DE102013008437A1

DE102013008437A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von strömenden Partikeln

Info

Publication number: DE102013008437A1
Application number: DE102013008437.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schmedt; Ernst Reich
Original assignee: SWR ENGINEERING MESSTECHNIK GmbH
Current assignee: ENVEA PROCESS GMBH, DE
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-05-18
Also published as: DE102013008437B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erfassung von in einem Trägerfluid suspendierten, in einer Leitung strömenden Partikeln vorgeschlagen, indem in die Leitung elektromagnetische Strahlung eingekoppelt, an den strömenden Partikeln reflektiert und die an den strömenden Partikeln reflektierte elektromagnetische Strahlung sensorisch erfasst wird, wobei aus der Anzahl an Reflexionsimpulsen oder aus der reflektierten Signalstärke die Anzahl oder Masse an strömenden Partikeln pro Zeiteinheit bestimmt wird. Die Erfindung sieht vor, dass ferner die Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel bestimmt wird, indem das Trägerfluid mit den hierin suspendierten Partikeln zumindest im Bereich der Einkopplungsstelle der elektromagnetischen Strahlung in die Leitung beschleunigt wird, wobei die Dopplerfrequenzen der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung sensorisch erfasst und einerseits aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen, andererseits aus der sensorisch erfassten Anzahl an Reflexionsimpulsen oder der reflektierten Signalstärke das Dopplerfrequenzspektrum ermittelt wird, um aus dem Dopplerfrequenzspektrum die Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel zumindest qualitativ zu errechnen. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Messvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von in einem Trägerfluid suspendierten, in einer Leitung strömenden Partikeln, indem in die Leitung elektromagnetische Strahlung eingekoppelt, an den strömenden Partikeln reflektiert und die an den strömenden Partikeln reflektierte elektromagnetische Strahlung sensorisch erfasst wird, wobei aus der Anzahl an Reflexionsimpulsen und/oder aus der reflektierten Signalstärke die Anzahl und/oder Masse an strömenden Partikeln pro Zeiteinheit bestimmt wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Erfassung von in einem Trägerfluid suspendierten, in einer Leitung strömenden Partikeln mit einem zur Aufnahme strömender Partikel vorgesehenen Leitungsabschnitt, einer elektromagnetischen Strahlungsquelle, einem zur Einkopplung der von der Strahlungsquelle erzeugten elektromagnetischen Strahlung in den Leitungsabschnitt geeigneten Einkopplungsmittel, einem zur Erfassung der Reflexionsimpulse und/oder der Signalstärke der von in dem Leitungsabschnitt strömenden Partikel reflektierten elektromagnetischen Strahlung ausgebildeten ersten Sensor sowie einer elektronischen Auswerteeinheit, welche zur Bestimmung der Anzahl und/oder Masse an strömenden Partikeln pro Zeiteinheit aus der Anzahl an Reflexionsimpulsen der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder der reflektierten Signalstärke ausgebildet ist.
In vielen Fällen besteht der Bedarf an einer Erfassung der Anzahl an Partikeln, welche in einem Trägerfluid, wie insbesondere einem Trägergas suspendiert eine Leitung durchströmen oder in einer solchen Leitung gefördert werden. Exemplarisch seien in diesem Zusammenhang pneumatische Förderanlagen, Abgasleitungen, Mahlanlagen und dergleichen erwähnt. Um die Anzahl bzw. die Masse an strömenden Feststoffpartikeln zu ermitteln, werden beispielsweise Messvorrichtungen eingesetzt, mittels welchen elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Mikrowellen- oder Radarspektrum, in die Leitung eingekoppelt wird, um sie an den strömenden Partikeln zu reflektieren und aus der Anzahl an sensorisch erfassten Reflexionsimpulsen oder -echos oder aus der Signalstärke des durch Reflexion bzw. Streuung an den in dem Trägerfluid strömenden Partikeln die Anzahl an strömenden Partikeln zu bestimmen. Die Anzahl an Reflexionsimpulsen bzw. die Stärke des reflektierten Signals ist unmittelbar proportional zu der Gesamtmasse an strömenden Partikeln, so dass sich hieraus, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Trägerfluids in der Leitung bekannt oder seinerseits messtechnisch ermittelt wird, der Massenstrom an Partikeln errechnen lässt.
Kommerziell erhältliche Messvorrichtungen dieser Art arbeiten in der Regel mit elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellenbereich, wobei ihre Vorteile insbesondere in einer kontinuierlichen Messung sowie in einer hohen Robustheit liegen, welche es erlaubt, die Messvorrichtung direkt an der die in dem Trägerfluid suspendierten, strömenden Partikel führenden Leitung vorzunehmen.
Indes ist es häufig wünschenswert, nicht nur die Anzahl bzw. die Gesamtmasse der Partikel, sondern auch deren Größe bzw. die Partikelgrößenverteilung zu erfassen, um z. B. Rückschlüsse auf die Güte eines Mahlprozesses oder allgemein überall dort zu erhalten, wo die Partikel- oder Korngrößenverteilung ein wichtiger Prozessparameter darstellt. Soweit die Partikelgrößenverteilung – wie häufig üblich – durch Probennahme und Siebung der Probe ermittelt wird, so ist dies nicht nur aufwändig und erlaubt keine kontinuierliche Beurteilung der Partikelgrößenverteilung, sondern liefert dies je nach Siebweite(n) des/der eingesetzten Siebe(s) auch nur Informationen hinsichtlich bestimmter Korngrößenfraktionen. Zur kontinuierlichen Erfassung der Partikelgrößenverteilung sind beispielsweise optische Messvorrichtungen bekannt, welche nach dem Prinzip der Laserbeugung arbeiten. Nachteilig hierbei ist jedoch die relativ hohe Empfindlichkeit, Verschleiß- und Verschmutzungsanfälligkeit derartiger Messvorrichtungen, welche einen Einsatz im Prinzip nur in einer Bypassleitung (also mit einem Teilstrom der strömenden Partikel), nicht jedoch in der die Partikel führenden, eigentlichen Leitung ermöglicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von in einer Leitung strömenden und insbesondere in einem Trägerfluid suspendierten Partikeln der eingangs genannten Art unter zumindest weitestgehender Vermeidung der oben erwähnten Nachteile in einfacher und kostengünstiger Weise dahingehend weiterzubilden, dass zumindest eine qualitative, vorzugsweise auf eine quantitative Erfassung der Partikel- oder Korngrößenverteilung der strömenden Partikel möglich ist.
In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ferner die Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel bestimmt wird, indem das Trägerfluid mit den hierin suspendierten zumindest im Bereich der Einkopplungsstelle der elektromagnetischen Strahlung in die Leitung beschleunigt wird, wobei die Dopplerfrequenzen der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung sensorisch erfasst und einerseits aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen, andererseits aus der sensorisch erfassten Anzahl an Reflexionsimpulsen und/oder der reflektierten Signalstärke das Dopplerfrequenzspektrum ermittelt wird, um aus dem Dopplerfrequenzspektrum die Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel zumindest qualitativ zu errechnen.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe bei eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ferner vor, dass der Leitungsabschnitt mit einer Beschleunigungseinrichtung für das ihn durchströmende Trägerfluid mit den Partikeln ausgestattet ist, dass der erste Sensor ferner zur Erfassung der Dopplerfrequenzen der an den den Leitungsabschnitt durchströmenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet oder ein hierfür geeigneter zweiter Sensor vorgesehen ist, und dass die Auswerteeinheit ferner zur Ermittlung des Dopplerfrequenzspektrums einerseits aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen, andererseits aus der sensorisch erfassten Anzahl an Reflexionsimpulsen und/oder der reflektierten Signalstärke ausgebildet ist, um aus dem Dopplerfrequenzspektrum die Partikelgrößenverteilung der den Leitungsabschnitt durchströmenden Partikel zumindest qualitativ zu errechnen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglichst zusätzlich zu einer Erfassung der Gesamtmasse an strömenden Partikeln bzw. des Partikelmassenstromes eine zumindest qualitative, kontinuierliche Erfassung der Partikelgrößenverteilung der in der Leitung in einem Trägerfluid, wie einem Trägergas, suspendierten, strömenden Partikel, wobei aufgrund der robusten, für elektromagnetische Strahlung empfindlichen Sensoren insbesondere eine Messung in der Leitung selbst möglich ist, ohne dass ein Teilstrom in einer Bypassleitung abgezweigt werden muss. Um die Partikelgrößenverteilung sensorisch zu erfassen, nutzt die Erfindung einerseits die Tatsache, dass eine Beschleunigung des Trägerfluides, wie insbesondere eines Trägergases, der hierin eindispergierten Partikel zunächst zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten derselben führt, was auf das sogenannte Partikelfolgeverhalten von Partikeln in einem Fluidstrom zurückzuführen ist. Dabei vermögen kleine und leichte Partikel dem beschleunigten Trägerfluid aufgrund geringerer Massenträgheit schneller zu folgen als große und schwere Partikel, so dass – beispielsweise im Falle einer positiven bzw. negativen Beschleunigung im Wesentlichen in Strömungsrichtung – die kleineren und leichteren Partikel schneller eine höhere bzw. geringere Strömungsgeschwindigkeit erlangen als die größeren und schwereren Partikel. Im Falle einer Querbeschleunigung (also im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung) gilt entsprechendes. Die Erfindung macht sich nun andererseits dieses Partikelfolgeverhalten zunutze, indem die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der ”großen” bzw. ”kleinen” Partikel infolge des im Bereich der Messstelle lokal beschleunigten Trägerfluides dadurch sensorisch erfasst werden, indem die Dopplerfrequenzen, d. h. die zeitlichen Stauchungen bzw. Dehnungen der Frequenzen der an den Partikeln unterschiedlicher Geschwindigkeit und folglich unterschiedlicher Größe reflektierten elektromagnetischen Strahlung gemessen wird, wobei diese Frequenzverschiebung proportional zur Geschwindigkeit der Partikel ist, welche wiederum aus den oben genannten Gründen proportional zur Partikelgröße ist. Auf diese Weise kann die Partikelgrößenverteilung zumindest qualitativ sehr einfach ermittelt werden. Die Breite des erhaltenen Frequenzspektrums gibt folglich die Breite der Partikelgrößenverteilung wieder, während die Signalstärke der einzelnen Frequenzen oder Frequenzbereiche (oder genauer: die Amplitude der reflektierten elektromagnetischen Strahlung) und/oder die Anzahl an Reflexionsimpulsen mit den einzelnen Frequenzen oder Frequenzbereichen den Anteil an Partikeln mit einer bestimmten Partikelgröße innerhalb der gesamten Partikelgrößenverteilung wiedergibt.
Die in die strömenden Partikel eingekoppelte elektromagnetische Strahlung sollte vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise, monochromatisch sein, um im Antwortsignal auf einfache Weise die aus dem Dopplereffekt resultierende Abweichung der Dopplerfrequenzen der elektromagnetischen Strahlung, wie sie von den strömenden Partikeln reflektiert wird, von der Frequenz der eingekoppelten elektromagnetischen ”Ursprungsstrahlung” bestimmen zu können. Ferner kann es von Vorteil sein, wenn die elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung in die strömenden Partikel eingekoppelt wird und der Sensor gleichfalls etwa senkrecht zu dieser Strömungsrichtung angeordnet ist.
Die Beschleunigung des die Partikel führenden Trägerfluides im Bereich der Messstelle, welche – wie oben erwähnt – zur Einstellung eines ”Ungleichgewichtes” der ansonsten mit im Wesentlichen derselben Geschwindigkeit (nämlich der des Trägerfluides) strömenden Partikel dient, wobei kleine und leichte Partikel dem lokal beschleunigten Trägerfluidstrom schneller zu folgen vermögen als große und langsame Partikel, muss nicht notwendigerweise eine positive Beschleunigung sein, sondern kann auch eine negative Beschleunigung bzw. Abbremsung sein. Darüber hinaus muss der Vektor der (positiven oder negativen) Beschleunigung nicht notwendigerweise parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet sein, sondern kann auch eine Querbeschleunigung mit einer senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten Richtungskomponente vorgesehen sein.
Was die erfindungsgemäße Messvorrichtung betrifft, so kann die Einkopplung der, vorzugsweise monochromatischen, elektromagnetischen Strahlung in die strömenden Partikeln beispielsweise mittels geeigneter Antennen oder beliebiger bekannter Einkopplungsmittel geschehen, während als Sensoren beliebige bekannte Sensoren, welche zur Ermittlung der Frequenzen oder Frequenzabweichungen von elektromagnetischer Strahlung in der Lage sind, wie beispielsweise Hohlraumresonatoren, Planarsensoren etc. Der Sensor kann dabei entweder auch die Gesamtmasse an strömenden Partikeln bzw. den Gesamtmassenstrom erfassen, z. B. durch die Ermittlung der Anzahl an Reflexionsimpulsen pro Zeit oder insbesondere durch die Ermittlung der Signalstärke (Amplitude) der in einem jeweiligen Frequenzspektrum reflektierten elektromagnetischen Strahlung, oder kann zur Erfassung der Gesamtmasse bzw. des Gesamtmassenstromes ein unabhängiger Sensor vorgesehen sein, welcher nicht notwendigerweise zur Unterscheidung verschiedener Frequenzbereiche ausgebildet sein muss.
Das Trägerfluid mit den hierin suspendierten, in der Leitung strömenden Partikeln kann grundsätzlich durch beliebige Maßnahmen lokal beschleunigt werden, um die Partikel verschiedener Größe mit lokal unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu beaufschlagen, wenn sie dem Trägerfluidstrom folgen bzw. mit diesem mit beschleunigt werden. So ist es beispielsweise möglich, das Trägerfluid mit den hierin suspendierten Partikeln durch eine Querschnittsverengung der Leitung hindurchzuleiten, so dass der Trägerfluidstrom und mit ihm die Partikel im Wesentlichen in Strömungsrichtung lokal (positiv) beschleunigt wird. Stattdessen ist es z. B. möglich, das Trägerfluid mit den hierin suspendierten Partikeln durch eine Querschnittserweiterung der Leitung hindurchzuleiten, so dass der Trägerfluidstrom und mit ihm die Partikel im Wesentlichen in Strömungsrichtung lokal (negativ) beschleunigt bzw. verlangsamt wird. Darüber hinaus kann das Trägerfluid mit den hierin suspendierten Partikeln z. B. auch durch einen Krümmungsabschnitt der Leitung hindurchgeleitet werden, so dass der Trägerfluidstrom und mit ihm die Partikel quer zur (ursprünglichen) Strömungsrichtung beschleunigt werden. Ferner ist es denkbar, dass das Trägerfluid mit den hierin suspendierten Partikeln mittels eines in die Leitung eingebrachten Prallkörpers lokal abgebremst wird, woraufhin auch in diesem Fall kleine und leichte Partikel nach Aufprall auf den Prallkörper dem Trägerfluidstrom schneller zu folgen vermögen als große und schwere Partikel. Schließlich ist es z. B. auch denkbar, das Trägerfluid mit einem Druckstoß zu beaufschlagen.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Beschleunigungseinrichtung wenigstens eine Einrichtung aus der Gruppe

– Querschnittsverengung des Leitungsabschnittes, insbesondere in Form einer Venturidüse;
– Querschnittserweiterung des Leitungsabschnittes;
– Krümmungsbereich des Leitungsabschnittes;
– im Innern des Leitungsabschnittes angeordneter Prallkörper, wie beispielsweise in Form einer Prallplatte; und
– in ein Druckfluidreservoir mündende Abzweigleitung des Leitungsabschnittes

Das Dopplerfrequenzspektrum kann beispielsweise durch schnelle Fourier-Transformation (FFT, Fast Fourier Transformation) aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere in Verbindung mit den Informationen über die Signalstärke bzw. Amplitude der verschiedenen Dopplerfrequenzen und/oder über die Anzahl an Reflexionsimpulsen der verschiedenen Dopplerfrequenzen, ermittelt werden. In der Auswerteeinheit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann zu diesem Zweck wenigstens ein Algorithmus einer schnellen Fourier-Transformation (FFT, Fast Fourier Transformation) hinterlegt sein, welcher zur Ermittlung des Dopplerfrequenzspektrums aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen der an den den Leitungsabschnitt durchströmenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere in Verbindung mit den Informationen über die Signalstärke bzw. Amplitude der verschiedenen Dopplerfrequenzen und/oder über die Anzahl an Reflexionsimpulsen der verschiedenen Dopplerfrequenzen, dient.
Wie bereits erwähnt, gewährleistet die Erfindung vorzugsweise nicht nur eine qualitative Erfassung der Partikelgrößenverteilung der in dem Trägerfluid suspendierten Partikel, sondern insbesondere auch eine qualitative Erfassung dieser Partikelgrößenverteilung. In diesem Zusammenhang kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass zur quantitativen Bestimmung der Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel die Anzahl und/oder Masse an Partikeln mit einer jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenz mit einem jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenzbereich der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung ermittelt wird, wobei einer jeden Dopplerfrequenz oder einem jeden Dopplerfrequenzbereich eine Partikelgröße oder ein Partikelgrößenintervall zugeordnet wird. Die Zuordnung einer Partikelgröße oder eines Partikelgrößenintervalls zu einer jeweiligen Dopplerfrequenz oder einem jeweiligen Dopplerfrequenzbereich kann dabei insbesondere durch Kalibrieren des Dopplerfrequenzspektrums oder der hieraus errechneten Partikelgrößenverteilung erfolgen.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit zur quantitativen Bestimmung der Partikelgrößenverteilung der den Leitungsabschnitt durchströmenden Partikel ausgebildet ist, indem sie die Anzahl und/oder Masse an Partikeln mit einer jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenz oder mit einem jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenzbereich der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung ermittelt (sei es durch die Anzahl an Reflexionsimpulsen mit einer bestimmten Dopplerfrequenz oder einem bestimmten Dopplerfrequenzspektrum oder sei es durch die Signalstärke bzw. Amplitude der reflektierten elektromagnetischen Strahlung mit einer bestimmten Dopplerfrequenz oder einem bestimmten Dopplerfrequenzspektrum), wobei sie einer jeden Dopplerfrequenz oder einem jeden Dopplerfrequenzbereich eine Partikelgröße oder ein Partikelgrößenintervall zuordnet. Die diskreten Dopplerfrequenzen oder die Dopplerfrequenzbereiche und/oder die hiermit korrespondierenden diskreten Partikelgrößen oder die Partikelgrößenintervalle können insbesondere durch entsprechende Eingabe in eine der Auswerteeinheit zugeordnete Eingabeeinrichtung frei auswählbar sein. Dabei nimmt die Auswerteeinheit die Zuordnung einer Partikelgröße oder eines Partikelgrößenintervall zu einer jeden Dopplerfrequenz oder einem jeden Dopplerfrequenzbereich vorzugsweise mittels einer Kalibrierung vor.
Anlässlich einer Kalibrierung kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass zum Kalibrieren zumindest eine Probe der Partikel mit einer vorgegebenen Gesamtmasse an Partikeln klassiert wird, um den prozentualen Massenanteil an Partikeln kleiner wenigstens einer vorgegebenen Partikelgröße bzw. größer der wenigstens einen vorgegebenen Partikelgröße zu ermitteln, und dass

– das ermittelte Dopplerfrequenzspektrum über sämtliche Dopplerfrequenzen oder
– die hieraus errechnete Partikelgrößenverteilung über sämtliche Partikelgrößen integriert wird und
– derjenigen Dopplerfrequenz oder demjenigen Dopplerfrequenzbereich des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder
– derjenigen Partikelgröße oder demjenigen Partikelgrößenintervall der integrierten Partikelgrößenverteilung, an welcher/welchem sich ein prozentualer Wert des Integrals ergibt, welcher dem durch Klassieren erhaltenen prozentualen Massenanteil der Partikel kleiner bzw. größer der vorgegebenen Partikelgröße entspricht, die vorgegebene Partikelgröße zugeordnet wird. Um insbesondere mehrerer Kalibrierpunkte zu erhalten, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass zumindest zwei Proben der Partikel mit jeweils einer vorgegebenen (z. B. identischen) Gesamtmasse an Partikeln in unterschiedlicher Weise klassiert werden, um sowohl einen ersten prozentualen Massenanteil an Partikeln kleiner wenigstens einer ersten vorgegebenen Partikelgröße bzw. größer der wenigstens einen ersten vorgegebenen Partikelgröße als auch einen zweiten prozentualen Massenanteil an Partikeln kleiner wenigstens einer zweiten vorgegebenen Partikelgröße bzw. größer der wenigstens einen zweiten vorgegebenen Partikelgröße zu ermitteln, und dass
– das ermittelte Dopplerfrequenzspektrum über sämtliche Dopplerfrequenzen oder
– die hieraus errechnete Partikelgrößenverteilung über sämtliche Partikelgrößen integriert wird und
– denjenigen Dopplerfrequenzen oder denjenigen Dopplerfrequenzbereichen des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder
– denjenigen Partikelgrößen oder denjenigen Partikelgrößenintervallen der integrierten Partikelgrößenverteilung,

zum Klassieren kann insbesondere ein Sieb mit vorgegebener Siebweite bzw. mehrere Siebe mit verschiedenen vorgegebenen Siebweiten verwendet werden.
In Bezug auf eine vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann folglich vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit anlässlich der Kalibrierung

– das ermittelte Dopplerfrequenzspektrum über sämtliche Dopplerfrequenzen oder
– die hieraus errechnete Partikelgrößenverteilung über sämtliche Partikelgrößen

– derjenigen Dopplerfrequenz oder demjenigen Dopplerfrequenzbereich des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder
– derjenigen Partikelgröße oder demjenigen Partikelgrößenintervall der integrierten Partikelgrößenverteilung,

– denjenigen Dopplerfrequenzen oder denjenigen Dopplerfrequenzbereichen des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder
– denjenigen Partikelgrößen oder denjenigen Partikelgrößenintervallen der integrierten Partikelgrößenverteilung,

Als hochfrequente elektromagnetische Strahlung, welche in die das Trägerfluid mit den hierin dispergierten Partikeln führende Leitung eingekoppelt, an den Partikeln reflektiert und sensorisch erfasst wird, kann insbesondere solche im Mikrowellenbereich, d. h. innerhalb eines Frequenzbereiches von etwa 0,5 GHz bis etwa 1000 GHz, insbesondere von etwa 1 GHz bis etwa 300 GHz, verwendet werden.
Die Strahlungsquelle der Messvorrichtung erzeugt demnach vorzugsweise hochfrequente elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Mikrowellenbereich, und ist bzw. sind der erste Sensor und gegebenenfalls der zweite Sensor gegenüber hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im Mikrowellenbereich, empfindlich.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung sowohl der Anzahl als auch der Partikelgrößenverteilung von in einer Leitung strömenden und in einem Trägergas suspendierten Partikeln;
2 ein Schaubild eines mittels der Vorrichtung gemäß 1 erzeugten Dopplerfrequenzspektrums; und
3 ein Schaubild einer aus dem Dopplerfrequenzspektrum gemäß 2 errechneten Partikelgrößenverteilung nach Kalibrierung mit zwei Kalibrierpunkten.
In 1 ist eine schematisierte Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Erfassung sowohl der Anzahl als auch der Partikelgrößenverteilung in einem Trägergas, z. B. Luft, suspendierten Partikeln 1, 2 wiedergegeben, wobei exemplarisch Partikel 1, 2 mit zwei verschiedenen Partikelgrößen gezeigt sind, welche in Richtung des Pfeils P in einer Leitung 3 strömen bzw. hierin gefördert werden. Die Vorrichtung umfasst einen unmittelbar in der Leitung 3 angeordneten Leitungsabschnitt 4, welcher mit einer Beschleunigungseinrichtung 5 für das ihn durchströmende Trägergas mit den Partikeln 1, 2 ausgestattet ist. Die Beschleunigungseinrichtung 5 ist im vorliegenden Fall von einer Querschnittsverengung des Leitungsabschnittes 4 in Form einer Venturidüse gebildet, so dass das Trägergas eine positive Beschleunigung im Wesentlichen in Strömungsrichtung P erfährt und die ”kleinen” Partikel 1 schneller mit dem lokal beschleunigten Trägergasstrom mitgerissen werden als die ”großen” Partikel 2, so dass ”kleine” und ”große” Partikel 1, 2 lokal auf unterschiedliche Geschwindigkeiten beschleunigt werden.
Im Bereich der Beschleunigungseinrichtung 5 – hier: im engsten Abschnitt der Venturidüse – befindet sich eine elektromagnetische Strahlungsquelle 6, welche z. B. monochromatische Mikrowellenstrahlung mit einer Frequenz von 24 GHz erzeugt, welche durch ein geeignetes Einkopplungsmittel 7, wie beispielsweise eine Mikrowellenantenne, in das Innere des Leitungsabschnittes 4 – oder genauer: in den engsten Abschnitt der Venturidüse – eingekoppelt wird. Darüber hinaus ist, im vorliegenden Fall ebenfalls etwa an dem engsten Abschnitt der Venturidüse, ein für Mikrowellenstrahlung empfindlicher Sensor 8 vorgesehen, welcher einerseits die Signalstärke, d. h. die Amplitude, der Mikrowellenstrahlung, welche an den den Leitungsabschnitt 4 durchströmenden Partikeln 1, 2 reflektiert wird, andererseits die Dopplerfrequenz bzw. die Frequenzverschiebung der reflektierten Mikrowellenstrahlung gegenüber der Frequenz der von der Strahlungsquelle 6 erzeugten, eingekoppelten Mikrowellenstrahlung sensorisch zu erfassen vermag.
Eine nicht zeichnerisch dargestellte elektronische Auswerteeinheit dient zur Ermittlung des Dopplerfrequenzspektrums einerseits aus der Mehrzahl an sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen oder Dopplerfrequenzbereichen, deren Breite beispielsweise je nach gewünschter Feinheit der erhaltenen Partikelgrößenverteilung wählbar sein kann, andererseits aus den sensorisch erfassten Signalstärken bzw. Amplituden der reflektierten Mikrowellenstrahlung in den jeweiligen Frequenzbereichen, was beispielsweise mit Hilfe einer schnellen Fourier-Transformation geschehen kann.
Nachstehend ist die Funktionsweise der Vorrichtung näher erläutert:
In die den Leitungsabschnitt 4 durchströmenden, in dem Trägergas fluidisierten Partikel werden durch das Einkopplungsmittel 7 kontinuierlich mit monochromatischer Mikrowellenstrahlung bestrahlt. Die Mikrowellenstrahlung wird dabei an den passierenden Partikeln reflektiert und wird die reflektierte Mikrowellenstrahlung mittels des Sensors 8 erfasst. Hierbei wird einerseits aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen bzw. Frequenzverschiebungen in Bezug auf die eingekoppelte Mikrowellenstrahlung (welche für die Geschwindigkeit der Partikel an der Messstelle und folglich für die Partikelgröße repräsentativ sind), andererseits aus der sensorisch erfassten Signalstärke bzw. Amplitude der reflektierten Mikrowellenstrahlung mit den jeweiligen Dopplerfrequenzen oder Dopplerfrequenzbereichen (welche für den zahlenmäßigen oder Massenanteil an Partikel mit einer jeweiligen Partikelgröße oder innerhalb eines jeweiligen Partikelgrößenintervalls repräsentativ ist) das Dopplerfrequenzspektrum ermittelt
2 zeigt ein Schaubild eines derart erhaltenen Dopplerfrequenzspektrums, wobei die sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen f_D auf der x-Achse gegen den massenspezifischen Anteil an Partikeln n_P auf der y-Achse aufgetragen ist. Die massenspezifischen Anteile können sich, wie oben erwähnt, aus der Signalstärke bzw. Amplitude der an den Partikeln 1, 2 reflektierten und sensorisch erfassten Signale einer jeweiligen Dopplerfrequenz f, oder aber auch aus der Anzahl an Reflexionsimpulsen bzw. -echos ergeben.
Da die Beschleunigungseinrichtung 5 im vorliegenden Fall eine Verengung des Leitungsabschnittes 4 umfasst, an welchem die Partikel 1, 2 folglich positiv in Strömungsrichtung P beschleunigt werden und kleine/leichte Partikel 2 lokal mit höheren Geschwindigkeiten mit dem beschleunigten Trägergasstrom mitgerissen werden als große/schwere Partikel 1, nimmt die Partikelgröße PM in 2 von rechts nach links zu, weil kleine/leichte Partikel 2 an der Messstelle eine höhere Geschwindigkeit besitzen (welche in einer höheren Frequenzverschiebung resultiert) als große/schwere Partikel 2 (was in einer demgegenüber geringeren Frequenzverschiebung resultiert). Die – qualitative – Partikelgrößenverteilung lässt sich folglich z. B. durch einfache Spiegelung des Dopplerfrequenzspektrums gemäß 2 um seine Zentralachse errechnen (siehe 3).
3 zeigt die mittels der Vorrichtung gemäß 1 ermittelte quantitative (massenspezifische) Partikelgrößenverteilung, wobei die Partikelgröße PM – oder genauer: eine Mehrzahl an Partikelgrößenintervallen – auf der x-Achse gegen den massenspezifischen Anteil an Partikeln n_P auf der y-Achse aufgetragen ist. Wie aus 3 ersichtlich, ist einem jeweiligen Dopplerfrequenzbereich (siehe 2) bzw. ein jeweiliges, hiermit korrespondierendes Partikelgrößenintervall PM zugeordnet worden. Hierfür wurde die aus dem Dopplerfrequenzspektrum errechnete qualitative Partikelgrößenverteilung kalibriert, indem mehrere – im vorliegenden Fall zwei – Proben der strömenden Partikel mit einer vorgegebenen Gesamtmasse von beispielsweise je 100 g entnommen worden sind. Die beiden Proben wurden durch Sieben klassiert, wobei Siebe mit unterschiedlicher Siebweite, wie z. B. einerseits mit einer Siebweite von 90 μm, andererseits mit einer Siebweite von 200 μm verwendet wurde. Aus dem Siebdurchgang bzw. dem Siebrückstand ist durch Wiegen der jeweilige Massenanteil an Partikeln bestimmt worden, welche eine Partikelgröße R kleiner bzw. größer der jeweiligen Siebweite aufweisen, wobei sich z. B. ein Anteil von 20 Mass.-% an Partikeln kleiner 90 μm (bzw. ein Anteil von 80 Mass.-% größer 90 μm) sowie ein Anteil von 40 Mass.-% an Partikeln kleiner 200 μm (bzw. ein Anteil von 60 Mass.-% größer 200 μm) ergab.
Anhand der beiden, durch Siebung mit unterschiedlicher Siebweite (hier: 90 μm bzw. 200 μm) lässt sich nun die absolute Partikelgröße bzw. das absolute Partikelgrößenintervall errechnen, indem das Dopplerfrequenzspektrum (2) über sämtliche Dopplerfrequenzen oder die hieraus errechnete (qualitative) Partikelgrößenverteilung (3) über sämtliche Partikelgrößen integriert wird und der jeweiligen Dopplerfrequenz (bzw. demjenigen Dopplerfrequenzbereich) des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder der jeweiligen Partikelgröße (bzw. demjenigen Partikelgrößenintervall) der integrierten Partikelgrößenverteilung, an welcher/welchem sich jeweils ein prozentualer Wert des Integrals ergibt, welcher dem durch Sieben erhaltenen prozentualen Massenanteil der Partikel kleiner bzw. größer der jeweiligen Siebweite (hier: 40 Mass.-% für eine Partikelgröße von R = 90 μm bzw. 20 Mass.-% für eine Partikelgröße von R = 200 μm) entspricht, die vorgegebene Partikelgröße (hier: R = 90 μm bzw. R = 200 μm) zugeordnet wird. Auf diese Weise erhält man in einfacher Weise die gewünschte qualitative – hier: massenspezifische – Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel.

Claims

Verfahren zur Erfassung von in einem Trägerfluid suspendierten, in einer Leitung (3) strömenden Partikeln (1, 2), indem in die Leitung (3) elektromagnetische Strahlung eingekoppelt, an den strömenden Partikeln (1, 2) reflektiert und die an den strömenden Partikeln (1, 2) reflektierte elektromagnetische Strahlung sensorisch erfasst wird, wobei aus der Anzahl an Reflexionsimpulsen und/oder aus der reflektierten Signalstärke die Anzahl und/oder Masse an strömenden Partikeln (1, 2) pro Zeiteinheit bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ferner die Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel (1, 2) bestimmt wird, indem das Trägerfluid mit den hierin suspendierten Partikeln (1, 2) zumindest im Bereich der Einkopplungsstelle (4) der elektromagnetischen Strahlung in die Leitung (3) beschleunigt wird, wobei die Dopplerfrequenzen der an den strömenden Partikeln (1, 2) reflektierten elektromagnetischen Strahlung sensorisch erfasst und einerseits aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen, andererseits aus der sensorisch erfassten Anzahl an Reflexionsimpulsen und/oder der reflektierten Signalstärke das Dopplerfrequenzspektrum ermittelt wird, um aus dem Dopplerfrequenzspektrum die Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel (1, 2) zumindest qualitativ zu errechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerfluid mit den hierin suspendierten, strömenden Partikeln (1, 2) durch wenigstens eine Maßnahme aus der Gruppe – Hindurchleiten durch eine Querschnittsverengung (4) der Leitung (3); – Hindurchleiten durch eine Querschnittserweiterung der Leitung (3); – Hindurchleiten Partikel durch einen Krümmungsabschnitt der Leitung (3); – lokales Abbremsen mittels eines in die Leitung (3) eingebrachten Prallkörpers; und – Erzeugen eines Druckstoßes beschleunigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dopplerfrequenzspektrum durch schnelle Fourier-Transformation (FFT, Fast Fourier Transformation) aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen der an den strömenden Partikeln (1, 2) reflektierten elektromagnetischen Strahlung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur quantitativen Bestimmung der Partikelgrößenverteilung der strömenden Partikel (1, 2) die Anzahl und/oder Masse an Partikeln (1, 2) mit einer jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenz oder mit einem jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenzbereich der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung ermittelt wird, wobei einer jeden Dopplerfrequenz oder einem jeden Dopplerfrequenzbereich eine Partikelgröße oder ein Partikelgrößenintervall zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung einer Partikelgröße oder eines Partikelgrößenintervalls zu einer jeweiligen Dopplerfrequenz oder einem jeweiligen Dopplerfrequenzbereich durch Kalibrieren des Dopplerfrequenzspektrums oder der hieraus errechneten Partikelgrößenverteilung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kalibrieren zumindest eine Probe der Partikel (1, 2) mit einer vorgegebenen Gesamtmasse an Partikeln (1, 2) klassiert wird, um den prozentualen Massenanteil an Partikeln (1, 2) kleiner wenigstens einer vorgegebenen Partikelgröße bzw. größer der wenigstens einen vorgegebenen Partikelgröße (1, 2) zu ermitteln, und dass – das ermittelte Dopplerfrequenzspektrum über sämtliche Dopplerfrequenzen oder – die hieraus errechnete Partikelgrößenverteilung über sämtliche Partikelgrößen integriert wird und – derjenigen Dopplerfrequenz oder demjenigen Dopplerfrequenzbereich des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder – derjenigen Partikelgröße oder demjenigen Partikelgrößenintervall der integrierten Partikelgrößenverteilung, an welcher/welchem sich ein prozentualer Wert des Integrals ergibt, welcher dem durch Klassieren erhaltenen prozentualen Massenanteil der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer der vorgegebenen Partikelgröße entspricht, die vorgegebene Partikelgröße zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kalibrieren zumindest zwei Proben der Partikel (1, 2) mit jeweils einer vorgegebenen Gesamtmasse an Partikeln (1, 2) in unterschiedlicher Weise klassiert werden, um sowohl einen ersten prozentualen Massenanteil an Partikeln kleiner wenigstens einer ersten vorgegebenen Partikelgröße bzw. größer der wenigstens einen ersten vorgegebenen Partikelgröße als auch einen zweiten prozentualen Massenanteil an Partikeln kleiner wenigstens einer zweiten vorgegebenen Partikelgröße bzw. größer der wenigstens einen zweiten vorgegebenen Partikelgröße zu ermitteln, und dass – das ermittelte Dopplerfrequenzspektrum über sämtliche Dopplerfrequenzen oder – die hieraus errechnete Partikelgrößenverteilung über sämtliche Partikelgrößen integriert wird und – denjenigen Dopplerfrequenzen oder denjenigen Dopplerfrequenzbereichen des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder – denjenigen Partikelgrößen oder denjenigen Partikelgrößenintervallen der integrierten Partikelgrößenverteilung, an welchen sich jeweils ein prozentualer Wert des Integrals ergibt, welcher einerseits dem durch Klassieren erhaltenen prozentualen ersten Massenanteil der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer der vorgegebenen ersten Partikelgröße, andererseits dem durch Klassieren erhaltenen prozentualen zweiten Massenanteil der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer der vorgegebenen zweiten Partikelgröße entspricht, die vorgegebene erste bzw. zweite Partikelgröße zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Klassieren ein Sieb mit vorgegebener Siebweite bzw. mehrere Siebe mit verschiedenen vorgegebenen Siebweiten verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass hochfrequente elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Mikrowellenbereich, verwendet wird.
Vorrichtung zur Erfassung von in einem Trägerfluid suspendierten, in einer Leitung (3) strömenden Partikeln (1, 2), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, mit einem zur Aufnahme strömender Partikel (1, 2) vorgesehenen Leitungsabschnitt (4), einer elektromagnetischen Strahlungsquelle (6), einem zur Einkopplung der von der Strahlungsquelle (6) erzeugten elektromagnetischen Strahlung in den Leitungsabschnitt (4) geeigneten Einkopplungsmittel (7), einem zur Erfassung der Reflexionsimpulse und/oder der Signalstärke der von in dem Leitungsabschnitt strömenden Partikel (1, 2) reflektierten elektromagnetischen Strahlung ausgebildeten ersten Sensor (8) sowie einer elektronischen Auswerteeinheit, welche zur Bestimmung der Anzahl und/oder Masse an strömenden Partikeln (1, 2) pro Zeiteinheit aus der Anzahl an Reflexionsimpulsen der an den strömenden Partikeln reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder der reflektierten Signalstärke ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (4) mit einer Beschleunigungseinrichtung (5) für das ihn durchströmende Trägerfluid mit den Partikeln (1, 2) ausgestattet ist, dass der erste Sensor (8) ferner zur Erfassung der Dopplerfrequenzen der an den den Leitungsabschnitt (4) durchströmenden Partikeln (1, 2) reflektierten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet oder ein hierfür geeigneter zweiter Sensor vorgesehen ist, und dass die Auswerteeinheit ferner zur Ermittlung des Dopplerfrequenzspektrums einerseits aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen, andererseits aus der sensorisch erfassten Anzahl an Reflexionsimpulsen und/oder der reflektierten Signalstärke ausgebildet ist, um aus dem Dopplerfrequenzspektrum die Partikelgrößenverteilung der den Leitungsabschnitt (4) durchströmenden Partikel (1, 2) zumindest qualitativ zu errechnen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungseinrichtung (5) wenigstens eine Einrichtung aus der Gruppe – Querschnittsverengung (5) des Leitungsabschnittes (4), insbesondere in Form einer Venturidüse; – Querschnittserweiterung des Leitungsabschnittes (4); – Krümmungsbereich des Leitungsabschnittes (4); – im Innern des Leitungsabschnittes (4) angeordneter Prallkörper; und – in ein Druckfluidreservoir mündende Abzweigleitung des Leitungsabschnittes (4) aufweist.
Vorrichtung nach Annspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit wenigstens ein Algorithmus einer schnellen Fourier-Transformation (FFT, Fast Fourier Transformation) hinterlegt ist, welcher zur Ermittlung des Dopplerfrequenzspektrums aus den sensorisch erfassten Dopplerfrequenzen der an den den Leitungsabschnitt durchströmenden Partikeln (1, 2) reflektierten elektromagnetischen Strahlung dient.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit zur quantitativen Bestimmung der Partikelgrößenverteilung der den Leitungsabschnitt durchströmenden Partikel (1, 2) ausgebildet ist, indem sie die Anzahl und/oder Masse an Partikeln (1, 2) mit einer jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenz oder mit einem jeweiligen sensorisch erfassten Dopplerfrequenzbereich der an den strömenden Partikeln (1, 2) reflektierten elektromagnetischen Strahlung ermittelt, wobei sie einer jeden Dopplerfrequenz oder einem jeden Dopplerfrequenzbereich eine Partikelgröße oder ein Partikelgrößenintervall zuordnet.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die diskreten Dopplerfrequenzen oder die Dopplerfrequenzbereiche und/oder die hiermit korrespondierenden diskreten Partikelgrößen oder die Partikelgrößenintervalle durch Eingabe in eine der Auswerteeinheit zugeordnete Eingabeeinrichtung frei auswählbar sind.
Vorrichtung nach Annspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit die Zuordnung einer Partikelgröße oder eines Partikelgrößenintervall zu einer jeden Dopplerfrequenz oder einem jeden Dopplerfrequenzbereich mittels einer Kalibrierung vornimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit anlässlich der Kalibrierung – das ermittelte Dopplerfrequenzspektrum über sämtliche Dopplerfrequenzen oder – die hieraus errechnete Partikelgrößenverteilung über sämtliche Partikelgrößen integriert und – derjenigen Dopplerfrequenz oder demjenigen Dopplerfrequenzbereich des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder – derjenigen Partikelgröße oder demjenigen Partikelgrößenintervall der integrierten Partikelgrößenverteilung, an welcher/welchem sich ein prozentualer Wert des Integrals ergibt, welcher einem prozentualen Massenanteil der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer wenigstens einer vorgegebenen Partikelgröße entspricht, diese vorgegebene Partikelgröße zuordnet, wobei die wenigstens eine vorgegebene Partikelgröße sowie der prozentuale Massenanteil der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer dieser vorgegebenen Partikelgröße in eine Eingabeeinrichtung der Auswerteeinheit eingebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit anlässlich der Kalibrierung – das ermittelte Dopplerfrequenzspektrum über sämtliche Dopplerfrequenzen oder – die hieraus errechnete Partikelgrößenverteilung über sämtliche Partikelgrößen integriert und – denjenigen Dopplerfrequenzen oder denjenigen Dopplerfrequenzbereichen des integrierten Dopplerfrequenzspektrums oder – denjenigen Partikelgrößen oder denjenigen Partikelgrößenintervallen der integrierten Partikelgrößenverteilung, an welchen sich jeweils ein prozentualer Wert des Integrals ergibt, welcher einerseits einem ersten prozentualen Massenanteil der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer wenigstens einer vorgegebenen ersten Partikelgröße, andererseits einem zweiten prozentualen Massenanteil der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer wenigstens einer vorgegebenen zweiten Partikelgröße entspricht, einerseits die wenigstens eine erste vorgegebene Partikelgröße, andererseits die wenigstens eine zweite vorgegebene Partikelgröße zuordnet, wobei die erste und zweite vorgegebene Partikelgröße sowie die prozentualen Massenanteile der Partikel (1, 2) kleiner bzw. größer dieser vorgegebenen Partikelgrößen in eine Eingabeeinrichtung der Auswerteeinheit eingebbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (6) hochfrequente elektromagnetische Strahlung, insbesondere im Mikrowellenbereich, erzeugt, und dass der erste Sensor (8) und gegebenenfalls der zweite Sensor gegenüber hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im Mikrowellenbereich, empfindlich ist bzw. sind.