TW202307415A - 凝結粒子計數器及使用方法 - Google Patents

Abstract

揭示一種用於偵測及/或生長粒子之方法，其包括藉由監測工作液體在飽和器表面上之一深度、經暴露於飽和器區域之表面積或工作液體在飽和器表面上之一體積中的至少一者來控制經暴露於飽和器區域的表面積。亦揭示一種用於偵測及/或生長粒子之裝置或系統，其包括一流體系統，該流體系統經組態以藉由監測工作液體在飽和器表面上之一深度、經暴露於飽和器區域之表面積或工作液體在飽和器表面上之一體積中的至少一者來控制經暴露於飽和器區域的表面積。特定態樣不採用一或多個多孔結構來產生蒸汽，亦不採用包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流或入口來在飽和器區域中與樣本流組合。

Description

凝結粒子計數器及使用方法

本發明大體而言係在偵測、表徵及/或計數樣本及程序環境中之粒子(包含偵測潔淨室環境中之亞微米粒子)之領域中。

監測流體流以發現污染物(包含亞微米粒子)之存在在許多行業(包含半導體及微電子、藥物及生物製劑、食品及飲品以及化妝品)中係重要的。在此等行業中，甚至以極低位準存在的粒子可不利地影響製造程序及製作效能。另外，監管條件及行業標準包含建立及維持低粒子位準以符合相關程序條件認證之要求。

為解決微粒污染之影響，通常在多種製造及製作設定及設施中採用潔淨室及潔淨區帶，其中主動監測並記錄粒子及其他污染物之存在及量。舉例而言，在半導體及微電子行業中，落在晶圓及基板上之粒子可使小長度尺度製造程序降級或干擾小長度尺度製造程序。因此，在此等行業中，建立潔淨室條件對維持製作效率及輸出係至關重要的。另一方面，在藥物及生物製劑之製造中，由氣懸微粒(由能存活的生物污染物組成)造成之污染會使得治療產品由於要求符合由美國食品藥物管理局(FDA)以及其他國外及國際衛生監管機構建立之嚴格標準的衛生與安全問題而面臨風險。

已開發用於結合潔淨室環境監測粒子之存在之各種系統及方法，包含使用經組態以偵測由粒子散射或透射之電磁輻射之光學粒子計數器進行計數及尺寸表徵。此類系統提供用於對具有大於500 nm之尺寸大小之粒子進行偵測及尺寸表徵之一多功能且穩健的粒子分析平台。然而，對於使用習用光學粒子計數器系統可靠地偵測具有尺寸大小＜ 100 nm之粒子，由於針對此類較小粒子使用此等技術會遭遇較低信雜比而存在重大挑戰。此等挑戰會對潔淨室監測應用造成問題，諸如靈敏度降低及/或錯誤肯定偵測事件之頻率增加，此可導致產品損失及/或監管要求及行業標準之認證無效。

為解決此等限制，已開發凝結粒子計數器(CPC)。習用CPC通常藉由使挾帶流體的粒子之一樣本通過容納一汽化工作液體之一腔室而操作。隨後，使含有包含工作液體蒸汽之流之粒子通過一凝結器，其中工作液體蒸汽凝結至粒子上，導致生長，使得可經由光學粒子計數技術更靈敏且可靠地偵測粒子。舉例而言，某些習用CPC係基於一層流熱擴散設計，且採用「芯」或其他多孔結構來促進工作液體蒸發以形成工作液體蒸汽。此類現有CPC具有若干缺點，包含勞力密集維護、使用需要頻繁替換之大量工作液體、儀器滿溢、使用有毒工作液體、高錯誤計數率(例如，歸因於「芯」或多孔結構之劣化)、針對熱擴散凝結之大的實體尺寸、低樣本流率及/或缺乏充足診斷。

鑒於前述內容，需要能夠促進對程序流及潔淨室環境中之包含具有尺寸大小＜ 100 nm之粒子之小粒子進行高效偵測之緊湊且可靠的CPC儀器。此外，需要使得能夠以較高靈敏度準確偵測及計數處於有用體積流率之粒子且對錯誤肯定偵測事件具有較低敏感性之CPC儀器。

本發明提供用於偵測一環境及/或樣本氣溶膠氣體流中之粒子之凝結粒子計數器以及用於生長及偵測此等粒子之方法。本發明之方法及器件實現且增強對一環境或樣本流中之小粒子(包含具有小於10 nm粒子之有效尺寸之粒子)之光學偵測。

在一態樣中，本發明之系統及方法係「無芯」的，且因此避免使用「芯」或其他多孔結構來處置工作流體及產生工作液體蒸汽飽和條件。舉例而言，特定態樣之CPC系統採用一工作液體池或貯存器來達成工作液體汽化及受分析之樣本流體流之飽和。本發明系統具有優於習用基於芯之系統之實際優點，包含準確地監測及控制工作液體池或貯存器以達成及維持高度可再現汽化及飽和條件之能力。另外，採用一工作液體池或貯存器之系統亦允許一緊湊外觀尺寸及用於起動、維護及/或儲存之更高效流體處置及診斷。較佳地，針對某些實施例，即時監測並控制飽和器區域中工作液體之液面高度及表面積以產生工作液體蒸汽之一致形成，藉此確保可再現蒸發速率及工作液體蒸汽之部分壓力。

在一態樣中，系統及方法提供允許混合、飽和及凝結條件以達成工作液體之有效且可再現的成核及粒子生長之一流動組態。在一實施例中，舉例而言，系統及方法使用樣本流與工作液體蒸汽在一飽和器區域中之紊流混合後續接著向一層流熱擴散凝結生長區域之一轉變之一組合，此後具有擴大粒子之氣體流能夠被引導至一光學粒子偵測器或計數器以進行有效偵測及/或分析。在一實施例中，舉例而言，在垂直於或實質上垂直於工作液體池或貯存器之表面之一方向上將傳入樣本流引導至飽和器區域中，且在與傳入樣本流平行或實質上平行但方向相反之一方向上輸送包括與工作液體蒸汽混合之樣本流之凝結流動流穿過凝結生長區域。此流動組態係特別有益的，乃因其在維持器件之一緊湊設計之同時允許氣體之高效輸送及蒸汽在樣本流內之粒子上之凝結。在某些實施例中，CPC系統及方法提供與對程序流體及/或來自所監測環境(諸如潔淨室環境)之流體之高流率(＞0.1 cfm)之分析相容之一流體組態。

在一態樣中，系統及方法實現一模組化設計，其中工作液體容器係可移除且可替換的，舉例而言，相對於光學偵測組件、流體致動組件及/或資料系統組件(例如，資料輸入或輸出)可移除且可替換。在某些實施例中，舉例而言，可移除且可替換的工作液體容器可構成最多整個流體總成，包含但不限於工作液體貯存器、液位感測器、液位狀態指示及工作液體輸送泵。在某些態樣中，一分歧管連接至裝置以供應樣本流，且提供包括用於以下各項之連接之一擴充基座：真空、電力、資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、一乙太網路交換器，或其任何組合。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之裝置或系統，該裝置或系統包括：(i)一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體，其中該工作液體包括具有暴露於該飽和器區域之由一表面積表徵之一工作液體表面之一散裝工作液體；(ii)一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本氣體抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本氣體及該工作液體蒸汽；(iii)一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成生長粒子；及(iv)一流體出口，其與該凝結器進行流體連通，經組態以接收該等生長粒子，視情況其中該散裝工作液體係一工作液體池，其中感測及/或監測(例如即時感測及/或監測)該工作液體池之一流體性質、熱性質或兩者。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之方法，該方法包括：(i)提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置或系統，其中該工作液體包括具有暴露於一樣本流且與該樣本流相互作用(例如在該飽和器區域中)之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵，且該工作液體定位於一飽和器表面上該飽和器區域中，(ii)使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽，(iii)將包括粒子之一樣本流引導至該工作液體蒸汽中，從而產生包括該樣本流及該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係呈紊流形式，及(iv)輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子之至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子之尺寸，視情況其中該散裝工作液體係一工作液體池，其中感測及/或監測(例如即時感測及/或監測)該工作液體池之一流體性質、熱性質或兩者。

視情況，在粒子凝結且尺寸增加之後，將含有擴大粒子之氣體導引至一粒子偵測器及/或粒子計數器組件(包含但不限於一光學粒子計數器)以進行偵測及分析。在一實施例中，將樣本流引導至工作液體蒸汽中包括引導樣本流朝向、抵靠及/或到達飽和器區域中之工作液體之表面中。較佳地，使工作液體蒸發係使用經組態以促進產生工作液體蒸汽、視情況實質上免除芯及/或多孔結構之一工作流體液體池或貯存器來執行。視情況針對某些實施例，較佳地不使用一載運氣體將工作液體蒸汽遞送至飽和器區域而是藉由樣本流動流自身將工作液體蒸汽輸送至飽和器區域。

視情況，該方法進一步包括控制在飽和器區域中暴露於樣本流之工作液體表面積。在一實施例中，藉由增加或減少飽和器區域中之液態工作液體之量或體積(諸如存在於一液態工作液體貯存器中之量或體積)而控制工作液體表面積。在一實施例中，控制工作液體表面積進一步包括監測以下各項中之至少一者：工作液體在飽和器表面上之一深度、在飽和器區域中暴露於樣本流之表面積、工作液體在飽和器表面上之一體積，或其任何組合。可使用併入至飽和器區域中之例如能夠將工作液體遞送至一工作液體貯存器或將工作液體自該工作液體貯存器移除之流體感測器及致動器達成對工作液體進行監測及控制。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之裝置或系統，該裝置或系統包括：(i)一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體，(ii)一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽，及(iii)一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子，視情況其中該工作液體係一工作液體池，其中感測及/或監測(例如即時感測及/或監測)該工作液體池之一流體性質、熱性質或兩者。一流體出口視情況與該凝結器進行流體連通且經組態以接收該等擴大粒子，其中擴大粒子可隨後提供至一粒子計數器(諸如一光學粒子計數器)以進行分析(例如，計數)。另外，該裝置視情況經組態以使用視情況呈一流動組態之該樣本流動流自身而不使用一單獨載運流體流將該工作液體蒸汽輸送至凝結區域。

在一實施例中，該工作液體在存在時包括具有暴露於該飽和器區域之一工作液體表面之一散裝工作液體，其中該工作液體表面由一表面積(諸如一平均表面積)表徵。較佳地，該裝置或系統進一步包括經組態以藉由監測以下各項中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積之一流體系統：該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積、該工作液體在該飽和器表面上之一體積，或其組合。適用於此態樣之流體系統可包含各種流體組件，諸如閥、流體致動器、泵、感測器等。在一實施例中，工作液體經受諸如藉由對工作液體進行過濾、清潔、移除雜質等之處理。在一實施例中，例如藉由一流體系統將工作液體輸送至飽和器區域及/或使工作液體自飽和器區域再循環以便允許諸如經由移除粒子、水、雜質及諸如此類而處理工作液體，以便維持或調整工作液體之化學組成及/或物理性質(例如，蒸汽壓力)。採用一再循環工作液體之實施例可有益於在CPC之操作之前、期間及/或之後清潔工作液體，以便避免雜質積聚、化學降解及/或工作液體之物理性質(例如，蒸汽壓力)之改變，此可負面地影響效能；例如，相對於靈敏度、可再現性、錯誤計數率等。

在一實施例中，該凝結器包括沿著一垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁。因此，一圓周通路形成於該內壁與該外壁之間。該中心通路與該流體入口及該噴嘴進行流體連通且定位於該流體入口與該噴嘴之間，該圓周通路與該飽和器區域及一流體出口進行流體連通且定位於該飽和器區域與該流體出口之間，且一流體流動路徑依序由該流體入口、該中心通路、該噴嘴、該飽和器區域、該圓周通路及該流體出口界定。在一實施例中，該凝結器係一濕壁凝結器，舉例而言，其中該凝結器之該外壁及/或該內壁之至少一部分由一工作液體潤濕，該工作液體可係與該飽和器區域中所使用相同之工作液體及/或一不同工作液體。在某些實施例中，藉由在凝結器之一或多個表面(諸如凝結器之外壁及/或內壁之表面)上建立一工作液體之一流而潤濕濕壁凝結器。併入有一濕壁凝結器之實施例可有益於建立高效凝結條件(例如，工作液體之高蒸汽壓力)及有用凝結率以及粒子之擴大。併入有一濕壁凝結器之實施例亦可允許短停留時間及/或更緊湊凝結器外觀尺寸。

在另一實施例中，暴露於該圓周通路的該內壁之一部分包括一第一材料，且暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分包括一第二材料，其中該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率。視情況，主動控制該第一材料、該第二材料或兩者以產生一熱梯度。較佳地，該熱梯度匹配流動梯度，或經選擇以聯合流動梯度一起工作，以調整或控制跨越凝結器之剖面之粒子梯度。

在某些實施例中，一方法或一裝置包括複數個飽和器區域，例如，具有相同工作液體或不同工作液體、例如以一平行組態或以一順序組態(例如，串聯)提供之飽和器區域。在某些實施例中，一方法或一裝置包括例如以一平行組態或以一順序組態(例如，串聯)提供之複數個凝結器。在某些實施例中，一方法或一裝置包括例如以一平行組態或以一順序組態(例如，串聯)提供之複數個飽和器區域、凝結器及/或粒子偵測器。本發明之裝置及方法包含多級CPC系統，其中不同級係以一順序組態提供且對應於以不同粒子尺寸範圍為目標之個別CPC。

在不希望受任何特定理論約束之情況下，本文中可存在與本文中所揭露之器件及方法相關之基礎原理之信念或理解之論述。應認識到，無論任何機械解釋或假設之最終正確性如何，本發明之一實施例可無論如何係操作且有用的。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2021年6月15日提出申請之美國臨時專利申請案第63/210,748號的權益及優先權，該臨時專利申請案特此係以其全文引用的方式併入。

在以下說明中，按次序陳述本發明之器件、器件組件及方法之諸多特定細節以提供對本發明之確切性質之一透徹解釋。然而，熟習此項技術者將顯而易見，本發明可在不具有此等特定細節之情況下實踐。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之方法，該方法包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置或系統，其中該工作液體包括具有暴露於一樣本流且與該樣本流相互作用(例如在該飽和器區域中)之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵，且該工作液體定位於一飽和器表面上該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽， 將包括粒子之一樣本流引導至定位於該飽和器區域中之該工作液體蒸汽中，從而產生包括該樣本流及該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係視情況呈紊流形式， 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子之至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子之尺寸， 將該等擴大粒子引導至一粒子計數器，諸如一光學粒子計數器，及 藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之方法，該方法包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置或系統，其中該工作液體包括具有暴露於該飽和器區域之由一表面積表徵之一工作液體表面之一散裝工作液體，且該工作液體定位於一飽和器表面上該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽， 將包括粒子之一樣本流引導至該工作液體蒸汽中且朝向該工作液體表面，從而產生該樣本流與該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係視情況呈紊流形式，及 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子之至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子之尺寸， 將該等擴大粒子引導至一粒子計數器，諸如一光學粒子計數器，及 視情況藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之方法，該方法包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置或系統，其中該工作液體包括具有暴露於該飽和器區域之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵，且該工作液體定位於一飽和器表面上該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽， 將包括粒子之一樣本流引導至定位於該飽和器區域中之該工作液體蒸汽中，從而產生包括該樣本流及該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係視情況呈紊流形式，且其中該工作液體蒸汽不藉由包括該工作液體蒸汽之一載運氣體遞送至該飽和器區域， 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子之至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子之尺寸， 將該等擴大粒子引導至粒子計數器，諸如一光學粒子計數器，及 視情況，藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之方法，該方法包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置或系統，其中該工作液體包括具有暴露於該飽和器區域之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵，且該工作液體定位於一飽和器表面上該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽，其中該蒸發步驟實質上免除經組態以促進產生該工作液體蒸汽之一或多個多孔結構， 將包括粒子之一樣本流引導至定位於該飽和器區域中之該工作液體蒸汽中，從而產生包括該樣本流及該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係視情況呈紊流形式， 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子之至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子之尺寸， 將該等擴大粒子引導至一粒子計數器，諸如一光學粒子計數器，及 視情況，藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積。

在某些態樣中，該方法中所採用之裝置或系統係本文中在其他處詳細闡述之相同裝置或系統，且因此，在某些態樣中，與該裝置或系統相關之此等揭露內容在此處同樣適用。

在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域的工作液體表面之表面積為一CPC裝置提供各種優點。舉例而言，控制該表面積會允許控制工作液體之蒸發率、飽和器區域中工作液體蒸汽之飽和位準或兩者之能力。此外，可監測並控制液位(例如，工作液面高度)以藉由維持工作液體(例如，工作液體)之相同或類似可用表面積用於蒸汽形成(例如，工作液體蒸汽形成)、相同量之蒸汽與樣本流進行相互作用及跨越活性工作液體之相同(或類似)且最小化的熱梯度而給出一致效能。此等特徵又允許保持在飽和器區域內為使樣本流達到工作液體蒸汽之最佳飽和而控制之條件從而在凝結器中提供工作液體蒸汽至粒子上之可靠凝結(亦即，粒子生長)的能力。另外，相對於傳統CPC採用僅小體積的液體及小表面積會提供流體之較少污染及降解，此乃因僅總體流體之一小部分(在採用一貯存器時)暴露於飽和器區域且被加熱(在此等態樣中在採用加熱時)，從而導致具有等效或經改良效能之較長流體壽命。

在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域之(工作液體之)表面積係藉由監測工作液體在飽和器表面上之一深度而達成。在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域之表面積係藉由監測暴露於飽和器區域之表面積而達成。在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域之表面積係藉由監測工作液體在飽和器表面上之一體積而達成。在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域之表面積係藉由監測深度及表面積兩者而達成。在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域之表面積係藉由監測表面積及體積兩者而達成。在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域之表面積係藉由監測深度及體積兩者而達成。在某些態樣中，控制暴露於飽和器區域之表面積係藉由監測深度、表面積及體積中之每一者而達成。為了清晰起見，工作液體表面包括暴露於裝置內之氛圍/環境的工作液體之表面，但不包含與飽和器表面直接接觸的工作液體之部分(例如，工作液體表面不包含例如在與飽和器表面直接接觸之一工作液體池之底部處的工作液體之部分)。

在某些態樣中，此監測可例如藉由採用經組態以監測定位於飽和器表面上之工作液體之此等特徵之一或多個感測器而執行。用於監測一液體之深度、體積或表面積之感測器係已知的。在某些態樣中，若工作液體之深度、表面積、體積或其任何組合係在預定值之外，則將額外工作液體供應至飽和器表面以使深度、表面積、體積或其任何組合恢復在預定位準內。此供應可在某些態樣中使用如本文中其他處所闡述之一或多個泵(視情況作為一流體系統之部分)或經由其他方法(諸如毛細管作用或重力)而執行。此類感測器亦可監測流體污染、流體降解、系統定向、剩餘操作時間或針對系統健康狀況之流體使用率中之一或多者。

在某些態樣中，該方法、裝置或系統包含一或多個診斷。在某些實施例中，診斷係藉由分析由裝置產生之粒子偵測信號(例如，脈衝高度、脈衝寬度、脈衝形狀等)及/或所觀測粒子偵測信號之時間量變曲線而達成。整合自粒子偵測信號(例如，脈衝高度、脈衝寬度、脈衝形狀等)之分析導出之診斷之實施例適用於提供對達成及維持良好系統效能重要之參數及規格之即時診斷資訊，以便監測工作液體性質(例如，工作液體之深度、體積、表面積、組成、雜質、健康狀況等)、系統流動性質(例如，系統流率、在凝結器及/或飽和器區域中之停留時間)、光學偵測性質及熱管理性質(例如，熱量移除及耗散)。舉例而言，在某些態樣中，一粒子計數器信號被饋送至將用作用於以下各項中之一或多者之潛在分析之一脈衝高度分析器(PHA)之一場可程式化閘陣列(FPGA)：(1)關於一個別偵測粒子事件及歷史趨勢監測兩者之粒子生長(總體系統健康狀況)，(2)系統流率，(3)樣本微粒電荷及/或材料，(4)流體污染，(5)流體降解，或(6)其任何組合材料。在某些態樣中，採用來自貯存器及/或飽和器之一液位感測器進行以下各項中之至少一者之潛在分析：(1)流體污染，(2)流體降解，(3)系統定向，(4)剩餘操作時間，(5)針對系統健康狀況之流體使用率，或(6)其任何組合。在某些態樣中，在裝置或方法中整合環境感測器以進行以下各項中之至少一者之潛在分析：(1)改變操作設定點以維持效能，(2)在極端環境之情形中進行系統自我保護，或(3)其一組合。

在某些態樣中，該方法包括：比較該工作液體之該深度、體積、表面積或其任何組合與該深度、體積及/或表面積之一或多個目標範圍，且在該深度、體積及/或表面積係在各別目標範圍之外的事件中，藉由自一貯存器供應額外工作液體(例如，藉由一或多個泵、毛細管作用或重力)而調整該深度、體積及/或表面積。

在某些態樣中，該飽和器表面係一飽和器板之一組件。

在某些態樣中，該表面積之該目標範圍係任何適合量，諸如0.01 cm ²至500 cm ²，視情況針對某些實施例0.03 cm ²至5 cm ²。在某些態樣中，該方法進一步包括供應額外工作液體以維持該表面積之一目標範圍。舉例而言，在某些態樣中，該表面積(cm ²)係0.7 cm ²± 20%。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。

在某些態樣中，該深度之該目標範圍係任何適合量，諸如0.001 mm至100 mm、視情況0.1 mm至10 mm。在某些態樣中，該方法進一步包括供應額外工作液體以維持該深度之一目標範圍。舉例而言，在某些態樣中，該深度(mm)係5 mm ± 20%。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。

在某些態樣中，該體積之該目標範圍係任何適合量，諸如0.001 mL至5000 mL、視情況0.01 mL至100 mL，及視情況0.1 mL至10 mL。在某些態樣中，該方法進一步包括供應額外工作液體以維持該體積之一目標範圍。舉例而言，在某些態樣中，該體積(mL)係0.4 mL ± 20%。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。

在某些態樣中，於該方法期間，藉由一真空、真空泵或廠房真空使該樣本流通過該裝置或系統。在某些態樣中，於該方法期間，（例如）使用一泵或風扇，藉由正壓力使該樣本流通過該裝置或系統。

在某些態樣中，可針對在於一凝結器中凝結且增加尺寸之前具有任何適合粒子尺寸的粒子採用該方法。舉例而言，在於一凝結器中生長之前，粒子尺寸可介於自1 nm至15微米之範圍。然而，該方法尤其適用於偵測及/或計數在100 nm以下範圍內(在於一凝結器中生長之前)(例如，小於75 nm、小於50 nm、小於25 nm、小於15 nm、小於10 nm、小於9 nm、小於8 nm、小於7 nm、小於6 nm、小於5 nm、小於4 nm、小於3 nm，或小於2 nm)之粒子。舉例而言，粒子可具有(在於一凝結器中生長之前) 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25之一尺寸(nm)。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。舉例而言，在某些態樣中，粒子尺寸在於一凝結器中生長之前係3 nm至9 nm、小於10 nm，或2 nm至7 nm。

在某些態樣中，樣本流包括任何適合組分。舉例而言，樣本流通常包括粒子，但在某些態樣中，尤其在樣本流來源於理想未受污染的條件下操作之一潔淨室環境使得潔淨室環境之氛圍/環境不含或實質上不含粒子時，樣本流不含或實質上不含粒子(例如，不可使用標準潔淨室粒子偵測技術來偵測)。在某些態樣中，樣本流包括一載運流體或樣本介質，例如，空氣、程序氣體、氮氣、氬氣、二氧化碳、一氧化碳、氧氣，或其任何組合。在某些態樣中，樣本流包括存在於待取樣之環境中的空氣，諸如一潔淨室或製造設施(例如，半導體或藥物製造設施)內的空氣。在某些態樣中，樣本流係由來自待取樣之環境的空氣(及其中所含之任何粒子)組成。在某些態樣中，將環境中之空氣與一載運流體(諸如額外空氣、程序氣體、氮氣、氬氣、二氧化碳、一氧化碳、氧氣或其任何組合)混合，此發生在本文中所揭露之用於偵測及/或生長粒子之一方法之前或期間，或者在將此混合物饋送至本文中所揭露之一裝置或系統之前或期間，且在此等情形中，樣本流包括來自待取樣之環境之空氣與載運流體的組合。在某些態樣中，樣本流不含有一載運流體，且此樣本流係由存在於待取樣之環境中的空氣(及任何挾帶粒子)組成。

在某些態樣中，飽和器區域含有工作液體蒸汽。在各態樣中，飽和器區域達到工作液體蒸汽飽和或實質上飽和。在某些態樣中，飽和器區域達到工作液體蒸汽過飽和。

在某些態樣中，飽和器表面定位於飽和器區域中。在某些態樣中，飽和器表面不定位於飽和器區域中。在某些態樣中，飽和器表面不定位於飽和器區域中，且自工作液體(定位於飽和器表面上)蒸發之工作液體蒸汽與飽和器區域進行流體連通。

在某些態樣中，工作液體定位於飽和器表面上。在某些態樣中，飽和器表面包括經組態以支撐或容納工作液體之一形狀。在某些態樣中，該形狀係一凹形形狀，例如一碗形、一杯形或一板形。在某些態樣中，該形狀係一「V」、「U」、「W」或其他溝渠狀形狀。在某些態樣中，尤其在採用一工作液體流之態樣中，該形狀係平坦的、凹形的、凸形的或圓錐形的。

在某些態樣中，該方法包括使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽。在某些態樣中，為了促進工作液體蒸發以形成工作液體蒸汽，該方法包括例如藉由一或多個加熱元件提高工作液體之溫度。在某些態樣中，相對於工作液體之沸點將工作液體之溫度提高至一溫度，例如，在工作液體之沸點之100℃內、在90℃內、在80℃內、在70℃內、在60℃內、在50℃內、在40℃內、在30℃內、在20℃內，或在10℃內。在某些態樣中，將工作液體之溫度提高至工作液體之沸點。在某些態樣中，該方法不包括提高該溫度。在某些態樣中，工作液體蒸汽由於以下各項而蒸發：(1)暴露於飽和器區域的工作液體之表面積，(2)流動穿過裝置之樣本流之流率，(3)樣本流是否被引導至、朝向或抵靠工作液體表面，(4)工作液體之溫度，或(5)其任何組合。在某些態樣中，將定位於飽和器表面上之工作液體加熱(至本文中所闡述之溫度中之一或多者)，但不將盛放於與飽和器表面進行流體連通之一貯存器中之工作液體加熱(至本文中所闡述之溫度中之一或多者)。在某些態樣中，將定位於飽和器表面上及盛放於與飽和器表面進行流體連通之一貯存器中之兩處工作液體加熱。

在某些態樣中，工作液體包括一工作液體池或一工作液體流。在某些態樣中，工作液體例如在一工作液體流流動跨越飽和器表面或其他表面且流動至一工作液體池中時或在一工作液體流自該池流動且跨越飽和器表面或其他表面時包括一工作液體池及一工作液體流。在某些態樣中，一飽和器表面在該表面之一端上具有一工作液體源，且工作液體經由重力藉由飽和器表面之一傾斜或藉由一所施加力跨越飽和器表面流動至一工作液體出口、一工作液體池或不流動至該兩者(例如，工作液體流在其流動時蒸發且因此不在一出口或池中沈積)。

在某些態樣中，該方法包括引導一樣本流(視情況包括粒子)朝向、抵靠及/或到達定位於飽和器區域中之工作液體蒸汽中，從而產生包括該樣本流及該工作液體蒸汽之一混合物。在某些態樣中，該所產生混合物係呈紊流形式。在某些態樣中，該方法包括將一樣本流(視情況包括粒子)引導至工作液體蒸汽中且朝向工作液體表面，從而產生該樣本流與該工作液體蒸汽之一混合物。在某些態樣中，該所產生混合物係呈紊流形式。在某些態樣中，該引導步驟致使樣本流行進至工作液體蒸汽中及/或抵靠工作液體表面。在某些態樣中，該引導步驟致使樣本流行進至工作液體蒸汽中及/或抵靠工作液體表面而不致使樣本流在工作液體表面下面之散裝工作液體中形成氣泡。在某些態樣中，樣本流不撞擊至工作液體中。在某些態樣中，該引導步驟致使樣本流行進至工作液體蒸汽中及/或抵靠工作液體表面同時致使樣本流在工作液體表面下面之散裝工作液體中形成氣泡。在某些態樣中，樣本流撞擊至工作液體中。

在某些態樣中，工作液體表面包括在與一重力方向垂直或不垂直之一定向上組態之一連續平面。在某些態樣中，工作液體表面之連續平面由飽和器表面限定。在某些態樣中，由於工作液體存在於一或多個多孔結構(「芯」)上而不形成工作液體表面。

在某些態樣中，混合物包括樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽，由樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽組成，或基本上由樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽組成。在某些態樣中，混合物係由樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽組成。如本文中其他處所述，在某些態樣中，樣本流係由待取樣之環境之空氣(具有或不具有一載運流體且具有或不具有挾帶粒子)構成。

在某些態樣中，工作液體蒸汽係與工作液體表面接觸。在某些態樣中，工作液體蒸汽係與工作液體表面接觸，且工作液體定位於飽和器表面上飽和器區域中。在某些態樣中，工作液體蒸汽不與工作液體表面接觸。在某些態樣中，工作液體蒸汽不與工作液體表面接觸，且工作液體蒸汽定位於飽和器區域中，工作液體定位於飽和器表面上並非飽和器區域的裝置之一區中，且飽和器區域中之工作液體蒸汽與工作液體表面進行流體連通。

在某些態樣中，該蒸發步驟實質上免除或不採用經組態以促進產生工作液體蒸汽之一或多個多孔結構。在某些態樣中，該蒸發步驟不採用經組態以促進產生工作液體蒸汽之一或多個多孔結構。在某些態樣中，該蒸發步驟實質上免除經組態以促進產生工作液體蒸汽之一或多個多孔結構。在某些態樣中，裝置或系統之流動路徑實質上免除或不含有經組態以促進產生工作液體蒸汽之一或多個多孔結構。在某些態樣中，裝置或系統不含有與一工作液體接觸之一或多個多孔結構。傳統CPC通常採用一或多個多孔結構來促進產生工作液體蒸汽，且通常在不具有此一或多個多孔結構之情況下，產生的工作液體蒸汽量不足以使一樣本流充分飽和以在一凝結器中可靠地生長粒子。然而，在某些態樣中，本文中所揭露之方法及裝置能夠在不使用或實質上不使用一或多個多孔結構之情況下產生充足工作液體蒸汽來凝結在粒子上且使粒子生長以進行可靠偵測。在某些態樣中，出於包含以下各項中之至少一者之一或多個原因不採用一芯結構係有利的：(1)防止脫落以免產生錯誤計數，(2)由於不與一多孔介質進行相互作用而具有較少粒子損失，(3)由於不具有流動穿過一多孔介質之限制而具有較高流率，或(4)加熱一芯可導致芯降級且隨後污染工作液體，及其任何組合。在任一事件中，在某些態樣中，在本文中所揭露之方法或裝置中不採用一或多個多孔結構來促進產生工作液體蒸汽。

在某些態樣中，工作液體蒸汽不藉由包括工作液體蒸汽之一載運氣體遞送至飽和器區域。在某些態樣中，工作液體蒸汽藉由包括工作液體蒸汽之一載運氣體遞送至飽和器區域。傳統CPC通常採用包括與樣本流接觸之一工作液體蒸汽之一載運氣體。然而，在某些態樣中，本文中所揭露之方法、裝置及系統採用一飽和器表面上之一工作液體來產生工作液體蒸汽，且因此，在某些態樣中，不需要一載運流體來將工作液體蒸汽遞送至飽和器區域以與樣本流混合。然而，在某些態樣中，可在本文中所揭露之方法、裝置或系統中採用一載運流體來將工作液體蒸汽遞送至飽和器區域。

在某些態樣中，樣本流以任何適合流率傳播穿過裝置。在某些態樣中，樣本流以至少0.1 L/min之一流率傳播穿過裝置。在某些態樣中，樣本流以小於或等於100 L/min之一流率傳播穿過裝置。在某些態樣中，樣本流以在0.1 L/min至100 L/min之範圍內選擇之一流率傳播穿過裝置。在某些態樣中，樣本流以一下述流率(L/min)傳播穿過裝置：0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、17、18、19，或20。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。舉例而言，在某些態樣中，該流率(L/min)係0.1至15、至少10、8至16，或至少5。

在某些態樣中，工作液體包括丙二醇、水、異丁醇、正丁醇、二級丁醇、三級丁醇、異丙醇、1-丙醇、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基亞碸，或其任何組合。在某些態樣中，工作液體包括丙二醇，由丙二醇組成，或基本上由丙二醇組成。在某些態樣中，工作液體包括丙二醇及至少一個其他工作液體，例如，水或異丙醇。

在某些態樣中，工作液體具有任何適合黏度。在某些實施例中，舉例而言，該動態黏度(N•s/m ²)在27℃下係0.0001 Ns/m ²至1.0 Ns/m ²及視情況0.0005 Ns/m ²至0.001 Ns/m ²。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。舉例而言，在某些態樣中，該動態黏度(N•s/m ²)在27℃下係0.001 Ns/m ²± 20%。

在某些態樣中，工作液體具有任何適合沸點。在某些態樣中，該沸點(℃)係100、110、120、130、140、150、160、170、175、180、185、190、195、200、205、210、220，或230。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。舉例而言，在某些態樣中，該沸點(℃)係180至190、185、140至200，或至少175。

在某些態樣中，工作液體具有任何適合比重(相對於4℃下之水計算)。在某些態樣中，該比重係0.8 g/mL至2.0 g/mL。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。舉例而言，在某些態樣中，該比重係1.035至1.04、1.037、1.02至1.05，或1.09至1.2。

在某些態樣中，工作液體具有動態黏度、沸點及比重之任何組合。舉例而言，在某些態樣中，工作液體具有0.0001 Ns/m ²至1.0 Ns/m ²之一動態黏度、80℃至230℃之一沸點、0.8 g/mL至2.0 g/mL之一比重，或其任何組合。在某些態樣中，工作液體具有0.0001 Ns/m ²至1.0 Ns/m ²之一動態黏度及80℃至230℃之一沸點。動態黏度、沸點及比重中之兩者或更多者之任何組合可由本文中所揭露之值中之任一者構成。

在某些態樣中，樣本流在引導步驟之前且在輸送步驟期間具有實質上層流。在某些態樣中，樣本流在引導步驟之前且在輸送步驟期間具有層流。在某些態樣中，樣本流在進入飽和器區域之前具有層流或實質上層流。在某些態樣中，在進入飽和器區域之後，樣本流旋即自層流轉變成紊流且與工作液體蒸汽混合。在某些態樣中，呈紊流形式的樣本流與工作液體蒸汽之混合物在進入凝結器之後旋即轉變成層流。在某些態樣中，樣本流在進入飽和器區域之前具有紊流或實質上紊流，且在飽和器區域中繼續具有紊流以與工作液體蒸汽混合。在某些態樣中，呈紊流形式的樣本流與工作液體蒸汽之混合物在進入凝結器之後旋即轉變成層流。

在某些態樣中，凝結器包括任何適合幾何形狀。在某些態樣中，凝結器包括一管中管組態。在某些態樣中，凝結器包括沿著裝置之一垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁，其中一圓周通路形成於該內壁與該外壁之間。在某些態樣中，該內壁及外壁具有關於裝置或系統之垂直軸線係圓形、三角形、正方形、五邊形、六邊形、多邊形或其任何組合之一形狀。在某些態樣中，樣本流穿過中心通路流動至飽和器區域，且樣本流與工作液體蒸汽之混合物流動穿過圓周通路，其中發生冷卻及粒子生長。在某些態樣中，主動冷卻暴露於圓周通路的外壁之至少一部分，或主動冷卻暴露於圓周通路的內壁之至少一部分，或者進行該兩個步驟。在某些態樣中，暴露於圓周通路的內壁或外壁中之至少一者之至少一部分係由係一熱絕緣體(例如，非熱傳導)之一材料構成。

在某些態樣中，該凝結器包括沿著該裝置之一垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁，其中一圓周通路形成於該內壁與該外壁之間， 暴露於該圓周通路的該內壁之至少一部分包括一第一材料， 暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分包括一第二材料，且 該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率，且 該方法進一步包括冷卻暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分且使該樣本流流動穿過該中心通路以進行該引導步驟， 其中該輸送係在該圓周通路中執行，且該流動係平行於該輸送但在與該輸送相反之一方向上。

在某些態樣中，暴露於圓周通路的內壁或外壁中之至少一者之至少一部分係由係一熱絕緣體(例如，非熱傳導)之一材料構成。

適合第一材料包含熱絕緣材料，諸如聚碳酸酯或其他熱絕緣聚合物。適合第二材料包含熱傳導材料，諸如鋁或其他熱傳導金屬。

在某些態樣中，使用第一及第二材料(其中一種被主動控制)以及流動路徑及凝結器幾何形狀會產生匹配流動梯度且因此匹配跨越凝結器之剖面之粒子梯度之一熱梯度。在某些態樣中，此允許凝結器在更小實體尺寸下更高效。

在某些態樣中，工作液體作為一薄膜存在於飽和器表面上。在某些態樣中，該工作液體係一工作液體流。在某些態樣中，工作液體係一靜態薄膜(例如，除了任何工作液體蒸發外係靜態的及/或係自一貯存器補給)。

在某些態樣中，該方法進一步包括使用一粒子計數器或一光學粒子計數器偵測擴大粒子。如本文中其他處所闡述，在某些態樣中，擴大粒子係在凝結器中藉由使工作液體蒸汽凝結至樣本流中之粒子上而形成。在某些態樣中，該粒子計數器係一光學粒子計數器。在某些態樣中，該光學粒子計數器可係任何已知光學粒子計數器。在某些態樣中，該偵測步驟係使用散射、消光、干涉、發射中之至少一者或其任何組合執行。在某些態樣中，該發射係螢光。在某些態樣中，該偵測步驟係使用散射與發射之一組合執行。在某些態樣中，該偵測步驟係使用散射及干涉執行。在某些態樣中，該偵測步驟採用一高斯射束。在某些態樣中，該偵測步驟採用一結構射束。在某些態樣中，該偵測步驟採用一高斯射束與一結構射束之一組合。在某些態樣中，該結構射束係一暗射束(例如，在一射束輪廓之中心處(該射束輪廓具有一其他處典型高斯包絡)包括一光點或暗線奇點之一射束)。

在某些態樣中，該方法增加該等粒子之一尺寸以便在一凝結核粒子計數器中進行偵測。舉例而言，在某些態樣中，在工作液體蒸汽與樣本流之混合物通過一凝結器(例如，在比飽和器區域更冷之一溫度下操作)時，工作液體蒸汽凝結至樣本流中之粒子上。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之裝置或系統，該裝置或系統包括： 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體，其中該工作液體在存在時包括具有暴露於該飽和器區域之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵， 一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生視情況呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子， 一流體出口，其與該凝結器進行流體連通，經組態以接收該等擴大粒子，及 一流體系統，其經組態以藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積。

在某些態樣中，本文中揭露用於偵測及/或生長粒子之裝置或系統，該裝置或系統包括： 一垂直軸線， 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體， 一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生視情況呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子，其中該凝結器包括沿著該垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁，其中一圓周通路形成於該內壁與該外壁之間， 一流體出口，其與該凝結器進行流體連通，該流體出口經組態以接收該等擴大粒子，及 視情況，一流體系統， 其中該中心通路與該流體入口及該噴嘴進行流體連通且定位於該流體入口與該噴嘴之間，該圓周通路與該飽和器區域及該流體出口進行流體連通且定位於該飽和器區域與該流體出口之間，且一流體流動路徑依序由該流體入口、該中心通路、該噴嘴、該飽和器區域、該圓周通路及該流體出口界定， 其中暴露於該圓周通路的該內壁之至少一部分包括一第一材料， 其中暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分包括一第二材料，且其中該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之裝置或系統，該裝置或系統包括： 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體，其中該工作液體包括具有暴露於該飽和器區域之由一表面積表徵之一工作液體表面之一散裝工作液體，且其中該飽和器區域不含有或實質上免除經組態以促進產生該工作液體蒸汽之一或多個多孔結構； 一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生視情況呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子，及 一流體出口，其與該凝結器進行流體連通，經組態以接收該等擴大粒子。

在某些態樣中，本文中揭露一種用於偵測及/或生長粒子之裝置或系統，該裝置或系統包括： 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體， 一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生視情況呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子，及 一流體出口，其與該凝結器進行流體連通，經組態以接收該等擴大粒子， 其中該裝置經組態以不提供包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流用於在該飽和器區域中與該樣本流組合；或其中該裝置不包括經組態以引入包括載運氣體及一汽化工作液體之一額外流體流之一額外流體入口。

裝置或系統態樣係關於各種特徵且與本文中其他處所揭露之方法態樣共用各種特徵。因此，本文中關於方法態樣之揭露內容同樣適用於裝置或系統態樣，且關於裝置或系統態樣之揭露內容同樣適用於方法態樣。

在某些態樣中，採用經組態以控制暴露於飽和器區域的工作液體表面之表面積之一流體系統，該表面積控制為一CPC裝置提供各種優點。舉例而言，控制該表面積會允許控制工作液體之蒸發率、飽和器區域中工作液體蒸汽之飽和位準或兩者之能力。此等特徵又允許保持在飽和器區域內為使樣本流達到工作液體蒸汽之最佳飽和而控制之條件從而在凝結器中提供工作液體蒸汽至粒子上之可靠凝結(亦即，粒子生長)的能力。

在某些態樣中，採用經組態以藉由監測工作液體在飽和器表面上之一深度而控制暴露於飽和器區域的(工作液體之)表面積之一流體系統。在某些態樣中，採用經組態以藉由監測暴露於飽和器區域之表面積而控制暴露於飽和器區域之表面積之一流體系統。在某些態樣中，採用經組態以藉由監測工作液體在飽和器表面上之一體積而控制暴露於飽和器區域之表面積之一流體系統。在某些態樣中，採用經組態以藉由監測深度及表面積兩者而控制暴露於飽和器區域之表面積之一流體系統。在某些態樣中，採用經組態以藉由監測表面積及體積兩者而控制暴露於飽和器區域之表面積之一流體系統。在某些態樣中，採用經組態以藉由監測深度及體積兩者而控制暴露於飽和器區域之表面積之一流體系統。在某些態樣中，採用經組態以藉由監測深度、表面積及體積中之每一者而控制暴露於飽和器區域之表面積之一流體系統。

在某些態樣中，流體系統經組態以監測工作液體在飽和器表面上之一深度以便控制工作液體之一表面積且供應額外工作液體以維持該表面積之一目標範圍，偵測工作液體中之污染或工作液體之降解，在飽和器表面與一貯存器之間運送工作液體，加熱工作液體，或其任何組合。

在某些態樣中，流體系統包括與飽和器表面進行流體連通之一貯存器，該貯存器經組態以將工作液體供應至飽和器表面。在某些態樣中，採用一貯存器且其可具有一或多個特徵，諸如本文中所闡述之彼等。在某些態樣中，貯存器係一一實體或一撓性壁設計。在某些態樣中，貯存器配備有一液位感測器陣列以三維地監測液位(例如，工作液面高度)。在某些態樣中，液位感測器提供系統定向及流體使用率以及剩餘液位之診斷能力。在某些態樣中，在貯存器係一實體設計時，該貯存器配備有一被動組合閥，從而允許流體輸送系統在無壓力積聚之情況下操作。在某些態樣中，撓性壁貯存器視情況採用被動組合閥。在某些態樣中，該組合閥允許流體移入及移出貯存器並防止在運輸途中發生洩漏。在某些態樣中，貯存器含有一維修端口以允許在維修期間進行一系統工作流體沖洗以便使流體保持純粹。在某些態樣中，維修閥通常被密封封閉以在輸送及操作期間保持流體被圍阻，但經由注射啟動而打開。在某些態樣中，貯存器含有向流體輸送系統之適當連接。在某些態樣中，一流體計提供對應於液位感測器陣列之液位之連續視覺指示。在某些態樣中，工作流體液體係在配備有用以在維修及/或操作期間密封工作液體貯存器之鎖定路厄(luer)接頭之一貯存器中。

在某些態樣中，採用一流體輸送系統且其可具有一或多個特徵，諸如本文中所闡述之彼等。在某些態樣中，流體輸送系統係藉由一微蠕動泵操作。在某些態樣中，此泵係一注射泵、一壓電泵、一計量泵或其任何組合。在某些態樣中，流體輸送系統係一個或一系列泵以使流體在貯存器與飽和器(例如，飽和器板或飽和器表面)之間移動。在某些態樣中，泵用於使流體以一已知且受控速率在貯存器與飽和器之間移動。在某些態樣中，控制系統係藉由液位感測器主動控制，液位感測器係基於時間的、基於泵速率的或其任何組合。在某些態樣中，泵用於維持工作液體表面積(例如工作液體表面之表面積)以維持儀器效能之一致性。在某些態樣中，泵用於在系統關機及失去電力時使所有流體移動至貯存器中以防止在輸送期間發生不想要的流體遷移。在某些態樣中，在一系統電源關斷狀態中，泵充當一閥以將工作液體密封在貯存器中且進一步防止不想要的流體遷移。在某些態樣中，流體系統聯合感測器及/或處理器比較深度、體積、表面積或其任何組合與深度、體積及/或表面積之一或多個目標範圍，且在深度、體積及/或表面積係在各別目標範圍之外的事件中，藉由自一貯存器供應額外工作液體(例如，藉由一或多個泵、毛細管作用或重力)而調整深度、體積及/或表面積。

在某些態樣中，流體系統包括可操作地連接至該流體系統之至少一個感測器及至少一個泵，該至少一個感測器經組態以監測工作液體在飽和器表面上之深度，且該至少一個泵經組態以藉由自貯存器運送工作液體而維持工作液體在飽和器表面上之一目標深度(或體積，或表面積，或其任何組合)以便控制工作液體之表面積。本文中其他處闡述該至少一個泵及至少一個感測器。在某些態樣中，該至少一個泵經組態以在系統關機時或在失去電力之後、在電力恢復時將工作液體之至少一部分自飽和器表面運送至貯存器。在某些態樣中，經組態以在關機時或在電力恢復之後進行此類運送之泵防止發生不想要的工作液體遷移。

在某些態樣中，流體系統包括整合至飽和器表面中或附接至飽和器表面之至少一個加熱元件、貯存器(若存在)或連接飽和器表面與貯存器(若存在)之一通道，該至少一個加熱元件經組態以加熱工作液體且產生或促進產生一工作液體蒸汽。

在某些態樣中，為促進工作液體蒸發以形成工作液體蒸汽，該至少一個加熱元件提高工作液體之溫度。在某些態樣中，在該裝置或系統中不採用一加熱元件。

在某些態樣中，流體系統經組態以在飽和器表面上提供工作液體作為一靜態池、一流動池、一靜態薄膜或一流動薄膜。工作液體是靜態還使流動的係指工作液體在飽和器表面上之狀態(靜止/靜態或移動)，且不指代流體系統是否使工作液體在貯存器(若存在)與飽和器表面之間移動。一流動池係指其中存在比一薄膜所必需大之一體積的工作液體(其包括一散裝工作液體)且此體積藉由攪動或一所施加力在飽和器表面上移動之一情況。一靜態池類似於流動池，除了靜態池在飽和器表面上係靜止的。一流動薄膜係藉由重力或一所施加力移動跨越飽和器表面之一工作液體薄膜。一靜態工作液體薄膜類似於一流動薄膜，除了該薄膜在飽和器表面上係靜止的。在某些態樣中，工作液體例如在一工作液體流流動跨越飽和器表面或其他表面且流動至一工作液體池中時或在一工作液體流自該池流動且跨越飽和器表面或其他表面時包括一靜態工作液體池及一流動工作液體薄膜。在某些態樣中，一飽和器表面在該表面之一端上具有一工作液體源，且工作液體經由重力藉由飽和器表面之一傾斜或藉由一所施加力跨越飽和器表面流動至一工作液體出口、一工作液體池或不流動至該兩者(例如，工作液體流在其流動時蒸發且因此不在一出口或池中沈積)。

在某些態樣中，工作液體不存在於裝置或系統中。在某些態樣中，工作液體不存在於飽和器表面上。在某些態樣中，工作液體存在於裝置或系統中。在某些態樣中，工作液體存在於飽和器表面上。

在某些態樣中，與傳統CPC之飽和器區域中之工作液體之體積相比，飽和器表面經組態以支撐一小體積的工作液體。舉例而言，在某些態樣中，飽和器表面經組態以支撐(mL) 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48，或50。前述數字中之每一者可在前面有字詞「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍。舉例而言，在某些態樣中，飽和器表面經組態以支撐(mL) 2至35、8至26、小於50，或小於30。在某些態樣中，飽和器表面經組態以支撐少於5000 mL的工作液體。

在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括定位於凝結器與流體出口之間的一充氣室，該充氣室經組態以會聚來自圓周通路之流體流。在某些態樣中，充氣室安設於凝結器與粒子計數器之間，且充氣室組合來自凝結器之流。在某些態樣中，充氣室幾何形狀(例如，具有類似一圓錐體之一形狀)使擴大粒子之壁衝擊最小化。

在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括與流體出口進行流體連通之一粒子計數器，該粒子計數器用於偵測擴大粒子。在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括與流體出口進行流體連通之一光學粒子計數器，該光學粒子計數器用於偵測擴大粒子。如本文中其他處所闡述，在某些態樣中，擴大粒子係在凝結器中藉由使工作液體蒸汽凝結至樣本流中之粒子上而形成。在某些態樣中，該粒子計數器或該光學粒子計數器可係任何已知粒子計數器或光學粒子計數器。在某些態樣中，粒子計數器或該光學粒子計數器使用散射、消光、干涉、發射中之至少一者或其任何組合來偵測擴大粒子。在某些態樣中，該發射係螢光。在某些態樣中，粒子計數器或光學粒子計數器使用散射與發射之一組合偵測擴大粒子。在某些態樣中，粒子計數器或光學粒子計數器使用散射及干涉偵測擴大粒子。在某些態樣中，粒子計數器或光學粒子計數器採用一高斯射束。在某些態樣中，粒子計數器或光學粒子計數器採用一結構射束。在某些態樣中，粒子計數器或光學粒子計數器採用一高斯射束與一結構射束之一組合。在某些態樣中，該結構射束係一暗射束(例如，在一射束輪廓之中心處(該射束輪廓具有一其他處典型高斯包絡)包括一光點或暗線奇點)。

在某些態樣中，粒子計數器或光學粒子計數器包括一凝結核粒子計數器(CNC)。在某些態樣中，可使用任何已知CNC。

在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括一擴充基座，該擴充基座包括用於真空、電力、資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、一乙太網路交換器或其任何組合之連接。在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括一擴充基座，該擴充基座包括用於真空、電力、資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出及一乙太網路交換器之連接。在某些態樣中，具有或不具有前述連接中之任一者之擴充基座進一步包括一網際網路協定位址。在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括：一連接，其用於將流體出口直接或間接附接至一真空系統；及一流分配系統，其用於將來自該真空系統之一流分離成樣本流之一第一流及用於冷卻該裝置之組件之一第二流。在某些態樣中，待冷卻之組件包含例如系統電子器件、一雷射驅動器及一凝結器散熱片。在某些態樣中，該裝置之組件封圍於一通風外殼中。在某些態樣中，具有一整合式流分配器之一護罩覆蓋散熱片以藉由最佳化散熱片鰭片之使用且提高跨越散熱片之空氣速度而提供較高冷卻等級。

在某些態樣中，該裝置或系統經組態以附接至一分歧管，且該分歧管經組態以將樣本流供應至該裝置。在某些態樣中，該裝置定位於該分歧管與一粒子計數器或光學粒子計數器之間的一流動路徑中。

在某些態樣中，工作液體包括一工作液體表面，且噴嘴經組態以引導樣本流朝向該工作液體表面而不致使樣本流在該工作液體表面下面之一散裝工作液體中形成氣泡。在某些態樣中，噴嘴經組態以將樣本流引導至定位於飽和器區域中之工作液體蒸汽中，從而產生包括樣本流及工作液體蒸汽之一混合物。在某些態樣中，該所產生混合物係呈紊流形式。在某些態樣中，噴嘴經組態以將一樣本流(視情況包括粒子)引導至工作液體蒸汽中且朝向工作液體表面，從而產生樣本流與工作液體蒸汽之一混合物。在某些態樣中，該所產生混合物係呈紊流形式。在某些態樣中，噴嘴經組態以將樣本流引導至工作液體蒸汽中及/或抵靠工作液體表面。在某些態樣中，噴嘴經組態使得樣本流不撞擊至工作液體中。在某些態樣中，噴嘴經組態以將樣本流引導至工作液體蒸汽中及/或抵靠工作液體表面同時致使樣本流在工作液體表面下面之散裝工作液體中形成氣泡。在某些態樣中，噴嘴經組態以使樣本流撞擊至工作液體中。

在某些態樣中，該裝置經組態而以平行於圓周通路中之混合物之一流體流但在與該流體流相反之一方向上之一方式沿著中心通路輸送樣本流。

在某些態樣中，凝結器包括任何適合幾何形狀。在某些態樣中，凝結器包括一管中管組態，該管中管組態包括一外壁、一內壁及形成於該內壁與該外壁之間的一圓周通路，如本文中其他處所闡述。在某些態樣中，暴露於圓周通路的外壁之至少一部分之一溫度經組態以被主動控制，諸如主動冷卻。在某些態樣中，暴露於圓周通路的外壁及內壁之部分之溫度比樣本流與工作液體蒸汽之混合物之溫度冷。在某些態樣中，暴露於圓周通路的內壁之至少一部分包括一第一材料，暴露於圓周通路的外壁之至少一部分包括一第二材料，且該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率。在某些態樣中，暴露於圓周通路的內壁或外壁中之至少一者之至少一部分係由係一熱絕緣體(例如，非熱傳導)之一材料構成。適合第一材料包含熱絕緣材料，諸如聚碳酸酯或其他適合聚合物。適合第二材料包含熱傳導材料，諸如鋁或其他適合金屬。

在某些態樣中，凝結器包括一散熱片。在某些態樣中，具有一整合式流分配器之一護罩覆蓋該散熱片。在某些態樣中，該散熱片包括鰭片。

在某些態樣中，該裝置或系統經組態以不提供包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流用於在飽和器區域中與樣本流組合。在某些態樣中，該裝置不包括經組態以引入包括載運氣體及一汽化工作液體之一額外流體流之一額外流體入口。傳統CPC通常採用包括與樣本流接觸之一工作液體蒸汽之一載運氣體。然而，在某些態樣中，本文中所揭露之方法、裝置或系統採用一飽和器表面上之工作液體來產生工作液體蒸汽，且因此，在某些態樣中，不需要一載運流體來將工作液體蒸汽遞送至飽和器區域以與樣本流混合。然而，在某些態樣中，可在本文中所揭露之方法、裝置或系統中採用一載運流體來將工作液體蒸汽遞送至飽和器區域。

在某些態樣中，該裝置或系統用於生長在凝結之前具有任何適合粒子尺寸之粒子且在一凝結器中增加尺寸，如本文中其他處關於方法所揭露。

在某些態樣中，飽和器區域中之混合物包括樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽，由樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽組成，或基本上由樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽組成。在某些態樣中，該混合物係由樣本流(視情況含有粒子)及工作液體蒸汽組成。如本文中其他處所述，在某些態樣中，樣本流係由待取樣之環境之空氣(具有或不具有一載運流體且具有或不具有挾帶粒子)構成。

在某些態樣中，該裝置或系統經組態以使在進入飽和器區域之前具有層流或實質上層流之樣本流流動。在某些態樣中，在通過噴嘴到達飽和器區域中之前，樣本流具有層流或實質上層流。在某些態樣中，在通過噴嘴到達飽和器區域中之後，樣本流旋即具有紊流。在某些態樣中，樣本流在飽和器區域中具有紊流。在某些態樣中，樣本流在進入凝結器之後或在凝結器內具有層流或實質上層流。在某些態樣中，在進入飽和器區域之後，樣本流旋即自層流轉變成紊流且與工作液體蒸汽混合。在某些態樣中，呈紊流形式的樣本流與工作液體蒸汽之混合物在進入凝結器之後旋即轉變成層流。在某些態樣中，樣本流在進入飽和器區域之前具有紊流或實質上紊流，且在飽和器區域中繼續具有紊流以與工作液體蒸汽混合。在某些態樣中，呈紊流形式的樣本流與工作液體蒸汽之混合物在進入凝結器之後旋即轉變成層流。

在某些態樣中，該噴嘴可係任何適合噴嘴。在某些態樣中，該噴嘴包括兩個或更多個噴嘴。在某些態樣中，噴嘴經組態以使樣本流自在通過噴嘴之前的一層流轉變成在通過噴嘴之後的一紊流。在某些態樣中，噴嘴充當一噴射器。

在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括一等動力取樣探針。在某些態樣中，該裝置或系統包括一帕耳帖件(peltier)。在某些態樣中，該裝置或系統包括一散熱片。在某些態樣中，該裝置或系統包括一等動力取樣探針、一帕耳帖件、一散熱片或其任何組合。在某些態樣中，該帕耳帖件係一熱電冷卻器、加熱器或熱泵。在某些實施例中，使用周圍空氣或氣體來輔助熱管理。在一實施例中，例如使用一真空管線、泵、鼓風機及/或風扇建立一周圍空氣或氣體流，且輸送該周圍空氣或氣體流以與CPC之組件進行熱接觸以便提供例如凝結器及/或飽和器區域之熱量耗散及/或熱管理。在某些態樣中，該裝置或系統包括一環境監測器。

在某些態樣中，該裝置或系統進一步包括用於覆蓋飽和器表面之一蓋，該蓋可係穿孔或未穿孔的。在某些態樣中，該蓋經定位使得一或多個間隙聯合穿孔(若存在)允許工作液體蒸汽與飽和器區域進行流體連通。

在某些態樣中，本文中所揭露之方法、裝置及系統產生至少90%、至少92%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%，或100%的樣本流體積達到工作液體蒸汽飽和。

本發明之態樣可藉由以下非限制性圖來進一步理解。

圖1繪示其中在操作期間相對於工作液體(若存在)之工作液體表面垂直地引導一樣本流之一凝結粒子計數器之一態樣。裝置或系統 100包括飽和器區域 101、飽和器表面 102、流體入口 103、流體出口 104、噴嘴 105及凝結器 106。儘管繪示不具有工作液體之裝置 100，但在某些態樣中諸如在飽和器表面 102上可存在此工作液體。在裝置或系統 100在用於偵測及/或生長粒子之一方法中操作期間，工作液體存在於飽和器表面 102上，樣本流通常以層流形式流動穿過流體入口 103，且在離開噴嘴 105之後旋即轉變成紊流(例如，噴嘴 105包括一噴射器)。在此態樣中，噴嘴 105經組態以相對於工作液體表面垂直地引導樣本流，且樣本流將直接接觸工作液體表面(若存在)，此乃因在噴嘴 105之方向與工作液體表面之間的路徑中不存在障礙物。存在於飽和器表面 102上之工作液體蒸發以在飽和器區域 101中形成一工作液體蒸汽，且該工作液體蒸汽與離開噴嘴 105(例如，作為一噴射器)之樣本流之紊流混合。樣本流與工作液體蒸汽之混合物流動至凝結器 106中，其中該混合物通常在凝結器 106內轉變成層流，且工作液體蒸汽凝結至粒子上以形成擴大粒子。包括擴大粒子之流然後自流體出口 104流出，在某些態樣中被饋送至一光學粒子計數器。在此態樣中，不採用多孔結構來產生蒸汽，且不採用包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流(例如，藉由一單獨入口或噴嘴)來在飽和器區域 101中與樣本流組合。

圖2繪示其中在操作期間以一成角度方式(亦即，不垂直地)引導一樣本流朝向工作液體(若存在)之工作液體表面之一凝結粒子計數器之一態樣。繪示覆蓋工作液體(若存在)之一選用蓋 207，該蓋 207可係穿孔或未穿孔的。若未穿孔(或在某些態樣中，在穿孔之情況下)，則工作液體蒸汽例如藉由蓋 207與飽和器表面 202之間的一或多個間隙與飽和器區域 201流體連通。若蓋 207係穿孔的，則穿孔允許工作液體蒸汽進入飽和器區域 201中。裝置或系統 200包括飽和器區域 201、飽和器表面 202、流體入口 203、流體出口 204、噴嘴 205、凝結器 206及蓋 207，該蓋可係穿孔或未穿孔的。儘管繪示不具有工作液體之裝置 200，但在某些態樣中諸如在飽和器表面 202上可存在此工作液體。在裝置或系統 200在用於偵測及/或生長粒子之一方法中操作期間，工作液體存在於飽和器表面 202上，樣本流通常以層流形式流動穿過流體入口 203，且在離開噴嘴 205之後旋即轉變成紊流(例如，噴嘴 205包括一噴射器)。在此態樣中，噴嘴 205經組態而以一成角度方式引導樣本流朝向工作液體表面，但樣本流之至少一部分流不直接接觸工作液體表面(此乃因任何接觸將發生在自蓋 207及/或裝置或系統 200之壁彈開之後)。存在於飽和器表面 202上之工作液體蒸發以在飽和器區域 201中形成一工作液體蒸汽，且該工作液體蒸汽與離開噴嘴 205(例如，作為一噴射器)之樣本流之紊流混合。樣本流與工作液體蒸汽之混合物流動至凝結器 206中，其中該混合物通常在凝結器 206內轉變成層流，且工作液體蒸汽凝結至粒子上以形成擴大粒子。包括擴大粒子之流然後自流體出口 204流出，在某些態樣中被饋送至一光學粒子計數器。在此態樣中，不採用多孔結構來產生蒸汽，且不採用包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流(例如，藉由一單獨入口或噴嘴)來在飽和器區域 201中與樣本流組合。

圖3繪示其中經由兩個噴嘴 305將樣本流引導至飽和器區域中之一凝結粒子計數器之一態樣。噴嘴 305繪示成不與飽和器表面 302成角度，儘管在某些態樣中一個或兩個噴嘴 305可與飽和器表面成角度。裝置或系統 300包括飽和器區域 301、飽和器表面 302、流體入口 303、流體出口 304、兩個噴嘴 305及凝結器 306。儘管繪示不具有工作液體之裝置 300，但在某些態樣中諸如在飽和器表面 302上可存在此工作液體。在裝置或系統 300在用於偵測及/或生長粒子之一方法中操作期間，工作液體存在於飽和器表面 302上，樣本流通常以層流形式流動穿過流體入口 303，且在離開噴嘴 305(例如，噴嘴 305包括噴射器)之後旋即轉變成紊流。在此態樣中，兩個噴嘴 305經組態以將樣本流引導至飽和器區域 301中，但不在瞄準工作液體表面之一方向上(在不首先自裝置或系統內之其他表面彈開之情況下)。存在於飽和器表面 302上之工作液體蒸發以在飽和器區域 301中形成一工作液體蒸汽，且該工作液體蒸汽與離開噴嘴 305(例如，作為一噴射器)之樣本流之紊流混合。樣本流與工作液體蒸汽之混合物流動至凝結器 306中，其中該混合物通常在凝結器 306內轉變成層流，且工作液體蒸汽凝結至粒子上以形成擴大粒子。包括擴大粒子之流然後自流體出口 304流出，在某些態樣中被饋送至一光學粒子計數器。在此態樣中，不採用多孔結構來產生蒸汽，且不採用包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流(例如，藉由一單獨入口或噴嘴)來在飽和器區域 301中與樣本流組合。

圖4繪示其中饋送樣本流穿過與凝結器 406成一管中管組態之一中心通路 408之一凝結粒子計數器之一態樣。裝置或系統 400包括飽和器區域 401、飽和器表面 402、流體入口 403、流體出口 404、噴嘴 405、凝結器 406、中心通路 408、圓周通路 409、垂直軸線 410及充氣室 411。雖然 圖 4中為了簡單起見將凝結器標記為特徵 406，但在技術上凝結器係由圓周通路 409以及界定圓周通路 409之內壁及外壁(未標記)共同構成。另外，儘管繪示不具有工作液體之裝置 400，但在某些態樣中諸如在飽和器表面 402上可存在此工作液體。在裝置或系統 400在用於偵測及/或生長粒子之一方法中操作期間，工作液體存在於飽和器表面 402上，樣本流通常以層流形式流動穿過流體入口 403且穿過中心通路 408，並且在離開噴嘴 405之後旋即轉變成紊流(例如，噴嘴 405包括一噴射器)。在此態樣中，噴嘴 405經組態以相對於工作液體表面垂直地引導樣本流，且樣本流將直接接觸工作液體表面(若存在)，此乃因在噴嘴 405之方向與工作液體表面之間的路徑中不存在障礙物。存在於飽和器表面 402上之工作液體蒸發以在飽和器區域 401中形成一工作液體蒸汽，且該工作液體蒸汽與離開噴嘴 405(例如，作為一噴射器)之樣本流之紊流混合。樣本流與工作液體蒸汽之混合物流動至形成於凝結器 406之壁與中心通路 408之壁之間的圓周通路 409中，其中該混合物通常在圓周通路 409內轉變成層流，且工作液體蒸汽凝結至粒子上以形成擴大粒子。包括擴大粒子之流然後自流體出口 404流出，在某些態樣中被饋送至一光學粒子計數器。在某些態樣中，主動控制(例如，主動冷卻)凝結器 406之壁之溫度。在此態樣中，不採用多孔結構來產生蒸汽，且不採用包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流(例如，藉由一單獨入口或噴嘴)來在飽和器區域 401中與樣本流組合。

圖5繪示 圖4之另一態樣，其中存在用於將工作液體供應至飽和器表面 502之一貯存器 512，且存在用於接收擴大粒子以進行偵測及/或計數之一光學粒子計數器 516。裝置或系統 500包括飽和器區域 501、飽和器表面 502、流體入口 503、流體出口 504、噴嘴 505、凝結器 506、中心通路 508、圓周通路 509、垂直軸線 510、充氣室 511、貯存器 512、通道 513、散裝工作液體 514、工作液體表面 515 ，及光學粒子計數器 516。雖然 圖 5中為了簡單起見將凝結器標記為特徵 506，但在技術上凝結器係由圓周通路 509以及界定圓周通路 509之內壁及外壁(未標記)共同構成。另外，儘管繪示具有工作液體之裝置 500，但在某些態樣中，例如在製造並裝運至一終端使用者之後但在操作之前，可不存在此工作液體。在裝置或系統 500在用於偵測及/或生長粒子之一方法中的操作期間，工作液體係存在於飽和器表面 502上，且此工作液體包括散裝工作液體 514及工作液體表面 515。然而，在某些態樣中，工作液體可係以一膜或薄膜形式存在，在此情形中，工作液體包括一工作液體表面但不包括散裝工作液體。在操作期間，樣本流通常以層流形式流動穿過流體入口 503且穿過中心通路 508，並且在離開噴嘴 505之後旋即轉變成紊流(例如，噴嘴 505包括一噴射器)。在此態樣中，噴嘴 505經組態以相對於工作液體表面 515垂直地引導樣本流，且樣本流直接接觸工作液體表面 515，此乃因在噴嘴 505之方向與工作液體表面 515之間的路徑中不存在障礙物。存在於飽和器表面 502上之工作液體蒸發，以在飽和器區域 501中形成一工作液體蒸汽，且該工作液體蒸汽與離開噴嘴 505(例如，作為一噴射器)之樣本流的紊流混合。樣本流與工作液體蒸汽之混合物流動至經形成於凝結器 506之壁與中心通路 508之壁之間的圓周通路 509中，其中該混合物通常在圓周通路 509內轉變成層流，且工作液體蒸汽凝結至粒子上以形成擴大粒子。包括擴大粒子之流然後自流體出口 504流出且流入光學粒子計數器 516中。在某些態樣中，主動控制(例如，主動冷卻)凝結器 506之壁的溫度。視情況與監測工作液體(例如，工作液體表面 515)之深度、表面積、體積或其任何組合的感測器(未繪示)一起且視情況與用於使工作液體深度或體積或者工作液體表面 515之表面積保持在一目標範圍內的一或多個泵(未繪示)一起，存在(例如)用於控制暴露於飽和器區域之工作液體表面之表面積的一流體系統，且該流體系統包括貯存器 512及通道 513。此流體系統亦可包括用於提高工作液體(例如，存在於飽和器表面 502上之工作液體)之溫度以促進產生一工作液體蒸汽的一或多個加熱元件(未繪示)。在此態樣中，不採用多孔結構來產生蒸汽，且不採用包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流(例如，藉由一單獨入口或噴嘴)來在飽和器區域 501中與樣本流組合。

圖6繪示一凝結粒子計數器之一態樣之一管中管組態之一詳細視圖。特定而言， 圖 6係 圖 4及 圖 5之管中管組態之一詳細視圖。管中管組態 600包括噴嘴 605、中心通路 608、圓周通路 609、垂直軸線 610、內壁 620、外壁 617、暴露於圓周通路 609之內壁 620的一部分 618，及暴露於圓周通路 609之外壁 617的一部分 619。筆直箭頭繪示層流且彎曲箭頭指示紊流。中心通路 608中之流平行於圓周通路 609中之流，但在與其相反之一方向上。圓周通路 609以及界定圓周通路 609之內壁 620及外壁 617共同構成凝結器。在某些態樣中，內壁 620及外壁 617具有圍繞垂直軸線 610係圓形、三角形、正方形、五邊形、六邊形、多邊形或其任何組合之一形狀。如 圖 6中所繪示，內壁 620及外壁 617可沿著垂直軸線 610改變直徑或形狀，使得其直徑或形狀不必遍及圓周通路 609或中心通路 608之長度係均勻的。在裝置或系統在用於偵測及/或生長粒子之一方法(該方法採用如 圖 6中所展示之一管中管組態)中的操作期間，樣本流以層流形式流動穿過中心通路 608，且在離開噴嘴 605之後旋即轉變成紊流(例如，噴嘴 605包括一噴射器)。儘管未繪示，但在離開噴嘴 605之後，樣本流與工作液體蒸汽混合，且混合物係呈紊流形式。呈如彎曲箭頭所指示之紊流形式的樣本流與工作液體蒸汽的混合物流動至經形成於內壁 620與外壁 617之間的圓周通路 609中，其中該混合物通常在圓周通路 609內轉變成層流，如筆直箭頭所指示。在圓周通路 609內，工作液體蒸汽凝結至粒子上以形成擴大粒子。在某些態樣中，內壁 620與外壁 617係由(例如)具有一不同熱傳導率的不同材料製成。在某些態樣中，主動控制(例如，主動冷卻或加熱)外壁 617之溫度。在某些態樣中，主動控制(例如，主動冷卻或加熱)內壁 620之溫度。在某些態樣中，主動控制內壁 620及外壁 617兩者之溫度。在某些態樣中，內壁 620包括一熱絕緣體(例如，一非熱傳導材料)。

圖7繪示用於偵測及/或生長粒子之一方法之一態樣之一流程圖 700。在此態樣中，該方法包括：一步驟 701，提供包括一飽和器區域及經組態以支撐一工作液體之一飽和器表面之一裝置或系統；一步驟 702，使工作液體之至少一部分蒸發以致使飽和器區域達到工作液體蒸汽飽和或過飽和；一步驟 703，將包括粒子之一樣本流引導至工作液體蒸汽中；一步驟 704，輸送混合物穿過一凝結器，其中工作液體蒸汽凝結至粒子上以形成擴大粒子；一步驟 705，將擴大粒子引導至用於偵測擴大粒子之一粒子計數器(例如，光學粒子計數器)；及一步驟 706，監測工作液體之一特徵以控制暴露於飽和器區域的工作液體表面之表面積，其中被監測之特徵係工作液體在飽和器表面上之一深度、暴露於飽和器區域之表面積或工作液體在飽和器表面上之一體積中之至少一者。可排除或以一不同次序排列此等步驟中之任一者，及/或可添加額外步驟。

圖8繪示控制暴露於本文中所揭露之一裝置或系統之飽和器區域的工作液體表面之表面積之一態樣之一流程圖800。在此態樣中，控制該表面積包括：一步驟 801，監測工作液體在飽和器表面上之深度及/或體積及/或暴露於飽和器區域的工作液體表面之表面積；一步驟 802，比較該深度、體積、表面積或其任何組合與該深度、體積及/或表面積之一或多個目標範圍；一步驟 803，在該深度、體積及/或表面積係在各別目標範圍之外的事件中，藉由自一貯存器供應額外工作液體(例如，藉由一或多個泵、毛細管作用或重力)而調整該深度、體積及/或表面積；一步驟 804，在裝置或系統關機時使工作液體自飽和器表面移動至貯存器；及一步驟 805，在系統或裝置被開啟電源時使工作液體自貯存器移動至飽和器表面。虛線箭頭指示明確選用步驟，然而，可排除或以一不同次序排列 圖 8中所繪示或闡述之任何步驟，及/或可添加額外步驟。 實例

本發明之態樣可藉由以下非限制性實例來進一步理解。

實例1： 緊湊無芯紊流混合熱擴散凝結粒子計數器

此實例示範一凝結粒子計數器(CPC) (特定而言，一緊湊無芯紊流混合熱擴散CPC)之某些態樣。

一緊湊無芯紊流混合熱擴散CPC係用於偵測一氣溶膠流體流中之粒子之一裝置。氣溶膠樣本流與一飽和工作液體蒸汽以紊流形式混合，然後快速轉變成一層流熱擴散凝結生長區域。入口氣溶膠樣本流在方向上垂直於工作液體之表面。包括氣溶膠樣本流及飽和工作液體蒸汽之凝結流動流相對於入口氣溶膠樣本流平行地但在相反方向上流動。

此態樣中所闡述之緊湊無芯紊流混合熱擴散凝結粒子計數器解決了對能夠偵測10 nm以下的粒子之對於在一半導體程序工具內部之應用足夠緊湊、廉價且穩健的一粒子計數器之需要。

在某些態樣中，一緊湊無芯紊流混合熱擴散凝結粒子計數器可配備有滑動至一分歧管中且係該分歧管與該CPC之間的一共同組件之一擴充基座。在某些態樣中，擴充基座含有IP位址及一或多個使用者連接(例如，資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、乙太網路交換器、真空、電力或其任何組合)。一擴充基座允許快速服務間隔、在儘可能少的使用者互動之情況下不同單元之交換。

一緊湊無芯紊流混合熱擴散凝結粒子計數器之額外態樣可包含一可移除且可替換的工作液體容器。此可移除且可替換的工作液體容器可構成最多整個流體總成，包含但不限於，飽和器、一工作液體貯存器、一工作液體貯存器、液位感測器、液位狀態指示及工作液體輸送泵。

本文中所闡述之包含實例1中所闡述之彼等的裝置、系統或方法之實施方案解決了已知CPC儀器遭遇之各種問題，如本文中其他處所闡述。

CPC系統組件

在此實例中所闡述之CPC之某些態樣中，CPC系統組件包含一貯存器、一流體輸送系統、一飽和器、一凝結器、一充氣室、一粒子計數器、一熱管理系統、一樣本流監測器、一擴充基座及一環境監測器。

圖9提供一凝結粒子計數器(CPC)之一剖面側視圖，該CPC包括用於為擴大一樣本流中之粒子提供飽和及凝結條件之飽和器區域 901及設置成一管中管幾何形狀之凝結器 902。 圖 9中亦展示粒子計數器 916，其可係用於接收及偵測及計數來自凝結器 902之擴大粒子之一光學粒子計數器。

如 圖 9中所展示，樣本流經由樣本入口 903進入CPC且經由中心通路 904輸送至具有在一飽和器板 922之飽和器表面 921上提供之工作液體之飽和器區域 901，其中飽和器表面 921經組態以支撐在飽和器區域 901中產生工作液體蒸汽之工作液體。該工作液體包括具有在飽和器區域 901中暴露於樣本流之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵。流體入口 903經由中心通路 904與飽和器區域 901流體連通 ，該中心通路的終端落在一噴嘴 905處，該噴嘴經組態以將包括粒子之一樣本流引導至工作液體蒸汽中及/或朝向在飽和器板 922之飽和器表面 921上提供之工作液體之表面或到達該表面上 ，藉此產生呈紊流形式之一混合物，該混合物包括工作液體蒸汽及樣本流。在某些態樣中，例如流體地監測及/或控制在飽和器板 922之飽和器表面 921上提供之工作液體，以向樣本流呈現工作液體之一實質上恆定表面(例如，暴露於樣本流之實質上恆定表面積)。在此等態樣中，採用一流體系統(圖9中未繪示)，該流體系統經組態以藉由監測以下各項中之至少一者而控制暴露於飽和器區域 901的工作液體之表面積：工作液體在飽和器表面 921上之一深度、暴露於飽和器區域 901之表面積，或工作液體在飽和器表面 921上之一體積。

凝結器 902與飽和器區域 901流體連通且經組態以接收並冷卻樣本流與工作液體蒸汽之混合物以便使工作液體蒸汽之至少一部分凝結至粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子。凝結器 902具有沿著一垂直軸線定位且界定中心通路 904之一內壁 920、沿著該垂直軸線定位且包圍內壁 920之一外壁 917，及用於促進對凝結器 902進行溫度控制之絕緣件 925。一圓周通路 918形成於內壁 920與外壁 917之間，且樣本流與工作液體蒸汽之混合物係在此圓周通路 918內冷卻。圓周通路 918內之冷卻致使在混合物中工作液體蒸汽之至少一部分凝結至粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子。凝結器之冷卻可藉由本技術領域中已知之各種主動及被動冷卻結構及器件達成，包含空氣冷卻、熱電冷卻、液體冷卻、使用散熱片、使用熱管及諸如此類。一充氣室 911經組態以自凝結器 902接收樣本流與工作液體蒸汽之經冷卻混合物。包括擴大粒子之經冷卻混合物被引導至粒子計數器 916且透過流控制孔口 923自系統 900排出。流體致動可藉由本技術領域中已知之一致動器達成，諸如一或多個泵、鼓風機、風扇、廠房真空管線或諸如此類。

圖10提供凝結粒子計數器(CPC)之一組件 1000之一側視透視圖。該CPC包括一飽和器區域 1001、具有具一內壁 1020及外壁 1017之一管中管幾何形狀之一凝結器 1002、一散熱片 1023、一帕耳帖件 1024、等動力取樣探針 1022及流體系統之其他細節，該流體系統包括溫度探針 1027、加熱元件 1028及流體界面 1026。

如 圖 10中所展示，該CPC包括一飽和器板(未繪示)，該飽和器板包括經組態以支撐在飽和器區域 1001中產生一工作液體蒸汽之一工作液體之一飽和器表面 1021。包括粒子之一樣本流透過噴嘴1005透過一流體入口(未繪示)被引導至中心通路 1004中且被引導至定位於飽和器區域 1001中之工作液體蒸汽中，從而產生包括樣本流及工作液體蒸汽之呈紊流形式之一混合物。該混合物被輸送穿過凝結器 1002，其中工作液體蒸汽之至少一部分凝結至樣本流之粒子之至少一部分上且增加樣本流之粒子之尺寸，藉此產生擴大粒子。此凝結發生在形成於內壁 1020與外壁 1017之間的圓周通路 1018內。凝結器 1002內之冷卻作用由對凝結器外壁 1017進行冷卻之帕耳帖件 1024及散熱片 1023促進，該散熱片又充當來源於帕耳帖件 1024之熱量之一散熱片。絕緣件 1025促進凝結器 1002之溫度控制。包括樣本流、工作液體蒸汽及擴大粒子之經冷卻混合物經由充氣室 1011引導至粒子計數器 1016。

組件 1000進一步包括用於控制暴露於飽和器區域 1001的工作液體之表面積之一流體系統，流體系統 1003包括：一溫度探針 1027，其用於監測工作液體及/或飽和器表面 1021之溫度；一加熱元件 1028，其用於控制工作液體及/或飽和器表面(或與工作液體接觸的流體系統之其他組件)之溫度；及一流體界面 1026，其用於連接飽和器表面 1021上之工作液體與工作液體之一貯存器(未繪示)以便將工作液體提供至飽和器表面 1021或將工作液體自該飽和器表面抽回。該流體系統亦可包括用於監測工作液體在飽和器表面 1021上之一深度、暴露於飽和器區域 1001之表面積或工作液體在飽和器表面 1021上之一體積中之至少一者之一或多個感測器(未繪示)。該流體系統亦可包括一或多個閥、流體致動器、泵、感測器、通道等。藉由控制暴露於飽和器區域 1001的工作液體表面之表面積，可精確地達成飽和器區域 1001中工作液體之適當飽和。

圖11提供用於安裝一凝結粒子計數器系統之組件之一側視透視圖。組件 1100包括散熱片 1123、用於偵測及/或生長粒子之一裝置或系統之座架 1125、用於一粒子計數器之座架 1126及用於一等動力取樣探針之座架 1127。

CPC系統流動路徑

樣本流動路徑– 樣本流係在垂直於飽和器及工作液體表面(例如，工作液體表面)之一定向上引入至系統中。然而，其他定向係可能的且在本文中經考慮。樣本流亦定向成平行於凝結器流動路徑，儘管其他定向係可能的且在本文中經考慮。樣本流具有穿過樣本入口之層流。在進入工作液體(例如，工作液體)上面之飽和器區(例如，飽和器區域)之後，樣本流旋即透過在飽和器(例如，飽和器表面或飽和器板)上之工作液體池(例如，工作液體)上面之入口情況端上使用一噴射器(例如，噴嘴)而轉變成一紊流區。紊流區提供充分時間來將汽化工作液體(例如，工作液體蒸汽)添加至樣本流。紊流區提供汽化工作液體(例如，工作液體蒸汽)與樣本流之充分混合以達成均勻混合。來自紊流區之混合及額外蒸汽收集時間兩者允許使用較高流率系統，已達成高達15公升/分鐘樣本流率。紊流區允許樣本體積100%飽和及取樣。充滿工作液體蒸汽(例如，工作液體蒸汽)之樣本流進入凝結器區段，自飽和器上面之紊流區(例如，飽和器區域)轉變成凝結器中之一層流。凝結器中之同心流區在安設於凝結器與粒子計數器之間的一充氣室中組合。充氣室幾何形狀使得擴大粒子之壁衝擊被最小化。含有擴大粒子之樣本流流動穿過粒子計數器、穿過一流感測器且流出至廠房真空系統。

CPC系統特徵

丙二醇工作液體– 在某些態樣中，丙二醇出於包含以下各項中之至少一者之一或多個原因而係一適合工作液體(例如，工作液體)：(1)具一低飽和蒸汽壓力以實現長流體壽命，(2)無毒，(3)無色，(4)無味，(5)不產生VOC，(6)可透過低蒸汽壓力達成高飽和比以實現較快速生長，(7)較少流體使用，透過對光學器件之較低流體遷移概率而導致較穩健設計，(8)較低揮發性，透過凝結至流體分子上而導致較少錯誤計數，(9)需要較不頻繁的維修來重新填充工作液體，或其任何組合。

凝結器幾何形狀– 在某些態樣中，出於包含以下各項中之至少一者之一或多個原因而選擇一管中管結構作為適合凝結器之一幾何形狀：(1)此幾何形狀幾乎沒有邊緣效應，(2)一高(或最高)效率凝結比，(3)一較緊湊設計，或(4)較大體積流，此乃因可在不改變凝結比之情況下將面積無限擴張。

無芯飽和器設計( 毫米池式飽和器)– 在此實例中，採用代表傳統池式飽和器CPC設計之一改良之一無芯飽和器設計。此實例之經改良飽和器設計之一個優點係僅在任何給定時間將總流體(例如，工作液體)中之少量流體加熱，此允許更佳且更一致的流體(例如，工作液體)溫度控制及最終更一致的儀器效能。將少量流體(例如，工作液體)加熱且僅將少量流體(例如，工作液體)暴露於樣本流會提供較少污染及流體(例如，工作液體)降解，從而允許具有等效效能之較長流體(例如，工作液體)壽命。可監測並控制液位(例如，工作液面高度)以藉由維持工作液體(例如，工作液體)之相同或類似可用表面積用於蒸汽形成(例如，工作液體蒸汽形成)、相同量之蒸汽與樣本流進行相互作用及跨越活性工作液體之相同(或類似)且最小化的熱梯度而給出一致效能。在某些態樣中，出於包含以下各項中之至少一者之一或多個原因不採用一芯結構係有利的：(1)防止脫落以免產生錯誤計數，(2)由於不與一多孔介質進行相互作用而具有較少粒子損失，(3)由於不具有流動穿過一多孔介質之限制而具有較高流率，或(4)其任何組合。

貯存器– 在某些態樣中，採用一貯存器且其可具有一或多個特徵，諸如本文中所闡述之彼等。貯存器係一實體或一撓性壁設計。貯存器配備有一液位感測器陣列以三維地監測液位(例如，工作液面高度)。液位感測器提供系統定向及流體使用率以及剩餘液位之診斷能力。在貯存器係一實體設計時，該貯存器配備有一被動組合閥，從而允許流體輸送系統在無壓力積聚之情況下操作。撓性壁貯存器視情況採用被動組合閥。該組合閥允許流體移入及移出貯存器並防止在運輸途中發生洩漏。貯存器含有一維修端口以允許在維修期間進行一系統工作流體沖洗以便使流體保持純粹。維修閥通常被密封封閉以在輸送及操作期間保持流體被圍阻，但經由注射啟動而打開。貯存器含有向流體輸送系統之適當連接。一流體計提供對應於液位感測器陣列之液位之連續視覺指示。

流體輸送系統– 在某些態樣中，採用一流體輸送系統且其可具有一或多個特徵，諸如本文中所闡述之彼等。流體輸送系統係藉由一流體泵操作。此泵係一微蠕動泵、一注射泵、一壓電泵、一計量泵等。此泵係一注射泵、一壓電泵、一計量泵等。流體輸送系統係一個或一系列泵以使流體在貯存器與飽和器(例如，飽和器板或飽和器表面)之間移動。泵用於使流體以一已知且受控速率在貯存器與飽和器之間移動。控制系統係藉由液位感測器主動控制，液位感測器係基於時間的、基於泵速率的或其任何組合。泵用於維持工作液體表面積(例如工作液體表面之表面積)以維持儀器效能之一致性。泵用於在系統關機及失去電力時使所有流體移動至貯存器中以防止在輸送期間發生不想要的流體遷移。在一系統電源關斷狀態中，泵充當一閥以將工作液體密封在貯存器中且進一步防止不想要的流體遷移。

雙凝結器材料使用– 在某些態樣中，凝結器係由特定特徵表徵。凝結器之流動路徑之內部方向(例如，暴露於圓周通路之內壁)上之材料係不同於該流動路徑之外部方向(例如，暴露於圓周通路之外壁)之一材料。外部流動路徑凝結器溫度係主動控制的。內部流動路徑凝結器材料係一非熱傳導材料。使用兩種材料(其中一種被主動控制)以及流動路徑及凝結器幾何形狀會產生匹配流動梯度且因此匹配跨越凝結器之剖面之粒子梯度之一熱梯度。此允許凝結器在更小實體尺寸下更高效。

廠房真空及熱管理系統– 在某些態樣中，採用一廠房真空及/或熱管理系統。廠房真空系統用於提供穿過粒子計數器之流量以及冷卻組件兩者以實現最佳系統效能。一廠房真空分配系統裝納於儀器內部以分離並控制廠房真空之流率用於其不同既定用途。一流控制元件用於形成用於組件冷卻以及樣本流率粒子計數之所要體積流率。對於熱管理，室內空氣被吸引跨越系統電子組件、雷射驅動器及凝結器散熱片。一通風外殼用於將自室內空氣汲取之流量集中跨越系統內部之所要組件。具有一整合式流分配器之一護罩覆蓋散熱片以藉由最佳化散熱片鰭片之使用且提高跨越散熱片之空氣速度而提供較高冷卻等級。

擴充基座– 在某些態樣中，採用一擴充基座。擴充基座滑動至分歧管中且係分歧管與CPC之間的一共同組件。擴充基座含有一IP位址及一或多個使用者連接(例如，資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、乙太網路交換器、真空、電力或其任何組合，包含所有組件)。擴充基座允許在儘可能少的使用者互動之情況下實現快速服務間隔及不同單元之交換。

診斷– 在某些態樣中，對粒子執行診斷。粒子計數器信號被饋送至將用作用於以下各項中之一或多者之潛在分析之一脈衝高度分析器(PHA)之一場可程式化閘陣列(FPGA)：(1)關於一個別粒子事件及歷史趨勢監測兩者之粒子生長(總體系統健康狀況)，(2)系統流率，(3)樣本微粒電荷及材料，(4)流體污染，(5)流體降解，或(6)其任何組合。採用來自貯存器及飽和器兩者之一液位感測器用於以下各項中之至少一者之潛在分析：(1)流體污染，(2)流體降解，(3)系統定向，(4)剩餘操作時間，(5)針對系統健康狀況之流體使用率，或(6)其任何組合。採用環境感測器用於以下各項中之至少一者之潛在分析：(1)改變操作設定點以維持效能，(2)在極端環境之情形中進行系統自我保護，或(3)其一組合。

與實例1之某些態樣或本文中其他處揭露之態樣相關之特定特徵揭露於美國專利8,869,593中，該美國專利特此出於所有目的以其全文引用之方式併入。

實例2： 一緊湊無芯紊流混合熱擴散凝結粒子計數器之計數效率

此實例示範一凝結粒子計數器(CPC)之某些態樣，特定而言，一緊湊無芯紊流混合熱擴散CPC之一計數效率曲線。

採用使用丙二醇作為工作液體之如圖 4、 圖 9及 圖 10中所繪示之一CPC。一樣本流通過裝置或系統而形成擴大粒子，且該等粒子被傳遞至一光學粒子計數器。 圖 12提供展示以10 nm粒子(1)、7 nm粒子(2)及5 nm粒子(3)為目標之系統之尺寸相依粒子計數效率曲線之一曲線圖。

額外態樣包含：

態樣1.    一種用於偵測及/或生長粒子之方法，其包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置，其中該工作液體包括具有暴露於該飽和器區域之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵，且該工作液體定位於一飽和器表面上該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽， 將包括粒子之一樣本流引導至定位於該飽和器區域中之該工作液體蒸汽中，從而產生包括該樣本流及該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係呈紊流形式， 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子之至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子之尺寸， 將該等擴大粒子引導至一粒子計數器，諸如一光學粒子計數器，及 藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積。

態樣2.    如態樣1之方法，其進一步包括供應額外工作液體以維持該表面積之一目標範圍，其中該表面積之該目標範圍係0.01 cm ²至500 cm ²。

態樣3.    如態樣1或態樣2之方法，其進一步包括供應額外工作液體以維持該深度之一目標範圍，其中該深度之該目標範圍係0.001 mm至100 mm。

態樣4.    如態樣1至3中任一態樣之方法，其進一步包括供應額外工作液體以維持該體積之一目標範圍，其中該體積之該目標範圍係0.001 mL至5000 mL。

態樣5.    一種用於偵測及/或生長粒子之方法，其包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置，其中該工作液體包括具有暴露於該飽和器區域之由一表面積表徵之一工作液體表面之一散裝工作液體，且該工作液體定位於一飽和器表面上該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽， 將包括粒子之一樣本流引導至該工作液體蒸汽中且朝向該工作液體表面，從而產生該樣本流與該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係呈紊流形式，及 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子之至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子之尺寸，及 將該等擴大粒子引導至一粒子計數器，諸如一光學粒子計數器。

態樣6.    如前述態樣中任一態樣之方法，其中該工作液體包括一工作液體池或一工作液體流。

態樣7.    如前述態樣中任一態樣之方法，其中該引導步驟致使該樣本流行進至該工作液體蒸汽中及/或抵靠該工作液體表面而不致使該樣本流在該工作液體表面下面之該散裝工作液體中形成氣泡。

態樣8.    如前述態樣中任一態樣之方法，其中該工作液體表面包括在與一重力方向垂直或不垂直之一定向上組態之一連續平面。

態樣9.    如前述態樣中任一態樣之方法，其中該混合物係由該樣本流及該工作液體蒸汽組成。

態樣10.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該工作液體蒸汽係與該工作液體表面接觸。

態樣11.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該蒸發步驟實質上免除或不採用經組態以促進產生該工作液體蒸汽之一或多個多孔結構。

態樣12.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該工作液體蒸汽不藉由包括該工作液體蒸汽之一載運氣體遞送至該飽和器區域。

態樣13.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該樣本流以至少0.1 L/min之一流率傳播穿過該裝置。

態樣14.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該工作液體包括丙二醇、水、異丁醇、正丁醇、二級丁醇、三級丁醇、異丙醇、1-丙醇、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基亞碸，或其任何組合。

態樣15.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該工作液體具有0.0001 Ns/m ²至1.0 Ns/m ²之一動態黏度、80℃至230℃之一沸點、0.8 g/mL至2.0 g/mL之一比重，或其任何組合。

態樣16.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該樣本流在該引導步驟之前且在該輸送步驟期間具有實質上層流。

態樣17.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中一分歧管連接至該裝置以供應該樣本流，且其中提供包括用於以下各項之連接之一擴充基座：真空、電力、資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、一乙太網路交換器，或其任何組合。

態樣18.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該凝結器包括沿著該裝置之一垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁，其中一圓周通路形成於該內壁與該外壁之間， 暴露於該圓周通路的該內壁之至少一部分包括一第一材料， 暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分包括一第二材料，且 該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率，且 該方法進一步包括冷卻暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分且使該樣本流流動穿過該中心通路以進行該引導步驟， 其中該輸送係在該圓周通路中執行，且該流動係平行於該輸送但在與該輸送相反之一方向上。

態樣19.  如前述態樣中任一態樣之方法，其中該工作液體係作為一薄膜存在。

態樣20.  如前述態樣中任一態樣之方法，其進一步包括使用該光學粒子計數器偵測該等擴大粒子。

態樣21.  如態樣20或前述態樣中任一態樣之方法，其中該偵測步驟係使用散射、消光、干涉、發射中之至少一者或其任何組合執行。

態樣22.  如態樣20或態樣21或者前述態樣中任一態樣之方法，其中該方法增加該等粒子之一尺寸以便在一凝結核粒子計數器中進行偵測。

態樣23.  一種用於偵測及/或生長粒子之裝置，其包括： 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體，其中該工作液體在存在時包括具有暴露於該飽和器區域之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面由一表面積表徵， 一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子， 一流體出口，其與該凝結器進行流體連通，經組態以接收該等擴大粒子，及 一流體系統，其經組態以藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中之至少一者而控制暴露於該飽和器區域之該表面積。

態樣24.  如態樣23或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統經組態以供應額外工作液體以便維持該表面積之一目標範圍，其中該表面積之該目標範圍係0.01 cm ²至500 cm ²。

態樣25.  如態樣23或態樣24或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統經組態以供應額外工作液體以便維持該深度之一目標範圍，其中該深度係0.001 mm至100 mm。

態樣26.  如態樣23至25中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統經組態以供應額外工作液體以便維持該體積之一目標範圍，其中該體積係0.001 mL至5000 mL。

態樣27.  一種用於偵測及/或生長粒子之裝置，其包括： 一垂直軸線， 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體， 一流體入口，其與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子之至少一部分上，藉此形成擴大粒子，其中該凝結器包括沿著該垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁，其中一圓周通路形成於該內壁與該外壁之間， 一流體出口，其與該凝結器進行流體連通，該流體出口經組態以接收該等擴大粒子，及 視情況，一流體系統， 其中該中心通路與該流體入口及該噴嘴進行流體連通且定位於該流體入口與該噴嘴之間，該圓周通路與該飽和器區域及該流體出口進行流體連通且定位於該飽和器區域與該流體出口之間，且一流體流動路徑依序由該流體入口、該中心通路、該噴嘴、該飽和器區域、該圓周通路及該流體出口界定， 其中暴露於該圓周通路的該內壁之至少一部分包括一第一材料， 其中暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分包括一第二材料，且其中該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率。

態樣28.  如態樣27或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該裝置經組態而以平行於該圓周通路中之該混合物之一流體流但在與該流體流相反之一方向上之一方式沿著該中心通路輸送該樣本流。

態樣29.  如態樣27或28或前述態樣中任一態樣之裝置，其中暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分之一溫度經組態以被主動控制。

態樣30.  如態樣23至29中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該裝置經組態以不提供包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流用於在該飽和器區域中與該樣本流組合。

態樣31.  如態樣23至30中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該裝置不包括經組態以引入包括載運氣體及一汽化工作液體之一額外流體流之一額外流體入口。

態樣32.  如態樣23至31中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該飽和器區域實質上免除或不含有經組態以促進產生該工作液體蒸汽之一或多個多孔結構。

態樣33.  如態樣23至32中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該工作液體包括一工作液體池或一工作液體流。

態樣34.  如態樣23至33中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統經組態以監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度以便控制該工作液體之一表面積且供應額外工作液體以維持該表面積之一目標範圍，偵測該工作液體中之污染或該工作液體之降解，在該飽和器表面與一貯存器之間運送該工作液體，加熱該工作液體，監測一系統傾角，或其任何組合。

態樣35.  如態樣23至34中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統包括與該飽和器表面進行流體連通之一貯存器，該貯存器經組態以將該工作液體供應至該飽和器表面。

態樣36.  如態樣23至35中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統包括可操作地連接至該流體系統之至少一個感測器及至少一個泵，該至少一個感測器經組態以監測該工作液體在該飽和器表面上之該深度，且該至少一個泵經組態以藉由自該貯存器運送工作液體而維持該工作液體在該飽和器表面上之一目標深度以便控制該工作液體之該表面積。

態樣37.  如態樣36或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該至少一個泵經組態以在系統關機時或在失去電力之後、在電力恢復時將該工作液體之至少一部分自該飽和器表面運送至該貯存器。

態樣38.  如態樣23至37中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統包括整合至該飽和器表面中或附接至該飽和器表面之至少一個加熱元件、該貯存器(若存在)或連接該飽和器表面與該貯存器(若存在)之一通道，該至少一個加熱元件經組態以加熱該工作液體且促進產生一工作液體蒸汽。

態樣39.  如態樣23至38中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該流體系統經組態以在該飽和器表面上提供該工作液體作為一靜態池、一流動池、一靜態薄膜或一流動薄膜。

態樣40.  如態樣23至39中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該工作液體係存在的。

態樣41.  如態樣23至40中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該工作液體存在且包括丙二醇、水、異丁醇、正丁醇、二級丁醇、三級丁醇、異丙醇、1-丙醇、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基亞碸，或其任何組合。

態樣42.  如態樣23至41中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該工作液體存在且具有0.0001 Ns/m ²至1.0 Ns/m ²之一動態黏度、80℃至230℃之一沸點、0.8 g/mL至2.0 g/mL之一比重，或其任何組合。

態樣43.  如態樣23至42中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該飽和器表面經組態以支撐少於5000 mL的工作液體。

態樣44.  如態樣23至43中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其進一步包括定位於該凝結器與該流體出口之間的一充氣室，該充氣室經組態以會聚來自該圓周通路之流體流。

態樣45.  如態樣23至44中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其進一步包括與該流體出口進行流體連通之一光學粒子計數器，該光學粒子計數器用於偵測該等擴大粒子。

態樣46.  如態樣45或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該光學粒子計數器使用散射、消光、干涉、發射中之至少一者或其任何組合來偵測該等擴大粒子。

態樣47.  如態樣45或態樣46或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該光學粒子計數器包括一凝結核粒子計數器。

態樣48.  如態樣23至47中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該裝置經組態以附接至一分歧管，且該分歧管經組態以將該樣本流供應至該裝置。

態樣49.  如態樣23至48中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其進一步包括一擴充基座，其中該擴充基座包括用於以下各項之連接：真空、電力、資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、一乙太網路交換器，或其任何組合。

態樣50.  如態樣49或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該擴充基座進一步包括一網際網路協定位址。

態樣51.  如態樣23至50中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其進一步包括： 一連接，其用於將該流體出口直接或間接附接至一真空系統，及 一流分配系統，其用於將來自該真空系統之一流分離成該樣本流之一第一流及用於冷卻該裝置之組件之一第二流。

態樣52.  如態樣23至51中任一態樣或前述態樣中任一態樣之裝置，其中該工作液體包括一工作液體表面，且該噴嘴經組態以引導該樣本流朝向該工作液體表面而不致使該樣本流在該工作液體表面下面之一散裝工作液體中形成氣泡。

態樣53.  如前述態樣中任一態樣之裝置，其中該工作流體液體係在配備有以下各項中之一或多者之一貯存器中：(i)一被動組合閥，其允許流體輸送系統在無壓力積聚之情況下操作及/或允許流體移入及移出該貯存器並防止在運輸途中發生洩漏；(ii)一維修端口，其允許在維修期間進行一系統工作流體沖洗以使該工作液體保持純粹；及/或(iii)鎖定路厄接頭，其用以在維修及/或操作期間密封一工作液體貯存器。

態樣54.  如前述態樣中任一態樣之裝置，其進一步包括用於覆蓋該飽和器表面之一蓋，該蓋可係穿孔或未穿孔的，其中該蓋視情況經定位使得一或多個間隙聯合穿孔(若存在)允許該工作液體蒸汽在該飽和器區域中與該樣本流進行流體連通。

態樣55.  如前述態樣中任一態樣之裝置，其具有包括一工作液體貯存器、一液位感測器、液位狀態指示及工作液體輸送泵中之一或多者之一可移除且可替換的工作液體容器。

態樣56.  如前述態樣中任一態樣之裝置，其進一步包括用於監測該樣本流通過該裝置之流率之一或多個流感測器，視情況其中該流感測器定位於該粒子計數器下游且與該粒子計數器進行流體連通。

態樣57.  如前述態樣中任一態樣之裝置，其進一步包括視情況用以監測及改變操作設定點以在極端環境中維持效能或進行自我保護之一或多個環境感測器。 關於合併引用及變化之聲明

遍及本申請案之所有參考(例如專利文件，包含經頒佈或經授予專利或等效形式；專利申請公開案；及非專利文獻文件或其他源材料)特此以其全文引用之方式併入本文中，如同以引用方式個別併入，達到每一參考至少部分地不與本申請案中之揭露內容不一致之程度(舉例而言，部分不一致之一參考以引用方式併入，除了該參考之部分不一致的部分)。

本文中所採用之術語及表達係用作說明性而非限制性術語，且並不意欲藉由使用此等術語及表達來排除所展示及所闡述特徵或其部分之任何等效形式，而是應認識到，在所主張之本發明之範疇內可存在各種修改形式。因此，應理解，儘管已藉由較佳實施例、例示性實施例及選用特徵來具體揭露本發明，但熟習此項技術者亦可採取本文中所揭露概念之修改及變化形式，且此等修改及變化形式仍視為在如由隨附申請專利範圍所定義之本發明範疇內。本文中所提供之特定實施例係本發明之有用實施例之實例，且熟習此項技術者應瞭解，本發明可使用本說明中所陳述之器件、器件組件、方法步驟之大量變化形式來執行。熟習此項技術者將顯而易見，適用於本發明方法之方法及器件可包含大量選用組成及處理元素及步驟。

除非內容脈絡另外清楚規定，否則如本文及隨附申請專利範圍中所使用，單數形式「一(a或an)」及「該(the)」包含複數參考。因此，舉例而言，對「一單元」之參考包含熟習此項技術者已知之複數個此類單元及其等效形式。並且，術語「一(a或an)」、「一或多個」及「至少一個」可在本文中互換使用。亦應注意，術語「包括(comprise)」、「包含(include)」及「具有(have)」可互換使用。表達「如請求項XX至YY中任一項(of any of claims XX-YY)」(其中XX及YY指技術方案編號)意欲在替代形式中提供多附屬項，且該表達在某些實施例中可與表達「如請求項XX至YY中任一項(as in any one of claims XX-YY)」互換。

當本文中使用一馬庫什(Markush)群組或其他分群時，群組以及群組之所有可能組合及子組合之所有個別成員意欲個別包含在本揭露中。當本文中闡述一化合物使得未規定該化合物之一特定異構體、對映異構體或非對映異構體(例如在一化學式中或在一化學名稱中)時，彼說明意欲包含個別或以任何組合形式闡述的該化合物之每一異構體及對映異構體。另外，除非另有規定，否則本揭露意欲涵蓋本文中所揭露之化合物之所有同位素變體。舉例而言，將理解，所揭露之一分子中之任一或多個氫可由氘或氚替代。一分子之同位素變體通常可用作分子之測定中及與分子或其使用相關之化學及生物研究中之標準。用於製備此類同位素變體之方法係本技術領域中已知的。化合物之特定名稱意欲係例示性的，此乃因已知熟習此項技術者可以不同方式命名相同化合物。

除非另外述明，否則本文中所闡述或例示之每一器件、系統、公式、組件組合或方法皆可被用於實踐本發明。

無論何時在說明書中給出一範圍(例如，一溫度範圍、一時間範圍或者一組成或濃度範圍)，所有中間範圍及子範圍以及包含在所給出範圍中之所有個別值意欲包含在本揭露中。將理解，包含在本文中之說明中之任何子範圍或者一範圍或子範圍中之個別值可自本文中之申請專利範圍排除。

說明書中提及之所有專利及公開案指示熟習本發明所屬領域之技術者之技術水準。本文中所引用之參考以其全文引用的方式併入本文中以指示截止到其公開或申請日期之技術水平，且若需要，意欲此資訊可在本文中採用以排除先前技術中之特定實施例。舉例而言，當主張物質之組成時，應理解，在申請人之發明之前在本技術領域中已知且可用之化合物(包含在本文中所引用之參考中提供其一授權揭露之化合物)不意欲包含在本文中之物質技術方案之組成中。

如本文所使用，「包括」與「包含」、「含有」或「由…表徵」同義，且係包含性或開放式並且不排除額外未列示之元素或方法步驟。如本文所使用，「由…組成」排除在技術方案元素中未規定之任何元素、步驟或成分。如本文所使用，「基本上由…組成(consisting essentially of)」則不排除不極大地影響技術方案之基本及新穎特性之材料或步驟。在本文中之每一例項中，術語「包括」、「基本上由…組成」及「由…組成」中之任一者皆可由另兩個術語中之任一者替代。本文中圖解性地闡述之本發明可適合地在不存在未在本文中具體揭露之任一元素或若干元素、任一限制或若干限制之情況下實踐。

熟習此項技術者將瞭解，除了具體例示過之彼等外，起始材料、生物材料、試劑、合成方法、純化方法、分析方法、測定方法及生物方法可在不採取過度實驗之情況下在本發明之實踐中採用。任何此等材料及方法之所有已知技術的功能性等效形式意欲包含在本發明中。已採用之術語及表達係用作說明性而非限制性術語，且並不意欲藉由使用此等術語及表達來排除所展示及所闡述特徵或其部分之任何等效形式，而是應認識到，在所主張之本發明之範疇內可存在各種修改形式。因此，應理解，儘管已藉由較佳實施例及選用特徵來具體揭露本發明，但熟習此項技術者亦可採取本文中所揭露概念之修改及變化形式，且此等修改及變化形式仍視為在如由隨附申請專利範圍所定義之本發明範疇內。

100:裝置或系統 101:飽和器區域 102:飽和器表面 103:流體入口 104:流體出口 105:噴嘴 106:凝結器 200:裝置或系統 201:飽和器區域 202:飽和器表面 203:流體入口 204:流體出口 205:噴嘴 206:凝結器 207:選用蓋/蓋 300:裝置或系統 301:飽和器區域 302:飽和器表面 303:流體入口 304:流體出口 305:噴嘴 306:凝結器 400:裝置或系統 401:飽和器區域 402:飽和器表面 403:流體入口 404:流體出口 405:噴嘴 406:凝結器/特徵 408:中心通路 409:圓周通路 410:垂直軸線 411:充氣室 500:裝置或系統 501:飽和器區域 502:飽和器表面 503:流體入口 504:流體出口 505:噴嘴 506:凝結器/特徵 508:中心通路 509:圓周通路 510:垂直軸線 511:充氣室 512:貯存器 513:通道 514:散裝工作液體 515:工作液體表面 516:光學粒子計數器 600:管中管組態 605:噴嘴 608:中心通路 609:圓周通路 610:垂直軸線 617:外壁 618:部分 619:部分 620:內壁 700:流程圖 701:步驟 702:步驟 703:步驟 704:步驟 705:步驟 706:步驟 801:步驟 802:步驟 803:步驟 804:步驟 805:步驟 900:系統 901:飽和器區域 902:凝結器 903:樣本入口/流體入口 904:中心通路 905:噴嘴 911:充氣室 916:粒子計數器 917:外壁 918:圓周通路 920:內壁 921:飽和器表面 922:飽和器板 923:流控制孔口 925:絕緣件 1000:組件 1001:飽和器區域 1002:凝結器 1004:中心通路 1011:充氣室 1016:粒子計數器 1017:外壁/凝結器外壁 1018:圓周通路 1020:內壁 1021:飽和器表面 1022:等動力取樣探針 1023:散熱片 1024:帕耳帖件 1025:絕緣件 1026:流體界面 1027:溫度探針 1028:加熱元件 1100:組件 1123:散熱片 1125:座架 1126:座架 1127:座架

圖1繪示其中在操作期間相對於工作液體(若存在)之工作液體表面垂直地引導一樣本流之一凝結粒子計數器之一態樣。

圖2繪示其中在操作期間以一成角度方式引導一樣本流朝向工作液體(若存在)之工作液體表面之一凝結粒子計數器之一態樣。繪示覆蓋工作液體(若存在)之一選用蓋，該蓋可係穿孔或未穿孔的。

圖3繪示其中經由兩個噴嘴將樣本流引導至飽和器區域中之一凝結粒子計數器之一態樣。噴嘴繪示為不與飽和器表面成角度，儘管在某些態樣中一個或兩個噴嘴可如此成角度。

圖4繪示其中饋送樣本流穿過與凝結器成一管中管組態之一中心通路之一凝結粒子計數器之一態樣。

圖5繪示圖4之另一態樣，其中存在用於將工作液體供應至飽和器表面之一貯存器，且存在用於接收擴大粒子之一光學粒子計數器。

圖6繪示一凝結粒子計數器之一態樣之一管中管組態之一詳細視圖。筆直箭頭繪示層流且彎曲箭頭指示紊流。中心通路中之流平行於凝結器中之流但在一相反方向上。

圖7繪示用於偵測及/或生長粒子之一方法之一態樣之一流程圖。

圖8繪示控制工作液體之表面積之一態樣之一流程圖。

圖9提供包括以一管中管幾何形狀提供之用於提供飽和及凝結條件以擴大一樣本流中之粒子之飽和器區域及凝結器之一凝結粒子計數器(CPC)之一剖面側視圖。

圖10提供包括一凝結粒子計數器(CPC)之一裝置或系統之一側視透視圖。

圖11提供用於安裝一凝結粒子計數器系統之一裝置之一側視透視圖。

圖12提供展示以10 nm粒子(1)、7 nm粒子(2)及5 nm粒子(3)為目標之系統之尺寸相依粒子計數效率曲線之一曲線圖。 關於命名之聲明

大體而言，本文中所使用之術語及片語具有其可藉由參考熟習此項技術者已知之標準文本、雜誌參考及內容脈絡找到的經技術認可之含義。以下定義經提供以闡明其在本發明之內容脈絡中之特定使用。

術語「粒子(particle或particles)」係指通常被視為污染物之小物件。一粒子可係但不必係藉由摩擦動作(例如，在兩個表面變得機械接觸且存在機械移動時)形成之任何材料。粒子可係單組分或由材料之聚集體組成，且包含灰塵、污物、煙、灰、水、油煙、金屬、氧化物、陶瓷、礦物質，或者此等之任何組合或其他材料或污染物。「粒子(particle或particles)」亦可指生物粒子，例如，病毒、芽孢，或者包含細菌、真菌、古菌、原生生物或其他單細胞微生物之微生物。在某些實施例中，舉例而言，生物粒子由1 nm及更大、較佳地小於100 nm、小於50 nm、小於20 nm、小於10 nm、小於7 nm、小於5 nm或小於3 nm之一粒子尺寸(例如，尺寸大小，例如有效直徑)表徵。一粒子可指吸收、發射或散射光並且可因此被一粒子計數器或一光學粒子計數器偵測到之一小物件。如本文中所使用，「粒子(particle或particles)」意欲排除一載運流體或樣本介質之個別的原子或分子，例如，水、空氣、程序化學物、程序氣體、環境氣體、含有氣體之氣溶膠、氮氣、氧氣、二氧化碳，等等。在某些實施例中，粒子可最初存在於一表面(諸如一微製作設施中之一工具表面或一藥物製作設施中之生產表面)上，自該表面釋出並隨後在一流體中被分析。本發明之系統及方法對偵測、表徵及/或計數小粒子特別有效，諸如具有選自1 nm至100 nm、視情況1 nm至50 nm、視情況1 nm至30 nm、視情況1 nm至20 nm及視情況1 nm至10 nm之範圍之一粒子尺寸之粒子。

如本文中所使用，術語「粒子尺寸」係指粒子之平均或有效直徑、粒子之平均或有效長度、粒子之平均或有效寬度、粒子之等效球面直徑(等效體積之球體之直徑)，或一粒子之最大大小，如將自內容脈絡清楚。

表達「偵測一粒子」廣義地係指感測、識別一粒子之存在及/或表徵一粒子。在某些實施例中，偵測一粒子係指對粒子進行計數。在某些實施例中，偵測一粒子係指表徵及/或量測一粒子之一物理特性，諸如直徑、剖面大小、形狀、尺寸、空氣動力尺寸，或此等之任何組合。一粒子計數器係用於計數一流體或流體體積中之粒子之數目之一器件，且視情況亦可例如基於尺寸(例如，剖面大小，諸如直徑或有效直徑)、粒子類型(例如生物或非生物)或粒子組成提供粒子之表徵。一光學粒子計數器係藉由量測粒子對光之散射、發射、透射及/或吸光度而偵測粒子之一器件。

「粒子計數器」係指用於偵測及計數粒子之一系統。粒子計數器包含光學粒子計數器及使用非光學技術(諸如庫爾特(Coulter)方法、充電/量測電荷、ζ電位)之粒子計數器、基於視覺的粒子計數系統等。粒子計數器適用於偵測一流體流(諸如來自經歷監測之一環境(諸如一潔淨室)之一流體流)中之粒子。粒子計數器適用於偵測對應於一程序流體(諸如一或多種程序氣體或液體)之一流體流中之粒子。

「光學粒子計數器」係指例如藉由分析一流體流及/或一流體樣本中之粒子而使用光學分析及/或偵測來偵測、計數及/或表徵粒子之一粒子偵測系統。光學粒子計數器包含液體粒子計數器及氣溶膠粒子計數器，例如，包含能夠偵測一流體流(諸如一液體或氣體流)中之個別單粒子且例如基於一粒子尺寸準則或尺寸準則範圍(諸如平均或有效粒子尺寸之範圍，諸如平均或有效直徑、平均或有效長度及/或平均或有效寬度(例如，一或多個尺寸分格))表徵粒子數目/所分析流體體積之系統。

粒子計數器可包含凝結粒子計數器(CPC)、凝結核計數器及諸如此類。CPC可例如經組態以偵測及/或計數一流體流(諸如對應於一程序環境之一氣體流或(若干)程序氣體)中之粒子。CPC可在一偵測區域上游整合一飽和器區域及凝結區域，以提供工作液體在一樣本流中之粒子上之凝結及生長以便擴大粒子，從而允許例如使用光學偵測方法進行更準確且可靠的偵測。CPC具有用於偵測及計數小粒子(諸如具有小於100 nm、視情況小於50 nm、視情況小於30 nm、視情況小於10 nm之一尺寸之粒子)之有益應用。在某些實施例中，CPC可視情況具有用於自受分析之粒子樣本流移除較大粒子(諸如具有大於100微米、視情況10微米、視情況500 nm之一粒子尺寸之粒子)之一截止濾波器。CPC可提供滿足一特定尺寸準則(諸如小於一特定粒子尺寸臨限值)之可偵測粒子或替代地具有屬一特定粒子尺寸範圍內之一粒子尺寸之粒子之一計數。CPC亦包含能夠判定對應於不同粒子尺寸準則(諸如不同粒子尺寸範圍(例如，粒子尺寸分格))之多個通道之粒子數目之多通道CPC儀器。當在一凝結粒子計數器之內容脈絡中使用時，光學粒子計數器部分係指用於表徵已經歷上游成核及/或生長之粒子之偵測系統(例如，電磁輻射源、光學器件、濾波器、光學收集、偵測器、處理器等)。

在某些實施例中，光學粒子計數器將一電磁輻射射束提供(例如經由一雷射或發光二極體)至一相互作用區域(諸如一流單元之分析區域)中，在該相互作用區域處該射束與一流體流中之粒子相互作用。照射可涉及對提供至相互作用區域之入射射束進行聚焦、濾波及/或整形(例如，延長)。偵測及/或表徵粒子可藉由偵測及分析自相互作用區域散射、發射及/或透射之電磁輻射而達成。偵測可涉及對由粒子散射、吸收、遮蔽及/或發射至一或多個光電偵測器(諸如一光學偵測器陣列)上之電磁輻射進行聚焦、濾波及/或整形。本技術領域中已知用於光學粒子計數器之各種偵測器，包含例如單偵測元件(例如，光電二極體、光電倍增管等)、光學偵測器陣列(例如，光電二極體陣列、CMOS偵測器、主動像素感測器(APS)、電荷耦合器件(CCD)、一金屬氧化物半導體(MOS)偵測器等)、攝影機，且可使用本技術領域中已知之各種偵測器定向來實施。光學粒子計數器可併入有差動偵測，包含分束差動偵測。

在一實施例中，舉例而言，一光學粒子計數器包括用於產生一電磁輻射射束之一源、用於引導及聚焦射束至一流體樣本正流動之一區域(例如，一液體或氣體流動穿過一流單元)中之射束操縱及/或整形光學器件。一典型光學粒子計數器包括與一流單元進行光學通信之一光電偵測器(諸如光學偵測器陣列)，及用於對由通過入射射束之粒子散射、透射及/或發射之電磁輻射進行收集、整形及/或成像之收集光學器件。粒子計數器可進一步包括用於對由光電偵測器產生之電信號進行讀出、信號處理及/或分析之電子器件及/或處理器(例如，由韌體及/或軟體實施)，包含電流轉電壓轉換器、脈衝高度分析器、信號濾波電子器件、放大電子器件等。一光學粒子計數器亦可包括用於產生一流體流以輸送含有粒子之一流體樣本穿過例如用於產生由一體積流率表徵之一量測之一流單元之分析區域的一或多個流體致動系統，諸如一泵、風扇、鼓風機或諸如此類。在某些實施例中，光學粒子計數器包含用於產生一選定流率(諸如在0.05 CFM至10 CFM、視情況針對某些應用0.1 CFM至5 CFM及視情況針對某些應用0.5 CFM至2 CFM之範圍內選擇之一流率)之一流體致動系統。在某些光學粒子計數器中，針對包括一或多種液體之樣本產生之流率包含在1 mL/min至1000 mL/min之範圍內選擇之一流率。

「流動方向」係指在一流體正流動時平行於一流體之大部正移動之方向之一軸線。針對流動穿過一筆直流動單元之流體，流動方向平行於流體之大部採取之路徑。針對流動穿過一彎曲流動單元之流體，流動方向可視為正切於流體之大部採取之路徑。

「流體連通」係指使得一流體可自一個物件輸送至、經過、穿過或到達另一物件的兩個或更多個物件之配置。舉例而言，在某些實施例中，若在兩個物件之間直接提供一流體流動路徑，則該兩個物件彼此流體連通。在某些實施例中，若在兩個物件之間間接提供一流體流動路徑(諸如藉由包含一或多個其他物件或該兩個物件之間的流動路徑)，則該兩個物件彼此流體連通。舉例而言，在一項實施例中，一粒子衝擊器之以下組件彼此流體連通：一或多個入口孔、一衝擊表面、一流體出口、一流限制、一壓力感測器、一流產生器件。在一項實施例中，存在於一流體主體中之兩個物件不必彼此流體連通，除非來自第一物件之流體諸如沿著一流動路徑被汲取至、經過及/或穿過第二物件。

「樣本流」係指經歷分析(諸如用於偵測及/或計數粒子之分析)之一流體之一流，諸如一含有氣體及/或含有氣溶膠的流體流。一樣本流可包括待藉由本發明方法及系統偵測之粒子。一樣本流可藉由自經歷監測之一環境(諸如一潔淨室環境或一程序或製作環境)輸送流體(諸如一氣體及/或氣溶膠流)而引導及/或產生。一樣本流可係或來源於一或多種程序流體(諸如一或多種程序氣體或氣溶膠流)。一樣本流可來源於經歷監測之表面，例如藉由將粒子自表面釋放至一流體流(諸如一氣體流)中。

「流率」係指流動經過一規定點或穿過一規定區(諸如穿過一粒子衝擊器之入口孔或一流體出口)之一流體量。在一項實施例中，一流率係指一質量流率，亦即，流動經過一規定點或穿過一規定區之一流體質量。在一項實施例中，一流率係一體積流率，亦即，流動經過一規定點或穿過一規定區之一流體體積。

術語「飽和器區域」或「飽和器」係其中工作液體蒸汽與樣本流接觸的裝置或系統之一區域或組件。受分析之一樣本流動流對一工作液體之暴露為氣體流形成工作液體蒸汽做準備，從而產生其中工作液體蒸汽之部分壓力處於或接近於其平衡蒸汽壓力(例如，在20%內)之條件。

術語「凝結區域」或「凝結器」係其中工作液體蒸汽凝結在氣體流中之粒子上之一區域或組件。凝結區域中之凝結係藉由具有在飽和條件或接近飽和條件下存在於氣體流中之工作流體蒸汽且視情況藉由降低具有工作液體蒸汽之氣體流之溫度而達成。

「工作液體」與「工作流體」可互換使用且係指提供用於達成凝結及/或粒子擴大之蒸汽之一液體、溶液或混合物。在某些實施例中，一工作液體係在一飽和器區域或飽和器中提供且提供用於例如在設置成與飽和器區域或飽和器進行流體連通之一凝結器中達成凝結之一工作液體蒸汽源。在某些實施例中，一工作液體係純粹的、經純化的及/或實質上純粹的。在某些實施例中，一工作液體係液體、一液體混合物或一溶液。

術語「散裝工作液體」係指位於工作液體之工作液體表面下方之一定體積的工作液體。此術語可最佳由一實例(諸如一(典型)杯飲用水)說明：玻璃杯盛放飲用水，水具有暴露於空氣之一表面，且一連續體積的散裝液體位於該表面下方。相同概念可轉換至定位於一飽和器表面上之一工作液體：飽和器表面盛放工作液體，工作液體表面暴露於裝置或飽和器區域內之氛圍/環境，且一連續體積的散裝工作液體位於工作液體表面下方。

術語「工作液體池」或「工作液體貯存器」係同義使用且係指包括一工作液體表面及一散裝工作液體之一體積的工作液體，該體積(1)不在飽和器表面上移動或流動，(2)在飽和器表面上沿一循環方向移動或流動，或(3)沿一經界定方向(例如，沿一再循環液體流動方向)移動或流動，或(4)在飽和器表面上沿一未界定方向移動或流動。藉由實例，考量一碗工作液體，其在一裝置之操作期間不移動或流動，沿一循環方向移動或流動(藉由攪動或者由於流動的樣本流或一所施加力)，或沿一未界定方向移動或流動(藉由攪動或者由於流動的樣本流或一所施加力)。在某些實施例中，工作液體池並非係一工作液體膜或薄膜，而是具有比一膜或薄膜更多之體積，使得存在一散裝工作液體。在某些實施例中，池工作液體例如以提供工作液體之處理(諸如藉由對工作液體進行過濾、清潔、雜質提取等)之一方式係再循環的。

術語「工作液體流」係指以一定向方式但不以一循環方式自飽和器表面(或板)之一個部分流動至飽和器表面(或板)之另一部分之工作液體。工作液體流通常作為一工作液體膜或薄膜存在且通常不包括一散裝工作液體。藉由實例，考量一飽和器表面(在該表面之一端上具有一工作液體源)，且工作液體經由重力藉由飽和器表面之一傾斜或藉由一所施加力跨越飽和器表面流動至一工作液體出口、一工作液體池或不流動至該兩者(例如，工作液體流在其流動時蒸發且因此不在一出口或池中沈積)。

當一給定方法、方法步驟、裝置或裝置組件「實質上免除經組態以促進產生工作液體蒸汽之一或多個多孔結構」時，此片語意指一或多個多孔結構(例如，「芯」) (1)不存在於方法、方法步驟、裝置或裝置組件中，(2)存在於方法、方法步驟、裝置或裝置組件中，但不與工作液體接觸(使得對工作液體蒸汽產生之促進係不可能的)，(3)存在於方法、方法步驟、裝置或裝置組件中且與工作液體接觸，但不以足以產生至少30%的工作液體蒸汽以在飽和器區域中與樣本流混合之量存在，或(4)其任何組合。

「提供」係指使一組成、材料、器件或其組件存在之步驟。在某一實施例中，提供係指使例如用於對一樣本流中之粒子進行取樣、偵測、分析及/或計數之一系統或其組件存在。在某些實施例中，舉例而言，將一樣本流提供至一CNC系統，諸如其中一流體致動器(例如，泵、廠房真空(house vacuum)管線、鼓風機等)致使將樣本流引入CNC系統。

「引導」係指將某物(諸如一樣本、一流體流或者其組分或副產物)自一個地點或區域輸送、遞送或以其他方式移動至另一地點或區域。在某些實施例中，舉例而言，引導係指將一樣本、流體流或者其組分或副產物自一第一區域流體地輸送至一第二區域或者自一第一器件組件流體地輸送至一第二器件組件。在某些實施例中，舉例而言，引導可經由將一樣本、流體流或者其組分或副產物自一個器件區域或組件輸送至另一器件區域或組件而發生，該等器件區域或組件彼此流體連通。在某些實施例中，舉例而言，引導可經由流體致動(諸如藉由自一個器件組件或區域至另一器件組件或區域建立一流動)而發生。

當本文中揭露數值(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)時，以下句子通常跟在此類數值之後：「前述數字中之每一者可在前面有術語「約」、「至少」、「至少約」、「小於」或「小於約」，且前述數字中之任一者可單個地用於闡述一單點或一開放式範圍，或可以組合形式使用來闡述多個單點或一封閉式範圍」。此句子意指前述數字中之每一者可單獨使用(例如，4)，可以字詞「約」為開頭(例如，約8)，可以片語「至少約」為開頭(例如，至少約2)，可以片語「至少」為開頭(例如，至少10)，可以片語「小於」為開頭(例如，小於1)，可以片語「小於約」為開頭(例如，小於約7)，或可在具有或不具有引言式字詞或片語中之任一者之情況下以任何組合形式使用來定義一範圍(例如，2至9，約1至4，至少3，8至約9，8至小於10，約1至約10，等等)。此外，當一範圍被闡述為「約X或更小」時，此片語與係替代形式「約X」及「小於約X」之一組合之一範圍相同。舉例而言，「約10或更小」與「約10，或小於約10」相同。本文中請考慮此類可互換範圍說明。其他範圍格式可在本文中揭露，但格式之不同不應被理解為暗示存在一實質不同。

如本文中所使用，術語「約」或「實質上」意味著與一所述值之輕微變化可用於達成與所述值實質上相同之結果。在此定義不能適用或極難適用之情況下，則術語「約」意味著與所述值之一10%偏差、視情況5% (加或減)，或者在一給定定向(例如平行、正交等)之10度、視情況5度內。

1000:組件

1001:飽和器區域

1002:凝結器

1004:中心通路

1011:充氣室

1016:粒子計數器

1017:外壁/凝結器外壁

1018:圓周通路

1020:內壁

1021:飽和器表面

1022:等動力取樣探針

1023:散熱片

1024:帕耳帖件

1025:絕緣件

1026:流體界面

1027:溫度探針

1028:加熱元件

Claims (70)

1. 一種用於偵測或生長粒子之方法，其包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置，其中該工作液體包括具有經暴露於一樣本流且與該樣本流相互作用之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面係由一表面積表徵，且該工作液體係定位在一飽和器表面上於該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽， 將包括粒子之該樣本流引導至經定位於該飽和器區域中之該工作液體蒸汽中，從而產生包括該樣本流及該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係呈紊流形式， 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子的至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子的尺寸，藉此產生擴大粒子， 將該等擴大粒子引導至一粒子計數器，及 藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、經暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中的至少一者，來控制經暴露於該飽和器區域的該表面積。
2. 如請求項1之方法，進一步包括供應額外工作液體以維持該表面積之一目標範圍，其中該表面積之該目標範圍係0.01 cm ²至500 cm ²。
3. 如請求項1或請求項2之方法，進一步包括供應額外工作液體以維持該深度之一目標範圍，其中該深度之該目標範圍係0.001 mm至100 mm。
4. 如請求項1至3中任一項之方法，進一步包括供應額外工作液體以維持該體積之一目標範圍，其中該體積之該目標範圍係0.001 mL至5000 mL。
5. 一種用於偵測或生長粒子之方法，其包括： 提供包括一工作液體及一飽和器區域之一裝置，其中該工作液體包括具有經暴露於該飽和器區域之由一表面積表徵之一工作液體表面之一散裝工作液體，且該工作液體係定位在一飽和器表面上於該飽和器區域中， 使該工作液體之至少一部分蒸發以形成一工作液體蒸汽， 將包括粒子之一樣本流引導至該工作液體蒸汽中且朝向該工作液體表面，從而產生該樣本流與該工作液體蒸汽之一混合物，其中該混合物係呈紊流形式，及 輸送該混合物穿過一凝結器且使該混合物在該凝結器中冷卻，其中該工作液體蒸汽之至少一部分凝結在該樣本流之該等粒子的至少一部分上且增加該樣本流之該等粒子的尺寸，藉此產生擴大粒子，及 將該等擴大粒子引導至一粒子計數器。
6. 如前述請求項中任一項之方法，其中該工作液體包括一工作液體池或一工作液體流。
7. 如前述請求項中任一項之方法，其中該引導步驟致使該樣本流行進至該工作液體蒸汽中及/或抵靠該工作液體表面而不致使該樣本流在該工作液體表面下面之該散裝工作液體中形成氣泡。
8. 如前述請求項中任一項之方法，其中該工作液體表面包括在與一重力方向垂直或不垂直之一定向上組態的一連續平面。
9. 如前述請求項中任一項之方法，其中該混合物係由該樣本流及該工作液體蒸汽組成。
10. 如前述請求項中任一項之方法，其中該工作液體蒸汽係與該工作液體表面接觸。
11. 如前述請求項中任一項之方法，其中該蒸發步驟實質上免除或不採用經組態以促進產生該工作液體蒸汽的一或多個多孔結構。
12. 如前述請求項中任一項之方法，其中該工作液體蒸汽不藉由包括該工作液體蒸汽之一載運氣體遞送至該飽和器區域。
13. 如前述請求項中任一項之方法，其中該樣本流以至少0.1 L/min之一流率傳播穿過該裝置。
14. 如前述請求項中任一項之方法，其中該工作液體包括丙二醇、水、異丁醇、正丁醇、二級丁醇、三級丁醇、異丙醇、1-丙醇、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基亞碸，或其任何組合。
15. 如前述請求項中任一項之方法，其中該工作液體具有0.0001 Ns/m ²至1.0 Ns/m ²之一動態黏度、80℃至230℃之一沸點、0.8 g/mL至2.0 g/mL之一比重，或其任何組合。
16. 如前述請求項中任一項之方法，其中該樣本流在該引導步驟之前且在該輸送步驟期間，具有實質上層流。
17. 如前述請求項中任一項之方法，其中一分歧管經連接至該裝置以供應該樣本流，且其中提供包括用於以下各項之連接之一擴充基座：真空、電力、資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、一乙太網路交換器，或其任何組合。
18. 如前述請求項中任一項之方法，其中該凝結器包括沿著該裝置之一垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁，及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁，其中一圓周通路係形成於該內壁與該外壁之間， 經暴露於該圓周通路的該內壁之至少一部分包括一第一材料， 經暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分包括一第二材料，且 該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率，且 該方法進一步包括冷卻經暴露於該圓周通路之該外壁的至少一部分且使該樣本流流動穿過該中心通路以進行該引導步驟， 其中該輸送係在該圓周通路中執行，且該流動係平行於該輸送但在與該輸送相反之一方向上。
19. 如前述請求項中任一項之方法，其中該工作液體係作為一薄膜存在。
20. 如前述請求項中任一項之方法，進一步包括使用該粒子計數器來偵測該等擴大粒子。
21. 如請求項20之方法，其中該粒子計數器係基於散射、消光、干涉、發射或其任何組合之偵測之一光學粒子計數器，或基於庫爾特方法、充電/量測電荷、ζ電位之一非光學粒子計數器，或基於視覺的粒子計數系統。
22. 如請求項20或請求項21之方法，其中該方法增加該等粒子之一尺寸以便在一凝結核粒子計數器中進行偵測。
23. 一種用於偵測或生長粒子之裝置，其包括： 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體，其中該工作液體在存在時包括具有暴露於該飽和器區域之一工作液體表面之一散裝工作液體，該工作液體表面係由一表面積表徵， 一流體入口，其係與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其係與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子的至少一部分上，藉此形成擴大粒子， 一流體出口，其係與該凝結器進行流體連通，經組態以接收該等擴大粒子，及 一流體系統，其經組態以藉由監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度、經暴露於該飽和器區域之該表面積或該工作液體在該飽和器表面上之一體積中的至少一者來控制經暴露於該飽和器區域的該表面積。
24. 如請求項23之裝置，其中該流體系統經組態以供應額外工作液體以便維持該表面積之一目標範圍，其中該表面積之該目標範圍係0.01 cm ²至500 cm ²。
25. 如請求項23或請求項24之裝置，其中該流體系統經組態以供應額外工作液體以便維持該深度之一目標範圍，其中該深度係0.001 mm至100 mm。
26. 如請求項23至25中任一項之裝置，其中該流體系統經組態以供應額外工作液體以便維持該體積之一目標範圍，其中該體積係0.001 mL至5000 mL。
27. 一種用於偵測或生長粒子之裝置，其包括： 一垂直軸線， 一飽和器區域，其包括一飽和器表面，該飽和器表面經組態以支撐產生一工作液體蒸汽之一工作液體， 一流體入口，其係與該飽和器區域進行流體連通，該流體入口的終端落在一噴嘴處，該噴嘴經組態以引導包括粒子之一樣本流抵靠該工作液體蒸汽及/或到達該工作液體蒸汽中以產生呈紊流形式之一混合物，該混合物包括該樣本流及該工作液體蒸汽， 一凝結器，其係與該飽和器區域進行流體連通，該凝結器經組態以接收且冷卻該混合物以便使該工作液體蒸汽之至少一部分凝結至該等粒子的至少一部分上，藉此形成擴大粒子，其中該凝結器包括沿著該垂直軸線定位且界定一中心通路之一內壁，及沿著該垂直軸線定位且包圍該內壁之一外壁，其中一圓周通路係形成於該內壁與該外壁之間， 一流體出口，其係與該凝結器進行流體連通，該流體出口經組態以接收該等擴大粒子，及 視情況，一流體系統， 其中該中心通路係與該流體入口及該噴嘴進行流體連通且經定位於該流體入口與該噴嘴之間，該圓周通路係與該飽和器區域及該流體出口進行流體連通且經定位於該飽和器區域與該流體出口之間，且一流體流動路徑係依序由該流體入口、該中心通路、該噴嘴、該飽和器區域、該圓周通路及該流體出口界定， 其中經暴露於該圓周通路的該內壁之至少一部分包括一第一材料， 其中經暴露於該圓周通路的該外壁之至少一部分包括一第二材料，且其中該第一材料具有低於該第二材料之一熱傳導率。
28. 如請求項27之裝置，其中該裝置經組態而以平行於該圓周通路中之該混合物之一流體流但在與該流體流相反之一方向上之一方式沿著該中心通路輸送該樣本流。
29. 如請求項27或28之裝置，其中經暴露於該圓周通路之該外壁之至少一部分的一溫度經組態以被主動控制。
30. 如請求項23至29中任一項之裝置，其中該裝置經組態以不提供包括一載運流體及汽化工作液體之一單獨載運流體流用於在該飽和器區域中與該樣本流組合。
31. 如請求項23至30中任一項之裝置，其中該裝置不包括經組態以引入包括載運氣體及一汽化工作液體之一額外流體流的一額外流體入口。
32. 如請求項23至31中任一項之裝置，其中該飽和器區域實質上免除或不含有經組態以促進產生該工作液體蒸汽的一或多個多孔結構。
33. 如請求項23至32中任一項之裝置，其中該工作液體包括一工作液體池或一工作液體流。
34. 如請求項23至33中任一項之裝置，其中該流體系統經組態以監測該工作液體在該飽和器表面上之一深度以便控制該工作液體之一表面積，且正供應額外工作液體以維持該表面積之一目標範圍，偵測該工作液體中之污染或該工作液體的降解，在該飽和器表面與一貯存器之間運送該工作液體，加熱該工作液體，監測一系統傾角，或其任何組合。
35. 如請求項23至34中任一項之裝置，其中該流體系統包括與該飽和器表面進行流體連通之一貯存器，該貯存器經組態以將該工作液體供應至該飽和器表面。
36. 如請求項23至35中任一項之裝置，其中該流體系統包括經可操作地連接至該流體系統之至少一個感測器及至少一個泵，該至少一個感測器經組態以監測該工作液體在該飽和器表面上之該深度，且該至少一個泵經組態以藉由自該貯存器運送工作液體來維持該工作液體在該飽和器表面上之一目標深度，以便控制該工作液體的該表面積。
37. 如請求項36之裝置，其中該至少一個泵經組態以在系統關機時或在失去電力之後、在電力恢復時，將該工作液體之至少一部分自該飽和器表面運送至該貯存器。
38. 如請求項23至37中任一項之裝置，其中該流體系統包括經整合至該飽和器表面中或經附接至該飽和器表面之至少一個加熱元件、該貯存器(若存在)或連接該飽和器表面與該貯存器(若存在)之一通道，該至少一個加熱元件經組態以加熱該工作液體且促進產生一工作液體蒸汽。
39. 如請求項23至38中任一項之裝置，其中該流體系統經組態以在該飽和器表面上提供該工作液體作為一靜態池、一流動池、一靜態薄膜或一流動薄膜。
40. 如請求項23至39中任一項之裝置，其中該工作液體係存在的。
41. 如請求項23至40中任一項之裝置，其中該工作液體存在且包括丙二醇、水、異丁醇、正丁醇、二級丁醇、三級丁醇、異丙醇、1-丙醇、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基亞碸，或其任何組合。
42. 如請求項23至41中任一項之裝置，其中該工作液體存在且具有0.0001 Ns/m ²至1.0 Ns/m ²之一動態黏度、80℃至230℃之一沸點、0.8 g/mL至2.0 g/mL之一比重，或其任何組合。
43. 如請求項23至42中任一項之裝置，其中該飽和器表面經組態以支撐少於5000 mL的工作液體。
44. 如請求項23至43中任一項之裝置，進一步包括經定位於該凝結器與該流體出口之間的一充氣室，該充氣室經組態以會聚來自該圓周通路的流體流。
45. 如請求項23至44中任一項之裝置，進一步包括與該流體出口進行流體連通之一光學粒子計數器，該光學粒子計數器用於偵測該等擴大粒子。
46. 如請求項45之裝置，其中該光學粒子計數器使用散射、消光、干涉、發射中之至少一者或其任何組合來偵測該等擴大粒子。
47. 如請求項45或請求項46之裝置，其中該光學粒子計數器包括一凝結核粒子計數器。
48. 如請求項23至47中任一項之裝置，其中該裝置經組態以附接至一分歧管，且該分歧管經組態以將該樣本流供應至該裝置。
49. 如請求項23至48中任一項之裝置，進一步包括一擴充基座，其中該擴充基座包括用於以下各項之連接：真空、電力、資料、類比輸入輸出、數位輸入輸出、一乙太網路交換器，或其任何組合。
50. 如請求項49之裝置，其中該擴充基座進一步包括一網際網路協定位址。
51. 如請求項23至50中任一項之裝置，進一步包括： 一連接，用於將該流體出口直接或間接附接至一真空系統，及 一流分配系統，用於將來自該真空系統之一流分離成該樣本流之一第一流及用於冷卻該裝置之組件之一第二流。
52. 如請求項23至51中任一項之裝置，其中該工作液體包括一工作液體表面，且該噴嘴經組態以引導該樣本流朝向該工作液體表面而不致使該樣本流在該工作液體表面下面之一散裝工作液體中形成氣泡。
53. 如前述請求項中任一項之裝置，其中該工作流體液體係在經配備有以下各項中之一或多者的一貯存器中： (i)一被動組合閥，其允許流體輸送系統在無壓力積聚之情況下操作，及/或允許流體移入及移出該貯存器並防止在運輸途中發生洩漏， (ii)一維修端口，其允許在維修期間進行一系統工作液體沖洗以使該工作液體保持純粹，及/或 (iii)鎖定路厄接頭，用以在維修及/或操作期間密封一工作液體貯存器。
54. 如前述請求項中任一項之裝置，進一步包括用於覆蓋該飽和器表面之一蓋，該蓋可係穿孔或未穿孔的，其中該蓋視情況經定位使得一或多個間隙聯合穿孔(若存在)允許該工作液體蒸汽在該飽和器區域中與該樣本流進行流體連通。
55. 如前述請求項中任一項之裝置，其具有包括一工作液體貯存器、一液位感測器、液位狀態指示及工作液體輸送泵中之一或多者之一可移除且可替換的工作液體容器。
56. 如前述請求項中任一項之裝置，進一步包括用於監測該樣本流通過該裝置之流率的一或多個流感測器，視情況其中該流感測器係定位於該粒子計數器下游且與該粒子計數器進行流體連通。
57. 如前述請求項中任一項之裝置，進一步包括視情況用以監測及改變操作設定點以維持效能或在極端環境中進行自我保護的一或多個環境感測器。
58. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，其中該凝結器係一濕壁凝結器。
59. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，其中將該工作液體輸送至該飽和器區域及/或使該工作液體自該飽和器區域再循環以允許處理該工作液體，以便維持或調整該工作液體之化學組成及/或物理性質。
60. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，其中輸送一周圍空氣或氣體流以與該凝結器及/或該飽和器區域之組件進行熱接觸以便提供熱量耗散及/或熱管理。
61. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，其中該裝置或方法包含一或多個診斷。
62. 如請求項61之裝置或方法，其中該等診斷係藉由分析一或多個粒子偵測信號及/或粒子偵測信號的時間量變曲線來達成。
63. 如請求項61之裝置或方法，其中該等診斷係藉由分析一或多個粒子偵測信號之脈衝高度、脈衝寬度及/或脈衝形狀來達成。
64. 如請求項61之裝置或方法，其中該等診斷包含監測工作液體性質、系統流性質、光學偵測性質及/或熱管理性質。
65. 如請求項61之裝置或方法，其中該等診斷基於關於以下各項對該一或多個粒子偵測信號進行脈衝高度分析：粒子生長之一個別粒子偵測事件及/或歷史趨勢監測、系統流率、樣本微粒電荷及/或材料、流體污染、流體降解，或其任何組合。
66. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，進一步包括經組態以監測該飽和器區域及/或一工作液體貯存器中之工作液體的一或多個流體感測器。
67. 如請求項66之裝置或方法，其中該等流體感測器中之一或多者經組態以用於分析以下各項中之至少一者：流體污染、流體降解、系統定向、剩餘操作時間、針對系統健康狀況之流體使用率，或其任何組合。
68. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，進一步包括經組態以用於分析以下各項中之至少一者的一或多個環境感測器：改變操作設定點以維持效能、在極端環境之情形中進行系統自我保護，或其一組合。
69. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，其包括複數個飽和器區域、複數個凝結器、複數個粒子計數器，或此等之任何組合。
70. 如前述請求項中任一項之裝置或方法，其包括一多級CPC系統，其中不同級係以一順序組態提供且對應於以不同粒子尺寸範圍為目標之個別CPC。

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