DE3315456C2 - Device for determining particle sizes - Google Patents

Device for determining particle sizes

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DE3315456C2 DE19833315456 DE3315456A DE3315456C2 DE 3315456 C2 DE3315456 C2 DE 3315456C2 DE 19833315456 DE19833315456 DE 19833315456 DE 3315456 A DE3315456 A DE 3315456A DE 3315456 C2 DE3315456 C2 DE 3315456C2
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Abstract

Eine Vorrichtung zur Bestimmung von in einem Fluid enthaltenen Partikeln nach Größe und/oder Verteilung besteht aus einem Laser mit einer radialen Abschirmung des Strahls, einer Linse, in deren Fokus das Meßvolumen angeordnet ist und die das aus dem Meßvolumen rückwärts gestreute Licht parallel richtet, mehreren hintereinander angeordneten, die Abschirmung konzentrisch umgebenden Ringblenden mit mehreren konzentrischen Ringspalten sowie aus den Ringspalten der letzten Ringblende zugeordneten, die Strahlungsintensität aufnehmenden Detektoren und einer Auswertungseinrichtung. Das Laserlicht passiert die Abschirmung und tritt durch die Linse in das Meßvolumen ein. Das von dem Partikel im Brennpunkt rückgestreute Licht passiert die Linse und wird parallel gerichtet. Nur Licht mit einem definierten Streuwinkel, entsprechend einem der Ringspalte, dringt bis zur letzten Ringblende vor. In der Auswerteinrichtung wird das Intensitätsverhältnis bei zwei oder mehr Streuwinkelpaaren gebildet, die Verhältniswerte mit dem errechneten Verlauf des Intensitätsverhältnisses für die drei Streuwinkelpaare in Abhängigkeit von der Partikelgröße verglichen und der Koinzidenzwert der Partikelgröße für alle drei Streuwinkelpaare, der der gesuchten Partikelgröße entspricht, festgestellt.A device for determining the size and / or distribution of particles contained in a fluid consists of a laser with a radial shielding of the beam, a lens in the focus of which the measuring volume is arranged and which directs the light scattered backwards from the measuring volume in parallel, several annular diaphragms arranged one behind the other, concentrically surrounding the shield, with a plurality of concentric annular gaps as well as from the annular gaps associated with the last annular diaphragm, the radiation intensity recording detectors and an evaluation device. The laser light passes the shield and enters the measuring volume through the lens. The light backscattered by the particle in the focal point passes the lens and is directed parallel. Only light with a defined scattering angle, corresponding to one of the annular gaps, penetrates to the last annular aperture. In the evaluation device, the intensity ratio is formed for two or more pairs of scattering angles, the ratio values are compared with the calculated course of the intensity ratio for the three pairs of scattering angles depending on the particle size, and the coincidence value of the particle size for all three pairs of scattering angles, which corresponds to the particle size sought, is determined.

Description

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 Auswertungseinriehtung, die die Intensitätsverhältnisse bei zwei oder mehr Streuwinkelpaaren bildet, die Verhältniswerte mit dem errechneten Verlauf der Intensitätsverhältnisse in Abhängigkeit von der Partikelgröße vergleicht und den Koinzidenzwert der Parikelgröße für alle Streuwinkelpaare feststellt
Eine Vorrichtung dieses Aufbaus ist bekannt (US-PS
The invention relates to a device for determining the size and / or distribution of particles contained in a fluid, consisting of a source with parallel emission, e.g. B. a laser, a lens in the focus of which the measuring volume is arranged, a lens that directs the scattered radiation from the measuring volume parallel, several concentric annular diaphragms arranged behind it, assigned to the annular gaps of the last annular diaphragm, detectors recording the radiation intensity at the corresponding scattering angle and an evaluation unit , which forms the intensity ratios for two or more scattering angle pairs, compares the ratio values with the calculated 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
A device of this construction is known (US-PS

ίο 41 88 121) und dient dazu. Partikel (Feststoff oder Flüssigkeitstropfen) in vorzugsweise strömenden Fluiden (Gase oder Flüssigkeiten) zu bestimmen. Als typische Beispiele können die Überwachung des Staubgehaltes der Luft, Abgasuntersuchungen an Verbrennungsma-ίο 41 88 121) and is used for this. Particles (solid or liquid droplets) to be determined in preferably flowing fluids (gases or liquids). As typical Examples can be the monitoring of the dust content of the air, exhaust gas tests on combustion engines

schinen, 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 Partikelverteilung 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.machines, monitoring of soot formation in combustion processes, determination of the droplet size in Cooling tower swaths, in the case of steam turbines or fuel atomizers, are called. Practice has shown that a measurement by sampling from aerosol streams primarily falsifies the particle distribution; also in many cases the sampling is associated with considerable effort and in some cases, e.g. B. 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 basically uses the known physical fact, that on the one hand particles that pass a light beam emit scattered light into the environment, on the other hand the intensity of the scattered light at a certain scattering angle gives information about the particle size. A laser is used as the radiation source, the emission of which is focused via a lens in the measuring volume. That Scattered light is transmitted through a lens to a system of at least two ring diaphragms arranged one behind the other each supplied with several concentric annular gaps. The annular gaps of both annular diaphragms each have an equal mean diameter. The different annular gaps of the two annular diaphragms are intended for this ensure that only scattered light with a few discrete scattering angles can pass the ring diaphragms. The scattered light each of an annular gap is from a detector, z. B. a photomultiplier recorded and measured.

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 Verhäitniswert unabhängig von der Ausgangsintensität des Lichtstrahls ist. Dies ist deshalb von großer Bedeutung, weil diese Ausgangsintensitat 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. Ferner erübrigt diese VerhältniswertbiJdung eine sonst notwendige Stabilisierung der Lichtquelle. Auf diese Weise ist es möglich, bei bekanntem Brechungsindex des Partikels zu einem bestimmten Streuwinkelpaar durch das zugehörige Intensitätsverhältnis die Parikelgröße zu bestimmen. Dabei war jedoch zu berücksichtigen, daß das Intensitätsverhältnis eine nicht eindeutige Funktion der Partikelgröße ist, vielmehr sind einem bestimmten Intensitätsverhältnis für ein bestimmtes Streuwinkelpaar mehrere Partikelgrößen zuzuordnen. Aus diesemThe scattered light output through an annular gap can be determined by calculation (G. Mie: »Contributions to optics turbid 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 intensity measured at two scattering angles becomes the Ratio formed. A mathematical derivation then shows that this ratio value is independent of is the output intensity of the light beam. This is of great importance because this output intensity For example, a Gaussian curve follows over the beam diameter and consequently during the measurement is not known, since again it is not known at which point the particle traverses the beam. Further This formation of the ratio makes an otherwise necessary stabilization of the light source superfluous. In this way If the refractive index of the particle is known, it is possible to use the associated intensity ratio to determine the particle size. It had to be taken into account, however, that the The intensity ratio is an ambiguous function of the particle size, rather it is a certain intensity ratio assign several particle sizes for a specific pair of scattering angles. For this

Grund werden die Streulichtintensitäten unter mehreren Winkeln aufgenommen, woraus dann mehrere Intensitätsverhältnisse für ein und das gleiche Partikel gebildet werden. Der Vergleich von beispielsweise drei Verhältniswerten zeigt dann, daß diese mit cen errechneten Werten nur für eine Partikelgröße koinzidieren. Dieser Koinzidenzwert ist dann die gesuchte Partikelgröße. Basically, the scattered light intensities are recorded at several angles, which then results in several intensity ratios for one and the same particle. Comparing three, for example Ratio values then shows that they calculated with cen Coincide values for only 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 measurement volume between the radiation source and the Recording device or the measured value processing must lie. This is of course in many cases, for example not possible with large flow cross-sections, corresponding structural conditions, etc.

Eine andere bekannte Vorrichtung (DE-OS 19 64 578) umgeht dieses Problem, indem das Licht nach dem Auftreffen auf die Partikel rückgestreut und mit radialem Abstand vom einfallenden Licht mittels zwei Fotozellen, die an der Innenwand des vom Fluid durcnströmten Meßrohres angeordnet sind, aufgenommen wird. Hiermit ist jedoch nur eine sehr große Trübungsmessung bzw. Kollektivmessung des Fluids möglich. Eine Bestimmung der exakten Partike'größe kann mit dieser Vorrichtung nicht erfolgen.Another known device (DE-OS 19 64 578) avoids this problem by the light after impact backscattered onto the particles and at a radial distance from the incident light by means of two photocells, which are arranged on the inner wall of the measuring tube through which the fluid flows. Herewith however, only a very large turbidity measurement or collective measurement of the fluid is possible. A determination the exact particle size cannot be achieved with this device.

Eine weitere Vorrichtung (DE-AS 19 19 628) ist derart aufgebaut, daß durch eine externe Meßzelle ein Fluidteilstrom geleitet wird, d. h. dem Fluidstrom ein Meßvolumen entnommen wird, und die darin dispergierten Partikel das von einer Lichtquelle emittierte Licht rückstreuen. Dieses Streulicht fällt auf PhotomuJ · tiplier, die die dabei entstehenden Signale zählen. Mit dieser Vorrichtung können zwar die in einem strömungsfähigen Medium verteilten Partikel gezählt werden, aber auch hier ist eine exakte Bestimmung der Partikelgröße nicht möglich, da diese Vorrichtung ein Partikelzähler darstellt.Another device (DE-AS 19 19 628) is constructed in such a way that an external measuring cell is used Fluid partial flow is passed, d. H. a measuring volume is taken from the fluid stream, and the dispersed therein Particles backscatter the light emitted by a light source. This scattered light falls on PhotomuJ tiplier, which count the resulting signals. With this device, although in a flowable Medium-distributed particles are counted, but here, too, is an exact determination of the Particle size not possible because this device is a particle counter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung des eingangs genannten Aufbaus zum Messen der Partikelgröße so auszubilden, daß eine Messung vor Ort ohne besondere konstruktiven Vorkehrungen am Meßort möglich ist.The invention is based on the object of providing a device of the structure mentioned at the beginning for measuring of the particle size in such a way that a measurement can be carried out on site without any special structural precautions Measuring location is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung die vom Meßvolumen in Richtung zur Strahlungsquelle reflektierte Streustrahlung aufnimmt und ein zylindrisches Gehäuse aufweist, das axial von einem den Strahl abschirmenden und die Ringblenden axial durchgreifenden Rohr durchsetzt und an seinem dem Meßvolumen zugekehrten Ende von einer den Strahl auf das Meßvolumen fokussierenden und die reflektierte Streustrahlung parallel richtenden Linse abgeschlossen ist, wobei die Detektoren der der Strahlenquelle nächstliegenden Ringblende zugeordnet sind.According to the invention, this object is achieved in that the device extends from the measuring volume in the direction picks up scattered radiation reflected to the radiation source and has a cylindrical housing which is axially penetrated by a tube that shields the beam and axially penetrates the annular diaphragms and on his the end facing the measuring volume of one which focuses the beam on the measuring volume and the one that is reflected Scattered radiation is completed in a parallel direction lens, the detectors of the radiation source closest annular diaphragm are assigned.

Im Gegensatz zum eingangs genannten 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. Der von einem die Ringblenden axial durchgreifenden Rohr abgeschirmte Lichtstrahl wird mit der im zylindrischen Gehäuse an dem dem Meßvolumen zugekehrten Ende angebrachten Linse in das Meßvolumen fokussiert. Dieselbe Linse richtet die Rückstrahlung parallel und leitet sie durch das zylindrische Gehäuse zu den Detektoren weiter. 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. Durch diese Ausführungsform der Erfindung wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt, indem die Ringblenden durch das Abschirmrohr zugleich zentriert sind.In contrast to the prior art mentioned at the beginning, the device according to the invention works with the backscatter, so that the measurement can be made from a single point, in particular it is no longer necessary to pass rays through the measuring volume. The one of the ring diaphragms axially The light beam shielded through the tube is connected to the measuring volume in the cylindrical housing Focussed lens attached to the end of the measurement volume. The same lens directs the Reflection parallel and forwards it through the cylindrical housing to the detectors. That’s the Determination of the particle size largely independent of the accessibility of the measuring volume on the Irradiation side facing away and it needs in particular on the structural conditions at the measurement location no consideration should be given. This embodiment of the invention is a particularly compact one Construction achieved in that the ring diaphragms are centered by the shielding tube at the same time.

In weiterer Entwicklung dieser Ausführungsform ist das zylindrische Gehäuse an seinem der Strahlungsquelle zugekehrten Ende von der letzten Ringblende abgeschlossen. Auf diese Weise ist der gesamte meßtechnisehe Teil in einem einfachen zylindrischen Gehäuse zusammengefaßt, das ohne Schwierigkeiten an den Meßort herangebracht werden kann.In a further development of this embodiment, the cylindrical housing is at its the radiation source facing end closed off by the last diaphragm. In this way, the entire metrological Part summarized in a simple cylindrical housing, which can be easily reached at the measuring point can be brought up.

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 to have at least four, preferably five, ring diaphragms in the housing to be arranged one behind the other with at least three, preferably four, annular gaps. By the number the ring diaphragm ensures that the detector actually only has the scattered light intensity below one discrete scattering angle range is recorded, while by the number of annular gaps of each individual Ring diaphragm the possibility is given to determine the intensity ratios from two or more scattering angles, so that the device can be used over a wide measuring range.

Einem bestmöglichen Ausblenden des Streulichtes dient die weitere Maßnahme, daß die Ringblenden von der Linse aus mit zunehmendem Abstand voneinander angeordnet sind.The best possible masking out of the scattered light is served by the further measure that the ring diaphragms of of the lens are arranged with increasing distance from one another.

Zweckmäßigerweise sind die Ringspalie 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 Meßlichtverarbeitung immer getrennt erfolgen kann.Appropriately, the ring lines of the ring diaphragm closest to the radiation source are optical Light guides connected to the detectors. This opens up the possibility of recording measured values from the measuring device itself to be spatially separated, while the measuring light processing is always separate can be done.

Die Meßwertaufnahme läßt sich wiederum dadurch kompakt ausbilden, daß die Detektoren um die Lichtquelle herum angeordnet sind.
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.
The recording of measured values can in turn be made compact in that the detectors are arranged around the light source.
Finally, according to a further embodiment of the invention, it is provided that the lens is attached to the cylindrical housing in an exchangeable manner. It can thus be exchanged for a different lens with a different refraction ratio in order, for example, to take into account the conditions at the measuring point (distance from the measuring volume).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen schematischen Aufbau der Vorrichtung, teilweise im Längsschnitt;
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing. In the drawing shows
F i g. 1 shows a schematic structure of the device, partly in longitudinal section;

Fig.2 eine Stirnansicht einer Ringblende (teilweise abgebrochen) undFig. 2 an end view of an annular diaphragm (partially canceled) and

Fig.3 eine graphische Darstellung des Verlaufs des Intensitätsverhältnisses in Abhängigkeit vom Partikeldurchmesser bei drei Streuwinkelpaaren.3 shows a graphic representation of the course of the Intensity ratio as a function of the particle diameter with three pairs of scattering angles.

Die in F i g. 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 vonein-The in F i g. 1 essentially consists of a recording head 1 and a radiation source, z. B. in the form of a laser 2, the light beam 7 on the measuring point 6, z. B. the outlet of a nozzle is directed. The laser beam 7 penetrates the recording head 1, which consists essentially of a cylindrical Housing is formed in the axis and is shielded there radially by a tube 12 arranged in the axis The tube 12 opens out on the inner surface of a biconvex lens 14, which the beam 7 on the measuring volume 6 focused. Within the receiving head 1, a plurality of annular diaphragms 13 are axially on the tube 12 arranged one behind the other, their distance from one another

ander 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 Jr1. An 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.other increases from the lens 14 to the opposite end of the recording head 1. Each annular diaphragm 13 has several, in the embodiment shown, 4 annular gaps 15 with a mean radius r and a gap width Jr 1 . At the annular diaphragm 13 closest to the radiation source 2, which closes the cylindrical housing of the recording head 1 at the rear, the annular gaps 15 are covered with light guides 4 which are connected to photomultipliers 3.

Das an einem Partikel im Meßvolumen 6 nach rückwärts reflektierte Streulicht 5 fällt zum Teil auf die Linse 14, wird von dieser parallelgerichtet 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 θ\, θι, θ% und θ«, passieren. Der Streuwinkel errechnet sich dabei aus der Gleichung r, = f ■ tan Θ* wobei / die Brennweite der Linse 14 ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird also das Streulicht eines Partikels simultan unter vier Streuwinkeln aufgenommen und dessen Intensität von den Photomultipliern 3, die um die Strahlungsquelle 2 herum angeordnet sind, gemessen.The scattered light 5 reflected backwards by a particle in the measuring volume 6 falls partly on the lens 14, is directed parallel by the latter and guided into the recording head 1. The annular diaphragms 13 arranged there one behind the other mask out most of the scattered light and finally only allow the scattered light to pass at four discrete scattering angles θ \, θι, θ% and θ «. The scattering angle is calculated from the equation r, = f · tan Θ * where / is the focal length of the lens 14. In the exemplary embodiment shown, the scattered light of a particle is recorded simultaneously at four scattering angles and its intensity is measured by the photomultipliers 3, which are arranged around the radiation source 2.

Aus Fig.3 ergibt sich die Wirkungsweise des Meßverfahrens. Hier sind übereinander drei Diagramme wiedergegeben, in denen jeweils das Intensitätsverhältnis in Abhängigkeit von der Partikelgröße für jeweils ein Streuwinkelpaar aufgetragen ist. Das obere Diagramm zeigt, daß sich z. B. für ein Intensitätsverhältnis von 0,85 aus den für die Streuwinkel 168° und 171° gemessenen Streulichtintensitäten insgesamt neun mögliche Partikelgrößen ergeben. Für das weitere Streuwinkelpaar 168°/177° entspricht der Verhältniswert 0,5 der gemessenen Streulichtintensitäten wiederum sechs möglichen Partikelgrößen, während für das Streuwinkelpaar 174°/187° bei einem Verhältniswert von 0,3 der hier gemessenen Streulichtintensitäten noch vier Partikelgrößen in Frage kommen. Für alle vier Messungen (168°, 171°, 174° und 177°) ergibt sich jedoch nur ein einziger koinzidierender Wert für die Partikelgröße 6,8 μπ\. 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 is plotted as a function of the particle size for one pair of scattering angles. The upper diagram shows that z. B. for an intensity ratio of 0.85 from the scattered light intensities measured for the scattering angles 168 ° and 171 ° result in a total of nine possible particle sizes. For the other scattering angle pair 168 ° / 177 °, the ratio of 0.5 of the measured scattered light intensities corresponds in turn to six possible particle sizes, while for the scattering angle pair 174 ° / 187 ° with a ratio of 0.3 of the scattered light intensities measured here, four particle sizes are still possible. For all four measurements (168 °, 171 °, 174 ° and 177 °), however, there is only one single coincident value for the particle size of 6.8 μπ \. This is then the size of the particle being measured.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

4545

5050

6060

6565

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. 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 Streuwinke' aufnehmenden Detektoren und einer Auswertungseinrichtung, die Intensitätsverhältnisse bei zwei oder mehr Streuwinkelpaaren bildet, den Verhältniswert mit dem errechneten Verlauf des Intensitätsverhältnisses 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 und ein zylindrisches Gehäuse (1) aufweist, das axial von einem den Strahl (7) abschirmenden und die Ringblenden (13) axial durchgreifenden Rohr (12) durchsetzt und an seinem dem Meßvolumen (6) zugekehrten Ende von einer den Strahl (7) auf das Meßvolumen (6) fokussierenden und die reflektierte Streustrahlung parallel richtenden Linse (14) abgeschlossen ist, wobei die Detektoren (3, 4) der der Strahlenquelle nächstliegenden Ringblende zugeordnet sind.1. Device for determining the size and / or distribution of particles contained in a fluid, consisting of a source with parallel emission, e.g. B. a laser, a lens, in whose Focus the measuring volume is arranged, a parallel directing the scattered radiation from the measuring volume Lens, several concentric ring apertures arranged behind it, the ring gaps of the last one Ring diaphragm associated with the radiation intensity at the corresponding scattering angle 'receiving Detectors and an evaluation device, the intensity ratios at two or more Forms scattering angle pairs, the ratio value with the calculated course of the intensity ratio depending on the particle size and compares the coincidence value of the particle size for all scattering angle pairs, characterized in that that the device absorbs the scattered radiation (5) reflected by the measuring volume (6) in the direction of the radiation source (2) and a cylindrical one Has housing (1) which is axially shielded by a beam (7) and the annular diaphragms (13) axially penetrating tube (12) and at its end facing the measuring volume (6) one of the beam (7) focusing on the measuring volume (6) and the reflected scattered radiation parallel lens (14) is completed, the detectors (3, 4) of the radiation source closest annular diaphragm are assigned. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (1) an seinem der Strahlenquelle (2) zugekehrten Ende von der letzten Ringblende (13) abgeschlossen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that that the cylindrical housing (1) at its end facing the radiation source (2) from the last ring diaphragm (13) is completed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) wenigstens vier Ringblenden (13) mit mindestens jeweils drei Ringspalten (15) hintereinander angeordnet sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the housing (1) at least four annular diaphragms (13) each with at least three annular gaps (15) are arranged one behind the other. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringblenden (13) von der Linse (14) aus mit zunehmendem Abstand voneinander angeordnet sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the annular diaphragms (13) are arranged from the lens (14) with increasing distance from one another. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte (15) der der Strahlenquelle (2) nächstliegenden Ringblende (13) über optische Lichtleiter (4) mit den Detektoren (3) verbunden sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the annular gaps (15) of the the radiation source (2) closest annular diaphragm (13) via optical light guides (4) to the detectors (3) are connected. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (3) um die Lichtquelle (2) angeordnet sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the detectors (3) around the light source (2) are arranged. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (14) an dem zylindrischen Gehäuse (1) auswechselbar angebracht ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lens (14) on the cylindrical housing (1) is attached replaceably.
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