[发明专利]用于探测流动的流体中的发光性和/或光散射性颗粒的装置

权利要求书

1.用于探测在流动的流体中的发光性颗粒和可选光散射性颗粒的探针，该探针具有包括如下元件的测量单元：

－待测量的流体流过的管线通道，

－至少一个在管线的壁中的透明窗口，

－至少一个用于产生尺寸确定的激励光束的光源，所述激励光束在光学受限制的光体积中通过所述窗口激励在管线通道中的发光性颗粒和光散射性颗粒，

－至少一个探测器，所述探测器通过所述窗口或通过另一窗口记录发光性颗粒和可选光散射性颗粒的电磁辐射，

－用于控制积分时间的元件，所述元件用于输入试样体积的高度和输入流速以及计算和控制积分时间，其中积分时间是颗粒在输入的流速情况下流过光体积所需的时间，

其中在测量单元中，尺寸确定的激励光束和由发光性和/或光散射性颗粒发射的光相互垂直地定向，

其中每个颗粒在测量体积内平行于流体流运动，并且流体流以相对激励光的固定的角度流动，

其中流体流、探测器和光源处于一个平面中，和

其中探测器具有至用于控制积分时间的元件的接口，使得探测器能够在所计算的积分时间上记录由发光性颗粒所发射的光。

2.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，颗粒流相对激励光的固定的角度处于45至135度的范围中。

3.根据权利要求1至2之一所述的探针，其特征在于，激励光束在管线通道的整个管线直径上射入。

4.根据权利要求1至3之一所述的探针，其特征在于，管线以90°角度折弯，并且所述管线在一侧在弯曲之前具有用于照射管线通道的透明的照明窗口，并且在该管线的该侧直接在该弯曲之后具有用于借助探测器记录发射光的透明的探测窗口，从而探测窗口在管线通道的下部是开放的，并且探测器记录流向所述探测器的流体流。

5.根据权利要求4所述的探针，其特征在于，为了颗粒的最佳的流动，从照明窗口的中心起与探测窗口的表面的距离d被匹配于管线的大小。

6.根据权利要求4或5之一所述的探针，其特征在于，光体积最大正好与物镜的两倍景深范围一样高。

7.根据权利要求1至3之一所述的探针，其特征在于，测量单元具有唯一的窗口，所述窗口在管线的边缘处被置入在管线壁中并且具有棱镜作为窗玻璃，其确保激励光相对发射光的垂直定向。

8.根据权利要求7所述的探针，其特征在于，激励光束的厚度最大为5mm。

9.根据权利要求1至8之一所述的探针，其特征在于，所述探针具有用于发光性颗粒的探测器和用于散射光颗粒的探测器。

10.用于探测在流过根据权利要求1至9之一所述的探针的流体中的发光性颗粒和可选光散射性颗粒的方法，具有下面的步骤：

a.输入光体积的高度并且输入在管线中的流速以及在用于控制积分时间的元件中计算积分时间，其中积分时间是颗粒在定义的流速情况下流过光体积所需的时间，

b.通过光源在整个管线直径上激励光，用于定义光体积，

c．在积分时间上借助探测器在整个管线直径上对发射光进行探测，

d.借助图像分析单元分析探测数据，

e.输出颗粒数量和/或颗粒大小分布和/或每体积和/或每重量的颗粒强度分布和/或输出在确定的时间上发光性或光散射性颗粒的聚集图像。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在整个管线直径上的光激励和发射光探测在整个管线直径上进行。

12.根据权利要求11至12之一所述的方法，其中探测器是高分辨率的光敏感的相机。

13.根据权利要求13所述的方法，其中在较长的探测时间上记录颗粒。

14.根据权利要求13所述的方法，其中探测器在积分时间上记录图像系列，所述图像系列在该时间上被相加。

15.根据权利要求1至9之一所述的探针或者根据权利要求11至14之一所述的方法用于在线监控生产设备、尤其是塑料生产设备或净化设备的应用。