KR100991023B1

KR100991023B1 - apparatus for measuring particles by using DMA

Info

Publication number: KR100991023B1
Application number: KR1020080016029A
Authority: KR
Inventors: 강상우; 윤주영; 성대진; 신용현; 김태성; 최재붕; 조대근
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2010-10-29
Also published as: KR20090090672A

Abstract

본 발명은 DMA를 이용한 입자측정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 DMA를 구성하는 외부 실린더와 내부 일렉트로드 사이의 방전전압

를 측정하여 DMA의 내부 압력을 측정하는 중앙처리부를 포함하는 DMA를 이용한 입자측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a particle measuring device using a DMA, and more particularly, the discharge voltage between the outer cylinder and the inner electro rod constituting the DMA

It relates to a particle counter using a DMA comprising a central processing unit for measuring the internal pressure of the DMA by measuring the.

또한, 본 발명은 상기 입자측정기를 이용하여 DMA의 내부 압력을 측정하기 위한 프로그램이 내장된 기록매체에 관한 것이기도 하다.The present invention also relates to a recording medium in which a program for measuring the internal pressure of the DMA using the particle counter is embedded.

DMA, 방전전압, 저압, 전기이동도 DMA, discharge voltage, low voltage, mobility

Description

Apparatus for measuring particles by using DMA}

DMA를 구비한 입자측정기로는 대한민국에 특허출원하여 등록공고(등록번호:10-0567788)된 "입자측정기 및 입자측정방법", 출원공개(출원번호:10-2006-0019403)된 "입자측정장치 및 방법" 등 다수가 있다.As a particle measuring device equipped with DMA, "Particle measuring device and particle measuring method" registered and published in Korea (Registration No .: 10-0567788), Patent Application (Application No.:10-2006-0019403) And methods. "

한편, DMA를 구비한 입자측정기를 이용하여 저압하의 에어로졸에 포함된 입 자의 개수 크기 내지 크기 분포를 정확히 측정하기 위해서는 DMA의 내부 압력을 정확히 측정할 필요가 있는데, 진공펌프의 앞쪽에 구비되는 압력계를 이용하여 측정되는 DMA의 내부 압력은 실제의 DMA의 내부 압력과는 오차가 발생함이 알려져 있다.On the other hand, in order to accurately measure the number size or size distribution of particles contained in the aerosol under low pressure by using a particle measuring device having a DMA, it is necessary to accurately measure the internal pressure of the DMA. It is known that the internal pressure of the DMA measured by using an error occurs from the actual internal pressure of the DMA.

본 발명은 통상의 압력계를 이용하지 않고 DMA의 외부 실린더와 내부 일렉트로드 사이의 방전전압

를 측정함으로써 DMA의 내부 압력을 정확하게 측정할 수 있는 DMA를 이용한 입자측정기를 제공하고자 한다.The present invention does not use a conventional pressure gauge, but the discharge voltage between the outer cylinder of the DMA and the inner electrorod

It is to provide a particle counter using a DMA that can accurately measure the internal pressure of the DMA by measuring.

또한, 본 발명은 상기한 입자측정기를 이용하여 DMA의 내부 압력을 측정하기 위한 프로그램이 내장된 기록매체를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a recording medium in which a program for measuring the internal pressure of the DMA by using the particle counter described above.

본 발명은 청정기체 및 하전과정을 거친 에어로졸이 유입되는 외부 실린더; 상기 외부 실린더 내벽과의 사이에 상기 청정기체와 에어로졸 혼합물의 유동로를 형성하며, 상기 외부 실린더 내부에 길이 방향을 따라 설치되는 내부 일렉트로드; 상기 에어로졸에 포함된 입자 중 어느 일정 구간의 전기이동도를 갖는 입자를 특정 군으로 분리하기 위한 입자 분리수단;을 구비하는 DMA와, 상기 외부 실린더와 내부 일렉트로드 사이의 방전전압

를 측정하여 상기 DMA의 내부 압력을 측정하는 중앙처리부를 포함하되, 상기 중앙처리부는 상기 외부 실린더와 내부 일렉트로드 사이에 전압을 인가하기 위한 전원공급부; 상기 외부 실린더 또는 내부 일렉트로드의 어느 하나에 연결되는 일렉트로미터(Electrometer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 DMA를 이용한 입자측정기에 관한 것이다.The present invention is an outer cylinder through which the aerosol flowing through the clean gas and the charging process; An inner electro rod formed between the outer cylinder inner wall and a flow path of the clean gas and the aerosol mixture and installed in the outer cylinder along a length direction; Particle separation means for separating the particles having a certain degree of mobility of the particles contained in the aerosol into a specific group; DMA comprising; and the discharge voltage between the outer cylinder and the inner electrorod

A central processing unit for measuring an internal pressure of the DMA by measuring a power supply unit for applying a voltage between the outer cylinder and the inner electrorod; It relates to a particle measuring device using DMA, characterized in that it comprises an electrometer (Electrometer) connected to any one of the outer cylinder or the inner electrorod.

본 발명에 있어서, 상기

는 상기 외부 실린더와 내부 일렉트로드 사이에 특정 전압을 가한 경우 상기 일렉트로미터(Electrometer)를 통하여 측정된 전류가 일정 범위에 해당할 때 상기 외부 실린더와 내부 일렉트로드 사이에 가해진 특정 전압일 수 있으며, 상기 중앙처리부는 상기

를 Pashen 효과에 적용하여 상기 DMA의 내부 압력을 측정하는 것일 수 있는데, 상기

를 Pashen 효과에 적용하기 위한 식은 Townsend criterion을 이용하여 구한 Pashen curve 식

일 수 있다. 여기서,

및

는 상기 DMA에 유입되는 청정기체 및 에어로졸에 의존하는 제1 이온화 상수와 관련된 상수이고,

는 상기 DMA에 유입되는 청정기체 및 에어로졸과 상기 DMA의 재질, 형상에 의존하는 제2 이온화 상수이고,

는 상기 DMA의 내부압력이고,

,

은 상기 DMA의 일렉트로드의 외경,

는 상기 DMA의 외부 실린더의 내경이다.In the present invention, the

May be a specific voltage applied between the outer cylinder and the inner electrorod when a current measured by the electrometer corresponds to a predetermined range when a specific voltage is applied between the outer cylinder and the inner electrorod. The central processing unit is

May be applied to the Pashen effect to measure the internal pressure of the DMA,

Equation for applying the Pashen effect to the Pashen effect is calculated using the Townsend criterion.

Can be. here,

And

Is a constant associated with a first ionization constant that depends on the clean gas and aerosol entering the DMA,

Is a second ionization constant depending on the clean gas and aerosol flowing into the DMA and the material and shape of the DMA,

Is the internal pressure of the DMA,

,

Is the outer diameter of the DMA electroload,

Is the inner diameter of the outer cylinder of the DMA.

본 발명은 상기 청정기체와 에어로졸의 혼합물 중 상기 입자 분리수단에 의 해 분리된 혼합물과 상기 분리수단에 의해 분리되지 않은 혼합물을 별개의 통로를 통해 배출시키기 위한 진공펌프를 포함할 수 있는데, 상기 분리수단은 상기 내부 일렉트로드의 외주면으로부터 내측으로 형성되어 상기 내부 일렉트로드의 하단부로 연장 형성되는 분리슬릿을 포함하고, 상기 분리수단에는 상기 분리수단에 의해 특정 군으로 분리된 입자들에 의한 하전량을 측정하기 위한 FCE가 구비되는 FCE부가 연결되며, 상기 FCE부는 상기 진공펌프에 연결될 수 있다.The present invention may include a vacuum pump for discharging a mixture separated by the particle separating means and a mixture not separated by the separating means from the mixture of the clean gas and the aerosol through a separate passage. The means includes a separating slit formed inward from the outer circumferential surface of the inner electrod and extended to the lower end of the inner electrod, wherein the separating means receives the amount of charge by the particles separated into a specific group by the separating means. An FCE unit having an FCE for measuring may be connected, and the FCE unit may be connected to the vacuum pump.

한편, 본 발명은 상기 어느 하나의 입자측정기를 이용하여 DMA의 내부 압력 을 측정하기 위한 프로그램이 내장된 것을 특징으로 하는 DMA의 내부 압력을 측정하기 위한 프로그램이 내장된 기록매체에 관한 것이다.On the other hand, the present invention relates to a recording medium having a program for measuring the internal pressure of the DMA, characterized in that the program for measuring the internal pressure of the DMA by using any one particle measuring device.

본 발명은 특히, 저압하에 있는 DMA(300) 내의 압력을 정확하게 측정함으로써 DMA에 의해 특정 군으로 분리된 입자의 개수 내지 크기 분포를 정확히 측정할 수 있는 장점이 있다.In particular, the present invention has an advantage of accurately measuring the number to size distribution of particles separated into a specific group by DMA by accurately measuring the pressure in the DMA 300 under low pressure.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예1Example 1

실시예1은 본 발명에 따른 DMA를 이용한 입자측정기에 관한 것이다.Example 1 relates to a particle analyzer using DMA according to the present invention.

도1은 실시예1의 개략도를, 도2는 실시예1의 DMA 내부압력 측정을 위한 중앙처리부의 작동 흐름도를 나타낸다.1 is a schematic diagram of Embodiment 1, and FIG. 2 is an operation flowchart of a central processing unit for measuring DMA internal pressure of Embodiment 1. FIG.

도1을 참조하면 실시예1은 유입부(100), 배출부(200), DMA(Differential Mobility Analyzer)(300), FCE(Faraday Cup Electrometer)부(400) 및 중앙처리부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 1, Embodiment 1 includes an inlet 100, an outlet 200, a differential mobility analyzer (DMA) 300, a Faraday Cup Electrometer (FCE) unit 400, and a central processing unit 500. .

유입부(100)는 실시예1에 따른 입자측정기에 청정기체와 에어로졸을 유입시키기 위한 부분이다.Inlet 100 is a portion for introducing a clean gas and aerosol to the particle measuring apparatus according to the first embodiment.

유입부(100)는 측정대상이 되는 에어로졸의 유량을 조절하는 에어로졸 유량계(11)와, 에어로졸 중의 입자를 하전/중화시키는 Radioactive Neutralizer(12)와, 청정기체의 유량을 조절하는 청정기체 유량계(13)로 구성된다. 이 중 에어로졸 유량계(11)와 청정기체 유량계(13)는 유량조절 범위가 각각 0~1,000 sccm, 0~10,000 sccm 이며 ±0.2%이내의 유량 조절 오차를 가질 수 있다. Radioactive Neutralizer(12)는 Am-241 방사능 원소가 사용되어지는데, 다른 방사능 원소인 Kr-85나 Soft X-ray 등을 사용하는 장치들로 대체될 수 있다.The inlet part 100 includes an aerosol flow meter 11 for adjusting the flow rate of the aerosol to be measured, a Radioactive Neutralizer 12 for charging / neutralizing particles in the aerosol, and a clean gas flow meter 13 for adjusting the flow rate of the clean gas. It is composed of Among these, the aerosol flowmeter 11 and the clean gas flowmeter 13 may have a flow rate control range of 0 to 1,000 sccm and 0 to 10,000 sccm, respectively, and have a flow rate adjustment error within ± 0.2%. Radioactive Neutralizer 12 uses Am-241 radioactive element, which can be replaced by devices using other radioactive elements Kr-85 or Soft X-ray.

배출부(200)는 DMA(Differential Mobility Analyzer)(300)로부터 샘플 기체 및 초과 기체가 배출되는 부분이다. 샘플 기체란 DMA(300)에 유입된 청정기체와 에어로졸의 혼합물 중 에어로졸에 포함된 어느 일정 구간의 전기이동도를 갖는 입자를 특정 군으로 분리하기 위하여 DMA(300)에 형성되는 입자분리 수단인 분리 슬릿(32-1)을 통하여 FCE부(400)로 유출되는 혼합물을 말하고, 초과기체는 DMA(300)에 형성된 분리 슬릿(32-1)을 통하여 유출되지 못하고 분리 슬릿(32-1) 하부에 위치한 유출구를 통하여 DMA(300) 외부로 유출되는 혼합물을 가르킨다.The discharge unit 200 is a portion in which sample gas and excess gas are discharged from the differential mobility analyzer (DMA) 300. The sample gas is a particle separation means formed in the DMA 300 in order to separate particles having a certain degree of electro mobility included in the aerosol from a mixture of clean gas and aerosol introduced into the DMA 300 into a specific group. The mixture flows out to the FCE unit 400 through the slit 32-1, and the excess gas does not flow out through the separation slit 32-1 formed in the DMA 300 and is below the separation slit 32-1. Point out the mixture exiting the DMA 300 through the outlet located.

배출부(200)는 초과 기체가 흐르는 DMA(300) 하단 부와 진공펌프(26) 사이의 압력을 측정하는 압력 측정기(21), 초과 기체의 온도를 측정하는 온도계(22)와, 초 과 기체 유량과 DMA(300) 내의 압력을 조절하는 초과 기체 조절밸브(23), 샘플 기체 유량과 DMA(300) 내의 압력을 조절하는 샘플 기체 조절밸브(24), 샘플 기체의 유량을 측정하는 유량 측정기(25)와, 장치 전체를 저압으로 만드는 진공펌프(26)로 구성된다. 진공펌프(26)는 Oil rotary vacuum pump(26)일 수 있다.The discharge unit 200 includes a pressure meter 21 for measuring the pressure between the lower portion of the DMA 300 through which the excess gas flows and the vacuum pump 26, a thermometer 22 for measuring the temperature of the excess gas, and an excess gas. An excess gas control valve 23 for adjusting the flow rate and pressure in the DMA 300, a sample gas control valve 24 for adjusting the sample gas flow rate and the pressure in the DMA 300, and a flow meter for measuring the flow rate of the sample gas ( 25) and a vacuum pump 26 which makes the whole apparatus low pressure. The vacuum pump 26 may be an oil rotary vacuum pump 26.

이 가운데 압력 측정기(21)는 0.5~1000 Torr 범위의 압력을 0.25%의 오차를 가지고 측정할 수 있으며, 온도계(22)는 Thermocouple을 이용하여 비교적 넓은 범위의 온도를 측정할 수 있다. 초과 기체 및 샘플 기체 조절밸브(23,24)는 Needle valve가 사용되며 비교적 정밀한 유량까지 제어 가능하다. 유량 측정기(25)는 최대 2000 sccm 까지의 유량을 0.2% 오차를 가지고 측정할 수 있다. 진공펌프(26)는 최대 600 liter/min의 펌프 속도를 가지며, DMA(300) 내부로 유입되는 기체가 없을 시, DMA(300) 내부 압력을 최소 1~3 Torr까지 낮출 수 있다. 진공펌프(26)는 사용하고자 하는 저압 환경에 따라 펌프 용량이 변경될 수 있다. 또한, 초과 기체 배관라인과 샘플 기체 배관라인 별로 각각의 별개의 펌프를 설치할 수도 있다.The pressure gauge 21 may measure a pressure in the range of 0.5 to 1000 Torr with an error of 0.25%, and the thermometer 22 may measure a relatively wide range of temperature using a thermocouple. The excess gas and sample gas control valves 23 and 24 are used with a needle valve and can be controlled to a relatively precise flow rate. The flow meter 25 may measure flow rates up to 2000 sccm with a 0.2% error. The vacuum pump 26 has a pump speed of up to 600 liter / min, and when there is no gas flowing into the DMA 300, the pressure inside the DMA 300 may be lowered to at least 1 to 3 Torr. The pump capacity of the vacuum pump 26 may be changed according to the low pressure environment to be used. In addition, separate pumps may be installed for each of the excess gas piping lines and the sample gas piping lines.

DMA(300)는 에어로졸에 포함된 입자 중 어느 일정구간의 전기이동도를 갖는 입자를 특정 군으로 분리시키는 부분이다.The DMA 300 is a part for separating particles having a certain mobility of a certain period among the particles included in the aerosol into a specific group.

DMA(300)는 청정기체 및 하전과정을 거친 에어로졸이 유입되는 외부 실린더(Outer cylinder)(31), 외부 실린더(Outer cylinder)(31) 내벽과의 사이에 상기 청정기체와 에어로졸 혼합물의 유동로가 형성되도록 외부 실린더(Outer cylinder)(31) 내부에 길이 방향을 따라 설치되는 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32), 상기 에어로졸에 포함된 입자 중 어느 일정 구간의 전기이동도를 갖는 입자를 특정 군으로 분리하기 위한 입자 분리수단(도면부호 미부여)을 포함한다.The DMA 300 has a flow path of the mixture of the clean gas and the aerosol between the inner wall of the outer cylinder 31 and the outer cylinder 31 into which the clean gas and the charged aerosol are introduced. An inner electrode 32 installed in the outer cylinder 31 along the longitudinal direction so as to be formed, and particles having an electric mobility of a certain section among the particles contained in the aerosol. Particle separation means (not shown) for separation into a.

외부 실린더(Outer cylinder)(31)의 바닥면에는 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32)를 안치시키기 위한 안치대(33)가 구비될 수 있는데, 안치대(33)는 외부 실린더(Outer cylinder)(31)와 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32)의 단전을 위해 부도체인 고무 등으로 이루어질 수 있다.The bottom surface of the outer cylinder (31) may be provided with a rest 33 for placing the inner electrode (32), the rest 33 is an outer cylinder (Outer cylinder) It may be made of rubber or the like which is a non-conductor for disconnection of the 31 and the inner electrode 32.

입자 분리수단(32-1)은 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32)의 외주면으로부터 내측으로 형성되어 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32)의 하단부로 연장 형성되는 분리 슬릿(slit)(32-1), 분리 슬릿(slit)(32-1)에 연통되도록 안치대(33)에 형성되는 안치대 유출로(33-1), 안치대 유출로(33-1)에 연통되는 실린더 유출공(31-1)일 수 있다.The particle separation means 32-1 is formed inward from the outer circumferential surface of the inner electrode 32 and extends to the lower end of the inner electrode 32. 1), a cylinder outlet hole 33-1 formed in the arthropod 33 so as to communicate with the separation slit 32-1, a cylinder outlet hole communicated with the passageway outlet 33-1 ( 31-1).

두 부위(31,32)의 형상과 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32)에 인가되는 최대 전압은 측정가능한 입자 사이즈 범위에 영향을 준다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 외부 실린더(Outer cylinder)(31)는 접지되어 있다.The shape of the two sites 31 and 32 and the maximum voltage applied to the inner electrode 32 affect the range of measurable particle sizes. Although not shown in the drawing, the outer cylinder 31 is grounded.

FCE(Faraday Cup Electrometer)부(400)는 입자 분리수단(도면부호 미부여)을 통하여 분리된 입자군에 속하는 입자들의 하전량에 의한 전류를 측정하는 부분이다.Faraday Cup Electrometer (FCE) unit 400 is a part for measuring the current by the amount of charge of the particles belonging to the separated particle group through the particle separation means (not shown).

FCE부(400)는 DMA(300)에서 특정 군으로 분리된 입자의 하전량을 실시간으로 측정하여 제어 및 복원부(Controller/Data acquisition & reduction)(52)에 전류 값을 내보내는 FCE(41)를 포함한다. FCE(41)의 평균 노이즈 레벨은 0.35 fA 이하로, 응답 시간은 200 ms이하일 수 있다. FCE부(400)는 유량 측정기(25) 및 샘플 기체 조절밸브(24)를 통하여 진공펌프(26)에 연결된다.The FCE unit 400 measures the charge amount of the particles separated into a specific group in the DMA 300 in real time and sends the FCE 41 which sends current values to the controller / data acquisition & reduction unit 52. Include. The average noise level of the FCE 41 may be 0.35 fA or less, and the response time may be 200 ms or less. The FCE unit 400 is connected to the vacuum pump 26 through the flow meter 25 and the sample gas control valve 24.

중앙처리부(500)는 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32)에 전압을 인가하고 데이터를 수집/복원하고 전류를 측정하는 등 상기 실시예1을 전반적으로 제어하는 부분이다.The central processing unit 500 is an overall control part of Embodiment 1, such as applying a voltage to the inner electrode 32, collecting / restore data, and measuring current.

중앙처리부(500)는 저압에서 외부 실린더(Outer cylinder)(31)와 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32) 사이에서 Breakdown(방전)이 발생했을 경우 외부 실린더(Outer cylinder)(31)에서 전류를 측정하는 일렉트로미터(Electrometer)(51), 실시예1의 전체 제어와 측정 데이터를 수집/분석하여 에어로졸 유량계(11)를 통하여 실시예1에 유입되는 에어로졸에 포함된 입자 크기 내지 입자 크기 분포를 복원하는 제어 및 복원부(Controller/Data acquisition & reduction)(52)을 포함한다. 한편, 제어 및 복원부(Controller/Data acquisition & reduction)(52)는 외부 실린더(Outer cylinder)(31)와 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32) 사이에 특정 전압을 인가하기 위한 전원공급부를 포함한다. 일렉트로미터(Electrometer)(51)는 최소 측정 가능한 전류가 10^-9 A 이하일 수 있다. 제어 및 복원부(Controller/Data acquisition & reduction)(52)는 컴퓨터 기반이 될 수도 있고 PLC 기반이 될 수도 있다.The central processing unit 500 generates a current in the outer cylinder 31 when a breakdown occurs between the outer cylinder 31 and the inner electrode 32 at low pressure. Collecting / analyzing the measuring electrometer 51, the total control and measurement data of Example 1 to restore the particle size to particle size distribution contained in the aerosol introduced in Example 1 via the aerosol flow meter 11 A controller / data acquisition & reduction unit 52 is included. Meanwhile, the controller / data acquisition & reduction unit 52 includes a power supply unit for applying a specific voltage between the outer cylinder 31 and the inner electrode 32. do. The electrometer 51 may have a minimum measurable current of 10 ⁻⁹ A or less. The controller / data acquisition & reduction unit 52 may be computer-based or PLC-based.

제어 및 복원부(Controller/Data acquisition & reduction)(52)는 일렉트로미터(Electrometer)(51)를 통하여 측정된 전류값을 이용하여 외부 실린더(Outer cylinder)(31)와 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32) 사이의 방전전압

를 측정하고, 다시 상기

를 이용하여 DMA(300)의 내부 압력을 측정하게 된다.The controller / data acquisition & reduction unit 52 uses the current value measured through the electrometer 51 to determine the outer cylinder 31 and the inner electrode. Discharge voltage between 32

Measure and remind again

The internal pressure of the DMA 300 is measured using.

도2를 참조하면 외부 실린더(Outer cylinder)(31)와 내부 일렉트로드(Inner electrode)(32) 사이의 방전전압

의 측정은 DMA(300)의 이너 일렉트로드(32)에 전압

을 인가한 뒤(S41) 일렉트로미터(51)를 이용하여 DMA(300)의 외부 실린더(31)에 흐르는 전류

를 측정하고(S42),

인지를 판단하여(S43)

인 경우 이너 일렉트로드(32)에 가해진 전압

을

로 결정함으로써 이루어진다.(S45). 한편,

가 아닌 경우에는 새로운 전압

을

에 대입하여(S44) 상기한 S41, S42 및 S43의 과정을 반복하여 수행한다. 새로운 전압

을

에 대입하는 과정(S44), S41 및 S42 및 S43의 단계는

를 만족할 때까지 수행된다. 즉, 방전전압

의 측정은 0부터 시작해서 방전이 될 때까지 천천히 전 단계보다 큰 값으로 올려줌으로써 수행될 수 있다.2, the discharge voltage between the outer cylinder 31 and the inner electrode 32 is shown.

Measurement of the voltage on the inner electret 32 of the DMA 300

After applying (S41) the current flowing to the outer cylinder 31 of the DMA 300 using the electrometer 51

Is measured (S42),

Judging whether or not (S43)

Is the voltage applied to the inner elector 32

of

This is done by determining (S45). Meanwhile,

If not the new voltage

of

Substituting in (S44) repeats the process of S41, S42 and S43 is performed. New voltage

of

The process of assigning to (S44), S41 and S42 and S43 is

Until it satisfies. That is, discharge voltage

The measurement of can be done by starting from zero and slowly raising to a greater value than the previous step until discharge.

도2를 참조하면 DMA(300)의 내부압력

의 측정은 S45에서 결정된

를 Pashen 효과에 적용함으로써 획득된다(S46).

를 Pashen 효과에 적용하는 과정(S46)은 Townsend criterion을 이용하여 구한 Pashen curve 식

을 이용함으로써 수행된다. 여기서,

및

는 DMA(300)에 유입되는 청정기체 및 에어로졸에 의존하는 제1 이온화 상수와 관련된 상수이고,

는 DMA(300)에 유입되는 청정기체 및 에어로졸과 DMA(300)의 재질, 형상에 의존하는 제2 이온화 상수이고,

이고,

은 DMA(300)의 이너 일렉트로드(32)의 외경이고,

는 DMA(300)의 아우터 실린더(31)의 내경이다.2, the internal pressure of the DMA 300

Measurements of determined in S45

Is obtained by applying to the Pashen effect (S46).

Is applied to the Pashen effect (S46) using the Pashen curve equation obtained using Townsend criterion.

By using here,

And

Is a constant associated with the first ionization constant that depends on the clean gas and aerosol entering the DMA 300,

Is the second ionization constant depending on the clean gas and aerosol flowing into the DMA 300 and the material and shape of the DMA 300,

ego,

Is the outer diameter of the inner elector 32 of the DMA 300,

Is the inner diameter of the outer cylinder 31 of the DMA 300.

따라서, 방전전압

는

의 함수로 표현될 수 있으므로, 이로부터 DMA 내부압력

가 계산된다.Therefore, the discharge voltage

Is

Can be expressed as a function of

Is calculated.

한편, 특정 기체의 DMA(300) 내의 온도 및 압력하에서의 유량을

, DMA(300) 내의 온도 및 압력을

및

, 특정 기체의 표준상태에서의 유량을

, 표준상태의 온도 및 압력을

,

라 하면,

의 관계가 성립한다. 표준상태의 온도는 실내온도이고, 표준상태의 압력은 대기압일 수 있다.On the other hand, the flow rate under the temperature and pressure in the DMA 300 of the specific gas

Temperature and pressure in the DMA 300

And

, The flow rate at the standard

, Standard temperature and pressure

,

Say,

The relationship is established. The standard temperature may be room temperature, and the standard pressure may be atmospheric pressure.

즉, DMA(300) 내의 온도 및 압력하에서의 유량을

는 DMA(300)의 내부 압력

에 의존하므로, 상기

를 정확히 측정하여 입자측정기에 유입되는 에어로졸에 포함된 입자의 개수 내지 크기 분포를 정확히 측정기 위하여는 DMA 내부압력

의 정확한 측정이 선행되어야 한다.That is, the flow rate under temperature and pressure in the DMA 300

Is the internal pressure of the DMA 300

Depends on, so

In order to accurately measure the number and size distribution of particles contained in the aerosol flowing into the particle analyzer,

Accurate measurement of must be preceded.

따라서, 통상의 압력계가 아닌 실시예1에 따라 DMA 내부압력

를 정확히 측정함으로써, 상기 특정 군으로 분리된 입자의 개수 내지 크기 분포를 정확히 측정할 수 있다.Therefore, DMA internal pressure according to Embodiment 1 which is not a normal pressure gauge.

By accurately measuring the number to size distribution of the particles separated into the specific group can be measured accurately.

실시예2Example 2

실시예2는 실시예1의 입자측정기를 이용하여 DMA의 내부 압력을 측정하기 위한 프로그램이 내장된 기록매체에 관한 것이다.Example 2 relates to a recording medium incorporating a program for measuring the internal pressure of the DMA using the particle counter of Example 1.

실시예2는 일정 유량의 청정기체 및 에어로졸이 DMA(300) 내에 유입되고 배 출되는 정상상태의 경우 DMA(300)의 내부 압력

를 측정하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체에 관한 것이다. 실시예2의 프로그램에 의해 DMA(300)의 내부 압력

가 측정되는 과정은 실시예1에서 설명한 바에 준한다.Embodiment 2 shows the internal pressure of the DMA 300 in a steady state in which a predetermined flow rate of clean gas and aerosol is introduced into and discharged from the DMA 300.

It relates to a recording medium in which a program for measuring the data is stored. Internal pressure of the DMA 300 by the program of Example 2

Is measured according to the description in Example 1.

도1은 실시예1의 개략도.1 is a schematic view of Embodiment 1. FIG.

도2는 실시예1의 DMA 내부압력 측정을 위한 중앙처리부의 작동 흐름도.2 is an operational flowchart of a central processing unit for measuring DMA internal pressure in Embodiment 1;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100:유입부 11:에어로졸 유량계100: inlet 11: aerosol flow meter

12:Radioactive Neutralizer 13: 청정기체 유량계12: Radioactive Neutralizer 13: Clean Gas Flow Meter

200:배출부 21:압력 측정기200: discharge part 21: pressure measuring instrument

22:온도계 23:초과 기체 조절밸브22: thermometer 23: excess gas control valve

24:샘플 기체 조절밸브 25:유량 측정기24: sample gas control valve 25: flow meter

26:진공펌프26: vacuum pump

300:DMA 31:외부 실린더(Outer cylinder)300: DMA 31: outer cylinder

31-1:실린더 유출공 33:안치대31-1: Cylinder outflow hole 33: Settlement

33-1:안치대 유출로33-1: Bleeding Path

32:내부 일렉트로드(Inner electrode) 32-1:분리 슬릿32: Inner electrode 32-1: Separation slit

400:FCE부 41:FCE400: FCE part 41: FCE

500:중앙처리부 51:일렉트로미터(Electrometer)500: central processing unit 51: electrometer

52:제어 및 복원부(Controller/Data acquisition & reduction)52: Controller / Data acquisition & reduction

Claims

An outer cylinder into which clean gas and charged aerosols flow; An inner electro rod formed between the outer cylinder inner wall and a flow path of the clean gas and the aerosol mixture and installed in the outer cylinder along a length direction; DMA (Differential Mobility Analyzer) having a; particle separation means for separating the particles having a certain degree of electrical mobility of the particles contained in the aerosol into a specific group;

Discharge voltage between the outer cylinder and the inner electrorod

Including a central processing unit for measuring the internal pressure of the differential mobility analyzer (DMA) by measuring the

The central processing unit may include a power supply unit for applying a voltage between the outer cylinder and the inner electrode; Particle measuring device using a DMA characterized in that it comprises an electrometer (Electrometer) connected to any one of the outer cylinder or the inner electrode.

The method of claim 1,

remind

Is a specific voltage applied between the outer cylinder and the inner electrorod when the current measured by the electrometer is within a certain range when a specific voltage is applied between the outer cylinder and the inner electrorod. Particle Meter using DMA.

The method of claim 2,

The central processing unit is

Particle measurement using DMA, characterized in that for applying the Pashen effect to measure the internal pressure of the DMA (Differential Mobility Analyzer) .

The method of claim 3,

remind

Particle measuring device using DMA, characterized in that.

here,

And

Is a constant associated with a first ionization constant that depends on the clean gas and aerosol flowing into the differential mobility analyzer (DMA) ,

Is a second ionization constant depending on the material and the shape of the clean gas and aerosol flowing into the differential mobility analyzer (DMA) and the differential mobility analyzer (DMA) ,

Is the internal pressure of the differential mobility analyzer (DMA) ,

,

Is the outer diameter of the electroload of the differential mobility analyzer (DMA) ,

Is the inner diameter of the outer cylinder of the differential mobility analyzer (DMA) .

The method according to any one of claims 1 to 4,

And a vacuum pump for discharging the mixture separated by the particle separating means and the mixture not separated by the separating means from the mixture of the clean gas and the aerosol through a separate passage. .

The method of claim 5,

The separating means includes a separating slit formed inward from the outer circumferential surface of the inner electrod and extended to a lower end of the inner electrod,

The separation means is connected to the FCE unit having an FCE for measuring the charge amount by the particles separated into a specific group by the separation means,

The particle measuring device using DMA, characterized in that the FCE unit is connected to the vacuum pump.

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