DE29503030U1 - Arrangement for measuring aerosols - Google Patents
Arrangement for measuring aerosolsInfo
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- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
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Description
1 Anordnung zur Messung von Aerosolen 1 Arrangement for measuring aerosols
Die Erfindung betrifft ein Anordnung zur Messung von Größe und Konzentration von etwa monodispersen Aerosolpartikeln im Größenbereich von 0,5 bis 10 &mgr;&igr;&agr; und im Konzentrationsbereich von 10* bis 10s Partikel/cm3 mit einer Lichtquelle, einem Meßvolumen und einer Fotodiode, in Streulicht- oder Extinktionsmeßanordnung, sowie einer Auswerteeinrichtung.The invention relates to an arrangement for measuring the size and concentration of approximately monodisperse aerosol particles in the size range from 0.5 to 10 μα and in the concentration range from 10* to 10 s particles/cm 3 with a light source, a measuring volume and a photodiode, in a scattered light or extinction measuring arrangement, as well as an evaluation device.
Anordnungen der eingangs genannten Art werden auch zur Charakterisierung von Aerosolen hinsichtlich Staubkonzentration, Rußzahl, Partikelgröße usw. genutzt. Die Beleuchtungsquelle, das Meßvolumen und der optische Wandler liegen auf einer optischen Achse. Mit der Auswerteeinheit werden aus der Wandlerspannung die interessierenden Werte ermittelt (errechnet) und auf einem Bildschirm oder anderweitig dargestellt.Arrangements of the type mentioned above are also used to characterize aerosols in terms of dust concentration, soot number, particle size, etc. The illumination source, the measuring volume and the optical converter are located on an optical axis. The evaluation unit determines (calculates) the values of interest from the converter voltage and displays them on a screen or otherwise.
Im Bereich der oben genannten hohen Konzentration kann die mittlere Partikelgröße bzw. die -konzentration gemäß dem Lambert-Beerschen-Gesetz nur mit Informationen über die eine bzw. die andere Größe gewonnen werden. Entsprechend wird die Auswerteeinrichtung für den jeweiligen Anwendungsfall, also entweder für die Messung der Partikelgröße oder für die Messung der Partikelkonzentration, kalibriert.In the range of the high concentration mentioned above, the average particle size or concentration can only be obtained according to the Lambert-Beer law with information about one or the other size. The evaluation device is calibrated accordingly for the respective application, i.e. either for measuring the particle size or for measuring the particle concentration.
Nur wenn mit der Lichtquelle einzelne Partikeln betrachtet werden, ist es möglich, sowohl die Größe als auch die Konzentration der Partikel mit ausreichender Genauigkeit zu messen. Aerosole geringer Konzentration (unterhalb 104 Partikel/cm3) können ohne Verfälschung der Probe soweit verdünnt werden, daß ein Strom von quasi einzelnen Partikeln im Meßvolumen erscheint. Der Aerosolstrom wird hierzu beispielsweise zwischen zwei flachen, etwa parallelen Umhüllungsgasströmen, die senkrecht zur optischen Achse fließen, nahezu flächenförmig verdünnt. Mit einem Laser als Lichtquelle und Fokussierungsmitteln wird in dieser "Probenfläche" ein zur Strömungsrichtung senkrechtes schmales Band betrachtet. Bei denOnly if individual particles are observed with the light source is it possible to measure both the size and the concentration of the particles with sufficient accuracy. Aerosols of low concentration (below 10 4 particles/cm 3 ) can be diluted without falsifying the sample to such an extent that a stream of quasi-individual particles appears in the measuring volume. For this purpose, the aerosol stream is diluted almost to a surface between two flat, approximately parallel sheath gas streams that flow perpendicular to the optical axis. Using a laser as a light source and focusing means, a narrow band perpendicular to the flow direction is observed in this "sample surface".
zu messenden Aerosolkonzentrationen wird ohne Verfälschung der Probe keine ausreichende Verdünnung erreicht. Im Meßvolumen werden gleichzeitig immer mehrere Aerosolpartikel angeleuchtet.aerosol concentrations to be measured, sufficient dilution cannot be achieved without falsifying the sample. In the measuring volume, several aerosol particles are always illuminated at the same time.
Es wurde gefunden, daß das Extinktions- oder das Streulichtsignal monodisperser Aerosole hinsichtlich der Grundhelligkeit (Mittelwert der Transmission bei Extinktion) und der sich mit dem Partikelstrom ständig ändernden momentanen Helligkeit (Streuung der Transmissionsschwankungen) zwei unabhängig voneinander auswertbare Kenngrößen liefert, aus denen sowohl die Partikelgröße als auch die Partikelkonzentration gleichzeitig ermittelbar ist. Aufgabe ist es, eine einfache Anordnung anzugeben, mit der die beiden Größen gleichzeitig gemessen werden können.It was found that the extinction or scattered light signal of monodisperse aerosols provides two independently evaluable parameters in terms of the basic brightness (mean value of the transmission at extinction) and the current brightness (scatter of the transmission fluctuations) that constantly changes with the particle flow, from which both the particle size and the particle concentration can be determined simultaneously. The task is to specify a simple arrangement with which the two quantities can be measured simultaneously.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Meßsignal der Fotodiode an den Eingang einer Parallelschaltung gelegt wird, in deren einem Zweig sich ein Filter und in deren anderem Zweig sich ein wahrer RMS-Schaltkreis (true root-meansquare) befindet. Die in dem einen Zweig gemessene Gleichspannung entspricht der Grundhelligkeit. Die in dem anderen Zweig gemessene mittlere Quadratwurzel des Wechselspannungsverlaufs entspricht der statistischen Streuung hervorgerufen durch die Schwankungen der Partikelanzahl - im Meßvolumen. Mit einer nachfolgenden Auswerteeinheit können nach entsprechender Kalibrierung aus diesen zwei Werten sowohl die Aerosolkonzentration als auch die -partikelgröße gleichzeitig ermittelt werden.According to the invention, the problem is solved by applying the measurement signal of the photodiode to the input of a parallel circuit, in one branch of which there is a filter and in the other branch of which there is a true RMS circuit (true root-meansquare). The direct voltage measured in one branch corresponds to the basic brightness. The mean square root of the alternating voltage curve measured in the other branch corresponds to the statistical scatter caused by the fluctuations in the number of particles in the measuring volume. With a subsequent evaluation unit, both the aerosol concentration and the particle size can be determined simultaneously from these two values after appropriate calibration.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt. In der Zeichnung ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. The drawing shows a block diagram of an arrangement according to the invention.
Der optische Strahl 2 einer Laserstrahlenquelle 1 durchdringt ein Meßvolumen 3 und trifft auf eine Fotodiode 4. Der Aerosolstrom 5 durchströmt das Meßvolumen senkrecht zur optischen Achse 2.The optical beam 2 of a laser beam source 1 penetrates a measuring volume 3 and hits a photodiode 4. The aerosol stream 5 flows through the measuring volume perpendicular to the optical axis 2.
Das Ausgangssignal der Fotodiode 4 liegt an einer Parallelschaltung- In deren einem Zweig befindet sich ein Filter 6. In dem anderen Zweig befindet sich ein wahrer RMS-Schaltkreis 7 (true root-mean-square).The output signal of the photodiode 4 is connected to a parallel circuit - in one branch there is a filter 6. In the other branch there is a true RMS circuit 7 (true root-mean-square).
Die beiden Meßsignale sind an eine Auswerteeinheit 8 (AD-Wandler, Rechner, Ausgabeeinheiten) gelegt.The two measuring signals are applied to an evaluation unit 8 (AD converter, computer, output units).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29503030U DE29503030U1 (en) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Arrangement for measuring aerosols |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29503030U DE29503030U1 (en) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Arrangement for measuring aerosols |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29503030U1 true DE29503030U1 (en) | 1995-06-08 |
Family
ID=8004362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29503030U Expired - Lifetime DE29503030U1 (en) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | Arrangement for measuring aerosols |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29503030U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19751180C1 (en) * | 1997-11-19 | 1999-02-18 | Schenk Filterbau Gmbh | Control and supervision of filtration process |
-
1995
- 1995-02-23 DE DE29503030U patent/DE29503030U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19751180C1 (en) * | 1997-11-19 | 1999-02-18 | Schenk Filterbau Gmbh | Control and supervision of filtration process |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950720 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980312 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010403 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030306 |
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| R071 | Expiry of right |