CN101793668A - 凝结核计数器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种凝结核计数器。用于饱和单元(3)的工作液体的贮藏器(4)通过压力平衡管路(9)与载有固体颗粒的气体的提取区域(1)相连，因此阻止工作液体从贮藏器(4)被回吸到提取区域(1)中，并且此外也阻止了即使在不利的压力条件下被回吸到测量环境的与其相关的区域内。

Description

凝结核计数器
技术领域
本发明涉及一种凝结核计数器(Condensation Nucleus Counter)，其包含被加热的被气体通流的饱和单元(saturation unit)，该气体载有固体颗粒并且从提取区域通过输入管路供给，该饱和单元包括多孔的饱和元件，从连接的贮藏器给该饱和元件供给工作液体，该凝结核计数器还包含在饱和单元下游的冷却的凝结单元以及在凝结单元下游的颗粒计数器。
背景技术
已述类型的构造例如在德国实用新型73 21 827中或者也在US 4 790650 A中已知，并且通过极小的颗粒对光束中的光散射的作用测量或者记数极小的颗粒。但是当固体颗粒具有太小的尺寸时(典型的是小于0.3μm)，该效果不能准确地或者轻易地证明和测量，这特别是对于例如在内燃机和特殊的柴油发动机的废气中的固体颗粒是这种情况，这些颗粒几乎对该废气的危害性负全责，所述危害性是相应的试验的动机。
现在为了在颗粒大小位于可靠或简单的检测极限之下时也能通过所述类型的颗粒计数器工作，例如在已述的文献中已知，如此扩大颗粒的表面直径，即在它的表面上凝结一种工作液体，因此能实现简单和准确的记数，其以所希望的方式代表载有颗粒的气流中颗粒的类型和数量。除了使用例如水或水蒸气作为工作液体以外，为了改良或者完善凝结，不同的其它工作液体也常被使用或者研究，例如酒精和对于所述的内燃机废气的检测优选的丁醇。但是这种类型的工作液体鉴于它的组成或者化学成分对于多种应用存在问题，因为必须绝对避免在这种类型的测量装置的某些工作状态(特别是波动的压力条件、压力脉动)中至今为止不能可靠排除的对其它测量路径或者设备区域的污染，这种污染带来在相应位置的测量值误差。
发明内容
本发明的目的是，改良开始所述类型的测量装置，使其能够在所有通常出现的环境条件范围内应用，而不对其它测量环境产生不良影响。
在开始所述类型的凝结核计数器中，该目的如此实现，即用于饱和单元的工作液体的贮藏器通过压力平衡管路与载有固体颗粒的气体的提取区域相连。现在通过这种令人意想不到的简单方式可靠避免，由于待测量的气体的提取区域中的压力波动或压力脉动导致工作液体可能被回吸到该提取区域中或者此外被回吸到其它测量环境的位于后面的区域中。在此不重要的是，在提取区域的哪个具体位置上实现这种压力均衡，因为无需百分百确保压力平衡以图达到所追求的效果。
在本发明优选的其它构造中，可以在压力平衡管路中优选在贮藏器的邻近区域中接入一个过滤器，这一方面阻止了工作液体的微滴的穿越，另一方面阻止了气体中的固体颗粒的渗入。当然为了不妨碍压力均衡或其随时间的分布，这种类型的过滤器以尽可能小的流动阻力实施。
在本发明优选的其它构造中，载有固体颗粒的气体的提取区域具有与到饱和单元的输入管路无关的出口管路，在该出口管路中设置可调节的阀、例如比例阀，因此存在有利的可能性，将提取区域的压力和因此在饱和单元中的压力以及凝结单元中的压力设定在规定的压力条件。
附图说明
下面还借助于附图示意图解的实施例详细阐述本发明。
图1一个按照本发明的凝结核计数器的构造的示意图解；
图2另一个相应的结构的更加详细的示意图解。
具体实施方式
如图1的凝结核计数器具有饱和单元3，其以未详细示出的方式被加热并且被载有固体颗粒的、从提取区域1通过输入管路2供给的气体通流，从相连的贮藏器4中给该饱和单元供给工作液体。在从未进一步示出的采样和样品准备装置通过气体入口5输送给提取区域1的气流中，在饱和单元3下游设置一个同样以未进一步示出的方式冷却的凝结单元6，实际的颗粒计数器7与该凝结单元邻接(详情见图2)，随后气体从该颗粒计数器出发通过泵8被抽出。为了确保，即使在气体入口5或提取区域1中存在强烈波动的压力条件或者压力脉冲的情况下，在贮藏器4中的工作液体亦不能通过提取区域1和气体入口5被回吸到其它测量系统中，贮藏器4通过一条压力平衡管路9与提取区域1相连，这如图1在由界定提取区域1的容器的出口管路10处实现。但是除此之外，压力平衡管路9也可以直接通入提取区域1，或者如图2所示通入从(在图2中未被示出)提取区域到饱和单元3的输入管路2中。
在图1中还进一步示出位于提取区域1上的压力传感器11，该压力传感器与用于比例阀13的调节单元12共同工作，因此提取区域1以及输入管路2和饱和单元3连同凝结单元6能够被保持在一个定义的压力水平上。
按照图2，与根据图1的构造在功能性上相对应的构件设有相同的附图标记，如图1的构造的上述的功能描述基本上也适用于图2。此外从图2还可见，在压力平衡管路9中在贮藏器4的邻近区域中接入一过滤器14，该过滤器一方面阻止载有颗粒的气体从输入管路2进入贮藏器4中，并且另一方面也阻止微量的微滴形的工作液体从贮藏器4向着输入管路2流出。另外还可见的是，饱和单元3包括多孔的饱和元件15，该饱和元件被载有颗粒的气体通流并且在此通过工作液体、例如1-丁醇或者类似的工作液体润湿。从被冷却的凝结单元6中通过过滤器16和泵17将水引回容器18中。可能滴落的工作液体直接再次回到饱和单元3中。
颗粒计数器7具有示意示出的激光二极管19，它的光通过聚焦组件20被聚焦到载有气体的气流的出口位置上，并且通过收集器被采集，并输送到检测器22。因此，在载有颗粒的气流的相应的预先稀释以及通过凝结其上的工作液体而人工扩大的颗粒的相应大小的前提下，能够确认且记数每个单独的颗粒，并且因此能够探测出总浓度。
通过压力传感器23可以测量通流条件，并且利用压力传感器23与的节流板24一起连同另一个压力传感器25具体设定所述通流，或者通过泵8调节所述通流。

Claims (3)

1.凝结核计数器，包括：被加热的且被载有固体颗粒的、通过输入管路(2)从提取区域(1)供给的气体通流的饱和单元(3)，该饱和单元包含多孔的饱和元件(15)，由连接的贮藏器(4)给该饱和元件供给工作液体；在饱和单元(3)下游的冷却的凝结单元(6)；以及在凝结单元(6)下游的颗粒计数器(7)，其特征在于，用于饱和单元(3)的工作液体的贮藏器(4)通过压力平衡管路(9)与载有固体颗粒的气体的提取区域(1)相连。
2.如权利要求1所述的凝结核计数器，其特征在于，在压力平衡管路(9)中优选在贮藏器(4)的邻近区域接入过滤器(14)。
3.如权利要求1或2所述的凝结核计数器，其特征在于，提取区域(1)与通向饱和单元(3)的输入管路(2)无关地具有出口管路(10)，在该出口管路中设置可调节的阀(13)。
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