[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

说明书

技术领域

本发明涉及用于探测在管线中流动的流体中的发光性和/或光散射性颗粒的探针和方法。

背景技术

在生产塑料时，监控生产过程是有决定性意义的，以便获得关于产品质量的及早的信息。尤其是，发光性或者发荧光性颗粒的数量是用于制造用于光学应用的成品、尤其是如CD-Rom、DVD的光学存储介质、光学部件、窗材料等等的塑料的可用性的决定性质量因素。

由现有技术已知不同的用于探测在CD-Rom中的发光性颗粒的方法。例如完成的塑料粒料被熔化，作为CD被喷射并且在发光方面被研究。在另外的方法中，完成的塑料粒料被溶解并且溶液通过滤网被过滤。最后，经过滤的颗粒借助电子显微镜被评估。

明显的是，这些方法是耗费的并且不能实现在生产过程中的在线监督。

因此，存在对如下装置的需求，该装置能够在液体中实时地可靠并且精确地探测所有在预先给定的测量体积中出现的发光性颗粒，其中该液体在例如来自生产设备的管线中流动。在此该设备应该简单并且稳健地被构建并且尤其是能够经受在40巴（bar）的压力下直至400℃的温度。

WO 2006/136147 A2描述了一种用于利用深度受限制的光片（Lichtscheibe）来探测散射光颗粒的设备，其中在光学受限制的测量体积中经过所述设备的颗粒借助相机来检测。在该设备中，在测量体积中达到无光收敛或发散的均匀照明，其中该测量体积在深度上借助深度受限制的光片狭窄地被限制，使得仅仅在该体积中流动的颗粒能够被看到。摄像机正交于光片，通过其分辨率仅仅描述测量体积的正交于摄像机取向的面的两个维度。通过借助分析软件的快速、高分辨率的图像检测和存储，不仅能够实现颗粒计数而且能够实现颗粒识别。在此，在两个图像之间必须保证，测量体积被交换达100％。在WO 2006/136147 A2中避免在较长的探测时间上记录颗粒，因为颗粒计数和识别会不再可靠。

但是，由于由发光性颗粒发射的光通常具有小的强度，因此探测器经常在其探测边界工作，从而运动的颗粒必须在较长的探测时间上被记录。

从作为最接近现有技术的WO 2006/136147 A2出发，因此存在如下任务：提供一种用于探测在管线中的发光性颗粒的装置，该装置能够在由发光性颗粒发射的光和探测器噪声之间进行区别。

US 2008/0019658描述了用于探测发光性流体的测量探针，其中该测量探针的壁由透明的流量波导管组成。在该流量波导管的下端部处放置有一个或多个探测器，所述探测器记下通过流量波导管积聚的被激励发光的颗粒的发射光。在此，颗粒探测是不可能的。

JP 2005-300375 A描述了用于探测在流动的流体中的光散射性颗粒的探针，其中测量单元具有待测量流体流过的管线通道、管线的壁中的透明窗口和至少一个用于产生尺寸确定的激励光束（该激励光束通过该窗口照射在管线通道中的光散射性颗粒）的光源、以及至少一个探测器，其中所述探测器通过该窗口记录光散射性颗粒的电磁辐射。但是因为测量单元不是被构建为使得尺寸确定的激励光束与由光散射性颗粒发射的光相互垂直地定向，因此该设备不能实现在定义的景深上的照射。相应地不照射能够实现管线的图像记录的图像平面。

US 6,309,886 B1公开了用于探测在流动的流体中的发荧光性颗粒的探针。在该探针中，流体通过通道的整个直径被运送，该流体借助光源被曝光，从而产生垂直于具有定义的景深的流体流的光平面、也即光体积。在该光体积中流过的发荧光性颗粒被光束激励并且其发射光借助CCD相机以预先定义的曝光时间在预先确定的积分时间上被记下。该积分时间可大于渡越时间或者匹配于渡越时间，以便改善探测的敏感性和颗粒分辨度。该流体通过排放通道被去除。在该设备中，尤其没有注意到，每个颗粒在平行于流体流的测量体积内直线运动。相应地，为了改善分析结果，使用用于在尤其是在通道边缘处的测量区域上减少流动变化的方法。为此，建议不同的用于图像校正的方法，或者由探测器仅仅记录通道的中央部分。

发明内容

从作为最接近现有技术的US 6,309,886 B1出发，因此存在的任务是，提供用于探测在管线中的发光性颗粒的装置，该装置能够在由发光性颗粒所发射的光和探测器噪声之间进行区别，能够简单地监控整个管线并且能够匹配于生产设备的参数。

该任务通过用于探测在流动的流体中的发光性和可选光散射性颗粒的探针解决，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，