WO2017085185A1 - Kondensationspartikelzähler mit überführabschnitt - Google Patents

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WO2017085185A1
WO2017085185A1 PCT/EP2016/078004 EP2016078004W WO2017085185A1 WO 2017085185 A1 WO2017085185 A1 WO 2017085185A1 EP 2016078004 W EP2016078004 W EP 2016078004W WO 2017085185 A1 WO2017085185 A1 WO 2017085185A1
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PCT/EP2016/078004
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Martin Augustin
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    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust

Definitions

  • the invention relates to a condensation particle counter with a saturation section, which is assigned at least one inlet for a particle-laden stream of an aerosol, the saturation section downstream having a condensation section, a condensation particle measuring section and an outlet, the saturation section having at least one saturation body, with at least one flow channel for the flow of the particle-laden aerosol and in the condensation section a plurality of leading to the measuring section individual channels is provided.
  • Condensation particle counters are optical measuring devices for detecting small solid particles with dimensions, for example in the nm range, with which a carrier gas, e.g. Air, engine exhaust etc. is loaded.
  • a carrier gas e.g. Air, engine exhaust etc.
  • This carrier gas with the particles is referred to below with the relevant technical term aerosol.
  • Condensation particle counters are used for example in clean room technology or for measuring exhaust gas flows.
  • condensation nucleus counters are used in which the aerosol, eg an exhaust gas, is sent through a supersaturated atmosphere.
  • the supersaturated atmosphere is generated, for example, in which the exhaust gas is saturated with vapors of a resource and then cooled.
  • the solid particles then serve as condensation nuclei and they are formed by heterogeneous condensation enlarged so far that they can be optically detected.
  • the size of the solid particles from which this condensation process takes place depends on the supersaturation and is referred to as Kelvin diameter. The smaller the Kelvin diameter for a given supersaturation, the smaller can be the solid particles that result in condensation of equipment.
  • a condensation particle counter basically consists of a saturation unit, a condensation unit and a measuring cell, as described in detail below.
  • EP 0 462 413 B which shows a saturation unit with a cylindrical body of porous material, followed by a condensation unit and a measuring cell at a right angle, should be mentioned in the relevant state of the art.
  • EP 2 194 370 A1 shows geometrically a similarly constructed device in which the saturation unit has a special shut-off device in order to prevent the penetration of equipment into the measuring cell.
  • WO 2012/142297 A1 shows an example of a saturation unit for a condensation particle counter, in which a porous body is penetrated by a plurality of channels through which the aerosol can flow.
  • US 2013/0180321 A1 discloses a condensation particle counter of the subject type, wherein a porous body has at its periphery a number of recesses in order to counteract undesirable capillary action between the outer wall and the porous body.
  • the aerosol flow In the saturation section, the aerosol flow often passes through an annular or a cylindrical gap of the saturation body. In the saturation section, it is generally attempted to maintain a laminar flow in the annulus or cylinder gap to provide the best possible saturation of the aerosol. In contrast, several individual channels leading to the measuring section are provided in the condensation section. It has been found that problems can occur if a plurality of individual channels leading to the measuring section are provided in the condensation section. In particular, swirling of the aerosol and undesirable particle deposits may occur in the transition region between the saturation and condensation sections.
  • annular gap often used in the condensation section or also in an insulating section is replaced by individual channels, the growth characteristics for particles can be flattened, whereby the compensation of manufacturing tolerances and the fulfillment of legal requirements, which determine what proportion of particles with a specific Kelvin diameter to measure is to be relieved.
  • an important object of the invention is to eliminate or reduce the abovementioned problems by creating a flow-technically meaningful transition between saturation section and condensation section.
  • a condensation particle counter of the type mentioned in the present invention that between the Saturation portion and the condensation portion is provided a Matterriprabrough having on its inlet side an inlet region and at its outlet side a plurality of the individual channels of the condensation section corresponding plurality of individual channels is provided, the inlet region and the individual channels of the condensation section are flow-connected and the transition from the inlet region is continuously formed to the individual channels of Studentsitrabiteses while maintaining a laminar aerosol flow.
  • turbulences and resulting particle losses which in turn result in lower counting efficiency, are prevented.
  • the dynamics of the particle counter is increased because long dwell times can be avoided.
  • a continuous transition from the inlet region to the individual channels of the transfer section is understood as a continuous function in which sufficiently small changes in the argument result in only arbitrarily small changes in the functional value.
  • a graph of that function which describes the steady transition from the inlet region to the single channels has no discontinuities and thus can be drawn without dispensing a pen.
  • a cross-sectional area of the inlet region at the transfer section corresponds to a cross-sectional area of the at least one flow channel at the outlet of the saturation body and / or the sum of the cross-sectional areas of the individual channels at the outlet end of the transfer section to the sum of the cross-sectional areas of the individual channels at the inlet of the condensation section.
  • the cross-sectional area of the inlet area is particularly advantageous equal to the sum of the cross-sectional areas of the individual channels at the entrance of the condensation section.
  • the transfer section has a ring insert which has an opening in continuation of the at least one flow channel on its inlet side, wherein the opening branches off into a plurality of individual channels on the outlet side of the ring insert in the flow direction starting from the inlet side of the ring insert.
  • the saturation body has a hollow cylinder with an inner cylinder arranged concentrically therewith and an annular gap for the flow of the particle-laden aerosol is left between the two cylinders and the transfer section has a ring insert which has an annular gap at an inlet side in continuation of the annular gap, starting from the outlet side of the ring insert a plurality of individual channels open into the opening configured as an annular gap.
  • transfer section is in thermally conductive connection with the saturation section and / or with the condensation section, or if the transfer section is or are thermally conductively connected to the saturation section and / or to the condensation section, disruption of the aerosol flow can be achieved Prevent temperature gradients in the flow path.
  • transfer section and / or ring insert have a heating device. This can prevent condensation in these areas, for example, in that the transfer section and / or ring insert have the temperature of the saturation section.
  • Fig. 10 shows the Sprint of FIG. 9, but cut open.
  • a condensation particle counter 1 formed according to the invention will be described with reference to a simplified schematic representation.
  • One Particles laden aerosol which originates for example from the exhaust gases of an internal combustion engine, via an inlet 2, namely a line, in an inlet section E of the counter 1 from which it, here at its upper end, by means of a pump 3 via an outlet 4, namely a Line, is sucked out of an outlet section A.
  • an inlet section E and the outlet section A there are a saturation section S, optionally an overflow section U, an insulating section I, a condensation section K and a measuring section M. All these sections with possible variants and their function will be described in detail below.
  • the inlet section E has the function of ensuring a desired flow behavior, generally a laminar flow, in the flow direction 110 of the aerosol further downstream condensation section K.
  • a desired flow behavior generally a laminar flow
  • the detailed design of the here schematically outlined inlet section E is not the subject of the invention.
  • a two-part saturation body 10 is arranged in the saturation section S, namely a hollow cylinder 5, with an inner cylinder 6 concentrically arranged relative to a longitudinal axis 100 of the saturation body 10, the latter also being a hollow cylinder with an inner bore 7 is trained.
  • the latter can, for example, accommodate a mechanically stabilizing and / or thermally conductive mandrel 8 (see FIG. 2) for adjusting the temperature.
  • a gap 9 with an annular cross-section for the flow of the particle-laden aerosol in the flow direction 110 which is indicated in Fig. 1 by arrows, left.
  • the two cylinders 5, 6, which here form a two-part saturation body 10, consist of the prior art In the embodiment shown, however, at least a portion 5n (see Fig. 2), here a sector of the hollow cylinder 5, made of non-porous material, such as. B. made of aluminum or of a plastic, wherein the remaining portion 5p is made of porous material. If the porous material is not self-supporting, not shown, eg net-like holding structures can be used.
  • the section 5n shown in FIG. 2 has a partial cross-sectional area 51 and a material thickness with a radial partial length 131.
  • the section 5p has a partial cross-sectional area 52 and also a material thickness with a radial partial length 131.
  • the inner cylinder 6 has a material thickness with a radial partial length 132.
  • a stored in a container 11 resources 12, such as water, an alkane or an alcohol is fed via a line assembly 13 to the saturation body 10, wherein condensed equipment, for example via a line 14, a pump 15 and a filter 16 back into the container 11th can be recycled or simply removed.
  • condensed equipment for example via a line 14, a pump 15 and a filter 16 back into the container 11th can be recycled or simply removed.
  • metering devices or valves in the lines 13, 14 are not shown for the sake of clarity.
  • a heating unit 17 for the saturation section S for example a heating jacket
  • a tempering / cooling unit 18 for the condensation section K for example a heating jacket
  • condensation particle counters with external equipment containers have problems with the supply of equipment due to pressure fluctuations between the pressure in the aerosol inlet or in the exhaust gas feed line to the condensation particle counter and the internal pressure in the equipment container can come.
  • pressure fluctuations can occur, for example, when the aerosol inlet is clogged. This can lead to unwanted disturbances of the measuring operation such as, for example, a flooding of the flow path of the aerosol up to the flooding of the measuring section M with operating medium.
  • a pressure equalization line 150 between the tubular inlet 2 and the container 11th outlined.
  • the pressure equalization line 150 serves to equalize pressure differences between the aerosol inlet 2 and the resource container 11.
  • a further pressure equalization line 151 is shown by dashed lines, which extends directly from the container 11 into the saturation body 10 and serves to equalize the pressure between the equipment container 11 and the saturation section S.
  • one or more further pressure compensation lines may be arranged between the container 11 and the condensation section K if necessary.
  • the supersaturated aerosol present in the saturation section S which is heated to a predetermined temperature, flows through the condensation section K which has cooled to an equally predetermined temperature, where the operating medium condenses on the particles present in the aerosol and thus leads to the desired particle enlargement.
  • the counting efficiency ie the number of detected particles of a certain size is small for very small particles, then increases, for example, in the range of a particle size of 15 up to 35 nm very rapidly, wherein z. B. at 23 nm is 50%, and is larger particles, typically from 40 nm, at values of over 90%.
  • the temperature difference between the saturation section and the condensation section influences the particle size or the growth, whereby the smaller the particle size, the smaller the larger the temperature difference.
  • the solution to portions of the body 10 also saturation of non ⁇ porous material causes non-homogeneity of the gas saturation, and allowed to influence the measured particle sizes in the direction of larger particles.
  • This solution flattens the wake-up characteristic or the counting efficiency curve of the overall system and makes it easier to compensate for manufacturing tolerances or the fulfillment of legal requirements which determine which Kelvin diameter is to be measured.
  • porous means that the corresponding material should be well absorbent for the equipment used, whereas a “non-porous” material does not absorb the used equipment.
  • Fig. 3 shows a circumferentially and vertically staggered arrangement of existing non-porous material sector discs 5ni, 5n 2 , 5n 3 of the outer hollow cylinder 5, the remainder of which consists of porous material.
  • the individual sector discs 5Ni, 5n 2 and 5n 3 of not ⁇ porous material extending along part peripheries 121, 122 and 123 in the circumferential direction of the hollow cylinder 5 and along the axial part lengths 101, 102 and 103 respectively along its longitudinal axis 100 of the hollow cylinder 5 .
  • the illustration according to FIG. 4 shows a cylindrical saturable body 19, which has these through holes 20 for the passage of the particle-laden aerosol, thus formed differently than the saturation body shown in Fig.
  • a segment-shaped section 19n with a partial cross-sectional area 191 which contains, for example, two bores 20, consists of non-porous material, eg of aluminum, whereas the rest of the saturation body 19 is a section 19p of porous material with a partial cross-sectional area 192.
  • the saturable body consists entirely of a porous material, but the flow path of at least one of the bores is limited at least over part of its length by a non-porous material, for example by a metal sleeve.
  • FIG. 5 shows that a sector-shaped portion 6n of the inner cylinder 6 with a partial cross-sectional area 61 may consist of non-porous material, the remainder of the inner cylinder being a section 6p of porous material with a partial cross-sectional area 62.
  • the inner cylinder 6, which extends here in the radial direction 130 with a partial length 132, does not necessarily have to have an inner bore 7, but can also be designed as a full cylinder.
  • a ring insert 21 is provided, which on its underside, which forms the inlet side 200 of Studentsitrabsacrificings U or the ring insert 21 in mounting position in continuation of the annular gap 9 an opening 22 again in the form of an annular gap, wherein of the Top of the ring insert, which consists for example of aluminum, a number of individual channels 23, here nine individual channels 23, open into the annular gap-shaped opening 22.
  • the top of the ring insert 21 shown here in Fig. 9 forms in the installed position, the outlet side 210 of the Matterjurabsacrificings U.
  • the Studentsitrabsacrificing U or its ring insert 21 is in a preferred embodiment in an expedient manner with the saturation portion S in thermally conductive connection to an undesirable premature To prevent condensation in this area.
  • This embodiment according to the invention which is particularly useful if in the condensation section an annular gap 9 or a cylindrical gap - if the inner cylinder 6 is omitted - prevents turbulence and consequent, highly undesirable, since the measurement result falsifying particle losses. Likewise, this long dwell and clearing times are avoided. Furthermore, the dynamics of the counter is increased. Since the growth characteristic is also flattened by this design, manufacturing tolerances can be better compensated. Legal requirements that determine what proportion of particles with a specific Kelvin diameter must be recorded can also be better met.
  • the provided in this embodiment, but not necessarily required insulating section I with the individual channels 24i provides for a thermal separation of the saturation portion S of the condensation section K.
  • the insulating section I shown in Fig. 1 omitted and the Matternrabimposing U also serves for the thermal separation of saturation S and condensation section K.
  • the Sprintstone U is made of a thermally insulating material, for example, a poorly heat-conductive plastic.
  • the flow channel 9 may be cylindrical, if, for example, in the embodiment of FIG. 1, the inner cylinder 6 is omitted. Even if there are a plurality of holes 20 in the saturation section, see FIG. 4, a transition section could be provided which allows the transition to a different number of individual channels 24i or 24 K or to individual channels of different diameter while securing a laminar aerosol flow.
  • a light unit 28 is provided for this purpose, for example a focused laser light source whose light beam strikes particles exiting from the nozzle 27.
  • the resulting scattered light is detected by a photodetector 29 and the resulting signals are forwarded to an evaluation unit, not shown.
  • the aerosol with the particles passes after the measuring section into the outlet section A, which has a special design which is intended to prevent clogging of a critical nozzle 30 arranged at the outlet of the counter 1.
  • This critical nozzle 30 is used in a known manner to set a constant volume flow and has a small diameter, typically 0.3 mm, with the risk that in the course of operation, the outflowing particles move this small opening and thus affect the accuracy or make the measurement impossible.
  • an outlet line 31 from the measuring section M ends in the outlet section A in a narrowed region 32, which opens into a particle catching chamber 34 with a sharp swirling edge 33.
  • the narrowed region 32 and additionally the swirling edge 33 lead to a swirling of the aerosol stream, which favors a deposition of particles, especially in the lower edge region 35 of the particle catching chamber, where (FIG. 1) deposited particles are indicated.
  • a large part of the particles moving in the direction of flow 110 can thus be kept away from the critical nozzle 30 and only occasionally have to be washed out of the particle catching chamber 34.
  • all portions of the particle counter are disposed substantially coaxially along an axis 100, however, it should be emphasized that such orientation is not necessarily the only one possible. Rather, sections of the particle counter can also run at an angle to each other, as shown by the example of the aforementioned EP 2 194 370 A1, in which the saturation section is almost horizontal - inclined at an angle of 6 ° to 7 ° to the horizontal - runs, with a vertically aligned condensation section adjoins it.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kondensationspartikelzähler (1) mit einem Sättigungsabschnitt (S), dem zumindest ein Einlass (2) für einen mit Partikeln beladenen Strom eines Aerosols zugeordnet ist, wobei dem Sättigungsabschnitt (S) stromab (110) ein Kondensationsabschnitt (K), ein Messabschnitt (M) für Kondensationspartikel sowie ein Auslass (4) nachgeordnet sind, wobei der Sättigungsabschnitt (S) zumindest einen Sättigungskörper (10, 19) mit zumindest einem Strömungskanal (9) für den Durchfluss des partikelbeladenen Aerosols besitzt und in dem Kondensationsabschnitt (K) eine Mehrzahl von zu dem Messabschnitt (M) führenden Einzelkanälen (24K) vorgesehen ist. Zwischen dem Sättigungsabschnitt (S) und dem Kondensationsabschnitt (K) ist ein Überführabschnitt (U) vorgesehen, welcher an seiner Einlassseite (200) einen Einlassbereich (22) besitzt, wobei an seiner Auslassseite (210) eine der Mehrzahl der Einzelkanäle (24K) des Kondensationsabschnitts (K) entsprechende Mehrzahl von Einzelkanälen (23) vorgesehen ist. Der Einlassbereich (22) und die Einzelkanäle (24K) des Kondensationsabschnitts (K) sind strömungsverbunden und der Übergang von dem Einlassbereich (22) zu den Einzelkanälen (23) des Überführabschnittes (U) ist unter Beibehaltung einer laminaren Aerosolströmung stetig ausgebildet.

Description

B E S C H R E I B U N G
Kondensationspartikelzähler mit Überführabschnitt
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kondensationspartikelzähler mit einem Sättigungsabschnitt, dem zumindest ein Einlass für einen mit Partikeln beladenen Strom eines Aerosols zugeordnet ist, wobei dem Sättigungsabschnitt stromab ein Kondensationsabschnitt, ein Messabschnitt für Kondensationspartikel sowie ein Auslass nachgeordnet sind, wobei der Sättigungsabschnitt zumindest einen Sättigungskörper, mit zumindest einem Strömungskanal für den Durchfluss des partikelbeladenen Aerosols aufweist und in dem Kondensationsabschnitt eine Mehrzahl von zu dem Messabschnitt führenden Einzelkanälen vorgesehen ist.
Kondensationspartikelzähler sind optische Messgeräte zur Erfassung kleiner Feststoffpartikel mit Abmessungen beispielsweise im nm-Bereich, mit welchen ein Trägergas, z.B. Luft, Motorabgase etc. beladen ist. Dieses Trägergas mit den Partikeln wird im Folgenden mit dem einschlägigen Fachbegriff Aerosol bezeichnet.
Kondensationspartikelzähler werden beispielsweise in der Reinraumtechnik oder zur Messung von Abgasströmen verwendet.
Feststoffpartikel im nm-Bereich sind zu klein, um direkt auf optischem Weg detektiert werden zu können. Um solche Feststoffpartikel doch messbar zu machen, werden Kondensationskernzähler verwendet, bei welchen das Aerosol, z.B. ein Abgas, durch eine übersättigte Atmosphäre geschickt wird. Die übersättigte Atmosphäre wird z.B. erzeugt, in dem das Abgas mit Dämpfen eines Betriebsmittels gesättigt und anschließend abgekühlt wird. Die Feststoffpartikel dienen dann als Kondensationskerne und sie werden durch heterogene Kondensation soweit vergrößert, dass sie optisch detektiert werden können. Die Größe der Feststoffpartikel, ab der dieser Kondensationsprozess stattfindet, ist von der Übersättigung abhängig und wird als Kelvin-Durchmesser bezeichnet. Je kleiner der Kelvindurchmesser für eine bestimmte Übersättigung ist, desto kleiner können die Feststoffpartikel sein, die zur Kondensation von Betriebsmittel führen. Entsprechend von Vorgaben, z.B. gesetzlichen Anforderungen, ist beispielsweise für Abgase von Kraftfahrzeugen der Partikelgrößenbereich von größer 20 nm, typischerweise 23 nm, bis 2.5 μιτι zu detektieren und das Abgas auf eine Temperatur von <35°C vor der eigentlichen Messung zu konditionieren. Durch die Kondensation steigt die Größe der Partikel an, beispielsweise auf ca. 5 pm. Partikel solcher Größe können einzeln optisch detektiert werden, z.B. mit optischen Partikelzählern auf Basis von Streulicht.
Ein Kondensationspartikelzähler besteht prinzipiell aus einer Sättigungseinheit, einer Kondensationseinheit und einer Messzelle, wie weiter unten im Detail beschrieben. Dabei sei zum relevanten Stand der Technik beispielsweise die EP 0 462 413 B genannt, welche eine Sättigungseinheit mit einem zylindrischen Körper aus porösem Material zeigt, an den in rechtem Winkel anschließend eine Kondensationseinheit und eine Messzelle folgen.
Die EP 2 194 370 AI zeigt geometrisch eine ähnlich aufgebaute Vorrichtung, bei welcher die Sättigungseinheit eine besondere Absperreinrichtung besitzt, um das Eindringen von Betriebsmittel in die Messzelle zu verhindern.
Die WO 2012/142297 AI zeigt ein Beispiel einer Sättigungseinheit für einen Kondensationspartikelzähler, bei welcher ein poröser Körper von mehreren Kanälen durchsetzt ist, durch welche das Aerosol strömen kann. Schließlich ist der US 2013/0180321 AI ein Kondensationspartikelzähler der gegenständlichen Art zu entnehmen, wobei ein poröser Körper an seinem Umfang eine Anzahl von Ausnehmungen aufweist, um einer unerwünschten Kapillarwirkung zwischen der äußeren Wandung und dem porösen Körper entgegenzuwirken.
In dem Sättigungsabschnitt verläuft die Aerosolströmung oft durch einen ringförmigen oder einen zylindrischen Spalt des Sättigungskörpers. Im Sättigungsabschnitt versucht man im Allgemeinen, eine laminare Strömung im Ringspalt oder Zylinderspalt aufrecht zu erhalten, um eine bestmögliche Sättigung des Aerosols zu bewirken. Im Gegensatz dazu sind im Kondensationsabschnitt mehrere zum Messabschnitt führende Einzelkanäle vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass Probleme auftreten können, wenn im Kondensationsabschnitt eine Mehrzahl von zu dem Messabschnitt führenden Einzelkanälen vorgesehen ist. Insbesondere kann es im Übergangsbereich zwischen Sättigungs- und Kondensationsabschnitt zu Verwirbelungen des Aerosols und unerwünschten Partikelablagerungen kommen.
Falls man den oft im Kondensationsabschnitt bzw. auch in einem Isolierabschnitt verwendeten ringförmigen Spalt durch Einzelkanäle ersetzt, lässt sich die Aufwachscharakteristik für Partikel flacher gestalten, wodurch der Ausgleich von Fertigungstoleranzen und die Erfüllung gesetzlicher Vorgaben, welche festlegen, welcher Anteil an Partikeln mit einem bestimmten Kelvindurchmesser zu messen ist, erleichtert werden. Aus diesem Grund liegt eine wichtige Aufgabe der Erfindung darin, durch Schaffung eines strömungstechnisch sinnvollen Übergangs zwischen Sättigungsabschnitt und Kondensationsabschnitt die oben genannten Probleme zu beheben bzw. zu vermindern.
Diese Aufgabe wird mit einem Kondensationspartikelzähler der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Sättigungsabschnitt und dem Kondensationsabschnitt ein Überführabschnitt vorgesehen ist, welcher an seiner Einlassseite einen Einlassbereich besitzt und an seiner Auslassseite eine der Mehrzahl der Einzelkanäle des Kondensationsabschnitts entsprechende Mehrzahl von Einzelkanälen vorgesehen ist, wobei der Einlassbereich und die Einzelkanäle des Kondensationsabschnitts strömungsverbunden sind und der Übergang von dem Einlassbereich zu den Einzelkanälen des Überführabschnittes unter Beibehaltung einer laminaren Aerosolströmung stetig ausgebildet ist.
Dank der Erfindung werden Turbulenzen und daraus resultierende Partikelverluste, die wiederum eine geringere Zähleffizienz zur Folge haben, verhindert. Ebenso wird die Dynamik des Partikelzählers erhöht, da lange Verweil- und Ausräumzeiten vermieden werden können. Unter einem stetigen Übergang vom Einlassbereich zu den Einzelkanälen des Überführabschnitts wird im Rahmen der Erfindung eine stetige Funktion verstanden, bei der hinreichend kleine Änderungen des Arguments nur beliebig kleine Änderungen des Funktionswerts nach sich ziehen. Oder anders ausgedrückt hat ein Graph jener Funktion, welche den stetigen Übergang vom Einlassbereich zu den Einzelkanälen beschreibt, keine Sprungstellen und kann somit ohne Absetzen eines Stiftes gezeichnet werden.
Vorzugsweise entspricht eine Querschnittsfläche des Einlassbereichs an der Einlassseite des Überführabschnitts einer Querschnittsfläche des zumindest einen Strömungskanals am Ausgang des Sättigungskörpers und/oder die Summe der Querschnittsflächen der Einzelkanäle an der Auslassseite des Überführabschnitts der Summe der Querschnittsflächen der Einzelkanäle am Eingang des Kondensationsabschnitts. Besonders vorteilhaft ist dabei die Querschnittsfläche des Einlassbereichs gleich der Summe der Querschnittsflächen der Einzelkanäle am Eingang des Kondensationsabschnitts. Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Überführabschnitt einen Ringeinsatz aufweist, der an seiner Einlassseite eine Öffnung in Fortsetzung des zumindest einen Strömungskanals aufweist, wobei in Strömungsrichtung ausgehend von der Einlassseite des Ringeinsatzes die Öffnung in mehrere Einzelkanäle an der Auslassseite des Ringeinsatzes aufzweigt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sättigungskörper einen Hohlzylinder mit einem zu diesem konzentrisch angeordneten Innenzylinder aufweist und zwischen beiden Zylindern ein ringförmiger Spalt für den Durchfluss des partikelbeladenen Aerosols belassen ist und der Überführabschnitt einen Ringeinsatz aufweist, der an einer Einlassseite einen Ringspalt in Fortsetzung des ringförmigen Spaltes aufweist, wobei ausgehend von der Auslassseite des Ringeinsatzes eine Mehrzahl von Einzelkanälen in die als Ringspalt ausgestaltete Öffnung münden.
Es hat sich dabei in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, wenn der Überführabschnitt und/oder der Ringeinsatz aus einem thermisch leitenden Material, vorzugsweise Aluminium, besteht bzw. bestehen.
Falls der Überführabschnitt in thermisch leitender Verbindung mit dem Sättigungsabschnitt und/oder mit dem Kondensationsabschnitt steht bzw. stehen, bzw. wenn der Überführabschnitt mit dem Sättigungsabschnitt und/oder mit dem Kondensationsabschnitt thermisch leitend verbunden ist bzw. sind, lässt sich eine Störung der Aerosolströmung durch Temperaturgradienten im Strömungsweg verhindern. In einer Variante der Erfindung weisen Überführabschnitt und/oder Ringeinsatz eine Heizvorrichtung auf. Dadurch kann verhindert werden, dass es in diesen Bereichen zu Kondensation kommt, beispielsweise indem Überführabschnitt und/oder Ringeinsatz die Temperatur des Sättigungsabschnitts aufweisen.
Andererseits kann man auf einen besonderen Isolierabschnitt verzichten, wenn der Überführabschnitt und/oder der Ringeinsatz aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt ist bzw. sind.
Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. In diesen zeigen
Fig. 1 einen schematischen vereinfachten Schnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Kondensationspartikelzähler,
Fig. 2 bis 4 in schaubildlicher Darstellung Varianten poröser Körper,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Variante eines porösen Körpers,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Ebene VI-VI der Fig. 1,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Ebene VII-VII der Fig. 1,
Fig. 8 einen Schnitt nach der Ebene VIII-VIII der Fig. 1,
Fig. 9 in einer schaubildlichen Darstellung einen Überführabschnitt für den Übergang von einem Ringspalt auf Einzelkanäle, und
Fig. 10 den Überführabschnitt der Fig. 9, jedoch aufgeschnitten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird an Hand einer vereinfachten schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgebildeten Kondensationspartikelzählers 1 beschrieben. Ein partikelbeladenes Aerosol, das beispielsweise aus den Abgasen eines Verbrennungsmotors stammt, gelangt über einen Einlass 2, nämlich eine Leitung, in einen Einlassabschnitt E des Zählers 1 aus dem es, hier an seinem oberen Ende, mittels einer Pumpe 3 über einen Auslass 4, nämlich eine Leitung, aus einem Auslassabschnitt A abgesaugt wird. Zwischen dem Einlassabschnitt E und dem Auslassabschnitt A liegen ein Sättigungsabschnitt S, gegebenenfalls ein Überführabschnitt U, ein Isolierabschnitt I, ein Kondensationsabschnitt K und ein Messabschnitt M. Alle diese Abschnitte mit möglichen Varianten sowie deren Funktion werden nachstehend detailliert beschrieben.
Dem Einlassabschnitt E kommt die Funktion zu, ein gewünschtes Strömungsverhalten, im Allgemeinen ein laminares, in dem in Strömungsrichtung 110 des Aerosols weiter stromabwärts folgenden Kondensationsabschnitt K sicher zu stellen. Die nähere Ausbildung des hier nur schematisch skizzierten Einlassabschnittes E ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.
Wie auch aus Fig. 2 ersichtlich, ist in dem Sättigungsabschnitt S ein zweiteiliger Sättigungskörper 10 angeordnet, nämlich ein Hohlzylinder 5, mit einem zu diesem bezüglich einer Längsachse 100 des Sättigungskörpers 10 konzentrisch angeordneten Innenzylinder 6, wobei letzterer hier gleichfalls als Hohlzylinder mit einer Innenbohrung 7 ausgebildet ist. Letztere kann beispielsweise einen mechanisch stabilisierenden und/oder wärmeleitenden Dorn 8 (siehe Fig. 2) zur Temperatureinstellung aufnehmen. Zwischen beiden Zylindern 5 und 6 ist ein Spalt 9 mit ringförmigem Querschnitt für den Durchfluss des partikelbeladenen Aerosols in Strömungsrichtung 110, die in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet ist, belassen.
Die beiden Zylinder 5, 6, welche hier einen zweiteiligen Sättigungskörper 10 bilden, bestehen nach dem Stand der Technik aus saugfähigem, porösen Material, beispielsweise aus gesintertem Kunststoff, einem Dochtmaterial od. dgl. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedoch zumindest ein Abschnitt 5n (siehe Fig. 2), hier ein Sektor des Hohlzylinders 5, aus nicht porösem Material, wie z. B. aus Aluminium oder aus einem Kunststoff gefertigt, wobei der restliche Abschnitt 5p aus porösem Material besteht. Falls das poröse Material nicht selbsttragend ist, können nicht gezeigte, z.B. netzartige Haltestrukturen verwendet werden. Der in Fig. 2 gezeigte Abschnitt 5n weist eine Teilquerschnittsfläche 51 sowie eine Materialstärke mit einer radialen Teillänge 131 auf. Der Abschnitt 5p weist eine Teilquerschnittsfläche 52 sowie ebenfalls eine Materialstärke mit einer radialen Teillänge 131 auf. Der Innenzylinder 6 weist eine Materialstärke mit einer radialen Teillänge 132 auf.
Ein in einem Behälter 11 gespeichertes Betriebsmittel 12, beispielsweise Wasser, ein Alkan oder ein Alkohol, wird über eine Leitungsanordnung 13 zu dem Sättigungskörper 10 geführt, wobei kondensiertes Betriebsmittel beispielsweise über eine Leitung 14, eine Pumpe 15 und ein Filter 16 wieder in den Behälter 11 rückgeführt oder einfach abgeführt werden kann. Allenfalls zur Dosierung bzw. zur Durchflusssteuerung des Betriebsmittels 12 erforderliche Dosiereinrichtungen oder Ventile in den Leitungen 13, 14 sind der besseren Übersicht wegen nicht eingezeichnet.
Nur angedeutet, da dem Fachmann bekannt, sind eine Heizeinheit 17 für den Sättigungsabschnitt S, beispielsweise ein Heizmantel, und eine Temperier-/Kühleinheit 18 für den Kondensationsabschnitt K.
Es ist weiters bekannt, dass es bei Kondensationspartikelzählern mit externen Betriebsmittelbehältern aufgrund von Druckschwankungen zwischen dem Druck im Aerosol-Einlass bzw. in der Abgaszuleitung zum Kondensationspartikelzähler und dem Innendruck im Betriebsmittelbehälter zu Problemen bei der Betriebsmittelzufuhr kommen kann. Solche Druckschwankungen können beispielsweise dann auftreten, wenn der Aerosoleinlass verstopft ist. Wodurch es zu unerwünschten Störungen des Messbetriebs wie beispielsweise einem Fluten des Strömungswegs des Aerosols bis hin zum Fluten des Messabschnitts M mit Betriebsmittel kommen kann. Ebenso kann es aufgrund von Störungen in der Betriebsmittelzufuhr zu einem unerwünschten Austrocknen des Sättigungskörpers kommen.
Um die vorgenannten Betriebsstörungen verhindern zu können und einen ständigen Druckausgleich zwischen dem Aerosol-Einlass 2 und dem Betriebsmittelbehälter 11 zu gewährleisten, ist in der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführung des Kondensations-partikelzählers 1 eine Druckausgleichleitung 150 zwischen dem rohrförmigen Einlass 2 und dem Behälter 11 skizziert. Vorteilhaft dient die Druckausgleichleitung 150 dazu, Druckunterschiede zwischen dem Aerosoleinlass 2 und dem Betriebsmittelbehälter 11 auszugleichen. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist in Fig. 1 eine weitere Druckausgleichleitung 151 strichliert eingezeichnet, die vom Behälter 11 direkt in den Sättigungskörper 10 reicht und zum Druckausgleich zwischen dem Betriebsmittelbehälter 11 und dem Sättigungsabschnitt S dient. Ebenso können eine oder mehrere weitere Druckausgleichleitungen, die hier nicht eingezeichnet sind, erforderlichenfalls zwischen dem Behälter 11 und dem Kondensationsabschnitt K angeordnet sein.
Das im Sättigungsabschnitt S, der auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt wird, vorhandene übersättigte Aerosol durchströmt den auf eine gleichfalls vorgegebene Temperatur abgekühlten Kondensationsabschnitt K, wo das Betriebsmittel auf die im Aerosol vorhandenen Partikel aufkondensiert und somit zu der erwünschten Partikelvergrößerung führt. Die Zähleffizienz, d.h. die Anzahl der erfassten Partikel einer bestimmten Größe ist bei sehr kleinen Partikeln gering, steigt dann beispielsweise im Bereich einer Partikelgröße von 15 bis 35 nm sehr rasch an, wobei sie z. B. bei 23 nm 50% beträgt, und liegt bei größeren Partikel, typisch ab 40 nm, bei Werten von über 90%. Zu beachten ist auch, dass die Temperaturdifferenz zwischen Sättigungsabschnitt und Kondensationsabschnitt die Partikelgröße bzw. das Aufwachsen beeinflusst, wobei umso kleinere Partikel erfasst werden, je größer diese Temperaturdifferenz ist.
Die Lösung mit Abschnitten des Sättigungskörpers 10 auch aus nicht¬ porösem Material bewirkt eine Inhomogenität der Gassättigung und erlaubt eine Beeinflussung der gemessenen Partikelgrößen in Richtung größerer Partikel . Durch diese Lösung wird die Aufwachscharakteristik bzw. die Zähleffizienzkurve des Gesamtsystems verflacht und ermöglicht besser den Ausgleich von Fertigungstoleranzen bzw. die Erfüllung gesetzlicher Vorgaben, welche festlegen, welcher Kelvindurchmesser gemessen werden soll .
In der Folge werden einige, nicht einschränkende Beispiele für die abschnittsweise Gestaltung poröser bzw. nicht poröser Abschnitte des Sättigungskörpers gezeigt, wobei es klar sein soll, dass der Begriff „porös" bedeutet, dass das entsprechende Material für das verwendete Betriebsmittel gut saugfähig sein soll, wogegen ein „nicht-poröses" Material das verwendete Betriebsmittel eben nicht aufnimmt.
So zeigt Fig .3 eine in Umfangs- und Höhenrichtung versetzte Anordnung von aus nicht-porösem Material bestehenden Sektorscheiben 5ni, 5n2, 5n3 des äußeren Hohlzylinders 5, dessen Rest aus porösem Material besteht. Die einzelnen Sektorscheiben 5ni, 5n2 bzw. 5n3 aus nicht¬ porösem Material erstrecken sich entlang von Teilumfängen 121, 122 bzw. 123 in Umfangsrichtung des Hohlzylinders 5 sowie entlang von axialen Teillängen 101, 102 bzw. 103 jeweils in Längsachsenrichtung 100 des Hohlzylinders 5. Die Darstellung nach Fig. 4 zeigt einen zylindrischen Sättigungskörper 19, der diesen durchsetzende Bohrungen 20 für den Durchfluss des partikelbeladenen Aerosols besitzt, somit anders ausgebildet ist, als der in Fig. 1 gezeigte Sättigungskörper und in seiner Geometrie beispielsweise der Ausbildung nach der eingangs genannten WO 2012/142297 AI entspricht. Ein segmentförmiger Abschnitt 19n mit einer Teilquerschnittsfläche 191, der beispielsweise zwei Bohrungen 20 enthält, besteht hier aus nicht-porösem Material, z.B. aus Aluminium, wogegen der Rest des Sättigungskörpers 19 ein Abschnitt 19p aus porösem Material mit einer Teilquerschnittsfläche 192 ist. Möglich sind auch Ausführungen, bei welchen der Sättigungskörper zur Gänze aus einem porösen Material besteht, wobei jedoch der Strömungsweg zumindest einer der Bohrungen zumindest über einen Teil ihrer Länge von einem nicht-porösen Material, beispielsweise von einer Metallhülse, begrenzt ist.
Fig. 5 zeigt, dass ein sektorförmiger Abschnitt 6n des Innenzylinders 6 mit einer Teilquerschnittsfläche 61 aus nicht-porösem Material bestehen kann, wobei der Rest des Innenzylinders ein Abschnitt 6p aus porösem Material mit einer Teilquerschnittsfläche 62 ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Innenzylinder 6, der sich hier in radialer Richtung 130 mit einer Teillänge 132 erstreckt, nicht notwendigerweise eine Innenbohrung 7 besitzen muss, sondern auch als voller Zylinder ausgebildet sein kann.
Es versteht sich, dass verschiedene Kombinationen der Ausgestaltungen poröser und nicht-poröser Abschnitte ein- oder mehrteiliger Sättigungskörper gewählt werden können, die zu dem angestrebten und oben dargelegten Ziel führen, wobei es sich bei praktischen Ausführungsformen bewährt hat, 5 bis 50 Vol.% des Sättigungskörpers aus nicht-porösem Material zu gestalten. Wieder auf Fig. 1 zurückkommend und unter Beiziehung der Fig. 6, 7 und 8 sowie der Fig. 9 und 10 erkennt man die Ausbildung des Überführabschnittes U, welchem die Aufgabe zukommt, die Strömung aus dem ringförmigen Spalt 9 möglichst laminar in eine Anzahl von stromab gelegenen Einzelkanälen überzuführen. Dazu ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Ringeinsatz 21 vorgesehen, der an seiner Unterseite, die in Einbaulage die Einlassseite 200 des Überführabschnitts U bzw. des Ringeinsatzes 21 bildet, in Fortsetzung des Ringspaltes 9 eine Öffnung 22 wiederum in Form eines Ringspaltes aufweist, wobei von der Oberseite des Ringeinsatzes, der beispielsweise aus Aluminium besteht, eine Anzahl von Einzelkanälen 23, hier neun Einzelkanäle 23, in die Ringspalt-förmige Öffnung 22 münden. Die hier in Fig. 9 gezeigte Oberseite des Ringeinsatzes 21 bildet in Einbaulage die Auslassseite 210 des Überführabschnitts U. Der Überführabschnitt U bzw. sein Ringeinsatz 21 steht bei einer bevorzugten Ausführungsform in zweckmäßiger Weise mit dem Sättigungsabschnitt S in thermisch leitender Verbindung, um eine unerwünschte vorzeitige Kondensation in diesem Bereich zu verhindern.
Wesentlich ist dabei ein Übergang von der Ringspalt-förmigen Öffnung 22 in die Einzelkanäle 23 der so stetig wie möglich erfolgt, um die Strömung des Aerosols ohne Verwirbelungen laminar weiter in Einzelkanäle 24i des Isolierabschnittes I bzw. deren Fortsetzung, nämlich Einzelkanäle 24K des Kondensationsabschnittes K, zu führen. In diesem Abschnitt sind die Einzelkanäle 24K in einem Kondensationseinsatz 25 ausgebildet, in dessen oberen Bereich sie wieder zu einem Einzelkanal 26 zusammengeführt sind, welcher dann in eine Vereinzelungsdüse 27 mündet, die vor oder in dem Messabschnitt M gelegen ist. Aus den Schnitten der Fig. 6, 7 und 8 erkennt man, dass der Ringspalt 9 des Sättigungsabschnitts S (Fig.6) weiter oben im Isolierabschnitt I (Fig. 7) in Einzelkanäle 23 übergegangen ist. Noch weiter oben, im Bereich des Kondensationsabschnittes K, liegen diese Einzelkanäle bereits enger beisammen (Fig. 8), um dann in den einzigen Einzelkanal 26 kurz vor der Düse 27 überzugehen.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung, die dann besonders sinnvoll ist, wenn im Kondensationsabschnitt ein Ringspalt 9 oder ein zylindrischer Spalt - falls der Innenzylinder 6 weggelassen ist - vorliegt, verhindert Turbulenzen und sich daraus ergebende, in hohem Maß unerwünschte, da das Messergebnis verfälschende Partikelverluste. Ebenso werden dadurch lange Verweil- und Ausräumzeiten vermieden. Weiters wird die Dynamik des Zählers erhöht. Da auch durch diese Ausgestaltung die Aufwachscharakteristik verflacht wird, können Fertigungstoleranzen besser ausgeglichen werden. Gesetzliche Vorgaben, die festlegen, welcher Anteil an Partikeln mit einem bestimmten Kelvindurchmesser erfasst werden muss, können gleichfalls besser erfüllt werden.
Dazu ist anzumerken, dass nach dem Stand der Technik oft auch im Isolierabschnitt I und im Kondensationsabschnitt K die Strömung in einem Ringspalt geführt wird. Das Ersetzen dieses Ringspaltes im Isolierabschnitt und im Kondensationsabschnitt unter Beibehalten des Ringspaltes im Sättigungsabschnitt führt zu einem günstigeren Aufwachsen, wobei sich dadurch auch die entsprechende Kennlinie verflachen lässt, um Fertigungs- und Regelungstoleranzen auszugleichen. So ist etwa gesetzlich vorgesehen, dass bei einer Partikelgröße von 23 nm +/- 1 nm 50% +/- 12% der Partikel und bei größeren Partikel entsprechend mehr nachgewiesen werden müssen.
Der bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene, jedoch nicht unbedingt erforderliche Isolierabschnitt I mit den Einzelkanälen 24i sorgt für eine thermische Trennung des Sättigungsabschnittes S von dem Kondensationsabschnitt K. Es ist andererseits auch möglich, die Funktion des Überführabschnittes U mit jener des Isolierabschnittes I zu kombinieren. In diesem Fall kann der in Fig. 1 gezeigte Isolierabschnitt I entfallen und der Überführabschnitt U dient auch zur thermischen Trennung von Sättigungsabschnitt S und Kondensationsabschnitt K. Dementsprechend ist dann der Überführabschnitt U aus einem thermisch isolierenden Material gefertigt, beispielsweise aus einem schlecht wärmeleitenden Kunststoff. Wenngleich ein Überführabschnitt U bzw. ein Ringeinsatz 21, wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt und weiter oben beschrieben, eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung darstellt, bei welcher der Überführabschnitt U für einen Übergang von einem Ringspalt zu Einzelkanälen bei Aufrechterhaltung einer laminaren Aerosolströmung sorgt, ist ein Überführabschnitt mit dieser Eigenschaft auch bei anderen Varianten zweckdienlich und kann auch eingesetzt werden, wenn ein Übergang von einem oder mehreren Strömungskanälen 9 am Ausgang des Sättigungsabschnittes S mit anderer Geometrie als jener eines Ringspaltes in die Einzelkanäle 24i bzw. 24K erfolgen soll. So kann der Strömungskanal 9 zylindrisch sein, wenn z.B. bei der Ausführung nach Fig. 1 der Innenzylinder 6 entfällt. Auch bei Vorhandensein mehrerer Bohrungen 20 im Sättigungsabschnitt, siehe Fig. 4, könnte ein Übergangsabschnitt vorgesehen sein, der den Übergang zu einer anderen Anzahl von Einzelkanälen 24i bzw. 24K oder zu Einzelkanälen anderen Durchmessers bei Sicherung einer laminaren Aerosolströmung ermöglicht.
In dem Messabschnitt M erfolgt die eigentliche Zählung der durch Kondensation vergrößerten Partikel, die mit dem Aerosolstrom aus der Vereinzelungsdüse 27 austreten. In bekannter Weise ist hierzu eine Lichteinheit 28 vorgesehen, z.B. eine fokussierte Laserlichtquelle, deren Lichtstrahl auf aus der Düse 27 austretende Partikel trifft. Das entstehende Streulicht wird von einem Photodetektor 29 erfasst und die entstehenden Signale werden an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit weitergeleitet.
Das Aerosol mit den Partikeln gelangt nach dem Messabschnitt in den Auslassabschnitt A, der eine besondere Gestaltung aufweist, welche ein Verstopfen einer am Auslass des Zählers 1 angeordneten kritischen Düse 30 verhindern soll. Diese kritische Düse 30 dient in bekannter Weise der Einstellung eines konstanten Volumenstroms und weist einen geringen Durchmesser, typischerweise 0,3 mm, auf, wobei die Gefahr besteht, dass im Laufe des Betriebs die ausströmenden Partikel diese kleine Öffnung verlegen und somit die Messgenauigkeit beeinträchtigen oder die Messung unmöglich machen.
Um diesem Nachteil zu begegnen, endet im Auslassabschnitt A eine Austrittsleitung 31 aus dem Messabschnitt M in einem verengten Bereich 32, der mit einer scharfen Verwirbelungskante 33 in eine Partikel- Fangkammer 34 mündet. Der verengte Bereich 32 und zusätzlich die Verwirbelungskante 33 führen zu einer Verwirbelung des Aerosolstroms, welche eine Ablagerung von Partikeln vor allem im unteren Randbereich 35 der Partikel-Fangkammer begünstigt, wo (Fig. 1) abgelagerte Partikel angedeutet sind. Ein großer Teil der in Strömungsrichtung 110 bewegten Partikel kann somit von der kritischen Düse 30 ferngehalten werden und muss nur gelegentlich aus der Partikel-Fangkammer 34 ausgewaschen werden.
Bei den dargestellten bzw. beschriebenen Ausführungsformen sind sämtliche Abschnitte des Partikelzählers längs einer Achse 100 im Wesentlichen koaxial angeordnet, es soll jedoch betont werden, dass eine solche Ausrichtung nicht notwendigerweise die einzig mögliche ist. Vielmehr können Abschnitte des Partikelzählers auch zueinander abgewinkelt verlaufen, wie dies das Beispiel der eingangs genannten EP 2 194 370 AI zeigt, bei welchem der Sättigungsabschnitt fast waagrecht - unter einem Winkel von 6° bis 7° gegen die Horizontale geneigt - verläuft, wobei daran ein vertikal ausgerichteter Kondensationsabschnitt anschließt.

Claims

AVL List GmbH P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Kondensationspartikelzähler (1) mit einem Sättigungsabschnitt (S), dem zumindest ein Einlass (2) für einen mit Partikeln beladenen Strom eines Aerosols zugeordnet ist, wobei dem Sättigungsabschnitt (S) stromab (110) ein Kondensationsabschnitt (K), ein Messabschnitt (M) für Kondensationspartikel sowie ein Auslass (4) nachgeordnet sind, wobei der Sättigungsabschnitt (S) zumindest einen Sättigungskörper (10, 19), mit zumindest einem Strömungskanal (9, 20) für den Durchfluss des partikelbeladenen Aerosols aufweist und in dem Kondensationsabschnitt (K) eine Mehrzahl von zu dem Messabschnitt (M) führenden Einzelkanälen (24K) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Sättigungsabschnitt (S) und dem Kondensationsabschnitt (K) ein Überführabschnitt (U) vorgesehen ist, welcher an seiner Einlassseite (200) einen Einlassbereich (22) besitzt und an seiner Auslassseite (210) eine der Mehrzahl der Einzelkanäle (24K) des Kondensationsabschnitts (K) entsprechende Mehrzahl von Einzelkanälen (23) vorgesehen ist, wobei der Einlassbereich (22) und die Einzelkanäle (24K) des Kondensationsabschnitts (K) strömungsverbunden sind und der Übergang von dem Einlassbereich (22) zu den Einzelkanälen (23) des Überführabschnittes (U) unter Beibehaltung einer laminaren Aerosolströmung stetig ausgebildet ist.
2. Partikelzähler (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Querschnittsfläche des Einlassbereichs (22) an der Einlassseite ( 200) des Überführabschnitts (U) einer Querschnittsfläche des zumindest einen Strömungskanals (9, 20) am Ausgang des Sättigungskörpers (10, 19) entspricht und/oder dass die Summe der Querschnittsflächen der Einzelkanäle (23) an der Auslassseite (210) des Überführabschnitts (U) der Summe der Querschnittsflächen der Einzelkanäle (24K) am Eingang des Kondensationsabschnitts (K) entspricht.
3. Partikelzähler (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Überführabschnitt (U) einen Ringeinsatz (21) aufweist, der an seiner Einlassseite (200) eine Öffnung (22) in Fortsetzung des zumindest einen Strömungskanals (9, 20) aufweist, wobei in Strömungsrichtung (110) ausgehend von der Einlassseite (200) des Ringeinsatzes (21) die Öffnung (22) in mehrere Einzelkanäle (23) an der Auslassseite (210) des Ringeinsatzes (21) aufzweigt.
4. Partikelzähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sättigungskörper (10) einen Hohlzylinder (5) mit einem zu diesem konzentrisch angeordneten Innenzylinder (6) aufweist und zwischen beiden Zylindern (5, 6) ein ringförmiger Spalt (9) für den Durchfluss des partikelbeladenen Aerosols belassen ist und der Überführabschnitt (U) einen Ringeinsatz (21) aufweist, der an einer Einlassseite (200) einen Ringspalt (22) in Fortsetzung des ringförmigen Spaltes (9) aufweist, wobei ausgehend von der Auslassseite (210) des Ringeinsatzes (21) eine Mehrzahl von Einzelkanälen (23) in die als Ringspalt ausgestaltete Öffnung (22) münden.
5. Partikelzähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Überführabschnitt (U) und/oder der Ringeinsatz (21) aus einem thermisch leitenden Material, vorzugsweise Aluminium, besteht bzw. bestehen.
6. Partikelzähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Überführabschnitt (U) mit dem Sättigungsabschnitt (S) und/oder mit dem Kondensationsabschnitt (K) thermisch leitend verbunden ist bzw. sind.
7. Partikelzähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Überführabschnitt (U) und/oder der Ringeinsatz (21) eine Heizvorrichtung aufweisen.
8. Partikelzähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Überführabschnitt (U) und/oder der Ringeinsatz (21) aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt ist bzw. sind.
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