DE4228388A1 - Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößenverteilungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Par­ tikelgrößen und/oder Partikelgrößenverteilungen nach dem Oberbe­ griff der Ansprüche 1 und 2.

Solche Vorrichtungen sind seit längerem bekannt und werden in vielen Anwendungsbereichen zur Partikelgrößenanalyse von disper­ sen Stoffen oder von Tropfenverteilungen herangezogen. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß ein von monochromatischem Licht angestrahltes Partikel in Abhängigkeit seiner Größe die­ ses Licht unterschiedlich stark ablenkt, wobei kleine Partikel das Licht stärker ablenken als große Partikel.

Das meist von einem Laser erzeugte monochromatische Licht wird demnach an Partikeln, die sich in einer Meßzone befinden, ge­ beugt. Das gebeugte Licht hat eine Winkelverteilung der Inten­ sität, die der Größenverteilung der beleuchteten Partikel ein­ deutig entspricht. Diese Winkelverteilung wird durch eine Ab­ bildungseinrichtung in Form einer Sammellinse mit einer Brenn­ weite f, die die an den Partikeln gebeugte Strahlung auffängt, in der Brennweite der Sammellinse entsprechenden Abstand von dieser entfernt in eine Ortsverteilung umgewandelt. Diese Orts­ verteilung wird von einem in der Brennebene dieser Sammellinse angeordneten Fotodetektor aufgenommen und mit einer nachge­ schalteten Elektronik meßtechnisch bestimmt. Aus der bestimmten Intensitätsverteilung wird durch einen Rechenalgorithmus (z. B. Fraunhofer′sche Beugung, Mie-Theorie) die Partikelgrößenvertei­ lung ermittelt. Die Partikel können die Meßzone trocken oder als Aerosol in einem Freistrahl dispergiert durchströmen oder sie sind in einer Flüssigkeit dispergiert, die durch eine in der Meßzone angeordnete Meßzelle geleitet wird.

Normalerweise ist die Meßzone im parallelen Strahlengang vor der Sammellinse angeordnet. Aufgrund der beschränkten Fläche der üblicherweise verwendeten Fotodetektoren kann dann jedoch bei vorgegebener Brennweite der Sammellinse nur ein bestimmter Partikelgrößenbereich vermessen werden, da beispielsweise zur Vermessung großer Partikel eine Sammellinse mit großer Brenn­ weite notwendig ist, um auf dem Fotodetektor eine akzeptable Auflösung des Beugungsbildes zu erreichen, welches durch die an den großen Partikeln nur schwach abgelenkte Strahlung entsteht. Die große Linsenbrennweite führt zu einem entsprechend großen Gehäuse der Meßvorrichtung.

Umgekehrt ist zur Vermessung sehr kleiner Partikelgrößen eine Linse mit entsprechend kleiner Brennweite erforderlich, die zudem noch eine möglichst große Apertur aufweisen soll, um auch die an kleinsten Partikeln sehr stark abgelenkte Strahlung noch einzufangen. Solche kurzbrennweitigen Linsen erzeugen, wenn sie bezahlbar bleiben sollen, in aller Regel große Abbildungsfehler. Zur Vermessung sehr kleiner Partikelgrößen ist deshalb vorge­ schlagen worden (s. EP 0 207 176 B1), die Meßzone im konver­ genten Strahlengang zwischen Sammellinse und Fotodetektor an­ zuordnen. Zwar ist diese Anordnung mathematisch bis auf einen Phasenfaktor der Anordnung im parallelen Strahlengang gleich­ wertig, es taucht jedoch das Problem auf, daß nunmehr der Ab­ stand zwischen den Partikeln und dem Fotodetektor den Meßbe­ reich bestimmt. Dieser Abstand kann nicht genau definiert wer­ den, da die Führung der Partikel durch die Meßzone für die größten zu vermessenden Partikel ausgelegt sein muß, weshalb es bei die Meßzone durchströmenden kleineren Partikeln zwangsläu­ fig zu einer unerwünschten Ortsunschärfe kommt.

Bei Proben mit unbekannter Partikelgrößenverteilung muß demnach eine Abbildungseinrichtung mit langer Brennweite und einem ent­ sprechend großen Meßbereich zur Bestimmung der Partikelgrößen­ verteilung verwendet werden, um sicherzugehen, daß auch die größten in der Probe enthaltenen Partikel bei der Bestimmung erfaßt werden. Die lange Brennweite zieht jedoch im Bereich kleinerer Partikelgrößen eine verminderte Auflösung und damit eine niedrigere Genauigkeit nach sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung be­ reitzustellen, mit der unbekannte Partikelgrößenverteilungen in kurzer Zeit mit hoher Auflösung vermessen werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. In dem die Abbildungs­ einrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über mehrere un­ terschiedliche Brennweiten verfügt und zu Beginn einer Messung die Partikelgrößenverteilung unter Benutzung der längsten vor­ handenen Brennweite bestimmt wird, wird zunächst festgestellt, welche obere Partikelgröße in einer unbekannten Probe enthalten ist. Dann wird erfindungsgemäß eine zweite vollständige Messung mit derjenigen Brennweite durchgeführt, deren Meßbereich die größten ermittelten Partikel gerade noch abdeckt. Auf diese Weise wird bei vielen Proben eine erheblich höhere Auflösung und Genauigkeit der Messung erreicht, ohne daß der hierfür not­ wendige Zeitaufwand wesentlich erhöht ist. Die zur Ermittlung der Partikelgrößenverteilung angewendete, an und für sich be­ kannte Auswertemathematik (s. z. B. M. Heuer, Vortrag bei der 3. Fachtagung "Granulometrie", Dresden, 15. 12. 1983), wird dabei automatisch an den sich mit der Brennweite ändernden Meßbereich angepaßt. Der Abstand zwischen dem das Beugungsbild aufnehmen­ den Fotodetektor und der Abbildungseinrichtung wird ebenfalls an die sich jeweils im Strahlengang befindende Brennweite ange­ paßt, so daß ein Höchstmaß an Genauigkeit gewährleistet ist. Diese Anpassung erfolgt zur Verringerung des Bedienungsaufwands bevorzugt selbsttätig.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß auch mit einer Vorrichtung ge­ löst, die die Merkmale des Anspruches 2 aufweist. Der Unter­ schied zur soeben beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß eine Messung der Partikelgrößenverteilung nicht notwendiger­ weise mit der längsten verfügbaren Brennweite begonnen wird, sondern mit irgend einer der verfügbaren Brennweiten, z. B. der, die sich von einer vorherigen Messung noch im Strahlengang be­ findet. Die Auswerteeinheit ermittelt bei dieser abgewandelten Ausführungsform zunächst, ob die oberste Kornklasse des Meßbe­ reichs, der durch die sich im Strahlengang befindende erste Brennweite abgedeckt wird, besetzt ist. Ist dies der Fall, wird - sofern vorhanden - eine längere Brennweite im Strahlengang angeordnet und eine erneute Messung der Partikelgrößenvertei­ lung vorgenommen. Dieser Vorgang wird gegebenenfalls so lange wiederholt, bis sich eine Brennweite im Strahlengang der Vor­ richtung befindet, die einen Meßbereich abdeckt, mit dem sämt­ liche Partikelgrößen einer zu untersuchenden Probe erfaßt werden können. Ist jedoch die oberste Kornklasse des durch die erste Brennweite abgedeckten Meßbereichs nicht besetzt, wird analog zur ersten Ausführungsform diejenige Kornklasse ermit­ telt, in die die größten gemessenen Partikel fallen. Sofern vorhanden, wird dann diejenige kürzere Brennweite im Strahlen­ gang angeordnet, deren Meßbereich die ermittelte Kornklasse noch abdeckt und anschließend eine erneute Bestimmung der Par­ tikelgrößenverteilung vorgenommen.

Bei beiden genannten Ausführungsformen sorgt bevorzugt eine Steuerung für eine automatische Auswahl und Anordnung der Brennweiten im Strahlengang, wobei die Steuerung zugleich auch selbsttätig den Abstand zwischen dem Fotodetekor und der Ab­ bildungseinrichtung an die sich jeweils im Strahlengang be­ findende Brennweite anpaßt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest eine Brennweite der Abbildungsein­ richtung durch ein mehrlinsiges optisches System gebildet. Dies hat bei langen Brennweiten den Vorteil, daß im Gegensatz zu den herkömmlich eingesetzten Einzellinsen die Gehäuselänge der er­ findungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr in der Größenordnung der Brennweite liegt, sondern erheblich kürzer ausfallen kann. Ne­ ben einer leichteren Handhabbarkeit führt die kürzere Gehäuse­ länge auch zu genaueren Meßergebnissen, da sowohl Verspannungen und Verdrillungen der in Vorrichtungen dieser Art üblicherweise angeordneten optischen Bank, auf der die Hauptbestandteile ver­ schraubt sind, als auch durch Temperaturschwankungen bedingte lokale Veränderungen des Brechungsindexes (Schlierenbildung) der sich zwischen Abbildungseinrichtung und Fotodetektor befin­ denden Luft mit zunehmender Länge überproportional zunehmen. Ein weiterer Vorteil der Ausbildung einer langen Brennweite als mehrlinsiges optisches System resultiert aus der Möglichkeit, die Eintrittsöffnung der Abbildungseinrichtung, d. h. die der Meßzone zugewandte Öffnung der Abbildungseinrichtung zu ver­ größern und dadurch den Abstand zwischen Meßzone und Abbildungs­ einrichtung erhöhen zu können. So kann z. B. der Abstand zwi­ schen Meßzone und Abbildungseinrichtung bei einer Brennweite von 2000 mm mehr als 1800 mm und bei einer Brennweite von 1000 mm mehr als 900 mm betragen. Diese großen, bisher nicht realisierbaren Abstände zur Meßzone sind dann unabdingbar, wenn die Abbildungseinrichtung nicht nahe genug an der Meßzone ange­ ordnet werden kann und eine Messung deshalb bisher nicht mög­ lich war, beispielsweise wenn die Meßzone sich hinter einer Glasscheibe befindet.

Bei kurzen Brennweiten läßt sich durch den Einsatz eines mehr­ linsigen optischen Systems der bisher problematische, sehr ge­ ringe Abstand zwischen Abbildungseinrichtung und Fotodetektor auf ein praktikables Maß erhöhen. Weiterhin sind gegenüber ei­ ner Einzellinse kurzer Brennweite die Linsenfehler des mehrlin­ sigen optischen Systems stark reduziert. Die Verwendung mehr­ linsiger optischer Systeme kurzer Brennweite eröffnet zudem die Möglichkeit, Messungen im Submikronbereich im parallelen Strah­ lengang durchzuführen. Um bei veränderbarem Abstand zwischen Meßzone und Abbildungseinrichtung die an den Submikronpartikeln gebeugte Strahlung möglichst vollständig einzufangen, muß die Apertur der Abbildungseinrichtung sehr groß sein. Diese großen Aperturen sind nur mit mehrlinsigen optischen Systemen zu errei­ chen. Einzellinsen mit den für diesen Bereich notwendigen Aper­ turen sind nicht verfügbar.

Allgemein ist beim Einsatz eines mehrlinsigen optischen Systems die Baulänge der Meßvorrichtung nicht mehr zwangsweise mit der zu messenden Partikelgröße gekoppelt. Eine effektive Brennweite von 1000 mm kann beispielsweise durch eine als Eintrittslinse fungierende Sammellinse einer Brennweite von 200 mm und einer als Austrittslinse fungierenden Zerstreuungslinse einer Brenn­ weite von minus 70 mm erreicht werden, wodurch sich der Abstand zwischen der Abbildungseinrichtung und dem Fotodetektor von 1000 mm auf etwa 400 mm reduziert.

So lassen sich nunmehr auch sehr kleine, trocken im Freistrahl dispergierte Partikel und Aerosole im parallelen Strahlengang vermessen, was bisher praktisch nicht durchführbar war.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Abbil­ dungseinrichtung mit Brennweiten von 20 mm, 50 mm, 100 mm, 200 mm, 500 mm, 1000 mm und 2000 mm auf. Mit diesen Brennweiten kann ein Partikelgrößenbereich von etwa 0,1 µm bis 3500 µm mit hoher Auflösung vermessen werden.

Bei einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Abbildungseinrichtung zusätzlich noch Brennweiten von 10 mm und/oder 5000 mm auf, so daß mit dieser Vorrichtung Partikel von weniger als 0,1 im Größe und/oder bis zu 8750 m Größe mit hoher Auflösung vermessen werden können.

Die genannte Stufung der Brennweiten der Abbildungseinrichtung erhält die sogenannte Stimmung der Meßvorrichtung und erleich­ tert dadurch die Vergleichbarkeit von mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltenen Meßergebnisse mit Meßergebnissen anderer Vorrichtungen, deren bei der Auswertung verwendete Stützstellen dieselben sind.

Um die oben beschriebenen Vorteile, die aus der Verwendung ver­ schiedener Brennweiten und dem Einsatz mehrlinsiger optischer Systeme resultieren, voll ausnützen zu können, ist der Ab­ stand zwischen der Meßzone und der Abbildungseinrichtung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft verstellbar. Be­ vorzugt weist diese Ausführungsform ein im Strahlengang vor der Abbildungseinrichtung angeordnetes schmalbandiges Interferenz­ filter auf, um den Einfluß von Störlicht zu vermindern, das bei veränderbarem Abstand zwischen Meßzone und Abbildungseinrichtung möglicherweise verstärkt in das Gehäuse und zum Fotodetektor gelangt. Besonders bevorzugt ist das Interferenzfilter im Strah­ lengang direkt vor der Abbildungseinrichtung angeordnet und weist ein Transmissionsmaximum auf, das der Hauptwellenlänge des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts entspricht. Das Verhältnis von nutzbarer Lichtintensität zu Störlicht ist so besser als 100 : 1.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Abstand zwischen dem Fotodetektor und der Abbildungseinrich­ tung dadurch angepaßt, daß der Fotodetektor von einem mit der Steuerung verbundenen Spindeltrieb in eine Position bewegt wird, die mit der sich jeweils im Strahlengang befindenden Brennwei­ te synchronisiert ist.

Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Lichtquelle bevorzugt ein Laser und der Fotodetektor bevorzugt vom Multielement-Typ.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößenverteilungen, deren Hauptbestandteile ein Gerätekopf 10 zur Erzeugung eines parallelen Laserstrahls 12, eine Meßzone 14, ein schmalbandiges Interferenzfilter 16, eine Abbildungseinrichtung 18, ein Multielement-Fotodetektor 20 sowie eine elektronische Auswerteeinheit 22 sind.

Der Laserstrahl 12 durchstrahlt die im wesentlichen normal zu ihm angeordnete Meßzone 14, in der sich die zu vermessenden Partikel befinden. Die Meßzone 14 kann aus einem Freistrahl bestehen, in dem die Partikel trocken oder als Aerosol dis­ pergiert sind, oder sie kann durch eine Meßzelle gebildet sein, in welcher die Partikel in einem Fluid dispergiert sind.

An den sich in der Meßzone 14 befindenden Partikeln gebeugte Laserstrahlen 24 treten zusammen mit dem ungebeugten Laser­ strahl 12 in die Abbildungseinrichtung 18 ein, nachdem sie das der Verminderung von Störlicht dienende Interferenzfilter 16 passiert haben. Der mit a bezeichnete Abstand zwischen dem Ge­ rätekopf 10 und der Abbildungseinrichtung 18 ist physikalisch nur durch die Tatsache begrenzt, daß die gebeugten Strahlen 24 noch in die Eintrittsöffnung der Abbildungseinrichtung 18 ge­ langen müssen.

Die Abbildungseinrichtung 18 bildet die gebeugten und die un­ gebeugten Strahlen auf dem im Abstand b von der Abbildungsein­ richtung angeordneten Fotodetektor 20 ab. Der Abstand b zwi­ schen Abbildungseinrichtung 18 und Fotodetektor 20 hängt von der Brennweite der Abbildungseinrichtung 18 ab, ist jedoch nicht notwendig mit dieser identisch. Je nach Eintrittswinkel der gebeugten Strahlen 24 in die Abbildungseinrichtung ist der Ort der fokussierten Strahlen auf dem Fotodetektor 20 verschie­ den. Im gezeigten Beispiel werden die gebeugten Strahlen 24 an einer mit 26 bezeichneten Stelle, der ungebeugte Laserstrahl 12 jedoch an einer mit 28 bezeichneten Stelle auf dem Fotodetektor 20 fokussiert.

Die Intensitätsverteilung des Laserlichts, die sich durch das auf den Fotodetektor 20 abgebildete Beugungsbild ergibt, wird durch die einzelnen Elemente des Fotodetektors 20 aufgelöst und entsprechende Signale werden über eine Leitung 30 der Auswerte­ einheit 22 zugeführt, die daraus unter Zuhilfenahme eines Rechenalgorithmus die Partikelgrößen sowie deren Größenvertei­ lung ermittelt.

Die Abbildungseinrichtung 18 weist nicht nur eine, sondern sieben verschiedene Brennweiten auf, die wahlweise im Strah­ lengang angeordnet sein können. Dabei sind Brennweiten von 100 mm, 200 mm und 500 mm als Einzellinse realisiert, während für Brennweiten von 20 mm, 50 mm, 1000 mm sowie 2000 mm mehrlin­ sige optische Systeme zum Einsatz kommen. In Abhängigkeit der sich im Strahlengang befindenden Brennweite der Abbildungsein­ richtung 18 wird der Fotodetektor 20 durch einen nicht gezeig­ ten Stellmotor und einen Spindeltrieb in eine der entsprechen­ den Brennweite zugehörige Position verfahren, die als die op­ timale Position für diese Brennweite ermittelt wurde.

Um die Meßvorrichtung unterschiedlichen Anforderungen anpassen zu können, ist der Abstand c zwischen der Meßzone 14 und der Abbildungseinrichtung 18 ebenfalls verstellbar.

Im folgenden wird ein automatisierter Funktionsablauf der dar­ gestellten Meßvorrichtung näher beschrieben:
Es sei angenommen, in der Meßzone 14 befinde sich eine Vielzahl Partikel unbekannter Größe. Nachdem die Meßvorrichtung durch eine entweder in die Auswerteeinheit 22 integrierte oder auch separate, nicht gezeigte Steuerung, gestartet worden ist, wird automatisch der größte Meßbereich eingestellt, d. h. die Abbil­ dungseinrichtung 18 ordnet selbsttätig ihre längste Brennweite, die in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel 2000 mm be­ trägt und einen Meßbereich von 0,1 µm bis 3500 µm abdeckt, im Strahlengang an. Im wesentlichen gleichzeitig wird der Stell­ motor des Spindeltriebs angesteuert und bewegt den Fotodetektor 20 in die der längsten Brennweite zugehörige Position.

Nun erfolgt ebenfalls selbsttätig eine erste Messung. Die Auswer­ teeinheit 22 ermittelt unter Verwendung der für die längste Brennweite bzw. den größten Meßbereich gültigen Auswertemathema­ tik (Gleichungssystem) die Partikelgrößenverteilung. Sofern es sich um feinere Partikel handelt, sind die für Partikel größe­ ren Durchmessers vorgesehenen oberen Kornklassen nicht besetzt (s. Tab. 1).

Die Auswerteeinheit 22 ermittelt deshalb im nächsten Schritt die oberste besetzte Kornklasse, also diejenige Klasse, in die die größten in der Probe vorhandenen Partikel fallen. Gemäß der Tabelle 1 ist die oberste besetzte Kornklasse in diesem Fall diejenige mit der oberen Grenze von 729 µm. Daraufhin wählt die Steuerung z. B. eine Brennweite der Abbildungsein­ richtung 18 aus, in deren Meßbereich die oberste besetzte Korn­ klasse gerade noch enthalten ist, in dem sie die oberste be­ setzte Kornklasse mit der in Tabelle 2 gezeigten Liste der Meß­ bereiche vergleicht. Im beschriebenen Beispiel ergibt sich aus der Tabelle 2 somit eine Brennweite von 500 mm, deren Meßbe­ reich bis 875 µm reicht, die Abbildungseinrichtung fährt so­ dann, von der Steuerung aktiviert, diese Brennweite selbsttätig in den Strahlengang. In etwa zeitgleich fährt auch der Fotode­ tektor 20 in die der ausgewählten Brennweite zugehörige Posi­ tion. In der Auswerteeinheit 22 wird die Auswertemathematik auf den Meßbereich der sich nunmehr im Strahlengang befindenen Brennweite umgestellt. Anschließend erfolgt eine erneute Mes­ sung und Errechnung der Partikelgrößenverteilung unter Verwen­ dung dieser Auswertemathematik. Als letzter Schritt wird das Ergebnis entweder auf einem Bildschirm 32 der Auswerteeinheit 22 angezeigt oder auf einem mit letzterer verbundenen Drucker ausgedruckt (nicht dargestellt). Mit 34 ist ein Tastenblock zur Bedienung der Auswerteeinheit 22 bezeichnet.

Messung trocken im Freistrahl dispergierter Partikel mit einer Brennweite f=2.000 mm
Obere Kornklassengrenze
Logarithmische Dichte
in µm
q³lg
18.00
4.84
22.00	9.29
26.00	10.77
30.00	12.25
36.00	14.12
44.00	16.77
52.00	19.83
62.00	23.32
74.00	27.66
86.00	32.36
100.00	37.29
120.00	43.24
150.00	50.69
180.00	56.63
210.00	56.48
250.00	48.10
300.00	32.87
360.00	17.27
420.00	6.36
500.00	1.05
600.00	0.72
720.00	2.15
860.00	0.00
1020.00	0.00
1220.00	0.00
1460.00	0.00
1740.00	0.00
2060.00	0.00
2460.00	0.00
2940.00	0.00
3500.00	0.00

Brennweite
Partikelgrößenbereich
20 mm
0.1 µm-35 µm
50 mm	0.25 µm-87.5 µm
100 mm	0.5 µm-175 µm
200 mm	0.5 µm-350 µm
500 mm	0.5 µm-875 µm
1000 mm	0.5 µm-1750 µm
2000 mm	0.5 µm-3500 µm

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung des Funktionsablaufes ersichtlich ist, läuft die Messung und Bestimmung der Partikel­ größenverteilung nach dem Start der Vorrichtung vollautomatisch ab. Auf diese Weise wird gegenüber manuell zu bedienenden Vor­ richtungen eine noch höhere Meßgenauigkeit erreicht, da Bewe­ gungen in der Nähe der Meßzone, die insbesondere bei der Trocken­ messung zu Fehlern führen können, und eine Öffnung des Gehäuses zur Änderung der Brennweite der Abbildungseinrichtung 18 und der Position des Fotodetektors 20, die selbst nach dem Schließen des Gehäuses noch zu leicht schwingenden Gehäuseteilen führen kann, unterbleiben können.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößenverteilungen mit

• - einer Lichtquelle, die paralleles Licht hoher Kohärenz aus­ strahlt,
• - einer von Partikeln durchströmten und von dem Licht durch­ strahlten Meßzone (14),
• - einer Abbildungseinrichtung (18), die die an den Partikeln gebeugte Lichtstrahlung (24) auf einen in der Brennebene der Abbildungseinrichtung (18) angeordneten Fotodetektor (20) ab­ bildet, und
• - einer mit dem Fotodetektor (20) verbundenen Auswerteeinheit (22) zur Ermittlung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößen­ verteilungen aus dem auf den Fotodetektor (20) abgebildeten Beugungsbild, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Abbildungseinrichtung (18) über mehrere unterschiedliche Brennweiten verfügt, die wahlweise in den Strahlengang bringbar sind,
• - zu Beginn einer Messung die längste Brennweite im Strahlen­ gang angeordnet ist und die Partikelgrößenverteilung unter Be­ nutzung dieser längsten Brennweite bestimmt wird, wobei die Auswerteeinheit (22) eine für die längste Brennweite gültige Auswertemathematik anwendet,
• - die Auswerteeinheit (22) eine oberste Kornklasse ermittelt, in die die größten gemessenen Partikel fallen,
• - in Abhängigkeit der ermittelten obersten Kornklasse ge­ gebenenfalls diejenige kürzere Brennweite im Strahlengang an­ geordnet wird, deren Meßbereich die oberste Kornklasse noch abdeckt,
• - anschließend eine erneute Bestimmung der Partikelgrößen­ verteilung unter Benutzung der nunmehr im Strahlengang ange­ ordneten Brennweite stattfindet, wobei die Auswerteeinheit (22) eine dem geänderten Meßbereich angepaßte Auswertemathematik anwendet, und
• - der Abstand zwischen dem Fotodetektor (20) und der Abbil­ dungseinrichtung (18) an die sich jeweils im Strahlengang be­ findende Brennweite angepaßt ist.

2. Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößenverteilungen mit

• - einer Lichtquelle, die paralleles Licht hoher Kohärenz aus­ strahlt,
• - einer von Partikeln durchströmten und von dem Licht durch­ strahlten Meßzone (14),
• - einer Abbildungseinrichtung (18), die die an den Partikeln gebeugte Lichtstrahlung (24) auf einen in der Brennebene der Abbildungseinrichtung (18) angeordneten Fotodetektor (20) ab­ bildet, und
• - einer mit dem Fotodetektor (20) verbundenen Auswerteeinheit (22) zur Ermittlung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößen­ verteilungen aus dem auf den Fotodetektor (20) abgebildeten Beugungsbild, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Abbildungseinrichtung (18) über mehrere unterschied­ liche Brennweiten verfügt, die wahlweise in den Strahlengang bringbar sind,
• - zu Beginn einer Messung eine erste Brennweite im Strahlen­ gang angeordnet ist und die Partikelgrößenverteilung unter Be­ nutzung dieser ersten Brennweite bestimmt wird, wobei die Aus­ werteeinheit (22) eine für diese erste Brennweite gültige Aus­ wertemathematik anwendet,
• - die Auswerteeinheit (22) ermittelt, ob die oberste Korn­ klasse des mit der ersten Brennweite abgedeckten Meßbereichs besetzt ist,
• - dann, wenn die oberste Kornklasse des Meßbereichs der ersten Brennweite besetzt ist, eine verfügbare längere Brenn­ weite mit entsprechend größerem Meßbereich im Strahlengang angeordnet wird und anschließend eine erneute Bestimmung der Partikelgrößenverteilung unter Benutzung der nunmehr im Strah­ lengang angeordneten Brennweite stattfindet, wobei die Aus­ werteeinheit (22) eine dem geänderten Meßbereich angepaßte Auswertemathematik anwendet,
• - dann, wenn die oberste Kornklasse des Meßbereichs der ersten Brennweite nicht besetzt ist, die Auswerteeinheit (22) diejenige Kornklasse ermittelt, in die die größten gemessenen Partikel fallen und in Abhängigkeit der so ermittelten Korn­ klasse diejenige verfügbare kürzere Brennweite im Strahlengang angeordnet wird, deren Meßbereich die zuvor ermittelte Korn­ klasse noch abdeckt, woraufhin eine erneute Bestimmung der Partikelgrößenverteilung unter Benutzung der nunmehr im Strah­ lengang angeordneten kürzeren Brennweite stattfindet, wobei die Auswerteinheit (22) eine dem geänderten Meßbereich angepaßte Auswertemathematik anwendet, und
• - der Abstand zwischen dem Fotodetektor (20) und der Abbil­ dungseinrichtung (18) an die sich jeweils im Strahlengang be­ findende Brennweite angepaßt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der jeweiligen Brennweite im Strahlengang und/oder die Anpassung des Abstands zwischen dem Fotodetektor (20) und der Abbildungseinrichtung (18) automatisch von einer mit der Auswerteeinheit (22) ver­ bundenen Steuerung veranlaßt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Brennweite der Abbildungseinrichtung (18) durch ein mehrlinsiges optisches System gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (c) zwischen der Meßzone (14) und der Abbil­ dungseinrichtung (18) verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein schmalbandiges Interferenzfilter (16) im Strahlengang vor der Abbildungseinrichtung (18) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenzfilter (6) im Strahlengang direkt vor der Abbildungseinrichtung (18) angeordnet ist und ein Transmissionsmaximum aufweist, das der Hauptwellenlänge des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts entspricht.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung (18) über Brennweiten von 20 mm, 50 mm, 100 mm, 200 mm, 500 mm, 1000 mm und 2000 mm verfügt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung über Brennweiten von 10 mm und/oder 5000 mm verfügt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle ein Laser ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (20) ein Multielement-Fotodetektor ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (20) von einem mit einem Stellmotor ver­ bundenen Spindeltrieb in eine Position bewegt wird, die mit der sich jeweils im Strahlengang befindenden Brennweite synchroni­ siert ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß charakteristische Partikelgrößen von weniger als 0,1 µm bis 8750 µm mit hoher Auflösung bestimmbar sind.