DE102016221989A1 - Partikelsensor mit wenigstens zwei Laser-Doppler-Sensoren - Google Patents

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Stefan Pinter
Ingo Ramsteiner
Robert Kakonyi
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Partikelsensor mit einem ersten Laser-Doppler-Sensor (100) und wenigstens einem zweiten Laser-Doppler-Sensor (200), sowie mit einer Steuereinheit (300), welche dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Laser-Doppler-Sensor (100) und gleichzeitig mit wenigstens dem zweiten Laser-Doppler-Sensor (200) Selbstinterferenz-Messungen durchzuführen.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik bekannte weitere optische Partikelsensoren nutzen eine getrennte Strahlquelle und Strahlauswerteeinheit. Außerdem wird typischerweise für die Bewegung der Luft diese mittels eines Lüfters oder eines Heizelements zur Erzeugung von Konvektion bewegt. Dies erfordert auf Grund des damit verbundenen Strahlengangs eine Vergrößerung des Gesamtaufbaus, alleine wegen der räumlichen Trennung von Sender und Empfänger.
  • Im Stand der Technik sind Halbleiterlaser, bei denen das Licht senkrecht zur Hauptebene eines Halbleiterchips abgestrahlt wird als Oberflächenemitter oder VCSEL (engl.: vertical cavity surface emitting laser) bekannt. Weiterhin sind auch Oberflächenemitter mit externer Kavität oder VECSEL (engl.: vertical external cavity surface emitting laser) bekannt.
  • Die Schrift Holger Moench et al, „VCSEL based sensors for distance and velocity", Proc. of SPIE Vol. 9766 97660A-1 offenbart einen Laser-Doppler-Sensor der Firma Philips mit einem selbstinterferierenden Laseremitter (VCSEL) mit einer in der Kavität integrierten Photodiode.
  • Diese ViP (VCSEL mit integrierter Photodiode) können verschiedentlich angesteuert werden, um beispielsweise Entfernungen oder Geschwindigkeiten punktuell zu messen. Der Vorteil der integrierten Photodiode ist, dass diese nur sensitiv auf eigens ausgesendetes Licht ist. Das Detektionsprinzip kann dadurch nicht durch andere Lichtquellen wie z.B. Sonneneinstrahlung gestört werden.
  • In der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung DE 102015207289 ist ein Partikelzähler mit einem solchen Laser-Doppler-Sensor offenbart. Das Licht des Lasers wird mittels einer Linse in einem Raumbereich um einen Brennpunkt gebündelt. Wird in diesem Raumbereich ein Partikel getroffen, streut dieser Licht, welches dann wieder detektiert wird.
  • In der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung DE 102015209418 ist eine Scanvorrichtung mit einem VCSEL, einer Linse und einem Mikrospiegel offenbart. Das Licht des Lasers wird mittels der Linse gebündelt und über den Mikrospiegel abgelenkt. So kann ein Raumbereich außerhalb der Scanvorrichtung abgetastet werden. Wird ein Objekt getroffen, streut dieser Licht, welches dann wieder detektiert wird. Das Messprinzip ist also, den Fokuspunkt eines Lichtstrahles abzulenken und damit ein bekanntes Luftvolumen abzuscannen.
  • Wird ein Partikel beim Annähern an die Strahltaille eines gebündelten Laserstrahls durch Selbstinterferenz (self mixing interference - SMI) im strahlerzeugenden Laser nachgewiesen, so hängt das detektierte Signal von mehreren Parametern ab, insbesondere der Partikelgröße, der Partikelgeschwindigkeit, der Position bzw. genauen Trajektorie relativ zum Strahlfokus und die optische Materialeigenschaften des Partikels. Insofern ist eine eindeutige Beziehung zwischen dem gemessenen Rohsignal und den Eigenschaften des Partikels in der Regel nicht vorhanden. Außerdem sieht die Anordnung immer nur einen Partikel, ist also auf ein sehr kleines Messvolumen beschränkt. Man kann natürlich den Strahl durch eine geeignete Vorrichtung (z.B. einen Mikrospiegel) scannen, gewinnt aber auch dann immer nur eine Information pro Zeitpunkt.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist die Gewinnung von mehr Informationen, als mit einem einzelnen SMI-Laser möglich ist, insbesondere die Gewinnung von eindeutigen Informationen über die Partikeleigenschaften.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Partikelsensor mit einem ersten Laser-Doppler-Sensor und wenigstens einem zweiten Laser-Doppler-Sensor sowie mit einer Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Laser-Doppler-Sensor und gleichzeitig mit wenigstens dem zweiten Laser-Doppler-Sensor Selbstinterferenz-Messungen durchzuführen. Erfindungsgemäß sind zwei oder mehr Laserlichtquellen vorgesehen, in deren Fokuspunkten gleichzeitig, aber unabhängig voneinander, SMI-Messungen durchgeführt werden können.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Laser-Doppler-Sensor eine erste Optik mit einem ersten externen Brennpunkt und einem ersten Nachweisvolumen aufweist und dass der zweite Laser-Doppler-Sensor eine zweite Optik mit einem zweiten externen Brennpunkt und einem zweiten Nachweisvolumen aufweist. Vorteilhaft können hierdurch Nachweisvolumina definiert und an bestimmten Orten zueinander angeordnet werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Nachweisvolumen und das zweite Nachweisvolumen sich überlappen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Laser-Doppler-Sensor eine erste Polarisationsrichtung aufweist und der zweite Laser-Doppler-Sensor eine zweite Polarisationsrichtung aufweist, welche von der ersten Polarisationsrichtung verschieden ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Nachweisvolumen und das zweite Nachweisvolumen sich nicht überlappen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Laser-Doppler-Sensor oder auch der zweite Laser-Doppler-Sensor ein bewegliches strahlablenkendes Element, insbesondere einen Mikrospiegel, aufweist, wodurch das erste Nachweisvolumen oder auch das zweite Nachweisvolumen ortsveränderlich platzierbar ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Optik einen ortsveränderlichen ersten externen Brennpunkt aufweist oder auch die zweite Optik einen ortsveränderlichen zweiten externen Brennpunkt aufweist, wodurch das erste Nachweisvolumen oder auch das zweite Nachweisvolumen ortsveränderlich bestimmbar ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Laser-Doppler-Sensor oder auch die erste Optik für einen ersten Partikelgrößenbereich, und der zweite Laser-Doppler-Sensor oder auch die zweite Optik für einen zweiten Partikelgrößenbereich, welcher vom ersten Partikelgrößenbereich verschieden ist, hinsichtlich einer Detektionseffizienz optimiert ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinheit zur Plausibilisierung eines Sensorsignals des Partikelsensors dazu eingerichtet ist, zeitaufgelöste Signalamplituden des ersten Laser-Doppler-Sensors und wenigstens des zweiten Laser-Doppler-Sensors hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit zu prüfen, dass ein einziges Partikel bei dem ersten Laser-Doppler-Sensor und dem zweiten Laser-Doppler-Sensor nacheinander oder zeitgleich das Signal erzeugt hat.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet einen Partikelsensor mit einer Mehrzahl von Laser-Doppler-Sensoren, welche zur Überwachung eines Flächenbereichs oder eines Raumbereichs in einem 2D-Array oder 3D-Array angeordnet sind.
  • Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht zwei oder mehr Laserquellen vor, deren Fokuspunkte in festem Abstand zueinander stehen, aber so eng beieinander liegen, dass sich ihre Nachweisvolumen überlappen. Dies bietet den Vorteil, dieselben Partikel mehrfach zu erfassen und durch Vergleich der Signale die Einflüsse von Position und Größe des Partikels besser trennen zu können.
  • Eine zweite vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht zwei Laserquellen vor, die überlappende, vorzugsweise identische Punkte im Raum betrachten. Eine der Quellen ist jedoch mit einem polarisationsdrehenden Element versehen. Vorteil dieser Ausführung ist, dass zusätzlich Informationen über den Polarisationserhalt des an dem Partikel gestreuten Lichts gewonnen werden und die nachgewiesenen Partikel klassifiziert werden können.
  • Eine dritte vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht zwei oder mehr, vorzugsweise ein ganzes Array von Laserquellen vor, die räumlich getrennte Punkte im Raum betrachten. Das überwachte Volumen wird dadurch vergrößert.
  • Figurenliste
    • 1A bis C zeigen eine schematische Darstellung von Partikeln die sich relativ zum Fokusbereich eines Lichtstrahls bewegen.
    • 2A bis C zeigen eine schematische Darstellung von Partikeln die sich relativ zu den Fokusbereichen zweier Lichtstrahlen bewegen.
    • Die 3A und B zeigen schematisch beispielhaft Signale eines erfindungsgemäßen Partikelsensors mit zwei Laser-Doppler-Sensoren.
    • 4 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Partikelsensor.
  • Beschreibung
  • Die 1A bis C zeigen eine schematische Darstellung von Partikeln die sich relativ zum Fokusbereich eines Lichtstrahls bewegen. Sanduhrförmige Konturen stellen Linien gleicher Lichtintensität dar. Unterschiedliche Partikel und oder unterschiedliche Trajektorien können zu Mehrdeutigkeit bei Streulichtmessungen führen.
  • 1A zeigt dabei die Mehrdeutigkeit der Geschwindigkeit v bei Messung der Streulichtpulsdauer Δt (≈v/Δx) aufgrund einer längeren Transitstrecke Δx.
  • 1B zeigt dabei die Mehrdeutigkeit der Streueffizienz σ eines Partikels bei Messung des Pulsmaximums Pmax (∝ σ Imax) durch die maximale Strahlintensität Imax während des Transits.
  • 1C zeigt eine Durchsicht-Darstellung der 1B durch den Fokusbereich längs der Strahlrichtung. Gezeigt sind die Stellen der Partikeldurchquerung senkrecht zur Strahlrichtung.
  • Die 2A bis C zeigen eine schematische Darstellung von Partikeln die sich relativ zu den Fokusbereichen zweier Lichtstrahlen bewegen. Gezeigt ist, wie die in den 1A bis C beschriebene Mehrdeutigkeit bei der Geschwindigkeit und der Streueffizienz durch die Erfindung aufgehoben werden kann.
  • 2A zeigt dabei, wie zur Berechnung der Geschwindigkeit die Transitzeit der Partikel zwischen den beiden Strahlfoci anstatt der Transitzeit durch Fokusbereich eines einzelnen Lichtstrahls verwendet werden kann.
  • 2B zeigt eine Durchsicht-Darstellung der 2A durch die beiden Fokusbereiche längs der Strahlrichtung. Gezeigt sind die Stellen der Partikeldurchquerung senkrecht zur Strahlrichtung. Das Verhältnis (Ratio) der Pulshöhen im Messsignal erlaubt dabei die Bestimmung der maximalen Strahlintensität und damit die Streueffizienz.
  • Die 3A und B zeigen schematisch beispielhaft Signale eines erfindungsgemäßen Partikelsensors mit zwei Laser-Doppler-Sensoren. Dargestellt sind beispielhafte Messkurven zur Illustrierung der Auflösung der Mehrdeutigkeit mittels der Erfindung gemäß den 2A und B und zur Darstellung wie entsprechende Algorithmen abgeleitet werden können.
  • Durchgezogene Linien sind Signale von einem ersten Laser-Doppler-Sensor (z.B. ein VCSEL). Gestrichelte Linien sind Signale von einem zweiten Laser-Doppler-Sensor (z.B. ein VCSEL).
  • 3A1 zeigt ein mehrdeutiges Signal aus der Situation von 1A. Die 3A2 und 3A3 zeigen die Auflösung Mehrdeutigkeit in der Geschwindigkeitsbestimmung. In 3A2 dargestellt ist das Signal durch ein Partikel mit der Geschwindigkeit v gemessen mit einer Anordnung gemäß 2A. In 3A3 dargestellt ist das Signal durch ein Partikel mit der Geschwindigkeit 2v gemessen mit einer Anordnung gemäß 2A.
  • 3B1 zeigt ein mehrdeutiges Signal aus der Situation von 1B. Die 3B2 und 3B3 zeigen die Auflösung der Mehrdeutigkeit in der Bestimmung der Streueffizienz. In 3B2 dargestellt ist das Signal durch ein Partikel mit der Streueffizienz σ gemessen mit einer Anordnung gemäß 2B. In 3B3 dargestellt ist das Signal durch ein Partikel mit der Geschwindigkeit 2σ gemessen mit einer Anordnung gemäß 2B.
  • 4 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Partikelsensor. Der Partikelsensor weist einen ersten Laser-Doppler-Sensor 100 und wenigstens einem zweiten Laser-Doppler-Sensor 200 sowie eine Steuereinheit 300 auf, welche dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Laser-Doppler-Sensor 100 und gleichzeitig mit wenigstens dem zweiten Laser-Doppler-Sensor 200 Selbstinterferenz-Messungen durchzuführen.
  • Der erste Laser-Doppler-Sensor 100 weist eine erste Optik 110 mit einem ersten externen Brennpunkt 120 und einem ersten Nachweisvolumen 130 auf. Der zweite Laser-Doppler-Sensor 200 weist eine zweite Optik 210 mit einem zweiten externen Brennpunkt 220 und einem zweiten Nachweisvolumen 230 auf. Die Brennpunkte und Nachweisvolumina sind auf der rechten Seite der Figur nochmal im Detail dargestellt.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel werden die Laserstrahlen des ersten Laser-Doppler-Sensors und des zweiten Laser-Doppler-Sensors auf zwei eng beieinanderliegende Punkte im Raum fokussiert. Dies ist bereits in der 4 rechts dargestellt. Bei Verwendung von Halbleiterquellen mit kleinen emittierenden Flächen ist vorteilhaft, hier eine gemeinsame Optik oder auch ein gemeinsames Substrat zu verwenden.
  • Für die Bestimmung der PM 2.5 muss die gesamte Partikelmasse aller Partikel mit aerodynamische Durchmesser äquivalent zu einem kugelförmigen Partikel mit Durchmesser ≤2,5 µm in einem Volumen und die Größe des Volumens selbst bekannt sein oder aus den Signalen gemessen werden können. Um das Volumen zu messen kann es vorteilhaft sein, bei einem gegebenen Strahlprofil die Partikelgeschwindigkeit relativ zum Lichtstrahl messen zu können. Daraus ergibt sich dann das abgetastete Volumen pro Zeiteinheit. Die Partikelmassen korrelieren sehr stark mit Streueffizienz über die Partikeldurchmesser. Es kann daher vorteilhaft sein den Partikeldurchmesser der Partikel messen zu können. Weist beispielsweise ein einzelner Laser einen Partikel für eine bestimmte Zeitspanne Δt mit Pulshöhemaximum Pmax nach, kann daraus nicht eindeutig die Partikelmasse und die Partikelgeschwindigkeit relativ zum Lichtstrahl gemessen werden, wie in den 1A bis C dargestellt ist. Durchquert ein Partikel nun einen oder mehrere dieser Fokusbereiche und erzeugt dort Signale, so können seine Eigenschaften sehr viel eindeutiger bestimmt werden, wie in den 2A und B dargestellt ist.
  • Abgesehen von Partikeleigenschaften, kann durch Vergleich von Signalen mehrerer Laser-Doppler-Sensoren, auch der Signal-Rausch-Abstand verbessert werden, da besser zwischen Rauschen (unkorrelierte Signale) und tatsächliche Partikel-Ereignisse (korrelierte Signalen) unterschieden werden kann.
  • Um Partikel mit sehr geringe Streueffizienz, insbesondere bei sehr geringe Partikeldurchmesser, mit ausreichendem Signal-Rausch Abstand messen zu können, ist es vorteilhaft den Lichtstrahl zu fokussieren, um dadurch im Fokus ausreichend Lichtdichte zu erhalten um damit ausreichend Streulicht-Signal zu bekommen. Eine starke Fokussierung begrenzt aber das ausgeleuchtete Volumen worin Partikel detektiert werden können. Um sowohl sehr kleine Partikel als auch größere Partikel in ausreichend Volumen zu detektieren, ist es vorteilhaft, die verschiedenen Laser-Doppler-Sensoren unterschiedlich zu optimieren. Eine vorteilhafte Implementierung ist dabei, einen Laser-Doppler-Sensor auf der optischen Achse so zu positionieren, dass ein kleiner Brennpunkt erzeugt wird und einen zweiter Laser-Doppler-Sensor in einem gewissen Abstand zum ersten Laser-Doppler-Sensor anzuordnen. Der zweite Laser-Doppler-Sensor ist damit nicht stark fokussiert und wird ein größeres Volumen ausleuchten, wo Partikel detektiert werden können.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Laserstrahlen des ersten Laser-Doppler-Sensors und des zweiten Laser-Doppler-Sensors auf möglichst nah beieinander liegende Punkte, idealerweise auf denselben Punkt fokussiert. Bei Verwendung von Halbleiterlasern mit kleinen emittierenden Flächen ist vorteilhaft, hier eine gemeinsame Optik und oder ein gemeinsamen Halbleitersubstrat zu verwenden.
  • Einer der Laser (z.B. der zweite) ist mit einem Element (z.B. einem λ/2-Plättchen) versehen, das die Polarisationsebene des ausgesendeten Lichts um 45° (oder 45°+n*90°) dreht. Bei Rückkehr des Lichts (nach Reflektion an einem Partikel) in den Laser muss dieses Element erneut durchlaufen werden, was die Polarisationsebene erneut um den gleichen Betrag dreht. Polarisationserhaltend reflektiertes Licht ist also nach Rückkehr in den Laserresonator senkrecht zur Lasermode polarisiert und kann keinen SMI-Effekt mehr auslösen.
  • Somit ist das mit dem ersten Laser erfasste Signal ein Maß für die von dem Partikel reflektierte Lichtintensität IP mit paralleler Polarisation zu dem ursprünglichen Laserlicht (also die polarisationserhaltende Reflektion), während das Signal des zweiten Lasers ein Maß für die senkrecht zur Polarisation des Lasers stehende Reflektionsstrahlung ist. (IP-IS)/(IP+IS) ist damit der Polarisationsgrad der reflektierten Strahlung und kann zur weiteren Klassifikation der Partikel genutzt werden.
  • So lehrt beispielsweise die EP 1 408 321 B1 , dass sich auf diese Weise Pflanzenpollen und anderer Feinstaub unterscheiden lassen, denn das von Pollen gestreute Licht ist weniger polarisiert als das von anderen Staubarten. Zweifellos ist hier auch sinnvoll, die von dem Sensor gelieferten Daten mit anderen Sensoren oder im Internet verfügbaren Informationen abzugleichen. Solche Informationen können die Klassifikation der gemessenen Partikel unterstützen. Im Internet verfügbare Pollenflugkalender plausibilisieren eine Pollendetektion und ergänzen die Sorte. Die per GPS ermittelte Position erlaubt einen Abgleich mit Kartenmaterial und grenzt die Partikelspezies ein. Nähe zu Straßen lässt beispielsweise auf Autoabgase und Reifenabrieb schließen, Industriegebiete auf Ruß und ähnliches, Wiesen oder Wälder auf Pollen, Wüsten auf Wüstenstaub. Die mit Hilfe eines Drucksensors barometrisch oder per GPS ermittelte Höhe über NN grenzt ebenfalls die Partikelspezies ein. Eine Kombination des zweiten mit dem ersten Ausführungsbeispiel erlaubt die Bestimmung der Partikelgröße welche mit Pollendatenbanken abgeglichen werden kann.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Mehrere, vorzugsweise viele Laser erlauben die simultane Überwachung mehrerer getrennter Punkte. Insbesondere bei Verwendung von VCSEL sind hier kostengünstige, ein- oder zweidimensionale Arrays denkbar.
  • Auch bei völligem Verzicht auf bewegliche Teile (wie z.B. einen scannenden Spiegel) können hier größere Raumbereiche überdeckt werden.
  • Bei ausgedehnten 2D-Arrays ist auch die Verfolgung von Partikeltrajektorien denkbar, so lange diese in der Fokusebene verlaufen, sowie sehr genaue Geschwindigkeitsbestimmungen. Dies würde beispielsweise auch die Ermittlung von Windgeschwindigkeiten relativ zum Sensor erlauben, was beispielsweise bei Automotive-Anwendungen interessant wäre.
  • Alle genannten Ausführungen können mit einem strahllenkenden Element kombiniert werden, beispielsweise mit einem Mikrospiegel. Dann können größere Bereiche mit den Mess-Spots abgetastet werden und es werden mehr Partikel detektiert, als durch einen ortsfesten Messpunkt möglich ist.
  • Prinzipiell lässt sich ein Messvolumen auch entlang der Strahlachse abscannen. Hierfür eignen sich Linsen, deren Brennweite sich entsprechend dynamisch verändern lässt.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    erster Laser-Doppler-Sensor
    110
    erste Optik
    120
    erster externer Brennpunkt
    130
    erstes Nachweisvolumen
    140
    erste Polarisationsrichtung
    200
    zweiter Laser-Doppler-Sensor
    210
    zweite Optik
    220
    zweiter externer Brennpunkt
    230
    zweites Nachweisvolumen
    240
    zweite Polarisationsrichtung
    300
    Steuereinheit
    400
    bewegliches strahlablenkendes Element
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015207289 [0005]
    • DE 102015209418 [0006]
    • EP 1408321 B1 [0042]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Moench et al, „VCSEL based sensors for distance and velocity“, Proc. of SPIE Vol. 9766 97660A-1 [0003]

Claims (10)

  1. Partikelsensor mit einem ersten Laser-Doppler-Sensor (100) und wenigstens einem zweiten Laser-Doppler-Sensor (200), sowie mit einer Steuereinheit (300), welche dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Laser-Doppler-Sensor (100) und gleichzeitig mit wenigstens dem zweiten Laser-Doppler-Sensor (200) Selbstinterferenz-Messungen durchzuführen.
  2. Partikelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laser-Doppler-Sensor (100) eine erste Optik (110) mit einem ersten externen Brennpunkt (120) und einem ersten Nachweisvolumen (130) aufweist und dass der zweite Laser-Doppler-Sensor (200) eine zweite Optik (210) mit einem zweiten externen Brennpunkt (220) und einem zweiten Nachweisvolumen (230) aufweist.
  3. Partikelsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Nachweisvolumen (130) und das zweite Nachweisvolumen (230) sich überlappen.
  4. Partikelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laser-Doppler-Sensor (100) eine erste Polarisationsrichtung (140) aufweist und der zweite Laser-Doppler-Sensor (200) eine zweite Polarisationsrichtung (240) aufweist, welche von der ersten Polarisationsrichtung (140) verschieden ist.
  5. Partikelsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Nachweisvolumen (130) und das zweite Nachweisvolumen (230) sich nicht überlappen.
  6. Partikelsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laser-Doppler-Sensor (100) und/oder der zweite Laser-Doppler-Sensor (200) ein bewegliches strahlablenkendes Element (400), insbesondere einen Mikrospiegel, aufweist, wodurch das erste Nachweisvolumen (130) und/oder das zweite Nachweisvolumen (230) ortsveränderlich platzierbar ist.
  7. Partikelsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Optik (110) einen ortsveränderlichen ersten externen Brennpunkt (120) aufweist und/oder die zweite Optik einen ortsveränderlichen zweiten externen Brennpunkt (220) aufweist, wodurch das erste Nachweisvolumen (130) und/oder das zweite Nachweisvolumen (230) ortsveränderlich bestimmbar ist.
  8. Partikelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laser-Doppler-Sensor (100) und/oder die erste Optik (110) für einen ersten Partikelgrößenbereich, und der zweite Laser-Doppler-Sensor (200) und/oder die zweite Optik (210) für einen zweiten Partikelgrößenbereich, welcher vom ersten Partikelgrößenbereich verschieden ist, hinsichtlich einer Detektionseffizienz optimiert ist.
  9. Partikelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gezeichnet dass die Steuereinheit (300) zur Plausibilisierung eines Sensorsignals des Partikelsensors dazu eingerichtet ist, zeitaufgelöste Signalamplituden des ersten Laser-Doppler-Sensors (100) und wenigstens des zweiten Laser-Doppler-Sensors (200) hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit zu prüfen, dass ein einziges Partikel bei dem ersten Laser-Doppler-Sensor (100) und dem zweiten Laser-Doppler-Sensor (200) nacheinander oder zeitgleich das Signal erzeugt hat.
  10. Partikelsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Mehrzahl von Laser-Doppler-Sensoren (100, 200), welche zur Überwachung eines Flächenbereichs oder eines Raumbereichs in einem 2D-Array oder 3D-Array angeordnet sind.
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