DE3688380T2

DE3688380T2 - Verfahren zur messung des lichtabsorptionsvermoegens eines fluessigkeitsmediums.

Info

Publication number: DE3688380T2
Application number: DE8686201107T
Authority: DE
Inventors: Ray W Chrisman; Richard D Mclachlan
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1985-06-25
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2006-06-25
Also published as: EP0206433A2; US4829186A; EP0206433A3; CA1273223A; DE3688380D1; JPS622138A; EP0206433B1

Description

Diese Erfindung betrifft die Messung von Konzentrationen lichtabsorbierender Bestandteile von Fluidmedien. Sie eignet sich insbesondere für in-situ-Analysen von Medien, die sich durch hohes Absorptionsvermögen auszeichnen.
Die Absorptionsspektroskopie im ultravioletten (UV) Wellenlängenbereich ist eine weitverbreitet verwendete Methode für die Analyse organischer Materialien, die UV-Strahlung absorbieren. Aufgrund der hohen Absorptionsvermögen (d. h. großer Extinktionskoeffizienten) von UV-absorbierenden Verbindungen werden Absorptionsmessungen üblicherweise an mit UV-transparenten Lösungsmitteln verdünnten Proben durchgeführt. Üblicherweise werden Verdünnungsfaktoren von 100 bis 10.000 in Verbindung mit Absorptionszellen verwendet, die Weglängen von 1 mm bis 10 cm besitzen. Die Absorptionsmessungen von unverdünnten Proben würde die Verwendung von Zellen mit Weglängen der Größenordnung von 1 Mikrometer erfordern. Die Notwendigkeit, entweder die Probe zu verdünnen oder Absorptionszellen mit ungünstig kurzen Weglängen zu verwenden, hat die Anwendung der UV-Absorptionsspektroskopie für eine in-situ-Analyse bei chemischen Prozessen stark behindert.
Spenner et al. haben in ihrem Beitrag für die First International Conference on Optical Fibre Sensors, London, 26. bis 28. April 1983, Seiten 96 bis 99, die Verwendung eines Sensors, der ein Gehäuse, ein Prisma und zwei optische Fasern enthält, bei der Bestimmung der Konzentration eines lichtabsorbierenden Bestandteils in einem Fluidmedium vorgeschlagen.
Weiterhin ist aus FR-A-2,317,628 bekannt, daß eine Ausgangsfaser in n Bahnen geteilt werden kann, die zu n Meßmitteln führen.
Die in diesen Dokumenten des Standes der Technik beschriebenen Merkmale können beim Verfahren gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden. Unter Bezugnahme auf die Figuren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von mindestens einem lichtabsorbierenden Bestandteil in einem Fluidmedium 24, wobei das Verfahren umfaßt:
(a) Eintauchen einer Sonde 1, an deren einem Ende sich ein Prisma 9 befindet, in das Medium 24, wobei das Prisma 9 einen größeren Brechungsindex als den des Mediums 24 und mindestens zwei winkelverschobene, benachbarte Flächen z. B. 13, 14, 15 in Kontakt mit dem Medium 24 besitzt,
(b) Leiten von Licht aus einer Quelle 16 zum Prisma 9, wobei das Licht mindestens eine Wellenlänge, die von dem Bestandteil absorbiert werden kann, und mindestens eine weitere Wellenlänge, die nicht von dem Bestandteil absorbiert werden kann, enthält und unter einem solchen Einfallswinkel in das Prisma 9, daß es innerhalb des Prismas 9 vollständig intern reflektiert wird, und danach aus der Sonde 1 durch ihr anderes Ende nach außen geleitet wird,
(c) Messen der Intensität des reflektierten Lichts von jeder der Wellenlängen, um ein Verhältnis zwischen ihnen zu erhalten, und
(d) Vergleichen des so erhaltenen Verhältnisses mit entsprechenden Verhältnissen, die durch Anwendung der Schritte (a), (b) und (c) auf Kalibrierungsmedien erhalten werden, die gleich wie das Fluidmedium 24 sind, aber verschiedene bekannte Konzentrationen des Bestandteils enthalten.
Die Konzentrationen von lichtabsorbierenden Bestandteilen eines Fluidmediums werden durch die Verwendung einer faseroptischen Sonde bestimmt, die zwei Gruppen von optischen Fasern aufweist, die optisch an ein transparentes Prisma gekoppelt sind, dessen Brechungsindex größer als der des zu analysierenden Mediums ist. Eine Gruppe von Fasern wird zum Leiten von Licht, das mindestens eine Wellenlänge, die von einem bestimmten Bestandteil des Fluidmediums absorbiert werden kann, und mindestens eine andere Wellenlänge, die von diesem Bestandteil nicht absorbiert wird, enthält, auf ein Prisma verwendet. Das Prisma besitzt mindestens zwei winkelverschobene, benachbarte Flächen in Kontakt mit dem Medium. Innerhalb des Prismas geht das Licht aufeinanderfolgende, abgeschwächte, vollständige innere Reflexionen ein und tritt über die zweite Gruppe von optischen Fasern aus dem Prisma aus, welche das reflektierte Licht aus der Sonde heraus zu einer Vorrichtung leiten, welche die Intensitäten des reflektierten Lichts bei zwei oder mehreren Wellenlängen mißt. Die so erhaltenen Meßwerte der Intensitäten werden mit entsprechenden Werten verglichen, die auf dieselbe Weise unter Verwendung gleicher Medien erhalten werden, die aber bekannte Konzentrationen des Bestandteils enthalten, wodurch eine Bestimmung der Konzentration des absorbierenden Bestandteils im analysierten Medium ermöglicht wird.
Fig. 1 ist eine vertikale Teilschnittansicht längs der Linie 1-1 von Fig. 2 und veranschaulicht eine Sonde, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann,
Fig. 2 ist eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Sonde,
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht ähnlich wie Figur 1, die aber eine zweite Ausführungsform einer verwendbaren Sonde veranschaulicht,
Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, die aber eine weitere Ausführungsform veranschaulicht,
die Fig. 5 und 6 sind schematische Ansichten, die andere Prismenformen veranschaulichen, die mit den Sonden verwendet werden können,
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, welche eine zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform erforderliche Vorrichtung zeigt, und
Fig. 8 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7, die aber eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung veranschaulicht.
Die Erfindung beruht auf dem Konzept, daß bei Auftreffen von sich innerhalb eines Mediums bewegendem Licht auf eine Grenze zwischen diesem Medium und einem Medium mit geringerem Brechungsindex es entweder in das zweite Medium übertritt oder vollständig intern reflektiert wird, abhängig ob die Größe sin I (worin n und n' Brechungsindizes des ersten bzw. zweiten Mediums sind, und I der Einfallswinkel ist) kleiner oder größer als eins ist. Wenn sin I größer als eins ist, dann tritt eine vollständige interne Reflexion ein. Obwohl die interne Reflexion als vollständig bezeichnet wird, dringt das Licht während des Reflexionsprozesses eine kurze Strecke in das zweite Medium ein. Die Eindringtiefe hängt auf komplexe und bekannte Weise von den Brechungsindizes der beiden Medium und dem Einfallswinkel ab, ist aber üblicherweise in der Größenordnung von Zehnteln der Lichtwellenlänge. Wenn das einfallende Licht eine von einem Bestandteil des zweiten Mediums absorbierte Wellenlänge enthält, wird Licht mit solcher Wellenlänge aufgrund des Eindringens des Lichts in das zweite Medium bei der Reflexion teilweise absorbiert oder abgeschwächt.
Dieser Effekt wird als abgeschwächte Totalreflexion (ATR) bezeichnet. Aufgrund des sehr geringen Eindringens des Lichts in das zweite Medium ist ATR eine geeignete Technik zur Messung des Absorptionsvermögens von stark absorbierenden Materialien.
Die Erfordernis, daß der Brechungsindex des Prismas den des Mediums übersteigt, begrenzt die Auswahl an Prismenmaterialien. Zur Anwendung im mittleren Ultraviolettbereich (Wellenlängen von 200 bis 300 nm), besitzen nur Siliciumoxid (n = 1,51 bei 250 nm), Saphir (n = 1,84 bei 250 nm) und Diamant (n = 2,7 bei 250 nm) ausreichend hohe Brechungsindizes und Durchlässigkeiten um geeignet zu sein. Siliciumoxid eignet sich nur für Proben mit einem relativ geringen Brechungsindex wie etwa wäßrige Lösungen. Diamant ist sehr teuer und leitet keine Wellenlängen unter 225 nm. Daher ist Saphir das am meisten geeignete Material für ATR-Messungen im UV-Bereich.
ATR in-Situ-Messungen können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einfach durch Verwendung einer Sonde durchgeführt werden, die ein hohles Gehäuse besitzt, das aus Material gebildet ist, welches in ein Fluidmedium eingetaucht werden kann, das einen Bestandteil enthält, der Licht einer spezifischen Wellenlänge absorbieren kann. Aus einer in einem Abstand vom Medium befindlichen Quelle wird Licht mit vorzugsweise im wesentlichen konstanter Intensität über eine oder mehrere optische Fasern zu einem Ende der Sonde geleitet. Am anderen Ende der Sonde ist ein Prisma mit einer Vielzahl von winkelverschobenen benachbarten Flächen im Kontakt mit dem Medium. Zur Sonde geleitetes Licht wird von der ersten Fläche des Prismas nacheinander auf jede andere seiner Flächen und von der letzten Fläche auf eine oder mehrere optische Fasern vollständig intern reflektiert, welche das reflektierte Licht aus der Sonde zu einer Vorrichtung für die Messung seiner Intensität führen. Jedesmal, wenn das Licht innerhalb des Prismas reflektiert wird, absorbiert der absorbierende Bestandteil im Medium einen Teil des Lichts, wodurch seine Intensität verringert wird. Die Intensität des durch die Sonde geleiteten Lichts bei Wellenlängen, die von einem Bestandteil absorbiert werden, steht daher in umgekehrter Beziehung zur Konzentration dieses Bestandteils.
Die Vorrichtung kann durch Eintauchen der Sonde in zwei oder mehrere Kalibrierungsmedien und jeweiliges Messen der Intensität des geleiteten Lichts bei einer Wellenlänge, die von einem bestimmten Bestandteil in jedem Medium absorbiert wird, und bei mindestens einer anderen Wellenlänge kalibriert werden. Die Kalibrierungsmedien entsprechen denjenigen, die zu analysieren sind, sie enthalten aber bekannte Konzentrationen des lichtabsorbierenden Bestandteils. Die Vorrichtung kann dann auf gleiche Weise zur Messung der Intensität des geleiteten Lichts nach Eintauchen der Sonde in ein gleiches Medium, das einen gleichen Bestandteil mit unbekannter Konzentration erhält, verwendet werden. Das Verhältnis der aus den Kalibrierungsmedien und dem analysierten Medium erhaltenen Intensitäten kann verglichen werden, um die Konzentration des absorbierenden Bestandteils im letztgenannten Medium zu erhalten.
Der tatsächliche Weg des Lichts in einem analysierten Medium ist etwa proportional zu N/cos I, wobei N die Anzahl von Reflexionen und I der Einfallswinkel ist. Die obere Grenze des Brechungsindex (n') des Fluidmediums wird durch Formel n'= n sin I angegeben, wobei n der Brechungsindex des Prismenmaterials ist. Aufgrund der beschränkten Auswahl der Prismenmaterialien ist es günstig, den Einfallswinkel und/oder die Anzahl von Reflexionen zu variieren, um Proben mit unterschiedlichen Brechungsindizes und Absorptionsvermögen anzupassen.
Eine Sonde 1 gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 hat einen Hohlkörper 2, der aus Metall oder einem anderen zum Eintauchen in ein chemisches Prozeßfluid, das analysiert werden soll, geeignet am Material gebildet ist. Jedes Ende des Körpers ist abgesehen von Öffnungen 3 geschlossen, welche an bekannte verkleidete optische Fasern angepaßt sind. Bei dieser Ausführungsform sind drei Fasern 4, 5 und 6 jeweils in den Öffnungen 3 befestigt, es können aber nur zwei solcher Fasern einander diametral entgegengesetzt sein. An einem Ende des Körpers befindet sich eine Außenrille 7, die an einen Dichtungsring 8 angepaßt ist, der die Öffnungen 3 umgibt. Auf den Dichtungsring ist ein trapezoidales Prisma 9 aufgesetzt, das aus einem Material mit hohem Brechungsindex, wie etwa Saphir, gebildet ist. Zwischen dem Prisma und den gegenüberliegenden Enden der optischen Fasern befindet sich ein optisches Kopplungsgel oder -Öl 9a. Eine Klammer 10 hält das Prisma in Position am Ende der Sonde und ist an den Schrauben 11 des Körpers befestigt. Das Prisma hat eine flache Basis 12 und drei Außenflächen 13, 14 und 15.
Bei einer Vorbereitung der bislang beschriebenen Vorrichtung für eine Anwendung wird eine der optischen Fasern, die aus dem Sondenkörper 2 hervorstehen, an eine Lichtquelle 16 mit im wesentlichen konstanter Intensität gekoppelt, die sich in einem Abstand von der Sonde befindet. Die Lichtquelle kann eine Deuteriumlampe sein, wenn Licht im UV-Bereich verwendet werden soll. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird die Faser 4 an die Lichtquelle gekoppelt und eine solche Faser wird im folgenden als Eingangsfaser bezeichnet. Die anderen beiden Fasern 5 und 6, die in den Fig. 2 und 7 gezeigt sind, werden im folgenden als Ausgangsfasern bezeichnet.
Die Ausgangsfaser 5 wird optisch an einen Siliciumdiodendetektor 17 über ein Bandpaßfilter 18 gekoppelt, und die Ausgangsfaser 6 wird ebenfalls einen ähnlichen Detektor 19 über ein Bandpaßfilter 20 gekoppelt. Die Filter isolieren zwei diskrete, unterschiedliche Wellenlängen. Die Ausgaben von den Detektoren 17 und 19 werden jeweils durch Transfer- Impedanz-Verstärker 21 und 22 verstärkt und zu einem Computer 23 geleitet, welcher die Intensitäten der jeweiligen Wellenlängen mißt und die Konzentration des zugehörigen Bestandteils berechnet.
Bei der in den Fig. 1, 2 und 7 gezeigten Ausführungsform wird das Ende der Sonde 1, aus dem das Prisma 9 hervorsteht, in ein Fluidmedium 24 eingetaucht, welches einen Bestandteil enthält, der Licht mit einer bestimmten Wellenlänge absorbiert. Das von der Quelle 16 emittierte Licht enthält die jeweilige, von dem Bestandteil absorbierbare Wellenlänge und wird durch die Eingangsfaser 4 zur Basis 12 des Prismas 9 entlang einem Weg geführt, der senkrecht zur Basis ist. Das Licht tritt in das Prisma ein und wird entlang eines Wegs 25 geleitet, der auf die Fläche 13 unter einem Einfallswinkel trifft, der eine interne Totalreflexion des Lichts entlang eines Wegs 26 zur Fläche 14 bewirkt, wo wiederum eine interne Totalreflexion auftritt, um zu bewirken, daß sich das Licht entlang eines Wegs 27 zur Fläche 15 bewegt, wo das Licht erneut entlang eines Wegs 28 zur Prismenbasis 12 total reflektiert wird. Das von der Eingangsfaser emittierte Licht wird gestreut, wenn es den optischen Weg durch das Prisma durchläuft. Die Gesamtlänge eines solchen optischen Wegs ist so ausgewählt, daß beide Ausgangsfasern 5 und 6 durch die einzige Eingangsfaser beleuchtet werden.
Unter der Annahme, daß das Filter 18 für Licht einer Wellenlänge durchlässig ist, die nicht durch einen Bestandteil des Mediums absorbiert wird, bildet das Signal aus dem Detektor 17 dann ein Kalibrierungssignal. Wenn das Filter 20 für Licht einer Frequenz durchlässig ist, die durch den Bestandteil absorbiert wird, dann variiert das Signal vom Detektor 19 umgekehrt zur Konzentration des absorbierenden Bestandteils. Das Verhältnis der jeweiligen Signale ermöglicht bei Bestimmung durch den Computer eine Ermittlung der Konzentration des absorbierenden Bestandteils.
Die Verwendung von zwei Ausgangsfasern ist nicht erforderlich, eine reicht aus. Die Verwendung von zwei Ausgangsfasern ermöglicht jedoch eine gleichzeitige Durchführung der Kalibrierungs- und Konzentrationsmessungsprozeduren, während bei Verwendung einer einzigen Ausgangsfaser die Kalibrierung das Eintauchen der Sonde in ein dem Medium 24 entsprechendes Medium erfordern würde, in dem jedoch der absorbierende Bestandteil fehlt. In diesem Falle müssen die Werte der Kalibrierung und die anderen Intensitäten schrittweise bestimmt und dann verglichen werden.
Für ein verläßliches Funktionieren des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es erforderlich, daß jede Ausgangsfaser vollständig beleuchtet wird. Es ist wünschenswert, die Länge des optischen Wegs im Prisma aufgrund der Streuung des geleiteten Lichts und der resultierenden Verringerung seiner Intensität minimal zu machen.
Es ist nicht notwendig, daß die Sonde auf eine einzige Eingangsfaser oder auf eine oder zwei Ausgangsfasern beschränkt ist. Fig. 4 veranschaulicht eine Sonde mit drei Eingangsfasern 24a und drei Ausgangsfasern 25a. Licht, das aus jeder der Eingangsfasern emittiert wird, beleuchtet mehr als eine der Ausgangsfasern. So kann ein Aufbau mit drei Eingangsfasern und drei Ausgangsfasern etwa vier- bis achtmal mehr Licht als eine Zweifaser-Sonde leiten und die gleichzeitige Analyse der Konzentrationen mehrerer Bestandteile ermöglichen.
Fig. 3 zeigt eine Sonde, die sich von den anderen dadurch unterscheidet, daß die optischen Eingangs- und Ausgangsfasern 26a und 27a um einen Winkel von 10 bis 300 bezüglich der Sondenachse geneigt sind und sich in einer Richtung hin zu einem Prisma 28a annähern. Die Basiswinkel sind dementsprechend verringert. Dies führt zu einem Anstieg im Einfallswinkel und ermöglicht somit, daß die Sonde in Medien mit höherem Brechungsindex arbeiten kann.
Wenn der Brechungsindex des in Fig. 3 gezeigten Prismas sich von dem der optischen Fasern unterscheidet, erfolgt eine Lichtbrechung bei Eintritt und Verlassen des Prismas. Der Winkel x' zwischen der Achse des in das Prisma eintretenden optischen Wegs und der Sondenachse steht mit dem Winkel x zwischen der Faserachse und der Sondenachse über die Gleichung sin x' = sin x in Beziehung, wobei n* der Brechungsindex der Faser und n der Brechungsindex des Prismas ist. Der Einfallswinkel ist angegeben durch
Eine Sonde gemäß Fig. 3 kann ein Saphirprisma und Quarzfasern mit einem Winkel von 300 zwischen den Faserachsen und der Sondenachse enthalten. Eine solche Sonde besitzt einen Einfallswinkel von etwa 680. Sie eignet sich daher zur Analyse von Materialien mit Brechungsindizes bis zu 1,71 bei 250 nm.
Die Anzahl von Reflexionen, denen das geleitete Licht unterzogen wird, ist nicht auf zwei oder drei beschränkt. Fig. 5 zeigt ein Prisma 30 mit eine Basis 31 und vier Flächen 32, 33, 34 und 35, die vier Reflexionen erzeugen. Die Einfallswinkel und die Basiswinkel sind 67,5º. Das Prisma 36 von Fig. 6 hat eine Basis 37 und fünf Flächen 38, 39, 40, 41 und 42, die fünf Reflexionen erzeugen. Die Einfallswinkel und die Basiswinkel sind 72º.
Sonden, die vier und fünf Reflexionen erzeugen, können auch mit Fasern hergestellt werden, die parallel zur Sondenachse sind. Eine solche Sonde mit fünf reflektierenden Oberflächen und mit einer Neigung der Faserachsen von 30º bezüglich der Sondenachse besitzt Einfallswinkel von etwa 77º. Daher eignet sie sich bei Proben mit Brechungsindizes bis zu etwa 1,79 bei 250 nm.
Es könnten Sonden mit größeren Einfallswinkeln und größeren Zahlen reflektierender Oberflächen hergestellt werden, diese würden aber den Bereich von Brechungsindizes nicht erheblich vergrößern, da die absolute Grenze 1,84, d. h. der Brechungsindex des Saphir-Prismenmaterials ist.
Für viele Anwendungsbereiche ist es wünschenswert, die Lichtübertragungen durch das Prisma maximal zu machen. Für eine maximale Lichtübertragung sollten die optischen Fasern relativ große Kerndurchmesser besitzen. Fasern mit Kerndurchmessern von etwa 0,6 mm sind bevorzugt, da größere Fasern teurer und aufgrund ihrer großen Biegeradien schwierig zu handhaben sind. Es ist wünschenswert, die Länge des optischen Wegs im Prisma wegen der Streuung des geleiteten Lichts und der resultierenden Verringerung in seiner Intensität minimal zu machen.
Die Lichtübertragung kann durch Verwendung von Mehrfach- Fasern erhöht werden, um Licht in das Prisma und aus dem Prisma zu führen. Innerhalb von Grenzen, die durch die Größe und den Öffnungswinkel der Lichtquelle bedingt sind, ist die zum Prisma geführte Lichtmenge proportional der Gesamtoberfläche der Faserenden, d. h. dem Produkt der Querschnittsfläche einer Faser und der Anzahl der Eingangsfasern. Standard- Deuteriumlampen mit Blendenöffnungen von 1 mm können drei Fasern mit Kerndurchmessern von 0,6 mm und einer numerischen Blendenöffnung von 0,25 vollständig erleuchten.
Bei einer Sonde gemäß Fig. 4 könnten die Ausgangsfasern 25 an Detektorsysteme mit drei Filtern der in Fig. 7 gezeigten Art gekoppelt werden, um die Transmission bei drei verschiedenen Wellenlängen zu messen, wodurch gleichzeitige Messungen der Konzentrationen von zwei Komponenten ermöglicht werden. Andererseits können die Ausgangsfasern von einer der Sonden linear wie in Fig. 8 gezeigt angeordnet und zum Abtasten eines Spektrums an ein Spektrophotometer 46 gekoppelt werden. Man kann Systeme konstruieren, um Analysen von Proben mit drei ober mehreren Komponenten zu ermöglichen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von mindestens einem lichtabsorbierenden Bestandteil in einem Fluidmedium (24), wobei das Verfahren umfaßt:

(a) Eintauchen einer Sonde (1), an deren einem Ende sich ein Prisma (9) befindet, in das Medium (24), wobei das Prisma (9) einen größeren Brechungsindex als den des Mediums (24) aufweist und mindestens zwei winkelverschobene, benachbarte Flächen (z. B. 13, 14, 15) in Kontakt mit dem Medium (24) besitzt,

(b) Leiten von Licht aus einer Quelle (16) zum Prisma (9), wobei das Licht mindestens eine Wellenlänge, die von dem Bestandteil absorbiert werden kann, und mindestens eine andere Wellenlänge, die von dem Bestandteil nicht absorbiert werden kann, enthält und unter einem solchen Einfallswinkel in das Prisma (9), daß es innerhalb des Prismas (9) vollständig intern reflektiert wird, und dann aus der Sonde (1) durch ihr anderes Ende heraus geleitet wird,

(c) Messen der Intensität des reflektierten Lichts von jeder der Wellenlängen, um ein Verhältnis zwischen ihnen zu erhalten, und

(d) Vergleichen des so erhaltenen Verhältnisses mit entsprechenden Verhältnissen, die durch Anwendung der Schritte (a), (b) und (c) bei Kalibrierungsmedien erhalten werden, die gleich wie das Fluidmedium (24) sind, aber verschiedene bekannte Konzentrationen des Bestandteils enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fluidmedium (24) eine Vielzahl verschiedener lichtabsorbierender Bestandteile enthält und worin das zum Prisma (9) geleitete Licht eine Frequenz enthält, die von jedem der Bestandteile absorbiert werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Wellenlänge, die von dem Bestandteil absorbiert werden kann, ausgewählt wird, so daß im Ultraviolettbereich des Spektrums ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Prisma (9) eine Basis (12) und zwischen 3 bis 5 winkelverschobene Flächen (z. B. 13, 14, 15) in Kontakt mit dem Medium (24) aufweist.