[發(fā)明專利]用于顆粒密度探測的激光傳感器模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780085999.6
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN110268245B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·H·M·斯普魯伊特;A·M·范德萊;J·W·海爾米格;R·E·T·古德;P·T·于特;R·奧溫克
• 申請（專利權(quán)）人: 通快光電器件有限公司
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14;G01N15/02;G01N15/10;G01N15/06
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本發(fā)明描述一種激光傳感器模塊。所述激光傳感器模塊包括：至少第一激光器(111)，其適于發(fā)射第一測量光束(111')；光學(xué)裝置(150)，所述光學(xué)裝置被布置用于至少將所述第一測量光束(111')聚焦到第一測量體積(161)，其中，所述光學(xué)裝置的特征在于相對于所述第一測量光束(111')的第一數(shù)值孔徑；至少第一探測器(121)，其適于確定所述第一激光器(111)的第一激光腔內(nèi)的第一光波的第一自混合干涉信號；評估器(140)，其中，所述評估器(140)適于接收由至少所述第一探測器(121)響應(yīng)于所確定的第一自混合干涉信號而生成的探測信號，所述評估器(140)還適于基于由所述顆粒生成的第一自混合干涉信號的持續(xù)時間來確定在預(yù)先確定的時間段內(nèi)通過所述第一測量體積(161)的顆粒的平均渡越時間，其中，所述評估器(140)還適于在所述預(yù)先確定的時間段中基于所述第一自混合干涉信號來確定顆粒數(shù)目，其中，所述評估器(140)還適于基于所述平均渡越時間和所述顆粒數(shù)目確定第一顆粒密度。本發(fā)明還涉及一種顆粒密度探測方法和相應(yīng)的計算機(jī)程序產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及一種包括這種激光傳感器模塊(100)的移動通信設(shè)備(190)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用干涉或自混合干涉進(jìn)行顆粒密度探測的激光傳感器模塊、一種有關(guān)的顆粒密度探測方法和一種相應(yīng)的計算機(jī)程序產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及一種包括這種激光傳感器模塊的移動通信設(shè)備。

背景技術(shù)

DE 10 2015 207 289 A1公開了一種顆粒傳感器裝置，其具有光學(xué)發(fā)射器設(shè)備，該光學(xué)發(fā)射器設(shè)備被配置用于發(fā)射光學(xué)輻射，使得至少部分地可照射以下體積：所述體積具有可能存在于其中的至少一個顆粒；光學(xué)探測器設(shè)備，其具有至少一個探測表面，該至少一個探測表面被在至少一個顆粒處散射的光學(xué)輻射的至少一部分照射，關(guān)于照射至少一個探測表面的光學(xué)輻射的強(qiáng)度和/或強(qiáng)度分布的至少一個信息信號是可顯示的；以及評估設(shè)備，借助該評估設(shè)備可以識別和顯示關(guān)于顆粒的存在、顆粒的數(shù)目、顆粒密度和/或顆粒的至少一種性質(zhì)的信息項，該顆粒傳感器裝置還包括至少一個透鏡元件，其布置用于使得所發(fā)射的光學(xué)輻射可聚焦到該體積內(nèi)的聚焦區(qū)域上。顆粒傳感器裝置包括平面鏡設(shè)備，其被布置用于使聚焦區(qū)域運動以便抑制風(fēng)速的影響。

WO 2017/198699 A1，公開后申請，公開了一種激光傳感器模塊，該激光傳感器模塊包括至少第一激光器，其適于發(fā)射第一測量光束，以及該激光傳感器模塊包括至少第二激光器，其適于發(fā)射第二測量光束。激光傳感器模塊還包括光學(xué)設(shè)備，該光學(xué)設(shè)備被布置用于重定向第一測量光束和第二測量光束。激光傳感器模塊包括探測器，其適于確定第一激光器的第一激光腔內(nèi)的第一光波的至少第一自混合干涉信號和第二激光器的第二激光腔內(nèi)的第二光波的至少第二自混合干涉信號。盡管可能不可以確定速度向量的分量，但該配置應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒的平均速度的確定。該公開內(nèi)容還描述了一種包括這種激光傳感器模塊的顆粒傳感器以及相應(yīng)的方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是，提供一種用于顆粒密度探測的經(jīng)改進(jìn)的和簡化的激光傳感器模塊。本發(fā)明由獨立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定有利的實施例。

根據(jù)第一方面，一種激光傳感器模塊，用于探測小顆粒(固體或液體顆粒，其可以保持懸浮在空氣中并且隨風(fēng)擴(kuò)散)的顆粒密度。顆粒尺寸通常小于20μm或甚至10μm。例如，顆粒的特征可以在于0.05微米至10μm之間、優(yōu)選在0.1至2.5μm之間的尺寸。激光傳感器模塊包括：

至少第一激光器，其適于發(fā)射第一測量光束，

光學(xué)裝置，其被布置用于至少將第一測量光束聚焦到第一測量體積，其中，光學(xué)裝置的特征在于相對于第一測量光束的第一數(shù)值孔徑，

至少第一探測器，其適于確定第一激光器的第一激光腔內(nèi)的第一光波的第一干涉信號或第一自混合干涉信號，