DE102004047417A1

DE102004047417A1 - Macromolecule/aerosol diagnosis in gaseous, liquid environment involves using process chamber with input coupling station, scattering station(s) with components for e.g. intensity measurement and/or modulation and/or modulation measurement

Info

Publication number: DE102004047417A1
Application number: DE102004047417A
Authority: DE
Inventors: Gerd Gebauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: DE102004047417B4

Abstract

The method involves using a measurement arrangement in which electromagnetic waves pass through a process chamber (5) and are composed of electromagnetic waves (6) coupled into the chamber, waves (7) passing through the chamber and waves (8) scattered in the chamber. The chamber has an input coupling station (1) and at least one scattering station (4) with components for intensity measurement and/or intensity modulation and/or modulation measurement and/or analysis of polarization states sand the degree of polarization and depolarization. An independent claim is also included for a method of measuring electromagnetic waves, especially for measuring particles in gaseous and liquid media.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung, insbesondere zur Bestimmung der Dichte, der Größe, der Größenverteilung, der dielektrischen, absorbierenden und optischen Materialeigenschaften von Streukörpern in gasförmigen und flüssigen Medien und insbesondere der Bestimmung des Partikel und Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, bei der elektromagnetische Wellen eine Prozesskammer zur Messwertaufnahme durchlaufen, wobei sich die elektromagnetischen Wellen aus in die Prozesskammer eingekoppelten elektromagnetischen Wellen, durch die Prozesskammer durchgehenden elektromagnetischen Wellen und in der Prozesskammer gestreuten elektromagnetischen Wellen zusammensetzen.The The invention relates to a measuring arrangement, in particular for determination the density, the size, the Size distribution, dielectric, absorbing and optical material properties of scattering bodies in gaseous form and liquid Media and in particular the determination of the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in the case of electromagnetic waves, a process chamber for recording measured values go through, with the electromagnetic waves from in the Process chamber coupled electromagnetic waves through which Process chamber through electromagnetic waves and in the Compound process chamber scattered electromagnetic waves.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung von elektromagnetischen Wellen, insbesondere zur Bestimmung der Dichte, der Größe, der Größenverteilung, der dielektrischen, absorbierenden und optischen Materialeigenschaften von Streukörpern in gasförmigen und flüssigen Medien und insbesondere der Bestimmung des Partikel und Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, bei dem insbesondere elektrooptische-, akustooptische- und magnetooptische Bauelemente mit rotierenden und nicht-rotierenden optischen Bauelementen in Verbindung gebracht werden und elektromagnetischen Wellen in eine Prozesskammer eingekoppelt und in der Prozesskammer gestreut und durchgelassen werden.Further The invention relates to a method for measuring electromagnetic Waves, in particular for determining the density, the size, the size distribution, dielectric, absorbing and optical material properties of scattering bodies in gaseous form and liquid Media and in particular the determination of the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in particular electro-optical, acousto-optic and magneto-optical Components with rotating and non-rotating optical components be associated with and electromagnetic waves in a process chamber coupled and scattered in the process chamber and let it through.

Bei zahlreichen optischen Messwertaufnahmen an Systemen werden elektrooptische-, akustooptische-, magnetooptische und rotierende und nicht rotierende optische Bauelemente zur kontinuierlichen Veränderung der Polarisationseigenschaften des Lichts und/oder zur Modulation der durchgehenden Lichtintensität eingesetzt. Für die Bestimmung des Polarisationszustandes von elektromagnetischen Wellen werden elektrooptische-, akustooptische und rotierende optische Bauelemente verwendet. Aus der Bestimmung des Polarisationszustandes von an Partikeln gestreuten elektromagnetischen Wellen ist unter anderem die Partikelgröße berechenbar. In Kombination mit der Veränderung der Eingangspolarisation einer elektromagnetischen Welle durch einen Polarisator ist aus der Messung des Polarisationszustandes der gestreuten elektromagnetischen Welle u. a. die Partikelgrößenverteilung bestimmbar. Die Messung der optischen Materialeigenschaften erfolgt u. a. unter Verwendung von mehreren Wellenlängen. Des Weiteren ist es bei zahlreichen optischen Messwertaufnahmen notwendig, dass die eingeführten, elektromagnetischen Wellen insbesondere bei industriellen Anwendungen durch einen großen Beobachtungsraum geleitet werden, wobei die eingeführten elektromagnetischen Wellen ein gegebenenfalls großes Messvolumen einnehmen und zwischen Messobjekten und Messwertaufnahme ein großer räumlicher Abstand besteht. Darüber hinaus ist es bei zahlreichen optischen Messwertaufnahmen notwendig, die absolute Intensität des Messsignals zu bestimmen, aus der insbesondere auf die Dichte von Streukörpern geschlossen werden kann.at numerous optical measurements on systems become electro-optical, acousto-optic, magneto-optical and rotating and non-rotating optical components for continuously changing the polarization properties of the Light and / or used to modulate the transmitted light intensity. For the Determination of the polarization state of electromagnetic waves be electro-optical, acousto-optical and rotating optical Components used. From the determination of the polarization state of particles scattered electromagnetic waves is under the particle size can be calculated. In combination with the change the input polarization of an electromagnetic wave by a Polarizer is from the measurement of the polarization state of the scattered electromagnetic wave u. a. the particle size distribution determinable. The Measurement of the optical material properties takes place u. a. under Use of multiple wavelengths. Furthermore, it is with numerous optical measurements necessary that the imported, electromagnetic waves, especially in industrial applications a big Observation space are passed, with the introduced electromagnetic waves an optionally large one Take measuring volume and between measuring objects and measured value recording a large spatial Distance exists. About that In addition, it is necessary with numerous optical measurements, the absolute intensity of the measurement signal, in particular on the density of scattering bodies can be closed.

Es erweist sich als Nachteil, dass die Bestimmung der Partikelgröße, der Partikelgrößenverteilung, der Partikelform, der partikelspezifischen Absorptionseigenschaften, der optischen Materialkonstanten und der Streukörperdichte nicht aufgrund der Messung der Intensität, des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades der seitlich von den Streukörpern gestreuten elektromagnetischen Wellen erfolgt, da insbesondere bei der Messung der seitlich gestreuten elektromagnetischen Wellen aufgrund des verbesserten Signal-Untergrund-Verhältnisses auch kleine Streukörperanzahlen untersucht werden können. Zudem sind derartige Messungen der aufgeführten Partikelkenngrößen bisher mit dem Nachteil behaftet, dass nicht zugleich eine Modulation der eingekoppelten und/oder der gemessenen Intensitäten und/oder der Polarisationszustände erfolgt. Die Messung der eingekoppelten und/oder der gemessenen Intensitäten und/oder der modulierten Polarisationszustände ermöglicht insbesondere eine von den absoluten Intensitäten unabhängige Bestimmung der aufgeführten Partikelkenngrößen.It proves to be a disadvantage that the determination of the particle size, the Particle size distribution, the particle shape, the particle-specific absorption properties, the optical material constant and the scattering body density not due to the measurement the intensity, the polarization state and the polarization and depolarization of the laterally from the scattering bodies scattered electromagnetic waves occurs, especially in the Measurement of the laterally scattered electromagnetic waves due the improved signal-to-background ratio also small numbers of scatterers can be examined. In addition, such measurements of the listed particle parameters so far with the disadvantage that not at the same time a modulation of coupled and / or the measured intensities and / or the polarization states takes place. The measurement of the coupled and / or the measured intensities and / or the modulated polarization states allows in particular a determination independent of the absolute intensities the listed Particle characteristics.

Des weiteren erweist es sich als Nachteil, dass keine Vorrichtungen zur Integration von Messsystem vorgesehen sind, welche es ermöglichen zusätzlich insitu auch die Partikelgeschwindigkeit zu bestimmen. Die Integration einer Messtechnik zur Bestimmung der Partikelgeschwindigkeit innerhalb eines Messsystems zur Bestimmung der aufgeführten Partikelkenngrößen beinhaltet insbesondere ein Platz und Kosten Verminderung, da hierbei insbesondere die elektromagnetischen Welle von der gleichen Quelle über die selben Eintrittsfenster in die Prozesskammer eingebracht werden können.Of Further, it proves to be a disadvantage that no devices are provided for the integration of measuring system, which make it possible additionally initu also to determine the particle velocity. The integration a measuring technique for the determination of the particle velocity within a Measuring system for determining the listed particle characteristics includes especially a place and cost reduction, as this particular the electromagnetic wave from the same source over the the same entrance window are introduced into the process chamber can.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung der oben genannten Art zur Verfügung zu stellen, die in gasförmigen und flüssigen Medien insbesondere die lokale und mittlere Partikeldichte, die räumliche Partikeldichteverteilung, die jeweiligen Dichteanteile und den Aerosolanteil eines Streukörpergemisches, die Größe, die Größenverteilung, die Form, die spezifischen Absorptionseigenschaften und die optischen Materialkonstanten von Partikeln und Makromolekülen in situ bestimmt und die äußere räumliche Struktur der Streukörper in situ ermittelt und zuzüglich Vorrichtungen vorgesehen sind, die eine Einbeziehung von Messsystemen gewährleisten, welche insbesondere im gleichen Messvolumen wie die Streukörperdiagnostik eine Ermittlung der Streukörpergeschwindigkeit ermöglichen.On this basis, the invention has the object to provide a measuring device of the type mentioned above, in gaseous and liquid media in particular the local and average particle density, the spatial particle density distribution, the respective density components and the aerosol portion of a scattering body mixture, the size Size distribution, the shape, the specific absorption properties and the optical material constants of particles and macromolecules determined in situ and the external spatial structure of the Scattering body determined in situ and are provided in addition devices that ensure inclusion of measuring systems, which allow in particular in the same measurement volume as the scattering body diagnostics, a determination of the scattering body speed.

Bei der Messvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Prozesskammer eine Einkopplungs- und wenigstens eine Streustation aufweist, wobei die Einkopplungsstation mit Bauelementen zur Einkopplung von elektromagnetischen Wellen in die Prozesskammer ausgestattet ist, und die Streustationen, in die die gestreuten elektromagnetischen Wellen gelangen, mit Bauelementen zu deren Intensitätsmessung und/oder Intensitätsmodulation und/oder Intensitätsmodulationsmessung und/oder zur Analyse der Polarisationszuständen und Polarisations- und Depolarisationsgrade, ausgestattet sind, wobei die Einkopplungsstation ggf. zusätzlich mit Bauelementen zur Strahlaufteilung und Strahlumlenkung von elektromagnetischen Wellen versehen ist, welche es ermöglichen einen Teilstrahl in den Außenraum umzulenken und/oder Teilstrahlen zu erzeugen, welche unter insbesondere verschiedene Eintrittswinkel in den Prozessraum derart eingekoppelt werden, so dass diese Teilstrahlen insbesondere einen gemeinsamen Schnittpunkt innerhalb des Prozessraumes aufweisen.at the measuring device of the type mentioned is doing this task according to the invention thereby solved, the process chamber has a coupling-in station and at least one scattering station , wherein the coupling station with components for coupling equipped by electromagnetic waves in the process chamber is, and the scattering stations, in which the scattered electromagnetic waves arrive with components for their intensity measurement and / or intensity modulation and / or Intensity modulation measurement and / or for analysis of polarization states and polarization and Depolarisationsgrade, equipped, the coupling station if necessary in addition with Components for beam splitting and beam deflection of electromagnetic Waves is provided, which allow a partial beam in the outside space to deflect and / or to generate partial beams, which in particular different entry angles coupled into the process room in such a way so that these sub-beams in particular a common Have intersection point within the process space.

Aus der Messung der resultierenden, modulierten Intensitäten und Polarisationszuständen wird insbesondere die lokale und mittlere Streukörperdichte, die Größe, die Größenverteilung, die Form, die spezifischen Absorptionseigenschaften und die optischen Materialkonstanten von Partikeln und Makromolekülen, der jeweiligen Polarisations- und Depolarisationsgrade der elektromagnetischen Wellen und u.a. der Aerosolanteile in einem Streukörpergemisch bestimmt.Out the measurement of the resulting, modulated intensities and polarization states In particular, the local and average scattering density, the size, the Size distribution, the shape, the specific absorption properties and the optical properties Material constants of particles and macromolecules, the respective polarization and depolarization degrees of the electromagnetic waves, and the like. the aerosol proportions determined in a scattering body mixture.

Der ggf. zusätzlich aus der Einkopplungsstation in den Außenraum umgelenkte Teilstrahl der elektromagnetischen Welle kann anderen Messsystemen als zur Prozessraumwelle kohärente elektromagnetische Welle zur Verfügung gestellt werden. Die ggf. in den Prozessraum unter unterschiedlichen Winkeln eingebrachten zueinander kohärenten Teilstrahlen überlagern sich und interferieren im Prozessraum. Die Veränderung der räumlichen Interferenz, der sich überlagernden Teilstrahlen, aufgrund der Streukörperbewegung durch dieses Interferenzvolumen, ist ein Maß für die Streukörpergeschwindigkeit. Insbesondere durch die Wahl, dass die optischen Achse der Streustation durch dieses Interferenzvolumen gelegt wird, ist bei annähernd gleicher Signalintensität zugleich die Bestimmung der Partikelkenngrößen, wie auch die Bestimmung der Partikelgeschwindigkeit, möglich.Of the if necessary in addition from the coupling station in the outer space deflected partial beam The electromagnetic wave can be used by other measuring systems than the Process space wave coherent electromagnetic wave can be provided. The possibly introduced into the process space at different angles coherent to each other Overlay partial beams themselves and interfere in the process space. The change of spatial Interference, overlapping Partial beams, due to the scattering body movement through this interference volume, is a measure of the scattering body speed. In particular, by the choice that the optical axis of the scattering station is set by this interference volume is at approximately the same signal intensity at the same time the determination of the particle characteristics, as well as the determination the particle velocity, possible.

Es ist von Vorteil, dass der Prozesskammer zusätzlich eine an die Einkopplungsstation sich anschließende Modulationsstation aufweist, in die die eingekoppelten elektromagnetischen Wellen gelangen, wobei die Modulationsstation mit Bauelementen zur Intensitätsmodulation der elektromagnetischen Wellen und/oder Polarisationsmodulation und/oder Intensitätsmodulationsmessung versehen ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass über eine Modulation insbesondere die Bestimmung der räumlichen Streukörperdichtedichteverteilung, der lokalen und mittleren Streukörperdichte, des Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, eine weitgehende und genauere Bestimmung des Aerosolanteiles, der Partikelgröße, der Partikelgrößenverteilung, der Partikelform, der partikelspezifischen Absorptionseigenschaften und der optischen Materialeigenschaften gewährleistet ist. Des Weiteren ergibt sich dadurch die Verwendung von unterschiedlichen Modulationsfrequenzen die Möglichkeit, bei der Messwertaufnahme die Intensitäts- und/oder Polarisationsmodulationen über eine Fourieranalyse von einander zu unterscheiden.It is advantageous that the process chamber in addition to the coupling station subsequent Modulation station, in which the coupled electromagnetic Waves arrive, the modulation station with components for intensity modulation electromagnetic waves and / or polarization modulation and / or intensity modulation measurement is provided. In this way it is guaranteed that over one Modulation, in particular the determination of the spatial scatter density density distribution, the local and middle scattering density, the Aerosol content in a scattering body mixture, an extensive and more accurate determination of the aerosol content, the Particle size, the Particle size distribution, the particle shape, the particle-specific absorption properties and the optical material properties is guaranteed. Furthermore this results in the use of different modulation frequencies the possibility, in the measured value recording, the intensity and / or polarization modulations via a To distinguish Fourier analysis from each other.

Auch kann die Prozesskammer zusätzlich eine Messstation aufweisen, in die die durchgehenden elektromagnetischen Wellen gelangen, wobei die Messstation mit Bauelementen zur Intensitätsmodulation und/oder Intensitätsmessung und/oder Intensitätsmodulationsmessung und/oder zur Analyse von Polarisationszuständen und Polarisations- und Depolarisationsgrade der elektromagnetischen Welle, ausgestattet ist. Dadurch ist insbesondere eine weitergehende und genauere Bestimmung der Streukörperdichte möglich.Also In addition, the process chamber can have a Measuring station, in which the continuous electromagnetic Waves arrive, with the measuring station with components for intensity modulation and / or intensity measurement and / or intensity modulation measurement and / or for analyzing polarization states and polarization and depolarization degrees the electromagnetic wave is equipped. This is especially true a more detailed and accurate determination of the scattering density possible.

Zur genauen Bestimmung der Intensität, des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades der elektromagnetischen Wellen ist es sinnvoll, wellenlängenabhängig zu messen. Aus diesem Grunde sieht Anspruch 4 vor, dass die eingekoppelten elektromagnetischen Wellen, die durchgehenden elektromagnetische Wellen und die gestreuten elektromagnetischen Wellen mehrere Wellenlängen und/oder insbesondere Weißlicht aufweisen.to accurate determination of intensity, the polarization state and the polarization and Depolarisationsgrades The electromagnetic waves, it makes sense, depending on the wavelength measure up. For this reason, claim 4 provides that the coupled electromagnetic waves, the continuous electromagnetic Waves and the scattered electromagnetic waves multiple wavelengths and / or especially white light exhibit.

Vorteilhafterweise weisen die Intensitätsmodulationsbauelemente, Polarisationsmodulationsbauelemente und die Intensitätsmodulationsmessbauelemente in der Modulations-, Streu- und Messstation ganzzahlige vielfache Modulationsfrequenzen auf. Dadurch ist es u. a. möglich, bei der Messwertaufnahme über eine Fourieranalyse die Modulationsarten zu unterscheiden.advantageously, have the intensity modulation devices, Polarization modulation devices and the intensity modulation measurement devices in the modulation, scattering and measuring station integer multiple Modulation frequencies on. Thereby it is u. a. possible, at the measured value recording via a Fourier analysis to distinguish the modulation types.

Zweckmäßigerweise sind an die Prozesskammer die Einkopplungs-, Modulations-, Mess- und Streustation angeflanscht. Dadurch wird erreicht, dass auch bei Positionsänderungen der Prozesskammer die Positionen der Einkopplungs-, Modulations-, Mess- und Streustationen beibehalten werden.Conveniently, the coupling, modulation, measuring and scattering station are flanged to the process chamber. This ensures that even with changes in position of the process the positions of the injection, modulation, measurement and scattering stations are maintained.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Prozesskammer mehr als eine Streustation aufweist. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass durch Messung der Intensität, des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades der von den Streukörpern seitlich gestreuten elektromagnetischen Wellen an verschiedenen Streustationen insbesondere die räumliche Verteilung und die Größenverteilung der Streukörper und die Veränderung der Intensität und der Polarisationseigenschaften der eingebrachten elektromagnetischen Wellen entlang ihrer Ausbreitungsrichtung festgestellt werden, die insbesondere die Berücksichtigung der Mehrfachstreuung der Streukörper bei der Signalauswertung ermöglichen.A advantageous embodiment of the invention provides that the process chamber has more than one scattering station. This reflects the fact that by measuring the intensity, the polarization state and the polarization and Depolarisationsgrades the side of the scattering bodies scattered electromagnetic waves at different scattering stations especially the spatial Distribution and size distribution the scattering body and the change the intensity and the polarization properties of the introduced electromagnetic Waves are detected along their propagation direction, the in particular the consideration the multiple scattering of the scattering bodies enable signal evaluation.

Es ist von Vorteil, dass die Einkopplungs-, Modulations-, Mess- und Streustationen Behälter sind. Behälter bieten den Vorteil, dass sie an verschiedene Prozesskammern angeflanscht werden können.It is advantageous that the coupling, modulation, measurement and Scattering containers are. container have the advantage that they are flanged to different process chambers can be.

Vorteilhafterweise liegt ein Intensitätsmessbauelement in der Einkopplungsstation in Form einer Photodiode vor. Photodioden haben sich als leistungsfähige Instrumentarien bei der Intensitätsmessung erwiesen.advantageously, is an intensity measuring device in the coupling station in the form of a photodiode. photodiodes have proved to be powerful Instrumentation in the intensity measurement proved.

Es ist von Vorteil, dass die Einkopplungsstation mit Polarisatoren und Verzögerungsplatten versehen ist. Die Polarisatoren legen einen definierten Polarisationszustand der elektromagnetischen Wellen fest. Die Kombination aus Verzögerungsplatten ermöglicht insbesondere die Maximierung der Eingangsintensität der elektromagnetischen Wellen.It is advantageous that the coupling station with polarizers and retardation plates is provided. The polarizers set a defined polarization state of electromagnetic waves. The combination of retarder plates allows in particular maximizing the input intensity of the electromagnetic waves.

Zweckmäßigerweise liegen die Intensitätsmodulationsbauelemente in der Modulationsstation in Form von elektrooptischen-, akustooptischen- und magnetooptischen Bauelementen, rotierenden Polarisatoren und rotierenden Verzögerungsplatten vor, wobei diese Bauelemente insbesondere mit einem ruhenden Polarisator kombiniert sind. Auf diese Weise wird insbesondere eine Intensitätsmodulation unter Beibehaltung der Eingangspolarisation ermöglicht.Conveniently, are the intensity modulation components in the modulation station in the form of electrooptical, acoustooptic and magnetooptical devices, rotating polarizers and rotating retarder plates before, these components in particular with a stationary polarizer combined. In this way, in particular, an intensity modulation while maintaining the input polarization allows.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Polarisationsmodulationsbauelemente in der Modulationsstation in Form von elektrooptischen-, akustooptischen- und/oder magnetooptischen Bauelementen und/oder rotierenden Verzögerungsplatten vorliegen, wobei insbesondere die Modulation der elektrooptischen und/oder magnetooptischen Bauelemente unabhängig von den rotierenden optischen Bauelementen, insbesondere Verzögerungsplatten, erfolgt. Auf diese Weise gelingt eine Modulation der Phasenverschiebung zwischen den parallelen und senkrechten Feldstärkeanteilen der elektromagnetischen Wellen sowie davon unabhängige eine Modulation der parallelen und senkrechten Feldstärkeanteile der elektromagnetischen Wellen.A Further advantageous embodiment of the invention provides that the polarization modulation devices in the modulation station in the form of electro-optical, acousto-optical and / or magneto-optical Components and / or rotating retardation plates are present, wherein in particular the modulation of the electro-optical and / or magneto-optical Components independent of the rotating optical components, in particular retardation plates, he follows. In this way, a modulation of the phase shift between the parallel and vertical field strength portions of the electromagnetic Waves as well as independent ones a modulation of the parallel and vertical field strength components the electromagnetic waves.

Die Intensitätsmessbauelemente in der Messstation können in Form von Photodioden vorliegen. Photodioden eignen sich besonders, die modulierte Intensität der elektromagnetischen Wellen zu messen.The Intensity measuring devices in the measuring station in the form of photodiodes. Photodiodes are particularly suitable the modulated intensity to measure the electromagnetic waves.

Es ist von Vorteil, dass die Intensitätsmodulationsbauelemente in der Messstation in Gestalt von elektrooptischen-, akustooptischen- und/oder magnetooptischen Bauelementen vorliegen und/oder insbesondere rotierende Verzögerungsplatten, welche insbesondere mit ruhenden Polarisatoren kombiniert sind, enthalten. Dadurch ist gewährleistet, dass eine genaue Intensitätsmessung und Intensitätsmodulation erfolgen kann.It is advantageous in that the intensity modulation components in the measuring station in the form of electro-optical, acousto-optic and / or magneto-optical components and / or in particular rotating retardation plates, which are in particular combined with stationary polarizers, contain. This ensures that that's an accurate intensity measurement and intensity modulation can be done.

Vorteilhafterweise liegen die Intensitätsmodulationsbauelemente in der Streustation in Form von elektrooptischen-, akustooptischen- und/oder magnetooptischen Bauelementen vorliegen und/oder insbesondere rotierende Verzögerungsplatten, welche insbesondere mit ruhenden Polarisatoren kombiniert sind, enthalten. Dadurch ist beispielsweise eine genaue Intensitätsmodulation und die Messung der Intensität, des Polarisationszustandes, des Polarisations- und Depolarisationsgrades der elektromagnetischen Wellen möglich.advantageously, are the intensity modulation components in the scattering station in the form of electro-optic, acousto-optic and / or magneto-optical components and / or in particular rotating retardation plates, which are in particular combined with stationary polarizers, contain. As a result, for example, an accurate intensity modulation and the measurement of intensity, the polarization state, the polarization and depolarization degree the electromagnetic waves possible.

Anspruch 16 sieht vor, dass die Messanordnung Mittel aufweist, die eine Auswertung von ermittelten Messdaten auf der Grundlage eines kombinierten Intensitäts-, Dispersions- und Polarisationsquotienten-Verfahrens ermöglichen.claim 16 provides that the measuring arrangement has means that provide an evaluation determined measurement data on the basis of a combined intensity, dispersion and polarization quotient method.

Ein Computerprogramm gemäß Anspruch 17 stellt dabei ein Mittel dar, eine Auswertung vorzunehmen und darüber hinaus die Steuerung einer in der Messanordnung stattfindenden Messung vorzunehmen.One Computer program according to claim 17 provides a means of doing an evaluation and beyond the control of a measurement taking place in the measuring arrangement make.

Ein Verfahren zur Messung von elektromagnetischen Wellen, insbesondere zur Bestimmung der Dichte, der Größe, der Größenverteilung, der dielektrischen, absorbierenden und optischen Materialeigenschaften von Streukörpern in gasförmigen und flüssigen Medien und insbesondere der Bestimmung des Partikel und Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, bei denen insbesondere elektrooptische-, akustooptische- und magnetooptische Bauelemente mit rotierenden und nichtrotierenden optischen Bauelementen, insbesondere mit Polarisatoren, Verzögerungsplatten und Linsen, in Verbindung gebracht werden und elektromagnetische Wellen in eine Prozesskammer eingekoppelt und in der Prozesskammer gestreut und durchgelassen werden, ist Gegenstand von Anspruch 18, wonach während der Messung insbesondere eine Modulation und Nichtmodulation der Intensitäten und/oder der sich einstellenden Polarisationszustände der elektromagnetischen Wellen eingeleitet werden und eine Messwertaufnahme der Intensität, Intensitätsmodulation und der Polarisationsmodulation, der Polarisations- und Depolarisationsgrade und/oder der Polarisationszustände erfolgt.A method for measuring electromagnetic waves, in particular for determining the density, the size, the size distribution, the dielectric, absorbing and optical material properties of scattering bodies in gaseous and liquid media and in particular the determination of the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in which in particular electro-optical -, acousto-optic and magneto-optical components with rotating and non-rotating optical components, in particular with polarizers, retarder plates and lenses, be associated and electromagnetic waves in a Pro The subject of claim 18, wherein a modulation and non-modulation of the intensities and / or the resulting polarization states of the electromagnetic waves are introduced during the measurement and a measured value recording of the intensity, intensity modulation and the polarization modulation , the polarization and Depolarisationsgrade and / or the polarization states takes place.

Gemäß Anspruch 19 wird die Unterscheidung zwischen Intensitätsmodulation und Polarisationsmodulation und die Bestimmung des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades mittels Fourieranalyse vorgenommen.According to claim 19 becomes the distinction between intensity modulation and polarization modulation and the determination of the polarization state and the polarization and Depolarisationsgrades made by Fourier analysis.

Es ist sinnvoll, dass die Messposition auch bei Positionsänderungen der Prozesskammer beibehalten wird. Daher sieht Anspruch 20 vor, dass die Einkopplungsstation, die Modulationsstation, die Messstation und die Streustation an die Prozesskammer angeflanscht werden.It It makes sense that the measuring position also in position changes the process chamber is maintained. Therefore, claim 20 provides that the coupling station, the modulation station, the measuring station and the scattering station to be flanged to the process chamber.

Gemäß Anspruch 21 werden für die Einkopplungsstation, Modulationsstation, Messstation und Streustation Behälter eingesetzt.According to claim 21 will be for the coupling station, modulation station, measuring station and scattering station container used.

Es ist durchaus möglich, dass mehrere Streuzustände gemessen werden. Anspruch 22 sieht daher vor, daß mindestens eine Streustation eingesetzt wird.It is quite possible that several scattering states be measured. Claim 22 therefore provides that at least one scattering station is used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be explained below with reference to the figures. It demonstrate:

1 schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Messanordnung, die sich aus Einkopplungs-, Modulations-, Mess- und Streustationen zusammensetzt, wobei die Stationen mit einer Prozesskammer in Verbindung stehen; 1 schematic representation of the measuring arrangement according to the invention, which consists of Einkopplungs-, modulation, measurement and scattering stations, the stations are in communication with a process chamber;

2 schematische Darstellung einer Einkopplungsstation, die der Einkopplung der elektromagnetische Welle dient; 2 schematic representation of a coupling station, which serves the coupling of the electromagnetic wave;

2b schematische Darstellung einer Einkopplungsstation mit zusätzlicher Teilstrahlumlenkung in den Außenraum; 2 B schematic representation of a coupling station with additional partial beam deflection in the outer space;

2c schematische Darstellung einer Einkopplungsstation mit zusätzlicher Einkopplung von Teilstrahlen in den Prozessraum; 2c schematic representation of a coupling station with additional coupling of partial beams in the process space;

3 schematische Darstellung einer Modulationsstation, die der Modulation der eingekoppelten elektromagnetischen Welle dient; 3 schematic representation of a modulation station, which serves to modulate the coupled electromagnetic wave;

4 schematische Darstellung einer Messstation, die der Messwertaufnahme der durchgehenden elektromagnetischen Welle dient; 4 schematic representation of a measuring station, which serves the measured value recording of the continuous electromagnetic wave;

5 schematische Darstellung einer Streustation, die der Messwertaufnahme der gestreuten elektromagnetischen Welle dient. 5 schematic representation of a scattering station, which serves the measured value recording of the scattered electromagnetic wave.

1 zeigt schematisch eine Messanordnung, welche sich aus den Einkopplungs- 1, Modulations- 2, Mess- 3 und Streustationen 4 zusammensetzt und mit einer Prozesskammer 5 in Verbindung steht. Eine elektromagnetische Welle 6 gelangt über die Einkopplungs- und Modulationsstation 1, 2 in die Prozesskammer 5. Die eingebrachte elektromagnetische Welle 6 durchläuft die Prozesskammer 5 und tritt aus der Prozesskammer 5 wieder aus. Die Messwertaufnahme der aus der Prozesskammer 5 austretenden elektromagnetischen Welle 7 erfolgt in der Messstation 3. Während des Durchgangs durch die Prozesskammer 5 erfolgt eine Streuung der elektromagnetischen Welle 6 an Streukörpern, welche sich in der Prozesskammer 5 befinden. Die Messwertaufnahme der von den Streukörpern seitlich gestreuten elektromagnetischen Welle 8 erfolgt unter verschiedenen Beobachtungswinkeln 9, 10, 11, 12 an unterschiedlichen Beobachtungspositionen in den Streustationen 4. Die Beobachtungsebene ist im folgenden durch die Vektoren der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen 6 und 8 festgelegt. Der Feldstärkenvektoranteil der jeweiligen elektromagnetische Welle, welcher sich in dieser Ebenen befindet, stellt den parallelen Anteil dar. Die Feldstärkenkomponente, welche dazu senkrecht steht, ist der senkrechte Anteil. Es kann eine zusätzliche Beeinflussung der Partikel und Aerosole in der Prozesskammer, durch HF-Felder und/oder statische elektrische und/oder magnetische Felder erfolgen. 1 schematically shows a measuring arrangement, which consists of the coupling-in 1 , Modulation 2 , Measuring 3 and scattering stations 4 composed and with a process chamber 5 communicates. An electromagnetic wave 6 passes through the injection and modulation station 1 . 2 in the process chamber 5 , The introduced electromagnetic wave 6 goes through the process chamber 5 and exits the process chamber 5 out again. The measured value recording from the process chamber 5 leaking electromagnetic wave 7 takes place in the measuring station 3 , During the passage through the process chamber 5 there is a scattering of the electromagnetic wave 6 on scattering bodies, which are in the process chamber 5 are located. The measured value recording of the scattered by the scattering bodies laterally electromagnetic wave 8th takes place at different observation angles 9 . 10 . 11 . 12 at different observation positions in the scattering stations 4 , The observation plane is hereafter by the vectors of propagation direction of the electromagnetic waves 6 and 8th established. The field strength vector component of the respective electromagnetic wave, which is located in these planes, represents the parallel component. The field strength component, which is perpendicular thereto, is the vertical component. There may be an additional influencing of the particles and aerosols in the process chamber, by HF fields and / or static electric and / or magnetic fields.

2 zeigt einen möglichen schematischen Aufbau der Einkopplungsstation 1, die die elektromagnetische Welle 6 über die Modulationsstation 2 in die Prozesskammer 5 einkoppelt. Die Zuführung der elektromagnetischen Welle 6 erfolgt über einen Wellenleiter 13, welcher axial und radial verschiebbar mit einem Kollimator 14 verbunden ist. Der bezüglich des Kollimators 14 axial verschiebbare und justierbare Wellenleiter 13 ermöglicht einen kompakten Aufbau zur Fokussierung der eingebrachten elektromagnetischen Welle. Die Verwendung des Kollimators 14 beinhaltet den weiteren Vorteil, dass die Größe des Eintrittsfensters bzw. der Eintrittsöffnung der elektromagnetischen Welle in den Behälter 22 minimiert ist. Mehrere Blenden 17 vereinfachen die Justierung der elektromagnetischen Welle und bestimmen die räumlichen Strahleigenschaften. Das Bauelement 16 legt den Polarisationszustand der eingebrachten Welle 6 fest, so dass unabhängig von Polarisations schwankungen der Quelle die in die Einkopplungsstation 1 eingebrachte elektromagnetische Welle 6 den gleiche Polarisationszustand hat. Bei diesem Bauelement handelt es sich um Polarisatoren, insbesondere um Dünnschichtpolarisatoren. Über einen Teilstrahlauskoppler 18, insbesondere über eine Strahlteilerplatte, wird die eingebrachte Intensität der elektromagnetischen Welle 6 am Bauteil 21 gemessen. Für diese Messungen eignen sich insbesondere Photodioden. Die Umlenkspiegel 19 ermöglichen auch bei einer festen Anbringung des Behälters 22 an die Prozesskammer 5 eine räumliche Justierung der elektromagnetischen Welle 6 durch die Prozesskammer 5. Da der Teilstrahlauskoppter 18 und insbesondere die Umlenkspiegel 19 den Polarisationszustand der elektromagnetischen Welle beeinflussen, ist zur eindeutigen Festlegung der Eingangspolarisation zur Modulationsstation 2 ein weiterer Polarisator 20 in den Strahlengang eingebracht. Über die Polarisatoren 16 und 20 und insbesondere über kombinierte Verzögerungsplatte 15 [Lambda/2-, Lambda/4-Platten] ist die Eingangsintensität zur Modulationsstation 2 maximiert und bei entsprechender Eichung ist über die Intensitätsmessung 21 die zur Modulationsstation 2 eingebrachte Intensität absolut bestimmbar. Diese Intensitätsbestimmung ist unabhängig von den Polarisationsschwankungen der Quelle der in die Einkopplungsstation 1 eingebrachten elektromagnetischen Welle 6. 2 shows a possible schematic structure of the coupling station 1 that the electromagnetic wave 6 via the modulation station 2 in the process chamber 5 couples. The feeding of the electromagnetic wave 6 via a waveguide 13 which is axially and radially displaceable with a collimator 14 connected is. The concerning the collimator 14 axially displaceable and adjustable waveguides 13 allows a compact design for focusing the introduced electromagnetic wave. The use of the collimator 14 contains the further advantage that the size of the entrance window or the inlet opening of the electromagnetic wave in the container 22 is minimized. Multiple apertures 17 simplify the adjustment of the electromagnetic wave and determine the spatial beam characteristics. The component 16 sets the polarization state of the introduced wave 6 firmly, so that swan regardless of polarization the source into the docking station 1 introduced electromagnetic wave 6 has the same polarization state. This component is a polarizer, in particular a thin-film polarizer. About a Teilstrahlauskoppler 18 , In particular via a beam splitter plate, the introduced intensity of the electromagnetic wave 6 on the component 21 measured. Photodiodes are particularly suitable for these measurements. The deflection mirror 19 allow even with a fixed attachment of the container 22 to the process chamber 5 a spatial adjustment of the electromagnetic wave 6 through the process chamber 5 , Since the Teilstrahlauskoppter 18 and in particular the deflection mirrors 19 affect the polarization state of the electromagnetic wave is to uniquely determine the input polarization to the modulation station 2 another polarizer 20 introduced into the beam path. About the polarizers 16 and 20 and in particular via combined retarder plate 15 [Lambda / 2, lambda / 4 plates] is the input intensity to the modulation station 2 is maximized and with appropriate calibration is via the intensity measurement 21 the to the modulation station 2 introduced intensity absolutely determinable. This intensity determination is independent of the polarization variations of the source in the launch station 1 introduced electromagnetic wave 6 ,

2b zeigt eine mögliche Erweiterung der Einkopplungsstation nach 2, welche darin besteht, dass ein Teilstrahl A über einen Strahlteiler 18 in den Außenraum X umgelenkt wird. 2 B shows a possible extension of the coupling station 2 consisting in that a partial beam A via a beam splitter 18 is deflected into the outer space X.

2c zeigt eine mögliche Erweiterung der Einkopplungsstation nach 2, welche darin besteht, dass die eingehende elektromagnetische Welle über den Spiegel 19 und den Strahlteiler 18 in die Teilstrahlen B und C aufgeteilt und derart abgelenkt werden, dass sich die beiden Teilstrahlen B und C insbesondere im Prozessraum 5 überschneiden und der Schnittpunkt dieser beiden Teilstrahlen B und C insbesondere in der optischen Achse Y ein oder mehreren Streustationen liegt. 2c shows a possible extension of the coupling station 2 which is that the incoming electromagnetic wave through the mirror 19 and the beam splitter 18 divided into the partial beams B and C and deflected so that the two partial beams B and C, especially in the process room 5 overlap and the intersection of these two partial beams B and C, in particular in the optical axis Y one or more scattering stations.

3 zeigt einen möglichen schematischen Aufbau der Modulationsstation 2, die eine Intensitäts- und Polarisationsmodulation beinhaltet. Die Intensitätsmodulation erfolgt in Kombination mit den Bauelemente 23 und 24, wobei es sich bei dem Bauelement 23 insbesondere um elektrooptische-, akustooptische und/oder magnetooptische Bauelemente handelt und/oder rotierende Verzögerungsplatten insbesondere Lambda/2-Platten beinhaltet. Bei dem Bauelement 24 handelt es sich insbesondere um Polarisatoren. Aufgrund der Kombination der Bauelemente 23 und 24 ist insbesondere eine Intensitätsmodulation unter Beibehaltung des Eingangspolarisation möglich. Im Anschluß an dieser Intensitätsmodulation erfolgt die Messung der modulierten Intensität über eine Teilstrahlauskopplung 25 am Bauelement 31, wobei es sich bei dem Bauelement 25 insbesondere um eine Strahlteilerplatte, bei dem Bauelement 31 insbesondere um eine Photodiode und bei dem Bauelement 30 um einen Filter, welcher der elektromagnetischen Welle 6 angepasst ist, handelt. Aufgrund der Polarisationsveränderung der elektromagnetische Welle beim Durchgang durch das Bauelement 25, erfolgt durch das Bauelement 26 eine erneute Festlegung des ursprünglichen Polarisationszustandes. Bei dem Bauelement 26 handelt es sich insbesondere um einen Polarisator. Die Polarisationsmodulation erfolgt durch die Bauelemente 28 und 29, wobei das Bauelement 28 eine Modulation der Phasenverschiebung zwischen den parallelen und senkrechten Feldstärkeanteil der elektromagnetischen Welle beinhaltet, und das Bauelement 29 den parallelen und senkrechten Feldstärkeanteil der elektromagnetischen Welle moduliert. Die Modulation der Phasenverschiebung in 28 erfolgt insbesondere über elektrooptische-, akustooptische und/oder magnetooptische Bauelemente. Die Modulation der Feldstärkeanteile in 29 geht insbesondere über die Rotation einer Verzögerungsplatte vonstatten, wobei es sich hierbei insbesondere um Lambda/2- und/oder Lambda/4-Platten handelt. In Abhängigkeit vom erforderlichen Messvolumen erfolgt über das Bauelement 27 eine entsprechende Aufweitung bzw. Querschnittsveränderung der eingekoppelten elektromagnetischen Welle, wobei der Behälter 32 insbesondere fest mit der Prozesskammer 5 verbunden ist. 3 shows a possible schematic structure of the modulation station 2 which includes intensity and polarization modulation. The intensity modulation takes place in combination with the components 23 and 24 , wherein it is the device 23 in particular electro-optical, acousto-optic and / or magneto-optical components and / or rotating retardation plates in particular lambda / 2 plates includes. In the device 24 they are in particular polarizers. Due to the combination of components 23 and 24 In particular, an intensity modulation while maintaining the input polarization is possible. Subsequent to this intensity modulation, the measurement of the modulated intensity takes place via a partial beam decoupling 25 on the component 31 , wherein it is the device 25 in particular, a beam splitter plate, in the device 31 in particular, a photodiode and the device 30 around a filter, which is the electromagnetic wave 6 is adjusted acts. Due to the polarization change of the electromagnetic wave as it passes through the device 25 , is done by the device 26 a redefinition of the original polarization state. In the device 26 it is in particular a polarizer. The polarization modulation is performed by the components 28 and 29 , where the component 28 a modulation of the phase shift between the parallel and vertical field strength portion of the electromagnetic wave includes, and the device 29 modulates the parallel and vertical field strength portion of the electromagnetic wave. The modulation of the phase shift in 28 takes place in particular via electro-optical, acousto-optic and / or magneto-optical components. The modulation of field strengths in 29 is in particular about the rotation of a retardation plate vonstatten, which is in particular lambda / 2 and / or lambda / 4 plates. Depending on the required measuring volume via the component 27 a corresponding expansion or cross-sectional change of the coupled electromagnetic wave, wherein the container 32 especially with the process chamber 5 connected is.

4 zeigt einen möglichen schematischen Aufbau der Messstation 3, welche die Messwertaufnahme der die Prozesskammer 5 durchgehenden elektromagnetischen Welle 7 beinhaltet. Der Behälter 39 ist insbesondere fest mit der Prozesskammer 5 verbunden. Die in den Behälter 39 eintretende elektromagnetische Welle 7 erfährt über das Bauelement 33 eine Strahlfokussierung bzw. erfährt eine Abbildung zur Messung der modulierten Intensität auf das Bauelement 38. Über die Bauelemente 34 ist jeweils ein Teilstrahl der elektromagnetischen Welle 7 ausgekoppelt. Bei den Bauelementen 34 handelt es sich insbesondere um Strahlteilerplatten. Das Bauelement 41 mißt die Intensität der in den Behälter 39 gelangten elektromagnetischen Welle 7. Die Bauelemente 42 und 43 kompensieren die Polarisationsmodulation der eingebrachten elektromagnetischen Welle 6, welche durch die Bauelemente 26, 28 und 29 festgelegt sind, so dass vom Bauelement 44 die Intensität Messbar ist, die von der Polarisationsveränderung abhängig ist, welche die eingebrachte elektromagnetische Welle 6 beim durchqueren der Prozesskammer 5 erfährt. Bei den hierfür eingesetzten Komponenten 43 handelt es sich um Kombinationen aus insbesondere elektrooptischen-, akustooptischen und magnetooptischen Bauelemente um rotierende Verzögerungsplatten, insbesondere um Lambda/2-Platten und/oder Lambda/4-Platten. Die Komponenten 43 sind insbesondere mit Polarisatoren 42 kombiniert. Die zusätzliche Messung der Intensität, des Polarisationszustandes, des Polarisations- und Depolarisationsgrades der elektromagnetischen Welle 7 erfolgt über die Bauelemente 35, 36 und 37, welche eine Intensitätsmodulation der elektromagnetischen Welle bewirken. Bei diesen Bauelementen handelt es sich insbesondere um eine Kombinationen aus insbesondere elektrooptischen-, akustooptischen und magnetooptischen Bauelement 35 und/oder um rotierende Verzögerungsplatten, insbesondere Lambda/4-Platten 36, welche mit Polarisatoren 37 kombiniert sind. Die modulierte Intensität der elektromagnetischen Welle 7 ist über das Bauelement 38 messbar. Bei den zur Intensitätsmessung verwendeten Bauelementen 41 und 44 handelt es sich insbesondere um Photodioden. Bei dem Bauelement 38 handelt es sich insbesondere um Photodioden, einen Photomultiplier oder eine Avalanche-Photodiode. Bei dem Bauelement 40 handelt es sich um Filter, welche der elektromagnetischen Welle 7 angepasst sind. 4 shows a possible schematic structure of the measuring station 3 which is the measured value of the process chamber 5 continuous electromagnetic wave 7 includes. The container 39 is especially firm with the process chamber 5 connected. The in the container 39 incoming electromagnetic wave 7 learns about the device 33 a beam focusing or learns an image for measuring the modulated intensity on the device 38 , About the components 34 is in each case a partial beam of the electromagnetic wave 7 decoupled. With the components 34 these are in particular beam splitter plates. The component 41 measures the intensity of the in the container 39 got electromagnetic wave 7 , The components 42 and 43 compensate the polarization modulation of the introduced electromagnetic wave 6 which through the components 26 . 28 and 29 are fixed so that from the component 44 the intensity is measurable, which depends on the polarization change, which is the introduced electromagnetic wave 6 when crossing the process chamber 5 experiences. For the components used for this purpose 43 These are combinations of, in particular, electro-optical, acousto-optical and magneto-optical components around rotating retardation plates, in particular around Lamb da / 2 plates and / or lambda / 4 plates. The components 43 are in particular with polarizers 42 combined. The additional measurement of the intensity, the polarization state, the polarization and Depolarisationsgrades the electromagnetic wave 7 takes place via the components 35 . 36 and 37 which cause an intensity modulation of the electromagnetic wave. These components are in particular a combination of in particular electro-optical, acousto-optical and magneto-optical component 35 and / or rotating retarder plates, in particular lambda / 4 plates 36 , which with polarizers 37 combined. The modulated intensity of the electromagnetic wave 7 is about the device 38 measurable. For the components used for the intensity measurement 41 and 44 these are in particular photodiodes. In the device 38 these are, in particular, photodiodes, a photomultiplier or an avalanche photodiode. In the device 40 are filters, which are the electromagnetic wave 7 are adjusted.

5 zeigt einen möglichen schematischen Aufbau der Streustation 4, welche die Messwertaufnahme der von den Streukörpern seitlich gestreuten elektromagnetischen Welle 8 beinhaltet, wobei der Behälter 53 insbesondere fest mit der Prozesskammer 5 verbunden ist. Die in den Behälter 53 eintretende elektromagnetische Welle erfährt über das Bauelement 45 eine Strahlfokussierung bzw. erfährt eine Abbildung zur Messung der modulierten Intensität auf das Bauelement 50. Das Bauelement 45 enthält insbesondere einen Intensitätsabschwächer mit variierbarer Absorption. Über das Bauelemente 46 ist ein Teilstrahl der elektromagnetischen Welle 8 ausgekoppelt. Bei den Bauelementen 46 handelt es sich insbesondere um Strahlteilerplatten. Das Bauelement 52 ist insbesondere eine Photodiode mißt die Intensität der in den Behälter 53 gelangten elektromagnetischen Welle 8. Die Messung der Intensität, des Polarisationszustandes, des Polarisations- und Depolarisationsgrades der elektromagnetischen Welle 8 erfolgt über die Bauelemente 47, 48 und 49, welche eine Intensitätsmodulation der elektromagnetischen Welle bewirken. Bei diesen Bauelementen handelt es sich insbesondere um eine Kombinationen aus elektrooptischen-, akustooptischen und magnetooptischen Bauelement 47 und/oder um rotierende Verzögerungsplatten insbesondere Lambda/4-Platten 48, welche mit Polarisatoren 49 kombiniert sind. Die modulierte Intensität der elektromagnetischen Welle 8 ist über die Bauelemente 51 und 50 messbar. Bei dem zur Intensitätsmessung verwendeten Bauelementen 50 handelt es sich insbesondere um Photodioden, Avalanche-Photodioden und Photomultipliere. Bei dem Bauelement 51 handelt es sich um Filter, insbesondere um Interferenzfilter, welche einem spektralen Bereich der elektromagnetischen Welle 8 angepasst sind. 5 shows a possible schematic structure of the scattering station 4 , which the measured value recording of the scattered by the scattering bodies laterally electromagnetic wave 8th includes, wherein the container 53 especially with the process chamber 5 connected is. The in the container 53 incoming electromagnetic wave experiences about the device 45 a beam focusing or learns an image for measuring the modulated intensity on the device 50 , The component 45 contains in particular an intensity attenuator with variable absorption. About the components 46 is a partial beam of the electromagnetic wave 8th decoupled. With the components 46 these are in particular beam splitter plates. The component 52 In particular, a photodiode measures the intensity of the in the container 53 got electromagnetic wave 8th , The measurement of the intensity, the polarization state, the polarization and Depolarisationsgrades the electromagnetic wave 8th takes place via the components 47 . 48 and 49 which cause an intensity modulation of the electromagnetic wave. These components are in particular a combination of electro-optical, acousto-optical and magneto-optical component 47 and / or rotating retardation plates, in particular lambda / 4 plates 48 , which with polarizers 49 combined. The modulated intensity of the electromagnetic wave 8th is about the components 51 and 50 measurable. In the case of the components used for the intensity measurement 50 these are, in particular, photodiodes, avalanche photodiodes and photomultipliers. In the device 51 they are filters, in particular interference filters, which are a spectral region of the electromagnetic wave 8th are adjusted.

Claims

Measuring arrangement, in particular for determining the density, the size, the size distribution, the dielectric, absorbing and optical material properties of scattering bodies in gaseous and liquid media and in particular for determining the particle and aerosol content in a scattering body mixture, wherein the electromagnetic waves comprise a process chamber ( 5 ) to the measured value recording, wherein the electromagnetic waves from in the process chamber ( 5 ) coupled electromagnetic waves ( 6 ), through the process chamber ( 5 ) continuous electromagnetic waves ( 7 ) and in the process chamber ( 5 ) scattered electromagnetic waves ( 8th ), characterized in that the process chamber ( 5 ) a launching ( 1 ) and at least one scattering station ( 4 ), wherein the coupling station ( 1 ) is equipped with components for coupling and the scattering stations ( 4 ) into which the scattered electromagnetic waves ( 8th ) are equipped with components for intensity measurement and / or intensity modulation and / or intensity modulation measurement and / or for the analysis of polarization states and the polarization and Depolarisationsgrades.

Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the process chamber ( 5 ) in addition to the one the coupling station ( 1 ) subsequent modulation station ( 2 ) into which the coupled electromagnetic waves ( 6 ), the modulation station ( 2 ) is provided with components for intensity modulation and / or polarization modulation and / or intensity modulation measurement.

Measuring arrangement according to claim 2, characterized in that the process chamber ( 5 ) additionally a measuring station ( 3 ) into which the continuous electromagnetic waves ( 7 ), the measuring station ( 3 ) with components for intensity modulation and / or intensity measurement and / or intensity modulation measurement and / or for the analysis of polarization states and the polarization and depolarization degree and / or with components for compensation of the modulation, which of the modulation station ( 2 ) is equipped.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the coupled-in electromagnetic waves ( 6 ), the continuous electromagnetic waves ( 7 ) and the scattered electromagnetic waves ( 8th ) has a plurality of wavelengths and / or is in particular white light.

Measuring arrangement according to claim 3, characterized that the intensity modulation devices and / or the polarization modulation components and / or the intensity modulation measurement components and / or the components for the analysis of polarization states and the degree of polarization and depolarization in the modulation, Scattering and measuring station integer multiple modulation frequencies exhibit.

Measuring arrangement according to claim 3, characterized in that the coupling-in ( 1 ), Modulation ( 2 ), Measuring ( 3 ) and scattering station ( 4 ) to the process chamber ( 5 ) are flanged.

Measuring arrangement according to claim 3, characterized in that the process chamber ( 5 ) more than one spreading station ( 4 ) having.

Measuring arrangement according to claim 3, characterized in that the coupling-in ( 1 ), Modulation ( 2 ), Measuring ( 3 ) and scattering station ( 4 ) Are containers.

Measuring arrangement according to Claim 1, characterized in that an intensity-measuring component in the coupling-in station ( 1 ) in the form of photodiodes.

Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the coupling station ( 1 ) with polarizers ( 16 . 20 ) and retardation plates ( 15 ) is provided.

Measuring arrangement according to Claim 2, characterized in that the intensity modulation components in the modulation station ( 2 ) in the form of electro-optical, acousto-optic and / or magneto-optical and / or components and / or rotating polarizers and / or rotating retardation plates ( 23 ), wherein the components are in particular combined with a stationary polarizer ( 24 ).

Measuring arrangement according to claim 2, characterized in that the polarization modulation components in the modulation station ( 2 ) in the form of electro-optical, acousto-optic and / or magneto-optical components ( 28 ) and / or rotating retardation plates ( 29 ), in particular the modulation of the electro-optical, acousto-optic and / or magneto-optical components ( 28 ) independent of the rotating optical components, in particular retardation plates ( 29 ) he follows.

Measuring arrangement according to claim 3, characterized in that an intensity measuring components in the measuring station ( 3 ) in the form of photodiodes, photomultipliers and / or avanlanche photodiodes.

Measuring arrangement according to Claim 3, characterized in that the intensity modulation components in the measuring station ( 3 ) in the form of electro-optical, acousto-optic and magneto-optical components ( 35 ), and / or rotating retardation plates ( 36 ), which in particular with stationary polarizers ( 37 ) are combined, contain and / or components ( 40 - 44 ) for compensation of the modulation, which from the modulation station ( 2 ).

Measuring arrangement according to Claim 1, characterized in that the intensity modulation components in the scattering station ( 4 ) in the form of electro-optic, acousto-optic and magneto-optical components ( 47 ), and / or rotating retardation plates ( 48 ), which in particular with stationary polarizers ( 49 ) are included.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the measuring arrangement comprises means having a Evaluation of determined measured data on the basis of a combined intensity, Disperse and polarization quotient method allow.

Measuring arrangement according to Claim 16, characterized that a computer program is a means, an evaluation make and over In addition, the control of a measurement taking place in the measuring arrangement make.

Method for measuring electromagnetic waves, in particular for determining the density, the size, the size distribution, the dielectric, absorbing and optical material properties of scattering bodies in gaseous and liquid media, and in particular for determining the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in which in particular electro-optical -, acousto-optic and / or magneto-optical components with rotating and non-rotating optical components, in particular with polarizers, retarder plates and lenses, are brought into connection and electromagnetic waves in a process chamber ( 5 ) and in the process chamber ( 5 ) and are transmitted, characterized in that during the measurement in particular a modulation and non-modulation of the intensities and / or the resulting polarization states of the electromagnetic waves are introduced and a measured value recording the intensity of the intensity modulation, and the polarization modulation, the polarization and Depolarisationsgrade and / or the polarization states takes place.

Method according to claim 18, characterized that the Distinction between intensity modulation and polarization modulation and the determination of the polarization state and the degree of polarization and depolarization in the modulation, Scattering and measuring station is carried out by means of Fourier analysis.

Method according to claim 18 or 19, characterized in that a coupling-in ( 1 ), Modulation ( 2 ), Measuring ( 3 ) and scattering station ( 4 ) to the process chamber ( 5 ) are flanged.

Method according to claims 18 to 20, characterized in that the coupling ( 1 ), Modulation ( 2 ), Measuring ( 3 ) and scattering station ( 4 ) are inserted into containers.

A method according to claim 18 to 21, characterized in that at least one scattering station ( 4 ) is used.