DE2228586B2 - Elektronischer Teilchenanalysator - Google Patents
Elektronischer TeilchenanalysatorInfo
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
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Description
12. Teilchenanalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaß-Schaltung
zum Abziehen von Flüssigkeit aus dem Rohr (12) zwei an dasselbe angeschlossene Einlaßleitungen
(16, 62) enthält, daß in jeder Leitung (16, 62) Pumpen (68, 70) vorgesehen sind, deren Fluiddurchsätze
einander proportional sind, daß die eine Leitung (62) mit einem Filter (64) versehen
ist, und daß die Leitungen zu einem einzigen Kanal (24) verbunden sind, der zu dem ersten Behälter
(18) führt.
13. Teilchenanalysator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Behälter ein Gefäß (1220 umfaßt, das ein erstes Fluid (1240
nut den darin suspendierten Teilchen enthält, daß der zweite Behälter (126', 128', 130') eine in das
erste Fluid eingetauchte Fensterröhre (126') umfaßt, daß der Teil des zweiten Behälters die Form
einer schraubenförmigen Spule (128') aufweist und mit der Fensterröhre (126') verbunden ist,
daß sich ein zweites Fluid in der Fensterröhre (120') und in der schraubenförmigen Spule (128')
befindet, daß die erste Elektrode (142') im ersten Fluid (124') und die zweite Elektrode im zweiten
Fluid angeordnet und elektrisch mit der einen Seite der schraubenförmigen Spule (128') verbunden
ist, daß zusätzlich zu der an die zweite Elektrode (150') angeschlossenen Hochfrequenz-Spannungsquelle
eine niederfrequente Spannungsquelle an die erste Elektrode (142') angeschlossen ist,
daß die andere Seite der Spule (128') als Masse für die niederfrequente Spannungsquelle dient,
daß eine als Masse für die hochfrequente Spannungsquelle dienende Einrichtung (144') vorgesehen
ist und daß die zweite Elektrode (1500 über einen Bandpaß für die Hochfrequenz an
Masse geführt ist.
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Teilchenanalys:
.o· der im Gattungsbegriff des Anspruchs
1 bt -ihriebenen Art.
Ein solcher Feilchenanalysator ist aus der USA.-Patentschrift
3 287 638 bekannt. Bei diesem Teilchen analysator befindet sich das zu untersuchende Fluid
in einem Außenbehälter. In den Außenbehälter und das darin enthaltene Fluid ist ein kleinerer Innenbehälter
aus isolierendem Material gesetzt, in dessen Wand das Meßfenster vorgesehen ist. Der Innenbehälter
enthält ebenfalls ein Fluid, das gegebenenfalls bei Beginn einer Untersuchung die zu untersuchenden
Teilchen noch nicht enthält. Das im Außenbehälter befindliche Fluid kann mittels eines
Kolbens unter einen erhöhten Druck gesetzt werden, so daß es samt den suspendierten Teilchen durch das
Meßfenster in den Innenbehälter strömt. In das Fluid sind an die Hochfrequenz-Spannungsquelle angeschlossene
Elektroden eingetaucht, die je eine Metall-Fluid-Grenzfläche
bilden. Bei dieser Anordnung fließt durch das Meßfenster ein elektrischer Strom
und im Bereich des Meßfensters entsteht ein stark Die Verwendung hoher Frequenzen für die Teilkonzentriertes
elektrisches Feld, das beim Durchtritt chenmessung eignet sich gut für industrielle Messuneines
zu untersuchenden Teilchen» verändert wird. gen, weil in vielen Fällen ohnehin durch das Fenster
Diese Änderung macht sich ^s Kapazitäts- oder fließende Gleichströme nicht zulässig sind, beispiels-Widerstandsänderung
bemerkbar, die mit Hilfe des 5 weise wenn Teilchen auf Grund ihrer Zusammenan die Elektroden angeschlossenen Detektors erfaßt setzung diskriminiert werden sollen, wenn das Gerät
werden kann. Auf diese Weise können Größen- und nur auf Kapazitätsänderungen ansprechen soll, oder
Materialbestimmungen an den zu untersuchenden wenn bei Gleichstrom unerwünschte chemische
Teilchcü durchgeführt werden. Effekte eintreten.
Der bekannte Teilchenanalysator hat jedoch den io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Nachteil, daß die beiden Elektroden nicht nur über Teilchenanalysator zu schaffen, bei dem die elektri-
das Meßfensier verbunden, sondern auch über die sehe Verbindung zu wenigstens einer Elektrode auf-
die beiden Fluidmengen trennende Wand des Innen- getrennt ist, ohne den Suspensionsstrom zu unter-
behälters kapazitiv miteinander gekoppelt sind, so brechen.
daß ein Lecjustrom außerhalb des Meßfensters fließen 15 Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden
kann, durch den das Meßergebnis verfälscht werden Teil des Hauptanspruchs beschriebenen Merkmale
kann. Ferner besteht durch die kapazitive Kopplung gelöst.
der beiden Flüssigkeitsmengen die Gefahr der Ein- Durch den so gebildeten Resonanzkreis ergibt sich
kopplung von Störsignalen. einerseits eine Sperre für die Hochfrequenz und
Diesem Mangel kann verhältnismäßig wirksam da- ao andererseits ein Durchlaß für d;is Fluid,
durch begegnet werden, daß der Innenbehälter mit Bevorzugte und zweckmäßige Ausgestaltungen und
einer Doppelwandung versehen wird, so daß zwischen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Teilchen-
den beiden Wänden ein Luftpolster entsteht. Hier- analysators sind Gegenstand der Unteransprüche,
durch werden die kapazitive Kopplung und damit An Hand der in der beigefügten Zeichnung dar-
Leckströnie vermindert. 25 gestelUen bevorzug-eii Ausführungsbeispiele wird die
Die Gefahr eines Kurzschlusses des Meßfensters Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt
besteht jedoch nicht nur bei der bekannten Anord- F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Aus-
nung, sondern auch dann, wenn die beiden Fluid- führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrich-
mengen aus betriebstechnischen Gründen außerhalb tung in einem verhältnismäßig einfachen Durchfluß-
des Meßfensters miteinander in Verbindung stehen. 30 gerät,
Das gleiche Problem besteht auch dann, wenn zur F i g. 2 einen Teilschnitt durch eine der Leitungen
Untersuchung unterschiedlicher Eigenschaften der der Flüssigkeits-Bypass-Schaltung des Geräts dei
Teilchen gleichzeitig Spannungen mit unterschied- F i g. 1 mit der Darstellung des Fensters in der Lei-
Iicher Frequenz, beispielsweise eine hochfrequente tung,
Spannung und eine Gleichspannung, verwendet wer- 35 F i g. 3 eine schematische Darstellung einer abge-
den müssen und dabei beide Spannungen je an eine wandelten Ausführungsform der Erfindung, wobei füi
Elektrode herangeführt werden sollen, wobei der zu- bestimmte Zwecke in der Flüssigkeits-Bypass-Schal-
gehörige gemeinsame Masseanschluß jeweils an der tung Pumpen und Filter verwendet werden,
anderen Elektrode vorgesehen werden muß. F i g. 4 eine schematische Darstellung ähnlich
Zwar kann zur Unterbrechung der elektrischen 40 F i g. 1 einer Technik, die zur Einleitung des Fenster-Verbindung
auf einer Seite des Meßfensters eine so- Stroms in die Flüssigkeits-Bypass-Schaltung ohne
genannte Tropfkammer verwendet werden, so daß direkte Verbindung mit derselben dient,
das Fluid das im Fenster erzeugte Signal nicht kurz- F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Ausschließt. Eine solche Tropfkammer läßt sich jedoch führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichim zuletzt erwähnten Anwendungsfall naturgemäß 45 tung, das bei einem Gerät angewendet ist, bei den nicht anwenden und hat im übrigen den Nachteil, daß beide Seiten des Fensters abgestimmte, mit der Flüsdurch die aus der Leitung in die Tropfkammer fal- sigkeits-Bypass-Schaltung verbundene Schaltunger lenden Suspensionströpfchen die Kapazität der Schal- aufweisen,
das Fluid das im Fenster erzeugte Signal nicht kurz- F i g. 5 eine schematische Darstellung eines Ausschließt. Eine solche Tropfkammer läßt sich jedoch führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichim zuletzt erwähnten Anwendungsfall naturgemäß 45 tung, das bei einem Gerät angewendet ist, bei den nicht anwenden und hat im übrigen den Nachteil, daß beide Seiten des Fensters abgestimmte, mit der Flüsdurch die aus der Leitung in die Tropfkammer fal- sigkeits-Bypass-Schaltung verbundene Schaltunger lenden Suspensionströpfchen die Kapazität der Schal- aufweisen,
tung sägezahnartig verändert wird. Die durch diese F i g. 6 die schematische Darstellung einer abge-
Kapazitätsänderungen hervorgerufenen Impulse sind 50 wandelten Ausführungsform der in F i g. 5 gezeigter
gegenüber den Nutzsignalen groß. Vorrichtung,
Aus der derzeit in der Industrie bestehenden Ten- F i g. 7 einen Axialschnitt durch die kombiniert*
denz zur Automatisierung von Vorgängen und zur Ablaß- bzw. Reinigungs- und Inspektionsanordunj
Umstellung auf elektronische Rechner ergibt sich die der F i g. 6 und
Forderung nach durchlaufend arbeitenden Geräten, 55 F i g. 8 die schematische Darstellung eines Aus
mit denen sämtliche Eigenschaften von Flüssigkeiten führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Geräts, be
untersucht werden können, ohne den Durchfluß dem ein abgewandelter Durchflußtyp des Flüssigkeits
unterbrechen und zur Überprüfung Proben abziehen Stroms und sowohl eine Gleichstrom- als aucl
zu müssen. Die Flüssigkeit oder das Fluid kann Wechselstrom-Meßzonenerregung verwendet wird,
extrem unterschiedliche Temperaturen haben, korro- 60 In F i g. 1 ist die ganze Vorrichtung mit 10 be
siv sein, sich in einem Schlamm befinden, unter zeichnet. Diese Anordnung zeichnet sich aus durcl
hohem Druck stehen oder mit sehr hohem oder sehr eine Flüssigkeits-Bypass-Schaltung, die eine ein
geringem Durchsatz fließen. Die Zählung und Flüssigkeit führende Hauptleitung 12 enthält. Di
Größenbestimmung von in derartigen Strömen be- Hauptleitung 12 weist einen Abschnitt 14 mit verrin
findlichen Teilchen kann nach dem obigen, übrigens 65 gertem Durchmesser auf, so daß zwischen einer Stell
auch als Couüer-Meßverfahren bezeichneten Verfah- im Rohr 12 oberhalb des Abschnittes 14 mit verrin
ren erfolgen, ohne daß komplizierte Einrichtungen gertem Durchmesser und einer Stelle an dem Ab
erforderlich wären. schnitt 14 mit verringertem Durchmesser ein Diffe
renzdruck entsteht. Wie durch Pfeile angedeutet, ander parallele elektrische Zweige, von denen der eine
strömt die Flüssigkeit in F i g. 1 von links nach rechts. einen kapazitiven Zweig mit einem variablen Ab-
An der Stelle stromauf vom Abschnitt 14 mit verrin- stimmkondensator 56 und der andere einen induk-
gertem Durchmesser ist ein Staurohr 16 in den tiven Zweig mit der Spule 18 bildet. Der Kondensa-
Hauptstrom des Rohrs 12 eingesetzt, das sich in den 5 tor 56 wird so abgestimmt, daß die beiden Zweige
Hauptstrom öffnet. Die Suspension fließt hauptsäch- einen Parallel-Resonanzkreis 58 bilden, der gegen-
lich durch das Rohr, ein geringer Anteil wird jedoch über dem von der Schaltung 46 zugeführten Wech-
über das Staurohr 16, eine schraubenförmige Leitung selstrom eine sehr hohe Impedanz bildet. Das End-
18 und das Endstück 20 der Leitung 18 umgeleitet, stück 20 berührt das Hauptrohr 12 an dem Abschnitt
und über eine Auslaßöffnung 22 in den Abschnitt 14 io 14 mit verringertem Durchmesser. Wegen des Par-
mit verringertem Durchmesser zurückgeleitet. Der allel-Resonanzkreises 58 fließt jedoch ein sehr ge-
Nebenstrom fließt gemäß den neben dem Staurohr ringer elektrischer Strom durch die Spule 18, und das
16 und dem Endstück 20 eingezeichneten Pfeilen. Fenster 40 ist nicht kurzgeschlossen, so daß es ein
Das vordere Ende 24 der schraubenförmigen Lei- volles Signal abgibt, wenn ein Teilchen durch das-
tung 18 ist mit einem T-förmigen Rohrstück 26 ver- 15 selbe hindurchtritt. Die durch die Bypass-Leitung
bunden, dessen einer Arm mit einem Flansch 28 hindurchströmende Flüssigkeit wird durch die elek-
(F i g. 2) versehen ist, dem ein ähnlicher, am vorde- frischen Auswirkungen des Resonanzkreises 58 in
ren Ende 24 angebrachter Flansch 30 gegenübersteht. keiner Weise beeinflußt.
Zwischen den Flanschen 28 und 30 liegt eine Trenn- Es sei angenommen, daß das Rohr 12 und sämt-
wand 32, die mittels Schrauben 34 gehalten wird. Die 20 liehe Leitungen der Flüssigkeits-Bypass-Leitung aus
Trennwand 32 besteht aus Isoliermaterial, beispiels- Metall bestehen.
weise aus Kunststoff oder Glas mit geringem elektri- F i g. 3 zeigt eine etwas abgewandelte Vorrichtung
schem Durchlaßvermögen bei hoher Frequenz. Die 60. Hierbei braucht der Durchmesser des Haupt-Schrauben
34 bestehen aus einem ähnlichen oder rohrs 12 nicht wie bei der Ausführungsform der
gleichen Isoliermaterial. In der Mitte der Trennwand 25 F i g. 1 im Abschnitt 14 abgeschwächt zu sein. Die
32 befindet sich eine Öffnung 36, über der ein Platt- Auslaßöffnung 22 liegt an der gezeigten Stelle. Es sei
chen 38 mit einer kleinen Öffnung bzw. einem klei- angenommen, daß die im Rohr 12 befindliche Susnen
Fenster 40 angebracht ist. Die Darstellung ist pension wegen ihrer starken Teilchenkonzentration
schematisch und nicht unbedingt maßstabgetreu. Das verdünnt werden muß. Daher ist zusätzlich zu dem
Fenster 40 kann mikroskopisch klein sein, und das 30 Staurohr 16 eine Einlaßöffnung 62 vorgesehen, durch
Plättchen 38 kann aus einer kleinen Korundscheibe die die Suspension mittels einer Pumpe 68 zu einem
od. dgl. bestehen, die auf die Trennwand 32 geschmol- Filter 64 geleitet wird. Von dort wird die verbleizen
oder in anderer Weise an dieser befestigt ist. Der bende Flüssigkeit in eine Verbindungsleitung 66 geDurchmesser
der Nebenleitung, aus der die schrau- schickt. Das Staurohr 16 ist über eine Pumpe 70 mit
benförmige Leitung 18 und die Verbindungsleitungen 35 dem vorderen Ende 24 der spulenförmigen Leitung
bestehen, kann einen Bruchteil von etwa 2,5 cm 18 verbunden. Die proportional zueinander arbeiten-(1
inch) betragen. Zusätzlich kann jeder beliebige den Zwangsverdrängungspumpen 68 und 70 steuern
Aufbau zur Befestigung des Plättchens mit dem die Verdünnung der Suspension, die durch die
Fenster in der Bypass-Schaltung verwendet werden. schraubenförmige Leitung 18 hindurchtritt. Das End-Um
beliebige Arten von Aufbauten zu umfassen, 40 stück 20 der schraubenförmigen Leitung 18 ist statt
kann die Anordnung der F i g. 2 insgesamt als die das stromauf wie in F i g. 1 stromab von der schrauben-Fenster
tragende Einrichtung 42 bezeichnet werden. förmigen Leitung 18 mit dem T-Stück 26 verbunden.
Die Gesamtlänge der das Fluid führenden Leitungen, Die das Fenster tragende Einrichtung 42 befindet
die das Staurohr 16, das T-förmige Rohrstück 26, das sich in Fig. 3 im linken Arm des T-Stücks 26, wäh-Ende
24, die schraubenförmige Leitung 18 und das 45 rend die Reinigungs- und Inspektionskappe 44 am
Endstück 20 sowie die Auslaßöffnung 22 umfaßt, rechten Arm des T-Stücks 26 vorgesehen ist. Eine
wrid als Flüssgkeits-Bypass-Schaltung bzw. -Leitung Verbindungsleitung 72 führt das Fluid zur Auslaßbezeichnet.
Die Innenflächen des T-Stücks 26 und das Öffnung 22. Der mit Masse verbundene Leiter 48 der
vordere Ende 24 der schraubenförmigen Leitung 18 Teilchenanalyseschaltung 46 ist an einer Anschlußbilden
die Metall-Fhiid-Grenznächen. 50 stelle 74 mit der Verbindungsleitung 72 verbunden.
Der linke Arm des T-Stücks 26 weist eine abnehm- Der »heiße« oder spannungsführende Leiter 50 ist an
bare Endkappe 44 auf, die zur Reinigung des T- der Anschlußstelle 54 am Endstück 20 angeschlossen.
Stücks verwendet werden kann. Der Abstimmkondensator 56 liegt parallel zur schrau-
Das Fenster 40 umfaßt die Öffnung und eine Teil- benförmigen Leitung 18 und bildet mit dieser den abchenanalyseschaltung
46, die zusammen mit der 55 gestimmten Resonanzkreis 58.
ersteren im wesentlichen einen Teilchenanalysator Bei dieser Ausführungsform wird die Suspension ergibt. Ein Leiter 48 verbindet die Analyseschaltung im Verhältnis des Durchsatzes der Zwangsverdrän-46 mit dem Elektrolyten auf der Unken Seite des gungspumpen 68 und 70 verdünnt, vor der Messung Fensters 40 über die Metall-Fluid-Grenzfläche des in der schraubenförmigen Leitung 18 vermischt und T-Stücks 26, während ein weiterer Leiter 50 mit dem 60 dann an der Auslaßöfmung 22 abgeführt Die VorElektrolyten auf der rechten Seite des Fensters40 teile der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung sind auch über die Metall-Fluid-Grenzfläche des vorderen hier gegeben.
ersteren im wesentlichen einen Teilchenanalysator Bei dieser Ausführungsform wird die Suspension ergibt. Ein Leiter 48 verbindet die Analyseschaltung im Verhältnis des Durchsatzes der Zwangsverdrän-46 mit dem Elektrolyten auf der Unken Seite des gungspumpen 68 und 70 verdünnt, vor der Messung Fensters 40 über die Metall-Fluid-Grenzfläche des in der schraubenförmigen Leitung 18 vermischt und T-Stücks 26, während ein weiterer Leiter 50 mit dem 60 dann an der Auslaßöfmung 22 abgeführt Die VorElektrolyten auf der rechten Seite des Fensters40 teile der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung sind auch über die Metall-Fluid-Grenzfläche des vorderen hier gegeben.
Endes 24 verbunden ist. Das Hauptrohr 12 ist an Die Vorrichtung 80 der F i g. 4 unterscheidet sich
einer Anschlußstelle 52 mit Masse verbunden. Eben- von den Vorrichtungen 10 und 60 der Fi g. 1 und 3
so ist der Leiter 48 an Masse angeschlossen. Der Lei- 65 dadurch, daß die Teilchenanalyseschaltung aus zwei
ter 50 ist an einer Anschlußstelle 54 mit dem vor- Teilen besteht, nämlich einem Teilchenimpulsdetekderen
Ende 24 verbunden. Zwischen der Anschluß- tor 82 und einer Wechselstromquelle 84. Die Baustelle
54 und der Auslaßöffnung 22 liegen zwei zuein- teile mit gleichen oder ähnlichea Funktionen wie die
7 8
Teile der F i g. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen das Fenster 40 des Plättchens 38 zugänglich ist oder
versehen. Der Fensterstrom wird durch die Wechsel- in der Anordnung angesammelter Schmutz entfernt
stromquelle 84 erzeugt, die an eine mittels eines werden kann. Das Fenster kann von beiden Seiten
Kondensators 88 abgestimmte Primärwicklung 86 durch die jeweilige Glasscheibe betrachtet werden,
angeschlossen ist. Die schraubenförmige Leitung 18 5 Gegebenenfalls kann das Fensaer durch einen
umfaßt oder bildet eine Sekundärwicklung. Durch Lichtstrahl belichtet werden, der axial durch die An-
die induktive Kopplung infolge der gegenseitigen Ordnung projiziert wird. Hierdurch kann das Fenster
Nähe der beiden Wicklungen wird in die schrauben- 40 unter Licht betrachtet oder sein Bild auf einem
förmige Leitung 18 ein elektrischer Strom induziert. Schirm oder ein Mikroskopobjektiv projiziert werden.
Der Abstimmkondensator 56 im abgestimmten Re- io Bei den Vorrichtungen 90 und 120 sind beide Sei-
sonanzkreis 58 wird in diesem Fall so eingestellt, daß ten des Fensters gegenüber Masse isoliert. Diese An-
sich eine Reihenresonanz ergibt und der Strom im Ordnung gestattet eine größere Schaltungsflexibilität.
Fenster zur Verfügung steht. Das Fenster ist über So ist beispielsweise die Verwendung einer symmetri-
elektrische Leiter 48 und 50 mit dem Detektor 82 sehen Wechselstromschaltung, von Differenz- bzw.
verbunden. t5 Differentialverstärkern, angezapften Spulen bzw.
Die in F i g. 5 gezeigte Vorrichtung bietet zusatz- schraubenförmigen Leitungen u. dgl. in der Schalliche
Vorteile. Das Staurohr 16 ist direkt an ein tung 46 möglich.
erstes schraubenförmiges Rohr 92 angeschlossen, Insbesondere bei diesem Aufbau können die
über das ein Abstimmkondensator 94 geschaltet ist, schraubenförmigen Leitungen unter Verwendung zuder
zusammen mit dem ersten schraubenförmigen 20 sätzlicher Spulen, angezapfter Spulen und zusätz-Rohr
92 einen ersten abgestimmten Resonanzkreis licher Kondensatoren auf zwei unterschiedliche Fre-96
bildet. Das Endstück 98 des ersten schrauben- quenzen abgestimmt werden, so daß jedes beliebige
förmigen Rohrs 92 ist an das vordere Ende 100 einer Frequenzverhalten erreichbar ist. Bei einer Resonanzzweiten
schraubenförmigen Leitung 102 über die das frequenz /1 der einen Spule und einer Resonanz-Fenster
tragende Einrichtung 42 angeschlossen. Über 25 frequenz /2 der anderen Spule liegt die Fensterelekdas
zweite schraubenförmige Rohr 102 ist ein zweiter trode der /2-Spule bei der Frequenz /1 scheinbar
Abstimmkondensator 104 geschaltet, der zusammen auf Masse und umgekehrt. Hierdurch ergeben sich
mit dem schraubenförmigen Rohr 104 einen zweiten besonders zweckmäßige Schaltungsmöglichkeiten,
abgestimmten Resonanzkreis 106 bildet. Das End- Die in Fig. 8 gezeigte Vorrichtung 120' zeichnet stück 108 des schraubenförmigen Rohrs 102 führt 30 sich durch eine Doppelfrequenzerregung aus, wobei zur Auslaßöffnung 22. Bei der Vorrichtung 90 ist im Fenster gleichzeitig mit der strömenden Flüssigkeit die Teilchenanalyseschaltung 46 über das Fenster in ein hochfrequenter und ein niederfrequenter Strom der das Fenster tragenden Einrichtung 42 geschaltet, fließen. Der niederfrequente Strom kann in diesem die zwischen den beiden schraubenförmigen Leitun- Beispiel als Gleichstrom betrachtet werden,
gen angeordnet ist, und zwar mittels Leitern 110 und 35 Fig. 8 zeigt einen Becher 122' mit der zu unter-112, von denen keiner mit Masse verbunden ist. In suchenden Suspension 124'. Die Fensterröhre 126' diesem Fall bilden die schraubenförmigen Leitungen ist auf bekannte Weise aufgebaut, wobei die Suspenan den einander gegenüberliegenden Seiten des Fen- sion kontinuierlich durch das Fenster ins Innere der sters, nämlich zwischen dem Endstück 98 und dem Röhre 126' gesaugt wird, wobei sie durch eine vorderen Ende 100 die Metall-Fluid-Grenzflächen. 4" schraubenförmige Leitung 128' aus Metall hindurch-
abgestimmten Resonanzkreis 106 bildet. Das End- Die in Fig. 8 gezeigte Vorrichtung 120' zeichnet stück 108 des schraubenförmigen Rohrs 102 führt 30 sich durch eine Doppelfrequenzerregung aus, wobei zur Auslaßöffnung 22. Bei der Vorrichtung 90 ist im Fenster gleichzeitig mit der strömenden Flüssigkeit die Teilchenanalyseschaltung 46 über das Fenster in ein hochfrequenter und ein niederfrequenter Strom der das Fenster tragenden Einrichtung 42 geschaltet, fließen. Der niederfrequente Strom kann in diesem die zwischen den beiden schraubenförmigen Leitun- Beispiel als Gleichstrom betrachtet werden,
gen angeordnet ist, und zwar mittels Leitern 110 und 35 Fig. 8 zeigt einen Becher 122' mit der zu unter-112, von denen keiner mit Masse verbunden ist. In suchenden Suspension 124'. Die Fensterröhre 126' diesem Fall bilden die schraubenförmigen Leitungen ist auf bekannte Weise aufgebaut, wobei die Suspenan den einander gegenüberliegenden Seiten des Fen- sion kontinuierlich durch das Fenster ins Innere der sters, nämlich zwischen dem Endstück 98 und dem Röhre 126' gesaugt wird, wobei sie durch eine vorderen Ende 100 die Metall-Fluid-Grenzflächen. 4" schraubenförmige Leitung 128' aus Metall hindurch-
Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung 120 unter- tritt und darauf über ein Endstück 130' zu einer
scheidet sich von der Vorrichtung 90 der Fig. 5 Vakuumquelle. Eine Gleichspannungsklemme 138'ist
durch die Reinigungs- und Inspektionsanordnung. an den nichtgezeigten Detektor angeschlossen, der
Das Endstück 98 der ersten schraubenförmigen Lei- die durch die durch das Fenster hindurchtretenden
tung 92 und das vordere Ende 100 der zweiten 45 Teilchen erzeugten Impedanzänderungen mißt. Ein
schraubenförmigen Leitung 102 sind an eine korn- Leiter 140' verbindet diese Klemme mit einer in die
binierte Reinigungs- und Inspektionsanordnung 122 Suspension 124' eingetauchten Elektrode 142'. Der
angeschlossen, die im einzelnen in F i g. 7 gezeigt gleiche Leiter ist über einen Reihenresonanzkreis
ist. Zwei kurze Rohrabschnitte 124 und 126 sind je 144' an Masse und über einen Widerstand 146' an
mit einem inneren Flansch 28 bzw. 30 versehen, 5° eine hochgespannte Gleichstromquelle angeschloszwischen
denen die das Plättchen 38 tragende Iso- sen. Das Endstück 130', das ebenfalls aus Metall beliertrennwand
32 angeordnet ist, und die zusammen steht, ist bei 148' an Masse angeschlossen. Die innere
mit der Trennwand 32 durch isolierende Schrauben Elektrode 150' ist bei 152' mit dem metallenen Ende
34 zusammengehalten werden. Hierdurch ergibt sich der schraubenförmigen Leitung 128' verbunden. An
eine Fensteranordnung 42, die sich von den bisher 55 den gleichen Anschluß führt ein elektrischer Leiter
beschriebenen etwas unterscheidet Ferner ist das 154', der an die Klemme 156' eines nichtgezeigten
Endstück 98 an den Rohrabschnitt 24 und das vor- Radiofrequenz-Detektors angeschlossen ist Ein Abdere
Ende 100 an den Rohrabschnitt 126 angeschlos- Stimmkondensator 158' ist über die schraubenförmige
sen. Die äußeren Enden der Rohrabschnitte 124 und Leitung 128' vom »heißen« bzw. spannungsführen-126
sind je mit einem Gewinde versehen, auf die 60 den Anschlußpunkt 152' an Masse geschaltet Hiereine
Schraubhülse 130 geschraubt ist. Die Schraub- bei bilden die Elektroden 142' und 150' die Haupthülse
130 enthält eine Endöffnung 132, die einen Metall-Fluid-Grenzflächen.
ringförmigen Innenflansch 134 begrenzt. Der Innen- Der Resonanzkreis 144' ist bei der Radio-Träger-
flansch 134 liegt an einem O-Ring 136, einer Glas- frequenz reihenresonant Sein L/C-Verhältnis is
scheibe 138 und einem zweiten O-Ring 148 an und 65 zweckmäßigerweise sehr hoch, um für die Radio
preßt die Anordnung fest und flüssigkeitsdicht gegen frequenz gegenüber Masse eine geringe Impedanz τχ
das Ende des Rohrabschnitts 124 bzw. 126. Die erreichen, ohne der Gleichstromschaltung beträcht
Schraubhülse 130 kann abgeschraubt werden, so daß liehe Kapazitäten hinzuzufügen. Die Klemme 138
dient als Ausgangsklemme für den Gleichstrom und liegt gleichzeitig bezüglich der Radiofrequenz auf
Masse. Andererseits liegt die als Ausgangsklemme für die Radiofrequenz dienende Klemme 156' hinsichtlich
des Gleichstroms auf Masse. Da die schraubenförmige Leitung 128' und der hierzu parallelliegende
Abstimmkondensator ISO' den radiofrequenten Strom zum Masseanschluß 148' praktisch sperren,
entfällt die üblicherweise in der Leitung 130' erforderliche Tropfkammer» so daß die entsprechenden,
obenerwähnten Nachteile vermieden werden.
Die doppelwandige Fenster- oder Meßröhre 126' minimisiert die Auswirkungen der Kapazität, wegen
der durch die Wände der Fensterröhre zwischen der Flüssigkeit 124' und der im Innern der Röhre 126'
befindlichen außerhalb des Fensters ein Leckstrom hindurchtritt, durch den Verluste und Verschlechterungen
des Signal-Rauschverhältnisses eintreten.
Es kann bei geeigneter Wahl der Fensterdurch-
10
messer mit def in F i g. 1 zwischen den Punkten 1( und 20 oder der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung du
gesamte Strömung in einem Rohr durch Zählung unc Größenbestimmung def Teilchen überwacht Werden
S Die in F i g< 3 gezeigte Vorrichtung kann durch Verbindung
der Leitung 62 mit einer Quelle für einei anderen Elektrolyten, der mit dem Fluid des Haupt
Stroms kompatibel ist* abgewandelt werden, und die
Leitung könnte an einen Abfallbehälter odef eine
ίο Rückführeinrichtung angeschlossen Werden. Eine
solche Abwandlung ist dann zweckmäßig, wenn die Teilchen ursprünglich in einem Fluid suspendiert
sind, dessen Leitfähigkeit für eine wirkungsvolle Teil*
chenbestimmung nach dem Coulter-Prinzip nicht ausreicht. Sämtliche gezeigten Ausführüngsförmen können
verdreht werden( so daß die die Probe führende
schraubenförmige Leitung auf einef vertikalen Achse liegt, falls sich die zu untersuchenden Teilchen absetzen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Elektronischer Teilchenanalysator zur Untersuchung
von in einem Fluid suspendierten Teilchen, mit einem ersten und einem zweiten Behälter,
die durch ein elektrisch isolierendes Meßfenster miteinander verbunden sind, und in denen
je eine in das Fluid tauchende Elektrode angeordnet ist, die an eine Hochfrequenz-Spannungsquelle
angeschlossen sind und durch die im Be- »° reich des Meßfensters ein bei Durchtritt eines
Teilchens veränderliches elektrisches Feld erzeugt wird, und mit einem an die Elektroden angeschlossenen
Detektor, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil (18; 102;
1280 des einen Behälters (24, 18, 20; 100, 102, 108, 126', 130') aus Metall besteht und eine gewundene
Form aufweist, so daß sich eine elektrische Induktivität ergibt, und daß parallel zu diesem
Teil zur Bildung eines Resonanzkreises (58, ao 106) ein Kondensator (56; 104; 158') geschaltet
ist.
2. Teilchenanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des einen Behälters
(24, 18, 20; 100, 102, 108; 126', 128', »5 130') als schraubenförmige Spule (18, 102, 128')
ausgebildet ist.
3. Teilchenanalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ackennzeichnet, daß die Behälter (16,
26, 24, 18, 20; 16, 92, 98, 100, 102, 108) als 3»
Bypaß an ein das Fluid führendes Rohr (12) angeschlossen sind.
4. Teilchenanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
eine Behälter (24, 18, 20; 100, 102, 108) selbst eine der Elektroden bildet.
5. Teilchenanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Behälter (16, 26; 16, 92, 98) ebenfalls aus Metall besteht und die zweite Elektrode bildet.
6. Teilchenanalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch der zweite Behälter
(16, 92, 98) wenigstens einen gewunden ausgebildeten Teil (92) aufweist, und daß parallel
zu diesem Teil ein zweiter Kondensator (94) geschaltet ist.
7. Teilchenanalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Spannungsquelle
zwei Spannungen mit unterschiedlicher Frequenz erzeugt, und daß die beiden Resonanzkreise (96, 106) je auf eine Frequenz
abgestimmt sind.
8. Teilchenanalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teile die Form
einer schraubenförmigen Spule (92, 102) aufweisen.
9. Teilchenanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Endstück (98) des ersten Behälters (16, 92, 93) und das vordere Ende (100) des zweiten Behälters
(100, 102, 108) über eine das Meßfenster (40) enthaltende Trennwand (32) mit einem geringen
elektrischen Durchlaßvermögen bei hohen Frequenzen verbunden sind.
10. Teilchenanalysator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden durch
das Endstück (98) und das vordere Ende (100) gebildet werden.
11. Teilchenanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz-Spannungsquelle
(84) induktiv mit dem Teü (18; eines Behälters (24,18, 20) gekoppelt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15782971A | 1971-06-29 | 1971-06-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2228586A1 DE2228586A1 (de) | 1973-01-11 |
DE2228586B2 true DE2228586B2 (de) | 1974-12-19 |
DE2228586C3 DE2228586C3 (de) | 1975-08-14 |
Family
ID=22565449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2228586A Expired DE2228586C3 (de) | 1971-06-29 | 1972-06-12 | Elektronischer Teilchenanalysator |
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Country | Link |
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JP (1) | JPS5219998B1 (de) |
CA (1) | CA952194A (de) |
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FR (1) | FR2143701B1 (de) |
GB (1) | GB1391207A (de) |
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US3944917A (en) * | 1973-08-13 | 1976-03-16 | Coulter Electronics, Inc. | Electrical sensing circuitry for particle analyzing device |
FR2408117B1 (fr) * | 1977-11-07 | 1982-04-16 | Agronomique Inst Nat Rech | Procede et appareil de mesure des dimensions de fibres de bois |
US4972137A (en) * | 1989-05-31 | 1990-11-20 | Coulter Electronics, Inc. | Isolation circuit for blood cell counter |
US5576495A (en) * | 1995-10-23 | 1996-11-19 | The Babcock & Wilcox Company | Two phase flow meter |
US6122599A (en) * | 1998-02-13 | 2000-09-19 | Mehta; Shailesh | Apparatus and method for analyzing particles |
US20040089156A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Vladimir Gartstein | Dynamic electrostatic aerosol collection apparatus for collecting and sampling airborne particulate matter |
US7299683B2 (en) * | 2006-03-07 | 2007-11-27 | General Electric Company | Metal particle sensor system |
US9494540B2 (en) | 2006-08-21 | 2016-11-15 | Aspect Ai Ltd. | System and method for a nondestructive on-line testing of samples |
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US1981066A (en) * | 1930-06-20 | 1934-11-20 | Telefunken Ges Fur Drahtiose T | High frequency coupling apparatus |
US2625588A (en) * | 1952-05-23 | 1953-01-13 | Melville F Peters | Apparatus for measuring potential differences in liquid |
US3502974A (en) * | 1966-05-23 | 1970-03-24 | Coulter Electronics | Signal modulated apparatus for generating and detecting resistive and reactive changes in a modulated current path for particle classification and analysis |
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- 1971-06-29 US US157829A patent/US3689833A/en not_active Expired - Lifetime
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1972
- 1972-06-12 DE DE2228586A patent/DE2228586C3/de not_active Expired
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- 1972-06-12 CA CA144,464A patent/CA952194A/en not_active Expired
- 1972-06-12 GB GB2724972A patent/GB1391207A/en not_active Expired
- 1972-06-12 JP JP47057750A patent/JPS5219998B1/ja active Pending
Also Published As
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DE2228586C3 (de) | 1975-08-14 |
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FR2143701B1 (de) | 1973-07-13 |
FR2143701A1 (de) | 1973-02-09 |
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DE2228586A1 (de) | 1973-01-11 |
GB1391207A (en) | 1975-04-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |