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原文传递用于时间解析地测量测量信号的测量设备和方法

专利名称：	用于时间解析地测量测量信号的测量设备和方法
摘要：	本发明描述并示出时间解析地测量测量信号并时间分离测量信号的至少一个第一分量的测量设备，其具有发出脉冲状激励信号的光源、至少一个接收测量信号的探测器、至少一个产生第一比较信号的第一变换单元和至少一个分析单元，其中探测器由测量信号产生探测器信号。测量设备的特征在于，第一比较信号与激励信号关联，存在至少一个第一逻辑功能，其中第一逻辑功能运行时至少将第一比较信号与依赖于探测器信号的信号相互连接，使得逻辑功能的输出提供测量信号或探测器信号的第一分量的强度的度量，其中测量信号的分量的强度通过在测量信号的待分离的分量的持续时间期间落到探测器上的光子的数量得出，并且第一逻辑功能的输出端与至少一个分析单元连接。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	德国;DE
申请人：	克洛纳测量技术有限公司
发明人：	J.特布吕格;J.费尔斯特;T.弗里奇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910530143.6
公开号：	CN110618111A
代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司
代理人：	姬亚东;刘春元
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	德国杜伊斯堡
主权项：	1.用于时间解析地测量测量信号（3）并且用于时间分离测量信号（3）的至少一个第一分量（4）的测量设备（1），其具有用于发出脉冲状激励信号（6）的光源（5）、至少一个用于接收测量信号（3）的探测器（9）、至少一个用于产生第一比较信号（13）的第一变换单元（12a）和至少一个分析单元（14），其中所述探测器（9）根据所述测量信号（3）产生探测器信号（11），其特征在于，所述第一比较信号（13）与所述激励信号（6）相关联，存在至少一个第一逻辑功能（15a），其中第一逻辑功能（15a）在运行时至少将所述第一比较信号（13）与依赖于所述探测器信号（11）的信号（11,18）相互连接，使得逻辑功能（15a）的输出提供所述测量信号（3）或所述探测器信号（11）的第一分量（4）的强度的度量，其中测量信号的分量的强度通过在测量信号的待分离的分量的持续时间期间落到所述探测器上的光子的数量得出，并且第一逻辑功能（15a）的输出端与所述至少一个分析单元（14）连接。 2.根据权利要求1所述的测量设备（1），其特征在于，所述第一比较信号（13）与所述激励信号（6）的相关性在于，所述第一比较信号（13）从所述激励信号（6）导出。 3.根据权利要求1或2所述的测量设备（1），其特征在于，所述光源（5）具有触发器（7），其中所述触发器（7）借助触发信号（8）来触发脉冲状激励信号（6）并且其中所述第一比较信号（13）与所述激励信号（6）的相关性在于，所述第一比较信号（13）从所述触发信号（8）导出。 4.根据权利要求1至3之一所述的测量设备（1），其特征在于，所述变换单元（12a）具有至少一个延迟单元（16），其中所述延迟单元（16）被设计成，使得在运行时通过所述延迟单元（16）将脉冲状激励信号（6）或触发信号（8）与依赖于所述探测器信号（11）的信号（11,18）在时间上同步。 5.根据权利要求1至4之一所述的测量设备（1），其特征在于，所述变换单元（12a）具有至少一个装置（17），该装置用于产生至少一个持续时间t2的正的信号，所述正的信号与所述激励信号（6）或所述触发信号（8）的时间间隔为t1≥0。 6.根据权利要求1至5之一所述的测量设备（1），其特征在于，所述变换单元（12a）具有至少一个用于时间上扩展和/或时间上压缩所述激励信号（6）或所述触发信号（8）的装置。 7.根据权利要求1至6之一所述的测量设备（1），其特征在于，至少一个另外的变换单元（12b）与所述探测器（9）的输出端连接，其中所述另外的变换单元（12b）优选地具有延迟单元（16），其中所述延迟单元（16）优选地将探测器信号（11）的第一分量（4）与所述激励信号（6）或所述触发信号（8）在时间上同步。 8.根据权利要求1至7之一所述的测量设备（1），其特征在于，所述逻辑功能（15a，15b）包括至少一个与运算、或运算、异或运算、与非运算、或非运算或异或非运算。 9.根据权利要求1至8之一所述的测量设备（1），其特征在于，为了确定特别是在所述激励信号（6）或所述触发信号（8）与探测器信号（11）的第一分量（4）之间的时间偏移量，存在时间数字转换器（TDC）（19）。 10.根据权利要求1至9之一所述的测量设备（1），其特征在于，至少一个所述逻辑功能（15a，15b）和/或至少一个所述变换单元（12a，12b，12c）在微控制器（20）中实现。 11.根据权利要求1至10之一所述的测量设备（1），其特征在于，至少一个所述逻辑功能（15a，15b）被设计成逻辑门。 12.根据权利要求1至11之一所述的测量设备（1），其特征在于，所述分析单元（14）包括至少一个计数器。 13.根据权利要求1至12之一所述的测量设备（1），其特征在于，存在至少一个另外的用于产生第二比较信号（21）的变换单元（12c），其中所述第二比较信号（21）与所述激励信号（6）相关联，其中存在至少一个第二逻辑功能（15b），其中所述第二逻辑功能（15b）将所述第二比较信号（21）与依赖于所述探测器信号的信号（11,18）彼此连接，使得逻辑功能（15b）的输出提供测量信号（3）的第二分量（22）的强度的度量，并且所述第二逻辑功能（15b）的输出端与至少所述分析单元（14）连接。 14.用于利用测量设备（1）时间解析地测量测量信号（3）并且时间分离测量信号（3）的至少一个第一分量（4）的方法，其中所述测量设备（1）具有用于发出脉冲状激励信号（6）的光源（5），其中所述测量设备（1）具有至少一个用于接收测量信号（3）的探测器（9），其中所述探测器（9）根据所述测量信号（3）产生探测器信号（11），其中所述测量设备（1）具有至少一个用于产生第一比较信号（13）的第一变换单元（12a），并且其中所述测量设备（1）具有至少一个分析单元（14），其特征在于，所述第一比较信号（13）与所述激励信号（6）相关联，存在至少一个第一逻辑功能（15a），其中第一逻辑功能（15a）将所述第一比较信号（13）与依赖于所述探测器信号的信号（11,18）相互连接，并且第一逻辑功能（15a）的输出端与所述至少一个分析单元（14）连接，其中所述方法（2）在一个测量周期中具有以下步骤： - 通过所述光源（5）发出（24）脉冲状激励信号（6）， - 所述激励信号（6）与样品（10）相互作用， - 通过所述探测器（9）探测测量信号（3）并且将其转换（25）成探测器信号（11）， - 在所述变换单元（12a）中产生比较信号（13）， - 在逻辑功能（15a）中将所述比较信号（13）与依赖于探测器信号（11）的信号（11,18）连接（28）以用于分离所述测量信号（3）的第一分量（4），以及 - 转发并且通过所述分析单元（14）来分析（29）所述逻辑功能15a的输出，其中所述分析包括确定在所述测量信号的待分离的分量的持续时间期间落到所述探测器上的光子的数量。 15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括根据权利要求1至13之一所述的测量设备（1）。
所属类别：	发明专利