DE102015105404A1 - Apparatus and method for determining the concentration or partial pressure of a vapor having magnetic properties - Google Patents

Apparatus and method for determining the concentration or partial pressure of a vapor having magnetic properties Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der magnetischen Eigenschaften eines durch einen Strömungskanal (1) strömenden Gases, mit einer innerhalb des Strömungskanales (1) angeordneten, mit einem Wechselstromerzeuger (9) verbindbaren Primärspule (2) zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes in dem von den Windungen der Primärspule (2) umgebenen Spulenvolumen und mit einer mit einer Auswerteschaltung verbindbaren Sekundärspule (3), deren Windungen ebenfalls das Spulenvolumen umgeben. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration oder des Partialdrucks eines Dampfes oder zur Bestimmung oder Regelung der Flussrate eines Dampfes mit paramagnetischen oder diamagnetischen Eigenschaften. Es wird vorgeschlagen, dass das Spulenvolumen ein Torus ist.The invention relates to a device for determining the magnetic properties of a gas flowing through a flow channel (1), having a primary coil (2) which can be connected to an alternating current generator (9) within the flow channel (1) to produce an alternating magnetic field in the one of the Windings of the primary coil (2) surrounded coil volume and with a connectable to an evaluation secondary coil (3) whose turns also surround the coil volume. Furthermore, the invention relates to a method for determining the concentration or the partial pressure of a vapor or for determining or regulating the flow rate of a vapor having paramagnetic or diamagnetic properties. It is suggested that the coil volume is a torus.

Figure DE102015105404A1_0001
Figure DE102015105404A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der magnetischen Eigenschaften eines durch ein von einem Rohr gebildeten Strömungskanal strömenden Gases, mit einer innerhalb des Rohres angeordneten, mit einem Wechselstromerzeuger verbindbaren Primärspule zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes in dem von den Windungen der Primärspule umgebenen Spulenvolumen und mit einer mit einer Auswerteschaltung verbindbaren Sekundärspule, deren Windungen ebenfalls das Spulenvolumen umgeben.The invention relates to a device for determining the magnetic properties of a flowing through a flow channel formed by a pipe gas, with an arranged within the tube, connectable to an alternator primary coil for generating an alternating magnetic field in the surrounded by the windings of the primary coil coil volume and with a can be connected to an evaluation circuit secondary coil whose turns also surround the coil volume.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration oder des Partialdrucks eines Dampfes oder zur Bestimmung der Regelung der Flussrate eines Dampfes mit paramagnetischen oder diamagnetischen Eigenschaften unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung.The invention also relates to a method for determining the concentration or partial pressure of a vapor or for controlling the flow rate of a vapor having paramagnetic or diamagnetic properties using such a device.

Die US 3,076,929 und DE 35 44 966 beschreiben ein System zur Bestimmung des Partialdrucks oder der Konzentration eines magnetischen Gases innerhalb einer Messzelle. Die Messzelle wird von einer Primärspule und einer Sekundärspule umgeben, wobei die Primärspule ein Wechselstromfeld erzeugt und die in der Sekundärspule induzierte Wechselspannung gemessen wird. Die gemessene Wechselspannung hängt von den magnetischen Eigenschaften des Gases in der Messzelle ab.The US 3,076,929 and DE 35 44 966 describe a system for determining the partial pressure or the concentration of a magnetic gas within a measuring cell. The measuring cell is surrounded by a primary coil and a secondary coil, wherein the primary coil generates an alternating current field and the alternating voltage induced in the secondary coil is measured. The measured AC voltage depends on the magnetic properties of the gas in the measuring cell.

Aus der DE 10 2011 051 931 A1 ist eine von der Erfindung mitumfasste Vorrichtung bekannt, um mittels eines OVPD-Verfahrens OLEDs auf einem Substrat abzuscheiden. Das Substrat liegt auf einem gekühlten Suszeptor, auf dem ein dampfförmig in eine Prozesskammer gebrachter Ausgangsstoff kondensieren kann. Der Transport des Dampfes erfolgt mittels eines Trägergases, welches in ein Gaseinlassorgan eingespeist wird, welches duschkopfartig angeordnete Gasaustrittsdüsen aufweist, durch die das Trägergasdampfgemisch in die Prozesskammer eintritt. Das Gaseinlassorgan ist ebenso wie sämtliche stromaufwärtige Gastransportleitungen auf eine Temperatur aufgeheizt, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes aber unterhalb der Zerlegungstemperatur des Dampfes liegt. Die Dampferzeugung erfolgt über einen Verdampfer, der einen festen oder einen flüssigen Ausgangsstoff verdampft. Der Ausgangsstoff kann als Aerosol in einen Trägergasstrom eingebracht werden. Das Aerosol wird in einen Verdampfungskörper eingespeist, wo dem Dampf Wärme zugeführt wird, sodass er seinen Aggregatszustand ins Gasförmige ändert. Es werden zwei Sensoren verwendet. Mit einem ersten Sensor, der Teil eines Massenflussreglers ist, wird die Masse des in den Verdampfer eingespeisten Trägergases bestimmt. Mit einem zweiten Sensor, der stromabwärts des Verdampfers angeordnet ist, wird ein Sensorsignal erzeugt, das von der Konzentration des im Trägergas transportierten Dampfes abhängig ist.From the DE 10 2011 051 931 A1 For example, an apparatus encompassed by the invention is known for depositing OLEDs on a substrate by means of an OVPD method. The substrate is located on a cooled susceptor, on which a vapor phase in a process chamber brought raw material can condense. The transport of the vapor takes place by means of a carrier gas, which is fed into a gas inlet member, which has shower head-like arranged gas outlet nozzles, through which the carrier gas vapor mixture enters the process chamber. The gas inlet member is heated as well as all the upstream gas transport lines to a temperature which is above the condensation temperature of the vapor but below the decomposition temperature of the vapor. The steam generation takes place via an evaporator, which vaporizes a solid or a liquid starting material. The starting material can be introduced as an aerosol into a carrier gas stream. The aerosol is fed into an evaporator body where heat is supplied to the steam so that it changes its state of aggregation into gaseous. Two sensors are used. With a first sensor, which is part of a mass flow controller, the mass of the carrier gas fed into the evaporator is determined. With a second sensor, which is arranged downstream of the evaporator, a sensor signal is generated, which is dependent on the concentration of transported in the carrier gas vapor.

Aus den DE 10 2010 014 883 A1 , US 2012/203529 A1 , US 2011/304322 A1 , US 7,752,886 B2 , US 7,102,346 B2 , US 6,389,880 B1 , US 6,405,578 B2 , WO 92/07256 A1 , US 5,369,980 A , US 4,988,946 A , US 4,875,357 A , US 4,808,921 A , US 4,563,894 A , US 4,432,226 A sind Vorrichtungen bekannt, mit denen die Konzentration eines Gases in einer Messzelle unter Verwendung der magnetischen Eigenschaften des Gases zu bestimmen. Insbesondere wird dort die Temperaturabhängigkeit der Suszeptibilität des Gases ausgenutzt.From the DE 10 2010 014 883 A1 . US 2012/203529 A1 . US 2011/304322 A1 . US 7,752,886 B2 . US 7,102,346 B2 . US 6,389,880 B1 . US 6,405,578 B2 . WO 92/07256 A1 . US 5,369,980 A . US 4,988,946 A . US 4,875,357 A . US 4,808,921 A . US 4,563,894 A . US 4,432,226 A Devices are known for determining the concentration of a gas in a measuring cell using the magnetic properties of the gas. In particular, the temperature dependence of the susceptibility of the gas is exploited there.

Bei der Anwendung zum Abscheiden von OLEDs hat der die organischen Ausgangsstoffe transportierende Trägergasstrom eine Temperatur, die im Bereich zwischen 200 und 450°C liegt. Der Druckbereich liegt im Bereich von 0,1 bis 10 mbar.When used for depositing OLEDs, the carrier gas stream carrying the organic starting materials has a temperature which is in the range between 200 and 450 ° C. The pressure range is in the range of 0.1 to 10 mbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, womit eine Konzentrations- beziehungsweise Partialdruckbestimmung und insbesondere eine solche in einem strömenden Gasstrom verbessert ist.The invention has for its object to provide an apparatus and a method, whereby a concentration or partial pressure determination and in particular such is improved in a flowing gas stream.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei jeder Anspruch grundsätzlich eine eigenständige Lösung der Aufgabe ist.The object is achieved by the invention specified in the claims, each claim is basically an independent solution to the problem.

Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass das Spulenvolumen ein Torus ist. Das von den Windungen/Wicklungen der Sekundärspule beziehungsweise Primärspule umgebende Spulenvolumen ist somit ein gewölbter Ring. Das Spulenvolumen bildet die Messzelle. Es ist bevorzugt allseitig von Windungen oder Abschnitten der Windungen umgeben, wobei zwischen den Windungen Freiräume zum Hindurchtreten des Gases von außen in das Spulenvolumen beziehungsweise vom Spulenvolumen nach außen vorhanden sind. Die Achse des Torus verläuft bevorzugt in Erstreckungsrichtung des Strömungskanales, also bevorzugt in der Stromrichtung des Trägergasstromes innerhalb eines Rohres, welcher den magnetische Eigenschaften aufweisenden Dampf transportiert. Die Achse des Torus kann aber auch geneigt zur Erstreckungsrichtung des Strömungskanals verlaufen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Achse des Torus innerhalb eines gedachten Kegels mit einem Öffnungswinkel von 90° um die Strömungsachse liegt, also maximal um einen Winkelbetrag von 45° gegenüber der Strömungskanal-Erstreckungsrichtung geneigt ist. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Achse des Torus quer zur Erstreckungsrichtung des Strömungskanales verläuft oder in einem anderen Winkel zur Erstreckungsrichtung des Strömungskanales verläuft. Die Torusachse kann auch eine beliebige Neigungsstellung gegenüber der Erstreckungsrichtung des Strömungskanales einnehmen, beispielsweise um einen Winkel zwischen 45 und 90° winkelversetzt sein. Die Achse kann auch mit der Mittelachse eines den Strömungskanal bildenden Rohres zusammenfallen. Zwischen den Windungen der Spulenanordnung befinden sich Freiräume, so dass das Gas von außen in das Spulenvolumen eintreten kann. Das magnetische Feld ist im Wesentlichen aber auf das innere Spulenvolumen beschränkt. Die Öffnungen zwischen den Windungen der Spulenanordnung sind so bemessen, dass sich innerhalb des Spulenvolumens keine Totvolumina ausbilden. Die Windungen der Primärspule und die Windungen der Sekundärspule sind bevorzugt in gleichmäßiger Umfangsverteilung um den Torus angeordnet. Sie sind jedoch derart voneinander beabstandet, dass ein Gas in Achsrichtung des Torus durch das Spulenvolumen hindurchtreten kann. Die Windungen von Primärspule und Sekundärspule sind – bezogen auf die Torusachse – an radial innen liegenden Windungsabschnitten miteinander verbunden. Die Windungen können aus einem Metalldraht bestehen, der keramisch beschichtet ist. Das keramische Beschichtungsmaterial kann verwendet werden, um die radial innenliegenden Windungsabschnitte miteinander zu verbinden. Die radial innen liegenden Windungsabschnitte verlaufen zumindest bereichsweise parallel zur Achse des Torus, so dass je einer dieser Windungsabschnitte mit einem in Umfangsrichtung benachbarten Windungsabschnitt verbunden ist. Die Verbindungsstellen werden durch einen keramischen Klebstoff ausgebildet. Die Windungen können aber auch im radial innenliegenden Bereich voneinander beabstandet sein. Es können andere geeignete Mittel vorgesehen sein, um die Windungen ortsfest zu fixieren. Beispielsweise können gitterartige Keramikverstrebungen vorgesehen sein, die benachbarte, voneinander beabstandete Windungen aneinander fixieren. Wesentlich ist, dass das Gas von außen in das Spulenvolumen eintreten und von innen aus dem Spulenvolumen wieder heraustreten kann. Insofern ist es ausreichend, wenn die Windungen durch nicht leitende Distanzelemente aneinander fixiert sind, die nicht notwendigerweise im radial innenliegenden Windungsabschnittsbereich angeordnet sein müssen, sondern auch im radial äußeren Windungsabschnittsbereich vorgesehen sein können. Bevorzugt sind die Windungen von Primärspule und Sekundärspule fächerartig angeordnet. Sie liegen in Umfangsrichtung abwechselnd nebeneinander. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Sekundärspule eine größere Anzahl von Windungen aufweist als die Primärspule. Auch hierbei ist vorgesehen, dass sich die Windungen bevorzugt lediglich innerhalb der Torus-Mantelfläche erstrecken und nebeneinanderliegen. Das Spulenvolumen füllt mehr als 50 Prozent des Querschnitts des Rohres aus. Eine von der Torusachse senkrecht geschnittene Spulenvolumen-Querschnittsfläche ist somit größer als die Hälfte der Querschnittsfläche des Rohres. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Primärspule zusammen mit einem Kondensator einen Schwingkreis ausbildet. Dieser Schwingkreis kann von einem Wechselspannungserreger bestromt werden, so dass durch die Primärspule ein Wechselstrom fließt. Dieser induziert in der Sekundärspule eine Wechselspannung. Die Höhe der Wechselspannung wird von den magnetischen Eigenschaften des Gases innerhalb des Spulenvolumens beeinflusst, weshalb die an der Sekundärspule gemessene Spannung und/oder ihre Phasenverschiebung zur Wechselspannung innerhalb der Primärspule ein Maß für die Konzentration des Dampfes innerhalb des Spulenvolumens ist. Mit einem zweiten Sensor kann die Flussrate des Trägergasstromes durch das Rohr bestimmt werden, so dass aus diesen beiden Messwerten die Flussrate des paramagnetischen oder diamagnetischen Dampfes bestimmt werden kann. Es ist ebenfalls vorgesehen, dass die Primärspule durch das Hindurchleiten eines Stromes, insbesondere des Wechselstromes aufgeheizt wird. Die Gastemperatur liegt zwischen 200 und 450°C in einem Druckbereich von 0,1 bis 10 mbar. Über Wärmeleitung insbesondere durch das Gas hindurch, heizt sich auch die Sekundärspule auf. Es ist aber auch möglich, die Sekundärspule durch Hindurchleiten eines Heizstromes aufzuheizen. Bei den Heizströmen kann es sich um Gleichströme handeln. Die Frequenz des Wechselstroms entspricht bevorzugt der Resonanzfrequenz der Primärspule oder der Sekundärspule. Primärspule und/oder Sekundärspule sind somit bevorzugt Elemente eines Schwingkreises und sind mit einem Kondensator parallel geschaltet. Die Vorrichtung beziehungsweise das Verfahren betrifft bevorzugt das Abscheiden von OLEDs bei Temperaturen oberhalb von 300°C. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass das von der Primärspule erzeugte Magnetfeld auf den Innenraum des Spulenvolumens beschränkt ist und die Windungen zumindest bereichsweise derart voneinander beabstandet sind, dass ein einen Dampf transportierendes Trägergas durch das Spulenvolumen hindurchströmen kann, wozu es durch zwei sich gegenüberliegende Torus-Wandabschnitte hindurchtritt.First and foremost, it is proposed that the coil volume is a torus. The coil volume surrounding the windings / windings of the secondary coil or primary coil is thus a curved ring. The coil volume forms the measuring cell. It is preferably surrounded on all sides by turns or sections of the turns, free spaces for the passage of the gas from the outside into the coil volume or from the coil volume to the outside being present between the turns. The axis of the torus preferably extends in the direction of extent of the flow channel, that is to say preferably in the direction of flow of the carrier gas flow within a tube which transports the vapor having magnetic properties. The axis of the torus can also extend inclined to the extension direction of the flow channel. It is provided in particular that the axis of the torus is within an imaginary cone with an opening angle of 90 ° about the flow axis, that is inclined at most by an angular amount of 45 ° relative to the flow channel extension direction. But it is also envisaged that the axis of the torus extends transversely to the direction of extension of the flow channel or at a different angle to Extension direction of the flow channel runs. The torus axis can also assume an arbitrary inclination position with respect to the extension direction of the flow channel, for example be angularly offset by an angle between 45 and 90 °. The axis may also coincide with the central axis of a tube forming the flow channel. There are free spaces between the turns of the coil arrangement, so that the gas can enter the coil volume from the outside. The magnetic field is essentially limited to the inner coil volume. The openings between the turns of the coil arrangement are dimensioned such that no dead volumes form within the coil volume. The turns of the primary coil and the turns of the secondary coil are preferably arranged in a uniform circumferential distribution around the torus. However, they are spaced apart such that a gas can pass through the coil volume in the axial direction of the torus. The turns of primary coil and secondary coil are - related to the torus axis - connected to radially inner Windungsabschnitten together. The windings may consist of a metal wire which is ceramic coated. The ceramic coating material may be used to bond the radially inner winding sections together. The radially inner winding sections extend at least partially parallel to the axis of the torus, so that each one of these Windungsabschnitte is connected to a circumferentially adjacent winding section. The joints are formed by a ceramic adhesive. But the windings can also be spaced apart in the radially inner region. Other suitable means may be provided for fixing the turns in a stationary manner. For example, lattice-like ceramic struts may be provided which fix adjacent, spaced-apart turns together. It is essential that the gas can enter the coil volume from the outside and emerge from the inside of the coil volume again. In this respect, it is sufficient if the windings are fixed to each other by non-conductive spacer elements, which need not necessarily be arranged in the radially inner Windungsabschnittsbereich, but may also be provided in the radially outer Windungsabschnittsbereich. Preferably, the turns of primary coil and secondary coil are arranged like a fan. They lie in the circumferential direction alternately next to each other. However, it is also envisaged that the secondary coil has a larger number of turns than the primary coil. Here, too, it is provided that the turns preferably extend only within the toroidal lateral surface and lie next to one another. The coil volume fills more than 50 percent of the cross section of the tube. A coil volume cross-sectional area cut perpendicularly from the torus axis is thus greater than half the cross-sectional area of the tube. Furthermore, it can be provided that the primary coil forms a resonant circuit together with a capacitor. This resonant circuit can be energized by an AC exciter, so that an alternating current flows through the primary coil. This induces an alternating voltage in the secondary coil. The magnitude of the AC voltage is influenced by the magnetic properties of the gas within the coil volume, and therefore the voltage measured at the secondary coil and / or its phase shift to the AC voltage within the primary coil is a measure of the concentration of the vapor within the coil volume. With a second sensor, the flow rate of the carrier gas flow through the tube can be determined, so that the flow rate of the paramagnetic or diamagnetic vapor can be determined from these two measured values. It is also envisaged that the primary coil is heated by passing a current, in particular the alternating current. The gas temperature is between 200 and 450 ° C in a pressure range of 0.1 to 10 mbar. Through heat conduction, in particular through the gas, the secondary coil also heats up. But it is also possible to heat the secondary coil by passing a heating current. The heating currents can be direct currents. The frequency of the alternating current preferably corresponds to the resonance frequency of the primary coil or the secondary coil. Primary coil and / or secondary coil are thus preferably elements of a resonant circuit and are connected in parallel with a capacitor. The device or the method preferably relates to the deposition of OLEDs at temperatures above 300 ° C. It is considered to be particularly advantageous that the magnetic field generated by the primary coil is limited to the interior of the coil volume and the windings are at least partially spaced apart such that a carrier gas carrying a vapor can flow through the coil volume, for which it by two opposing torus Wall sections passes.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:An embodiment will be explained below with reference to accompanying drawings. Show it:

1 schematisch und teilweise aufgebrochen ein eine Messzelle ausbildendes Rohr 1 mit einer darin angeordneten Spulenanordnung 2, 3, 1 schematically and partially broken a measuring cell forming tube 1 with a coil arrangement arranged therein 2 . 3 .

2 eine Draufsicht auf die Stirnseite des den Strömungskanal bildenden Rohres 1, 2 a plan view of the end face of the flow channel forming tube 1 .

3 einen Längsschnitt gemäß der Linie III-III in 2, 3 a longitudinal section along the line III-III in 2 .

4 den Ausschnitt IV-IV in 2 in einer perspektivischen Darstellung, 4 the section IV-IV in 2 in a perspective view,

5 einen Schnitt durch die radial innenliegenden Windungsabschnitte 2', 3', die mittels eines keramischen Werkstoffs 6 miteinander verbunden sind und 5 a section through the radially inner winding sections 2 ' . 3 ' by means of a ceramic material 6 are connected to each other and

6 ein Beispiel einer Messschaltung. 6 an example of a measuring circuit.

Die DE 10 2014 101 971 beschreibt ein magnetisches Verfahren zur Bestimmung einer Dampfkonzentration sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und insbesondere eine OLED-Beschichtungseinrichtung, bei der ein Trägergas in einen Massenflussregler eingespeist wird, welcher von einer Steuerschaltung eine Massenflussvorgabe erhält. Entsprechend dieser Vorgabe liefert der Massenflussregler einen konstanten Massenfluss eines Trägergases, bei dem es sich insbesondere um Stickstoff handelt. Wie in den dortigen Figuren und der Beschreibung, die vollinhaltlich zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung gemacht werden, dargestellt ist, wird das Trägergas über einen Strömungskanal einem Dampferzeuger zugeführt. Im Dampferzeuger wird durch die Erwärmung einer Flüssigkeit oder eines Festkörpers ein Dampf erzeugt. Der Festkörper oder die Flüssigkeit wird von einem Vorratsbehälter in den Dampferzeuger eingespeist. In einem Strömungskanal, welcher den Dampferzeuger mit einer Beschichtungseinrichtung verbindet, befindet sich ein Sensorelement, das in der Lage ist, die Konzentration des Dampfes innerhalb des durch den Strömungskanal strömenden Trägergas-Dampf-Gemisches zu bestimmen. Der Messwert wird der Steuerschaltung zugeführt, so dass durch Variation des Trägergasstroms oder der Dampferzeugungsrate im Dampferzeuger die Dampfflussrate durch den Strömungskanal in die Beschichtungseinrichtung auf einem konstanten Wert gehalten werden kann. Zur Vermeidung einer Kondensation des Dampfes an den Wänden des Strömungskanals und am Sensorelement wird das Trägergas beziehungsweise werden die Wände des Strömungskanals auf einer Temperatur gehalten, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes liegt. In dem Dampferzeuger werden aromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere die Precursor für einen OLED-Beschichtungsprozess verdampft. Dieser Dampf wird durch den Strömungskanal zur Beschichtungseinrichtung transportiert. Dort liegen auf einem gekühlten Substrathalter Substrate, auf deren Oberfläche die Precursor zu einer OLED kondensieren.The DE 10 2014 101 971 describes a magnetic method for determining a vapor concentration and an apparatus for carrying out this method and in particular an OLED coating device in which a carrier gas is fed into a mass flow controller, which receives a mass flow specification from a control circuit. According to this specification, the mass flow controller provides a constant mass flow of a carrier gas, which is in particular nitrogen. As shown in the local figures and the description, which are made in full content to the disclosure of this application, the carrier gas is supplied via a flow channel to a steam generator. In the steam generator, steam is generated by heating a liquid or a solid. The solid or the liquid is fed from a reservoir into the steam generator. In a flow channel, which connects the steam generator with a coating device, there is a sensor element which is able to determine the concentration of the vapor within the carrier gas-vapor mixture flowing through the flow channel. The measured value is fed to the control circuit, so that by varying the carrier gas flow or the steam generation rate in the steam generator, the steam flow rate through the flow channel into the coating device can be kept at a constant value. To avoid condensation of the vapor on the walls of the flow channel and the sensor element, the carrier gas or the walls of the flow channel is maintained at a temperature which is above the condensation temperature of the vapor. Aromatic hydrocarbons, in particular the precursors for an OLED coating process, are evaporated in the steam generator. This vapor is transported through the flow channel to the coating device. There lie on a cooled substrate holder substrates on the surface of the precursor condense to form an OLED.

Das in den 1 bis 5 dargestellte Sensorelement ist eine Spulenanordnung 2, 3, die in der Lage ist, aus den magnetischen Eigenschaften der Precursor deren Konzentration beziehungsweise deren Partialdruck im Trägergas zu bestimmten. Die Spulenanordnung besitzt eine Primärspule 2 und eine Sekundärspule 3. Beide Spulen 2, 3 sind innerhalb des den Strömungskanal bildenden Rohres 1 angeordnet. Die Windungen der Primärspule 2 und der Sekundärspule 3 umschließen ein Spulenvolumen, welches die Form eines Torus besitzt. Das ringförmige Spulenvolumen ist um eine Torusachse A angeordnet, die koaxial zur Achse des Rohres 1 verläuft, also sich in Strömungsrichtung des Gases durch das Rohr 1 erstreckt.That in the 1 to 5 shown sensor element is a coil assembly 2 . 3 , which is able to determine their concentration or their partial pressure in the carrier gas from the magnetic properties of the precursor. The coil assembly has a primary coil 2 and a secondary coil 3 , Both coils 2 . 3 are within the pipe forming the flow channel 1 arranged. The turns of the primary coil 2 and the secondary coil 3 enclose a coil volume which has the shape of a torus. The annular coil volume is arranged around a torus axis A which is coaxial with the axis of the tube 1 runs, so in the flow direction of the gas through the pipe 1 extends.

Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel haben Primärspule 2 und Sekundärspule 3 dieselbe Windungsanzahl. Es handelt sich um eine Bifilarspule. Die Windungen von Primärspule 2 und Sekundärspule 3 liegen in einer gemeinsamen Ebene, welche die Oberfläche der Torusfläche ist. Jede Spulenwicklung beziehungsweise Spulenwindung hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei die Ecken des Rechtecks abgerundet sind. Aus den Figuren ist ersichtlich, dass sich eine Windung der Primärspule 2 und eine Windung der Sekundärspule 3 jeweils in Umfangsrichtung des Torus abwechseln. Sämtliche Windungen der Spulen 2, 3 liegen nebeneinander, so dass sie strahlenförmig von der Torusachse A ausgehende Windungen ausbilden. Die radial innenliegenden Windungsabschnitte 2', 3' liegen in berührender Anlage aneinander.In the embodiment shown in the figures have primary coil 2 and secondary coil 3 the same number of turns. It is a bifilar coil. The turns of primary coil 2 and secondary coil 3 lie in a common plane, which is the surface of the torus surface. Each coil winding or coil winding has a substantially rectangular cross-section, wherein the corners of the rectangle are rounded. It can be seen from the figures that there is one turn of the primary coil 2 and one turn of the secondary coil 3 alternate in the circumferential direction of the torus. All turns of the coils 2 . 3 lie side by side, so that they form radiating from Torusachse A outgoing turns. The radially inner winding sections 2 ' . 3 ' lie in touching contact together.

Die Primärspule 2 und die Sekundärspule 3 werden von Drähten ausgebildet, die mit einem keramischen Mantel umgeben sind. Es handelt sich um eine Isolierung. Die Primärspule 2 und die Sekundärspule 3 sind somit auf Temperaturen von bis zu 450°C aufheizbar. Das Aufheizen der Primärspule 2 kann durch Hindurchleiten eines entsprechend hohen Stroms erfolgen. Die berührend aneinanderliegenden, sich geradlinig parallel zur Torusachse A erstreckenden radial innenliegenden Windungsabschnitte 2', 3' sind miteinander verbunden. Die Verbindung wird insbesondere von einem keramischen Kleber 6 ausgebildet. Hierdurch erreicht der Spulenkörper, der im Wesentlichen lediglich aus den beiden Luftspulen 2, 3 besteht, die erforderliche Stabilität, um innerhalb eines Rohres 1 angeordnet werden zu können.The primary coil 2 and the secondary coil 3 are formed by wires which are surrounded by a ceramic jacket. It is an insulation. The primary coil 2 and the secondary coil 3 are thus heatable to temperatures of up to 450 ° C. Heating the primary coil 2 can be done by passing a correspondingly high current. The touching contiguous, linearly parallel to the torus axis A extending radially inner winding sections 2 ' . 3 ' are connected. The compound is in particular of a ceramic adhesive 6 educated. This results in the bobbin, which essentially only from the two air coils 2 . 3 There is the required stability to get inside a pipe 1 to be able to be arranged.

Die einzelnen fächerartig sich nach radial außen erstreckenden Windungen von Primärspule 2 und die Sekundärspule 3 sind derart voneinander beabstandet, dass zwischen den Windungen Freiräume 7 verbleiben, durch die das Gas in Richtung der Torusachse A von außen in das Spulenvolumen hineinströmen und von innen aus dem Spulenvolumen wieder herausströmen kann.The individual fan-like radially outwardly extending turns of primary coil 2 and the secondary coil 3 are spaced apart such that there is free space between the turns 7 remain, through which the gas can flow in the direction of the torus axis A from the outside into the coil volume and from the inside of the coil volume can flow out again.

Die radial äußeren Windungsabschnitte 2'' und 3'' der Primärspule 2 beziehungsweise der Sekundärspule 3 verlaufen parallel zu den radial innen liegenden Windungsabschnitten 2', 3'. Die radial innen liegenden Windungsabschnitte 2', 3' laufen in einer von der Torusachse A senkrecht geschnittenen Schnittebene auf einem Kreis um die Torusachse. Auch die radial außen liegenden Windungsabschnitte 2'', 3'' sind auf einer Kreisbogenlinie um das Zentrum des Torus angeordnet. Der Windungsquerschnitt ist ein Rechteck.The radially outer winding sections 2 '' and 3 '' the primary coil 2 or the secondary coil 3 run parallel to the radially inner Windungsabschnitten 2 ' . 3 ' , The radially inner winding sections 2 ' . 3 ' run in one of the torus axis A perpendicular cut sectional plane on a circle around the torus axis. Also the radially outer winding sections 2 '' . 3 '' are arranged on a circular arc around the center of the torus. The winding cross-section is a rectangle.

Die Querschnittsfläche des torusförmigen Spulenvolumens ist mindestens halb so groß, wie die Querschnittsfläche des Rohres 1, in der sich der Spulenkörper 2, 3 befindet.The cross-sectional area of the toroidal coil volume is at least half as large as the cross-sectional area of the tube 1 in which is the bobbin 2 . 3 located.

Die Befestigung des Spulenkörpers 2, 3 innerhalb des Rohres 1 erfolgt mittels der Anschlüsse 4, 5. Diese werden durch Öffnungen der Rohrwandung von innen nach außen geführt, wobei Isolierkörper 12 vorgesehen sind, mit denen die Anschlüsse 4, 5 gegenüber der Mantelwand des Rohres 1 elektrisch isoliert sind.The attachment of the bobbin 2 . 3 inside the tube 1 done by means of the connections 4 . 5 , These are guided through openings of the pipe wall from the inside to the outside, wherein insulating body 12 are provided, with which the connections 4 . 5 opposite the jacket wall of the tube 1 are electrically isolated.

Die 5 zeigt einen Wechselstromgenerator 9 und eine Primärspule 2, die mit einem Kondensator 8 zu einem Schwingkreis geschaltet ist. Hierdurch wird eine Wechselspannung beziehungsweise ein Wechselstrom erzeugt, der der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 2, 8 entspricht. Die Stromstärke des Wechselstroms kann derart hoch sein, dass mit ihm die Primärspule 2 beheizbar ist. Der Heizstrom kann aber auch ein Gleichstrom sein, der dem Wechselstrom überlagert ist.The 5 shows an alternator 9 and a primary coil 2 that with a capacitor 8th is connected to a resonant circuit. As a result, an alternating voltage or an alternating current is generated, the resonant frequency of the resonant circuit 2 . 8th equivalent. The current strength of the alternating current can be so high that with it the primary coil 2 is heated. The heating current can also be a direct current, which is superimposed on the alternating current.

Die Sekundärspule 3 bildet mit dem Kondensator 10 einen Schwingkreis. Die im Schwingkreis 3, 10 induzierte Wechselspannung wird mit einer Auswerteschaltung 11 gemessen. Es ist auch möglich, mit der Auswerteschaltung 11 unmittelbar die in der Sekundärspule 3 induzierte Wechselspannung zu messen. Auf den Kondensator 10 kann dann verzichtet werden. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Windungen der Primärspule geringer, als die Anzahl der Windungen der Sekundärspule. Hierdurch wird in der Sekundärspule eine höhere Spannung induziert.The secondary coil 3 forms with the capacitor 10 a resonant circuit. The in the resonant circuit 3 . 10 induced AC voltage is using an evaluation circuit 11 measured. It is also possible with the evaluation circuit 11 immediately in the secondary coil 3 to measure induced AC voltage. On the capacitor 10 can then be dispensed with. In an embodiment not shown, the number of turns of the primary coil is less than the number of turns of the secondary coil. As a result, a higher voltage is induced in the secondary coil.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung zeichnet sich durch eine hohe Sensitivität hinsichtlich aromatischer Kohlenwasserstoffdämpfe und einer geringen Sensivität gegenüber dem Stickstoff-Trägergas aus. Der erfindungsgemäße Sensor ist in der Lage, bei Temperaturen bis zu 450°C betrieben zu werden. Er ist in der Lage, eine hohe Datenrate zu liefern. Er wird mit Antwortzeiten von unter 100 ms betrieben.The sensor arrangement according to the invention is characterized by a high sensitivity with respect to aromatic hydrocarbon vapors and a low sensitivity to the nitrogen carrier gas. The sensor according to the invention is able to be operated at temperatures up to 450 ° C. He is able to deliver a high data rate. It is operated with response times of less than 100 ms.

Die toroidale Ringspulen-Anordnung besitzt keinen Kern. Vielmehr bildet der durch das Spulenvolumen hindurchströmende Dampf das Kopplungselement, mit dem die Primärspule 2 und die Sekundärspule 3 magnetisch aneinander gekoppelt sind. Die Windungen sind zur Formstabilisierung der Spulenanordnung mit einem Zirkonium-Keramik-Adhäsionsmaterial miteinander verbunden. Während des Betriebs werden die Spulen insbesondere durch Hindurchleiten eines Heizstroms auf einer Temperatur gehalten, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Dampfes, aber unterhalb der chemischen Reaktionstemperatur des Dampfes liegt. Auch die Sekundärspule 3 kann durch Hindurchleiten beispielsweise eines Gleichstroms beheizt werden. Die toroidale Anordnung der Spulen führt zu einer erhöhten Sensitivität. Die Ausgangsspannung der Sekundärspule 3 ändert sich mit der Änderung der magnetischen Eigenschaften des Gases innerhalb des Spulenvolumens. Ein durch die Primärspule 2 hindurchströmender Wechselstrom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld innerhalb des Spulenvolumens. Dieses magnetische Wechselfeld wird von den magnetischen Eigenschaften und insbesondere der Konzentration des magnetischen Dampfes innerhalb des Spulenvolumens beeinflusst. Das magnetische Wechselfeld induziert eine Wechselspannung in der Sekundärspule 3. Die Amplitude der induzierten Wechselspannung ist ein Maß für die magnetische Kopplung und somit ein Maß für die Konzentration des Dampfes innerhalb des eine Messzelle ausbildenden Spulenvolumens. Die Reluktanz des magnetischen Pfades und dadurch die Induktivität der Spule beziehungsweise die wechselseitige Induktivität der Spulen wird in hohem Maße von den magnetischen Eigenschaften des Gases innerhalb der „Luft” der beiden Luftspulen beeinflusst. Das Verhältnis der Ausgangsspannung der Sekundärspule 3 zur Eingangsspannung in der Primärspule 2 ermöglicht es, die Suszeptibilität des durch den Sensor hindurchströmenden Gases zu messen. Das Spannungsverhältnis wird ansteigen, wenn die Suszeptibilität des Gases beziehungsweise der Gasmischung innerhalb des Spulenvolumens ansteigt.The toroidal ring coil assembly has no core. Rather, the steam flowing through the coil volume forms the coupling element with which the primary coil 2 and the secondary coil 3 are magnetically coupled to each other. The windings are interconnected to stabilize the shape of the coil assembly with a zirconium ceramic adhesive material. During operation, in particular, the coils are maintained at a temperature which is above the condensation temperature of the vapor, but below the chemical reaction temperature of the vapor, by passing a heating current. Also the secondary coil 3 can be heated by passing, for example, a direct current. The toroidal arrangement of the coils leads to increased sensitivity. The output voltage of the secondary coil 3 changes with the change in the magnetic properties of the gas within the coil volume. One through the primary coil 2 passing alternating current generates an alternating magnetic field within the coil volume. This alternating magnetic field is influenced by the magnetic properties and in particular the concentration of the magnetic vapor within the coil volume. The alternating magnetic field induces an alternating voltage in the secondary coil 3 , The amplitude of the induced AC voltage is a measure of the magnetic coupling and thus a measure of the concentration of the vapor within the coil volume forming a measuring cell. The reluctance of the magnetic path, and thereby the inductance of the coil or the mutual inductance of the coils, is greatly influenced by the magnetic properties of the gas within the "air" of the two air coils. The ratio of the output voltage of the secondary coil 3 to the input voltage in the primary coil 2 makes it possible to measure the susceptibility of the gas flowing through the sensor. The voltage ratio will increase as the susceptibility of the gas or gas mixture within the coil volume increases.

Die beiden Spulen können in einem Resonanzverhältnis zueinander stehen, wie es auch in der DE 10 2014 101 971 beschrieben ist. Die Sensitivität kann dadurch optimiert werden, dass die Wechselspannung, mit der die Primärspule bestromt wird, in der Nähe oder im Bereich der Resonanzfrequenz der Primärspule 2 oder Sekundärspule 3 ist.The two coils can be in a resonance relationship to each other, as it is in the DE 10 2014 101 971 is described. The sensitivity can be optimized by the fact that the AC voltage with which the primary coil is energized, in the vicinity or in the region of the resonance frequency of the primary coil 2 or secondary coil 3 is.

Die Primärspule 2 kann mit einer variablen Wechselspannung bestromt werden, die vom Kopplungsverhältnis der beiden Spulen 2, 3 abhängt. Es ist aber auch möglich, die Primärspule 2 mit einer Wechselspannung konstanter Frequenz zu bestromen.The primary coil 2 can be energized with a variable AC voltage, the coupling ratio of the two coils 2 . 3 depends. But it is also possible, the primary coil 2 to energize with an alternating voltage of constant frequency.

Es wird als vorteilhaft angesehen, dass ein diamagnetischer Dampfsensor, wie er zuvor beschrieben worden ist, nur eine geringe Anfälligkeit gegen Temperaturänderungen und Druckänderungen aufweist. Der Sensor kann darüber hinaus als Frühwarnelement dienen, um zu signalisieren, wenn die Verfahrensparameter sich ändern. Da der Sensor sensitiv gegenüber Sauerstoff ist, kann er auch als Sauerstoff-Warnelement eingesetzt werden.It is considered advantageous that a diamagnetic vapor sensor as described above has little susceptibility to temperature changes and pressure changes. The sensor may also serve as an early warning element to signal when the process parameters are changing. Because the sensor sensitive to oxygen, it can also be used as an oxygen warning element.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Spulenvolumen ein Torus ist.
The above explanations serve to explain the inventions as a whole, which further develop the state of the art independently, at least by the following feature combinations, namely:
A device characterized in that the coil volume is a torus.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Achse A des Torus zumindest etwa in Erstreckungsrichtung des Strömungskanales 1 verläuft, insbesondere maximal um einen Winkelbetrag von 45° von der Erstreckungsrichtung des Strömungskanals 1 abweicht.A device which is characterized in that the axis A of the torus at least approximately in the extension direction of the flow channel 1 runs, in particular at most by an angle of 45 ° from the direction of extension of the flow channel 1 differs.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Windungen der Primärspule 2 und die Windungen der Sekundärspule 3 in gleichmäßiger Umfangsverteilung um den Torus angeordnet sind.A device characterized in that the turns of the primary coil 2 and the turns of the secondary coil 3 are arranged in a uniform circumferential distribution around the torus.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Windungen der von der Primärspule 2 und der Sekundärspule 3 ausgebildeten Spulenanordnung derart voneinander beabstandet sind, dass ein Gas in Achsrichtung des Torus oder in einer Querrichtung dazu durch das Spulenvolumen hindurchströmen kann.A device characterized in that the turns of the primary coil 2 and the secondary coil 3 formed coil assembly are spaced apart such that a gas in the axial direction of the torus or in a transverse direction can flow through the coil volume.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Windungen von Primärspule 2 und Sekundärspule 3 aneinander fixiert sind, insbesondere dass die Windungen bezogen auf die Torusachse A radial innenliegende Windungsabschnitte 2', 3' aufweisen, die miteinander verbunden sind.A device characterized in that the turns of primary coil 2 and secondary coil 3 are fixed to each other, in particular that the turns with respect to the torus A radially inner winding sections 2 ' . 3 ' have, which are interconnected.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die radial innenliegenden Windungsabschnitte 2', 3' mittels eines keramischen Materials oder anderweitigen Fixierungsmitteln an Verbindungsstellen 6 miteinander verbunden sind.A device, which is characterized in that the radially inner winding sections 2 ' . 3 ' by means of a ceramic material or other fixing means at joints 6 connected to each other.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die insbesondere mit einem keramischen Material beschichteten Windungen 2', 3' der Primärspule 2 und der Sekundärspule 3 in Torus-Umfangsrichtung abwechselnd nebeneinander liegen.A device which is characterized in that the turns coated in particular with a ceramic material 2 ' . 3 ' the primary coil 2 and the secondary coil 3 alternately adjacent to each other in the circumferential direction of the torus.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sekundärspule 3 eine größere Anzahl von Windungen 2', 3' aufweist als die Primärspule 2.A device characterized in that the secondary coil 3 a larger number of turns 2 ' . 3 ' has as the primary coil 2 ,

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die von der Torusachse A senkrecht geschnittene Spulenvolumen-Querschnittsfläche größer ist, als die Hälfte der Querschnittsfläche des Rohres 1.A device characterized in that the coil volume cross-sectional area perpendicular to the torus axis A is greater than half the cross-sectional area of the tube 1 ,

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Primärspule 2 zusammen mit einem Kondensator 8 einen Schwingkreis ausbildet, der die Frequenz des Wechselstromes definiert.A device characterized in that the primary coil 2 together with a capacitor 8th a resonant circuit is formed, which defines the frequency of the alternating current.

Ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch eine Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.A method characterized by using a device according to one or more of the preceding claims.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Primärspule 2 und/oder die Sekundärspule 3 durch Hindurchleiten eines Stroms aufgeheizt werden.A method characterized in that the primary coil 2 and / or the secondary coil 3 be heated by passing a current.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Frequenz des Wechselstroms etwa die Resonanzfrequenz der Primärspule 2 oder der Sekundärspule 3 ist.A method characterized in that the frequency of the alternating current is approximately the resonance frequency of the primary coil 2 or the secondary coil 3 is.

Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung zur Stabilisierung eines Dampfstroms in einer Vorrichtung zum Abscheiden von OLEDs verwendet wird und/oder dass die Vorrichtung als Sauerstoff-Warnelement verwendet wird und insbesondere bei einer Temperatur oberhalb von 300°C.A method, characterized in that the device is used to stabilize a vapor stream in an apparatus for depositing OLEDs and / or that the device is used as an oxygen warning element and in particular at a temperature above 300 ° C.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Rohr, StrömungskanalPipe, flow channel
22
Primärspuleprimary coil
2'2 '
innerer Windungsabschnittinner winding section
2''2 ''
äußerer Windungsabschnittouter winding section
33
Sekundärspulesecondary coil
3'3 '
Windungsabschnittturn section
3''3 ''
äußerer Windungsabschnittouter winding section
44
Anschlussconnection
55
Anschlussconnection
66
Kleber, VerbindungsstelleAdhesive, joint
77
Freiraum, AbstandsraumFreiraum, distance space
88th
Kondensatorcapacitor
99
WechselstromgeneratorAlternator
1010
Kondensatorcapacitor
1111
Auswerteschaltungevaluation
1212
Isolierkörperinsulator
AA
Torusachse torus axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 3076929 [0003] US 3,076,929 [0003]
  • DE 3544966 [0003] DE 3544966 [0003]
  • DE 102011051931 A1 [0004] DE 102011051931 A1 [0004]
  • DE 102010014883 A1 [0005] DE 102010014883 A1 [0005]
  • US 2012/203529 A1 [0005] US 2012/203529 A1 [0005]
  • US 2011/304322 A1 [0005] US 2011/304322 Al [0005]
  • US 7752886 B2 [0005] US 7752886 B2 [0005]
  • US 7102346 B2 [0005] US 7102346 B2 [0005]
  • US 6389880 B1 [0005] US 6389880 B1 [0005]
  • US 6405578 B2 [0005] US 6405578 B2 [0005]
  • WO 92/07256 A1 [0005] WO 92/07256 A1 [0005]
  • US 5369980 A [0005] US 5369980 A [0005]
  • US 4988946 A [0005] US 4988946A [0005]
  • US 4875357 A [0005] US 4875357 A [0005]
  • US 4808921 A [0005] US 4808921 A [0005]
  • US 4563894 A [0005] US 4563894 A [0005]
  • US 4432226 A [0005] US 4432226 A [0005]
  • DE 102014101971 [0017, 0029] DE 102014101971 [0017, 0029]

Claims (15)

Vorrichtung zur Bestimmung der magnetischen Eigenschaften eines durch einen Strömungskanal (1) strömenden Gases, mit einer innerhalb des Strömungskanales (1) angeordneten, mit einem Wechselstromerzeuger (9) verbindbaren Primärspule (2) zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes in dem von den Windungen der Primärspule (2) umgebenen Spulenvolumen und mit einer mit einer Auswerteschaltung verbindbaren Sekundärspule (3), deren Windungen ebenfalls das Spulenvolumen umgeben, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulenvolumen ein Torus ist.Device for determining the magnetic properties of a through a flow channel ( 1 ) flowing gas, with one within the flow channel ( 1 ), with an alternator ( 9 ) connectable primary coil ( 2 ) for generating an alternating magnetic field in which of the turns of the primary coil ( 2 ) surrounded coil volume and with a connectable to an evaluation secondary coil ( 3 ), whose turns also surround the coil volume, characterized in that the coil volume is a torus. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (A) des Torus zumindest etwa in Erstreckungsrichtung des Strömungskanales (1) verläuft, insbesondere maximal um einen Winkelbetrag von 45° von der Erstreckungsrichtung des Strömungskanals (1) abweicht oder dass die Achse (A) des Torus um einen Winkelbetrag im Bereich zwischen 90° und 45° zur Erstreckungsrichtung des Strömungskanals (1) geneigt ist oder quer zur Erstreckungsrichtung des Strömungskanals (1) verläuft.Apparatus according to claim 1, characterized in that the axis (A) of the torus at least approximately in the extension direction of the flow channel ( 1 ), in particular at most by an angle of 45 ° from the direction of extent of the flow channel ( 1 ) or that the axis (A) of the torus by an angular amount in the range between 90 ° and 45 ° to the extension direction of the flow channel ( 1 ) is inclined or transversely to the direction of extension of the flow channel ( 1 ) runs. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der Primärspule (2) und die Windungen der Sekundärspule (3) in gleichmäßiger Umfangsverteilung um den Torus angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the turns of the primary coil ( 2 ) and the turns of the secondary coil ( 3 ) are arranged in uniform circumferential distribution around the torus. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der von der Primärspule (2) und der Sekundärspule (3) ausgebildeten Spulenanordnung derart voneinander beabstandet sind, dass ein Gas in Achsrichtung des Torus oder in einer Querrichtung dazu durch das Spulenvolumen hindurchströmen kann.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the turns of the primary coil ( 2 ) and the secondary coil ( 3 ) are spaced apart such that a gas in the axial direction of the torus or in a transverse direction can flow through it through the coil volume. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen von Primärspule (2) und Sekundärspule (3) aneinander fixiert sind, insbesondere dass die Windungen bezogen auf die Torusachse (A) radial innenliegende Windungsabschnitte (2', 3') aufweisen, die miteinander verbunden sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the turns of primary coil ( 2 ) and secondary coil ( 3 ) are fixed to each other, in particular that the turns with respect to the torus axis (A) radially inner winding sections ( 2 ' . 3 ' ), which are interconnected. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innenliegenden Windungsabschnitte (2', 3') mittels eines keramischen Materials oder anderweitigen Fixierungsmitteln an Verbindungsstellen (6) miteinander verbunden sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the radially inner winding sections ( 2 ' . 3 ' ) by means of a ceramic material or other fixing means at joints ( 6 ) are interconnected. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere mit einem keramischen Material beschichteten Windungen (2', 3') der Primärspule (2) und der Sekundärspule (3) in Torus-Umfangsrichtung abwechselnd nebeneinander liegen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the turns coated in particular with a ceramic material ( 2 ' . 3 ' ) of the primary coil ( 2 ) and the secondary coil ( 3 ) are adjacent to each other in the circumferential direction of the torus. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (3) eine größere Anzahl von Windungen (2', 3') aufweist als die Primärspule (2).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary coil ( 3 ) a larger number of turns ( 2 ' . 3 ' ) than the primary coil ( 2 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Torusachse (A) senkrecht geschnittene Spulenvolumen-Querschnittsfläche größer ist, als die Hälfte der Querschnittsfläche des Rohres (1).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coil volume cross-sectional area cut perpendicularly from the torus axis (A) is greater than half the cross-sectional area of the tube ( 1 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule (2) zusammen mit einem Kondensator (8) einen Schwingkreis ausbildet, der die Frequenz des Wechselstromes definiert.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the primary coil ( 2 ) together with a capacitor ( 8th ) forms a resonant circuit that defines the frequency of the alternating current. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration oder des Partialdrucks eines Dampfes oder zur Bestimmung oder Regelung der Flussrate eines Dampfes mit paramagnetischen oder diamagnetischen Eigenschaften, gekennzeichnet durch eine Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.Method for determining the concentration or the partial pressure of a vapor or for determining or regulating the flow rate of a vapor having paramagnetic or diamagnetic properties, characterized by a use of a device according to one or more of the preceding claims. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule (2) und/oder die Sekundärspule (3) durch Hindurchleiten eines Stroms aufgeheizt werden.Method according to claim 11, characterized in that the primary coil ( 2 ) and / or the secondary coil ( 3 ) are heated by passing a current. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Wechselstroms etwa die Resonanzfrequenz der Primärspule (2) oder der Sekundärspule (3) ist.Method according to one of claims 11 or 12, characterized in that the frequency of the alternating current is approximately the resonance frequency of the primary coil ( 2 ) or the secondary coil ( 3 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Stabilisierung eines Dampfstroms in einer Vorrichtung zum Abscheiden von OLEDs verwendet wird und/oder dass die Vorrichtung als Sauerstoff-Warnelement verwendet wird und insbesondere bei einer Temperatur oberhalb von 300°C.Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that the device for stabilizing a vapor stream in a device for depositing OLEDs is used and / or that the device is used as an oxygen warning element and in particular at a temperature above 300 ° C. , Vorrichtung oder Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.Apparatus or method characterized by one or more of the characterizing features of any one of the preceding claims.
DE102015105404.3A 2015-04-09 2015-04-09 Apparatus and method for determining the concentration or partial pressure of a vapor having magnetic properties Withdrawn DE102015105404A1 (en)

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