[發明專利]用于確定流體中的顆粒的尺寸的設備和方法

有效

• 申請號: 201480054549.7
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN105593662B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: R.弗賴塔格;R.施羅本豪瑟
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/14;G01N15/00;G02B7/02;G02B3/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種用于確定流體中的顆粒的尺寸的設備和方法。此外還提供一種用于確定流體中的顆粒的數量的方法以及制造按照本發明的設備的方法。用于確定流體中的顆粒的尺寸的方法具有具備激光吸收裝置(10)的透鏡光學系統(5)，激光吸收裝置(10)吸收從激光光源(20)射出的激光束(22)，激光束(22)基本上無散射地穿過流體，其中，激光吸收裝置(10)被第一透鏡(41)和第二透鏡(42)和第三透鏡(43)圍繞，其中，第一透鏡(41)將散射的激光束(22)轉向到第二透鏡(42)和/或第三透鏡(43)上，其中，第二透鏡(42)將從第一透鏡(41)射入第二透鏡(42)的激光束(26)基本上轉向到第一光電探測器(51)上，產生第一測量信號，其中，第三透鏡(43)將從第一透鏡(41)射入第三透鏡(43)的激光束(26′)基本上轉向到第二光電探測器(52)上，產生第二測量信號，并且分析裝置(53)分析兩個光電探測器(51、52)的測量信號，用于確定顆粒(30)的尺寸。

本發明涉及一種用于確定流體中的顆粒的尺寸的設備和方法。此外本發明還提供一種用于確定流體中的顆粒的數量的方法以及制造按照本發明的設備的制造方法。

顆粒的探測及其尺寸確定在很多技術工作中處于核心地位。例如流體中的顆粒在過濾器前后可以被探測并確定其大小，以便確定過濾器的效果。

在以激光為基礎的顆粒探測中，激光射入流體中、例如液體但通常是氣體或氣體混合物如空氣，該流體可以具有待探測的顆粒。激光可以在顆粒上被散射并且以一定的角度被接收。由此所產生的信號可以被測量并且由此例如推斷出顆粒尺寸。

待探測的顆粒尺寸可以通過信噪比(SNR)限定。在較大的結構中可以實現復雜的光學系統，用于優化信噪比。在有利地盡可能小型化的應用中，采用備選的措施。例如可以使用鏡子或較大面積的透鏡，用于接收更大數量的被散射的激光。

在文獻US 5 085 500A中描述了一種以激光為基礎的顆粒計數器，其接收被顆粒散射的光線，這些顆粒在流體中穿越一個測量段。為了接收光線，布置多個光電探測器，使得只有被散射的激光束可以射入這些光電探測器。為了產生具有適合特征的激光束，由光源產生的激光束穿過多個膜片。

據此規定，一種用于確定流體中的顆粒的尺寸的設備，其具有：透鏡光學系統，所述透鏡光學系統具有：激光吸收裝置，所述激光吸收裝置吸收從激光光源射出的激光束，所述激光束基本上無散射地穿透流體，

其中，所述激光吸收裝置被第一透鏡和第二透鏡和第三透鏡圍繞，

其中，第三透鏡被第二透鏡沿徑向圍繞并且能與之粘接，其中，所述第一透鏡將從所述激光光源射出的、在流體中的顆粒上散射的激光束至少部分地轉向到第二透鏡和/或第三透鏡上，

其中，所述第二透鏡將來自所述第一透鏡的射入所述第二透鏡的激光束基本上轉向到第一光電探測器上，所述第一光電探測器根據轉向到第一光電探測器上的激光束產生第一測量信號，

其中，所述第三透鏡將來自所述第一透鏡的射入所述第三透鏡的激光束基本上轉向到第二光電探測器上，所述第二光電探測器根據轉向到第二光電探測器上的激光束產生第二測量信號；

并且所述設備還具有分析裝置，所述分析裝置分析兩個光電探測器的測量信號，用于確定顆粒的尺寸。

此外還規定，一種用于確定流體中的顆粒的尺寸的方法，所述方法具有如下步驟：

激光束射入流體中；在流體中的顆粒上散射的激光束借助第一透鏡至少部分被偏轉到第二透鏡和/或第三透鏡；

來自所述第一透鏡的射入所述第二透鏡的激光束借助所述第二透鏡被轉向到第一光電探測器上；

來自所述第一透鏡的射入所述第三透鏡的激光束借助所述第三透鏡被轉向到第二光電探測器上；

借助所述第一光電探測器根據被轉向到第一光電探測器上的激光束而產生第一測量信號；