KR100585575B1 - 입자 카운터용 평가 방법 및 그 방법을 실행하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입자 카운터용 평가 방법에 관한 것으로써, 검출기(15)는 액체 흐름이 발생되는 측정 영역에서 입자의 존재에 반응하는 신호(3)를 발생시키고, 상기 센서 신호는 신호 처리장치(23)에 의하여 처리되고 적어도 하나의 보정 요소를 고려하여서 디스플레이 값으로 변환된다. 상기 센서 신호(3)는 상기 측정 영역에서 입자의 각각의 잔류 시간이 주어진 시간 경과(T)내에서 결정되고 합계된 신호가 상기 잔류 시간을 합계함으로써 형성될 수 있도록 처리됨으로써, 상기 신호는 적어도 하나의 보정 요소를 고려하여서 디스플레이 값을 나타내는데에 사용된다. 본 발명의 방법을 실행하기 위한 장치는 비교기 회로(K)를 가진 신호 처리 유닛(23)과, 클록-펄스 발생기 및 예를 들면 합계된 신호를 형성하기 위하여 펄스 카운터의 형태로 있는 합계 장치를 포함한다.

검출기, 디스플레이, 보정 요소, 비교기 회로, 잔류 시간, 진공 펄스, 임계값

Description

입자 카운터용 평가 방법 및 그 방법을 실행하기 위한 장치{Evalution method for a particle counter and device for carring out said method}

본 발명은 입자 카운터(particle counter)용 평가 방법에 관한 것으로서, 여기에서 검출기의 신호는 액체 흐름이 발생되는 측정 영역에서 입자의 존재에 대하여 반응하는 검출기에 의하여 발생되고, 이러한 검출기의 신호는 신호 처리 장치에 의하여 처리되며, 적어도 하나의 보정 요소(calibration factor)를 고려하여서 액체 흐름의 입자 밀도를 지시하는 디스플레이 값으로 변환된다. 또한, 본 발명은 상기 평가 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.

유럽 특허 제 0 427 908 호에는, 불투명한 방법(opacity method)에 의하여 실행되는 입자 카운터가 공지되어 있는데, 이것은 수신기(receiver)가 측정 영역에서 불투명한 입자의 존재를 나타내는 검출기 신호를 발생하는 광 폐쇄부(a light enclosure)를 포함한다. 상술된 형태의 평가 방법은 독일 특허 제 41 10 231 A1에 기재된 방법에 의하여 실행되는 이러한 검출기의 신호 평가에 사용되며, 상기 측정 영역을 통하여 흐르는 액체 흐름의 오염 정도가 모니터되고, 여기에서 유압액으로 작동되는 것이 양호하며, 상기 액체에서의 금속 및 비금속의 불순물 또는 오염물과 같은 고체 물질의 충전 세기가 발생되거나, 또는 공기 방울 또는 물방울이 존재할 때에도 광 폐쇄부는 검출기 신호를 나타내는 불투명도의 존재를 이끌어낸다.

종래의 평가 방법에서, 측정될 어떠한 부피에서 존재하는 입자는 검출기 신호의 펄스로써 교대로 카운터되고 서로 다른 크기로 분류되는 입자와 관련하여서 서로 다른 크기의 채널에서 카운터된다. 측정될 부피는 부피 흐름 측정에 의하여 교대로 결정된다. 그 다음, 이러한 입자 카운트는 대응되는 각각의 보정 요소(calibration factor)의 관련된 채널 크기를 곱함으로써 교정된다. 그 다음, 교정된 입자의 수는 NAS 1638 또는 ISO 4406 표(Table)에 대응될 수 있도록 오염 정도로 분류된다.
독일 특허 제 1 294 051B 호는 소정 직경의 채널을 통하여 운반되는 거의 불균일한(nonuniform) 몸체 부피의 중량 또는 그 부피를 측정하기 위한 방법 및 장치를 기재하고 있다. 이러한 경우에, 상기 검출기 신호는 트리거 스테이지(trigger stage)에 의하여 일정한 진폭의 펄스로 변환된다. 이러한 펄스는 인터그레이터(integrator)로 공급되고, 여기에서 불연속적인(discrete) 각각의 펄스의 시간 적분이 발생된다. 각각의 펄스다음에, 상기 인터그레이터의 출력 신호는 시작으로 복귀된다. 상기 방법은 연구할 시간 경과에서 운반되는 몸체(body)의 중량 또는 부피의 평균값을 나타내는 출력 신호를 공급한다.
영국 특허 제 2 082 764A는 액체에서의 입자를 측정하기 위한 장치를 기재하고 있는데, 여기에서 입자의 외형(appearance)이 현상(phenomenon)으로 나타나고, 이러한 현상은 카운터(counter)에 의하여 요약된다. 소정의 수의 현상이 초과될 때에 스위치가 작동되고, 이것은 알람을 끄거나 또는 다르게 반응하게 된다. 상기 입자의 밀도를 결정하기 위하여, 부가의 독립적인 부피 흐름의 측정이 실행되어야만 한다.

본 발명의 목적은 종래의 방법과는 반대되는 평가 방법을 기재하는데, 관련된 액체 흐름의 충전 입자의 밀도는 보다 낮은 가격과 보다 큰 정밀도로 평가될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상술된 형태의 평가 방법에서, 상기 목적은 본 발명에 따라서 얻어지는데, 상기 검출기 신호의 처리는 상기 측정 영역에서 입자 각각의 잔류 시간이 소정의 시간 경과(lapse)내에서 결정되는 방법으로 실행되며, 이러한 잔류 시간의 합에 의하여 신호의 합이 형성되며, 이러한 신호의 합은 디스플레이 값을 나타내기 위한 적어도 하나의 보정 요소를 고려하여서 사용된다.

상기 디스플레이 값이 소정의 액체 부피를 나타내는 계산된 입자의 수를 기초로 하여서 더 이상 결정되지 않고, 측정 영역내에서 입자의 각각의 잔류 시간의 합을 기초로 하여서 소정의 시간 경과내에서 실행되는 사실에 의하여, 종래의 방법과 합체되어 요구되는 다른 방법은 물론 종래의 방법에서 요구되는 부피 흐름의 측정이 생략될 수 있다. 그래서, 본 발명에 따른 방법은 장치의 감소된 지출을 가지고 간략화된 실행 능력에 의하여 뿐만 아니라 그 결과에서의 보다 높은 정밀도로 실행되는 것을 특징으로 하는데, 왜냐 하면 존재하는 부피 흐름에 관한 어떠한 지식도 요구되지 않기 때문에, 상기 평가는 어떠한 측정에도 의존하지 않거나, 또는 부피 흐름의 제한이 고려되지 않는다. 보다 높은 레벨의 정밀도에 대해서, 환경은 또한 어떠한 에러도 없는 부피 흐름 측정이 계산을 위하여 고려될 필요가 없다는 것이 고려된다.

액체에서 분산되는 입자의 크기 분포를 확인하기 위한 하나의 방법은, 측정 영역에서의 입자의 잔류 시간을 결정하는 독일 특허 제 32 09 510 C2에 이미 공지되어 있다. 이것과는 다르게, 본 발명에 따른 방법은 측정 영역에서의 입자의 잔류 시간이 계산된 펄스의 수를 기초로 하여서 결정되는 방법으로 상기 검출기 신호를 처리한다.

종래의 평가 방법에서와 같이, 본 발명에서, 평가는 소위 크기-채널(magnitude-channel)에서 발견되는 바와 같이 입자 크기에 따른 서로 다른 분류를 기초로 될 수 있으므로, 적절한 보정 요소(calibration factor)는 디스플레이 값의 결정을 위하여 각각의 관련된 채널 크기용으로 사용된다. 따라서, 액체 부피당 입자의 수는 예를 들면 100ml당 카운트로서 신호 합으로 부터 추론되고, 따라서 상기 입자의 수에 관련된 오염의 정도에 관계는 그 것에 관련되는 NAS 1638 또는 ISO 4406 표(Table)에 대응되게 고려될 수 있다.

상기 채널 크기에 관련되는 검출기 신호에서의 펄스 높이에 대한 평가를 위하여, 상기 검출기 신호는 출력 신호가 잔류 시간의 합용으로 사용되는 소정의 임계값(threshold value)을 고려하면서 잔류 시간을 나타내는 비교기 출력 신호로 비교기 회로에 의하여 변환될 수 있다. 이러한 출력 신호는 아날로그 또는 디지탈이 될 수 있다. 상기 아나로그 결정에서, 상기 비교기 출력 신호는 신호의 합을 나타내는 전압값에 대하여 소정의 시간 경과내에서 합체된다. 하나의 양호한 실시예에 따른 디지탈 결정에서는, 상기 진동기 펄스가 계산될 수 있는 방법으로 잔류 시간의 합이 증명되는데, 이것은 비교기 출력 신호의 측정에 따른 시간의 소정의 경과내에서 해제된다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 상술된 평가 방법을 실행하기 위한 장치가 제공된다. 청구항 6에 따라서, 본 발명의 장치는 합계 장치는 물론 소정의 시간 경과를 형성하는 펄스 신호의 발생을 위한 펄스 발생기로서 소정의 임계값을 고려하면서 측정 영역에서 입자의 잔류 시간을 나타내는 비교기 출력 신호의 발생을 위한 비교기 회로를 가진 신호 처리 장치를 포함한다.

이후에는 본 발명이 도면을 관련하여서 설명한다.

도 1은 장치로 부터 커버가 제거된 것을 나타내는 입자 카운터와 관련된 평가 장치를 포함하는 장치를 부분적으로 절단하여 도시하는 개략적인 평면도.

도 2는 도 1의 장치의 모듈 유닛으로 사용하기 위한 신호 처리장치의 일 실시예의 매우 간략화된 블록 다이아그램.

도 3 및 도 4는 도 2의 신호 처리 장치의 신호 펄스의 일시적인 사이클을 나타내는 다이아그램.

도 5는 신호 처리 장치의 서로 다른 장치의 도 2의 것과 대응되는 도면.

도 6 및 도 7은 도 5의 신호처리 장치로 부터 신호 펄스의 일시적인 사이클의 도 3 및 도 4에 대응되는 다이아그램.

도 1에 도시된 모듈 유닛은 커버가 제거된 알루미늄 하우징(11)을 구비하고, 이것은 입자 검출기(15)로서 검출기 모듈(13)이 정렬된다. 상기 입자 검출기는 유럽 특허 제 0 427 908 호로 부터 공지된 종래의 검출기 형태이고, 상기 특허는 측정 영역에서 입자의 존재를 나타내는 신호를 전달하는 광 폐쇄부 장치에 의하여 불투명 원리에 따라서 검출기 신호를 발생시킨다. 상기 측정 영역을 통한 액체 흐름의 공급 및 방출을 위하여, 하우징(11)은 액체 입구(17)와 액체 출구(19)를 가진다. 또한, 검출기 모듈(13)은 압력이 걸린 도관의 차단을 용이하게 위하여 압력 밸브(21)를 합체시킨다.

하우징(11)에 장착된 것과 같은 입자 검출기(15)의 검출기 신호를 위하여 평가 회로로 작용하는 신호 처리 장치는 도면 부호 23으로써 도 1에 도시된다. 입자 검출기(15)와 신호 처리 장치(23)를 위한 전력 공급부 또는 전력 소스는 케이블(25)을 통하여 나오고, 상기 케이블을 통하여 상기 출력 신호 또한 전달되며, 이것은 NAS- 오염 분류와 예를 들면 펄스 기간-조절된 사각 파형 신호가 나타나는 것을 특징으로 한다. 출력 신호의 발생시키기 위한 디지탈 평가 방법의 한 예는 도 2 내지 도 4와 관련하여서 보다 상세하게 설명된다.

이러한 도면에서, 도면 부호 ②는 소정의 시간 경과를 나타내는 시간 신호이며, 제어기 유닛의 펄스 발생기로 부터 공급된다. 도면 부호 ③은 입자 검출기(15)의 검출기 신호를 나타낸다. 도면 부호 ⑤는 임계값 신호이며, 도면 부호 ①은 ③과 ⑤의 바깥의 비교기 작동에 의하여 발생되는 비교기 출력 신호를 나타낸다. 여기에서 도면 부호 ⑥은 진동기 펄스(④)가 비교기 출력 신호(①)에 의하여 해제될 때 나타내는 카운터(또는 카운터된) 신호 펄스를 나타낸다. 도 3은 T=일정의 소정의 경과동안에(예를 들면 1분) 흐름 액체의 주어진 유량(Q)으로써의 일 실시예를 나타내며, 상기 검출기 신호(③)는 2개의 입자의 존재를 나타내고, 도 2에서 K로써 지시된 비교기 회로의 출력신호으로서의 선택된 임계값(⑤)은 비교기 출력 신호(①)를 도입시키며, 이것은 각각의 입자를 위하여 t로 도시되는 잔류시간을 나타낸다.

도면 부호 ④로 선택되는 현재의 진동기 주파수의 경우에, 이것의 해제는 각각을 위한 6개의 카운터 펄스에 대하여 잔류 시간(t) 각각에 대한 비교기 출력 신호를 통하여 도입되며, 시간 T의 경과 말에서는 도 3에 도시된 바와 같이 합계된 카운터 상태(12)로 도입된다.

도 4는 동일한 액체, 즉 도 2에서와 동일한 입자 밀도를 가지는 액체의 비를 도시함으로써, 액체의 흐름비는 2 X Q, 다시 말하면 도 3에서 도시된 비의 2배를 도시한다. 상기 동일한 입자 밀도를 가지는 액체의 2배가 되는 액체 흐름비는 검출기 신호(③)를 나타내는 것으로 도입되고, 이것은 검출기에 의하여 모이게 되는 4개의 입자를 나타내며, 따라서 각각의 잔류 시간은 2배가 되는 흐름비의 결과로서 단지 t/2로 된다. t/2의 어떠한 각각의 잔류 시간를 가지는 동일한 진동기 주파수로써, 4개의 합계되는 잔류 시간 t/2를 포함하는 시간 경과 T내에서 흐름비 2 x Q로써 동일한 카운터 상태(12)로 도입되는 3개의 카운터 펄스(⑥)가 교대로 나타나게 된다. 다른 말로 하면 시간 간격(T)동안에 구동된 이후에 따르는 카운터의 상태는 동일한 비율로 있게 되는 흐름비율에 독립적으로 된다. 따라서, 상기 카운터 상태로 부터 적절한 보정 요소를 가진 통상적인 계산에 의하여, 입자 밀도 또는 오염의 정도는 NAS 또는 ISO에 따라서 추론될 수 있다.

도 5 내지 도 7은 아나로그 평가용의 하나의 가능한 장치를 도시함으로써, 카운트 소스는 도 5의 개략적인 도면에서 1로 도시된다. 도 3 및 도 4에 대응되는 도 6 및 도 7에서, 흐름비 Q 또는 흐름비 2 X Q가 교대로 도시된다. 흐름비 2 X Q로 이미 나타난 바와 같이, 상기 주어진 임계값(⑤)을 가진 비교기 출력 신호(①)는 도 6과 비교되는 잔류 시간의 수를 2배 전달함으로써, 도 6과 비교되는 각각의 잔류 시간은 도 7에서 t/2로 감소된다. 상기 비교기 출력 신호(①)의 측정에 따라서 도 5의 회로에서의 인터그레이터에 의하여 집적되는 전압은 2개의 전압 유닛에 의하여 각각의 잔류 시간 t동안에 도 6의 실시예에서 발생됨으로써, 상기 흐름비 Q로써 집적된 전압은 4개의 전압 유닛으로서 시간 T의 경과에 따라서 기준이 된다.

도 7의 실시예에서, 상기 전압(⑥)은 하나의 전압 유닛에서만을 위하여 1/2의 잔류시간(t/2)을 기초로 하여서 교대로 수정되고, 이것에 이어서 4개의 전압 유닛의 집적된 값을 유도하는 2배의 흐름비 2 X Q 등을 가지는 시간 경과(T)으로 구동된다. 이러한 평가의 결과는 흐름비에 다시 독립적으로 된다.

Claims (7)

1. 액체 흐름이 발생되는 측정 영역에서 입자의 존재에 반응하는 검출기에 의하여 신호가 발생되고, 검출기 신호는 신호 처리장치에 의하여 처리되고 적어도 하나의 보정 요소를 고려하면서 디스플레이 값으로 변환되며, 상기 디스플레이 값은 액체 흐름의 입자 밀도를 지시하는 입자 카운터용 평가 방법에 있어서,

   상기 검출기 신호의 처리는 소정의 시간 경과내에서 액체내의 입자의 각각의 잔류시간이 상기 측정 영역에서 확인될 수 있도록 상기 검출기의 신호 처리가 실행되며, 상기 잔류 시간의 합에 의하여 형성된 합계 신호는 상기 디스플레이 값을 나타내기 위한 적어도 하나의 보정 요소(calibration factor)를 고려하면서 사용되는 것을 특징으로 하는 입자 카운터용 평가 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 검출기 신호는 비교기 회로에 의하여 소정의 임계값을 고려하는 잔류 시간을 나타내는 비교기 출력 신호로 전환되며, 이것은 잔류 시간의 합으로 사용되는 것을 특징으로 하는 입자 카운터용 평가 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 잔류 시간의 합은 상기 비교기 출력 신호의 측정에 따라서 소정의 시간 경과내에서 해제되는 진공 펄스가 계산되는 방법으로 실행되는 것을 특징으로 하는 입자 카운터용 평가 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 잔류 시간의 합으로써, 상기 비교기 출력 신호의 적분에 의해 소정의 시간 경과내에 발생되는 신호값이 합계되는 입자 카운터용 평가 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 합계된 신호값은 아나로그-디지탈 변환기에 의하여 디지탈화되는 것을 특징으로 하는 입자 카운터용 평가 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 평가 방법을 실행하기 위한 장치에 있어서,

   액체 흐름이 발생되는 측정영역에서 입자의 존재에 반응하는 신호를 발생시키기 위한 검출기와, 측정 영역에서 상기 입자의 잔류 시간을 나타내는 비교기 출력 신호(①)를 소정의 임계값(⑤)을 고려하면서 발생하기 위한 비교기 회로(K)를 포함하는 신호 처리 장치(23)와, 소정의 시간 경과(T)를 형성하는 펄스 신호(②)를 발생하기 위한 펄스 발생기 및, 합계장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 신호 처리장치(23)는 펄스(④)가 비교기 출력 신호(①)의 측정에 따라서 해제되는 진동기를 포함하고, 소정의 시간 경과(T)내에서 해제된 진동기 펄스(④)를 계산하는 카운터가 존재하는 것을 특징으로 하는 장치.

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