(57)【要約】  本発明は、液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の実質的同時測定のため、ならびに液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のためのセンサと、本発明によるセンサを使用した、液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の実質的同時測定のため、ならびに液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のための方法と、ラッカ、染料、ペーストおよび顔料またはこれらの希釈物などの塗装剤の色特性を特定するために、液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の実質的同時測定を行うため、ならびに液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定を行うために本発明のセンサを使用する方法とに関する。
2019531488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料の透過（ＴＭ）および／または前方散乱（ＶＳ）および／または再放射（ＲＥＭ）の準同時測定のため、ならびに液体試料の透過（ＴＭ）と前方散乱（ＶＳ）または透過（ＴＭ）と再放射（ＲＥＭ）の同時測定のためのセンサであって、前記センサは、
ａ）１個または複数個の光源（ＬＱ）と、
ｂ）１個または複数個の照明光学ユニット（ＢＯ）と、
ｃ）少なくとも１個の測定セル（ＭＺ）と、
ｄ）少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）と、
ｅ）透過によって生成された透過信号の測定のため、前方散乱によって生成された前方散乱信号の測定のため、および再放射によって生成された再放射信号の測定のための少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）と
を含み、
前記測定セル（ＭＺ）は、貫流可能なセルであり、測定対象の前記試料で満たされる測定間隙（ＭＳ）が測定窓の間に形成されるように互いに対して配置された、並行に配置された２個の対向する測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）を含み、前記測定窓は貫流動作時に可変的に調整可能な互いからの画定された離隔距離を有する、センサ。
【請求項２】
前記準同時測定時に、透過（ＴＭ）と前方散乱（ＶＳ）と再放射（ＲＥＭ）とから選択された少なくとも２種の測定が組み合わされて行われることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前方散乱によって生成された前記前方散乱信号が、前記光源（ＬＱ）（ＶＳ）に対して＞０°から＜９０度の立体角範囲、好ましくは１０°から８０°の立体角範囲、特に好ましくは２０°、３０°および６５°の、少なくとも２つの立体角、好ましくは３つの立体角で同時に測定されることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記再放射によって生成された前記再放射信号が、前記光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）の視射角に対して１０°から１１５°の立体角範囲、好ましくは１５°、２５°、４５°、７５°および１１０°の少なくとも３つの立体角、好ましくは５つの立体角で同時に測定されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項５】
前記貫流動作中の前記測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の前記画定された離隔距離は、実際の値と意図された値との差の標準偏差として、平均４０から１００ｎｍ、特に好ましくは平均４０から６０ｎｍの精度で可変的に調整可能であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項６】
前記測定セル（ＭＺ）は、前記２個の測定窓のうちの一方（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）が可動プランジャ（ＳＴ）、好ましくは軸方向に可動なプランジャ（ＳＴ）に接続されるように構成され、前記プランジャ（ＳＴ）に接続された前記測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）の直径（Ｄ）は、前記プランジャに接続された前記測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）が載置された前記測定セル（ＭＺ）の領域の幅（ｄ）よりも小さいことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
前記測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の前記画定された離隔距離は、１から１００００μｍ、好ましくは５から５０００μｍ、特に好ましくは１０から５００μｍであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項８】
前記受光光学ユニットは、光ファイバシステムとして、および／または、レンズと絞りとを備える従来型システムとして、互いに独立して構成されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項９】
前記検出器は、強度検出器、好ましくはスペクトル的に分解された強度の検出器であり、特に好ましくは光ファイバモノリシックダイオードラインセンサであることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記センサのすべてのユニット（ａ）〜（ｅ）が、換気と、サーモスタットにより調整された放熱とがある共通の筐体に収容されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のセンサを使用した、液体試料の透過（ＴＭ）および／または前方散乱（ＶＳ）および／または再放射（ＲＥＭ）の準同時測定のため、ならびに液体試料の透過（ＴＭ）と前方散乱（ＶＳ）または透過（ＴＭ）と再放射（ＲＥＭ）の同時測定のための方法であって、前記方法は、
ｉ）前記測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の前記離隔距離を１から１００００μｍ、好ましくは５から５００μｍ、特に好ましくは１０から５００μｍの定義された距離に調整することによって、定義された厚さを有する測定量を形成する工程と、
ｉｉ）前記光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）によって放射された電磁放射を１つまたは複数の角度で試料に照射する工程であって、前記電磁放射が前記試料と相互作用し、前記放射の一部が前記試料との相互作用後に拡散的に、および／または、指向的に反射される工程と、
前記光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）によって放射された電磁放射を、前記試料を通して照射する工程であって、前記電磁放射が前記試料と相互作用し、前記試料との相互作用後の前記放射の一部が前記試料を通して照射されるかまたは前方方向に散乱される工程と、
ｉｉｉ）前記拡散的に反射された放射を１つまたは複数の角度での再放射信号として受信し記録する工程と、
前記試料を透過する前記放射を１つの角度での透過信号として、および／または、１つもしくは複数の角度での前方散乱信号として受信し記録する工程と、を含み、
代替的に、１つの角度での前記透過信号のみが、１つまたは複数の角度での前記前方散乱信号または前記再放射信号と同時に測定され得る、方法。
【請求項１２】
ｉｖ）前記試料を照射する働きをするのと同じ光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）によって放射されるが、前記試料と相互作用しない電磁放射である基準信号を受信し記録する工程、および／または、
前記試料に電磁放射を透過させる働きをするのと同じ光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）によって放射されるが、前記試料とは相互作用しない電磁放射である基準信号を受信し記録する工程をさらに含み、
前記再放射信号と（ＬＱ）（ＲＥＭ）の前記基準信号とが同時に記録され、前記透過信号／前方散乱信号と（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）の前記基準信号とが同時に記録される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は連続的方法であり、前記測定セル（ＭＺ）内に導入された前記試料の一部のみが前記測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）との間を流れ、前記測定セル（ＭＺ）内に導入された前記試料の残り部分は、妨げられることなく、好ましくは流れの方向に前記プランジャ（ＳＴ）の左右の流路（Ｋ）を通って、前記測定セル（ＭＺ）から逃げることができ、前記流路は、前記測定窓（ＭＦ１）と前記プランジャ（ＳＴ）と前記測定セル（ＭＺ）とによって形成されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
液体試料の透過（ＴＭ）および／または前方散乱（ＶＳ）および／または再放射（ＲＥＭ）の準同時測定のため、ならびに液体試料の透過（ＴＭ）と前方散乱（ＶＳ）または透過（ＴＭ）と再放射（ＲＥＭ）の同時測定のために、請求項１から１０のいずれか一項に記載の前記センサを使用する方法。
【請求項１５】
液状顔料製造品およびその安定希釈物の形態の試料の製造、さらなる処理および使用時の任意の所望の方法段階において、好ましくは、塗料、コーティングおよび顔料ペースト中の顔料の量のモニタリングのため、または、着色塗料、コーティングおよび顔料ペーストの分散における品質管理のため、または、塗料の生産時、コーティング生産時および顔料ペーストの生産時の品質アセスメントのため、または、異なる液体／懸濁液／乳濁液の混合によるコーティング、塗料および顔料ペーストの製造時に添加システムを制御するため、または、塗料の生産時に着色することによる自動制御色調整のため、または、コーティング生産時および顔料ペーストの生産時に、着色ペーストのための添加システムを含むコーティングシステムにおける前記コーティングの色のカラーマッチングのためおよび／もしくは着色塗料、コーティングもしくは顔料ペーストの経年劣化もしくは剪断応力によるその後の色変化をモニタリングするため、または、透明および半透明顔料ペーストの最適粉砕因子を確認するための、請求項１４に記載の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに、液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のためのセンサと、本発明のセンサを使用する液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに、液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のための方法と、コーティングおよび染料、ペーストおよび顔料またはその希釈物などの塗装手段の色特性を特定するための、液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに、液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のために本発明のセンサを使用する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
色印象の生成は物理的に複雑なプロセスであるため、まず、使用される用語について説明する。
【０００３】
自己発光物体（例えばランプ、ディスプレイ画面、照明領域）と観察のために照明される必要がある物体との基本的な区別がなされる必要がある。この場合、物体を通して照明が当てられて通過する光が観察される（技術用語：透過）か、または物体に入射光が照射されて反射光が観察される（技術用語：再放射）。「着色された」とは、可視光を部分的に吸収する製造品を指す。
【０００４】
前方散乱は、一般に、前方方向の光の偏位が起こる散乱プロセスに関する。したがって、前方散乱は、特に、散乱光が粒子と相互作用した後で偏位させられる角度と一般的に定義される、散乱角θを通した偏位による透過とは異なる。したがって、本発明の文脈では前方散乱（ＶＳ）とは、＞０°と９０°の間の散乱角範囲において前方方向の光の偏位が起こる散乱プロセスであって、透過とはみなされない散乱プロセスを指す。一般に、前方散乱は、粒子の大きさと等方性との特定を可能にする。
【０００５】
散乱性媒質中の散光伝搬の結果として、光が再び入射方向に、すなわち１８０°の散乱角で散乱し戻る準後方散乱を、前方散乱と区別する必要がある。これについては本明細書では、単に完全を期すために記載する。この単一角度後方散乱測定／準後方散乱測定は、実質的に粒子の大きさおよび等方性に関する情報を含まない。
【０００６】
「透明」および「散漫散乱」という用語は明らかである。本明細書で引用する場合がある既知の物体は、一方では、「透明」の例としての無色または着色された透明フィルムまたはディスクであり、他方では、「散漫散乱」の例としての不透明フィルム（例えば紙）または曇りガラスである。
【０００７】
着色製造品も、この態様により同様に異なり、例えば、被覆色または透明色のことを言う。透明色は、色を可視にするために、散乱背景、もっとも好ましくは白色背景、例えば紙、プラスチックフィルム、または繊維材料を必要とする。被覆製造品は、背景が透けない着色面を生じさせ（例えば油絵、自動車塗装、壁画）、散乱顔料（白色顔料、例えばＴｉＯ２）と、吸収成分（非散乱または弱散乱色顔料および／または可溶性吸収成分）との混合物、または散乱と吸収の両方の性質のある顔料からなる。
【０００８】
着色製造品の工業生産では、顧客は仕様に従って納品された製品が使用後も常に同じ色を発することを期待する。
【０００９】
したがって、再放射という意味での色と隠蔽力とは、製品仕様の一部である。簡単に述べると、当業者が通常とみなすであろう膜厚で塗布される場合、コーティングは黒色背景上と白色背景上とで同じ色を実現する必要がある。
【００１０】
色の観察では、測色法という用語について説明する必要がある。これを行うために可能な複数の技術的選択肢がある。それによって得られる結果は、必ずしも同じ精細分解能のものではなくても、原則的に転換可能であり、同等である。測色法は、ＤＩＮ規格５０３３を使用して定義され得る。３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視光の波長帯での測定が通常であるが、これより小さい波長帯も場合によっては観察される。
【００１１】
測色法は、互いに隣接する同質色面を互いに区別することができる平均的な人間の能力に基づく。人間の目は、３種の色刺激、すなわち赤、緑および青しか区別することができない。これらの感知範囲は、技術的にはＸ、ＹおよびＺと呼ばれ、例えばテレビ画面およびコンピュータ画面におけるＲ、ＧおよびＢの加法混色のスペクトルとは完全には一致しない。
【００１２】
測色法については基本的に２通りの方法が従来から実施されており、一方はフィルタを使用した検出器であり、他方は、分解スペクトルをリニアダイオードアレイまたはリニアＣＣＤアレイ上に結像させる波長散乱素子をビーム経路において使用するシステムである。
【００１３】
フィルタおよび検出器による態様としては、以下の明確な実施形態がある。
−  Ｘ、Ｙ、ＺまたはＲ、Ｂ、Ｇフィルタと３個の検出器とによる３帯域
−  ｎ個の狭帯域フィルタとｎ個の検出器とによるｎ個の範囲
【００１４】
波長散乱素子による態様としては、１２８、２５６、５１２、１０２４またはそれ以上の検出範囲を有する態様が一般的に使用される。隣接するチャネルを結合することによって、より小さい必要波長分解能も実現される。このようなデータ縮小方法は当業者には周知である。
【００１５】
原理上、逆の手法、すなわち、検査される波長帯全体において感受性のある広帯域検出器を使用して受光が行われ、上述の波長帯と同様にして３個以上の異なる光源が連続的にオンにされるかまたは、白色光源が波長散乱素子に結合されることによって、照明側で波長選択が行われることも可能である。
【００１６】
３波長帯のみを対象とする測色法で十分なことが多い。最も正確な測定は、可視スペクトル全体をきわめて狭い帯域、例えば２から２０ｎｍの波長に細分する測定装置によって実現される。
【００１７】
着色製造品の科学的説明のために、着色層の色を説明するすべての理論および式の参照用として着色剤の特性解析について散乱（Ｓ）および吸収（ＫまたはＡ）という用語が確立されており、本明細書では当業者に周知のクベルカ−ムンク理論について言及する場合があり、この理論は、白色光が照射される所定の厚さ（ｄ）の層によって反射（再放射Ｒ（λ））または透過（透過Ｔ（λ））される観察波長λにおける強度を計算するものである。
【００１８】
これまでは、従来の技術でこれらの計算は、等方的に作用する顔料および着色剤についてのみ行うことが可能であった。例えば特殊効果顔料を有する任意の着色剤についてもこれを計算することができる科学的手法は、まだ公開されていない。
【００１９】
知られている従来の顔料特性から結果として得られる混合製品の特性を特定するための計算が公開されており、実際に使用もされている。
【００２０】
同様に、従来の技術は、製品と既知の基準材料（白色および黒色ペースト）との混合物の測定から、製品の散乱特性および吸収特性を特定する方法である。
【００２１】
別の方法として、製品の標準試料から開始して、それを有する製品成分の既知の量を添加し、その効果を濃度系列の形態で示すことも可能である。次に、このようなデータに基づいて、製品バッチの色の偏差を配合の偏差と解釈し、その偏差をしかるべく補正することが可能である。
【００２２】
様々な数学的反転方法により、顔料製造品の測定された特性から製造品の個別成分の特性および／または濃度を特定する計算方法を開発することも可能である。
【００２３】
すべての着色剤について顔料の極薄層の特性を説明することができる（例えば、ミー理論、または離散双極子近似）が、実際に使用されているものに近い厚さを有する層（すなわち極薄層ではない）の多重散乱を計算することは従来技術ではない。
【００２４】
すべての種類のコーティングの生産時に、試料を取り出し、それから試料プレートを作成し、乾燥し、任意で熱処理（焼き付け）もし、その結果の色を測定することが随時可能である。次に、規定の「標準」基準色からの逸脱に基づいて補正工程を決定することが可能である。この場合、実現された色相および実現された隠蔽力が、調整されるべきそれぞれ２つの独立した仕様である。この問題を説明するために、白色顔料と着色顔料との混合物からなる色について考えることができる。白と色との混合比が正しくない場合、色が薄く、強く、または暗くなり過ぎる。クベルカ−ムンクに従うと、色は散乱成分に対する吸収成分の比Ｋ／Ｓにのみ依存するが、製造品が含むその両方の量が少なすぎる場合、必要な隠蔽力が実現されない（その場合、ユーザに背景が透けて見える）ことが、当業者には知られている。
【００２５】
したがって、安全対策として、始動製品の質、製造方法および適用方法に避けられない変動が生じても、慎重すぎるほどに慎重を期するため、したがって顧客の仕様を完全に満たすために、配合に必要以上に多くの顔料が加えられるか添加されることが多い。
【００２６】
しかし、特に低価格帯のコーティング（例えば建物のコーティング）の場合、これは、高価な顔料が希望する色彩効果に必要なよりも多く添加されることになり、さらに、製品のその他の特性が悪影響を受ける可能性があるために不都合である。
【００２７】
エフェクト顔料または液体エフェクト顔料製造品、例えばコーティングおよび塗装の分野で使用されているようなＡｌおよびマイカ顔料の測定および品質モニタリングも同様に、一般に難しく、費用がかかり、不便である。完全特性解析のために、粒子の粒径、粒子の角度依存色、および全般的色印象を示す必要がある。
【００２８】
したがって、液体試料、すなわち、個別成分または既製混合物、すなわち、コーティングと染料、ペーストと顔料などの塗装手段の、色軌跡、隠蔽力および色の濃さなどの色特性（例えばＲｏｅｍｐｐ  Ｌｅｘｉｋｏｎ、Ｇｅｏｒｇ  Ｔｈｉｅｍｅ  Ｖｅｒｌａｇを参照）を、高い測定精度で可能な限り容易かつ迅速に特定することを可能にする測定装置が必要である。
【００２９】
ＵＳ２００８／０２７３２０４  Ａ１は、液体試料、特に塗料またはその他の不透明液体の透過および再放射を測定するための装置および方法であって、参照光源１と、ビームスプリッタ１８（「スイッチ」）と、調整可能測定間隙を含む通過可能測定セル１１（［０１１０］）と、少なくとも１個の受光光学ユニットと、少なくとも１個の検出器とを含み、信号対雑音比を大幅に向上させることになるロックイン増幅器５をさらに含む装置および方法に関する。ここで、光ファイバ１０を介して光源１から発せられる光束を、ビームスプリッタ１８によって分割することができ、その結果、再放射と透過の同時または別々の測定が可能である。ビームスプリッタ１８の位置をずらすことによって、照明角度、したがって再放射角度も調整可能である（［０１２６］）。同様に、４５°の角度の前方散乱（「第２の透過電磁放射」）を示すことが可能である（［０１２７］）。
【００３０】
ＥＰ０４７２８９９Ａ１は、散乱系における光伝播の場合の減衰度を測定するための光度測定装置であって、通過可能キュベット（１）と、光源（４）と、光導波路（ＬＷＬ）の形態の少なくとも１個の照明光学ユニットと、光導波路（ＬＷＬ）の形態の少なくとも１個の受光光学ユニットとを含み、光導波路におけるファイバの本数および配置と、再放射測定のための例えば４５°の角度または厚さ４００から７００μｍの載置ガラス板（Ｇｐ）を介したキュベットへの結合の種類とを選択することによって、透過と再放射または透過と準後方散乱が同時に示され得る光度測定装置に関する。
【００３１】
ＷＯ２００５／００３７４０は、液体試料を測定するための再放射センサであって、
ａ）ランプの形態の光源（Ａａ）と、少なくとも１本の光導波路が基準導波路である光導波路（Ａｂ）を含む光ファイバとを含む光学ユニット（Ａ）と、
ｂ）測定窓（Ｂａ）と試料分析セル（Ｂｂ）とを含む試料分析ユニット（Ｂ）であって、前記光学ユニットが前記１個の測定窓の一方の側に配置され、前記試料分析セルが同じ測定窓の他方の側に配置され、前記試料分析セルを、液体顔料製造品の形態の測定対象試料が通過する必要がある間隙が前記測定窓と前記試料分析セルとの間に形成されるように測定窓に押し付けることによって、前記間隙を通る通路が前記試料の有意な剪断を生じさせる試料解析ユニット（Ｂ）と、
ｃ）測定データを記録するための検出器（Ｃａ）とそれに接続された評価装置（Ｃｂ）とを含むシステム制御ユニット（Ｃ）とからなり、
測定信号を生成するために少なくとも１個の光導波路接続が前記光源（Ａａ）から前記測定窓（Ｂａ）へ、さらに測定窓（Ｂａ）から前記検出器（Ｃａ）へと導かれ（製品の再放射）、基準信号を生成するために少なくとも１個の基準導波接続が前記光源（Ａａ）から直接前記検出器（Ｃａ）へ、または前記測定窓（Ｂａ）から前記検出器（Ｃａ）へ導かれる（内部反射）、再放射センサを開示している。
【００３２】
上述の再放射センサ（ＷＯ２００５／００３７４０）に加えて、ＷＯ２００５／０６２０２２は、液体試料中の非等軸性粒子を２本の軸に沿って位置合わせするための３次元フローセルと、再放射センサとともにそれを使用する方法とを開示している。原理上、光度測定装置を使用した透過または準後方散乱の測定という選択肢についても言及されている。
【００３３】
ＵＳ６，０４０，９１３およびＷＯ００／４５１５２は、白色顔料の散乱効率を特定する方法であって、光散乱効率は最終的な使用における性能と相関関係があり、方法は、懸濁液中の顔料の既知の濃度を有する液状媒質中の前記顔料の希釈懸濁液の生成と、少なくとも６００ｎｍの波長における前記懸濁液の全透過（Ｔ）の測定と、透過測定値（Ｔ）の式ＯＤ＝−ｌｏｇ（Ｔ）による光学濃度（ＯＤ）への変換と、前記顔料の光散乱強度を特定するために光学濃度を前記懸濁液中の前記顔料の濃度で除算することとを含む方法に関する。
【００３４】
ＷＯ２０１３／１７３４０１は、液体の１種または複数種の特徴を測定する方法であって、
薄膜装置を使用して０．０５ｍｍから２ｍｍの範囲の所定の膜厚を有する液体の試料の薄膜を生成することを含み、前記薄膜装置は、
Ｃ１：
（ａ）円形平面円板の両側の第１の面（１０１ａ）と第２の円板面（１０１ｂ）とを含む円形平面円板（１０１）であって、円形平面円板の回転を可能にするために円板両面に対して垂直な前記円形平面円板の対称軸（１１０）に回転可能に接続された回転軸（１２０）に接続された円形平面円板（１０１）と、
（ｂ）前記円形平面円板と前記回転軸とを位置決めする装置フレーム（１２１）と、
（ｃ）液体戻り流路（１２５ｂ）と、膜設定縁部（１２５ａ）および前記液体戻り流路（１２５ｂ）を前記装置フレーム（１２１）に接続する少なくとも１個のフレームコネクタ（１２５ｃ）とに接続された膜設定縁部（１２５ａ）を含む厚さ制御要素（１２５）であって、前記フレームコネクタが前記装置フレームに対して可動である、厚さ制御要素（１２５）と、
（ｄ）前記回転軸（１２０）の回転を可能にするための前記回転軸と、回転要素の回転速度、回転要素の回転方向またはこの２つの組み合わせを制御するための作動制御要素（１３１）とに接続された作動要素（１３０）とを含み、
前記厚さ制御要素（１２５）が前記円形平面円板（１０１）の第１の面側（１０１ａ）に配置され、前記膜設定縁部（１２５ａ）が前記第１の面に対して実質的に平行に配置され、前記膜設定縁部（１２５ａ）が前記円形平面円板に重なり、前記膜設定縁部（１２５ａ）は前記円形平面円板（１０１）の半径の５０％から９９％の範囲を覆い、
前記膜設定縁部（１２５ａ）と前記第１の面（１０１ａ）との距離（１２７）が０．０５ｍｍから５ｍｍの範囲にあり、前記フレームコネクタを使用して調整可能であり、前記所定の膜厚はこの距離（１２７）と、回転速度および回転方向とによって制御され、
前記方法は、
Ｃ２：
試料データを取得するために１個または複数個の測定装置によって前記薄膜を測定する工程と、
Ｃ３：
前記試料データに基づいて前記１種または複数種の特性を調整する工程と、を含む方法に関する。
【００３５】
ＥＰ０９３２８２９は、コーティング、顔料ペーストまたは同様の系の物理特性を分析するための分析システムであって、特定の厚さを有するコーティング、顔料ペーストおよび同様の系の膜を形成するための装置と、調査する前記コーティングまたは調査する前記顔料ペーストまたは同様の系に照射するための光源であって、光と前記コーティング、前記顔料ペーストまたは前記同様の系との間に相互作用が起こり、測定信号が発生される光源と、前記測定信号を記録するための装置ならびに前記測定信号を記録するための前記装置に接続された検出器とを含む、分析システムに関する。
【００３６】
ＷＯ２００９／０６５６１３Ａ１は、透過を測定することにより、および／または、分散システム内の画定された測定経路を通過した後の測定光線の分散光を測定することにより、分散相の粒子の粒子濃度と粒径と平均粒径と粒径分布と粒子の濁り度とを確認するための装置であって、測定光線放射面および測定光線集光器面における付着が概ね回避される装置に関する。
【００３７】
ＵＳ６，２８８，７８３Ｂ１は、流体の指定物理特性を分析するための流体分析システムとその方法であって、前記システムが所定の厚さを有する流体膜を形成する膜形成手段と、相互作用放射を発生させるために前記膜に電磁放射を照射するのに適合する膜照射装置と、前記相互作用放射を受け取るための受容器と、前記相互作用放射を捕捉するために前記受容器に割り当てられた検出器とを含む、分析システムおよび方法に関する。また、対向する流体接触面のうちの少なくとも一方が、電磁放射を透過させ、前記システムは表面洗浄装備を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】ＵＳ２００８／０２７３２０４Ａ１
【特許文献２】ＥＰ０４７２８９９Ａ１
【特許文献３】ＷＯ２００５／００３７４０
【特許文献４】ＷＯ２００５／０６２０２２
【特許文献５】ＵＳ６，０４０，９１３
【特許文献６】ＷＯ００／４５１５２
【特許文献７】ＷＯ２０１３／１７３４０１
【特許文献８】ＥＰ０９３２８２９
【特許文献９】ＷＯ２００９／０６５６１３Ａ１
【特許文献１０】ＵＳ６，２８８，７８３Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
従来技術の測定機構は、液体試料について複数種の精度の高い分光検査を行うには測定精度と速度と選択肢とが不十分である。
【００４０】
利用可能な従来技術は、色軌道、隠蔽力および色の濃さなどの色特性、または液体試料、すなわち個別構成要素または既製製品混合物、すなわち、コーティングと染料、ペーストと顔料などの塗装手段の吸収（ＫまたはＡ）および散乱（Ｓ）を、高い精度と十分な速度で解明するための分光測定データの信頼性のある指示という問題を解決していない。特に、例えば二酸化チタンまたはＡｌまたはマイカエフェクト顔料などの角度依存粒子の完全特性解析を可能にする測定装置がない。また、従来技術は、液体試料、特に流動液体試料のための高精度かつ十分な速度の分光測定データの連続指示という課題を解決していない。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
上記の問題を解決するために、液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のためのセンサであって、
ａ）１個または複数個の光源（ＬＱ）、好ましくは２個の光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＬＱ）（ＲＥＭ）と、
ｂ）１個または複数個の照明光学ユニット（ＢＯ）、好ましくは２個の照明光学ユニット（ＢＯ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＢＯ）（ＲＥＭ）と、
ｃ）少なくとも１個の測定セル（ＭＺ）と、
ｄ）少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）と、
ｅ）透過によって生成された透過信号を測定するため、前方散乱によって生成された前方散乱信号を測定するため、および再放射によって生成された再放射信号を測定するための少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）とからなり、
前記測定セル（ＭＺ）は貫流可能なセルであり、並行に配置され、測定窓の間に測定対象の前記試料が満たされる測定間隙（ＭＳ）が形成されるように互いに対して配置された２個の対向する測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）を含むセルであり、前記測定窓は、貫流動作中に可変的に調整可能な互いからの画定された離隔距離を有する、センサが見出された。
【００４２】
液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のためのこの新規なセンサを、以下、本発明によるセンサとも呼ぶ。本発明によるセンサの好ましい実施形態は、以下の説明および従属請求項から明らかになる。
【００４３】
本発明の対象物は、不連続的および連続的に駆動される、本発明による前記センサを使用した、液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のための方法にも関する。また、本発明は、コーティングと染料、ペーストと顔料またはこれらの希釈物などの塗装手段の色特性を特定するために本発明によるセンサを使用する方法に関する。
【００４４】
発明の説明
「準同時」
本発明の文脈では、「準同時」という用語は、１ｍｓから１０ｓ以内に行われる透過および／または前方散乱および／または再放射の順次指示を意味することが意図されている。１ｍｓから１０ｓ以内の透過および／または前方散乱および／または再放射の順次指示は、測定精度に悪影響を及ぼさないことがわかっている。
【００４５】
「同時」
透過と前方散乱または透過と再放射の同時、すなわち同期指示が行われる場合、これは以下のように認識されることが好ましい。
再放射を省くとともに透過と前方散乱の同時測定を可能にするか、または前方散乱を省き、１１０°から視射角までの再放射角を省くとともに透過（１８０°）と再放射の同時測定を可能にするために、測定システムを９０°（直角）の１個の光源（ＬＱ）のみが使用されるように変更することができる。
【００４６】
「本発明によるセンサ」
本発明によるセンサは、試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定と、試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定とに適合する。
【００４７】
したがって、本発明によるセンサによって以下の測定態様が構成される。
【００４８】
準同時測定の態様
ａ）透過と前方散乱
ｂ）透過と再放射
ｃ）透過と前方散乱と再放射
ｄ）前方散乱と再放射
【００４９】
同時測定の態様
ｅ）透過と前方散乱
ｆ）透過と再放射
【００５０】
したがって、「準同時に」および「同時に」という語句は、本発明の文脈では、透過、前方散乱または再放射の個別の測定を行うこともできる本発明によるセンサを使用して、列挙した３種類の測定タイプすなわち、透過および／または前方散乱および／または再放射のうちの少なくとも２種類が行われるものと解釈すべきである。しかし、透過、前方散乱および再放射のうちから選択された少なくとも２種類の測定が組み合わされて準同時実行されることが好ましい。同時の場合は、２種類の測定が常に組み合わされて行われる。
【００５１】
上記および下記において、「ＲＥＭ」は再放射を意味するものと意図され、「ＶＳ」は前方散乱を意味するものと意図され、「ＴＭ」は透過を意味するものと意図される。
【００５２】
本願の文脈では、「ＴＭ／ＶＳ」は「ＴＭ」および／または「ＶＳ」、すなわち、透過および／または前方散乱を意味するものと意図される。
【００５３】
「試料」
本発明の文脈では、試料とは、個別成分または既製製品混合物、特に、着色顔料製造品の液状組成物を意味するものと意図される。ここで、「着色」という表現は、任意の色のほか、「黒色」および「白色」も含む。
【００５４】
個別組成物または既製製品混合物、特に着色顔料製造品の液状組成物は、例えば、塗料、コーティングまたは顔料ペーストの形態、または塗料、コーティングまたは顔料ペーストの安定希釈物としての形態をとる。
【００５５】
塗料、コーティングまたは顔料ペーストの安定希釈物とは、塗料、コーティングまたは顔料ペーストの、分離、綿状沈殿または凝集しない溶液または分散液を意味するものと意図される。適合する溶液および分散液は、当業者には周知である。例としては、水、有機溶剤、ワニスまたは結合剤がある。
【００５６】
本発明によるセンサを用いることにより、層の形態の液体試料の透過および／または前方散乱および／または再放射を準同時に、および層の形態の液体試料の透過と前方散乱または透過と再放射を同時に特定することが可能である。
【００５７】
本発明の文脈では、層の形態の試料は、上下の試料と呼ぶ、２個の測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間に位置する液体顔料製造品、好ましくは流動液体顔料製造品、またはその対応する希釈物である。
【００５８】
例えば流動性を向上させるため、および任意に測定領域を適応化させるための試料の希釈は、特定の製品の場合に有利である。この結果、例えば、試料の特性に悪影響を及ぼす可能性のある、高価な顔料の不必要に多い適用量を回避することができる。
【００５９】
図面
以下、本発明について図面に基づいて説明する。ここで、図面中で使用される略語は以下の意味を有する。
【００６０】
ＴＭ  透過
ＲＥＭ  再放射
ＶＳ  前方散乱
ＬＱ  光源（ＲＥＭ、ＴＭ、ＶＳ）
ＢＯ  照明光学ユニット（ＲＥＭ、ＴＭ、ＶＳ）
ＳＴＳ  ビームスプリッタシステム
ＲＯ  基準光学ユニット（ＲＥＭ、ＴＭ、ＶＳ；ＲＥＦ）
ＤＥＴ  検出器（ＲＥＭ、ＴＭ、ＶＳ；ＲＥＦ）
ＥＯ  受光光学ユニット（ＲＥＭ、ＴＭ、ＶＳ）
ＳＴ  プランジャ
ＤＳ（２）  シーリングシステムプランジャ
Ｐ（ＤＳ２）  シーリングシステムプランジャのポンプ
Ｖ（ＤＳ２）  シーリングシステムプランジャの貯蔵部
ＡＫ  アクチュエータ（位置決めシステム）
Ｃ−ＡＫ  アクチュエータのコントローラ（位置決めシステムのコントローラ）
ＰＯＳ  位置測定システム
Ｃ−Ｐｏｓ  コントローラ位置測定システム
ＭＺ  測定セル
ＭＦ  測定窓
ＭＳ  測定間隙
ＤＳ（１）  測定セルのシーリングシステム
ＧＰ  ベースプレート
Ｋ  測定セル（ＭＺ）を通過する液体試料の妨げのない通過のための測定セル（ＭＺ）と測定窓（ＭＦ１）と前進プランジャ（ＳＴ）との間の空間からなる流路
ＭＧ  測定装置
Ｐ（Ｐ）  試料のポンプ
Ｖ（Ｐ）  試料の貯蔵部
ＰＣ（Ｐ）  試料圧力調整器
【図面の簡単な説明】
【００６１】
［図１ａ〜図１ｄ］本発明によるセンサにおける、透過によって生成される透過信号を測定するため、前方散乱によって生成される前方散乱信号を測定するため、または再放射によって生成される再放射信号を測定するための、１個または複数個の光源（ＬＱ）と、１個または複数個の照明光学ユニット（ＢＯ）と、少なくとも１個の測定セル（ＭＺ）と、少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）と、少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）との構成例を示す図である。
【図１ａ】本発明によるセンサの構成例を示す図であって、光源（ＬＱ）（２）（ＲＥＭ）の視射角に対してそれぞれ２５°および４５°の２個のＲＥＭ検出器（ＤＥＴ）（３、４）とそれに対応する受光光学ユニット（ＥＯ）（３、４）とを含み、そのうち（ＤＥＴ）（３）は光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）に対して１８０°の角度の透過検出器としても使用可能であり、（ＤＥＴ）（４）は光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）に対して２０°の角度の可能な前方散乱検出器のうちの１個として使用可能であり、照明光学ユニット（ＢＯ）（１、２）がビーム経路において光源（ＬＱ）（１、２）の下流に配置された図である。さらに、好ましくは、その場合に使用されるビームスプリッタシステム（ＳＴＳ）（１、２）と基準光学ユニット（ＲＯ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＲＯ）（２）（ＲＥＭ）とを含む、光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＬＱ）（２）（ＲＥＭ）とともに使用される基準検出器（ＤＥＴ）（１）（ＲＥＦ  ＴＭ／ＶＳ）および（ＤＥＴ）（２）（ＲＥＦ  ＲＥＭ）が図示されている。  したがって、図１ａの本発明によるセンサのこの構成例では、光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）と、照明光学ユニット（ＢＯ）（ＲＥＭ）と、少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）と、少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）とが、測定窓（ＭＦ１）側に配置され、光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）と照明光学ユニット（ＢＯ）（ＴＭ／ＶＳ）とが対向する測定窓（ＭＦ２）側に配置される。
【図１ｂ】本発明によるセンサの好ましい構成を示す図であり、光源（ＬＱ）（２）（ＲＥＭ）の視射角に対して１５°、２５°、４５°、７５°および１１０°の５個のＲＥＭ検出器（ＤＥＴ）（３、４、５、６、７）とそれぞれの受光光学ユニット（ＥＯ）（３、４、５、６、７）とを含み、そのうち（ＤＥＴ）（３）は透過検出器としても使用されることができ、（ＤＥＴ）（４、５、６、７）は、光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）と、それぞれの基準光学ユニット（ＲＯ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＲＯ）（２）（ＲＥＭ）を有する２個の基準検出器（ＤＥＴ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＤＥＴ）（２）（ＲＥＭ）と、２個の光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＬＱ）（２）（ＲＥＭ）とに対して２０°、３０°および６５°の角度の可能な前方散乱検出器としても使用されることができる。  したがって、図１ｂの本発明によるセンサの好ましい構成では、光源（ＬＱ）（２）（ＲＥＭ）と、照明光学ユニット（ＢＯ）（２）（ＲＥＭ）と、受光光学ユニット（ＥＯ）（３、４、５、６、７）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）と、検出器（ＤＥＴ）（３、４、５、６、７）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）とが測定窓（ＭＦ１）側に配置され、光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）と照明光学ユニット（ＢＯ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）とが対向する測定窓（ＭＦ２）側に配置される。
【図１ｃ】１個のみの光源（ＬＱ）を有する構成例を示す図である。この１個の光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＲＥＭ）と、２個のＲＥＭ検出器（ＤＥＴ）（２、３）（ＲＥＭ）と、その対応する受光光学ユニット（ＥＯ）（２、３）とが、測定窓（ＭＦ１）側に配置され、ＴＭ検出器（ＤＥＴ）（１）（ＴＭ）が光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＲＥＭ）の反対側にある測定窓（ＭＦ２）側に配置されている。基準検出器を使用することが好ましいがその場合は、該基準検出器（ＤＥＴ）（４）（ＴＭ／ＲＥＭ）は、測定窓（ＭＦ１）側に基準光学ユニット（ＲＯ）（１）およびビームスプリッタシステム（ＳＴＳ）（１）とともに配置される。
【図１ｄ】測定窓（ＭＦ２）側に配置された１個の光源（ＬＱ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）のみを有する構成例をさらに示す図である。測定窓（ＭＦ１）側には、光源ＬＱ（１）（ＴＭ／ＶＳ）に対して２０°、３０°、４５°および６５°の角度の４個のＶＳ検出器（ＤＥＴ）（４、５、６、７）（ＶＳ）とそれに対応する受光光学ユニット（ＥＯ）（４、５、６、７）（ＴＭ）と、光源ＬＱ（１）（ＴＭ／ＶＳ）に対して１８０°の角度のＴＭ検出器（ＤＥＴ）（３）（ＴＭ）とが配置されている。使用されることが好ましい基準検出器（ＤＥＴ）（１）（ＴＭ／ＶＳ）および対応する基準光学ユニット（ＲＯ）（１）、ならびにビームスプリッタシステム（ＳＴＳ）（１）が測定窓（ＭＦ２）側に配置される。
【図２】測定セル（ＭＺ）の好ましい実施形態の構成例を示す図であり、測定窓（ＭＦ２）がプランジャ（ＳＴ）に接続され、プランジャ（ＳＴ）はアクチュエータ（ＡＫ）を介して軸方向に可動であり、図２ａおよび図２ｃは流軸に沿って切断された図であり、図２ｂおよび図２ｄは流軸を横断して切断された図である。  図２ａおよび図２ｂは、測定間隙（ＭＳ）が開かれた状態の構成例、すなわち、プランジャ（ＳＴ）が大きく引き出され、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）との離隔距離が最大となっている構成の２つの透視図を示す図である。  図２ｃおよび図２ｄは、測定間隔（ＭＳ）が（実質的に）閉じられた状態の構成例、すなわち、プランジャ（ＳＴ）を測定セル（ＭＺ）内に前進させることによって測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）との離隔距離が大幅に短縮されている構成の２つの透視図を示す図である。したがって、試料の測定時の可能な構成を表している。  ここで、図２ｄは、プランジャ（ＳＴ）、したがって測定窓（ＭＦ２）の前進によって測定セル（ＭＺ）が完全には閉じられず、その結果、測定間隙（ＭＳ）が調整されること、しかし、測定セル（ＭＺ）内に突出するプランジャ（ＳＴ）が、測定セルの壁および測定窓（ＭＦ１）とともに２本の流路（Ｋ）を形成し、該流路が流れ方向にプランジャ（ＳＴ）の左右に形成され、それらの流路を通って、測定セル（ＭＺ）内に誘導された試料の流れの一部がプランジャ（ＳＴ）の周囲を横方向に流れることができ、このようにして、妨げられずに（かつ測定されずに）測定セルを通過することを明確に示している。
【図３ａｂ】図２ａおよび図２ｂの概略的に示された構成に対応する、測定窓（ＭＦ２）とプランジャ（ＳＴ）とが引き込まれた状態の、実装測定セル（ＭＺ）の一方の側の、図３ａは概略図を示し、図３ｂは写真を示す図であり、この場合も、プランジャ（ＳＴ）が前進させられて測定窓（ＭＦ２）の直径（Ｄ）が測定セル（ＭＺ）の領域の幅（ｄ）よりも小さい場合に、流れ方向に左右に配置された流路（Ｋ）を介して、試料の流れの一部が妨げられずに該プランジャ（ＳＴ）の周囲を流れることができる様子を明らかに示す図である。図３ａの直線矢印で示すように、測定中、試料の他の部分は測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）との間を流れる。さらに、試料のための測定セル（ＭＺ）への供給路と測定セル（ＭＺ）からの排出路と、例えば封止ゴムリングとともに測定セル（ＤＳ）のシーリングシステムの可能な実施形態を示すノッチとが示されている。
【図３ｃ】ベースプレート（ＧＰ）上に測定窓（ＭＦ１）が組み付けられた、図３ｂに示す測定セル（ＭＺ）の反対側の写真を示す図である。
【図３ｄ】光源（ＬＱ）と、照明光学ユニット（ＢＯ）と、ビームスプリッタシステム（ＳＴＳ）と、基準光学ユニット（ＲＯ）と、検出器（ＤＥＴ）と、プランジャ（ＳＴ）を駆動するためのアクチュエータ（ＡＫ）とを含む（他のアクチュエータ（ＡＫ）と、位置測定システム（ＰＯＳ）とプランジャ（ＳＴ）とが覆われている状態の）、好ましい構成の写真を示す図である。
【図４】試料供給および排出とプランジャ（ＤＳ２）のシーリングシステムの例示の実施形態を含む、本発明によるセンサの全体的構造の２種類の実施形態例を示す図である。  ここで、図４ａは図１ａに記載の光学構造に対応し、図４ｂは図１ｃに記載の光学構造に対応する。
【図５】図４ａに示す光学構造に対応する実装された全体的構造の写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
図面に示されている要素および図面の説明で使用されている用語、ならびにそれらの適合する実施形態が、本願で詳細に説明されていない場合は、当業者に周知のものであり、プロセス工学および光学機械構造において従来から使用されている要素である。
【００６３】
以下に、本発明によるセンサの個別構成要素ａ）〜ｅ）について説明する。
【００６４】
ａ）１個または複数個の光源（ＬＱ）、好ましくは２個の光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＬＱ）（ＲＥＭ）
【００６５】
物理的機能：
原理上、それぞれの測定は必要な波長帯の光を必要な強度と一定不変性と存続期間で供給する光源（ＬＱ）から開始する。
【００６６】
光源（ＬＱ）としては、白熱電球からガス放電灯、ＬＥＤまでにわたるきわめて多くの異なる原理が考えられる。ＬＥＤの利点は、定電流動作と、機械シャッタを回避することができる（電流オフ＝光オフ）こととにより、強度を一定に保つことができることである。レーザの使用も可能である。
【００６７】
したがって、光源（ＬＱ）は、複数の光源が使用される場合は、隣接する波長帯を有するＬＥＤ、好ましくは白色ＬＥＤと、ＲＧＢ  ＬＥＤと、ＬＥＤアレイと、白熱電球と、ガス放電灯とからなるグループから、好ましくは互いに独立して選択される。
【００６８】
光源（ＬＱ）は、一般に、良好な熱安定性および機械的安定性、すなわち、短期にほとんど変動がなく、長期に大きな変化がなく、長寿命を示す。光源は、試料について測定することが意図されているすべての波長が十分な強度で検出器に到達するように、一様なスペクトルを示すことが好ましい。
【００６９】
光源（ＬＱ）は、特に好ましくは機械シャッタ、光源の電源のスイッチング、および／または光電シャッタを使用して、希望する回数だけオンおよびオフに切り換えられ得ることが好ましい。より特に好ましくは、光源は、電源のスイッチングによってオンおよびオフ切り換えされる。
【００７０】
本願の好ましい一実施形態は、光源の背後に補正フィルタが配置された構成に関する。ここで、「光源の背後」とは、補正フィルタが光源からの光線の経路において、光源の後に配置されていることを意味するものと意図される。本実施形態で使用される補正フィルタは、光源から放射される光の最大強度と最小強度との比が最大で４、好ましくは３から４であり、従来技術で一般的な１０から２０とはならないように、光源のスペクトルを線形化する。これは、市販のフィルタガラスを使用して実現される。
【００７１】
別の好ましい実施形態では、光源（ＬＱ）の背後に、補正フィルタが使用される場合は光源と補正フィルタの間に、赤外線遮断フィルタと、集光レンズと、拡散板とが配置される。この場合も、本願の文脈における「光源の背後」とは、光線に沿って光源の後という意味である。赤外線遮断フィルタは、光源によって試料、光導波路、補正フィルタおよびセンサの他のユニットに加えられる熱を低減するために使用される。
【００７２】
集光レンズは、光源からの光を、光学部品、例えば光ファイバの入力に集中させるために使用される。拡散板は、光導波路の位置および開口角にわたって光源からの光の輝度の非構造的で一様なプロファイルを実現するために使用される。本発明のセンサに適合する集光レンズおよび拡散板の適合する実施形態は、当業者に知られている。
【００７３】
一実施形態において本発明により光源に組み込まれるシャッタは、例えば、照明ファイバを完全に暗くすることができる電気機械シャッタである。光源がオンにされるときに信号測定値から差し引く必要がある暗電流（検出器およびそれに付随する増幅器電子部品の電気温度依存性オフセット）を測定するために、光源の減光が使用される。ここで、きわめて好ましい暗電流測定の形態では、光源がオフにされる。分光計によって測定された光量は読み出しによってリセットされるが、最後の測定の残余が分光計に残って最初の暗電流測定に干渉するように、任意に（ハードウェアに応じて）約９９％のみにリセットされてもよい。２番目に続く暗電流測定以降は、残余値は測定精度の範囲で有意ではない。
【００７４】
ｂ）１個または複数個の照明光学ユニット（ＢＯ）、好ましくは２個の照明光学ユニット（ＢＯ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＢＯ）（ＲＥＭ）
【００７５】
照明光学ユニット（ＢＯ）の物理的機能：
光源によって放射される光は、光学構造体によって特定の立体角範囲で受光され、測定対象（ここでは、一般に液体試料の層、例えば着色製造品）上に誘導される。この構造体を照明光学ユニットと呼ぶ。
【００７６】
１個または複数個の照明光学構造ユニット（ＢＯ）に加えて、センサは１個または複数個の基準光学ユニット（ＲＯ）、好ましくは（ＲＯ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＲＯ）（ＲＥＭ）と、１個または複数個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）に加えて、少なくとも１個の検出器、好ましくは２個の検出器を、基準検出器（ＲＤＥＴ）、好ましくは（ＲＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＲＤＥＴ）（ＲＥＭ）として含む。
【００７７】
基準光学ユニット（ＲＯ）、基準検出器（ＲＤＥＴ）の物理的機能：
測定の精度を最適化するために、光源（ＬＱ）によって放射される光の一部が別個の光学ユニット（基準光学ユニット（ＲＯ））によって抽出され、基準検出器（ＲＤＥＴ）に供給されてもよい。
【００７８】
照明光学ユニット（ＢＯ）は、製品試料の測定面を特定の立体角で照明する。「乾式コーティングメトリクス」で知られている０°および４５°の異なる主角度と、異なる開口角での照明が可能である。平行照明は、約０°の開口角を有し、同様に知られている「拡散」照明においては、光はあらゆる空間方向から測定面に到達する。これはいずれがよいか悪いかではなく、湿式測定は乾式測定と同等である。科学文献および一部の製造業者の場合、異なる照明方向の使用も検討されている。
【００７９】
照明光学ユニット（ＢＯ）は、一般に、「従来型では」レンズと開口とによって形成されるが、光ファイバ要素も含み得る。重要なのは、照明強度の一貫性と照明スポットの位置である。基準検出器（ＲＤＥＴ）に供給される光の量は測定検出器との同時動作において基準検出器（ＲＤＥＴ）を駆動するのに適合している必要があるとともに、照明強度との比率が常に一定である必要がある。基準抽出は、光ファイバシステムの場合は入力ジャックにおいて一緒に並列に保持されるファイバを使用して行われるか、または、従来のシステムにおいてビーム経路における半透明ミラーを使用して行われてもよい。
【００８０】
したがって、互いに独立した照明光学ユニット（ＢＯ）が、光ファイバシステムとして、および／または、レンズと開口による従来型システムとして構成されることが好ましい。
【００８１】
したがって、基準光学ユニット（ＲＯ）、好ましくは基準光学ユニット（ＲＯ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＲＯ）（ＲＥＭ）は、光ファイバシステムの場合、入力ジャックにおいて並列して一緒に保持されるファイバによって形成されることが好ましく、従来型システムの場合は、ビーム経路における、半透明ミラーまたは同様に機能する光学システム、例えばビームスプリッタプリズムまたはガラス板によって形成されることが好ましい。
【００８２】
光導波路は、個別ファイバまたはファイババンドルとしてのガラスファイバまたはプラスチックファイバまたは液体ライトガイドからなる。好ましくは、１００、２００、４００、６００、８００μｍまたはそれ以上のファイバ直径を有するガラスファイバ、またはファイババンドルが、例えば分光器上に堅固に装着される。特に好ましくは、基準ガイドとして使用されるファイバは、使用される光源（ＬＱ）、好ましくはＬＥＤからの光の代表的部分が、実質的に直接、基準検出器（ＲＤＥＴ）に到達し、可能な限り正確に測定されるように、適合化された直径、好ましくは他の光導波路よりも小さい直径を有する。
【００８３】
本発明によるセンサの好ましい実施形態では、全開口角を維持するために、基準ガイドは減衰要素、すなわち、組み込み拡散板を備えた精密スペース要素を介して導かれる。
【００８４】
上記の注釈は、ｄ）の項に記載の受光光学ユニット（ＥＯ）にも同様に当てはまる。
【００８５】
ｃ）測定セル（ＭＺ）が貫流可能なセルであり、測定対象試料で満たされる測定間隙（ＭＳ）が窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間に形成されるように互いに対して配置された、平行に配置された２個の対向する測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）を含み、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）とが可変的に調整可能な画定された互いからの離隔距離を有する、少なくとも１個の測定セル（ＭＺ）
【００８６】
物理的機能：
測定される層は、平行に配置された対向する測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）によって形成される間隙（測定間隙（ＭＳ））を概ね満たす液体試料によって形成される。試料は、流動試料であることが好ましく、流路は、平行に配置された対向する測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）によって形成される測定間隙（ＭＳ）である。
【００８７】
測定セル（ＭＺ）は、貫流可能なセルであり、固定または可変であるが常に正確に測定された互いからの離隔距離にあり、試料、好ましくは流動試料が間に位置づけられる（再放射、透過および前方散乱のための）２個の対向する測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）を設けるセルである。
【００８８】
試験対象試料を測定間隙（ＭＳ）に移送するために、測定間隙（ＭＳ）が開かれ、すなわち２個の測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の離隔距離が、層が全体的に完全に新たにされるまで広げられる。その後すぐに、実際の測定のために、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の測定間隙（ＭＳ）が、所望の測定位置まで（再び）狭められるか、または２個の測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の離隔距離が縮められ、その際、余分な試料を流路（Ｋ）を通して、好ましくは妨げられないように逃がすことができる。一般に、残りの試料はわずかに剪断され、これは測定の助けとなる。
【００８９】
測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の画定された離隔距離は、可変的に調整可能であり、好ましくは貫流動作、すなわち、測定間隙（ＭＳ）、したがって、平行に配置された対向する測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の画定された離隔距離によって形成される、試料、好ましくは流動試料の層厚も、調整された画定された離隔距離が常に正確に決定可能な状態で変化、好ましくは貫流動作において変化させることができる。要件に応じて層厚を調整するために、測定間隙（ＭＳ）または層厚を、個別に、好ましくは連続して、被覆、半透明または透明であるそれぞれの試料に合わせて適応させるように、好ましくは貫流動作において可変的に調節可能であるが常に正確に決定可能な離隔距離が必要な場合がある。
【００９０】
測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）との画定された離隔距離は、好ましくは１から１００００μｍであり、特に好ましくは５から５０００μｍであり、より特に好ましくは１０から５００μｍである。
【００９１】
好ましくは、測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）は、それぞれ、使用される波長帯について透明で、十分な機械的および化学的安定性を有する材料、例えば、プラスチック（例えばＰＳ、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ）、ガラス（例えばＢＫ７、Ｂａｋ２、ＬａＳＦ９、ホウケイ酸塩ガラス、石英ガラス）、石英、ジルコニア、半貴石（例えばジルコン）、または貴石（例えばトパーズ、サファイア、ダイヤモンド）によって、互いに独立して形成された平面の板である。
【００９２】
好ましくは、測定窓（ＭＦ１）は１から１２ｍｍ、特に好ましくは４から１０ｍｍ、より特に好ましくは６から８ｍｍの厚さを有する。測定窓（ＭＦ１）は、一般に、１０から１００ｍｍ、好ましくは３０から７０ｍｍの直径を有する。
【００９３】
好ましくは、測定窓（ＭＦ２）は１から１２ｍｍ、特に好ましくは１から８ｍｍ、より特に好ましくは、１から４ｍｍの厚さを有する。測定窓（ＭＦ２）は、一般に、５から１００ｍｍ、好ましくは１０から３０ｍｍの直径（Ｄ）を有する。
【００９４】
好ましい実施形態では、貫流動作における測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の画定された離隔距離は可変的に調整可能であり、すなわち、平行して配置された対向する測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の画定された離隔距離を適応化し、該離隔距離を所望の大きさに調整し、厳密な位置を決定するのに、流動試料を停止、中断、低減またはその他の任意の方法を行う必要がない。
【００９５】
本発明によるセンサのさらに好ましい実施形態では、２個の測定窓のうちの一方（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）が、平行に配置された２個の互いに対向する測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の離隔距離の個別調整、好ましくは連続的個別調整を可能にするプランジャ（ＳＴ）、好ましくは軸方向に可動なプランジャ（ＳＴ）に接続される。いずれの場合も、平行に配置された２個の互いに対向する測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の離隔距離は、プランジャ（ＳＴ）を動かすことによって、好ましくはプランジャ（ＳＴ）を軸方向に動かすことによって大きくしたり縮めたりすることができ、その結果、測定間隙（ＭＳ）、したがって測定対象試料、好ましくは流動試料の層厚も個別に、好ましくは連続的に調整され得る。
【００９６】
本発明によるセンサの特に好ましい実施形態では、２個の測定窓のうちの一方（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）が、平行に配置された２個の互いに対向する測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の離隔距離の個別調整、好ましくは連続的個別調整を可能にする可動プランジャ（ＳＴ）、好ましくは軸方向に可動なプランジャ（ＳＴ）に接続され、プランジャに接続された測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）の直径（Ｄ）が、プランジャに接続された測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）が、載置されている測定セル（ＭＺ）（図２ａから図２ｄおよび図３ａ参照）の領域の幅（ｄ）よりも小さい。測定窓の（したがってプランジャ（ＳＴ）の）直径（Ｄ）が測定セル（ＭＺ）の領域の幅（ｄ）よりも小さい結果として、プランジャ（ＳＴ）を測定セル内に前進させる際に測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）とを一緒に駆動するとき、すなわち測定間隙（ＭＳ）を狭めるときに、試料流路が完全には閉じられず、プランジャ（ＳＴ）に対して横方向に（流れ方向に左および右に）２本の流路（Ｋ）が形成される。これから生じる利点は、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の離隔距離を縮めるときに、測定窓の両側を通って流路（Ｋ）内の余分な試料が妨げられずに逃げることである。測定セル（ＭＺ）のこの好ましい構成の他の利点は、測定間隙（ＭＳ）を狭めるときに測定セル内に突出するプランジャ（ＳＴ）の周囲を、測定セル内に導入された試料の一部、好ましくは測定セル内に導入された流動試料の一部が、流路（Ｋ）を通って妨げられずに流れることができ、その結果、試料のこの測定されない部分（試料は測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の測定間隙（ＭＳ）を通過していない）、好ましくは流動試料の測定されない部分が、実質的に妨げられずに測定セル（ＭＺ）（図２ａから図２ｄおよび図３ａから図３ｂを参照）を通過することができることである。このような実施形態は、測定間隙が、測定セル（ＭＺ）自体を通る貫流を大幅に減少させることなく、必要なときに狭められるだけであるため、主に連続測定動作または連続試料供給に適している。したがって、連続測定動作中に他の方法で、試料、好ましくは流動試料の供給を低減、停止、または中断させる必要がない。
【００９７】
プランジャ（ＳＴ）の位置、したがって、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の離隔距離も、位置決めシステムによって、好ましくは、対応するコントローラ（Ｃ−ＡＫ）を備えた１個または複数個のアクチュエータ（ＡＫ）によって、概ね調整されてよく、位置測定システム（ＰＯＳ）および対応するコントローラ（Ｃ−ＰＯＳ）によって、正確な到達位置を決定することができる。例示の構成を図１ａから図１ｄおよび図２ａから図２ｄに示す。
【００９８】
本発明によるセンサにおいて、測定間隙（ＭＳ）、すなわち、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の画定された離隔距離は、平均４０から１００ｎｍ、特に好ましくは平均４０から６０ｎｍ（実際の値と意図された値との差の標準偏差）の精度で、好ましくは貫流動作中に、可変的に調整可能であることが好ましい。
【００９９】
本発明のセンサの特に好ましい実施形態では、２個の測定窓の一方（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは測定窓（ＭＦ２）が、プランジャ（ＳＴ）、好ましくは軸方向に可動なプランジャ（ＳＴ）に接続され、プランジャ（ＳＴ）の位置、したがって測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の離隔距離も、位置決めシステムによって、好ましくは対応するコントローラ（Ｃ−ＡＫ）を備えた１個または複数個のアクチュエータ（ＡＫ）によって、平均４０から１００ｎｍ、特に好ましくは平均４０ｎｍから６０ｎｍ（実際の値と意図された値との差の標準偏差）の精度で、好ましくは貫流動作中に可変的に調整され、正確な到達位置が位置測定システム（ＰＯＳ）および対応するコントローラ（Ｃ−ＰＯＳ）によって決定されることが好ましい。例示の構成を図１ａから図１ｄおよび図２ａから図２ｄに示す。
【０１００】
測定対象試料が測定間隙（ＭＳ）を流れる場合、間隙を通過する間に試料の剪断が起こる。この剪断は、間隙における長さ１から３０ｍｍにわたる好ましくは０．１から３バール、特に好ましくは長さ２から１５ｍｍにわたる０．５から１．５バールの圧力降下によって実現されることが好ましい。
【０１０１】
定義された試料状態を維持するため、したがって比較可能測定データを得るために、測定対象試料が測定間隙（ＭＳ）を通って流れる場合に、試料の一定した剪断が好ましい。これは、入力圧力、すなわち、測定間隙（ＭＳ）の液体顔料製造品の入力点における圧力の連続モニタリングによって行われることが好ましい。
【０１０２】
圧力モニタリングは、測定位置における定義された剪断を可能にするために好ましい。これが他の手段（例えば既知のポンプ力、粘度および間隙幅）によって確保される場合、圧力測定を省いてもよい。圧力測定のための複数種の態様、すなわち、Ｔ字形構成、Ｖ字形構成、貫流圧力トランスデューサによる測定、ならびに製品セルの穴などが考えられる。前述の各構成の構造は、当業者には周知である。選択基準は、比較的低い圧力の十分に正確な測定と、（例えば、パルスポンプによって製品が送出されるときの）圧力変動の影響を受けないことと、フラッシング容易性（デッドスペースがないこと）または少なくとも洗浄容易性とである。
【０１０３】
入力圧力の調整は、特に液体顔料製造品またはその希釈物の、特に隠蔽力と試料の粘度とに依存する。例えば、被覆が強力でないコーティングが試料として使用される場合、被覆がより強力なコーティングが使用される場合よりも大きい測定間隙（ＭＳ）を有する測定セル（ＭＺ）を選択する必要がある。その場合、圧力降下が継続して一定となるように体積流量率を再調整する必要がある。
【０１０４】
ｄ）少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）
【０１０５】
物理的機能
試料によって放射される光は、受光光学ユニット（ＥＯ）によって、ある立体角範囲で受光され、検出器（ＤＥＴ）に送られる。この立体角範囲が存在する側に応じて、再放射（測定窓に対して（ＬＱ）と同じ側）または透過／前方散乱（測定窓に対して光源（ＬＱ）の反対側に試料を通過した光が示される）とみなされる。
【０１０６】
受光光学ユニット（ＥＯ）は、原理として、照明光学ユニット（ＢＯ）と同様にして構成される（ｂ）項の照明光学ユニット（ＢＯ）に関する説明を参照）。一実施形態では、特定の立体角範囲のみを示す複数の受光光学ユニットがそれぞれの検出器とともに互いに隣接して同心円状に配置され、順次に、または好ましくは並行して動作させられるようにして、試料によって放射された光の角度分解測定を行うことが可能である。
【０１０７】
好ましくは、受光光学ユニット（ＥＯ）は、光ファイバシステムとして、および／または、レンズと開口とを備えた従来型システムとして、互いに独立して構成される。
【０１０８】
通常、本発明によるセンサは、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、または８個の受光光学ユニット（ＥＯ）を含む。
【０１０９】
ｅ）透過によって生成された透過信号の測定のため、前方散乱によって生成された前方散乱信号の測定のため、および再放射によって生成された再放射信号の測定のための、少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）
【０１１０】
物理的機能
受光光学ユニット（ＥＯ）によって集光された光は、検出器（ＤＥＴ）に到達し、検出器（ＤＥＴ）は、一般に光源のスペクトルと比較して、光のスペクトルを分析する。これは通常、分光計による強度の波長分解測定によって行われる。
【０１１１】
検出器（ＤＥＴ）は、光源（ＬＱ）に相補的に対応するものである。試料のスペクトル特性は、試料によって放射されたスペクトルと、（好ましくは基準路の測定による）照明スペクトルとの比較によって特定される。結果は、常に、波長帯における強度比、または特定される波長帯のそれぞれの一連の測定値（配列）である。原理上、波長選択が１チャネルの広帯域検出器と組み合わされた光源側（調節可能光源、またはビーム経路における波長選択要素）ですでに行われていても、または、例えばいわゆるモノリシック分光計（分散グレーティングおよびリニアＣＣＤまたはダイオードアレイを備えたガラスブロック）によって検出器側で行われても同等である。後者の実施形態は、可動部品を必要とせず、高速かつ堅牢である。
【０１１２】
したがって、好ましくは、検出器（ＤＥＴ）は強度検出器、特に好ましくはスペクトル的に分解された強度の検出器であり、より特に好ましくは光ファイバモノリシックリニアダイオードアレイセンサである。
【０１１３】
受光器の読み取りおよび良好な分解能（例えば１５ビット）による信号のデジタル化が商業的に利用可能であり、一般に測定の反復および平均化によって信号／雑音比を向上させることができる。
【０１１４】
通常、本発明によるセンサは、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個または８個の検出器を含む。
【０１１５】
本発明によるセンサの好ましい構成では、光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）の視射角に対して１０°から１１５°、好ましくは１５°、２５°、４５°、７５°および１１０°の立体角範囲の、少なくとも３つの立体角、好ましくは５つの立体角での再放射によって生成された再放射信号の多角度測定のために、少なくとも３個の検出器（ＤＥＴ）、好ましくは５個の検出器（ＤＥＴ）が配置される。
【０１１６】
本発明によるセンサのさらに好ましい構成では、光源（ＬＱ）（ＶＳ）に対して＞０°から＜９０°の立体角範囲、好ましくは１０°から８０°の立体角範囲、特に好ましくは２０°、３０°、４５°および６５°の、少なくとも２つの立体角、好ましくは少なくとも３つの立体角での前方散乱によって生成された前方散乱信号の多角度測定のために、少なくとも２個の検出器（ＤＥＴ）、好ましくは少なくとも３個の検出器（ＤＥＴ）が配置される。
【０１１７】
本発明によるセンサの特に好ましい構成では、光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）の視射角に対して１０°から１１５°、好ましくは１５°、２５°、４５°、７５°および１１０°の立体角範囲における少なくとも３つの立体角、好ましくは５つの立体角での再放射により生成される再放射信号の多角度測定のために、少なくとも３個の検出器（ＤＥＴ）、好ましくは５個の検出器（ＤＥＴ）が配置され、これらの検出器は、同様に、光源（ＬＱ）（ＶＳ）に対して＞０°から＜９０°の立体角範囲、好ましくは１０°から８０°の立体角範囲、特に好ましくは２０°、３０°、４５°および６５°の、少なくとも２つの立体角、好ましくは少なくとも３つの立体角での前方散乱により生成される前方散乱信号の多角度検出のために使用される。
【０１１８】
ここで、立体角を示すときに特定の許容誤差があり、すなわち、境界の明瞭な立体角を示すのではなく、立体角に応じて異なる大きさを有し得る立体角範囲を示すことが可能である。一例として、ＲＥＭ測定の場合、いずれの場合も光源の視射角に対して、１５°、２５°および４５°の立体角で最大±８°までの許容誤差が許容され、７５°の立体角で最大±１０°までの許容誤差が許容され、１１０°の立体角で最大±２０°までの許容誤差が許容される（ＡＳＴＭ  Ｅ２１９４）。
【０１１９】
特に白色光散乱における前方散乱の多角度測定は、粒子の寸法および等方性を特定し、角度依存色軌跡を示すことによって、角度依存粒子、特にエフェクト顔料またはエフェクト顔料製造品の総合的な特性解析を可能にする。
【０１２０】
ｂ）ですでに言及したように、上記の１個または複数個の照明光学ユニット（ＢＯ）に加えて、センサは１個または複数個の照明光学ユニット、好ましくは２個の照明光学ユニットを基準光学ユニット（ＲＯ）、好ましくは（ＲＯ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＲＯ）（ＲＥＭ）として含み、上記１個または複数個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＲＥＭ／ＶＳ）に加えて、少なくとも１個の検出器、好ましくは２個の検出器を基準検出器（ＲＤＥＴ）、好ましくは（ＲＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ）および（ＲＤＥＴ）（ＲＥＭ）として含む。
【０１２１】
本発明によるセンサの好ましい実施形態では、複数の光源（ＬＱ）および複数の照明光学ユニット（ＢＯ）が存在し、光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）と、照明光学ユニット（ＢＯ）（ＲＥＭ）と、少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）と、少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ）とが測定窓（ＭＦ１）の側に配置され、光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）と照明光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ）とが対向する測定窓（ＭＦ２）の側に配置される。
【０１２２】
本発明によるセンサのさらに好ましい実施形態では、１個のみの光源（ＬＱ）と１個のみの照明光学ユニット（ＢＯ）が存在し、これらが測定窓（ＭＦ１）の側または測定窓（ＭＦ２）の側に配置され、好ましくは、透過および／または前方散乱の測定のための少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＴＭ／ＶＳ）と少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＴＭ／ＶＳ）とが、それぞれの場合において前記１個の光源（ＬＱ）および前記１個の照明光学ユニット（ＢＯ）に対向する測定窓（ＭＦ２）または（ＭＦ１）側に配置され、好ましくは、再放射の測定のための少なくとも１個の受光光学ユニット（ＥＯ）（ＲＥＭ）と少なくとも１個の検出器（ＤＥＴ）（ＲＥＭ）とが、前記１個の光源（ＬＱ）の側に対応する測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）の側に配置される。
【０１２３】
本発明によるセンサの特に好ましい実施形態では、センサのすべてのユニット（ａ）〜（ｅ）が共通の筐体または２部分からなる筐体内に収容される。筐体は、好ましくは、使用場所に容易に搬送することができる可動式筐体、例えばローラ付き筐体である。一定した温度が測定精度の向上につながるため、筐体は好ましくは温度調節される（換気、サーモスタットにより調整された放熱、冷却水、冷却装置／ファン、および／または、恒温測定環境）。これとは関係なく、溶剤の有意な気化、熱感度および熱変色効果が起こり得るため、試料温度の所定の許容誤差を守る必要もある（換気、サーモスタットにより調整された放熱、冷却水、冷却装置／ファン、および／または、恒温測定環境）。同時に、これによって、機械的変動につながる可能性のある循環加熱が回避される。また、筐体により光導波路ならびにセンサのその他の要素との接触が回避され、気密性が確保される。したがって、共通のハウジングにより、センサの測定精度の向上が実現される。
【０１２４】
さらに好ましい実施形態では、本発明によるセンサは、図面に示すようにシーリングシステム（ＤＳ（２））を含み、前記センサは、一般に、微細な特定の顔料、ポリマーおよび溶剤が存在する場合に、利用可能な力によってプランジャ（ＳＴ）の正確な調整を容易にする。これらの考慮事項に従って、当業者には周知のシーリングシステムが選択され、使用される必要がある。
【０１２５】
精度
液体試料の色軌跡、隠蔽力および色の濃さ、または吸収（ＫまたはＡ）および分散（Ｓ）などの色特性を解明するための分光測定データを高信頼度で示すために、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間隔（すなわち、測定間隙（ＭＳ）、したがって層厚）を正確に調整または知ることが特に重要である。好ましくは、平均４０から１００ｎｍ、特に好ましくは平均４０から６０ｎｍの精度（実際の値と意図された値との標準偏差）で、所望の測定間隙（ＭＳ）（意図された値）が調整される。
【０１２６】
一段階駆動
一段階駆動の場合、１つのみの層厚が設定され、試料の色特性の解明のために可能な限り正確にその絶対的知識が求められなければならない。
【０１２７】
二段階駆動
層厚の既知の相違を使用して２回の測定を行うことが可能な場合は、層厚の絶対的知識は必須ではなく、透過率の相違（したがって、当業者に知られている吸収率も当業者には利用可能である）がこの層厚の相違に関係づけられる。この手順により、「一段階測定」におけるものと同じ製品特性を特定することが可能になる。しかし、好ましくはアクチュエータ（ＡＫ）として使用される圧電駆動の技術的に実現可能な絶対精度がきわめて高いため、二段階測定は実際の測定を大幅に容易にする一方で、解体と組み立ての後、例えば開放状態で測定セルを洗浄した後の、測定間隙（ＭＳ）、すなわち層厚の再現性が通常、１桁劣る。したがって、以下で層厚と言う場合、これは常に、既知の層厚の相違を使用した２回の測定の実施と評価との可能性を含む。
【０１２８】
理想層厚の特定
試料を完全に特性解析するためには、１つまたは複数の適合する層厚を設定する必要があり、測定にとって理想的な層厚は、試料自体にも依存する。クベルカ−ムンク理論に従って、ＲＥＭ測定のために被覆層および非被覆層が設定されてよく、十分な信号強度が存在することがＴＭおよびＶＳ測定にとって重要である。一例として、前方散乱を測定することを目的とする場合、これは、小さすぎる層厚の場合、十分な精度で製品の試料の特性を特定することができるためには測定効果、すなわち、試料との相互作用に応じた測定信号の変化が小さすぎることを意味する。一方、厚すぎる層厚を選択した場合、層を貫通する光が少なすぎるため、この光量を必要な精度で測定することができない。したがって、所望の有意な測定効果を得るためには、３種類の測定、すなわち、再放射、前方散乱および透過のために異なる層厚を設定することが必要な場合がある。
【０１２９】
本発明によるセンサは、透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに、透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のための高精度な光学形状と、測定間隙（ＭＳ）の調整のための高精度なシステムとによって特徴付けられ、好ましくは２個の測定窓のうちの一方（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）が、可動プランジャ（ＳＴ）、好ましくは軸方向に可動なプランジャ（ＳＴ）に接続され、これによって、平行に配置された２つの互いに対向する測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の離隔距離の個別調整、好ましくは連続個別調整が可能になる。１個または複数個の光源（ＬＱ）が、好ましくは基準検出器（ＲＤＥＴ）を使用して参照される。いずれの場合も、プランジャ（ＳＴ）、好ましくは軸方向に移動するプランジャ（ＳＴ）を動かすことによって、平行に配置された２つの互いに対向する測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の離隔距離を大きくしたりかつ狭めたりすることができ、その結果、測定間隙（ＭＳ）、したがって試料、好ましくは流動試料の層厚も、個別に、好ましくは連続的に適応化することができる。可動プランジャ（ＳＴ）に接続される測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは、（ＭＦ２）は、試料を通る光線を遮断しないようにしてプランジャ（ＳＴ）に接続されることは明らかである。
【０１３０】
測定間隙（ＭＳ）によって調整される通常好ましい層厚は、一般に、再放射測定の場合、非被覆層の範囲（例えば１０から５０μｍ）から被覆層（例えば５００から７００μｍ）の範囲にあり、透過測定および前方散乱測定の場合は、半透明層（１０から３００μｍ）の範囲にある。層厚の誤差はそれを使用して設定された顔料の濃度に直接影響を与えるため、すなわち、例えば１０μｍの測定間隙の場合、１μｍの不確かさが顔料の濃度を特定するときに＋／−１０％の不確かさを意味するため、特に透過測定の場合は精度が問題となる。好ましくは１から１００００μｍ、特に好ましくは５から５０００μｍ、きわめて特に好ましくは１０から５００μｍの測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の画定された離隔距離の場合に、本発明によるセンサによって適合する測定結果が得られることがわかった。
【０１３１】
光源の変動を示すことができ、試料信号から計算することができ、それによって再放射、透過および前方散乱を照明とは独立して特定することができるように、再放射と透過と前方散乱との測定の好ましい参照は一般に、測定中に試料信号と光源信号の両方を同時にスペクトル的に示すことによって行われる。
【０１３２】
本発明によるセンサを用いることで、生測定データ（再放射、透過および前方散乱強度）の＜０．１％から０．０１％の絶対測定精度によって実現される、概ね＜０．５から０．０５ΔＥのきわめて高い絶対測定精度を実現することができた。ここで、ΔＥは、当業者には周知の、２つの色軌跡のＬ＊ａ＊ｂ値のユークリッド色距離を規定する、Ｌ＊ａ＊ｂ色空間（ＣＩＥＬＡＢ  ＥＮ  ＩＳＯ  １１６６４−４）の用語である。
【０１３３】
測定の開始の前に、センサが較正されることが好ましい。これは、原則として、当業者に周知の任意の方法で行ってよい。適合する較正ルーチンの１つの選択肢について以下に述べる。
【０１３４】
較正ルーチン
ａ．距離位置決めシステム
較正は、様々な測定間隙（ＭＳ）を設定し、関連付けられた透過を測定し、吸収物質を有する媒質を通過するときの放射の強度の減衰が吸収物質の濃度と層厚とに依存して表される当業者に周知のランベルト−ベールの法則に従って評価を行うことによって、吸収（着色）液を使用して行うことができる。特にランベルト−ベールの法則の線形範囲において、位置決めシステムの較正における高い精度が得られる。
【０１３５】
ｂ．再放射
固体状または液状の白色標準を使用して較正を行うことができる。再放射測定に適する測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）と固体白色標準との間の空隙が、浸漬液、例えば液浸油で満たされることが好ましい。
【０１３６】
ｃ．透過
異なる測定間隙（ＭＳ）において澄明な非吸収液または吸収液を使用して較正を行うことができる。
【０１３７】
ｄ．前方散乱
前方散乱の較正は、１つまたは複数の測定間隙（ＭＳ）において液状分散標準（例えばラテックス分散剤、ＴｉＯ２分散剤、さらに乳濁液またはその他の分散標準）を使用して行うことができる。
【０１３８】
方法
他の実施形態では、本発明は、試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、および、試料の透過と前方散乱、または透過と再放射の同時測定のための方法に関する。
【０１３９】
本発明によるセンサを用いた測定動作（測定方法）は、好ましくは以下の工程ｉ）からｖｉｉｉ）と、所望の回数の反復を行うことによって行われ、それぞれの工程は、所望の方法態様に従って行われ、以下の方法態様が含まれる。
【０１４０】
準同時測定態様：
ａ）透過と前方散乱
ｂ）透過と再放射
ｃ）透過と前方散乱と再放射
ｄ）前方散乱と再放射
【０１４１】
同時測定態様：
ｅ）透過と前方散乱
ｆ）透過と再放射
【０１４２】
方法工程：
ｉ）測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の画定された離隔距離Ｘによって測定間隙（ＭＳ）を調整し、
ｉｉ）方法態様ａ）、ｂ）およびｃ）において透過（ＴＭ）を測定し、
ｉｉｉ）方法態様ａ）、ｃ）およびｄ）において前方散乱（ＶＳ）を測定し、
ｉｖ）方法態様ｂ）、ｃ）およびｄ）において再放射（ＲＥＭ）を測定し、
ｖ）工程ｉ）から移行して、測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の画定された離隔距離Ｙによって新たな測定間隙（ＭＳ）を調整し、
ｖｉ）方法態様ａ）、ｂ）およびｃ）において透過（ＴＭ）を測定し、
ｖｉｉ）方法態様ａ）、ｃ）およびｄ）において前方散乱（ＶＳ）を測定し、
ｖｉｉｉ）方法態様ｂ）、ｃ）およびｄ）において再放射（ＲＥＭ）を測定し、
個々の工程ｉ）からｖｉｉｉ）が所望の回数だけ反復されてよく、
画定された離隔距離ＸおよびＹは互いに独立し、１から１００００μｍ、好ましくは５から５０００μｍ、特に好ましくは１０から５００μｍであり、Ｘ≠Ｙである。
【０１４３】
準同時測定態様では、工程ｉ）またはｖ）の「測定間隙（ＭＳ）を調整」後に行われる工程ｉｉ）からｉｖ）およびｖｉ）からｖｉｉｉ）は、１ｍｓから１０ｓ以内に順次に行われ、測定態様ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ、すなわち工程ｉｉ）からｉｖ）およびｖｉ）からｖｉｉｉ）は、任意の順序（ＴＭ／ＶＳ／ＲＥＭ、ＴＭ／ＲＥＭ／ＶＳ、ＶＳ／ＴＭ／ＲＥＭ、ＶＳ／ＲＥＭ／ＴＭ、ＲＥＭ／ＴＭ／ＶＳおよびＲＥＭ／ＶＳ／ＴＭ）または、個々の測定工程の任意の組み合わせ（ＴＭ／ＲＥＭ、ＴＭ／ＶＳ、ＶＳ／ＴＭ、ＶＳ／ＲＥＭ、ＲＥＭ／ＴＭ、ＲＥＭ／ＶＳ）で行われてよい。
【０１４４】
同時測定態様において、「透過（ＴＭ）を測定する」工程と「前方散乱（ＶＳ）を測定する」工程、または「透過（ＴＭ）を測定する」工程と「再放射（ＲＥＭ）を測定する」工程が並行して、すなわち同時に行われる。
【０１４５】
したがって、本発明によるセンサの実施形態に応じて、本発明は、本発明によるセンサを使用した、試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のための方法に関し、方法は、
ｉ）測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）との互いに対する離隔距離、すなわち測定間隙（ＭＳ）を、１から１００００μｍ、好ましくは５から５０００μｍ、特に好ましくは１０から５００μｍの定義された離隔距離に調整することによって、定義された厚さ（層厚）を有する測定量を形成する工程と、
ｉｉ）試料に１つまたは複数の角度で光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）によって放射された電磁放射を照射する工程であって、前記電磁放射は前記試料と相互作用し、前記試料との相互作用の後に前記放射の一部が拡散的に、および／または、鏡面的に反射される工程と、
光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）によって放射された電磁放射を、前記試料を通して照射する工程であって、前記電磁放射は前記試料と相互作用し、前記試料の照射の後に前記放射の一部が前記試料を通して照射されるまたは前方方向に散乱される工程と、
ｉｉｉ）前記拡散的に反射された放射を１つまたは複数の角度での再放射信号（後方散乱）として受信し記録する工程と、
前記試料を透過する前記放射を１つまたは複数の角度での前方散乱として、および／または、１つの角度での透過信号（透過）として受信し記録する工程と、を含む。
【０１４６】
特に好ましくは、方法は、
ｉｖ）前記試料の照射に使用されるのと同じ光源（ＬＱ）（ＲＥＭ）によって放射される電磁放射であるが、前記試料と相互作用しない基準信号を受信し記録する工程、および／または、
前記試料に電磁放射を透過させるために使用されるのと同じ光源（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）によって放射される電磁放射であるが、前記試料とは相互作用しない基準信号を受信し記録する工程をさらに含み、
前記再放射信号と（ＬＱ）（ＲＥＭ）の前記基準信号とが同時に記録され、前記透過信号／前方散乱信号と（ＬＱ）（ＴＭ／ＶＳ）の前記基準信号とが同時に記録される。
【０１４７】
これにより実現される効果は、すべての信号、すなわち、再放射信号と基準信号が、同じ確率的変動を受けることである。これは、好ましくは、少なくとも１５ビットの分解能を可能にし、４ｍｓと６０００ｍｓの間の積分時間で既存の輝度に適応化される光ファイバモノリシックリニアダイオードアレイ分光器を使用して実現されることが好ましい。このようなリニアダイオードアレイ分光器によって測定される値は、いくつかのダイオードに関係し、固定波長に補間される必要がある。この補間は、スプラインが使用される場合に特に正確であり、スプラインが使用されることが好ましい。
【０１４８】
好ましい実施形態では、本発明による方法は、流動試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに流動試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のための連続的方法であって、測定間隙は、測定セル（ＭＺ）自体を流れる流量を大幅に減らすことなく、必要なときにのみ狭められる。すなわち、連続測定動作中に流動試料の供給を中断させる必要がない。好ましくは、本発明によるセンサによる連続的方法が実現され、プランジャに接続された測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）の直径（Ｄ）が、プランジャに接続された測定窓（ＭＦ１）または（ＭＦ２）、好ましくは（ＭＦ２）が載置された測定セル（ＭＺ）（図２ａから図２ｄおよび図３ａから図３ｂ参照）の領域の幅（ｄ）よりも小さい。測定窓の（したがってプランジャ（ＳＴ）の）直径（Ｄ）が測定セル（ＭＺ）の領域の幅（ｄ）よりも小さい結果として、プランジャ（ＳＴ）が測定セル内に前進させられる、測定窓（ＭＦ１）および（ＭＦ２）を共に駆動するとき、すなわち測定間隙（ＭＳ）を狭めるときに、試料流路が完全に閉じられず、流れの方向にプランジャ（ＳＴ）の左右に２本の流路（Ｋ）が形成され、該流路は測定セル（ＭＺ）内に導入される流動試料の一部が妨げられずに通過することを可能にし、その結果、流動試料の一部のみが測定窓（ＭＦ１）と（ＭＦ２）の間の測定間隙（Ｍｓ）に流入し、測定のために利用可能となる。
【０１４９】
本発明によるセンサと、本発明による方法とを用いて、試料、例えば、コーティングおよび塗料、ペーストおよび顔料ならびに／またはこれらの安定希釈物などの塗装手段の試料の、色特性（例えば、隠蔽力、色の濃さ、色軌跡、角度依存色軌跡）の正確かつ迅速な特定が可能である。
【０１５０】
使用方法
他の実施形態では、本発明は、本発明によるセンサを、コーティングおよび染料、ペーストおよび顔料またはこれらの希釈物などの塗装手段の色特性を特定するための、試料の透過および／または前方散乱および／または再放射の準同時測定のため、ならびに試料の透過と前方散乱または透過と再放射の同時測定のために使用する方法に関する。
【０１５１】
好ましくは、本発明によるセンサは、液状顔料製造品およびその安定希釈物の形態の試料の生産、さらなる処理および使用時の任意の所望の工程段階において、好ましくは、塗料、コーティングおよび顔料ペースト中の顔料の量のモニタリングのため、または、着色塗料、コーティングおよび顔料ペーストの分散における品質管理のため、または、塗料の生産時、コーティング生産時および顔料ペーストの生産時の品質アセスメントのため、または、異なる液体／懸濁液／乳濁液の混合によるコーティング、塗料および顔料ペーストの製造時に添加システムを制御するため、または、塗料の生産時に着色することによる自動制御色調整のため、または、コーティング生産時および顔料ペーストの生産時に、着色ペーストのための添加システムを含むコーティングシステムにおけるコーティングの色のカラーマッチングのためおよび／もしくは着色塗料、コーティングもしくは顔料ペーストの経年劣化もしくは剪断応力によるその後の色変化をモニタリングするため、または、透明および半透明顔料ペーストの最適粉砕因子を確認するために使用される。特に、本発明によるセンサは、建物のコーティングならびに自動車部門またはＯＥＭ部門における下地コーティングおよびワニスの測定に適している。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３ａｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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