WO1999053296A1 - Method for miniaturizing a polarimeter in order to analyze low concentrated constituents in a fluid measuring product on an optical basis and device for the implementation thereof - Google Patents
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Abstract
A method for miniaturizing a polarimeter with a very long optical path length for analyzing low concentrated components in particular in a fluid measuring product on an optical basis, whereby the optical measuring beam is guided several times through the measuring product. The measuring beam is deflected by means of total reflection in prisms which are arranged on the outer sides of the measuring chamber or by reflection onto mirrors arranged inside the measuring chamber. A specific optical structure ensures that no modification occurs in the polarization state of the light, i.e. the angle of rotation and ellipticity thereof.
Description
Verfahren zur Miniaturisierung eines Polahmeters zur Analyse niedrig konzentrierter Komponenten im flüssigem Meßgut auf optischer Basis sowie Vorrichtung zu seiner DurchführungMethod for miniaturizing a polahmeter for the analysis of low-concentration components in the liquid material to be measured on an optical basis and device for carrying it out
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Miniaturisierung eines Polarimeters mit sehr langem Lichtweg zur Analyse, insbesondere niedrig konzentrierter Komponenten, im flüssigem Meßgut auf optischer Basis sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung mit den Merkmalen der Patentansprüche.The invention relates to a method for miniaturizing a polarimeter with a very long light path for analysis, in particular low-concentration components, in the liquid material to be measured on an optical basis, and a device for carrying it out with the features of the claims.
Die Erfindung bezieht sich speziell auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Messung der Konzentration optisch aktiver Substanzen, insbesondere der Glukosekonzentration in Körperflüssigkeiten, durch Polarisationsmessung: Durchstrahlt man ein optisch isotropes (nicht absorbierendes) Medium mit linear polarisierten, einfarbigen Licht, so erhält man bei einer Polarisationsanalyse des austretenden Lichtes keine maximale Helligkeit, wenn Polarisator und Analysator parallel stehen und keine Dunkelheit bei gekreuzter Stellung, wie zu erwarten wäre. Diese Erscheinung kann als Drehung der Schwingungsebene des polarisierten Lichtes gedeutet werden. Medien, die diese Eigenschaft besitzen, nennt man optisch aktiv.The invention relates specifically to a method and an arrangement for measuring the concentration of optically active substances, in particular the glucose concentration in body fluids, by polarization measurement: If an optically isotropic (non-absorbing) medium is irradiated with linearly polarized, single-color light, one obtains from a Polarization analysis of the emerging light no maximum brightness when polarizer and analyzer are in parallel and no darkness when crossed, as would be expected. This phenomenon can be interpreted as a rotation of the plane of oscillation of the polarized light. Media that have this property are called optically active.
Dabei ist der Winkel α, um den die Schwingungsebene gedreht wird, proportional zur Länge d des Lichtweges im Meßgut, bei Lösungen außerdem proportional zur Konzentration c des optisch aktiven Stoffes:
Der Proportionalitätsfaktor [α] ist die spezifische Drehung, sie ist stoff- und wellenlängenabhängig. Ein besonderes Problem besteht für den Fall der Glukose im Organismus, weil bei dem normalen gegebenen Glukosegehalt im Körperwasser von etwa 1 g/L einem möglichen linearen Lichtweg (d) von möglichst nicht mehr als 2 cm der Winkel (α) der Drehung der Schwingungsebene eines polarisierten Lichtes nur etwa 0,01° beträgt, ein Drehwinkel, der sich mit einer gewünschten und erforderlichen Genauigkeit von etwa 3% direkt nicht ermitteln läßt.The angle α by which the plane of vibration is rotated is proportional to the length d of the light path in the material to be measured, and in the case of solutions it is also proportional to the concentration c of the optically active substance: The proportionality factor [α] is the specific rotation, it is dependent on the material and the wavelength. A particular problem exists for the case of glucose in the organism, because given the normal glucose content in the body water of about 1 g / L, a possible linear light path (d) of possibly no more than 2 cm is the angle (α) of the rotation of the plane of vibration polarized light is only about 0.01 °, an angle of rotation that cannot be determined directly with a desired and required accuracy of about 3%.
Falls - wie im Organismus - der Gehalt vorgegeben ist kommt um den Drehwinkel und damit den Meßeffekt zu vergrößern oder eine Messung überhaupt zu ermöglichen nur noch eine Vergrößerung des optischen Meßweges im Meßgut in Betracht.If - as in the organism - the content is given, in order to increase the angle of rotation and thus the measuring effect or to enable a measurement at all, only an increase in the optical measuring path in the material to be measured is considered.
Eine lineare Verlängerung der optischen Weglänge ist, beispielsweise bei miniaturisierten Meßsystemen, die zur Überwachung chemischer Prozesse in Produktionsanlagen eingesetzt oder für Messungen im menschlichen Körper, (beispielsweise zur kontinuierlichen Messung des Glukosespiegels) implantiert werden sollen, nicht zu realisieren, d.h. die Meßanordnungen lassen sich nicht ein oder zwei Meter lang machen.A linear extension of the optical path length cannot be implemented, for example in the case of miniaturized measuring systems which are used for monitoring chemical processes in production plants or are to be implanted for measurements in the human body (for example for the continuous measurement of the glucose level), i.e. the measuring arrangements cannot be made one or two meters long.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß der Meßstrahl mehrfach durch das Meßgut geleitet wird, wobei die Umlenkung vorzugsweise durch Total- reflexion entsprechend angeordneter Spiegel und besonders bevorzugt mittels Prismen erfolgt.According to the invention, this problem is solved in that the measuring beam is passed through the material to be measured several times, the deflection preferably taking place by means of total reflection of appropriately arranged mirrors and particularly preferably using prisms.
Im Falle einer Polarimetrie kommt es hierbei entscheidend darauf an, die Richtungsänderung des Strahles ohne Veränderung des Polarisationszustandes des Lichtes zu bewirken, d.h. insbesondere, daß das Licht weder seine Elliptizität ändert, noch seine Orientierung der Hauptachse:In the case of polarimetry, it is crucial to effect the change in direction of the beam without changing the polarization state of the light, i.e. in particular, that the light does not change its ellipticity or its orientation of the main axis:
Besonders günstig ist es, wenn linear polarisiertes Licht verwendet wird, und dieses bei Richtungsänderung durch Reflexionen linear polarisiert bleibt, da bei der Analyse
3 des Polarisationszustandes eine Drehstellung des Analysators zu finden ist, bei dem das Licht vollständig ausgelöscht wird und somit durch verwenden linear polarisierten Lichtes eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber elliptisch polarisierten Lichts erreicht werden kann.It is particularly favorable if linearly polarized light is used, and this remains linearly polarized when the direction changes due to reflections, since in the analysis 3 of the polarization state, a rotational position of the analyzer can be found, in which the light is completely extinguished and thus an increased sensitivity to elliptically polarized light can be achieved by using linearly polarized light.
Die vier FRESNELschen Formeln enthalten die vollständige Theorie der Reflexion, Brechung und Polarisation von Lichtsrahlen in und an isotropen Medien. Betrachtet man z.B. den Fall n2/nι = nreι < 1 , d.h. im Medium 1 (Glas) läuft der Lichtstrahl auf die Grenzschicht zum optisch dünneren Medium 2 (Luft) mit der Brechzahl n2 zu. Für den Winkel ß(Einfallswinkel) > ßg (Grenzwinkel) gibt es nach dem SNELLIUSschen Brechungsgesetz keinen reellen Brechungswinkel mehr, was sich physikalisch in einem neuen Phänomen äußert:The four FRESNEL formulas contain the complete theory of reflection, refraction and polarization of light rays in and on isotropic media. If we consider, for example, the case n 2 / nι = n re ι <1, ie in medium 1 (glass) the light beam runs towards the boundary layer with optically thinner medium 2 (air) with refractive index n 2 . According to SNELLIUS 'law of refraction, there is no longer a real angle of refraction for the angle ß (angle of incidence)> ß g (limit angle), which is physically reflected in a new phenomenon:
Ein gebrochener Strahl tritt nicht mehr auf, vielmehr findet sich die ganze einfallende Strahlungsleistung in der reflektierten wieder, es liegt eine Totalreflektion vor. Da die beiden Komponenten Eparallei und Esenkrecht des elektrischen Feldvektors E des Lichtes phasenstarr gekoppelt sind (BERGMANN SCHÄFER, Lehrbuch der Experimentalphysik Band III Optik) und ihre zeitliche Phasendifferenz Δ im allgemeinen nach der Totalreflexionen von Null verschieden ist, bezeichnet man diesen allgemeinen Polarisationszustand als elliptisch polarisiert. Sowohl die Form als auch die Orientierung ihrer Hauptachsen hängt von der Phasendifferenz Δ ab.A broken beam no longer occurs, rather the entire incident radiation power is reflected in the reflected one, there is total reflection. Since the two components Eparallei and Esenkrecht of the electric field vector E of the light are phase-locked (BERGMANN SCHÄFER, textbook of experimental physics volume III optics) and their temporal phase difference Δ generally differs from zero after the total reflections, this general state of polarization is called elliptically polarized . Both the shape and the orientation of their main axes depend on the phase difference Δ.
Erfindungsgemäß soll bevorzugt ein linear polarisiertes Licht nach der Totalreflexion (Richtungsänderung) linear polarisiert bleiben. Dies kann man durch eine Kompensation der Phasendifferenz Δ, nach einer oder mehreren Totalreflexionen erreichen. Wenn man die Phasendifferenz Δ im Bereich der Totalreflexion unter Zuhilfenahme der FRESNELschen Gleichungen berechnet, ergibt sich (BERGMANN SCHÄFER ,According to the invention, a linearly polarized light should preferably remain linearly polarized after the total reflection (change in direction). This can be achieved by compensating for the phase difference Δ after one or more total reflections. If one calculates the phase difference Δ in the area of total reflection with the aid of the FRESNEL equations, the result is (BERGMANN SCHAEFER,
Lehrbuch der Experimentalphysik Band III Optik):Textbook of Experimental Physics Volume III Optics):
Δ _ /(l — sin2 ß)(sia2 ß - n2 ret) tanΔ _ / (l - sin 2 ß) (sia 2 ß - n 2 re t) tan
2 \( sür /?2 \ (for /?
Erfindungsgemäß wird ß = 45° (Einfallswinkel) gewählt, so daß sich folgender Zusam-
4 menhang ergibt:According to the invention, β = 45 ° (angle of incidence) is selected so that the following combination 4 menhang results in:
Δ tan— = Vθ.5 -V rel 2Δ tan - = Vθ.5 -V rel 2
Bei der Wahl des Glases ist darauf zu achten, daß im Intervall um ß = 45° dΔ/dß klein ist, damit man einen stabilen Arbeitspunkt erhält. Ideal wäre dΔ/dß=0. Als besonders geeignet hat sich die Glasart SF4 (Schwerflint) erwiesen. Die damit erzielte Phasendifferenz Δ kann durch handelsübliche Phasenschieber (Ver- zögerungsplättchen) kompensiert werden, so daß ein vor der Totalreflexion linear polarisiertes Licht nach der Totalreflexion (Richtungsänderung) linear polarisiert bleibt.When choosing the glass, make sure that the interval around ß = 45 ° dΔ / dß is small so that a stable operating point is obtained. The ideal would be dΔ / dß = 0. Glass type SF4 (heavy flint) has proven to be particularly suitable. The phase difference Δ obtained in this way can be compensated for by commercially available phase shifters (delay plates), so that a light that is linearly polarized before total reflection (after change in direction) remains linearly polarized after total reflection.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Vorrichtung zu seiner Durchführung näher beschrieben.A preferred embodiment of the method according to the invention and the device for carrying it out are described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Dabei istIt is
Abb. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Abb. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform ähnlich der Abb. 1Fig. 1 is a schematic representation of a device according to the invention Fig. 2 is a schematic representation of a further embodiment similar to Fig. 1
Abb. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen GestaltungFig. 3 is a schematic representation of a further design according to the invention
Abb. 1 zeigt eine Meßkammer (1) mit zwei rechtwinkligen, gleichschenkligen Prismen (2,3), die mit ihrer Basis an parallel gegenüber liegenden Flächen der Meßkammer so angeordnet sind, daß ein Teil der Meßkammerfläche für den Eintritt des von der Lichtguelle (4) ausgehenden, durch den Polarisator (5) hindurchgehen Meßstrahls freibleibt. Das Prisma (2) überdeckt die ganze Fläche der Meßkammer (1) und ist an seiner Spitze parallel zur Basis abgeschnitten, um den Meßstrahl dort austreten zu lassen.
5Fig. 1 shows a measuring chamber (1) with two right-angled, isosceles prisms (2,3), which are arranged with their base on parallel opposite surfaces of the measuring chamber so that part of the measuring chamber surface for the entry of the light source (4th ) outgoing, through the polarizer (5) measuring beam remains free. The prism (2) covers the entire surface of the measuring chamber (1) and is cut off at its tip parallel to the base in order to allow the measuring beam to exit there. 5
Der Meßstrahl, dessen Verlauf in der Meßkammer und den Prismen durchgestrichelte und mit Pfeilen versehene Linien angedeutet ist, wird nach seinem Austritt im Analysator (6) dann entsprechend dem gewählten Meßverfahren meßtechnisch ausgewertet. Hinter jedem Prisma ist ein Phasenschieber (7,8) angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß die nach jeder Totalreflexion aufgetretene Phasenverschiebung kompensiert wird und der Polarisationszustand des Lichts unverändert bleibt, dies bezieht sich sowohl auf die Orientierung der Hauptachse als auch auf die Elliptizität. Im günstigsten Fall ist das Licht linear polarisiert.The measuring beam, the course of which is indicated by dashed lines and arrows in the measuring chamber and the prisms, is then evaluated after it emerges in the analyzer (6) in accordance with the measuring method selected. A phase shifter (7,8) is arranged behind each prism. This ensures that the phase shift that occurs after each total reflection is compensated for and the polarization state of the light remains unchanged, this relates both to the orientation of the main axis and to the ellipticity. In the best case, the light is linearly polarized.
Abb. 2 zeigt eine Gestaltung ähnlich der Abb.1 , bei der die eine Totalreflexion des Meßstrahls bewirkenden Prismen (9) innerhalb der Meßkammer (10) angeordnet sind. Die Meßkammer (10) weist an einer einander diagonal gegenüberliegenden Ecken Erweiterung in der Form eines rechtwinkligen gleichschenklige Dreiecks auf, das mit einem Schenkel eine Fortsetzung einer Meßkammerwand bilden und deren Basis (11) parallel zu den Schenkeln der Prismen und rechtwinklig zum Meßstrahl angeordnet ist. Die dreieckige Erweiterung der Meßkammer auf der Austrittsseite des Meßstrahls entfällt und dafür ist eine Kante der Meßkammer in der Weise abgeschnitten, daß die zusätzliche Kammerwand (12) parallel zur Basis (11) angeordnet ist. Parallel zu den Schenkel der Prismen und rechtwinklig zum Meßstrahl sind Phasenschieber (13,14,15,16) angeordnet. Das Licht besitzt, im Lichtweg, zwischen Totalreflektion(Strahlumlenkung) und Phasenschieber eine Phasenverschiebung Δ. Mit einer solchen Gestaltung ist eine in sich geschlossene, der Miniaturisierung besonders zugängliche Bauweise möglich.Fig. 2 shows a design similar to Fig.1, in which the total reflection of the measuring beam prisms (9) are arranged within the measuring chamber (10). The measuring chamber (10) has an extension at a diagonally opposite corner in the form of a right-angled isosceles triangle, which with one leg form a continuation of a measuring chamber wall and whose base (11) is arranged parallel to the legs of the prisms and at right angles to the measuring beam. The triangular widening of the measuring chamber on the outlet side of the measuring beam is omitted and an edge of the measuring chamber is cut off in such a way that the additional chamber wall (12) is arranged parallel to the base (11). Phase shifters (13, 14, 15, 16) are arranged parallel to the legs of the prisms and at right angles to the measuring beam. In the light path, the light has a phase shift Δ between total reflection (beam deflection) and phase shifter. With such a design, a self-contained construction that is particularly accessible to miniaturization is possible.
Abb. 3 zeigt eine Gestaltung ähnlich der Abb. 1 , bei der jedoch die Prismen (2,3) durch jeweils ein Prismenpaar (17,19 und 21,23) ersetzt sind, wobei zwischen den Prismenpaaren und hinter dem jeweils zweiten Prisma (19,23) dieser Prismenpaare Phasenschieber (18,20,22,24) angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß die nach jeder Totalreflexion aufgetretene Phasenverschiebung kompensiert wird. Mit einer solchen Gestaltung ist eine in sich geschlossene, der Miniaturisierung besonders zugängliche Bauweise möglich. Das Licht besitzt in der gesamten Meßkammer keine Phasenverschiebung Δ.
Die Meßkammer kann quer zur Richtung des Meßstrahls ein- oder beidseitig offen oder mit einer für das zu messende Medium durchlässigen Membran verschlossen sein.Fig. 3 shows a design similar to Fig. 1, but in which the prisms (2, 3) are replaced by a pair of prisms (17, 19 and 21, 23), with the pair of prisms and behind the second prism (19 , 23) of these pairs of prisms phase shifters (18, 20, 22, 24) are arranged. This ensures that the phase shift that occurs after each total reflection is compensated for. With such a design, a self-contained construction that is particularly accessible to miniaturization is possible. The light has no phase shift Δ in the entire measuring chamber. The measuring chamber can be open on one or both sides transversely to the direction of the measuring beam or closed with a membrane permeable to the medium to be measured.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung vorgeschlagene Vorrichtung erlauben insbesondere eine stark miniaturisierte Bauweise der ganzen Meßvorrichtung, die beispielsweise zur kontinuierlichen Messung der Blutzuckerkonzentration einem Menschen implantiert werden kann. Andere Anwendungsbe- reiche sind die Überwachung von insbesondere chemischen Verfahrensabläufen oder deren Steuerung. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Mikroreaktoren, in denen herkömmliche Meßanordnungen aus Dimensionsgründen nicht einsetzbar sind.The method according to the invention and the device proposed for its implementation allow, in particular, a strongly miniaturized construction of the entire measuring device, which can be implanted in a person, for example for the continuous measurement of the blood sugar concentration. Other areas of application are the monitoring of, in particular, chemical process sequences or their control. Another area of application is microreactors, in which conventional measuring arrangements cannot be used for dimensional reasons.
Anstelle der Prismen beziehungsweise Prismenanordnungen können auch Spiegel zur Umlenkung des Meßstrahls insbesondere dann verwendet werden, wenn keine besonders kleinen Dismensionen erforderlich sind. Die Übertragung der vorstehend für Prismen dargestellten Lösungsformen auf Gestaltungen unter Einsatz von Spiegeln liegt im Wissensbereich des Fachmanns.Instead of the prisms or prism arrangements, mirrors can also be used to deflect the measuring beam, in particular when no particularly small dimensions are required. The transfer of the solution forms described above for prisms to designs using mirrors is within the knowledge of the person skilled in the art.
Die in nationalen und internationalen Patentschriften (WO 90 / 04 163, WO 92 / 13 263, WO 94 / 05 984, WO 95 / 14 919, WO 96 / 25 660, WO 97 / 28 435, WO 97 / 34 521 , 0 179 016 A1 , 0 087 535 A1 ,03 51 659 B1 , 03 58 102 A2, 0 030 610 B1 , 0 153 313 B1 , 0 123 057 A1 , EP 05 15 360 B1 , EP 05 34 166 B1 , DE 195 19 051 A1 , DE 195 40 456 C2, DE 41 14 786 A1 , DE 41 33 127 A1 , DE 41 33 128 Ad , DE 43 17 551 C2, DE 43 19 388 C1 , DE 05 15 360 B1 , DE 2724543 C2) beschriebenen optischen Verfahren zur Messung kleiner Glukosekonzentrationen beruhen ausnahmslos auf anderen Meßprinzipien als das hier Beschriebene, ein Erhalt des Polarisationszustandes des verwendeten Lichtsrahls erschien dort in keinem Falle notwendig und wurde nie angestebt.
The in national and international patents (WO 90/04 163, WO 92/13 263, WO 94/05 984, WO 95/14 919, WO 96/25 660, WO 97/28 435, WO 97/34 521, 0 179 016 A1, 0 087 535 A1, 03 51 659 B1, 03 58 102 A2, 0 030 610 B1, 0 153 313 B1, 0 123 057 A1, EP 05 15 360 B1, EP 05 34 166 B1, DE 195 19 051 A1, DE 195 40 456 C2, DE 41 14 786 A1, DE 41 33 127 A1, DE 41 33 128 Ad, DE 43 17 551 C2, DE 43 19 388 C1, DE 05 15 360 B1, DE 2724543 C2) Methods for measuring small glucose concentrations are based, without exception, on different measuring principles than the one described here; maintaining the polarization state of the light beam used appeared in no case necessary there and was never attempted.
Claims
1. Verfahren zur Miniaturisierung von Geräten für Messungen in optisch aktivem flüssigem Meßgut, insbesondere mit geringer optischer Aktivität, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Meßstrahl mehrfach durch das Meßgut geleitet wird, wobei bei jeder notwendigen Richtungsänderung des Strahls der Polarisationszustand, insbesondere die Orientierung der Hauptachse, erhalten bleibt.1. A method for miniaturizing devices for measurements in optically active liquid material to be measured, in particular with low optical activity, characterized in that the optical measuring beam is passed through the material to be measured several times, the polarization state, in particular the orientation of the main axis, for each necessary change in the direction of the beam , preserved.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß Licht in einem elliptisch polarisierten Zustand verwendet wird, vorzugsweise ist das Licht linear polarisiert.2. The method according to claim 1, characterized in that light is used in an elliptically polarized state, preferably the light is linearly polarized.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß Licht in einem linear polarisierten Zustand verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that light is used in a linearly polarized state.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrahl mittels geradzahliger Totalreflexionen umgelenkt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring beam is deflected by means of even total reflections.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Totalreflexion bedingte Phasenverschiebung kompensiert wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the phase shift caused by the total reflection is compensated.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es bei der Messung von Meßgut in geringen Konzentrationen verwendet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is used in the measurement of material to be measured in low concentrations.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgut Körperflüssigkeiten des menschlichen Körpers sind.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the measured material are body fluids of the human body.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es für Meßgeräte in stark verkleinerter oder miniaturisierter Form verwendet wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is used for measuring instruments in a greatly reduced or miniaturized form.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein polarimetrisches Verfahren handelt.
89. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is a polarimetric method. 8th
10. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßküvette (1) mit Spiegeln oder Prismen zur mehrfachen Umlenkung des Meßstrahls versehen ist.10. Device for performing the method according to one of claims 1 to 9, characterized in that a measuring cell (1) is provided with mirrors or prisms for multiple deflection of the measuring beam.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma (3) auf der Eingangseite des Meßstrahls nicht die ganze Küvettenseite überdeckt und das auf der anderen Küvettenseite angebrachte Prisma (2) diese Küvettenseite vollständig überdeckt, aber an seiner Spitze parallel zur Prismenbasis abgeschnitten ist. Hinter einem Totalreflexion bewirkenden Prisma (2,3) ein Phasenschieber (7,8) angeordnet ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the prism (3) on the input side of the measuring beam does not cover the entire side of the cuvette and the prism attached to the other side of the cuvette (2) completely covers this side of the cuvette, but is cut off at its tip parallel to the prism base is. A phase shifter (7,8) is arranged behind a prism (2, 3) causing total reflection.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßküvette (10) in ihrem Inneren eine Mehrzahl kleiner Prismen (9) aufweist.12. The apparatus according to claim 10, characterized in that the measuring cell (10) has a plurality of small prisms (9) in its interior.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßküvette (10) einen rechteckigen Querschnitt aufweist, an einer Kante dieses Rechtecks eine dreieckige Erweiterung mit gleichschenkligem, rechtwinkligem Querschnitt in der Weise angebracht sind, daß der eine Schenkel an der längeren Seite des Rechtecks anliegt und der andere Schenkel die kürzere Rechteckseite linear fortsetzt, und die Kante am anderen Ende der längeren Rechteckseite in der Weise abgeschnitten ist, daß die Schnittfläche (12) parallel zur Basis (11) der dreieckigen Erweiterung verläuft. Parallel zu den Schenkel der Prismen und rechtwinklig zum Meßstrahl sind Phasenschieber (13,14,15,16) angeordnet.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the measuring cell (10) has a rectangular cross-section, at one edge of this rectangle a triangular extension with an isosceles, rectangular cross-section are attached in such a way that the one leg on the longer side of the rectangle abuts and the other leg continues the shorter side of the rectangle linearly, and the edge at the other end of the longer side of the rectangle is cut off in such a way that the cut surface (12) runs parallel to the base (11) of the triangular extension. Phase shifters (13, 14, 15, 16) are arranged parallel to the legs of the prisms and at right angles to the measuring beam.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßküvette (1 ,10) mit dem zu messenden Medium nur in dem Teil des Strahlengangs angeordnet ist, in dem der Meßstrahl in gleicher Richtung verläuft.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the measuring cuvette (1, 10) with the medium to be measured is arranged only in the part of the beam path in which the measuring beam extends in the same direction.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßküvette (1 ,10) etwa in der Mitte parallel zur Eintrittsrichtung des Meßstrahls geteilt ist.
915. The apparatus according to claim 14, characterized in that the measuring cell (1, 10) is divided approximately in the middle parallel to the direction of entry of the measuring beam. 9
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Prismen jeweils zwei im rechten Winkel zueinander angeordnete Spiegel benutzt werden16. Device according to one of claims 10 to 15, characterized in that two mirrors arranged at right angles to each other are used instead of the prisms
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zu messende Medium quer zur Meßstrahlrichtung in die Meßkammer eintreten kann.17. Device according to one of claims 10 to 16, characterized in that the medium to be measured can enter the measuring chamber transversely to the measuring beam direction.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zu messende Medium quer zur Meßstrahlrichtung durch die Meßkammer hindurch strömen kann.18. Device according to one of claims 10 to 16, characterized in that the medium to be measured can flow transversely to the measuring beam direction through the measuring chamber.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßküvette mit für das zu messende Medium durchlässigen Membranen verschlossen ist.19. Device according to one of claims 17 or 18, characterized in that the measuring cell is closed with membranes permeable to the medium to be measured.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie kleindimensioniert oder miniaturisiert ist20. Device according to one of claims 10 to 19, characterized in that it is small or miniaturized
21. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20 zur Messung von Körperflüssigkeiten.21. Use of a device according to one of claims 10 to 20 for measuring body fluids.
22. Verwendung nach Anspruch 21 zur Messung der Glukosekonzentration im menschlichen Körper.22. Use according to claim 21 for measuring the glucose concentration in the human body.
23. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20 zur Messung von Verfahrensparametern oder zur Überwachung und Steuerung von Verfahrensabläufen, insbesondere in chemischen Produktionsverfahren.23. Use of a device according to one of claims 10 to 20 for measuring process parameters or for monitoring and controlling process sequences, in particular in chemical production processes.
24. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Mikro- reaktoren erfolgt.
24. Use according to claim 22, characterized in that it takes place in micro-reactors.
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