DE3315456A1 - Device for determining particle sizes - Google Patents

Device for determining particle sizes

Info

Publication number
DE3315456A1
DE3315456A1 DE19833315456 DE3315456A DE3315456A1 DE 3315456 A1 DE3315456 A1 DE 3315456A1 DE 19833315456 DE19833315456 DE 19833315456 DE 3315456 A DE3315456 A DE 3315456A DE 3315456 A1 DE3315456 A1 DE 3315456A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
annular
lens
diaphragms
particle size
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19833315456
Other languages
German (de)
Other versions
DE3315456C2 (en
Inventor
Khaled Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Sakbani
Sigmar Prof.Dr.-Ing. Wittig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19833315456 priority Critical patent/DE3315456C2/en
Publication of DE3315456A1 publication Critical patent/DE3315456A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3315456C2 publication Critical patent/DE3315456C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
    • G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4709—Backscatter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4711—Multiangle measurement
    • G01N2021/4716—Using a ring of sensors, or a combination of diaphragm and sensors; Annular sensor

Abstract

A device for determining the size and/or distribution of particles contained in a fluid consists of a laser having radial screening of the beam, a lens in the focus of which the measurement volume is arranged and which aligns in parallel light backscattered from the measurement volume, a plurality of annular diaphragms arranged behind one another, concentrically surrounding the screening and having a plurality of concentric annular gaps, and of detectors which are assigned to the annular gaps of the last annular diaphragm and detect the radiation intensity, and an evaluation device. The laser light passes the screen and enters the measurement volume through the lens. The light backscattered by the particle in the focal point passes the lens and is aligned in parallel. Only light of a defined scattering angle corresponding to one of the annular gaps advances up to the last annular diaphragm. In the evaluation device, the intensity ratio is formed for the case of two or more pairs of scattering angles, the values of the ratio are compared to the calculated radiation in the intensity ratio for the three pairs of scattering angles as a function of particle size, and the coincidence value of the particle size, which corresponds to the particle size being sought, is determined for all three pairs of scattering angles.

Description

Prof.Dr. Ing. Sigmar WittigProf. Dr. Ing.Sigmar Wittig

Hoover-Straße 27 D-7500 Karlsruhe 41 Dipl.-lng, Khaled Sakbani Rüppurrer Schloß 5 D-7500 Karlsruhe 51 Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelgrößen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von in einem Fluid enthaltenen Partikeln nach Größe und/oder Verteilung, bestehend aus einer Quelle mit parallelstrahliger Emission, z.B. einem Laser, einer Linse, in deren Fokus das Meßvolumen angeordnet ist, einer die Streustrahlung aus dem Meßvolumen parallel richtenden Linse, mehreren dahinter angeordneten konzentrischen Ringblenden, den Ringspalten der letzten Ringblende zugeordneten, die Strahlungsintensität bei dem entsprechenden Streuwinkel aufnehmenden Detektoren und einer Auswertungseinrichtung, die die lntensitätsverhältnisse bei zwei oder mehr Streuwinkelpaaren bildet, die Verhältniswerte mit dem errechneten Verlauf der lntensitätsverhältnisse in Abhängigkeit von der Partikelgröße vergleicht und den Koinzidenzwert der Partikelgröße für alle Streuwinkelpaare feststellt.Hoover-Strasse 27 D-7500 Karlsruhe 41 Dipl.-lng, Khaled Sakbani Rüppurrer Schloß 5 D-7500 Karlsruhe 51 Device for determining particle sizes The invention relates to a device for determining particles contained in a fluid according to size and / or distribution, consisting of a source with parallel beam Emission, e.g. a laser, a lens, in the focus of which the measuring volume is arranged is, a lens parallel to the scattered radiation from the measurement volume, several Concentric annular diaphragms arranged behind it, the annular gaps of the last annular diaphragm assigned, recording the radiation intensity at the corresponding scattering angle Detectors and an evaluation device, which the intensity ratios at forms two or more scattering angle pairs, the ratio values with the calculated Compares the course of the intensity ratios as a function of the particle size and determines the coincidence value of the particle size for all scattering angle pairs.

Eine Vorrichtung dieses Aufbaus ist bekannt (US-PS 4 188 121) und dient dazu, Partikel (Feststoff oder Flüssigkeitstropfen) in vorzugsweise strömenden Fluiden (Gase oder Flüssigkeiten) zu bestimmen.A device of this construction is known (US-PS 4,188,121) and serves to get particles (solid or liquid droplets) in preferably flowing To determine fluids (gases or liquids).

Als typische Beispiele können die Überwachung des Staubgehaltes der Luft, Abgasuntersuchungen an Verbrennungsmaschinen, Überwachung der Rußbildung bei Verbrennungsprozessen, Bestimmung der Tropfengröße in Kühlturmschwaden, bei Dampfturbinen oder Brennstoffzerstäubern genannt werden. Die Praxis hat gezeigt, daß eine Messung durch Probenahme aus Aerosolströmen vor allem die Partikelvertei lung verfälscht; auch ist in vielen Fällen die Probenahme mit erheblichem Aufwand verbunden und in einigen Fällen, z.B. bei der Bestimmung der Tröpfchengröße bei Dampfturbinen, unmöglich.Typical examples are the monitoring of the dust content of the Air, exhaust gas tests on combustion engines, monitoring of soot formation Combustion processes, determination of the droplet size in cooling tower swaths, in steam turbines or fuel atomizers. Practice has shown that a measurement especially the particle distribution is falsified by sampling from aerosol streams; In many cases, sampling is associated with considerable effort and is in in some cases, e.g. when determining the droplet size in steam turbines, impossible.

Die eingangs angedeutete Vorrichtung nutzt zunächst grundsätzlich die bekannte physikalische Tatsache, daß einerseits Partikel, die einen Lichtstrahl passieren, Streulicht in die Umgebung abgeben, andererseits die Intensität des Streulichtes unter einem bestimmten Streuwinkel Informationen über die Teilchengröße gibt. Als Strahlungsquelle dient ein Laser, dessen Emission über eine Linse im Meßvolumen fokussiert wird. Das Streulicht wird über eine Linse einem System von mindestens zwei hintereinander angeordneten Ringblenden mit jeweils mehreren konzentrischen Ringspalten zugeführt. Die Ringspalte beider Ringblenden weisen jeweils einen gleichen mittleren Durchmesser auf. Die verschiedenen Ringspalte der beiden Ringblenden sollen dafür sorgen, daß nur Streulicht mit einigen diskreten Streuwinkeln die Ringblenden passieren können. Das Streulicht je eines Ringspaltes wird von einem Detektor, z.B. einem Fotomultiplier aufgenommen und gemessen.The device indicated at the beginning is generally used the well-known physical fact that on the one hand particles that form a ray of light pass, emit scattered light into the environment, on the other hand the intensity of the scattered light gives information about the particle size at a certain scattering angle. as The source of radiation is a laser whose emission is via a lens in the measuring volume is focused. The scattered light is through a lens a system of at least two ring apertures arranged one behind the other, each with several concentric ones Annular gaps fed. The annular gaps of both annular diaphragms each have the same one mean diameter. The different annular gaps of the two annular diaphragms should ensure that only scattered light with a few discrete scatter angles the ring diaphragms can happen. The scattered light in each ring gap is detected by a detector, e.g. recorded and measured by a photomultiplier.

Die Streulichtleistung durch einen Ringspalt läßt sich rechnerisch ermitteln (G. Mie: "Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallösungen" Ann. Phys. 1908, Heft 25, Seite 377 ff. und M. Kerker: "The Scattering of Light and other Electromagnetic Radiation" Academic Press New York, San Francisco, London, 1969). Bei dem bekannten Verfahren wird aus der unter zwei Streuwinkeln gemessenen Intensität der Verhältniswert gebildet. Eine rechnerische Ableitung zeigt dann, daß dieser Verhältniswert unabhängig von der Ausgangsintensität des Lichtstrahls ist. Dies ist deshalb von großer Bedeutung, weil diese Ausgangsintensität über den Strahldurchmesser beispielsweise einer Gaußkurve folgt und infolgedessen bei der Messung nicht bekannt ist, da wiederum nicht bekannt ist, an welcher Stelle das Partikel den Strahl durchquert.The scattered light output through an annular gap can be calculated determine (G. Mie: "Contributions to the optics of cloudy media, especially colloidal metal solutions" Ann. Phys. 1908, issue 25, page 377 ff. And M. Kerker: "The Scattering of Light and other Electromagnetic Radiation "Academic Press New York, San Francisco, London, 1969). In the known method, the measurement is made at two scattering angles Intensity of the ratio value formed. A mathematical derivation then shows that this ratio value is independent of the output intensity of the light beam is. This is of great importance because this output intensity over the Beam diameter, for example, follows a Gaussian curve and consequently in the Measurement is not known, since it is again not known at which point the Particle crosses the beam.

Ferner erübrigt diese Verhältniswertbi Idung eine sonst notwendige Stabilisierung der Lichtquelle. Auf diese Weise ist es möglich, bei bekanntem Brechungsindex des Partikels zu einem bestimmten Streuwinkelpaar durch das zugehörige lntensitätsverhältnis die Partikelgröße zu bestimmen. Dabei war jedoch zu berücksichtigen, daß das Intensitätsverhältnis eine nicht eindeutige Funktion der Partikelgröße ist, vielmehr sind einem bestimmten lntensitätsverhältnis für ein bestimmten Streuwinkelpaar mehrere Partikelgrößen zuzuordnen. Aus diesem Grund werden die Streulichtintensitäten unter mehreren Winkeln aufgenommen, woraus dann mehrere lntensitätsverhältnisse für ein und das gleiche Partikel gebildet werden. Der Vergleich von beispielsweise drei Verhältniswerten zeigt dann, daß diese mit den errechneten Werten nur für eine Partikelgröße koinzidieren. Dieser Koinzidenzwert ist dann die gesuchte Partikelgröße.Furthermore, this determination of the ratio makes an otherwise necessary one superfluous Stabilization of the light source. In this way it is possible with a known refractive index of the particle to a certain scattering angle pair through the associated intensity ratio to determine the particle size. However, it had to be taken into account that the intensity ratio is an ambiguous function of the particle size, rather it is a specific one Intensity ratio for a certain pair of scattering angles several particle sizes assign. Because of this, the scattered light intensities are at multiple angles recorded, from which then several intensity ratios for one and the same Particles are formed. The comparison of three ratio values, for example then shows that these coincide with the calculated values only for one particle size. This coincidence value is then the particle size you are looking for.

Die bekannte Methode hat den Nachteil, daß das Meßvolumen zwischen der Strahlungsquelle und der Aufnahmeeinrichtung bzw. der Meßwertverarbeitung liegen muß. Dies ist natürlich in vielen Fällen, beispielsweise bei großen Strömungsquerschnitten, entsprechenden konstruktiven Gegebenheiten etc. nicht zu verwirklichen.The known method has the disadvantage that the measuring volume between the radiation source and the recording device or the measured value processing got to. Of course, this is in many cases, for example with large flow cross-sections, appropriate constructive Conditions etc. cannot be realized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung des eingangs genannten Aufbaus so auszubilden, daß eine Messung vor Ort ohne besondere konstruktive Vorkehrungen am Meßort möglich ist.The invention is based on the object of a device of the opening to train mentioned structure so that a measurement on site without special constructive Precautions at the measurement site is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung die vom Meßvolumen in Richtung zur Strahlungsquelle reflektierte Streustrahlung aufnimmt, indem die Ringblenden den radial abgeschirmten Strahl konzentrisch umgeben und die Detektoren der der Strahlungsquelle nächstliegenden Ringblende zugeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that the device the scattered radiation reflected by the measuring volume in the direction of the radiation source picks up by the ring diaphragms concentrically surrounding the radially shielded beam and the detectors are assigned to the annular diaphragm closest to the radiation source are.

Im Gegensatz zum Stand der Technik arbeitet also die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Rückstreuung, so daß die Messung von einer einzigen Stelle aus erfolgen kann, insbesondere kein Strahlendurchgang durch das Meßvolumen mehr notwendig ist. Damit ist die Bestimmung der Partikelgröße weitgehend unabhängig von der Zugänglichkeit des Meßvolumens auf der der Einstrahlung abgewandten Seite und es braucht insbesondere auf konstruktive Gegebenheiten am Meßort keine Rücksicht genommen werden.In contrast to the prior art, the one according to the invention works Device with the backscatter, so that the measurement from a single point can take place, in particular no radiation passage through the measuring volume is necessary is. This means that the determination of the particle size is largely independent of accessibility of the measuring volume on the side facing away from the irradiation and it is particularly necessary no consideration is given to constructive conditions at the measuring location.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strahl von einem die Ringblenden axial durchgreifenden Rohr abgeschirmt. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt, indem die Ringblenden durch das Abschirmrohr zugleich zentriert sind.According to a preferred embodiment, the beam is from one die Ring diaphragms shielded axially through pipe. This makes one special compact design achieved by putting the ring diaphragms through the shielding tube at the same time are centered.

In weiterer Entwicklung dieser Ausführungsform weist die Vorrichtung ein zylindrisches Gehäuse auf, das axial von dem den Strahl abschirmenden Rohr durchsetzt ist, an seinem der Strahlungsquelle zugekehrten Ende von der letzten Ringblende und an seinem dem Meßvolumen zugekehrten Ende von einer Linse abgeschlossen ist. Auf diese Weise ist der gesamte meßtechnische Teil in einem einfachen zylindrischen Gehäuse zusammengefaßt, das ohne Schwierigkeiten an den Meßort herangebracht werden kann.In a further development of this embodiment, the device a cylindrical housing which axially penetrates the tube shielding the beam is, at its end facing the radiation source of the last annular diaphragm and is closed off by a lens at its end facing the measuring volume. In this way the entire metrological part is in one simple summarized cylindrical housing, which brought up to the measurement site without difficulty can be.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, in dem Gehäuse wenigstens vier, vorzugsweise fünf Ringblenden mit mindestens jeweils drei, vorzugsweise vier Ringspalten hintereinander anzuordnen. Durch die Anzahl der Ringblenden wird sichergestellt, daß am Detektor tatsächlich nur die Streulichtintensität unter einem diskreten Streuwinkelbereich aufgenommen wird, während durch die Anzahl der Ringspalte jeder einzelnen Ringblende die Möglichkeit gegeben ist, die Intensitätsverhältnisse aus zwei oder mehr Streuwinkeln zu ermitteln, so daß die Vorrichtung über einen weiten Meßbereich eingesetzt werden kann.It has proven to be particularly advantageous in the housing at least four, preferably five ring diaphragms, each with at least three, preferably four To arrange annular gaps one behind the other. The number of ring apertures ensures that at the detector actually only the scattered light intensity under a discrete scattering angle range is recorded while by the number of annular gaps of each individual diaphragm the possibility is given of the intensity ratios from two or more scattering angles to be determined so that the device can be used over a wide measuring range can.

Einem bestmöglichen Ausblenden des Streulichtes dient die weitere Maßnahme, daß die Ringblenden von der Linse aus mit zunehmendem Abstand voneinander angeordnet sind.The further serves to hide the scattered light as best as possible Measure that the ring diaphragms from the lens with increasing distance from each other are arranged.

Zweckmäßigerweise sind die Ringspalte der der Strahlungsquelle nächstliegenden Ringblende über optische Lichtleiter mit den Detektoren verbunden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Meßwertaufnahme von der meßtechnischen Einrichtung selbst räumlich zu trennen, während die Meßl ichtverarbeitung immer getrennt erfolgen kann.The annular gaps are expediently those closest to the radiation source Ring diaphragm connected to the detectors via optical light guides. This opens up the possibility of recording the measured values from the metrological device itself spatially to be separated, while the measuring light processing can always be carried out separately.

Die Meßwertaufnahme läßt sich wiederum dadurch kompakt ausbilden, daß die Detektoren um die Lichtquelle herum angeordnet sind.The recording of measured values can in turn be made compact, that the detectors are arranged around the light source.

Schließlich ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Linse an dem zylindrischen Gehäuse auswechselbar angebracht ist. Sie läßt sich dadurch gegen eine andere Linse mit anderem Brechungsverhältnis austauschen, um beispielsweise den Gegebenheiten an der Meßstelle (Abstand zum Meßvolumen) Rechnung tragen zu können.Finally, according to a further embodiment of the invention provided that the lens is replaceably attached to the cylindrical housing is. As a result, it can be compared to another lens with a different refraction ratio exchange to, for example, the Conditions at the measuring point (Distance to the measuring volume) to be able to take into account.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 einen schematischen Aufbau der Vorrichtung, teilweise im Längsschnitt; Figur 2 eine Stirnansicht einer Ringblende (teilweise abgebrochen) und Figur 3 eine graphische Darstellung des Verlaufs des 1 ntens i tätsverhäl tn isses in Abhängigkeit vom Partikeldurchmesser bei drei Streuwinkelpaaren.Further details and advantages of the invention emerge from the the following description of a preferred embodiment. In the drawing show: FIG. 1 shows a schematic structure of the device, partly in longitudinal section; figure 2 shows an end view of an annular diaphragm (partially broken off) and FIG. 3 shows a graphical view Representation of the course of the strength ratio as a function of the particle diameter with three pairs of scattering angles.

Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Aufnahmekopf 1 und einer Strahlungsquelle, z.B. in Form eines Lasers 2, dessen Lichtstrahl 7 auf die Meßstelle 6, z.B. den Austritt einer Düse gerichtet ist. Der Laserstrahl 7 durchdringt den Aufnahmekopf 1, der im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse gebildet ist, in dessen Achse und ist dort von einem in der Achse angeordneten Rohr 12 radial abgeschirmt. Das Rohr 12 mündet an der Innenfläche einer bikonvexen Linse 14 aus, die den Strahl 7 auf das Meßvolumen 6 fokussiert. Innerhalb des Aufnahmekopfs 1 sind auf dem Rohr 12 mehrere Ringblenden 13 axial hintereinander angeordnet, wobei ihr Abstand voneinander von der Linse 14 aus zum gegenüberliegenden Ende des Aufnahmekopfs 1 zunimmt. Jede Ringblende 13 besitzt mehrere, beim gezeigten Ausführungsbeispiel 4 Ringspalte 15 mit einem mittleren Radius r. und einer Spaltbreite ar1. An der der Strahlungsquelle 2 nächstliegenden Ringblende 13, die das zylindrische Gehäuse des Aufnahmekopfs 1 rückwärtig abschließt, sind die Ringspalte 15 mit Lichtleitern 4 belegt, die mit Photomultipliern 3 verbunden sind.The device shown in Figure 1 consists essentially of a recording head 1 and a radiation source, for example in the form of a laser 2, the Light beam 7 is directed at the measuring point 6, e.g. the exit of a nozzle. Of the Laser beam 7 penetrates the recording head 1, which consists essentially of a cylindrical Housing is formed in its axis and is arranged there by one in the axis Tube 12 shielded radially. The tube 12 opens on the inner surface of a biconvex Lens 14, which focuses the beam 7 on the measuring volume 6. Inside the pickup head 1, a plurality of annular diaphragms 13 are arranged axially one behind the other on the tube 12, wherein their distance from one another from the lens 14 to the opposite end of the pickup head 1 increases. Each diaphragm 13 has several, when embodiment shown 4 annular gaps 15 with a mean radius r. and a gap width ar1. At the the radiation source 2 closest annular diaphragm 13, which the cylindrical housing of the recording head 1 closes at the rear, the annular gaps 15 are with light guides 4 occupied, which are connected to 3 photomultipliers.

Das an einem Partikel im Meßvolumen 6 nach rückwärts reflektierte Streulicht 5 fällt zum Teil auf die Linse 14, wird von dieser parailelgerichtet und in den Aufnahmekopf 1 hineingeleitet. Die dort hintereinander angeordneten Ringblenden 13 blenden den größten Teil des Streulichtes aus und lassen schließlich nur das Streulicht unter vier diskreten Streuwinkeln 8 1' 2' 93 und 04 passieren. Der Streuwinkel errechnet sich dabei aus der Gleichung r = f tan wobei f die Brennweite der Linse 14 ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird also das Streulicht eiresPartikels simultan unter vier Streuwinkeln aufgenommen und dessen Intensität von den Photomultipliern 3, die um die Strahlungsquelle 2 herum angeordnet sind, gemessen.That reflected backwards on a particle in the measuring volume 6 Part of the scattered light 5 falls on the lens 14 and is directed in parallel by the latter and guided into the recording head 1. The ring diaphragms arranged there one behind the other 13 block out most of the stray light and ultimately leave only that Scattered light pass at four discrete scattering angles 8 1 '2' 93 and 04. The scattering angle is calculated from the equation r = f tan where f is the focal length of the lens 14 is. In the exemplary embodiment shown, the scattered light is therefore a particle recorded simultaneously at four scattering angles and its intensity from the photomultipliers 3, which are arranged around the radiation source 2, measured.

Aus Figur 3 ergibt sich die Wirkungsweise des Meßverfahrens. Hier sind übereinander drei Diagramme wiedergegeben, in denen jeweils das lntensitätsverhältnis in Abhängigkeit von der Partikelgröße für jeweils ein Streuwinkelpaar aufgetragen ist. Das obere Diagramm zeigt, daß sich z.B. für ein lntensitätsverhältnis von 0,85 aus den für die Streuwinkel 1680 und 1710 gemessenen Streulichtintensitäten insgesamt neun mögliche Partikelgrößen ergeben. Für das weitere Streuwinkelpaar 1680/1770 entspricht der Verhältniswert 0,5 der gemessenen Streulichtintensitäten wiederum sechs möglichen Partikelgrößen, während für das Streuwinkelpaar 1740/1870 bei einem Verhältniswert von 0,3 der hier gemessenen Streulichtintensitäten noch vier Partikelgrößen in Frage kommen. Für alle vier Messungen (1680, 1710, 1740 und 1770) ergibt sich jedoch nur ein einziger koinzidierender Wert für die Partikelgröße 6,8 rm. Hierbei handelt es sich dann um die gesuchte Größe des gemessenen Partikels.The mode of operation of the measuring method results from FIG. here three diagrams are shown one above the other, in each of which the intensity ratio plotted for a pair of scattering angles as a function of the particle size is. The upper diagram shows that for an intensity ratio of 0.85 from the total scattered light intensities measured for the scattering angles 1680 and 1710 result in nine possible particle sizes. For the further pair of scattering angles 1680/1770 the ratio value 0.5 corresponds in turn to the measured scattered light intensities six possible particle sizes, while for the scattering angle pair 1740/1870 with one Ratio of 0.3 of the scattered light intensities measured here still four particle sizes in question come. For all four measurements (1680, 1710, 1740 and 1770), however, there is only one single coincident value for the particle size 6.8 rm. This is then the size of the particle being measured.

Claims (8)

Prof. Dr.lng. Sigmar Wittig Hoover-Straße 27 D-7500 Karlsruhe 41 Dipl.-lng. Khaled Sakbani Rüppurrer Schloß 5 D-7500 Karlsruhe 51 PATENTANSPRÜCHE Vorrichtung zur Bestimmung von in einem Fluid enthaltenen Partikeln nach ÇröBe und/cder Verteilung, bestehend aus einer Quelle mit paralielstrahliger Emission, z.B. einem Laser, einer Linse, in deren Fokus das Meßvolumen angeordnet ist, einer die Streustrahlung aus. dem. Meßvolumen parallel richtenden Linse, rr.ehreren dahinter angeordneten Konzentr i schen Ringblenden, den Ringspalten der letzten Ringblende zugeordneten, die Strahlungsintensität bei dem entsprechenden Streuwinkel aufnehmenden Detektoren und einer Auswertungseinri cbtung, die lntensitätsverhäitnisse bei zwei oder mehr Streuwinkelpaaren bildet, den Verhältniswert mit dem errechneten Verlauf des Intensitätsverhäl tnisses in Abhängigkeit von der Partikelgröße vergleicht und den Koinzidenzwert der Partikelgröße für alle Streuwinkelpaare feststellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung die vom Meßvolumen (6) in Richtung zur Strahlenquelle (2) reflektierte Streustrahlung (5) aufnimmt, indem die Ringblenden (13) den radial abgeschirmten Strahl (7) konzentrisch umgeben und die Detektoren (3, 4) der der Strahlenquelle nächstliegenden Ringblende zugeordnet sind. Prof. Dr.lng. Sigmar Wittig Hoover-Strasse 27 D-7500 Karlsruhe 41 Dipl.-Ing. Khaled Sakbani Rüppurrer Schloß 5 D-7500 Karlsruhe 51 PATENT CLAIMS Device for the determination of particles contained in a fluid according to ÇröBe and / cder Distribution consisting of a source with parallel emission, e.g. a Laser, a lens in whose focus the measuring volume is arranged, one the scattered radiation the end. to the. Measuring volume parallel lens, several arranged behind it Concentric annular diaphragms, assigned to the annular gaps of the last annular diaphragm, the radiation intensity at the corresponding scattering angle recording detectors and an evaluation unit, the intensity ratios at two or more Forms scattering angle pairs, the ratio value with the calculated course of the intensity ratio tnis depending on the particle size compares and the Determines the coincidence value of the particle size for all scattering angle pairs, characterized in that that the device reflected from the measuring volume (6) in the direction of the radiation source (2) Absorbs scattered radiation (5) by the ring diaphragms (13) shielding the radially Surrounding the beam (7) concentrically and the detectors (3, 4) of the radiation source closest annular diaphragm are assigned. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl (7) von einem die Ringblenden (13) axial durchgreifenden Rohr (12) abgeschirmt ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the beam (7) is shielded by a tube (12) axially extending through the annular diaphragms (13). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Gehäuse (1), das axial von dem den Strahl (7) abschirmenden Rohr (12) durchsetzt ist, an seinem der Strahlenquelle (2) zugekehrten Ende von der letzten Ringblende (13) und an seinem dem Meßvolumen (6) zugekehrten Ende von einer Linse (14) abgeschlossen ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by a cylindrical Housing (1) axially penetrated by the tube (12) shielding the beam (7) is, at its end facing the radiation source (2) of the last annular diaphragm (13) and closed at its end facing the measuring volume (6) by a lens (14) is. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) wenigstens vier Ringblenden (13) mit mindestens jeweils drei Ringspalten (15) hintereinander angeordnet sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that in the housing (1) at least four annular diaphragms (13) with at least three each Annular gaps (15) are arranged one behind the other. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringblenden (13) von der Linse (14) aus mit zunehmendem Abstand voneinander angeordnet sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the annular diaphragms (13) from the lens (14) with increasing distance from each other are arranged. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte (15) der der Strahlenquelle (2) nächstliegenden Ringblende (13) über optische Lichtleiter (4) mit den Detektoren (3) verbunden sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the annular gaps (15) of the annular diaphragm (13) closest to the radiation source (2) are connected to the detectors (3) via optical light guides (4). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (3) um die Lichtquelle (2) angeordnet sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the detectors (3) are arranged around the light source (2). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (14) an dem zylindrischen Gehäuse (1) auswechselbar angebracht ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the lens (14) is replaceably attached to the cylindrical housing (1).
DE19833315456 1983-04-28 1983-04-28 Device for determining particle sizes Expired DE3315456C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833315456 DE3315456C2 (en) 1983-04-28 1983-04-28 Device for determining particle sizes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833315456 DE3315456C2 (en) 1983-04-28 1983-04-28 Device for determining particle sizes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3315456A1 true DE3315456A1 (en) 1984-12-13
DE3315456C2 DE3315456C2 (en) 1986-10-16

Family

ID=6197617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833315456 Expired DE3315456C2 (en) 1983-04-28 1983-04-28 Device for determining particle sizes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3315456C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0167272A2 (en) * 1984-06-30 1986-01-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Particle size measuring apparatus
DE3608552A1 (en) * 1986-03-14 1987-09-17 Bayer Ag Nephelometer
US5012118A (en) * 1989-12-13 1991-04-30 Preikschat F K Apparatus and method for particle analysis
DE4130586A1 (en) * 1991-09-15 1993-03-18 Hund Helmut Gmbh Determining particle size concentrations in airborne dust - measuring different contributions of refraction, diffraction and reflection in very narrow forward scattering angle in near infrared
EP0823626A2 (en) * 1996-07-12 1998-02-11 Palas GmbH Partikel-und Lasermesstechnik Device and method for measuring particle fluxes in a fluid
DE19632763A1 (en) * 1996-08-14 1998-02-26 Holger Moritz Measurement head for monitoring development of photoresist
EP1284419A1 (en) * 2001-08-17 2003-02-19 McDermott Technology, Inc. Light scattering fume sensor
EP2587250A4 (en) * 2010-06-22 2016-06-01 Hitachi High Tech Corp Automatic analysis device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017107963A1 (en) * 2017-04-12 2018-06-14 Exner & Tottewitz Besitz GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Detlef Exner, 71297 Mönsheim; Michael Tottewitz, 76689 Karlsdorf-Neuthard) Backscatter sensor for liquid, pasty and / or powdery media and method for measuring optical backscatter in liquid, pasty and / or powdery media

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1964578A1 (en) * 1968-12-23 1970-07-16 Gam Rad Truebungsmesser
DE1919628B2 (en) * 1969-04-18 1974-08-15 Wolfgang Prof. Dr. Dittrich Arrangement for the automatic counting and / or classification of particles dispersed in a flowable medium
US4188121A (en) * 1977-02-01 1980-02-12 Hirleman Edwin D Jr Multiple ratio single particle counter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1964578A1 (en) * 1968-12-23 1970-07-16 Gam Rad Truebungsmesser
DE1919628B2 (en) * 1969-04-18 1974-08-15 Wolfgang Prof. Dr. Dittrich Arrangement for the automatic counting and / or classification of particles dispersed in a flowable medium
US4188121A (en) * 1977-02-01 1980-02-12 Hirleman Edwin D Jr Multiple ratio single particle counter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Applied Optics, Mai 1980, Vol. 19, Nr. 10, S. 1573-1581 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0167272A2 (en) * 1984-06-30 1986-01-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Particle size measuring apparatus
EP0167272A3 (en) * 1984-06-30 1987-05-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Particle size measuring apparatus
US4801205A (en) * 1984-06-30 1989-01-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Particle size measuring apparatus
DE3608552A1 (en) * 1986-03-14 1987-09-17 Bayer Ag Nephelometer
US5012118A (en) * 1989-12-13 1991-04-30 Preikschat F K Apparatus and method for particle analysis
DE4130586A1 (en) * 1991-09-15 1993-03-18 Hund Helmut Gmbh Determining particle size concentrations in airborne dust - measuring different contributions of refraction, diffraction and reflection in very narrow forward scattering angle in near infrared
EP0823626A2 (en) * 1996-07-12 1998-02-11 Palas GmbH Partikel-und Lasermesstechnik Device and method for measuring particle fluxes in a fluid
EP0823626A3 (en) * 1996-07-12 1998-05-20 Palas GmbH Partikel-und Lasermesstechnik Device and method for measuring particle fluxes in a fluid
DE19632763A1 (en) * 1996-08-14 1998-02-26 Holger Moritz Measurement head for monitoring development of photoresist
DE19632763C2 (en) * 1996-08-14 1998-09-10 Holger Moritz Measuring head for the observation of photoresist development
EP1284419A1 (en) * 2001-08-17 2003-02-19 McDermott Technology, Inc. Light scattering fume sensor
EP2587250A4 (en) * 2010-06-22 2016-06-01 Hitachi High Tech Corp Automatic analysis device

Also Published As

Publication number Publication date
DE3315456C2 (en) 1986-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2543310C2 (en) Device for counting and classifying particles suspended in a liquid
DE2101358C2 (en) Photo analysis device
DE60218074T2 (en) flow cytometer
DE2929170C2 (en) Measuring device for determining the fluorescence emission spectrum of particles
DE3930027C2 (en) Particle measuring device
DE69831403T2 (en) DEVICE FOR ISOLATING SMALL POLYMER BALLS FROM A SUSPENSION OF SUCH BALLS
DE2447328A1 (en) METHOD FOR DETERMINING A SPECIAL PROPERTY OF PARTICLES SUSPENDED IN A FLUID AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
DE3012242A1 (en) PARABOLIC CELL ANALYZER
DE2943116A1 (en) DEVICE FOR FLOW-CYTOMETRIC REACTION AND / OR DIFFUSION MEASUREMENT
DE3832901C2 (en)
EP2194368B1 (en) Sensor system for detecting and specifying individual particles in a fluid
WO1995029393A1 (en) Device for measuring light scatter by particles
DE1919628A1 (en) Flow photometry of particles of a dispersion with an automatic measuring and counter device
DE3724852C2 (en) Absorption photometer
DE2930593A1 (en) ILLUMINATOR AND COLLECTING DEVICE FOR FLUORESCENCE ANALYSIS
DE2609246A1 (en) METHOD AND ARRANGEMENT FOR MEASURING THE MASS DENSITY OF PARTICLES SUSPENDED IN A FLOWING MEDIUM
DE2349271A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING PARAMETERS OF BLOOD CELLS
DE2725441A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DISTINCTIVE DETECTION OF PARTICLES WHICH HAVE A SPECIAL OPTICAL CHARACTERISTIC WHEN LIGHTED WITH A LIGHT BEAM
DE3315456A1 (en) Device for determining particle sizes
DE2660947C2 (en) Photo analyzer for the simultaneous optical measurement of a number of properties of a system of small particles contained in a suspension
DE2606481B2 (en) Fluorometer
DE2922643C2 (en)
DE4133452A1 (en) Dynamic measuring arrangement for particle density in gas stream
DE3306763A1 (en) OPTICAL SYSTEM FOR CONDUCTING A LIGHT FLOW THROUGH A LIQUID FLOW ABSORPTION CUFF
DE19723999A1 (en) Device for measuring particle dimensions in fluids

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee