[发明专利]光学颗粒传感器模块

说明书

本发明描述一种激光传感器模块。所述激光传感器模块包括：适用于发射第一测量光束(111')的至少第一激光器(111)和适用于发射第二测量光束(112')的至少第二激光器(112)；光学装置(150)，其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，所述参考速度在包括所述参考速度的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；至少第一检测器(121)，其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)，其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、所述颗粒的至少第一数量和所述颗粒的至少第二数量来确定。本发明还涉及一种颗粒密度检测的方法和一种相应的计算机程序产品。本发明还涉及一种包括这样的激光传感器模块(100)的移动通信装置(190)。

技术领域

本发明涉及一种使用干涉或替代地使用自混合干涉用以颗粒密度检测的激光传感器模块，一种颗粒密度检测相关的方法和一种相应的计算机程序产品。本发明还涉及一种包括这种激光传感器模块的移动通信装置。

背景技术

DE 10 2015 207 289 A1公开一种具有光学发射器装置的颗粒传感器装置，该光学发射器装置配置用于发射光辐射，使得具有在其中可能存在至少一个颗粒的区域至少部分地是可照射的；一种光学检测器装置，其具有被在至少一个颗粒处散射的光辐射的至少一部分所撞击的至少一个检测表面，关于撞击至少一个检测表面的光辐射的强度和/或强度分布的至少一个信息信号是可显示的；以及一种分析处理装置，借助该分析处理装置可以辨识和显示关于颗粒的存在、颗粒的数量、颗粒密度和/或颗粒的至少一种特征的信息项，该颗粒传感器装置还包括至少一个透镜元件，所述至少一个透镜元件设置用于使得所发射的光辐射可聚焦到区域内的焦点区域上。颗粒传感器装置包括镜装置，该镜装置设置用于使焦点区域运动以抑制风速的影响。

US 9,354,315 B2公开一种装置，其包括：用于发射激光束(称为发射光束)的发射元件；聚焦元件，其用于将所发射的光束聚焦在预定的焦距处；接收元件，其用于在被空气中的颗粒反射后接收所发射的光束(称为反射光束)；发送元件，其用于将发射光束与反射光束之间发生的干涉信号发送到信号处理器以由此推断出颗粒的速度。发射元件包括激光二极管，并且接收元件通过自混合与激光二极管相结合。焦距在5cm与2m之间。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于颗粒密度检测的改进和简化的激光传感器模块。本发明由独立权利要求所定义。从属权利要求定义有利的实施方式。

根据第一方面，提出一种用于检测小颗粒(可以保持悬浮在空气中并随风扩散的固体或液体颗粒)的颗粒密度的激光传感器模块。颗粒尺寸通常小于20μm或甚至10μm。颗粒的特征例如可以是0.05μm与10μm之间、优选0.1μm与2.5μm之间的尺寸。激光传感器模块包括：