DE102022130055A1 - Vorrichtung, Haushaltsgerät und Verfahren zur Partikelgrößenbestimmung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes, umfassend zumindest eine erste Emissionseinrichtung, die eine erste elektromagnetische Strahlung entlang einer ersten optischen Achse in das in einem Testvolumen vorliegende Fluid emittiert, zumindest eine erste Messeinrichtung, die zumindest eine Charakteristik einer aus dem Fluid austretenden zweiten elektromagnetischen Strahlung erfasst, eine Auswerteeinrichtung, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, die Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung auszuwerten, wodurch Partikelgrößen unter Verwendung von Referenzcharakteristiken erkannt werden können, wobei die emittierte erste elektromagnetische Strahlung quasimonochromatisch ist oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ist, wobei die erste Messeinrichtung abseits der ersten optischen Achse angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Haushaltsgerät, das eine solche Vorrichtung umfasst sowie ein dazugehöriges Verfahren zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes.
  • Aus dem Stand der Technik sind Trübungssensoren innerhalb von Haushaltsgeräten bekannt, die über Transmissionsmessungen eine Trübung und damit das Vorhandensein von Fremdstoffen, wie Verschmutzungen oder Reinigungsmittel, in einem Fluid innerhalb des Haushaltsgerätes erkennen können. Solche Trübungssensoren haben den Vorteil einer einfachen Messgeometrie und geringer Kosten. Jedoch wird keine weitere Aussage zu den vorhandenen Fremdstoffen in dem Fluid getroffen.
  • Eine weitere Charakterisierung der Fremdstoffe ist in vielerlei Hinsicht wünschenswert. In einer Geschirrspülmaschine oder in einer Waschmaschine kann die Art und der Grad an Verschmutzung festgestellt werden, sodass infolgedessen Maßnahmen ergriffen werden können, um die Verschmutzung von den zu reinigenden Gegenständen bestmöglich zu befreien. Es ist jedoch ebenso wünschenswert, Reinigungsmittel im Wasser zu erkennen, um festzustellen, ob die zu reinigenden Gegenstände am Ende des Reinigungsprozesses von diesen befreit sind.
  • Entsprechend können durch die aus dem Stand der Technik bekannten Trübungssensoren weitere Maßnahmen nur unzureichend angepasst und vorgenommen werden. Andererseits müssen bisher, um weitere Aussagen über die Fremdstoffe treffen zu können, komplexere und teurere Sensoren verwendet werden.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung, ein Haushaltsgerät und ein Verfahren bereitzustellen, die dazu in der Lage sind, die eingangs genannten Nachteile zu überwinden.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 11 sowie durch das Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Kerngedanke der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes, umfassend zumindest eine erste Emissionseinrichtung, die eine erste elektromagnetische Strahlung entlang einer ersten optischen Achse in das in einem Testvolumen vorliegende Fluid emittiert, zumindest eine erste Messeinrichtung, die zumindest eine Charakteristik einer aus dem Fluid austretenden zweiten elektromagnetischen Strahlung erfasst und eine Auswerteeinrichtung, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, die Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung auszuwerten, wodurch Partikelgrößen unter Verwendung von Referenzcharakteristiken erkannt werden können, wobei die erste Messeinrichtung abseits der ersten optischen Achse angeordnet ist.
  • Der hierin verwendete Ausdruck „im Wesentlichen“ soll dahingehend auszulegen sein, dass auch geringfügige Toleranzabweichungen hinsichtlich eines Merkmals mit beansprucht werden.
  • Derartige Haushaltsgeräte können beispielsweise ein Kühlschrank oder ein Wäschetrockner sein, sowie wasserführende Haushaltsgeräte wie beispielsweise eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine oder dergleichen. Die Haushaltsgeräte haben zumindest gemeinsam, dass innerhalb des Haushaltsgerätes ein Fluid geführt wird, beispielsweise in einer jeweiligen Behältereinrichtung, in Zu- und Abflüssen oder in Bypässen. Die Behältereinrichtung einer Wasch- oder Geschirrspülmaschine würde hierbei einem Laugenbehälter entsprechen, in dem sich die zu waschenden Gegenstände befinden. Ferner könnte die Behältereinrichtung ein Trockenraum eines Trockners oder ein Kühlraum eines Kühlschranks sein, in welchem sich die zu kühlenden Gegenstände befinden.
  • Das erfindungsgemäße Fluid ist flüssig oder gasförmig. Insbesondere ist der Hauptbestandteil des flüssigen Fluids Wasser, vornehmlich Leitungswasser. Das gasförmige Fluid ist im Wesentlichen Luft. In dem Fluid können sich neben den Hauptbestandteilen Wasser oder Luft noch weitere Stoffe bzw. Stoffgruppen befinden. Diese Stoffe sind beispielsweise im Fluid gelöst oder gemischt vorhanden, sowie als suspendierte oder emulgierte Partikel oder als Aerosolpartikel im Fluid.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist von Vorteil, dass die emittierte erste elektromagnetische Strahlung einen vorbestimmten Wellenlängenbereich emittiert. Vorzugsweise umfasst der Wellenlängenbereich eine mittlere Wellenlänge λm und eine endliche Linienbreite Δλ, wobei Δλ klein ist im Vergleich zur mittleren Wellenlänge (Δλ < λm). Ein solche emittierte Strahlung kann als nahezu monochromatisch oder quasimonochromatisch bezeichnet werden. Vorzugsweise ist die erste elektromagnetische Strahlung quasimonochromatisch oder nahezu monochromatisch. Eine monochromatische Strahlung, d.h. mit einer exakt scharfen Wellenlänge, ist allein schon aufgrund der Frequenz-Zeit-Unschärfebeziehung nicht möglich. Daher ist jede reale Strahlung mit einer endlichen Linienbreite Δλ behaftet. Bei einer quasimonochromatischen oder nahezu monochromatischen Strahlung ist Δλ im Vergleich zur mittleren Wellenlänge klein (Δλ < λm), bevorzugt sehr klein (Δλ << λm). Denkbar wäre auch, dass die emittierte Strahlung polychromatisch ist. Derartige Strahlung umfasst mehreren Farbanteile. Dies würde beispielsweise bei Weißlicht zutreffen. Ein beispielhafte Strahlungsquelle wäre hier eine Weißlicht-LED.
  • Vorzugsweise ist emittierte erste elektromagnetische Strahlung (11) eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls. Die erste Strahlung kann demnach auch eine zeitliche Abfolge von Wellenlängen sein. Vorzugsweise werden dabei mehrere quasimonochromatische Strahlungen in einer zeitlichen Abfolge emittiert. Dabei wird die mittlere Wellenlänge (λm) von einer ersten Wellenlänge (λm1) zu einer zweiten Wellenlänge (λm2) variiert. Es wird somit innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ein Wellenlängenbereich ([λm1, λm2]) mit einer vorgegebenen Variationsgeschwindigkeit emittiert. Vorzugsweise wird dabei die mittlere Wellenlänge mit zunehmender Zeit erhöht oder vermindert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Wellenlänge beziehungsweise die mittlere Wellenlänge der emittierten ersten elektromagnetischen Strahlung in einem Bereich von 200 nm bis 10000 nm, weiter bevorzugt in einem Bereich zwischen 380 nm und 1 µm (sichtbarer bis IR-Bereich), weiter bevorzugt in einem Bereich zwischen 380 nm bis 780 nm (sichtbarer Bereich). Ferner kann der zuvor genannte Wellenlängenbereich ([λm1, λm2]) den genannten bevorzugten Bereichen entsprechen oder ein Teilintervall innerhalb der genannten Bereiche sein. Vorteilhafterweise ist die Wellenlänge der emittierten ersten elektromagnetischen Strahlung durch die erste Emissionseinrichtung einstellbar. Bevorzugt umfasst die erste Emissionseinrichtung zumindest eine Emissionseinheit mit einer einstellbaren Wellenlänge, die ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend eine LED, beispielsweise eine RGB- oder RGBW-LED, einen Laser oder Ähnliches. Die Emissionseinheit soll nicht auf die genannten Einheiten beschränkt sein, entscheidend ist die Emission einer elektromagnetischen Strahlung mit im Wesentlichen einer einstellbaren Wellenlänge. Bevorzugt kann die Emissionseinheit bzw. die Emissionseinrichtung verschiedene Wellenlängen zeitlich versetzt bzw. nacheinander emittieren.
  • Bevorzugt umfassen die erste Emissionseinrichtung zwei, drei oder mehr als drei weitere Emissionseinheiten. Die Emissionseinheiten können vorzugsweise derart angesteuert werden, dass diese nacheinander Teilintervalle des Wellenlängenbereichs ([λm1, λm2]) emittieren. Der Wellenlängenbereich ([λm1, λm2]) kann somit in einem Bereich durchgestimmt werden, der vom Infrarotbereich zum sichtbaren Bereich und sich vorzugsweise bis hin zum UV-Bereich erstreckt. Selbstverständlich kann auch die umgekehrte Reihenfolge umgesetzt werden. Die Emissionseinheiten werden vorzugsweise mittels einer entsprechenden Steuerungseinrichtung angesteuert, dass in dem vorgegebenen Zeitintervall die mittlere Wellenlänge durch variiert wird. Vorzugsweise wird dabei die mittlere Wellenlänge mit zunehmender Zeit erhöht oder vermindert.
  • Erfindungsgemäß wird unter einer optischen Achse diejenige Achse bzw. Strecke verstanden, auf der die elektromagnetische Strahlung das Fluid passiert bzw. mit diesem wechselwirkt. Im Rahmen der Erfindung wird eine sehr einfache Messgeometrie, eine sogenannte „off-axis“ Anordnung, also abseits der ersten optischen Achse, verwendet, um eine weitere Charakterisierung von Stoffen, die in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgeräts vorhanden sind zu gewährleisten. So wird erfindungsgemäß eine Strahlung, die aus dem Fluid austritt, erfasst und ausgewertet, woraus unter Verwendung von Referenzcharakteristiken auf eine Partikelgröße geschlossen werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung ist einfach und kostengünstig und beruht auf einer winkelabhängigen Messung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Messeinrichtung unter einem Winkel in einem Bereich von ]0°;180°] zu der ersten optischen Achse angeordnet. Bevorzugt ist die erste Messeinrichtung unter einem Winkel von 15°, 30°, 45°, 60°, 90°, 120° oder 150° zu der ersten optischen Achse angeordnet. Bevorzugt erfasst also die erste Messeinrichtung zumindest einen Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlung unter einem bestimmten Winkel zur ersten optischen Achse. Die erste Messeinrichtung ist dazu vorgesehen und ausgebildet, eine zweite elektromagnetische Strahlung zu detektieren, die aus dem Fluid ausgetreten ist. Bevorzugt kann die erste Messeinrichtung diejenigen Strahlungscharakteristiken erfassen, die für die Erkennung von Stoffgruppen geeignet ist.
  • Bevorzugt handelt es sich bei der zweiten elektromagnetischen Strahlung um eine Streustrahlung, insbesondere verursacht durch Mie-Streuung und/oder Rayleigh-Streuung. Bevorzugt entsteht die zweite elektromagnetische Strahlung durch Streuung der ersten elektromagnetischen Strahlung an den im Fluid verteilten Partikeln. Die zweite elektromagnetische Strahlung abseits der optischen Achse entspricht einer seitlichen Streustrahlung, die aufgrund der Streuung der ersten elektromagnetischen Strahlung mit Partikeln im Fluid entsteht. Die seitliche Streustrahlung ist von verschiedenen Faktoren abhängig, insbesondere von der Wellenlänge der emittierten, ersten elektromagnetischen Strahlung sowie von der Partikelgröße der Partikel und deren Konzentration im Fluid sowie vom Abstand zwischen der Messeinrichtung und dem Streuvolumen bzw. dem Testvolumen mit dem Fluid. Das Streustrahlungsverhalten ist insbesondere abhängig von der Teilchengröße der zu erkennenden Stoffgruppe im Verhältnis zu einer jeweiligen Wellenlänge. Von einer Mie-Streuung wird gesprochen, wenn der Durchmesser des Teilchens in etwa der Wellenlänge entspricht. Bei einer Rayleigh-Streuung ist der Durchmesser des Teilchens klein im Vergleich zur Wellenlänge. Aus dem erkannten Streuungsverhalten kann somit vorteilhaft auf die Partikelgröße geschlossen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Messeinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet, eine Intensität der zweiten elektromagnetischen Strahlung zu erfassen. Bevorzugt umfasst die erste Messeinrichtung genau eine Sensoreinheit, welche die Intensität der zweiten elektromagnetischen Strahlung winkelabhängig detektiert. Weiter bevorzugt ist die Sensoreinheit ausgewählt aus einer Gruppe umfassend eine Photodiode, einen Phototransistor und ein Bolometer. Die genannten Sensoreinheiten sind besonders kostengünstig und einfach ausgebildet. Im Gegensatz zu einer spektroskopischen Auswertung der gestreuten Strahlung wird vorzugsweise lediglich das integrierte Spektrum durch die erste Messeinrichtung, in Form von beispielsweise einer Photodiode detektiert und dann der weiteren Auswertung zugeführt. Darüber hinaus kann im Vergleich zu einer spektroskopischen Auswertung gänzlich auf eine Gitter beziehungsweise ein Prisma verzichtet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine zweite Emissionseinrichtung, die eine dritte elektromagnetische Strahlung entlang einer zweiten optischen Achse in das in dem Testvolumen vorliegende Fluid emittiert. Bevorzugt ist die emittierte dritte elektromagnetische Strahlung quasimonochromatisch oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls. Alle Ausführungen, die zur ersten elektromagnetischen Strahlung gemacht werden, können mutatis mutandis auch für die dritte elektromagnetische Strahlung gelten und umgekehrt. Bevorzugt sind die Wellenlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung und die Wellenlänge der dritten elektromagnetischen Strahlung gleich oder unterschiedlich. Bevorzugt umfasst die zweite Emissionseinrichtung zumindest eine Emissionseinheit mit einer einstellbaren Wellenlänge, die ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend eine LED, insbesondere eine RGB- oder RGBW-LED, und einen Laser. Alle Ausführungen die zur ersten Emissionseinrichtung gemacht werden, können mutatis mutandis auch für die zweite Emissionseinrichtung gelten und umgekehrt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste optische Achse und die zweite optische Achse unter einem Winkel in einem Bereich von ]0°;180°[ zueinander angeordnet. Bevorzugt schneiden sich die erste optische Achse und die zweite optische Achse innerhalb des Testvolumens im Fluid. Der Schnittpunkt der ersten und der zweiten optischen Achse liegt also bevorzugt innerhalb des Testvolumens bzw. innerhalb des Fluids. Weiter bevorzugt ist die erste Messeinrichtung abseits der ersten optischen Achse und der zweiten optischen Achse angeordnet. Auf diese Weise wird durch die erste Messeinrichtung jeweils die zweite elektromagnetische Strahlung erfasst bzw. detektiert, wobei es sich bei der zweiten elektromagnetischen Strahlung um eine Streustrahlung handelt, die sich aus einer Streustrahlung der ersten und dritten elektromagnetischen Strahlung zusammensetzt. Somit erhält man mit nur einer Messeinrichtung weitere Informationen zur genaueren Bestimmung der Partikelgröße.
  • Durch die Verwendung der zweiten Emissionseinrichtung ergibt sich die Möglichkeit einer weiteren winkelabhängigen Detektion der Streustrahlung, wodurch die Bestimmung der Partikelgröße genauer und verlässlicher erfolgen kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine zweite Messeinrichtung, die die Charakteristik der aus dem Fluid austretenden zweiten elektromagnetischen Strahlung erfasst. Bevorzugt ist die zweite Messeinrichtung abseits der ersten optischen Achse und der zweiten optischen Achse angeordnet. Weiter bevorzugt sind die erste Messeinrichtung und die zweite Messeinrichtung rotationssymmetrisch versetzt um die erste optische Achse und die zweite optische Achse angeordnet. Weiter bevorzugt sind weitere Messeinrichtung jeweils abseits der ersten optischen Achse und der zweiten optischen Achse angeordnet, die jeweils die Charakteristik der aus dem Fluid austretenden zweiten elektromagnetischen Strahlung erfassen, wobei die weiteren Messeinrichtungen jeweils rotationssymmetrisch versetzt um die erste optische Achse und die zweite optische Achse angeordnet sind. Unter einer rotationssymmetrischen Versetzung der Messeinrichtungen wird verstanden, dass die Messeinrichtungen jeweils unter einem anderen Winkel zu der ersten und der zweiten optischen Achse angeordnet sind. So können die Messeinrichtungen in einem jeweils unterschiedlichen Winkel die Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung detektieren bzw. erfassen. Beispielsweise können drei Messeinrichtungen die Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung unter einem Winkel von 30°, 90° und 120° detektieren. Durch die Detektion der Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung aus unterschiedlichen Winkeln können vorteilhaft auch Informationen über die geometrische Verteilung der seitlichen Streustrahlung gewonnen werden. Die Kenntnis über die geometrische Verteilung der seitlichen Streustrahlung ist dahingehend vorteilhaft, dass daraus genauere Rückschlüsse über die Partikelgröße der Partikel gezogen werden können.
  • Die Ausführungen und beschriebenen Merkmale zu der ersten Messeinrichtung gelten mutatis mutandis auch für die zweite und die weiteren Messeinrichtungen, die abseits der optischen Achsen angeordnet sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine dritte Messeinrichtung, die zumindest eine Charakteristik einer aus dem Fluid austretenden vierten elektromagnetischen Strahlung erfasst. Die dritte Messeinrichtung ist dazu vorgesehen und ausgebildet, eine vierte elektromagnetische Strahlung zu detektieren, die aus dem Testvolumen ausgeleitet ist. Bevorzugt ist die dritte Messeinrichtung entlang der ersten optischen Achse oder der zweiten optischen Achse angeordnet. Bevorzugt ist die dritte Messeinrichtung im Strahlengang ausgehend von der Emissionseinrichtung hinter dem Testvolumen angeordnet. Bevorzugt entspricht die vierte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen der ersten, wenn entlang der ersten optischen Achse angeordnet, oder der dritten elektromagnetischen Strahlung, wenn entlang der zweiten optischen Achse angeordnet. Bevorzugt wird die erste bzw. die dritte elektromagnetische Strahlung entlang der ersten bzw. der zweiten optischen Achse in eine Vorwärtsrichtung bzw. in eine Ausbreitungsrichtung emittiert, wobei die elektromagnetische Strahlung als Lichtstrahl betrachtet wird. Ändert sich die Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls, beispielsweise durch Umlenkung oder Reflexion, so ändert sich gleichermaßen die Vorwärtsrichtung. Bevorzugt wird die vierte elektromagnetische Strahlung in der Vorwärtsrichtung detektiert. Die dritte Messeinrichtung ist jedoch lediglich optional. Denkbar ist eine Ausführungsform, bei welcher keine Messung in Transmission, d.h. keine Messung der vierten elektromagnetischen Strahlung stattfindet. Somit würde ausschließlich eine Messung mit der „off-axis“ Anordnung, also abseits der ersten optischen Achse durchgeführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Messeinrichtung und oder die dritte Messeinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet, eine Intensität der zweiten elektromagnetischen Strahlung zu erfassen. Vorteilhafterweise ist auch die dritte Messeinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet, eine Intensität der dritten elektromagnetischen Strahlung zu erfassen.
  • Bevorzugt umfassen die zweite Messeinrichtung und/oder die dritte Messeinrichtung genau eine Sensoreinheit, welche die Intensität der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung detektiert. Weiter bevorzugt ist die Sensoreinheit ausgewählt aus einer Gruppe umfassend eine Photodiode, einen Phototransistor und ein Bolometer. Die genannten Sensoreinheiten sind besonders kostengünstig und einfach ausgebildet. Somit wird vorteilhafterweise durch die erste Messeinrichtung bevorzugt auch durch die zweite und die dritte Messeinrichtung keine spektroskopischen Auswertung der jeweiligen Strahlung durchgeführt. Es wird lediglich die Intensität der gestreuten und gegebenenfalls der transmittierten Strahlung, d.h. die Absorption in dem Fluid, gemessen. Es kann im Vergleich zu einer spektroskopischen Auswertung gänzlich auf eine Gitter beziehungsweise ein Prisma verzichtet werden.
  • Nach einer Ausführungsform emittieren die erste Emissionseinrichtung die erste elektromagnetische Strahlung und die zweite Emissionseinrichtung die dritte elektromagnetische Strahlung zeitgleich. Alternativ emittieren die Emissionseinrichtungen die erste elektromagnetische Strahlung zeitlich versetzt bzw. nacheinander. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die vierte elektromagnetische Strahlung und die Referenzcharakteristiken spektrale Informationen über das stoffgruppenspezifische Absorptionsverhalten, Streustrahlungsverhalten oder Lumineszenzverhalten oder jede Kombination davon.
  • Die Auswerteeinrichtung ist dazu vorgesehen und ausgebildet, zumindest eine Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung auszuwerten. Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet, zusätzlich die Charakteristik der vierten elektromagnetischen Strahlung auszuwerten. Die Auswertung erfolgt bevorzugt unter Zuhilfenahme von künstlicher Intelligenz und/oder Maschinenlernen. Die Auswerteeinrichtung ist zumindest signaltechnisch mit der Messeinrichtung oder den Messeinrichtungen verbunden, sodass zumindest die erfasste Charakteristik der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung von der Messeinrichtung an die Auswerteeinrichtung gesendet werden kann. Bevorzugt handelt es ich bei der Charakteristik um winkelabhängige spektrale Messwerte der zweiten elektromagnetischen Strahlung oder spektrale Messwerte der vierten elektromagnetischen Strahlung. Unter Verwendung von Referenzcharakteristiken können somit die jeweiligen Partikelgrößen erkannt werden.
  • Unter einer Referenzcharakteristik wird erfindungsgemäß eine im Vorfeld erfasste bzw. detektierte oder bestimmte Charakteristik einer Referenz bezeichnet. Bei der Referenz kann es sich um reines Fluid ohne darin verteilte Partikel bzw. Stoffe handeln, um so die Charakteristik des reinen Fluids zu erhalten. Des Weiteren kann es sich bei der Referenz um eine Probe mit einem Fluid mit verteilten Partikeln bzw. Stoffen handeln, deren Partikelgröße und/oder Stoffgruppen bekannt sind. Durch die Erfassung bzw. Detektion oder Bestimmung der Charakteristik dieser bekannten Referenzen und deren Vergleich mit dem Messergebnis der unbekannten Probe, kann auf die Partikelgrößen und/oder Stoffgruppen rückgeschlossen werden. Bei der Referenzcharakteristik kann es sich um einen Zusammenhang zwischen eingestrahlter Wellenlänge und erfasster bzw. detektierter Intensität oder dergleichen handeln. Bevorzugt wird für jede zu erkennende Partikelgröße und/oder aus einer Kombination verschiedener Partikelgrößen in unterschiedlichen Winkeln zur optischen Achse, je nach Anordnung der Messeinrichtungen zur optischen Achse, vorzugsweise bei unterschiedlichen Temperaturen und/oder Konzentrationen der Partikel im Fluid, im Vorfeld jeweils eine Referenzcharakteristik erstellt. Bevorzugt existiert für jede Partikelgröße und/oder für Kombinationen verschiedener Partikelgrößen bei unterschiedlichen den Messeinrichtungsanordnungen entsprechenden Winkeln eine Referenzcharakteristik, sodass jeder Partikelgröße eine typische Referenzcharakteristik zugeordnet werden kann, und umgekehrt. Bevorzugt sind Referenzcharakteristiken vorhanden, die im Wesentlichen Informationen über das Streustrahlungsverhalten einer zu erkennenden Partikelgröße enthalten.
  • Bei einem Variieren der ersten elektromagnetischen Strahlung innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls kann ein Wellenlängenbereich ([λm1, λm2]) mit einer vorgegebenen Variationsgeschwindigkeit für die unterschiedlichen Wellenlängen in dem Wellenlängenbereich ([λm1, λm2]) vorzugsweise eine wellenlängenabhängige Reflexionscharakteristik und vorzugsweise eine wellenlängenabhängige Absorptionscharakteristik erhalten werden. Die zu erkennenden Stoffgruppen rufen in dem Fluid typische spektrale Messwerte, sogenannte Fingerprints, in der Charakteristik der reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Strahlung hervor. Bei einer Verwendung von Referenzcharakteristiken können somit die jeweiligen Stoffgruppen erkannt werden. Bevorzugt wird neben der jeweiligen Gruppe eines Stoffes auch eine Konzentration, eine Dichte oder eine Menge des Stoffes in dem Fluid erkannt. Bevorzugt wird für jede zu erkennende Stoffgruppe und/oder aus einer Kombination verschiedener Stoffgruppen, vorzugsweise bei unterschiedlichen Temperaturen und/oder Konzentrationen der Stoffgruppen im Fluid, im Vorfeld jeweils eine Referenz erstellt. Bevorzugt existiert für jede Stoffgruppe und/oder für Kombinationen verschiedener Stoffgruppen eine Referenzcharakteristik, die stoffgruppenspezifische Informationen enthält. Stoffgruppenspezifische Informationen sind vorzugsweise Veränderungen der Charakteristik der detektierten elektromagnetischen Strahlung gegenüber dieser Charakteristik der ersten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere Absorptionen und Emissionen von Wellenlängen, etc.. Bevorzugt sind Referenzcharakteristiken vorhanden, die im Wesentlichen Informationen über das Absorptionsverhalten einer zu erkennenden Stoffgruppe enthalten, sowie Referenzspektren, die im Wesentlichen Informationen über das Streustrahlungsverhalten einer zu erkennenden Stoffgruppe enthalten. Entsprechendes gilt für das Lumineszenzverhalten.
  • Die Auswertung der Charakteristik der zweiten und/oder vierten elektromagnetischen Strahlung findet unter Verwendung der Referenzcharakteristiken bzw. Referenzspektren statt. Bevorzugt wird zumindest in einem Teilschritt der Auswertung die Charakteristik der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung, eine modifizierte oder umgewandelte Charakteristik der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung oder eine mittels eines Verfahrens geänderte Charakteristik der jeweiligen elektromagnetischen Strahlung mit der Referenzcharakteristik verglichen, wodurch bevorzugt durch diesen Vergleich die zu erkennenden Stoffgruppen erkannt werden können.
  • Es können vorzugsweise alle wesentlichen Stoffgruppen von Schmutz, Reinigungsmitteln und biologischen Abbauprodukten im Fluid erkannt werden. Somit können stoffgruppenspezifische Maßnahmen ergriffen werden, um ein Reinigungsergebnis oder die Frische zu verbessern. Die Erkennung der Stoffgruppen des Schmutzes ist dahingehend vorteilhaft, dass die Reinigung der zu reinigenden Gegenstände auf die erkannten Stoffgruppen zugeschnitten und damit optimiert werden kann. Dadurch kann der Stromverbrauch, Wasserverbrauch und Verbrauch an Reinigungsmittel deutlich reduziert und die Umwelt geschont werden. Die Erkennung der Stoffgruppen des Reinigungsmittels ist dahingehend vorteilhaft, dass die Menge an Frischwasser zur Klarspülung der zu reinigenden Gegenstände reduziert werden kann, da zuverlässig erkannt werden kann, wann die zu reinigenden Gegenstände von Reinigungsmitteln befreit sind. Die Erkennung von biologischen Abbauprodukten ist dahingehend vorteilhaft, dass ein sich anbahnender biologischer Abbauprozess erkannt werden kann, noch bevor ein Lebensmittel verdirbt und dadurch entsorgt werden muss. Die Gesamtheit der zu erkennenden Stoffgruppen weisen Fingerprints über den gesamten Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht und Infrarotstrahlung auf. Mit einem eingeschränkteren emittierten Wellenlängenbereich lassen sich demnach nicht alle zu erkennenden Stoffgruppen erkennen, sodass wertvolle Ressourcen nicht optimal geschont werden können. Bevorzugt werden die Stoffgruppen gemäß ihrer chemischen Verbindung gruppiert und von der Vorrichtung erkannt. Erkennbare Stoffgruppen von Schmutz umfassen organische Moleküle wie Fette, Proteine, Kohlenhydrate und deren Abbauprodukte. Anorganischer Schmutz sind beispielsweise Verbindungen wie anorganischer Ruß, Kalk, Minerale und Metallverbindungen, als auch Reinigungsmittel, zumindest umfassend anionische und nichtanionische Tenside, Wasserenthärter, Bleiche, Enzyme, Schmutzträger, Salze, Kernseifen und Silikone. Vorteilhaft können aus der Kombination der Auswertungen der Charakteristiken der zweiten und der vierten elektromagnetischen Strahlung Stoffgruppen besser erkannt werden.
  • Jede Stoffgruppe im Fluid weist durch die Wechselwirkung mit der ersten und/oder dritten elektromagnetischen Strahlung ein für sich spezifisches Verhalten auf. Bei der Absorption nimmt zumindest ein Teil der Teilchen bzw. der Moleküle eine oder mehrere Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche zumindest teilweise auf, sodass bei einem durchstimmen der Wellenlängen innerhalb des Wellenlängenbereich, ([λm1, λm2]) bestimmte Wellenlängen quasi aus der ersten und/oder dritten elektromagnetischen Strahlung zumindest teilweise herausgefiltert werden und somit in der vierten elektromagnetischen Strahlung zumindest weniger vorhanden sind. Analog reflektiert bei der Reflexion zumindest ein Teil der Teilchen bzw. der Moleküle eine oder mehrere Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche zumindest teilweise.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste und/oder die dritte elektromagnetische Strahlung über einen ersten Lichtleiter von der jeweiligen Emissionseinrichtung bzw. Emissionseinheit in das Testvolumen einleitbar. Bevorzugt ist die vierte elektromagnetische Strahlung über einen zweiten Lichtleiter aus dem Testvolumen ausleitbar. Insbesondere leiten die Lichtleiter die elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht, Infrarotstrahlung und bevorzugt UV-Strahlung, insbesondere verlustfrei, und sind demnach für Wellenlängen in diesem Wellenlängenbereich transparent. Die Lichtleiter können dabei als Fasern, Röhren oder Stäbe ausgebildet sein oder aus einer Kombination davon.
  • Vorzugsweise ist der erste Lichtleiter innerhalb eines im Wesentlichen transparenten Gehäuses angeordnet. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die erste Messeinrichtung und/oder die zweite Messeinrichtung in einem im Wesentlichen transparenten Gehäuse angeordnet ist. Weiterhin ist es bevorzugt, dass der zweite Lichtleiter in einem im Wesentlichen transparenten Gehäuse angeordnet ist. Durch das Vorsehen der transparenten Gehäuse sind die Lichtleiter als auch die Messeinrichtung(en) vor Verschmutzungen und weiteren Einflüssen durch das Fluid ausreichend geschützt. Da die Gehäuse weiterhin für die verwendeten Wellenlängen im Wesentlichen transparent sind beeinflussen diese die jeweiligen Strahlungen nur unwesentlich. Der Ausdruck „im Wesentlichen transparent“ soll derart auszulegen sein, dass durch das Gehäuse lediglich vernachlässigbare Verluste der hindurchtretenden Strahlung auftreten. Bevorzugt sind die genannten Gehäuse wasserdicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter zumindest im Testvolumen stabartig entlang einer Längsrichtung ausgebildet und parallel nebeneinander angeordnet. Stabartig bedeutet, dass die Lichtleiter fest bzw. steif sind, sowie in Längsrichtung deutlich länger sind als in einer Querrichtung. Die erste, elektromagnetische Strahlung breitet sich bevorzugt entlang der Längsrichtung im ersten Lichtleiter aus. Bevorzugt sind die erste und/oder die dritte elektromagnetische Strahlung an einem ersten distalen Ende des ersten Lichtleiters in das Fluid im Testvolumen totalreflektierbar. Die Totalreflexion wird bevorzugt dadurch gewährleistet, dass die erste und die dritte elektromagnetische Strahlung an der Oberfläche von einem optisch dichteren Medium zu einem optisch dünneren Medium ab einem physikalisch bedingten Grenzwinkel vollständig reflektiert werden, wobei die Lichtleiter aus dem optisch dichten Medium und das Fluid aus dem optisch dünnen Medium bestehen.
  • Bevorzugt gehen die erste und/oder die dritte elektromagnetische Strahlung durch die Wechselwirkung mit dem Fluid entlang einer Teststrecke im Testvolumen in die zweite elektromagnetische Strahlung und bevorzugt die vierte elektromagnetische Strahlung über. Die Wechselwirkung wirkt sich bevorzugt durch Absorption, Reflexion, Streuung und Lumineszenz der ersten und/oder der dritten elektromagnetischen Strahlung mit dem Fluid aus. Bevorzugt findet eine Wechselwirkung der ersten und/oder der dritten elektromagnetischen Strahlung mit Partikeln oder Teilchen bzw. Molekülen der zu erkennenden Stoffgruppen statt. Bevorzugt entspricht die zweite elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen einer Summe der ersten und der dritten elektromagnetischen Strahlung, die sich jedoch aufgrund der Wechselwirkung der ersten und der dritten elektromagnetischen Strahlung mit den Partikeln bzw. Teilchen der Stoffgruppen im Fluid unterscheiden.
  • Bevorzugt ist die vierte elektromagnetische Strahlung an einem zweiten distalen Ende des zweiten Lichtleiters in eine der Längsrichtung entgegengesetzte Richtung totalreflektierbar. Die Totalreflexion wird bevorzugt dadurch gewährleistet, dass die vierte elektromagnetische Strahlung an der Oberfläche von dem optisch dichteren Medium des zweiten Lichtleiters zu dem optisch dünneren Medium des Fluids vollständig reflektiert wird. Näheres wird anhand der Figuren erläutert. Alternativ kann die Oberfläche eine Spiegeloberfläche sein.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Haushaltsgerät, umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung und zumindest eine Steuereinrichtung, die signaltechnisch mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgrößen und/oder Stoffgruppen weitere Einrichtungen des Haushaltsgerätes steuert.
  • Das Haushaltsgerät ist beispielsweise eine Waschmaschine, eine Geschirrspülmaschine, ein Trockner, ein Kühlschrank oder ein sonstiges derartiges Haushaltsgerät.
  • Bevorzugt ist die Steuereinrichtung eine separate Einrichtung innerhalb des Haushaltsgerätes. Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung in einer übergeordneten Steuervorrichtung integriert.
  • Bevorzugt besteht zwischen der Steuereinrichtung und der Auswerteeinrichtung eine Datenverbindung, wobei die Auswerteeinrichtung Daten über die jeweilige bestimmte Partikelgröße und/oder erkannte Stoffgruppe und die jeweilige erkannte Konzentration der bestimmten Partikelgröße und/oder erkannten Stoffgruppe an die Steuereinrichtung sendet. Bevorzugt ist für jede bestimmte Partikelgröße und/oder erkannte Stoffgruppe, vorzugsweise für jede Kombination an erkannten Stoffgruppen, eine Maßnahme vorprogrammiert, die die Steuereinrichtung vornehmen soll. Erfindungsgemäß entspricht diesen Maßnahmen die Steuerung weiterer Einrichtungen des Haushaltsgerätes.
  • Bevorzugt sind die Referenzcharakteristiken durch die Auswerteeinrichtung von einer Speichereinheit abrufbar. Alternativ oder kumulativ sind die Referenzcharakteristiken mittels einer Drahtlosverbindung von einem Server abrufbar, wobei der Server bevorzugt nicht Teil des Haushaltsgerätes ist. Entsprechend kann das Haushaltsgerät eine Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Server aufweisen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hauptbestandteil des Fluids Luft. Vorzugsweise handelt es sich bei einem solchen Haushaltsgerät um einen Trockner oder einen Kühlschrank.
  • Bevorzugt steuert die Steuereinrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgröße und/oder der erkannten Stoffgruppen eine Luftfiltervorrichtung. Beispielsweise befinden sich in der Luft innerhalb des Kühlraumes eines Kühlschrankes biologische Abbauprodukte, die bei der Reifung, Verwelkung oder Verwesung entstehen. Die Partikelgrößen und/oder Stoffgruppen werden von der Auswerteeinrichtung bestimmt bzw. erkannt und an die Steuereinrichtung gesendet. Die Steuereinrichtung kann daraufhin die Luftfiltervorrichtung aktivieren. Dies hat den Vorteil, dass in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgröße und/oder erkannten Stoffgruppen diese aus der Luft herausgefiltert werden können und somit nicht auf andere verderbliche Lebensmittel übergehen.
  • Alternativ und kumulativ kann die Steuereinrichtung eine Luftaufbereitungsvorrichtung steuern. Beispielsweise kann somit in einem Trockner die Luft aufbereitet werden.
  • Alternativ und kumulativ kann die Steuereinrichtung eine Kommunikationseinrichtung steuern, die einem Nutzer Informationen übermitteln kann. Beispielsweise kann die Kommunikationseinrichtung ein Display auf dem Haushaltsgerät, zum Beispiel dem Kühlschrank, sein, oder auch eine Einheit, die eine Nachricht auf ein Gerät eines Nutzers sendet. Setzt nun beispielsweise ein Prozess der Verwelkung ein, kann der Nutzer über die Kommunikationseinrichtung aufmerksam gemacht werden.
  • Gemäß einer alternativ bevorzugten Ausführungsform ist der Hauptbestandteil des Fluids Wasser. Vorzugsweise handelt es sich bei einem solchen Haushaltsgerät um eine Waschmaschine oder eine Spülmaschine. Neben dem Hauptbestandteil Wasser sind im Fluid insbesondere Reinigungsmittel und Verunreinigungen bzw. Schmutz vorhanden.
  • Bevorzugt kann die Steuereinrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgröße und/oder erkannten Stoffgruppen eine Dosiereinrichtung für Reinigungsmittel steuern, die eine Art, eine Zusammensetzung und/oder eine Menge des Reinigungsmittels dem Wasser zuführen kann. Insbesondere wird das Reinigungsmittel so angepasst, dass die erkannten Verunreinigungen bestmöglich beseitigt werden können. Das Reinigungsmittel ist insbesondere aus mehreren Komponenten zusammensetzbar, wobei jeweils jede einzelne Komponente eine spezielle Stoffgruppe beseitigen kann, beispielsweise Fette, Proteine, Kohlenhydrate oder anorganische Schmutzstoffe. Sind im Fluid beispielsweise überwiegend Fette vorhanden, wird dem Reinigungsmittel auch überwiegend die Komponente zugefügt, die die zu reinigenden Gegenstände von Fett befreien kann.
  • Alternativ und kumulativ kann die Steuereinrichtung eine Zufuhreinrichtung steuern, die dem Reinigungsprozess zu einem bestimmten Zeitpunkt oder Zeitraum eine Menge an Wasser zuführen kann. Wird beispielsweise durch die Auswerteeinrichtung erkannt, dass die Konzentration an Stoffgruppen von Verunreinigungen niedrig ist, kann vorteilhaft eine Menge an Wasser eingespart werden. Weiteres Einsparpotential an Wasser bietet sich am Ende des Wasch- oder Spülprozesses. Ziel ist es hier, die zu reinigenden Gegenstände von den restlichen Reinigungsmitteln zu befreien, wobei die Gegenstände mit Frischwasser gespült werden. Diese Menge an Frischwasser ist im bisherigen Stand der Technik überdimensioniert, da ohne die Erkennung der Reinigungsmittel sichergestellt werden muss, dass die Gegenstände im Wesentlichen frei von Reinigungsmitteln sind. Der Vorteil dieser bevorzugten Ausführung ist demnach, dass die Zufuhr an Frischwasser begrenzt werden kann, sobald erkannt wird, dass das Fluid im Wesentlichen frei von Reinigungsmitteln ist.
  • Alternativ und kumulativ kann die Steuereinrichtung eine Einstelleinrichtung steuern, die ein Reinigungsprogramm, ausgewählt aus einer Vielzahl an Reinigungsprogrammen, einstellen kann. Bevorzugt unterscheiden sich die Reinigungsprogramme durch die Reinigungsdauer, die Reinigungstemperatur und Reinigungsgänge wie Vorspülgang, Hauptspülgang, Nachspülgang, etc.. Durch die Auswahl des Reinigungsprogrammes in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgröße und/oder erkannten Stoffgruppen können vorteilhaft neben Wasser und Reinigungsmittel wertvolle Ressourcen wie Energie und Zeit eingespart werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Testvolumen der Vorrichtung in einem Maschinensumpf der Waschmaschine oder Geschirrspülmaschine. Alternativ befindet sich das Testvolumen in einem fluidisch abtrennbaren Bypass.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren des Anspruches 14. Das Verfahren kann dabei mit allen bereits obig im Rahmen der Vorrichtung und des Haushaltsgerätes beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination miteinander ausgestattet sein und umgekehrt.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes, umfassend die Verfahrensschritte:
    1. a. Emittieren einer ersten elektromagnetischen Strahlung entlang einer ersten optischen Achse in das in einem Testvolumen vorliegende Fluid emittiert mittels einer ersten Emissionseinrichtung;
    2. b. Erfassen zumindest einer Charakteristik einer aus dem Fluid austretenden, zweiten elektromagnetischen Strahlung mittels einer ersten Messeinrichtung;
    3. c. Auswerten der Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung mittels einer Auswerteeinrichtung;
    4. d. Bestimmen der Partikelgrößen unter Verwendung von Referenzcharakteristiken mittels der Auswerteeinrichtung;
    wobei die erste Messeinrichtung abseits der ersten optischen Achse (X) angeordnet ist.
  • Bevorzugt ist die emittierte erste elektromagnetische Strahlung nahezu monochromatisch ist oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ist.
  • Bevorzugt zeigt die Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung einen Spektralparameter der jeweiligen Wellenlänge. Bevorzugt entspricht der Spektralparameter einer Intensität oder einer Strahldichte, wobei auch jeder andere Spektralparameter in Frage kommt, der zumindest angibt, wieviel bei dem entsprechenden Winkel der Messeinrichtung detektiert wird.
  • Bevorzugt kann das obige Verfahren auch mutatis mutandis auf die Auswertung der Charakteristik der vierten elektromagnetischen Strahlung angewendet werden und soll dafür offenbart sein.
  • Bevorzugt werden die Partikelgrößen und/oder Stoffgruppen gemäß Verfahrensschritt d. dadurch erkannt, indem die Auswerteeinrichtung die Charakteristik mit einer Vielzahl an Referenzcharakteristiken vergleicht.
  • Des Weiteren wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Anpassung eines Reinigungsprozesses eines wasserführenden Haushaltsgerätes in Abhängigkeit bestimmter Partikelgrößen und/oder erkannter Stoffgruppen im Wasser des Haushaltsgerätes beansprucht, umfassend zumindest einen der folgenden Verfahrensschritte:
    • e. Steuerung der Dosiereinrichtung für Reinigungsmittel mittels der Steuereinrichtung, die eine Art, eine Zusammensetzung und/oder eine Menge des Reinigungsmittels dem Wasser zuführen kann;
    • f. Steuerung der Zufuhreinrichtung mittels der Steuereinrichtung, die eine Menge an Wasser zuführen kann;
    • g. Steuerung der Einstelleinrichtung mittels der Steuereinrichtung, die ein Reinigungsprogramm, ausgewählt aus einer Vielzahl an Reinigungsprogrammen, einstellen kann.
  • Das Verfahren kann dabei mit allen bereits obig im Rahmen der Vorrichtung, des Haushaltsgerätes und des Verfahrens zur Partikelgrößenbestimmung beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination miteinander ausgestattet sein und umgekehrt.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibungen der anliegenden Figuren erläutert. Gleichartige Komponenten können in den verschiedenen Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen aufweisen.
  • In den Figuren zeigen:
    • 1 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform;
    • 2 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform;
    • 3 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform;
    • 4 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform;
    • 5 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform;
    • 6 eine Darstellung einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform mit einem Bauteil;
    • 7 eine Darstellung eines Haushaltsgerätes nach einer Ausführungsform;
    • 8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einer Ausführungsform.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile bzw. Elemente jeweils mit den entsprechenden Bezugszeichen zu verstehen. Zur besseren Übersichtlichkeit können in manchen Figuren Bauteile nicht mit einem Bezugszeichen versehen sein, die jedoch an anderer Stelle bezeichnet worden sind.
  • Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform als Prinzipskizze. Eine erste Emissionseinrichtung 2 vorzugsweise mit einer Emissionseinheit 2a mit einer einstellbaren Wellenlänge emittiert eine erste elektromagnetische Strahlung 11, welche nach einer bevorzugten Ausführungsform nahezu monochromatisch ist oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ist. Die erste Strahlung 11 breitet sich entlang einer ersten optischen Achse X in einer Vorwärtsrichtung Y in ein Testvolumen 3 aus. In dem Testvolumen 3 ist ein Fluid vorhanden, wobei in dem Fluid Partikel verteilt sind, deren Partikelgröße durch die Vorrichtung 1 bestimmbar sind. Abseits der ersten optischen Achse X ist eine zweite elektromagnetische Strahlung 12 durch zumindest eine erste Messeinrichtung 4 erfassbar, wobei die erste Messeinrichtung 4 unter einem Winkel in einem Bereich von ]0°;180°] zu der ersten optischen Achse X angeordnet ist. Die zweite elektromagnetische Strahlung 12 entsteht aufgrund einer seitlichen Streuung der ersten elektromagnetischen Strahlung 11 mit den Partikeln im Fluid. Durch die erste Messeinrichtung 4 kann somit vorteilhaft eine Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung 12, als auch Informationen zur Geometrie der Streuungsstrahlung erfasst werden, die charakteristisch für die Partikelgröße ist.
  • Die erste Messeinrichtung 4 ist dazu vorgesehen und ausgebildet, eine Intensität der zweiten elektromagnetischen Strahlung 12 zu erfassen. Die erste Messeinrichtung 4 umfasst genau eine Sensoreinheit 16, welche die Intensität der zweiten elektromagnetischen Strahlung 12 winkelabhängig detektiert.
  • Die Wellenlänge der emittierten ersten elektromagnetischen Strahlung 11 ist vorzugsweise durch die erste Emissionseinrichtung 2 einstellbar.
  • Eine in der 1 nicht gezeigte Auswerteeinrichtung 5 ist zumindest mit der ersten Messeinrichtung 4 signaltechnisch verbunden, wobei die erste Messeinrichtung 4 die erfassten Charakteristiken an die Auswerteeinrichtung 5 überträgt.
  • In der 2 wird eine Prinzipskizze der Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform gezeigt, die der Vorrichtung 1 in 1 entspricht, jedoch eine zusätzliche zweite Messeinrichtung 9 umfasst.
  • Die zweite Messeinrichtung 9 erfasst ebenfalls die Charakteristik der aus dem Fluid austretenden zweiten elektromagnetischen Strahlung 12, wobei die zweite Messeinrichtung 9 abseits der ersten optischen Achse X, bevorzugt unter einem Winkel in einem Bereich von ]0°;180°], angeordnet ist. Die erste Messeinrichtung 4 und die zweite Messeinrichtung 9 sind rotationssymmetrisch versetzt um die erste optische Achse X angeordnet, d.h. die erste 4 und die zweite Messeinrichtung 9 sind unter einem unterschiedlichen Winkel zur ersten optischen Achse X angeordnet und weisen zum Streuvolumen (Testvolumen 3 bzw. Fluid) den gleichen Abstand auf. Die zweite Messeinrichtung 9 erfasst somit ebenfalls eine Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung 12, die aufgrund einer seitlichen Streuung der ersten elektromagnetischen Strahlung 11 mit den Partikeln im Fluid entsteht.
  • Die erste 4 und die zweite Messeinrichtung 9 erfassen die Charakteristik jeweils winkelabhängig, wodurch mehr Informationen zur Bestimmung der Partikelgrößen erhalten werden.
  • Die 3 stellt eine Prinzipskizze der Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform dar. Dabei entspricht die in der 3 gezeigte Vorrichtung 1 der Vorrichtung 1 aus 1, wobei zusätzlich eine zweite Emissionseinrichtung 17 angeordnet ist.
  • Die zweite Emissionseinrichtung 17 emittiert eine dritte elektromagnetische Strahlung 13 entlang einer zweiten optischen Achse X2 in das in dem Testvolumen 3 vorliegende Fluid. Die emittierte dritte elektromagnetische Strahlung 13 ist quasimonochromatisch oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls. Vorzugsweise ist die Wellenlänge der emittierten dritten elektromagnetischen Strahlung 13 durch die zweite Emissionseinrichtung 17 einstellbar. Die Wellenlängen der ersten elektromagnetischen Strahlung 11 und der dritten elektromagnetischen Strahlung 13 können gleich oder unterschiedlich sein.
  • Die erste optische Achse X und die zweite optische Achse X2 sind unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, wobei auch andere Winkel in einem Bereich von ]0°;180°[ möglich sind. Die erste optische Achse X und die zweite optische Achse X2 schneiden sich innerhalb des Testvolumens 3 im Fluid im Schnittpunkt S. Die erste Messeinrichtung 4 ist dabei abseits der ersten optischen Achse X und der zweiten optischen Achse X2 angeordnet.
  • In der 4 ist eine Prinzipskizze der Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform gezeigt, die die zweite Emissionseinrichtung 17 und die zweite Messeinrichtung 9 umfasst.
  • Die erste 4 und die zweite Messeinrichtung 9 sind jeweils abseits von der ersten X und der zweiten optischen Achse X2 angeordnet. Die erste 4 und die zweite Messeinrichtung 9 sind jeweils mit dem gleichen Abstand zum Schnittpunkt S angeordnet, d.h. rotationssymmetrisch zur ersten X und zur zweiten optischen Achse X2.
  • Es ist generell denkbar, dass noch weitere Messeinrichtungen 4, 9 angeordnet sind, die jeweils abseits der ersten optischen Achse X und/oder der zweiten optischen Achse X2 angeordnet sind und jeweils den gleichen Abstand zum Streuvolumen (Testvolumen 3 bzw. Fluid) oder zum Schnittpunkt S aufweisen.
  • In der 5 wird eine Prinzipskizze der Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst dabei die Emissionseinrichtung 2, die die erste elektromagnetische Strahlung 11 entlang der ersten optischen Achse X in der Vorwärtsrichtung Y in das Testvolumen 3 emittiert. Ebenfalls entlang der ersten optischen Achse X in der Vorwärtsrichtung Y hinter dem Testvolumen 3 ist eine dritte Messeinrichtung 18 angeordnet. Durch die Wechselwirkung der ersten elektromagnetischen Strahlung 11 mit Partikeln und Stoffgruppen geht die erste elektromagnetische Strahlung 11 in eine vierte elektromagnetische Strahlung 14 über.
  • Die entlang der ersten optischen Achse X in Vorwärtsrichtung Y gerichtete und aus dem Testvolumen 3 geleitete, vierte elektromagnetische Strahlung 14 wird durch die dritte Messeinrichtung 18 erfasst, wobei eine Charakteristik der vierten elektromagnetischen Strahlung 14 detektierbar ist. Der prinzipielle Aufbau der in der 5 gezeigten Vorrichtung 1 entspricht dem grundlegenden Aufbau einer Absorptions- oder Transmissionsspektroskopie.
  • Abseits der ersten optischen Achse X ist die zweite elektromagnetische Strahlung 12 durch die erste Messeinrichtung 4 erfassbar, wobei die zweite elektromagnetische Strahlung 12 aufgrund einer seitlichen Streuung der ersten elektromagnetischen Strahlung 11 mit den Partikeln bzw. Stoffgruppen im Fluid entsteht.
  • Eine in der 5 nicht gezeigte Auswerteeinrichtung 5 ist zumindest mit der ersten Messeinrichtung 4 und der dritten Messeinrichtung 18 signaltechnisch verbunden, wobei die erste Messeinrichtung 4 und/oder die dritte Messeinrichtung 18 die erfassten Charakteristiken an die Auswerteeinrichtung 5 übertragen.
    Die 6 zeigt eine Darstellung einer Vorrichtung 1 nach einer Ausführungsform. Ein Bauteil 10 umfasst dabei die Emissionseinrichtung 2 und die erste Messeinrichtung 4. Ferner kann das Bauteil die dritte Messeinrichtung 18 umfassen, die wiederum die Lochblende 30, das Dispersionsprisma 31 oder das optische Gitter 32, sowie die Sensoreinheit 33 umfasst. Weiter kann das Bauteil 10 den ersten Lichtleiter 20 und den zweiten Lichtleiter 23 umfassen. Zusätzlich kann das Bauteil 10 die Auswerteeinrichtung 5 umfassen. Bevorzugt umfasst das Bauteil 10 ein Gehäuse 20a, in dem sich die genannten Komponenten befinden. Das Bauteil 10 hat den Vorteil, dass dieses einfach und als kompakte Einheit an ein Testvolumen 3 angebracht werden kann. Bevorzugt ist die erste Messeinrichtung 4 zwischen dem ersten Lichtleiter 20 und dem zweiten Lichtleiter 23 angeordnet.
  • Denkbar wäre auch, dass die erste Messeinrichtung 4 in einem separaten transparenten Gehäuse angeordnet ist.
  • Der erste Lichtleiter 20 und der zweite Lichtleiter 23 sind zumindest teilweise stabartig entlang einer Längsrichtung Y1 ausgebildet und parallel nebeneinander angeordnet. Die Lichtleiter 20, 23 weisen jeweils ein distales Ende 21, 24 auf, wobei die Oberflächen 22, 25 der distalen Enden 21, 24 jeweils um 45 Grad zur Längsrichtung Y1 abgeschrägt sind. Die sich im ersten Lichtleiter 20 in Längsrichtung Y1 ausbreitende, erste elektromagnetische Strahlung 11 wird durch Totalreflexion an der ersten Oberfläche 22 des ersten distalen Endes 21 des ersten Lichtleiters 20 bevorzugt um 90 Grad abgelenkt. Die umgelenkte, erste elektromagnetische Strahlung 11 tritt in Folge senkrecht durch eine Mantelfläche des ersten Lichtleiters 20 aus diesem in das Fluid im Testvolumen 3 ein. Entlang einer Teststrecke 26 entlang der ersten optischen Achse X im Testvolumen 3 geht die erste elektromagnetische Strahlung 11 in die vierte elektromagnetische Strahlung 14 über. Die vierte elektromagnetische Strahlung 14 tritt senkrecht durch eine Mantelfläche am zweiten distalen Ende 24 des zweiten Lichtleiters 23 ein und wird an der zweiten Oberfläche 25 durch Totalreflexion um 90 Grad in einer der Längsrichtung Y1 entgegengesetzten Richtung Y2 abgelenkt und tritt in Folge aus dem Testvolumen 3 aus.
  • Der erste Lichtleiter 20 ist innerhalb eines transparenten Gehäuses 20a angeordnet. Ebenso kann der zweite Lichtleiter 23 in einem transparenten Gehäuse 23a angeordnet sein. Dabei ist es von Vorteil, dass die genannten transparenten Gehäuse 20a, 23a wasserdicht sind. Die erste Messeinrichtung 4 und/oder die zweite Messeinrichtung 9 können ebenso in einem transparenten wasserdichten Gehäuse 4a, 9a angeordnet sein,
  • Die 7 zeigt eine Darstellung eines Haushaltsgerätes 100 nach einer Ausführungsform. Das Haushaltsgerät 100 umfasst zumindest die Vorrichtung 1, die wiederum die erste Emissionseinrichtung 2, das Testvolumen 3, die erste Messeinrichtung 4, und die Auswerteeinrichtung 5 umfasst. Weiter umfasst das Haushaltsgerät 100 eine Steuereinrichtung 6 und eine Speichereinheit 7. Die Steuereinrichtung 6 und/oder die Speichereinheit 7 können auch Teil der Vorrichtung 1 sein. Das Haushaltsgerät 100 umfasst außerdem weitere Einrichtungen 8, beispielsweise eine Dosiereinrichtung 8a, eine Zufuhreinrichtung 8b und eine Einstelleinrichtung 8c.
  • In der 8 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens 1000 gemäß einer Ausführungsform dargestellt.
  • Das Verfahren zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes 100, umfasst die Verfahrensschritte:
    1. a. Emittieren einer ersten elektromagnetischen Strahlung 11 entlang einer ersten optischen Achse X in das in einem Testvolumen 3 vorliegende Fluid emittiert mittels einer ersten Emissionseinrichtung 2;
    2. b. Erfassen zumindest einer Charakteristik einer aus dem Fluid 3 austretenden, zweiten elektromagnetischen Strahlung 12 mittels einer ersten Messeinrichtung 4;
    3. c. Auswerten der Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung 12 mittels einer Auswerteeinrichtung 5;
    4. d. Bestimmen der Partikelgrößen unter Verwendung von Referenzcharakteristiken mittels der Auswerteeinrichtung 5;
    wobei die erste Messeinrichtung 4 abseits der ersten optischen Achse X angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist die emittierte erste elektromagnetische Strahlung 11 nahezu monochromatisch oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls.
  • Das gezeigte 1000 Verfahren kann alternativ oder kumulativ alle oben im allgemeinen Teil optional beschriebenen Merkmale und Ausführungen umfassen.
  • Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmalen werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    erste Emissionseinrichtung
    2a
    Emissionseinheit
    3
    Testvolumen
    4
    erste Messeinrichtung
    4a
    Gehäuse
    5
    Auswerteeinrichtung
    6
    Steuereinrichtung
    7
    Speichereinheit
    8
    weitere Einrichtungen
    8a
    Dosiereinrichtung
    8b
    Zufuhreinrichtung
    8c
    Einstelleinrichtung
    9
    zweite Messeinrichtung
    9a
    Gehäuse
    10
    Bauteil
    11
    erste elektromagnetische Strahlung
    12
    zweite elektromagnetische Strahlung
    13
    dritte elektromagnetische Strahlung
    14
    vierte elektromagnetische Strahlung
    16
    Sensoreinheit
    17
    zweite Emissionseinrichtung
    18
    dritte Messeinrichtung
    20
    erster Lichtleiter
    20a
    Gehäuse
    21
    erstes distales Ende
    22
    erste Oberfläche
    23
    zweiter Lichtleiter
    23a
    Gehäuse
    24
    zweites distales Ende
    24a
    Gehäuse
    25
    zweite Oberfläche
    26
    Teststrecke
    30
    Lochblende
    31
    Dispersionsprisma
    32
    optisches Gitter
    33
    Sensoreinheit
    100
    Haushaltsgerät
    1000
    Verfahren
    S
    Schnittpunkt
    X
    erste optische Achse
    X2
    zweite optische Achse
    Y
    Vorwärtsrichtung, Ausbreitungsrichtung
    Y1
    Längsrichtung
    Y2
    entgegengesetzte Richtung

Claims (16)

  1. Vorrichtung (1) zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes (100), umfassend - zumindest eine erste Emissionseinrichtung (2), die eine erste elektromagnetische Strahlung (11) entlang einer ersten optischen Achse (X) in das in einem Testvolumen (3) vorliegende Fluid emittiert; - zumindest eine erste Messeinrichtung (4), die zumindest eine Charakteristik einer aus dem Fluid austretenden zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) erfasst; - eine Auswerteeinrichtung (5), die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, die Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) auszuwerten, wodurch Partikelgrößen unter Verwendung von Referenzcharakteristiken erkannt werden können; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messeinrichtung (4) abseits der ersten optischen Achse (X) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die emittierte erste elektromagnetische Strahlung (11) nahezu monochromatisch ist oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der emittierten ersten elektromagnetischen Strahlung (11) in einem Bereich von 360 nm bis 10000 nm, liegt, wobei die Wellenlänge der emittierten ersten elektromagnetischen Strahlung (11) durch die erste Emissionseinrichtung (2) einstellbar ist, wobei die erste Emissionseinrichtung (2) zumindest eine Emissionseinheit (2a) mit einer einstellbaren Wellenlänge umfasst, die ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend eine LED, insbesondere eine RGB- oder RGBW-LED, und einen Laser.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messeinrichtung (4) unter einem Winkel in einem Bereich von ]0°;180°], zu der ersten optischen Achse (X) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) um eine Streustrahlung, insbesondere verursacht durch Mie-Streuung und/oder Rayleigh-Streuung, handelt, wobei die erste Messeinrichtung (4) dazu vorgesehen und ausgebildet ist, eine Intensität der zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) zu erfassen, wobei die erste Messeinrichtung (4) genau eine Sensoreinheit (16) umfasst, welche die Intensität der zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) winkelabhängig detektiert, wobei die Sensoreinheit (16) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend eine Photodiode, einen Phototransistor und ein Bolometer.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine zweite Emissionseinrichtung (17) umfasst, die eine dritte elektromagnetische Strahlung (13) entlang einer zweiten optischen Achse (X2) in das in dem Testvolumen (3) vorliegende Fluid emittiert, die emittierte dritte elektromagnetische Strahlung (13) quasimonochromatisch ist oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ist, wobei die Wellenlänge der emittierten dritten elektromagnetischen Strahlung (13) durch die zweite Emissionseinrichtung (17) einstellbar ist, wobei die Wellenlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung (11) und der dritten elektromagnetischen Strahlung (13) gleich oder unterschiedlich sind.
  7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optische Achse (X) und die zweite optische Achse (X2) unter einem Winkel in einem Bereich von ]0°;180°[, zueinander angeordnet sind, wobei sich die erste optische Achse (X) und die zweite optische Achse (X2) innerhalb des Testvolumens (3) im Fluid schneiden, wobei die erste Messeinrichtung (4) abseits der ersten optischen Achse (X) und der zweiten optischen Achse (X2) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine zweite Messeinrichtung (9) umfasst, die die Charakteristik der aus dem Fluid austretenden zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) erfasst, wobei die zweite Messeinrichtung (9) abseits der ersten optischen Achse (X) und der zweiten optischen Achse (X2) angeordnet ist, wobei die erste Messeinrichtung (4) und die zweite Messeinrichtung (9) rotationssymmetrisch versetzt um die erste optische Achse (X) und die zweite optische Achse (X2) angeordnet sind.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine dritte Messeinrichtung (18) umfasst, die zumindest eine Charakteristik einer aus dem Fluid austretenden vierten elektromagnetischen Strahlung (14) erfasst, wobei die dritte Messeinrichtung (18) entlang der ersten optischen Achse (X) oder der zweiten optischen Achse (X2) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (11) und/oder die dritte elektromagnetische Strahlung (13) über einen ersten Lichtleiter (20) von der jeweiligen Emissionseinrichtung (2) in das Testvolumen (3) einleitbar ist, wobei der erste Lichtleiter (20) innerhalb eines transparenten Gehäuses (20a) angeordnet ist, wobei die erste Messeinrichtung (4) und/oder die zweite Messeinrichtung (9) in einem transparenten Gehäuse (9a) angeordnet ist, wobei die vierte elektromagnetische Strahlung (14) über einen zweiten Lichtleiter (23) aus dem Testvolumen (3) ausleitbar ist, wobei der zweite Lichtleiter (23) in einem transparenten Gehäuse (23a) angeordnet ist.
  11. Haushaltsgerät (100), umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche und zumindest eine Steuereinrichtung (6), die signaltechnisch mit der Auswerteeinrichtung (5) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (6) in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgrößen und/oder Stoffgruppen weitere Einrichtungen (8, 8a, 8b, 8c) des Haushaltsgerätes (100) steuert.
  12. Haushaltsgerät (100) nach Anspruch 11, wobei der Hauptbestandteil des Fluids Luft ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgrößen - eine Luftfiltervorrichtung und/oder eine Luftaufbereitungsvorrichtung steuert, und/oder - eine Kommunikationseinrichtung steuert, die einem Nutzer Informationen übermitteln kann.
  13. Haushaltsgerät (100) nach Anspruch 11, insbesondere eine Waschmaschine oder eine Geschirrspülmaschine, wobei der Hauptbestandteil des Fluids Wasser ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) in Abhängigkeit der bestimmten Partikelgrößen - eine Dosiereinrichtung (8a) für Reinigungsmittel steuert, die eine Art, eine Zusammensetzung und/oder eine Menge des Reinigungsmittels dem Wasser zuführen kann, und/oder - eine Zufuhreinrichtung (8b) steuert, die eine Menge an Wasser zuführen kann, und/oder - eine Einstelleinrichtung (8c) steuert, die ein Reinigungsprogramm, ausgewählt aus einer Vielzahl an Reinigungsprogrammen, einstellen kann.
  14. Haushaltsgerät (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Testvolumen (3) der Vorrichtung (1) in einem Maschinensumpf oder in einem fluidisch abtrennbaren Bypass befindet.
  15. Verfahren zur Partikelgrößenbestimmung von Partikeln verteilt in einem Fluid innerhalb eines Haushaltsgerätes (100), umfassend die Verfahrensschritte: a. Emittieren einer ersten elektromagnetischen Strahlung (11) entlang einer ersten optischen Achse (X) in das in einem Testvolumen (3) vorliegende Fluid emittiert mittels einer ersten Emissionseinrichtung (2); b. Erfassen zumindest einer Charakteristik einer aus dem Fluid austretenden, zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) mittels einer ersten Messeinrichtung (4); c. Auswerten der Charakteristik der zweiten elektromagnetischen Strahlung (12) mittels einer Auswerteeinrichtung (5); d. Bestimmen der Partikelgrößen unter Verwendung von Referenzcharakteristiken mittels der Auswerteeinrichtung (5); dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messeinrichtung (4) abseits der ersten optischen Achse (X) angeordnet ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die emittierte erste elektromagnetische Strahlung (11) nahezu monochromatisch ist oder eine Abfolge vorgegebener Wellenlängen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ist.
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