DE102004047417B4 - Macromolecular and aerosol diagnostics in gaseous and liquid environments - Google Patents
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Abstract
Messanordnung, insbesondere zur Bestimmung der Dichte, der Größe, der Größenverteilung, der dielektrischen, absorbierenden und optischen Materialeigenschaften von Streukörpern in gasförmigen und flüssigen Medien und insbesondere zur Bestimmung des Partikel- und Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, bei der elektromagnetische Wellen eine Prozesskammer (5) zur Messwertaufnahme durchlaufen, wobei sich die elektromagnetischen Wellen aus in die Prozesskammer (5) eingekoppelten elektromagnetischen Wellen (6), durch die Prozesskammer (5) durchgehenden elektromagnetischen Wellen (7) und in der Prozesskammer (5) gestreuten elektromagnetischen Wellen (8) zusammensetzen, wobei die Prozesskammer (5) eine Einkopplungs- (1) und wenigstens eine Streustation (4) aufweist, wobei die Einkopplungsstation (1) mit Bauelementen zur Einkopplung ausgestattet ist und die Streustationen (4), in die die gestreuten elektromagnetischen Wellen (8) gelangen, mit Bauelementen zur Intensitätsmessung und/oder Intensitätsmodulation und/oder Intensitätsmodulationsmessung und/oder zur Analyse von Polarisationszuständen und des Polarisations- und Depolarisationsgrades und/oder mit Bauelementen (45) zur Abbildung der elektromagnetischen Welle (8) auf Bauelemente (50) zur Intensitätsmessung ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die...Measuring arrangement, in particular for the determination of the density, the size, the size distribution, the dielectric, absorbent and optical material properties of scattering bodies in gaseous and liquid Media and in particular for the determination of the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in the electromagnetic waves, a process chamber (5) for measuring value recording go through, with the electromagnetic waves from in the Process chamber (5) coupled electromagnetic waves (6), by the process chamber (5) continuous electromagnetic waves (7) and in the process chamber (5) scattered electromagnetic Shafts (8), the process chamber (5) having a coupling-in (1) and at least one scattering station (4), wherein the coupling station (1) is equipped with components for coupling and the scatter stations (4) into which the scattered electromagnetic waves (8) enter, with components for intensity measurement and / or intensity modulation and / or intensity modulation measurement and / or for analyzing polarization states and the polarization and Depolarisationsgrades and / or with components (45) for imaging the electromagnetic wave (8) on components (50) for measuring the intensity equipped, characterized in that the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung, insbesondere zur Bestimmung der Dichte, der Größe, der Größenverteilung, der dielektrischen, absorbierenden und optischen Materialeigenschaften von Streukörpern in gasförmigen und flüssigen Medien und insbesondere der Bestimmung des Partikel und Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, bei der elektromagnetische Wellen eine Prozesskammer zur Messwertaufnahme durchlaufen, wobei sich die elektromagnetischen Wellen aus in die Prozesskammer eingekoppelten elektromagnetischen Wellen, durch die Prozesskammer durchgehenden elektromagnetischen Wellen und in der Prozesskammer gestreuten elektromagnetischen Wellen zusammensetzen.The The invention relates to a measuring arrangement, in particular for determination the density, the size, the Size distribution, dielectric, absorbing and optical material properties of scattering bodies in gaseous form and liquid Media and in particular the determination of the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in the case of electromagnetic waves, a process chamber for recording measured values go through, with the electromagnetic waves from in the Process chamber coupled electromagnetic waves through which Process chamber through electromagnetic waves and in the Compound process chamber scattered electromagnetic waves.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung von elektromagnetischen Wellen, insbesondere zur Bestimmung der Dichte, der Größe, der Größenverteilung, der dielektrischen, absorbierenden und optischen Materialeigenschaften von Streukörpern in gasförmigen und flüssigen Medien und insbesondere der Bestimmung des Partikel und Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, bei dem insbesondere elektrooptische-, akustooptische- und magnetooptische Bauelemente mit rotierenden und nicht-rotierenden optischen Bauelementen in Verbindung gebracht werden und elektromagnetischen Wellen in eine Prozesskammer eingekoppelt und in der Prozesskammer gestreut und durchgelassen werden.Further The invention relates to a method for measuring electromagnetic Waves, in particular for determining the density, the size, the size distribution, dielectric, absorbing and optical material properties of scattering bodies in gaseous form and liquid Media and in particular the determination of the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in particular electro-optical, acousto-optic and magneto-optical Components with rotating and non-rotating optical components be associated with and electromagnetic waves in a process chamber coupled and scattered in the process chamber and let it through.
Bei zahlreichen optischen Messwertaufnahmen an Systemen werden elektrooptische-, akustooptische-, magnetooptische und rotierende und nicht rotierende optische Bauelemente zur kontinuierlichen Veränderung der Polarisationseigenschaften des Lichts und/oder zur Modulation der durchgehenden Lichtintensität eingesetzt. Für die Bestimmung des Polarisationszustandes von elektromagnetischen Wellen werden elektrooptische-, akustooptische und rotierende optische Bauelemente verwendet. Aus der Bestimmung des Polarisationszustandes von an Partikeln gestreuten elektromagnetischen Wellen ist unter anderem die Partikelgröße berechenbar. In Kombination mit der Veränderung der Eingangspolarisation einer elektromagnetischen Welle durch einen Polarisator ist aus der Messung des Polarisationszustandes der gestreuten elektromagnetischen Welle u.a. die Partikelgrößenverteilung bestimmbar. Die Messung der optischen Materialeigenschaften erfolgt u.a. unter Verwendung von mehreren Wellenlängen. Des Weiteren ist es bei zahlreichen optischen Messwertaufnahmen notwendig, dass die eingeführten, elektromagnetischen Wellen insbesondere bei industriellen Anwendungen durch einen großen Beobachtungsraum geleitet werden, wobei die eingeführten elektromagnetischen Wellen ein gegebenenfalls großes Messvolumen einnehmen und zwischen Messobjekten und Messwertaufnahme ein großer räumlicher Abstand besteht. Darüber hinaus ist es bei zahlreichen optischen Messwertaufnahmen notwendig, die absolute Intensität des Messsignals zu bestimmen, aus der insbesondere auf die Dichte von Streukörpern geschlossen werden kann.at numerous optical measurements on systems become electro-optical, acousto-optic, magneto-optical and rotating and non-rotating optical components for continuously changing the polarization properties of the Light and / or used to modulate the transmitted light intensity. For the Determination of the polarization state of electromagnetic waves be electro-optical, acousto-optical and rotating optical Components used. From the determination of the polarization state of particles scattered electromagnetic waves is under the particle size can be calculated. In combination with the change the input polarization of an electromagnetic wave by a Polarizer is from the measurement of the polarization state of the scattered electromagnetic wave u.a. the particle size distribution determinable. The Measurement of the optical material properties takes place i.a. under use of several wavelengths. Furthermore, it is with numerous optical measurements necessary that the imported, electromagnetic waves, especially in industrial applications a big Observation space are passed, with the introduced electromagnetic waves an optionally large one Take measuring volume and between measuring objects and measured value recording a large spatial Distance exists. About that In addition, it is necessary with numerous optical measurements, the absolute intensity of the measurement signal, in particular on the density of scattering bodies can be closed.
Es erweist sich als Nachteil, dass die Bestimmung der Partikelgröße, der Partikelgrößenverteilung, der Partikelform, der partikelspezifischen Absorptionseigenschaften, der optischen Materialkonstanten und der Streukörperdichte nicht aufgrund der Messung der Intensität, des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades der seitlich von den Streukörpern gestreuten elektromagnetischen Wellen erfolgt, da insbesondere bei der Messung der seitlich gestreuten elektromagnetischen Wellen aufgrund des verbesserten Signal-Untergrund-Verhältnisses auch kleine Streukörperanzahlen untersucht werden können. Zudem sind derartige Messungen der aufgeführten Partikelkenngrößen bisher mit dem Nachteil behaftet, dass nicht zugleich eine Modulation der eingekoppelten und/oder der gemessenen Intensitäten und/oder der Polarisationszustände erfolgt. Die Messung der eingekoppelten und/oder der gemessenen Intensitäten und/oder der modulierten Polarisationszustände ermöglicht insbesondere eine von den absoluten Intensitäten unabhängige Bestimmung der aufgeführten Partikelkenngrößen.It proves to be a disadvantage that the determination of the particle size, the Particle size distribution, the particle shape, the particle-specific absorption properties, the optical material constant and the scattering body density not due to the measurement the intensity, the polarization state and the polarization and depolarization of the laterally from the scattering bodies scattered electromagnetic waves occurs, especially in the Measurement of the laterally scattered electromagnetic waves due the improved signal-to-background ratio also small numbers of scatterers can be examined. In addition, such measurements of the listed particle parameters so far with the disadvantage that not at the same time a modulation of coupled and / or the measured intensities and / or the polarization states takes place. The measurement of the coupled and / or the measured intensities and / or the modulated polarization states allows in particular a determination independent of the absolute intensities the listed Particle characteristics.
Des weiteren erweist es sich als Nachteil, dass keine Vorrichtungen zur Integration von Messsystem vorgesehen sind, welche es ermöglichen zusätzlich insitu auch die Partikelgeschwindigkeit zu bestimmen. Die Integration einer Messtechnik zur Bestimmung der Partikelgeschwindigkeit innerhalb eines Messsystems zur Bestimmung der aufgeführten Partikelkenngrößen beinhaltet insbesondere ein Platz und Kosten Verminderung, da hierbei insbesondere die elektromagnetischen Welle von der gleichen Quelle über die selben Eintrittsfenster in die Prozesskammer eingebracht werden können.Of Further, it proves to be a disadvantage that no devices are provided for the integration of measuring system, which make it possible additionally initu also to determine the particle velocity. The integration a measuring technique for the determination of the particle velocity within a Measuring system for determining the listed particle characteristics includes especially a place and cost reduction, as this particular the electromagnetic wave from the same source over the the same entrance window are introduced into the process chamber can.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung der oben genannten Art zur Verfügung zu stellen, die in gasförmigen und flüssigen Medien insbesondere die lokale und mittlere Partikeldichte, die räumliche Partikeldichteverteilung, die jeweiligen Dichteanteile und den Aerosolanteil eines Streukörpergemisches, die Größe, die Größenverteilung, die Form, die spezifischen Absorptionseigenschaften und die optischen Materialkonstanten von Partikeln und Makromolekülen in situ bestimmt und die äußere räumliche Struktur der Streukörper in situ ermittelt und zuzüglich Vorrichtungen vorgesehen sind, die eine Einbeziehung von Messsystemen gewährleisten, welche insbesondere im gleichen Messvolumen wie die Streukörperdiagnostik eine Ermittlung der Streukörpergeschwindigkeit ermöglichen.On this basis, the invention has the object to provide a measuring device of the type mentioned above, in gaseous and liquid media in particular the local and average particle density, the spatial particle density distribution, the respective density components and the aerosol portion of a scattering body mixture, the size Size distribution, the shape, the specific absorption properties and the optical material constants of particles and macromolecules determined in situ and the external spatial structure of the scattering bodies determined in situ and are provided in addition to devices that include Measuring systems ensure that, in particular in the same measuring volume as the scattering body diagnostics allow determination of the scattering body speed.
Bei der Messvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Prozesskammer eine Einkopplungs- und wenigstens eine Streustation aufweist, wobei die Einkopplungsstation mit Bauelementen zur Einkopplung von elektromagnetischen Wellen in die Prozesskammer ausgestattet ist, und die Streustationen, in die die gestreuten elektromagnetischen Wellen gelangen, mit Bauelementen zu deren Intensitätsmessung und/oder Intensitätsmodulation und/oder Intensitätsmodulationsmessung und/oder zur Analyse der Polarisationszuständen und Polarisations- und Depolarisationsgrade, ausgestattet sind, wobei die Einkopplungsstation ggf. zusätzlich mit Bauelementen zur Strahlaufteilung und Strahlumlenkung von elektromagnetischen Wellen versehen ist, welche es ermöglichen einen Teilstrahl in den Außenraum umzulenken und/oder Teilstrahlen zu erzeugen, welche unter insbesondere verschiedene Eintrittswinkel in den Prozessraum derart eingekoppelt werden, so dass diese Teilstrahlen insbesondere einen gemeinsamen Schnittpunkt innerhalb des Prozessraumes aufweisen.at the measuring device of the type mentioned is doing this task according to the invention thereby solved, the process chamber has a coupling-in station and at least one scattering station , wherein the coupling station with components for coupling equipped by electromagnetic waves in the process chamber is, and the scattering stations, in which the scattered electromagnetic waves arrive with components for their intensity measurement and / or intensity modulation and / or Intensity modulation measurement and / or for analysis of polarization states and polarization and Depolarisationsgrade, equipped, the coupling station if necessary in addition with Components for beam splitting and beam deflection of electromagnetic Waves is provided, which allow a partial beam in the outside space to deflect and / or to generate partial beams, which in particular different entry angles coupled into the process room in such a way so that these sub-beams in particular a common Have intersection point within the process space.
Aus der Messung der resultierenden, modulierten Intensitäten und Polarisationszuständen wird insbesondere die lokale und mittlere Streukörperdichte, die Größe, die Größenverteilung, die Form, die spezifischen Absorptionseigenschaften und die optischen Materialkonstanten von Partikeln und Makromolekülen, der jeweiligen Polarisations- und Depolarisationsgrade der elektromagnetischen Wellen und u.a. der Aerosolanteile in einem Streukörpergemisch bestimmt.Out the measurement of the resulting, modulated intensities and polarization states In particular, the local and average scattering density, the size, the Size distribution, the shape, the specific absorption properties and the optical properties Material constants of particles and macromolecules, the respective polarization and depolarization degrees of the electromagnetic waves, and the like. the aerosol proportions determined in a scattering body mixture.
Aus
der
Hiervon ausgehend weist die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch eine Einkopplungsstation mit zusätzlichen Polarisatoren und Verzögerungsplatten auf. Dies ermöglicht die eindeutige Festlegung und freie Wählbarkeit der Eingangspolarisation der elektromagnetischen Wellen.Of these, However, the device according to the invention has a Coupling station with additional Polarizers and retardation plates on. this makes possible the clear definition and free selectability of the input polarization of electromagnetic waves.
Aus
der
Eine Intensitäts- oder Polarisationsmodulation der eingekoppelten elektromagnetischen Wellen ist den beiden genannten Druckschriften ebenfalls nicht zu entnehmen.A intensity or polarization modulation of the coupled electromagnetic Waves is the two cited documents also not remove.
Der ggf. zusätzlich aus der Einkopplungsstation in den Außenraum umgelenkte Teilstrahl der elektromagnetischen Welle kann anderen Messsystemen als zur Prozessraumwelle kohärente elektromagnetische Welle zur Verfügung gestellt werden. Die ggf. in den Prozessraum unter unterschiedlichen Winkeln eingebrachten zueinander kohärenten Teilstrahlen überlagern sich und interferieren im Prozessraum. Die Veränderung der räumlichen Interferenz, der sich überlagernden Teilstrahlen, aufgrund der Streukörperbewegung durch dieses Interferenzvolumen, ist ein Maß für die Streukörpergeschwindigkeit. Insbesondere durch die Wahl, dass die optischen Achse der Streustation durch dieses Interferenzvolumen gelegt wird, ist bei annähernd gleicher Signalintensität zugleich die Bestimmung der Partikelkenngrößen, wie auch die Bestimmung der Partikelgeschwindigkeit, möglich.Of the if necessary in addition from the coupling station in the outer space deflected partial beam The electromagnetic wave can be used by other measuring systems than the Process space wave coherent electromagnetic wave can be provided. The possibly introduced into the process space at different angles coherent to each other Overlay partial beams themselves and interfere in the process space. The change of spatial Interference, overlapping Partial beams, due to the scattering body movement through this interference volume, is a measure of the scattering body speed. In particular, by the choice that the optical axis of the scattering station is set by this interference volume is at approximately the same signal intensity at the same time the determination of the particle characteristics, as well as the determination the particle velocity, possible.
Es ist von Vorteil, dass der Prozesskammer zusätzlich eine an die Einkopplungsstation sich anschließende Modulationsstation aufweist, in die die eingekoppelten elektromagnetischen Wellen gelangen, wobei die Modulationsstation mit Bauelementen zur Intensitätsmodulation der elektromagnetischen Wellen und/oder Polarisationsmodulation und/oder Intensitätsmodulationsmessung versehen ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass über eine Modulation insbesondere die Bestimmung der räumlichen Streukörperdichtedichteverteilung, der lokalen und mittleren Streukörperdichte, des Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, eine weitgehende und genauere Bestimmung des Aerosolanteiles, der Partikelgröße, der Partikelgrößenverteilung, der Partikelform, der partikelspezifischen Absorptionseigenschaften und der optischen Materialeigenschaften gewährleistet ist. Des Weiteren ergibt sich dadurch die Verwendung von unterschiedlichen Modulationsfrequenzen die Möglichkeit, bei der Messwertaufnahme die Intensitäts- und/oder Polarisationsmodulationen über eine Fourieranalyse von einander zu unterscheiden.It is advantageous that the process chamber in addition to the coupling station subsequent Modulation station, in which the coupled electromagnetic Waves arrive, the modulation station with components for intensity modulation electromagnetic waves and / or polarization modulation and / or intensity modulation measurement is provided. In this way it is guaranteed that over one Modulation, in particular the determination of the spatial scatter density density distribution, the local and middle scattering density, the Aerosol content in a scattering body mixture, an extensive and more accurate determination of the aerosol content, the Particle size, the Particle size distribution, the particle shape, the particle-specific absorption properties and the optical material properties is guaranteed. Furthermore this results in the use of different modulation frequencies the possibility, in the measured value recording, the intensity and / or polarization modulations via a To distinguish Fourier analysis from each other.
Auch kann die Prozesskammer zusätzlich eine Messstation aufweisen, in die die durchgehenden elektromagnetischen Wellen gelangen, wobei die Messstation mit Bauelementen zur Intensitätsmodulation und/oder Intensitätsmessung und/oder Intensitätsmodulationsmessung und/oder zur Analyse von Polarisationszuständen und Polarisations- und Depolarisationsgrade der elektromagnetischen Welle, ausgestattet ist. Dadurch ist insbesondere eine weitergehende und genauere Bestimmung der Streukörperdichte möglich.In addition, the process chamber may additionally have a measuring station into which the pass reach the electromagnetic waves, wherein the measuring station with components for intensity modulation and / or intensity measurement and / or intensity modulation measurement and / or analysis of polarization states and polarization and Depolarisationsgrade the electromagnetic wave is equipped. As a result, a further and more accurate determination of the scattering body density is possible in particular.
Zur genauen Bestimmung der Intensität, des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades der elektromagnetischen Wellen ist es sinnvoll, wellenlängenabhängig zu messen. Aus diesem Grunde sieht Anspruch 4 vor, dass die eingekoppelten elektromagnetischen Wellen, die durchgehenden elektromagnetische Wellen und die gestreuten elektromagnetischen Wellen mehrere Wellenlängen und/oder insbesondere Weißlicht aufweisen.to accurate determination of intensity, the polarization state and the polarization and Depolarisationsgrades The electromagnetic waves, it makes sense, depending on the wavelength measure up. For this reason, claim 4 provides that the coupled electromagnetic waves, the continuous electromagnetic Waves and the scattered electromagnetic waves multiple wavelengths and / or especially white light exhibit.
Vorteilhafterweise weisen die Intensitätsmodulationsbauelemente, Polarisationsmodulationsbauelemente und die Intensitätsmodulationsmessbauelemente in der Modulations-, Streu- und Messstation ganzzahlige vielfache Modulationsfrequenzen auf. Dadurch ist es u.a. möglich, bei der Messwertaufnahme über eine Fourieranalyse die Modulationsarten zu unterscheiden.advantageously, have the intensity modulation devices, Polarization modulation devices and the intensity modulation measurement devices in the modulation, scattering and measuring station integer multiple Modulation frequencies on. Thereby it is u.a. possible, during the measured value recording via a Fourier analysis to differentiate the types of modulation.
Zweckmäßigerweise sind an die Prozesskammer die Einkopplungs-, Modulations-, Mess- und Streustation angeflanscht. Dadurch wird erreicht, dass auch bei Positionsänderungen der Prozesskammer die Positionen der Einkopplungs-, Modulations-, Mess- und Streustationen beibehalten werden.Conveniently, are the injection, modulation, measuring and spreading station flanged. This will accomplish that as well at position changes the process chamber the positions of the launching, modulation, Measurement and scattering stations are maintained.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Prozesskammer mehr als eine Streustation aufweist. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass durch Messung der Intensität, des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades der von den Streukörpern seitlich gestreuten elektromagnetischen Wellen an verschiedenen Streustationen insbesondere die räumliche Verteilung und die Größenverteilung der Streukörper und die Veränderung der Intensität und der Polarisationseigenschaften der eingebrachten elektromagnetischen Wellen entlang ihrer Ausbreitungsrichtung festgestellt werden, die insbesondere die Berücksichtigung der Mehrfachstreuung der Streukörper bei der Signalauswertung ermöglichen.A advantageous embodiment of the invention provides that the process chamber has more than one scattering station. This reflects the fact that by measuring the intensity, the polarization state and the polarization and Depolarisationsgrades the side of the scattering bodies scattered electromagnetic waves at different scattering stations especially the spatial Distribution and size distribution the scattering body and the change the intensity and the polarization properties of the introduced electromagnetic Waves are detected along their propagation direction, the in particular the consideration the multiple scattering of the scattering bodies enable signal evaluation.
Es ist von Vorteil, dass die Einkopplungs-, Modulations-, Mess- und Streustationen Behälter sind. Behälter bieten den Vorteil, dass sie an verschiedene Prozesskammern angeflanscht werden können.It is advantageous that the coupling, modulation, measurement and Scattering containers are. container have the advantage that they are flanged to different process chambers can be.
Vorteilhafterweise liegt ein Intensitätsmessbauelement in der Einkopplungsstation in Form einer Photodiode vor. Photodioden haben sich als leistungsfähige Instrumentarien bei der Intensitätsmessung erwiesen.advantageously, is an intensity measuring device in the coupling station in the form of a photodiode. photodiodes have proved to be powerful Instrumentation in the intensity measurement proven.
Es ist von Vorteil, dass die Einkopplungsstation mit Polarisatoren und Verzögerungsplatten versehen ist. Die Polarisatoren legen einen definierten Polarisationszustand der elektromagnetischen Wellen fest. Die Kombination aus Verzögerungsplatten ermöglicht insbesondere die Maximierung der Eingangsintensität der elektromagnetischen Wellen.It is advantageous that the coupling station with polarizers and retardation plates is provided. The polarizers set a defined polarization state of electromagnetic waves. The combination of retarder plates allows in particular maximizing the input intensity of the electromagnetic waves.
Zweckmäßigerweise liegen die Intensitätsmodulationsbauelemente in der Modulationsstation in Form von elektrooptischen-, akustooptischen- und magnetooptischen Bauelementen, rotierenden Polarisatoren und rotierenden Verzögerungsplatten vor, wobei diese Bauelemente insbesondere mit einem ruhenden Polarisator kombiniert sind. Auf diese Weise wird insbesondere eine Intensitätsmodulation unter Beibehaltung der Eingangspolarisation ermöglicht.Conveniently, are the intensity modulation components in the modulation station in the form of electrooptical, acoustooptic and magnetooptical devices, rotating polarizers and rotating retarder plates before, these components in particular with a stationary polarizer combined. In this way, in particular, an intensity modulation while maintaining the input polarization allows.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Polarisationsmodulationsbauelemente in der Modulationsstation in Form von elektrooptischen-, akustooptischen- und/oder magnetooptischen Bauelementen und/oder rotierenden Verzögerungsplatten vorliegen, wobei insbesondere die Modulation der elektrooptischen und/oder magnetooptischen Bauelemente unabhängig von den rotierenden optischen Bauelementen, insbesondere Verzögerungsplatten, erfolgt. Auf diese Weise gelingt eine Modulation der Phasenverschiebung zwischen den parallelen und senkrechten Feldstärkeanteilen der elektromagnetischen Wellen sowie davon unabhängige eine Modulation der parallelen und senkrechten Feldstärkeanteile der elektromagnetischen Wellen.A Further advantageous embodiment of the invention provides that the polarization modulation devices in the modulation station in the form of electro-optical, acousto-optical and / or magneto-optical Components and / or rotating retardation plates are present, wherein in particular the modulation of the electro-optical and / or magneto-optical Components independent of the rotating optical components, in particular retardation plates, he follows. In this way, a modulation of the phase shift between the parallel and vertical field strength portions of the electromagnetic Waves as well as independent ones a modulation of the parallel and vertical field strength components the electromagnetic waves.
Die Intensitätsmessbauelemente in der Messstation können in Form von Photodioden vorliegen. Photodioden eignen sich besonders, die modulierte Intensität der elektromagnetischen Wellen zu messen.The Intensity measuring devices in the measuring station in the form of photodiodes. Photodiodes are particularly suitable the modulated intensity to measure the electromagnetic waves.
Es ist von Vorteil, dass die Intensitätsmodulationsbauelemente in der Messstation in Gestalt von elektrooptischen-, akustooptischen- und/oder magnetooptischen Bauelementen vorliegen und/oder insbesondere rotierende Verzögerungsplatten, welche insbesondere mit ruhenden Polarisatoren kombiniert sind, enthalten. Dadurch ist gewährleistet, dass eine genaue Intensitätsmessung und Intensitätsmodulation erfolgen kann.It is advantageous in that the intensity modulation components in the measuring station in the form of electro-optical, acousto-optic and / or magneto-optical components and / or in particular rotating retardation plates, which are in particular combined with stationary polarizers, contain. This ensures that that's an accurate intensity measurement and intensity modulation can be done.
Vorteilhafterweise liegen die Intensitätsmodulationsbauelemente in der Streustation in Form von elektrooptischen-, akustooptischen- und/oder magnetooptischen Bauelementen vorliegen und/oder insbesondere rotierende Verzögerungsplatten, welche insbesondere mit ruhenden Polarisatoren kombiniert sind, enthalten. Dadurch ist beispielsweise eine genaue Intensitätsmodulation und die Messung der Intensität, des Polarisationszustandes, des Polarisations- und Depolarisationsgrades der elektromagnetischen Wellen möglich.Advantageously, the intensity modulation components are in the scattering station in the form of electro-optical, acousto-optical and / or magneto-optical components are present and / or in particular rotating retardation plates, which are in particular combined with stationary polarizers included. As a result, for example, an accurate intensity modulation and the measurement of the intensity, the polarization state, the polarization and depolarization of the electromagnetic waves is possible.
Anspruch 16 sieht vor, dass die Messanordnung Mittel aufweist, die eine Auswertung von ermittelten Messdaten auf der Grundlage eines kombinierten Intensitäts-, Dispersions- und Polarisationsquotienten-Verfahrens ermöglichen.claim 16 provides that the measuring arrangement has means that provide an evaluation determined measurement data on the basis of a combined intensity, dispersion and polarization quotient method.
Ein Computerprogramm gemäß Anspruch 17 stellt dabei ein Mittel dar, eine Auswertung vorzunehmen und darüber hinaus die Steuerung einer in der Messanordnung stattfindenden Messung vorzunehmen.One Computer program according to claim 17 provides a means of doing an evaluation and beyond the control of a measurement taking place in the measuring arrangement make.
Ein Verfahren zur Messung von elektromagnetischen Wellen, insbesondere zur Bestimmung der Dichte, der Größe, der Größenverteilung, der dielektrischen, absorbierenden und optischen Materialeigenschaften von Streukörpern in gasförmigen und flüssigen Medien und insbesondere der Bestimmung des Partikel und Aerosolanteils in einem Streukörpergemisch, bei denen insbesondere elektrooptische-, akustooptische- und magnetooptische Bauelemente mit rotierenden und nichtrotierenden optischen Bauelementen, insbesondere mit Polarisatoren, Verzögerungsplatten und Linsen, in Verbindung gebracht werden und elektromagnetische Wellen in eine Prozesskammer eingekoppelt und in der Prozesskammer gestreut und durchgelassen werden, ist Gegenstand von Anspruch 18, wonach während der Messung insbesondere eine Modulation und Nichtmodulation der Intensitäten und/oder der sich einstellenden Polarisationszustände der elektromagnetischen Wellen eingeleitet werden und eine Messwertaufnahme der Intensität, Intensitätsmodulation und der Polarisationsmodulation, der Polarisations- und Depolarisationsgrade und/oder der Polarisationszustände erfolgt.One Method for measuring electromagnetic waves, in particular for determining the density, the size, the size distribution, the dielectric, absorbent and optical material properties of scattering bodies in gaseous and liquid Media and in particular the determination of the particle and aerosol content in a scattering body mixture, in which in particular electro-optical, acousto-optic and magneto-optical Components with rotating and nonrotating optical components, in particular with polarizers, retardation plates and lenses, be connected and electromagnetic waves in one Process chamber coupled and scattered in the process chamber and is permissible, is the subject of claim 18, wherein during the Measurement in particular a modulation and non-modulation of the intensities and / or the resulting polarization states of the electromagnetic waves be initiated and a measured value recording of the intensity, intensity modulation and polarization modulation, polarization and depolarization levels and / or polarization states.
Gemäß Anspruch 19 wird die Unterscheidung zwischen Intensitätsmodulation und Polarisationsmodulation und die Bestimmung des Polarisationszustandes und des Polarisations- und Depolarisationsgrades mittels Fourieranalyse vorgenommen.According to claim 19 becomes the distinction between intensity modulation and polarization modulation and the determination of the polarization state and the polarization and Depolarisationsgrades made by Fourier analysis.
Es ist sinnvoll, dass die Messposition auch bei Positionsänderungen der Prozesskammer beibehalten wird. Daher sieht Anspruch 20 vor, dass die Einkopplungsstation, die Modulationsstation, die Messstation und die Streustation an die Prozesskammer angeflanscht werden.It It makes sense that the measuring position also in position changes the process chamber is maintained. Therefore, claim 20 provides that the coupling station, the modulation station, the measuring station and the scattering station to be flanged to the process chamber.
Gemäß Anspruch 21 werden für die Einkopplungsstation, Modulationsstation, Messstation und Streustation Behälter eingesetzt.According to claim 21 will be for the coupling station, modulation station, measuring station and scattering station container used.
Es ist durchaus möglich, dass mehrere Streuzustände gemessen werden. Anspruch 22 sieht daher vor, daß mindestens eine Streustation eingesetzt wird.It is quite possible that several scattering states be measured. Claim 22 therefore provides that at least one scattering station is used.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be explained below with reference to the figures. It demonstrate:
Claims (21)
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