CN113167709A - 用于运行颗粒传感器的方法 - Google Patents
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Abstract
提出一种用于运行颗粒传感器(16)的方法，所述颗粒传感器具有：具有激光器的激光器模块(18)、设置为用于探测温度辐射(14)的探测器(26)、布置在所述激光器模块(18)的激光器的射束路径中的光学元件(20)、探测器(26)，其中，所述光学元件设置为用于将从所述激光器模块(18)发出的激光(10)聚束到一斑点(22)上，以便在所述斑点的位置上激发一颗粒至发光，其中，所述探测器(26)这样布置在所述颗粒传感器(16)中，使得该探测器探测从所述斑点(22)发出的辐射(14)。该方法的特征在于，对所述探测器的输出信号进行过滤，通过所述过滤使得排除对由未被充分加热的颗粒产生的输出信号进行进一步分析处理。一项独立权利要求针对设置为用于运行所述颗粒传感器的一种控制设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于运行颗粒传感器的方法和一种根据独立的设备权利要求的前序部分所述的控制设备。
背景技术
在该方法中使用的颗粒传感器具有：具有激光器的激光器模块、设置为用于探测温度辐射的探测器、布置在激光器模块的激光器的射束路径中的光学元件、探测器。光学元件设置为用于将从激光器模块发出的激光聚束到一斑点上。颗粒传感器的探测器这样布置，使得其探测从斑点发出的辐射。
以现代柴油发动机驱动的机动车都配备有颗粒过滤器。这种颗粒过滤器的功能能力必须相应于法律规定地通过车载诊断器件进行监测。在此，对于机动车，例如使用具有电阻的传感器，所述传感器由申请人制造和销售。这些已知传感器的作用原理基于在叉指式电极之间形成的可导电碳黑路径。在这些传感器中，电流在施加电压之后的上升时间是对碳黑浓度的度量。在此，测量质量浓度(mg/m3废气或者mg/km行驶路段)。在这种传感器设计中，对数量浓度的计算(每m3废气或每km行驶路段的颗粒数量)由于各种原因而只能非常困难地实现或甚至不可能实现。通过以下方式周期性地还原已知的传感器：通过集成的加热元件将其加热到至少700℃上，从而烧掉碳黑沉积物。
在研究细微颗粒对健康的影响的科学界中，长期以来一直在讨论颗粒总质量(以mg/m3或mg/km表示)或颗粒数量n(n/m3或n/km)这两个量值在损害健康方面哪个更关键。在此应当注意，小的碳黑颗粒正是特别危险的，因为小的碳黑颗粒由于它们非常小的质量(m～r3)而在总质量中的比例非常小。它们在人体中的“渗透深度”很高，这是由它们的小尺寸造成的。因此可以预见的是，一旦在市场上有相应的(从性能和价格上可接受的)解决方案可用，立法也将规定用于测量颗粒数量的车载诊断手段。
为了探测(空气中的)纳米颗粒，激光诱导炽热(Laser InduziertenInkandeszenz，LII)的原理早已为人所知，并且例如也被密集地应用于表征实验室中的“玻璃”发动机的燃烧过程或应用于表征实验室环境中的废气。在此，用高功率激光器的纳秒脉冲将碳黑颗粒加热到几千度，使得碳黑颗粒发射显著的温度辐射。借助光探测器来测量碳黑颗粒的这种热诱导光发射。该方法使得能够探测直径小数10nm的非常小的碳黑颗粒。
在此，已知使用脉冲激发的激光来同时探测多种颗粒并且使用CW(连续波，continuous wave)激光器来探测单个颗粒。在这种情况下，US 2003/197863 A展示了使用纳秒高功率激光器来加热颗粒群体，该纳秒高功率激光器关于短的时间(ns)达到非常高的光强度。该操作是在射束的经准直的(平行地定向的)、具有几平方厘米或几平方毫米的横截面的部分中进行的。因此，以唯一的激光脉冲同时加热几千个碳黑颗粒，这使得无法对单个颗粒进行计数。此外，这里使用了不可小型化并且成本密集的激光器。
在US 2001/0767104中使用与在US 2003/197863 A中相同的作用原理，但不同之处在于：后一份文献涉及一种闭合的设备，该闭合的设备具有用于运输颗粒的废气的输入端。颗粒的测量在设备内部发生。
发明内容
根据本发明的方法与现有技术的不同之处在于，对探测器的输出信号进行过滤，通过该过滤使得排除由未被充分加热的颗粒产生的输出信号进行进一步分析处理。根据本发明的控制设备与现有技术的不同之处在于，该控制设备设置为用于实施这些方法步骤。
在根据本发明的方法中使用的颗粒传感器以具有非常高的强度的聚焦激光射束工作，以便将飞过激光斑点的碳黑颗粒加热到几千度。被加热的颗粒的热发射光被用作测量信号。在此处提出的发明中，使用连续工作的(CW)激光器，其辐射通过相应的光学元件(例如透镜)聚焦在非常小的斑点上。可以使用成本有利的半导体激光二极管作为激光源，这大大降低了颗粒传感器的成本。对LII光的探测可以例如借助敏感型光电二极管或多像素光子计数器(MPPC，Multi Pixel Photon Counters)进行。
根据本发明的方法使得不仅能够测量流体中颗粒的数量而且能够测量其质量浓度。流体可以是气体或液体。颗粒是例如气溶胶中的液滴或在柴油车或汽油车的废气中的碳黑颗粒。根据本发明的方法使得能够实现检查体积的单颗粒探测，从而也可以由测量数据确定颗粒大小。
本发明尤其使得能够对内燃机的废气系统中的颗粒过滤器的状态进行车载诊断。为此，传感器在废气流中布置在颗粒过滤器下游。以根据本发明的方法运行的颗粒传感器具有有利的短响应时间并且在其通过接通激光器激活后可立即投入使用。特别是在汽油车中，根据本发明的方法所能实现的颗粒数测量能力以及启动车辆后传感器立即进入准备就绪状态是非常重要的，因为在汽油发动机中通常非常细小的颗粒(低质量、高数量)中的大部分是在冷启动期间产生的。
根据本发明的过滤使得能够将飞过激光斑点的颗粒与以相对较小的距离在激光斑点旁边飞过的颗粒区分开，并且能够将提到的后一种颗粒与以相对较大的距离在激光斑点旁边飞过的颗粒区分开。最后所提到的颗粒不被分析处理并因此被过滤掉。
由此确保所有被分析处理的颗粒都达到大致相同的温度(饱和温度～3500K)。只在在这种温度大致相同的情况下，信号强度才直接取决于颗粒大小。反过来，这使得能够由信号强度确定颗粒大小。
此外，这种过滤确保探测体积或探测横截面的明确定义的大小，从而可以从所测量的数据中提取颗粒的准确体积浓度。对探测体积的确定的高准确度使得能够准确地确定浓度(颗粒/m3或颗粒/km)。对大小确定的高准确度使得能够准确地确定颗粒质量(mg/m3或mg/km)。
根据本发明的方法不仅可以用于确定内燃机的废气中的颗粒质量和颗粒浓度，而且可以用于其它场景和使用领域，例如用于便携式排放监控系统、用于测量室内空气质量和用于测量(私人的、工业的)燃烧设备的排放，而不对该列举提出完整性要求。
一种优选构型的特征在于，所述过滤这样进行，使得排除对具有表征性双峰结构的峰值进行进一步分析处理。
也优选的是，借助信号处理方法来进行对表征性双峰结构的识别。
此外优选的是，信号处理方法以如下方式进行：借助人工智能进行图样识别、将所述双峰结构的曲线与图样-曲线形状进行拟合、通过算法来找出所述双峰结构的高点并分析处理所述高点的时间间距。
一种另外的优选构型的特征在于，所述过滤基于对探测器的输出信号中的峰值的时间间距的分析处理。
也优选的是，检测探测器的输出信号中的第一峰值，根据在以检测到第一峰值而开始的、预给定的第一持续时间t1内在探测器的输出信号中是否检测到一个另外的峰值来判断，所检测到的第一峰值是否被计数为“表明一个颗粒”的事件。
此外优选的是，根据运送颗粒的流体的速度来预给定第一持续时间t1。
一种另外的优选构型的特征在于，检测自检测第一峰值以来经过的时间段，如果在预给定的第一持续时间内在探测器的输出信号中没有检测到另外的峰值，则将该第一峰值计数为颗粒。
也优选的是，如果在第一持续时间t1内检测到第二峰值，则检查是否在比该第一持续时间t1短的持续时间t2内已经检测到第二峰值，并且，如果在第二持续时间内检测到第二峰值，则将双峰的第一峰值和第二峰值共同计数为一个颗粒。
此外优选的是，对峰值的高度进行估值，作为颗粒大小的度量。
一种另外的优选构型的特征在于，对双峰的第一峰值的高度进行估值，作为所述大小的度量。
也优选的是，对从斑点发出的辐射进行波长过滤，在所述波长过滤时，排除位于激光辐射的波长范围内的波长。
在控制设备的构型方面优选的是，所述控制设备设置为用于、尤其编程为用于实施根据该方法的以上提及的构型中的任一项所述的方法。
其他的优点从从属权利要求、说明书和附图中得出。
应当理解，以上所提及的和接下来待阐述的特征不仅可以分别以所说明的组合使用，而且也可以以其它组合使用或者单独使用，而不脱离本发明的范畴。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在随后的描述中做进一步阐述。在此，不同附图中相同的附图标记分别表示相同的元件或至少其功能可对比的元件。分别以示意性的形式示出：
图1示出用在本发明中的基于激光诱导炽热的测量原理；
图2示出根据本发明的碳黑颗粒传感器的原理性构造；
图3示出根据本发明的碳黑颗粒传感器的一种实施例；
图4示意性地示出激光斑点周围的模拟式强度分布和在激光斑点旁边飞过的颗粒的轨迹；
图5在时间上示出在侧旁在激光斑点中心的旁边飞过的颗粒的LII信号(从颗粒发出的温度辐射的强度)，
图6示出作为根据本发明的方法的实施例的流程图；和
图7在时间上示出飞过激光斑点的中心的颗粒的LII信号。
具体实施方式
图1说明基于激光诱导炽热(LII)的测量原理。高强度的激光10照射到碳黑颗粒12上。激光10的强度这样高，使得激光10的被碳黑颗粒12吸收的能量将碳黑颗粒12加热到几千摄氏度。作为加热的结果，碳黑颗粒12自发地、基本上没有优选方向地显著地发射温度辐射形式的辐射14，该辐射以下也称为LII光。因此，以温度辐射形式发射的辐射14的一部分也与入射的激光10的方向反向地发射。
图2示意性地示出根据本发明的碳黑颗粒传感器16的一种实施例的原理性构造。碳黑颗粒传感器16在此具有CW激光模块18(连续波，CW：continuous wave)，所述CW激光模块的优选平行的激光10借助布置在CW激光模块18的射束路径中的至少一个光学元件20聚焦到非常小的斑点22上。CW激光模块18优选以较小的功率、尤其以在50mW和500mW之间、部分地也达到5000mW的功率运行。光学元件20优选是第一透镜24。只有在斑点22的体积内，激光10的强度才达到LII所需的高值。
斑点22的尺寸位于几微米的范围内、尤其位于例如十微米的范围内。在假设颗粒浓度为1013/m3的情况下，在典型的内燃机废气速度下可以认为，在给定的时间点总是仅有一个颗粒飞过斑点22并被激励发射出可分析处理的辐射功率，或者通过激光诱导炽热或者通过化学反应(尤其氧化)激励。因此，可以认为，在斑点22中总是存在最多一个碳黑颗粒12并且碳黑颗粒传感器16的瞬时测量信号仅来自该最多一个碳黑颗粒12。测量信号由探测器26产生，该探测器如此布置在碳黑颗粒传感器16中，使得该探测器探测从飞过斑点22的碳黑颗粒12发出的辐射14、尤其温度辐射。为此，探测器26具有优选至少一个光电二极管26.1。由此可以进行单颗粒测量，所述单颗粒测量使得可以提取关于碳黑颗粒12的信息，例如大小和速度。
由此可以确定废气速度并且使得可以计算颗粒量值谱。第一量值对于计算碳黑颗粒12的数量浓度是重要的。还可以结合第二量值计算质量浓度。这相比于碳黑颗粒测量的其它测量方法表现出明显的优势。
图3示出根据本发明的碳黑颗粒传感器16的一种有利的实施例，该碳黑颗粒传感器适合于用作燃烧过程的废气中的碳黑颗粒传感器。
碳黑颗粒传感器16具有由外保护管28和内保护管30组成的布置。两个保护管28、30优选地具有一般性的柱形体或棱柱体。柱形的底面优选是圆形、椭圆形或多边形。所述柱形优选同轴地布置，其中，柱形的轴线横向于废气32的流动地定向。内保护管30在轴线的方向上超出外保护管28地伸入到流动的废气32中。在两个保护管28、30的背离流动的废气的端部上，外保护管28超出内保护管30地伸出。外保护管28的净宽优选地比内保护管30的外径大如此之多，使得在两个保护管28、30之间得到第一流动横截面。内保护管30的净宽形成第二流动横截面。
这种几何结构的结果是，废气32通过第一流动横截面进入到两个保护管28、30的布置中，然后在保护管28、30的背离废气32的端部上改变其方向，进入到内保护管30中并且被从旁流过的废气32从该内保护管中吸出。在这种情况下，在内保护管30中产生层流。保护管28、30的这种布置与碳黑颗粒传感器16一起横向于废气流动地固定在废气管上或者中。
碳黑颗粒传感器16还具有激光器模块18，该激光器模块产生优选平行的激光10。分束器34位于优选平行的激光10的射束路径中。一部分没有偏转地穿过分束器34的激光10通过光学元件20聚焦到内保护管30内部的非常小的斑点22上。在该斑点22中，光强度高到足以将随着废气32运输的碳黑颗粒12加热到几千摄氏度，使得被加热的碳黑颗粒12显著地发射呈温度辐射形式的辐射14。辐射14例如位于近红外和可见光谱范围内，具有红光范围内的最大值(大约750nm)，但本发明不限于来自该光谱范围的辐射14。这种以温度辐射形式不定向发射的辐射14或者说LII光的一部分被光学元件20检测到并且被通过分束器34对准探测器26。这种构造具有特别重要的优点，即需要仅一个到废气32的光学入口，因为使用相同的光学器件、尤其相同的光学元件20来产生斑点22和检测从碳黑颗粒12发出的辐射14。废气32是测量气体的一种示例。测量气体也可以是另一种气体或气体混合物，例如室内空气，或者是液体。
在图3的主题中，激光模块18具有激光二极管36和第二透镜38，该第二透镜使从激光二极管36发出的激光10优选平行地定向。使用激光二极管36代表了一种特别成本有利的、易操作地产生激光10的可能性。优选平行的激光10被光学元件20聚焦到斑点22上。
光学的碳黑颗粒传感器16优选地具有暴露在废气中的第一部分16.1和未暴露在废气中的第二部分16.2，该第二部分包含碳黑颗粒传感器16的光学部件。两个部分被分隔壁16.3分隔开，该分隔壁在保护管28、30和碳黑颗粒传感器的光学元件之间伸展。壁16.3用于将敏感的光学元件与热的、有化学侵蚀性的并且“脏的”废气32隔离开。在激光10的射束路径中在分隔壁32中安装有保护窗40，激光10穿过该保护窗入射到废气32中，并且，从斑点22发出的辐射14可以通过该保护窗入射到光学元件20上并从该处出来通过分束器34入射到探测器26上。
作为此处示出的实施例的替代，也可以在分开的光学射束路径上产生斑点22和检测从斑点内的碳黑颗粒发出的辐射14。原则上可以想到，借助光波导和相应的耦入光学元件和耦出光学元件来将激光从光源引导直至聚焦透镜。这同样适用于待探测的LII光，所述LII光从斑点中被加热的颗粒发出。也不强制要求激光和LII光被相同的透镜相应地聚焦和会聚。原则上，本发明可以应用到任意的LII传感器上，只要颗粒被聚焦的CW激光器加热并且废气流导向装置和激光射束至少部分平行地伸展。
也可以设想，借助不同于此处仅作为实施例给出的透镜组合来产生斑点22。此外，也可以借助不同于此处关于实施例给出的激光二极管36的激光源来实现碳黑颗粒传感器16。
图3还示出布置在分束器34和探测器26之间的射束路径中的一种可选的附加过滤器42。过滤器42的优势在于，相比对于从斑点22(当有碳黑颗粒12位于该斑点处时)发出的辐射14来说，该过滤器对于激光10来说可穿透性更低。
该实施例明显地改善了落在探测器26上的光的信噪比，因为该实施例大大减少了由于激光10在碳黑颗粒传感器16的光学部件上的反向反射而落在探测器26上的激光10的量。这样的激光可能产生干扰性的附加散粒噪声，所述散粒噪声可能会使探测例如以温度辐射形式从斑点22中的碳黑颗粒发出的辐射14变得困难。通过过滤器42降低了针对辐射14的从碳黑颗粒12例如以温度辐射形式发射的脉冲的干扰性噪声背景。具有过滤器42的实施例特别利用了激光源(例如激光二极管)的窄带宽，其方式是，在光探测器26之前刚好过滤掉该窄带宽。也可以设想使用简单的棱边过滤器。由此非常大程度地改善信噪比。
在将碳黑颗粒传感器16安装在燃烧过程的排气管路中的情况下，通过借助过过滤器42过滤掉激发光(激光)，再结合在排气管路中几乎完全不存在外来光/环境光的情况，使得能够使用特别敏感的探测器26，例如成本有利的SiPM(silicon photomultiplier，硅光电倍增管)或SPAD二极管(single-photon avalanche diode，单光子雪崩二极管)。因此，由特别小的碳黑颗粒产生的并且也极小的、例如由数10个光子形成的光信号已经可以被探测到。因此，刚好还可以被证实的碳黑颗粒的尺寸下降到10至100nm的证实下极限。
控制和分析处理电子装置62可以是单独的控制设备，或者其可以被集成到用于控制燃烧过程的控制设备中。控制和分析处理电子装置62具有控制模块64，该控制模块控制从激光器模块18发出的激光10的强度。在控制设备中，探测器26的信号被分析处理电路66根据本发明(也就是说以根据本发明的方法或其构型)来处理，该分析处理电路为此具有例如微处理器和存储器，在该存储器中存储有用于执行根据本发明的方法的指令。处理的结果例如在分析处理电路66的或控制和分析处理电子装置62的输出端67上提供。
这种和任何其它基于LII的颗粒传感器的一个普遍问题在于，在激光斑点中间的小颗粒可能会与斑点边缘上的较大颗粒产生相同的信号。这使得不再能由所测得的信号幅度实现颗粒的尺寸确定。本发明针对具有到激光射束的至少部分地平行的废气流导向装置的LII传感器为该问题提供了一种解决方案。
图4示意性地示出激光斑点周围沿射束的传播方向的模拟式强度分布70和在激光斑点22旁边飞过的颗粒的轨迹72。闭合循环74、76、78是恒定辐射强度线。辐射强度分别沿着闭合循环74、76、78是恒定的并且对于彼此相邻的循环从内向外地减小。激光射束的方向平行于运送颗粒的流体的流动方向，因而平行于轨迹72的方向。斑点22具有收缩部。也就是说，恒定强度的每个单个循环74、76、78具有腰部。通过虚线79表明凹形收缩部。横坐标和纵坐标的物理单位分别是长度。斑点22位于腰部的最窄部位。
对于在激光斑点22旁边飞过的颗粒，这种腰部形状引起这样的结果：在从激光斑点22旁边飞过时，这种颗粒与这种闭合循环74、76、78的分别离得最近的点的距离具有局部最大值，该局部最大值位于两个局部最小值之间。在局部距离最小值处，激光斑点的辐射强度是局部最大的，而在局部距离最大值处，激光斑点的辐射强度是局部最小的。
相应地，被激光射束加热的颗粒的温度在每个局部距离最小值处具有局部温度最大值，而在局部距离最大值处具有局部温度最小值。相应于颗粒的温度，从颗粒发出的温度辐射在每个局部距离最小值处具有局部温度辐射最大值，而在局部距离最大值处具有局部温度辐射最小值。因此，隔开侧向间距地在激光斑点22旁边飞过的颗粒的温度辐射具有双峰。
图5在时间轴上方示出在侧旁在激光斑点22旁边飞过的颗粒的温度辐射的这种双峰80。飞过激光斑点22中心的颗粒产生仅一个强度峰值，而图5中看到的双峰结构对于在侧旁在激光斑点22旁边飞过的微粒(轨迹72)是表征性的。已经表明，随着在激光斑点22旁边飞过的颗粒到激光斑点22的侧向距离变大，双峰的峰值82、84的时间间隔也变大。图7在时间轴上方示出飞过激光斑点的颗粒的LII信号的单峰。
可以借助不同的信号处理方法来识别对于在侧旁飞过而言表征性的双峰结构，例如借助人工智能进行图样识别、将曲线与已知的曲线形状进行拟合，或者通过简单的算法来找出高点并比较它们的时间位置。
图6示出作为根据本发明的方法的一种实施例的流程图，该实施例用于区分由靠近中心地飞过激光斑点22的颗粒产生的信号和由不太靠近中心地在侧旁在激光斑点22旁边飞过的颗粒产生的信号。图6示出的流程图也是根据本发明的方法的一种构型的实施例，借助该实施例可以将来自与激光斑点22的中心的侧向距离相对较小的颗粒的信号与来自与激光斑点22的中心的侧向距离相对较大的颗粒的信号区分开。这种区分可以用于过滤出以相对较大的距离从旁边飞过的微粒。由此可以避免由于最后提到的颗粒的相对太弱的加热而可能引起的测量误差。这种颗粒可能会由于其与较热颗粒相比较小的温度辐射而被错误地评估为质量较小的颗粒，这可能会使对颗粒质量的确定失真。该方法例如由控制和分析处理电子装置62执行。
在步骤100中，启动该方法。在步骤102中，检查探测器是否记录到第一辐射能量脉冲，即峰值。如果不是这种情况，则一直重复通过步骤102进行的询问，直到记录到第一峰值82。例如通过以下方式识别出第一峰值：探测器信号的信号水平位于预确定的阈值之上。
在步骤102中进行的对第一峰值82的记录导致，在紧接着步骤102的步骤104中启动计时器。
询问步骤106紧接着步骤104。在该询问步骤106中，分别判定两个询问步骤108和110中的哪个被作为下一个步骤执行。为此，在步骤106中检查，自在步骤104中启动计时器以来是否已经记录到了第二峰值84。例如通过以下方式识别出第二峰值84：探测器信号的信号水平位于预确定的阈值之上。用于识别第一峰值82和第二峰值84的阈值可以是相同的，或者可以彼此不同。
如果在步骤106中没有记录到第二峰值84，这相当于对询问步骤106的否定结果，则该方法分支到步骤108中，在该步骤108中检查，自启动计时器以来是否经过了第一时间段t1。第一时间段t1对应于由单个颗粒产生的双峰80的峰值82、84的最大间距。如果自启动计时器以来还没有经过时间段t1，则程序分支返回到步骤106中。步骤106和108然后形成等待循环。如果自启动计时器以来经过的时间大于第一时间段t1，则等待循环离开步骤108进入到步骤112中，在该步骤112中分析处理第一峰值。
引导至步骤112的这条路径对于不产生双峰的颗粒是表征性的。借此来检测和分析处理横穿颗粒传感器16的热斑点22并且每个颗粒产生一个单峰的那些颗粒。
相反地，在侧旁在热斑点22旁边飞过的颗粒可能导致双峰80。视侧向距离多大而定，它们或者应被计数为颗粒或者不应被计数为颗粒。当双峰80的单个峰82、84的距离相对较小时，它们应被计数，而在距离相对大的情况下，它们不应被计数。
在这两种情况下，具有两个询问步骤106和108的等待循环106.108离开询问步骤106去往到询问步骤110。这两种情况与飞过斑点22的颗粒的单峰的区别在于：在经过时间段t1之前，以“是”来回答由询问步骤106进行的“是否已经记录到峰值”的询问。
在紧接着的询问步骤110中，检查自在步骤104中启动计时器以来经过的时间段是否大于预给定的时间段t2，其中，时间段t2的长度小于时间段t1的长度。预给定的时间段t2的长度取决于从旁边飞过的、仍应被计数的颗粒与斑点22的最小侧向距离多大。该距离越大，待预给定的时间段t2必须越大。
如果自启动计时器以来经过的时间t小于时间段t2，则方法分支到步骤112中，在该步骤中进行分析处理。这使得能够区分仍足够近地在斑点22旁边飞过以致被加热直至其饱和温度的颗粒和在侧向上如此远地在斑点22旁边飞过、以致不再被加热至其饱和温度的颗粒。
在此，分析处理包括对作为颗粒的峰值的至少一次估值，这例如可以通过提高颗粒计数器读数
来实现，并且包括分析处理双峰80的第一峰值82的高度。在此，所记录的高度对应于颗粒的大小。颗粒的大小与峰值的高度这样关联，即较大的颗粒也会产生较高的峰值。在分析处理时，以如下方式考虑这种关联：较高的峰值对应于颗粒大小的较大的相应值。
紧接着步骤112，在步骤114中又将计时器置为其初始值、例如零。紧接着该步骤重新进行步骤102，在步骤中等待记录到峰值。
如果自启动计时器以来经过的时间t不小于时间段t2，则方法从步骤110直接分支到步骤114中，从而不再分析处理相关的颗粒。由此过滤掉(不分析处理)以对于分析处理而言过大的距离在侧旁在斑点旁边飞过的颗粒的信号。
时间段t2被恰好预给定为：不对产生这种双峰的颗粒进行分析处理。通过步骤110以如下方式实现这一点：如果以计时器测量的时间段t超过时间段t2的持续时间，则该方法不分支到步骤112中以进行分析处理。替代地，在所示实施例中分支到步骤114中，在该步骤中又将计时器置为其初始值。在这种情况下，程序也紧接着返回到步骤102中，使得可以对其他颗粒进行计数和分析处理。
Claims (14)
1.一种用于运行颗粒传感器(16)的方法，所述颗粒传感器具有：具有激光器的激光器模块(18)、设置为用于探测温度辐射(14)的探测器(26)、布置在所述激光器模块(18)的激光器的射束路径中的光学元件(20)、探测器(26)，其中，所述光学元件设置为用于将从所述激光器模块(18)发出的激光(10)聚束到一斑点(22)上，以便在所述斑点的位置上激发颗粒发光，其中，所述探测器(26)这样布置在所述颗粒传感器(16)中，使得该探测器探测从所述斑点(22)发出的辐射(14)，其特征在于，对所述探测器的输出信号进行过滤，通过所述过滤使得排除对由未被充分加热的颗粒产生的输出信号进行进一步分析处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过滤这样进行，使得排除对具有表征性双峰结构的峰值进行进一步分析处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，借助信号处理方法来进行对所述表征性双峰结构的识别。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信号处理方法通过如下方式进行：借助人工智能进行图样识别、将所述双峰结构的曲线与图样-曲线形状进行拟合、通过算法来找出所述双峰结构的高点并分析处理所述高点的时间间距。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述过滤基于对所述探测器的输出信号中的峰值的时间间距的分析处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，检测所述探测器的输出信号中的第一峰值，并且，根据在以检测到第一峰值而开始的、预给定的第一持续时间t1内在所述探测器的输出信号中是否检测到一个另外的峰值来判断，所检测的第一峰值是否被计数为“表明一个颗粒”的事件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据运送所述颗粒的流体或气体的速度来预给定所述第一持续时间t1。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，检测自检测到所述第一峰值以来经过的时间段，如果在预给定的第一持续时间内在所述探测器的输出信号中没有检测到另外的峰值，则将所述第一峰值计数为一个颗粒。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果在所述第一持续时间t1内检测到第二峰值，则检查是否在比该第一持续时间t1短的第二持续时间t2内已经检测到所述第二峰值，并且，如果在所述第二持续时间内已经检测到所述第二峰值，则将双峰的第一峰值和第二峰值共同计数为一个颗粒。
10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对峰值的高度进行估值，作为颗粒大小的度量。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对双峰的第一峰值的高度进行估值，作为所述大小的度量。
12.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对从所述斑点(22)发出的辐射(14)进行波长过滤，在所述波长过滤中，排除位于激光辐射的波长范围内的波长。
13.一种用于运行颗粒传感器(16)的控制设备，所述颗粒传感器具有：具有激光器的激光器模块(18)、设置为用于探测温度辐射(14)的探测器(26)、布置在所述激光器模块(18)的激光器的射束路径中的光学元件(20)、探测器(26)，其中，所述光学元件设置为用于将从所述激光器模块(18)发出的激光(10)聚束到一斑点(22)上，其中，所述探测器(26)这样布置在所述颗粒传感器(16)中，使得该探测器探测从所述斑点(22)发出的辐射(14)，其中，所述控制设备设置为用于检测所述探测器的输出信号中的第一峰值，其特征在于，所述控制设备设置为用于对所述探测器的输出信号进行过滤，通过所述过滤使得排除对由未被充分加热的颗粒产生的输出信号进行进一步分析处理。
14.根据权利要求13所述的控制设备，其特征在于，其设置为用于实施根据权利要求2至121中任一项所述的方法。
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