DE102017130978B3 - System for checking aerosol and flow meters - Google Patents
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Abstract
Ein System (1) zum Überprüfen von Aerosol- und/oder Flussmessgeräten in einem an das System anschließbaren, zu testenden Gerät (4) ermöglicht die Umschaltung zwischen verschiedenen Prüfbetriebsarten. Dafür eine Umschalteinrichtung (12) vorgesehen, die das Umschalten eines Gasflusses in Abhängigkeit von einer gewünschten Betriebsart in verschiedenen Wegen ermöglicht, nämlich in einer Aerosolvalidierungs-Betriebsart zu einer Referenz-Partikelmesseinrichtung (13), oder in einer Flussvalidierungs-Betriebsart zu einer Ventileinheit (16) mit der Referenz-Gasflussmesseinrichtung (17). In der Aerosolvalidierungs-Betriebsart wird wenigstens ein Teil des in dieser Betriebsart erzeugten Gasflusses durch die Referenz-Partikelmesseinrichtung (13) geführt, während ein anderer Teil des Gasflusses zu dem zu testenden Gerät (4) geführt wird. In der Flussvalidierungs-Betriebsart wird wenigstens ein Teil des in dieser Betriebsart erzeugten Gasflusses durch die Referenz-Gasflussmesseinrichtung (17) sowie durch eine Komponente des zu testenden Geräts geführt.A system (1) for checking aerosol and / or flow measuring devices in a device (4) which can be connected to the system makes it possible to switch between different test operating modes. For this purpose, a switching device (12) is provided, which makes it possible to switch over a gas flow in different ways depending on a desired operating mode, namely in an aerosol validation mode to a reference particle measuring device (13), or in a flow validation mode to a valve unit (16 ) with the reference gas flow measuring device (17). In the aerosol validation mode, at least a portion of the gas flow generated in this mode is passed through the reference particle measuring device (13) while another portion of the gas flow is directed to the device under test (4). In the flow validation mode, at least a portion of the gas flow generated in this mode is routed through the reference gas flow meter (17) and through a component of the device under test.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zum Überprüfen von Aerosol- und/oder Flussmessgeräten.The invention relates to a system for checking aerosol and / or flow meters.
Zur Emissionsüberwachung von Motoren und Fahrzeugen ist es gesetzliche Vorschrift, die Abgase auf einem Prüfstand oder auch unter realen Bedingungen, z.B. auf der Straße, zu erfassen und hinsichtlich ihrer Zusammensetzung im Einzelnen zu untersuchen. Dabei sind neben vielfältigen Schadstoffanteilen vor allem auch Feinstaubpartikel von besonderem Interesse. Die Feinstaubpartikel, zum Beispiel auch Nanopartikel, können über die Atmung tief in die Lunge eindringen und zu erheblichen gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Neben den von Motoren emittierten Partikeln können zukünftig auch Partikelemissionen anderer Komponenten, wie Bremsen- und Reifenabrieb, auf ähnliche Weise reglementiert werden.For emission monitoring of engines and vehicles, it is a legal requirement that the exhaust gases on a test bench or even under real conditions, e.g. on the road, and to investigate their composition in detail. Here, in addition to a variety of pollutant levels especially particulate matter of particular interest. The fine dust particles, for example, nanoparticles, can penetrate deeply into the lungs via the respiration and lead to considerable health impairments. In addition to the particles emitted by engines, particle emissions from other components, such as brake and tire abrasion, can be regulated in a similar manner in the future.
Zum Erfassen der Partikel sind entsprechende Partikelmessgeräte bekannt, die in dafür ausgerüsteten Prüfständen bzw. Messsystemen zum Einsatz kommen. Die Partikelmessgeräte müssen - nicht zuletzt aufgrund von gesetzlichen Vorschriften - regelmäßig gewartet, überprüft und kalibriert werden, um die erforderliche Genauigkeit der Messungen dauerhaft zu sichern. Beispiele für derartige gesetzliche Vorschriften sind zum Beispiel die UNECE Regelung Nr. 83, Rev. 5, Serie 05 oder die UNECE Regelung Nr. 49, Rev. 4, Serie 05 oder die Globale Technische Verordnung (Global Technical Regulation - GTR) Nr. 15 etc. Diese Vorschriften fordern z.B. eine regelmäßige Überprüfung der Systeme alle 12 Monate.For detecting the particles, corresponding particle measuring devices are known, which are used in test stands or measuring systems equipped therefor. Not least due to legal regulations, particle measuring devices must be regularly maintained, checked and calibrated in order to ensure the required accuracy of measurements on a permanent basis. Examples of such legal regulations are, for example, UNECE Regulation No. 83, Rev. 5, Series 05 or UNECE Regulation No. 49, Rev. 4, Series 05 or the Global Technical Regulation (GTR) No. 15 etc. These regulations require eg a regular review of the systems every 12 months.
Die Überprüfung eines Messgeräts kann die Validierung und/oder die Kalibrierung des Geräts umfassen. Bei der Validierung erfolgt meist lediglich eine Kontrolle, ob das Messgerät noch im Rahmen vorgegebener Grenzen ausreichend genau misst. Bei der Kalibrierung ist auch ein Nachjustieren des Geräts möglich.Verification of a meter may include validation and / or calibration of the meter. During validation, there is usually only a check to see if the meter still measures with sufficient accuracy within specified limits. Calibration also makes it possible to readjust the device.
Als internationaler Standard für die Kalibrierung von Kondensationskernzählern gilt zudem zum Beispiel die im März 2015 veröffentlichte
Für die Kalibrierung von Partikelmessgeräten ist es bekannt, einen Partikelgenerator bereitzustellen, der in einem Massenfluss Partikel generiert und in ein Trägermedium (Luft, Stickstoff etc.) übergibt. Dieses so generierte „Aerosol“ wird in Hinsicht auf die zu testende Partikelcharakteristik (Partikelkonzentration, Partikelanzahl, Partikelmasse, Opazität etc.) parallel durch ein Referenzmessgerät gemessen und auch dem zu validierenden oder kalibrierenden Gerät zugeführt. Durch einen Vergleich der Messergebnisse des Referenzmessgeräts und des zu überprüfenden Geräts kann das zu überprüfende Gerät nachjustiert werden.For the calibration of particle measuring devices, it is known to provide a particle generator which generates particles in a mass flow and transfers them to a carrier medium (air, nitrogen, etc.). This so-called "aerosol" is measured in parallel with respect to the particle characteristic to be tested (particle concentration, particle number, particle mass, opacity, etc.) by a reference meter and also supplied to the device to be validated or calibrated. By comparing the measurement results of the reference meter and the device to be checked, the device to be checked can be readjusted.
Dieser Prozess ist aufwendig und erfordert jeweilige Umbaumaßnahmen. Z.B. müssen für jede Überprüfung, also z.B. Validierung oder Kalibrierung, entsprechende Anschlüsse zwischen dem Referenzmessgerät und dem zu überprüfenden Gerät erstellt werden bzw. auch während der Validier- oder Kalibriermaßnahme zwischen verschiedenen Eingängen umgesteckt werden.This process is complex and requires respective conversion measures. For example, must be used for every check, e.g. Validation or calibration, appropriate connections between the reference meter and the device to be tested are created or even during the validation or calibration measure between different inputs are transferred.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Überprüfen von Aerosol- und/oder Flussmessgeräten anzugeben, welches in für einen Anwender besonders einfacher und kompakter Weise die Überprüfung der Geräte ermöglicht.The invention has for its object to provide a system for checking aerosol and / or flow meters, which allows in a particularly simple and compact way for a user verification of the devices.
Die Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is achieved by a system having the features of
Es wird ein System zum Überprüfen von Aerosol- und/oder Fluss-Messgeräten in einem an das System anschließbaren, zu testenden Gerät angegeben, mit einer Referenz-Partikelmesseinrichtung, einer Referenz-Gasflussmesseinrichtung, einer Anschlusseinrichtung zum Anschließen eines zu testenden Geräts, und mit einer Umschalteinrichtung zum Umschalten eines Gasflusses in Abhängigkeit von einer gewünschten Betriebsart in verschiedenen Wegen, nämlich
- - in einer Aerosolvalidierungs-Betriebsart von einer Partikelquelle zu der Referenz-Partikelmesseinrichtung, oder
- - in einer Flussvalidierungs-Betriebsart zu oder von einer Ventileinheit mit der Referenz-Gasflussmesseinrichtung,
- in an aerosol validation mode of operation from a particle source to the reference particle measuring device, or
- in a flow validation mode to or from a valve unit with the reference gas flow meter,
Das System stellt somit einheitlich, d.h. in einer kompakten und ggfs. eigenständigen Einheit, die Möglichkeit von zwei verschiedenen Überprüfungs- bzw. Validierungs-Betriebsarten zur Verfügung, nämlich eine Aerosolvalidierung und eine Flussvalidierung. Mit den beiden Validierungs-Betriebsarten kann das entsprechende Aerosol- bzw. Flussmessgerät in dem an das System anschließbaren Gerät, zum Beispiel einer Test- oder Prüfstandseinrichtung o.ä., fallweise validiert und kalibriert werden. Das System stellt in der Aerosolvalidierungs-Betriebsart ein entsprechend (definiert) konditioniertes und durch die Referenz-Partikelmesseinrichtung präzise vermessenes Aerosol zur Verfügung. In der Flussvalidierungs-Betriebsart stellt das System einen präzise definierten Gasfluss zur Verfügung, der in dem System durch die Referenz-Gasflussmesseinrichtung vermessen wird.The system thus provides uniform, ie in a compact and possibly independent unit, the Possibility of two different validation modes available, namely aerosol validation and flow validation. With the two validation operating modes, the corresponding aerosol or flow measuring device can be validated and calibrated on a case-by-case basis in the device that can be connected to the system, for example a test or test bench device or the like. In the aerosol validation mode, the system provides a corresponding (defined) conditioned aerosol precisely metered by the reference particle meter. In the flow validation mode, the system provides a precisely defined gas flow that is measured in the system by the reference gas flow meter.
Da die Gesamtgenauigkeit des zu testenden Systems zum Einen vom Zusammenspiel einer Vielzahl von internen Gasflussmesseinrichtungen und zum Anderen von der Charakteristik einer Vielzahl von partikelführenden Komponenten sowie dem internen Partikelsensor abhängt, kann durch die Kombination der beiden Betriebsarten nun von extern und auf einfachem Weg eine detaillierte Überprüfung aller relevanten Parameter erfolgen bzw. eine einfache Identifizierung und Lokalisation von Fehlern.Since the overall accuracy of the system under test depends on the one hand by the interaction of a plurality of internal gas flow measuring devices and on the other of the characteristic of a plurality of particle-guiding components and the internal particle sensor, the combination of the two modes now from a detailed and easy way, a detailed review All relevant parameters are made or a simple identification and localization of errors.
Das System wird nachfolgend auch als „Prüfsystem“ bezeichnet.The system will also be referred to as a "test system" below.
Bei der Referenz-Gasflussmesseinrichtung kann es sich insbesondere um eine Referenz-Massenflussmesseinrichtung handeln. Nachfolgend beschriebene Massenflussmesseinrichtungen können somit auch als Gasflussmesseinrichtungen verstanden werden.The reference gas flow measuring device may in particular be a reference mass flow measuring device. The mass flow measuring devices described below can thus also be understood as gas flow measuring devices.
Für die Aerosolvalidierung wird in der Aerosolvalidierungs-Betriebsart ein Aerosol mit bekannter Partikelkonzentration, Partikelgröße (optional) und Druck bereitgestellt. Der Gas- bzw. Massenfluss (Masse, Volumen) kann dabei unbekannt bleiben und muss in diesem Fall nicht gemessen werden. Der Aerosol-Gasfluss bzw. Partikelfluss wird aufgeteilt und parallel zu der Referenz-Partikelmesseinrichtung und dem zu testenden Gerät bzw. zu dem in dem zu testenden Gerät vorhanden, zu überprüfenden Gerät (oder zu einer Komponente) geführt.For aerosol validation, an aerosol with known particle concentration, particle size (optional) and pressure is provided in the aerosol validation mode. The gas or mass flow (mass, volume) can remain unknown and does not have to be measured in this case. The aerosol gas flow or particle flow is split and guided parallel to the reference particle measuring device and the device under test or to the device to be tested (or to a component) present in the device to be tested.
In der Flussvalidierungs-Betriebsart wird der Gasfluss seriell durch die Referenz-Gasflussmesseinrichtung und eine Gasflussmesseinrichtung im zu testenden Gerät geführt.In the flow validation mode, the gas flow is serially routed through the reference gas flow meter and a gas flow meter in the device under test.
Die Strömungsrichtung des Gasflusses kann in der Flussvalidierungs-Betriebsart in geeigneter Weise gewählt und eingestellt werden. So kann der Gasfluss zunächst das Prüfsystem mit den jeweils gewählten Referenz-Gasflussmesseinrichtungen durchströmen und danach das zu testende Gerät bzw. die dort angeordnete zu überprüfende Komponente. Ebenso kann umgekehrt der Gasfluss auch zunächst das zu testende Gerät durchströmen und dann zu dem Prüfsystem und den Referenz-Gasflussmesseinrichtungen geführt werden.The flow direction of the gas flow can be suitably selected and set in the flow validation mode. Thus, the gas flow can first flow through the test system with the respectively selected reference gas flow measuring devices and then through the device to be tested or the component to be tested arranged there. Likewise, conversely, the gas flow can first flow through the device under test and then be led to the test system and the reference gas flow measuring devices.
Trotz der Realisierung beider Flussrichtungen (in das bzw. zum zu testenden Gerät), z.B. mittels einer Magnetventileinheit, kann die Flussrichtung durch eine richtungsgebundene Referenz-Massenflusseinrichtung gleich gehalten werden.Despite the realization of both flow directions (into the device to be tested), e.g. by means of a solenoid valve unit, the flow direction can be kept the same by a directional reference mass flow device.
Für die Flussvalidierung wird ein definierter Massenstrom erzeugt, der zwischen dem System und dem zu testenden Gerät strömt, wobei die Strömungsrichtung (vom Prüfsystem zum Gerät oder umgekehrt) je nach den Gegebenheiten bzw. Testweise gewählt werden kann.For the flow validation, a defined mass flow is generated, which flows between the system and the device under test, whereby the direction of flow (from the test system to the device or vice versa) can be selected according to the circumstances or the test method.
Das Betreiben des Prüfsystems sowie auch das Umschalten zwischen den Betriebsarten sowie der Ablauf diverser Tests innerhalb einer Betriebsart kann automatisch erfolgen. Auf diese Weise können Partikelmesssysteme in den gewünschten zeitlichen Abständen in einfacher und bequemer Weise validiert und kalibriert werden. Je nach Wunsch können sämtliche durch das System möglichen Tests oder auch nur eine Auswahl an Tests automatisiert und ohne weitere Benutzerinteraktion (z.B. Umbaumaßnahmen) durchgeführt werden. Hierfür kann auch das zu testende Gerät durch das System automatisiert (fern-)gesteuert werden, um im Zusammenspiel mit der pneumatischen Realisierung des Systems (z.B. der später erläuterten Magnetventil-Einheit sowie der Kugelventil-Einheit) und des zu testenden Geräts alle zu testenden Gaswege zu realisieren.The operation of the test system as well as the switching between the operating modes as well as the execution of various tests within one operating mode can take place automatically. In this way, particle measurement systems can be easily and conveniently validated and calibrated at the desired time intervals. As desired, any tests possible by the system, or even a selection of tests, can be automated and without further user interaction (e.g., rebuilding operations). For this purpose, the device to be tested by the system can be automated (remote) to control in conjunction with the pneumatic realization of the system (eg, the later-discussed solenoid valve unit and the ball valve unit) and the device under test all gas paths to be tested to realize.
Das zu testende Gerät weist z.B. die zu überprüfenden Partikelmesssysteme oder Flussmesssysteme in Testeinrichtungen bzw. Prüfständen auf und kann in einfacher Weise an der Anschlusseinrichtung angeschlossen werden. Die Anschlusseinrichtung kann somit die notwendigen bzw. sinnvollen Anschlussmöglichkeiten bereitstellen, um das zu testende Gerät mit dem Prüfsystem verbinden zu können und die gewünschten Gaswege zu den in dem zu testenden Gerät angeordneten Messeinrichtungen zu realisieren. Dabei können z.B. Schlauchkupplungen, Steckverbindungen, Schraubverbindungen, Bajonettverbindungen vorhanden sein. Zudem sind entsprechende Leitungswege vorgesehen, um die gewünschten Gasflüsse (z.B. Luft, Aerosol etc.) durchzuführen.The device under test has e.g. the particle measuring systems or flow measuring systems to be tested in test facilities or test stands and can be connected in a simple manner to the connection device. The connection device can thus provide the necessary or sensible connection possibilities in order to be able to connect the device to be tested to the test system and to realize the desired gas paths to the measuring devices arranged in the device to be tested. Thereby, e.g. Hose couplings, connectors, screw connections, bayonet connections may be present. In addition, corresponding line paths are provided to perform the desired gas flows (e.g., air, aerosol, etc.).
Bei einer Ausführungsform kann die größenabhängige Effizienz des gesamten zu testenden Gerätes als auch von dessen einzelnen (Sensor-)komponenten automatisiert erfasst werden.In one embodiment, the size-dependent efficiency of the entire device under test as well as its individual (sensor) components can be automatically detected.
Es kann im Prüfsystem eine Partikelquelle vorgesehen sein, zum Bereitstellen eines als Gasfluss dienenden Partikel-Flusses für die Aerosolvalidierungs-Betriebsart. Die Partikelquelle beinhaltet u.a. einen Partikelgenerator sowie eine Partikel-Konditionierung, z.B. in Form von z.B. Verdünnung und Partikelklassifikation. Die Partikelquelle stellt dem Prüfsystem das Aerosol somit in der gewünschten Weise, also insbesondere hinsichtlich der gewünschten Parameter konditioniert zur Verfügung. A particle source may be provided in the test system for providing a gas flow particle flow for the aerosol validation mode of operation. The particle source includes, inter alia, a particle generator and a particle conditioning, eg in the form of eg dilution and particle classification. The particle source thus provides the aerosol to the test system in the desired manner, that is to say conditioned in particular with regard to the desired parameters.
Die Partikelquelle kann dementsprechend in der Aerosolvalidierungs-Betriebsart genutzt werden, um einen partikelführenden Gasfluss zu erzeugen. In der Flussvalidierungs-Betriebsart ist die Partikelquelle bzw. deren Betrieb hingegen nicht erforderlich, weil dort lediglich ein partikelfreier Gasfluss benötigt wird.Accordingly, the particle source can be used in the aerosol validation mode to generate a particle-carrying gas flow. In the flow validation mode, however, the particle source or its operation is not required because only a particle-free gas flow is needed there.
Eine Partikelquelle ist insbesondere zur Erzeugung eines Aerosols an sich bekannt und kann in geeigneter Weise aufgebaut sein und entsprechende Komponenten aufweisen. Sie kann einen an sich bekannten Partikelgenerator zum Erzeugen von Partikeln aufweisen. Die Partikel können in einen Gasstrom zum Bilden des Aerosols geführt werden. Der Partikelgenerator kann somit ein Aerosol erzeugen, das anschließend in einem Verdünnungssystem mit Verdünnungsluft verdünnt werden kann. Die Verdünnung kann ein- oder mehrstufig erfolgen.A particle source is known in particular for producing an aerosol per se and can be constructed in a suitable manner and have corresponding components. It may comprise a per se known particle generator for generating particles. The particles may be passed into a gas stream to form the aerosol. The particle generator can thus generate an aerosol which can then be diluted with dilution air in a dilution system. The dilution can be carried out in one or more stages.
Optional kann in der Partikelquelle auch eine Klassifiziereinrichtung vorgesehen werden, die stromauf, stromab oder auch zwischen den einzelnen Verdünnungsstufen die Partikel im Aerosolstrom klassifiziert.Optionally, a classifying device can also be provided in the particle source which classifies the particles in the aerosol stream upstream, downstream or even between the individual dilution stages.
Das entsprechend konditionierte Aerosol kann in der Aerosolvalidierungs-Betriebsart gleichförmig oder anteilig, jedoch in jedem Fall homogen (gleichwertige Konzentrationen) aufgeteilt werden, nämlich in einen Strom zu der Referenz-Partikelmesseinrichtung und in einen anderen Strom zu einem in dem zu testenden Gerät vorgesehenen Partikelmesssystem, das zu überprüfen ist.The correspondingly conditioned aerosol can be divided equally or proportionally in the aerosol validation mode, but in any case homogeneously (equivalent concentrations), namely into a flow to the reference particle measuring device and into another flow to a particle measuring system provided in the device to be tested, that is to be checked.
Die Umschalteinrichtung beeinflusst in entscheidender Weise, ob die Aerosolvalidierungs-Betriebsart oder die Flussvalidierungs-Betriebsart durchgeführt wird und welche Gasströme bzw. Gaswege jeweils ausgebildet sind. Dazu kann bei einer Variante die Umschalteinrichtung eine Kugelventil-Umschalteinrichtung aufweisen. Für die Verwirklichung der Flussvalidierung und deren Vielzahl an Gaswegen und Flussrichtungen kann eine mit der Umschalteinrichtung in Verbindung stehende Magnetventileinheit vorgesehen sein.The switching device decisively influences whether the aerosol validation mode or the flow validation mode is performed and which gas flows or gas paths are respectively formed. For this purpose, in a variant, the switching device having a ball valve switching device. For realizing the flow validation and its multiplicity of gas paths and flow directions, a solenoid valve unit which is in communication with the switching device can be provided.
Die Zuführung des Aerosols zum zu testenden Gerät kann insbesondere über eine als Umschalteinrichtung dienende Kugelventileinheit erfolgen, mit der in der Aerosolvalidierungs-Betriebsart der Aerosolstrom an geeignete Stellen des zu überprüfenden bzw. kalibrierenden Partikelmesssystems zugeführt werden kann. Insbesondere soll der Aerosolstrom hierdurch verlustarm an den entsprechenden Anschluss des zu testenden Geräts geführt werden.The supply of the aerosol to the device to be tested can be effected in particular by means of a ball valve unit serving as a switching device, with which the aerosol stream can be supplied to suitable points of the particle measuring system to be checked or calibrated in the aerosol validation mode. In particular, the aerosol flow should thereby be conducted with low loss to the corresponding connection of the device to be tested.
In der durch die Umschalteinrichtung (evtl. im Zusammenspiel mit der Magnetventileinheit) bewirkbaren Flussvalidierungs-Betriebsart kann ein Gasstrom bzw. Gasfluss erzeugt werden, der dann dazu verwendet werden kann, einen Fluss in dem Partikelmessgerät (im zu testenden Gerät) oder einer Fluss-Komponente im Partikelmessgerät zu überprüfen. Die einzelnen Flüsse oder auch der Gesamtdurchfluss können in ähnlicher Weise konditioniert werden, wie oben beschrieben. Der Gasfluss ist auf vielen verschiedenen Wegen möglich.In the flow validation mode effected by the switching means (possibly in conjunction with the solenoid valve unit), a gas flow may be generated which may then be used to direct flow in the particle meter (in the device under test) or flow component in the particle meter. The individual flows or also the total flow can be conditioned in a similar manner as described above. The gas flow is possible in many different ways.
Insbesondere kann das zu testende Gerät mit einer Magnetventileinheit verbunden sein, die wiederum bestimmt, wie und zu welcher Komponente der jeweilige Gasfluss geleitet wird.In particular, the device to be tested may be connected to a solenoid valve unit, which in turn determines how and to which component the respective gas flow is directed.
Als Gasflussmesseinrichtungen können geeignete Geräte zum Einsatz kommen, z.B. Massendurchflussmesser (Mass Flow Meter - MFM) oder Volumenflussmesser.Suitable gas flow measuring devices may be suitable devices, e.g. Mass flow meter (MFM) or volume flow meter.
Einzelne Flüsse in dem zu prüfenden Partikelmessgerät können gegen die Referenz-Gasflussmesseinrichtung kalibriert werden, die ihrerseits zum Beispiel ein einzelnes oder zwei oder auch mehr interkalibrierte Referenz-Gasflussmessgeräte aufweist. Durch eine Interkalibrierung der beiden oder mehreren Referenz-Gasflussmessgeräte ist es zudem möglich, Abweichungen innerhalb der Referenzgeräte zu kompensieren. Hierzu ist die Magnetventileinheit wiederrum so gestaltet, eine serielle Schaltung der Referenz-Gasflussmessgeräte zu erlauben. Dementsprechend können die Referenz-Gasflussmessgeräte durch mittels der Magnetventileinheit realisierter Seriell-Schaltung interkalibriert werden (Selbstvalidierung). Bei entsprechender Auslegung der Umschalteinheiten können auch Komponenten im Prüfsystem selbst mit der Referenz-Massenflusseinrichtung überprüft werden (Selbstvalidierung).Individual flows in the particulate meter under test may be calibrated against the reference gas flow meter, which in turn may comprise, for example, a single or two or more intercalated reference gas flow meters. By intercalibration of the two or more reference gas flow meters, it is also possible to compensate for deviations within the reference devices. For this purpose, the solenoid valve unit is in turn designed to allow a serial connection of the reference gas flow meters. Accordingly, the reference gas flow meters can be intercalibrated by means of the solenoid valve realized serial circuit (self-validation). With appropriate design of the switching units and components in the test system itself can be checked with the reference mass flow device (self-validation).
Das System stellt eine Kompletteinheit dar, die automatisiert und ohne weitere Umbauten durch den Nutzer in der Lage ist, sowohl Flussvalidierungen als auch Aerosolvalidierungen durchzuführen. Bei den Flussvalidierungen können sämtliche die Genauigkeit beeinflussenden Flusselemente im zu testenden Gerät gegenüber einem oder mehreren Referenz-Flussmessern (zum Beispiel MFM - Mass Flow Meter) validiert bzw. geprüft werden.The system represents a complete unit that is able to carry out both flow validation and aerosol validation without any further modifications by the user. In flow validation, all flow-influencing flow elements in the device being tested can be validated against one or more reference flow meters (eg MFM - Mass Flow Meter).
Bei der Aerosolvalidierung wird das zu testende Gerät, oder darin eine interne partikelführende Komponente oder Partikelsensor-Komponente mithilfe eines Modellaerosols gegenüber der Referenz-Partikelmesseinrichtung (zum Beispiel einem Referenz-Partikelzählinstrument, zum Beispiel CPC - Condensation Particle Counter) verglichen. In the case of aerosol validation, the device to be tested, or an internal particle-carrying component or particle sensor component, is compared using a model aerosol relative to the reference particle measuring device (for example a reference particle counting instrument, for example CPC - Condensation Particle Counter).
Die Validierungsvorgänge können nacheinander, automatisiert und in beliebiger Kombination der beteiligten Komponenten ohne Aus- oder Umbau von Komponenten aus dem zu testenden Gerät durchgeführt werden. Es ist weder ein Umbau noch ein Umstecken, zum Beispiel von pneumatischen Verbindungen, zwischen dem Validierungssystem und dem zu testenden Gerät erforderlich. So kann ein Umbau während der verschiedenartigen Testsequenzen vermieden werden. Die Vielzahl der hierfür nötigen Ausgestaltungen an Gas- und Aerosolwegen wird durch die Gestaltung der Kugelventileinheit- (mehrere Kugelventile), der Magnetventileinheit (Vielzahl von Wegeventilen) gegeben. Es werden unter Umständen zudem Schalteinrichtungen im zu testenden System genutzt und gesteuert.Validation operations can be performed sequentially, automated, and in any combination of the components involved without removal or modification of components from the device being tested. There is no need for conversion or reloading, for example of pneumatic connections, between the validation system and the device under test. Thus, a conversion during the various test sequences can be avoided. The variety of necessary for this configuration of gas and Aerosolwegen is given by the design of Kugelventileinheit- (multiple ball valves), the solenoid valve unit (variety of directional control valves). Under certain circumstances, switching devices in the system under test may also be used and controlled.
Die Umschalteinrichtung kann eine Ventileinrichtung, insbesondere eine Kugelventil-Umschalteinrichtung, z.B. eine Kugelhahnventil-Einheit, aufweisen, sowie eine Steuerungseinrichtung zum automatisierten Steuern der verschiedenen Betriebsarten und zum Umschalten zwischen den beiden Betriebsarten. Dabei ist es möglich, neben den beiden Validierungsbetriebsarten (Flussvalidierung, Aerosolvalidierung) noch weitere Betriebsarten vorzusehen, so zum Beispiel einen partikelfreien Betrieb und insbesondere einen Arbeitsbetrieb, in dem das zu testende Gerät sich im normalen Arbeitsbetriebszustand befindet. Somit kann das zu testende Gerät im normalen Arbeitsbetrieb störungsfrei betrieben werden, wenn die Verbindungen zu dem Überprüfungssystem bestehen bleiben.The switching means may comprise a valve means, in particular a ball valve switching means, e.g. a ball valve unit, and a controller for automatically controlling the various modes and switching between the two modes. It is possible, in addition to the two validation modes (flow validation, aerosol validation) to provide other modes, such as a particle-free operation and in particular a working operation in which the device under test is in the normal working mode. Thus, the device under test can be operated smoothly in normal working mode, if the connections remain to the verification system.
Die Anschlusseinrichtung kann mehrere Leitungen aufweisen, an denen das zu testende Gerät anschließbar ist. Hierbei können am zu testenden Gerät neben den zum Betrieb vorgesehenen Ein- und Ausgängen auch zusätzliche Verbindungen realisiert werden, um (in Verbindung mit den Umschalteinrichtungen und Schalteinrichtungen im zu testenden Gerät) gezielt zur Testung notwendige Flusswege zu einzelnen internen Komponenten des zu testenden Geräts zu realisieren. Dabei ist es insbesondere von Interesse, dass das zu testende Gerät lediglich einmal vollständig über die Anschlusseinrichtung an das Kalibrier- und Validier-System angeschlossen wird und danach sämtliche Validierungsbetriebsarten automatisch durchgeführt werden können, ohne dass weitere Umsteck- oder Anschlussmaßnahmen erforderlich sind.The connection device can have a plurality of lines to which the device to be tested can be connected. In addition to the inputs and outputs provided for operation, additional connections can be realized on the device under test in order to realize (in conjunction with the switching devices and switching devices in the device under test) targeted flow paths to individual internal components of the device under test , In this case, it is of particular interest that the device to be tested is only connected once completely to the calibration and validation system via the connection device and thereafter all validation operating modes can be carried out automatically without the need for further conversion or connection measures.
Der Partikelgenerator ist an sich bekannt und dient zur Erzeugung von Partikeln in einem polydispersen Aerosol mit einer bestimmten Partikelgrößenverteilung.The particle generator is known per se and serves to generate particles in a polydisperse aerosol with a certain particle size distribution.
Das Verdünnungssystem kann eine erste Verdünnungsstufe und eine zweite Verdünnungsstufe (oder auch weitere Verdünnungsstufen) aufweisen, die je nach Ausstattung optional eine Konzentrationsanpassung und/oder eine Flusserhöhung ermöglichen.The dilution system can have a first dilution stage and a second dilution stage (or else further dilution stages), which optionally permit a concentration adjustment and / or a flux increase, depending on the equipment.
Zum Bereitstellen eines Unterdrucks für die Verdünnungsstufen und zur Förderung des Aerosols und der Verdünnungsluft kann eine Drehschieberpumpe stromab von dem Verdünnungssystem vorgesehen sein.To provide a vacuum for the dilution stages and to convey the aerosol and the dilution air, a rotary vane pump may be provided downstream of the dilution system.
In der ersten Verdünnungsstufe kann eine druckgeregelte, von der Umgebung abgeschlossene Verdünnung durchgeführt werden, die keinem Umgebungsdruckeinfluss unterliegt. Unabhängig von unterschiedlichen, von der Aerosolquelle bereitgestellten Flüssen wird damit stets der gleiche Druck in der Verdünnungsstufe eingeregelt. Damit können stets definierte, von der Umgebung und sonstigen Testbedingungen abgetrennte Druckverhältnisse erreicht werden.In the first dilution stage, a pressure-controlled, environmental-sealed dilution may be performed that is not subject to ambient pressure. Independently of different flows provided by the aerosol source, the same pressure is thus always regulated in the dilution stage. This can be achieved always defined, separated from the environment and other test conditions pressure conditions.
Auch in der zweiten Verdünnungsstufe bzw. den weiteren Verdünnungsstufen kann eine druckgeregelte, von der Umgebung abgeschlossene Verdünnung stattfinden, sodass entsprechend definierte, von der Umgebung und den sonstigen Testbedingungen abgetrennte Druckverhältnisse erreicht werden.Also in the second dilution stage or the further dilution stages, a pressure-controlled, completed by the environment dilution can take place, so that correspondingly defined, separated from the environment and the other test conditions pressure conditions can be achieved.
Optional kann eine Klassifizier-Einrichtung vorgesehen sein, zum Klassifizieren der Partikel im Partikelfluss. Die Klassifizier-Einrichtung kann zum Beispiel eine Partikelgrößenklassifizierung bzw. -größenselektion erreichen. Entsprechende Geräte sind bekannt, zum Beispiel ein Differential Mobility Analyser - DMA. Damit ist es möglich, ein monodisperses Aerosol mit einem gewünschten Partikeldurchmesser aus dem vom Partikelgenerator erzeugten Aerosol auszuscheiden.Optionally, a classifier may be provided for classifying the particles in the particle flow. For example, the classifier may achieve particle size classification or size selection. Corresponding devices are known, for example a differential mobility analyzer - DMA. This makes it possible to eliminate a monodisperse aerosol with a desired particle diameter from the aerosol generated by the particle generator.
Da die Drücke in den beiden Verdünnungsstufen unabhängig von den Umgebungsbedingungen eingeregelt werden können, ist es zur Flussregelung, zum Beispiel durch den DMA möglich, aktiv die Druckdifferenz zwischen den beiden Verdünnungsstufen einzuregeln, sodass der sich somit einstellende Durchfluss den gewünschten Wert erreicht.Since the pressures in the two dilution stages can be regulated independently of the ambient conditions, it is possible for flow control, for example by the DMA, to actively regulate the pressure difference between the two dilution stages, so that the flow thus established reaches the desired value.
Je nach Ausstattung des Systems ist es somit möglich, stromab von dem Verdünnungssystem (am Ausgang der Partikelquelle) ein Modellaerosol mit Partikeln definierter Größe und mit einer eingestellten bzw. bekannten Konzentration zu erhalten. Dieses kann auch mittels der Referenz-Partikelmesseinrichtung vermessen, charakterisiert und kontrolliert werden.Depending on the equipment of the system, it is thus possible, downstream of the dilution system (at the outlet of the particle source) to obtain a model aerosol with particles of defined size and with a set or known concentration. This can also be measured, characterized and controlled by means of the reference particle measuring device.
Es kann eine Vakuumpumpe vorgesehen sein, zum Bereitstellen eines Unterdrucks für das Verdünnungssystem. Bei der Vakuumpumpe kann es sich um die oben bereits beschriebene Drehschieberpumpe handeln, die eine geregelte Unterdruckbereitstellung ermöglicht. Unabhängig von unterschiedlichen, von der Aerosolquelle (Partikelgenerator) bereitgestellten Flüssen wird damit stets der gleiche Druck in der jeweiligen Verdünnungsstufe eingeregelt. Somit bestehen stets definierte, von der Umgebung und sonstigen Testbedingungen unabhängige Druckverhältnisse für den Partikelgenerator, den Klassifizierer und den Referenzgeräten sowie dem zu überprüfenden Gerät.A vacuum pump may be provided to provide a vacuum for the dilution system. The vacuum pump can be the rotary vane pump already described above, which allows a regulated vacuum supply. Irrespective of different flows provided by the aerosol source (particle generator), the same pressure is always adjusted in the respective dilution stage. Thus, there are always defined, independent of the environment and other test conditions pressure conditions for the particle generator, the classifier and the reference devices and the device to be tested.
Zwischen der Klassifizier-Einrichtung und der zweiten Verdünnungsstufe kann eine Venturi-Pumpe vorgesehen sein. Durch die Venturi-Pumpe kann ein zusätzlicher positiver Druckgradient erzeugt werden und dadurch der Fluss durch den Klassifizierer (DMA) eingeregelt werden. Die Venturi-Pumpe kann besonders vorteilhaft sein, weil sie den Aerosolstrom nicht verändert und sich insbesondere kaum Partikel ablagern können.A venturi pump may be provided between the classifier and the second dilution stage. The Venturi pump can generate an additional positive pressure gradient and thereby control the flow through the classifier (DMA). The venturi pump can be particularly advantageous because it does not change the aerosol flow and, in particular, hardly any particles can be deposited.
Zwischen der Venturi-Pumpe und der zweiten Verdünnungsstufe kann ein Bypass zu einem Auslass vorgesehen sein. Damit kann ein Teil des aus der Venturi-Pumpe austretenden Aerosolstromes über den Bypass abgezweigt und über den Auslass verworfen werden.A bypass to an outlet may be provided between the venturi pump and the second dilution stage. This allows a portion of the aerosol stream exiting the venturi pump to be diverted via the bypass and discarded via the outlet.
Für eine Linearitätsprüfung der Prüflinge (der zu testenden Geräte) muss häufig die Partikelkonzentration stark variiert werden, was üblicherweise durch eine starke Anhebung des Verdünnungsluftstroms realisiert wird. In diesem Fall kann zur Senkung der Partikelkonzentration ein entsprechender Anteil des Aerosols stromab von der Venturi-Pumpe und noch vor der zweiten Verdünnungsstufe abgezweigt und verworfen werden.For a linearity test of the devices under test (the devices to be tested), the particle concentration often has to be varied widely, which is usually achieved by a strong increase in the dilution air flow. In this case, to reduce the particle concentration, a corresponding portion of the aerosol can be branched off and discarded downstream of the venturi pump and before the second dilution stage.
Für die Flussvalidierungs-Betriebsart kann eine Magnetventileinheit vorgesehen sein, die strömungsmäßig zwischen dem zu testenden Gerät, optional der Umschalteinrichtung (zum Beispiel der Kugelventil-Umschalteinrichtung) und der Referenz-Gasflussmesseinrichtung angeordnet ist, derart, dass ein Gasfluss zwischen der Umschalteinrichtung und der Referenz-Gasflussmesseinrichtung über die Magnetventileinheit ermöglicht wird. Damit kann erreicht werden, dass für die Flussvalidierung der Massenstrom verlustfrei über die Referenz-Gasflussmesseinrichtung geführt werden kann. Die Magnetventileinheit wird daher zur Realisierung einer Vielzahl von Gaswegen und Strömungsrichtungen durch eine Vielzahl von Wegeventilen realisiert. Ebenso ist es möglich, dass bei der Realisierung eines Gasweges die Magnetventileinheit mehrfach auf getrennten Wegen durchströmt wird.For the flow validation mode, a solenoid valve unit may be provided which is arranged in flow between the device to be tested, optionally the switching device (for example the ball valve switching device) and the reference gas flow measuring device, such that a gas flow between the switching device and the reference Gas flow meter is enabled via the solenoid valve unit. It can thus be achieved that, for the flow validation, the mass flow can be conducted loss-free via the reference gas flow measuring device. The solenoid valve unit is therefore realized to realize a plurality of gas paths and flow directions through a plurality of directional control valves. It is also possible that in the realization of a gas path, the solenoid valve unit is repeatedly flowed through in separate ways.
Bei der Flussvalidierung kann der Gasstrom durch die Magnetventileinheit entweder über die Kugelventil-Umschalteinrichtung zum zu testenden Gerät geführt werden (z.B. wenn dieser Anschluss am zu testenden Gerät in einer anderen Betriebsart auch mit Aerosol versorgt werden soll) oder direkt von der Magnetventileinheit zum zu testenden Gerät geführt werden (falls der Anschluss am zu testenden Gerät ausschließlich für die Gasflussmessung benötigt wird). Bei der Flussvalidierung sind jeweils auch umgekehrte Strömungsrichtungen möglich, also vom zu testenden Gerät zu der Magnetventileinheit im Prüfsystem.In the case of flow validation, the gas flow through the solenoid valve unit can either be routed through the ball valve switching device to the device under test (eg if this port on the device under test is also to be aerosoled in another mode) or directly from the solenoid valve unit to the device under test (if the connection to the device under test is needed exclusively for gas flow measurement). In the case of flow validation, reverse flow directions are also possible in each case, that is to say from the device to be tested to the magnetic valve unit in the test system.
Bei einer Variante ist die Umgebungsluft als Gasfluss über die Magnetventileinheit zu der Referenz-Gasflussmesseinrichtung und/oder zu der KugelventilEinheit zuführbar, wobei der Umgebungsluft-Gasfluss nach Durchströmen der Referenz-Gasflussmesseinrichtung über die Magnetventileinheit und/oder über die Kugelventil-Einheit zu der Anschlusseinrichtung zuführbar ist, zum Zuführen des Umgebungsluft-Gasflusses zu dem zu testenden Gerät bzw. einer Komponente darin.In one variant, the ambient air can be supplied as gas flow via the magnetic valve unit to the reference gas flow measuring device and / or to the ball valve unit, wherein the ambient air gas flow can be supplied to the connection device after flowing through the reference gas flow measuring device via the magnetic valve unit and / or via the ball valve unit is for supplying the ambient air gas flow to the device under test or a component therein.
Die Referenz-Gasflussmesseinrichtung kann ein oder mehrere Referenz-Gasflussmessgeräte aufweisen. Insbesondere kann die Referenz-Gasflussmesseinrichtung zwei verschiedene Referenz-Gasflussmessgeräte aufweisen, nämlich ein erstes Referenz-Gasflussmessgerät für kleine Massenflüsse und ein zweites Referenz-Gasflussmessgerät für große Massenflüsse. Kleine Flüsse können beispielsweise bis maximal 6 Liter pro Minute reichen, während große Flüsse zum Beispiel bis maximal 60 Liter pro Minute reichen können. Durch die Bereitstellung der beiden Referenz-Gasflussmessgeräte ist es möglich, einen breiten Bereich von Massenflüssen zuverlässig und genau messen zu können.The reference gas flow meter may include one or more reference gas flow meters. In particular, the reference gas flow measuring device may comprise two different reference gas flow measuring devices, namely a first reference gas flow meter for small mass flows and a second reference gas flow meter for large mass flows. For example, small rivers can reach a maximum of 6 liters per minute, while large rivers can reach a maximum of 60 liters per minute. By providing the two reference gas flow meters, it is possible to reliably and accurately measure a wide range of mass flows.
Die beiden Referenz-Gasflussmessgeräte (z.B. Referenz-Massenflussmessgeräte - MFM - Mass Flow Meter - oder auch Referenz-Volumenflussmessgeräte) können auch interkalibriert, das heißt gegeneinander kalibriert werden, wie später noch anhand einer Ausführungsform erläutert wird.The two reference gas flow meters (e.g., reference mass flowmeters - MFM - mass flow meters - or even reference volumetric flow meters) may also be inter-calibrated, that is, calibrated against each other, as will be explained later by way of one embodiment.
Das gesamte Prüfsystem kann in Form einer mobilen Einheit ausgebildet sein. Insbesondere kann die Einheit in einem Gestell, Rahmen bzw. Schrank untergebracht werden, der auch verschiebbar oder zum Beispiel auf Rollen verfahrbar ist. Damit können sämtliche Komponenten in dem Gestell bzw. Schrank untergebracht werden, sodass das System auch zu verschiedenen zu testenden Geräten und Anlagen geführt werden kann. Es ist damit nicht erforderlich, jeweils aufwendige Auf- und Abbaumaßnahmen zu ergreifen, um verschiedene zu testende Geräte zu überprüfen.The entire test system can be designed in the form of a mobile unit. In particular, the unit can be accommodated in a frame, frame or cabinet which can also be displaced or, for example, moved on rollers. This allows all components to be housed in the rack or cabinet so that the system can also be used to test various devices and installations can be performed. It is therefore not necessary to take each time consuming construction and removal measures to check various devices to be tested.
Die Erfindung betrifft somit ein komplettes Prüfsystem für die Überprüfung, d.h. Validierung und/oder Kalibrierung von Partikelmesssystemen im Sinne der Aerosol- sowie der Flussvalidierung.The invention thus relates to a complete verification system for verification, i. Validation and / or calibration of particle measurement systems in terms of aerosol and flow validation.
Bei einer besonderen Ausführungsform kann dies insbesondere unter präzise definierten und reproduzierbaren Bedingungen im gesamten Prüfsystem und/oder in einer dessen Komponentengruppen, unabhängig von sich verändernden Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur) erfolgen. Die veränderlichen Umgebungsbedingungen, zum Beispiel aufgrund des Installationsortes oder des Wetters, haben keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Messung, da die Druckregulierung der Flüsse unabhängig in einem geschlossenen System erfolgt.In a particular embodiment, this can be done in particular under precisely defined and reproducible conditions in the entire test system and / or in one of its component groups, regardless of changing environmental conditions (pressure, temperature). The changing environmental conditions, for example due to the place of installation or the weather, have no influence on the accuracy of the measurement, since the pressure regulation of the flows takes place independently in a closed system.
Eine Vielzahl der Flüsse, Partikelverluste sowie Aerosol-Messeffizienzen des zu validierenden bzw. kalibrierenden Partikelmesssystems können so automatisch gesteuert, gemessen und überprüft werden - im Gesamten sowie in untergeordneten Teilen. Mithilfe des beschriebenen Systems wird das technische Problem der regelmäßigen Wartung und Kalibrierung von in Prüfständen eingesetzten Partikelmessgeräten deutlich vereinfacht. Aufgrund der mobilen Anordnung sämtlicher Komponenten ist es sehr leicht möglich, die automatisierten Prüfverfahren beider Betriebsarten zum Testen der jeweiligen Geräte durchzuführen. Dadurch wird ein hoher Standard der Messgenauigkeit für den Nutzer gewährleistet. Die Veränderungen in den jeweiligen Partikelmessgeräten, zum Beispiel aufgrund von fehlerhaften Bedienungen, können zuverlässig und automatisch bestimmt werden.A large number of flows, particle losses and aerosol measurement efficiencies of the particle measuring system to be validated or calibrated can thus be automatically controlled, measured and checked - as a whole and in subordinate parts. The described system significantly simplifies the technical problem of regular maintenance and calibration of particle gauges used in test benches. Due to the mobile arrangement of all components, it is very easy to carry out the automated test methods of both modes for testing the respective devices. This ensures a high standard of measurement accuracy for the user. The changes in the respective particle measuring devices, for example due to erroneous operations, can be reliably and automatically determined.
Bei einer Ausführungsform des Prüfsystems ist es möglich, nach Durchlauf einer Auswahl bzw. der Gesamtheit der verschiedenen Tests eine (automatische) Auswertung und/oder Berichterstellung durchzuführen. Dabei können einer oder mehrere der folgenden Punkte berücksichtigt werden:
- - Ausgabe eines Gesamt-Resultats: z.B. Prüfling/System in Ordnung bzw. nicht in Ordnung (im Rahmen gegebener Grenzwerte)
- - Darstellung von problematischen bzw. fehlerhaften (Teil-)Komponenten, unter Umständen inklusive deren Lokalisation und Handlungsvorschlägen
- - Abschätzung ggf. erhöhter Fehler-Spannen auf Basis der Testergebnisse
- - Ausgabe von Faktoren zur Neujustierung von Komponenten im zum testenden Gerät. Unter Umständen direkte Neu-Justage des Systems oder der Komponente (Programmierung neuer Justagefaktoren) durch die Steuerung (
6 ) - - Ausgabe eines gesamten Kalibrier-Reports mit allen relevanten Ergebnissen, z.B. zum Nachweis der Konformität des zu testenden Gerätes in Bezug auf entsprechende Richtlinien oder Normen.
- - Output of an overall result: eg test object / system in order or not in order (within given limits)
- - Presentation of problematic or faulty (sub) components, possibly including their localization and suggestions for action
- - Estimation of possibly increased error margins on the basis of the test results
- - Issue of factors for readjustment of components in the device under test. Possibly direct readjustment of the system or component (programming of new adjustment factors) by the controller (
6 ) - - Output of a complete calibration report with all relevant results, eg to prove the conformity of the device to be tested in relation to corresponding directives or standards.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Übersicht über ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Prüfsystems zum Validieren bzw. Kalibrieren von Aerosol- und Flussmessgeräten; -
2 eine detailliertere Darstellung desSystems von 1 ; -
3 das System in der Aerosolvalidierungs-Betriebsart; und -
4 das System in der Flussvalidierungs-Betriebsart.
-
1 a schematic overview of an example of a test system according to the invention for validating or calibrating aerosol and flow meters; -
2 a more detailed presentation of the system of1 ; -
3 the system in the aerosol validation mode; and -
4 the system in the flow validation mode.
Die meisten Komponenten des Systems
An einer an dem Schrank
Zwischen den später noch erläuterten Komponenten Kugelventil-Umschalteinrichtung
Das zu testende Gerät
Bei Bedarf können an der Anschlusseinrichtung
Weiterhin ist eine das Gesamtsystem steuernde Steuerung
Die Steuerung
Nachfolgend werden das System
Ein an sich bekannter Partikelgenerator
In dem Verdünnungssystem
Stromab von dem Verdünnungssystem
Die Kugelventil-Umschalteinrichtung
Die Referenz-Partikelmessgeräte
Der andere Teil des Modellaerosols, der nicht zu der Referenz-Partikelmesseinrichtung
Auch andere Messverfahren sind möglich, zum Beispiel eine VPR-Kalibrierung (Volatile Particle Remover) zum Erfassen der Partikelverluste über Komponenten im zu testenden System über entsprechende Zählraten am Ein- und Ausgang der Komponente (Wechsel durch Kugelventil-Umschalteinrichtung).Other measuring methods are also possible, for example a VPR calibration (Volatile Particle Remover) for detecting particle losses via components in the system to be tested via corresponding count rates at the input and output of the component (change through ball valve changeover device).
Die oben beschriebene erste Betriebsart mit deren diversen Tests kann auch als Aerosolvalidierungs-Betriebsart bezeichnet werden. The first mode described above with its various tests may also be referred to as aerosol validation mode.
Für das (automatische) Durchführen der als zweite Betriebsart dienenden Flussvalidierungs-Betriebsart schaltet die Steuerung
Der in der Flussvalidierungs-Betriebsart durch die Referenz-Massenflussmesseinrichtung
Die Strömungsrichtung des Gasflusses kann auch umgekehrt erfolgen. So ist es möglich, dass der Gasfluss zunächst die Messgeräte im zu testenden Gerät
In der Aerosolvalidierungs-Betriebsart gelangt der Partikelstrom vom Partikelgenerator
Stromab von der Verdünnungsstufe
Stromab von der Venturi-Pumpe
Zum Erzeugen eines Aerosolstroms und eines dafür notwendigen Druckgradienten ist zudem eine Pumpe
Zudem können weitere Zuführungen von Umgebungsluft über einen Druckminderer
Die vorstehend erläuterte Bereitstellung des Modellaerosolstroms
In der Aerosolvalidierungs-Betriebsart lässt die Kugelhahnventileinheit
Optional kann zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit auch noch das zweite Referenz-Partikelmessgerät
Für die Flussvalidierungs-Betriebsart besteht weiterhin eine, gegebenenfalls mehrere Leitungsverbindungen aufweisende, Verbindung zwischen der Kugelventil-Umschalteinrichtung
Die Referenz-Massenflussmesseinrichtung
Da die einzelnen Komponenten und ihr Zusammenwirken bereits oben anhand der
Erkennbar ist jedoch, dass die Kugelventil-Umschalteinrichtung
Der Modellaerosolstrom
In diesem Fall ist der größte Teil der für die Aerosolvalidierung erforderlichen Komponenten ungenutzt und kann dementsprechend abgeschaltet werden. Lediglich die Kugelventilumschalteinrichtung
Die Flussvalidierung erfolgt nach folgendem Schema:The flow validation follows the following scheme:
Zunächst wird Umgebungsluft aus dem Inneren des Schranks
In dem zu testenden Gerät
Je nach zu erwartendem Gas- bzw. Massenfluss (hängt meist von dem zu testenden Gerät
Je nach zu untersuchender Komponente in dem zu testenden Gerät
Zur Verbesserung der Genauigkeit ist zudem eine Interkalibrierung der beiden Referenz-Massenflussmessgeräte
Zunächst wird Umgebungsluft aus dem Schrankinneren angesaugt, die nachfolgend durch das erste Referenz-Massenflussmessgerät
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Title |
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Also Published As
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WO2019120820A1 (en) | 2019-06-27 |
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