[发明专利]用于校准颗粒传感器的方法、颗粒传感器以及具有颗粒传感器的设备

说明书

本发明涉及一种用于校准颗粒传感器(2)的方法，其包括：将光束、特别是激光束(8)指向、特别是聚焦到校准平面(KE)上以在校准平面(KE)中产生校准强度分布(10)、特别是校准焦点，其中，校准盘(1)布置在校准平面(KE)中，在所述校准盘上形成用于调制光束、特别是激光束(8)的强度(I)的对比区域(4)；使校准盘(1)和/或校准焦点(10)在校准平面(KE)中运动；检测光束、特别是激光束(8)在通过准平面(KE)之后的至少一个强度信号(Isubgt;T/subgt;；Isubgt;R/subgt;)；以及通过评估至少一个强度信号(Isubgt;T/subgt;；Isubgt;R/subgt;)来校准颗粒传感器(2)。本发明还涉及一种用于实施所述方法的颗粒传感器(2)以及一种具有至少一个所述颗粒传感器(2)的设备。

技术领域

本发明涉及一种用于校准颗粒传感器的方法、一种颗粒传感器以及一种具有至少一个所述颗粒传感器的设备。

背景技术

颗粒传感器用于表征颗粒，例如确定颗粒位置、颗粒速度、颗粒加速度、颗粒轨迹和/或颗粒尺寸。在许多领域中，例如在化学工业、制药工业或半导体工业中，表征颗粒是非常有意义的。

基于光学测量方法、特别是借助激光辐射的颗粒传感器广泛推广到空气纯度和液体纯度的监测。然而，一旦污染物积聚在激光束的光路中的表面上或者光束的参数或激光参数改变，就消极地影响所述颗粒传感器的精度。由此需要对系统进行复杂的重新校准，所述重新校准不能总是在现场使用中被实施。

在US 3,885,415中描述了一种用于自动校准用于测量颗粒速度的分析系统的校准设备。所述校准设备包括盘，所述盘在其表面上具有用于调制光强度的对比区域。使对比区域运动，以便模拟下述颗粒的运动，所述颗粒在分析系统的测量运行中被引入到测量单元中。为了校准分析系统，可以将盘或对比区域引入到分析系统的观测光束路径中。所述盘定义校准平面，所述校准平面布置下述面附近，在该面上产生颗粒图像。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种方法、一种颗粒传感器以及一种具有颗粒传感器的设备，其实现高度准确地校准颗粒传感器。

该任务通过一种用于校准颗粒传感器的方法来解决，所述方法包括：将光束、特别是激光束指向、特别是聚焦到校准平面上以在所述校准平面中产生校准强度分布、特别是校准焦点，其中，校准盘布置在校准平面中，在所述校准盘上形成用于调制光束、特别是激光束的强度的对比区域；使校准盘和/或校准强度分布在校准平面中运动；检测光束、特别是激光束在通过校准平面之后的至少一个强度信号；以及通过典型地在考虑对比区域的(已知的)特性的情况中评估至少一个强度信号来校准颗粒传感器。

在根据本发明的方法中，校准盘上的对比区域用于校准颗粒传感器，其中，对比区域具有已知的特性、例如已知的尺寸或已知的直径。对比区域用于模拟颗粒或形成校准颗粒，校准颗粒在校准运行中由颗粒传感器探测，并且在至少一个(光学)特性方面与校准盘上的对比区域的周围区域不同。例如对比区域的周围区域可以由校准盘的基底形成。光束或激光束可以至少部分地例如通过对比区域被散射、吸收、衍射或反射。对比区域的例如呈基底形式的周围区域与对比区域的光学特性尽可能地不同，并且可以例如(几乎完全)透射光束或激光束。例如，如果对比区域反射光束或激光束，而对比区域的周围区域吸收光束或激光束，则对比区域与周围区域之间也会出现显著差异。

校准利用了对比区域具有已知特性、例如已知的尺寸/面积或几何形状，以及关于吸收、反射率、散射行为等的已知光学特性。校准盘或校准平面中的校准强度分布的运动在校准中也被预定并且因此是已知的。因此，通过使校准盘或校准强度分布运动，可以使具有已知特性的校准颗粒沿着已知轨迹运动。因此，可以例如关于颗粒尺寸、颗粒材料、颗粒轨迹、颗粒速度、颗粒加速度等的测量参数来校准颗粒传感器。