CN112912710A - 用于液滴中的杂质的检测和/或测量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于流体中的粒子的检测和/或测量的测量装置(1)，该测量装置包括：流体源(11)，其用于沿着流体流动路径产生流体流(111)；第一激光源(12)，其被定位成用于在流体流动路径的测量空间中发射激光的第一激光束(120)以用于光散射；散射光检测装置(13)，其用于通过检测和测量由粒子以不同角度散射的激光束光来检测所述粒子在流体流动路径中的存在性，其特征在于，该测量装置还包括：第二激光源(14)，其定位成用于在流体流动路径的所述测量空间中发射激光的第二激光束(140)以用于拉曼和荧光激发；拉曼和荧光检测装置(15)，其用于检测在由所述第二激光束(140)激发时由流体发射的拉曼散射信号和由所述粒子发射的荧光信号。

Description

用于液滴中的杂质的检测和/或测量的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于在中的杂质的检测和/或测量的方法和装置，更特别地，本发明涉及用于雾化水微滴中的有机杂质浓度的在线检测的方法和装置。本发明的所描述的方法和装置旨在用于即时和瞬时地检测水滴的气溶胶中的有机分子或有机分子的混合物的存在性和浓度测量。
背景技术
本发明涉及用于检测和/或表征流体载运的粒子的预防和/或保护装置的领域，所述流体载运的粒子例如为但不限于空气载运的粒子(诸如空气污染物、空气生物和化学污染物和/或空气载运的过敏过原)、水载运的粒子(诸如水污染物、水生物污染和化学污染)等。大气中不同类型气溶胶的浓度持续增长，例如，空气载运的花粉的数量持续增加，已成为越来越重要的公共卫生问题。此外，最近出现了新威胁，如生物恐怖主义，它利用空气载运的生物和化学病原体(如炭疽或芥子气)作为大规模杀伤性武器。因此，市场上非常期望一种可靠的、无操作者的且具有成本效益的流体载运的粒子的检测器，例如气溶胶检测器，其快速且具有高辨别力。需要一种检测器，所述检测器允许实时检测存在于特定流体环境(例如大气、河道、饮用水分配系统等)中的粒子。
各种类的气溶胶粒子(如花粉和孢子)对人类健康有很大影响。根据统计分析，其中一些种类的气溶胶粒子对健康问题负责，如过敏影响大约20％的欧洲人口。
这些粒子的计数和识别仍然大部分是在显微镜下手动完成的。空气载运的粒子的大小从零点几微米到几百微米，这给粒子检测和识别带来了额外的困难。
存在用于检测空气载运的粒子的测量装置和方法，所述测量装置和方法允许基于由单独的粒子散射的光的测量来估计包含在气溶胶中的粒子的大小。这些装置和方法使用指向空气流的光源(激光器、激光二极管、LED等)、以及收集由单独的空气载运的粒子在大角度内散射的光的光电检测器，或在某些情况下为用于独立于来自粒子的不同方向收集散射光的多个检测器或阵列检测器(1D或2D)。所收集的散射光提供了空气载运的粒子的静态表示。单检测器装置仅允许非常有限地确定单个粒子形态，而具有多个检测器或阵列检测器的装置通常允许更精确地确定这些参数。
在对粒子化学进行研究时，非侵入性方法(如光散射)几乎无法提供或根本无法提供对粒子成分的洞察。一些新兴的侵入性(破坏性)方法(如质谱(MS)、激光诱导击穿光谱(LIBS)或原子发射光谱(AES))提供分子(针对MS)和原子(例如针对LIBS和AES)水平的非常良好的即时化学分析。然而，这些方法除了具有侵入性之外，还遭受若干技术问题(有限的粒子大小范围、在污染严重的条件下难以操作、连续监视时间短、成本高、需要专业知识的复杂数据输出等)，从而阻碍了大范围推广和成本降低。
在对水嵌入粒子进行即时分析的情况下，形态几乎不关心与嵌入粒子的性质有关的信息，因为由于水的缘故，所述形态将几乎趋于理想球体。水的存在会影响或干扰MS、LIBS和AES的使用，因为所有这些方法都基于通过强激光发射或火焰使空气载运的粒子蒸发。通过非侵入性方法可以获得最有前途的结果，所述非侵入性方法可以探测化学成分，如激光诱导荧光或拉曼散射。
例如，专利US 5,270,548和US 5,315,122描述了用于在粒子顺从激光之后使用粒子的(尤其是)时间分辨荧光来表征粒子的设备和方法。这些设备和方法的缺点在于，可以获得的与单独的粒子的性质和特性有关的信息是有限的。在大多数情况下，它仅允许在荧光衰减慢(几十纳秒量级)的粒子(通常归因于含烃的非生物粒子)与荧光衰减短(几纳秒或更少的量级)的粒子(通常被认为是生物粒子)之间进行区分。仅给出荧光衰减，仍然可以找到在这种生物和非生物分类中会给出错误响应的相当多的分子成分。
就此，本发明的主要目的是解决上文提到的问题，并且更特别地，提供一种装置和方法，其允许利用浓度估计来即时和瞬时地检测气溶胶水滴中有机分子的存在性和浓度。
本发明的另一个目的是提供一种用于成本效益好地检测和/或表征单独的流体载运的粒子的装置和方法，所述装置和方法具有对单独的粒子的化学成分的好得多的识别并因此具有更低的错误计数率。
利用根据相应的独立权利要求的装置和方法来实现这些目标和其它优点。
发明内容
所述方法和装置可以在以下领域找到许多应用：诸如药物制造和质量控制(喷雾和气溶胶中药物剂量浓度的测量)；水微滴中有机杂质的检测(军团菌在公共浴室和酒店房间中的存在性)；用于洁净室的实时可行粒子检测器的质量控制(作为定量检测阈值和反应时间的参考仪器)等。
以上问题由本发明来解决。
本发明的第一方面是一种用于流体中的粒子的检测和/或测量的测量装置，所述测量装置包括：流体源，所述流体源用于沿着流体流动路径产生流体流；激光源，所述激光源被定位成用于在流体流动路径的测量空间中发射激光的激光束以用于光散射；散射光检测装置，所述散射光检测装置用于通过检测和测量由粒子以不同角度散射的激光束光来检测所述粒子在所述流体流动路径中的存在性。
同时，所提到的激光源诱导荧光和拉曼发射起因于所述激光与存在于所述粒子中的分子的相互作用。在这个方面，这个激光束的强度和波长以及所有检测器的灵敏度都以将所有各自的信噪比保持为最优水平同时避免饱和的方式来调整。
优选地，就此，所述激光的中心波长在200nm至400nm的区域内以提供相当高的光子吸收效率并且因此提供高荧光发射。此外，拉曼散射效率与光波长的四次方成反比，使得所提到的区域成为最方便的选择。所述激光源的波长频谱宽度应足够窄以不与拉曼发射谱干涉。
本发明的另一方面是一种用于流体中的粒子的检测和/或测量的测量装置，所述测量装置包括：流体源，所述流体源用于沿着流体流动路径产生流体流；第一激光源，所述第一激光源被定位成用于在流体流动路径的测量空间中发射激光的第一激光束以用于光散射；散射光检测装置，所述散射光检测装置通过检测和测量由所述粒子以不同角度散射的激光束光来检测粒子在所述流体流动路径中的存在性；其特征在于，所述测量装置还包括：第二激光源，所述第二激光源被定位成用于在流体流动路径的测量空间中发射激光的第二激光束以用于拉曼和荧光激发；拉曼和荧光检测装置，所述拉曼和荧光检测装置用于检测在由所述第二激光束激发时由所述流体发射的拉曼散射信号和由所述粒子发射的荧光信号。
根据本发明的优选实施例，所述第二激光源仅在由散射光检测装置检测光散射时被触发。
有利地，所述流体源是喷嘴，所述喷嘴用于产生具有超过所述喷嘴的流动路径的水滴流。
优选地，所述流体源包括管，所述管用于产生具有沿着所述管的流动路径的水滴流。
根据本发明的优选实施例，所述测量装置还包括第一透镜组，所述第一透镜组用于收集由包含在所述流体流中的粒子在所述测量空间中散射的第一激光。
有利地，所述第一透镜组被配置成用于在所述透镜组的焦距处将散射的光聚焦成线，所述线横向于在所述测量空间中的所述流体流的流动方向。
优选地，所述第一透镜组被配置成用于通过沿平行于所述流动方向的方向聚焦散射的光来将散射的光聚焦成线，并且用于使散射的光的射线在垂直于所述流动方向的平面中彼此平行。
根据本发明的优选实施例，散射光检测装置是多像素光散射检测器。
有利地，所述测量装置还包括第二透镜组，所述第二透镜组用于收集在由所述第二激光束激发时由所述流体分子发射的拉曼信号和由所述粒子发射的荧光信号。
根据本发明的优选实施例，所述拉曼和荧光检测装置是光电检测器，所述光电检测器被定位成用于检测由所述第二透镜组收集的激光。
优选地，所述光电检测器是线性多像素检测器，所述线性多像素检测器用于捕获由所述透镜组聚焦的激光，其中，所述线性多像素检测器被定位在距所述透镜组的焦距一距离处并且被定向成使得所述线性多像素检测器的纵向轴线平行于所述线。
有利地，所述第一激光源被配置成用于发射连续激光束。
优选地，所述第一激光源被配置成用于发射具有200nm至800nm范围内的波长的激光束。
根据本发明的优选实施例，所述第一激光源被配置成用于发射具有高达数十纳米的发射谱的激光束。
有利地，所述第一激光源被配置成用于发射具有从数毫瓦直到数瓦的输出光学功率范围的激光束。
优选地，所述第二激光源被配置成用于发射脉冲激光束。
根据本发明的优选实施例，所述第二激光源被配置成用于发射具有200nm至450nm的波长的激光束。
优选地，所述第二激光源被配置成用于发射具有每脉冲多于数千瓦的光学峰值功率的激光束。
有利地，所述第二激光源被配置成用于发射具有小于数纳米的发射谱的激光束。
根据本发明的优选实施例，所述测量装置还包括用于波长分离的衍射光栅。
本发明的第二方面是一种用于流体载运的粒子的检测和/或分析的测量方法，所述测量方法包括以下步骤：沿着流体流动路径产生流体流，所述流体流潜在地包含待检测的流体载运的粒子；在所述流体流动路径的测量空间中发射第一激光束；收集由包含在所述流体流中的流体载运的粒子在所述测量空间中散射的所述激光，并且将散射的光聚焦成线；利用散射光检测装置来检测散射的所述激光，并且获取光散射图案；在所述流体流动路径的测量空间中发射第二激光束；收集由包含在所述流体流中的粒子在所述测量空间中散射的所述激光，并且将散射的光聚焦成线；利用拉曼和荧光检测装置来检测散射的所述激光，并且获取拉曼信号强度和荧光信号强度；以及计算所测量的杂质粒子的数量。本发明的这种装置的特定优点类似于本发明的第一方面的方法中的优点，这里将不再重复。
根据本发明的优选实施例，所述测量方法包括通过获取所测量的斯托克斯光子(Stocks photon)数量与所期望的斯托克斯光子数量之间的比率而进行的校正因子计算步骤。因而，测量甚至更准确。
有利地，所述测量方法包括杂质质量浓度计算步骤。以这种方式，可以精确地指示液滴内的杂质数量。
附图说明
根据将参考随附附图的本发明的至少一个实施例的以下非限定性描述，将更明白本发明的另外的特定优点和特征，在随附附图中：
-图1表示根据本发明的第一实施例的测量装置。
-图2表示根据本发明的第二实施例的测量装置。
-图3表示来自直径为0.5μm、1μm和2μm的球状粒子的期望的光散射图案的示例，水的折射率为1.331。
-图4示意性地表示典型的蒸馏水的拉曼发射谱。
具体实施方式
本具体实施方式旨在以非限定性方式示出本发明，因为实施例的任何特征都可以以有利的方式与不同实施例的任何其它特征组合。
如前文提到的，本发明的所描述的方法和装置旨在用于即时且瞬时地检测(优选地，水滴的气溶胶中的)有机分子或有机分子的混合物的存在性和浓度测量。
基本上，本发明的方法和装置同时使用三个基本物理效应：
·角分辨光米氏散射，也称为弹性光散射；
·水分子的拉曼散射，也称为非弹性光散射；
·激光诱导荧光。
更特别地，所述方法使用弹性光散射和荧光发射来估计水滴内存在的杂质分子的数量。另一方面，拉曼散射被用作参考信号以校正由于激光束中的粒子位置、非均一的激光束强度、或影响灯收集效率的任何其它因素所导致的最终误差。
具有单个激光的图1示出了根据本发明的第一实施例的装置1的实施方式的示意图，所述装置1是用于流体中的粒子的检测和/或测量的测量装置1，并且测量装置1包括流体源11，流体源11用于沿着流体流动路径产生流体流111，流体流动路径可以是喷嘴，喷嘴用于产生具有超过所述喷嘴的流动路径的水滴流，或流体流动路径可以包括管，管用于产生具有沿着所述管的流动路径的水滴流。更特别地，测量装置1优选地包括单个激光源12，单个激光源12优选地是连续激光源且被用于光散射、拉曼和荧光激发。
优选地，第一激光源12被定位成用于在流体流路的测量空间中发射激光的连续的激光束120，激光束120具有200nm至450nm(优选地200nm至400nm)的波长、高达数十纳米的窄发射谱、以及从数百mW直到数十W的输出光学功率范围。这个激光的短的UV区的中心发射波长是必须的，因为它高效地诱导来自有机分子的荧光响应。此外，较短的波长对拉曼散射激发(～λ4)也更有效。激光源12优选地还具有(例如，小于数纳米的)窄发射谱。
测量装置1还包括散射光检测装置13(优选多像素光散射检测器)以及拉曼和荧光检测装置15，散射光检测装置13通过检测和测量由粒子以不同角度散射的激光束光来检测粒子在流体流动路径中的存在性，拉曼和荧光检测装置15用于检测在由激光束120激发时由流体发射的拉曼散射信号和由粒子发射的荧光信号。
此外，测量装置1还包括第一透镜组16，第一透镜组16用于收集由包含在流体流111中的粒子在测量空间中散射的第一激光121，第一透镜组16优选地被配置成用于在透镜组16的焦距f2处将散射光121聚焦成线，其中所述线横向于在测量空间中的流体流的流动方向。
此外，第一透镜组16被配置成用于通过沿平行于流动方向y的方向聚焦散射光来将散射光聚焦成线并且用于使散射光射线在垂直于流动方向的平面中彼此平行。
另外，测量装置1包括第二透镜组17，第二透镜组17用于收集在由激光束120激发时由流体分子发射的拉曼信号和由粒子发射的荧光信号。优选地，拉曼和荧光检测装置15是被定位成用于检测由第二透镜组17收集的激光141的光电检测器。
图2示出了基于本发明的方法、根据本发明的第二实施例的装置1的实施方式的示意图，其中11是注射喷嘴，13是多像素光散射检测器，16是用于光散射信号的收集透镜；17是用于拉曼和荧光信号的收集透镜，18是用于波长分离的衍射光栅，15是多像素拉曼和荧光信号检测器，12是用于光散射的激光器，14是用于拉曼和荧光激发的激光器。
更特别地，本发明的测量装置1优选地包括被用于光散射的第一激光源12(优选为连续激光源)和用于拉曼和荧光激发的第二激光源14(优选为脉冲激光源)。
第一激光源12可以具有任何中心波长(诸如从300nm至800nm)和相对宽的发射谱(例如高达数十纳米)，因为它仅被用于光散射。优选地，输出光学功率的范围为从数毫瓦直到数百nW。
例如，第二激光源14优选地呈现UV或深UV波长(诸如从200nm直到450nm)和每脉冲的高光学峰值功率(优选为多于数千瓦)。第二激光源14优选地呈现短波长，所述短波长是必需的，因为它高效地诱导来自有机分子的荧光响应。此外，较短的波长对拉曼散射激发(～λ4)也更有效。第二激光源14优选地还具有(例如，小于数纳米的)窄发射谱。
本发明的测量装置13还优选地包括用于检测单独的粒子在第一激光源12的束中的存在性的检测器，并且测量以不同角度散射的光。在同一时刻，当粒子被检测时，第二激光源14用单个脉冲或多个脉冲射向粒子，这会诱导水分子和荧光发射有机杂质(如果存在于液滴中)上的拉曼散射。
现在，以下段落将更确切地描述由上文描述的装置执行的测量方法。除了控制所述装置的激光源之外，本发明的测量方法包括光散射测量步骤、拉曼散射检测步骤和荧光测量步骤。
光散射测量优选地存在于米氏光散射中。米氏光散射是用于微粒的精确测量的常用的且非常强大的工具。所述方法的光散射测量优选地使用多像素检测器D1来测量散射光，散射光优选地相对于激光方向在60度至120度的角度范围内(侧散射)，并且未偏振的或圆偏振的激光源S1具有2度/像素的分辨率，然后期望的散射图案将看起来像图3中示出的图表上那样，所述图表示出来自0.5μm、1μm和2μm直径的球状粒子的期望的光散射图案的示例，水的折射率为1.331。
此外，该步骤优选地使用高级模式识别算法，诸如梯度增强树或支持向量机，其中可以提取非常精确的大小估计(+/-0.1μm。
这样的测量允许对等效光学直径的瞬时的且精确的估计。考虑到由于表面张力，水滴总是具有理想的球体形状，因此该测量提供了直接的液滴大小和体积估计。使用标准水密度1000kg/m3和分子质量约3×10-26kg/摩尔，还可以由以下方程式来估计液滴质量和大概的H2O分子数量：
Figure BDA0003037384120000091
其中，D是所测量的粒子直径，并且ρw是水的质量密度。
所述方法的第二步骤是拉曼散射检测。在该步骤中，第二激光源S2是发射激光脉冲的脉冲激光器，所述激光脉冲击中液滴以诱导拉曼散射。检测器D2上检测到的斯托克斯光子(由拉曼散射所产生的光子)的数量可以根据以下方程式来估计：
Figure BDA0003037384120000092
其中σR是拉曼散射截面面积，典型地，对于共振散射是10-29并且对于非共振散射是10-33，m是分子中的原子数量，Nmol是H2O分子数量，E是激光(S2)脉冲能量，A是激光(S2)的截面面积，h是普朗克常数，v是激光(S2)的电磁场的频率，并且σD是光学系统(L2+G1+D2)的检测效率。
为了给出来自直径为1μm的水滴的期望的光子数量的粗略估计，作出以下假定：
对水的拉曼光谱的主要贡献来自3400cm-1处的价带。图4中呈现典型的光谱，其是蒸馏水的典型的拉曼发射谱。
优选地，利用具有例如337nm的发射波长的氮激光源来进行测量，在这样的情况下，由1μm水滴的拉曼散射产生的大部分斯托克斯光子将具有约380nm的波长，这种波长容易由来自激光的激发波长的衍射光栅G1分辨。
作为示例，该拉曼发射是共振的，因此
Figure BDA0003037384120000101
激光脉冲能量取100μJ，激光截面面积为8*10-9m2(对应于直径为100μm的聚焦束)，检测效率取作10％。结果是在约380nm波长处检测到5000个斯托克斯光子，对于现代检测器(如真空管光电倍增管和硅光电倍增管(雪崩光电二极管矩阵))而言，这是一个非常重要的数字。
在这一点上，重要的是蒸馏水在200至400nm的波长范围内激发时不会表现任何荧光发射，因为水分子没有可以吸收这种光子的任何π-或σ-电子轨道。
因此，如果水滴不包含任何有机杂质或其它复杂杂质，则观察到的唯一信号将是在由UV光激发时的拉曼散射。
因此，第三测量步骤是荧光测量。荧光发射优选地根据以下方程式来估计：
Figure BDA0003037384120000102
其中，σA是光子吸收截面面积，典型地，对于内源性荧光团是10-20，Nmol是荧光团分子(有机杂质)数量，Q是荧光团的放射性去激发的量子效率，典型地为10％，E是激光(S2)脉冲能量，A是激光(S2)的截面面积，h是普朗克常数，并且v是激光(S2)的电磁场的频率，σD是光学系统(L2+G1+D2)的检测效率。
与拉曼散射相比，在相同条件下测量的荧光效率高得多。例如，如果水滴包含仅105个荧光团分子，则所述水滴将已经发射了散布在较大波长范围内(在室温下)的约2*105个荧光光子。
所述方法的最后一个步骤在于对液滴中的有机杂质的浓度的测量。
如前面提到的，所描述的方法旨在用于对水滴中的有机杂质的瞬时测量。因此，整个过程可以被分成以下步骤：沿着流体流动路径产生流体流111，流体流潜在地包含待检测的流体载运的粒子；在流体流动路径的测量空间中发射第一激光束120；收集由包含在流体流中的流体载运的粒子在测量空间中散射的激光121并将散射的光聚焦成线；利用散射光检测装置13来检测散射的激光121并获取光散射图案；在流体流动路径的测量空间中发射第二激光束140；收集由包含在流体流中的粒子在测量空间中散射的激光141并将散射的光聚焦成线；利用拉曼和荧光检测装置(15)来检测散射的激光141并获取拉曼信号强度和荧光信号强度；计算所测量的杂质粒子的数量。
所测量的杂质分子的数量优选地由以下方程式给出：
Figure BDA0003037384120000111
其中，
Figure BDA0003037384120000112
是来自拉曼散射的期望的斯托克斯光子的数量，该数量通过Error！Reference source not found来计算；
Figure BDA0003037384120000113
是来自拉曼散射的斯托克斯光子的数量，该数量通过所述装置来检测；
Figure BDA0003037384120000114
是由所述装置检测到的荧光光子的数量。
通过将上文的第一个方程式插入这个方程式，表达式变成：
Figure BDA0003037384120000115
通过简化这个方程式并针对H2O施加常数，表达式采取以下形式：
Figure BDA0003037384120000121
当杂质的分子质量已知时，则质量浓度也可以用以下方程式来估计：
Figure BDA0003037384120000122
可以注意的是，结果仅依赖于来自荧光发射和拉曼散射的所测量的光子的数量，和所测量的光学大小的立方。所述结果不依赖于系统的检测效率或第二激光能量。如果将这个方程式中的所有常数分组，则表达式变为：
Figure BDA0003037384120000123
得到的表达式允许对由所描述的装置检测到的每个水滴中的杂质分子进行简单且直接的质量估计。
虽然已经结合多个实施例来描述了这些实施例，但是显然，许多替代、修改和变型对应用领域的普通技术人员是显而易见的。因此，本公开旨在包含在本公开的范围内的所有这样的替代、修改、等同和变型。例如，这特别是可以使用不同设备所涉及的情况。

Claims (24)

1.一种用于流体中的粒子的检测和/或测量的测量装置(1)，所述测量装置包括：
流体源(11)，所述流体源(11)用于沿着流体流动路径产生流体流(111)；
激光源(12)，所述激光源(12)被定位成用于在所述流体流动路径的测量空间中发射激光的激光束(120)；
散射光检测装置(13)，所述散射光检测装置(13)用于通过检测和测量由粒子以不同角度散射的激光束光来检测所述粒子在所述流体流动路径中的存在性，
其特征在于，所述测量装置还包括：
拉曼和荧光检测装置(15)，所述拉曼和荧光检测装置(15)用于检测在由所述激光束(120、140)激发时由所述流体发射的拉曼散射信号和由所述粒子发射的荧光信号。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述流体源(11)是喷嘴，所述喷嘴用于产生具有超过所述喷嘴的流动路径的水滴流。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述流体源(11)包括管，所述管用于产生具有沿着所述管的流动路径的水滴流。
4.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，还包括第一透镜组(16)，所述第一透镜组(16)用于收集由包含在所述流体流(111)中的粒子在所述测量空间中散射的第一激光(121)。
5.根据权利要求4所述的测量装置，其中，所述第一透镜组(16)被配置成用于在所述透镜组(16)的焦距(f2)处将散射的所述光(121)聚焦成线，所述线横向于所述测量空间中的所述流体流的流动方向。
6.根据权利要求5所述的测量装置，其中，所述第一透镜组(16)被配置成用于通过沿平行于所述流动方向(y)的方向聚焦散射的所述光来将散射的所述光聚焦成线，并且用于使散射的光的射线在垂直于所述流动方向的平面中彼此平行。
7.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中，所述散射光检测装置(13)是多像素光散射检测器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，还包括第二透镜组(17)，所述第二透镜组(17)用于收集在由所述激光束(120、140)激发时由所述流体分子发射的拉曼信号和由所述粒子发射的荧光信号。
9.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中，所述拉曼和荧光检测装置(15)是光电检测器，所述光电检测器被定位成用于检测由第二透镜组(17)收集的激光(141)。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其中，所述光电检测器(15)是线性多像素检测器，所述线性多像素检测器用于捕获由所述透镜组(17)聚焦的激光，其中，所述线性多像素检测器(4)被定位在距所述透镜组(17)的焦距(f2)一距离处并且被定向成使得所述线性多像素检测器(4)的纵向轴线平行于所述线。
11.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中，所述激光源(12)被配置成用于发射连续激光束(120)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中，所述激光源被配置成用于发射具有200nm至800nm的波长的激光束(120)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中，所述激光源(12)被配置成用于发射具有高达数十纳米的发射谱的激光束(120)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，其中，所述激光源(12)被配置成用于发射具有从数毫瓦直到数瓦的输出光学功率范围的激光束(120)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的测量装置，还包括第二激光源(14)，所述第二激光源(14)被定位成用于在所述流体流动路径的所述测量空间中发射激光的第二激光束(140)以用于拉曼和荧光激发，而所述激光源(12)仅用于光散射。
16.根据权利要求15所述的测量装置，其中，所述第二激光源(14)仅在由所述散射光检测装置(13)检测光散射时被触发。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的测量装置，其中，所述第二激光源(14)被配置成用于发射脉冲激光束(140)。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的测量装置，其中，所述第二激光源(14)被配置成用于发射具有200nm至450nm的波长的激光束(140)。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的测量装置，其中，所述第二激光源(14)被配置成用于发射具有每脉冲多于数千瓦的光学峰值功率的激光束(140)。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的测量装置，其中，所述第二激光源(14)被配置成用于发射具有小于数纳米的发射谱的激光束(140)。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的测量装置，还包括用于波长分离的衍射光栅(18)。
22.一种用于检测和/或分析流体载运的粒子的测量方法，包括以下步骤：
沿着流体流动路径产生流体流(111)，所述流体流潜在地包含待检测的流体载运的粒子；
在所述流体流动路径的测量空间中发射激光束(120)；
收集由包含在所述流体流中的流体载运的粒子在所述测量空间中散射的激光(121)，并且将散射的所述光聚焦成线；
利用散射光检测装置(13)来检测散射的所述激光(121)，并且获取光散射图案；
收集由包含在所述流体流中的流体载运的粒子在所述测量空间中散射的激光(141)，并且将散射的所述光聚焦成线；
利用拉曼和荧光检测装置(15)来检测散射的所述激光(141)，并且获取拉曼信号强度和荧光信号强度；
计算所测量的杂质粒子的数量。
23.根据权利要求21所述的测量方法，还包括通过获取所测量的斯托克斯光子数量与所期望的斯托克斯光子数量之间的比率而进行的校正因子计算步骤。
24.根据权利要求21所述的测量方法，还包括杂质质量浓度计算步骤。
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