DE102012017185B3 - sensor arrangement - Google Patents

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Abstract

Bei einer Sensoranordnung (1) mit einer eine fluide Probe aufnehmenden Messkammer (2) wird vorgeschlagen, eine Lichtquelle (3) und einen akustischen Messwertaufnehmer (5) zur Durchführung eines fotoakustischen Messverfahrens auszubilden und einzurichten und an der Messkammer (2) wenigstens einen Streulichtdetektor (6) zur Durchführung eines Streulichtverfahrens an der Probe anzuordnen und einzurichten.In a sensor arrangement (1) having a measuring chamber (2) accommodating a fluid sample, it is proposed to construct and set up a light source (3) and an acoustic measuring transducer (5) for performing a photoacoustic measuring method and at least one scattered-light detector (2) at the measuring chamber (2). 6) to arrange and set up a scattered light method on the sample.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung mit einer eine fluide Probe aufnehmenden Messkammer, mit einer Lichtquelle, die zur optischen Anregung der Probe in der Messkammer eingerichtet ist, und mit einem akustischen Messwertaufnehmer, mit welchem eine durch die optische Anregung der Probe erzeugbare oder erzeugte akustische Anregung aus der Messkammer aufnehmbar ist.The invention relates to a sensor arrangement having a measuring chamber receiving a fluid sample, having a light source which is set up for the optical excitation of the sample in the measuring chamber, and having an acoustic measuring transducer, with which an acoustic excitation which can be generated or generated by the optical excitation of the sample the measuring chamber is receivable.

Hierbei wird unter einer fluiden Probe eine flüssige oder gasförmige Probe verstanden.Here, a fluid sample is understood to be a liquid or gaseous sample.

Derartige Sensoranordnungen sind unter dem Stichwort quarz-verstärkte fotoakustische Spektroskopie (quartz enhanced photoacoustic spectroscopy – QEPAS) bekannt. Das Grundprinzip dieser Spektroskopie wird beispielsweise in der US 2005/0117155 A1 beschrieben. Bei dieser Spektroskopie wird eine Probe mit einem Lichtstrahl optisch angeregt, wobei der Lichtstrahl eine Wellenlänge aufweist, welche auf zu untersuchende Bestandteile der Probe abgestimmt ist, und wobei der Lichtstrahl eine Modulationsfrequenz aufweist, mit welcher der Lichtstrahl amplituden- und/oder frequenzmoduliert ist. Sofern sich die zu untersuchenden Bestandteile in der Probe befinden, werden diese durch den Lichtstrahl zu Schwingungen angeregt, welche eine akustische Anregung in Form einer Schallwelle bewirken. Diese akustische Anregung wird mit einem akustischen Messwertaufnehmer, welcher auf die Modulationsfrequenz abgestimmt ist, detektiert. Die Abstimmung auf die Modulationsfrequenz ist dadurch erreicht, dass eine Resonanzfrequenz des Messwertaufnehmers in einem ganzzahligen Verhältnis zu der Modulationsfrequenz steht. Aus einem Ausgangssignal des akustischen Messwertaufnehmers wird die Konzentration des untersuchten Bestandteils in der Probe ermittelt.Such sensor arrangements are known under the keyword quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS). The basic principle of this spectroscopy is, for example, in the US 2005/0117155 A1 described. In this spectroscopy, a sample is optically excited with a light beam, wherein the light beam has a wavelength which is tuned to be examined components of the sample, and wherein the light beam has a modulation frequency with which the light beam is amplitude and / or frequency modulated. If the components to be examined are in the sample, they are excited by the light beam to oscillate, which cause an acoustic excitation in the form of a sound wave. This acoustic excitation is detected with an acoustic transducer, which is tuned to the modulation frequency. The tuning to the modulation frequency is achieved in that a resonant frequency of the transducer is in an integer ratio to the modulation frequency. From an output signal of the acoustic transducer, the concentration of the tested component in the sample is determined.

Aus DE 10 2007 014 519 A1 ist ein fotoakustischer Detektor zur Messung von Feinstaub bekannt, bei welchem Licht aus einer Laserquelle durch Reflexionen an Planspiegeln mehrfach durch einen Messbereich geleitet wird, wobei durch die Absorption des Lichts an Feinstaubpartikeln und die nachfolgende Erwärmung der umgebenden Luft ein fotoakustisches Signal erzeugt wird, wobei Schallwellen und Streulicht mittels Hohlspiegel konzentriert und zu Detektoren geleitet werden.Out DE 10 2007 014 519 A1 a photoacoustic detector for measuring particulate matter is known, in which light from a laser source is repeatedly guided through reflections at plane mirrors through a measuring range, wherein the absorption of the light to fine dust particles and the subsequent heating of the surrounding air, a photoacoustic signal is generated, wherein sound waves and scattered light concentrated by means of a concave mirror and passed to detectors.

Aus US 4,091,681 A ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung von optischen Material- und Oberflächen-Absorptionskoeffizienten von Festkörpern bekannt, bei welchem ein Transducer mit dem Festkörper verbunden und ein weiterer Transducer von dem Festkörper gelöst betrieben wird.Out US 4,091,681 A For example, there is known a method for the simultaneous determination of optical material and surface absorption coefficients of solids in which one transducer is connected to the solid and another transducer is operated dissolved from the solid.

Aus US 2010/0107732 A1 ist ein zylindrischer, fotoakustischer Detektor mit Anregung der zweiten azimutalen Resonanz bekannt, wobei im Strahlengang offene Röhren mit einer Röhrenlänge, die einem Viertel der Schallwellenlänge von Schall bei der zweiten azimutalen Resonanz entsprechen, angeordnet sind.Out US 2010/0107732 A1 For example, a cylindrical photoacoustic detector with second azimuthal resonance excitation is known, with open tube tubes of one tube length corresponding to one quarter of the sonic wavelength of sound at the second azimuthal resonance arranged in the beam path.

Aus US 2005/0117155 A1 ist die quarz-verstärkte fotoakustische Spektroskopie als grundlegende Technologie bekannt.Out US 2005/0117155 A1 For example, quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy is known as a fundamental technology.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das beschriebene Verfahren weiterzubilden, um ein größeres Spektrum von untersuchbaren Bestandteilen einer Probe bereitzustellen.The invention is based on the object of developing the described method in order to provide a larger range of constituents of a sample which can be examined.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 vor. Insbesondere sieht die Erfindung somit bei einer Sensoranordnung der eingangs beschriebenen Art vor, dass wenigstens ein Streulichtdetektor ausgebildet ist, mit welchem Streulicht aus der Messkammer detektierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass durch Detektion des Streulichts auch größere Bestandteile der Probe, beispielsweise Rußpartikel und/oder Staubpartikel, messbar sind. Hierdurch wird der Einsatzbereich der Sensoranordnung auch auf derartige partikuläre Bestandteile der Probe ausgedehnt.To solve this problem, the invention provides the features of claim 1. In particular, the invention thus provides in a sensor arrangement of the type described above, that at least one scattered light detector is formed, with which stray light from the measuring chamber can be detected. The advantage here is that by detecting the scattered light and larger components of the sample, such as soot particles and / or dust particles are measurable. As a result, the area of application of the sensor arrangement is also extended to such particulate components of the sample.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Streulicht aus einer weiteren Lichtquelle stammt.For example, it can be provided that the scattered light originates from a further light source.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Streulichtdetektor zur Detektion von einem an der Probe gestreuten Anteil eines von der Lichtquelle erzeugte Lichtstrahls eingerichtet ist. Somit ist der von der Lichtquelle erzeugte Lichtstrahl, mit welchem die Probe für die akustische Messung optisch angeregt wird, zusätzlich für die Streulichtmessung nutzbar. Weitere Lichtquellen sind in diesem Fall verzichtbar.In one embodiment of the invention, it can be provided that the at least one scattered-light detector is set up to detect a portion of a light beam generated by the light source that is scattered on the sample. Thus, the light beam generated by the light source, with which the sample for the acoustic measurement is optically excited, additionally useful for the scattered light measurement. Other light sources are dispensable in this case.

Es kann vorgesehen sein, dass der oder ein von der Lichtquelle erzeugbarer Lichtstrahl wenigstens eine Wellenlänge oder Trägerfrequenz aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wellenlänge oder Trägerfrequenz auf bestimmte Bestandteile der Probe abstimmbar ist, wodurch einzelne Bestandteile selektiv untersuchbar sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtquelle Lichtstrahlen mit mehreren Wellenlängen erzeugen kann, um mehrere Bestandteile gleichzeitig zu untersuchen oder um einzelne Bestandteile mit besonders guter Selektivität zu untersuchen. Bevorzugt sind die gewählten Wellenlängen auf Absorptionsfrequenzen des zu untersuchenden Bestandteils beziehungsweise der zu untersuchenden Bestandteile abgestimmt.It can be provided that the light beam or a light beam that can be generated by the light source has at least one wavelength or carrier frequency. The advantage here is that the wavelength or carrier frequency can be tuned to certain components of the sample, whereby individual components are selectively examined. It can also be provided that the light source can generate light beams with multiple wavelengths to examine several components simultaneously or to examine individual components with particularly good selectivity. The selected wavelengths are preferably matched to absorption frequencies of the constituent to be examined or of the constituents to be investigated.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der oder ein von der Lichtquelle erzeugbarer Lichtstrahl mit einer Modulationsfrequenz amplituden- und/oder frequenzmoduliert ist. Somit ist ein einfaches Mittel gegeben, um akustische Anregungen der Probe mit einer gewünschten Frequenz zu erzeugen. Besonders günstig ist es dabei, wenn hierbei wenigstens eine – Wellenlänge verwendet ist, welche auf eine Absorptionslinie eines zu untersuchenden Bestandteils abgestimmt ist. In diesem Fall ist es möglich, selektiv eine akustische Anregung gewünschter Frequenz oder Wellenlänge des untersuchten Bestandteils zu erzeugen.It can also be provided that the light beam or a light beam which can be generated by the light source is amplitude-modulated and / or frequency-modulated with a modulation frequency. Thus, a simple means is provided to generate acoustic stimuli of the sample at a desired frequency. It is particularly favorable in this case if at least one wavelength is used, which is tuned to an absorption line of a component to be examined. In this case, it is possible to selectively generate an acoustic stimulus of the desired frequency or wavelength of the examined component.

Unter Licht wird in dieser Anmeldung allgemein der sichtbare Teil des elektromagnetischen Spektrums mit den angrenzenden Bereichen der Infrarot- und Ultraviolettstrahlung verstanden. Der Begriff Licht umfasst daher in dieser Anmeldung zumindest das nahe Infrarot von 3 μm bis 780 nm oder Bereiche des nahen und mittleren Infrarots von 4,2 μm bis 780 nm, den sichtbaren Bereich von 780 nm bis 380 nm und die schwache UV Strahlung von 380 nm bis 280 nm oder Teile dieser Bereiche.In this application, light is generally understood to mean the visible part of the electromagnetic spectrum with the adjacent regions of the infrared and ultraviolet radiation. The term light therefore in this application includes at least the near infrared of 3 μm to 780 nm or near and middle infrared regions of 4.2 μm to 780 nm, the visible region of 780 nm to 380 nm and the weak UV radiation of 380 nm to 280 nm or parts of these ranges.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Wellenlänge des Lichtstrahls im infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich liegt. Beispielsweise können mit einer Wellenlänge im ultravioletten Spektralbereich kleinere Partikel in der Probe detektiert werden, während eine Wellenlänge im nahen Infrarotbereich für Rußpartikel und sonstige größere Partikel verwendbar ist.For example, it can be provided that the at least one wavelength of the light beam lies in the infrared and / or ultraviolet spectral range. For example, with a wavelength in the ultraviolet spectral range, smaller particles in the sample can be detected, while a near infrared wavelength can be used for soot particles and other larger particles.

Für die Detektion der akustischen Anregung ist es günstig, wenn die oder eine Modulationsfrequenz des Lichtstrahls auf eine Resonanzfrequenz des akustischen Messwertaufnehmers abgestimmt ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der akustische Messwertaufnehmer schwingfähig und/oder resonant anregbar ist.For the detection of the acoustic excitation, it is favorable if the or a modulation frequency of the light beam is tuned to a resonant frequency of the acoustic transducer. It can be provided that the acoustic transducer is oscillatory and / or resonant excitable.

Zur Aufnahme der akustischen Anregung kann vorgesehen sein, dass der akustische Messwertaufnehmer als Mikrostimmgabel ausgerichtet ist. Somit ist die Modulationsfrequenz einfach auf die Resonanzfrequenz der Mikrostimmgabel einstellbar. Von Vorteil ist, dass die Resonanz und/oder Güte der Anordnung sehr hoch ist. Die Mikrostimmgabel kann zur Erzeugung eines elektronisch auslesbaren Ausgangssignals in Abhängigkeit von den detektierten akustischen Anregungen eingerichtet sein. Beispielsweise kann der akustische Messwertaufnehmer nach einem piezoelektrischen oder kapazitiven Verfahren zur Umsetzung der detektierten akustischen Anregung in ein elektronisch auslesbares Signal eingerichtet sein.To record the acoustic stimulation can be provided that the acoustic transducer is aligned as a micro tuning fork. Thus, the modulation frequency is easily adjustable to the resonance frequency of the micro tuning fork. It is advantageous that the resonance and / or quality of the arrangement is very high. The micro tuning fork can be set up to produce an electronically readable output signal as a function of the detected acoustic suggestions. By way of example, the acoustic measuring transducer can be set up according to a piezoelectric or capacitive method for converting the detected acoustic excitation into an electronically readable signal.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine zweite Lichtquelle ausgebildet ist und/oder dass der wenigstens eine Streulichtdetektor zur Detektion von Streulicht von der oder einer zweiten Lichtquelle eingerichtet und angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Absorptionsverfahren, welches den akustischen Messwertaufnehmer benutzt, einfach trennbar ist von dem Streulichtverfahren. Die jeweiligen messtechnischen Anforderungen sind somit einfach erfüllbar. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Lichtintensität der zweiten Lichtquelle grösser ist als eine Lichtintensität der ersten Lichtquelle.In one embodiment of the invention it can be provided that a second light source is formed and / or that the at least one scattered light detector for detecting scattered light from the or a second light source is set up and arranged. The advantage here is that the absorption method, which uses the acoustic transducer, is easily separable from the scattered light method. The respective metrological requirements are thus easy to fulfill. For example, it can be provided that a light intensity of the second light source is greater than a light intensity of the first light source.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Wellenlänge der zweiten Lichtquelle verschieden ist von der wenigstens einen Wellenlänge der ersten Lichtquelle. Von Vorteil ist dabei, dass die zweite Lichtquelle auf das Streulichtverfahren optimal einstellbar ist, während die erste Lichtquelle auf das fotoakustische Verfahren, bei welchem der akustische Messwertaufnehmer verwendet wird, optimierbar ist. Von Vorteil ist dabei weiter, dass die zweite Lichtquelle nicht die hohen Anforderungen an eine Stabilität einer – Wellenlänge des erzeugten Lichtstrahls erfüllen muss.Alternatively or additionally, it can be provided that a wavelength of the second light source is different from the at least one wavelength of the first light source. The advantage here is that the second light source is optimally adjustable to the scattered light method, while the first light source to the photoacoustic method, in which the acoustic transducer is used, can be optimized. Another advantage is that the second light source does not have to meet the high requirements for stability of a wavelength of the generated light beam.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Streulichtdetektoren ausgebildet sind, mit denen in unterschiedliche Streuwinkelbereiche gestreutes Streulicht detektierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Winkelabhängigkeit der Lichtstreuung messbar ist. Hierdurch können verfeinerte Aussagen über die Größe oder Form der untersuchten Partikel in der Probe gewonnen werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein erster Streulichtdetektor so angeordnet ist, dass Streulicht in einem Streuwinkelbereich zwischen 20° und 40° in Bezug auf einen einfallenden Lichtstrahl, vorzugsweise Streulicht in einem Streuwinkel von 30° oder nahezu vorwärts gestreutes Streulicht, detektierbar ist. Alternativ zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein zweiter Streulichtdetektor so angeordnet ist, dass Streulicht in einem Streuwinkelbereich von 80 bis 100° in Bezug auf einen einfallenden Lichtstrahl, vorzugsweise Streulicht in einem Streuwinkel von 90° oder seitwärts gestreutes Streulicht, detektierbar ist.In one embodiment of the invention it can be provided that at least two scattered light detectors are formed, with which stray light scattered in different scattering angle ranges can be detected. The advantage here is that an angular dependence of the light scattering is measurable. As a result, more refined information about the size or shape of the investigated particles in the sample can be obtained. For example, it can be provided that a first scattered light detector is arranged so that scattered light in a scattering angle range between 20 ° and 40 ° with respect to an incident light beam, preferably scattered light in a scattering angle of 30 ° or nearly forward scattered scattered light, is detectable. Alternatively, it can additionally be provided that a second scattered light detector is arranged so that scattered light in a scattering angle range of 80 to 100 ° with respect to an incident light beam, preferably scattered light in a scattering angle of 90 ° or scattered light scattered sideways, is detectable.

Mit einem einzelnen Streulichtdetektor ist beispielsweise eine Partikelanzahl im Messgas bestimmbar. Mit zwei oder mehr Streulichtdetektoren, die in Bezug auf eine Einfallsrichtung eines Lichtstrahls in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind, kann beispielsweise eine Partikelgrößenverteilung bestimmt werden. Hierbei gilt, dass die Partikelgrößenverteilung umso genauer stimmbar ist, je mehr Streulichtdetektoren eingesetzt sind. Für viele Anwendungen ist es jedoch bereits ausreichend, zwei Streulichtdetektoren einzusetzen und als Maßzahl für die Partikelgrößenverteilung ein Verhältnis von Ausgangssignalen der zwei Streulichtdetektoren bereitzustellen und zu verwenden.With a single scattered light detector, for example, a number of particles in the sample gas can be determined. For example, with two or more scattered light detectors arranged at different angles with respect to an incident direction of a light beam, a particle size distribution can be determined. In this case, the more scattered light detectors are used, the more accurately the particle size distribution can be tuned. For many applications, however, it is already sufficient to use two scattered light detectors and as a measure of the particle size distribution, a ratio of To provide and use output signals of the two scattered light detectors.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der akustische Messwertaufnehmer außerhalb der Messkammer angeordnet und über eine akustische Auskopplung an die Probe in der Messkammer angekoppelt oder ankoppelbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein direkter Kontakt der Probe mit dem akustischen Messwertaufnemer vermeidbar ist. Somit sind Alterungsprozesse am Messwertaufnehmer, beispielsweise durch aggressive Proben, reduzierbar. Besonders günstig ist es, wenn die akustische Auskopplung durchlässig für Schallwellen der akustischen Anregung und undurchlässig für Gase und/oder Flüssigkeiten ausgebildet ist. Beispielsweise kann die akustische Auskopplung eine Membran aufweisen.In one embodiment of the invention it can be provided that the acoustic transducer is arranged outside the measuring chamber and coupled to the sample in the measuring chamber via an acoustic coupling or can be coupled. The advantage here is that a direct contact of the sample with the acoustic Meßwertaufnemer is avoidable. Thus, aging processes on the transducer, for example by aggressive samples, can be reduced. It is particularly favorable when the acoustic coupling is permeable to sound waves of the acoustic excitation and impermeable to gases and / or liquids. For example, the acoustic coupling may have a membrane.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Messkammer in einem Transportweg der Probe eine Verdünnungseinheit vorgeschaltet ist. Von Vorteil ist dabei, dass somit mit der Sensoranordnung auch hohe Partikelkonzentrationen messbar sind. Denn mit der Verdünnungseinheit ist die Konzentration von Bestandteilen, insbesondere Partikeln, der Probe soweit reduzierbar, dass eine Partikelkonzentration der Probe innerhalb eines Messbereichs der Sensoranordnung liegt. Von Vorteil ist dabei, dass auch hohe Partikelkonzentrationen messbar sind, wie sie beispielsweise in Emissionen von Motoren oder Verbrennungsanlagen vorkommen.In one embodiment of the invention can be provided that the measuring chamber in a transport path of the sample is preceded by a dilution unit. The advantage here is that thus high particle concentrations can be measured with the sensor arrangement. Because with the dilution unit, the concentration of components, in particular particles, of the sample can be reduced so far that a particle concentration of the sample is within a measuring range of the sensor arrangement. The advantage here is that even high particle concentrations are measurable, as they occur for example in emissions from engines or incinerators.

Beispielsweise kann die Verdünnungseinheit als Rotationsverdünner zur Verdünnung über Zumischen eines Verdünnungsfluids, beispielsweise von partikelfreier Luft, eingerichtet sein. Alternativ kann die Verdünnungseinheit auch wenigstens eine Düse oder vorzugsweise getaktete Ventile zur Verdünnung über Zumischung eines Verdünnungsfluids, beispielsweise von partikelfreier Luft, aufweisen.For example, the dilution unit can be configured as a rotary diluent for dilution by admixing a dilution fluid, for example particle-free air. Alternatively, the dilution unit may also have at least one nozzle or preferably clocked valves for dilution by admixing a dilution fluid, for example particle-free air.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Messkammer zur kontinuierlichen Durchströmung mit der Probe ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass kontinuierliche Messungen ausführbar sind.In one embodiment of the invention can be provided that the measuring chamber is designed for continuous flow with the sample. The advantage here is that continuous measurements are executable.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Auswerteeinheit zur Erzeugung eines zeitaufgelösten Signals aus Ausgangssignalen zumindest des akustischen Messwertaufnehmers und des wenigstens einen Streulichtdetektors eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine zeitliche Veränderung von Zusammensetzungen der Probe messbar ist. Beispielsweise kann hiermit eine Überwachung von Emissions- und/oder Immissionsgrenzwerten realisiert sein.In one embodiment of the invention it can be provided that an evaluation unit for generating a time-resolved signal from output signals of at least the acoustic transducer and the at least one scattered light detector is set up. The advantage here is that a temporal change of compositions of the sample is measurable. For example, a monitoring of emission and / or immission limit values can be realized hereby.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Auswerteeinheit zur Ermittlung eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe von Partikelanzahl, Partikelkonzentration, Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung, Partikelform und Partikelzusammensetzung für eine partikelhaltige Probe aus einem Ausgangssignal des wenigstens einen Streulichtdetektors eingerichtet ist. Beispielsweise kann hierzu die eine Auswerteeinheit zur Bildung eines Quotienten aus den Ausgangssignalen von zwei Streulichtdetektoren eingerichtet sein. Von Vorteil ist dabei, dass aus dem Quotient Informationen über die Partikelgröße bzw. die Partikelgrößenverteilung und/oder die Partikelform gewinnbar sind.In one embodiment of the invention it can be provided that an evaluation unit for determining one or more elements from the group of particle number, particle concentration, particle size, particle size distribution, particle shape and particle composition for a particle-containing sample from an output signal of the at least one scattered light detector is set up. For example, for this purpose, an evaluation unit can be set up to form a quotient of the output signals of two scattered light detectors. The advantage here is that information about the particle size or the particle size distribution and / or the particle shape can be obtained from the quotient.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung kann beispielsweise auch zur Filterprüfung oder Filterüberwachung eingerichtet ein, indem eine hinter einem Filter noch vorhandene Partikelzahl bestimmt und mit einem Grenzwert verglichen wird.The sensor arrangement according to the invention can, for example, also be set up for filter testing or filter monitoring by determining a particle number still present behind a filter and comparing it with a limit value.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.The invention will now be described in more detail with reference to embodiments, but is not limited to the embodiments. Further exemplary embodiments result from the combination of individual or several protection claims with one another and / or with one or more features of the exemplary embodiments.

Es zeigtIt shows

1 eine erfindungsgemäße Sensoranordnung in einer Ansicht von der Seite in stark vereinfachter Darstellung, 1 a sensor arrangement according to the invention in a view from the side in a greatly simplified representation,

2 die Sensoranordnung gemäß 1 in stark vereinfachter Darstellung in einer Ansicht von vorn, 2 the sensor arrangement according to 1 in a simplified view in a front view,

3 eine weitere erfindungsgemäße Sensoranordnung mit zwei Lichtquellen in stark vereinfachter Darstellung von vorn und 3 a further inventive sensor arrangement with two light sources in a highly simplified representation of the front and

4 die Sensoranordnung gemäß 1 mit vorgeschalteter Verdünnungseinheit in schematischer Darstellung. 4 the sensor arrangement according to 1 with upstream dilution unit in a schematic representation.

1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung zur Erläuterung der Erfindung eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Sensoranordnung. 1 shows in a greatly simplified representation to illustrate the invention as a whole with 1 designated sensor arrangement.

Die Sensoranordnung 1 hat eine Messkammer 2, welche zur Aufnahme einer fluiden, insbesondere flüssigen oder gasförmigen Probe eingerichtet ist.The sensor arrangement 1 has a measuring chamber 2 , which is adapted to receive a fluid, in particular liquid or gaseous sample.

Die Sensoranordnung 1 weist eine Lichtquelle 3 auf, mit welcher die Probe in einer aktiven Zone 4 optisch anregbar ist. Diese optische Anregung der Probe in der aktiven Zone 4 bewirkt eine akustische Anregung, welche mit einem Messwertaufnehmer 5 aufnehmbar ist.The sensor arrangement 1 has a light source 3 on which the sample is in an active zone 4 is optically excitable. This optical excitation of the sample in the active zone 4 causes an acoustic Stimulation, which with a transducer 5 is receivable.

Die wenigstens eine Wellenlänge der Lichtquelle 3 ist so eingestellt, dass die zu untersuchende Probe in der aktiven Zone 4 Energie aus dem abgestrahlten Lichtstrahl 8 aufnehmen kann. Die optische Anregung erfolgt hierbei periodisch mit mindestens einer Modulationsfrequenz, beispielsweise durch Amplituden- und/oder Frequenzmodulation des Lichtstrahls 8. Durch die periodische Anregung erfährt die Probe eine Energieaufnahme und Energieabnahme. Diese ständig wiederkehrende Energieänderung führt zu einer Druckänderung in der Probe, welche als akustische Anregung eine Schwingung des Messwertaufnehmers 5 bewirkt.The at least one wavelength of the light source 3 is set so that the sample to be examined in the active zone 4 Energy from the radiated light beam 8th can record. The optical excitation takes place here periodically with at least one modulation frequency, for example by amplitude and / or frequency modulation of the light beam 8th , Due to the periodic excitation, the sample undergoes an energy intake and energy decrease. This constantly recurring energy change leads to a pressure change in the sample, which as an acoustic excitation, a vibration of the transducer 5 causes.

Hierzu ist der akustische Messwertaufnehmer 5 als Mikrostimmgabel ausgebildet, die eine Resonanzfrequenz aufweist, welche auf die Frequenz der akustischen Anregung abgestimmt ist.This is the acoustic transducer 5 designed as a micro tuning fork, which has a resonant frequency which is tuned to the frequency of the acoustic excitation.

Der akustische Messwertaufnehmer 5 stellt somit ein Ausgangssignal bereit, welches von dem Vorhandensein und der Konzentration eines Bestandteils der Probe abhängt, der die akustische Anregung erzeugt.The acoustic transducer 5 thus provides an output signal which depends on the presence and concentration of a constituent of the sample which produces the acoustic stimulus.

Dieses Ausgangssignal wird in einer nicht weiter dargestellten Auswerteeinheit in an sich bekannter Weise verarbeitet.This output signal is processed in an evaluation unit not shown in a conventional manner.

Die Sensoranordnung 1 weist zusätzlich einen Streulichtdetektor 6 auf, mit welchem Streulicht aus der Messkammer 2 detektierbar ist.The sensor arrangement 1 additionally has a scattered light detector 6 on, with which scattered light from the measuring chamber 2 is detectable.

2 zeigt eine Ansicht der Sensoranordnung 1 gemäß 1 in einer Blickrichtung längs der Messkammer 2 als stark vereinfachte Prinzipskizze. 2 shows a view of the sensor assembly 1 according to 1 in a viewing direction along the measuring chamber 2 as a greatly simplified schematic diagram.

In 2 ist ersichtlich, dass die Lichtquelle 3 einen Lichtstrahl 8 in die Messkammer einstrahlt, der in der aktiven Zone 4 als Streulicht 7 gestreut wird.In 2 it can be seen that the light source 3 a ray of light 8th into the measuring chamber, which is in the active zone 4 as stray light 7 is scattered.

Hierbei ist der Streulichtdetektor 6 so angeordnet und ausgerichtet, dass ein Anteil 9 des Streulichts 7, welcher in einem Streuwinkel von 90° in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichtstrahls 8 seitwärts gestreut wird, mit dem Streulichtdetektor 6 detektierbar ist.Here is the scattered light detector 6 arranged and aligned so that a share 9 of scattered light 7 , which in a scattering angle of 90 ° with respect to the direction of incidence of the light beam 8th is scattered sideways, with the scattered light detector 6 is detectable.

Der Lichtstrahl 8 weist eine Wellenlänge auf, welche auf den jeweils zu untersuchenden Bestandteil der Probe abgestimmt ist. Beispielsweise kann diese Wellenlänge im ultravioletten, infraroten oder sichtbaren Spektralbereich liegen.The light beam 8th has a wavelength which is tuned to the particular component of the sample to be examined. For example, this wavelength can be in the ultraviolet, infrared or visible spectral range.

Der Lichtstrahl 8 ist mit einer Modulationsfrequenz amplituden- und/oder frequenzmoduliert, beispielsweise gepulst. Der akustische Messwertaufnehmer 5 hat eine nicht weiter dargestellte Mikrostimmgabel, auf welche die Modulationsfrequenz abgestimmt ist.The light beam 8th is amplitude modulated and / or frequency modulated with a modulation frequency, for example pulsed. The acoustic transducer 5 has a micro tuning fork, not shown, to which the modulation frequency is tuned.

Hierzu sind die Resonanzfrequenz des Messwertaufnehmers 5 und die Modulationsfrequenz in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander gewählt.These are the resonance frequency of the transducer 5 and the modulation frequency selected in an integer ratio to each other.

Die Sensoranordnung 1 hat einen zweiten Streulichtdetektor 10, welcher in 1 zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen ist.The sensor arrangement 1 has a second scattered light detector 10 which is in 1 is omitted for simplicity of illustration.

Dieser zweite Streulichtdetektor 10 ist so angeordnet, dass mit ihm ein Anteil 11 des Streulichts 7 detektierbar ist, der in einem Streuwinkel von 30° in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichtstrahls 8 nahezu vorwärts gestreut wird.This second scattered light detector 10 is arranged so that with him a share 11 of scattered light 7 detectable in a scattering angle of 30 ° with respect to the direction of incidence of the light beam 8th is scattered almost forward.

Der erste Streulichtdetektor 6 und der zweite Streulichtdetektor 10 sind daher zur Detektion von Streulicht 7 in unterschiedlichen Streuwinkelbereichen eingerichtet.The first scattered light detector 6 and the second scattered light detector 10 are therefore for the detection of stray light 7 set up in different spreading angle ranges.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann der erste Streulichtdetektor zur Detektion von Streulicht 7 in einem Streuwinkelbereich zwischen 80 und 100° eingerichtet sein.In further embodiments, the first scattered light detector for detecting scattered light 7 be set up in a scattering angle range between 80 and 100 °.

Hierbei oder bei weiteren Ausführungsbeispielen kann der zweite Streulichtdetektor 10 zur Detektion von Streulicht 7 in einem Streuwinkelbereich zwischen 20 und 40° eingerichtet sein.Here or in further embodiments, the second scattered light detector 10 for the detection of stray light 7 be arranged in a scattering angle range between 20 and 40 °.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen können andere Streuwinkelbereiche oder eine größere Anzahl von voneinander getrennten Streuwinkelbereichen mit einer Anzahl von Streulichtdetektoren 6, 10 detektierbar sein.In other embodiments, different scattering angle ranges or a larger number of separate scattering angle ranges may be used with a number of scattered light detectors 6 . 10 be detectable.

In 1 ist ersichtlich, dass die Lichtquelle 3 außerhalb der Messkammer 2 angeordnet ist.In 1 it can be seen that the light source 3 outside the measuring chamber 2 is arranged.

Der Lichtstrahl 8 wird über eine optische Einkopplung 12 in die Messkammer 2 eingekoppelt. Hierbei kann die optische Einkopplung 12 eine Linsenanordnung und/oder Sichtfenster, welche für das jeweils verwendete Licht durchlässig sind, aufweisen.The light beam 8th is via an optical coupling 12 into the measuring chamber 2 coupled. Here, the optical coupling 12 a lens assembly and / or viewing windows, which are transparent to the particular light used, have.

Die optische Einkopplung 12 wird somit von einem nicht weiter dargestellten optischen Kanal umfasst, welcher den Lichtstrahl 8 von der Lichtquelle 3 zur Messkammer 2 führt.The optical coupling 12 is thus comprised of an optical channel, not shown, which the light beam 8th from the light source 3 to the measuring chamber 2 leads.

Der Messwertaufnehmer 5 ist ebenfalls außerhalb der Messkammer 2 angeordnet.The sensor 5 is also outside the measuring chamber 2 arranged.

Zur Detektion der akustischen Anregung ist der akustische Messwertaufnehmer 5 über eine akustische Auskopplung 13 angekoppelt.For the detection of the acoustic excitation is the acoustic transducer 5 via an acoustic decoupling 13 coupled.

Hierbei ist die akustische Auskopplung 13 für die Schallwellen der akustischen Anregung durchlässig ausgebildet, beispielsweise als Membran. Here is the acoustic coupling 13 formed permeable to the sound waves of the acoustic excitation, for example as a membrane.

Die akustische Auskopplung 13 ist jedoch undurchlässig für die fluidische Probe ausgebildet, um zu verhindern, dass die Probe zum Messwertaufnehmer 5 gelangt.The acoustic decoupling 13 However, it is impermeable to the fluidic sample designed to prevent the sample from becoming a transducer 5 arrives.

Zur Verbesserung der der Empfindlichkeit ist der Messwertaufnehmer 5 in einem Hohlraumresonator 14 angeordnet. Der Hohlraumresonator 14 wird von einem nicht weiter dargestellten akustischen Kanal umfasst, welcher die akustische Anregung von der aktiven Zone 4 zu dem akustischen Messwertaufnehmer 5 überträgt.To improve the sensitivity is the transducer 5 in a cavity resonator 14 arranged. The cavity resonator 14 is encompassed by an acoustic channel, not shown, which provides the acoustic stimulus from the active zone 4 to the acoustic transducer 5 transfers.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der akustische Messwertaufnehmer 5 beabstandet zu der aktiven Zone 4 angeordnet. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann der akustische Messwertaufnehmer 5 auch in unmittelbarer Nachbarschaft zu der aktiven Zone 4 angeordnet sein, sodass nur ein sehr kurzer oder gar kein akustischer Kanal erforderlich ist.In the illustrated embodiments, the acoustic transducer is 5 spaced to the active zone 4 arranged. In further embodiments, the acoustic transducer 5 also in the immediate vicinity of the active zone 4 be arranged so that only a very short or no acoustic channel is required.

Die Messkammer 2 ist zur kontinuierlichen Durchströmung mit der Probe ausgebildet. Die Probe wird hierbei entlang eines Transportweges 15 durch die Messkammer 2 transportiert.The measuring chamber 2 is designed for continuous flow through the sample. The sample is in this case along a transport path 15 through the measuring chamber 2 transported.

4 zeigt die Sensoranordnung 1 gemäß 1 und 2 mit einer Verdünnungseinheit 16. 4 shows the sensor arrangement 1 according to 1 and 2 with a dilution unit 16 ,

Die Verdünnungseinheit 16 ist der Messkammer 2 im Transportweg 15 vorgeschaltet.The dilution unit 16 is the measuring chamber 2 in the transport route 15 upstream.

Die Probe gelangt daher zunächst durch einen Einlass 17 zu der Verdünnungseinheit 16.The sample therefore first passes through an inlet 17 to the dilution unit 16 ,

Die Verdünnungseinheit 16 weist einen zweiten Anschluss 18 für ein Verdünnungsmedium oder Verdünnungsfluid auf.The dilution unit 16 has a second port 18 for a diluent or dilution fluid.

Dieses Verdünnungsmedium kann beispielsweise partikelfreie Luft sein.This dilution medium can be, for example, particle-free air.

In der Verdünnungseinheit 16 wird das Verdünnungsmedium der Probe derart zugemischt, dass sich eine Konzentration der zu untersuchenden Bestandteile der Probe ergibt, die in einem messbaren Bereich der Sensoranordnung 1 liegt. Hierzu sind in der Verdünnungseinheit 16 nicht weiter dargestellte Düsen, getaktete Ventile und/oder Rotationsverdünner angeordnet.In the dilution unit 16 the dilution medium is admixed to the sample in such a way that a concentration of the constituents of the sample to be investigated results, which is in a measurable range of the sensor arrangement 1 lies. These are in the dilution unit 16 not shown nozzles, timed valves and / or Rotationsverdünner arranged.

Nach der Verdünnung in der Verdünnungseinheit 16 wird die nun verdünnte Probe im Transportweg 15 der Messkammer 2 zugeführt und wie beschrieben vermessen.After dilution in the dilution unit 16 is the now diluted sample in the transport path 15 the measuring chamber 2 supplied and measured as described.

Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab, und eine nicht weiter dargestellte Auswerteeinheit nimmt die Ausgangssignale des akustischen Messwertaufnehmers 5 und der Streulichtdetektoren 6, 10 zeitaufgelöst auf und wertet diese aus.This process takes place continuously, and an evaluation unit, not further shown, takes the output signals of the acoustic transducer 5 and the scattered light detectors 6 . 10 time resolved and evaluates these.

Diese Auswerteeinheit wertet insbesondere die Ausgangssignale der Streulichtdetektoren 6, 10 in an sich bekannter Weise aus, um eine Partikelanzahl und/oder eine Partikelkonzentration und/oder eine Partikelgröße und/oder eine Partikelgrößenverteilung und/oder eine Partikelform und/oder eine Partikelzusammensetzung für die partikelhaltige Probe zu ermitteln.This evaluation unit evaluates in particular the output signals of the scattered light detectors 6 . 10 in a manner known per se in order to determine a particle number and / or a particle concentration and / or a particle size and / or a particle size distribution and / or a particle shape and / or a particle composition for the particle-containing sample.

3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Sensoranordnung 1. 3 shows a further sensor arrangement according to the invention 1 ,

Hierbei sind funktionell und/oder konstruktiv zu der Sensoranordnung 1 aus 1 und 2 gleiche oder ähnliche Bestandteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht noch einmal gesondert beschrieben. Die vorstehenden Erläuterungen gelten daher für 3 entsprechend.Here are functional and / or constructive to the sensor array 1 out 1 and 2 identical or similar components with the same reference numerals and not described again separately. The above explanations therefore apply to 3 corresponding.

Die Sensoranordnung 1 in 3 weist in analoger Weise zu 1 einen nicht weiter dargestellten akustischen Messwertaufnehmer 5 auf, welcher über einen akustischen Kanal an die aktive Zone 4, in welcher das Messgas eine akustische Anregung erzeugt, angekoppelt ist.The sensor arrangement 1 in 3 indicates in an analogous manner 1 a not shown acoustic transducer 5 on, which via an acoustic channel to the active zone 4 , in which the measuring gas generates an acoustic excitation, is coupled.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 weist die Sensoranordnung 1 gemäß 3 eine zweite Lichtquelle 19 auf, mit welcher eine zweiter Lichtstrahl 20 erzeugbar ist, welcher über eine zweite optische Einkopplung 21 in die Messkammer 2 eingekoppelt wird.In contrast to the embodiment according to 1 and 2 has the sensor arrangement 1 according to 3 a second light source 19 on, with which a second beam of light 20 can be generated, which via a second optical coupling 21 into the measuring chamber 2 is coupled.

Der erste Streulichtdetektor 6 und der zweite Streulichtdetektor 10 sind hierbei so angeordnet, dass das Streulicht 7 von dem zweiten Lichtstrahl 20 erfassbar ist.The first scattered light detector 6 and the second scattered light detector 10 are arranged so that the stray light 7 from the second light beam 20 is detectable.

Der zweite Lichtstrahl 20 weist eine erheblich höhere Lichtintensität auf, als der erste Lichtstrahl 8 der ersten Lichtquelle 3.The second light beam 20 has a significantly higher light intensity than the first light beam 8th the first light source 3 ,

Diese höhere Lichtintensität ist so gewählt, dass der zweite Lichtstrahl 20 für das Streulichtverfahren geeignet ist.This higher light intensity is chosen so that the second light beam 20 is suitable for the scattered light method.

Aus 3 ist ersichtlich, dass mit dem ersten Streulichtdetektor 6 ein Anteil 11 des Streulichts 7 detektierbar ist, der nahezu in die Vorwärtsrichtung in Bezug auf den einfallenden zweiten Lichtstrahl 20 gestreut wird.Out 3 It can be seen that with the first scattered light detector 6 a share 11 of scattered light 7 is detectable, which is almost in the forward direction with respect to the incident second light beam 20 is scattered.

Mit dem zweiten Streulichtdetektor 10 ist dagegen ein Anteil 9 des Streulichts 7 erfassbar, der in Bezug auf den einfallenden zweiten Lichtstrahl 20 seitwärts gestreut wird.With the second scattered light detector 10 is a share 9 of scattered light 7 detectable with respect to the incident second beam of light 20 is scattered sideways.

Generell kann daher bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen gesagt werden, dass mit einem Streulichtdetektor seitwärts gestreutes Streulicht 9 detektierbar ist, während mit einem anderen Streulichtdetektor in einen Vorwärtskegel gestreutes Streulicht 11 detektierbar ist.In general, it can therefore be said in the described exemplary embodiments that stray light scattered sideways with a scattered-light detector 9 is detectable while scattered with another scattered light detector in a forward cone scattered light 11 is detectable.

Die Lichtquellen 3, 19 können als Laserlichtquelle oder als LED oder auf sonstige Weise als Lichtquelle im sichtbaren, infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich eingerichtet sein.The light sources 3 . 19 may be configured as a laser light source or as an LED or in any other way as a light source in the visible, infrared and / or ultraviolet spectral range.

In der bereits erwähnten Auswerteeinheit ist ein Auswerteverfahren eingerichtet, welches berücksichtigt, dass bei abnehmender Partikelgröße der Streuwinkel zunimmt, während die Intensität abnimmt. Bei abnehmender Partikelgröße wird daher der Anteil 9 des seitwärts gestreuten Streulichts gegenüber dem Anteil 11 des vorwärts gestreuten Streulichts zunehmen, wobei insgesamt die Intensität des Streulichts 7 abnimmt.In the evaluation unit mentioned above, an evaluation method is set up, which takes into account that as the particle size decreases, the scattering angle increases, while the intensity decreases. With decreasing particle size, therefore, the proportion 9 the scattered light scattered sideways compared to the proportion 11 of the scattered light scattered forward, with the total intensity of the scattered light increasing 7 decreases.

Es sei noch erwähnt, dass in der Verdünnungseinheit 16, welche im Übrigen auch an die Sensoranordnung 1 gemäß 3 anschließbar ist, ein Verdünnungsverhältnis variabel einstellbar ist. Somit ist eine Messbereichsumschaltung realisierbar.It should be noted that in the dilution unit 16 , which incidentally also to the sensor arrangement 1 according to 3 can be connected, a dilution ratio is variably adjustable. Thus, a range switching is feasible.

Beispielsweise kann ein Volumenstrom der partikelhaltigen Probe durch die Messkammer 2 so eingestellt werden, dass immer nur einzelne Partikel durch die aktive Zone 4 bewegt werden. Somit ist eine Partikelzählung möglich.For example, a volume flow of the particle-containing sample through the measuring chamber 2 be set so that only ever individual particles through the active zone 4 to be moved. Thus, a particle count is possible.

Die Sensoranordnung 1 der beschriebenen Ausführungsbeispiele ist besonders geeignet zur Bestimmung von Rußpartikeln in der Probe. Hierbei ist die fotoakustische Messung mit dem akustischen Messwertaufnehmer 5 verwendbar, um Rußpartikel von anderen Partikeln, beispielsweise Staubpartikeln, zu unterscheiden.The sensor arrangement 1 The described embodiments are particularly suitable for the determination of soot particles in the sample. Here is the photoacoustic measurement with the acoustic transducer 5 usable to distinguish soot particles from other particles, for example dust particles.

Mit der Streulichtmessung über die Streulichtdetektoren 6, 10 kann insgesamt eine Information über die vorhandenen Partikel und über deren Größenverteilung bereitgestellt werden.With the scattered light measurement via the scattered light detectors 6 . 10 Overall, information about the existing particles and their size distribution can be provided.

Somit können in einer Partikelmessung mit unbekannter Matrix Rußteilchen von anderen Staubpartikeln unterschieden werden.Thus, in particle measurement with an unknown matrix, soot particles can be distinguished from other dust particles.

Es sei noch erwähnt, dass die akustische Auskopplung 13 bei den Ausführungsbeispielen zusätzlich ein Heizelement aufweisen kann, um den Messwertaufnehmer 5 beheizt zu betreiben. Hierdurch können korrosive Medien in der Sensoranordnung 1 auch ohne akustische Auskopplung 13 detektiert werden.It should be mentioned that the acoustic decoupling 13 in the embodiments may additionally comprise a heating element to the transducer 5 heated to operate. As a result, corrosive media in the sensor array 1 even without acoustic decoupling 13 be detected.

Bei der Sensoranordnung 1 mit einer eine fluide Probe aufnehmenden Messkammer 2 wird vorgeschlagen, eine Lichtquelle 3 und einen akustischen Messwertaufnehmer 5 zur Durchführung eines fotoakustischen Messverfahrens auszubilden und einzurichten und an der Messkammer 2 wenigstens einen Streulichtdetektor 6 zur Durchführung eines Streulichtverfahrens an der Probe anzuordnen und einzurichten.In the sensor arrangement 1 with a measuring chamber receiving a fluid sample 2 it is proposed a light source 3 and an acoustic transducer 5 for the implementation of a photoacoustic measuring method and set up and at the measuring chamber 2 at least one scattered light detector 6 to arrange and set up a scattered light method on the sample.

Claims (9)

Sensoranordnung (1) mit einer eine fluiden Probe aufnehmenden Messkammer (2), mit einer Lichtquelle (3, 19), die zur optischen Anregung der Probe in der Messkammer (2) eingerichtet ist, und mit einem akustischen Messwertaufnehmer (5), mit welchem eine durch die optische Anregung der Probe erzeugbare oder erzeugte akustische Anregung aus der Messkammer (2) aufnehmbar ist, wobei ein von der Lichtquelle erzeugbarer Lichtstrahl (8, 20) wenigstens eine Wellenlänge aufweist und mit einer Modulationsfrequenz amplituden- und frequenzmoduliert ist und die Modulationsfrequenz des Lichtstrahls (8, 20) auf eine Resonanzfrequenz des akustischen Messwertaufnehmers (5) abgestimmt ist, wobei der akustische Messwertaufnehmer (5) als Mikrostimmgabel ausgebildet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Streulichtdetektor (6, 10) ausgebildet ist, mit welchem Streulicht (7) aus der Messkammer (2) detektierbar ist.Sensor arrangement ( 1 ) with a measuring chamber receiving a fluid sample ( 2 ), with a light source ( 3 . 19 ) for the optical excitation of the sample in the measuring chamber ( 2 ) and with an acoustic transducer ( 5 ), with which an acoustic excitation which can be generated or generated by the optical excitation of the sample from the measuring chamber ( 2 ) is receivable, wherein a producible by the light source light beam ( 8th . 20 ) has at least one wavelength and is amplitude and frequency modulated with a modulation frequency and the modulation frequency of the light beam ( 8th . 20 ) to a resonant frequency of the acoustic transducer ( 5 ), the acoustic transducer ( 5 ) formed as a micro tuning fork, characterized in that at least one scattered light detector ( 6 . 10 ) is formed, with which stray light ( 7 ) from the measuring chamber ( 2 ) is detectable. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Streulichtdetektor (6, 10) zur Detektion von einem an der Probe gestreuten Anteil (9, 11) eines von der Lichtquelle (3, 19) erzeugten Lichtstrahls (8, 20) eingerichtet ist.Sensor arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one scattered-light detector ( 6 . 10 ) for detecting a portion scattered on the sample ( 9 . 11 ) one of the light source ( 3 . 19 ) generated light beam ( 8th . 20 ) is set up. Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Wellenlänge im infraroten und/oder ultravioletten Spektralbereich liegt.Sensor arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one wavelength is in the infrared and / or ultraviolet spectral range. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Lichtquelle (19), deren Lichtintensität größer als eine Lichtintensität der ersten Lichtquelle (3) ist und/oder deren Frequenz verschieden von der wenigstens einen Wellenlänge der ersten Lichtquelle (3) ist, ausgebildet ist und/oder dass der wenigstens eine Streulichtdetektor (6, 10) zur Detektion von Streulicht (7) von der oder einer zweiten Lichtquelle (19) eingerichtet und angeordnet ist.Sensor arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that a second light source ( 19 ) whose light intensity is greater than a light intensity of the first light source ( 3 ) and / or whose frequency is different from the at least one wavelength of the first light source ( 3 ), is formed, and / or that the at least one scattered light detector ( 6 . 10 ) for the detection of stray light ( 7 ) from the or a second light source ( 19 ) is furnished and arranged. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Streulichtdetektoren (6, 10) ausgebildet sind, mit denen in unterschiedliche Streuwinkelbereiche gestreutes Streulicht (7) detektierbar ist.Sensor arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least two scattered-light detectors ( 6 . 10 ) educated with which stray light scattered in different scattering angle ranges ( 7 ) is detectable. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Messwertaufnehmer (5) außerhalb der Messkammer (2) angeordnet und über eine akustische Auskopplung (13) an die Probe in der Messkammer (2) angekoppelt oder ankoppelbar ist.Sensor arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the acoustic transducer ( 5 ) outside the measuring chamber ( 2 ) and via an acoustic coupling ( 13 ) to the sample in the measuring chamber ( 2 ) is coupled or can be coupled. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkammer (2) in einem Transportweg (15) der Probe eine Verdünnungseinheit (16) vorgeschaltet ist und/oder dass die Messkammer (2) zur kontinuierlichen Durchströmung mit der Probe ausgebildet ist.Sensor arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the measuring chamber ( 2 ) in a transport route ( 15 ) the sample a dilution unit ( 16 ) and / or that the measuring chamber ( 2 ) is designed for continuous flow with the sample. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit zur Erzeugung eines zeitaufgelösten Signals aus Ausgangssignalen zumindest des akustischen Messwertaufnehmers (5) und des wenigstens einen Streulichtdetektors (6, 10) eingerichtet ist.Sensor arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that an evaluation unit for generating a time-resolved signal from output signals of at least the acoustic transducer ( 5 ) and the at least one scattered-light detector ( 6 . 10 ) is set up. Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit zur Ermittlung eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe von Partikelanzahl, Partikelkonzentration, Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung, Partikelform und Partikelzusammensetzung für eine partikelhaltige Probe aus einem Ausgangssignal des wenigstens einen Streulichtdetektors (6, 10) eingerichtet ist.Sensor arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that an evaluation unit for determining one or more elements from the group of particle number, particle concentration, particle size, particle size distribution, particle shape and particle composition for a particle-containing sample from an output signal of the at least one scattered light detector ( 6 . 10 ) is set up.
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