[发明专利]光学颗粒传感器模块

权利要求书

1.一种用于检测小颗粒的颗粒密度的激光传感器模块(100)，所述小颗粒具有0.05μm与10μm之间的颗粒尺寸，所述激光传感器模块包括：

至少第一激光器(111)和至少第二激光器(112)，第一激光器适用于发射第一测量光束(111')，第二激光器适用于发射第二测量光束(112')；

光学装置(150)，所述光学装置设置用于至少将所述第一测量光束(111')聚焦到第一测量区(161)，所述光学装置还设置用于至少将所述第二测量光束(112')聚焦到第二测量区(162)，其中，所述光学装置的特征在于关于所述第一测量光束(111')的第一数值孔径和关于所述第二测量光束(112')的第二数值孔径，其中，所述第一数值孔径和所述第二数值孔径设置用以在参考速度下检测预定的最小颗粒尺寸，其中，所述参考速度在0.01m/s与7m/s之间的预定的速度范围内进行选择，其中，所述第一测量光束(111')和所述第二测量光束(112')相互围成10°和160°之间的角度φ；

至少第一检测器(121)，第一检测器适用于确定所述第一激光器(111)的第一激光器腔内的第一光波的第一自混合干涉信号；

至少第二检测器(122)，第二检测器适用于确定所述第二激光器(112)的第二激光器腔内的第二光波的第二自混合干涉信号；

分析处理装置(140)，其中，所述分析处理装置(140)适用于接收由至少第一检测器(121)和第二检测器(122)响应于所确定的自混合干涉信号而产生的检测信号，其中，所述分析处理装置(140)还适用于通过在预定的时间段内接收到的检测信号来确定由所述第一检测器(121)检测到的颗粒的至少第一平均速度和由所述第二检测器(122)检测到的颗粒的至少第二平均速度，其中，所述分析处理装置(140)还适用于基于由所述第一检测器(121)在预定的时间段内提供的检测信号来确定颗粒的至少第一数量并且基于由所述第二检测器(122)在预定的时间段内提供的检测信号来确定颗粒的至少第二数量，其中，所述分析处理装置(140)还适用于基于平均颗粒速度、颗粒的至少第一数量和颗粒的至少第二数量来确定颗粒密度，所述平均颗粒速度至少通过所述第一平均速度和所述第二平均速度来确定，

其中，颗粒密度为单位体积或单位面积内颗粒的平均数量。

2.根据权利要求1所述的激光传感器模块(100)，其中，所述第一测量光束(111')与参考表面(102)围成第一角度β1，其中，所述第二测量光束(112')与所述参考表面(102)围成第二角度β2，其中，所述第一测量光束在所述参考表面(102)上的投影(111”)和所述第二测量光束在所述参考表面(102)上的投影(112”)围成20°与160°之间的角度γ。

3.根据权利要求1或2所述的激光传感器模块(100)，其中，关于所述测量光束(111'，112')的所述第一数值孔径和所述第二数值孔径在0.01与0.06之间，其中，所检测到的颗粒的参考速度小于1m/s。

4.根据权利要求1或2所述的激光传感器模块(100)，其中，选择所述参考速度，使得在包括所述参考速度的所述预定的速度范围内的颗粒密度误差最小化是关于所述参考速度对称的。

5.根据权利要求1或2所述的激光传感器模块(100)，其中，所述分析处理装置(140)还适用于通过包括所述参考速度与所确定的平均颗粒速度之间的比率的立方根的因子来校正所确定的颗粒密度。

6.根据权利要求1或2所述的激光传感器模块(100)，其中，所述第一测量区(161)在所述第一测量光束(111')的方向上线性地延伸，其中，所述第二测量区(162)在所述第二测量光束(112')的方向上线性地延伸，其中，所述分析处理装置(140)适用于确定对于检测所述第一测量区(161)中的颗粒的第一相对可能性，其中，所述分析处理装置适用于确定对于检测所述第二测量区(162)中的颗粒的第二相对可能性，其中，所述分析处理装置(140)进一步适用于通过所述第一相对可能性和所述第二相对可能性来校正所确定的颗粒密度。