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DE102019132218A1 - Flow cell - Google Patents

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DE102019132218A1
DE102019132218A1 DE102019132218.9A DE102019132218A DE102019132218A1 DE 102019132218 A1 DE102019132218 A1 DE 102019132218A1 DE 102019132218 A DE102019132218 A DE 102019132218A DE 102019132218 A1 DE102019132218 A1 DE 102019132218A1
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DE
Germany
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section
camera
channel
measuring cell
flow measuring
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DE102019132218.9A
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German (de)
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Erik Temmel
Torsten Schröder
Holger Eisenschmidt
Detlef Franz
Steve Haltenhof
Andreas Seidel-Morgenstern
Kai Sundmacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Original Assignee
Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Durchflussmesszelle mit einem Gehäuse, einem Kanalelement und einer Halterung, wobei das Kanalelement einen Übergang zwischen rechteckigen und runden Querschnitten vornimmt und mit Anschlüssen im Gehäuse verbunden ist.The invention relates to a flow measuring cell with a housing, a channel element and a holder, the channel element making a transition between rectangular and round cross-sections and being connected to connections in the housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchflussmesszelle.The invention relates to a flow measuring cell.

Durchflussmesszellen werden beispielsweise bei der Überwachung von Kristallisationsprozessen verwendet. Insbesondere können sie verwendet werden, um eine kontinuierliche Messung einer Kristallgrößenverteilung vorzunehmen. Bildbasierte Methoden haben sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft erwiesen, da sie Informationen über die Kristallgröße sowie die Kristallform und die einzelnen Kristallflächen beinhalten. Im Speziellen bieten Online-Mikroskope, welche über einen Bypass mit einer zu vermessenden Suspension gespeist werden, den Vorteil, eine statistisch signifikante Menge an Objekten in kurzer Zeit, und mit hoher Bildqualität im Hinblick auf die Partikelschärfe und wenige Partikelüberlappungen, aufnehmen zu können. Insbesondere können im Vergleich zur Beobachtung von Kristallisationsprozessen in großen Gefäßen Partikel im Fokus betrachtet werden und es kann eine bessere Bildqualität erreicht werden. Bisher kommerziell erhältliche Online-Mikroskope nutzen dafür Durchflussmesszellen, bei denen über ein Sichtfenster mittels einer Lichtquelle und einer Kamera die vorbeiströmenden Kristalle aus einer Richtung aufgenommen werden.Flow cells are used, for example, to monitor crystallization processes. In particular, they can be used to carry out a continuous measurement of a crystal size distribution. Image-based methods have proven to be advantageous in this context, as they contain information about the crystal size as well as the crystal shape and the individual crystal faces. In particular, online microscopes, which are fed with a suspension to be measured via a bypass, offer the advantage of being able to record a statistically significant amount of objects in a short time and with high image quality in terms of particle sharpness and few particle overlaps. In particular, in comparison to the observation of crystallization processes in large vessels, particles can be viewed in focus and a better image quality can be achieved. Online microscopes that have been commercially available to date use flow measuring cells for this purpose, in which the crystals flowing past are recorded from one direction via a viewing window by means of a light source and a camera.

Es hat sich gezeigt, dass bekannte Durchflussmesszellen schwierig aufzubauen sind, beispielsweise hinsichtlich der Ausrichtung von Komponenten oder hinsichtlich der Bereitstellung von Anschlüssen bei gleichzeitig geeigneten optischen Eigenschaften.It has been shown that known flow measuring cells are difficult to set up, for example with regard to the alignment of components or with regard to the provision of connections with suitable optical properties at the same time.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Durchflussmesszelle vorzusehen, welche im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Durchflussmesszelle gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.It is therefore an object of the invention to provide a flow measuring cell which is designed as an alternative or better than known designs. This is achieved according to the invention by a flow measuring cell according to claim 1. Advantageous refinements can be found in the subclaims, for example. The content of the claims is made part of the description by express reference.

Die Erfindung betrifft eine Durchflussmesszelle. Die Durchflussmesszelle weist ein Gehäuse auf, in welchem zumindest ein erstes Sichtfenster, ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss ausgebildet sind. Die Durchflussmesszelle weist ein Kanalelement auf, welches eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung sowie einen zwischen diesen Öffnungen durchgängigen Kanal für zumindest ein Fluid aufweist. Des Weiteren weist die Durchflussmesszelle eine Halterung auf.The invention relates to a flow measuring cell. The flow measuring cell has a housing in which at least a first viewing window, a first connection and a second connection are formed. The flow measuring cell has a channel element which has a first opening and a second opening as well as a channel for at least one fluid that is continuous between these openings. Furthermore, the flow measuring cell has a holder.

Das Kanalelement ist entlang des Kanals in einen ersten Endabschnitt, einen mittleren Abschnitt und einen zweiten Endabschnitt unterteilt. Der mittlere Abschnitt weist einen rechteckigen Außenquerschnitt auf und ist optisch transparent ausgebildet. Der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt weisen jeweils einen runden Außenquerschnitt auf.The channel element is divided along the channel into a first end section, a middle section and a second end section. The middle section has a rectangular outer cross-section and is designed to be optically transparent. The first end section and the second end section each have a round outer cross section.

Die erste Öffnung ist im ersten Endabschnitt ausgebildet und mit dem ersten Anschluss verbunden. Die zweite Öffnung ist im zweiten Endabschnitt ausgebildet und mit dem zweiten Anschluss verbunden. Dabei kann es sich insbesondere um eine jeweilige fluidische Verbindung handeln.The first opening is formed in the first end portion and connected to the first terminal. The second opening is formed in the second end portion and connected to the second terminal. This can in particular be a respective fluidic connection.

Die Halterung ist mit dem Gehäuse und mit dem Kanalelement verbunden, um das Kanalelement am Gehäuse zu befestigen, und zwar derart, dass das Gehäuse das Kanalelement umgibt und eine erste Außenfläche des mittleren Abschnitts parallel zum ersten Sichtfenster ausgerichtet ist.The holder is connected to the housing and to the channel element in order to fasten the channel element to the housing in such a way that the housing surrounds the channel element and a first outer surface of the central section is aligned parallel to the first viewing window.

Die erfindungsgemäße Ausführung ermöglicht es, ein Kanalelement zu verwenden, welches sowohl einen rechteckigen Außenquerschnitt bereitstellt, durch welchen eine optische Betrachtung in besonders vorteilhafter Weise erfolgen kann, wie auch einen Übergang zu runden Endabschnitten bereitstellt, welche in vorteilhafter Weise an Schläuche wie Zu- und Ableitungen angeschlossen werden können, welche einen runden Querschnitt haben. Es hat sich gezeigt, dass damit eine besonders gut funktionierende Durchflussmesszelle herstellbar ist, welche einfach anschließbar ist und für optische Messungen oder Beobachtungen durch Sichtfenster ideale optische Bedingungen bietet.The embodiment according to the invention makes it possible to use a channel element which provides both a rectangular outer cross-section through which a visual inspection can take place in a particularly advantageous manner, as well as a transition to round end sections which advantageously connect to hoses such as supply and discharge lines can be connected, which have a round cross-section. It has been shown that a particularly well-functioning flow measuring cell can be produced in this way, which is easy to connect and offers ideal optical conditions for optical measurements or observations through viewing windows.

Das Kanalelement kann insbesondere allseitig vom Gehäuse beabstandet sein, wobei ein solchen Abstand insbesondere durch die Halterung vorgegeben werden kann. The channel element can in particular be spaced apart from the housing on all sides, wherein such a spacing can in particular be predetermined by the holder.

Durch das Sichtfenster kann insbesondere eine Beobachtung mittels einer Kamera oder eines anderen optischen Geräts erfolgen. Auch andere Arten von Messungen sind durch das Sichtfenster möglich. Auch ist über dieses Sichtfenster oder über ein anderes Sichtfenster eine gezielte Beleuchtung möglich.In particular, observation by means of a camera or another optical device can take place through the viewing window. Other types of measurements are also possible through the viewing window. Targeted lighting is also possible via this viewing window or via another viewing window.

Der Kanal ist bevorzugt so ausgeführt, dass Fluid zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung so fließen kann, dass es nicht aus dem Kanal austritt. Bei einem Fluid kann es sich dabei insbesondere um eine Flüssigkeit oder um ein Gas handeln. In dieser Flüssigkeit oder in diesem Gas können beispielsweise Partikel wie beispielsweise Zwischen- oder Endprodukte von Kristallisationsprozessen vorhanden sein, welche auf diese Weise durch den Kanal geführt und somit vermessen werden können.The channel is preferably designed such that fluid can flow between the first opening and the second opening in such a way that it does not escape from the channel. A fluid can in particular be a liquid or a gas. In this liquid or in this gas, for example, particles such as intermediate or end products of crystallization processes can be present, which in this way can be guided through the channel and thus measured.

Die Halterung ist insbesondere dafür vorgesehen, das Kanalelement im Gehäuse in einer bestimmten Position zu halten.The holder is provided in particular to hold the channel element in a specific position in the housing.

Durch den rechteckigen Außenquerschnitt des mittleren Abschnitts wird im mittleren Abschnitt eine besonders gute Möglichkeit zur Durchführung von optischen Beobachtungen oder Messungen ermöglicht. Durch den rechteckigen Außenquerschnitt wird eine unerwünschte Ablenkung von Lichtstrahlen vermieden. Der rechteckige Außenquerschnitt kann insbesondere auch quadratisch sein.The rectangular outer cross-section of the middle section enables a particularly good possibility for performing optical observations or measurements in the middle section. An undesired deflection of light rays is avoided by the rectangular outer cross-section. The rectangular outer cross-section can in particular also be square.

Die runden Außenquerschnitte der beiden Endabschnitte dienen demgegenüber dazu, einen vorteilhaften Anschluss an runde Leitungen zu gewährleisten. Dies ermöglicht eine einfache Verwendung und vermeidet die Notwendigkeit zusätzlicher Adapter, welche den Aufbau verkomplizieren und zu unerwünschten Effekten oder Verspannungen führen können.In contrast, the round external cross-sections of the two end sections serve to ensure an advantageous connection to round lines. This enables simple use and avoids the need for additional adapters, which complicate the structure and can lead to undesirable effects or tension.

Durch die Ausrichtung der ersten Außenfläche des mittleren Abschnitts parallel zum ersten Sichtfenster wird ebenfalls gewährleistet, dass ein vollständig oder weitgehend ungehinderter und unveränderter Strahlengang durch das erste Sichtfenster und die Außenfläche in den Kanal und wieder heraus möglich ist. Auch dadurch werden unerwünschte Ablenkungen oder sonstige Störungen bei einer optischen Messung oder Beobachtung vermieden.The alignment of the first outer surface of the middle section parallel to the first viewing window also ensures that a completely or largely unimpeded and unchanged beam path through the first viewing window and the outer surface into the channel and out again is possible. This also avoids unwanted distractions or other disturbances during an optical measurement or observation.

Kurz zusammengefasst kann davon gesprochen werden, dass das Kanalelement mit seinen unterschiedlichen Außenquerschnitten ideal angepasst ist an eine Vermessung (in der Mitte) und für fluidische Anschlüsse (an den Enden).Briefly summarized, it can be said that the channel element with its different external cross-sections is ideally adapted to a measurement (in the middle) and for fluidic connections (at the ends).

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist in dem Gehäuse ferner ein zweites Sichtfenster ausgebildet, wobei eine zweite Außenfläche des mittleren Abschnitts parallel zum zweiten Sichtfenster ausgerichtet ist. Dies ermöglicht eine Vermessung oder Beobachtung aus zwei Richtungen, wobei die bereits weiter oben erwähnten optischen Vorteile auch bezüglich des zweiten Sichtfensters voll zur Geltung kommen. Insbesondere ist eine weitgehend oder vollständig ungehinderte und ablenkungsfreie optische Vermessung oder Beobachtung durch das zweite Sichtfenster in den Kanal möglich.According to a preferred embodiment, a second viewing window is also formed in the housing, a second outer surface of the middle section being aligned parallel to the second viewing window. This enables measurement or observation from two directions, with the optical advantages already mentioned above also fully benefiting from the second viewing window. In particular, a largely or completely unhindered and distraction-free optical measurement or observation through the second viewing window into the channel is possible.

Das erste Sichtfenster und das zweite Sichtfenster können insbesondere rechtwinklig zueinander ausgerichtet sein. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass eine Beobachtung des Fluids im Kanal von zwei rechtwinklig zueinander liegenden Richtungen aus möglich ist. Auch andere Ausführungen sind jedoch möglich, so kann beispielsweise eine Anordnung der Sichtfenster gegenüber oder in anderen Winkeln zueinander vorgesehen sein.The first viewing window and the second viewing window can in particular be aligned at right angles to one another. In this way, it can be achieved in particular that the fluid in the channel can be observed from two directions at right angles to one another. However, other designs are also possible, for example an arrangement of the viewing windows opposite or at other angles to one another can be provided.

Das erste Sichtfenster und das zweite Sichtfenster können insbesondere entlang des Kanals gesehen überlappend angeordnet sein. Sie können beispielsweise entlang des Kanals gesehen den gleichen Abschnitt oder zumindest überlappende Abschnitte des Kanals zur Sicht freigeben. Dadurch kann ermöglicht werden, dass ein einziges Volumen innerhalb des Kanals von zwei unterschiedlichen Richtungen aus beobachtet und/oder beleuchtet werden kann. Es sei jedoch verstanden, dass auch andere Anordnungen der Sichtfenster möglich sind. Entsprechendes gilt, wenn mehr als zwei Sichtfenster vorhanden sind.The first viewing window and the second viewing window can be arranged in an overlapping manner, in particular seen along the channel. For example, you can expose the same section or at least overlapping sections of the duct for viewing along the duct. This makes it possible for a single volume within the channel to be observed and / or illuminated from two different directions. However, it should be understood that other arrangements of the viewing windows are also possible. The same applies if there are more than two viewing windows.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die Durchflussmesszelle eine erste Leitung und/oder eine zweite Leitung auf. Die erste Öffnung ist dabei bevorzugt mittels der ersten Leitung mit dem ersten Anschluss verbunden. Die zweite Öffnung ist bevorzugt mittels der zweiten Leitung mit dem zweiten Anschluss verbunden. Durch die Leitungen wird innerhalb des Gehäuses ein Anschluss zwischen den Öffnungen und dem jeweiligen Anschluss hergestellt, so dass eine Verbindung der Durchflussmesszelle mit Anschlussleitungen, welche Fluid zu- und abführen können, von außerhalb des Gehäuses möglich ist. Zum Wechseln von Anschlussleitungen müssen somit keinerlei Änderungen innerhalb des Gehäuses vorgenommen werden. Aufgrund der runden Außenquerschnitte der Endabschnitte des Kanalelements ist eine Anbindung der Öffnungen an die Anschlüsse durch die Leitungen in besonders einfacher Weise möglich, da auch hierbei runde Leitungen verwendet werden können.According to a preferred embodiment, the flow measuring cell has a first line and / or a second line. The first opening is preferably connected to the first connection by means of the first line. The second opening is preferably connected to the second connection by means of the second line. A connection between the openings and the respective connection is established within the housing by the lines, so that the flow measuring cell can be connected to connection lines which can supply and discharge fluid from outside the housing. In order to change connection lines, no changes have to be made within the housing. Because of the round external cross-sections of the end sections of the channel element, the openings can be connected to the connections through the lines in a particularly simple manner, since round lines can also be used here.

Die erste Leitung kann insbesondere eine flexible Leitung sein. Eine flexible Leitung kann beispielsweise als Silikonschlauch, aus Polymer, Gummi und/oder Teflon ausgebildet sein. Ebenso kann die zweite Leitung insbesondere eine flexible Leitung sein. Durch die Verwendung flexibler Leitungen können etwaige Bauteiltoleranzen bei der Herstellung der Durchflussmesszelle einfach und ohne Nachteile ausgeglichen werden, wodurch beispielsweise in einfacher Weise darauf reagiert werden kann, dass eventuell das Kanalelement geometrisch nicht vollständig gerade ist. Beispielsweise kann bei dem Kanalelement ein Winkel von wenigen Grad, beispielsweise weniger als ein Grad, weniger als zwei Grad, weniger als fünf Grad oder weniger als 10 Grad zwischen erstem Endabschnitt und mittlerem Abschnitt und/oder zwischen mittlerem Abschnitt und zweitem Endabschnitt vorhanden sein, welcher beispielsweise aufgrund der Produktion unvermeidlich sein kann. Bei einer unmittelbaren Anbindung der Öffnungen an die Anschlüsse ohne dazwischengeschaltetes flexibles Element müsste eine exakte Anpassung fester Elemente erfolgen oder es müssten Verspannungen in Kauf genommen werden. Durch die Verwendung flexibler Leitungen hingegen erfolgt eine solche Anpassung an das konkrete, mit produktionsbedingten Ungenauigkeiten behaftete Kanalelement auf besonders einfache Weise.The first line can in particular be a flexible line. A flexible line can be designed, for example, as a silicone hose, made of polymer, rubber and / or Teflon. Likewise, the second line can in particular be a flexible line. By using flexible lines, any component tolerances in the production of the flow measuring cell can be compensated for easily and without disadvantages, whereby, for example, it is possible to react in a simple manner to the fact that the channel element may not be completely straight geometrically. For example, an angle of a few degrees, for example less than one degree, less than two degrees, less than five degrees or less than 10 degrees, can be present in the channel element between the first end section and the middle section and / or between the middle section and the second end section, which for example, may be inevitable due to production. In the case of a direct connection of the openings to the connections without an interposed flexible element, an exact adaptation of fixed elements would have to take place or tension would have to be accepted. However, this is done by using flexible lines Adaptation to the specific channel element, which is afflicted with production-related inaccuracies, in a particularly simple manner.

Die erste Leitung kann insbesondere an dem ersten Endabschnitt befestigt und/oder auf den ersten Endabschnitt aufgestülpt sein. Ebenso kann die zweite Leitung an dem zweiten Endabschnitt befestigt und/oder auf den zweiten Endabschnitt aufgestülpt sein. Durch eine solche Befestigung wird eine sichere und dauerhafte Verbindung erreicht. Ein Aufstülpen ist eine besonders einfache Realisierung einer Verbindung einer Leitung mit einem jeweiligen Endabschnitt.The first line can in particular be fastened to the first end section and / or slipped onto the first end section. Likewise, the second line can be attached to the second end section and / or slipped onto the second end section. A secure and permanent connection is achieved by such an attachment. Turning on is a particularly simple implementation of a connection between a line and a respective end section.

Die Sichtfenster können insbesondere plan ausgebildet sein. Auch die Außenflächen des mittleren Abschnitts können insbesondere plan ausgebildet sein. Durch eine solche plane Ausführung wird ein besonders vorteilhafter Strahlengang ermöglicht.The viewing windows can in particular be designed to be planar. The outer surfaces of the central section can in particular be designed to be planar. Such a planar design enables a particularly advantageous beam path.

Das Gehäuse kann insbesondere fluiddicht ausgebildet sein. Es kann insbesondere eine das Kanalelement umgebende Kammer ausbilden. Durch eine solche fluiddichte Ausbildung bzw. durch eine Ausbildung einer das Kanalelement umgebenden Kammer ist es möglich, in dem Gehäuse eine Temperierung für den Kanal vorzusehen. Beispielsweise kann das Gehäuse einen Zulauf und einen Ablauf zur Durchleitung von temperierendem Fluid durch die Kammer aufweisen. Dadurch kann temperierendes Fluid in die Kammer eingeleitet und auch wieder ausgeleitet werden. Dieses Fluid kann beispielsweise vorher auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden, so dass auch der Kanal auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden kann.The housing can in particular be designed to be fluid-tight. In particular, it can form a chamber surrounding the channel element. Such a fluid-tight design or the design of a chamber surrounding the channel element makes it possible to provide temperature control for the channel in the housing. For example, the housing can have an inlet and an outlet for the passage of temperature-regulating fluid through the chamber. As a result, temperature-regulating fluid can be introduced into the chamber and also discharged again. This fluid can, for example, be brought to a desired temperature beforehand, so that the channel can also be brought to a desired temperature.

Der Kanal kann insbesondere geradlinig ausgebildet sein. Dies ermöglicht einen besonders vorteilhaften und ungestörten Durchfluss von Fluid. Von einer geradlinigen Ausbildung kann bevorzugt auch dann gesprochen werden, wenn die weiter oben bereits erwähnten Fertigungstoleranzen zu geringen Abweichungen von einer strikt geraden Form führen.The channel can in particular be designed in a straight line. This enables a particularly advantageous and undisturbed flow of fluid. A straight design can preferably also be used when the manufacturing tolerances already mentioned above lead to slight deviations from a strictly straight shape.

Des Weiteren sei verstanden, dass auch eine andere Ausführung des Kanals als eine geradlinige Ausführung möglich ist. Beispielsweise können Abwinklungen oder andere Elemente vorgesehen sein.Furthermore, it should be understood that a design of the channel other than a straight design is also possible. For example, bends or other elements can be provided.

Der mittlere Abschnitt kann insbesondere einen rechteckigen Innenquerschnitt aufweisen. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter, beispielsweise verzerrungsfreier oder verzerrungsarmer Strahlengang ermöglicht werden.The middle section can in particular have a rectangular internal cross-section. In this way, a particularly advantageous, for example distortion-free or low-distortion beam path can be made possible.

Der erste Endabschnitt und/oder der zweite Endabschnitt können jeweils einen runden Innenquerschnitt aufweisen. Dadurch wird ein besonders vorteilhafter Anschluss an runde Anschlusselemente, beispielsweise die bereits weiter oben erwähnten Leitungen, ermöglicht.The first end section and / or the second end section can each have a round internal cross section. This enables a particularly advantageous connection to round connection elements, for example the lines already mentioned above.

Ein Übergang zwischen runden bzw. eckigen Innen- und/oder Außenquerschnitten kann dabei durch das Kanalelement realisiert werden, was sich als einfache und zuverlässige Konstruktion erwiesen hat.A transition between round or angular inner and / or outer cross-sections can be realized by the channel element, which has proven to be a simple and reliable construction.

Das Kanalelement kann insbesondere einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise kann es aus Elementen zusammengesetzt werden, welche jeweils einen der Abschnitte bilden, und welche durch formschlüssige Verbindung miteinander verbunden werden können, beispielsweise durch Verschmelzen. Beispielsweise kann es aus Glas ausgebildet sein. Insbesondere kann es vollständig optisch transparent ausgebildet sein, so dass ein einziges Material für das Kanalelement verwendbar ist und die insbesondere im mittleren Abschnitt gewünschte optische Transparenz bereitgestellt wird.The channel element can in particular be designed in one piece. For example, it can be composed of elements which each form one of the sections and which can be connected to one another by a form-fitting connection, for example by fusing. For example, it can be made of glass. In particular, it can be designed to be completely optically transparent, so that a single material can be used for the channel element and the optical transparency desired in particular in the central section is provided.

Bevorzugt kontaktiert die Halterung am Kanalelement ausschließlich den mittleren Abschnitt. Dies hat sich als vorteilhaft erwiesen, da das Kanalelement dadurch in definierter Weise an genau dem Abschnitt gehalten wird, bei welchem eine besonders exakte Positionierung zu den Sichtfenstern von Vorteil ist. Auch wenn die weiter oben bereits beschriebenen Fertigungstoleranzen beim Kanalelement auftreten, werden keine Verspannungen innerhalb des Kanalelements erzeugt, welche auftreten könnten, wenn das Kanalelement auch außerhalb des mittleren Abschnitts befestigt werden würde.Preferably, the holder on the channel element only makes contact with the middle section. This has proven to be advantageous because the channel element is thereby held in a defined manner at precisely the section in which particularly precise positioning with respect to the viewing windows is advantageous. Even if the manufacturing tolerances already described above occur in the channel element, no stresses are generated within the channel element which could occur if the channel element were also fastened outside the central section.

Die Halterung kann insbesondere ein erstes Halterungselement und ein zweites Halterungselement aufweisen, welche entlang des Kanals voneinander beabstandet sind. Dadurch kann das Kanalelement an zwei Stellen gehalten werden, was seine Lage im Raum in besonders vorteilhafter Weise stabilisiert. Die Halterung kann insbesondere lediglich die beiden Halterungselemente aufweisen, kann jedoch auch weitere Halterungselemente oder weitere Komponenten aufweisen.The holder can in particular have a first holder element and a second holder element, which are spaced apart from one another along the channel. As a result, the channel element can be held in two places, which stabilizes its position in space in a particularly advantageous manner. The holder can in particular only have the two holder elements, but can also have further holder elements or further components.

Das erste Halterungselement und das zweite Halterungselement können insbesondere jeweils quer zum Kanal planar ausgebildet sein. Dadurch wird eine einfache und das Kanalelement in vorteilhafter Weise fixierende Ausführung erreicht.The first holding element and the second holding element can in particular each be designed in a planar manner transversely to the channel. As a result, a simple design that advantageously fixes the channel element is achieved.

Das erste Halterungselement und das zweite Halterungselement können insbesondere jeweils gitterartig ausgebildet sein. Dies erlaubt eine leichte und stabile Ausführung.The first holding element and the second holding element can in particular each be designed like a grid. This allows a light and stable design.

Das erste Halterungselement und das zweite Halterungselement können insbesondere eine jeweilige Nut aufweisen. Die jeweilige Nut kann insbesondere den mittleren Abschnitt dreiseitig kontaktierend aufnehmen. Durch eine solche Ausführung wird eine flächige Kontaktierung des mittleren Abschnitts erreicht, wodurch dieser besonders exakt in Position gehalten werden kann.The first holding element and the second holding element can in particular have a respective groove. The respective groove can in particular record the middle section on three sides in a contacting manner. Such a design achieves flat contact with the middle section, as a result of which it can be held in position particularly precisely.

Das erste Halterungselement und das zweite Halterungselement können insbesondere einen jeweiligen Balken aufweisen, welcher die Nut abdeckt, so dass der mittlere Abschnitt jeweils allseitig kontaktierend aufgenommen ist. Dadurch kann eine noch bessere Fixierung des Kanalelements erreicht werden. Der Balken kann vom Rest des jeweiligen Halterungselements entfernbar ausgebildet sein, was ein Wechseln des Kanalelements erlaubt.The first holding element and the second holding element can in particular have a respective bar which covers the groove so that the middle section is received in each case in a contacting manner on all sides. An even better fixation of the channel element can thereby be achieved. The bar can be designed to be removable from the rest of the respective holding element, which allows the channel element to be changed.

Es sei verstanden, dass die Halterung auch anders als hier beschrieben ausgeführt sein kann, beispielsweise mit mehr als zwei Halterungselementen oder mit anders ausgeführten Halterungselementen.It should be understood that the holder can also be designed differently than described here, for example with more than two holder elements or with differently designed holder elements.

Es sei verstanden, dass zusätzlich zu den bereits genannten ersten und zweiten Sichtfenstern auch weitere Sichtfenster vorhanden sein können. Beispielsweise kann gegenüberliegend zum ersten Sichtfenster ein drittes Sichtfenster ausgebildet sein, und es kann beispielsweise gegenüberliegend zum zweiten Sichtfenster ein viertes Sichtfenster ausgebildet sein. Diese jeweils gegenüberliegenden Sichtfenster können insbesondere parallel zueinander ausgerichtet sein. Auch jeweilige Außenflächen des mittleren Abschnitts können parallel zu einem jeweiligen Sichtfenster ausgerichtet sein. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass ein gerader Strahlengang zwischen erstem und drittem Sichtfenster möglich ist, und dass ebenfalls ein gerader Strahlengang zwischen zweitem und viertem Sichtfenster möglich ist. Dadurch kann beispielsweise ein Volumen in dem Kanal durch das dritte Sichtfenster beleuchtet und vom ersten Sichtfenster aus betrachtet werden, und ebenso kann das Volumen durch das vierte Sichtfenster beleuchtet und vom zweiten Sichtfenster aus betrachtet werden. It should be understood that in addition to the first and second viewing windows already mentioned, further viewing windows can also be present. For example, a third viewing window can be formed opposite the first viewing window, and a fourth viewing window can be embodied, for example, opposite the second viewing window. These opposing viewing windows can in particular be aligned parallel to one another. The respective outer surfaces of the middle section can also be aligned parallel to a respective viewing window. As a result, it can be achieved, for example, that a straight beam path is possible between the first and third viewing window, and that a straight beam path is also possible between the second and fourth viewing window. As a result, for example, a volume in the channel can be illuminated through the third viewing window and viewed from the first viewing window, and the volume can likewise be illuminated through the fourth viewing window and viewed from the second viewing window.

Die eben beschriebene Durchflussmesszelle kann insbesondere im Rahmen eines Systems verwendet werden. Das System kann eine erste Kamera und eine zweite Kamera aufweisen und die Freiheitsgrade erste Rotation der ersten Kamera um deren optische Achse, zweite Rotation der zweiten Kamera um deren optische Achse, Zoomdifferenz zwischen erster Kamera und zweiter Kamera und Höhendifferenz zwischen erster Kamera und zweiter Kamera haben. Ein solches System kann insbesondere mittels des nachfolgend beschriebenen Verfahrens kalibriert werden, welches einen eigenständigen Erfindungsaspekt darstellt. Auch das System, eine Durchflussmesszellenanordnung als Ausführung eines solchen Systems sowie eine zugehörige Verwendung und ein zugehöriges Speichermedium können als eigenständige Erfindungsaspekte betrachtet werden.The flow measuring cell just described can in particular be used in the context of a system. The system can have a first camera and a second camera and have the degrees of freedom first rotation of the first camera about its optical axis, second rotation of the second camera about its optical axis, zoom difference between first camera and second camera and height difference between first camera and second camera . Such a system can in particular be calibrated by means of the method described below, which represents an independent aspect of the invention. The system, a flow cell arrangement as an embodiment of such a system as well as an associated use and an associated storage medium can also be viewed as independent aspects of the invention.

Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren, eigenständigen Aspekt ein Verfahren zum Kalibrieren eines Systems mit einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera. Das System weist die Freiheitgrade erste Rotation der ersten Kamera um deren optische Achse, zweite Rotation der zweiten Kamera um deren optische Achse, Zoomdifferenz zwischen erster Kamera und zweiter Kamera und Höhendifferenz zwischen erster Kamera und zweiter Kamera auf.According to a further, independent aspect, the invention relates to a method for calibrating a system with a first camera and a second camera. The system has the degrees of freedom of first rotation of the first camera about its optical axis, second rotation of the second camera about its optical axis, zoom difference between first camera and second camera and height difference between first camera and second camera.

Im Rahmen des Verfahrens wird über eine jeweilige Anzahl von ersten Rotationen, eine jeweilige Anzahl von zweiten Rotationen und eine Anzahl von Zoomdifferenzen iteriert.In the context of the method, iterates over a respective number of first rotations, a respective number of second rotations and a number of zoom differences.

Für jede Kombination aus erster Rotation, zweiter Rotation und Zoomdifferenz wird eine Anzahl von korrespondierenden Referenzbildpaaren erzeugt, und es wird daraus eine jeweilige Höhendifferenz berechnet. Jedes Referenzbildpaar weist ein jeweiliges erstes Referenzbild und ein jeweiliges zweites Referenzbild auf. In dem jeweiligen ersten Referenzbild und in dem jeweiligen zweiten Referenzbild sind jeweils eine Anzahl von Referenzobjekten abgebildet. Es kann für jede Kombination ein Referenzbildpaar verwendet werden, oder es können mehrere Referenzbildpaare verwendet werden.For each combination of first rotation, second rotation and zoom difference, a number of corresponding reference image pairs is generated, and a respective height difference is calculated therefrom. Each reference image pair has a respective first reference image and a respective second reference image. A number of reference objects are each depicted in the respective first reference image and in the respective second reference image. One reference image pair can be used for each combination, or several reference image pairs can be used.

Jede Höhendifferenz wird dabei unter Verwendung eines jeweiligen Kerndichteschätzers folgendermaßen berechnet:

  • - Festlegung einer anfänglichen Kerndichtefunktion des Kerndichteschätzers, deren Definitionsbereich in einer ersten Koordinate die Menge aller möglichen Höhendifferenzen umfasst, und deren Wertebereich in einer zweiten Koordinate die Häufigkeit der jeweiligen Höhendifferenz repräsentiert,
  • - Erkennen der Referenzobjekte,
  • - Berechnen einer jeweiligen Länge für jedes Referenzobjekt,
  • - Bilden jeweiliger Referenzobjektpaare aus je einem Referenzobjekt des ersten Referenzbilds und einem Referenzobjekt des zweiten Referenzbilds eines jeweiligen Referenzbildpaars, so dass jedes Referenzobjekt des ersten Referenzbilds mit jedem Referenzobjekt des zweiten Referenzbilds je genau ein Referenzobjektpaar bildet,
  • - Aktualisieren der Kerndichtefunktion für jedes Referenzobjektpaar oder zumindest einen Teil der Referenzobjektpaare mit einer Kernfunktion aus dem Definitionsbereich der Kerndichtefunktion, wobei die Kernfunktion von einem Versatz zwischen dem ersten Referenzobjekt und dem zweiten Referenzobjekt abhängt,
  • - Festlegen der jeweiligen Höhendifferenz als denjenigen Wert der ersten Koordinate, an welchem die Kerndichtefunktion ihren maximalen Wert hat.
Each height difference is calculated using a respective kernel density estimator as follows:
  • - Establishing an initial kernel density function of the kernel density estimator, the definition range of which includes the set of all possible height differences in a first coordinate and the value range of which represents the frequency of the respective height difference in a second coordinate,
  • - Recognition of the reference objects,
  • - Calculating a respective length for each reference object,
  • - Formation of respective reference object pairs from a reference object of the first reference image and a reference object of the second reference image of a respective reference image pair, so that each reference object of the first reference image forms exactly one reference object pair with each reference object of the second reference image,
  • - Updating the kernel density function for each reference object pair or at least a part of the reference object pairs with a kernel function from the domain of definition of the kernel density function, the kernel function from an offset depends between the first reference object and the second reference object,
  • - Establishing the respective height difference as that value of the first coordinate at which the kernel density function has its maximum value.

Schließlich wird ermittelt, bei welcher Kombination aus erster Rotation, zweiter Rotation und Zoomdifferenz die Höhendifferenz mit dem größten Wert der Kerndichtefunktion festgelegt wurde.Finally, it is determined for which combination of first rotation, second rotation and zoom difference the height difference with the greatest value of the kernel density function was determined.

Mittels eines solchen Verfahrens kann ein System aus erster Kamera und zweiter Kamera in besonders vorteilhafter Weise kalibriert werden, so dass den bekannten Freiheitsgraden Rechnung getragen werden kann. Damit kann insbesondere vermieden werden, dass kleine Justagefehler, welche bei experimentellen Aufbauten häufig unvermeidbar sind, zu Fehlern in Messergebnissen oder Auswertungen führen. Die gewonnenen Werte können beispielsweise dazu verwendet werden, um aufgenommene Bilder elektronisch zu korrigieren, oder um den Aufbau nachzujustieren, so dass beispielsweise ohne Abweichungen der Rotationen von vorgegebenen Ausgangswerten und/oder ohne Höhendifferenz und/oder ohne Zoomdifferenz gemessen werden kann.By means of such a method, a system comprising a first camera and a second camera can be calibrated in a particularly advantageous manner, so that the known degrees of freedom can be taken into account. In this way, it can be avoided in particular that small adjustment errors, which are often unavoidable in experimental setups, lead to errors in measurement results or evaluations. The values obtained can be used, for example, to electronically correct recorded images or to readjust the structure so that, for example, measurements can be carried out without deviations of the rotations from specified initial values and / or without height difference and / or without zoom difference.

Die anfängliche Kerndichtefunktion kann insbesondere so festgelegt werden, dass alle Werte in der zweiten Koordinate Null sind.In particular, the initial kernel density function can be set such that all values in the second coordinate are zero.

Als Länge kann insbesondere eine Länge der Referenzobjekte in Richtung eines Höhenversatzes der Kameras und/oder entlang einer Hochrichtung im System und/oder entlang einer Achse, entlang welcher die jeweilige Kamera höhenverstellbar ist, verstanden werden. Dies kann bei der Bildauswertung typischerweise einfach berücksichtigt werden.The length can in particular be understood to mean a length of the reference objects in the direction of a height offset of the cameras and / or along a vertical direction in the system and / or along an axis along which the respective camera can be vertically adjusted. This can typically easily be taken into account in the image evaluation.

Es sei verstanden, dass Referenzobjektpaare typischerweise nur zwischen Referenzbildern eines jeweiligen Referenzbildpaars gebildet werden. Wenn mehr als ein Referenzbildpaar für eine Kombination aus erster Rotation, zweiter Rotation und Zoomdifferenz verwendet wird können somit alle Referenzbildpaare separat ausgewertet werden, wobei typischerweise für alle solchen Referenzbildpaare, welche zu einer Kombination gehören, nur ein Kerndichteschätzer mit einer Kerndichtefunktion verwendet wird, welche über alle Referenzbildpaare hinweg aktualisiert wird.It should be understood that reference object pairs are typically only formed between reference images of a respective reference image pair. If more than one reference image pair is used for a combination of first rotation, second rotation and zoom difference, all reference image pairs can be evaluated separately, with typically only one kernel density estimator with a kernel density function being used for all such reference image pairs that belong to a combination is updated across all reference image pairs.

Bevorzugt kann bei jeder Berechnung einer Höhendifferenz eine Differenz zwischen der Länge des ersten Referenzobjekts und der Länge des zweiten Referenzobjekts für jedes Referenzobjektpaar berechnet werden. Die Kernfunktion hängt dabei weiter bevorzugt auch von der Differenz ab. Dadurch kann die Differenz berücksichtigt werden, wobei beispielsweise die Kernfunktion einen umso größeren Maximalwert oder einen umso größeren integralen Wert aufweisen kann, je kleiner die Differenz ist. Damit kann berücksichtigt werden, dass kleine Differenzen der Längen der Referenzobjekte darauf hinweisen, dass es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um das gleiche Objekt handelt.With each calculation of a height difference, a difference between the length of the first reference object and the length of the second reference object can preferably be calculated for each reference object pair. The core function also preferably depends on the difference. As a result, the difference can be taken into account, wherein, for example, the core function can have a greater maximum value or a greater integral value, the smaller the difference is. It can thus be taken into account that small differences in the lengths of the reference objects indicate that there is a high probability that the same object is involved.

Gemäß einer Ausführung wird jedes Referenzbildpaar durch Umrechnung eines jeweiligen Ausgangsreferenzbildpaars mit einem ersten Ausgangsreferenzbild und einem zweiten Ausgangsreferenzbild erhalten. Dabei kann ein erstes Zwischenreferenzbild aus dem ersten Ausgangsreferenzbild durch Drehung mit der ersten Rotation erhalten werden. Ein zweites Zwischenreferenzbild kann aus dem zweiten Ausgangsreferenzbild durch Drehung mit der zweiten Rotation erhalten werden. Die Drehung kann in die durch die jeweilige Rotation angegebene Richtung erfolgen, oder auch entgegengesetzt. Das erste Zwischenreferenzbild und/oder das zweite Zwischenreferenzbild kann abhängig von der Zoomdifferenz skaliert werden. Das erste Zwischenreferenzbild kann dann als erstes Referenzbild verwendet werden und das zweite Zwischenreferenzbild kann als zweites Referenzbild verwendet werden. Dadurch können die Referenzbilder aus Ausgangsreferenzbildern berechnet werden, ohne dass Rotation oder Zoomdifferenz manuell eingestellt werden müssen.According to one embodiment, each reference image pair is obtained by converting a respective output reference image pair with a first output reference image and a second output reference image. A first intermediate reference image can be obtained from the first initial reference image by rotating with the first rotation. A second intermediate reference image can be obtained from the second output reference image by rotating with the second rotation. The rotation can take place in the direction indicated by the respective rotation, or also in the opposite direction. The first intermediate reference image and / or the second intermediate reference image can be scaled as a function of the zoom difference. The first intermediate reference image can then be used as the first reference image and the second intermediate reference image can be used as the second reference image. As a result, the reference images can be calculated from output reference images without the need to manually set the rotation or zoom difference.

Die Ausgangsreferenzbilder eines jeden Ausgangsreferenzbildpaars können insbesondere gleichzeitig aufgenommen werden bzw. aufgenommen worden sein, und/oder sie können zur gleichen Aufnahmezeit aus einem Videostream extrahiert werden bzw. extrahiert worden sein. Dies erlaubt eine einfache Erzeugung der Au sg ang sreferenzbi ld er.The output reference images of each output reference image pair can in particular be recorded or have been recorded at the same time, and / or they can be or have been extracted from a video stream at the same recording time. This allows the output reference images to be generated easily.

Das Erkennen der Referenzobjekte kann insbesondere mittels Farberkennung und/oder mittels Graustufenerkennung erfolgen. Dies hat sich für typische Situationen als vorteilhaft herausgestellt. Auch andere Verfahren können hierzu jedoch angewendet werden, beispielsweise andere Verfahren der Bilderkennung.The reference objects can be recognized in particular by means of color recognition and / or by means of gray level recognition. This has proven to be advantageous for typical situations. However, other methods can also be used for this purpose, for example other methods of image recognition.

Gemäß einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Aktualisieren der Kerndichtefunktion nur erfolgt, wenn die Differenz zwischen der Länge des ersten Referenzobjekts und der Länge des zweiten Referenzobjekts kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Auch kann vorgesehen sein, dass ein Berechnen eines jeweiligen Versatzes nur erfolgt, wenn die Differenz zwischen der Länge des ersten Referenzobjekts und der Länge des zweiten Referenzobjekts kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass typischerweise nur bei Differenzen der Längen unterhalb des Schwellenwerts davon ausgegangen werden kann, dass, bei einer idealen Konfiguration der Kamerafreiheitsgrade, auch tatsächlich mit ausreichender Wahrscheinlichkeit das gleiche Objekt betrachtet wurde. Umgekehrt kann somit erreicht werden, dass selbst wenn in beiden Kameras das gleiche Objekt beobachtet wurde, die Kerndichtefunktion unbeeinflusst bleibt, da in diesem Fall die Konfiguration der Kamerafreiheitsgrade ungenügend ist. Wenn die Differenz der Längen größer ist, kann davon ausgegangen werden, dass unterschiedliche Objekte betrachtet wurden und somit keine weiteren Berechnungen erforderlich sind. Insbesondere kann dann davon abgesehen werden, die Kerndichtefunktion zu aktualisieren, da dies bei Betrachtung unterschiedlicher physikalischer Objekte nicht zu einer Verbesserung des Ergebnisses führen würde. According to one embodiment, it can be provided that the kernel density function is only updated if the difference between the length of the first reference object and the length of the second reference object is less than a predefined threshold value. It can also be provided that a respective offset is only calculated if the difference between the length of the first reference object and the length of the second reference object is less than a predefined threshold value. It can thereby be taken into account that typically only in the case of differences in the lengths below the threshold value it can be assumed that, with an ideal configuration of the Camera degrees of freedom, the same object was actually viewed with sufficient probability. Conversely, it can thus be achieved that even if the same object was observed in both cameras, the kernel density function remains unaffected, since in this case the configuration of the camera degrees of freedom is insufficient. If the difference between the lengths is greater, it can be assumed that different objects were considered and therefore no further calculations are required. In particular, it is then possible to refrain from updating the kernel density function, since this would not lead to an improvement in the result when considering different physical objects.

Die Kernfunktion kann insbesondere eine Gauß-Funktion sein. Dies hat sich für typische Anwendungen als vorteilhaft herausgestellt, da Unschärfen berücksichtigt werden. Auch andere Funktionen können jedoch verwendet werden, beispielsweise kann eine Funktion verwendet werden, welche lediglich an einem diskreten Wert des Definitionsbereichs einen Wert im Wertebereich hat.The core function can in particular be a Gaussian function. This has proven to be advantageous for typical applications, since blurring is taken into account. However, other functions can also be used, for example a function can be used which only has a value in the value range at a discrete value of the definition range.

Die Kernfunktion kann insbesondere ein Maximum und/oder eine Symmetrieachse bei dem Versatz aufweisen. Sie kann auch einen maximalen Wert oder einen integralen Wert aufweisen, welcher mit zunehmender Differenz kleiner wird. Dadurch kann die Kernfunktion ideal so angepasst werden, dass sie die Kerndichtefunktion dahingehend aktualisiert, dass die Höhendifferenz bestmöglich berechnet wird.The core function can in particular have a maximum and / or an axis of symmetry for the offset. It can also have a maximum value or an integral value which becomes smaller as the difference increases. As a result, the kernel function can be ideally adapted in such a way that it updates the kernel density function in such a way that the height difference is calculated as best as possible.

Beim Aktualisieren der Kerndichtefunktion kann die jeweilige Kernfunktion auf die vorherige Kerndichtefunktion addiert werden. Dies entspricht einer einfachen Vorgehensweise, die zu guten Ergebnissen führt. Auch andere Möglichkeiten der Aktualisierung sind jedoch möglich.When the kernel density function is updated, the respective kernel function can be added to the previous kernel density function. This is a simple procedure that produces good results. However, other ways of updating are also possible.

Die jeweilige Kernfunktion kann insbesondere ermittelt werden, indem eine Ausgangskernfunktion mit einem von der jeweiligen Differenz zwischen der Länge des ersten Referenzobjekts und der Länge des zweiten Referenzobjekts abhängigen Faktor skaliert wird. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass es sich mit umso höherer Wahrscheinlichkeit um das gleiche physikalische Objekt handelt, je geringer die Differenz ist. Dementsprechend kann der Faktor umso höher sein, je geringer die Differenz ist.The respective core function can in particular be determined by scaling an output core function with a factor that is dependent on the respective difference between the length of the first reference object and the length of the second reference object. This makes it possible to take into account that the smaller the difference, the higher the probability that it is the same physical object. Accordingly, the smaller the difference, the higher the factor.

Länge und/oder Versatz und/oder Differenz können insbesondere entlang der gleichen Richtung ermittelt werden. Dies entspricht einer geeigneten Vorgehensweise. Insbesondere kann auch bei allen Referenzbildern jeweils die gleiche Richtung mit Bezug auf ein Koordinatensystem verwendet werden.Length and / or offset and / or difference can in particular be determined along the same direction. This corresponds to a suitable approach. In particular, the same direction with reference to a coordinate system can also be used for all reference images.

Die erste Rotation, die zweite Rotation und die Zoomdifferenz, bei welchen die Höhendifferenz mit dem größten Wert der Kerndichtefunktion festgelegt wird bzw. wurde, sowie diese Höhendifferenz können insbesondere als Kalibrierwerte verwendet werden oder es können daraus Kalibrierwerte erzeugt werden. Somit können Kalibrierwerte für das Kalibrieren des Systems bereitgestellt werden.The first rotation, the second rotation and the zoom difference, for which the height difference is or has been determined with the largest value of the kernel density function, as well as this height difference can in particular be used as calibration values or calibration values can be generated therefrom. Calibration values can thus be provided for calibrating the system.

Die erste Kamera und die zweite Kamera können insbesondere eine Durchflussmesszelle oder eine Messzelle, welche beispielsweise keine Durchflussmesszelle ist, oder auch ein anderes Objekt aus unterschiedlichen Richtungen aufnehmen. Für eine solche Verwendung mit einer Durchflussmesszelle hat sich das beschriebene Verfahren in besonderer Weise bewährt. Insbesondere kann es sich um eine weiter oben beschriebene Durchflussmesszelle handeln, wobei auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden kann. Jedoch können auch andere Objekte als eine Durchflussmesszelle aufgenommen werden und das System kann trotzdem wie beschrieben kalibriert werden.The first camera and the second camera can, in particular, record a flow measuring cell or a measuring cell that is not a flow measuring cell, for example, or also another object from different directions. The method described has proven particularly useful for such a use with a flow measuring cell. In particular, it can be a flow measuring cell described further above, it being possible to fall back on all of the embodiments and variants described herein. However, objects other than a flow cell can also be recorded and the system can still be calibrated as described.

Die Zoomdifferenz kann insbesondere einer Differenz zwischen jeweiligen Brennweiten der ersten Kamera und der zweiten Kamera entsprechen. Derartige Brennweiten dienen typischerweise zur Charakterisierung eines Zooms einer jeweiligen Kamera. Die Höhendifferenz kann insbesondere einem vertikalen Abstand zwischen der optischen Achse der ersten Kamera und der optischen Achse der zweiten Kamera entsprechen. Dies entspricht einem typischen Freiheitsgrad, welcher bei einem Aufbau von zwei Kameras auf einem optischen Tisch oder einem anderen Untergrund ohne eine besondere Kalibrierung nicht so genau eingestellt werden kann, dass er identisch null oder zumindest vernachlässigbar wäre. Die Höhendifferenz kann somit mittels des hierin beschriebenen Verfahrens in vorteilhafter Weise ermittelt werden, um sie anschließend auszugleichen.The zoom difference can in particular correspond to a difference between the respective focal lengths of the first camera and the second camera. Such focal lengths are typically used to characterize a zoom of a respective camera. The height difference can in particular correspond to a vertical distance between the optical axis of the first camera and the optical axis of the second camera. This corresponds to a typical degree of freedom which, if two cameras are set up on an optical table or another surface, without special calibration, cannot be set so precisely that it would be identically zero or at least negligible. The height difference can thus be determined in an advantageous manner by means of the method described herein in order to then compensate for it.

Die erste Rotation kann insbesondere zwischen einer unteren Grenze und einer oberen Grenze in gleichen oder veränderlichen Abständen iteriert werden. Die zweite Rotation kann insbesondere zwischen einer unteren Grenze und einer oberen Grenze in gleichen oder veränderlichen Abständen iteriert werden. Auch die Zoomdifferenz kann zwischen einer unteren Grenze und einer oberen Grenze in gleichen oder veränderlichen Abständen iteriert werden. Die jeweiligen unteren Grenzen und oberen Grenzen können dabei individuell festgelegt werden. Sie können für die erste Rotation oder die zweite Rotation insbesondere auch gleich sein. Insgesamt kann auf die beschriebene Art oder auch auf andere Arten eine jeweilige Anzahl von Werten vorgegeben werden, welche bezüglich des jeweiligen Freiheitsgrads iteriert werden. Diese werden dann nacheinander berücksichtigt.The first rotation can in particular be iterated between a lower limit and an upper limit at equal or variable intervals. The second rotation can in particular be iterated between a lower limit and an upper limit at equal or variable intervals. The zoom difference can also be iterated between a lower limit and an upper limit at equal or variable intervals. The respective lower limits and upper limits can be set individually. In particular, they can also be the same for the first rotation or the second rotation. Overall, a respective number of values, which are iterated with respect to the respective degree of freedom, can be specified in the manner described or also in other ways. These are then taken into account one after the other.

Der Kerndichteschätzer kann insbesondere ein Histogramm sein. Dies hat sich für typische Anwendungen als vorteilhaft erwiesen. Die Kerndichtefunktion kann insbesondere in diskreten Werten der ersten Koordinate und/oder der zweiten Koordinate angegeben sein. Dies hat sich für typische nummerische Berechnungen als praktikabel erwiesen. Auch eine Angabe in formelmäßig dargestellten Funktionen ist jedoch möglich.The kernel density estimator can in particular be a histogram. This has proven to be advantageous for typical applications. The kernel density function can in particular be specified in discrete values of the first coordinate and / or the second coordinate. This has been found to be practical for typical numerical calculations. However, it is also possible to specify functions in the form of a formula.

Das hierin beschriebene Verfahren kann insbesondere auf einer elektronischen Vorrichtung, beispielsweise einem Computer oder einer elektronischen Steuerungsvorrichtung, ausgeführt werden.The method described herein can in particular be carried out on an electronic device, for example a computer or an electronic control device.

Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren, eigenständigen Aspekt ein System mit einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera. Die erste Kamera ist um eine erste Rotation drehbar gelagert. Die zweite Kamera ist um eine zweite Rotation drehbar gelagert. Die erste Kamera und/oder die zweite Kamera haben eine veränderliche Brennweite zum Herstellen einer Zoomdifferenz. Die erste Kamera und/oder die zweite Kamera sind höhenverstellbar angebracht, um eine Höhendifferenz zwischen den Kameras einzustellen. Die erste Kamera und die zweite Kamera sind aus verschiedenen Richtungen auf ein optisch transparentes Objekt gerichtet, so dass sich jeweilige Aufnahmevolumina der Kameras zumindest teilweise überlappen.According to a further, independent aspect, the invention relates to a system with a first camera and a second camera. The first camera is rotatably mounted about a first rotation. The second camera is rotatably mounted about a second rotation. The first camera and / or the second camera have a variable focal length for producing a zoom difference. The first camera and / or the second camera are attached in a height-adjustable manner in order to set a height difference between the cameras. The first camera and the second camera are aimed at an optically transparent object from different directions, so that the respective recording volumes of the cameras at least partially overlap.

Das System weist ferner eine Steuerungsvorrichtung auf, welche dazu konfiguriert ist, ein erfindungsgemäßes bzw. hierin beschriebenes Verfahren auszuführen. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.The system also has a control device which is configured to carry out a method according to the invention or as described herein. With regard to the method, all embodiments and variants described herein can be used.

Mittels des Systems können die weiter oben bereits beschriebenen Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann das System mittels des Verfahrens in besonders einfacher Weise kalibriert werden.The advantages already described above can be achieved by means of the system. In particular, the system can be calibrated in a particularly simple manner by means of the method.

Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren, eigenständigen Aspekt eine Durchflussmesszellenanordnung mit einer Durchflussmesszelle und einem erfindungsgemäßen bzw. hierin beschriebenen System. Die Durchflussmesszelle stellt dabei das Objekt dar. Anders ausgedrückt kann somit auch das System als Durchflussmesszellenanordnung bezeichnet werden. Bezüglich des Systems kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.According to a further, independent aspect, the invention relates to a flow measuring cell arrangement with a flow measuring cell and a system according to the invention or described herein. The flow measuring cell represents the object. In other words, the system can also be referred to as a flow measuring cell arrangement. With regard to the system, all of the designs and variants described herein can be used.

Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren, eigenständigen Aspekt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems oder einer erfindungsgemäßen Durchflussmesszellenanordnung zur Darstellung von 3D-Kristallen oder von Kristallisationsprozessen. Es hat sich gezeigt, dass zur Darstellung von derartigen 3D-Kristallen oder von Kristallisationsprozessen Durchflussmesszellen besonders geeignet sind, insbesondere wenn sie von zwei Kameras gleichzeitig beobachtet werden können. Für ein solches System mit zwei Kameras hat sich wiederum das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung als besonders geeignet herausgestellt. Bezüglich des Systems oder der Durchflussmesszellenanordnung kann dabei auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.According to a further, independent aspect, the invention relates to the use of a system according to the invention or a flow measuring cell arrangement according to the invention for displaying 3D crystals or crystallization processes. It has been shown that flow measuring cells are particularly suitable for displaying such 3D crystals or crystallization processes, in particular if they can be observed by two cameras at the same time. For such a system with two cameras, the method according to the invention for calibration has again proven to be particularly suitable. With regard to the system or the flow measuring cell arrangement, all of the designs and variants described herein can be used.

Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren, eigenständigen Aspekt ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung ein Prozessor ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.According to a further, independent aspect, the invention relates to a non-volatile computer-readable storage medium, on which a program code is stored, and when it is executed, a processor carries out a method according to the invention. With regard to the method, all embodiments and variants described herein can be used.

Die bereits erwähnten Sichtfenster können insbesondere aus Quarzglas ausgebildet sein. Auch das Kanalelement kann aus Quarzglas ausgebildet sein.The already mentioned viewing windows can in particular be made of quartz glass. The channel element can also be made from quartz glass.

Die in dem Fluid mitgeführten Objekte können insbesondere über eine Hochgeschwindigkeitskamera oder zwei Hochgeschwindigkeitskameras und dazugehörige Lichtquellen, beispielsweise LED-Lichtquellen, auf der Höhe der Sichtfenster beispielsweise mit variabler Auflösung und/oder Frequenz vermessen werden. Beispielsweise können beide Kameras dabei zusammen mit ihren Lichtquellen so gesteuert werden, dass die entsprechenden Bilder zu genau demselben Zeitpunkt dieselben Objekte aufnehmen. Dies erfordert typischerweise eine präzise Positionierung der Kameras im Raum und axial zu den Sichtfenstern und dem Kanalelement. Um dies zu gewährleisten, kann beispielsweise ein Halterungssystem verwendet werden, welches eine planare Grundplatte und höhenverstellbare Führungsschienen aufweist, auf welchen die Kameras montiert werden. Die Durchflussmesszelle kann ebenso in einer abgestimmten Halterung auf der Grundplatte montiert werden, wodurch die Justierung der Kameras zu der Zelle gewährleistet ist. Ein separater Kalibrierblock, welcher an der Position einer Zellenhalterung platziert werden kann, kann des Weiteren zur Kalibrierung der aufgenommenen Bildpixel auf räumliche Koordinaten über eine Mikroskala dienen. Es sei erwähnt, dass eine Hochgeschwindigkeitskamera beispielsweis mehr als 40 Bilder pro Sekunde oder beispielsweise 50 Bilder pro Sekunde aufnehmen kann. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, eine Hochgeschwindigkeitskamera zu verwenden. Beispielsweise kann eine Auslösezeit oder eine Belichtungszeit einer verwendeten Kamera einen Wert zwischen 10 und 20 µs haben, was eine vorteilhafte Synchronisation mit Lichtquellen ermöglicht und/oder dazu führen kann, dass bei typischen Bewegungsgeschwindigkeiten von Teilchen Unschärfen auf höchstens wenige Pixel oder nur ein Pixel verringert werden.The objects carried along in the fluid can in particular be measured using a high-speed camera or two high-speed cameras and associated light sources, for example LED light sources, at the level of the viewing windows, for example with variable resolution and / or frequency. For example, both cameras can be controlled together with their light sources so that the corresponding images record the same objects at exactly the same point in time. This typically requires precise positioning of the cameras in space and axially to the viewing windows and the channel element. To ensure this, a mounting system can be used, for example, which has a planar base plate and height-adjustable guide rails on which the cameras are mounted. The flow measuring cell can also be mounted in a matching holder on the base plate, which ensures that the cameras are adjusted to the cell. A separate calibration block, which can be placed at the position of a cell holder, can also be used to calibrate the recorded image pixels to spatial coordinates using a microscale. It should be mentioned that a high-speed camera can record, for example, more than 40 images per second or, for example, 50 images per second. However, it is not absolutely necessary to use a high-speed camera. For example, a trigger time or an exposure time of a camera used can have a value between 10 and 20 μs, which enables advantageous synchronization with light sources and / or can lead to typical Movement speeds of particle blurring can be reduced to at most a few pixels or only one pixel.

Zur quantitativen Auswertung der durch die beiden Kameras erhaltenen Bild- bzw. Videosätze ist es vorteilhaft, fotografierte Kristalle zu erkennen und die detektierten Bilder der einzelnen Kristalle zu den Bilddaten der beiden Kameras zu identifizieren.For the quantitative evaluation of the image or video sets obtained by the two cameras, it is advantageous to recognize photographed crystals and to identify the detected images of the individual crystals in relation to the image data of the two cameras.

Ein Kamerasystem mit zwei rechtwinklig ausgerichteten Kameras erlaubt es insbesondere, Kristalle aus zwei rechtwinklig zueinander orientierten Perspektiven zu beobachten, was es wiederum ermöglicht, eine dreidimensionale Kristallform zuverlässig aus den erhaltenen Bilddaten zu rekonstruieren. Dies kann beispielsweise in einer Software ausgenutzt werden, um die dreidimensionalen geometrischen Formen der Kristalle automatisiert zu bestimmen. Dies ermöglicht es beispielsweise, die Kristallpopulation durch eine multivariante Kristallform- und Größenverteilung zu beschreiben, mit der die Eigenschaften und Dynamiken des Kristallisationsprozesses erheblich genauer quantifiziert und vorhergesagt werden können.A camera system with two cameras aligned at right angles makes it possible in particular to observe crystals from two perspectives oriented at right angles to one another, which in turn makes it possible to reliably reconstruct a three-dimensional crystal shape from the image data obtained. This can be used, for example, in software to automatically determine the three-dimensional geometric shapes of the crystals. This makes it possible, for example, to describe the crystal population through a multivariate crystal shape and size distribution, with which the properties and dynamics of the crystallization process can be quantified and predicted much more precisely.

Zur Auswertung gewonnener Bilder hinsichtlich einer Kristallgrößenverteilung oder der Form von durchströmenden Kristallen kann auf Mechanismen zurückgegriffen werden, welche bereits bekannt sind. Hierzu sei insbesondere auf die folgende Veröffentlichung verwiesen:

  • Christian Borchert, Erik Temmel, Holger Eisenschmidt, Heike Lorenz, Andreas Seidel-Morgenstern, Kai Sundmacher, „Image-Based in Situ Identification of Face Specific Crystal Growth Rates from Crystal Populations“, Crystal Growth & Design 14(3):952-971, 2014.
In order to evaluate the images obtained with regard to a crystal size distribution or the shape of the crystals flowing through, it is possible to fall back on mechanisms which are already known. In this regard, reference is made in particular to the following publication:
  • Christian Borchert, Erik Temmel, Holger Eisenschmidt, Heike Lorenz, Andreas Seidel-Morgenstern, Kai Sundmacher, "Image-Based in Situ Identification of Face Specific Crystal Growth Rates from Crystal Populations", Crystal Growth & Design 14 (3): 952-971 , 2014.

Außerdem wurde eine geeignete Vorgehensweise bei folgendem Vortrag veröffentlicht:

  • Christian Borchert, Erik Temmel, Holger Eisenschmidt, Heike Lorenz, Andreas Seidel-Morgenstern, Kai Sundmacher, „Experimental Investigation of Crystal Size and Shape Dynamics“, 4th European Conference on Crystal Growth, 19.06.2012.
In addition, a suitable procedure was published for the following lecture:
  • Christian Borchert, Erik Temmel, Holger Eisenschmidt, Heike Lorenz, Andreas Seidel-Morgenstern, Kai Sundmacher, "Experimental Investigation of Crystal Size and Shape Dynamics", 4th European Conference on Crystal Growth, June 19, 2012.

Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann den nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen entnehmen. Dabei zeigen:

  • 1: ein System,
  • 2: einen Teil einer Durchflussmesszelle,
  • 3: einen Teil einer Durchflussmesszelle in einer Schnittansicht,
  • 4: eine Durchflussmesszelle,
  • 5: eine Durchflussmesszelle in einer anderen Ansicht,
  • 6: ein Ablaufdiagramm,
  • 7 bis 16: eine Vorgehensweise bei einer Bestimmung einer Höhendifferenz,
  • 17: einen Verlauf eines Gewichtungsfaktors,
  • 18: einen Kerndichteschätzer,
  • 19: einen weiteren Kerndichteschätzer, und
  • 20: ein weiteres Ablaufdiagramm.
The person skilled in the art will learn further features and advantages from the exemplary embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Show:
  • 1 : a system,
  • 2 : part of a flow cell,
  • 3rd : a part of a flow cell in a sectional view,
  • 4th : a flow cell,
  • 5 : a flow cell in a different view,
  • 6th : a flow chart,
  • 7th to 16 : a procedure for determining a height difference,
  • 17th : a course of a weighting factor,
  • 18th : a kernel density estimator,
  • 19th : another kernel density estimator, and
  • 20th : another flow chart.

1 zeigt ein System 1, welches beispielsweise zur Überwachung von Kristallisationsprozessen verwendet werden kann. Die einzelnen Komponenten werden nachfolgend näher beschrieben werden. Das System 1 kann auch als Durchflussmesszellenanordnung bezeichnet werden. 1 shows a system 1 , which can be used, for example, to monitor crystallization processes. The individual components are described in more detail below. The system 1 can also be referred to as a flow cell arrangement.

Das System 1 weist einen optischen Tisch 5 auf, auf welchem andere, nachfolgend beschriebene Komponenten montiert sind. Es sei erwähnt, dass es sich bei dem Tisch 5 um eine typische Ausführung für ein solches optisches System handelt, dass jedoch auch andere Arten von Tischen oder sonstigen Untergründen verwendet werden können.The system 1 has an optical table 5 on which other components described below are mounted. It should be mentioned that it is at the table 5 is a typical design for such an optical system, but other types of tables or other surfaces can also be used.

Das System 1 weist eine erste Kamera 10 und eine zweite Kamera 20 auf. Die erste Kamera 10 ist über ein erstes Befestigungselement 12 auf dem Tisch 5 montiert. Über das erste Befestigungselement 12 ist die erste Kamera 10 höhenverstellbar. Die zweite Kamera 20 ist über ein zweites Befestigungselement 22 auf dem Tisch 5 montiert. Über das zweite Befestigungselement 22 ist die zweite Kamera 20 auch höhenverstellbar.The system 1 has a first camera 10 and a second camera 20th on. The first camera 10 is via a first fastener 12th on the table 5 assembled. About the first fastener 12th is the first camera 10 height adjustable. The second camera 20th is via a second fastener 22nd on the table 5 assembled. Via the second fastening element 22nd is the second camera 20th also height adjustable.

Die erste Kamera 10 weist eine erste optische Achse 14 auf. Diese definiert auch eine Längsrichtung der ersten Kamera 10. Entsprechend weist die zweite Kamera 20 eine zweite optische Achse 24 auf. Diese definiert auch eine Längsrichtung der zweiten Kamera 20. Die erste Kamera 10 ist um die erste optische Achse 14 drehbar, was als erste Rotation bezeichnet wird. Die zweite Kamera 20 ist um die zweite optische Achse 24 drehbar, was als zweite Rotation bezeichnet wird.The first camera 10 has a first optical axis 14th on. This also defines a longitudinal direction of the first camera 10 . The second camera points accordingly 20th a second optical axis 24 on. This also defines a longitudinal direction of the second camera 20th . The first camera 10 is around the first optical axis 14th rotatable, which is called the first rotation. The second camera 20th is about the second optical axis 24 rotatable, which is called the second rotation.

Die erste Kamera 10 und die zweite Kamera 20 haben jeweils eine Zoomeinstellung, mittels welcher eine Brennweite der jeweiligen Kamera 10, 20 verändert werden kann. Somit kann eine Zoomdifferenz zwischen der ersten Kamera 10 und der zweiten Kamera 20 als Freiheitsgrad des Systems 1 eingestellt werden.The first camera 10 and the second camera 20th each have a zoom setting, by means of which a focal length of the respective camera 10 , 20th can be changed. Thus, there can be a zoom difference between the first camera 10 and the second camera 20th as the degree of freedom of the system 1 can be set.

Das System 1 weist ferner eine erste Lichtquelle 30 und eine zweite Lichtquelle 40 auf. Auch diese sind an dem Tisch 5 montiert.The system 1 further comprises a first light source 30th and a second light source 40 on. These are also at the table 5 assembled.

Das System 1 weist ferner eine Durchflussmesszelle 100 auf. Die Durchflussmesszelle 100 ist ebenfalls auf dem Tisch 5 montiert und wird nachfolgend mit Bezug auf die 2 bis 5 näher beschrieben werden.The system 1 also has a flow cell 100 on. The flow cell 100 is also on the table 5 mounted and is explained below with reference to the 2 to 5 are described in more detail.

Durch die Durchflussmesszelle 100 kann insbesondere ein Fluid geleitet werden, welches mittels der beiden Kameras 10, 20 beobachtet werden soll. Hierzu sind Sichtfenster in der Durchflussmesszelle 100 vorgesehen, welche weiter unten mit Bezug auf die 2 bis 5 näher beschrieben werden. Die Kameras 10, 20 sind dabei wie in 1 zu sehen so angeordnet, dass ihre optischen Achsen 14, 24 in einem rechten Winkel zueinander stehen. Beide Kameras 10, 20 betrachten einen Teil des durch die Durchflussmesszelle 100 fließenden Fluids somit aus zwei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen.Through the flow cell 100 In particular, a fluid can be conducted, which by means of the two cameras 10 , 20th should be observed. There are viewing windows in the flow cell for this purpose 100 provided below with reference to the 2 to 5 are described in more detail. The cameras 10 , 20th are like in 1 to see arranged so that their optical axes 14th , 24 stand at right angles to each other. Both cameras 10 , 20th consider part of the flow through the flow cell 100 flowing fluids thus from two mutually perpendicular directions.

Die erste Lichtquelle 30 ist dabei bezüglich der Durchflussmesszelle 100 gegenüberliegend zur ersten Kamera 10 angeordnet. Ebenso ist die zweite Lichtquelle 40 bezüglich der Durchflussmesszelle 100 gegenüberliegend zur zweiten Kamera 20 angeordnet. Somit können die Kameras 30, 40 jeweilige Teile des durch die Durchflussmesszelle 100 fließenden Fluids beleuchten, welche von der jeweils gegenüberliegenden Kamera 10, 20 beobachtet werden. Insbesondere können die Kameras 10, 20 das gleiche Volumen des Fluids beobachten.The first light source 30th is related to the flow cell 100 opposite to the first camera 10 arranged. So is the second light source 40 regarding the flow cell 100 opposite to the second camera 20th arranged. Thus, the cameras can 30th , 40 respective parts of the through the flow cell 100 flowing fluids illuminate which of the opposite camera 10 , 20th to be watched. In particular, the cameras 10 , 20th observe the same volume of fluid.

Das System 1 weist ferner eine lediglich schematisch dargestellte elektronische Steuerungsvorrichtung 2 auf, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren wie beispielsweise weiter unten beschrieben auszuführen.The system 1 also has an electronic control device shown only schematically 2 which is configured to carry out a method as described below, for example.

2 zeigt einen Teil der Durchflussmesszelle 100 in einer perspektivischen Ansicht. Dabei sind alle Komponenten der Durchflussmesszelle 100 mit Ausnahme eines Deckels dargestellt, welcher erst in den 4 und 5 gezeigt ist. 2 shows part of the flow cell 100 in a perspective view. This includes all components of the flow cell 100 with the exception of a lid, which is only in the 4th and 5 is shown.

Die Durchflussmesszelle 100 weist ein Gehäuse 105 auf. In dem Gehäuse 105 sind ein erster Anschluss 110 und ein zweiter Anschluss 120 angeordnet. Der erste Anschluss 110 und der zweite Anschluss 120 sind wie gezeigt entlang einer Längsrichtung gegenüberliegend angeordnet. Die Anschlüsse 110, 120 dienen dem Einlass bzw. Auslass von Fluid.The flow cell 100 has a housing 105 on. In the case 105 are a first connection 110 and a second connector 120 arranged. The first connection 110 and the second port 120 are arranged opposite one another along a longitudinal direction as shown. The connections 110 , 120 serve for the inlet or outlet of fluid.

In dem Gehäuse 105 ist ein Kanalelement 200 angeordnet. Das Kanalelement 200 ist einstückig aus einem transparenten Material, vorliegend Glas, ausgebildet. Das Kanalelement 200 teilt sich auf in einen ersten Endabschnitt 210, einen zweiten Endabschnitt 220 und einen dazwischenliegenden mittleren Abschnitt 230. In dem Kanalelement 200 ist ein Kanal 205 angeordnet, welcher als länglicher Hohlraum zwischen einer ersten Öffnung 215 und einer zweiten Öffnung 225 ausgebildet ist. Der Kanal 205 geht dabei durch das Kanalelement 200 vollständig entlang dessen Längsrichtung durch und bietet somit eine Möglichkeit, ein Fluid durch den Kanal 205 durchzuleiten. Die erste Öffnung 215 ist im ersten Endabschnitt 210 ausgebildet und die zweite Öffnung 225 ist im zweiten Endabschnitt 225 ausgebildet.In the case 105 is a channel element 200 arranged. The channel element 200 is formed in one piece from a transparent material, in the present case glass. The channel element 200 divides into a first end section 210 , a second end portion 220 and a middle section therebetween 230 . In the channel element 200 is a channel 205 arranged, which as an elongated cavity between a first opening 215 and a second opening 225 is trained. The channel 205 goes through the channel element 200 completely along its longitudinal direction and thus offers a possibility of a fluid through the channel 205 pass through. The first opening 215 is in the first end section 210 formed and the second opening 225 is in the second end section 225 educated.

Wie gezeigt weisen der erste Endabschnitt 210 und der zweite Endabschnitt 220 einen jeweiligen runden Außenquerschnitt auf. Auch deren Innenquerschnitte sind rund. Der mittlere Abschnitt 230 weist demgegenüber einen rechteckigen Außenquerschnitt auf, wobei auch ein Innenquerschnitt des mittleren Abschnitts 230 rechteckig ist. Vorliegend sind die Querschnitte des mittleren Abschnitts 230 nicht nur rechteckig, sondern quadratisch, was einer bevorzugten Ausführung entspricht. Anders ausgedrückt weist der mittlere Abschnitt 230 des Kanalelements 200 vorliegend einen quadratischen Innenquerschnitt und einen quadratischen Außenquerschnitt auf.As shown, the first end portion 210 and the second end portion 220 a respective round outer cross-section. Their inner cross-sections are also round. The middle section 230 in contrast, has a rectangular outer cross-section, with an inner cross-section of the middle section as well 230 is rectangular. The cross-sections of the middle section are shown here 230 not just rectangular, but square, which corresponds to a preferred embodiment. In other words, the middle section has 230 of the channel element 200 in the present case, a square inner cross-section and a square outer cross-section.

Durch die rechteckige Ausführung des Außenquerschnitts des mittleren Abschnitts 230 weist dieser insgesamt vier Außenflächen auf, welche rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. Auf die Außenflächen wird mit Bezug auf 3 näher eingegangen werden.Due to the rectangular design of the outer cross-section of the middle section 230 this has a total of four outer surfaces which are aligned at right angles to one another. Reference is made to the external surfaces 3rd will be discussed in more detail.

Das Kanalelement 200 ist mittels einer Halterung 300 an dem Gehäuse 105 befestigt. Die Halterung 300 ist dabei aufgeteilt in ein erstes Halterungselement 310 und ein zweites Halterungselement 320, welche entlang des Kanals 205 voneinander beabstandet sind. Sowohl das erste Halterungselement 310 wie auch das zweite Halterungselement 320 kontaktieren lediglich den mittleren Abschnitt 230 des Kanalelements 200.The channel element 200 is by means of a bracket 300 on the housing 105 attached. The bracket 300 is divided into a first mounting element 310 and a second support member 320 which along the canal 205 are spaced from each other. Both the first support element 310 as well as the second support element 320 only contact the middle section 230 of the channel element 200 .

Sowohl das erste Halterungselement 310 wie auch das zweite Halterungselement 320 sind wie gezeigt gitterförmig ausgebildet.Both the first support element 310 as well as the second support element 320 are latticed as shown.

Das erste Halterungselement 310 weist eine erste Nut 312 auf, welche den mittleren Abschnitt 230 des Kanalelements 200 dreiseitig kontaktierend aufnimmt. Das erste Halterungselement 310 weist ferner einen ersten Balken 314 auf, welcher die erste Nut 312 abdeckt, so dass der mittlere Abschnitt 230 mit seinem rechteckigen Außenquerschnitt allseitig kontaktierend aufgenommen ist. Ein Spiel zwischen dem mittleren Abschnitt 230 und dem ersten Halterungselement 310 ist somit nicht vorgesehen.The first support element 310 has a first groove 312 on showing the middle section 230 of the channel element 200 receives three-sided contact. The first support element 310 also has a first bar 314 on which the first groove 312 covers so the middle section 230 is received with its rectangular outer cross-section contacting on all sides. A game between the middle section 230 and the first support element 310 is therefore not provided.

Das zweite Halterungselement 320 weist eine zweite Nut 322 auf, welche den mittleren Abschnitt 230 des Kanalelements 200 dreiseitig kontaktierend aufnimmt. Das zweite Halterungselement 320 weist ferner einen zweiten Balken 324 auf, welcher die zweite Nut 322 abdeckt, so dass der mittlere Abschnitt 230 mit seinem rechteckigen Außenquerschnitt allseitig kontaktierend aufgenommen ist. Ein Spiel zwischen dem mittleren Abschnitt 230 und dem zweiten Halterungselement 320 ist somit nicht vorgesehen.The second support element 320 has a second groove 322 on showing the middle section 230 of the channel element 200 receives three-sided contact. The second support element 320 also has a second bar 324 on which the second groove 322 covers so the middle section 230 is received with its rectangular outer cross-section contacting on all sides. A game between the middle section 230 and the second support element 320 is therefore not provided.

Die Balken 314, 324 sind vorliegend abnehmbar befestigt, was ein Austauschen des Kanalelements 200 ermöglicht.The bars 314 , 324 are in the present case removably attached, which means that the channel element is replaced 200 enables.

Durch die Ausbildung des ersten Halterungselements 310 und des zweiten Halterungselements 320 der Halterung 300 wird erreicht, dass das Kanalelement 200 lediglich an seinem mittleren Abschnitt 230 gehalten und dort bezüglich seiner räumlichen Orientierung relativ zum Gehäuse 105 fixiert wird. Dies erlaubt eine sehr exakte Ausrichtung des mittleren Abschnitts 230 zu in 2 nicht zu sehenden Sichtfenstern, welche in dem Gehäuse 105 und einem noch zu beschreibenden Deckel ausgebildet sind und auf welche nachfolgend näher eingegangen werden wird. Dadurch können bei dem mittleren Abschnitt 230 des Kanalelements 200 besonders gute optische Eigenschaften auch im Zusammenhang mit den Sichtfenstern erreicht werden.Through the formation of the first mounting element 310 and the second support member 320 the bracket 300 is achieved that the channel element 200 only at its middle section 230 held and there with regard to its spatial orientation relative to the housing 105 is fixed. This allows a very precise alignment of the middle section 230 to in 2 viewing windows that cannot be seen, which are in the housing 105 and a cover to be described and which will be discussed in more detail below. This allows for the middle section 230 of the channel element 200 particularly good optical properties can also be achieved in connection with the viewing windows.

Der erste Endabschnitt 210 und der zweite Endabschnitt 220 können produktionsbedingt mit kleinen Winkeln ihrer jeweiligen Längsrichtungen relativ zu einer Längsrichtung des mittleren Abschnitts 230 an dem mittleren Abschnitt 230 angeordnet sein. Der Kanal 205 ist in diesem Fall nicht exakt gerade, sondern weist an den Übergängen zwischen dem ersten Endabschnitt 210 und dem mittleren Abschnitt 230 und/oder zwischen dem mittleren Abschnitt 230 und dem zweiten Endabschnitt 220 leichte Abwinklungen von beispielsweise jeweils wenigen Grad auf.The first end section 210 and the second end portion 220 can, due to production, have small angles of their respective longitudinal directions relative to a longitudinal direction of the central section 230 on the middle section 230 be arranged. The channel 205 is not exactly straight in this case, but points at the transitions between the first end section 210 and the middle section 230 and / or between the middle section 230 and the second end portion 220 slight bends of, for example, a few degrees each.

Um derartigen produktionsbedingten Variationen Rechnung zu tragen, ist der erste Endabschnitt 210 mit dem ersten Anschluss 110 über eine erste flexible Leitung 115 verbunden, und dementsprechend ist der zweite Endabschnitt 220 mit dem zweiten Anschluss 120 über eine zweite flexible Leitung 125 verbunden. Die flexiblen Leitungen 115, 125 sind dabei jeweils über den jeweiligen Endabschnitt 210, 220 übergestülpt.In order to accommodate such production-related variations, the first end section is 210 with the first connection 110 via a first flexible line 115 connected, and accordingly is the second end portion 220 with the second connection 120 via a second flexible line 125 connected. The flexible lines 115 , 125 are in each case over the respective end section 210 , 220 slipped over.

Durch die beschriebene Ausführung wird wie schon erwähnt die Lage des Kanalelements 200 im Gehäuse 105 in besonders vorteilhafter Weise so festgelegt, dass die optischen Eigenschaften im mittleren Abschnitt 230 ideal sind, und gleichzeitig sorgt das Kanalelement 200 bereits dafür, dass ein Übergang zu runden Anschlüssen erfolgt. Eine Konvertierung eines runden Innen- oder Außenquerschnitts, welcher typischerweise an den Anschlüssen 110, 120 zum Anschluss an externe Anschlussleitungen verwendet wird, in einen rechteckigen Innen- oder Außenquerschnitt ist somit außerhalb des Kanalelements 200 nicht mehr erforderlich. Durch die flexiblen Leitungen 115, 125 kann gleichzeitig den bereits genannten produktionsbedingten Variationen, welche zu einem eventuell nicht vollständig geraden Verlauf des Kanals 205 führen können, Rechnung getragen werden, ohne dass eine Verspannung des Kanalelements 200 zu befürchten wäre oder eine besonders exakte Positionierung der Anschlüsse 110, 120 erforderlich wäre. Die beschriebene Kombination hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da sie bei bestmöglichen optischen Eigenschaften sehr einfach realisierbar ist.As already mentioned, the described embodiment determines the position of the channel element 200 in the housing 105 determined in a particularly advantageous manner so that the optical properties in the middle section 230 are ideal, and at the same time the channel element ensures 200 that there is a transition to round connections. A conversion of a round inner or outer cross-section, which is typically at the connections 110 , 120 is used to connect to external connection lines, in a rectangular inner or outer cross-section is thus outside of the duct element 200 not necessary anymore. Through the flexible lines 115 , 125 can at the same time the already mentioned production-related variations, which may lead to a possibly not completely straight course of the canal 205 can lead to be taken into account without tensioning the channel element 200 There would be a risk of a particularly exact positioning of the connections 110 , 120 would be required. The combination described has proven to be particularly advantageous because it can be implemented very easily with the best possible optical properties.

Umgebend um das Kanalelement 200 ist in der Durchflussmesszelle 100 eine Kammer 130 ausgebildet, in welche temperierendes Fluid eingeleitet werden kann. Dies erlaubt eine unmittelbare Temperierung des Kanalelements 200 und damit auch eines durch den Kanal 205 durchfließenden Fluids.Surrounding around the channel element 200 is in the flow cell 100 a chamber 130 formed into which temperature-regulating fluid can be introduced. This allows an immediate temperature control of the channel element 200 and thus also one through the canal 205 flowing fluids.

Insgesamt kann somit durch den Kanal 205 ein Fluid geleitet werden, welches beispielsweise durch den ersten Anschluss 110 eingeleitet und durch den zweiten Anschluss 120 wieder ausgeleitet werden kann, oder umgekehrt. Mittels der bereits mit Bezug auf 1 beschriebenen Kameras 10, 20 und der Lichtquellen 30, 40 ist somit eine Beobachtung von Kristallisationsprozessen möglich, oder es sind auch andere Auswertungen möglich, welche mittels des gezeigten Systems 1 durchgeführt werden können.Overall, therefore, through the channel 205 a fluid can be passed, which for example through the first connection 110 initiated and through the second port 120 can be diverted again, or vice versa. By means of the already referring to 1 described cameras 10 , 20th and the light sources 30th , 40 It is thus possible to observe crystallization processes, or other evaluations are also possible, which are carried out by means of the system shown 1 can be carried out.

3 zeigt einen Teil der Durchflussmesszelle 100 in einer Schnittansicht. Dabei ist insbesondere das erste Halterungselement 310 der Halterung 300 besonders gut zu sehen, wobei auch klar zu erkennen ist, dass der mittlere Abschnitt 230 mit seinem vorliegend quadratischen Außenquerschnitt spielfrei in der ersten Nut 312 des ersten Halterungselements 310 auf genommen ist und ebenfalls spielfrei von dem ersten Balken 314 des Halterungselements 310 von oben kontaktiert wird. Somit ist das Kanalelement 200 in dem ersten Halterungselement 310 spielfrei gehalten. Dies erlaubt eine besonders exakte Positionierung. Es sei erwähnt, dass das zweite Halterungselement 320, welches in 3 nicht dargestellt ist, entsprechend aufgebaut ist und wirkt. 3rd shows part of the flow cell 100 in a sectional view. The first holding element is in particular here 310 the bracket 300 can be seen particularly well, whereby it can also be clearly seen that the middle section 230 with its present square outer cross-section without play in the first groove 312 of the first support element 310 is taken up and also free of play from the first bar 314 of the support element 310 is contacted from above. Thus is the channel element 200 in the first support element 310 kept free of play. This allows particularly precise positioning. It should be mentioned that the second mounting element 320 which is in 3rd is not shown, is constructed accordingly and acts.

Des Weiteren sind in 3 auch drei Sichtfenster zu sehen, nämlich ein zweites Sichtfenster 142, ein drittes Sichtfenster 143 und ein viertes Sichtfenster 144. Diese sind in dem Gehäuse 105 ausgebildet und haben jeweils eine planare Form. In der Durchflussmesszelle 100 ist des Weiteren ein erstes Sichtfenster 141 ausgebildet, welches jedoch in 3 nicht zu sehen ist und erst in den 4 dargestellt ist.Furthermore, in 3rd also see three viewing windows, namely a second viewing window 142 , a third viewing window 143 and a fourth viewing window 144 . These are in the housing 105 and each have a planar shape. In the flow cell 100 is also a first viewing window 141 trained, which, however, in 3rd is not visible and only in the 4th is shown.

Wie in 3 ebenfalls zu sehen ist, weist der mittlere Abschnitt 230 des Kanalelements 200 eine erste Außenfläche 231, eine zweite Außenfläche 232, eine dritte Außenfläche 233 und eine vierte Außenfläche 234 auf. Diese sind jeweils plan ausgebildet, da der mittlere Abschnitt 230 des Kanalelements 200 wie bereits erwähnt einen rechteckigen Außenquerschnitt hat. Die erste Außenfläche 231 ist dabei im zusammengebauten Zustand parallel zum ersten Sichtfenster 141 ausgerichtet. Die zweite Außenfläche 232 ist parallel zum zweiten Sichtfenster 142 ausgerichtet. Die dritte Außenfläche 233 ist parallel zum dritten Sichtfenster 143 ausgerichtet. Die vierte Außenfläche 234 ist parallel zum vierten Sichtfenster 144 ausgerichtet. Durch die parallelen Ausrichtungen von Außenfläche und jeweiligem Sichtfenster wird ein besonders vorteilhafter ungestörter Strahlengang durch die Sichtfenster 141, 142, 143, 144 und den mittleren Abschnitt 230 des Kanalelements 200 erreicht. Ablenkungen von Lichtstrahlen sind aufgrund der parallelen Ausrichtungen nicht zu befürchten. Es hat sich gezeigt, dass gerade diese parallele Ausrichtung durch die gezeigte Ausbildung der Halterung 300 in besonders vorteilhafter Weise realisierbar ist.As in 3rd can also be seen, the middle section 230 of the channel element 200 a first outer surface 231 , a second outer surface 232 , a third outer surface 233 and a fourth outer surface 234 on. These are each flat, as the middle section 230 of the channel element 200 as already mentioned has a rectangular outer cross-section. The first outside surface 231 is in the assembled state parallel to the first viewing window 141 aligned. The second outer surface 232 is parallel to the second viewing window 142 aligned. The third outer surface 233 is parallel to the third viewing window 143 aligned. The fourth outer surface 234 is parallel to the fourth viewing window 144 aligned. The parallel alignments of the outer surface and the respective viewing window result in a particularly advantageous, undisturbed beam path through the viewing window 141 , 142 , 143 , 144 and the middle section 230 of the channel element 200 reached. Deflections of light rays are not to be feared due to the parallel alignments. It has been shown that it is precisely this parallel alignment due to the design of the holder shown 300 can be implemented in a particularly advantageous manner.

4 zeigt die komplette Durchflussmesszelle 100 in einer perspektivischen Ansicht. Dabei ist zu sehen, dass das Gehäuse 105 mit einem Deckel 106 verschlossen ist. Somit ist die Kammer 130 fluiddicht ausgebildet. Der Deckel 106 kann als Bestandteil des Gehäuses 105 verstanden werden. 4th shows the complete flow cell 100 in a perspective view. It can be seen that the housing 105 with a lid 106 is locked. Thus is the chamber 130 fluid-tight. The lid 106 can be used as part of the housing 105 be understood.

In dem Deckel 106 ist das bereits erwähnte erste Sichtfenster 141 ausgebildet. In der Anordnung, welche in 1 gezeigt ist, ist dabei das erste Sichtfenster 141 der ersten Kamera 10 zugewandt, und das zweite Sichtfenster 142 ist der zweiten Kamera 20 zugewandt.In the lid 106 is the already mentioned first viewing window 141 educated. In the arrangement shown in 1 is shown is the first viewing window 141 the first camera 10 facing, and the second viewing window 142 is the second camera 20th facing.

In dem Deckel 106 sind ebenfalls ein Zulauf 132 und ein Ablauf 134 ausgebildet. Dadurch kann wie bereits erwähnt temperierendes Fluid in die Kammer 130 eingeleitet und auch wieder ausgeleitet werden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Temperierung des Kanalelements 200 und damit auch des durch den Kanal 205 strömenden Fluids.In the lid 106 are also an influx 132 and a sequence 134 educated. In this way, as already mentioned, temperature-regulating fluid can enter the chamber 130 initiated and also diverted again. This enables reliable temperature control of the channel element 200 and thus also through the canal 205 flowing fluids.

Der Deckel 106 ist vorliegend abnehmbar, um Wartungsarbeiten im Inneren der Durchflussmesszelle 100 vornehmen zu können.The lid 106 can be removed in the present case for maintenance work inside the flow cell 100 to be able to make.

5 zeigt die Durchflussmesszelle 100 von 4 in einer anderen Ansicht. Dabei hat sich lediglich die Perspektive geändert, so dass auch das dritte Sichtfenster 143 sichtbar ist. 5 shows the flow cell 100 of 4th in another view. Only the perspective has changed, so that the third viewing window 143 is visible.

6 zeigt schematisch einen Ablauf einer Kalibrierung. Bevor die Figur genauer beschrieben werden wird, sollen jedoch allgemeine Aspekte bezüglich der Kalibrierung des Systems 1 erläutert werden. 6th shows schematically a calibration sequence. Before describing the figure in more detail, however, general aspects relating to the calibration of the system should be considered 1 explained.

Besonders erstrebenswert ist es bei dem in 1 dargestellten System 1, mit beiden Kameras 10, 20 ein identisches Volumen des Kanals 205 zeitgleich und automatisiert abzufotografieren. Hierbei kann die zeitgleiche und bevorzugt auch automatisierte Auslösung beider Kameras 10, 20 über eine verwendete Hardware sichergestellt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn beide Kameras 10, 20 mechanisch präzise zueinander ausgerichtet werden, um sicherzustellen, dass das gleiche Volumen des Kanals 205 fotografiert wird. Wie bereits weiter oben erwähnt, können sich die beiden Kameras 10, 20 in ihrem Zoom sowie der Rotation der Bildebene und auch bezüglich ihrer Höhe unterscheiden. Wird der Zoom beispielsweise der zweiten Kamera 20 relativ zum Zoom der ersten Kamera 10 bestimmt, so ergeben sich somit insgesamt vier Freiheitsgrade, deren Werte experimentell zu bestimmen sind. Sobald diese Werte bekannt sind, können beispielsweise entweder die Bilder so umgerechnet werden, dass sie tatsächlich dasselbe Volumen des Kanals 205 abbilden, oder die Kameras 10, 20 können manuell nachjustiert werden, so dass sie dasselbe Volumen beobachten. Letztere Variante erspart einen Rechenaufwand zum Umrechnen der Bilder.It is particularly desirable for the in 1 illustrated system 1 , with both cameras 10 , 20th an identical volume of the canal 205 to be photographed simultaneously and automatically. The simultaneous and preferably also automated triggering of both cameras can be used here 10 , 20th can be ensured via the hardware used. It is advantageous if both cameras 10 , 20th mechanically precisely aligned with one another to ensure that the duct is the same volume 205 is photographed. As already mentioned above, the two cameras 10 , 20th differ in their zoom and the rotation of the image plane and also in terms of their height. For example, if the zoom of the second camera 20th relative to the zoom of the first camera 10 determined, there are thus a total of four degrees of freedom, the values of which are to be determined experimentally. As soon as these values are known, for example either the images can be converted so that they actually have the same volume of the duct 205 picture, or the cameras 10 , 20th can be readjusted manually so that they observe the same volume. The latter variant saves a computational effort to convert the images.

Um entsprechende Parameter zu bestimmen, können beispielsweise zunächst Videos aufgenommen werden, wozu Testpartikel durch den Kanal 205 geleitet werden. Es kann beispielsweise ein äquidistantes Gitter erzeugt werden, in dem Werte für die Parameter des relativen Zooms (vorliegend zweite Kamera 20 relativ zur ersten Kamera 10) sowie für beide Rotationen abgerastert werden. Die Gitterpunkte können beispielsweise systematisch in drei ineinander geschachtelten for-Schleifen durchlaufen werden. Bei jedem Durchlauf, also für jede Konstellation aus drei variierten Parametern, können die einzelnen Bilder entsprechend der aktuellen Kamerakonfiguration umgerechnet werden. Im Detail können die Bilder beispielsweise entgegen dem aktuell untersuchten Rotationswinkel gedreht werden und die Bilder der zweiten Kamera 20 können entsprechend dem aktuell untersuchten Zoomwert gestaucht oder gestreckt werden. Ferner kann ein Schätzwert für die Höhendifferenz der Kameras berechnet werden, um die optimale Kamerakonfiguration beispielsweise über den besten Schätzwert der Höhendifferenz zu bestimmen.In order to determine appropriate parameters, videos can, for example, first be recorded, including test particles through the channel 205 be directed. For example, an equidistant grid can be generated in which values for the parameters of the relative zoom (in this case second camera 20th relative to the first camera 10 ) and scanned for both rotations. The grid points can, for example, be traversed systematically in three nested for loops. With each run, i.e. for each constellation of three varied parameters, the individual images can be converted according to the current camera configuration. In detail, the images can, for example, be rotated against the currently examined angle of rotation and the images from the second camera 20th can be compressed or stretched according to the currently examined zoom value. Furthermore, an estimated value for the height difference of the cameras can be calculated in order to determine the optimal camera configuration, for example via the best estimated value of the height difference.

Bei einer idealen Konfiguration haben die beiden Kameras 10, 20 den gleichen Zoom sowie keine Höhendifferenz zueinander, und der Rotationswinkel der Bildebenen ist gleich null. In diesem Fall haben die Objekte, die in den jeweiligen Bildsätzen zu sehen sind, identische maximale und minimale Koordinaten in vertikaler Richtung, welche im Folgenden auch als z-Richtung bezeichnet wird. Für den Fall, dass die Kameras einen Höhenversatz haben, aber einen identischen Zoom und Rotationswinkel von 0°, haben die maximalen und minimalen Koordinaten von identischen Objekten einen konstanten Versatz, der der Höhendifferenz der Kameras entspricht. In diesem Fall lassen sich identische Partikel anhand ihrer identischen Länge in z-Richtung, also Höhenrichtung, identifizieren.In an ideal configuration, the two have cameras 10 , 20th the same zoom and no height difference from one another, and the angle of rotation of the image planes is zero. In this case have the objects that can be seen in the respective image sets have identical maximum and minimum coordinates in the vertical direction, which is also referred to below as the z-direction. In the event that the cameras have a height offset, but an identical zoom and rotation angle of 0 °, the maximum and minimum coordinates of identical objects have a constant offset, which corresponds to the height difference of the cameras. In this case, identical particles can be identified on the basis of their identical length in the z-direction, i.e. the height direction.

Die Eigenschaften des zweiten Falls werden für die Bestimmung einer Höhendifferenz ausgenutzt. Hierbei kann nach Objekten gesucht werden, die in beiden Bildern eine identische oder zumindest sehr ähnliche Länge in z-Richtung haben. Ist dies der Fall, so wird der Höhenversatz des Objekts in beiden Bildern in einem Histogramm gespeichert. Je mehr Objektpaare einen identischen Höhenversatz aufweisen, desto wahrscheinlicher ist es, dass es sich bei diesem Höhenversatz um den wahren Versatz, also die Höhendifferenz der Kameras 10, 20 handelt.The properties of the second case are used to determine a height difference. It is possible to search for objects that have an identical or at least very similar length in the z-direction in both images. If this is the case, the height offset of the object is stored in a histogram in both images. The more pairs of objects have an identical height offset, the more likely it is that this height offset is the true offset, i.e. the height difference of the cameras 10 , 20th acts.

Die Erzeugung eines Histogramms, welches auch als Kerndichteschätzer bezeichnet werden kann, wird weiter unten mit Bezug auf die 7 bis 16 näher beschrieben werden. In der gezeigten Konfiguration mit drei Objekten ist dabei ein beispielhaftes Vorgehen illustriert, wobei von einem identischen Zoom, Kamerarotationen von 0° sowie einer Höhendifferenz von 100 Pixeln ausgegangen wird. Hierbei wird jede mögliche Objektkombination, also drei mal drei Kombinationen, überprüft. In dem Fall, in welchem beide überprüften Objekte eine identische oder ähnliche Länge in z-Richtung haben, wird auf das existierende Histogramm eine gewichtete Gauß-Verteilung addiert. Diese Verteilung hat vorliegend eine feste Standardabweichung von zehn Pixeln und einen Mittelwert, der dem des Höhenversatzes des Objektpaars entspricht. Es sei verstanden, dass hierbei auch andere Werte möglich sind.The generation of a histogram, which can also be referred to as a kernel density estimator, is described below with reference to the 7th to 16 are described in more detail. In the configuration shown with three objects, an exemplary procedure is illustrated, assuming an identical zoom, camera rotations of 0 ° and a height difference of 100 pixels. Every possible object combination, i.e. three by three combinations, is checked here. In the case in which both checked objects have an identical or similar length in the z-direction, a weighted Gaussian distribution is added to the existing histogram. In the present case, this distribution has a fixed standard deviation of ten pixels and a mean value that corresponds to that of the height offset of the pair of objects. It should be understood that other values are also possible here.

Das illustrierte Prozedere kann für jede Objektkombination wiederholt werden, und das Histogramm kann sukzessive erweitert werden. Wurden alle Objektkombinationen verarbeitet, wird das Maximum des Histogramms gesucht. Die Lage des Maximums ergibt dann den Schätzwert für die Höhendifferenz, welcher der aktuell untersuchten Parameterkombinationen (relativer Zoom, beide Kamerarotationen) zugeordnet wird. Je größer der Maximalwert ist, desto mehr Objektpaare mit identischer Länge in z-Richtung und identischem Höhenversatz wurden identifiziert, und desto besser ist der Schätzwert der Höhendifferenz.The illustrated procedure can be repeated for each combination of objects, and the histogram can be expanded successively. When all object combinations have been processed, the maximum of the histogram is searched for. The position of the maximum then gives the estimated value for the height difference to which of the currently examined parameter combinations (relative zoom, both camera rotations) is assigned. The larger the maximum value, the more object pairs with identical length in the z-direction and identical height offset were identified, and the better the estimated value of the height difference.

Im Rahmen von drei for-Schleifen zur Variation des Zooms und der Kamerarotationen kann also die Parameterkombination gesucht werden, die den größten Maximalwert in den jeweiligen Histogrammen aufweist. Diese Parameterkombination ergibt dann zusammen mit dem zu dem Maximum gehörenden Wert der Höhendifferenz die Schätzwerte für die Kameraparameter.In the context of three for loops for varying the zoom and the camera rotations, the combination of parameters can be searched for which has the greatest maximum value in the respective histograms. This combination of parameters, together with the value of the height difference belonging to the maximum, then results in the estimated values for the camera parameters.

Eine Bestimmung von maximalen und minimalen z-Koordinaten der einzelnen Objekte, welche die Basis für die gesamte Kalibrierungsprozedur bilden, kann mit Ungenauigkeiten behaftet sein. Derartige Ungenauigkeiten können beispielsweise aus der Bildaufnahme und der Bildverarbeitung stammen und bewegen sich im Bereich von typischerweise einigen wenigen Pixeln. Das Vorhandensein solcher Ungenauigkeiten kann die Erstellung des Histogramms im Wesentlichen in zwei Punkten beeinflussen. Zum einen lässt sich ein Höhenversatz zwischen den Objekten in beiden Bildern nur bis zu einer bestimmten Genauigkeit ermitteln. Außerdem sind ermittelte Werte für die Länge der Objekte in z-Richtung ebenfalls fehlerbehaftet.A determination of the maximum and minimum z-coordinates of the individual objects, which form the basis for the entire calibration procedure, can be subject to inaccuracies. Such inaccuracies can originate, for example, from image recording and image processing and typically range from a few pixels. The presence of such inaccuracies can influence the creation of the histogram in two main ways. On the one hand, a height offset between the objects in both images can only be determined up to a certain degree of accuracy. In addition, the values determined for the length of the objects in the z-direction are also subject to errors.

Ein iteratives Update des Histogramms im Sinne von H(dz)=H(dz)+1 ist, unter Vorhandensein von Messungenauigkeiten, in zahlreichen Situationen nur bedingt zielführend, da nicht vollständig zwischen nahe beieinanderliegenden Höhendifferenzen unterschieden werden kann. Beispielsweise kann eine Höhendifferenz von 100 Pixeln anhand eines Objektpaars nicht signifikant von einer Höhendifferenz von 104 Pixeln unterschieden werden. Aus diesem Grund kann vorteilhaft anstelle eines Punktschätzers eine Gauß-Verteilung auf das bereits existierende Histogramm addiert werden, um mögliche Messfehler in der Auswertung zu berücksichtigen.An iterative update of the histogram in the sense of H (dz) = H (dz) +1 is, if there are measurement inaccuracies, only conditionally effective in numerous situations, since it is not possible to completely differentiate between height differences that are close together. For example, a height difference of 100 pixels based on an object pair cannot be significantly differentiated from a height difference of 104 pixels. For this reason, instead of a point estimator, a Gaussian distribution can advantageously be added to the existing histogram in order to take possible measurement errors into account in the evaluation.

Im Rahmen des Histogramm-Updates kann außerdem zwischen Objektpaaren unterschieden werden, deren Längendifferenz zu groß ist, was ein Indiz dafür ist, dass es sich nicht um identische Objekte handelt, oder hinreichend klein ist, was ein Indiz dafür ist, dass es sich um dasselbe Objekt handelt. Diese Unterscheidung kann, bei vorhandenen Messfehlern, typischerweise nicht gänzlich absolut getroffen werden. Aus diesem Grund kann vorteilhafterweise ein Gewichtungsfaktor eingeführt werden, der kleine Längendifferenzen bevorzugt gewichtet, aber auch größere Längendifferenzen zulässt, allerdings mit einem geringeren Gewichtungsfaktor. Ein möglicher Verlauf eines Gewichtungsfaktors ist beispielhaft in 17 dargestellt. Des Weiteren ist in 18 ein beispielhaftes Histogramm dargestellt, welches mit einer optimalen Kombination von Kameraparametern erhalten wurde, und in 19 ist ein beispielhaftes Histogramm dargestellt, welches mit einer falschen Kombination von Kameraparametern erhalten wurde. Es sei nochmal erwähnt, dass anstelle des Begriffs Histogramm auch der Begriff Kerndichteschätzer verwendet werden kann.As part of the histogram update, a distinction can also be made between object pairs whose length difference is too great, which is an indication that they are not identical objects, or are sufficiently small, which is an indication that they are the same Object acts. Typically, this distinction cannot be made absolutely absolutely if there are measurement errors. For this reason, a weighting factor can advantageously be introduced which preferably weights small differences in length, but also allows larger differences in length, but with a lower weighting factor. A possible course of a weighting factor is exemplified in 17th shown. Furthermore, in 18th an exemplary histogram is shown, which was obtained with an optimal combination of camera parameters, and in 19th an exemplary histogram is shown which was obtained with an incorrect combination of camera parameters. It should be mentioned again that the term kernel density estimator can also be used instead of the term histogram.

Nachfolgend wird die Vorgehensweise entsprechend einem möglichen Verfahrensablauf mit Bezug auf 6 beschrieben. Es sei verstanden, dass es sich hierbei lediglich um eine beispielhafte Implementierung handelt und dass dementsprechend auch andere Implementierungen möglich sind.The following is the procedure corresponding to a possible process sequence with reference to 6th described. It should be understood that this is only an exemplary implementation and that other implementations are accordingly also possible.

In Schritt 10 wird zunächst der Vorgang gestartet. In Schritt 12 werden die bereits weiter oben genannten Testvideos geladen. Es werden außerdem Referenzbildpaare erzeugt, wobei jedes Referenzbildpaar ein erstes Referenzbild und ein zweites Referenzbild aufweist. In jedem Referenzbild befinden sich jeweilige Referenzobjekte. Die ersten Referenzbilder entstammen der ersten Kamera 10, die zweiten Referenzbilder entstammen der zweiten Kamera 20. In Schritt 14 werden Gitter für Kamerarotationen und Kamerazooms spezifiziert.In step 10 the process is started first. In step 12th the test videos already mentioned above are loaded. Reference image pairs are also generated, each reference image pair having a first reference image and a second reference image. There are respective reference objects in each reference image. The first reference images come from the first camera 10 , the second reference images come from the second camera 20th . In step 14th grids are specified for camera rotations and camera zooms.

In Raute 20 beginnt zunächst eine Iteration über jede zu verwendende Kamerarotation. In Schritt 22 werden dabei alle Referenzbilder der ersten Kamera 10 sowie der zweiten Kamera 20 gemäß der aktuellen Rotation rotiert. In Schritt 24 werden jeweilige Umrahmungen für alle Referenzobjekte in allen Referenzbildern der zweiten Kamera 20 berechnet. In Schritt 26 werden diese Umrahmungen gespeichert.In diamond 20th first an iteration begins over each camera rotation to be used. In step 22nd all reference images of the first camera are thereby 10 as well as the second camera 20th rotates according to the current rotation. In step 24 become respective frames for all reference objects in all reference images of the second camera 20th calculated. In step 26th these frames are saved.

In Raute 30 beginnt eine Iteration über jede Zoomdifferenz, welche vorliegend in Form eines veränderlichen Zooms der ersten Kamera 10 realisiert ist. In Schritt 32 wird dabei die Auflösung bzw. Skalierung der, mit der aktuellen Kamerarotation rotierten, Bilder der ersten Kamera 10 gemäß der derzeitig vorliegenden Zoomdifferenz angepasst. In Schritt 34 werden Umrahmungen von allen Objekten in den rotierten und skalierten Referenzbildern der ersten Kamera 10 berechnet. In Schritt 36 werden diese Umrahmungen gespeichert.In diamond 30th an iteration begins over each zoom difference, which is present in the form of a variable zoom of the first camera 10 is realized. In step 32 becomes the resolution or scaling of the images of the first camera rotated with the current camera rotation 10 adjusted according to the current zoom difference. In step 34 become frames of all objects in the rotated and scaled reference images of the first camera 10 calculated. In step 36 these frames are saved.

In Raute 38 endet die Iteration über die Kamerazooms, und in Raute 28 endet die Iteration über die Kamerarotation.In diamond 38 the iteration over the camera zoom ends, and in diamond 28 the iteration over the camera rotation ends.

In Raute 40 beginnt eine Iteration über die zweite Rotation der zweiten Kamera 20 und in Raute 50 beginnt eine Iteration über die erste Rotation der ersten Kamera 10. In Raute 60 beginnt des Weiteren eine Iteration über Referenzbildpaare.In diamond 40 begins an iteration over the second rotation of the second camera 20th and in diamond 50 an iteration begins over the first rotation of the first camera 10 . In diamond 60 Furthermore, an iteration over reference image pairs begins.

In Schritt 62 werden maximale und minimale z-Koordinaten aller Objekte in den rotierten zweiten Referenzbildern der zweiten Kamera 20 bestimmt. In Schritt 64 wird ein Kerndichteschätzer als leerer Kerndichteschätzer definiert, welcher anschließend verwendet wird.In step 62 become maximum and minimum z-coordinates of all objects in the rotated second reference images of the second camera 20th certainly. In step 64 a kernel density estimator is defined as an empty kernel density estimator which is subsequently used.

In Raute 70 beginnt eine Iteration über alle Kamerazooms. In Schritt 72 werden alle minimalen und maximalen z-Koordinaten aller Objekte in dem aktuell rotierten und gezoomten Referenzbild der ersten Kamera 10 bestimmt.In diamond 70 starts an iteration over all camera zooms. In step 72 become all minimum and maximum z-coordinates of all objects in the currently rotated and zoomed reference image of the first camera 10 certainly.

In Raute 80 beginnt eine Iteration über jedes Referenzobjekt im zweiten Referenzbild der zweiten Kamera 20. In Schritt 82 werden die Differenzen von den minimalen und maximalen z-Koordinaten des aktuellen Referenzobjekts im aktuellen Referenzbild der zweiten Kamera 20 mit allen minimalen und maximalen z-Koordinaten im aktuellen Referenzbild der ersten Kamera 10 berechnet. In Raute 90 beginnt wiederum eine Iteration über alle Referenzobjekte im aktuellen Referenzbild der ersten Kamera 10.In diamond 80 an iteration begins over each reference object in the second reference image of the second camera 20th . In step 82 the differences from the minimum and maximum z coordinates of the current reference object in the current reference image of the second camera 20th with all minimum and maximum z-coordinates in the current reference image of the first camera 10 calculated. In diamond 90 an iteration begins again over all reference objects in the current reference image of the first camera 10 .

In Schritt 92 werden Abweichungen von Differenzen der minimalen und maximalen z-Koordinaten zwischen derzeitigen Referenzobjekten in den Referenzbildern der ersten Kamera 10 und der zweiten Kamera 20 berechnet. In Schritt 94 wird ein Skalierungsfaktor für die derzeit betrachtete Objektkonfiguration zugewiesen. In Schritt 96 wird eine Gauß-Verteilung definiert, welche die mittlere z-Abweichung als Mittelwert hat. In Schritt 97 wird die Gauß-Verteilung mit dem Skalierungsfaktor multipliziert und wird dann zu der Kerndichtefunktion addiert.In step 92 are deviations from differences in the minimum and maximum z coordinates between current reference objects in the reference images of the first camera 10 and the second camera 20th calculated. In step 94 a scaling factor is assigned for the object configuration currently under consideration. In step 96 a Gaussian distribution is defined which has the mean z-deviation as the mean value. In step 97 the Gaussian distribution is multiplied by the scaling factor and is then added to the kernel density function.

In Raute 98 endet die Iteration über die Referenzobjekte im ersten Referenzbild der ersten Kamera 10. In Raute 88 endet die Iteration über Referenzobjekte im zweiten Referenzbild der zweiten Kamera 20. In Raute 78 endet die Iteration über Kamerazooms.In diamond 98 the iteration over the reference objects ends in the first reference image of the first camera 10 . In diamond 88 the iteration over reference objects ends in the second reference image of the second camera 20th . In diamond 78 ends the iteration over camera zooms.

In Schritt 100 wird der maximale Wert der Kerndichtefunktion bestimmt. In der darunter angezeigten Raute wird zunächst bestimmt, ob dieser Wert F größer ist als der bislang größte gemessene Wert Fmax. Wenn dies nicht der Fall ist („0“), so wird in Raute 125 die Iteration über die Referenzobjektpaare beendet. In Raute 130 wird die Iteration über die erste Rotation der ersten Kamera 10 beendet und in Schritt 140 wird die Iteration über die zweite Rotation der zweiten Kamera 20 beendet. In Schritt 150 wird die ermittelte beste Kamerakonfiguration gespeichert und in Schritt 160 wird der Vorgang beendet.In step 100 the maximum value of the kernel density function is determined. In the diamond displayed below it is first determined whether this value F is greater than the previously largest measured value Fmax. If this is not the case ("0"), there is a diamond 125 the iteration over the reference object pairs is ended. In diamond 130 becomes the iteration over the first rotation of the first camera 10 finished and in step 140 becomes the iteration over the second rotation of the second camera 20th completed. In step 150 the determined best camera configuration is saved and in step 160 the process is ended.

Ist bei der oben genannten Entscheidungsraute nach Schritt 100 der maximale Wert jedoch größer als der bislang gemessene größte Wert („1“), so wird der bislang größte gemessene maximale Wert Fmax als der eben gemessene maximale Wert gesetzt, in Schritt 110 werden die derzeitigen Kameraorientierungen bzw. Kamerarotationen gespeichert und in Schritt 120 werden der beste Kamerazoom und die optimale Differenz von z-Koordinaten zwischen beiden Kameras 10, 20 identifiziert. Anschließend fährt der Prozess wie eben beschrieben mit Raute 125 fort.Is after step at the above decision diamond 100 However, if the maximum value is greater than the largest value measured so far ("1"), then the largest measured maximum value Fmax is set as the maximum value just measured, in step 110 the current camera orientations or camera rotations are saved and in step 120 become the best camera zoom and the optimal difference in z-coordinates between the two cameras 10 , 20th identified. Then the process continues as just described with a diamond 125 away.

In den 7 bis 16 wird nachfolgend näher beschrieben, wie anhand von zwei Referenzbildern eines Referenzbildpaars, also eines in der jeweiligen Figur a) dargestellten ersten Referenzbilds und eines in der jeweiligen Figur b) dargestellten zweiten Referenzbilds, anhand von darin enthaltenen drei Referenzobjekten 1, 2, 3 ein Kerndichteschätzer mehrfach aktualisiert werden kann, um damit eine Höhendifferenz zu bestimmen. Die Referenzobjekte 1, 2, 3 werden nachfolgend auch zur Vereinfachung als Objekte bezeichnet. In 7a) und 7b) sind dabei die Referenzobjekte mit jeweiligen gestrichelt eingezeichneten Umrahmungen dargestellt, welche zur Bestimmung der jeweiligen Ausdehnung des jeweiligen Objekts in der ebenfalls eingezeichneten z-Richtung verwendet werden können. Vorliegend handelt es sich dabei um einen simulierten Bildsatz mit jeweils drei Objekten, wobei der Datensatz vorliegend mit identischem Kamerazoom, Rotationen der beiden Kameras 10, 20 von jeweils 0° sowie mit einem Höhenversatz von 100 Pixeln simuliert ist.In the 7th to 16 is described in more detail below, using two reference images of a reference image pair, that is, a first reference image shown in the respective figure a) and a second reference image shown in the respective figure b), based on three reference objects contained therein 1 , 2 , 3rd a kernel density estimator can be updated several times in order to determine an altitude difference. The reference objects 1 , 2 , 3rd are also referred to below as objects for the sake of simplicity. In 7a) and 7b) the reference objects are shown with respective frames drawn in dashed lines, which can be used to determine the respective extent of the respective object in the z-direction also drawn in. In the present case, this is a simulated image set with three objects each, the data set in the present case with an identical camera zoom, rotations of the two cameras 10 , 20th of 0 ° each and with a height offset of 100 pixels is simulated.

Bei den 8 bis 16 ist jeweils noch in der jeweiligen c) der jeweils erzeugte Kerndichteschätzer angegeben, welcher beispielsweise auch als Histogramm bezeichnet werden kann.Both 8th to 16 is still in the respective c ) indicates the generated kernel density estimator, which can also be referred to as a histogram, for example.

Bei 8 wird das Objekt 1 des ersten Referenzbilds mit dem Objekt 1 des zweiten Referenzbilds verglichen. Ersteres hat eine Länge von 226 Pixeln, Zweiteres hat eine Länge von 277 Pixeln. Beide Objekte weisen somit eine deutlich unterschiedliche Länge auf, daher kann es sich bei korrekter Kamerakonfiguration nicht um dasselbe Objekt handeln. Somit erfolgt keine Aktualisierung des Kerndichteschätzers.At 8th becomes the object 1 of the first reference image with the object 1 of the second reference image compared. The former has a length of 226 pixels, the latter has a length of 277 pixels. Both objects therefore have a significantly different length, which is why they cannot be the same object if the camera configuration is correct. Thus, the kernel density estimator is not updated.

Bei 9 wird Objekt 1 des ersten Referenzbilds mit Objekt 2 des zweiten Referenzbilds verglichen. Beide Objekte weisen eine Länge von jeweils 226 Pixeln auf. Diese ist identisch, so dass es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um dasselbe Objekt handelt. Der ebenfalls eingezeichnete Versatz, welcher in dieser und den nachfolgenden Figuren mit v bezeichnet wird, beträgt +100 Pixel. Dementsprechend wird der Kerndichteschätzer mit einer Gauß-Funktion aktualisiert, welche ein Maximum bei 100 Pixeln hat.At 9 becomes an object 1 of the first reference image with object 2 of the second reference image compared. Both objects have a length of 226 pixels each. This is identical, so it is very likely that it is the same object. The offset, which is also drawn in, which is designated by v in this and the following figures, is +100 pixels. Accordingly, the kernel density estimator is updated with a Gaussian function, which has a maximum at 100 pixels.

Bei 10 wird das Objekt 1 des ersten Referenzbilds mit Objekt 3 des zweiten Referenzbilds verglichen. Ersteres weist eine Länge von 226 Pixeln auf, Zweiteres weist eine Länge von 230 Pixeln auf. Sie weisen somit eine ähnliche Länge auf und haben einen Versatz von +498 Pixeln. Der Unterschied von vier Pixeln in der Länge könnte auch aufgrund einer ungenauen Bildverarbeitung entstanden sein. Es erfolgt somit eine Aktualisierung des Kerndichteschätzers mit einer gewichteten Gauß-Verteilung, deren Maximum bei 498 Pixeln liegt und welche mit einem Faktor von 0,841 gewichtet wird, um der schlechteren Passung der Längen Rechnung zu tragen.At 10 becomes the object 1 of the first reference image with object 3rd of the second reference image compared. The former has a length of 226 pixels, the latter has a length of 230 pixels. They are therefore of a similar length and have an offset of +498 pixels. The four-pixel difference in length could also be due to inaccurate image processing. The kernel density estimator is thus updated with a weighted Gaussian distribution, the maximum of which is 498 pixels and which is weighted with a factor of 0.841 in order to take account of the poorer fit of the lengths.

Bei 11 wird Objekt 2 des ersten Referenzbilds mit Objekt 1 des zweiten Referenzbilds verglichen. Ersteres weist eine Länge von 230 Pixeln auf, Zweiteres weist eine Länge von 277 Pixeln auf. Beide Objekte weisen somit eine deutlich unterschiedliche Länge auf, daher kann es sich bei korrekter Kamerakonfiguration nicht um dasselbe Objekt handeln. Es erfolgt somit keine Aktualisierung des Kerndichteschätzers.At 11 becomes an object 2 of the first reference image with object 1 of the second reference image compared. The former has a length of 230 pixels, the latter has a length of 277 pixels. Both objects therefore have a significantly different length, which is why they cannot be the same object if the camera configuration is correct. The kernel density estimator is therefore not updated.

Bei 12 wird Objekt 2 des ersten Referenzbilds mit Objekt 2 des zweiten Referenzbilds verglichen. Beide Objekte weisen eine ähnliche Länge auf, und zwar mit einem Versatz von -298 Pixeln. Der Unterschied in der Länge von vier Pixeln könnte auch aufgrund einer ungenauen Bildverarbeitung entstanden sein. Es erfolgt somit eine Aktualisierung des Kerndichteschätzers mit einer gewichteten Gauß-Verteilung, deren Maximum bei -298 Pixeln liegt, und welche mit einem Gewichtungsfaktor von 0,841 multipliziert wurde, um der schlechteren Passung der Längen Rechnung zu tragen.At 12th becomes an object 2 of the first reference image with object 2 of the second reference image compared. Both objects are of similar length with an offset of -298 pixels. The four-pixel length difference could also be due to inaccurate image processing. The kernel density estimator is thus updated with a weighted Gaussian distribution, the maximum of which is -298 pixels, and which was multiplied by a weighting factor of 0.841 in order to take account of the poorer fit of the lengths.

Bei 13 wird Objekt 2 des ersten Referenzbilds mit Objekt 3 des zweiten Referenzbilds verglichen. Beide Objekte weisen eine identische Länge von 230 Pixeln auf. Der Versatz beträgt +100 Pixel. Somit erfolgt eine Aktualisierung des Kerndichteschätzers mit einer Gauß-Funktion, deren Maximum bei +100 Pixeln liegt und welche nicht mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert wurde.At 13th becomes an object 2 of the first reference image with object 3rd of the second reference image compared. Both objects have an identical length of 230 pixels. The offset is +100 pixels. The kernel density estimator is thus updated with a Gaussian function, the maximum of which is +100 pixels and which has not been multiplied by a weighting factor.

Bei 14 wird Objekt 3 des ersten Referenzbilds mit Objekt 1 des zweiten Referenzbilds verglichen. Beide Objekte weisen eine identische Länge von 277 Pixeln auf, wobei der Versatz +100 Pixel beträgt. Es erfolgt somit eine Aktualisierung des Kerndichteschätzers mit einer Gauß-Funktion, welche nicht skaliert ist und ein Maximum bei +100 Pixeln hat.At 14th becomes an object 3rd of the first reference image with object 1 of the second reference image compared. Both objects have an identical length of 277 pixels, with an offset of +100 pixels. The kernel density estimator is thus updated with a Gaussian function, which is not scaled and has a maximum of +100 pixels.

Bei 15 wird Objekt 3 des ersten Referenzbilds mit Objekt 2 des zweiten Referenzbilds verglichen. Ersteres weist eine Länge von 277 Pixeln auf, Zweiteres weist eine Länge von 226 Pixeln auf. Beide Objekte weisen somit eine deutlich unterschiedliche Länge auf, daher kann es sich bei korrekter Kamerakonfiguration nicht um dasselbe Objekt handeln. Es erfolgt somit keine Aktualisierung des Kerndichteschätzers.At 15th becomes an object 3rd of the first reference image with object 2 of the second reference image compared. The former has a length of 277 pixels, the latter has a length of 226 pixels. Both objects therefore have a significantly different length, so it can be at correct camera configuration are not the same object. The kernel density estimator is therefore not updated.

Bei 16 wird Objekt 3 des ersten Referenzbilds mit Objekt 3 des zweiten Referenzbilds verglichen. Ersteres weist eine Länge von 277 Pixeln auf, Zweiteres weist eine Länge von 230 Pixeln auf. Beide Objekte weisen somit eine deutlich unterschiedliche Länge auf, daher kann es sich bei korrekter Kamerakonfiguration nicht um dasselbe Objekt handeln. Es erfolgt somit keine Aktualisierung des Kerndichteschätzers.At 16 becomes an object 3rd of the first reference image with object 3rd of the second reference image compared. The former has a length of 277 pixels, the latter has a length of 230 pixels. Both objects therefore have a significantly different length, which is why they cannot be the same object if the camera configuration is correct. The kernel density estimator is therefore not updated.

Wie aus 16c) deutlich hervorgeht, liegt der größte Wert im Kerndichteschätzer bei +100 Pixeln. Für die eingangs erwähnte Kamerakonfiguration einer Zoomdifferenz von 0 und jeweiliger Rotationen von 0° wurde somit korrekt eine Höhendifferenz von +100 Pixeln ermittelt, und zwar wie ebenfalls aus 16c) zu sehen ist mit einem maximalen Wert der Kerndichtefunktion von 0,12.How out 16c ) clearly shows, the largest value in the kernel density estimator is +100 pixels. For the camera configuration mentioned at the beginning of a zoom difference of 0 and respective rotations of 0 °, a height difference of +100 pixels was thus correctly determined, as also from 16c ) can be seen with a maximum value of the kernel density function of 0.12.

Eine sinnvolle Vorgehensweise zur Ermittlung von tatsächlicher vorhandener Höhendifferenz, Rotationen und Zoomdifferenz der beiden Kameras 10, 20 des Systems 1, welches in 1 dargestellt ist, kann dabei insbesondere der Gestalt erfolgen, dass über jeweilige vorgegebene Werte von erster Rotation, zweiter Rotation und Zoomdifferenz iteriert wird und jeweils wie mit Bezug auf die 7 bis 16 beschrieben eine zugeordnete Höhendifferenz ermittelt wird. Dabei kann jeweils ein Referenzbildpaar verwendet werden, oder es können auch jeweils mehrere Referenzbildpaare verwendet werden. Diejenige Höhendifferenz, welche mit dem größten Wert des Kerndichteschätzers ermittelt wurde, wird dann als die tatsächlich vorhandene Höhendifferenz angenommen, und die zugehörigen Werte von erster Rotation, zweiter Rotation und Zoomdifferenz werden ebenfalls als die jeweiligen tatsächlichen Werte des Systems 1 angenommen. Dies hat sich für typische Konfigurationen als sinnvolle und zuverlässige Vorgehensweise erwiesen. Es kann dann beispielsweise eine manuelle Justage zur Korrektur von Rotationen, Zoomdifferenz und Höhendifferenz erfolgen, so dass beide Kameras 10, 20 tatsächlich das gleiche Volumen sehen, oder es kann mit den ermittelten Werten ohne Veränderung des physikalischen Aufbaus gemessen werden und die ermittelten Werte können als Kalibrierung verwendet werden, welche bei einer anschließenden rechnerischen Auswertung berücksichtigt wird. Beispielsweise können Bilder entsprechend der ermittelten Rotationen gedreht werden und entsprechend der ermittelten Zoomdifferenz skaliert werden. Ebenso kann die Höhendifferenz durch Verschieben des jeweiligen Bilds in z-Richtung berücksichtigt werden.A sensible procedure for determining the actual height difference, rotations and zoom difference between the two cameras 10 , 20th of the system 1 which is in 1 is shown, can in particular take the form that iterated over respective predetermined values of the first rotation, second rotation and zoom difference and in each case as with reference to the 7th to 16 described an associated altitude difference is determined. One reference image pair can be used in each case, or several reference image pairs can also be used in each case. That height difference which was determined with the greatest value of the kernel density estimator is then assumed to be the actually existing height difference, and the associated values of the first rotation, second rotation and zoom difference are also used as the respective actual values of the system 1 accepted. This has proven to be a sensible and reliable approach for typical configurations. For example, a manual adjustment to correct rotations, zoom difference and height difference can then take place, so that both cameras 10 , 20th actually see the same volume, or it can be measured with the determined values without changing the physical structure and the determined values can be used as a calibration, which is taken into account in a subsequent computational evaluation. For example, images can be rotated according to the determined rotations and scaled according to the determined zoom difference. The height difference can also be taken into account by shifting the respective image in the z-direction.

In vereinfachter Form ist die beschriebene Vorgehensweise in 20 schematisch dargestellt, welche weiter unten näher beschrieben werden wird.The procedure described in 20th shown schematically, which will be described in more detail below.

17 zeigt, wie bereits weiter oben erwähnt, eine Funktion eines Gewichtungsfaktors p in Abhängigkeit von einer Längendifferenz Δz beider Objekte. Diese wurde beispielsweise bei dem mit Bezug auf die 7 bis 16 beschriebenen Vorgehen verwendet. Dabei ist zu erkennen, dass der Gewichtungsfaktor umso höher ist, je geringer die Längendifferenz Δz der Objekte ist. Je größer die Längendifferenz ist, desto kleiner ist der Gewichtungsfaktor, und desto weniger wird somit die entsprechend erzeugte Gauß-Funktion zum Gesamtergebnis beitragen. 17th shows, as already mentioned above, a function of a weighting factor p as a function of a length difference Δz of the two objects. This was for example the case with reference to the 7th to 16 described procedure is used. It can be seen that the weighting factor is higher, the smaller the length difference Δz of the objects. The greater the difference in length, the smaller the weighting factor, and the less the correspondingly generated Gaussian function will contribute to the overall result.

18 zeigt beispielhaft einen Kerndichteschätzer bei einer Kombination von Werten, also Rotationen und Zoomdifferenz, welche zu einer klar erkennbaren Höhendifferenz führen. Angesichts des eindeutigen Maximums ist davon auszugehen, dass die verwendeten Werte gut oder gar ideal sind. 19 demgegenüber zeigt beispielhaft einen Kerndichteschätzer für schlecht passende Werte, wobei kein ausgeprägtes Maximum erkennbar ist. Die Werte sollten somit nicht verwendet werden. 18th shows an example of a kernel density estimator with a combination of values, i.e. rotations and zoom differences, which lead to a clearly recognizable height difference. In view of the clear maximum, it can be assumed that the values used are good or even ideal. 19th in contrast, shows an example of a kernel density estimator for poorly fitting values, with no pronounced maximum being discernible. The values should therefore not be used.

20 zeigt einen typischen Verfahrensablauf zur Kalibrierung gemäß einem im Vergleich zu 6 abgewandelten Ausführungsbeispiel. 20th shows a typical method sequence for calibration according to a compared to FIG 6th modified embodiment.

In Raute 10 startet dabei eine Iteration über vorgegebene Werte der ersten Rotation. In Raute 20 startet eine Iteration über vorgegebene Werte der zweiten Rotation. In Raute 30 startet eine Iteration über vorgegebene Werte der Zoomdifferenz. Die Iterationen können dabei beispielsweise jeweils von einem vorgegebenen Minimalwert zu einem vorgegebenen Maximalwert verlaufen, und zwar mit einem vorgegebenen Abstand zwischen jeweils benachbarten Werten. Auch andere Ausführungen sind hierbei jedoch möglich.In diamond 10 starts an iteration over specified values of the first rotation. In diamond 20th starts an iteration over specified values of the second rotation. In diamond 30th starts an iteration over specified values of the zoom difference. The iterations can, for example, each run from a predetermined minimum value to a predetermined maximum value, specifically with a predetermined distance between adjacent values. However, other designs are also possible here.

In Schritt 40 wird für jede aktuelle Kombination aus erster Rotation, zweiter Rotation und Zoomdifferenz eine Anzahl von einem oder mehreren Referenzbildpaaren erzeugt, wobei jedes Referenzbildpaar ein jeweiliges erstes Referenzbild und ein jeweiliges zweites Referenzbild aufweist. Für alle Referenzbildpaare wird dann in Schritt 42 eine Vorgehensweise entsprechend derjenigen, welche mit Bezug auf die 7 bis 16 erläutert wurde, ausgeführt. Dabei sei erwähnt, dass der Kerndichteschätzer grundsätzlich über mehrere Referenzbildpaare aktualisiert werden kann, und dass die beschriebene Vorgehensweise für eine beliebige Anzahl von jeweiligen Objekten angepasst werden kann.In step 40 a number of one or more reference image pairs is generated for each current combination of first rotation, second rotation and zoom difference, each reference image pair having a respective first reference image and a respective second reference image. For all reference image pairs, step 42 a procedure similar to that described with reference to the 7th to 16 has been explained. It should be mentioned here that the kernel density estimator can in principle be updated over several reference image pairs, and that the procedure described can be adapted for any number of respective objects.

In Schritt 44 wird anschließend das Maximum des Kerndichteschätzers ermittelt, und der zugehörige Wert auf der horizontalen Achse wird als Höhendifferenz ermittelt, welche zu der Kombination aus erster Rotation, zweiter Rotation und Zoomdifferenz gehört.In step 44 the maximum of the kernel density estimator is then determined, and the associated value on the horizontal axis is determined as the height difference which belongs to the combination of first rotation, second rotation and zoom difference.

In den Rauten 38, 28 und 18 enden die jeweiligen Iterationen. Wenn alle Iterationen durchgeführt sind, wird in Schritt 50 ermittelt, welche der Höhendifferenzen mit dem größten Absolutwert des Kerndichteschätzers ermittelt wurde. Die zugehörige Kombination aus erster Rotation, zweiter Rotation, Zoomdifferenz und Höhendifferenz bildet somit eine Kalibrierung des Systems. Diese Vorgehensweise hat sich für typische Konfigurationen als sehr zuverlässig erwiesen, d.h. sie ermittelt in nahezu allen denkbaren Konstellationen die korrekten Werte für erste Rotation, zweite Rotation, Zoomdifferenz und Höhendifferenz.In the diamonds 38 , 28 and 18th the respective iterations end. When all iterations have been performed, step 50 determines which of the height differences was determined with the greatest absolute value of the kernel density estimator. The associated combination of first rotation, second rotation, zoom difference and height difference thus forms a calibration of the system. This procedure has proven to be very reliable for typical configurations, ie it determines the correct values for first rotation, second rotation, zoom difference and height difference in almost all conceivable constellations.

Es sei verstanden, dass die hier gezeigte Vorgehensweise auch abgeändert werden kann, und dass insbesondere Variationen in der tatsächlichen Implementierung der Verfahrensführung möglich sind, welche nicht aus dem Schutzbereich der Ansprüche herausführen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die gleiche Wirkung oder das gleiche Ergebnis erreicht werden.It should be understood that the procedure shown here can also be modified, and that in particular variations in the actual implementation of the method management are possible, which do not lead out of the scope of protection of the claims. This is especially true if the same effect or the same result is achieved.

Erwähnte Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies technisch sinnvoll ist. Das hierin beschriebene Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden, dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.Mentioned steps of the method described herein can be carried out in the order given. However, they can also be carried out in a different order if this is technically sensible. The method described herein can be carried out in one of its embodiments, for example with a specific combination of steps, in such a way that no further steps are carried out. In principle, however, further steps can also be carried out, including those which are not mentioned.

Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.It should be pointed out that features can be described in combination in the claims and in the description, for example to facilitate understanding, although these can also be used separately from one another. The person skilled in the art recognizes that such features can also be combined with other features or combinations of features independently of one another.

Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.References back in subclaims can identify preferred combinations of the respective features, but do not exclude other combinations of features.

Claims (18)

Durchflussmesszelle (100), aufweisend - ein Gehäuse (105), in welchem zumindest ein erstes Sichtfenster (141), ein erster Anschluss (110) und ein zweiter Anschluss (120) ausgebildet sind, - ein Kanalelement (200), welches eine erste Öffnung (215) und eine zweite Öffnung (225) sowie einen zwischen diesen Öffnungen (215, 225) durchgängigen Kanal (205) für zumindest ein Fluid aufweist, und - eine Halterung (300), - wobei das Kanalelement (200) entlang des Kanals (205) in einen ersten Endabschnitt (210), einen mittleren Abschnitt (230) und einen zweiten Endabschnitt (220) unterteilt ist, - wobei der mittlere Abschnitt (230) einen rechteckigen Außenquerschnitt aufweist und optisch transparent ausgebildet ist, - wobei der erste Endabschnitt (210) und der zweite Endabschnitt (220) jeweils einen runden Außenquerschnitt aufweisen, - wobei die erste Öffnung (215) im ersten Endabschnitt (210) ausgebildet ist und mit dem ersten Anschluss (110) verbunden ist, und wobei die zweite Öffnung (225) im zweiten Endabschnitt (220) ausgebildet ist und mit dem zweiten Anschluss (120) verbunden ist, - wobei die Halterung (300) mit dem Gehäuse (105) und mit dem Kanalelement (200) verbunden ist, um das Kanalelement (200) am Gehäuse (105) zu befestigen, und zwar derart, dass das Gehäuse (105) das Kanalelement (200) umgibt und eine erste Außenfläche (231) des mittleren Abschnitts (230) parallel zum ersten Sichtfenster (141) ausgerichtet ist.Flow measuring cell (100), having - A housing (105) in which at least a first viewing window (141), a first connection (110) and a second connection (120) are formed, - A channel element (200) which has a first opening (215) and a second opening (225) as well as a channel (205) for at least one fluid extending between these openings (215, 225), and - a bracket (300), - wherein the channel element (200) is divided along the channel (205) into a first end section (210), a middle section (230) and a second end section (220), - wherein the middle section (230) has a rectangular outer cross-section and is optically transparent, - wherein the first end section (210) and the second end section (220) each have a round outer cross-section, - wherein the first opening (215) is formed in the first end section (210) and is connected to the first connection (110), and wherein the second opening (225) is formed in the second end section (220) and with the second connection (120 ) connected is, - The holder (300) being connected to the housing (105) and to the channel element (200) in order to fasten the channel element (200) to the housing (105) in such a way that the housing (105) supports the channel element ( 200) and a first outer surface (231) of the central section (230) is aligned parallel to the first viewing window (141). Durchflussmesszelle (100) nach Anspruch 1, - wobei in dem Gehäuse (105) ferner ein zweites Sichtfenster (142) ausgebildet ist, und - wobei eine zweite Außenfläche (232) des mittleren Abschnitts (230) parallel zum zweiten Sichtfenster (142) ausgerichtet ist.Flow cell (100) Claim 1 - wherein a second viewing window (142) is also formed in the housing (105), and - wherein a second outer surface (232) of the central section (230) is aligned parallel to the second viewing window (142). Durchflussmesszelle (100) nach Anspruch 2, - wobei das erste Sichtfenster (141) und das zweite Sichtfenster (142) rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind, und/oder - wobei das erste Sichtfenster (141) und das zweite Sichtfenster (142) entlang des Kanals (205) gesehen überlappend angeordnet sind.Flow cell (100) Claim 2 - wherein the first viewing window (141) and the second viewing window (142) are aligned at right angles to one another, and / or - wherein the first viewing window (141) and the second viewing window (142) are arranged overlapping when seen along the channel (205). Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Durchflussmesszelle (100) eine erste Leitung (115) und eine zweite Leitung (125) aufweist, - wobei die erste Öffnung (215) mittels der ersten Leitung (115) mit dem ersten Anschluss (110) verbunden ist und wobei die zweite Öffnung (225) mittels der zweiten Leitung (125) mit dem zweiten Anschluss (120) verbunden ist.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - wherein the flow measuring cell (100) has a first line (115) and a second line (125), - wherein the first opening (215) is connected to the first connection (110) by means of the first line (115) and wherein the second opening (225) is connected to the second connection (120) by means of the second line (125). Durchflussmesszelle (100) nach Anspruch 4, - wobei die erste Leitung (115) eine flexible Leitung ist, und/oder . wobei die zweite Leitung (125) eine flexible Leitung ist.Flow cell (100) Claim 4 - wherein the first line (115) is a flexible line, and / or. wherein the second conduit (125) is a flexible conduit. Durchflussmesszelle (100) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, - wobei die erste Leitung (115) an dem ersten Endabschnitt (210) befestigt und/oder auf den ersten Endabschnitt (210) aufgestülpt ist, und/oder - wobei die zweite Leitung (125) an dem zweiten Endabschnitt (220) befestigt und/oder auf den zweiten Endabschnitt (220) aufgestülpt ist.Flow measuring cell (100) according to one of the Claims 4 or 5 - wherein the first line (115) is attached to the first end section (210) and / or is turned up onto the first end section (210), and / or - wherein the second line (125) is attached to the second end section (220) and / or is turned up on the second end section (220). Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Sichtfenster (141, 142) und/oder die Außenflächen (231, 232) des mittleren Abschnitts (230) plan ausgebildet sind.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - wherein the viewing windows (141, 142) and / or the outer surfaces (231, 232) of the central section (230) are planar. Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Gehäuse (105) fluiddicht ausgebildet ist und eine das Kanalelement (200) umgebende Kammer (130) ausbildet.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - The housing (105) being fluid-tight and forming a chamber (130) surrounding the channel element (200). Durchflussmesszelle (100) nach Anspruch 8, - wobei das Gehäuse (105) einen Zulauf (132) und einen Ablauf (134) zur Durchleitung von temperierendem Fluid durch die Kammer (130) aufweist.Flow cell (100) Claim 8 - The housing (105) having an inlet (132) and an outlet (134) for the passage of temperature-regulating fluid through the chamber (130). Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Kanal (205) geradlinig ausgebildet ist.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - wherein the channel (205) is straight. Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der mittlere Abschnitt (230) einen rechteckigen Innenquerschnitt aufweist, und/oder - wobei der erste Endabschnitt (210) und der zweite Endabschnitt (220) jeweils einen runden Innenquerschnitt aufweisen.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - wherein the middle section (230) has a rectangular inner cross-section, and / or - wherein the first end section (210) and the second end section (220) each have a round inner cross-section. Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Kanalelement (200) einstückig und/oder vollständig optisch transparent ausgebildet ist.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - wherein the channel element (200) is formed in one piece and / or completely optically transparent. Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Halterung (300) am Kanalelement (200) ausschließlich den mittleren Abschnitt (230) kontaktiert.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - The holder (300) on the channel element (200) only making contact with the central section (230). Durchflussmesszelle (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Halterung (300) ein erstes Halterungselement (310) und ein zweites Halterungselement (320) aufweist, welche entlang des Kanals (205) voneinander beabstandet sind.Flow measuring cell (100) according to one of the preceding claims, - wherein the holder (300) has a first holder element (310) and a second holder element (320) which are spaced apart from one another along the channel (205). Durchflussmesszelle (100) nach Anspruch 14, - wobei das erste Halterungselement (310) und das zweite Halterungselement (320) jeweils quer zum Kanal (205) planar ausgebildet sind.Flow cell (100) Claim 14 - wherein the first holding element (310) and the second holding element (320) are each designed in a planar manner transversely to the channel (205). Durchflussmesszelle (100) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, - wobei das erste Halterungselement (310) und das zweite Halterungselement (320) jeweils gitterartig ausgebildet sind.Flow measuring cell (100) according to one of the Claims 14 or 15th - wherein the first holding element (310) and the second holding element (320) are each designed like a grid. Durchflussmesszelle (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, - wobei das erste Halterungselement (310) und das zweite Halterungselement (320) eine jeweilige Nut (312, 322) aufweisen, - wobei die jeweilige Nut (312, 322) den mittleren Abschnitt (230) dreiseitig kontaktierend aufnimmt.Flow measuring cell (100) according to one of the Claims 14 to 16 - wherein the first holding element (310) and the second holding element (320) have a respective groove (312, 322), - wherein the respective groove (312, 322) receives the middle section (230) in three-sided contacting manner. Durchflussmesszelle (100) nach Anspruch 17, - wobei das erste Halterungselement (310) und das zweite Halterungselement (320) einen jeweiligen Balken (314, 324) aufweisen, welcher die Nut (312, 322) abdeckt, so dass der mittlere Abschnitt (230) jeweils allseitig kontaktierend aufgenommen ist.Flow cell (100) Claim 17 - wherein the first holding element (310) and the second holding element (320) have a respective bar (314, 324) which covers the groove (312, 322) so that the middle section (230) is received in a contacting manner on all sides.
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