用于确定流体中的颗粒的尺寸的设备和方法_4

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3示出第二菲涅尔透镜的正视示意图,用于说明根据第一实施方式的第一透镜42的形状。
[0090]根据第一实施方式如此设计第二透镜42,使得第二透镜好像由第二菲涅尔透镜F2制成的一个偏心的环形的截取段。“偏心”在此理解为,第二透镜环42的圆形孔的旋转对称轴线相对于第二菲涅尔透镜F2的光学轴线0A2平行地错位。根据第一实施方式,第二菲涅尔透镜F2与第一菲涅尔透镜Fl结构相同,并且由此同样是围绕其光学轴线0A2旋转对称的。由此,偏心地截取的第二透镜环42基于所设计的菲涅尔结构T不是旋转对称的,因为其不具有旋转对称的表面。第二透镜环42的内半径r2小于第二透镜环的外半径R2,该外半径R2也同样小于第二菲涅尔透镜F2的半径。
[0091]图4示出第三菲涅尔透镜的正视示意图,用于说明根据第一实施方式的第三透镜43的形状。
[0092]根据第一实施方式,第三透镜环43成型为,好像其是由第三菲涅尔透镜F3制成的一个偏心的环形的截取段。第三菲涅尔透镜F3围绕其光学轴线0A3旋转对称并且与第一和第二菲涅尔透镜Fl、F2也是结构相同的。如果第二透镜环42根据其在第二菲涅尔透镜F2内的位置投影到第三菲涅尔透镜F3上,第三透镜环43内部的圆形孔的旋转对称轴线相对于第三菲涅尔透镜F3的光学轴线0A3平行地错位,并且还相对于第二透镜环42内部的圆形孔的旋转对称轴线S2平行地错位。
[0093]尤其根据第一实施方式,第二旋转对称轴线S2和第三旋转对称轴线S3相对于第二和第三菲涅尔透镜F2、F3的光学轴线0A2、0A3彼此朝相反的方向错移。假如光学轴线0A2、0A3例如在笛卡尔坐标系的原点上定位,则第二旋转对称轴线S2大约朝X负半轴平行错移,而第三旋转对称轴线S3朝X正半轴平行错移。
[0094]备选地也可以设想,第二和第三旋转轴线S2、S3与作为顶点的光学轴线0A2、0A3形成不同于180°的角度。特别有利的是,该角度在90°至270°之间、尤其在135°至225°之间。从菲涅尔透镜F2、F3的截取段的位置可以基于探测器室D内的光电探测器51、52的布置方式,因为除了菲涅尔结构T以外,第二和第三透镜环42、43的偏心性也共同决定了投射到相应透镜环42、43上的激光束以多大的程度被偏转。
[0095]根据第一实施方式,第三透镜环43内部的圆形孔的内半径r3小于第三透镜环43的外半径R3,该外半径R3还进一步小于第三菲涅尔透镜F3的半径。此外,第三透镜环43的外半径R3基本与第二透镜环42的内半径r2相同。
[0096]图5示出第二和第三透镜环42、43的正视示意图,用于说明其根据第一实施方式在设备中的布置方式。
[0097]图5示出,根据第一实施方式第二透镜环42对齐地围绕第三透镜环43。第三透镜环43则位于第二透镜环42的内部的圆形孔内。第二旋转对称轴向S2正好位于第三旋转对称轴线S3上。第一、第二和/或第三透镜环41、42、43也可以被设计为椭圆形。在前述说明书中,旋转对称轴线S2、S3适合地通过在第二和第三透镜环42、43内部的椭圆形孔的几何重心上的垂线替代。即便在椭圆形或蛋形的透镜环41、42、43中,第三透镜环43的外圆周也对齐地贴靠在第二透镜环42的内圆周上。固持装置16也仅需要稍稍的改动。
[0098]根据前面的图2、3、4、5说明了透镜环41、42、43的形状。尤其应理解的是,相应的透镜环41、42、43不必要实际中实体上从菲涅尔透镜F1、F2、F3上截取。取而代之的是,透镜环41、42、43可以有利地通过注塑工艺制造。
[0099]如果有两个或多个透镜环41、42、43相互固定连接,则他们可以在同一个注塑步骤中制造。尤其可以是图5所示的布置方式,其中,对齐地围绕第三透镜环43的第二透镜环42以单一的模具在单一的注塑步骤中制造。第二和第三透镜环42、43的区分在这种情况下则仅用于说明和理解,而不是实际中实体上的分离的部件。
[0100]图6示出菲涅尔透镜的正视示意图,用于说明根据本发明的第二实施方式的用于确定颗粒尺寸的设备的光学透镜系统。
[0101]第二实施方式是第一实施方式的变形方案并且与第一实施方式的区别基本在于透镜光学系统的结构设计。
[0102]根据第二实施方式,第一菲涅尔透镜Fl'具有矩形的、尤其正方形的外形。此外,在第一菲涅尔透镜Ff的两个相对于第一菲涅尔透镜FV的光学轴线OAf对角地相互对置的角部分别设计有孔BI。这些孔BI垂直于第一菲涅尔透镜Ff延伸,也就是平行于光学轴线OAl7 ο
[0103]如在第一实施方式中,第一透镜41如此设计,好像从第一菲涅尔透镜Ff上同中心地截去一个圆盘。由此第一透镜环也具有直角的、尤其四边形的外形和两个相对于截去的圆盘位于对角位置的孔BI。
[0104]此外根据第二实施方式,第二和第三透镜分别偏心地从菲涅尔透镜上截取,这些菲涅尔透镜与第一菲涅尔透镜Fl'结构相同,类似于如图3和图4所述的。由此,第二透镜也具有直角的、尤其四边形的外形和两个相对于截去的圆盘位于对角位置的孔BI。
[0105]第三透镜根据第二实施方式基板上与根据第一实施方式的第三透镜43相同,因为菲涅尔透镜的外形不影响第三透镜。
[0106]图7示出根据第二实施方式的用于确定颗粒尺寸的设备I的透镜光学系统5的激光吸收装置10的斜视示意图。
[0107]根据第二实施方式,构造在激光吸收装置10上的固持装置16'具有H形的截面,其通过两个T形侧面部段18沿垂直边的相互邻接而构成相应的“T"’型。固持装置16'沿着方向R可以移入设备I的其余部分,如图1所述的。在此,在相对置的壁Wl、W2内的正方形的缺口对齐地围绕T形侧面部段18。
[0108]在T形侧面部段18之间(相当于在H形横截面中的“H”的横边)设计有薄板P。在薄板P内具有圆形的开口 F,该孔的旋转对称轴线位于两个T形侧面部段之间的中心上。开口 F的旋转对称轴线优选同时也是圆柱形部段19的旋转对称轴线。两个固持臂17共面地布置,与薄板P是相同厚度的并且从开口 F的对置的边缘区段分别延伸至圆柱形部段19。
[0109]在薄板P的彼此对角的角部中设有孔B2,这些孔与第一菲涅尔透镜Ff中的孔BI的直径相同。在图7中,激光吸收装置的锥台形的加厚部11以及螺母形状的加宽部14出于简明原因没有示出。它们可以可选地设置。
[0110]根据第二实施方式,第三透镜被第二透镜围绕,如图5所示的根据第一实施方式的第二和第三透镜环42、43。第一透镜从垂直于薄板P的方向V朝薄板P贴靠,使得孔BI和B2分别地相互对齐贴靠。从反向于方向V的方向H,第二透镜和第三透镜贴靠在薄板P上,使得孔BI和B2分别相互对齐地贴靠。第一透镜、第二透镜和位于其间的薄板P通过对齐的贯穿的孔B1、B2、BI相互连接、例如螺栓连接。
[0111]图8示出根据本发明的另外的方面的用于确定流体中的颗粒的尺寸的方法的流程示意图。
[0112]在第一方法步骤SOl中,激光束22射入流体中。
[0113]在步骤S02中,在流体中的颗粒30上散射的激光束24借助透镜41至少部分转向到第二透镜42和/或第三透镜43ο “至少部分地”尤其理解为,不是所有在流体的颗粒30上散射的激光束20都必须射入第一透镜41。
[0114]在步骤S03中,从第一透镜41开始射入第二透镜42的激光束26借助第二透镜42基本上朝第一光电探测器51的方向转向。此外,在步骤S04中,从第一透镜41开始射入第三透镜43的激光束26'借助第三透镜43朝第二光电探测器52的方向被转向。
[0115]在步骤S05中,借助第一光电探测器51根据转到其上的激光束28产生第一测量信号。
[0116]在步骤S06中,借助第二光电探测器52根据转到其上的激光束28'产生第二测量信号。
[0117]所产生的测量信号在步骤S07中为了确定颗粒30的尺寸被分析,如上所述尤其参照图1进一步说明。
[0118]尽管本发明依据优选的实施例进行了说明,但是其不仅限于此,而是可修改为多种类型和方式。本发明尤其以各种方式被改变和修改,只要没有偏离本发明的核心。
[0119]例如
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