DE4008348A1 - Measuring concn. for size parameters for aerosol particles - involves charging with positive ions and encasing by moving gas shield - Google Patents
Measuring concn. for size parameters for aerosol particles - involves charging with positive ions and encasing by moving gas shieldInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Mes sung von Aerosolparametern, mit einer Aufladeeinheit, die von dem Aerosol durchströmt wird, und in der das Aerosol elektrisch aufgeladen wird, und mit einer nachgeschalteten Meßeinheit, in der der von den geladenen Partikeln erzeug te Strom gemessen wird.The invention relates to a device for measuring solution of aerosol parameters, with a charger, the is flowed through by the aerosol, and in the aerosol is electrically charged, and with a downstream Unit of measurement in which the generated particles are generated te current is measured.
Elektrische Aerosolmeßverfahren nutzen aus, daß Aerosol partikel durch Anlagerung von Gasionen elektrisch geladen werden. Electrical aerosol measurement methods take advantage of the fact that aerosol particles electrically charged by the addition of gas ions will.
Die Wahrscheinlichkeit, daß Gasionen sich an Aerosolparti kel anlagern, hängt dabei zum einen von der Partikelgröße und zum anderen von dem Produkt aus der Gasionenanzahlkon zentration und der Partikelverweilzeit im Aufladungsbe reich ab (Diffusionsaufladung). Zur Ausnutzung dieses Effektes wird die Diffusionsaufladung vorzugsweise am strömenden Aerosol vorgenommen.The probability that gas ions adhere to aerosol particles accumulate depends on the one hand on the particle size and on the other hand from the product of the gas ion number concentration and the particle dwell time in the charging area rich from (diffusion charging). To take advantage of this The diffusion charge is preferably on flowing aerosol.
Der durch die strömenden, elektrisch geladenen Partikel bedingte elektrische Strom ist dabei ein Maß für die Par tikelanzahlkonzentration.The through the flowing, electrically charged particles Conditional electrical current is a measure of the par particle number concentration.
Dieser Strom wird üblicherweise durch Abscheidung der geladenen Partikel auf einem Absolutfilter eines Aerosol elektrometers gemessen. Damit wird durch den Abscheidungs prozeß das Aerosol zerstört.This current is usually by separating the charged particles on an absolute filter of an aerosol electrometer measured. This is through the deposition process destroys the aerosol.
Bei bekannten Einrichtungen zur (unipolaren) Aufladung von Aerosolpartikeln, von denen bei der Formulierung des Ober begriffs des Anspruchs 1 ausgegangen worden ist, werden die Gasionen durch eine Koronaentladung erzeugt. Die Koro naentladung befindet sich in einem zum umgebenden Gehäuse konzentrisch angeordneten zylindrischen Metallkorb, der von dem zu ladenden Aerosol in axialer Richtung umströmt wird.In known devices for (unipolar) charging of Aerosol particles, of which in the formulation of the upper concept of claim 1 has been assumed the gas ions are generated by a corona discharge. The Koro Na discharge is in a housing to the surrounding concentrically arranged cylindrical metal basket, the flows around in the axial direction from the aerosol to be loaded becomes.
Auf der Mantelfläche des Metallkorbes befindet sich ein radial angeordnetes Gitter, durch das die erzeugten Gas ionen in radialer Richtung in den Aufladungsbereich zwi schen Gitter und dem umgebenden Gehäuse eintreten. Die Driftbewegung der Gasionen wird hierbei durch ein schwa ches elektrisches Feld zwischen Metallkorb und umgebendem Gehäuse erzeugt. There is a on the outer surface of the metal basket radially arranged grid through which the gas generated ions in the radial direction in the charging area between grid and the surrounding housing. The The gas ions are drifted by a schwa electrical field between the metal basket and the surrounding Housing created.
Durch einen zusätzlichen partikelfreien Schutzgasschleier um den Metallkorb soll verhindert werden, daß Partikel durch das Gitter in den Metallkorb eindringen.With an additional particle-free protective gas curtain around the metal basket to prevent particles penetrate through the grate into the metal basket.
Da die Partikel an der Innenwand des Gehäuses ohne Schutz gasschleier geführt werden, kommt es zum Verlust durch Diffusion vorzugsweise wandnaher und hochmobiler Partikel. (Die Mobilität bestimmt sich aus dem Partikeldurchmesser und der Anzahl der Elementarladungen des Partikels.) Das Schutzgas wird anschließend zusammen mit dem Aerosol aus der Einrichtung entnommen.Because the particles on the inner wall of the case without protection gas curtains, loss occurs Diffusion of preferably near-wall and highly mobile particles. (Mobility is determined by the particle diameter and the number of elementary charges of the particle.) The protective gas is then together with the aerosol taken from the facility.
Durch den Partikelverlust in der Aufladungseinrichtung wird die Partikeldurchmesserverteilung und Anzahlkonzen tration wesentlich verändert. Transportwege (z. B. Rohrlei tungen) zu nachgeschalteten Meßeinrichtungen (z. B. Aero solelektrometer) verfälschen zusätzlich in ähnlicher Weise die Aerosolparameter.Due to the loss of particles in the charging device becomes the particle diameter distribution and number concentration tration changed significantly. Transport routes (e.g. Rohrlei lines) to downstream measuring devices (e.g. Aero sol electrometer) also falsify in a similar way the aerosol parameters.
Bei der Auswertung der Ergebnisse der Meßeinrichtungen muß somit die Summe aller Verlusteffekte berücksichtigt werden.When evaluating the results of the measuring devices the sum of all loss effects must therefore be taken into account will.
Die Abhängigkeit dieser Verluste von den Aufladungsbedin gungen ist jedoch nicht exakt bekannt, so daß eine genaue Bestimmung der gesuchten Aerosolparameter im allgemeinen nicht immer möglich ist.The dependence of these losses on the charging conditions gung is not exactly known, so that an exact Determination of the aerosol parameters in general is not always possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung von Aerosolparametern, mit einer Aufladeein heit, die von dem Aerosol durchströmt wird, und in der das Aerosol elektrisch aufgeladen wird, derart weiterzubilden, daß die Meßfehler, die insbesondere durch Diffusion hoch mobiler und/oder wandnaher Aerosolpartikel entstehen, zumindest wesentlich reduziert werden.The invention has for its object a device for measuring aerosol parameters, with one charging unit that the aerosol flows through and in which the Aerosol is electrically charged to develop in such a way that the measurement error, particularly high due to diffusion mobile and / or near-wall aerosol particles arise, at least be significantly reduced.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im An spruch 1 gekennzeichnet. Weitere Ausgestaltungen der Er findung sind Gegenstand der folgenden Ansprüche.An inventive solution to this problem is in the An saying 1 marked. Further configurations of the Er invention are the subject of the following claims.
Die im folgenden näher beschriebene Erfindung stellt eine elektrische Auflade- und Meßeinrichtung (im folgenden Meßsystem genannt) mit vernachlässigbaren Partikelver lusten zur Verfügung.The invention described in more detail below represents a electrical charging and measuring device (hereinafter Called measuring system) with negligible particle ver available.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, eine weitge hende Verlustfreiheit des Meßsystems dadurch zu erreichen, daß das Aerosol in einer Schutzgashülle im axialen Zentrum einer Rohrströmung geführt wird und so eine Wandberührung der Partikel ausgeschlossen wird.The invention is based on the basic idea, a Weitge to achieve freedom from loss of the measuring system by that the aerosol in a protective gas envelope in the axial center a pipe flow and so a wall contact the particle is excluded.
Zur Realisierung dieses Grundgedankens ist in Aerosol- Strömungsrichtung vor der Aufladeeinheit eine Einlaufein heit angeordnet, die strömungsmäßig mit dem Eintritt der Aufladeeinheit verbindbar ist, und die ein zylindrisches Gehäuse aufweist, in dem konzentrisch zur Zylinderachse ein Rohr angeordnet ist, in das das Aerosol einleitbar ist. In den von der Außenwand des Rohres und der Innenwand des Gehäuses gebildeten Ringraum ist ein Schutzgas ein leitbar, das die Aerosolpartikel einhüllt.To realize this basic idea, aerosol Direction of flow upstream of the charger arranged that flow with the entry of the Charger is connectable, and the one cylindrical Has housing in the concentric to the cylinder axis a tube is arranged into which the aerosol can be introduced is. In the from the outer wall of the tube and the inner wall the annular space formed is a protective gas conductive, which envelops the aerosol particles.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Aerosol in das Rohr über die Stirnwand des Gehäuses einleitbar ist, da sich hierdurch besonders günstige Strömungsverhältnisse ergeben (Anspruch 2). It is particularly advantageous if the aerosol in the pipe can be introduced via the end wall of the housing, because this results in particularly favorable flow conditions result (claim 2).
Der erfindungsgemäß erzielte Einhülleffekt wird weiter durch die Merkmale des Anspruchs 3 gefördert; gemäß denen das Rohr in Aerosol-Strömungsrichtung vor dem Gehäuse endet, so daß sich eine "beruhigte" Strömung beim Eintritt in die eigentliche Meßzone ergibt.The enveloping effect achieved according to the invention continues promoted by the features of claim 3; according to them the tube in the aerosol flow direction in front of the housing ends, so that there is a "calming" flow when entering results in the actual measuring zone.
Eine weitere "Beruhigung" der Strömung im Sinne einer laminaren Strömung wird durch die Merkmale des Anspruchs 4 erzielt, gemäß dem in dem Ringraum ein Laminatorsieb ange ordnet ist.Another "calming down" of the flow in the sense of a Laminar flow is characterized by the features of claim 4 achieved, according to the in the annulus a laminator sieve is arranged.
Im Anspruch 5 ist eine Ausbildung einer Aufladeeinheit gekennzeichnet. Die erfindungsgemäße Aufladeeinheit, die auch ohne die im Anspruch 1 gekennzeichnete Einlauf einheit verwendbar ist, weist zwei schalenförmige Elektro den auf, zwischen die eine Spannung angelegt ist. Eine der Elektroden weist eine Ausnehmung auf, durch die von einer Ionenquelle gelieferte Ionen radial durch den den Aerosol strom umgebenden Schutzgasstrom in den Aerosolstrom ein leitbar sind. Durch diese Ausbildung ist eine gleichmäßige Aufladung des Aerosolstroms ohne Störung des laminaren Strömungsverhaltens gewährleistet.In claim 5 is an embodiment of a charging unit featured. The charger according to the invention, the even without the enema characterized in claim 1 Unit is usable, has two bowl-shaped electrical the one between which a voltage is applied. One of the Electrodes has a recess through which a Ion source delivers ions radially through the aerosol shielding gas stream surrounding the aerosol stream are conductive. This training is an even one Charging the aerosol stream without disturbing the laminar Flow behavior guaranteed.
Darüber hinaus gestattet die erfindungsgemäße Ausbildung eine Erfassung der Ionenkonzentration durch Messung des durch die andere schalenförmige Elektrode fließenden Stroms (Anspruch 6).In addition, the training according to the invention allows a detection of the ion concentration by measuring the flowing through the other cup-shaped electrode Current (claim 6).
Bei einer möglichen Ausgestaltung der Meßeinheit weist diese ein in etwa senkrecht zum Fluidstrom angeordnetes Filter auf, dessen Aufladung eine Strom-Meßschaltung er faßt (Anspruch 7). In a possible configuration of the measuring unit this one is arranged approximately perpendicular to the fluid flow Filter on, the charging of a current measuring circuit summarizes (claim 7).
Ferner ist es möglich, daß die Meßeinheit zwei in Strö mungsrichtung nacheinander angeordnete Ringelektroden auf weist, die der Fluidstrom durchströmt, und deren Aufladung Strom-Meßschaltungen erfassen (Anspruch 8). Diese Ausbil dung hat den Vorteil, daß es nicht erforderlich ist, in die laminare Strömung irgendwelche "stromstörenden" Ele mente einzubringen. Vor allem aber hat die Einheit gemäß Anspruch 8 den besonderen Vorteil der Verlustfreiheit, da zur Bestimmung der genannten Parameter keine Partikel aus dem Aerosolstrom entnommen werden.It is also possible that the measuring unit two in Strö ring electrodes arranged one after the other points through which the fluid stream flows, and their charging Detect current measuring circuits (claim 8). This training manure has the advantage that it is not necessary in the laminar flow any "current disturbing" ele elements. But above all, the unity has Claim 8 the special advantage of losslessness, because no particles to determine the parameters mentioned are taken from the aerosol stream.
Durch die im Anspruch 9 gekennzeichnete Weiterbildung, bei der nach der Meßeinheit eine Auslaufeinheit vorgesehen ist, deren Aufbau spiegelbildlich zu der Einlaufeinheit ist, ist es möglich, sowohl das Aerosol als auch das Schutzgas für weitere Anwendungen weitgehend unbeeinflußt durch die Messung zu entnehmen.Through the training characterized in claim 9, at an outlet unit is provided after the measuring unit is, whose structure is a mirror image of the inlet unit it is possible to use both the aerosol and the Shielding gas largely unaffected for other applications taken from the measurement.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The invention is hereinafter without limitation of all general inventive idea based on execution play exemplary with reference to the drawing to the rest of the disclosure all of the invention not explained in detail in the text Details are expressly referred to. Show it:
Fig. 1a und 1b einen Längsschnitt durch sowie eine Auf sicht auf eine Einlaufeinheit, Fig. 1a and 1b is a longitudinal section through and a supervisory on a running unit,
Fig. 2a und 2b einen Längsschnitt durch sowie eine Auf sicht auf eine Aufladeeinheit, FIGS. 2a and 2b a longitudinal section through and a supervisory on a charger,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Meßeinheit, Fig. 3 shows a cross section through a measuring unit,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Doppelringelektroden anordnung, und Fig. 4 shows a cross section through a double ring electrode arrangement, and
Fig. 5 eine Auslaufeinheit. Fig. 5 shows an outlet unit.
Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Messung von Aerosolpara metern besteht ausThe embodiment described in the following Device according to the invention for measuring aerosol para meters consists of
- 1. einer einlaufseitig angebrachten Einlaufein heit, in der eine strömungsrichtige Führung des zu analy sierenden Aerosols und insbesondere die Umhüllung mit einem Schutzgas erfolgt,1. an inlet on the inlet side unit in which a flow-oriented guidance of the analy aerosols and especially the coating protective gas,
- 2. einer elektrisch steuerbaren, verlustfreien unipolaren Aufladeeinheit, alternativ oder kumulativ,2. an electrically controllable, lossless unipolar charger, alternatively or cumulatively,
- 3. einem Aerosolelektrometer,3. an aerosol electrometer,
- 4. einer Doppelringelektrodenanordnung zur berüh rungsfreien Messung von zeitvarianten Ladungszuständen des Aerosols, sowie gegebenenfalls4. a double ring electrode arrangement for touch smooth measurement of time-varying charge states of the Aerosols, and if necessary
- 5. einer auslaufseitig angebrachten Auslaufeinheit zur Entnahme des analysierten Aerosols.5. an outlet unit attached to the outlet side for taking the analyzed aerosol.
Ausdrücklich wird darauf hingewiesen, daß es bei bestimm ten Meßproblemen selbstverständlich möglich ist, auf eini ge oder mehrere der vorstehend genannten Komponenten zu verzichten bzw. anders ausgebildete Komponenten einzusetzen. It is expressly pointed out that with certain ten measurement problems is of course possible on one ge or more of the above components waive or use other trained components.
Im folgenden soll zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 die Einlaufeinheit beschrieben werden. Dabei zeigt Teilfigur a einen Längsschnitt und Teilfigur b einen Schnitt bei A in Teilfigur a. Die Einlaufeinheit weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, in dem konzentrisch zur Zylinderachse 1.8 ein Rohr 1.7 angeordnet ist, in das das Aerosol durch einen Anschlußstutzen 1.1 einleitbar ist. In den von der Außenwand des Rohres 1.7 und der Innenwand des Gehäuses 1 gebildeten Ringraum 1.3 ist über einen Stutzen 1.2 ein Schutzgas einleitbar. Zusätzlich ist in den Ringraum 1.3 ein Laminatorsieb 1.4 eingesetzt. Zur Verbindung des Ein laufkopfes mit nachfolgenden Einheiten und insbesondere den in den Fig. 2 und/oder 3 dargestellten Einheiten dient eine gasdichte Kupplung 1.7′.The inlet unit will first be described below with reference to FIG. 1. Sub-figure a shows a longitudinal section and sub-figure b shows a section at A in sub-figure a. The inlet unit has a cylindrical housing 1 , in which a tube 1.7 is arranged concentrically to the cylinder axis 1.8 , into which the aerosol can be introduced through a connecting piece 1.1 . A protective gas can be introduced into the annular space 1.3 formed by the outer wall of the tube 1.7 and the inner wall of the housing 1 via a nozzle 1.2 . In addition, a laminator sieve 1.4 is used in the annular space 1.3 . A gas-tight coupling 1.7 'is used to connect the running head with subsequent units and in particular the units shown in FIGS . 2 and / or 3.
Diese Einlaufeinheit arbeitet damit wie folgt: Das zu analysierende Aerosol wird zentrisch in das Rohr 1.7 durch den Anschluß 1.1 eingeführt. Das Schutzgas wird radial durch den Anschluß 1.2 in die Laminatorvorlauf strecke 1.3 eingeführt. Durch das Laminatorsieb 1.4 wird eine gleichmäßige laminare Schutzgas-Umhüllung 1.5 des Aerosolstromes 1.6 über den gesamten Rohrquerschnitt er reicht.This inlet unit thus works as follows: The aerosol to be analyzed is introduced centrally into the tube 1.7 through the connection 1.1 . The protective gas is introduced radially through the connection 1.2 into the laminator lead 1.3 . Through the laminator sieve 1.4 , a uniform laminar protective gas sheathing 1.5 of the aerosol stream 1.6 over the entire pipe cross section is sufficient.
Fig. 2a zeigt einen Längsschnitt durch eine Auflade einheit, während Fig. 2b einen Schnitt bei A in Fig. 2a zeigt. In dieser Aufladeeinheit wird das zentrisch geführ te und von einem Schutzgas-Strom umhüllte Aerosol 2.1 aufgeladen. Die Aufladeeinheit ist hierzu mit einer gas dichten Kupplung 2.2 mit einer vorgeschalteten Einrich tung, beispielsweise der in Fig. 1 dargestellten Einlauf einheit 1 verbunden. Fig. 2a shows a longitudinal section through a charging unit, while Fig. 2b shows a section at A in Fig. 2a. In this charging unit, the centrically guided aerosol 2.1 enveloped by a protective gas stream is charged. For this purpose, the charging unit is connected to a gas-tight coupling 2.2 with an upstream device, for example the inlet unit 1 shown in FIG. 1.
Die Aufladeeinheit weist eine Ionenquelle 2.3 auf, in der mittels einer Koronaentladung positive Gasionen erzeugt werden. Hierzu ist die Ionenquelle mit einem Hochspan nungsanschluß 2.4 versehen. Ferner weist die Aufladeein heit zwei schalenförmige Elektroden 2.5 und 2.6 auf, zwi schen die eine Spannung angelegt ist. Die Elektrode 2.5 weist eine Ausnehmung 2.7 auf, durch die die von der Io nenquelle 2.3 gelieferten Ionen radial durch den den Aero solstrom 2.1 umgebenden Schutzgasstrom in den Aerosolstrom 2.1 einleitbar sind. Durch das an die beiden schalen förmigen Elektroden 2.5 und 2.6 durch die Spannungsquelle 2.10, die mit der Elektrode 2.5 verbunden ist, angelegte elektrische Feld können die durch die Öffnung 2.7 austre tenden Gasionen in radialer Richtung auf die Elektrode 2.6 driften.The charging unit has an ion source 2.3 , in which positive gas ions are generated by means of a corona discharge. For this purpose, the ion source is provided with a high voltage connection 2.4 . Furthermore, the charging unit has two cup-shaped electrodes 2.5 and 2.6 , between which a voltage is applied. The electrode has a recess 2.5 2.7, by which are of the Io 2.3 nenquelle ions supplied radially through the Aero 2.1 Solstrom surrounding protective gas flow into the aerosol stream introduced 2.1. Due to the electrical field applied to the two bowl-shaped electrodes 2.5 and 2.6 by the voltage source 2.10 , which is connected to the electrode 2.5 , the gas ions emerging through the opening 2.7 can drift in a radial direction on the electrode 2.6 .
Beide Elektroden sind sowohl voneinander als auch gegen das metallische Gehäuse elektrisch isoliert. An die Elek trode 2.6 ist ein empfindlicher Stromverstärker 2.8 ange schlossen. Der hier gemessene Strom ist ein Maß für die Anzahlkonzentration der Gasionen im Aufladebereich 2.9. Das Gasionenangebot im Aufladungsraum 2.9 wird zum einen durch die Ionenquelle 2.3 und zum anderen durch die Größe der von der Spannungsquelle 2.10 gelieferten Spannung gesteuert.Both electrodes are electrically isolated from each other as well as from the metallic housing. A sensitive current amplifier 2.8 is connected to the electrode 2.6 . The current measured here is a measure of the number concentration of gas ions in the charging area 2.9 . The gas ion supply in the charging space 2.9 is controlled on the one hand by the ion source 2.3 and on the other hand by the size of the voltage supplied by the voltage source 2.10 .
Die vorstehend beschriebene Aufladeeinheit kann über eine gasdichte Kupplung 2.11 mit nachfolgenden Einheiten, bei spielsweise einer der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Einheiten verbunden werden.The charging unit described above can be connected to subsequent units, for example one of the units shown in FIGS . 3 and 4, via a gas-tight coupling 2.11 .
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Aerosolelektrometer, das - wie bereits aus geführt - durch eine gasdichte Kupplung 3.1 beispielsweise an die in Fig. 2 dargestellte Aufladeeinrichtung des Meß systems anschließbar ist. Fig. 3 shows a longitudinal section through an aerosol electrometer designed according to the invention, which - as already mentioned - can be connected by a gas-tight coupling 3.1, for example, to the charging device of the measuring system shown in FIG. 2.
Zur Messung des durch die elektrisch geladenen Partikel erzeugten elektrischen Stromes I werden in dem erfindungs gemäß ausgebildeten Aerosolmeter die Aerosolpartikel auf einem Absolutfilter 3.2 abgeschieden. Dieses Filter ist in einer von seiner Umgebung elektrisch isolierten Filterhal terung 3.3 gehalten. Die Halterung 3.3 ist mit einem em pfindlichen Stromverstärker 3.4 verbunden. Der so bestimm te Strom I ist proportional zur Anzahlkonzentration des Aerosols.To measure the electrical current I generated by the electrically charged particles, the aerosol particles are deposited on an absolute filter 3.2 in the aerosol meter designed according to the invention. This filter is held in a filter holder 3.3 electrically isolated from its surroundings. The holder 3.3 is connected to a sensitive current amplifier 3.4 . The current I thus determined is proportional to the number concentration of the aerosol.
Durch den Auslaß 3.5 wird die Summe von Schutzgas und Trägergas entnommen, und entweder der in Fig. 4 oder der in Fig. 5 dargestellten Einheit zugeführt.The sum of protective gas and carrier gas is withdrawn through outlet 3.5 and fed to either the unit shown in FIG. 4 or the unit shown in FIG .
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Meßein heit, die entweder alternativ oder zusätzlich zu der Meß einheit gemäß Fig. 3 eingesetzt werden kann. Diese Meßein heit weist eine Doppelringelektrodenanordnung auf, die zur Bestimmung der Anzahlkonzentration und zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Aerosols dient. Fig. 4 shows a longitudinal section through a further measuring unit, which can be used either alternatively or in addition to the measuring unit according to FIG. 3. This measuring unit has a double ring electrode arrangement, which is used to determine the number concentration and to determine the flow rate of the aerosol.
Die Meßeinheit weist zwei elektrisch isolierte Ringelek troden 4.2 und 4.3 auf. An die Ringelektroden 4.2 und 4.3 sind geeignete Verstärkerschaltungen 4.4 und 4.5 ange schlossen. Unter der Bedingung einer zeitvarianten (perio dischen) Aufladung der Aerosolpartikel können an den Elek troden 4.2 und 4.3 bipolare elektrische Signale gemessen werden. Die Amplitude dieser Signale ist proportional zur Anzahlkonzentration des Aerosols. Durch die Auswertung der zeitlichen Verschiebung der Signale gegeneinander ist eine Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Durch flusses möglich. Die gasdichten Kupplungen 4.1 und 4.6 dienen zur Verbindung mit anderen Einheiten des Meßsy stems, also beispielsweise zur Verbindung mit der in Fig. 2 dargestellten Aufladeeinheit und der in Fig. 5 darge stellten Auslaufeinheit.The measuring unit has two electrically insulated ring electrodes 4.2 and 4.3 . Suitable amplifier circuits 4.4 and 4.5 are connected to the ring electrodes 4.2 and 4.3 . Under the condition of a time-variant (periodic) charging of the aerosol particles, bipolar electrical signals can be measured at electrodes 4.2 and 4.3 . The amplitude of these signals is proportional to the number concentration of the aerosol. By evaluating the temporal shift of the signals against each other, a determination of the flow rate or the flow is possible. The gas-tight couplings 4.1 and 4.6 are used for connection to other units of the measuring system, that is to say, for example, for connection to the charging unit shown in FIG. 2 and the outlet unit shown in FIG. 5.
Die in Fig. 4 dargestellte Einheit hat den besonderen Vorteil der Verlustfreiheit, da zur Bestimmung der genann ten Parameter keine Partikel aus dem Aerosolstrom ent nommen werden.The unit shown in Fig. 4 has the particular advantage of freedom from loss, since no particles are removed from the aerosol stream to determine the parameters mentioned.
Damit kann bei Verwendung der in Verbindung mit Fig. 5 beschriebenen Auslaufeinheit das Aerosol nach der Messung nahezu unverdünnt entnommen werden.Thus, when using the outlet unit described in connection with FIG. 5, the aerosol can be removed almost undiluted after the measurement.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Auslaufeinheit, das bis auf die Kupplung 5.1 (spiegelbildlich) identisch mit dem der in Fig. 1 dargestellten Einlaufeinheit ist. Durch den Anschluß 5.2 kann das Aerosol nach der Messung nahezu unverdünnt entnommen werden. Das Schutzgas wird durch den Anschluß 5.3 abgeführt. FIG. 5 shows an embodiment of a run-out unit which, apart from the coupling 5.1 (mirror image), is identical to that of the run-in unit shown in FIG. 1. Through connection 5.2 , the aerosol can be removed almost undiluted after the measurement. The protective gas is discharged through connection 5.3 .
Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels beschrieben worden. Innerhalb des allgemeinen Er findungsgedankens sind selbstverständlich die verschieden sten Modifikationen möglich. Insbesondere ist es möglich, die einzelnen Einheiten alleine oder in Verbindung mit einigen, jedoch nicht allen beschriebenen Einheiten einzu setzen.The invention is based on an exemplary embodiment been described. Within the general Er thought of course are different most possible modifications. In particular, it is possible the individual units alone or in conjunction with some, but not all, of the units described put.
Claims (9)
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