DE102006019138B4

DE102006019138B4 - Particle analyzer with magnification range

Info

Publication number: DE102006019138B4
Application number: DE102006019138.2A
Authority: DE
Inventors: Dr. Michel Bernhard; Eberhard Lange; Wolfgang Mutter
Original assignee: Fritsch GmbH
Current assignee: Fritsch GmbH
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2026-04-22
Also published as: DE102006019138A1

Abstract

Partikeluntersuchungsgerät, umfassend- eine Einrichtung (1) zur Erzeugung eines monochromatischen, konvergenten Untersuchungsstrahlenbündels (21) entlang einer optischen Achse;- eine Messzelle (3) zur Aufnahme von Probematerial, die im konvergenten Untersuchungsstrahlenbündel (21) positioniert werden kann;- ein Detektor (5) mit einem Mittelpunkt (57) zu Sensorfeldern (51, 52, 53, 54) zum Auffangen des Beugungsspektrums des Untersuchungslichtstrahlenbündels (21) nach Durchdringen der Messzelle (3);- eine Auswerteeinrichtung zur Errechnung von Partikelgrößenverteilungen aufgrund der Lichtintensitätsverteilung des Beugungsspektrums; dadurch gekennzeichnet, dass das Partikeluntersuchungsgerät eine Grundstellung und eine Vergrößerungsstellung aufweist und die Brennweite des Systems und damit die Konvergenz des Untersuchungsstrahlenbündels (21) so eingestellt wird, dass die Strahlenbündelspitze entweder in der Grundeinstellung in der Ebene des Detektors oder in der Vergrößerungsstellung jenseits dieser Ebene zu liegen kommt, und in der Vergrößerungsstellung eine Optik (9) in den Untersuchungsstrahlengang zwischen Messzelle und Detektor eingebracht wird und durch die Optik (9) die Spitze des Strahlenbündels wieder zurück in die Ebene des Detektors gebracht wird und der Winkel des Streulichts von Beugungsspektren mit kleinen Streulichtwinkeln vergrößert wird.Particle examination device, comprising - a device (1) for generating a monochromatic, convergent examination beam (21) along an optical axis; - a measuring cell (3) for receiving sample material which can be positioned in the convergent examination beam (21); - a detector ( 5) with a center point (57) to sensor fields (51, 52, 53, 54) for collecting the diffraction spectrum of the examination light beam (21) after penetrating the measuring cell (3); - an evaluation device for calculating particle size distributions based on the light intensity distribution of the diffraction spectrum; characterized in that the particle examination device has a basic position and a magnification position and the focal length of the system and thus the convergence of the examination beam (21) is set so that the beam tip either in the basic setting in the plane of the detector or in the magnification position beyond this plane and in the magnified position an optic (9) is inserted into the examination beam path between the measuring cell and detector and the tip of the beam is brought back into the plane of the detector through the optic (9) and the angle of the scattered light from diffraction spectra with small Scattered light angles is enlarged.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Partikeluntersuchungsgerät mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines monochromatischen, konvergenten Untersuchungsstrahlenbündels entlang einer optischen Achse, mit einer Messzelle zur Aufnahme von Probematerial, die im konvergenten Untersuchungsstrahlenbündel positioniert werden kann, mit einem Detektor zum Auffangen des Beugungsspektrums des Untersuchungslichtstrahlenbündels nach dem Durchdringen der Messzelle und mit einer Auswerteeinrichtung zum Errechnen von Partikelgrößenverteilungen aufgrund der Lichtintensitätsverteilung des Beugungsspektrums.The invention relates to a particle examination device with a device for generating a monochromatic, convergent examination beam along an optical axis, with a measuring cell for receiving sample material, which can be positioned in the convergent examination beam, with a detector for collecting the diffraction spectrum of the examination light beam after penetration the measuring cell and with an evaluation device for calculating particle size distributions based on the light intensity distribution of the diffraction spectrum.

Die US 5 455 675 A zeigt beispielsweise eine Vorrichtung zur Bestimmung von Teilchengrößen und/oder Verteilungen von Teilchengrößen, die eine Lichtquelle, die paralleles Licht hoher Kohärenz durch eine Messzone ausstrahlt, in der die zu messenden Teilchen angeordnet sind. Der an den Partikeln gebeugte Lichtstrahl wird von einer Abbildungsvorrichtung auf einen Fotodetektor abgebildet, der mit einer Auswerteeinheit gekoppelt ist.The U.S. 5,455,675 A shows, for example, a device for determining particle sizes and / or distributions of particle sizes, which has a light source that emits parallel light of high coherence through a measuring zone in which the particles to be measured are arranged. The light beam diffracted by the particles is imaged by an imaging device on a photodetector, which is coupled to an evaluation unit.

In der DE 10218 413 A1 wird Partikeluntersuchungsgerat mit einem Mittel zur Erzeugung eines monochromatischen Lichtbündels mit konvergentem Strahlengang als erstem Untersuchungsstrahlenbündel vorgestellt. Eine Messzelle ist in dem konvergenten Strahlengang relativ zu diesem verschieblich angeordnet und zur Aufnahme von Probematerial ausgebildet.In the DE 10218 413 A1 Particle examination device with a means for generating a monochromatic light beam with a convergent beam path is presented as the first examination beam. A measuring cell is arranged in the convergent beam path so as to be displaceable relative to the latter and is designed to receive sample material.

Die DE 42 28 388 B4 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößenverteilungen mit einer Lichtquelle, die paralleles Licht hoher Kohärenz ausstrahlt, einer von Partikeln durchströmten und von dem Licht durchstrahlten Messzone, und einer Abbildungseinrichtung, die die an den Partikeln gebeugte Lichtstrahlung auf einen in der Brennebene der Abbildungseinrichtung angeordneten Fotodetektor abbildet.The DE 42 28 388 B4 describes a device for determining particle sizes and / or particle size distributions with a light source that emits parallel light of high coherence, a measuring zone through which particles flow and through which the light passes, and an imaging device that directs the light radiation diffracted by the particles onto one in the focal plane of the Imaging device arranged photodetector images.

In der WO 90/10216 wird eine Vorrichtung zum Messen der Intensität von Licht, das von Partikeln gestreut wird, besprochen. Die Partikel sind in einem Probenvolumen suspendiert, das unter Verwendung mehrerer Fourier-Linsen von einem Lichtstrahl beleuchtet wird.In the WO 90/10216 an apparatus for measuring the intensity of light scattered by particles is discussed. The particles are suspended in a sample volume that is illuminated by a light beam using several Fourier lenses.

Weitere Partikeluntersuchungsgeräte sind aus der EP 0 207 176 B1 sowie der DE 102 18 415 A1 bekannt. Die Geräte zeichnen sich dadurch aus, dass die Messzelle sehr nahe an den Detektor herangefahren werden kann, was es ermöglicht, besonders kleine Partikel, die einen großen Streuwinkel erzeugen, zu detektieren und zu messen. Indem die Messzelle vom Detektor weiter entfernt wird, können auch größere Partikel erfasst und optimal gemessen werden, bei denen die Streuwinkel klein sind. Jedoch setzt die Abmessung des Partikeluntersuchungsgeräts in Richtung der optischen Achse eine praktische Grenze für den optimalen Messbereich für größere Partikel.Further particle analysis devices are from the EP 0 207 176 B1 as well as the DE 102 18 415 A1 known. The devices are characterized by the fact that the measuring cell can be moved very close to the detector, which makes it possible to detect and measure particularly small particles that generate a large scattering angle. By moving the measuring cell further away from the detector, larger particles can also be detected and optimally measured, where the scattering angles are small. However, the size of the particle analyzer in the direction of the optical axis sets a practical limit for the optimal measurement range for larger particles.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Partikeluntersuchungsgerät der beschriebenen Art mit einer Erweiterung des Messbereichs für größere Partikel zu schaffen, ohne die Abmessung des Geräts in Richtung der optischen Achse vergrößern zu müssen.The invention is therefore based on the object of creating a particle examination device of the type described with an extension of the measuring range for larger particles without having to increase the dimensions of the device in the direction of the optical axis.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein kompaktes Partikeluntersuchungsgerät der eingangs angegebenen Art für einen Messbereich zu schaffen, der auch größere Partikel - 2000 µm oder mehr - umfasst.Another object is to create a compact particle examination device of the type specified at the beginning for a measuring range which also includes larger particles - 2000 μm or more.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 7 gelöst und durch die weiteren Merkmale der abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.The object set is achieved on the basis of the features of claims 1 and 7 and is configured and further developed by the further features of the dependent claims.

Im Einzelnen wird die Einrichtung zur Erzeugung des monochromatischen, konvergenten Strahlenbündels mit der Möglichkeit ausgestattet, die Brennweite des Systems zu verändern und damit die Konvergenz des Untersuchungsstrahlenbündels so einzustellen, dass die Strahlenbündelspitze entweder in der Ebene des Detektors oder jenseits dieser Ebene zu liegen kommt. In der Grundstellung des Geräts erfolgt die Fokussierung auf den Mittelpunkt des Detektors. In der Vergrößerungsstellung des Geräts, d. h. mit Messbereichserweiterung zu den größeren Partikeln hin, liegt der Brennpunkt des Systems jenseits der Ebene des Detektors, und es wird eine Optik in den Untersuchungsstrahlengang zwischen Messzelle und Detektor wirksam gemacht, um die Spitze des Strahlenbündels in die Ebene des Detektors zu legen. Auf diese Weise gelingt es, relativ größere Ablenkwinkel des Streulichts zu erzielen und trotzdem einen passend großen Abstand zwischen Messzelle und Detektorebene beizubehalten. Beugungsspektren mit kleineren Streulichtwinkeln, die von größeren Partikeln erzeugt werden, können so in Vergrößerung auf dem Detektor abgebildet und von den Sensorfeldern des Detektors differenziert nachgewiesen werden.In detail, the device for generating the monochromatic, convergent beam is equipped with the option of changing the focal length of the system and thus adjusting the convergence of the examination beam so that the tip of the beam is either in the plane of the detector or beyond this plane. In the basic position of the device, the focus is on the center of the detector. In the enlarged position of the device, i. H. When the measuring range is extended towards the larger particles, the focal point of the system lies beyond the plane of the detector, and optics are activated in the examination beam path between the measuring cell and the detector in order to place the tip of the beam in the plane of the detector. In this way it is possible to achieve relatively larger deflection angles of the scattered light and still maintain a suitably large distance between the measuring cell and the detector plane. Diffraction spectra with smaller scattered light angles, which are generated by larger particles, can thus be imaged on the detector in magnification and detected in a differentiated manner by the sensor fields of the detector.

Bei dem kompakt gebauten Parikeluntersuchungsgerät ist das konvergente Strahlenbündel mit der Spitze auf eine Stelle jenseits der Ebene des Detektors gerichtet, jedoch wird die Strahlenbündelspitze durch die Optik zur Vergrößerung des Winkels des Streulichts in die Ebene des Detektors zurück geholt.In the compactly built particle examination device, the convergent beam is directed with the tip at a point beyond the plane of the detector, but the beam tip is brought back into the plane of the detector by the optics to increase the angle of the scattered light.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Darstellung wesentlicher Teile eines Partikeluntersuchungsgeräts, und
2 Zusatzoptiken zu dem Partikeluntersuchungsgerät.

An embodiment of the invention is described with reference to the drawings. It shows:

1 a perspective view of essential parts of a particle examination device, and
2 Additional optics for the particle examination device.

Der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäßen Partikeluntersuchungsgerätes entspricht dem der DE 102 18 415 A1 . Demgemäß gibt es eine Strahlerzeugungseinrichtung 1 zur Erzeugung eines monochromatischen, konvergenten Untersuchungsstrahlenbündels 21, wenigstens eine Messzelle 3 bzw. 3' und einen Detektor 5, die entlang der optischen Achse, definiert durch das richtig ausgerichtete Strahlenbündel 21, und parallel zu einer Präzisionsschiene 4 angeordnet sind. Das dargestellte Gerät enthält noch eine zweite Strahlerzeugungseinrichtung 2 zur Erzeugung eines zweiten monochromatischen Untersuchungslichtstrahlenbündels, was für die vorliegende Erfindung ohne Belang ist. Das Gerät enthält ferner je eine Strahljustiereinrichtung 6a, 6b für das erste und zweite Untersuchungslichtstrahlenbündel. Der Strahlerzeugungseinrichtung 1 ist eine Drehschalteinrichtung 7a für optische Zusatzteile und der Strahlerzeugungseinrichtung 2 eine weitere Drehschalteinrichtung 7b für optische Zusatzteile zugeordnet. Die Messzellen 3, 3' können von einem verfahrbaren Drehtisch 8 in Wirkstellung zum Untersuchungsstrahlenbündel 21 bzw. außer Wirkstellung geschwenkt werden und sind zu diesem Zweck oberhalb einer Tischplatte 81 je an einem Schwenkarm 82 befestigt. Je ein Antrieb 83 dient zum Antrieb des zugeordneten Schwenkarms 82. Der Drehtisch 8 weist einen Rahmen 80 auf, der entlang von Schienen 85 geführt ist und mittels eines Spindelantriebs 86 verstellt werden kann. Dadurch kann der Abstand der aktiven Messzelle 3 von der Detektorebene 5 eingestellt werden, wobei der Abstand einen Vergrößerungsfaktor für das Beugungsspektrum darstellt. Je größer der Abstand der Messzelle 3 vom Detektor 5 ist, um so größer ist der Abstand der Ringe des Beugungsspektrums voneinander auf dem Detektorschirm. Bekanntlich erzeugen große Partikel kleine Streuwinkel und damit kleine Abstände der Beugungsringe voneinander, und kleine Partikel erzeugen größere Streuwinkel des Beugungsspektrums. Wegen der endlichen Größe des Detektorschirms ist es nur möglich, die Beugungsringe niedriger Ordnung des Spektrums aufzufangen. Dies gilt vor allem für kleine Partikel. Indem man aber den Abstand zwischen der Messzelle 3 und dem Detektor 5 klein wählt, hat man es in der Hand, einen ausreichend großen Anteil des Beugungsspektrums auch bei kleinen Partikeln aufzufangen. Bei großen Partikeln mit kleinen Streuwinkeln wählt man einen großen Abstand zwischen Messzelle 3 und Detektor 5. Durch Wahl des geeigneten Abstandes zwischen Messzelle und Detektor hat man es somit in der Hand, die Partikel nach Größenklassen getrennt, optimal zu messen. Das Gerät hat auf diese Weise einen Messbereich zwischen 8 µm und 1000 µm Partikelgröße.The basic structure of the particle examination device according to the invention corresponds to that of FIG DE 102 18 415 A1 . Accordingly, there is a beam generating device 1 for generating a monochromatic, convergent examination beam 21 , at least one measuring cell 3rd or. 3 ' and a detector 5 along the optical axis defined by the properly aligned beam 21 , and parallel to a precision rail 4th are arranged. The device shown also contains a second beam generating device 2 for generating a second monochromatic examination light beam, which is of no importance for the present invention. The device also contains a beam adjustment device 6a , 6b for the first and second examination light beam. The beam generating device 1 is a rotary switch device 7a for additional optical parts and the beam generating device 2 another rotary switch device 7b assigned for additional optical parts. The measuring cells 3rd , 3 ' can from a movable turntable 8th in the operative position to the examination beam 21 or are pivoted out of the active position and are for this purpose above a table top 81 each on a swivel arm 82 attached. One drive each 83 serves to drive the assigned swivel arm 82 . The turntable 8th has a frame 80 on that along rails 85 is guided and by means of a spindle drive 86 can be adjusted. This can reduce the distance between the active measuring cell 3rd from the detector plane 5 can be set, whereby the distance represents a magnification factor for the diffraction spectrum. The greater the distance between the measuring cell 3rd from the detector 5 is, the greater the distance between the rings of the diffraction spectrum from one another on the detector screen. As is known, large particles produce small scattering angles and thus small distances between the diffraction rings, and small particles produce larger scattering angles of the diffraction spectrum. Because of the finite size of the detector screen, it is only possible to capture the low order diffraction rings of the spectrum. This is especially true for small particles. But by taking the distance between the measuring cell 3rd and the detector 5 If you choose small, it is up to you to capture a sufficiently large portion of the diffraction spectrum even with small particles. In the case of large particles with small scattering angles, a large distance between the measuring cell is selected 3rd and detector 5 . By choosing the appropriate distance between the measuring cell and the detector, you have the ability to optimally measure the particles according to size class. In this way, the device has a measuring range between 8 µm and 1000 µm particle size.

Die zweite Einrichtung 2 zur Erzeugung des zweiten monochromatischen Untersuchungsstrahlenbündels dient zur Erweiterung des Messbereichs zu noch kleineren Partikelgrößen hin, indem die Rückwärtsstreuung von sehr kleinen Partikeln am Detektor 5 aufgefangen wird.The second facility 2 to generate the second monochromatic examination beam is used to expand the measuring range to even smaller particle sizes by reducing the backward scattering of very small particles at the detector 5 is caught.

Mitunter will man aber auch größere Partikel optimal messen können. Die Erfindung hat mit dieser Zielrichtung zu tun.Sometimes, however, you also want to be able to measure larger particles optimally. The invention has to do with this aim.

In 1 ist zunächst die Grundstellung des Geräts dargestellt. Wie in DE 102 18 415 A1 im Einzelnen beschrieben, enthält die Strahlerzeugungseinrichtung 1 zur Erzeugung eines monochromatischen, konvergenten Untersuchungsstrahlenbündels 21 einen Laser als monochromatische Lichtquelle und einen Kollimator zur Aufweitung und Fokussierung des Untersuchungsstrahlenbündels auf eine Lochblende 57 des Detektors 5, die den Mittelpunkt zu Sensorfeldern 51, 52, 53 und 54 bildet und hinter der ein Fotosensor angeordnet ist, nämlich im Schaltrad der Drehschalteinrichtung 7b. Wenn eine Messzelle 3 in den Strahlengang eingeschwenkt wird, streuen die Partikel in der Messzelle das Licht unter diversen Winkeln, darunter dem Winkel ⊖ (2). Dieses Licht wird vom Detektorschirm auf einem Kreis aufgefangen, der die Sensorfelder 51, 52 oder 53, 54 schneidet. Man kann von einer Abbildung auf der Detektorebene sprechen. Indem eine passende Optik 9 in den Strahlengang zwischen Messzelle 3 und Detektor 5 eingebracht wird, wird der Winkel des Streulichts von ⊖ auf ⊖' vergrößert. Dadurch wird aber die Brennweite des Systems verkürzt, was bedeuten würde, dass man den Abstand zwischen Messzelle und Detektor verkleinern müsste, um die Strahlenbündelspitze wiederum in der Lochblende 57 des Detektors zu fangen. Mit der Verkürzung des Abstandes der Messzelle zum Detektor bliebe daher die Gesamtvergrößerung des Streukreises auf der Detektorebene gering.In 1 the basic position of the device is shown first. As in DE 102 18 415 A1 Described in detail, contains the beam generating device 1 for generating a monochromatic, convergent examination beam 21 a laser as a monochromatic light source and a collimator for expanding and focusing the examination beam onto a pinhole 57 of the detector 5 that are the focus on sensor fields 51 , 52 , 53 and 54 forms and behind which a photo sensor is arranged, namely in the ratchet of the rotary switching device 7b . If a measuring cell 3rd is swiveled into the beam path, the particles in the measuring cell scatter the light at various angles, including the angle ⊖ ( 2 ). This light is captured by the detector screen on a circle that forms the sensor fields 51 , 52 or 53 , 54 cuts. One can speak of an image on the detector plane. By having a suitable look 9 in the beam path between the measuring cell 3rd and detector 5 is introduced, the angle of the scattered light is increased from ⊖ to ⊖ '. However, this shortens the focal length of the system, which would mean that the distance between the measuring cell and the detector would have to be reduced so that the beam tip is in the pinhole 57 to catch the detector. With the shortening of the distance between the measuring cell and the detector, the overall increase in the scatter circle on the detector plane would therefore remain small.

Um bei unverändertem Abstand zwischen Messzelle und Detektor trotz eingeschalteter Optik 9 die Strahlenbündelspitze mit der Lochblende 57 aufzufangen, wird die Konvergenz des Untersuchungsstrahlenbündels 21 auf einen kleineren Wert hin verändert. Dies ist gleichbedeutend mit einer Verlängerung der Brennweite des Systems, nämlich um einen Betrag, der der Kürzung der Brennweite durch die Optik 9 entspricht. Damit wird eine deutliche Gesamtvergrößerung der auf der Detektorebene abgebildeten Streukreise erzielt, was deren Auswertung erleichtert. Es sei bemerkt, dass die inverse Fourier-Eigenschaft der Abbildungen erhalten bleibt.To keep the distance between the measuring cell and detector unchanged despite the optics being switched on 9 the tip of the bundle of rays with the pinhole 57 to intercept, the convergence of the examination beam 21 changed to a smaller value. This is equivalent to lengthening the focal length of the system, namely by an amount equal to the shortening of the focal length by the optics 9 corresponds to. A clear overall enlargement of the scatter circles imaged on the detector plane is thus achieved, which facilitates their evaluation. It should be noted that the inverse Fourier property of the images is retained.

Um das Untersuchungsstrahlenbündel 21 hinsichtlich seiner Konvergenz einstellbar zu machen, kann man die Brennweite des Kollimators in der Strahlerzeugungseinrichtung 1 zur Erzeugung des monochromatischen, konvergenten Untersuchungsstrahlenbündels 21 veränderlich machen. Zur Erleichterung der Handhabung des Geräts wird aber bevorzugt, eine Konkavlinse 95 in den Untersuchungsstrahlengang 21 einzuschalten. Eine solche Konkavlinse 95 wird in einer Aussparung des Filterrades der Drehschalteinrichtung 7a platziert und in der Vergrößerungsstellung des Geräts zur Wirkung gebracht.Around the examination beam 21 To make its convergence adjustable, you can adjust the focal length of the collimator in the beam generating device 1 for generating the monochromatic, convergent examination beam 21 make changeable. However, a concave lens is preferred to facilitate handling of the device 95 into the examination beam path 21 to turn on. Such a concave lens 95 is in a recess in the filter wheel of the rotary switch 7a placed and brought into effect in the enlarged position of the device.

Als Optik 9 wird ein Galilei-Teleskop bevorzugt, welches eine Sammellinse 91 und eine Zerstreuungslinse 92 enthält. Die Sammellinse ist benachbart zur Messzelle 3 angeordnet und die Zerstreuungslinse 92 zum Detektor hin gerichtet. Eine Positioniereinrichtung 90 dient dazu, die Optik 9 in und aus dem Strahlengang 21 zu bringen.As optics 9 a Galilean telescope is preferred, which has a converging lens 91 and a diverging lens 92 contains. The converging lens is adjacent to the measuring cell 3rd arranged and the diverging lens 92 directed towards the detector. A positioning device 90 serves the optics 9 in and out of the beam path 21 bring to.

Beispielexample

Die optische Länge des Geräts beträgt etwa 800 mm. Der Abstand zwischen Messzelle 3 und Detektor 5 wird auf 385 mm fest eingestellt. Der Abstand der Sammellinse 91 von der Messzelle 3 beträgt 20 mm, und der Abstand der beiden Linsen 91, 92 des Galilei-Fernrohrs voneinander beträgt 80 mm, so dass für den Abstand der Zerstreuungslinse 92 zur Detektorebene 285 mm verbleiben. Der Vergrößerungsfaktor des Galilei-Fernrohrs beträgt 2. Dies bedeutet eine Ausweitung des Messbereichs auf 16 µm bis 2000 pm bei einem Messbereich von 8 µm bis 1000 µm in der Grundstellung des Geräts.The optical length of the device is about 800 mm. The distance between the measuring cell 3rd and detector 5 is fixed at 385 mm. The distance of the converging lens 91 from the measuring cell 3rd is 20 mm, and the distance between the two lenses 91 , 92 of the Galileo telescope from each other is 80 mm, so that for the distance of the diverging lens 92 285 mm remain to the detector level. The magnification factor of the Galileo telescope is 2 . This means an expansion of the measuring range to 16 µm to 2000 µm with a measuring range of 8 µm to 1000 µm in the basic position of the device.

Es versteht sich, dass der Vergrößerungsfaktor des Galilei-Fernrohrs von 2 abweichen kann. Ein Bereich von 1,5 bis 3 kann bequem gewählt werden. Mit einer aufwendigeren Optik 9 zur Vergrößerung des Winkels des Streulichts können noch größere Vergrößerungsfaktoren erzielt werden. Es versteht sich, dass in einem solchen Fall die vor der Messzelle angeordnete Konkavlinse 95 entsprechend angepasst sein muss, auch in ihrer Güte.It goes without saying that the magnification factor of the Galilean telescope can differ from 2. A range from 1.5 to 3 can be conveniently selected. With a more elaborate look 9 to increase the angle of the scattered light, even larger magnification factors can be achieved. It goes without saying that in such a case the concave lens arranged in front of the measuring cell 95 must be adapted accordingly, also in their quality.

Das beschriebene Partikeluntersuchungsgerät kann abgewandelt werden. So ist es möglich, statt eines Geräts mit Umschaltung der Messbereiche ein einfaches, kompaktes Gerät zu bauen, dessen Messbereich auch größere Partikel (2000 µm und mehr) umfasst. Dabei wird die Optik zur Vergrößerung des Winkels des Streulichts fest installiert, und die Konvergenz des Untersuchungsstrahlenbündels ist nur so weit veränderbar, als es eine Veränderbarkeit der Brennweite dieser Optik zur Vergrößerung des Winkels des Streulichts gibt, um letztendlich die Strahlenbündelspitze auf den Mittelpunkt des Detektors auftreffen zu lassen.The particle examination device described can be modified. Instead of a device with switching of the measuring ranges, it is possible to build a simple, compact device with a measuring range also larger particles ( 2000 µm and more). The optics for increasing the angle of the scattered light are permanently installed, and the convergence of the examination beam can only be changed to the extent that the focal length of these optics can be changed to increase the angle of the scattered light so that the tip of the beam will ultimately hit the center of the detector allow.

Claims

Particle examination apparatus, comprising - a device (1) for generating a monochromatic, convergent examination beam (21) along an optical axis; - A measuring cell (3) for receiving sample material, which can be positioned in the convergent examination beam (21); - A detector (5) with a center point (57) to sensor fields (51, 52, 53, 54) for collecting the diffraction spectrum of the examination light beam (21) after penetrating the measuring cell (3); - An evaluation device for calculating particle size distributions based on the light intensity distribution of the diffraction spectrum; characterized in that the particle examination device has a basic position and a magnification position and the focal length of the system and thus the convergence of the examination beam (21) is set so that the beam tip either in the basic setting in the plane of the detector or in the magnification position beyond this plane and in the magnified position an optic (9) is inserted into the examination beam path between the measuring cell and detector and the tip of the beam is brought back into the plane of the detector through the optic (9) and the angle of the scattered light from diffraction spectra with small Scattered light angles is enlarged.

Particle analyzer according to Claim 1 , characterized in that the device (1) for generating the monochromatic, convergent beam (21) is set in the basic position of the device with the beam tip in the plane of the detector (5) and has an additional concave lens (95) which is in the The beam path in front of the measuring cell (3) can be switched on to magnify the device.

Particle analyzer according to Claim 1 or 2 , characterized in that the optics (9) for enlarging the angle of the scattered light comprises a Galilean telescope (91, 92) which can be switched into the beam path after the measuring cell (3) for the enlargement position of the device.

Particle analyzer according to Claim 2 or 3rd , characterized in that the device (1) for generating a monochromatic, convergent beam path (21) has a laser and a collimator, behind which a rotary switch device (7a) is provided for switching on filters and for the additional concave lens (95) .

Particle analyzer according to Claim 3 or 4th , characterized in that a positioning device (90) for the Galilean telescope (91, 92) is provided on the device in order to bring the Galilean telescope (91, 92) into and out of the beam path.

Particle analysis device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the distance between the measuring cell (3) and the detector (5) is set to a fixed value in order to set the magnification position of the device.

Particle examination apparatus, comprising - a device (1) for generating a monochromatic, convergent examination beam (21) along an optical axis; - A measuring cell (3) for receiving sample material, which can be positioned in the convergent examination beam (21); - A detector (5) with a center point (57) to sensor fields (51, 52, 53, 54) for collecting the diffraction spectrum of the examination light beam (21) after penetrating the measuring cell (3); - An evaluation device for calculating particle size distributions based on the light intensity distribution of the diffraction spectrum; characterized in that the focal length of the system is lengthened and additional optics (9) are introduced into the examination beam path between the measuring cell and detector, which shortens the focal length of the system by the amount by which the focal length of the system is lengthened, thereby increasing the total Scattered circles mapped on the detector plane is achieved, the tip of the beam is brought back into the plane of the detector by the additional optics (9) and the angle of the scattered light is increased by diffraction spectra with small scattered light angles.

Particle analyzer according to Claim 7 , characterized in that the additional optics (9) to enlarge the angle of the scattered light comprises a Galilean telescope (91, 92).