von LEDs als Lichtquelle hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da LEDs elektronisch leicht ansteuerbar sind und einen geringen Energieverbrauch aufweisen und darüber hinaus Licht über eine ausreichend große spektrale Breite aussenden, um damit die Konzentration einer Vielzahl an Spurengasen zuverlässig bestimmen zu können. Die Messzelle kann beispielsweise als offene Messzelle ausgebildet sein, so dass fortlaufend ein Gasaustausch zwischen Umgebungsluft und Messzelle stattfindet. Die Messzelle kann beispielsweise als geschlossene Messzelle mit von der Umgebungsluft gasdicht verschließbarem Messvolumen ausgebildet sein. Wie zu herkömmlichen spektroskopischen Messgeräten, auf die sich die Erfindung bezieht und deren Merkmale das erfindungsgemäße Messgerät in entsprechenden Ausführungsformen aufweisen kann, oben erläutert, weist die Messzelle einen optischen Resonator auf, innerhalb dessen das Licht mehrfach reflektiert wird und der hierzu eine Spie-gelanordnung aufweisen kann. Dabei ist die Lichtguelle so zur Messzelle angeordnet, dass sie im eingeschalteten Zustand einen Lichtstrahl aussendet, der durch einen Eingang der Messzelle in die Messzelle und in den Resonator der Messzelle eintritt. Beispielsweise kann der Resonator hier-für einen zumindest abschnittsweise teiltransparenten . oder einseitig transparenten Spiegel aufweisen, der dem Eingang der Messzelle zugeordnet ist und durch den Licht in den Resonator gelangen kann und somit in den Resonator eingekoppelt werden kann. Beispielsweise kann zwischen der Licht-quelle und dem Eingang der Messzelle eine Eingangslinsenanordnung angeordnet sein, die den von der Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahl auf den Eingang der Messzelle bündelt. Die Messzelle weist ferner einen Ausgang auf, an dem ein Detektor angeordnet ist. Der Detektor ist relativ zur Mess-zelle so angeordnet,, dass Licht, das durch den Ausgang aus der Messzelle austritt, auf den Detektor trifft, so dass der Detektor die Lichtintensität des austretenden Lichts messen kann. Beispielsweise kann zwischen Ausgang der Messzelle und Detektor eine Ausgangslinsenanordnung angeordnet sein, die das aus dem Ausgang austretende Licht auf den Detektor bündelt. Beispielsweise kann der Resonator zur Realisierung des Ausgangs der Messzelle einen dem Ausgang zugeordneten teilweise durchlässigen Spiegel aufweisen, durch den Licht aus dem Resonator und aus der Messzelle austreten und auf den Reflektor gelangen kann. In einer Ausführungsform sind der dem Eingang zugeordnete Spiegel und der dem Ausgang zugeordnete Spiegel der Spiegelanordnung des Resonators voneinander räumlich getrennt. Der Detektor ist außerhalb der Messzelle an dem Ausgang angeordnet und zum Ausgeben eines wellenlän-genaufgelösten Messwerts für eine Lichtintensität von auf ihn auftreffendem Licht ausgebildet. Der Detektor gibt somit als Messwert einen Wert für eine Lichtintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge aus. Die Auflösung, die der Detektor mit Bezug auf die Wellenlänge bietet, kann dabei so gewählt sein, dass er für den spektralen Bereich, über den die Lichtquelle Licht aussendet, mehrere Werte für eine

Lichtintensität ausgibt, die jeweils einer bestimmten Wellenlänge innerhalb des spektralen Bereichs zugeordnet ist. Lichtquelle und Detektor sind somit so zueinander abgestimmt, dass über den Detektor als Messwert eine wellenlän-genabhängige Lichtintensität des Lichts als Messwert ausgebeben werden kann, das die Lichtquelle aussendet und ausgehend von der Lichtquelle durch die Messzelle auf den Detektor gelangt.

Das erfindungsgemäße spektroskopische Messgerät umfasst fer-ner eine Recheneinheit, die eine Speichereinheit aufweist, in der eine zu einem Kalibrationszustand gemessene wellenlängenabhängige Kalibrationskurve speicherbar ist. Die wellenlängenabhängige Kalibrationskurve kann auf herkömmliche Art und Weise ermittelt werden, beispielsweise über die obengenannten Methoden, die auf spektroskopische Messgeräte mit einer spektral breitbandigen Lichtquelle anwendbar sind. Das spektroskopische Messgerät ist mit seiner Recheneinheit so ausgebildet, dass in der Speichereinheit der Recheneinheit die zu einem Kalibrationszustand gemessene wellenlän-genabhängige Kalibrationskurve abgespeichert und später wieder aufgerufen werden kann. Der Kalibrationszustand bezeichnet den Zustand des spektroskopischen Messgeräts, in dem es sich während der Ermittlung der wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve befindet. Dabei wird angenommen, dass sich das spektroskopische Messgerät in einem konstanten Kalibrationszustand während der Ermittlung der wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve befindet. Der Zustand des spektroskopischen Messgeräts ist durch eine Vielzahl an Parametern festgelegt, beispielsweise durch die Temperatur, Zustand des Resonators (z. B. Reflektivität der Spiegelanordnung des Resonators), Intensität der Lichtquelle und geometrische Ausrichtung der Spiegel der Spiegelanordnung.

Erfindungsgemäß umfasst das Messgerät einen Auswertedetektor und eine Filtereinheit. Der Auswertedetektor ist außerhalb der Messzelle an dem Ausgang angeordnet und zum Ausgeben eines Messwerts für eine Gesamtlichtintensität von auf ihn auftreffendem Licht ausgebildet und zeitaufgelöst auslesbar. Beispielsweise kann die oben erläuterte Ausgangslinsenanordnung auch zum Bündeln des aus dem Ausgang der Messzelle aus-tretenden Lichts auf den Auswertedetektor ausgebildet sein. In einer Ausführungsform bündelt die Ausgangslinsenanordnung in einem ersten Betriebszustand das Austreten des Lichts auf den Auswertedetektor, in einem zweiten Betriebszustand auf den Detektor. Der Auswertedetektor ist dabei ein von dem Detektor des Messgeräts getrenntes Bauteil. Während der Detektor des Messgeräts einen wellenlängenaufgelösten Messwert für eine Lichtintensität ausgibt, gibt der Auswertedetektor eine Gesamtlichtintensität als Messwert aus. Während der Detektor des Messgeräts aufgrund der Ausgabe eines wellen-längenaufgelösten Messwerts nur langsam ausgelesen werden kann, ist der Auswertedetektor zeitaufgelöst, d. h. mit einem Abstand von kurzen Zeitintervallen, beispielsweise Zeitintervallen von weniger als 500 με, insbesondere weniger als 200 ps, auslesbar. Denn das Auslesen einer Gesamtlichtinten-sität von dem Auswertedetektor kann deutlich schneller erfolgen als das wellenlängenaufgelöste Auslesen des Detektors. Insbesondere ist der Auswertedetektor so ausgebildet, dass aus ihm kein wellenlängenaufgelöster Messwert für eine Lichtintensität von auf ihn auftreffendem Licht ausgelesen werden kann.

Die Filtereinheit ist eine optische Filtereinheit und so ausgebildet und relativ zu dem Messgerät und zu dem Auswertedetektor angeordnet, dass sie eine Filterung des Lichtanteils des Lichtstrahls mit einer vorgegebenen Wellenlängen- abhängigkeit gewährleistet, der auf den Auswertedetektor auftrifft. Die Filtereinheit ist beispielsweise zwischen Lichtquelle und Eingang der Messzelle außerhalb der Messzelle oder zwischen Messzelle und Auswertedetektor außerhalb der Messzelle angeordnet. In jedem Fall ist die Filtereinheit so relativ zur Messzelle und zum Auswertedetektor angeordnet, dass von der Lichtquelle ausgesandtes Licht zwangsläufig durch die Filtereinheit hindurchtreten muss, bevor das Licht auf den Auswertedetektor auftreffen kann. Dabei gewährleistet die Filtereinheit eine Filterung des Lichtanteils des Lichtstrahls, der auf die Filtereinheit auftrifft. Diese Filterung erfolgt wellenlängenabhängig. Demzufolge lässt die Filtereinheit nur in einem bestimmten Wellenlängenbereich, der durch die vorgegebene Wellenlängenabhängig-keit festgelegt ist, Licht passieren, ohne dass die Lichtintensität durch die Filtereinheit wesentlich verringert wird. Beispielsweise kann die Filtereinheit so ausgebildet sein, dass ihre Lichtdurchlässigkeit bei einer bestimmten Wellenlänge einen Maximalwert aufweist, wobei die Lichtdurchläs-sigkeit bei einer positiven und bei einer negativen Abweichung der Wellenlänge von der bestimmten Wellenlänge stark abnimmt, beispielsweise um mindestens 50 % bei einer Abweichung um 10 nm, beispielsweise um mindestens 50 % bei einer Abweichung um 5 nm. Der Filtereinheit kann entsprechend ein Transmissionsgrad zugeordnet werden. Der Transmissionsgrad ist wellenlängenabhängig und gibt an, wie viel Prozent des auftreffenden Lichts durch die Filtereinheit hindurchtritt. Der wellenlängenabhängige Transmissionsgrad definiert somit die vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit. Beispielsweise kann die Filtereinheit so ausgebildet sein, dass der wellenlängenabhängige Transmissionsgrad stets einer bestimmten Einfallsrichtung des Lichts auf die Filtereinheit zugeordnet ist. Diese Einfallsrichtung kann als optische Achse der Filtereinheit definiert werden.

Erfindungsgemäß ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, aus dem Auswertedetektor Messwerte auszulesen, insbesondere zeitaufgelöst auszulesen, und aus den Messwerten einen Wert für einen Kalibrationsparameter zu ermitteln, einen zum Ka-librationszustand ermittelten Ausgangswert des Kalibrations-parameters abzuspeichern, zu einem Nachfolgezustand einen Nachfolgewert des Kalibrationsparameters zu ermitteln und auf Basis des Unterschieds zwischen dem Ausgangswert und dem Nachfolgewert eine Anpassung der Kalibrationskurve zu berechnen. Das erfindungsgemäße spektroskopische Messgerät ist somit dazu ausgebildet, aus dem Auswertedetektor Messwerte auszulesen und daraus einen Kalibrationsparameter zu ermitteln, während sich das spektroskopische Messgerät im Kalib-rationszustand befindet. Der Kalibrationsparameter kann beispielsweise während der Ermittlung der wellenlängenabhängi-gen Kalibrationskurve oder mit einem Zeitabstand von weniger als 10 Stunden nach oder vor dem Ermitteln der wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve ermittelt werden, wobei dann davon ausgegangen wird, dass sich das spektroskopische Messgerät in demselben Kalibrationszustand befindet. Für die Annahme desselben Kalibrationszustands ist wesentlich, dass davon ausgegangen werden kann, dass das spektroskopische Messgerät keine Veränderung erfahren hat, insbesondere keine Degradation der Spiegelanordnung des Resonators. Das spektroskopische Messgerät ist erfindungsgemäß ferner dazu ausge-bildet, zu einem späteren Zeitpunkt, in dem sich das spektroskopische Messgerät in einem Nachfolgezustand befindet, bei dem nicht mehr davon ausgegangen werden kann, dass er mit dem Kalibrationszustand identisch ist, einen Nachfolgewert des Kalibrationsparameters zu ermitteln, indem in dem Nachfolgezustand des Messgeräts der Auswertedetektor ausgelesen wird und aus den ausgelesenen Messwerten ein Wert für den Kalibrationsparameter zu dem Nachfolgezustand ermittelt wird. Das Messgerät kann sich zu einem früheren oder zu einem späteren Zeitpunkt in dem Kalibrationszustand als in dem Nachfolgezustand befinden. Erfindungsgemäß ist das spektroskopische Messgerät ferner dazu ausgebildet, auf der Basis des Unterschieds zwischen dem Ausgangswert und dem Nachfolgewert des Kalibrationsparameters eine Anpassung der Kalib-rationskurve zu berechnen.

Das erfindungsgemäße spektroskopische Messgerät bringt somit den wesentlichen Vorteil mit sich, dass eine aufwendige Kalibration über die bekannten Kalibrationsmethoden nicht vor jeder Durchführung einer spektroskopischen Messung, d. h. einer Messung von Konzentrationen von Spurengasen mit dem spektroskopische Messgerät, durchgeführt werden muss. Mit dem erfindungsgemäßen spektroskopischen Messgerät wird vielmehr ein anderer Weg beschritten. Der erfindungsgemäße Ansatz besteht darin, dass die wellenlängenabhängige Kalibra-tionskurve nur einmal aufwendig bestimmt wird, nämlich dann, wenn sich das Messgerät im Kalibrationszustand befindet, wohingegen vor jeder Anwendung des Messgeräts zur Messung von Konzentrationen von Spurengasen lediglich eine Nachka-libration durchgeführt wird, um den Veränderungen des Messgeräts durch Anpassung der wellenlängenabhängigen Kalibrati-onskurve Rechnung zu tragen. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass dann, wenn sich das Messgerät in einem Nachfolgezustand befindet, ein Nachfolgewert des Kalibrationsparameters über den Auswertedetektor auf identische Art und Weise bestimmt wird, auf die der Ausgangswert des Kalibrationsparameters bestimmt wurde, als sich das Messgerät im Ka-librationszustand befand. Durch einen Abgleich von Nachfolgewert und Ausgangswert kann dann eine Anpassung der Kalib-rationskurve erfolgen, ohne dass eine aufwendige vollständige Durchführung einer Kalibrierung des spektroskopischen Messgeräts zur vollständigen neuen Bestimmung einer wellen-längenabhängigen Kalibrationskurve erforderlich ist.

In einer Ausführungsform weist das Messgerät eine optische Lichtauskoppeleinheit auf, die zwischen dem Ausgang der Messzelle und dem Detektor angeordnet oder anordenbar ist und zum Auskoppeln eines Lichtanteils des aus der Messzelle austretenden Lichts zu dem Auswertedetektor ausgebildet ist. Die Lichtauskoppeleinheit kann beispielsweise als fest montierbarer, teiltransparenter Spiegel ausgebildet sein, der somit als Strahlteiler zwischen Detektor und Auswertedetek-tor wirkt. Die Lichtauskoppeleinheit kann beispielsweise als schwenkbarer Spiegel ausgebildet sein, wobei der Spiegel zum Durchführen einer Ermittlung eines Kalibrationsparameters in den aus dem Ausgang austretenden Lichtstrahl geschwenkt werden kann und somit den Lichtstrahl zum Auswertedetektor lenkt, wohingegen er nach dem Abschluss der Ermittlung des Kalibrationsparameters aus dem Lichtstrahl herausgeschwenkt werden kann, so dass der Lichtstrahl mit seiner gesamten Lichtintensität auf den Detektor trifft. Die Lichtauskoppeleinheit kann beispielsweise als Verteilerstecker mit An-Schlüssen für optische Leiter, wie beispielsweise Glasfaserkabel, ausgebildet sein, wobei während einer Ermittlung eines Kalibrationsparameters ein Lichtleiter zwischen Ausgang und Auswertedetektor gekoppelt wird und nach Abschluss der Ermittlung des Kalibrationsparameters dieser Lichtleiter abgekoppelt wird und ein Lichtleiter zwischen Ausgang der Messzelle und Detektor gekoppelt wird. Das Vorsehen einer Lichtauskoppeleinheit kann gewährleisten, dass sowohl während der Ermittlung des Kalibrationsparameters als auch während der eigentlichen Messung des spektroskopischen Messge-räts stets eine so große Lichtintensität auf den Auswertedetektor bzw. den Detektor auftrifft, dass eine möglichst fehlerfreie Messung gewährleistet werden kann. Der Lichtanteil kann je nach Ausgestaltung der Lichtauskoppeleinheit 100 % oder weniger des aus der Messzelle austretenden Lichts be-tragen. Bei der Realisierung der Lichtauskoppeleinheit als schwenkbarer Spiegel kann der Lichtanteil annähernd 100 %, beispielsweise 99 % des aus der Messzelle austretenden

Lichts betragen.

In einer Ausführungsform ist der Auswertedetektor dazu aus-gebildet, in Zeitintervallen von weniger als 100 ps, insbe- sondere von weniger als 50 s, insbesondere von weniger als 10 μβ, insbesondere von weniger als 1 ]is , insbesondere von weniger als 0,1 ps kontinuierlich ausgelesen zu werden. Der Auswertedetektor kann somit fortlaufend in Abständen von weniger als 100 is , insbesondere von weniger als 50 με, insbesondere von weniger als 10 is, insbesondere von weniger als 1 ]is , insbesondere von weniger als 0,1 μβ ausgelesen werden, so dass eine entsprechend zeitaufgelöste Aufzeichnung, d. h. mit einer Zeitauflösung von weniger als 100 μ3, insbesondere von weniger als 50 με, insbesondere von weniger als 10 μΞ, insbesondere von weniger als 1 β, insbesondere von weniger als 0,1 }is der Messwerte für die Gesamtlichtintensität möglich ist. Hierzu weist das spektroskopische Messgerät selbstverständlich eine entsprechende Auslesee-lektronik auf, die mit dem Auswertedetektor dergestalt korrespondiert, dass ein entsprechend zeitlich hochaufgelöstes Auslesen des Auswertedetektors ermöglicht ist. Bei dieser Ausführungsform kann eine so hoch zeitaufgelöste Messung durch den Auswertedetektor ermöglicht sein, dass der zeitli-che Verlauf der Gesamtlichtintensität so kontinuierlich dargestellt werden kann, dass die Abklingkonstante eines expo-nentiellen Verlaufs der Gesamtlichtintensität bei dem Ein-oder Ausschalten der Lichtquelle besonders fehlerfrei ermittelt werden kann. Besonders bevorzugt ist der Auswertedetek-tor als Photomultiplier oder als Photodiode ausgebildet.

Dadurch ist eine zuverlässige Ermittlung der Gesamtlichtintensität und gleichzeitig eine hohe Zeitauflösung bei dem Auslesen der Messwerte ermöglicht.

In einer Ausführungsform umfasst die Filtereinheit ein wel-lenlängenselektives Element mit einer optischen Achse, wobei das wellenlängenselektive Element einen wellenlängenabhängigen Transmissionsgrad für Licht aufweist, das entlang seiner optischen Achse auf das wellenlängenselektive Element fällt. Dem wellenlängenselektiven Element ist somit ein Transmissi-onsgrad zugeordnet, der für jede Wellenlänge angibt, wieviel Prozent der Lichtintensität von Licht, das entlang der optischen Achse des wellenlängenselektiven Elements auf das wellenlängenselektive Element auftrifft, durch das wellenlängenselektive Element hindurchtritt. Die optische Achse ist dabei eine bestimmte, dem wellenlängenselektiven Element zugeordnete Richtung. Insbesondere kann die Filtereinheit so ausgebildet sein, dass das wellenlängenselektive Element die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit vorgibt. Insbesondere kann das wellenlängenselektive Element als Interfe-renzfilter oder als Interferenzspiegel ausgebildet sein.

Indem die Filtereinheit ein wellenlängenselektives Element umfasst, kann mittels des wellenlängenselektiven Elements die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit besonders einfach vorgegeben werden.

Besonders bevorzugt weist der Transmissionsgrad des wellenlängenselektiven Elements einen wellenlängenabhängigen Verlauf auf, der eine Halbwertsbreite von weniger als 20 nm, insbesondere zwischen 3 nm und 20 nm, insbesondere zwischen 5 nm und 10 nm an einem Maximalwert aufweist. Die Halbwerts-breite bezeichnet dabei das Wellenlängenintervall zwischen den beiden den Maximalwert umgebenden Werten für die Wellenlänge, an denen der Transmissionsgrad auf die Hälfte des Maximalwerts abgefallen ist. Durch das Vorsehen einer entsprechend geringen Halbwertsbreite des Transmissionsgrads kann sichergestellt sein, dass einer bestimmten Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit eine bestimmte Wellenlänge zugeordnet werden kann, so dass ohne relevante Fehler eine Ermittlung des Kalibrationsparameters durchgeführt werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es besonders vor-teilhaft sein kann, die Halbwertsbreite des Transmissionsgrads gerade nicht auf einen zu kleinen Wert, insbesondere nicht auf weniger als 3 nm, insbesondere nicht auf weniger als 5 nm zu begrenzen. Zum einen ist eine solche Beschränkung nicht zwingend erforderlich, da auch mit einer oberhalb dieser Grenzen liegenden Halbwertsbreite eine ausreichend fehlerfreie Bestimmung des Kalibrationsparameters im Kalib-rationszustand und dem Nachfolgezustand realisiert werden kann, insbesondere deshalb, da bei beiden Ermittlungen des Kalibrationsparameters die identischen Gegebenheiten vor-herrschen und damit auch die identische Halbwertsbreite.

Darüber hinaus kann durch das Vorsehen einer nicht zu geringen Halbwertsbreite gewährleistet sein, dass eine so hohe Lichtintensität auf den Auswertedetektor auftrifft, dass das Kalibrationsparameter möglichst fehlerfrei bestimmt werden kann. Insbesondere können dank der hohen Lichtintensität auch Auswertedetektoren mit geringerer Verstärkung verwendet werden, ohne dass hiermit nennenswerte Messfehler einhergehen, was zu einer Kostenreduzierung unter Beibehaltung eines hohen Qualitätsstandards beitragen kann. Darüber hinaus kann über eine nicht zu starke Beschränkung der Halbwertsbreite gewährleistet sein, dass kostengünstige Bauteile, wie beispielsweise kostengünstige Interferenzfilter, als wellenlängenselektives Element zum Einsatz kommen können, da keine zu hohen Anforderungen an die Filtereigenschaften des wellen-längenselektiven Elements gestellt zu werden brauchen.

In einer Ausführungsform umfasst die Messzelle mehrere Spiegel, zwischen denen das Licht in der Messzelle während einer Messung propagiert, wobei das Maximum des Transmissionsgrads des wellenlängenselektiven Elements innerhalb einer Halb-wertsbreite einer wellenlängenabhängigen Reflektivitätskurve der Spiegel liegt. Die Messzelle weist bei dieser Ausführungsform somit eine Spiegelanordnung mit mehreren Spiegeln auf. Durch das Vorsehen des Maximum des Transmissionsgrads des wellenlängenselektiven Elements in Abhängigkeit von der wellenlängenabhängigen Reflektivitätskurve der Spiegelanordnung, nämlich innerhalb der Halbwertsbreite der Reflektivi-tätskurve, kann besonders gut sichergestellt sein, dass eine möglichst hohe Intensität auf den Auswertedetektor auftrifft, so dass eine möglichst fehlerfreie Ermittlung eines Kalibrationsparameters gewährleistet sein kann.

In einer Ausführungsform ist das Messgerät zum zeitaufgelösten Auslesen des Auswertedetektors und zum Ermitteln und Speichern eines zeitabhängigen Intensitätsverlaufs des auf den Auswertedetektor auftreffenden Lichts ausgebildet. Dies kann besonders vorteilhaft sein, da aus dem zeitabhängigen Intensitätsverlauf besonders einfach ein Kalibrationsparame-ter, wie beispielsweise eine Abklingkonstante des Zeitverlaufs der Gesamtlichtintensität und damit eine Länge des Lichtwegs in der Messzelle ermittelt werden kann. Besonders bevorzugt ist das Messgerät dazu ausgebildet, als Kalibrati-onsparameter einen Wert für eine Länge des Lichtwegs zu ermitteln, den das Licht in der Messzelle durchläuft. Anhand eines solchen Kalibrationsparameters kann eine Anpassung einer wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve besonders einfach durchgeführt werden.

In einer Ausführungsform ist das Messgerät dazu ausgebildet, das Aussenden des Lichtstrahls in die Messzelle in zeitlichen Pulsen durchzuführen und die Messwerte aus dem Auswertedetektor zu den zeitlichen Pulsen zeitlich korreliert aus-zulesen und aufzuzeichnen. Das Aussenden des Lichtstrahls in zeitlichen Pulsen kann beispielsweise durch das Vorsehen eines Choppers realisiert sein, wobei die Drehfrequenz des Choppers zusammen mit der Ausgestaltung des Choppers die Länge und den zeitlichen Abstand der Lichtpulse vorgibt. Das Aussenden des Lichtstrahls kann beispielsweise durch elektronisches Ansteuern der Lichtquelle in zeitlichen Pulsen durchgeführt werden. Das Aussenden des Lichtstrahls in zeitlichen Pulsen kann beispielsweise durch Durchführung und vollständige Unterbrechung des Aussendens erfolgen oder bei-spielsweise durch zeitlich gepulstes Verringern und wieder Erhöhen der Lichtintensität des ausgesandten Lichtstrahls, beispielsweise durch zeitlich gepulste Variation der

Lichtintensität zwischen Minimal- und Maximalwert, wobei der Maximalwert beispielsweise um mehr als das Dreifache des Rauschens des durch den Auswertedetektor ausgegebenen Mess- werts für die Intensität den Minimalwert übersteigt, beispielsweise mindestens das Doppelte, insbesondere Dreifache, insbesondere Zehnfache des Minimalwerts betragen kann. Die zeitliche Korrelierung zwischen dem Auslesen und Aufzeichnen der Messwerte und den zeitlichen Pulsen des Aussendens des Lichtstrahls kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Messwerte zeitlich kontinuierlich aufgenommen werden und bei der Auswertung der zeitliche Verlauf der Messwerte den zeitlichen Pulsen zugeordnet wird. Die Korrelierung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass Messwerte nur dann aufgezeichnet werden, wenn sie in Zeitintervallen aufgenommen werden, deren Beginn zeitlich jeweils einem Puls zugeordnet ist, beispielsweise in einem bestimmten Zeitintervall vor oder nach dem Beginn eines Pulses liegt. Besonders bevorzugt ist das Messgerät so ausgebildet, dass bei dem zeitlichen Pulsen des Aussendens des Lichtstrahls stets ein Wechsel zwischen einem Aussendeintervall, in dem der Lichtstrahl in die Messzelle mit einer Maximalintensität ausgesandt wird, und einem Unterbrechungsintervall, in dem der Lichtstrahl in die Messzelle mit einer Minimalintensität ausgesandt wird, erfolgt, wobei insbesondere die Messwerte während Zeitintervallen ermittelt werden, die jeweils zeitlich benachbart zu einem solchen Wechsel liegen. Die Maximalintensität beträgt, in einer Ausführungsform mindestens das Doppelte, in einer Ausführungsform mindestens das Zehnfache, in einer Ausführungsform mindestens das Hundertfache der Minimalintensität. Die Minimalintensität kann auch Null betragen, so dass während des Unterbrechungsintervalls kein Lichtstrahl in die Messzelle ausgesandt wird. Die zeitliche Benachbarung kann beispielsweise ein festgelegter Zeitabstand sein, beispielsweise 1 ps . Das Ermitteln der Messwerte zeitlich korreliert zu den Pulsen kann den besonderen Vorteil mit sich bringen, dass ein Mittelwert über eine Vielzahl an Messwerten gebildet werden kann, da diese Messwerte aufgrund der zeitlichen Korrelierung mit den zeitlichen Pulsen identische Situationen wiedergeben. Darüber hinaus kann das zeitliche Korrelie- ren ein besonders fehlerfreies Ermitteln von Kalibrationspa-rametern aus dem zeitlichen Verlauf der Messwerte ermöglichen, da aufgrund der Korrelierung vorbekannt ist, in welchem Zustand der Lichtquelle die Messwerte aufgenommen wur-den .

Besonders bevorzugt ist der Auswertedetektor dazu ausgebildet, als Messwert eine Gesamtlichtintensität für das auf ihn fallende Licht auszugeben, wobei das Messgerät dazu ausgebildet ist, aus einem ermittelten zeitabhängigen Intensitätsverlauf den Kalibrationsparameter zu ermitteln über eine Gleichung, die einen Intensitätsabfall nach einem Ausschalten der Lichtquelle oder einen Intensitätsanstieg nach einem Einschalten der Lichtquelle mathemat stellt, insbesondere über die Gleichung: I(t) = I(tQ ) oder


I(t) - wobei 1(f) den Intensitätsverlauf, 7(t0)die

Intensität zum Zeitpunkt t0und τ eine den Kalibrationsparameter bestimmende Konstante darstellt. Je nachdem, ob es sich um ein Einschalten oder Ausschalten der Lichtquelle handelt und somit um einen Intensitätsanstieg oder Intensi-tätsabfall kann das Argument der Exponentialfunktion positiv oder negativ gewählt werden. Die Erfinder haben erkannt, dass sich über den zeitabhängigen Intensitätsverlauf nach dem Einschalten oder Ausschalten der Lichtquelle eine besonders zuverlässige Aussage über den Zustand der Messzelle machen lässt, so dass hierüber auf besonders sinnvolle Art und Weise ein Kalibrationsparameter bestimmt werden kann, der den Zustand der Messzelle charakterisiert, so dass über einen Vergleich der Werte des Kalibrationsparameters zum Kalibrationszustand und zum Nachfolgezustand eine Anpassung der wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve besonders passend erfolgen kann. Dabei hat sich insbesondere herausgestellt, dass die angegebene Exponentialfunktion den zeitabhängigen Intensitätsverlauf besonders gut beschreibt, so dass über die Konstante τ besonders gut ein Kalibrationspa- rameter definiert werden kann, über den die erläuterte Nach-kalibration des Messgeräts besonders gut möglich ist.

Besonders bevorzugt ist das Messgerät dazu ausgebildet, als Kalibrationskurve einen von der Wellenlänge abhängigen Verlauf einer die Messzelle charakterisierenden Länge des

Lichtwegs 0() abzuspeichern und die Anpassung durch Bestimmung des Ausgangswertes r0 , des Nachfolgewerts τ und Berechnung einer angepassten Kalibrationskurve
über

durchzuführen. Bei dieser besonders


bevorzugten Ausführungsform kann durch die angegebene besonders einfache Gleichung eine umfassende Nachkalibration der wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve erfolgen. Die beschriebene Ausführungsform ermöglicht somit ein besonders einfaches und zuverlässiges Nachkalibrieren eines spektro-skopischen Messgeräts.

Als eine zweite Lösung zumindest einer der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben schlägt die Erfindung ferner ein spektroskopisches Messgerät mit den Merkmalen gemäß Anspruch 5 vor, das eine spektral breitbandige Lichtquelle, eine Mess-zelle mit einem optischen Resonator, eine Recheneinheit und einen Auswertedetektor umfasst. Die spektral breitbandige Lichtquelle, die Messzelle mit dem optischen Resonator, die Recheneinheit und der Auswertedetektor können wie zu der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung erläutert ausgebildet sein. Der Auswertedetektor ist relativ zur Messzelle so angeordnet oder anordenbar, dass Licht, das durch den Ausgang der Messzelle austritt und möglicherweise durch eine Lichtauskoppeleinheit auf ihn gelenkt wird, auf den Auswertedetektor trifft, so dass der Auswertedetektor die Lichtintensität des austretenden Lichts messen kann. Wie zu der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung erläutert kann zwischen dem Ausgang der Messzelle und dem Auswer- tedetektor eine Ausgangslinsenanordnung angeordnet sein, die das aus dem Ausgang austretende Licht auf den Auswertedetektor bündelt. Beispielsweise kann hierzu eine wie zu der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung erläuterte optische Lichtauskoppeleinheit vorgesehen sein. Bei dieser zweiten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung umfasst das Messgerät nicht zwingend, jedoch bevorzugt einen Detektor, wobei der Detektor wie zu der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung erläutert ausgebildet sein kann. Die zweite von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung unterscheidet sich von der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung darüber hinaus dadurch, dass nur in besonders bevorzugten Ausführungsformen die Recheneinheit eine Speichereinheit aufweist, in der eine zu einem Kalibrationszustand gemessene wellenlängenabhängige Kalibrationskurve speicherbar ist, und dass nur in besonders bevorzugten Ausführungsformen die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, aus den aus dem Auswertedetektor ausgelesenen Messwerten einen Wert für einen Kalibrationsparameter zu ermitteln, einen zum Kalibrationszustand ermittelten Ausgangswert des Kalibrationsparameters abzuspeichern, zu einem Nachfolgezustand einen Nachfolgewert des Kalibrationsparameters zu ermitteln und auf Basis des Unterschieds zwischen dem Ausgangswert und dem Nachfolgewert eine Anpassung der Kalibrationskurve zu berechnen. Die zweite von der Erfindung vorgeschlagene Lösung beschreitet vielmehr einen anderen Weg, um die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Kombination der beiden gemäß ersten und zweiten Lösung vorgeschlagenen Messgeräte. Dabei kann vorgesehen sein, dass zum Kalibrationszustand mehrere Ausgangswerte des Kalibrationsparameters gemäß einer vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeit ermittelt und abgespeichert werden, woraus sich ein von der wellenlängenabhängiger Verlauf des Ausgangswertes ergibt, und dass zu dem Nachfolgezustand mehrere Nachfolgewerte des Kalibrationsparameters gemäß derselben vorgegebenen Wellenlängenabhängig- keit ermittelt werden, wobei die Anpassung der Kalibrations-kurve auf Basis des Unterschieds zwischen dem wellenlängenabhängigen Verlauf des Ausgangswerts und dem wellenlängenabhängigen Verlauf des Nachfolgewerts berechnet wird.

Das spektroskopische Messgerät gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht auf einfache und zuverlässige Weise das Ermitteln von Konzentrationen von Spurengasen, ohne dass hierzu eine komplexe Kalibration des spektroskopischen Messgeräts erforderlich ist. Denn das erfindungsgemäße spektroskopische Messgerät ermöglicht es, mit dem Auswertedetektor die Gesamtlichtintensität von Licht in einem Wellenlängenbereich zu ermitteln, der durch die vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit festgelegt ist. In einigen Ausführungsformen kann eine Ermittlung einer wel-lenlängenabhängigen Kalibrationskurve vermieden werden. Da in dem erfindungsgemäßen Messgerät eine spektral breitbandi-ge Lichtquelle zum Einsatz kommt, kann durch Einstellen der Filtereinheit bzw. Wahl der Filtereinheit zum Vorgeben einer bestimmten vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeit eine Mes-sung in einem Wellenlängenbereich durchgeführt werden, der gezielt auf das Spurengas ausgerichtet ist, von dem die Konzentration bestimmt werden soll. Besonders bevorzugt kann das spektroskopische Messgerät so ausgebildet sein, dass unterschiedliche vorgegebene Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit eingestellt werden können, so dass mehrere

Messungen zu jeweils unterschiedlichen vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeiten durchgeführt werden können. Über die daraus erhaltene umfangreiche Information können besonders zuverlässig und einfach Rückschlüsse auf Konzentrationen von Spurengasen, insbesondere auf Konzentrationen von unterschiedlichen Spurengasen, gewonnen werden. Besonders bevorzugt umfasst die Filtereinheit zumindest ein wellenlängenselektives Element mit einer optischen Achse, wobei das wellenlängenselektive Element einen wellenlängenabhängigen Transmissionsgrad für Licht aufweist, das entlang seiner optischen Achse auf das wellenlängenselektive Element fällt, wobei insbesondere das wellenlängenselektive Element die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit vorgibt und/oder das wellenlängenselektive Element als Interferenzfilter oder Interferenzspiegel ausgebildet ist, wobei der Transmissionsgrad einen wellenlängenabhängigen Verlauf aufweist, der eine Halbwertsbreite von weniger als 10 nm, insbesondere von weniger als 5 nm, insbesondere weniger als 3 nm, insbesondere zwischen 0.5 nm und 2 nm an einem Maximalwert aufweist.

Durch das Vorsehen einer entsprechend geringen Halbwertsbreite des Transmissionsgrads kann sichergestellt sein, dass einer bestimmten Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit eine bestimmte Wellenlänge zugeordnet werden kann, so dass ohne relevante Fehler eine Kalibrationsmessung für eine kon-krete, zugeordnete Wellenlänge durchgeführt werden kann, wonach dann über mehrere Kalibrationsmessungen mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängenabhängigkeiten insbesondere ein weitestgehend fehlerfreier wellenlängenabhängiger Verlauf einer Kalibrationskurve ermittelt werden kann. Das Vor-sehen einer entsprechend geringen Halbwertsbreite ist besonders für die zweite von der Erfindung vorgeschlagene Lösung besonders vorteilhaft. Das Vorsehen einer noch ausreichend großen Halbwertsbreite, beispielsweise von mindestens 0,5 nm, gewährleistet, dass noch eine ausreichend hohe Lichtin-tensität durch das wellenlängenselektive Element durchtreten kann .

Eine Bestimmung der Konzentration eines Spurengases kann beispielsweise darüber erfolgen, dass für eine durch die Filtereinheit vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit zunächst während einer Ausgangsmessung die Gesamtlichtintensität aus dem Auswertedetektor ausgelesen wird, während die Messzelle mit Nullluft geflutet wird (z. B. reine Luft, N2,...), wonach dann während der eigentlichen Messung die Gesamtlichtintensität aus dem Auswertedetektor ausgelesen wird, während die Messzelle mit der zu untersuchenden Umgebungsluft geflutet wird. Durch einen Vergleich der gemessenen Gesamtintensitäten kann über das bekannte Absorptionsverhalten eines bestimmten Spurengases in dem durch die vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit festgelegten Wellenlängenbereich die Kon-zentration des Spurengases ermittelt werden.

Das spektroskopische Messgerät gemäß der zweiten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung kann besonders vorteilhafte weitere Merkmale aufweisen, die oben im Zusammenhang mit besonders vorteilhaften Ausführungsformen der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung bereits ausführlich erläutert wurden. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass zumindest einige Merkmale, die im Zusammenhang mit der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung als vorzugsweise vorzusehenden Merkmale beschrieben wurden, auch im Zusammenhang mit der zweiten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung entsprechende Vorteile mit sich bringen können. In einer Ausführungsform umfasst das spektroskopische Messgerät einen Detektor. Bei dieser Ausführungsform ist das spektroskopische Messgerät so ausgebildet, dass über den Detektor die eigentliche, wellenlängenaufgelöste Messung des Lichts erfolgt, das aus dem Ausgang der Messzelle austritt. Der Auswertedetektor ist hingegen zur Durchführung einer Kalibrati-onsmessung vorgesehen, über die ein Kalibrationsparameter oder eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve bestimmt werden kann. Während bei dieser Ausführungsform der Auswertedetektor so ausgebildet ist, dass er zeitaufgelöst auslesbar ist, wobei als Messwert die auf ihn auftreffende Gesamtintensität zeitaufgelöst ausgelesen wird, ist der Detektor so ausgebildet, dass er nur in sehr großen Zeitabständen ausgelesen werden kann, wobei er als Messwert die auf ihn auftreffende Intensität nach Wellenlänge aufgelöst ausgibt. Beispielsweise können die Zeitabstände, in denen der Detektor auslesbar ist, mindestens das Zehnfache der Zeitabstände betragen, in denen der Auswertedetektor auslesbar ist. Der Detektor ist außerhalb der Messzelle an dem Ausgang angeord- net und zum Ausgeben eines wellenlängenaufgelösten Messwerts für eine Lichtintensität von auf ihn auftreffendem Licht ausgebildet. Der Detektor ist relativ zur Messzelle so angeordnet, dass Licht, das durch den Ausgang aus der Messzelle austritt, auf den Detektor trifft, so dass der Detektor die LichtIntensität des austretenden Lichts messen kann. Beispielsweise kann zwischen Ausgang der Messzelle und Detektor eine Ausgangslinsenanordnung angeordnet sein, die das aus dem Ausgang austretende Licht auf den Detektor bündelt. Der Detektor gibt als Messwert einen Wert für eine Lichtintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge aus. Die Auflösung, die der Detektor mit Bezug auf die Wellenlänge bietet, kann dabei so gewählt sein, dass er für den spektralen Bereich, über den die Lichtquelle Licht aussendet, mehrere Werte für eine Lichtintensität ausgibt, die jeweils einer bestimmten Wellenlänge innerhalb des spektralen Bereichs zugeordnet ist. Lichtquelle und Detektor sind somit so zueinander abgestimmt, dass über den Detektor als Messwert eine wellenlängenabhängige Lichtintensität des Lichts als Messwert ausge-beben werden kann, das die Lichtquelle aussendet und ausgehend von der Lichtquelle durch die Messzelle auf den Detektor gelangt.

In einer Ausführungsform ist der Auswertedetektor so ausgebildet, dass er zeitaufgelöst ausgelesen werden kann. Das Messgerät ist dazu ausgebildet, das Aussenden des Lichtstrahls in die Messzelle in zeitlichen Pulsen durchzuführen und die Messwerte aus dem Auswertedetektor zu den zeitlichen Pulsen zeitlich korreliert auszulesen und aufzuzeichnen, wie dies nachfolgend im Zusammenhang mit weiteren Ausführungs-beispielen näher erläutert wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, für eine bestimmte Wellenlängenabhängigkeit, die durch die Filtereinheit vorgegeben ist, einen zeitabhängigen Intensitätsverlauf des auf den Auswertedetektor auftreffenden Lichts zu ermitteln. Ins-besondere kann die Recheneinheit dazu ausgebildet sein, die bestimmte Wellenlängenabhängigkeit zu erfassen und den zeitabhängigen Intensitätsverlauf der bestimmten Wellenlängenabhängigkeit zugeordnet abzuspeichern. Die Recheneinheit ist ferner dazu ausgebildet, aus dem einer bestimmten Wellenlän-genabhängigkeit λ' zugeordneten zeitabhängigen Intensitätsverlauf eine Abklingkonstante K{?S) gemäß der Gleichung

I(t,Ä') = /(t0, T)exp(- £(!')-t) zu ermitteln. Aus dieser Abklingkonstanten K können dann durch mathematische Formulierungen und Ausgleichsrechnungen die Konzentrationen von Spurengasen in der zu untersuchenden Umgebungsluft, die in der Messzelle angeordnet ist, bestimmt werden. Beispielsweise kann hierzu angenommen werden, dass die Abklingkonstante κ formuliert

werden kann als , wobei c die Lichtgeschwmdig-

keit, L den Lichtweg des Lichts in der Messzelle und st die Extinktionskoeffizienten der i absorbierenden Gase angibt.

Die Extinktionskoeffizienten ei können beispielsweise formuliert werden als £;=χ, wobei xf die Konzentration und σ, den Absorptionswirkungsquerschnitt der jeweiligen absorbierenden Gase angeben. Bei dem beschriebenen Ausführungsbei-spiel kann die Recheneinheit dazu ausgebildet sein, aus dem zeitabhängigen Intensitätsverlauf einer Messung die Abklingkonstante zu berechnen, abzuspeichern und der Messung zuzuordnen, wobei das Messgerät dazu ausgebildet sein kann, mehrere Messungen durchzuführen, zu denen die Recheneinheit jeweils die Abklingkonstante berechnet und aufzeichnet, wobei die Recheneinheit zum Berechnen von Konzentrationen von Spurengasen aus den verschiedenen Abklingkonstanten ausgebildet ist. Die Konzentrationen können beispielsweise unter Vermeidung einer eigenen Kalibrationsmessung zum Ermitteln eines Kalibrationsparameters des Messgeräts dadurch bestimmt werden, dass eine erste Messung durchgeführt wird, während der Nullluft in der Messzelle angeordnet ist, und eine zweite Messung, während der in der Messzelle zu untersuchende

Umgebungsluft angeordnet ist. Dabei können die Konzentrationen aus der Differenz der Abklingkonstanten, die bei den beiden Messungen ermittelt wurden, wie erläutert mathematisch bzw. durch Ausgleichsrechnung bestimmt werden. Bei-spielsweise kann das Messgerät so ausgebildet sein, dass unterschiedliche vorgegebene Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit eingestellt werden können, wobei zur Bestimmung der Konzentrationen von Spurengasen Messungen zu verschiedenen vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeiten jeweils sowohl mit Nullluft als auch mit der zu untersuchenden Umgebungsluft in der Messzelle durchgeführt werden, wobei durch Differenzbildung zwischen den Abklingkonstanten für jede Wellenlängenabhängigkeit eine Gleichung zur Ermittlung der Konzentrationen definiert werden kann, aus der der Kalibra-tionsparameter eliminiert ist, wobei durch den Satz an Gleichungen eine besonders fehlerarme und umfassende Ausgleichsrechnung zur Bestimmung der Konzentrationen von Spurengasen durchgeführt werden kann. Eine solche Ausführungsform kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn davon auszugehen ist, dass der Kalibrationsparameter, der das Messgerät charakterisiert, stark wellenlängenabhängig ist, insbesondere wenn davon ausgegangen werden kann, dass Konzentrationen von Spurengasen zu bestimmen sind, deren Absorptionsstruktur weniger stark mit der Wellenlänge variiert als der Kalibra-tionsparameter des Messgeräts. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die Konzentrationen dadurch bestimmt werden, dass Messungen zu verschiedenen Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit durchgeführt werden, während in der Messzelle die zu untersuchende Umgebungsluft angeordnet ist, ohne dass zusätzliche Messungen durchgeführt werden, während derer Nullluft in der Messzelle angeordnet ist. Die Konzentrationen können dann aus den Abklingkonstanten, die zu den verschiedenen Messungen mit den jeweils verschiedenen Wellenlängenabhängigkeiten gewonnen wurden, ermittelt wer-den. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn davon auszugehen ist, dass der Kalibrations- parameter des Messgeräts zumindest über den Wellenlängenbereich der Absorptionsstruktur der Spurengase, deren Konzentrationen bestimmt werden soll, im Wesentlichen konstant ist. Denn beispielsweise kann dann eine erste Messung zu einem Wellenlängenbereich (durch Vorgabe einer Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit) durchgeführt werden, der außerhalb der Absorptionsstruktur eines Spurengases liegt, und eine zweite Messung zu einem Wellenlängenbereich, der in der Absorptionsstruktur des Spurengases liegt, wobei davon aus-gegangen werden kann, dass der Kalibrationsparameter bei beiden Messungen im Wesentlichen identisch ist. Das genannte Ausführungsbeispiel, bei dem Messungen zu verschiedenen Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit durchgeführt werden, während in der Messzelle die zu untersuchende Umge-bungsluft angeordnet ist, ohne dass zusätzliche Messungen durchgeführt werden, während derer Nullluft in der Messzelle angeordnet ist, kann beispielweise auch dann vorteilhaft sein, wenn davon auszugehen ist, dass in einem definierten Wellenlängenbereich die Absorptionsstrukturen der zu unter-suchenden Spurengase prozentual mehr als doppelt so stark in Abhängigkeit von der Wellenlänge variieren als der Kalibrationsparameter. Beispielsweise können dann mehrere Messungen in dem definierten Wellenlängenbereich durchgeführt werden, indem unterschiedliche Wellenlängenabhängigkeiten vorgegeben werden, die jeweils gewährleisten, dass die Filtereinheit nur Licht innerhalb des definierten Wellenlängenbereich durchläset . Zu den unterschiedlichen, jeweils zu einer bestimmten Wellenlängenabhängigkeit durchgeführten Messungen kann dann wie erläutert jeweils die Abklingkonstante κ er-mittelt werden, woraus eine wellenlängenabhängige Darstellung von K erfolgen kann, indem die verschiedenen Wellenlängenabhängigkeiten mit konkreten Wellenlängen gleichgesetzt werden. Aus der wellenlängenabhängigen Darstellung von κ

kann dann über κ =—+ £t der Kalibrationsparameter elimi-

niert werden, indem eine Ausgleichsrechnung unter der Annah- me durchgeführt wird, dass der Kalibrationsparameter L , nicht aber die Extinktionskoeffizienten £, der Spurengase durch ein Polynom 2. Ordnung angenähert werden kann. Eine solche Ausgleichsrechnung kann beispielsweise über eine dem Fachmann bekannte DOAS-Auswertung erfolgen. Entsprechend können dann aus der Ausgleichsrechnung die Extinktionskoeffizienten si und somit die Konzentrationen xi ermittelt werden .

In einer Ausführungsform ist das Messgerät dazu ausgebildet, das Aussenden des Lichtstrahls in die Messzelle in zeitlichen Pulsen durchzuführen und die Messwerte aus dem Auswertedetektor zu den zeitlichen Pulsen zeitlich korreliert auszulesen und aufzuzeichnen. Das Aussenden des Lichtstrahls in zeitlichen Pulsen kann beispielsweise durch das Vorsehen eines Choppers realisiert sein, wobei die Drehfrequenz des Choppers zusammen mit der Ausgestaltung des Choppers die Länge und den zeitlichen Abstand der Lichtpulse vorgibt. Das Aussenden des Lichtstrahls kann beispielsweise durch elektronisches Ansteuern der Lichtquelle in zeitlichen Pulsen durchgeführt werden. Das Aussenden des Lichtstrahls in zeitlichen Pulsen kann beispielsweise durch Durchführung und vollständige Unterbrechung des Aussendens erfolgen oder beispielsweise durch zeitlich gepulstes Verringern und wieder Erhöhen der Lichtintensität des ausgesandten Lichtstrahls, beispielsweise durch zeitlich gepulste Variation der

Lichtintensität zwischen Minimal- und Maximalwert, wobei der Maximalwert beispielsweise um mehr als das Dreifache des Rauschens des durch den Auswertedetektor ausgegebenen Messwerts für die Intensität den Minimalwert übersteigt, bei-spielsweise mindestens das Doppelte, insbesondere Dreifache, insbesondere Zehnfache des Minimalwerts betragen kann. Die zeitliche Korrelierung zwischen dem Auslesen und Aufzeichnen der Messwerte und den zeitlichen Pulsen des Aussendens des Lichtstrahls kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Messwerte zeitlich kontinuierlich aufgenommen werden und bei der Auswertung der zeitliche Verlauf der Messwerte den zeitlichen Pulsen zugeordnet wird. Die Korrelierung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass Messwerte nur dann aufgezeichnet werden, wenn sie in Zeitintervallen aufgenommen werden, deren Beginn zeitlich jeweils einem Puls zugeordnet ist, beispielsweise in einem bestimmten Zeitintervall vor oder nach dem Beginn eines Pulses liegt. Besonders bevorzugt ist das Messgerät so ausgebildet, dass bei dem zeitlichen Pulsen des Aussendens des Lichtstrahls stets ein Wechsel zwischen einem Aussendeintervall, in dem der Lichtstrahl in die Messzelle mit einer Maximalintensität ausgesandt wird, und einem Unterbrechungsintervall, in dem der Lichtstrahl mit einer Minimalintensität in die Messzelle ausgesandt wird, erfolgt, wobei insbesondere die Messwerte während Zeitintervallen ermittelt werden, die jeweils zeitlich benachbart zu einem solchen Wechsel liegen. Die Maximalintensität beträgt, in einer Ausführungsform mindestens das Doppelte, in einer Ausführungsform mindestens das Zehnfache, in einer Ausführungsform mindestens das Hundertfache der Minimalintensität. Die Minimalintensität kann auch Null betragen, so dass während des Unterbrechungsintervalls kein

Lichtstrahl in die Messzelle ausgesandt wird. Die zeitliche Benachbarung kann beispielsweise ein festgelegter Zeitabstand sein, beispielsweise 1 . Das Ermitteln der Messwerte zeitlich korreliert zu den Pulsen kann den besonderen Vorteil mit sich bringen, dass ein Mittelwert über eine Vielzahl an Messwerten gebildet werden kann, da diese Messwerte aufgrund der zeitlichen Korrelierung mit den zeitlichen Pulsen identische Situationen wiedergeben. Darüber hinaus kann das zeitliche Korrelieren ein besonders fehlerfreies Ermitteln von Kalibrationsparametern aus dem zeitlichen Verlauf der Messwerte ermöglichen, da aufgrund der Korrelierung vorbekannt ist, in welchem Zustand der Lichtquelle die Messwerte aufgenommen wurden.

In einer Ausführungsform ist die Recheneinheit zum Erfassen einer bestimmten Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit ausgebildet, wobei das Messgerät dazu ausgebildet ist, für verschiedene bestimmte Wellenlängenabhängigkeiten jeweils einen zeitabhängigen Intensitätsverlauf des auf den Auswertedetektor auftreffenden Lichts zu ermitteln und der jeweiligen bestimmten Wellenlängenabhängigkeit zugeordnet abzuspeichern. Das Erfassen der bestimmten Wellenlängenabhängigkeit kann beispielsweise durch manuelle Eingabe oder automa-tisch erfolgen, insbesondere dann, wenn, wie weiter oben zu dem erfindungsgemäßen Kalibrationssystem erläutert, die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit elektronisch einstellbar ist, beispielsweise durch Verdrehen eines wellenlängenselektiven Elements. Besonders bevorzugt ist das Mess-gerät dazu ausgebildet, aus dem für eine bestimmte Wellenlängenabhängigkeit ermittelten zeitabhängigen Intensitätsverlauf einen Kalibrationsparameter zu ermitteln, wobei das Messgerät weiterhin dazu ausgebildet sein kann, eine Abhängigkeit des Kalibrationsparameters von der Wellenlängenab-hängigkeit zu ermitteln. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist wesentlich, dass das Messgerät für verschiedene bestimmte Wellenlängenabhängigkeiten jeweils einen zeitabhängigen Intensitätsverlauf als Messwert des Auswertedetektors ermittelt. Aus diesem zeitabhängigen Intensitätsverlauf kann wie erläutert ein Kalibrationsparameter, wie beispielsweise eine Abklingkonstante oder eine Länge des Lichtwegs des Lichts in der Messzelle ermittelt werden. Durch die Bestimmung der Abhängigkeit des Kalibrationsparameters von der Wellenlängenabhängigkeit kann eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve bestimmt werden, die wie erläutert ein möglichst fehlerfreies Ermitteln von Konzentrationen von Spurengasen mit dem Messgerät ermöglichen kann.

In einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, aus dem einer bestimmten Wellenlängenabhängigkeit ^ zugeordneten zeitabhängigen Intensitätsverlauf eine Abkling- konstante *M gemäß der Gleichung > =
zu

ermitteln, und insbesondere aus der Gleichung L(Ä') =—r-τ eine

optische Weglänge ^ ' als Kalibrationsparameter zu ermitteln, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Besonders bevorzugt kann die Recheneinheit ferner dazu ausgebildet sein, die bestimmte Wellenlängenabhängigkeit mit einer bestimmten Wellenlänge gleichzusetzen und daraus einen Verlauf der Abklingkonstanten in Abhängigkeit von der Wellenlänge zu bestimmen. Bei der beschriebenen Ausführungsform gewährleistet das Messgerät eine Bestimmung einer wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve, mittels der die Messwerte des Detektors möglichst fehlerfrei ausgewertet werden können zum Bestimmen von Konzentrationen von Spurengasen. Dabei kann die Bestimmung eines wellenlängenabhängigen Verlaufs der Abklingkonstanten und insbesondere die Bestimmung eines wellenlängenabhängigen Verlaufs der Länge des Lichtwegs des Lichts in der Messzelle eine besonders einfache Auswertung ermöglichen .

In einer Ausführungsform ist das Messgerät dazu ausgebildet, auf eine Initialisierung hin selbsttätig vorab festgelegte verschiedene bestimmte Wellenlängenabhängigkeiten einzustellen, zu jeder bestimmten Wellenlängenabhängigkeit einen zugeordneten Kalibrationsparameter zu ermitteln, daraus einen wellenlängenabhängigen Verlauf des Kalibrationsparameters zu bestimmen und zu speichern und während nachfolgenden Messungen diesen Verlauf des Kalibrationsparameters zum Auswerten der aus dem Detektor ausgelesenen Messwerte zu verwenden. Die vorab festgelegten Wellenlängenabhängigkeiten können beispielsweise in der Recheneinheit gespeichert sein. Beispielsweise können diese in die Recheneinheit eingebbar und dort abspeicherbar sein. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist das Messgerät dazu geeignet, auf eine Initialisierung hin selbsttätig eine Kalibrationsmessung durchzuführen und dabei eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve, nämlich den wellenlängenabhängigen Verlauf eines Kalibrations-parameters zu ermitteln und diese Kalibrationskurve zum Auswerten der Messwerte unmittelbar zu verwenden. Die beschrie-bene Ausführungsform ermöglicht somit eine besonders einfach handhabbare und auswertbare Realisierung eines spektroskopischen Messgeräts und ist daher insbesondere auch für den Einsatz durch Personal geeignet, das nicht auf besondere Weise hierzu wissenschaftlich ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße spektroskopische Messgerät kann weitere Vorteile und Eigenschaften aufweisen, die weiter oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen optischen Kalibrati-onssystem beschrieben sind.

Wie aus der obigen Beschreibung zu den vorteilhaften Ausfüh-rungsformen des von der Erfindung als zweite Lösung vorgeschlagenen Messgeräts ersichtlich, ermöglicht dieses gemäß der zweiten Lösung der Erfindung vorgeschlagene Messgerät in einigen Ausführungsformen das Ermitteln einer wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve, mittels derer ausgehend von aus dem Detektor des Messgeräts ausgelesenen Messwerten korrekt auf Konzentrationen von Spurengasen in der Messzelle zurückgerechnet werden kann. Besonders bevorzugt weist das Messgerät dabei ein erfindungsgemäßes Kalibrationssystem auf, das nachfolgend mit seinen Merkmalen, Vorteilen und bevorzugten Ausführungsformen näher beschrieben wird.

Als eine Lösung zumindest einer der beschriebenen Aufgaben schlägt die vorliegende Erfindung ferner ein wellenlängenaufgelöstes Kalibrationssystem mit den Merkmalen von Anspruch 18 vor. Das erfindungsgemäße Kalibrationssystem ist für ein spektroskopisches Messgerät geeignet, das eine spektral breitbandige Lichtquelle, eine Messzelle mit einem Resonator und insbesondere einen Detektor umfasst. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Kalibrationssystem für eines der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Messgeräte geeig- net . Die spektral breitbandige Lichtquelle, die Messzelle mit Resonator und der Detektor können wie zu dem in Anspruch 1 beanspruchten Messgerät oben erläutert ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß umfasst das Kalibrationssystem einen Auswer-tedetektor und eine Filtereinheit. Der Auswertedetektor ist außerhalb der Messzelle an dem Ausgang anordenbar und zum Ausgeben eines Messwerts für eine Gesamtlichtintensität von auf ihn auftreffendem Licht ausgebildet und zeitaufgelöst auslesbar. Der Auswertedetektor ist dabei ein von dem Detek-tor des Messgeräts getrenntes Bauteil. Während der Detektor des Messgeräts einen wellenlängenaufgelösten Messwert für eine Lichtintensität ausgibt, gibt der Auswertedetektor eine Gesamtlichtintensität als Messwert aus. Während der Detektor des Messgeräts aufgrund der Ausgabe eines wellenlängenaufge-lösten Messwerts nur langsam ausgelesen werden kann, ist der Auswertedetektor zeitaufgelöst, d. h. mit einem Abstand von kurzen Zeitintervallen, beispielsweise Zeitintervallen von weniger als 500 s, insbesondere weniger als 200 μβ, insbesondere von weniger als 10 \ ts , insbesondere von weniger als 1 με, insbesondere von weniger als 0,1 s auslesbar. Denn das Auslesen einer Gesamtlichtintensität von dem Auswertedetektor kann deutlich schneller erfolgen als das wellenlängenaufgelöste Auslesen des Detektors. Insbesondere ist der Auswertedetektor so ausgebildet, dass aus ihm kein wellen-längenaufgelöster Messwert für eine Lichtintensität von auf ihn auftreffendem Licht ausgelesen werden kann.

Die Filtereinheit ist so ausgebildet und relativ zu dem Messgerät und zu dem Auswertedetektor anordenbar, dass sie eine Filterung des Lichtanteils des Lichtstrahls mit einer vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeit gewährleistet, der auf den Auswertedetektor auftrifft. Die Filtereinheit ist beispielsweise zwischen Lichtquelle und Eingang der Messzelle außerhalb der Messzelle oder zwischen Messzelle und Auswertedetektor außerhalb der Messzelle anordenbar. In jedem Fall ist die Filtereinheit so relativ zum Messgerät und zum Auswertedetektor anordenbar, dass von der Lichtquelle ausgesandtes Licht zwangsläufig durch die Filtereinheit hindurchtreten muss, bevor das Licht auf den Auswertedetektor auf-treffen kann. Dabei gewährleistet die Filtereinheit eine Filterung des Lichtanteils des Lichtstrahls, der auf die Filtereinheit auftrifft. Diese Filterung erfolgt wellenlängenabhängig. Demzufolge lässt die Filtereinheit nur in einem bestimmten Wellenlängenbereich, der durch die vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit festgelegt ist, Licht passieren, ohne dass die Lichtintensität durch die Filtereinheit wesentlich verringert wird. Beispielsweise kann die Filtereinheit so ausgebildet sein, dass ihre Lichtdurchlässigkeit bei einer bestimmten Wellenlänge einen Maximalwert aufweist, wobei die Lichtdurchlässigkeit bei einer positiven und bei einer negativen Abweichung der Wellenlänge von der bestimmten Wellenlänge stark abnimmt, beispielsweise um mindestens 50 % bei einer Abweichung um 10 nm, beispielsweise um mindestens 50 % bei einer Abweichung um 5 nm. Der Filtereinheit kann entsprechend ein Transmissionsgrad zugeordnet werden. Der Transmissionsgrad ist wellenlängenabhängig und gibt an, wie viel Prozent des auftreffenden Lichts durch die Filtereinheit hindurchtritt. Der wellenlängenabhängige Transmissionsgrad definiert somit die vorgegebene Wellenlängenab-hängigkeit der Filtereinheit. Beispielsweise kann die Filtereinheit so ausgebildet sein, dass der wellenlängenabhängige Transmissionsgrad stets einer bestimmten Einfallsrichtung des Lichts auf die Filtereinheit zugeordnet ist. Diese Einfallsrichtung kann als optische Achse der Filtereinheit definiert werden.

Das erfindungsgemäße Kalibrationssystem bringt wesentliche Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik mit sich. Da durch das Vorsehen der Filtereinheit sichergestellt ist, dass nur Licht innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbe-reichs mit einer wesentlichen Lichtintensität auf den Aus- wertedetektor auftrifft, kann bei der Auswertung des Auswertedetektors bzw. der von ihm ausgegebenen Gesamtlichtintensität davon ausgegangen werden, dass die Gesamtlichtintensität nur von Licht einer bestimmten Wellenlänge bzw. eines bestimmten Wellenlängenbereichs stammt. Entsprechend kann durch das Vorsehen der Filtereinheit eine Kalibrationsmessung für eine bestimmte Wellenlänge bzw. einen bestimmten Wellenlängenbereich durchgeführt werden. Dies kann die

Durchführung der Kalibrationsmessung im Allgemeinen erheb-lieh vereinfachen. Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Kalibrationssystem auch bei der Verwendung eines Messgeräts mit einer spektral breitbandigen Lichtquelle eine Abklingkonstante wie oben erläutert ermittelt werden, anhand der die Länge des Lichtwegs, den das Licht in der Messzelle durchläuft, für die durch die Filtereinheit vorgegebene Wellenlänge bzw. für den durch die Filtereinheit vorgegebenen Wellenlängenbereich ermittelt werden kann.

In einer Ausführungsform ist der Auswertedetektor dazu ausgebildet, in Zeitintervallen von weniger als 100 s, insbe-sondere von weniger als 50 ps, insbesondere von weniger als 10 s, insbesondere von weniger als 1 ]is , insbesondere von weniger als 0,1 s kontinuierlich ausgelesen zu werden. Der Auswertedetektor kann somit fortlaufend in Abständen von weniger als 100 s, insbesondere von weniger als 50 ]is , ins-besondere von weniger als 10 ps, insbesondere von weniger als 1 ps, insbesondere von weniger als 0,1 s ausgelesen werden, so dass eine entsprechend zeitaufgelöste Aufzeichnung, d. h. mit einer Zeitauflösung von weniger als 100 s, insbesondere von weniger als 50 s, insbesondere von weniger als 10 \is , insbesondere von weniger als 1 s, insbesondere von weniger als 0,1 s, der Messwerte für die Gesamtlichtintensität möglich ist. Bei dieser Ausführungsform kann eine so hoch zeitaufgelöste Messung durch den Auswertedetektor ermöglicht sein, dass der zeitliche Verlauf der Gesamt-lichtintensität so kontinuierlich dargestellt werden kann, dass die Abklingkonstante eines exponentiellen Verlaufs der Gesamtlichtintensität bei dem Ein- oder Ausschalten der Lichtquelle besonders fehlerfrei ermittelt werden kann. Besonders bevorzugt ist der Auswertedetektor als Photomulti-plier oder als Photodiode ausgebildet. Dadurch ist eine zuverlässige Ermittlung der Gesamtlichtintensität und gleichzeitig eine hohe Zeitauflösung bei dem Auslesen der Messwerte ermöglicht.

In einer Ausführungsform ist das Kalibrationssystem zum Vor-geben unterschiedlicher Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit ausgebildet. Das Kalibrationssystem ist somit so ausgebildet, dass für die Filtereinheit eine erste vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit und zumindest eine zweite vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit einstellbar ist. Je nach eingestellter vorgegebener Wellenlängenabhängigkeit lässt die Filtereinheit Licht in einem unterschiedlichen Wellenlängenbereich passieren. Somit kann die beschriebene Ausführungsform dazu geeignet sein, mehrere Kalibrationsmessungen für unterschiedliche vorgegebene Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit durchzuführen, wobei während jeder Kali-brationsmessung ein Kalibrationsparameter , wie beispielsweise die Länge des Lichtwegs in der Messzelle, bestimmt werden kann, wonach dann aus den Kalibrationsmessungen die Kalibra-tionskurve ermittelt werden kann. Besonders bevorzugt ist das Kalibrationssystem dazu ausgebildet, jede bestimmte Wellenlängenabhängigkeit mit einer bestimmten zugeordneten Wellenlänge gleichzusetzen. In dieser Ausführungsform kann das Kalibrationssystem dazu verwendet werden, eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve zu ermitteln, mittels der aus den Messwerten des spektroskopischen Messgeräts zuverlässig auf Konzentrationen von Spurengasen Rückschlüsse gezogen werden können.

In einer Ausführungsform umfasst die Filtereinheit ein wel-lenlängenselektives Element mit einer optischen Achse, wobei das wellenlängenselektive Element einen wellenlängenabhängigen Transmissionsgrad für Licht aufweist, das entlang seiner optischen Achse auf das wellenlängenselektive Element fällt. Dem wellenlängenselektiven Element ist somit ein Transmissi-onsgrad zugeordnet, der für jede Wellenlänge angibt, wieviel Prozent der Lichtintensität von Licht, das entlang der optischen Achse des wellenlängenselektiven Elements auf das wellenlängenselektive Element auftrifft, durch das wellenlängenselektive Element hindurchtritt. Die optische Achse ist dabei eine bestimmte, dem wellenlängenselektiven Element zugeordnete Richtung. Insbesondere kann- die Filtereinheit so ausgebildet sein, dass das wellenlängenselektive Element die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit vorgibt. Insbesondere kann das wellenlängenselektive Element als Interfe-renzfilter oder als Interferenzspiegel ausgebildet sein.

Indem die Filtereinheit ein wellenlängenselektives Element umfasst, kann mittels des wellenlängenselektiven Elements die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit besonders einfach und variabel vorgegeben werden. Beispielsweise kann das wellenlängenselektive Element der Filtereinheit austauschbar sein, so dass durch Einsetzen unterschiedlicher wellenlängenselektiver Elemente eine unterschiedliche Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit bereitgestellt werden kann, wodurch entsprechend Kalibrationsmessungen zu un-terschiedlichen Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit vorgenommen werden können, wodurch eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve bestimmt werden kann.

Besonders bevorzugt weist der Transmissionsgrad des wellenlängenselektiven Elements einen wellenlängenabhängigen Ver-lauf auf, der eine Halbwertsbreite von weniger als 10 nm, insbesondere von weniger als 5 nm, insbesondere von weniger als 3 nm, insbesondere zwischen 0,5 und 2 nm an einem Maximalwert aufweist. Die Halbwertsbreite bezeichnet dabei das Wellenlängenintervall zwischen den beiden den Maximalwert umgebenden Werten für die Wellenlänge, an denen der Trans- missionsgrad auf die Hälfte des Maximalwerts abgefallen ist. Durch das Vorsehen einer entsprechend geringen Halbwertsbreite des Transmissionsgrads kann sichergestellt sein, dass einer bestimmten Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit eine bestimmte Wellenlänge zugeordnet werden kann, so dass ohne relevante Fehler eine Kalibrationsmessung für eine konkrete, zugeordnete Wellenlänge durchgeführt werden kann, wonach dann über mehrere Kalibrationsmessungen mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängenabhängigkeiten insbesondere ein weitestgehend fehlerfreier wellenlängenabhängiger Verlauf einer Kalibrationskurve ermittelt werden kann. Das Vorsehen einer noch ausreichend großen Halbwertsbreite, beispielsweise von mindestens 0,5 nm, gewährleistet, dass noch eine ausreichend hohe Lichtintensität durch das wellenlän-genselektive Element durchtreten kann.

Besonders bevorzugt ist die Filtereinheit so ausgebildet, dass ein Verdrehwinkel, den eine Propagationsrichtung eines auf das zumindest eine wellenlängenselektive Element auftreffenden Anteils des Lichtstrahls mit der optischen Achse des wellenlängenselektiven Elements bildet, einstellbar oder eingestellt ist, wobei über die Einstellung des Verdrehwinkels die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit vorgebbar ist. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des wellenlängenselektiven Elements und der Filtereinheit kann somit die vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit sehr einfach durch eine Einstellung des Verdrehwinkels zwischen der Propagationsrichtung des auf das wellenlängenselektive Element fallenden Lichts und der optischen Achse des wellenlängenselektiven Lichts gewählt werden. Entsprechend können auf besonders einfache Weise mehrere Kalibrationsmessungen durchgeführt werden, bei denen jeweils ein anderer Verdrehwinkel zwischen der optischen Achse des wellenlängenselektiven Elements und der Propagationsrichtung des Lichts vorgesehen ist, so dass jeweils eine andere Wellenlängenab-hängigkeit der Filtereinheit gewährleistet ist und somit durch eine Vielzahl an Kalibrationsmessungen eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve ermittelt werden kann. Besonders bevorzugt ist das wellenlängenselektive Element hierzu als Interferenzfilter oder Interferenzspiegel ausgebildet. Eine solche erfindungsgemäße Ausführungsform kann auf verschiedene Arten realisiert sein. Beispielsweise kann die Filtereinheit mehrere wellenlängenselektive Elemente umfassen, wobei die Filtereinheit eine optische Einrichtung aufweist, über die für jedes wellenlängenselektive Element der Verdrehwinkel einstellbar oder eingestellt ist, den die Pro-pagationsrichtung des auf das jeweilige wellenlängenselektive Element auftreffenden Anteils des Lichtstrahls mit der optischen Achse des jeweiligen wellenlängenselektiven Elements bildet. Bei dieser Realisierungsmöglichkeit wird über die optische Einrichtung für jedes wellenlängenselektive

Element der Verdrehwinkel vorgegeben. Die optische Einrichtung kann hierfür durch dem Fachmann hinreichend bekannte optische Anordnungen, beispielsweise einen teiltransparenten Spiegel und/oder Linsenanordnungen, realisiert sein. Bei-spielsweise kann die optische Einrichtung so ausgebildet sein, dass sie einen aus der Messzelle austretenden, auf die Filtereinheit auftreffenden Lichtstrahl in verschiedene Teilstrahle aufteilt, wobei sie jeden Teilstrahl mit einem vorgegebenen Verdrehwinkel auf jeweils ein wellenlängense-lektives Element lenkt. Beispielsweise kann die optische

Einrichtung so ausgebildet sein, dass sie den aus der Messzelle austretenden, auf die Filtereinheit auftreffenden Lichtstrahl nacheinander unter jeweils unterschiedlichen Verdrehwinkeln auf die verschiedenen wellenlängenselektiven Elemente lenkt. Beispielsweise kann eine weitere optische Einrichtung vorgesehen sein, über die sämtliches aus den verschiedenen wellenlängenselektiven Elementen austretende Licht auf den Detektor gelenkt wird, der als ein Einzeldetektor mit nur einer ununterbrochenen Sensorfläche ausgebil-det ist. Beispielsweise kann der Detektor mehrere Einzeldetektoren umfassen, wobei jeweils ein Einzeldetektor jeweils einem wellenlängenselektiven Element zugeordnet ist und die Lichtintensität von Licht misst, das durch das jeweilige wellenlängenselektive Element hindurchgetreten ist. Die genannte Realisierungsmöglichkeit kann den Vorteil mit sich bringen, dass verschiedene Kalibrationsmessungen zu unterschiedlichen Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit gleichzeitig durchgeführt werden können. Bei einer anderen Realisierungsmöglichkeit weist die Filtereinheit eine optische Vorrichtung auf, über die mehrere verschiedene Verdreh-winkel einstellbar sind, die die Propagationsrichtung des auf das wellenlängenselektive Element auftreffenden Anteils des Lichtstrahls mit der optischen Achse des wellenlängenselektiven Elements bildet. Bei dieser Realisierungsmöglichkeit können durch die optische Vorrichtung, die aus dem Fachmann geläufigen optischen Anordnungen realisiert werden kann, für ein bestimmtes wellenlängenselektives Element verschiedene Verdrehwinkel vorgegeben werden. Bei einer anderen Realisierungsmöglichkeit ist das wellenlängenselektive Element in der Filtereinheit verdrehbar gehalten, wobei der Verdrehwinkel, den die Propagationsrichtung des auf das wellenlängenselektive Element auftreffenden Anteils des Lichtstrahls zu der optischen Achse des wellenlängenselektiven Elements bildet, einstellbar ist. Bei dieser Realisierungsmöglichkeit kann der Verdrehwinkel somit durch Verdrehen des wellenlängenselektiven Elements verändert werden. Die genannten Realisierungsmöglichkeiten können auch miteinander kombiniert werden.

In einer Ausführungsform ist das Kalibrationssystem zum zeitaufgelösten Auslesen des Auswertedetektors und zum Er-mittein und Speichern eines zeitabhängigen Intensitätsverlaufs des auf den Auswertedetektor auftreffenden Lichts ausgebildet. Dies kann besonders vorteilhaft sein, da aus dem zeitabhängigen Intensitätsverlauf besonders einfach Kalibra-tionsparameter, wie beispielsweise eine Abklingkonstante des Zeitverlaufs der Gesamtlichtintensität und damit eine Länge des Lichtwegs in der Messzelle ermittelt werden kann.

Besonders bevorzugt ist das Kalibrationssystem dazu ausgebildet, aus dem für eine bestimmte Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit ermittelten zeitabhängigen Intensitätsver lauf einen Kalibrationsparameter zu ermitteln. Dabei kann das Kalibrationssystem insbesondere dazu ausgebildet sein, für verschiedene Wellenlängenabhängigkeiten jeweils einen zugeordneten Kalibrationsparameter zu ermitteln und insbesondere daraus einen Verlauf des Kalibrationsparameters in Abhängigkeit von der Wellenlängenabhängigkeit und insbesondere damit eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve zu ermitteln. Die wellenlängenabhängige Kalibrationskurve kann als Verlauf des Kalibrationsparameters in Abhängigkeit von der vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeit definiert sein. Entsprechend kann das Kalibrationssystem dieser Ausführungs form unmittelbar eine wellenlängenabhängige Kalibrationskur ve ausgeben, die bei dem spektroskopischen Messgerät verwen det werden kann, um aus Messwerten des Messgeräts direkt möglichst fehlerfrei Konzentrationen von Spurengasen ermit-teln zu können.

Besonders bevorzugt ist das Kalibrationssystem so ausgebildet, dass es als Kalibrationsparameter einen Wert für eine Weglänge des Lichtwegs ermittelt, den das Licht in der Mess zelle durchläuft.

In einer Ausführungsform weist das Kalibrationssystem eine optische Lichtauskoppeleinheit auf, die an dem Ausgang der Messzelle anordenbar ist und zum Auskoppeln eines Lichtanteils des austretenden Lichts ausgebildet ist. Die Lichtaus koppeleinheit kann beispielsweise als fest montierbarer, teiltransparenter Spiegel ausgebildet sein, der somit als Strahlteiler zwischen Detektor und Auswertedetektor wirkt. Die Lichtauskoppeleinheit kann beispielsweise als schwenkba rer Spiegel ausgebildet sein, wobei der Spiegel zum Durchführen einer Kalibrationsmessung in den aus dem Ausgang aus tretenden Lichtstrahl geschwenkt werden kann und somit den Lichtstrahl zum Auswertedetektor lenkt, wohingegen er nach dem Abschluss der Kalibrationsmessung aus dem Lichtstrahl herausgeschwenkt werden kann, so dass der Lichtstrahl mit seiner gesamten Lichtintensität auf den Detektor trifft. Die Lichtauskoppeleinheit kann beispielsweise als Verteilerstecker mit Anschlüssen für optische Leiter, wie beispielsweise Glasfaserkabel, ausgebildet sein, wobei während einer Kalibrationsmessung ein Lichtleiter zwischen Ausgang und Auswer-tedetektor gekoppelt wird und nach Abschluss der Kalibrationsmessung dieser Lichtleiter abgekoppelt wird und ein

Lichtleiter zwischen Ausgang der Messzelle und Detektor gekoppelt wird. Das Vorsehen einer Lichtauskoppeleinheit kann gewährleisten, dass sowohl während der Kalibrationsmessung als auch während der eigentlichen Messung des spektroskopischen Messgeräts stets eine so große Lichtintensität auf den Auswertedetektor bzw. den Detektor auftrifft, dass eine möglichst fehlerfreie Messung gewährleistet werden kann.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines erfin-dungsgemäßen Messgeräts gemäß der ersten von der Erfindung vorgeschlagenen Lösung zum Durchführen von spektroskopischen Messungen, wobei zu dem Kalibrationszustand die Kalibrati-onskurve und der Ausgangswert bestimmt und abgespeichert werden, wobei zu dem Nachfolgezustand der Nachfolgewert be-stimmt und abgespeichert wird und die angepasste Kalibrati-onskurve berechnet und abgespeichert wird und die angepasste Kalibrationskurve berechnet und abgespeichert wird, wonach dann eine spektroskopische Messung durchgeführt wird, bei der die angepasste Kalibrationskurve zum Auswerten der aus dem Detektor ausgelesenen Messwerte verwendet wird. Besonders bevorzugt befindet sich das spektroskopische Messgerät bei der Verwendung während der spektroskopischen Messung in dem Nachfolgezustand. Die erfindungsgemäße Verwendung ermöglicht auf einfache Art und Weise die Durchführung von mög-liehst fehlerfreien spektroskopischen Messungen, da vor je- der spektroskopischen Messung, in der sich das Messgerät in einem bestimmten Nachfolgezustand befindet, eine einfache Nachkalibration durchgeführt werden kann, über die die Ka-librationskurve so angepasst werden kann, dass eine mög-liehst fehlerfreie Auswertung der aus dem Detektor ausgelesenen Messwerte ermöglicht ist.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines erfindungsgemäßen Kalibrationssystems zum Kalibrieren eines spektroskopischen Messgeräts, insbesondere zum Ermitteln eines Kalibrationsparameters für das Messgerät. Das Messgerät kann insbesondere als erfindungsgemäßes spektroskopisches Messgerät ausgebildet sein. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung kann insbesondere ein Auswertedetektor an dem Ausgang der Messzelle angeordnet werden und eine Filterein-heit zwischen der Lichtquelle und dem Auswertedetektor angeordnet werden, wonach dann die Kalibration wie beschrieben durchgeführt werden kann. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Verwendung eine Lichtauskoppeleinheit zwischen Ausgang der Messzelle und Auswertedetektor so angeordnet werden, dass ein Lichtanteil des aus der Messzelle austretenden Lichts auf den Auswertedetektor ausgekoppelt wird. Die erfindungsgemäße Verwendung kann weitere Merkmale aufweisen, die im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Kalibrationssystem und dem oben beschriebe-nen erfindungsgemäßen spektroskopischen Messgerät ersichtlich sind. Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Verwendung zu mehreren unterschiedlichen Wellenlängenabhängigkeiten jeweils ein zugeordneter Kalibrationsparameter ermittelt werden und aufgezeichnet werden, woraus der Verlauf des Kalibrationsparameters in Abhängigkeit von einer Wellenlänge bestimmt werden kann.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Durchführung einer Messung mit einem spektroskopischen Messgerät oder zur Durchführung einer Kalibrierung eines spektroskopischen Messgeräts für die Auswertung einer mittels des Messgeräts durchgeführten Messung. Dabei wird mit einer spektral breit-bandigen Lichtquelle ein Lichtstrahl durch einen Eingang einer Messzelle des Messgeräts in die Messzelle ausgesendet. Zumindest ein Lichtanteil dieses Lichtstrahls wird mit einer vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeit gefiltert, und die Gesamtlichtintensität dieses Lichtstrahls wird nach dem Austreten des Lichtstrahls aus einem Ausgang der Messzelle ermittelt. In der Messzelle ist bevorzugt Umgebungsluft ange-ordnet. Die Messung dient der Untersuchung der Umgebungsluft, insbesondere der Bestimmung von Konzentrationen von Spurengasen in der Umgebungsluft. Bevorzugt wird mittels eines Auswertedetektors die Gesamtlichtintensität des Lichtanteils des Lichtstrahls ermittelt, der aus dem Ausgang der Messzelle austritt und auf den Auswertedetektor trifft. Erfindungsgemäß wird eine Filterung des Lichtanteils mit einer vorgegebenen Wellenlängenabhängigkeit durchgeführt. Die Filterung kann vor oder nach der Messzelle erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt den entscheidenden Vorteil mit sich, dass durch die Kombination von spektral breitbandiger Lichtquelle, einem Auswertedetektor zum Ausgeben eines Messwerts für eine Gesamtlichtintensität und der Filterung des Lichtanteils, der auf den Auswertedetektor trifft, durch sehr einfache und kostengünstige Mittel eine Lichtintensi-tätsmessung für einen durch die vorgegebene Wellenlängenabhängigkeit definierten Wellenlängenbereich durchgeführt werden kann, was für die Bestimmung der Konzentrationen von Spurengasen, die eine Absorptionsstruktur in diesem Wellenlängenbereich aufweisen, ermöglichen kann. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Durchführung einer Messung für unterschiedliche Wellenlängenbereiche, d. h. bei einer Filterung mit unterschiedlicher vorgegebener Wellenlängenabhängigkeit, so dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur besonders kostengünstig und einfach durch-führbar ist, sondern gleichzeitig das Gewinnen umfangreicher Informationen ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren kann weitere Merkmale und Vorteile aufweisen, die aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen wellenlängenaufgelösten Kalibrationssystems sowie des erfindungsgemäßen spektroskopischen Messgeräts ersichtlich werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Durchführung einer Kalibrierung eines spektroskopischen Messgeräts, mittels derer eine korrekte Auswertung einer mittels des Messgeräts durchgeführten Messung ermöglicht wird. In einem ersten Verfahrensschritt, während dessen sich das Messgerät in einem Kalibrationszustand befindet, wird eine Kalibrations-kurve gemessen und gespeichert. Sowohl in dem ersten Verfahrensschritt als auch in einem zweiten Verfahrensschritt, während dessen sich das Messgerät in einem Nachfolgezustand befindet und die Messung durchgeführt wird, wobei der Nach-folgezustand zeitlich vor oder nach dem Kalibrationszustand liegt, wird mit einer spektral breitbandigen Lichtquelle ein Lichtstrahl durch einen Eingang einer Messzelle des Messgeräts in die Messzelle ausgesendet, wobei zumindest ein

Lichtanteil dieses Lichtstrahls mit einer vorgegebenen Wel-lenlängenabhängigkeit gefiltert wird und die Gesamtlichtintensität dieses Lichtanteils nach dem Austreten des Lichtanteils aus einem Ausgang der Messzelle ermittelt wird, wobei aus der gemessenen Gesamtlichtintensität ein Kalibrationspa-rameter ermittelt und abgespeichert wird. In dem ersten Ver-fahrensschritt wird ein Ausgangswert des Kalibrationsparame-ters ermittelt. In dem zweiten Verfahrensschritt wird ein Nachfolgewert des Kalibrationsparameters ermittelt. Auf Basis des Unterschieds zwischen dem Ausgangswert und dem Nachfolgewert wird eine Anpassung der Kalibrationskurve vorge-nommen und eine angepasste Kalibrationskurve berechnet, wobei die Kalibrierung des Messgeräts mittels der angepassten Kalibrationskurve durchgeführt wird. Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sowie weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind für den Fach-mann insbesondere aus der obigen Beschreibung betreffend das gemäß der ersten Lösung der Erfindung vorgeschlagene Messgerät ersichtlich.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf sechs Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1: in einer schematischen Prinzipdarstellung ein gattungsgemäßes spektroskopisches Messgerät;

Figur 2: in einer schematischen Prinzipdarstellung ein

Beispiel für einen Grundaufbau eines erfin- dungsgemäßen spektroskopischen Messgeräts;

Figur 3: in einer Prinzipdarstellung ein weiteres Beispiel für einen Grundaufbau eines erfindungsgemäßen spektroskopischen Messgeräts;

Figur 4 : verschiedene Wellenlängenabhängigkeiten der

Filtereinheit einer auf dem Grundaufbau gemäß

Figur 3 beruhenden erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Figur 5: einen zeitabhängigen Verlauf der von dem Auswertedetektor einer auf Figur 3 beruhenden erfindungsgemäßen Ausführungsform ausgegebenen Messwerte in einem Zeitintervall.

In Figur 1 ist ein spektroskopisches Messgerät 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Das spektroskopische Messgerät 1 umfasst eine Lichtquelle 2, die vorliegend als LED ausgebildet ist, sowie eine Messzelle 3, einen Detektor 4 und eine Recheneinheit 5. Bei dem spektroskopischen Messgerät 1 gemäß Figur 1 sind Lichtquelle 2, Recheneinheit 5 und Detektor 4 elektrisch miteinander verbunden, was in Figur 1 durch die durchgezogenen Linien dargestellt ist. Ferner ist in Figur 1 der Verlauf eines Lichtstrahls von der Lichtquelle 2 zum Detektor 4 rein schematisch über eine gestrichelte Linie dargestellt. Aus Figur 1 wird das grundlegende Prinzip gattungsgemäßer spektroskopischer Messgeräte 1 deutlich: Eine Lichtquelle 2 emittiert einen Lichtstrahl, der durch einen Eingang in die Messzelle 3 des spektroskopischen Mess-geräts 1 eintritt, in der Messzelle 3 einen optischen Lichtweg durchläuft und aus dem Ausgang aus der Messzelle 3 austritt, von wo er auf einen Detektor 4 gelangt. Mit dem Detektor 4 wird somit die Lichtintensität des Lichts gemessen, das von der Lichtquelle 2 ausgesandt wurde und durch die Messzelle 3 hindurchgetreten ist. Die Recheneinheit 5 gewährleistet eine elektronische Koppelung zwischen der Lichtquelle 2 und dem Detektor 4. Ferner werden bei dem dargestellten spektroskopischen Messgerät 1 Kalibrationsmessungen durchgeführt, die in der Recheneinheit 5 abgespeichert wer-den und in der Recheneinheit 5 verwendet werden, um eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve, d. h. den wellenlängenabhängigen Verlauf eines Kalibrationsparameters zu bestimmen. Anhand dieser wellenlängenabhängigen Kalibrationskurve werden dann die Messwerte, die aus dem Detektor 4 mittels der Recheneinheit 5 ausgelesen werden, ausgewertet zum Bestimmen von Konzentrationen von Spurengasen in der Messzelle 3. Zur möglichst fehlerfreien Durchführung von spektroskopischen Messungen muss die Kalibrationskurve vor jedem Einsatz des spektroskopischen Messgeräts 1 neu be-stimmt werden. In der Recheneinheit 5 sind ferner literaturbekannte Absorptionswirkungsquerschnitte verschiedener Spurengase abgespeichert, die zum Bestimmen der Konzentrationen der Spurengase in der Messzelle 3 aus den aus dem Detektor 4 ausgelesenen Messwerten unter Berücksichtigung der wellen-längenabhängigen Kalibrationskurve verwendet werden.

In Figur 2 ist eine schematische Darstellung analog zu Figur 1 wiedergegeben. Allerdings ist in Figur 2 ein Beispiel für einen Grundaufbau eines erfindungsgemäßen spektroskopischen Messgeräts 1 dargestellt. Von einem gattungsgemäßen spektro-skopischen Messgerät 1 unterscheidet sich das erfindungsge- mäße spektroskopische Messgerät 1 bereits dadurch, dass eine Lichtauskoppeleinheit 8 am Ausgang der Messzelle 3 vorgesehen ist. Die Lichtauskoppeleinheit 8 umfasst einen halbtransparenten Spiegel, der einen Lichtanteil des aus der Messzelle 3 austretenden Lichtstrahls auskoppelt und zu einem Auswertedetektor 7 lenkt, der bei einem gattungsgemäßen spektroskopischen Messgerät 1 ebenfalls nicht enthalten ist. Zwischen Lichtauskoppeleinheit 8 und Auswertedetektor 7 ist ferner bei dem erfindungsgemäßen spektroskopischen Messgerät 1 eine Filtereinheit 6 angeordnet. Licht, das von der Lichtquelle 2 in die Messzelle 3 ausgesandt wird, gelangt somit zum Auswertedetektor 7 nur, nachdem es die Filtereinheit 6 passiert hat. Die Recheneinheit 5 ist elektronisch nicht nur mit der Lichtquelle 2 und dem Detektor 4, sondern auch mit der Lichtauskoppeleinheit 8, der Filtereinheit 6 und dem Auswertedetektor 7 verbunden.

In einer Ausführungsform, die auf dem beispielhaft beschriebenen Grundaufbau basiert, umfasst die Recheneinheit 5 eine Speichereinheit, die in Figur 2 nicht dargestellt ist. In der Speichereinheit wird eine Kalibrationskurve abgespeichert, die über eine herkömmliche Kalibrationsmethode aufgenommen wird, während sich das spektroskopische Messgerät 1 in einem Kalibrationszustand befindet. Ferner ist die Recheneinheit 5 dazu ausgebildet, nach dem Abspeichern der Kalibrationskurve selbsttätig die Bestimmung eines Kalibra-tionsparameters mit Hilfe des Auswertedetektors 7 durchzuführen und den dabei gewonnen Wert des Kalibrationsparame-ters als Ausgangswert abzuspeichern. Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, dass auf eine Initiali-sierung hin die Recheneinheit 5 selbsttätig die Ermittlung eines Kalibrationsparameters zu einem späteren Zeitpunkt durchführt, zu dem sich das spektroskopische Messgerät 1 in einem Nachfolgezustand befindet, und selbsttätig eine Anpassung der abgespeicherten Kalibrationskurve durch einen Ver-gleich zwischen Ausgangswert und Nachfolgewert des Kalibra- tionsparameters durchführt. Über die Recheneinheit 5 ist somit die Wellenlängenabhängigkeit der Filtereinheit 6 einstellbar. In einer anderen Ausführungsform, die auf dem beispielhaft beschriebenen Grundprinzip beruht, ist die Fil-tereinheit 6 so ausgebildet, dass verschiedene Wellenlängenabhängigkeiten vorgegebenen werden können. Dies erfolgt vorliegend automatisch durch die Recheneinheit 5. Dieses Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, dass auf eine Initialisierung hin die Recheneinheit 5 selbsttätig das Einstellen verschiedener Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit 6 vornimmt und die Lichtauskoppeleinheit 8 zum Auskoppeln eines Lichtanteils des aus der Messzelle 3 austretenden Lichtstrahls zum Auswertedetektor 7 hin ansteuert. In einer weiteren Ausführungsform sind die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombiniert.

In Figur 3 ist ein weiteres Beispiel für einen Grundaufbau eines erfindungsgemäßen spektroskopischen Messgeräts 1 dargestellt. Bei der Darstellung gemäß Figur 3 ist auch der Verlauf des Lichtstrahls von der Lichtquelle 2 zur Messzelle 3, innerhalb der Messzelle 3, von der Messzelle 3 zum Detektor 4 und von der Messzelle 3 zum Auswertedetektor 7 schematisch dargestellt. Das spektroskopische Messgerät 1 gemäß Figur 3 umfasst eine Lichtquelle 2, die vorliegend als LED ausgebildet ist. Die Lichtquelle 2 strahlt Licht zu einer Eingangslinse 10 ab, die das von der Lichtquelle 2 ausgesandte Licht so ausrichtet, dass es als ein Lichtstrahl senkrecht auf die Eingangsseite eines ersten Spiegels 31 der Messzelle 3 trifft. Die Eingangsseite des ersten Spiegels 31 bildet gleichzeitig den Eingang der Messzelle 3. In der Messzelle 3 wird das in die Messzelle 3 eingekoppelte Licht zwischen dem ersten Spiegel 31 und einem zweiten Spiegel 32 mehrfach reflektiert. Die Spiegel 31, 32 bilden eine Spiegelanordnung, die den Resonator der Messzelle 3 bildet. Der zweite Spiegel 32 weist eine Ausgangsseite auf und ist so ausgebildet, dass er einen Teil des auf ihn auftreffenden Lichts senkrecht zu seiner Ausgangsseite aus der Messzelle 3 auskoppelt. Die Ausgangsseite des zweiten Spiegels 32 bildet den Ausgang der Messzelle 3. Von der Ausgangsseite des zweiten Spiegels 32 gelangt das Licht von der Messzelle 3 auf eine Ausgangslinse 11, die das Licht auf einen Lichtleiter 9 bündelt, der das Licht auf einen Detektor 4 leitet. Aus dem schematischen Aufbau gemäß Figur 3 ist ersichtlich, dass über den Detektor 4 die Lichtintensität des aus der Messzelle 3 austretenden Lichts gemessen werden kann.

Die Ausführungsform des Grundaufbaus gemäß Figur 3 umfasst ferner eine Filtereinheit 6, die schwenkbar angeordnet ist. Die Schwenkbarkeit ist durch einen Pfeil schematisch eingezeichnet. Weiterhin umfasst die Ausführungsform gemäß Figur 3 eine Lichtauskoppeleinheit 8, die ebenfalls schwenkbar (ebenfalls durch einen Pfeil schematisch eingezeichnet) angeordnet ist. Sämtliche elektronisch steuerbare oder auslesbare Komponenten sind, wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 schematisch dargestellt, an einer Recheneinheit 5 angeschlossen. Bei einer Kalibrationsmessung wird die Fil-tereinheit 6 zwischen Eintrittslinse 10 und erstem Spiegel

31 in den Lichtstrahl geschwenkt, und die Lichtauskoppeleinheit 8 wird zwischen Ausgangslinse 11 und Lichtleiter 9 in den Lichtstrahl geschwenkt. Die Lichtauskoppeleinheit 8 ist vorliegend als reflektierender Spiegel ausgebildet, der das auf ihn auftreffende Licht annähernd vollkommen zum Auswertedetektor 7 lenkt. Bei einer Kalibrationsmessung gelangt somit Licht von der Lichtquelle 2 nur zu dem Auswertedetektor 7, nachdem es die Filtereinheit 6 passiert hat, und nahezu sämtliches Licht, das aus der Messzelle 3 austritt, wird zum Auswertedetektor 7 gelenkt.

In Figur 4 ist die Funktionsweise der Filtereinheit 6 einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messgeräts 1 ersichtlich, die auf dem in Figur 3 dargestellten Grundaufbau beruht. Bei dieser Ausführungsform wird über Kalibrations- messungen ein wellenlängenabhängiger Kalibrationsparameter bestimmt. Die Filtereinheit 6 umfasst einen Interferenzfilter als wellenlängenselektives Element. Durch die Ver-schwenkbarkeit der Filtereinheit 6 ist gleichzeitig eine Verdrehbarkeit des wellenlängenselektiven Elements relativ zur Propagationsrichtung des Lichtstrahls gewährleistet. In Figur 4 ist der Transmissionsgrad der Filtereinheit 6 in Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel des wellenlängenselektiven Elements, d. h. des Interferenzfilters, dargestellt, wobei der Verdrehwinkel den Winkel zwischen der optischen

Achse des wellenlängenselektiven Elements und der Propagationsrichtung des Lichts angibt, mit der das Licht auf das wellenlängenselektive Element fällt. Der Transmissionsgrad des wellenlängenselektiven Elements, d. h. des Interferenz-filters, ist in Figur 4 als durchgezogene Linie dargestellt (bei dieser Messung beträgt der Verdrehwinkel 0°). Aus Figur 4 ist erkennbar, dass der Transmissionsgrad des wellenlängenselektiven Elements, d. h. des Interferenzfilters, eine Halbwertsbreite von weniger als 2 nm aufweist. Ferner ist aus Figur 4 erkennbar, dass das Maximum des Transmissionsgrads' der Filtereinheit 6 sich verändert, wenn das wellenlängenselektive Element unter Veränderung des Verdrehwinkels verdreht wird. In Figur 4 sind die Transmissionsgrade, d. h. die Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit 6 bei Ver-drehwinkeln von 0° bis 30°, in 5°-Schritten relativ zur

Richtung des auf ihn auftreffenden Lichts, dargestellt. Aus der Zusammenschau der Figuren 3 und 4 ist ersichtlich, dass je nach Ausrichtung des wellenlängenselektiven Elements der Filtereinheit 6 Licht aus einem unterschiedlichen Wellenlän-genbereich auf den Auswertedetektor 7 auftrifft, so dass für verschiedene Wellenlängenbereiche, d. h. verschiedene Wellenlängenabhängigkeiten der Filtereinheit 6, getrennt voneinander Kalibrationsmessungen durchgeführt werden können. Indem bei jeder Kalibrationsmessung ein Kalibrationsparame-ter bestimmt wird, kann dann anhand der verschiedenen Kalibrationsmessungen zu jeweils unterschiedlichen Wellenlängen- abhängigkeiten der Filtereinheit 6 ein wellenlängenabhängiger Verlauf des Kalibrationsparameters und damit eine wellenlängenabhängige Kalibrationskurve ermittelt werden. Dabei ist das spektroskopische Messgerät 1 so ausgebildet, dass als konkrete Wellenlänge, an der eine Kalibrationsmessung stattfindet, das Maximum des Transmissionsgrads festgelegt wird, den die Filtereinheit 6 bei der Kalibrationsmessung aufweist .

In Figur 5 ist der zeitabhängige Verlauf der Intensität dar-gestellt, die mit dem Auswertedetektor 7 während eines Zeitintervalls während der Kalibrationsmessung bei einer auf dem Grundaufbau nach Figur 3 beruhenden Ausführungsform eines spektroskopischen Messgeräts 1 ermittelt werden kann. Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Auslesen des Auswertede-tektors 7 zeitlich korreliert zu den zeitlichen Pulsen, in denen die Lichtquelle 2 angesteuert wird. In Figur 5 ist der Verlauf der vom Auswertedetektor 7 gemessenen Intensität in einem Zeitintervall dargestellt, in dem die Lichtquelle 2 ausgeschaltet wird und somit einen Wechsel von einem Aus-sendeintervall in ein Unterbrechungsintervall erfolgt. Dabei beschreibt die Intensität einen exponentiell abfallenden Verlauf .

Bei einer ersten solchen Ausführungsform kann aus diesem exponentiellen Verlauf beispielsweise gemäß der Gleichung r ermittelt werden, die als

Kalibrationsparameter dient. Bei dieser Ausführungsform kann über die Ermittlung des zeitabhängigen Verlaufs der Intensität am Auswertedetektor im Kalibrationszustand und im Nachfolgezustand sowohl die Konstante r0 im Kalibrationszustand als auch die Konstante τ im Nachfolgezustand ermittelt werden, woraus dann eine Anpassung einer abgespeicherten Kalibrationskurve Li!) erfolgen kann über die Gleichung zur Bestimmung der angepassten Kalibrationskurve:

ϋ(λ) =

1 | 1

L0(Ä) C

Bei einer zweiten solchen Ausführungsform, insbesondere bei der im Zusammenhang mit Figur 4 beschriebenen Ausführungsform, kann aus diesem exponentiell abfallenden Verlauf bei-spielsweise gemäß der Gleichung I(t,Ä') = I(t0,Ä')exp(-i(Ä,)-t) die

Abklingkonstante k(Af) ermittelt werden und hieraus die Länge des Lichtwegs, den das Licht in der Messzelle 3 zurücklegt

gemäß L(Ä') = ,° .. Bei dem spektroskopischen Messgerät 1 die-

ser Ausführungsform kann somit beispielsweise als Kalibrati-onsparameter die Länge des Lichtwegs des Lichts in der Messzelle 3 ermittelt werden. Diese Ermittlung kann für verschiedene Wellenlängenabhängigkeiten erfolgen, woraus dann, wie zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 erläutert, ein wellenlängenabhängiger Verlauf des Kalibrationsparameters L(Ä) ermittelt wird, über den die aus dem Detektor 4 bei einer anschließenden Messung gewonnene Messwerte ausgewertet werden .

In Figur 5 ist für eine auf dem in Figur 3 dargestellten Grundprinzip beruhende Ausführungsform der zeitabhängige Verlauf der Intensität dargestellt, die mit dem Auswertedetektor 7 während eines Zeitintervalls während der Ermittlung des Kalibrationsparameters bei dem spektroskopischen Messgerät 1 gemäß dieser Ausführungsform ermittelt wird. Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Auslesen des Auswertedetek-tors 7 zeitlich korreliert zu den zeitlichen Pulsen, in denen die Lichtquelle 2 angesteuert wird. In Figur 5 ist der Verlauf der vom Auswertedetektor 7 gemessenen Intensität in einem Zeitintervall dargestellt, in dem die Lichtquelle 2 ausgeschaltet wird und somit einen Wechsel von einem Aus-sendeintervall in ein ünterbrechungsintervall erfolgt. Dabei beschreibt die Intensität einen exponentiell abfallenden

Verlauf .

Bezugszeichenliste

I spektroskopisches Messgerät 2 Lichtquelle

3 Messzelle

4 Detektor

5 Recheneinheit

6 Filtereinheit

7 Auswertedetektor

8 Lichtauskoppeleinheit

9 Lichtleiter

10 Eingangslinse

II Ausgangslinse

31 erster Spiegel

32 zweiter Spiegel