[发明专利]处理以激光诱导白炽光原理工作的颗粒传感器的信号的方法、处理信号的装置和颗粒传感器

说明书

本发明涉及一种装置(52)，该装置用于处理根据激光诱导白炽光的原理工作的颗粒传感器的输出信号(34)。该装置包括探测器(32)，该探测器提供表征检测的热辐射的输出信号(34)。提出，a.所述探测器(32)如此构造和设置，使得所述探测器提供包括多个脉冲(66)的输出信号(34)，b.所述装置(52)包括求和器(56)，所述输出信号(34)至少有时提供给所述求和器，并且所述求和器如此构造和设置，使得所述求和器对一个时间间隔内的所述输出信号(34)求和。

技术领域

本发明涉及根据并列权利要求的前序部分的一种用于处理根据激光诱导白炽光的原理工作的颗粒传感器的信号的方法、一种用于处理这种信号的装置以及一种颗粒传感器。

背景技术

激光诱导白炽光(“LII”)的原理长期以来已经已知用于探测在气体、例如空气中的纳米颗粒，并且例如还大量用于表征实验室中的“以玻璃制成的”发动机中的燃烧过程，或者用于实验室环境中的废气表征。在此，借助激光器将颗粒、例如烟灰颗粒加热到几千摄氏度，使得所述颗粒大量地发射热量辐射或者说热辐射。借助光探测器来测量颗粒的该热诱导的光辐射。在DE10 2017 207 402 A1中描述了用于机动车的、根据激光诱导白炽光的原理工作的光学烟灰颗粒传感器。

发明内容

本发明所基于的问题通过一种具有权利要求1的特征的方法以及一种具有并列权利要求的特征的装置和颗粒传感器来解决。在从属权利要求中说明有利的构型方案。

根据本发明的方法用于探测在流体、例如废气中的颗粒或者气溶胶。它在使用激光诱导白炽光的原理的情况下工作。在此，首先借助从激光器发出的并且优选以足够高的强度被聚束在光点(即具有在μm范围中的最小尺寸的体积区域)中的激光，通过部分地吸收该激光将颗粒加热到几千度。根据普朗克辐射定律，该热的颗粒发出特征热辐射(白炽光或者说热电子辐射)，该特征热辐射用作测量信号并且借助探测器来接收。

为此目的，例如使用布置在激光器的射束路径中的光学元件，该光学元件构造和设置用于，将从激光器发出的激光聚焦在非常小的光点中。当基于10¹³/m³的颗粒浓度时，在例如10μm的焦点直径的情况下可以认为，在给定的时刻总是只有一个颗粒飞越(durchfliegen)该光点(本征的单颗粒可探测性)。探测器如此设置和布置，使得该探测器探测从该光点发出的热辐射。成本有利的半导体激光二极管能够用作激光器。热辐射的探测例如能够借助多像素光子计数器(MPPC)或者硅光子倍增器(SiPM)进行。

根据本发明的方法包括如下步骤：

a.通过探测器提供输出信号，其中，该输出信号包括多个脉冲，

b.至少有时(zeitweise)：将输出信号提供给求和器，

c.通过求和器在一个时间间隔上对输出信号进行求和。

根据本发明的装置包括：

a.探测器如此构造和设置，使得该探测器提供包括多个脉冲的输出信号，

b.所述装置包括求和器，至少有时将输出信号提供给该求和器，并且该求和器如此构造和设置，使得该求和器在一个时间间隔上对输出信号进行求和。