FI119660B

FI119660B - Förfarande och anordning för mätning av jonrörligheten i en gas

Info

Publication number: FI119660B
Application number: FI20051223A
Authority: FI
Inventors: Pasi Nuutinmaeki
Original assignee: Environics Oy
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2009-01-30
Also published as: IL191731A0; US8071939B2; RU2008121421A; CA2632178A1; NO20082632L; FI20051223A0; RU2431827C2; AU2006319126A1; FI20051223A; JP2009517821A; EP1969360A1; CN101365942A; US20090166526A1; WO2007063167A1

Claims

1. Förfarande för att mätä jonrörlighet, varvid joner belägna i ett medium transporteras med hjälp av ett elektriskt fält och deras rörlighet mäts, 5 kännetecknat av att mediet häils i ett skämingsflöde, som bildas mellan tvä väsentligt parallella ytor genom att flytta ytorna i förhällande tili varandra.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att ytorna flyttas parallellt i förhällande tili varandra. 10

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att skärningsflödet häils väsentligt laminärt.

4. Förfarande enligt patentkrav 1, 2 eller 3, kännetecknat av att det elektriska IS fältet och skärningsflödet häils perpendikulära i förhällande tili varandra.

5. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att det finns joner av flera slag och deras mängd och/eller rörlighet och/eller rörlighetsfördelning mäts. 20

6. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att jonernas rörlighet mäts med mätelektroder.

7. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att 25 jonerna produceras genom att hälla provet som skall analyseras i joniserande förhällanden.

8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att den icke-joniserade delen av provet används som medium. 30

9. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att mediet är gas eller änga.

10. Förfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att de 35 tvä väsentligt parallella ytorna är de motsatta platta ytorna av tvä skivor eller band.

11. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1 - 9, kännetecknat av att de tva väsentligt parallella ytorna är de yttre och inre ytoma hos tva i förhällande tili varandra roterande, olika Stora och väsentligt koncentriska cylindrar. 5

12. Förfarande enligt patentkrav 11, kännetecknat av att förhällandet mellan diametrarna hos den inre cylinderns yttre yta och den yttre cylindems inre yta är 0,30-0,99, företrädesvis 0,50-0,95.

13. Förfarande enligt patentkrav 11 eller 12, kännetecknat av att den inre 10 cylindern hälls pä plats och den yttre cylindern roteras.

14. Förfarande enligt nägot av patentkraven 11-13, kännetecknat av att provet mätäs in mellan den inre och den yttre cylindern och försätts där i skämingsflödet.

15 15. Förfarande enligt patentkrav 14, kännetecknat av att provet inmatas som en sats mellan den inre och yttre cylindern, och man awaktar tills det inrättas som ett laminärt skärningsflöde, och jonernas rörlighet mäts.

16. Förfarande enligt nagot av patentkraven 11-15, kännetecknat av att provet 20 hälls under joniserande förhällanden i en joniseringszon mellan den inre och den yttre cylindern.

17. Förfarande enligt patentkrav 16, kännetecknat av att de joniserande förhällandena ästadkommes med en jonisator anordnad pä den inre cylinderns 25 yttre yta.

18. Förfarande enligt patentkrav 16 eller 17, kännetecknat av att spänningen hos den inre och den yttre cylindern i joniseringszonen hälls väsentligt likadan. 30

19. Förfarande enligt nägot av patentkraven 11-18, kännetecknat av att provets joner transporteras med hjälp av ett elektriskt fält i en transportzon, som ligger nedströms i förhällande tili joniseringszonen, mellan den inre och yttre cylindern.

20. Förfarande enligt patentkrav 19, kännetecknat av att jonernas transport 35 utförs genom att ästadkomma ett elektriskt fält mellan den yttre cylindern och en eller flera jonuppsamlingsskivor anordnade i den inre cylindern.

21. Förfarande enligt nägot av patentkraven 11-20, kännetecknat av att jonernas mängd och transportsträcka mäts med en eller flera mätningselektroder i anslutning tili uppsamlingsskivan. 5

22. Förfarande enligt patentkrav 21, kännetecknat av att mätningselektroderna är placerade pä den inre cylinderns yttre yta successivt i flödesriktningen.

23. Förfarande enligt patentkrav 17 och/eller 22, kännetecknat av att mediets turbulens undviks genom att halla jonisatorn och/eller mätningselektroderna pä ett 10 avstand fran den inre cylinderns kanter och företrädesvis pä mitten av cylinderytan.

24. Förfarande enligt nägot av patentkraven 11-23, kännetecknat av att det icke- joniserade provet mäts med referenselektroder, som är anordnade mellan 15 den inre och den yttre cylindern samt uppströms i förhällande tili joniseringszonen.

25. Förfarande enligt nagot av patentkraven 11-24, kännetecknat av att jonerna som passerat förbi transportzonen urladdas i en urladdningszon, som är belägen i nedströms i förhallande tili transportzonen. 20

26. Anordning för att mätä jonrörlighet, innefattande ett elektriskt fält (E) för att transportera joner belägna i ett medium och en jonmätare (4) för att mätä jonernas rörlighet, kännetecknat av ett första ytelement (1) med en första yta (1), och ett andra ytelement (2) med en andra väsentligt parallel) yta (2), varvid ytorna (1, 2) 25 begränsar mediets utrymme och kan flyttas i förhällande tili varandra med hjälp av ytelementen (1, 2), sä att mediet är beläget i skärningsflödet under jonernas transport och mätningen av deras rörlighet.

27. Förfarande enligt patentkrav 26, kännetecknat av att ytelementen (1, 2) är 30 anordnade att flytta ytorna (1,2) parallellt i förhällande tili varandra.

28. Förfarande enligt patentkrav 26 eller 27, kännetecknat av att ytelementen (1,2) är anordnande att hälla mediet väsentligt i laminärt flöde. 35

29. Förfarande enligt patentkrav 26, 27 eller 28, kännetecknat av att ytelementen (1, 2) och det elektriska fältet (E) är anordnade att hälla det elektriska fältet (E) och skärningsflödet (5) perpendikulärt i förhällande tili varandra.

30. Förfarande enligt nägot av patentkraven 26 - 28, kännetecknat av att jonmätaren (4) innefattar ett eller flera mätelement (4) för att mätä mängden och/eller rörligheten och/eller rörlighetsfördelningen av olika jonslag.

31. Anordning enligt patentkrav 30, kännetecknad av att jonmätarens mätelement är mätelektroder (4) och de är företrädesvis flera tili antalet.

32. Anordning enligt nägot av patentkraven 26-31, kännetecknad av en jonisator (3) som häller provet som skall analyseras under joniserande förhallanden och 10 producerar joner av det.

33. Anordning enligt patentkrav 32, kännetecknad av att jonisatorn (3) är en UV-Ijuskälla, en koronaurladdningsanordning eller företrädesvis en strälningskälla (3).

34. Anordning enligt nägot av patentkraven 26-33, kännetecknad av att ytelementen (1, 2) är anordnade att använda provets icke-joniserade del som medium.

35. Anordning enligt nägot av patentkraven 26-34, kännetecknad av att 20 ytelementen (1, 2) är anordnade att använda ett prov och/eller ett medium i gasform eller i förängad form.

36. Anordning enligt nägot av patentkraven 26-35, kännetecknad av att ytorna är de motsatta och väsentligt platta ytorna hos tvä skivor eller band. 25

37. Anordning enligt nägot av patentkraven 26-35, kännetecknad av att ytorna (1, 2) är de yttre (1) och inre (2) ytorna av tvä olika Stora och väsentligt koncentriska cylindrar (1, 2) som roterar i förhällande tili varandra.

38. Anordning enligt patentkrav 37, kännetecknad av att förhällandet mellan diametrarna hos den inre cylinderns (1) yttre yta och den yttra cylinderns (2) inre yta är 0,30-0,99, företrädesvis 0,50-0,95.

39. Anordning enligt patentkrav 37 eller 38, kännetecknad av att den inre 35 cylindern (1) är stationär och den yttre cylindern (2) är anordnad att rotera.

40. Anordning enligt patentkrav 39, kännetecknad av en motor (13) som roterar den yttre cylindern.

41. Anordning enligt nägot av patentkraven 37-40, kännetecknad av provets inmatningsorgan, som matar in provet mellan den inre (1) och den yttre (2) cylindern och försätter det i skärningsflödet där. 5

42. Anordning enligt patentkrav 41, kännetecknad av att matningsorganet bildas av ett radialfläktorgan (9) i anslutning tili den yttre cylindern (2), som suger eller bläser provet och/eller mediet tili ett utrymme mellan cylindrarna (1, 2), och av öppningar (10,11) i anslutning tili den yttre cylindern, genom vilka provet och/eller 10 mediet strömmar tili eller frän ett utrymme mellan cylindrarna (1,2).

43. Anordning enligt patentkrav 41 eller 42, kännetecknad av att i provets matningsorgan (9) finns en avbrytare för matningsflödet för att mata provet och/eller mediet satsvis tili utrymmet mellan cylindrarna (1, 2), varvid mätningen 15 börjar först dä satsen flödar laminärt.

44. Anordning enligt nägot av patentkraven 37-43, kännetecknad av att jonisatorn (3) är anordnad i joniseringszonen (16) mellan den inre (1) och den yttre (2) cylindern.

45. Anordning enligt patentkrav 44, kännetecknad av att jonisatorn (3) är fastspänd vid den inre cylinderns (1) yttre yta.

46. Anordning enligt nägot av patentkraven 37-45, kännetecknad av att det 25 elektriska fältet (E) är anordnat i transportzonen mellan den inre (1) och den yttre (2) cylindern, som är belägen nedströms i förhällande tili joniseringszonen (16).

47. Anordning enligt patentkrav 46, kännetecknad av att det elektriska fältet (E) bildas av elspänning anordnad mellan den yttre cylindern (2) och en 30 jonuppsamlingsskiva anordnad i den inre cylindern (1).

48. Anordning enligt patentkrav 47, kännetecknad av att i anslutning tili uppsamlingsskivan (15) finns en eller flera mätelektroder (4), med vilka jonernas mängd och transporttid mäts. 35

49. Anordning enligt patentkrav 48, kännetecknad av att det finns flera (4) mätelektroder och de är placerade successivt i flödesriktningen pä den inre cylinderns (1) yttre yta.

50. Anordning enligt nägot av patentkraven 37-49, kännetecknad av att jonisatorn (3) och mätelektroderna (4) är anordnade pä ett avständ frän den inre cylinderns (1) kanter och företrädesvis pä mitten av cylinderns (1) yta. 5

51. Anordning enligt nägot av patentkraven 37-50, kännetecknad av referenselektroder (8), som är anordnade mellan den inre (1) och den yttre (2) cylindern samt uppströms i förhällande tili joniseringszonen (16).

52. Anordning enligt nägot av patentkraven 46-57, kännetecknad av en urladdningszon (6), belägen nedströms i förhällande tili transportzonen och väri joner som eventuellt passerat förbi transportzonen urladdas.

53. Anordning enligt nägot av patentkraven 37-52, kännetecknad av att 15 jonisatorn (3), uppsamlingsskivan (15) och mätelektroderna (4) är anordnade pä en kretsskiva (figur 4), som är fastspänd pä den inre cylinderns (1) yttre yta.

54. Anordning enligt nägot av patentkraven 26-53, kännetecknad av att den är en jonrörlighetsspektrometer. 20