DE19822652A1

DE19822652A1 - Optical particle counter system with coincidence recognition

Info

Publication number: DE19822652A1
Application number: DE1998122652
Authority: DE
Inventors: Markus Klotz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-11-25

Abstract

In a counter system only impulse lengths (PL) within a tolerance region of (PxL) plus or minus (Tx) are counted for impulses of height (Hx), where x is set to correspond to the pulse height. As multiple small particles will not produce a pulse as wide as one large particle they can be discounted and the counter can then be used to accurately count individual particles of a certain size.

Description

Optische Einzelteilchenzähler werden für die Zahl- und Größenbestimmung von Partikeln eingesetzt. Die zu prüfenden Partikel (Fig. 1.1 u. 1.2) werden durch eine beleuchtete Meßzelle (Fig. 1.5 u. 1.6) geführt. Jedes Teilchen verursacht eine Änderung der Lichtmenge. Die aus diesem Vorgang resultierenden elektrischen Spannungspulse (Fig. 2, H) sind proportional zum Durchmesser des den Lichtstrahl passierenden Partikels und werden für die Größenbestimmung verwendet. Bei zufälliger räumlicher Verteilung der Partikel in der Strömung gibt es abhängig von der Partikelkonzentration immer eine endliche Wahrscheinlichkeit dafür, daß sich mehrere Partikel gleichzeitig im Meßvolumen befinden (Fig. 1; 1). Je höher die Anzahlkonzentration ist, um so größer wird der Anteil solcher Koinzidenzen. Koinzidenzen führen zu Fehlern bei der Größen- und Anzahlbestimmung. Bei der Aufzeichnung von Verteilungskurven findet eine Verschiebung in den Grobbereich statt. Die Amplitude von zwei kleinen Partikeln (Fig. 2; 1) läßt sich von der Amplitude eines größeren Partikels (Fig. 2; 2) nicht unterscheiden. Mit Hilfe des Koinzidenzerkennungssystems in der Auswerteeinheit (Fig. 1.3) kann der Spannungsimpuls (Fig. 2 ; 1) wie folgt als Fehler erkannt werden. Die Pulshöhe H wird bei der Messung erfaßt. Der Pulshöhe H wird ein Zeitfenster P_2L-T₂ bis P_2L + T₂ aus der Kalibriertabelle bzw. der Kalibrierkennlinie zugeordnet. Der Puls (Fig. 2; 1), erzeugt durch die Koinzidenz zweier Partikel (Fig. 1 ;1), fällt deutlich aus dem vorgegebenen Zeitfenster. Optical single particle counters are used to determine the number and size of particles. The particles to be tested ( Fig. 1.1 and 1.2) are passed through an illuminated measuring cell ( Fig. 1.5 and 1.6). Each particle causes a change in the amount of light. The electrical voltage pulses resulting from this process ( FIG. 2, H) are proportional to the diameter of the particle passing through the light beam and are used for the size determination. If the particles are randomly distributed in the flow, there is always a finite probability, depending on the particle concentration, that there are several particles in the measurement volume at the same time ( Fig. 1; 1). The higher the number concentration, the greater the proportion of such coincidences. Coincidences lead to errors in size and number determination. When recording distribution curves, there is a shift to the rough range. The amplitude of two small particles ( Fig. 2; 1) cannot be distinguished from the amplitude of a larger particle ( Fig. 2; 2). With the help of the coincidence detection system in the evaluation unit ( Fig. 1.3), the voltage pulse ( Fig. 2; 1) can be recognized as an error as follows. The pulse height H is recorded during the measurement. A time window P _2L -T ₂ to P _2L + T ₂ from the calibration table or the calibration characteristic curve is assigned to the pulse height H. The pulse ( Fig. 2; 1), generated by the coincidence of two particles ( Fig. 1; 1), clearly falls outside the specified time window.

State of the art

Beim Einsatz von Einzelteilchenzählern in der Korngrößenbestimmung werden dem Anwender durch das Auftreten von Koinzidenzen große Partikel vorgetäuscht (siehe Fig. 1.1 u. 2.1). Eine Qualitätskontrolle durch den Partikelzähler ist dadurch in vielen Anwendungen nicht mehr möglich.When using single particle counters in the grain size determination, the user is faked by the occurrence of coincidences large particles (see Fig. 1.1 and 2.1). Quality control by the particle counter is no longer possible in many applications.

advantages

Durch die Erkennung und Auswertung von Koinzidenzen ist es möglich Koinzidenzen zu erfassen und entsprechend zu bewerten. Beim Einsatz des Erkennungssystems kann man außerdem größere Produktmengen/Zeiteinheit vermessen und kostengünstigere Zuführsysteme einsetzen.It is possible by recognizing and evaluating coincidences Record coincidences and evaluate them accordingly. When using the Detection system can also larger product quantities / unit of time measured and use cheaper feeding systems.

Claims

1. Optical particle counting system with coincidence detection, characterized in that the voltage pulse generated by the sensor ( Fig. 1.4) is examined both on the pulse height H and on the pulse length P _L ( Fig. 2). A pulse length P _{xL is} assigned to each pulse height H _x . If the time window, determined by the pulse length P _xL ± the tolerance T _x, is _exceeded , appropriate measures are taken. The pulse can simply be discarded when recording distribution curves. During the measurement, the flow velocity is constant, or the flow velocity is recorded and included as a parameter.

2. Optical particle counting system with coincidence detection according to claim 1, characterized in that an additional evaluation of the integral of the voltage pulse ( Fig. 2) and the formation of the first derivative of the curve, for a refined detection and evaluation of possible coincidence errors are used.

3. Optical particle _counting system with coincidence detection according to claims 1-2, characterized in that pulse heights H _x and pulse lengths P _{xL are stored} in the form of a calibration _table or characteristic curve in the evaluation system as a function of x, where x is defined as a key figure for the particle size. The parameters are recorded in calibration mode by individually offering the system particles with a defined diameter (x).