EA024372B1 - Apparatus and method for monitoring fine particles in aerosol - Google Patents
Apparatus and method for monitoring fine particles in aerosol Download PDFInfo
- Publication number
- EA024372B1 EA024372B1 EA201290828A EA201290828A EA024372B1 EA 024372 B1 EA024372 B1 EA 024372B1 EA 201290828 A EA201290828 A EA 201290828A EA 201290828 A EA201290828 A EA 201290828A EA 024372 B1 EA024372 B1 EA 024372B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- particles
- aerosol
- channel
- space
- switch
- Prior art date
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 title abstract description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title abstract 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 238000005040 ion trap Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
- G01N1/2252—Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust
-
- 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
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/24—Suction devices
- G01N2001/242—Injectors or ejectors
- G01N2001/244—Injectors or ejectors using critical flow orifices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устройству для регистрации частиц и, в частности, к устройству, определенному в преамбуле независимого п. 1 формулы изобретения. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу регистрации частиц и, более конкретно, к способу, определенному в преамбуле независимого п.6 формулы изобретения.The present invention relates to a device for detecting particles and, in particular, to a device defined in the preamble of independent claim 1 of the claims. The present invention further relates to a method for detecting particles and, more specifically, to a method defined in the preamble of the independent claim 6 of the claims.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Мелкие частицы, имеющие диаметр от 1 нм до 10 мкм, образуются во многих промышленных процессах и процессах сгорания. По различным причинам эти частицы измеряются. Измерения мелких частиц могут быть проведены из-за их потенциальных воздействий на здоровье, а также для контроля работы промышленных процессов и процессов сгорания, таких как работа двигателей внутреннего сгорания, особенно дизельных двигателей. Другой причиной контроля мелких частиц является увеличение использования и производства частиц с наноразмерами в промышленных процессах. Ввиду упомянутых выше причин существует потребность в надежном оборудовании и способах измерения мелких частиц.Small particles having a diameter of 1 nm to 10 μm are formed in many industrial processes and combustion processes. For various reasons, these particles are measured. Small particle measurements can be made because of their potential health effects, as well as to monitor the operation of industrial processes and combustion processes, such as the operation of internal combustion engines, especially diesel engines. Another reason for controlling fine particles is to increase the use and production of nanosized particles in industrial processes. For the reasons mentioned above, there is a need for reliable equipment and methods for measuring small particles.
Один пример способа и устройства предшествующего уровня техники для измерения мелких частиц описан в документе \УО 2009109688 А1. В этом способе предшествующего уровня техники чистый, существенно свободный от частиц газ подается в устройство и направляется как основной поток через впускную камеру в эжектор, предусмотренный внутри устройства. Чистый газ дополнительно ионизируется перед и во время подачи его во впускную камеру. Ионизированный чистый газ может быть предпочтительно подан в эжектор со скоростью звука или близкой к скорости звука. Ионизация чистого газа может быть выполнена, например, с использованием коронного разрядника. Впускная камера дополнительно предусмотрена с впуском образца, расположенным в гидравлическом сообщении с каналом или пространством, содержащим аэрозоль, имеющий мелкие частицы. Поток чистого газа и эжектор вместе приводят к всасыванию во впуске образца так, что образуется поток образца аэрозоля от канала или пространства к впускной камере. Таким образом, поток образца аэрозоля предусмотрен как боковой поток к эжектору. Ионизированный чистый газ заряжает частицы. Заряженные частицы могут быть дополнительно проведены обратно к каналу или пространству, содержащему аэрозоль. Мелкие частицы образца аэрозоля, таким образом, контролируются посредством контроля электрического заряда, переносимого электрически заряженными частицами. Свободные ионы могут быть дополнительно удалены с использованием ионной ловушки. В дополнение к упомянутым выше мелким частицам промышленные процессы и процессы сгорания обычно также образуют частицы, имеющие диаметр частицы больше чем 1 мкм или больше чем 2 мкм, 3 мкм, 5 мкм и даже еще больше. Эти крупные частицы, имеющие диаметр частицы больше чем 1 мкм, могут быть образованы в малых количествах при нормальных условиях работы, но могут быть образованы в больших количествах, особенно при специальных условиях работы, таких как во время запусков, глушений, условий неполадок. Распределение размера выхлопных частиц дизельного двигателя показывает три разных режима: режим ядер состоит из частиц, имеющих диаметр меньше чем примерно 50 нм, режим накопления состоит из частиц, имеющих диаметры от 50 нм до 1 мкм и в крупном режиме диаметр частиц больше чем 1 мкм. Большинство выхлопных частиц дизельного двигателя образуется после того, как выхлопные газы покидают выхлопную трубу, и эти частицы обычно принадлежат режиму накопления или ядер.One example of a prior art method and apparatus for measuring fine particles is described in \ UO 2009109688 A1. In this prior art method, clean, substantially particle-free gas is supplied to the device and directed as the main stream through the inlet chamber to an ejector provided inside the device. Pure gas is additionally ionized before and during its supply to the inlet chamber. The ionized pure gas may preferably be supplied to the ejector at a speed of sound or close to the speed of sound. Ionization of pure gas can be performed, for example, using a corona spark gap. An inlet chamber is further provided with a sample inlet located in fluid communication with a channel or space containing an aerosol having fine particles. The clean gas stream and the ejector together lead to suction in the sample inlet so that an aerosol sample stream is generated from the channel or space to the inlet chamber. Thus, the aerosol sample stream is provided as a side stream to the ejector. Ionized pure gas charges particles. The charged particles may be further conducted back to the channel or space containing the aerosol. Small particles of an aerosol sample are thus controlled by controlling the electric charge carried by the electrically charged particles. Free ions can be further removed using an ion trap. In addition to the fine particles mentioned above, industrial processes and combustion processes typically also form particles having a particle diameter of greater than 1 μm or greater than 2 μm, 3 μm, 5 μm, and even more. These large particles having a particle diameter greater than 1 μm can be formed in small quantities under normal operating conditions, but can be formed in large quantities, especially under special operating conditions, such as during starts, silencing, malfunction conditions. The size distribution of the exhaust particles of a diesel engine shows three different modes: the core mode consists of particles having a diameter of less than about 50 nm, the accumulation mode consists of particles having diameters from 50 nm to 1 μm and in large mode the particle diameter is more than 1 μm. Most of the exhaust particles of a diesel engine are formed after the exhaust gases leave the exhaust pipe, and these particles usually belong to the accumulation mode or cores.
Одним важным требованием для устройств контроля мелких частиц является надежная работа. К тому же также предпочтительным является то, что эти устройства контроля мелких частиц могут работать в течение долгих периодов времени без необходимости обслуживания. Во многих применениях, таких как контроль мелких частиц двигателей внутреннего сгорания, дополнительно преимущественным является то, что устройство контроля может работать непрерывно для проведения измерений мелких частиц в реальном времени. Было неожиданно обнаружено, что проблема способа измерения мелких частиц предшествующего уровня техники, в котором образец аэрозоля всасывается из канала или пространства, содержащего аэрозоль, посредством использования потока ионизированного газа и эжектора, заключается в том, что во время запуска измерения от высокотемпературных каналов, такого как во время запуска измерения выхлопа дизельного двигателя, существует риск того, что пары, присутствующие в измеряемом аэрозоле, могут конденсироваться на внутренних поверхностях устройства измерения мелких частиц или в существенной близости от впуска устройства измерения мелких частиц. Конденсация приведет к ненадежному измерению мелких частиц.One important requirement for fine particle control devices is reliable operation. In addition, it is also preferred that these fine particle control devices can operate for long periods of time without the need for maintenance. In many applications, such as the control of small particles of internal combustion engines, it is further advantageous that the control device can be operated continuously to measure small particles in real time. It has been unexpectedly discovered that the problem of the method for measuring fine particles of the prior art, in which an aerosol sample is sucked from a channel or space containing an aerosol by using an ionized gas stream and an ejector, is that at the time of starting a measurement from high-temperature channels, such as during the start of a measurement of the exhaust of a diesel engine, there is a risk that the vapors present in the measured aerosol may condense on the internal surfaces of the device va measurement of fine particles or in the substantial vicinity of the inlet of fine particles measuring device. Condensation will lead to an unreliable measurement of small particles.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
Целями настоящего изобретения являются разработка устройства и способа, преодолевающих недостатки предшествующего уровня техники. Цели настоящего изобретения достигаются устройством согласно отличительной части п. 1 формулы изобретения, причем это устройство содержит средство для включения потока устройства при заданной температуре.The objectives of the present invention are to develop a device and method that overcomes the disadvantages of the prior art. The objectives of the present invention are achieved by the device according to the characterizing part of claim 1, wherein the device comprises means for switching on the flow of the device at a given temperature.
Цели настоящего изобретения дополнительно достигаются способом согласно отличительной части п.6 формулы изобретения, причем этот способ содержит включение потока в устройство при заданной температуре.The objectives of the present invention are further achieved by the method according to the characterizing part of claim 6, and this method includes the inclusion of a stream in the device at a given temperature.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
- 1 024372- 1,024,372
Настоящее изобретение основано на идее разработки способа измерения мелких частиц в канале или пространстве. Частицы измеряются устройством, в которое затекает по меньшей мере часть частиц в канале или пространстве. Во избежание проблем, вызванных конденсацией, поток в измерительное устройство допускается только над некоторой заданной температурой. Для того чтобы полностью избежать конденсации воды, заданная температура должна быть по меньшей мере 100°С, и для того чтобы полностью избежать конденсацию летучих разновидностей, которые могут присутствовать в выхлопном газе двигателя внутреннего сгорания, заданная температура должна быть по меньшей мере 200°С.The present invention is based on the idea of developing a method for measuring small particles in a channel or space. Particles are measured by a device into which at least part of the particles flows in a channel or space. In order to avoid problems caused by condensation, flow into the measuring device is allowed only over a certain set temperature. In order to completely avoid condensation of water, the set temperature must be at least 100 ° C, and in order to completely avoid the condensation of volatile species that may be present in the exhaust gas of the internal combustion engine, the set temperature must be at least 200 ° C.
Предпочтительно измерение частиц основано на зарядке по меньшей мере части частиц, входящих в измерительное устройство, и измерении по меньшей мере части тока, переносимого частицами. Частицы могут быть заряжены, когда они входят в измерительное устройство, но в большинстве случаев предпочтительно заряжать частицы в устройстве. Зарядка частиц может быть выполнена различными способами, например посредством разряда диэлектрического барьера или коронного разряда. Зарядка частиц посредством ионизированного, существенно чистого воздуха, как описано в νθ 2009109688 А1, является преимущественным вариантом осуществления для зарядки частиц, поскольку оно исключает проблему загрязнения разрядного узла.Preferably, the particle measurement is based on charging at least a portion of the particles included in the measuring device and measuring at least a portion of the current carried by the particles. Particles can be charged when they enter the measuring device, but in most cases it is preferable to charge the particles in the device. Particles can be charged in various ways, for example, by discharging a dielectric barrier or corona discharge. Charging particles by means of ionized, substantially pure air, as described in νθ 2009109688 A1, is an advantageous embodiment for charging particles, since it eliminates the problem of contamination of the discharge assembly.
Для легкой работы изобретенного способа и устройства предпочтительным вариантом осуществления является тот, в котором переключателем, реагирующим на заданную точку температуры, является пассивный переключатель, то есть переключатель, который не требует внешней подачи энергии. Биметаллический переключатель используется для преобразования изменения температуры в механическое смещение. Полоса состоит из двух полос разных металлов, которые расширяются с разной скоростью по мере из нагревания, обычно из стали и меди, или в некоторых случаях из латуни вместо меди. Полосы соединены вместе по их длине посредством клепания, пайки или сварки. Разные расширения заставляют плоскую полосу изгибаться в одну сторону при нагреве и в противоположном направлении при охлаждении ниже ее исходной температуры. Металл с более высоким коэффициентом теплового расширения находится на наружной стороне изгиба, когда полоса нагревается, и на внутренней стороне при охлаждении. Специалисту в данной области техники очевидно, что, несмотря на то, что в примере приведен биметаллический переключатель, такой переключатель на самом деле может быть сконструирован из любых двух материалов с подходящей упругостью и/или подходящей разностью теплового расширения.For the easy operation of the inventive method and device, a preferred embodiment is one in which the switch responsive to a predetermined temperature point is a passive switch, that is, a switch that does not require external power supply. A bimetallic switch is used to convert temperature changes into mechanical displacement. The strip consists of two strips of different metals, which expand at different speeds as they heat up, usually steel and copper, or in some cases brass instead of copper. The strips are joined together along their length by riveting, soldering or welding. Different expansions cause the flat strip to bend to one side when heated and in the opposite direction when cooled below its original temperature. A metal with a higher coefficient of thermal expansion is on the outside of the bend when the strip is heated, and on the inside when cooled. It will be apparent to those skilled in the art that although a bimetallic switch is shown in the example, such a switch can actually be constructed from any two materials with a suitable elasticity and / or a suitable thermal expansion difference.
В другом варианте осуществления изобретения включение/выключение измеряемого потока в устройство 30 может быть выполнено с устройством, содержащим термоэлектрическое устройство, то есть устройство с непосредственным преобразованием тепла в электричество. Такие устройства включают в себя, например, термопары, элементы Пельтье и тому подобное, но не ограничены этим. Такое устройство может, например, управлять клапаном, открывающим и закрывающим канал потока.In another embodiment of the invention, the on / off of the measured flow into the device 30 can be performed with a device containing a thermoelectric device, that is, a device with direct conversion of heat to electricity. Such devices include, for example, but are not limited to thermocouples, Peltier elements, and the like. Such a device can, for example, control a valve that opens and closes the flow channel.
Функция включения/выключения может быть выполнена на входе устройства или на выходе устройства. В таких вариантах осуществления, которые содержат поток существенно чистого газа, как в устройствах, подобных описанному в νθ 2009109688 А1, включение/выключение также может быть выполнено посредством переключения потока чистого газа. Этот вариант осуществления имеет дополнительное преимущество, когда включается и выключается выпуск устройства, так как в выключенном состоянии существенно чистый газ течет через впуск устройства и, таким образом, эффективно защищает впуск от входа холодного газа.The on / off function can be performed at the input of the device or at the output of the device. In such embodiments that comprise a substantially pure gas stream, such as devices similar to those described in νθ 2009109688 A1, on / off can also be performed by switching the pure gas stream. This embodiment has the added benefit of turning the device outlet on and off, since in the off state substantially pure gas flows through the inlet of the device and thus effectively protects the inlet from the cold gas inlet.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемый принципиальный чертеж, на котором показан принцип варианта осуществления изобретенного устройства.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying principle drawing, which shows the principle of an embodiment of the invented device.
Для понятности на чертеже показаны только детали, необходимые для понимания изобретения. Конструкции и детали, которые не являются необходимыми для понимания изобретения и которые очевидны для специалиста в данной области техники, были опущены на чертежах для подчеркивания особенностей изобретения.For clarity, the drawing shows only the details necessary for understanding the invention. Designs and details that are not necessary for understanding the invention and which are obvious to a person skilled in the art, were omitted from the drawings to emphasize the features of the invention.
Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретенияDetailed Description of Embodiments of the Present Invention
На чертеже показан принципиальный чертеж устройства 1 контроля частиц в канале или пространстве. Устройство 1 содержит средство 10 для включения потока устройства при заданной температуре. Устройство 1 может дополнительно содержать средство 7 для зарядки частиц в устройстве 1 и средство 8 для определения тока, переносимого, по меньшей мере, некоторыми из частиц. В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 1 содержит средство 5 для впуска потока существенно чистого газа в устройство 1 и средство б для ионизации 6 существенно чистого газа.The drawing shows a schematic drawing of a device 1 for controlling particles in a channel or space. The device 1 comprises means 10 for switching on the flow of the device at a given temperature. The device 1 may further comprise means 7 for charging particles in the device 1 and means 8 for determining the current carried by at least some of the particles. In a preferred embodiment of the invention, device 1 comprises means 5 for introducing a stream of substantially pure gas into device 1 and means 6 for ionizing 6 substantially pure gas.
В одном варианте осуществления средство 10 для включения потока устройства при заданной температуре 10 представляет собой биметаллический переключатель. В другом варианте осуществления изобретения средство 10 для включения потока устройства при заданной температуре содержит термоэлектрическое устройство.In one embodiment, the means 10 for turning on the flow of the device at a given temperature 10 is a bimetal switch. In another embodiment, the means 10 for turning on the flow of the device at a given temperature comprises a thermoelectric device.
Вариант осуществления на чертеже подходит для использования в качестве датчика 1 частиц для измерения концентраций частиц внутри или у выхода выхлопной трубы 2 двигателя внутреннего сгорания. Устройство 1 присоединено к выхлопной трубе 2 соединениями 3. Поток существенно чистого, ионизированного газа создает разность давлений между впуском 12 устройства 1 и выхлопной трубой 2,An embodiment in the drawing is suitable for use as a particle sensor 1 for measuring particle concentrations inside or at the outlet of an exhaust pipe 2 of an internal combustion engine. The device 1 is connected to the exhaust pipe 2 by compounds 3. The flow of substantially pure, ionized gas creates a pressure difference between the inlet 12 of the device 1 and the exhaust pipe 2,
- 2 024372 причем давление у впуска 12 ниже, чем давление у выхлопной трубы 2. Отрицательное давление вызывает поток газа от выхлопной трубы 2 в устройство 1. Поток ионизированного чистого газа создается посредством подачи существенно чистого газа через газопровод 5 к узлу 6 коронного разряда, который ионизирует существенно чистый газ. Ионизированный газ заряжает частицы в зарядной камере 7, которую следует понимать более как виртуальную камеру, чем как четко определенную часть устройства 1. Устройство 1 дополнительно содержит средство 8 для измерения электрического тока, переносимого заряженными частицами. Для настоящего изобретения важным является то, что устройство 1 содержит средство 10 для закрывания потока газа, содержащего частицы, в устройство 1, когда температура устройства 1 такова, что летучие компоненты в потоке газа, содержащего частицы, могут конденсироваться в устройстве 1. Точка 9 измерения для измерения температуры предпочтительно выбирается так, чтобы измеренная температура была показательной для определения потенциального риска конденсации. Точка 9 измерения может быть выбрана так, чтобы быть внутри или снаружи устройства 1 или внутри или снаружи выхлопной трубы 2.- 2 024372 and the pressure at the inlet 12 is lower than the pressure at the exhaust pipe 2. A negative pressure causes the gas flow from the exhaust pipe 2 to the device 1. The flow of ionized clean gas is created by supplying substantially pure gas through the gas pipeline 5 to the corona discharge unit 6, which ionizes substantially pure gas. Ionized gas charges particles in the charging chamber 7, which should be understood more as a virtual camera than as a clearly defined part of the device 1. The device 1 further comprises means 8 for measuring the electric current carried by the charged particles. For the present invention, it is important that the device 1 comprises means 10 for closing the particle-containing gas stream to the device 1 when the temperature of the device 1 is such that volatile components in the particle-containing gas stream can condense in the device 1. Measurement point 9 for measuring temperature, it is preferably selected so that the measured temperature is indicative of determining the potential risk of condensation. The measuring point 9 can be selected so as to be inside or outside the device 1 or inside or outside the exhaust pipe 2.
Средство 10 для закрывания потока газа, содержащего частицы, в устройство 1 предпочтительно содержит устройство, реагирующее на изменение температуры. Предпочтительно такое устройство может быть биматериальным переключателем, таким как биметаллический переключатель, в котором разные коэффициенты теплового расширения по меньшей мере двух разных материалов заставляют биметаллический переключатель изгибаться по мере роста температуры биметаллического переключателя, чтобы при заданной температуре биметаллический переключатель позволял газу, содержащему частицы, входить в устройство 1.The means 10 for closing the flow of gas containing particles into the device 1 preferably contains a device that responds to temperature changes. Preferably, such a device may be a bimaterial switch, such as a bimetallic switch, in which different thermal expansion coefficients of at least two different materials cause the bimetallic switch to bend as the temperature of the bimetallic switch rises so that, at a given temperature, the bimetallic switch allows gas containing particles to enter device 1.
Средство 10 для закрывания потока газа, содержащего частицы, в устройство 1 может быть помещено как к стороне вверх по потоку, так и вниз по потоку устройства 1. Когда средство 10 расположено на стороне вниз по потоку устройства 1, и средство 10 закрывает поток газа, существенно чистый газ будет течь через впуск 12 из устройства 1, таким образом эффективно предотвращая поток газа, содержащего частицы, в устройство 1, таким образом сохраняя устройство 1 чистым перед измерением и даже очищая впуск 12.The means 10 for closing the flow of gas containing particles in the device 1 can be placed both to the side upstream and downstream of the device 1. When the tool 10 is located on the downstream side of the device 1, and the tool 10 closes the gas flow, substantially pure gas will flow through the inlet 12 from the device 1, thereby effectively preventing the flow of gas containing particles into the device 1, thereby keeping the device 1 clean before measurement and even cleaning the inlet 12.
Средство 10 для закрывания потока газа, содержащего частицы, в устройство 1 может также содержать термоэлектрическое устройство, в котором тепло в точке 9 измерения создает электрический сигнал, который используется для управления функцией включения/выключения средства 10 для закрывания потока газа, содержащего частицы, в устройство 1. В одном варианте осуществления настоящего изобретения термоэлектрическое устройство управляет клапаном 11, который включает или выключает поток 5 существенно чистого газа. Когда поток существенно чистого газа в устройство 1 остановлен, также остановлено всасывание газа, содержащего частицы, в устройство 1.The means 10 for closing the gas flow containing particles to the device 1 may also include a thermoelectric device in which heat at the measuring point 9 creates an electrical signal that is used to control the on / off function of the means 10 for closing the gas flow containing particles to the device 1. In one embodiment of the present invention, the thermoelectric device controls a valve 11 that turns on or off the substantially pure gas stream 5. When the flow of substantially pure gas into the device 1 is stopped, the suction of gas containing particles into the device 1 is also stopped.
Устройство 1 может быть нагрето для увеличения температуры устройства 1 или точки 9 измерения. Нагревание может быть выполнено внешним средством, но в предпочтительном варианте осуществления для использования устройства 1 для измерения выхлопных частиц двигателя внутреннего сгорания нагревание выполняется посредством передачи тепла от выхлопных газов к устройству 1.The device 1 may be heated to increase the temperature of the device 1 or the measuring point 9. The heating may be performed by an external means, but in a preferred embodiment, to use the device 1 for measuring the exhaust particles of an internal combustion engine, heating is performed by transferring heat from the exhaust gases to the device 1.
Возможно произвести различные варианты осуществления изобретения согласно сущности изобретения. Следовательно, представленные выше примеры не должны быть поняты как ограничивающие изобретение, но варианты осуществления изобретения могут быть свободно изменены в объеме обладающих признаками изобретения признаков, представленных в формуле изобретения, прилагаемой ниже в этом документе.It is possible to produce various embodiments of the invention according to the invention. Therefore, the above examples should not be construed as limiting the invention, but embodiments of the invention may be freely changed to the extent of the features of the invention presented in the claims attached hereinafter.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20100093U FIU20100093U0 (en) | 2010-02-25 | 2010-02-25 | Measuring instruments for particle measurement |
| PCT/FI2011/000011 WO2011104425A1 (en) | 2010-02-25 | 2011-02-24 | Apparatus and method for monitoring particles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201290828A1 EA201290828A1 (en) | 2013-02-28 |
| EA024372B1 true EA024372B1 (en) | 2016-09-30 |
Family
ID=41727791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201290828A EA024372B1 (en) | 2010-02-25 | 2011-02-24 | Apparatus and method for monitoring fine particles in aerosol |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2539685A4 (en) |
| CN (1) | CN102792142B (en) |
| EA (1) | EA024372B1 (en) |
| FI (1) | FIU20100093U0 (en) |
| WO (1) | WO2011104425A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6138652B2 (en) * | 2013-10-01 | 2017-05-31 | 日本特殊陶業株式会社 | Fine particle measurement system |
| AT513791B1 (en) * | 2014-04-25 | 2016-05-15 | Avl List Gmbh | Particle measuring device and a method for operating the particle measuring device |
| DE102014211533A1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a particle sensor |
| JP2016223960A (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 日本特殊陶業株式会社 | Fine particle sensor |
| WO2016193246A1 (en) * | 2015-06-05 | 2016-12-08 | Koninklijke Philips N.V. | Particle sensor and sensing method |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4441356A (en) * | 1982-03-29 | 1984-04-10 | The Babcock & Wilcox Company | Temperature actuated air flow control and gas sampler |
| US4998433A (en) * | 1989-06-19 | 1991-03-12 | Stumpf David K | Method and means for condensing trace air contaminates from gases |
| US20030041969A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-06 | Claus Schneider | Particle measurement configuration and semiconductor wafer processing device with such a configuration |
| DE10331643A1 (en) * | 2003-07-08 | 2005-02-17 | Nova-Mmb Messtechnik Gmbh | Device and method for detecting particles contained in internal combustion engine exhaust gases |
| US20060284077A1 (en) * | 2005-05-23 | 2006-12-21 | Tsi Incorporated | Instruments for measuring nanoparticle exposure |
| WO2009109688A1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-11 | Pegasor Oy | Particle measurement process and apparatus |
| US20110061368A1 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-17 | Ibiden Co., Ltd. | Particulate matter sensor and exhaust gas purifying apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3986386A (en) * | 1974-04-12 | 1976-10-19 | Exxon Research And Engineering Company | Particulate sampling system |
| US5922976A (en) * | 1995-10-12 | 1999-07-13 | California Institute Of Technology | Method of measuring aerosol particles using automated mobility-classified aerosol detector |
| TWI312067B (en) * | 2002-01-22 | 2009-07-11 | Praxair Technology Inc | Method for analyzing impurities in carbon dioxide |
| SE528313C2 (en) * | 2004-09-24 | 2006-10-17 | Spectronic Ab | Method and apparatus for separating particles using ultrasonic waves |
| KR100895542B1 (en) * | 2007-07-05 | 2009-05-06 | 안강호 | Condensation particle counter |
-
2010
- 2010-02-25 FI FI20100093U patent/FIU20100093U0/en not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-02-24 CN CN201180010972.3A patent/CN102792142B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-02-24 WO PCT/FI2011/000011 patent/WO2011104425A1/en active Application Filing
- 2011-02-24 EP EP11746909.8A patent/EP2539685A4/en not_active Withdrawn
- 2011-02-24 EA EA201290828A patent/EA024372B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4441356A (en) * | 1982-03-29 | 1984-04-10 | The Babcock & Wilcox Company | Temperature actuated air flow control and gas sampler |
| US4998433A (en) * | 1989-06-19 | 1991-03-12 | Stumpf David K | Method and means for condensing trace air contaminates from gases |
| US20030041969A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-06 | Claus Schneider | Particle measurement configuration and semiconductor wafer processing device with such a configuration |
| DE10331643A1 (en) * | 2003-07-08 | 2005-02-17 | Nova-Mmb Messtechnik Gmbh | Device and method for detecting particles contained in internal combustion engine exhaust gases |
| US20060284077A1 (en) * | 2005-05-23 | 2006-12-21 | Tsi Incorporated | Instruments for measuring nanoparticle exposure |
| WO2009109688A1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-11 | Pegasor Oy | Particle measurement process and apparatus |
| US20110061368A1 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-17 | Ibiden Co., Ltd. | Particulate matter sensor and exhaust gas purifying apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FIU20100093U0 (en) | 2010-02-25 |
| CN102792142B (en) | 2015-09-23 |
| EP2539685A1 (en) | 2013-01-02 |
| CN102792142A (en) | 2012-11-21 |
| EP2539685A4 (en) | 2018-01-10 |
| WO2011104425A1 (en) | 2011-09-01 |
| EA201290828A1 (en) | 2013-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA024372B1 (en) | Apparatus and method for monitoring fine particles in aerosol | |
| JP6049634B2 (en) | A device for monitoring particles in aerosols | |
| KR200478194Y1 (en) | Apparatus for monitoring fine particle concentration | |
| CA2716962A1 (en) | Particle measurement process and apparatus | |
| JP2014501391A5 (en) | ||
| KR200484692Y1 (en) | Apparatus and process for producing acknowledged air flow and the use of such apparatus in measuring particle concentration in acknowledged air flow | |
| JP4396477B2 (en) | Exhaust purification device | |
| RU2690016C2 (en) | Method (embodiments) and system for detection of solid particles in exhaust gases | |
| JP2006194116A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
| JP2009042165A (en) | Gas analyzing apparatus | |
| CN107179787A (en) | The purging heater control device of electrostatic (electric dust) precipitator | |
| JP2006258462A (en) | Gas analyzer | |
| CN215525684U (en) | Remove hydrocarbon converter and gas monitoring device | |
| US20200200664A1 (en) | Particle counter | |
| JP6366491B2 (en) | Particle sensor | |
| CN107091764A (en) | Waste gas sampling device with temperature control, blowing function | |
| JP6630581B2 (en) | Particle detection system | |
| EP2815224A1 (en) | Apparatus and method for particle measurement | |
| EP3814746B1 (en) | Method and apparatus for measuring particles | |
| JP2015094670A (en) | Particle sensor | |
| CN211552943U (en) | Carbon balance oil consumption instrument | |
| JP2019196923A (en) | Gas sampling device for gas analysis device containing flammable gas | |
| JP6207350B2 (en) | Temperature sensor for particle sensor | |
| CN217212124U (en) | On-line detection system for detecting standard emission of flue gas | |
| CN219511939U (en) | Online trace gas condensation water trap |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |