FI113406B - Laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi - Google Patents
Laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI113406B FI113406B FI20001930A FI20001930A FI113406B FI 113406 B FI113406 B FI 113406B FI 20001930 A FI20001930 A FI 20001930A FI 20001930 A FI20001930 A FI 20001930A FI 113406 B FI113406 B FI 113406B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- mobility
- analyzer
- particles
- impactor
- flow
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
-
- 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
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0266—Investigating particle size or size distribution with electrical classification
-
- 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
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0255—Investigating particle size or size distribution with mechanical, e.g. inertial, classification, and investigation of sorted collections
- G01N2015/0261—Investigating particle size or size distribution with mechanical, e.g. inertial, classification, and investigation of sorted collections using impactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
Description
1 113406
Laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen 5 laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittelemiseksi.
Ympäristömääräysten tiukentuessa tarve partikkelipäästöjen reaaliaikaiseen mittaukseen lisääntyy. Mittaustarvetta esiintyy erityisesti puhdistusmenetelmien kehitystyössä, erilaisten polttoprosessien tutki-10 muksessa sekä varsinaisten päästöjen valvontaprosesseissa. Reaaliaikaisissa aerosolimittauksissa käytetään aerosolipartikkelien liikku-vuuskokojakaumaluokitteluun erilaisia partikkelien sähköistä liikkuvuutta mittaavia analysaattoreita, kuten differentiaalisia liikku-vuusanalysaattoreita eli DMA-(Differential Modility Analyzer) ana-15 lysaattoreita.
Kuvassa 1 on esitetty yksinkertaisena kaaviokuvana eräs tekniikan tason mukainen liikkuvuusanalysaattori 10. Liikkuvuusanalysaattori 10 koostuu ensimmäiseen vakiopotentiaaliin, tyypillisesti maatasoon 20 kytketystä sähköäjohtavasta edullisesti sylinterinmuotoisesta runko- osasta 12, joka toimii tällöin ulompana elektrodina. Runko-osan 12 päihin on asetettu kansi- ja pohjalevyt 17a ja 17b. Runko-osan 12 keskelle on sijoitettu jännitelähteen 15 kautta toiseen vakiopotentiaaliin kytketty sisempi elektrodi 13. Jännitelähteen 15 avulla tuotetaan sähkö- ’ 25 kenttä laitteen runko-osan 12 ja sisemmän elektrodin 13 välille.
Analysaattorin 10 kansi- ja pohjalevyihin 17a ja 17b on tehty tarvittavat ....: läpiviennit tulo- ja poistoputkistojen 18, 14 ja 16 sekä sisemmän elek- . ·. trodin 13 vaatimien kytkentöjen toteuttamiseksi.
V.f 30 "' Jotta partikkeleja voitaisiin erotella sähkökentän avulla niiden sähköisen liikkuvuuden perusteella, tulee analysaattoriin syötettävillä aerosolipar-: : tikkeleilla olla sähköinen varaus ennen analysaattoria 10. Tämän vuoksi aerolipartikkelit varataan tyypillisesti erillisellä varaajalla (ei piirretty 35 kuvaan 1) ennen analysaattoria 10. Varaajalta tuleva virtaus 11 johde-···. taan tuloputken 18 kautta analysaattoriin. Virtaus 11 kulkee analysaat torin 10 lävitse poistuen pääosin poistoputken 16 kautta.
tl· 2 113406
Joutuessaan analysaattorin 10 runko-osan ja sisemmän elektrodin 13 väliseen sähkökenttään alkavat virtauksessa 11 olevat varautuneet aerosolipartikkelit kulkeutua varauksen merkistä riippuen, joko runko-osaa 12 tai sisempää elektrodia 13 kohti. Tyypillisesti liikkuvuusanaly-5 saattorit on toteutettu siten, että kiinnostavat aerosolipartikkelit kulkeutuvat kohti sisempää elektrodia 13.
Nopeus, jolla aerosolipartikkelit kulkeutuvat elektrodia kohti riippuu partikkelien sähköisestä liikkuvuudesta, joka riippuu tunnetulla tavalla 10 mm. partikkelin massasta ja varauksesta.
Suuremman sähköisen liikkuvuuden omaavat partikkelit siirtyvät nopeammin kohti niiden varauksen määräämää, tyypillisesti sisempää elektrodia 13 kohti. Tästä seuraa se, että suuremman sähköisen liikku-15 vuuden omaavat partikkelit osuvat sisempään elektrodiin 13 aikaisemmin kuin pienemmän sähköisen liikkuvuuden omaavat partikkelit. Koska virtaus 11 kulkee kohti analysaattorin 10 pohjalevyä 17b osuvat suuremman sähköisen liikkuvuuden omaavat partikkelit lähemmäksi sisemmän elektrodin 13 kansilevyn 17a puoleista päätä ja pienemmän 20 liikkuvuuden omaavat partikkelit lähemmäksi sisemmän elektrodin 13 pohjalevyn 17b puoleista päätä. Ne partikkelit, joiden sähköinen liikkuvuus on niin pieni, etteivät ne ehdi sisemmälle elektrodille 13 kulkiessaan virtauksen 11 mukana analysaattorin läpi, poistuvat analysaattorista poistoputken 16 kautta.
,!/· 25 :'·*: Riippuen käytettävästä ratkaisusta edellä esitetty liikkuvuusanalysaat- ;·; tori 10 voidaan toteuttaa usealla eri tavalla. Yksinkertaisimmillaan ratkaisussa ei käytetä ollenkaan sisemmän elektrodin 13 sisälle sijoi-, ···. tettua poistoputkea 14, jolloin kaikki analysaattoriin 10 tuleva virtaus 11 " 30 poistuu pohjalevyssä 17b olevien reikien kautta poistoputkeen 16.
Tällöin analysaattorin avulla voidaan virtauksesta 11 poistaa tiettyä arvoa suuremman sähköisen liikkuvuuden omaavat partikkelit, jotka ‘ · · · * takertuvat sisempään elektrodiin 13.
35 DMA-analysaattorit on tyypillisesti toteutettu siten, että sisempään .*··. elektrodiin 13 on tehty kapea rako 19, joka on kytketty toiseen poisto- putkistoon 14. Tällöin rakoon 19 osuvat partikkelit imeytyvät toiseen poistoputkistoon 14. Mikäli analysaattori 10 on rakennettu siten, että 3 113406 mitattava virtaus 11 tuodaan analysaattoriin 10 tietyn etäisyyden päässä sisemmästä elektrodista 13, voidaan analysaattorin 10 runko-osan 12 ja sisemmän elektrodin 13 välistä jännite-eroa säätämällä määrätä, mille liikkuvuusvälille kuuluvat partikkelit osuvat rakoon 19. 5 Täten DMA-analysaattorilla voidaan erottaa tietylle liikkuvuusvälille osuvat partikkelit tutkittavasta virtauksesta 11 ohjaamalla ne toiseen poistoputkistoon 14, suuremman sähköisen liikkuvuuden omaavien partikkelien tarkertuessa sisempään elektrodiin 13 ennen rakoa 19 ja pienemmän liikkuvuuden omaavien partikkelien poistuessa virtauksen 10 mukana poistoputkea 16 pitkin.
Edelleen on tunnettua toteuttaa liikkuvuusanalysaattori 10 monikanavaisena differentiaalisena liikkuvuusanalysaattorina, jossa liikku-vuusanalysaattorin 10 sisempi elektrodi 13 on varustettu usealla ilmai-15 sinpinnalla, jotka ilmaisevat niihin osuvien partikkelien lukumäärää, esimerkiksi niihin osuvien partikkelien siirtämiin varauksiin perustuen. Ilmaisinpinnat on edullista sijoittaa sisemmän elektrodin 13 pinnalle siten, että kukin niistä kerää tietylle liikkuvuusvälille osuvat partikkelit. Seuraamalla näiden ilmaisinpintojen antamia signaaleja voidaan reaali-20 aikaisesti mitata tutkittavassa virtauksessa 11 olevien partikkelien sähköistä liikkuvuutta ja tämän perusteella laskea partikkelien sähköiseen liikkuvuushalkaisijaan perustuva kokojakauma.
Liikkuvuusanalysaattorit ovat tarkimmillaan pienimassaisilla partikke-. 25 leiliä, koska partikkelien sähköinen liikkuvuus on kääntäen riippuvainen • **: partikkelin massasta eli mitä suurempi on partikkelin massa, sitä :*: pienempi on partikkelin liikkuvuus. Tyypillisissä partikkelimittausympä- . ristöissä pyritään mittaamaan partikkeleja, joiden halkaisijat vaihtelevat ... muutamasta kymmenestä nanometrista kymmeniin mikrometreihin.
30 Tällä alueella partikkelien liikkuvuuksissa on tyypillisesti useiden kertaluokkien eroja, jolloin koko alueen mittaaminen tyydyttävällä tarkkuudella samanaikaisesti yhdellä laitteella on erittäin vaikeaa. Sähköisiä liikkuvuusanalysaattoreita käytetään pääsääntöisesti pienhiukkastutki- i«» muksissa, jossa liikkuvuusanalysaattorit ovat tarkimmillaan johtuen •: · 35 pienten partikkelien suurista liikkuvuuksista.
»
1 I
'·' Haluttaessa mitata lähinnä suurempia partikkeleja käytetään yleensä partikkelien aerodynaamiseen halkaisijaan perustuvia luokittelumene- 4 113406 telmiä, kuten impaktoreita. Dekati Ltd:n kehittämä sähköinen alipaine-impaktori eli ELPI (Electrical Low Pressure Impactor) tarjoaa erään ratkaisun aerosolipartikkelien reaaliaikaiseen mittaukseen.
5 Kuvassa 2 on esitetty leikkauskuva sähköisen alipaineimpaktorin 20 kahdesta ylimmästä asteesta 21a ja 21b ja niihin liittyvistä kammioista 29a ja 29b. Tutkittava ilmavirtaus 11 imetään sähköiseen alipaine-impaktoriin 20 pumpun (ei esitetty kuvassa 2) tuottaman alipaineen avulla impaktorin ensimmäiseen kammioon 29a. Kussakin asteessa on 10 suutinosa 22a; 22b, johon tehtyjen aukkojen läpi partikkeleja kuljettava ilmavirta 11 virtaa. Suutinosien 22a; 22b taakse on sijoitettu keräys-pinnat 23a; 23b. Kussakin keräyspinnassa 23a, 23b on vähintään yksi poistoaukko 25, jonka kautta virtaus 11 pääsee virtaamaan seuraavaan kammioon tai pois impaktorista. Asteiden 20a; 20b väliin sijoitetut eris-15 teet 24a, 24b, 24c eristävät eri asteet 20a, 20b toisistaan ja impaktorin ensimmäisen asteen kansiosasta 26.
Suutinosan 22a; 22b aukoista viilaavan ilmavirran 11 virtaussuunta muuttuu jyrkästi sen kohdatessa keräyspinnan 23a; 23b. Virtauksen 11 20 kuljettamat tarpeeksi suuren aerodynaamisen hiukkaskoon omaavat partikkelit eivät kykene seuraamaan virtauksen suunnan äkillistä muutosta, vaan törmäävät keräyspintaan 23a; 23b siihen takertuen. Osuessaan keräyspintaan 23a; 23b varatut partikkelit aiheuttavat keräyspinnan 23a; 23b varaustilassa muutoksen. Koska keräyspinta 23a; 25 23b on sähköisesti kytketty kyseiseen impaktorin asteeseen 20a; 20b, ;**: joka on sähkökytkennän 27a; 27b kautta edelleen kytketty ohjausyk- sikköön 28, ilmenee keräyspinnan 23a; 23b varaustilassa tapahtuva muutos sähkövirtana, joka kyetään havaitsemaan ohjausyksikköön 28 r · ..., sijoitettujen herkkien virtamittarien avulla.
30
Edellä kuvattu tapa mahdollistaa hiukkasten kokoselektiivisen luokittelun. Valitsemalla tunnetulla tavalla suutinosassa 22a ja 22b olevien aukkojen lukumäärä ja koko, suutinosan 22a; 22b ja keräyspinnan 23a; 23b välinen etäisyys sekä käytettävä virtausnopeus voidaan kukin .·!·. 35 impaktorin aste 20a, 20b mitoittaa siten, että kullakin asteella keräys- pinnalle 23a; 23b kertyvät vain tiettyä partikkelikokoa suuremmat * » T hiukkaset. Mitoittamalla impaktorin peräkkäiset asteet siten, että eri ..!!* hiukkaskoon omaavat partikkelit kerääntyvät eri asteille, voidaan ohja- l · lii 5 113406 usyksikössä 28 mitattujen eri impaktorin asteilta 20a, 20b saatavien virtojen perusteella päätellä reaaliaikaisesti mitattavassa virtauksessa 11 olevien partikkelien aerodynaamiseen halkaisijaan perustuvaa kokojakaumaa.
5
Impaktorin toimintaperiaatteesta johtuen impaktorit ovat herkimmillään partikkeleille, joiden mekaaninen liikkuvuus on pieni, eli tyypillisesti suuren aerodynaamisen halkaisijan omaaville partikkeleille. Toisaalta taas pienten partikkelien mittaaminen on impaktoreilla vaikeaa, koska 10 tällöin vaaditaan partikkelien suuresta mekaanisesta liikkuvuudesta johtuen suuria virtausnopeuksia ja jyrkkiä virtaussuunnan muutoksia partikkelien irrottamiseksi virtauksesta.
Edellä esitettyjen tekniikan tason mukaisten reaaliaikaisten hiukkas-15 mittauksien ongelmana on niiden soveltumattomuus laajalla hiukkasko-koalueella tapahtuviin mittauksiin. DMA-analysaattorit soveltuvat pienen halkaisijan ja suuren sähköisen liikkuvuuden omaavien partikkelien mittaamiseen ja impaktorit soveltuvat hyvin suuren aerodynaamisen halkaisijan omaavien partikkelien mittaamiseen.
20
Tietyissä sovelluksissa on partikkelikokojakauman mittaus edullista suorittaa laajalla partikkelikokoalueella. Suoritettaessa mittaus sähköisellä liikkuvuusanalysaattorilla on ongelmana laitteen huono herkkyys suurille partikkeleille ja käytettäessä impaktoria muodostuu ongelmaksi ’/· 25 pienten hiukkasten havaitseminen tyydyttävällä tarkkuudella. Mainittua ongelmaa on pyritty ratkaisemaan tekniikan tason mukaisilla laitteilla suorittamalla mittaus kahdessa osassa, jolloin ensin mitataan sähköi-sellä liikkuvuusanalysaattorilla 10 pienten hiukkasten kokojakauma. Tämän jälkeen liikkuvuusanalysaattorilta 10 poistoputkiston 16 kautta 30 saatava virtaus ohjataan erilliseen impaktoriin 20 suurempien partikkelien kokojakauman selvittämiseksi.
Edellä kuvatun tekniikan mukaisen ratkaisun ongelmaksi muodostuu kahden erillisen mittalaitteen yhteistoiminta. Mittalaitteiden suunnitte-35 lussa ei tyypillisesti ole otettu huomioon yhteismittauksia toisten mitta-···. laitteiden kanssa, jolloin eri mittalaitteiden keskitetty ohjaus on vaikea ” toteuttaa. Lisäksi ongelmaksi voivat muodostua eri mittalaitteiden välillä • · ·; olevassa siirtoputkistossa tapahtuvat partikkelihäviöt.
113406 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi laite aerosolipar-tikkelien kokojakauman mittaamiseksi, jonka avulla poistetaan edellä esitetyt tekniikan tason mukaisen ratkaisun ongelmat. Tämä saavu-5 tetaan liittämällä sähköinen liikkuvuusanalysaattori ja impaktori toisiinsa siten, että liikkuvuusanalysaattorin pohjalevy toimii samalla impaktorin ensimmäisen asteen suutinosana.
Tarkemmin sanottuna keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista 10 se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitelty epäitsenäisissä vaatimuksissa.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin piirus-15 tuksiin viittaamalla, joissa kuva 1 esittää tekniikan tason mukaista sähköistä liikkuvuusanaly-saattoria, 20 kuva 2 esittää tekniikan tason mukaista sähköistä impaktoria, ja kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista mittalaitetta,
Kuvia 1 ja 2 on käsitelty edellä tekniikan tason kuvauksen yhteydessä.
/;]: 25 :·*: Kuvassa 3 on esitetty eräs keksinnön mukainen laite 30 aerosolipartik- kelien kokojakaumien mittaamiseksi. Laitteessa 30 on yhdistetty liikku-vuusanalysaattori 10 ja impaktori 20 yhdeksi laitteeksi. Aivan kuten edellä liikkuvuusanalysaattorin toiminnan yhteydessä kuvattiin, tuodaan 30 keksinnön mukaisessa ratkaisussa tutkittava virtaus 11 tuloputkiston 18 kautta liikkuvuusanalysaattorille 10. Edellä kuvatulla tavalla tietyn sähköisen liikkuvuuden omaavat partikkelit osuvat liikkuvuusanaly- :: saattorin 10 sisemmälle elektrodille 13.
* * 35 Kuvassa 3 on esitetty edellä mainittuun monikanavaiseen liikku-vuusanalysaattoriin perustuva ratkaisu, jossa liikkuvuusanalysaattorin '·* 10 sisempi elektrodi 13 on varustettu usealla mittauspinnalla. Keksin nön mukainen ratkaisu ei kuitenkaan rajoitu vain kyseiseen analysaat-
t I I
7 113406 toriratkaisuun, vaan keksinnön mukaisen laitteeseen 30 kuuluva liikku-vuusanalysaattori 10 voidaan toteuttaa myös muulla tavoin, kuten esimerkiksi kuvassa 1 esitetyn kaltaisella ratkaisulla, jossa tietylle liikku-vuusvälille osuvat partikkelit ohjataan raon 19 kautta toiseen poistoput-5 kistoon 14, pääosan virtauksesta 11 jatkaessa matkaansa ohi aukon 19.
Kuvassa 3 esitetyssä eräässä keksinnön mukaisessa laitteessa 30 liikkuvuusanalysaattorin 10 läpi kulkenut virtaus ohjataan välittömästi 10 liikkuvuusanalysaattorin 10 perään kytkettyyn impaktoriin 20. Liikkuvuusanalysaattorin 10 ja impaktorin 20 välinen kytkentä on edullisesti toteutettu siten, että kuvassa 1 esitettynä liikkuvuusanalysaattorin 20 pohjalevynä 17b toimii kuvassa 2 esitetty impaktorin 20 ensimmäisen asteen suutinosa 22a.
15
Kuvassa 3 esitetyssä impaktorissa 20 on kolme eristeiden 24a; 24b; 24c; 24d avulla toisistaan ja liikkuvuusanalysaattorista 10 sähköisesti erotettua astetta 23a, 23b ja 23c.
20 Esitetty ratkaisu mahdollistaa liikkuvuusanalysaattorin 10 ja impaktorin 20 sulauttamisen yhdeksi kompaktiksi analyysilaitteeksi 30. Esimerkiksi laitteiden ohjauksessa ja kalibroinneissa käytettävät laitteet, kuten liikkuvuusanalysaattorin 10 jännitteiden säätämisessä tarvittavat välineet, voidaan sijoittaa keskitetysti yhteen ohjausyksikköön 28. Edelleen 25 liikkuvuusanalysaattorin 10 ja impaktorin 20 ollessa selkeästi kytkettynä yhdeksi laitteeksi voidaan laitteet alusta alkaen helposti suunnitella : toisiaan tukeviksi, jolloin yhdistetyn laitteen kalibrointi ja säätö voidaan toteuttaa huomattavasti yksinkertaisemmin kuin kahden erillisen mittalaitteen tapauksessa.
30
Liikkuvuusanalysaattori 10 ja impaktori 20 voidaan edullisesti mitoittaa siten, että liikkuvuusanalysaattorin 10 avulla mitataan tiettyä liikkuvuus-kokojakauma-arvoa pienempiä partikkeleita ja impaktorilla 20 tiettyä aerodynaamista halkaisija-arvoa suurempia hiukkasia. Edellä mainitut 35 arvot voidaan edullisesti määrittää siten, että liikkuvuusanalysaattori mittaa sillä partikkelikoko-alueella, jossa se on impaktoria tarkempia ja *·' impaktori sellaisella partikkelikokoalueella, jossa sen mittaustarkkuus : ! · ) I « 8 113406 on liikkuuvuusanalysaattoria parempi. Luonnollisesti mittausalueet voivat olla myös osittain päällekkäin.
Keksinnön mukaisen ratkaisun avulla vältytään myös laitteiden väli-5 sessä siirtoputkistossa mahdollisesti tapahtuvilta häviöiltä, mikä lisää mittauksen luotettavuttaa verrattuna kahteen erilliseen peräkkäin asetettuun analysaattoriin perustuvaan ratkaisuun.
Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu erityisen hyvin reaaliaikaisten 10 kokojakaumamittausten suorittamiseen, mutta ei kuitenkaan rajoitu pelkästään kyseiseen ratkaisuun, sillä keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu myös ns. integroivaan mittaukseen, jossa mitattavia partikkeleja kerätään analysaattoriin tietyn ajanjakson verran. Partikkelien keräämisen jälkeen mitataan koko mittausaikana kumuloituneet partik-15 kelit.
Keksinnön mukainen ratkaisu ei rajoitu vain edellä kuvattuihin esimerkkeihin, vaan voi vaihdella patenttivaatimusten määrittelemissä rajoissa. Erityisesti keksintö ei rajoitu esimerkeissä käytettyihin liikkuvuusanaly-20 saattori- ja impaktoriratkaisuihin, vaan keksinnön mukainen ratkaisu voidaan toteuttaa erilaisilla, sinänsä tunnetuilla liikkuvuusanalysaattori-ja impaktoriratkaisuilla.
Alan ammattimiehelle on luonnollisesti selvää, että selityksessä ja ohei-25 sissa patenttivaatimuksissa käytettäessä termiä liikkuvuusanalysaat-torin ’’pohjalevy", tarkoitetaan ’’pohjalevyllä” yleisesti liikkuvuusanaly-‘ saattorin sitä osaa, jonka kautta virtaus poistuu analysaattorista. Ko.
» * t ‘<t. termiä ei tule tulkita rajoittavasti siten, että kyseessä olisi aina liikku- vuusanalysaattorin alimmainen osa. Pohjalevy voi myös tarvittaessa I * 30 sisältää levymäisestä poikkeavaa muotoilua ja ulkonevia osia tms.
: · · ·: keksinnön mukaisen laitteen toteuttamiseksi.
* I
S I
l * · t * · * • » i » t » » \ I ·
I I I V I
» · > I * » * » * ‘1 *
1 I
1 I »
Claims (5)
1. Laite (30) aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi virtauksesta (11), tunnettu siitä, että laitteessa (30) on sähköinen liikku- 5 vuusanalysaattori (10) ja impaktori (20) liitettynä toisiinsa siten, että impaktorin (20) ensimmäisen asteen suutinosa (22a) on samalla mainitun liikkuvuusanalysaattorin (10) pohjalevy ja mainittu liikkuvuusanalysaattori (10) ja mainittu impaktori (20) on mitoitettu siten, että mainittu liikkuvuusanalysaattori (10) kerää tiettyä liikku-10 vuushalkaisija-arvoa pienemmät ja mainittu impaktori (20) kerää tiettyä aerodynaamista halkaisija-arvoa suuremmat partikkelit.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite (30), tunnettu siitä, että mainittu impaktori (20) on sähköinen alipaineimpaktori.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite (30), tunnettu siitä, että 15 mainittu liikkuvuusanalysaattori (10) on monikanavainen differentiaalinen liikkuvuusanalysaattori.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite (30), tunnettu siitä, että oleellisesti koko mainitun liikkuvuusanalysaattorin (10) läpi kulkeva virtaus (11) liikkuvuusanalysaattorissa (10) kerättyjä aerosolipartikke- 20 leita lukuun ottamatta ohjataan impaktorin (20) ensimmäisen asteen suutinosan (35) läpi.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite (30), tunnettu siitä, että :tt;' mainittu liikkuvuushalkaisija-arvo ja mainittu aerodynaaminen halkai- : sija-arvo vastaavat samaa partikkelikokoa. t I t 113406
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001930A FI113406B (fi) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi |
EP01963019A EP1314018B1 (en) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | A device for determining the size distribution of aerosol particles |
AU2001284072A AU2001284072A1 (en) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | A device for determining the size distribution of aerosol particles |
JP2002523583A JP2004507757A (ja) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | エアロゾル粒子の粒径分布を測定するための装置 |
US10/363,385 US7140266B2 (en) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | Device for determining the size distribution of aerosol particles |
PCT/FI2001/000754 WO2002018910A1 (en) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | A device for determining the size distribution of aerosol particles |
AT01963019T ATE399314T1 (de) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | Einrichtung zur bestimmung der grössenverteilung von aerosolpartikeln |
DE60134559T DE60134559D1 (de) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | Einrichtung zur bestimmung der grössenverteilung von aerosolpartikeln |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20001930A FI113406B (fi) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi |
FI20001930 | 2000-09-01 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20001930A0 FI20001930A0 (fi) | 2000-09-01 |
FI20001930A FI20001930A (fi) | 2002-03-02 |
FI113406B true FI113406B (fi) | 2004-04-15 |
Family
ID=8559002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20001930A FI113406B (fi) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7140266B2 (fi) |
EP (1) | EP1314018B1 (fi) |
JP (1) | JP2004507757A (fi) |
AT (1) | ATE399314T1 (fi) |
AU (1) | AU2001284072A1 (fi) |
DE (1) | DE60134559D1 (fi) |
FI (1) | FI113406B (fi) |
WO (1) | WO2002018910A1 (fi) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI115074B (fi) * | 2001-08-20 | 2005-02-28 | Dekati Oy | Menetelmä hiukkasjakauman ominaisuuksien mittaamiseksi |
FI115075B (fi) | 2001-08-20 | 2005-02-28 | Dekati Oy | Menetelmä hiukkasjakauman tiheysominaisuuksien mittaamiseksi |
FI117305B (fi) * | 2001-11-21 | 2006-08-31 | Dekati Oy | Impaktori, impaktorin runko-osa ja impaktorissa käytettäväksi tarkoitettu osa |
ES2212745B1 (es) * | 2003-01-13 | 2005-05-16 | Centro De Investigaciones Energeticas, Medioambientales Y Tecnologicas (C.I.E.M.A.T.) | Dispositivo de alta sensibilidad y alta resolucion para medir concentraciones de particulas en impactadores de cascada. |
KR100567788B1 (ko) * | 2004-02-13 | 2006-04-05 | 주식회사 현대교정인증기술원 | 입자측정기 및 입자측정방법 |
TWM303375U (en) * | 2006-05-19 | 2006-12-21 | Inst Of Occupational Safety & Health Council Of Labor Affairs | Dust sampler |
WO2008130135A1 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-30 | Hyundai Calibration & Certification Technologies Co., Ltd. | Particle measuring apparatus |
WO2008129039A2 (en) * | 2007-04-23 | 2008-10-30 | Juan Fernandez De La Mora | Improved coupling between axisymmetric differential mobility analyzers and mass spectrometers or other analyzers and detectors |
US20090078064A1 (en) * | 2007-08-06 | 2009-03-26 | Abraham Oommen | Instrument for simultaneous analysis of multiple samples using multiple differential mobility analyzers |
US9976944B2 (en) * | 2007-10-02 | 2018-05-22 | Pexa Ab | Collection and measurement of exhaled particles |
US7806968B2 (en) * | 2007-10-16 | 2010-10-05 | Horiba Ltd. | Calibration unit for volatile particle remover |
WO2013022971A1 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | Tsi, Incorporated | System and method for converting optical diameters of aerosol particles to mobility and aerodynamic diameters |
US10203272B2 (en) | 2011-10-12 | 2019-02-12 | Colorado Seminary, University of Denver | MEMS aerosol impactor |
US9459194B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-10-04 | Cardio Metrix | Apparatuses, processes, and systems for measuring particle size distribution and concentration |
RU2563762C2 (ru) * | 2013-06-13 | 2015-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт прикладной акустики" | Способ измерения концентрации частиц аэрозоля и устройство для его осуществления |
GB2515285A (en) | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Particle Measuring System Inc | A method for obtaining aerosol particle size distributions |
WO2022262881A1 (en) | 2021-06-18 | 2022-12-22 | Technické Služby Ochrany Ovzduší Ostrava Spol. S R. O. | Combined microparticle impactor |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3417525C1 (de) * | 1984-05-11 | 1986-01-09 | Matter + Siegmann Ag, Wohlen | Vorrichtung zur quantitativen und qualitativen Erfassung von kohlenwasserstoffhaltigen Schwebeteilchen in Gasen |
DE4429831A1 (de) | 1994-08-23 | 1995-04-27 | Schmidt Ott Andreas Prof Dr | Verfahren zur Größenklassierung von Aerosolpartikeln |
KR0151037B1 (ko) * | 1995-05-04 | 1998-12-01 | 김광호 | 표면 이물질 부착장치 및 이를 이용한 표면 이물질 부착방법 |
FR2745086B1 (fr) * | 1996-02-15 | 1998-03-13 | Commissariat Energie Atomique | Selecteur de particules chargees, en fonction de leur mobilite electrique et de leur temps de relaxation |
FI104127B (fi) * | 1998-01-27 | 1999-11-15 | Dekati Oy | Menetelmä sähköisissä impaktoreissa tapahtuvien coulombisten häviöiden minimoimiseksi ja sähköinen impaktori |
US6230572B1 (en) * | 1998-02-13 | 2001-05-15 | Tsi Incorporated | Instrument for measuring and classifying nanometer aerosols |
JP3086873B2 (ja) * | 1998-08-04 | 2000-09-11 | 工業技術院長 | 粒径分布測定方法及び装置 |
US7029921B2 (en) * | 2000-10-05 | 2006-04-18 | Brookhaven Science Associates, Llc | Apparatus for rapid measurement of aerosol bulk chemical composition |
FI115074B (fi) * | 2001-08-20 | 2005-02-28 | Dekati Oy | Menetelmä hiukkasjakauman ominaisuuksien mittaamiseksi |
FI115075B (fi) * | 2001-08-20 | 2005-02-28 | Dekati Oy | Menetelmä hiukkasjakauman tiheysominaisuuksien mittaamiseksi |
-
2000
- 2000-09-01 FI FI20001930A patent/FI113406B/fi active
-
2001
- 2001-08-31 DE DE60134559T patent/DE60134559D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-31 AU AU2001284072A patent/AU2001284072A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-31 AT AT01963019T patent/ATE399314T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-08-31 WO PCT/FI2001/000754 patent/WO2002018910A1/en active IP Right Grant
- 2001-08-31 JP JP2002523583A patent/JP2004507757A/ja active Pending
- 2001-08-31 EP EP01963019A patent/EP1314018B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-31 US US10/363,385 patent/US7140266B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20001930A (fi) | 2002-03-02 |
US7140266B2 (en) | 2006-11-28 |
FI20001930A0 (fi) | 2000-09-01 |
AU2001284072A1 (en) | 2002-03-13 |
US20040025567A1 (en) | 2004-02-12 |
EP1314018A1 (en) | 2003-05-28 |
DE60134559D1 (de) | 2008-08-07 |
EP1314018B1 (en) | 2008-06-25 |
WO2002018910A1 (en) | 2002-03-07 |
ATE399314T1 (de) | 2008-07-15 |
JP2004507757A (ja) | 2004-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI113406B (fi) | Laite aerosolipartikkelien kokojakauman määrittämiseksi | |
JP5817929B2 (ja) | 粒子数測定器 | |
CN102147350B (zh) | 气溶胶粒子浓度和尺寸分布的快速检测方法及其装置 | |
US6639671B1 (en) | Wide-range particle counter | |
US5214386A (en) | Apparatus and method for measuring particles in polydispersed systems and particle concentrations of monodispersed aerosols | |
US6904787B2 (en) | Method for measuring suspended particulate matter in atmospheric air | |
CN104266947B (zh) | 气溶胶粒子浓度传感器及其检测方法 | |
Stolzenburg et al. | A DMA-train for precision measurement of sub-10 nm aerosol dynamics | |
EP1278057A2 (en) | Method and apparatus for determining the size distribution of suspended particulate matter in the atmospheric air | |
JP2016526671A (ja) | エアロゾルの希釈のための方法および装置 | |
US3449667A (en) | Electrogasdynamic method and apparatus for detecting the properties of particulate matter entrained in gases | |
CN103018145A (zh) | 一种新型的pm2.5质量浓度实时监测装置与监测方法 | |
JP2014521966A (ja) | 検知システム | |
JP3985960B2 (ja) | 排気ガス中の微粒子計測装置および計測方法 | |
Dullenkopf et al. | Comparative mass flux measurements in sprays using a patternator and the phase‐Doppler technique | |
CN109283440A (zh) | 一种环境条件可控的负压式模拟测试分析平台 | |
JP2005214931A (ja) | 微粒子分析装置 | |
CN110082111A (zh) | 一种基于电迁移的发动机损伤检测方法 | |
CN202869934U (zh) | 一种新型的pm2.5质量浓度实时监测装置 | |
JP2008128739A (ja) | 微小粒子の粒子数計測方法及び装置 | |
CN110118709A (zh) | 一种可捕集颗粒物在线分级采样测量系统及其方法 | |
David | Direct-reading instrumentation for workplace aerosol measurements. A review | |
CN115112961A (zh) | 粉尘颗粒群的静电特性参数及荷质比在线检测装置及方法 | |
FI115075B (fi) | Menetelmä hiukkasjakauman tiheysominaisuuksien mittaamiseksi | |
Chua et al. | Electrical mobility separation of airborne particles using integrated microfabricated corona ionizer and separator electrodes |