[发明专利]用于确定基于激光的颗粒探测器的操作条件的方法

说明书

本发明描述了一种用于确定颗粒探测器(200)的操作条件的方法，所述颗粒探测器用于探测流体中的具有小于20μm、优选地小于10μm的尺寸的颗粒的颗粒密度，其中，所述颗粒探测器(200)包括激光器(111)，其中，所述激光器是多模垂直腔表面发射激光器，所述方法包括以下步骤：向所述激光器(111)提供驱动电流，使得所述激光器发射激光束(112)，在预先定义的驱动电流范围内改变驱动电流，确定作为所述驱动电流的函数的、所述激光器(111)的激光腔内的光波的强度信号，确定作为所述驱动电流的函数的、所述强度信号的噪声度量，确定使所述噪声度量低于预先定义的阈值的驱动电流范围，通过从所确定的驱动电流范围中选择用于颗粒探测的驱动电流来确定所述颗粒探测器(200)的操作条件的至少一部分。本发明还涉及一种颗粒探测器(200)和包括所述颗粒探测器(200)的移动设备(190)。最后，本发明涉及相关的计算机程序产品。

技术领域

本发明涉及一种用于确定基于激光的颗粒探测器的操作条件的方法。本发明还涉及一种颗粒探测器和包括这种颗粒探测器的移动设备。最后，本发明涉及相关的计算机程序产品。

背景技术

DE 10 2015 207 289 A1公开了一种颗粒传感器装置，其具有光发射器设备，该光发射器设备被配置用于发射光学辐射，使得至少部分地可照射具有可能存在于其中的至少一个颗粒的体积；光学探测器设备，其具有至少一个探测表面，所述至少一个探测表面被在至少一个颗粒上散射的光学辐射的至少一部分照射，关于照射至少一个探测表面的光学辐射的强度的和/或强度分布的至少一个信息信号是可显示的；以及评估设备，借助该评估设备可以识别和显示关于颗粒的存在、颗粒的数目、颗粒密度和/或颗粒的至少一种性质的信息项，该颗粒传感器装置还包括至少一个透镜元件，其布置用于使所发射的光学辐射可聚焦到体积内的聚焦区域上。

WO2017/016888A1公开一种用于颗粒密度探测的激光传感器模块。激光传感器模块包括至少一个第一激光器、至少一个第一探测器和至少一个电驱动器。第一激光器适合用于发射第一激光，以响应由至少一个电驱动器提供的信号。所述至少一个第一探测器适合用于探测第一激光器的第一激光腔内的光波的第一自混合干涉信号(self-mixinginterference signal)。第一自混合干涉信号是由第一反射激光重新进入第一激光腔引起的，第一反射激光被接收第一激光的至少一部分的颗粒反射。

发明内容

本发明的一个目的是，提供一种用于确定颗粒探测器的操作条件的方法和相应的颗粒探测器，以便使得更可靠的颗粒探测成为可能。本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。

根据第一方面，提出一种用于确定基于激光的颗粒探测器的操作条件的方法，该颗粒探测器用于探测流体中的具有小于20μm、优选地小于10μm的尺寸的颗粒的颗粒密度。颗粒探测器包括激光器。激光器是多模垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。该方法包括以下步骤：

向激光器提供驱动电流，使得激光器发射激光束，

在预先定义的驱动电流范围内改变驱动电流，

确定作为驱动电流的函数的、激光器的激光腔内的光波的强度信号，

确定作为驱动电流的函数的、强度信号的噪声度量，

确定使噪声度量低于预先定义的阈值的驱动电流范围，

通过从所确定的驱动电流范围中选择用于颗粒探测的驱动电流来确定颗粒探测器的操作条件的至少一部分。

具有如例如集成光电二极管(ViP)的探测器的VCSEL通常用作基于自混合干涉(SMI)原理的距离、位移或速度测量的传感器。这种类型的相对新的应用是测量颗粒探测和尤其颗粒密度，其使得例如空气质量的测量成为可能。这种类型的设备可能是简单的并且足够小以致于甚至集成在移动电话中。