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1. (WO2018192996) VERFAHREN ZUR KONTAKTLOSEN BESTIMMUNG VON STRÖMUNGSPARAMETERN
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Veröff.-Nr.: WO/2018/192996 Internationale Anmeldenummer PCT/EP2018/059946
Veröffentlichungsdatum: 25.10.2018 Internationales Anmeldedatum: 18.04.2018
IPC:
G01P 5/26 (2006.01) ,G01J 3/44 (2006.01) ,G01N 21/65 (2006.01)
G Physik
01
Messen; Prüfen
P
Messen der Linear- oder Winkelgeschwindigkeit, der Beschleunigung, der Verzögerung oder des Stoßes; Anzeigen des Vorhandenseins oder Fehlens einer Bewegung; Anzeigen der Richtung einer Bewegung
5
Messen der Geschwindigkeit von fließfähigen Medien, z.B. einer Luftströmung; Messen der Geschwindigkeit von Körpern, z.B. eines Schiffes oder Flugzeuges, relativ zu fließfähigen Medien
26
durch Messen des direkten Einflusses des strömenden Mediums auf die Eigenschaften einer optischen Welle
G Physik
01
Messen; Prüfen
J
Messen der Intensität, der Geschwindigkeit, der spektralen Zusammensetzung, der Polarisation, der Phase oder der Pulscharakteristik von infrarotem, sichtbarem oder ultraviolettem Licht; Farbmessung; Strahlungspyrometrie
3
Spektrometrie; Spektrofotometrie; Monochromatoren; Farbmessung
28
Untersuchen des Spektrums
44
Raman-Spektrometrie; Streulicht- Spektrometrie
G Physik
01
Messen; Prüfen
N
Untersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Bestimmen ihrer chemischen oder physikalischen Eigenschaften
21
Optisches Untersuchen oder Analysieren von Stoffen, d.h. durch die Anwendung infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Lichts
62
Systeme, in welchen das untersuchte Material so angeregt wird, dass es Licht emittiert oder die Wellenlänge des auffallenden Lichts ändert
63
optisch angeregt
65
Raman-Streuung
Anmelder:
TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN [AT/AT]; Karlsplatz 13 1040 Wien, AT
Erfinder:
HARASAK, Michael; AT
LENDL, Bernhard; AT
GASSER, Christoph; AT
HADDADI, Bahram; AT
JORDAN, Christian; AT
Vertreter:
ELLMEYER, Wolfgang; AT
Prioritätsdaten:
A 161/201719.04.2017AT
Titel (EN) METHOD FOR THE CONTACTLESS DETERMINING OF FLOW PARAMETERS
(FR) PROCÉDÉ DE DÉTERMINATION SANS CONTACT DE PARAMÈTRES D’ÉCOULEMENT
(DE) VERFAHREN ZUR KONTAKTLOSEN BESTIMMUNG VON STRÖMUNGSPARAMETERN
Zusammenfassung:
(EN) The invention relates to a method for the contactless determining of the speed of a fluid flow (1) and the concentration of at least one analyte therein, wherein a) the flow speed is measured by means of laser Doppler anemometry (LDA) using tracer particles (2) which pass through an interference fringe pattern in the intersection region (3) of two coherent monochromatic light beams (4, 5) and thereby generate a scattered light signal (8); and b) the concentration of the at least one analyte is measured by means of Raman spectroscopy, wherein a monochromatic light beam (9) is radiated in and the Raman spectrum of the light (10) inelastically scattered on the analyte molecules in the flow (1) is recorded; wherein c) a single light source (11) is used for both the LDA and the Raman spectroscopy, such that both measurements are carried out in the intersection region (3) of two two coherent light beams (4, 5) coming from the light source (11), wherein the speed is measured by photons (8) elastically scattered onto the tracer particles (2), and the concentration is measured by photons (10) inelastically scattered onto analyte molecules; and d) for the purposes of speed measurement, the elastically back-scattered photons (8) are detected by the same lens optic (12) that is also used for the radiation of the light beams.
(FR) L’invention concerne un procédé de détermination sans contact de la vitesse d’un écoulement liquide (1) et de la concentration d’au moins un analyte dans l’écoulement : a) la vitesse d’écoulement étant mesurée par anémométrie laser à effet Doppler (ALD), à l’aide de particules traceuses (2) qui passent un modèle de franges d’interférence dans la zone de croisement (3) de deux rayons lumineux (4, 5) monochromes cohérents et qui produisent ainsi un signal de lumière diffusée (8) ; et b) la concentration de l’analyte ou des analytes étant mesurée par spectroscopie Raman en projetant un faisceau lumineux (9) monochrome et en capturant le spectre Raman de la lumière (10) diffusée non élastiquement dans l’écoulement (1) sur les molécules d’analyte ; c) une source de lumière (11) unique étant installée aussi bien pour l’ALD que pour la spectroscopie Raman, de sorte que les deux mesures sont effectuées dans la zone de croisement (3) des deux rayons lumineux (4, 5) cohérents provenant de la source de lumière (11), la vitesse étant mesurée au moyen de photons (8) diffusés élastiquement sur les particules traceuses (2) et la concentration étant mesurée au moyen de photons (10) diffusés non élastiquement sur les molécules d’analyte ; et d) les photons (8) réfléchis élastiquement étant détectés au moyen de la même optique à lentilles (12) qui est installée pour l’émission des faisceaux de lumière pour la mesure de vitesse.
(DE) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontaktlosen Bestimmung der Geschwindigkeit einer flüssigen Strömung (1) und der Konzentration zumindest eines Analyten darin, wobei: a) die Strömungsgeschwindigkeit mittels Laser-Doppler-Anemometrie, LDA, unter Einsatz von Tracer-Partikeln (2) gemessen wird, die ein Interferenzstreifenmuster im Kreuzungsbereich (3) zweier kohärenter monochromatischer Lichtstrahlen (4, 5) passieren und dadurch ein Streulichtsignal (8) erzeugen; und b) die Konzentration des zumindest einen Analyten mittels Raman-Spektroskopie gemessen wird, indem ein monochromatischer Lichtstrahl (9) eingestrahlt und das Raman-Spektrum des an Analytenmolekülen in der Strömung (1) unelastisch gestreuten Lichts (10) aufgenommen wird; wobei c) eine einzige Lichtquelle (11) sowohl für die LDA als auch die Raman-Spektroskopie eingesetzt wird, so dass beide Messungen in dem Kreuzungsbereich (3) der beiden aus der Lichtquelle (11) stammenden kohärenten Lichtstrahlen (4, 5) vorgenommen werden, wobei mittels an den Tracer-Partikeln (2) elastisch gestreuter Photonen (8) die Geschwindigkeit gemessen wird und mittels an Analytenmolekülen unelastisch gestreuter Photonen (10) die Konzentration gemessen wird; und d) zur Geschwindigkeitsmessung die elastisch rückgestreuten Photonen (8) mittels derselben Linsenoptik (12) detektiert werden, die auch zur Einstrahlung der Lichtstrahlen eingesetzt wird.
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Designierte Staaten: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
African Regional Intellectual Property Organization (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasische Patentorganisation (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
Europäisches Patentamt (EPO) (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Veröffentlichungssprache: Deutsch (DE)
Anmeldesprache: Deutsch (DE)