CN101960288A - 颗粒测量方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种测量气体中颗粒浓度的方法，其使用喷射器(11)用于提供基本上恒定的样品流(14)并且用于使含有颗粒的样品与基本上清洁的电离的气体(13)高效地混合。本发明还涉及实施这种方法的设备。所述方法和设备可以用于例如在内燃机的排气系统中测量颗粒浓度。

Description

颗粒测量方法和设备

发明背景

技术领域

本发明涉及一种测量气溶胶中颗粒浓度的方法。本发明还涉及一种实施所述方法的设备。所述方法和设备可以例如用于测量内燃机的排气系统中的颗粒浓度。

背景技术

由于各种原因，能够测量微粒、尤其是在内燃机中产生的微粒，具有重要意义。越来越多的对微粒的潜在健康影响方面的关注推动着所述测量的积极性，并且对健康的关注已经导致制定了微粒排放标准。在将来，颗粒排放标准将变得越来越严格。对微粒测量的另一需要源于内燃机的开发以及内燃机尤其是柴油机的实时监测。对微粒测量的又一需要源于在工业生产中越来越多地生产和使用纳米尺度的颗粒，所述颗粒通常具有低于100nm的直径。工业生产监测以及职业保健和安全问题都需要可靠的微粒测量。

柴油机排出颗粒的尺寸分布通常显示三种不同的模态：核模态由直径低于约50nm的颗粒组成，积聚模态由具有50nm至1μm直径的颗粒组成，以及粗模态中颗粒的直径大于1μm。大部分柴油机排出颗粒在排出气体从排气管逸出后形成，并且这些颗粒通常属于核模态。

通常在内燃机排气管上安装颗粒捕集器，以使微粒浓度在排放标准以下。捕集器需要频繁的更新，并且通过升高捕集器的温度和同时向捕集器输送过量空气来燃烧捕集到的颗粒，从而燃烧含碳的颗粒。

专利出版物FI 118278B，Dekati Oy，25.12.2004，涉及一种在排气管系统中或相应的排气管中基本上在使用期间从内燃机的排出气体中检测颗粒排放物的方法和传感器装置，在所述方法中，排出气体中含有的排放颗粒是带电的，并且通过测量排气管中的排放颗粒所携带的电荷来检测颗粒排放物。根据这一发明，通过随时间改变充电方式或充电功率来使颗粒带电，以至于充电的结果是呈现至少两种不同电荷状态的排放颗粒，其中从所述至少两种不同电荷状态的排放颗粒中测量的一个/多个差值来确定排放颗粒的电荷。所述方法的问题在于通过设置在排气管内部的充电器使颗粒带电，这容易使充电器受到污染，而所述污染降低了充电器的寿命和可靠性。变化的颗粒浓度和恒定的离子生成在例如保持恒定颗粒充电方面产生问题。在排气管中形成微粒是一个复杂的过程，并且使得在有很大变化的质量流量的环境中难以测量。例如，不同的燃料和不同的润滑剂影响排气管中的颗粒浓度和颗粒性质，如“Heejung Jung等，The Influence of Engine Lubricating Oil on Diesel Nanoparticle Emissions and Kinetics of Oxidation，SAE International 2003-01-3179，2003”中所述。

“Francisco J.Romay等，A Sonic Jet Corona Ionizer for Electrostatic Discharge and Aerosol Neutralization，Aerosol Science and Technology，20卷(1994)，31-41页”描述了双极电晕电离器(bipolar corona ionizer)的设计，所述双极电晕电离器使用一对不同极性的音速喷射电离器(sonic jet ionizer)。在若干电极的离子输出和颗粒生成、孔板材料和电离器操作条件方面描述了所述电离器。音速喷射电离器似乎比典型的自由电晕电离器产生更多的颗粒。这可能是由于更强的和更有反应性的电晕放电。在音速喷射电离器中使用硅电极导致形成不可接受水平的颗粒。可以通过使用碳化钨电极和钼孔板来实现更低的颗粒生成。

专利出版物US 6,544,484 B1，TSI股份有限公司，8.4.2003，描述了一种用于分析气溶胶的系统。所述系统包括具有带正电或带负电的电晕放电针的电晕放电离子发生器，所述放电针由铂或铂合金形成。高速(40-210m/s)的空气流将离子从电晕放电中吹走，并将离子以湍流射流的形式推入到混合室中，所述湍流射流与气溶胶相遇，气溶胶也输送到混合室中。在离子生成器的一个形式中，离子通过在正或负偏压板中形成的孔输送到混合式内。在另一个替代方案中，静电地形成气溶胶微滴，并以气溶胶射流的形式推入混合室内，气溶胶射流与离子射流相遇，以增强带电微滴和离子的混合；在这一方案中，有利的是，中和所述微滴，以主要保留正负单电荷的颗粒。这一系统的问题在于，在测量期间，气溶胶和清洁空气的流量比可能由于例如过滤器的污染而变化。难以通过相对的射流进行电离空气和气溶胶的对流混合(confront mixing)，因为这种构成对射流的性质，如射流方向和射流速度，非常敏感，并因此射流趋于不稳定。在这种构成中的离子损失非常高，通常大于99％，甚至高于99.9％。

专利出版物US 3,413,545，Regents of the University of Minnesota，26.11.1968，描述了一种用于0.01-2微米颗粒范围的电气溶胶颗粒计数和尺寸分布系统。一种具有气体电离装置和扩散室的气溶胶室单元赋予气溶胶颗粒与颗粒尺寸成比例的单极性电荷。将所述带电颗粒输送至具有带细长室的壳体的移动性分析器中。颗粒集电极沿轴向伸入到集电器和与静电计相连接的传感器过滤器上方的室中。在所述系统中使用最高30kV的集电压。在所述系统中的混合效率低，因此离子损失可能很高，通常高于99.9％。

专利出版物US 2006/0144124 A1，Takeshi Kusaka等，6.7.2006，描述了一种可溶性有机级分SOF测量系统，所述SOF测量系统可以连续测量SOF，并且将可以连续测量煤烟的煤烟测量系统与排气管相连接。所述煤烟测量系统包括喷射器稀释器，其选择性地稀释排出气体和标准气体中的一种，并将其喷出，所述标准气体的烃浓度用稀释气体测得。稀释比调节装置可以调节稀释器的稀释比。煤烟检测器连续检测排出气体或被稀释器稀释后的标准气体中的煤烟。所述SOF测量系统可以与稀释器相连接，以便排出气体分析器可以测量被稀释器稀释后的标准气体中的烃浓度。该出版物中没有提到使稀释空气带电。

现有技术系统存在的问题是：充电器污染、电离空气与气溶胶的不良混合、变化的样品流量和高离子损失。所有这些问题使得现有技术的系统不稳定，尤其是对于内燃机排放气体颗粒的在线测量而言。而且现有系统体积大，不能在例如柴油车辆颗粒排放物的监测中使用。在一些现有技术系统中大混合室还会减慢测量结果的时间响应。

发明内容

本发明的目的在于提供解决现有技术中的问题的方法和设备。

以下对所述方法和设备的重要组成进行定义。

“喷射器”是使用气体1射流从空间中吸取气体2的装置。气体1射流气流称为“主流”，气体2气流称为“侧流”。

“旋动”是引导气体以扭转运动或旋转运动的方式运动的方法。

“离子捕集器”是使用电场或磁场或扩散的组合来捕获区域中的离子的装置。

有利的是，结合本发明的方案以解决若干问题。因此，通过使用气流可以防止污染，而且当电离时，相同的气体可以用作喷射器的主流。可以通过喷射器来实现高效混合，并且通过有利地在喷射器主流中使用高速电离气流可以实现短混合时间。高流速和高效地混合极大地降低了离子损失。使用恒定的样品流，而不是在排气管的内部测量内燃机排出颗粒排放物，这使得测量过程更稳定。本发明中描述的所有方案都使得测量过程更稳定。

众所周知，如果在对流射流混合中使用旋动射流，则最终结果是与使用非旋动射流相比稳定性更低。因此，在这些系统中，例如在US 6,544,484 B1描述的系统中，避免使用旋动射流。但是，本发明人出人意料地发现如果在喷射器中使用旋动气流作为主流，则合并的气流趋于更加稳定。因此，旋动主流对本发明的方法而言是有利的。

为解决现有技术系统中的问题，用于监测气体中颗粒浓度的方法采用在喷射器中高效混合。喷射器的主流由基本上清洁的电离气体流组成。术语“基本上清洁的”是指在电离气体中的颗粒浓度很低，以至于不会对检测方法产生不利影响。清洁的气体的速度优选为音速或接近音速，然而，也可以使用更低的速度。主流产生对侧流通道的吸力，因此从含有颗粒的气体中将样品流吸入监测设备。电离的清洁气体形成主流，样品流形成侧流。有利的是，所述主流应该尽可能小。本发明人出乎意料地发现，优选地，使用1∶1的主流与侧流比例，更优选地，使用1∶3的主流与侧流比例，可以获得对侧流通道合适的吸入压力。本发明人还出乎意料地发现，当按本发明的描述使用喷射器时，在单一工艺步骤中产生两种不同的现象，所述两种不同现象是高效的动量传递和高效的颗粒充电，这有利于缩短工艺时间并因此降低离子损失。所述高效的混合使得可以设计具有快速响应时间的小型测量设备，这在测量汽车排放物中有极大的优势。

当监测气体的颗粒浓度时，有利的是，产生通过测量设备的基本上恒定的气流。通常，在例如内燃机的排气管中质量流根本不是恒定的，通常取决于发动机的转速。使用喷射器从排气管中吸取样品流导致形成基本上恒定的侧流，所述流通常是无脉冲的，即恒定的。这种流可以以可控的方式调整或转换。

现有技术的一个问题是清洁的空气和含有颗粒的气体的混合效率低。本发明人发现，喷射器在主流和侧流的混合是高效的，尤其对于旋动主流而言。在喷射器中，有利的是，以相互靠近的方式喂送主流和侧流，与现有技术系统相比，这极大地提高了混合均匀性和速度。使用所述喷射器出乎意料地避免了现有技术系统中存在的不稳定性问题。出乎意料地，还发现主流的高气体速度和高效的混合降低了离子损失，并且颗粒充电之前的离子损失优选低于99％，更优选低于90％。由于离子损失比现有技术系统中的低得多，电离器电源需要缩小，从而产生经济效益。转换或调节主流对高效测量是有利的，因此在AC模式下而不在DC模式下实施测量。另一个实现AC模式的实施方式是连接平行于恒定气流的室并且改变所述室的体积以产生脉冲流。

在混合之后必须去除未附着在颗粒上的离子。通过离子捕集器去除所述离子；去除机制为电场或磁场或扩散，这些机制也可以组合。如果将捕集器电压升高至合适的值，则核模态颗粒也可以被捕集至离子捕集器中，绝对电压取决于例如离子捕集器的几何形状、气流速度等。通过升高捕集电压可以进一步提高捕集的颗粒的尺寸。因此可以用例如三种不同的电压实施捕集，这提供了积聚模态颗粒的尺寸分布的迹象，其可以方便地用于估算例如质量浓度或数量浓度。测量与不同离子捕集器电压相对应的电流可以估算核模态和积聚模态的各种参数，例如颗粒浓度和平均颗粒尺寸。所述离子捕集器电压可以在至少两个不同电压之间转换或调节。

尤其当监测例如内燃机的排出气体的热气体流时，颗粒浓度在测量设备中可能发生变化，并且冷却气体产生核模态颗粒。如上所述，可以调节离子捕集器至足够高的电压以捕集这些核模态颗粒，因此在测量设备中形成的颗粒其本身不会对测量结果产生不良影响。然而，在某些情况下，不去除测量设备中产生的核模态颗粒可能是有利的，因为这些核提供了排出气体从排气管排出后产生的颗粒的迹象。通过冷却喷射器主流可以强化这种核的产生。因此，转换或调节离子捕集电压可以用于分析内燃机排出气体的各种参数。

用于使清洁的气体电离的一个优选的实施方式是使用电晕放电装置。有利的是，将清洁的气体从紧邻的电晕放电装置范围以高速喂送，以便通过清洁的气体流保护电晕针或类似物。与自由空间电晕放电相比，所述高速气流提还高了离子产生，并降低了向设备壁等的离子损失。

电晕放电可能产生颗粒，当测量气体的颗粒浓度低时其干扰测量。这可能是例如当在颗粒捕集之前或之后使用所述方法监测颗粒浓度时的情况，这一情况通常存在于柴油机排气管中。这一测量可以提供所述颗粒捕集器的过滤能力和维护需要的迹象。为了使因电晕放电的颗粒产生减到最小，用难熔金属或金属合金制造电晕针和电晕针周围的喷嘴是有利的，所述难熔金属或金属合金例如为钨、铼、钽、钼、铱、铌、钌、铪、锆、钒、铬、合金C-103、合金KBI-3、镍-铬合金、碳化钨或类似物。使用干燥的清洁气流也有利于使电晕放电中的颗粒产生减到最小。

也可以通过电火花放电、热发射、表面充电或离子辐射来实施清洁气体离子化。

由于可以使测量设备的侧流基本上保持恒定，因此可以用含颗粒气体的质量流量值作为测量值，从而可以计算内燃机的排放物。

通过测量随着颗粒逸出的电流来监测所述颗粒携带的电荷。所述电流测量方法为现有技术已知的方法，并且对于本发明而言，其优点在于不需捕集带点颗粒。

除了内燃机监测，本发明还可以在例如通风系统中的颗粒监测、使用纳米颗粒的工业生产和个人颗粒测量设备中使用。

附图说明

下面将参照所附原理图更详细地描述本发明，其中

图1示出了描述本发明监测气体中颗粒浓度的方法和设备的实施方式；

图2示出了喷射器的细节；

图3示出了主流和侧流流向相同方向的实施方式；

图4示出了用于调节清洁空气的实施方式；以及

图5示出了本方法的不同功能块。

为了清楚地描述，附图仅示出了为理解本发明所必要的细节。为了强调本发明的特征，省略了对于理解本发明所不必要的结构和细节以及对本领域技术人员显而易见的结构和细节。

具体实施方式

图5以划分成不同功能块的形式示出了本发明的方法。通过喷射器E从含颗粒的气体流的管道或通道中吸取样品流NV。压缩空气流PI形成主流，并且使用电离器IG来电离压缩空气流。电离器IG优选基于电晕放电，用与变压器M电绝缘的高压电源HV来产生用于电晕放电所必要的高电压。电离空气流与样品流混合，并且在充电室VK中使样品流的颗粒充电。应当理解，充电室实际上是一个功能块，并且所述充电优选在喷射器中基本上主流和侧流相遇处进行。通过离子捕集器IL在气流PV从测量设备中逸出之前去除未附着在颗粒上的离子。通过静电计EM测量从测量设备中逸出的电流。

图1示出了一个实施方式，其中所述方法用于监测内燃机排气管中的颗粒浓度，所述设备可以用于监测柴油机的微粒排放物。测量设备1包括用于将样品流导入测量通道4的装置3、用于将基本上清洁的电离气体导入测量通道4的装置5、用于使清洁的气体流和样品流混合的装置6、用于使清洁的气体电离的装置7、至少一个用于使颗粒充电的充电室8、至少一个离子捕集器9和至少一个用于测量颗粒携带的电流的电流测量单元10。设备1还包括用于转换或调节基本上清洁的气体流的设备16以及用于调节清洁的气体的温度的设备17。图1还示出了用于使设备1与排气管相连接的装置20，用于使所述设备与压缩空气管、压缩空气室或类似的气流产生单元相连接的装置21。本实施方式还包括用于控制清洁的空气流量的装置22、用于过滤压缩空气的装置23和用于将压缩空气导入测量设备1的装置24。

压缩空气从空气源P被喂送至温度调节器17，温度调节器17可以加热或冷却所述空气。打开磁阀16以向流量控制器22喂送空气，从而可以将流量设定为所期望的值。流量控制器22可以是例如可调节的阀门、临界孔、流量计、质量流量控制器或类似装置。流量控制器22与过滤器23相连接，过滤器23将压缩空气中的颗粒基本上去除，以使压缩空气中的颗粒浓度明显低于样品流中的颗粒浓度。然后将清洁的空气通过连接器24喂送至测量设备1中。压缩空气流向测量设备的中心通道18，并且用限流板26稳定流量。还可以设计和构造中心通道18以便强制气流旋动，这有利于上述各种目的。然后气流从喷嘴27逸出。电离装置7使从喷嘴27逸出的气体电离。有利的是，构造喷嘴27以使气流基本从电晕针28的附近逸出。这有助于电晕针28保持清洁，并且提高离子生成。喷嘴27中的高流速降低了离子损失。通过电极29将高电压接至电晕针28。通过变压器35和电绝缘体33使高压电源34与其他系统电绝缘。电极29与电极防护罩30的电势相同。显然，电晕针和反电极的极性可以转换。将电离的气体流喂送至测量通道4内。通过取样装置3将样品流从管道2也喂送至测量通道4中。取样装置3优选为图2所示的喷射器11的侧流通道14。电离的清洁气体流13形成喷射器11的主流，并产生对侧流通道14的吸力，侧流量值基本上仅取决于喷射器11的几何形状和主流量值。在一个优选的实施方式中，主流与侧流之比很小。可以例如通过设计电极防护罩30来调整主流通道13的几何形状和因而获得的性质。例如可以局部地或在整个测量通道中改变气体速度或电场密度。在测量通道4的混合部分6中将电离的清洁气体流和样品流混合。应当将混合部分6理解为可以从测量通道4中分离或不分离的功能块。设计混合部分以使清洁的气体和含有颗粒的气体在最短时间内高效地混合在一起。因此，为了高效率的和稳定的混合过程，例如可以将这些气流设定为旋动运动。在混合期间使颗粒带电，因此电离室8也应当被认为是功能块，并且混合室和电离室可以重叠功能。通过离子捕集器9去除未附着在颗粒上的离子。依靠设备1的机械构造，例如电极防护罩30的设计或设备的外壁31的设计，在其他参数中，依靠离子捕集器9的质量流量和电压，可以调节离子捕集器9以捕集核模态颗粒乃至积聚模态中最小的颗粒。一个优选的实施方式是调节离子捕集器电压，电压越高捕集的颗粒越大。离子捕集器的实际电压取决于其他设计和气流参数，但是通常离子捕集器电压范围可以为1至30kV。

可以通过测量从电离装置7中逸出的静电流来测量流经测量通道4的电离颗粒32携带的电荷。为了能够测量微小电流，典型地在pA水平的电流，通过电绝缘体33和绝缘变压器35使电离装置7与其他系统电绝缘。在电离装置7和与测量通道4的壁31有电流接触的位置之间安装静电计10。高压电源34的第一接触器与电离装置7的电极通过装置25相连接，第二接触器与电流测量设备10的放大器相连接。静电计10的另一输入端与测量通道4的壁31相连接，壁31与离子捕集器9也具有电流连接。采用这种结构，静电计10测量通过电离颗粒从测量通道逸出的电荷，例如测量逸出电流。

网状电极36防止存在于测量通道4中的自由离子从管道2中逸出。在优选的实施方式中，在双层测量设备1的两个气流孔上都安装网状电极36，这有利于防止离子逸出，即使将所述网状电极设计为具有足够大的不易被流经它们的颗粒堵塞的网孔。然而，网状电极36在设备1中不是绝对必要的，因为还可以通过例如适当的气体流量来防止离子逸出。

通过转换或调节喷射器11的主流，例如通过使磁阀16产生脉冲，可以使测量通道4中的气流产生脉冲。主流转换或调节使侧流也产生相似的转换和调节。并由此以良好控制方式转换或调节总气流。这允许静电计10在虚拟AC模式下工作，这提供比DC模式更可靠的测量。也可以转换或调节测量气流。图2示出了可通过安装在样品流通道14上的旋转盘来调节样品流的实施方式。

图3示出了一个实施方式的细节，其描述在本发明设备中样品气体流和清洁电离气体流的组织方式。电离装置7使用电晕针28以使在中心通道18中流动的清洁气体电离。气体从喷嘴27逸出，喷嘴27基本上形成喷射器11的主通道13。主流和通过通道14吸取的样品流在混合区8中高效地混合。可以设计中心通道18以强制气体旋动运动，这进一步提高混合效率。由于气体在电离装置7中的停留时间短，并且在喷射器11中进行高效地混合，因此在设备中的离子损失优选地低于99％，更优选地低于90％并且最优选地低于80％。这意味着对现有技术系统例如对电源34的相当大的改进，所述改进带来极大的经济效益。

图4示出了一个实施方式的原理图，其中通过连接可变体积的与恒定清洁空气流平行的室来进行气体流调节。这一结构的主要部分是活塞或隔膜39，其运动或位置可以在一定范围内变化。图4a示出了基本结构，而图4b以恒定气流38和运动活塞39的和函数的形式示出了循环气流37的形成。图中示出了用方波调整活塞，并且以循环流量的最小值为0的方式设定调整的振幅。显然，可以以不同的方式改变波形或流量的振幅。在另一实施方式中，运动部可以是与音频元件类似的隔膜。这一简单结构具有基本上不需维修以及可以通过线圈38产生几乎自由的波形选择的优点。显然，可以以不同方式实现往复运动的活塞39。

对本领域技术人员而言明显的是，对电绝缘体有严格的洁净要求，特别是对于那些泄漏电流将计入测量的电流信号的电绝缘体。在热环境中，例如在内燃机的排气管中，绝缘体温度的升高降低了它们的电绝缘性能。由于低电流值，因此需要将测量电子器件基本安装在测量电极的附近，并因此系统的高温也使测量电子器件的温度升高。这升高了例如测量电子器件的噪音。在本发明的一个实施方式中，通过使用同一种气体流以防止绝缘体污染和过热，并且冷却测量电子器件，从而解决这些问题。

根据本发明的精神可以以不同的方式实施本发明。因此，以上提出的实例不应解释为对本发明的限定，但是本发明的实施方式可以在下文的权利要求中所提出的本发明特征的范围内自由变化。

Claims (25)

1.一种监测气体中颗粒浓度的方法，包括通过将至少一部分含有颗粒的气体与另一种基本上不含颗粒的电离气体混合来使至少一部分颗粒带电，并监测所述颗粒携带的电荷，包括使用喷射器从含有颗粒的气体中吸取样品流，其中电离的清洁气体形成主流，所述样品流形成侧流。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，主流与侧流之比低于1∶1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，主流与侧流之比低于1∶3。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在颗粒带电之前的离子损失低于99％。

5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在颗粒带电之前的离子损失低于90％。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过离子捕集器去除未在任何颗粒上附着的离子。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过测量随着颗粒逸出的电流来监测颗粒携带的电荷。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，转换或调节基本上清洁的电离气体流。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，离子捕集器还捕集属于核模态的颗粒。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过升高离子捕集器的电压来去除核模态颗粒。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：

a.在至少两个不同值之间转换或调节离子捕集器的电压；和

b.使用与所述至少两个不同值相对应的电流计算核模态浓度或积聚态浓度或质量浓度或数量浓度或尺寸分布或在排气管之后产生的颗粒浓度，或它们的任意组合。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用与含有颗粒的气体的总流量相对应的测量信号以及侧流的颗粒浓度来计算所述含有颗粒的气体中的颗粒浓度。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过电晕放电使基本上清洁的气体电离。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法用于在颗粒捕集之前或之后监测颗粒。

15.一种用于监测管道或通道(2)中颗粒的设备(1)，包括：

a.用于将基本上无颗粒的气体电离的装置(7)；

b.至少一个喷射器(11)；

c.用于向喷射器(11)的主流通道(13)喂送基本上清洁的电离气体的装置(12)。

16.如权利要求15所述的设备(1)，包括用于将所述基本上清洁的电离气体与含有颗粒的气体混合的装置(6)。

17.如权利要求15或16所述的设备，其特征在于，在用于混合的装置(6)之前的离子损失优选地小于99％，并更优地选小于90％。

18.如权利要求15、16或17所述的设备(1)，包括离子捕集器(9)。

19.如权利要求18所述的设备(1)，包括用于在至少两个不同值之间转换或调节离子捕集器电压的装置。

20.如权利要求15至19中任一项所述的设备(1)，包括用于转换或调节基本上无颗粒的电离气体流的装置(16)。

21.如权利要求15至20中任一项所述的设备(1)，包括用于控制所述基本上无颗粒的电离气体流的温度的装置。

22.如权利要求15至21中任一项所述的设备(1)，包括用于将所述基本上无颗粒的气体电离的电晕放电器(7)。

23.如权利要求22所述的设备(1)，包括用于将所述基本上无颗粒的气体流引导至所述电晕放电器的附近的装置(18)。

24.如权利要求15至23中任一项所述的设备，其特征在于，用于电离的装置(7)与系统中的其余部分电绝缘，并且设置有至少一个电荷测量设备(10)以通过测量放电电流来检测由排出颗粒获得的静电荷，所述放电电流是这些颗粒从所述电离装置(7)中带走的，在所述装置(7)以及与设备的壁即气流通道壁(4)电流连接的位置之间测量所述放电电流。

25.如权利要求15至23中任一项所述的设备，包括用于使用气流冷却所述至少一个电离装置(7)及其相关部分的装置。

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