JP2016224034A - 粒子センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粒子56を有し得る体積体54を部分的に照射可能に設計された光放射装置50aを備え、一つの検出面64を備えた光検出装置50bをさらに備える。検出面64に粒子56において散乱された光ビーム60の一部分が当たり、検出面に当たる光ビーム60の強度及び/又は強度分布についての情報信号68を出力可能である。粒子センサ装置は評価装置70をさらに備え、粒子56の有無、粒子数、粒子密度、及び/又は、粒子56の特性についての情報を確定して出力可能である。粒子センサ装置は少なくとも一つのレンズ要素58を備え、放射された光ビーム52を体積体54内の集束領域60に集束可能に配置されている。
【選択図】図2a
Description
図1には、従来の散乱光粒子カウンタが示されており、図示したそのコンポーネントは、例えば、独国特許出願公開第102013202423号明細書(DE102013202423A1)に記載された散乱光粒子カウンタに含まれている。
本発明によって得られるのは、請求項1の特徴部分に記載された特徴的構成を備える粒子センサ装置である。
本発明に係る粒子センサ装置によって、放射される光ビームを集束領域に集束することにより、放射の弱い光放射装置を使用した場合であっても、集束領域において光ビームの強度を十分に大きくすることができる。これにより、この集束領域内の少なくとも一つの粒子において散乱される光ビームの強度も大きくなる。特に、散乱される光ビームの強度は、散乱を行う粒子の粒径に依存するのではあるが、集束領域内の粒子によって散乱される光ビームのこの十分に大きな強度は、粒径が小さい場合であっても保証される。これにより、光検出装置が高い感度を有することも保証される。従って、本発明に係る粒子センサ装置により、出力される情報を正確かつ(ほぼ)エラーなしに確定することができる。
図2a及び図2bには、粒子センサ装置の第1実施形態の概略図及び当該粒子センサ装置を機能的に説明するフーリエスペクトルがそれぞれ示されている。
Claims (11)
- 粒子センサ装置であって、
当該粒子センサ装置は、光放射装置(50a)を備えており、前記光放射装置(50a)は、当該光放射装置(50a)の放射スペクトル内の光ビーム(52)を放射して、少なくとも一つの粒子(56)を内部に有し得る装置外部又は装置内部の体積体(54)に少なくとも部分的に、前記放射した光ビーム(52)を照射可能であるように設計されており、
前記粒子センサ装置はさらに、少なくとも一つの検出面(64)を有する光検出装置(50b)を備えており、前記少なくとも一つの検出面(64)は、前記光放射装置(50a)から放射されかつ前記少なくとも一つの粒子(56)において少なくとも部分的に散乱された光ビーム(62)が前記少なくとも一つの検出面(64)に入射するように配置されており、前記光検出装置(50b)は、前記少なくとも一つの検出面(64)に入射する前記光ビーム(62)の強度及び/又は強度分布についての少なくとも一つの情報信号(68)を出力するように設計されており、
前記粒子センサ装置は、評価装置(70)をさらに備えており、当該評価装置(70)を用い、前記少なくとも一つの情報信号(68)を考慮して、粒子(56)の有無、粒子数、粒子密度、及び/又は、粒子(56)の少なくとも一つの特性、についての情報(72)を確定して出力可能である、
粒子センサ装置において、
前記粒子センサ装置は、少なくとも一つのレンズ素子(58)を備えており、当該少なくとも一つのレンズ素子(58)は、前記放射された光ビーム(52)を、前記少なくとも一つのレンズ素子(58)によって前記体積体(54)内の集束領域(60)に集束可能であるように配置されている、
ことを特徴とする、粒子センサ装置。 - 前記集束領域(60)に集束されかつ当該集束領域(60)内の前記少なくとも一つの粒子(56)において少なくとも部分的に散乱された前記光ビーム(62)の少なくとも一部分を、前記少なくとも一つのレンズ素子(58)によって前記少なくとも一つの検出面(64)に集束可能である、
請求項1に記載の粒子センサ装置。 - 前記放射された光ビーム(52)は、前記少なくとも一つのレンズ素子(58)により、20cm未満の焦点距離及び/又は1000μm未満の焦点径で集束領域(60)に集束可能である、
請求項1又は2に記載の粒子センサ装置。 - 前記放射された光ビーム(52)は、前記少なくとも一つのレンズ素子(58)により、1乃至3cmの焦点距離及び/又は1乃至20μmの焦点径で集束領域(60)に集束可能である、
請求項3に記載の粒子センサ装置。 - 前記評価装置(70)は、平均粒径、粒径分布、平均粒子重量、粒子重量分布、平均粒子形状、粒子形状分布、平均粒子速度、及び/又は、粒子速度分布を、前記粒子(56)の少なくとも一つの特性として確定するように設計されている、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の粒子センサ装置。 - 自己混合干渉作用を用いて、前記放射された光ビーム(52)及び/又は前記散乱された光ビーム(62)を分析する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の粒子センサ装置。 - 前記光放射装置(50a)及び前記光検出装置(50b)は、共通の一つのチップ(66)上及び/又はチップ(66)内に形成されている、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の粒子センサ装置。 - 前記光放射装置(50a)は、少なくとも一つのVCSELレーザ及び/又はVeCSELレーザ(50a)を含む、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の粒子センサ装置。 - 前記光検出装置(50b)は、前記VCSELレーザ又はVeCSELレーザ(50a)の層構造体に組み込まれた少なくとも一つのフォトダイオードを含む、
請求項7に記載の粒子センサ装置。 - 前記粒子センサ装置は、ミラー装置(74)を付加的に含んでおり、当該ミラー装置(74)を用いて、前記体積体(54)内で1次元的又は2次元的に前記集束領域(60)を移動可能である、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の粒子センサ装置。 - 前記粒子センサ装置は、粒子検出装置及び/又は粒子カウンタ装置である、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の粒子センサ装置。
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