WO2019120821A1 - System for preparing an aerosol - Google Patents

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WO2019120821A1
WO2019120821A1 PCT/EP2018/081790 EP2018081790W WO2019120821A1 WO 2019120821 A1 WO2019120821 A1 WO 2019120821A1 EP 2018081790 W EP2018081790 W EP 2018081790W WO 2019120821 A1 WO2019120821 A1 WO 2019120821A1
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dilution
particle
pressure
dilution stage
stage
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PCT/EP2018/081790
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Inventor
Thomas Maier
Original Assignee
Horiba Europe Gmbh
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/1012Calibrating particle analysers; References therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2252Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust
    • G01N2001/2255Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust with dilution of the sample
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke

Definitions

  • the invention relates to a system for providing an aerosol.
  • corresponding particle measuring devices are known, which are used in test stands or measuring systems equipped therefor.
  • the particle measuring instruments must be regularly maintained, checked and calibrated in order to permanently ensure the required accuracy of the measurements.
  • legal regulations are, for example, UNECE Regulation No. 83, Rev. 5, Series 05 or UNECE Regulation No. 49, Rev. 4, Series 05 or the Global Technical Regulation (GTR) no. 15 etc. These regulations require eg a regular review of the systems every 12 months.
  • test object For the regularly required checking of particle measuring devices (test object), it is known to provide a particle generator which generates particles in a mass flow and transfers them to a carrier medium (air, nitrogen, etc.). This so-called “aerosol” is measured in parallel with respect to the particle characteristic to be tested (particle concentration, particle number, particle mass, opacity, etc.) by a reference meter and also supplied to the device to be tested Messge. By comparing the measurement results of the reference measuring device and the device to be tested, the device to be tested can be used, for example, as a reference device. nachjus be.
  • the aerosol For the provision of the aerosol, it is usually necessary to dilute the aerosol generated by the particle generator.
  • This can be changing external conditions, eg air pressure or ambient temperature, but not exactly reproducible operator influences (adjustment of valves, flows, etc.) lead to a change in the dilution effect and thus a change in the Ae rosol quality.
  • the changing conditions can lead in particular to the fact that the aerosol to be provided by the system or a component in the system (eg classifier, reference measuring device) has variable and therefore no longer constant or reproducible properties, which is the result of the following validation or calibration of the actual particle measuring devices he sword.
  • classifier (hereinafter also referred to as classifier or classifier) or a reference particle measuring device, can still be maintained to some extent.
  • the invention has for its object to provide a system for providing an Ae rosols, in which (fully) automatically precise, defined and reproducible bare conditions for the generation and processing (dilution, Classifizie tion, etc.) of a suitable aerosol or particle flow can be provided.
  • the invention relates to a system for providing an aerosol, comprising a particle generator for generating a particle flow, a dilution system arranged downstream of the particle generator for diluting the particle flow with dilution air, an outlet downstream of the dilution system (for discarding the particle) in a fume hood) and with a particle supply device provided downstream of the dilution system (to provide the Aero sol to be used).
  • a portion of the dilution system supplied particle flow is feasible to the outlet, while another part of the particle flow to Parti kel-providing device is feasible.
  • a Druckmesseinrich device is provided for measuring an actual value for the pressure at least egg ner point in the dilution system.
  • a controllable or proportional valve is arranged between the United dilution system and the outlet.
  • a control device is provided for setting the proportional valve A in dependence on the measured by the Druckmessein direction pressure-actual value and a predetermined pressure setpoint.
  • the dilution system is thus equipped with a device for detecting the pressure in the dilution system and a control device (Regelschlei fe / control unit) with a pressure as a setpoint (pressure setpoint), the detected pressure as the actual value (pressure feedback) and the proportional valve as a manipulated variable.
  • a control device Regelschlei fe / control unit
  • This design allows decoupling from the rest of the environment.
  • the pressure in the dilution system can be adjusted independently of changing environmental conditions.
  • the particle generator produces an aerosol which, in the present system, can subsequently be diluted in a completely controlled manner with respect to its pressures and flows.
  • the dilution can - as will be explained later - one or more stages.
  • the particle generator is known per se in various embodiments and serves to produce particles in a polydisperse aerosol with a certain particle size distribution.
  • the present system because of its properties, is capable of cooperating with most of these popular particle generators, e.g. Within its design limits, to provide (regulate) any required pressures and pressure gradients for the removal of the particles towards the dilution system (even with variations in the aerosol flow).
  • the particle flow generated by the particle generator is passed through the dilution system.
  • Part of the diluted and conditioned by the dilution system in the desired manner and conditioned particle flow is passed to the particle supply device, through which the particle flow its original purpose, for example, a test bed or ver to be examined particle measuring instruments can be performed.
  • the particle flow is thus determined by the particulate matter coming from the particle generator. River branched off.
  • the particle flow may already have been (partially) diluted in the dilution system.
  • the particle-guiding system in particular the controlled proportional valves
  • the control loops it is possible to (automatically) adjust and regulate the conditions in the dilution system in a desired manner.
  • Any location-related, but also changing environmental influences can be achieved compensate by the regulation and thus by regulating the flow of particles to the outlet and decoupling from the environment, as well as changing (interference) influences by components in the system.
  • the system allows the provision and dilution of an aerosol or a particle-free gas flow under precisely defined conditions, with an influence due to environmental conditions (installation site, weather, air pressure, etc.) and other (interference) influences excluded or at least uplifting Lich can be reduced ,
  • the pressure gradient can be effected, for example, by a pressure sink between the dilution system and the outlet.
  • the pressure sink creates a negative pressure that acts on the dilution system and thus causes the particle flow from the particle generator through the dilution system.
  • a pump can be arranged which generated pressure and applied to the dilution system. In this way, a mass flow is generated by the dilution system.
  • the generated by the pump negative pressure or negative pressure can in conjunction with one or more other proportional valves and a suitable control and optionally volumetric flow meters or mass flow meters always the same pressure and thus equal conditions for the dependent of the suppression components (eg control of upstream lying Ver Phymbiskinn) allow.
  • the output of the pump can be routed to the outlet in the environment or in an ex-train.
  • the pump may be used, for example, as a vacuum pump, in particular e.g. be designed as a rotary vane pump.
  • Particle flow inside the dilution system is split at a suitable location so that part of the flow of particles flows to the particle delivery device and another part to the outlet.
  • the system can thus be completely decoupled from the environment. Only at the upstream particle generator on the one hand and on the downstream lie lowing outlet on the other hand may exist a connection to the environment. By contrast, the area of the dilution system is completely decoupled from the environment, so that environmental influences have no effect on the dilution effect inside the dilution system or on all components integrated in the system or coupled to the system (particle generator, classifier, mass flow meter, etc . ) to have.
  • the dilution stages are connected to ambient components exclusively by controlled manipulated variables (eg the proportional valves), which are regulated with corre sponding setpoint specification and actual value measurement (means for detecting the pressure) and a control loop.
  • controlled manipulated variables eg the proportional valves
  • corre sponding setpoint specification and actual value measurement mean for detecting the pressure
  • the control means controlling the pressures in the dilution system by means of the proportional valve (s) may also be part of a higher level control, e.g. a test bench control or similar his.
  • the respective desired values for the pressures can also be adjustable or stored.
  • the dilution can thus be done automatically under desired and precisely defini th and reproducible conditions and in particular independent of variable external conditions, such as ambient temperature, humidity, air pressure, site of the devices, etc., be.
  • variable external conditions such as ambient temperature, humidity, air pressure, site of the devices, etc.
  • the dilution system may have a first dilution step and a second dilution step downstream of the first dilution step. It is also readily possible to provide further dilution stages in the dilution system.
  • the first dilution stage may be connected to the outlet via a first regulated proportional valve, while the second dilution stage may be connected to the outlet via a second regulated proportional valve.
  • each of the dilution levels provided in the dilution stage may have its own regulated proportional valve leading to the outlet.
  • each of the dilution stages may have a unit for detecting the pressure in the dilution system and a control loop.
  • a first Druckmesseinrich device may be provided for measuring an actual value for the pressure at least one point in the first dilution stage.
  • a second pressure measuring device may be provided, for measuring an actual value for the pressure at least one point in the second dilution stage.
  • the regulating device can be designed to set the respective first and second controlled proportional valve as a function of the actual pressure values measured by the respective pressure measuring devices and the respective predetermined desired pressure values.
  • the volumetric flows and the pressure levels of these rivers are regulated so that, for example, it can be achieved ratios, the defined constant standard conditions corre chen (usually 101, 3 kPa - even at lower / different ambient pressures at the place of testing). Likewise, it is thus possible to achieve arbitrary pressure levels or to test a larger pressure range (e.g., stepwise).
  • aerosol or the particle-free gas flow can be provided in this way consistently for any measurement tasks, for example, for the validation or calibration of a particle measuring device, without changing the properties due to variable Plantsein rivers. Also can thus conditions are generated at the provision device conditions, which are otherwise not representable for the DUT at the place of testing.
  • the desired (equal) pressure in the respective dilution stage is always adjusted and any changes and disturbances corrected.
  • a pressure-controlled, environmentally-sealed dilution may be performed that is not subject to ambient pressure. Independently of different flows provided by the aerosol source, the same pressure is thus always regulated in the dilution stage. This can be achieved always defined, separated from the environment and other test conditions pressure conditions. Also in the second dilution stage, a pressure-controlled, completed by the surrounding environment dilution can take place, so that correspondingly defined, separated from the environment and other test conditions Druckver ratios are achieved.
  • the pressures in the two dilution stages can thus be regulated independently of the ambient conditions, it is also possible to control the flow between these stages, for example also by means of an interposed particle classifier (eg a DMA - Differential Mobility Analyzer), to actively regulate the pressure difference between the two dilution stages, so that the thus adjusting flow reaches the desired value.
  • an interposed particle classifier eg a DMA - Differential Mobility Analyzer
  • a classifier can be arranged for classifying the particles in the particle flow.
  • the classifier may, for example, achieve a particle size classification or size selection.
  • Corresponding devices are known, for example a DMA. This makes it possible to eliminate a monodisperse Ae rosol with a desired particle diameter from the aerosol generated by the particle generator. Depending on the equipment of the system, it is thus possible to obtain a model aerosol with particles of defined size (classifier) and with a set concentration (dilution) downstream of the dilution system.
  • the pressures in the two dilution stages can be regulated individually. In this way, the pressure gradient between the two dilution stages can be adjusted. For example, in the first dilution stage, a pressure value of 102 kPa can be set while in the second dilution stage a value of 101 kPa is set. Likewise, the first dilution stage can be set to a pressure value of 100 kPa, while the pressure in the second dilution stage can reach a higher value, for example 101 kPa, wherein the pressure increase can be assisted by a subsequently explained pump.
  • a pump in particular a Venturi pump can be provided.
  • the venturi pump is capable of producing an additional positive pressure gradient between the first dilution step and the second dilution step. This also makes it possible, for example, to increase the pressure from one to the next dilution stage. For example, in the first dilution pressure level of 90 kPa are set, while in the second Ver dilution stage, an increased pressure in a variable range of 90-1 10 kPa is needed. This (variable) pressure increase can be effected by the Venturi pump.
  • the Venturi pump can lead to pre-dilution because the ambient or dilution air supplied to it enters the gas flow.
  • venturi pump may be provided between the classifier and the second dilution stage.
  • the additional positive pressure gradient generated by the Venturi pump allows the flow through the classifier (DMA) to be adjusted.
  • a control device for regulating a gas flow serving as a set value between the first dilution stage and the second dilution stage.
  • a gas flow measuring device may be provided between the first dilution stage and the second dilution stage, for measurement of an actual value for the gas flow which can be fed to the control means.
  • the pump power of the Venturi pump can be adjusted so as to influence the actual value such that it approaches the desired value.
  • the measured value of the gas flow measuring device for example volumetric flow meter or mass flow meter
  • the measured value of the gas flow measuring device e.g. may be placed in the classifier or at another suitable location between the two dilution stages.
  • the pumping capacity of the Venturi pump which is used, for example, as an actuating variable. can be adjustable by a controlled proportional valve.
  • the proportional valve may be provided in a surrounding air supply line for supplying ambient air for driving the venturi pump, as will be explained later.
  • the classifier also referred to as classifier or classifier
  • the venturi pump between the first dilution stage
  • the settings for the first dilution stage remain unchanged (and thus the conditions for particle generation, dilution and classification, for example), while the settings (and thus, for example, the pressures) for the first dilution stage second dilution stage defined can be changed (and thus, for example, the conditions of the test specimen).
  • the venturi pump can be particularly advantageous because it does not change the aerosol flow and in particular no particles can be deposited.
  • An ambient air supply may be provided, with an ambient air supply leading to the second dilution stage, for supplying ambient air to the second dilution stage.
  • an ambient air supply leading to the second dilution stage, for supplying ambient air to the second dilution stage.
  • the ambient air serving as dilution air
  • Analog can also be provided for the first Ver niknungsze an ambient air supply.
  • ambient air may be air from the environment, e.g. is supplied as compressed air. However, it is also possible to use e.g. Nitrogen serve as "ambient air”.
  • a wide re ambient air supply line is provided for supplying ambient air for operating the Venturi pump.
  • a mass flow measuring device and / or a proportional valve may be provided in order to adjust the air flow to the venturi pump and thus its pumping action or pumping power.
  • ambient air supply can be a pre-see mass flow meter and a proportional valve to adjust the flow of the supplied ambient air.
  • the ambient air supply for the Venturi pump may branch off from the ambient air supply line for the second dilution stage at a location downstream of its mass flow meter, the branch leading to upstream of may be located in the ambient air supply line for the second dilution stage NEN proportional valve.
  • This arrangement allows the ambient air to be supplied via the first ambient air supply line.
  • Part of the ambient air is diverted with the aid of the second ambient air supply line after the measurement (or also adjustment) of the volume flow and fed to the Venturi pump to these ben to tri.
  • the other part is fed via the first ambient air supply line directly to the second dilution stage as dilution air.
  • the ambient air part which was supplied to operate the Venturi pump, passes after passing through the Venturi pump also in the second dilution stage, where it reunites with the other ambient air part, which was supplied via the first ambient air supply line. In sum, therefore, the originally supplied ambient air remains the same, since the first divided dilution air streams are brought together again in the second dilution stage.
  • This (total) dilution air flow can be determined by the mass flow measuring device previously arranged in the first ambient air feed line.
  • the overall dilution air flow will always remain constant through this configuration - for example, even during changes in the flow into the venturi pump (e.g., during the above-described active automatic control of flow through the classifier by venturi pumping power). A change in the dilution factor in the second dilution step is thereby avoided.
  • a bypass to the outlet may be provided.
  • the bypass allows a portion of the supplied aerosol stream to be removed and discarded via the outlet. This can be adjusted by a proportional valve in the bypass. This is especially helpful if the supplied aerosol stream is divekon centered and in the second dilution stage, a very strong dilution air flow would have to be achieved in order to achieve the desired particle concentration at the end.
  • the remaining aerosol stream passing into the second dilution stage can be more dilute, even if the dilution air supplied to the second dilution stage is not to be increased in volume.
  • bypass Through the bypass, an influence of the mass flow in the second dilution stage, since a part of the originally supplied mass flow over the outlet is discarded. Therefore, it may be useful for clarification of the measurement, that in the bypass also a mass flow measuring device are provided to compensate for the mass flow in the second dilution stage on the basis of their measured value.
  • the particle providing means provided downstream of the second dilution stage may comprise a particle supply line for guiding the aerosol stream leaving the second dilution stage to a device to be supplied with the aerosol stream.
  • the device may, for example, be a particle meter to be tested.
  • the particle supply line can in particular be coupled to a connecting device, which will be explained below, to which the device to be tested can be connected.
  • the system for providing an aerosol may be coupled to a device that can be connected to the system to be tested, wherein a connection device may be provided for connecting the device to be tested.
  • the device under test (for example particle measuring systems in test benches) can be connected to the connecting device in a simple manner.
  • the Anschlußussein direction can thus provide the necessary or useful connection options to connect the device under test to the system can.
  • Hose couplings, connectors, ringverbindun gene, bayonet joints be present.
  • the corresponding lines are provided to carry out the mass flows.
  • the connection device can have a plurality of lines to which the device to be tested can be connected.
  • the entire system may be in the form of a mobile unit.
  • special unit can be accommodated in a frame, frame or cabinet, which is also movable or, for example, on wheels. This allows all the components in the rack or cabinet housed who the, so that the system can also be performed to various devices and equipment to be tested. It is therefore not necessary to take each consuming up and dismantling measures to fen various devices to be tested ver.
  • Known dilution systems generally have an unregulated, closed scheme or an open, overflowing scheme.
  • closed systems special care must be taken by means of manual adjustment that all volume flows match one another, so that a balance between the incoming and outgoing mass flows can be achieved.
  • the currents are partly manually adjusted in order to avoid mutual interference.
  • Even small changes in the components for example due to a pump that does not deliver uniform pressure, can have a negative effect on the entire system and thus affect the accuracy of the dilution. These changes usually need to be manually detected and corrected.
  • Overflow systems are open towards an outlet or the atmosphere. However, since the environmental conditions are variable, the feedback to the gas flows in the system is the same, which can also affect the accuracy.
  • said problems can be solved by (its design with) a combination of venturi pumps, mass flow meters, proportional valves and e.g. an end provided vacuum pump and pressure measurement and control loops are avoided, so that it is possible to provide Ae rosol stable and independent of the external conditions and other disturbances.
  • Show it 1 shows a schematic overview of a system for validating aerosol and flow measuring devices, with a system according to the invention for providing an aerosol;
  • Fig. 2 is a more detailed partial view of the system for providing ei nes aerosol of Fig. 1st
  • Fig. 1 shows a calibration and validation system 1 for validating aerosol and flow meters in a connectable to the system to be tested device.
  • the calibration and validation system 1 e.g. the present system for providing an aerosol can be used, which is explained below with reference to FIG. 2.
  • the cabinet 2 may be mounted on rollers and easily movable in the manner to move it to the desired location for the respective calibration or validation operations.
  • a device to be tested 4 can be connected.
  • one or more lines may be provided on the device 3 Anschlußussein, which - in the simplest case - have plug-in couplings, so that the corresponding line connections must be inserted only.
  • the device to be tested 4 is connected via the dargestell te by a symbolic box te connection device 3 with the system 1 in the cabinet 2.
  • connection device 3 If necessary, further devices 5, in particular special devices to be tested 4 can be connected to the connection device 3.
  • the controller 6 may on the one hand be provided on the device 4 to be tested. But it can also be part of the system 1 and in this case also be housed in or on the cabinet 2.
  • the controller 6 is able to drive all components of the system 1, for example, to automatically perform various modes of operation.
  • the operating modes may be, for example, an aerosol validation mode and act a flow validation mode. Switching the various operating modes can also be carried out automatically with the aid of the control 6. It is thus possible, after the only time connecting the device under test 4 with the system 1 via the connection device 3 to perform all calibration and Validiervor courses in one go automatically without an operator has to make any switching or even conversion measures in between , The various steps are performed by the controller 6 after each other without the need for assistance from an operator.
  • controller 6 may also be designed to perform the specific measuring and control tasks that occur in the system according to the invention for providing an aerosol.
  • a per se known particle generator 7 generates a polydispersed aerosol with a certain particle size distribution. Due to a pressure gradient in the system 1, which can be generated, for example, by one or more pumps not shown in FIG. 1, the particle aerosol flow flows into a dilution system 8 in which the particle flow can be conditioned and diluted. For this purpose the dilution system 8 is supplied with dilution air 9 from the outside.
  • a classifying device 10 can be provided which classifies the particles more precisely in order to be able to separate out a monodisperse aerosol having the desired particle diameter.
  • the classifier 10 may be, for example, a per se known differential mobility analyzer (DMA) for particle size classification and size selection.
  • DMA differential mobility analyzer
  • the desired particle selection can be carried out by means of an electrostatic classification.
  • one or more, in particular two Ver can be provided Phymbiskinn.
  • the design takes place as needed for concentration adjustment and flux increase.
  • the invention relates to the system for providing the aerosol and thus in particular the design and the interaction of the particle generator 7 and the dilution system 8. This system will be explained in more detail later with reference to FIG. 2.
  • the ball valve switching device 12 is part of a Umschalteinrich device for switching the mass flow as a function of the desired mode.
  • the ball valve switching device 12 makes it possible to connect a reference particle measuring device 13, which in the example shown has two reference particle measuring devices, a first reference particle measuring device 14 and a second reference particle measuring device 15.
  • the mass flow conducted to the reference particle measuring devices 14, 15 can be diverted through a flow divider 13a, not shown.
  • the reference particle measuring devices 14, 15 may, for example, be a CPC
  • the other part of the model aerosol which is not guided to the reference Molchenmesseinrich device 13, passes through the connection device 3 to the test device 4 and there, for example. to the particle meter inside the device to be tested 4.
  • the count of the reference particle measuring devices 14, 15 on the one hand and the device to be tested 4 or a particle sensor therein the latter can be validated or calibrated.
  • the instrument will be validated or calibrated against the reference particle gauges 14, 15 alone in the device under test 4, or the particle dilution and particle losses in the device 4 under test will be measured as a whole or in detail.
  • VPR calibration Volatile Particle Remover
  • the first mode described above with its various tests may also be referred to as aerosol validation mode.
  • the controller 6 appropriately switches the ball valve switching device 12 so that connection of one port of the device under test to a solenoid valve unit 16 is provided.
  • a solenoid valve unit 16 has solenoid valves which can open and close different flow paths, depending on the control by the controller 6.
  • the solenoid valve unit 16 is coupled in terms of flow with a reference mass flow measuring device 17 serving as a reference gas flow measuring device, in which one or more later described Re reference mass flow meters are provided.
  • the guided in the flow validation mode by the reference Massenpoundmessein direction 17 gas or mass flow is there precisely measured and closing to a - through the valve units (the test system and the tes tendem device) - serially connected flow measuring component in testing device 4 out where also takes place a measurement of this mass flow.
  • the mass flow device provided in the device 4 to be tested and serving as a gas flow measuring device can be validated or calibrated by comparison with the results of the reference mass flow measuring device 17.
  • a selection or all of the flow measurement components in the device to be scanned can be sequentially checked.
  • Fig. 1 for providing a suitable aerosol in particular the particle generator 7, the dilution system 8 and, where appropriate, the classifier 10 are part of a system for providing an aerosol, which will be explained in detail with reference to FIG.
  • Fig. 2 shows a more detailed structure of the verwen in the system of Fig. 1 Deten system for providing an aerosol.
  • the particle flow from the particle generator 7 passes into a first dilution stage 18, where ambient air as dilution air via a particle conditioner 19th is supplied.
  • a particle conditioner 19th ambient air as dilution air via a particle conditioner 19th is supplied.
  • the dilution air flow is shown in FIG. 2 by surrounded arrows, while the aerosol flow is symbolized by solid black arrows.
  • the classifying device 10 Downstream of the first dilution stage 18, the classifying device 10 (optional) is provided, behind which a Venturi pump 20 for demand-based He testify a particular positive pressure gradient is provided in the dilution system 8.
  • a second dilution stage 21 Downstream of the venturi pump 20, a second dilution stage 21 is angeord net.
  • the dilution system 8 thus has the first dilution stage 18, the classifier 10, the venturi pump 20 and the second dilution stage 21.
  • a pump 22 for example a vacuum pump, such as a rotary vane pump, is provided which conveys a mass flow to the outlet 11.
  • the pump 22 has appropriate connections to the first dilution stage 18 and to the second dilution stage 21, as later erläu tert, but also to the bypass 21 -33 and optionally to another ambient air supply 28 (pump vacuum control).
  • the pump 22 is connected via a vacuum line 25 to the dilution system 8 and the dilution stages 18 and 21 in the dilution system 8.
  • each dilution stage 18, 21 is connected via a proportional valve to the vacuum line 25, namely the first dilution stage 18 via a first controlled proportional valve 26 and the second dilution stage 21 via a second controlled proportional valve 27.
  • an ambient air supply line 28 is also provided, in which a (gere geltes) ambient air proportional valve 29 is arranged.
  • a regulating device For controlling the various proportional valves and thus for regulating the individual pressures, a regulating device may be provided, which may be e.g. also part of a higher level control, e.g. a test bench control or similar can be. As a control, therefore, e.g. also the controller 6 in FIG. 1. In the control device, the respective desired values for the pressures can also be adjustable or stored.
  • Upstream of the pump 22 may also be arranged a buffer tank 30 to compensate for pressure fluctuations due to the pump 22, if necessary.
  • a by pass 31 to the vacuum line 25 is provided between the venturi pump 20 and the second dilution stage 21 .
  • a by-pass proportional valve 32 and a mass flow meter 33 is arranged in the bypass 31, so it is possible to discard a defined part of the aerosol stream, if a particularly high dilution in the second dilution stage 21 is to be achieved. The discarded part of the aerosol stream can be compensated again in the second dilution stage 21 by additional dilution air.
  • ambient air can be supplied via further feeds.
  • a 21 to the second Ver Ver leading ambient air supply line 34 is provided, in which the pressure reducer 23 may be arranged. Downstream of the pressure reducer 23, a mass flow measuring device 35 may be provided.
  • the ambient air supply line 34 leads ambient air via a proportional valve 36 to the second dilution stage 21. From the leading to the second dilution stage 21 ambient air supply 34 branches off a further ambient air supply line 37, with a Massenpoundmessein direction 38 and a proportional valve 39 from.
  • This further ambient air duct 37 leads to the venturi pump 20 for directing airflow to the venturi pump 20, which drives the pumping action in the venturi pump 20 and in the venturi pump 20 with the aerosol flow from the classifier unit 10 mixes.
  • the over the other ambient air supply 37 supplied dilution air used to operate the Venturi pump 20 who the.
  • the ambient air flow is then supplied via the leading to the second dilution stage 21 ambient air supply line 34.
  • a portion of the ambient air flow is diverted via the leading to the Venturi pump 20 further ambient air supply line 37, used to operate the Venturi pump 20 and fed into the second dilution stage 21.
  • the remaining part of the ambient air flow is performed via the ambient air supply line 34 directly into the second dilution stage 21, where the ambient air (partial) streams reunite, so that the determined by the mass flow meter 35 total amount of air remains unchanged.
  • Upstream of the proportional valve 36 and downstream of the diversion of the leading to the Venturi pump 20 ambient air supply line 37 may be provided in the leading to the second dilution stage 21 ambient air supply line 34, another, not shown in Fig. 2 mass flow measuring device.
  • the pressure levels in the individual volume flows can be precisely adjusted. It is thus possible with the aid of the pump 22 and the ambient air proportional valve 29 to adjust the pressure level of the volume flow in the first dilution stage 18 with the aid of the first regulated proportional valve 26.
  • the volume flow to the classifier 10 can thus be kept at a constant level, even if the volume flows from the particle generator 7 vary.
  • the coming of the classifier 10 aerosol is mixed in the Venturi pump 20 with dilution air from the ambient air supply lines 34, 37 ver.
  • the volume flows of this ambient air supply are controlled by ent speaking volumetric flow meter (mass flow meter 38) and the proportional valve 39.
  • the Venturi pump 20 therefore provides a precise and known volume flow with dilute aerosol to the second dilution stage 21, where a further dilution with additional dilution air (which is also controlled by mass flow meter and the proportional valve 36) takes place.
  • a gas flow measuring device can be provided between the two dilution stages 18, 21, which serves to detect an actual value.
  • the desired value specified via a control device can then be achieved by changing the pumping power of the Venturi pump 20 by means of the controlled proportional valve 39.
  • a further reduction of the particle number or particle mass in the aerosol can be achieved by means of the bypass 31.
  • the pressure level in the second dilution stage 21 is regulated as a function of the incoming volume flows by means of the second proportional valve 27 and the ambient air proportional valve 29, so that a constant volume flow 24 can be supplied with the model aerosol.

Abstract

A system for preparing an aerosol has a particle generator (7) for generating a particle flow and a dilution system (8) for diluting the particle flow with dilution air. Downstream of the dilution system (8) there is provided an outlet (11) and a particle preparation device (24). Part of the particle flow supplied to the dilution system (8) can be guided to the outlet (11), while another part of the particle flow supplied to the dilution system (8) can be guided to the particle preparation device (24). A pressure gradient exists in the dilution system (8), in order to convey the particle flow. In addition, a controlled proportional valve (26, 27) is provided between the dilution system (8) and the outlet (11), and serves to set with precision the pressure ratios in the dilution system (8).

Description

System zum Bereitstellen eines Aerosols  System for providing an aerosol
Die Erfindung betrifft ein System zum Bereitstellen eines Aerosols. The invention relates to a system for providing an aerosol.
Zur Emissionsüberwachung von Motoren und Fahrzeugen ist es gesetzliche Vor schrift, die Abgase auf einem Prüfstand oder auch unter realen Bedingungen, z.B. auf der Straße, zu erfassen und hinsichtlich ihrer Zusammensetzung im Einzel nen zu untersuchen. Dabei sind neben vielfältigen Schadstoffanteilen vor allem auch Feinstaubpartikel von besonderem Interesse. Die Feinstaubpartikel, zum Beispiel auch Nanopartikel, können über die Atmung tief in die Lunge eindringen und zu erheblichen gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Neben den von Motoren emittierten Partikeln können zukünftig auch Partikelemissionen anderer Komponenten, wie Bremsen- und Reifenabrieb, auf ähnliche Weise reglementiert werden. For emission monitoring of engines and vehicles, it is legal requirement that the exhaust gases on a test bench or even under real conditions, e.g. on the road, and to investigate their composition in detail. Here, in addition to a variety of pollutant levels especially particulate matter of particular interest. The fine dust particles, for example, nanoparticles, can penetrate deeply into the lungs via the respiration and lead to considerable health impairments. In addition to the particles emitted by engines, particle emissions from other components, such as brake and tire abrasion, can be regulated in a similar manner in the future.
Zum Erfassen der Partikel sind entsprechende Partikelmessgeräte bekannt, die in dafür ausgerüsteten Prüfständen bzw. Messsystemen zum Einsatz kommen. Die Partikelmessgeräte müssen - nicht zuletzt aufgrund von gesetzlichen Vorschriften - regelmäßig gewartet, überprüft und kalibriert werden, um die erforderliche Ge nauigkeit der Messungen dauerhaft zu sichern. Beispiele für derartige gesetzliche Vorschriften sind zum Beispiel die UNECE Regelung Nr. 83, Rev. 5 , Serie 05 oder die UNECE Regelung Nr. 49 , Rev. 4, Serie 05 oder die Globale Technische Verord nung (Global Technical Regulation - GTR) Nr. 15 etc. Diese Vorschriften fordern z.B. eine regelmäßige Überprüfung der Systeme alle 12 Monate. For detecting the particles, corresponding particle measuring devices are known, which are used in test stands or measuring systems equipped therefor. Particu- larly due to legal regulations, the particle measuring instruments must be regularly maintained, checked and calibrated in order to permanently ensure the required accuracy of the measurements. Examples of such legal regulations are, for example, UNECE Regulation No. 83, Rev. 5, Series 05 or UNECE Regulation No. 49, Rev. 4, Series 05 or the Global Technical Regulation (GTR) no. 15 etc. These regulations require eg a regular review of the systems every 12 months.
Für die regelmäßig erforderliche Überprüfung von Partikelmessgeräten (Prüfling) ist es bekannt, einen Partikelgenerator bereitzustellen, der in einem Massenfluss Partikel generiert und in ein Trägermedium (Luft, Stickstoff etc. ) übergibt. Dieses so generierte "Aerosol" wird in Hinsicht auf die zu testende Partikelcharakteristik (Partikelkonzentration, Partikelanzahl, Partikelmasse, Opazität etc. ) parallel durch ein Referenzmessgerät gemessen und auch dem zu überprüfenden Messge rät zugeführt. Durch einen Vergleich der Messergebnisse des Referenzmessgeräts und des zu überprüfenden Geräts kann das zu überprüfende Gerät z.B. nachjus tiert werden. For the regularly required checking of particle measuring devices (test object), it is known to provide a particle generator which generates particles in a mass flow and transfers them to a carrier medium (air, nitrogen, etc.). This so-called "aerosol" is measured in parallel with respect to the particle characteristic to be tested (particle concentration, particle number, particle mass, opacity, etc.) by a reference meter and also supplied to the device to be tested Messge. By comparing the measurement results of the reference measuring device and the device to be tested, the device to be tested can be used, for example, as a reference device. nachjus be.
Für die Bereitstellung des Aerosols ist es in der Regel erforderlich, das von dem Partikelgenerator erzeugte Aerosol zu verdünnen. Dabei können sich verändernde äußere Bedingungen, z.B. Luftdruck oder Umgebungstemperatur, aber auch nicht exakt reproduzierbare Bedienereinflüsse (Einstellung Ventile, Flüsse etc. ), zu ei ner Veränderung der Verdünnungswirkung und damit einer Veränderung der Ae rosol-Qualität führen. Die sich ändernden Bedingungen können insbesondere da zu führen, dass das von dem System bereitzustellende Aerosol oder eine Kompo nente im System (z.B. Klassifizierer, Referenzmessgerät) veränderliche und damit nicht mehr konstante bzw. reproduzierbare Eigenschaften aufweist, was die nach folgende Validierung bzw. Kalibrierung der eigentlichen Partikel-Messgeräte er schwert. For the provision of the aerosol, it is usually necessary to dilute the aerosol generated by the particle generator. This can be changing external conditions, eg air pressure or ambient temperature, but not exactly reproducible operator influences (adjustment of valves, flows, etc.) lead to a change in the dilution effect and thus a change in the Ae rosol quality. The changing conditions can lead in particular to the fact that the aerosol to be provided by the system or a component in the system (eg classifier, reference measuring device) has variable and therefore no longer constant or reproducible properties, which is the result of the following validation or calibration of the actual particle measuring devices he sword.
Zwar können sich aufgrund der Umgebungseinflüsse ändernde Messwerte häufig durch entsprechende Korrekturrechnungen korrigiert werden. Ein Einfluss auf die Partikeleigenschaften sowie auf das Arbeitsverhalten der betreffenden Komponen ten, wie zum Beispiel dem Partikelgenerator, einer Klassifiziereinrichtung (nach folgend auch als Klassifizierer oder Klassierer bezeichnet) oder eines Referenz- Partikelmessgeräts, kann dennoch in gewissem Maß bestehen bleiben. Although, due to the environmental influences changing measured values can often be corrected by appropriate correction calculations. An influence on the particle properties as well as on the working behavior of the relevant components, such as the particle generator, a classifier (hereinafter also referred to as classifier or classifier) or a reference particle measuring device, can still be maintained to some extent.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Bereitstellen eines Ae rosols anzugeben, bei dem (voll-)automatisch präzise, definierte und reproduzier bare Bedingungen für die Erzeugung sowie Aufbereitung (Verdünnung, Klassifizie rung etc. ) eines geeigneten Aerosol- bzw. Partikelflusses bereitgestellt werden können. The invention has for its object to provide a system for providing an Ae rosols, in which (fully) automatically precise, defined and reproducible bare conditions for the generation and processing (dilution, Classifizie tion, etc.) of a suitable aerosol or particle flow can be provided.
Die Aufgabe wird durch ein System zum Bereitstellen eines Aerosols mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhän gigen Ansprüchen zu entnehmen. The object is achieved by a system for providing an aerosol with the features of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Es wird ein System zum Bereitstellen eines Aerosols angegeben, mit einem Parti kelgenerator zum Erzeugen eines Partikel-Flusses, einem stromab von dem Parti kelgenerator angeordneten Verdünnungssystem zum Verdünnen des Partikel- Flusses mit Verdünnungsluft, einem stromab von dem Verdünnungssystem vorge sehenen Auslass (zum Verwerfen des nicht benötigten Partikel-Flusses, bspw. in einen Abzug) und mit einer stromab von dem Verdünnungssystem vorgesehenen Partikel-Bereitstellungseinrichtung (zur Bereitstellung des zu nutzenden Aero sols). Ein Teil des dem Verdünnungssystem zugeführten Partikel-Flusses ist zu dem Auslass führbar, während ein anderer Teil des Partikel-Flusses zu der Parti kel-Bereitstellungseinrichtung führbar ist. Weiterhin ist eine Druckmesseinrich tung vorgesehen ist, zum Messen eines Istwerts für den Druck an wenigstens ei ner Stelle in dem Verdünnungssystem. In dem Verdünnungssystem besteht ein Druckgradient, wobei zwischen dem Ver dünnungssystem und dem Auslass ein steuerbares bzw. geregeltes Proportional ventil angeordnet ist. Zudem ist eine Regelungseinrichtung vorgesehen, zum Ein stellen des Proportionalventils in Abhängigkeit von dem durch die Druckmessein richtung gemessenen Druck-Istwert und einem vorgegebenen Druck-Sollwert. The invention relates to a system for providing an aerosol, comprising a particle generator for generating a particle flow, a dilution system arranged downstream of the particle generator for diluting the particle flow with dilution air, an outlet downstream of the dilution system (for discarding the particle) in a fume hood) and with a particle supply device provided downstream of the dilution system (to provide the Aero sol to be used). A portion of the dilution system supplied particle flow is feasible to the outlet, while another part of the particle flow to Parti kel-providing device is feasible. Furthermore, a Druckmesseinrich device is provided for measuring an actual value for the pressure at least egg ner point in the dilution system. In the dilution system there is a pressure gradient, wherein between the United dilution system and the outlet, a controllable or proportional valve is arranged. In addition, a control device is provided for setting the proportional valve A in dependence on the measured by the Druckmessein direction pressure-actual value and a predetermined pressure setpoint.
Das Verdünnungssystem ist somit mit einer Einrichtung zum Erfassen des Drucks im Verdünnungssystem sowie einer Regelungseinrichtung (Regelschlei fe /Regeleinheit) mit einem Druck als Sollgröße (Druck-Sollwert), dem erfassten Druck als Istgröße (Druck-Istwert) sowie dem Proportionalventil als Stellgröße ausgestattet. Durch diese Auslegung wird eine Entkopplung von der restlichen Umgebung ermöglicht. Der Druck im Verdünnungssystem kann unabhängig von sich ändernden Umgebungsbedingungen eingestellt werden. The dilution system is thus equipped with a device for detecting the pressure in the dilution system and a control device (Regelschlei fe / control unit) with a pressure as a setpoint (pressure setpoint), the detected pressure as the actual value (pressure feedback) and the proportional valve as a manipulated variable. This design allows decoupling from the rest of the environment. The pressure in the dilution system can be adjusted independently of changing environmental conditions.
Der Partikelgenerator erzeugt ein Aerosol, das im vorliegenden System anschlie ßend in Bezug auf seine Drücke und Flüsse in vollständig kontrollierter Weise verdünnt werden kann. Die Verdünnung kann - wie später noch erläutert wird - ein- oder mehrstufig erfolgen. The particle generator produces an aerosol which, in the present system, can subsequently be diluted in a completely controlled manner with respect to its pressures and flows. The dilution can - as will be explained later - one or more stages.
Der Partikelgenerator ist an sich in diversen Ausführungsformen bekannt und dient zur Erzeugung von Partikeln in einem polydispersen Aerosol mit einer be stimmten Partikelgrößenverteilung. Das vorliegende System ist aufgrund seiner Eigenschaften fähig, mit den meisten dieser gängigen Partikelgeneratoren zusam men zu arbeiten, z.B. im Rahmen seiner Auslegungsgrenzen beliebige benötigte Drücke und Druckgradienten zur Abnahme der Partikel hin zum Verdünnungssys tem bereitzustellen (einzuregeln) und konstant zu halten (auch bei Schwankungen im Aerosolstrom). The particle generator is known per se in various embodiments and serves to produce particles in a polydisperse aerosol with a certain particle size distribution. The present system, because of its properties, is capable of cooperating with most of these popular particle generators, e.g. Within its design limits, to provide (regulate) any required pressures and pressure gradients for the removal of the particles towards the dilution system (even with variations in the aerosol flow).
Somit wird bei dem System der von dem Partikelgenerator erzeugte Partikel-Fluss durch das Verdünnungssystem geführt. Ein Teil des durch das Verdünnungssys tem in der gewünschten Weise verdünnten und konditionierten Partikel-Flusses wird zu der Partikel-Bereitstellungseinrichtung geführt, durch die der Partikel- Fluss seinem eigentlichen Zweck, zum Beispiel einem Prüfstand oder zu überprü fenden Partikelmessgeräten geführt werden kann. Thus, in the system, the particle flow generated by the particle generator is passed through the dilution system. Part of the diluted and conditioned by the dilution system in the desired manner and conditioned particle flow is passed to the particle supply device, through which the particle flow its original purpose, for example, a test bed or ver to be examined particle measuring instruments can be performed.
Ein anderer Teil des Partikel-Flusses kann zu dem Auslass geführt werden. Der Partikel-Fluss wird somit von dem vom Partikelgenerator kommenden Partikel- Fluss abgezweigt. Gegebenenfalls kann der Partikel-Fluss auch bereits (teilweise) im Verdünnungssystem verdünnt worden sein. Another part of the particle flow can be led to the outlet. The particle flow is thus determined by the particulate matter coming from the particle generator. River branched off. Optionally, the particle flow may already have been (partially) diluted in the dilution system.
Durch die konsequent abgeschlossene Auslegung des partikelführenden Systems (insbesondere der geregelten Proportionalventile) sowie durch die Regelschleifen ist es möglich, die Verhältnisse im Verdünnungssystem in einer gewünschten Weise (automatisch) einzustellen und zu regeln. Insbesondere ist es möglich, die Druckverhältnisse im Verdünnungssystem stets auf einem gewünschten Niveau (Druck-Sollwert) definiert sowie konstant zu halten, unabhängig von den Umge bungsbedingungen wie Umgebungsluftdruck, Umgebungstemperatur, Luftfeuch tigkeit etc. Jegliche ortsbezogenen, aber auch sich ändernden Umgebungseinflüs se lassen sich durch die Regelung und damit durch ein Regeln des zum Auslass geführten Partikelflusses ausgleichen und von der Umgebung entkoppeln, ebenso sich ändernde (Stör-)Einflüsse durch Komponenten im System. Due to the consistently completed design of the particle-guiding system (in particular the controlled proportional valves) and by the control loops, it is possible to (automatically) adjust and regulate the conditions in the dilution system in a desired manner. In particular, it is possible to always define the pressure conditions in the dilution system at a desired level (pressure set point) and to keep them constant, regardless of the ambient conditions such as ambient air pressure, ambient temperature, air humidity, etc. Any location-related, but also changing environmental influences can be achieved compensate by the regulation and thus by regulating the flow of particles to the outlet and decoupling from the environment, as well as changing (interference) influences by components in the system.
Das System ermöglicht die Bereitstellung und Verdünnung eines Aerosols oder auch eines partikelfreien Gasstroms unter präzise definierten Bedingungen, wobei ein Einfluss aufgrund von Umgebungsbedingungen (Installationsort, Wetter, Luft druck etc. ) und sonstiger (Stör-)Einflüsse ausgeschlossen oder zumindest erheb lich vermindert werden kann. The system allows the provision and dilution of an aerosol or a particle-free gas flow under precisely defined conditions, with an influence due to environmental conditions (installation site, weather, air pressure, etc.) and other (interference) influences excluded or at least uplifting Lich can be reduced ,
In dem Verdünnungssystem besteht ein Druckgradient. Das bedeutet, dass der Druckgradient insbesondere zwischen dem Eingang des Verdünnungssystems und einer stromab von dem Eingang liegenden Stelle des Verdünnungssystems besteht und damit den Gas- bzw. Aerosolfluss antreibt. Stromab liegende Stellen sind ins besondere die Verbindungen zu dem Auslass bzw. der Partikel-Bereitstellungs einrichtung. There is a pressure gradient in the dilution system. This means that the pressure gradient exists in particular between the inlet of the dilution system and a point of the dilution system located downstream of the inlet and thus drives the gas or aerosol flow. Downstream sites are in particular the connections to the outlet or the particle-providing device.
Mit Hilfe des Druckgradienten ist es möglich, die Strömung des Partikelflusses durch das Verdünnungssystem aufrecht zu erhalten bzw. sogar den Fluss/ die Flussraten im Rahmen der regelbaren Druckniveaus gezielt zu steuern. With the aid of the pressure gradient it is possible to maintain the flow of the particle flow through the dilution system or even to control the flow / flow rates within the controllable pressure levels.
Der Druckgradient kann zum Beispiel durch eine Drucksenke zwischen dem Ver dünnungssystem und dem Auslass bewirkt werden. Die Drucksenke erzeugt einen Unterdrück, der auf das Verdünnungssystem wirkt und damit den Partikel-Fluss vom Partikelgenerator durch das Verdünnungssystem führt. Zum Beispiel kann zwischen dem Verdünnungssystem mit dem entsprechendem Proportionalventil und dem Auslass aus dem System eine Pumpe angeordnet sein, die einen Unter- druck erzeugt und an das Verdünnungssystem anlegt. Auf diese Weise wird ein Massenfluss durch das Verdünnungssystem erzeugt. The pressure gradient can be effected, for example, by a pressure sink between the dilution system and the outlet. The pressure sink creates a negative pressure that acts on the dilution system and thus causes the particle flow from the particle generator through the dilution system. For example, between the dilution system with the corresponding proportional valve and the outlet from the system, a pump can be arranged which generated pressure and applied to the dilution system. In this way, a mass flow is generated by the dilution system.
Der mithilfe der Pumpe erzeugte negative Druck bzw. Unterdrück kann in Verbin dung mit einem oder mehreren weiteren Proportionalventilen und einer geeigneten Regelung sowie gegebenenfalls volumetrischen Flussmessern bzw. Massenfluss messern stets gleichen Unterdrück und damit gleiche Bedingungen für die vom Unterdrück abhängigen Komponenten (z.B. Regelung der stromauf liegenden Ver dünnungsstufen) ermöglichen. The generated by the pump negative pressure or negative pressure can in conjunction with one or more other proportional valves and a suitable control and optionally volumetric flow meters or mass flow meters always the same pressure and thus equal conditions for the dependent of the suppression components (eg control of upstream lying Ver dünnungsstufen) allow.
Der Ausgang der Pumpe kann zu dem Auslass in die Umgebung bzw. in einen Ab zug geführt werden. The output of the pump can be routed to the outlet in the environment or in an ex-train.
Die Pumpe kann zum Beispiel als Vakuumpumpe, insbesondere z.B. als Dreh schieberpumpe ausgebildet sein. The pump may be used, for example, as a vacuum pump, in particular e.g. be designed as a rotary vane pump.
Ebenso ist es möglich, stromauf von dem Verdünnungssystem, insbesondere am Partikelgenerator, einen Überdruck (erhöhten Druck) anzulegen, der dann am Eingang des Verdünnungssystems wirkt, den Druckgradienten bewirkt und den Massenfluss durch das Verdünnungssystem erzeugt. It is also possible to apply an overpressure (increased pressure) upstream from the dilution system, in particular at the particle generator, which then acts at the inlet of the dilution system, effects the pressure gradient and generates the mass flow through the dilution system.
Der Partikel-Fluss im Inneren des Verdünnungssystems wird an geeigneter Stelle aufgeteilt, so dass ein Teil des Partikel-Flusses zu der Partikel- Bereitstellungseinrichtung und ein anderer Teil zum Auslass strömt. Particle flow inside the dilution system is split at a suitable location so that part of the flow of particles flows to the particle delivery device and another part to the outlet.
Das System kann auf diese Weise zur Umgebung hin komplett entkoppelt werden. Lediglich am stromauf liegenden Partikelgenerator einerseits und am stromab lie genden Auslass andererseits kann eine Verbindung zur Umgebung bestehen. Der Bereich des Verdünnungssystems hingegen ist komplett zur Umgebung entkop pelt, so dass Umgebungseinflüsse keine Auswirkung auf die Verdünnungswirkung im Inneren des Verdünnungssystems bzw. keinen Einfluss auf alle im System in tegrierten bzw. an das System gekoppelten Komponenten (Partikelgenerator, Klas- sifizierer, Massendurchflussmesser etc. ) haben. The system can thus be completely decoupled from the environment. Only at the upstream particle generator on the one hand and on the downstream lie lowing outlet on the other hand may exist a connection to the environment. By contrast, the area of the dilution system is completely decoupled from the environment, so that environmental influences have no effect on the dilution effect inside the dilution system or on all components integrated in the system or coupled to the system (particle generator, classifier, mass flow meter, etc . ) to have.
Die Verdünnungsstufen sind mit Umgebungs-Komponenten ausschließlich durch geregelte Stellgrößen (z.B. die Proportionalventile) verbunden, die mit entspre chender Sollwertvorgabe und Istwert-Messung (Einrichtung zum Erfassen des Drucks) sowie einer Regelschleife geregelt werden. Das ermöglicht eine konse quente, von der Umgebung entkoppelte und unabhängige Einregelung der Drücke innerhalb der einzelnen Verdünnungsstufen (automatisch, definiert, präzise, stabil). The dilution stages are connected to ambient components exclusively by controlled manipulated variables (eg the proportional valves), which are regulated with corre sponding setpoint specification and actual value measurement (means for detecting the pressure) and a control loop. This allows a conse quente, decoupled from the environment and independent adjustment of the pressures within each dilution level (automatic, defined, precise, stable).
Die die Drücke im Verdünnungssystem mithilfe des Proportionalventils (bzw. meh rerer Proportionalventile) regelnde Regelungseinrichtung kann auch Teil einer übergeordneten Steuerung, z.B. einer Prüfstandssteuerung o.ä. sein. In der Rege lungseinrichtung können auch die jeweiligen Soll-Werte für die Drücke einstellbar sein bzw. hinterlegt sein.  The control means controlling the pressures in the dilution system by means of the proportional valve (s) may also be part of a higher level control, e.g. a test bench control or similar his. In the control device, the respective desired values for the pressures can also be adjustable or stored.
Die Verdünnung kann somit automatisch unter gewünschten und präzise definier ten und reproduzierbaren Bedingungen erfolgen und insbesondere unabhängig von variablen äußeren Bedingungen, wie zum Beispiel Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Aufstellungsort der Geräte etc. , sein. Die Vielzahl der Fehlereinflüsse auf die Verdünnung und sämtliche Komponenten kann somit re duziert werden. The dilution can thus be done automatically under desired and precisely defini th and reproducible conditions and in particular independent of variable external conditions, such as ambient temperature, humidity, air pressure, site of the devices, etc., be. The multiplicity of error influences on the dilution and all components can thus be reduced.
Das Verdünnungssystem kann eine erste Verdünnungsstufe und stromab von der ersten Verdünnungsstufe eine zweite Verdünnungsstufe aufweisen. Ohne weiteres ist es auch möglich, noch weitere Verdünnungsstufen in dem Verdünnungssystem vorzusehen. The dilution system may have a first dilution step and a second dilution step downstream of the first dilution step. It is also readily possible to provide further dilution stages in the dilution system.
Die erste Verdünnungsstufe kann über ein erstes geregeltes Proportionalventil mit dem Auslass verbunden sein, während die zweite Verdünnungsstufe über ein zweites geregeltes Proportionalventil mit dem Auslass verbunden sein kann. In dem Sinne kann somit jede der im Verdünnungssystem vorgesehenen Verdün nungsstufen ein eigenes geregeltes Proportionalventil aufweisen, das zu dem Aus lass führt. Ebenso kann jede der Verdünnungsstufen über eine Einheit zur Erfas sung des Druckes im Verdünnungssystem sowie einer Regelschleife verfügen. The first dilution stage may be connected to the outlet via a first regulated proportional valve, while the second dilution stage may be connected to the outlet via a second regulated proportional valve. In this sense, each of the dilution levels provided in the dilution stage may have its own regulated proportional valve leading to the outlet. Likewise, each of the dilution stages may have a unit for detecting the pressure in the dilution system and a control loop.
Insbesondere kann in der ersten Verdünnungsstufe eine erste Druckmesseinrich tung vorgesehen sein, zum Messen eines Istwerts für den Druck an wenigstens einer Stelle in der ersten Verdünnungsstufe. Weiterhin kann in der zweiten Ver dünnungsstufe eine zweite Druckmesseinrichtung vorgesehen sein, zum Messen eines Istwerts für den Druck an wenigstens einer Stelle in der zweiten Verdün nungsstufe. In particular, in the first dilution stage, a first Druckmesseinrich device may be provided for measuring an actual value for the pressure at least one point in the first dilution stage. Furthermore, in the second Ver dünnungsstufe a second pressure measuring device may be provided, for measuring an actual value for the pressure at least one point in the second dilution stage.
Zudem kann die Regelungseinrichtung ausgebildet ist, zum Einstellen jeweils des ersten und des zweiten geregelten Proportionalventils in Abhängigkeit von den durch die jeweiligen Druckmesseinrichtungen gemessenen Druck-Istwerten und jeweiligen vorgegebenen Druck-Sollwerten. Mithilfe der den jeweiligen Verdünnungsstufen zugeordneten individuellen Propor tionalventile und Regelungen können damit die Druckverhältnisse im Inneren der jeweiligen Verdünnungsstufe präzise und unabhängig von den Umgebungsbedin gungen eingestellt bzw. eingeregelt werden. In addition, the regulating device can be designed to set the respective first and second controlled proportional valve as a function of the actual pressure values measured by the respective pressure measuring devices and the respective predetermined desired pressure values. With the help of the individual proportions associated with the respective dilution levels tional valves and regulations so that the pressure conditions in the interior of the respective dilution stage can be adjusted or adjusted conditions precisely and independently of the ambient conditions.
Unabhängig davon, ob eine einstufige Verdünnung oder eine mehrstufige, zum Beispiel zweistufige Verdünnung, erfolgen soll, sind die volumetrischen Flüsse sowie die Druckpegel dieser Flüsse derart regelbar, dass bspw. Verhältnisse er reicht werden können, die definierten konstanten Standardbedingungen entspre chen (meist 101 ,3 kPa - auch bei geringeren /abweichenden anliegenden Umge bungsdrücken am Ort der Testung). Ebenso ist es somit möglich, frei wählbare Druckpegel zu erreichen oder einen größeren Druckbereich (z.B. stufenweise) ab zutesten. Regardless of whether a single-stage dilution or a multi-stage, for example, two-stage dilution, should be made, the volumetric flows and the pressure levels of these rivers are regulated so that, for example, it can be achieved ratios, the defined constant standard conditions corre chen (usually 101, 3 kPa - even at lower / different ambient pressures at the place of testing). Likewise, it is thus possible to achieve arbitrary pressure levels or to test a larger pressure range (e.g., stepwise).
Das derart definierte, bereitzustellende Aerosol oder auch der partikelfreie Gas fluss können auf diese Weise konsistent für beliebige Messaufgaben, zum Beispiel für die Validierung oder Kalibrierung eines Partikel-Messgeräts, bereitgestellt werden, ohne dass sich die Eigenschaften aufgrund von variablen Umgebungsein flüssen ändern. Auch können somit an der Bereitstellungseinrichtung Bedingun gen erzeugt werden, welche für den Prüfling am Ort der Testung sonst nicht dar stellbar sind. The thus defined, to be provided aerosol or the particle-free gas flow can be provided in this way consistently for any measurement tasks, for example, for the validation or calibration of a particle measuring device, without changing the properties due to variable Umweltsein rivers. Also can thus conditions are generated at the provision device conditions, which are otherwise not representable for the DUT at the place of testing.
Auch unabhängig von unterschiedlichen, von der Aerosolquelle (Partikelgenerator) bereitgestellten Flüssen oder unterschiedlichen von den zu testenden Geräten ab genommenen oder anderen Komponenten beeinflussten Flüssen wird damit stets der gewünschte (gleiche) Druck in der jeweiligen Verdünnungsstufe eingeregelt sowie jegliche Änderungen und Störungen ausgeregelt. Somit bestehen stets defi nierte, von der Umgebung und sonstigen Testbedingungen unabhängige Druck verhältnisse für den Partikelgenerator und den Klassifizierer, weitere genauig keitsrelevante Komponenten im System sowie den Prüfling und die Referenz. Irrespective of different flows provided by the aerosol source (particle generator) or different flows influenced by the devices to be tested or other components, the desired (equal) pressure in the respective dilution stage is always adjusted and any changes and disturbances corrected. Thus, there are always defi ned, independent of the environment and other test conditions pressure conditions for the particle generator and the classifier, more accurate keitsrelevante components in the system and the DUT and the reference.
In der ersten Verdünnungsstufe kann eine druckgeregelte, von der Umgebung ab geschlossene Verdünnung durchgeführt werden, die keinem Umgebungsdruckein fluss unterliegt. Unabhängig von unterschiedlichen, von der Aerosolquelle bereit gestellten Flüssen wird damit stets der gleiche Druck in der Verdünnungsstufe eingeregelt. Damit können stets definierte, von der Umgebung und sonstigen Testbedingungen abgetrennte Druckverhältnisse erreicht werden. Auch in der zweiten Verdünnungsstufe kann eine druckgeregelte, von der Umge bung abgeschlossene Verdünnung stattfinden, sodass entsprechend definierte, von der Umgebung und den sonstigen Testbedingungen abgetrennte Druckver hältnisse erreicht werden. In the first dilution stage, a pressure-controlled, environmentally-sealed dilution may be performed that is not subject to ambient pressure. Independently of different flows provided by the aerosol source, the same pressure is thus always regulated in the dilution stage. This can be achieved always defined, separated from the environment and other test conditions pressure conditions. Also in the second dilution stage, a pressure-controlled, completed by the surrounding environment dilution can take place, so that correspondingly defined, separated from the environment and other test conditions Druckver ratios are achieved.
Da die Drücke in den beiden Verdünnungsstufen somit unabhängig von den Um gebungsbedingungen eingeregelt werden können, ist es zudem zur Regelung des Flusses zwischen diesen Stufen, zum Beispiel auch durch einen zwischengeschal teten Partikel-Klassierer (z.B. ein DMA - Differential Mobility Analyzer), möglich, aktiv die Druckdifferenz zwischen den beiden Verdünnungsstufen einzuregeln, sodass der sich somit einstellende Durchfluss den gewünschten Wert erreicht. Since the pressures in the two dilution stages can thus be regulated independently of the ambient conditions, it is also possible to control the flow between these stages, for example also by means of an interposed particle classifier (eg a DMA - Differential Mobility Analyzer), to actively regulate the pressure difference between the two dilution stages, so that the thus adjusting flow reaches the desired value.
Zwischen der ersten Verdünnungsstufe und der zweiten Verdünnungsstufe kann somit eine Klassifizier-Einrichtung angeordnet sein, zum Klassifizieren der Parti kel im Partikel-Fluss. Die Klassifizier-Einrichtung kann zum Beispiel eine Parti kelgrößenklassifizierung bzw. -größenselektion erreichen. Entsprechende Geräte sind bekannt, zum Beispiel ein DMA. Damit ist es möglich, ein monodisperses Ae rosol mit einem gewünschten Partikeldurchmesser aus dem vom Partikelgenerator erzeugten Aerosol auszuscheiden. Je nach Ausstattung des Systems ist es somit möglich, stromab von dem Verdünnungssystem ein Modell-Aerosol mit Partikeln definierter Größe (Klassierer) und mit einer eingestellten Konzentration (Verdün nung) zu erhalten. Thus, between the first dilution stage and the second dilution stage, a classifier can be arranged for classifying the particles in the particle flow. The classifier may, for example, achieve a particle size classification or size selection. Corresponding devices are known, for example a DMA. This makes it possible to eliminate a monodisperse Ae rosol with a desired particle diameter from the aerosol generated by the particle generator. Depending on the equipment of the system, it is thus possible to obtain a model aerosol with particles of defined size (classifier) and with a set concentration (dilution) downstream of the dilution system.
Die Drücke in den beiden Verdünnungsstufen können dabei individuell geregelt werden. Auf diese Weise lässt sich auch der Druckgradient zwischen den beiden Verdünnungsstufen einstellen. Zum Beispiel kann in der ersten Verdünnungsstufe ein Druckwert von 102 kPa eingestellt werden, während in der zweiten Verdün nungsstufe ein Wert von 101 kPa eingestellt wird. Ebenso kann die erste Verdün nungsstufe auf einen Druckwert von 100 kPa eingestellt werden, während der Druck in der zweiten Verdünnungsstufe einen höheren Wert, zum Beispiel 101 kPa erreichen kann, wobei die Druckerhöhung durch eine nachfolgend noch er läuterte Pumpe unterstützt werden kann. The pressures in the two dilution stages can be regulated individually. In this way, the pressure gradient between the two dilution stages can be adjusted. For example, in the first dilution stage, a pressure value of 102 kPa can be set while in the second dilution stage a value of 101 kPa is set. Likewise, the first dilution stage can be set to a pressure value of 100 kPa, while the pressure in the second dilution stage can reach a higher value, for example 101 kPa, wherein the pressure increase can be assisted by a subsequently explained pump.
Zwischen der ersten Verdünnungsstufe und der zweiten Verdünnungsstufe kann eine Pumpe, insbesondere eine Venturi-Pumpe vorgesehen sein. Die Venturi- Pumpe ist insbesondere in der Lage, einen zusätzlichen positiven Druckgradienten zwischen der ersten Verdünnungsstufe und der zweiten Verdünnungsstufe zu er zeugen. Damit ist zum Beispiel auch eine Erhöhung des Drucks von der einen zur nächsten Verdünnungsstufe möglich. Zum Beispiel kann in der ersten Verdün- nungsstufe ein Druck von 90 kPa eingestellt werden, während in der zweiten Ver dünnungsstufe ein erhöhter Druck in einem variablen Bereich vom 90- 1 10 kPa benötigt wird ist. Diese (variable) Druckerhöhung kann durch die Venturi-Pumpe bewirkt werden. Between the first dilution stage and the second dilution stage, a pump, in particular a Venturi pump can be provided. In particular, the venturi pump is capable of producing an additional positive pressure gradient between the first dilution step and the second dilution step. This also makes it possible, for example, to increase the pressure from one to the next dilution stage. For example, in the first dilution pressure level of 90 kPa are set, while in the second Ver dilution stage, an increased pressure in a variable range of 90-1 10 kPa is needed. This (variable) pressure increase can be effected by the Venturi pump.
Die Venturi-Pumpe kann gleichzeitig zu einer Vorverdünnung führen, da die ihr zugeführte Umgebungs- bzw. Verdünnungsluft in den Gasfluss gelangt. At the same time, the Venturi pump can lead to pre-dilution because the ambient or dilution air supplied to it enters the gas flow.
Die Venturi-Pumpe kann insbesondere zwischen der Klassifizier-Einrichtung und der zweiten Verdünnungsstufe vorgesehen sein. Durch den von der Venturi- Pumpe erzeugten zusätzlichen positiven Druckgradienten kann der Fluss durch den Klassifizierer (DMA) eingeregelt werden. In particular, the venturi pump may be provided between the classifier and the second dilution stage. The additional positive pressure gradient generated by the Venturi pump allows the flow through the classifier (DMA) to be adjusted.
Es kann eine Regelungseinrichtung zum Regeln eines als Sollwert dienenden Gas flusses zwischen der ersten Verdünnungsstufe und der zweiten Verdünnungsstufe vorgesehen sein. Dabei kann eine Gasflussmesseinrichtung zwischen der ersten Verdünnungsstufe und der zweiten Verdünnungsstufe vorgesehen sein, zum Mes sen eines der Regelungseinrichtung zuführbaren Istwertes für den Gasfluss. Durch die Regelungseinrichtung kann die Pumpleistung der Venturi-Pumpe derart einstellbar sein, um den Istwert derart zu beeinflussen, dass er sich dem Sollwert annähert. It may be provided a control device for regulating a gas flow serving as a set value between the first dilution stage and the second dilution stage. In this case, a gas flow measuring device may be provided between the first dilution stage and the second dilution stage, for measurement of an actual value for the gas flow which can be fed to the control means. By the control device, the pump power of the Venturi pump can be adjusted so as to influence the actual value such that it approaches the desired value.
Zur Regelung des Flusses durch den Klassifizierer bzw. des Flusses zwischen den beiden Verdünnungsstufen (Sollwert) dient somit als Istwert der Messwert der Gasflussmesseinrichtung (z.B. Volumenstrommesseinrichtung oder Massen strommesseinrichtung), die z.B. im Klassifizierer oder an einer anderen geeigneten Stelle zwischen den beiden Verdünnungsstufen angeordnet sein kann. Als Stell größe dient die Pumpleistung der Venturi-Pumpe, die z.B. durch ein geregeltes Proportionalventil einstellbar sein kann. Das Proportionalventil kann in einer Um gebungsluftzuleitung vorgesehen ist, zum Zuführen von Umgebungsluft zum Be treiben der Venturi-Pumpe, wie später noch erläutert wird. Durch Einstellen der Pumpleistung der Venturi-Pumpe ist es somit möglich, den Gasfluss zwischen den beiden Verdünnungsstufen in gewünschter Weise einzustellen und dabei insbe sondere auch eine Druckerhöhung zu bewirken. Durch Wahl der Druck-Sollwerte kann ein definierter Druckgradient zwischen den Verdünnungsstufen hergestellt werden. Thus, to control the flow through the classifier or the flow between the two dilution stages (set point), the measured value of the gas flow measuring device (for example volumetric flow meter or mass flow meter), e.g. may be placed in the classifier or at another suitable location between the two dilution stages. The pumping capacity of the Venturi pump, which is used, for example, as an actuating variable. can be adjustable by a controlled proportional valve. The proportional valve may be provided in a surrounding air supply line for supplying ambient air for driving the venturi pump, as will be explained later. By adjusting the pumping power of the Venturi pump, it is thus possible to adjust the gas flow between the two dilution stages in the desired manner and in particular special effect to cause an increase in pressure. By selecting the desired pressure values, a defined pressure gradient can be established between the dilution stages.
Durch die Anordnung der Klassifizier-Einrichtung (auch als Klassifizierer oder Klassierer bezeichnet) und der Venturi-Pumpe zwischen der ersten Verdünnungs- stufe und der zweiten Verdünnungsstufe ist es somit möglich, dass im Betrieb die Einstellungen für die erste Verdünnungsstufe unverändert bleiben (und damit die Bedingungen z.B. für die Partikel-Erzeugung, Verdünnung und Klassifizierung), während die Einstellungen (und damit z.B. die Drücke) für die zweite Verdün nungsstufe definiert verändert werden können (und damit z.B. auch die Bedin gungen des Prüflings). By arranging the classifier (also referred to as classifier or classifier) and the venturi pump between the first dilution It is thus possible, during operation and the second dilution stage, that during operation the settings for the first dilution stage remain unchanged (and thus the conditions for particle generation, dilution and classification, for example), while the settings (and thus, for example, the pressures) for the first dilution stage second dilution stage defined can be changed (and thus, for example, the conditions of the test specimen).
Die Venturi-Pumpe kann besonders vorteilhaft sein, weil sie den Aerosolstrom nicht verändert und sich insbesondere keine Partikel ablagern können. The venturi pump can be particularly advantageous because it does not change the aerosol flow and in particular no particles can be deposited.
Es kann eine Umgebungsluft-Zuführung vorgesehen sein, mit einer zu der zweiten Verdünnungsstufe führenden Umgebungsluftzuleitung, zum Zuführen von Umge bungsluft zu der zweiten Verdünnungsstufe. Mithilfe der als Verdünnungsluft dienenden Umgebungsluft lässt sich in der zweiten Verdünnungsstufe die ge wünschte Verdünnungswirkung erreichen. Analog kann auch für die erste Ver dünnungsstufe eine Umgebungsluft-Zuführung vorgesehen sein. An ambient air supply may be provided, with an ambient air supply leading to the second dilution stage, for supplying ambient air to the second dilution stage. With the help of the ambient air serving as dilution air, the desired dilution effect can be achieved in the second dilution stage. Analog can also be provided for the first Ver dünnungsstufe an ambient air supply.
Der Begriff der als Verdünnungsluft dienenden "Umgebungsluft" ist in diesem Zu sammenhang breit zu verstehen. Es kann sich bei der Umgebungsluft um Luft aus der Umgebung handeln, die z.B. als Druckluft zugeführt wird. Ebenfalls kann aber auch z.B. Stickstoff als "Umgebungsluft" dienen. The term serving as dilution air "ambient air" is to be understood in this context to broad. The ambient air may be air from the environment, e.g. is supplied as compressed air. However, it is also possible to use e.g. Nitrogen serve as "ambient air".
Zum Betrieb der Venturi-Pumpe kann es besonders geeignet sein, dass eine weite re Umgebungsluftzuleitung vorgesehen ist, zum Zuführen von Umgebungsluft zum Betreiben der Venturi-Pumpe. To operate the Venturi pump, it may be particularly suitable that a wide re ambient air supply line is provided for supplying ambient air for operating the Venturi pump.
In der zur Venturi-Pumpe führenden Umgebungsluftzuleitung können eine Mas senflussmesseinrichtung und / oder ein Proportionalventil vorgesehen sein, um die Luftströmung zu der Venturi-Pumpe und damit deren Pumpwirkung bzw. Pumpleistung einzustellen. In the ambient air supply line leading to the venturi pump, a mass flow measuring device and / or a proportional valve may be provided in order to adjust the air flow to the venturi pump and thus its pumping action or pumping power.
Auch in der zur zweiten Verdünnungsstufe führenden Umgebungsluftzuleitung kann können eine Massenflussmesseinrichtung und ein Proportionalventil vorge sehen sein, um die Strömung der zuzuführenden Umgebungsluft einzustellen. Also in the leading to the second dilution stage ambient air supply can be a pre-see mass flow meter and a proportional valve to adjust the flow of the supplied ambient air.
Die Umgebungsluftzuleitung für die Venturi-Pumpe kann von der Umgebungsluft zuleitung für die zweite Verdünnungsstufe an einer Stelle stromab von deren Mas senflussmesseinrichtung abzweigen, wobei sich die Abzweigung zum stromauf von dem in der Umgebungsluftzuleitung für die zweite Verdünnungsstufe vorgesehe nen Proportionalventil befinden kann. The ambient air supply for the Venturi pump may branch off from the ambient air supply line for the second dilution stage at a location downstream of its mass flow meter, the branch leading to upstream of may be located in the ambient air supply line for the second dilution stage NEN proportional valve.
Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Umgebungsluft über die erste Umge bungsluftzuleitung zugeführt wird. Ein Teil der Umgebungsluft wird mit Hilfe der zweiten Umgebungsluftzuleitung nach der Messung (bzw. auch Einregelung) des Volumenstroms abgezweigt und zu der Venturi-Pumpe geführt um diese zu trei ben. Der andere Teil wird über die erste Umgebungsluftzuleitung direkt zu der zweiten Verdünnungsstufe als Verdünnungsluft geführt. Der Umgebungsluftteil, der zum Betreiben der Venturi-Pumpe zugeführt wurde, gelangt nach Passieren der Venturi-Pumpe ebenfalls in die zweite Verdünnungsstufe und vereinigt sich dort wieder mit dem anderen Umgebungsluftteil, der über die erste Umgebungs luftzuleitung zugeführt wurde. In der Summe bleibt somit die ursprünglich zuge führte Umgebungsluft gleich, da die zunächst aufgeteilten Verdünnungsluftströme in der zweiten Verdünnungsstufe wieder zusammengeführt werden. Dieser (Ge- samt)-Verdünnungsluftstrom kann durch die zuvor in der ersten Umgebungsluft zuleitung angeordnete Massenfluss-Messeinrichtung bestimmt werden. Durch die se Konfiguration bleibt der Gesamt-Verdünnungsluftstrom somit stets konstant - beispielsweise auch während Änderungen des Flusses in die Venturi-Pumpe (z.B während der oben beschriebenen aktiven automatischen Regelung des Flusses durch den Klassierer mittels Venturi-Pumpleistung). Eine Änderung des Verdün nungsfaktors in der zweiten Verdünnungsstufe wird dadurch vermieden. This arrangement allows the ambient air to be supplied via the first ambient air supply line. Part of the ambient air is diverted with the aid of the second ambient air supply line after the measurement (or also adjustment) of the volume flow and fed to the Venturi pump to these ben to trei. The other part is fed via the first ambient air supply line directly to the second dilution stage as dilution air. The ambient air part, which was supplied to operate the Venturi pump, passes after passing through the Venturi pump also in the second dilution stage, where it reunites with the other ambient air part, which was supplied via the first ambient air supply line. In sum, therefore, the originally supplied ambient air remains the same, since the first divided dilution air streams are brought together again in the second dilution stage. This (total) dilution air flow can be determined by the mass flow measuring device previously arranged in the first ambient air feed line. Thus, the overall dilution air flow will always remain constant through this configuration - for example, even during changes in the flow into the venturi pump (e.g., during the above-described active automatic control of flow through the classifier by venturi pumping power). A change in the dilution factor in the second dilution step is thereby avoided.
Zwischen der Venturi-Pumpe und der zweiten Verdünnungsstufe und / oder zwi schen der Klassifiziereinrichtung und der zweiten Verdünnungsstufe kann ein Bypass zu dem Auslass vorgesehen sein. Der Bypass ermöglicht es insbesondere, einen Teil des zugeführten Aerosol-Stroms abzuführen und über den Auslass zu verwerfen. Dies kann durch ein Proportionalventil im Bypass eingestellt werden. Dies ist vor allem dann hilfreich, wenn der zugeführte Aerosol-Strom hochkon zentriert ist und in der zweiten Verdünnungsstufe ein sehr starker Verdünnungs luftstrom erreicht werden müsste, um die gewünschte Partikelkonzentration am Ende zu erreichen. Durch Abführen eines Teils des hochkonzentrierten Aerosol- Stroms über den Bypass kann der verbleibende und in die zweite Verdünnungs stufe gelangende Aerosol-Strom stärker verdünnt werden, auch wenn die der zwei ten Verdünnungsstufe zugeführte Verdünnungsluft mengenmäßig nicht gesteigert werden soll. Between the venturi pump and the second dilution stage and / or between the classifier and the second dilution stage, a bypass to the outlet may be provided. In particular, the bypass allows a portion of the supplied aerosol stream to be removed and discarded via the outlet. This can be adjusted by a proportional valve in the bypass. This is especially helpful if the supplied aerosol stream is hochkon centered and in the second dilution stage, a very strong dilution air flow would have to be achieved in order to achieve the desired particle concentration at the end. By discharging a portion of the highly concentrated aerosol stream through the bypass, the remaining aerosol stream passing into the second dilution stage can be more dilute, even if the dilution air supplied to the second dilution stage is not to be increased in volume.
Durch den Bypass erfolgt eine Beeinflussung des Massenflusses in der zweiten Verdünnungsstufe, da ein Teil des ursprünglich zugeführten Massenflusses über den Auslass verworfen wird. Daher kann es zur Präzisierung der Messung sinnvoll sein, dass in dem Bypass ebenfalls eine Massenflussmesseinrichtung vorgesehen sind, um anhand von deren Messwert den Massenfluss in der zweiten Verdün nungsstufe auszugleichen. Through the bypass, an influence of the mass flow in the second dilution stage, since a part of the originally supplied mass flow over the outlet is discarded. Therefore, it may be useful for clarification of the measurement, that in the bypass also a mass flow measuring device are provided to compensate for the mass flow in the second dilution stage on the basis of their measured value.
Zum Beispiel besteht häufig auf einem Prüfstand die Anforderung, für eine Linea ritätsprüfung der Prüflinge (der zu testenden Geräte) die Partikelkonzentration stark zu variieren, was üblicherweise durch eine starke Anhebung des Verdün nungsluftstroms und einer damit verbundenen starken Verdünnung des Parti kelstroms realisiert wird (und damit eigentlich ungewollten starken Änderungen z.B. der Druck- und Turbolenzbedingungen in der Verdünnung). In diesem Fall mit Bypass kann zur Senkung der Partikelkonzentration ein entsprechender Anteil des Aerosols stromab von der Venturi-Pumpe (oder des Klassierers) und noch vor der zweiten Verdünnungsstufe über den Bypass abgezweigt und verworfen werden. For example, there is often a requirement on a test rig to vary the particle concentration for a linearity test of the test specimens (of the equipment under test), which is usually realized by greatly increasing the dilution air flow and associated high dilution of the particulate stream (and thus actually unwanted strong changes, for example, the pressure and turbulence conditions in the dilution). In this case with bypass, to reduce the particle concentration, a corresponding portion of the aerosol downstream from the venturi pump (or classifier) and before the second dilution stage can be branched off and discarded via the bypass.
Die stromab von der zweiten Verdünnungsstufe vorgesehene Partikel- Bereitstellungseinrichtung kann eine Partikel-Bereitstellungsleitung aufweisen, zum Führen des die zweite Verdünnungsstufe verlassenden Aerosol-Stroms zu einem mit dem Aerosol-Strom zu versorgenden Gerät. Bei dem Gerät kann es sich zum Beispiel um ein zu prüfendes Partikelmessgerät handeln. Die Partikel- Bereitstellungsleitung kann insbesondere mit einer nachfolgend noch erläuterten Anschlusseinrichtung gekoppelt sein, an der das zu testende Gerät anschließbar ist. The particle providing means provided downstream of the second dilution stage may comprise a particle supply line for guiding the aerosol stream leaving the second dilution stage to a device to be supplied with the aerosol stream. The device may, for example, be a particle meter to be tested. The particle supply line can in particular be coupled to a connecting device, which will be explained below, to which the device to be tested can be connected.
Das System zum Bereitstellen eines Aerosols kann mit einem an das System an schließbaren, zu testenden Gerät gekoppelt sein, wobei eine Anschlusseinrichtung vorgesehen sein kann, zum Anschließen des zu testenden Geräts. The system for providing an aerosol may be coupled to a device that can be connected to the system to be tested, wherein a connection device may be provided for connecting the device to be tested.
Das zu testende Gerät (z.B. Partikelmesssysteme in Prüfständen) kann in einfa cher Weise an der Anschlusseinrichtung angeschlossen werden. Die Anschlussein richtung kann somit die notwendigen bzw. sinnvollen Anschlussmöglichkeiten bereitstellen, um das zu testende Gerät mit dem System verbinden zu können. Dabei können z.B. Schlauchkupplungen, Steckverbindungen, Schraubverbindun gen, Bajonettverbindungen vorhanden sein. Zudem sind die entsprechenden Lei tungswege vorgesehen, um die Massenflüsse durchzuführen. The device under test (for example particle measuring systems in test benches) can be connected to the connecting device in a simple manner. The Anschlußussein direction can thus provide the necessary or useful connection options to connect the device under test to the system can. Thereby, e.g. Hose couplings, connectors, Schraubverbindun gene, bayonet joints be present. In addition, the corresponding lines are provided to carry out the mass flows.
Die Anschlusseinrichtung kann mehrere Leitungen aufweisen, an denen das zu testende Gerät anschließbar ist. Das gesamte System kann in Form einer mobilen Einheit ausgebildet sein. Insbe sondere kann die Einheit in einem Gestell, Rahmen bzw. Schrank untergebracht werden, der auch verschiebbar oder zum Beispiel auf Rollen verfahrbar ist. Damit können sämtliche Komponenten in dem Gestell bzw. Schrank untergebracht wer den, sodass das System auch zu verschiedenen zu testenden Geräten und Anlagen geführt werden kann. Es ist damit nicht erforderlich, jeweils aufwendige Auf- und Abbaumaßnahmen zu ergreifen, um verschiedene zu testende Geräte zu überprü fen. The connection device can have a plurality of lines to which the device to be tested can be connected. The entire system may be in the form of a mobile unit. In particular special unit can be accommodated in a frame, frame or cabinet, which is also movable or, for example, on wheels. This allows all the components in the rack or cabinet housed who the, so that the system can also be performed to various devices and equipment to be tested. It is therefore not necessary to take each consuming up and dismantling measures to fen various devices to be tested ver.
Bekannte Verdünnungssysteme weisen in der Regel ein ungeregeltes, geschlosse nes Schema oder ein offenes, überströmendes Schema auf. Bei geschlossenen Sys temen muss mittels manueller Justage besonders darauf geachtet werden, dass alle Volumenströme zueinander passen, so dass eine Balance zwischen den einge henden und den ausgehenden Massenströmen erreicht werden kann. Die Ströme sind dabei teilweise manuell einzustellen, um eine gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden. Bereits kleine Änderungen der Komponenten, zum Beispiel aufgrund einer Pumpe, die keinen gleichförmigen Druck liefert, können einen negativen Ef fekt auf das gesamte System haben und damit die Genauigkeit der Verdünnung beeinflussen. Diese Änderungen müssen in der Regel manuell erkannt und korri giert werden. Known dilution systems generally have an unregulated, closed scheme or an open, overflowing scheme. With closed systems, special care must be taken by means of manual adjustment that all volume flows match one another, so that a balance between the incoming and outgoing mass flows can be achieved. The currents are partly manually adjusted in order to avoid mutual interference. Even small changes in the components, for example due to a pump that does not deliver uniform pressure, can have a negative effect on the entire system and thus affect the accuracy of the dilution. These changes usually need to be manually detected and corrected.
Im Gegensatz dazu ist es bei dem erfindungsgemäßen System vorgesehen, dass alle Parameter automatisch gemessen und nachfolgend automatisiert eingeregelt werden. In contrast, it is provided in the system according to the invention that all parameters are measured automatically and subsequently adjusted automatically.
Überströmende Systeme sind in Richtung eines Auslasses oder der Atmosphäre offen. Da jedoch die Umgebungsbedingungen variabel sind, erfolgen entsprechen de Rückkopplungen auf die Gasströme im System, die ebenfalls die Genauigkeit beeinflussen können. Overflow systems are open towards an outlet or the atmosphere. However, since the environmental conditions are variable, the feedback to the gas flows in the system is the same, which can also affect the accuracy.
Bei dem erfindungsgemäßen System können die genannten Probleme durch (seine Auslegung mit) einer Kombination von Venturi-Pumpen, Massenflussmessern, Proportionalventilen und z.B. einer am Ende vorgesehenen Vakuumpumpe sowie Druckmessung und Regelschleifen vermieden werden, so dass es möglich ist, Ae rosol stabil und unabhängig von den äußeren Bedingungen und anderen Störein flüssen bereitzustellen. In the system according to the invention, said problems can be solved by (its design with) a combination of venturi pumps, mass flow meters, proportional valves and e.g. an end provided vacuum pump and pressure measurement and control loops are avoided, so that it is possible to provide Ae rosol stable and independent of the external conditions and other disturbances.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden nachfolgend anhand von Bei spielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Übersicht über ein System zum Validieren von Aerosol- und Flussmessgeräten, mit einem erfindungsgemäßen Sys tem zum Bereitstellen eines Aerosols; und These and other advantages and features will be described below with reference to playing with the aid of the accompanying figures. Show it 1 shows a schematic overview of a system for validating aerosol and flow measuring devices, with a system according to the invention for providing an aerosol; and
Fig. 2 eine detailliertere Teildarstellung des Systems zum Bereitstellen ei nes Aerosols von Fig. 1 . Fig. 2 is a more detailed partial view of the system for providing ei nes aerosol of Fig. 1st
Fig. 1 zeigt ein Kalibrier- und Validier-System 1 zum Validieren von Aerosol- und Flussmessgeräten in einem an das System anschließbaren, zu testenden Gerät. Bei dem Kalibrier- und Validier-System 1 kann z.B. das hier vorliegende System zum Bereitstellen eines Aerosols eingesetzt werden, das nachfolgend anhand von Fig. 2 erläutert wird. Fig. 1 shows a calibration and validation system 1 for validating aerosol and flow meters in a connectable to the system to be tested device. In the calibration and validation system 1, e.g. the present system for providing an aerosol can be used, which is explained below with reference to FIG. 2.
Die meisten Komponenten des Systems 1 sind in einem temperierten Schrank 2 untergebracht. Der Schrank 2 kann zum Beispiel auf Rollen montiert und auf die se Weise leicht bewegbar sein, um ihn für die jeweiligen Kalibrier- bzw. Validier vorgänge an den gewünschten Ort zu bewegen. Most components of the system 1 are housed in a tempered cabinet 2. For example, the cabinet 2 may be mounted on rollers and easily movable in the manner to move it to the desired location for the respective calibration or validation operations.
An einer an dem Schrank 2 gut zugänglichen Anschlusseinrichtung 3 ist ein zu testendes Gerät 4 anschließbar. Zu diesem Zweck können an der Anschlussein richtung 3 eine oder mehrere Leitungen vorgesehen sein, die - im einfachsten Fall - über Steckkupplungen verfügen, sodass die entsprechenden Leitungsanschlüsse lediglich eingesteckt werden müssen. At a readily accessible to the cabinet 2 connection device 3, a device to be tested 4 can be connected. For this purpose, one or more lines may be provided on the device 3 Anschlußussein, which - in the simplest case - have plug-in couplings, so that the corresponding line connections must be inserted only.
Das zu testende Gerät 4 ist über die durch einen symbolischen Kasten dargestell te Anschlusseinrichtung 3 mit dem System 1 in dem Schrank 2 verbunden. The device to be tested 4 is connected via the dargestell te by a symbolic box te connection device 3 with the system 1 in the cabinet 2.
Bei Bedarf können an der Anschlusseinrichtung 3 noch weitere Geräte 5 , insbe sondere weitere zu testende Geräte 4 angeschlossen werden. If necessary, further devices 5, in particular special devices to be tested 4 can be connected to the connection device 3.
Weiterhin ist eine das Gesamtsystem steuernde Steuerung 6 vorgesehen. Die Steuerung 6 kann einerseits an dem zu testenden Gerät 4 vorgesehen sein. Sie kann aber auch Teil des Systems 1 sein und in diesem Fall ebenfalls in oder an dem Schrank 2 untergebracht sein. Furthermore, an overall system controlling controller 6 is provided. The controller 6 may on the one hand be provided on the device 4 to be tested. But it can also be part of the system 1 and in this case also be housed in or on the cabinet 2.
Die Steuerung 6 ist in der Lage, sämtliche Komponenten des Systems 1 anzusteu ern, um z.B. verschiedene Betriebsarten automatisch durchzuführen. Bei den Be triebsarten kann es sich z.B. um eine Aerosolvalidierungs-Betriebsart und um eine Flussvalidierungs-Betriebsart handeln. Auch ein Umschalten der verschiede nen Betriebsarten kann mithilfe der Steuerung 6 automatisch erfolgen. Es ist so mit möglich, nach dem einmaligen Verbinden des zu testenden Geräts 4 mit dem System 1 über die Anschlusseinrichtung 3 sämtliche Kalibrier- und Validiervor gänge in einem Zug automatisch durchführen zu lassen, ohne dass ein Bediener zwischendurch irgendwelche Umschalt- oder gar Umbaumaßnahmen vornehmen muss. Die verschiedenen Arbeitsschritte werden durch die Steuerung 6 nachei nander durchgeführt, ohne dass eine Mithilfe durch einen Bediener notwendig ist. The controller 6 is able to drive all components of the system 1, for example, to automatically perform various modes of operation. The operating modes may be, for example, an aerosol validation mode and act a flow validation mode. Switching the various operating modes can also be carried out automatically with the aid of the control 6. It is thus possible, after the only time connecting the device under test 4 with the system 1 via the connection device 3 to perform all calibration and Validiervor courses in one go automatically without an operator has to make any switching or even conversion measures in between , The various steps are performed by the controller 6 after each other without the need for assistance from an operator.
Die Steuerung 6 kann insbesondere auch dazu ausgebildet sein, die spezifischen Mess- und Regelungsaufgaben durchzuführen, die in dem erfindungsgemäßen System zum Bereitstellen eines Aerosols anfallen. In particular, the controller 6 may also be designed to perform the specific measuring and control tasks that occur in the system according to the invention for providing an aerosol.
Nachfolgend werden das System 1 und die wesentlichen Komponenten erläutert: The system 1 and the essential components are explained below:
Ein an sich bekannter Partikelgenerator 7 erzeugt ein polydisperses Aerosol mit einer bestimmten Partikelgrößenverteilung. Aufgrund eines in dem System 1 be stehenden Druckgradienten, der zum Beispiel durch eine oder mehrere in Fig. 1 nicht dargestellte Pumpen erzeugt werden kann, strömt der Partikelaerosolstrom in ein Verdünnungssystem 8, in dem der Partikelstrom konditioniert und ver dünnt werden kann. Dazu wird dem Verdünnungssystem 8 Verdünnungsluft 9 von außen zugeführt. Zudem kann eine Klassifiziereinrichtung 10 vorgesehen sein, die die Partikel genauer klassifiziert, um ein monodisperses Aerosol mit gewünschtem Partikeldurchmesser ausscheiden zu können. Die Klassifiziereinrichtung 10 kann zum Beispiel ein an sich bekannter Differential Mobility Analyser (DMA) zur Parti kelgrößenklassifizierung und -größenselektion sein. Die gewünschte Partikelselek tion kann mithilfe einer elektrostatischen Klassifizierung durchgeführt werden. A per se known particle generator 7 generates a polydispersed aerosol with a certain particle size distribution. Due to a pressure gradient in the system 1, which can be generated, for example, by one or more pumps not shown in FIG. 1, the particle aerosol flow flows into a dilution system 8 in which the particle flow can be conditioned and diluted. For this purpose the dilution system 8 is supplied with dilution air 9 from the outside. In addition, a classifying device 10 can be provided which classifies the particles more precisely in order to be able to separate out a monodisperse aerosol having the desired particle diameter. The classifier 10 may be, for example, a per se known differential mobility analyzer (DMA) for particle size classification and size selection. The desired particle selection can be carried out by means of an electrostatic classification.
In dem Verdünnungssystem 8 können eine oder mehrere, insbesondere zwei Ver dünnungsstufen vorgesehen sein. Die Ausgestaltung erfolgt je nach Bedarf der Konzentrationsanpassung und Flusserhöhung. In the dilution system 8, one or more, in particular two Ver can be provided dünnungsstufen. The design takes place as needed for concentration adjustment and flux increase.
Die Erfindung betrifft das System zum Bereitstellen des Aerosols und damit ins besondere die Ausgestaltung und das Zusammenwirken des Partikelgenerators 7 und des Verdünnungssystems 8. Dieses System wird später noch anhand von Fig. 2 detaillierter erläutert. The invention relates to the system for providing the aerosol and thus in particular the design and the interaction of the particle generator 7 and the dilution system 8. This system will be explained in more detail later with reference to FIG. 2.
Stromab von dem Verdünnungssystem 8 wird ein Teil des Massenstroms zu einem Auslass 1 1 geführt, während ein anderer Teil (Bezugszeichen 24) als Modellaerosol zu einer Kugelventil-Umschalteinrichtung 12 (auch: Kugelhahnventil-Einheit) ge führt wird. Die Kugelventil-Umschalteinrichtung 12 ist Teil einer Umschalteinrich tung zum Umschalten des Massenflusses in Abhängigkeit von der gewünschten Betriebsart. Downstream of the dilution system 8, part of the mass flow is led to an outlet 11, while another part (reference 24) is used as a model aerosol to a ball valve switching device 12 (also: ball valve unit) ge leads. The ball valve switching device 12 is part of a Umschalteinrich device for switching the mass flow as a function of the desired mode.
Die Kugelventil-Umschalteinrichtung 12 ermöglicht ein Aufschalten einer Refe renz-Partikelmesseinrichtung 13, die im gezeigten Beispiel zwei Referenz- Partikelmessgeräte, ein erstes Referenz-Partikelmessgerät 14 und ein zweites Re ferenz-Partikelmessgerät 15 aufweist. Der zu den Referenz-Partikelmessgeräten 14, 15 geführte Massenstrom kann durch einen nicht gezeigten Flussteiler 13a abgezweigt werden. The ball valve switching device 12 makes it possible to connect a reference particle measuring device 13, which in the example shown has two reference particle measuring devices, a first reference particle measuring device 14 and a second reference particle measuring device 15. The mass flow conducted to the reference particle measuring devices 14, 15 can be diverted through a flow divider 13a, not shown.
Die Referenz-Partikelmessgeräte 14, 15 können zum Beispiel eine CPC-The reference particle measuring devices 14, 15 may, for example, be a CPC
Kalibrierung ermöglichen (Condensation Particel Counter), bei der mithilfe von Kondensationskernzählern die Zählraten des entsprechend angeschlossenen zu testenden Geräts 4 gegenüber den Referenz-Partikelmessgeräten 14, 15 verglichen wird. Allow calibration (Condensation Particle Counter), which is compared using the condensation core counters, the count rates of the corresponding connected device to be tested 4 compared to the reference particle measuring devices 14, 15.
Der andere Teil des Modellaerosols, der nicht zu der Referenz-Partikelmesseinrich tung 13 geführt wird, gelangt über die Anschlusseinrichtung 3 zu dem zu testen den Gerät 4 und dort z.B. zu dem Partikelmessgerät im Inneren des zu testenden Geräts 4. Durch den Vergleich der Zählwerte der Referenz-Partikelmessgeräte 14, 15 einerseits und des zu testenden Gerätes 4 oder eines Partikelsensors darin können letztere validiert bzw. kalibriert werden. Somit wird entweder das Messge rät im zu testenden Gerät 4 alleine gegen die Referenz-Partikelmessgeräte 14, 15 validiert bzw. kalibriert oder es werden die Partikelverdünnung sowie Partikelver luste im zu testenden Gerät 4 im Gesamten oder im Einzelnen mit vermessen. The other part of the model aerosol, which is not guided to the reference Teilchenmesseinrich device 13, passes through the connection device 3 to the test device 4 and there, for example. to the particle meter inside the device to be tested 4. By comparing the counts of the reference particle measuring devices 14, 15 on the one hand and the device to be tested 4 or a particle sensor therein the latter can be validated or calibrated. Thus, either the instrument will be validated or calibrated against the reference particle gauges 14, 15 alone in the device under test 4, or the particle dilution and particle losses in the device 4 under test will be measured as a whole or in detail.
Auch andere Messverfahren sind möglich, zum Beispiel eine VPR-Kalibrierung (Volatile Particle Remover) zum Erfassen der Partikelverluste über Komponenten im zu testenden System über entsprechende Zählraten am Ein- und Ausgang der Komponente (Wechsel durch Kugelventil-Umschalteinrichtung). Other measuring methods are also possible, for example a VPR calibration (Volatile Particle Remover) for detecting particle losses via components in the system to be tested via corresponding count rates at the input and output of the component (change through ball valve changeover device).
Die oben beschriebene erste Betriebsart mit deren diversen Tests kann auch als Aerosolvalidierungs-Betriebsart bezeichnet werden. The first mode described above with its various tests may also be referred to as aerosol validation mode.
Für das (automatische) Durchführen der als zweite Betriebsart dienenden Fluss- validierungs-Betriebsart schaltet die Steuerung 6 die Kugelventil-Umschaltein- richtung 12 in geeigneter Weise um, sodass eine Verbindung eines Anschlusses des zu testenden Geräts zu einer Magnetventileinheit 16 geschaffen wird. Zudem können direkte Gaswege zwischen zu testenden Gerät und Magnetventileinheit vorgesehen sein. Die Magnetventileinheit 16 weist Magnet-Wegeventile auf, die verschiedene Strömungswege öffnen und schließen können, je nach Ansteuerung durch die Steuerung 6. Mit der Magnetventileinheit 16 ist eine als Referenz- Gasflussmesseinrichtung dienende Referenz-Massenflussmesseinrichtung 17 strömungsmäßig gekoppelt, in der ein oder mehrere später noch beschriebene Re ferenz-Massenflussmessgeräte vorgesehen sind. For (automatically) performing the second valid mode flow validation mode, the controller 6 appropriately switches the ball valve switching device 12 so that connection of one port of the device under test to a solenoid valve unit 16 is provided. In addition, direct gas paths between device to be tested and solenoid valve unit may be provided. The solenoid valve unit 16 has solenoid valves which can open and close different flow paths, depending on the control by the controller 6. The solenoid valve unit 16 is coupled in terms of flow with a reference mass flow measuring device 17 serving as a reference gas flow measuring device, in which one or more later described Re reference mass flow meters are provided.
Der in der Flussvalidierungs-Betriebsart durch die Referenz-Massenflussmessein richtung 17 geführte Gas- bzw. Massenfluss wird dort präzise gemessen und an schließend zu einer - durch die Ventileinheiten (des Prüfsystem und des zu tes tendem Gerät) - seriell geschalteten Flussmess-Komponente im zu testenden Gerät 4 geführt, wo ebenfalls eine Messung dieses Massenflusses erfolgt. Auf diese Wei se kann das in dem zu testenden Gerät 4 vorgesehene und dort als Gasflussmess gerät dienende Massenflussgerät durch einen Vergleich mit den Ergebnissen der Referenz-Massenflussmesseinrichtung 17 validiert bzw. kalibriert werden. Sequen tiell können somit eine Auswahl oder alle der Flussmesskomponenten im zu tes tenden Gerät überprüft werden. The guided in the flow validation mode by the reference Massenflussmessein direction 17 gas or mass flow is there precisely measured and closing to a - through the valve units (the test system and the tes tendem device) - serially connected flow measuring component in testing device 4 out where also takes place a measurement of this mass flow. In this way, the mass flow device provided in the device 4 to be tested and serving as a gas flow measuring device can be validated or calibrated by comparison with the results of the reference mass flow measuring device 17. Thus, a selection or all of the flow measurement components in the device to be scanned can be sequentially checked.
Die in Fig. 1 gezeigten Komponenten zur Bereitstellung eines geeigneten Aerosols, insbesondere der Partikelgenerator 7, das Verdünnungssystem 8 und gegebenen falls auch die Klassifiziereinrichtung 10 sind Teil eines Systems zum Bereitstellen eines Aerosols, das anhand von Fig. 2 im Detail erläutert wird. The components shown in Fig. 1 for providing a suitable aerosol, in particular the particle generator 7, the dilution system 8 and, where appropriate, the classifier 10 are part of a system for providing an aerosol, which will be explained in detail with reference to FIG.
Es ist zu beachten, dass die Verwendung des erfindungsgemäßen Systems zum Bereitstellen eines Aerosols in dem in Fig. 1 gezeigten Kalibrier- bzw. Validiersys tem nur ein Anwendungsbeispiel darstellt. Das System zum Bereitstellen eines Aerosols kann auch ohne weiteres in anderen Systemen zum Einsatz kommen, bei denen ein Aerosol mit definierter, gleichbleibender Qualität und gleichbleibenden Eigenschaften erforderlich ist. Die Verwendung des Systems von Fig. 2 in einem Kalibrier- bzw. Validiersystem nach Fig. 1 dient somit alleine der Erläuterung, jedoch nicht einer Einschränkung der Verwendbarkeit. It should be noted that the use of the system according to the invention for providing an aerosol in the calibration or validation system shown in FIG. 1 represents only one example of an application. The system for providing an aerosol can also be readily used in other systems where an aerosol of defined, consistent quality and consistent properties is required. The use of the system of FIG. 2 in a calibration or validation system according to FIG. 1 thus serves only to explain, but not to limit the usability.
Fig. 2 zeigt einen detaillierteren Aufbau des beim dem System von Fig. 1 verwen deten Systems zum Bereitstellen eines Aerosols. Fig. 2 shows a more detailed structure of the verwen in the system of Fig. 1 Deten system for providing an aerosol.
Der Partikelstrom vom Partikelgenerator 7 gelangt in eine erste Verdünnungsstufe 18, wo Umgebungsluft als Verdünnungsluft über einen Partikelkonditionierer 19 zugeführt wird. Zur besseren Darstellung ist in Fig. 2 der Verdünnungsluftstrom durch umrandete Pfeile dargestellt, während der Aerosolstrom durch vollschwarze Pfeile symbolisiert ist. The particle flow from the particle generator 7 passes into a first dilution stage 18, where ambient air as dilution air via a particle conditioner 19th is supplied. For better illustration, the dilution air flow is shown in FIG. 2 by surrounded arrows, while the aerosol flow is symbolized by solid black arrows.
Stromab von der ersten Verdünnungsstufe 18 ist die Klassifiziereinrichtung 10 (optional) vorgesehen, hinter der eine Venturi-Pumpe 20 zum bedarfsweisen Er zeugen eines insbesondere positiven Druckgradienten in dem Verdünnungssystem 8 vorgesehen ist. Downstream of the first dilution stage 18, the classifying device 10 (optional) is provided, behind which a Venturi pump 20 for demand-based He testify a particular positive pressure gradient is provided in the dilution system 8.
Stromab von der Venturi-Pumpe 20 ist eine zweite Verdünnungsstufe 21 angeord net. Das Verdünnungssystem 8 weist somit die erste Verdünnungsstufe 18, die Klassifiziereinrichtung 10, die Venturi-Pumpe 20 und die zweite Verdünnungsstu fe 21 auf. Downstream of the venturi pump 20, a second dilution stage 21 is angeord net. The dilution system 8 thus has the first dilution stage 18, the classifier 10, the venturi pump 20 and the second dilution stage 21.
Zum Erzeugen eines Aerosolstroms in dem Verdünnungssystem 8 und eines dafür notwendigen Druckgradienten ist eine Pumpe 22, zum Beispiel eine Vakuumpum pe wie eine Drehschieberpumpe, vorgesehen, die einen Massenstrom zum Auslass 1 1 fördert. Die Pumpe 22 hat entsprechende Anschlüsse zu der ersten Verdün nungsstufe 18 und zu der zweiten Verdünnungsstufe 21 , wie später noch erläu tert, aber auch zum Bypass 21 -33 und optional zu einer weiteren Umgebungsluft zuführung 28 (Pumpen-Unterdruck-Regelung). For generating an aerosol flow in the dilution system 8 and a pressure gradient necessary for this purpose, a pump 22, for example a vacuum pump, such as a rotary vane pump, is provided which conveys a mass flow to the outlet 11. The pump 22 has appropriate connections to the first dilution stage 18 and to the second dilution stage 21, as later erläu tert, but also to the bypass 21 -33 and optionally to another ambient air supply 28 (pump vacuum control).
Zudem können weitere Zuführungen von Umgebungsluft über einen Druckminde rer 23 und verschiedene Massenflussmessgeräte (Mass Flow Meter - MFM) vorge sehen sein, um die jeweiligen Massenströme überwachen zu können. Damit ist eine vollständige Kontrolle der Massen- bzw. Aerosolströme möglich, sodass schließlich ein vollständig definierter und kontrollierter Modellaerosolstrom in einer Partikel-Bereitstellungsleitung 24 zur weiteren Verwendung (z.B. zu der in Fig. 1 gezeigten Kugelventil-Umschalteinrichtung 12 (Kugelhahnventil-Einheit)) gefördert wird. Der Modelaerosolstrom in der Partikel-Bereitstellungsleitung 24 kann auch z. B. direkt zu der Anschlusseinrichtung 3 (Fig. 1 ) gefördert werden und dort zur weiteren Verwendung genutzt werden. In addition, further supplies of ambient air via a pressure reducer 23 and various mass flow meters (Mass Flow Meter - MFM) can be easily seen in order to monitor the respective mass flows can. Thus, a complete control of the mass or aerosol flows is possible, so that finally a fully defined and controlled model aerosol flow in a particle supply line 24 for further use (eg to the ball valve switching device 12 shown in Fig. 1 (ball valve unit)) promoted becomes. The model aerosol flow in the particle delivery line 24 may also be e.g. B. are conveyed directly to the connection device 3 (Fig. 1) and used there for further use.
Die Pumpe 22 ist über eine Unterdruckleitung 25 mit dem Verdünnungssystem 8 bzw. den Verdünnungsstufen 18 und 21 in dem Verdünnungssystem 8 verbunden. Insbesondere ist jede Verdünnungsstufe 18, 21 über ein Proportionalventil mit der Unterdruckleitung 25 verbunden, nämlich die erste Verdünnungsstufe 18 über ein erstes geregeltes Proportionalventil 26 und die zweite Verdünnungsstufe 21 über ein zweites geregeltes Proportionalventil 27. Zur Feineinstellung des Unterdrucks bzw. negativen Drucks in der Unterdrucklei tung 25 ist zudem eine Umgebungsluftzuleitung 28 vorgesehen, in der ein (gere geltes) Umgebungsluft-Proportionalventil 29 angeordnet ist. The pump 22 is connected via a vacuum line 25 to the dilution system 8 and the dilution stages 18 and 21 in the dilution system 8. In particular, each dilution stage 18, 21 is connected via a proportional valve to the vacuum line 25, namely the first dilution stage 18 via a first controlled proportional valve 26 and the second dilution stage 21 via a second controlled proportional valve 27. For fine adjustment of the negative pressure or negative pressure in the Unterdrucklei device 25, an ambient air supply line 28 is also provided, in which a (gere geltes) ambient air proportional valve 29 is arranged.
Mithilfe der geregelten Proportionalventile 26, 27, 29 und in Figur 2 nicht gezeig ten, aber jeweils vorgesehenen Druckmesseinrichtungen können somit die einzel nen Massenströme und Drücke sehr präzise beeinflusst und geregelt werden, um die Eigenschaften des Aerosolstroms in der gewünschten Weise einzustellen. By means of the controlled proportional valves 26, 27, 29 and not gezeig th in Figure 2, but each provided pressure measuring devices thus the individual nen mass flows and pressures can be very precisely influenced and controlled to adjust the properties of the aerosol stream in the desired manner.
Zum Ansteuern der diversen Proportionalventile und damit zum Regeln der ein zelnen Drücke kann eine Regelungseinrichtung vorgesehen sein, die z.B. auch Teil einer übergeordneten Steuerung, z.B. einer Prüfstandssteuerung o.ä. sein kann. Als Steuerung eignet sich somit z.B. auch die Steuerung 6 in Fig. 1 . In der Rege lungseinrichtung können auch die jeweiligen Soll-Werte für die Drücke einstellbar sein bzw. hinterlegt sein. For controlling the various proportional valves and thus for regulating the individual pressures, a regulating device may be provided, which may be e.g. also part of a higher level control, e.g. a test bench control or similar can be. As a control, therefore, e.g. also the controller 6 in FIG. 1. In the control device, the respective desired values for the pressures can also be adjustable or stored.
Stromauf von der Pumpe 22 kann zudem ein Puffertank 30 angeordnet sein, um gegebenenfalls Druckschwankungen aufgrund der Pumpe 22 auszugleichen. Upstream of the pump 22 may also be arranged a buffer tank 30 to compensate for pressure fluctuations due to the pump 22, if necessary.
Zwischen der Venturi-Pumpe 20 und der zweiten Verdünnungsstufe 21 ist ein By pass 31 zu der Unterdruckleitung 25 vorgesehen. In dem Bypass 31 ist ein By pass-Proportionalventil 32 sowie eine Massenflussmesseinrichtung 33 angeordnet. Mithilfe des Bypasses 31 ist es möglich, einen definierten Teil des Aerosolstroms zu verwerfen, wenn eine besonders hohe Verdünnung in der zweiten Verdün nungsstufe 21 erreicht werden soll. Der verworfene Teil des Aerosolstroms kann in der zweiten Verdünnungsstufe 21 durch zusätzliche Verdünnungsluft wieder kompensiert werden. Between the venturi pump 20 and the second dilution stage 21 is a by pass 31 to the vacuum line 25 is provided. In the bypass 31, a by-pass proportional valve 32 and a mass flow meter 33 is arranged. By means of the bypass 31, it is possible to discard a defined part of the aerosol stream, if a particularly high dilution in the second dilution stage 21 is to be achieved. The discarded part of the aerosol stream can be compensated again in the second dilution stage 21 by additional dilution air.
Wie oben bereits erläutert, kann über weitere Zuführungen Umgebungsluft (Ver dünnungsluft) zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist eine zu der zweiten Ver dünnungsstufe 21 führende Umgebungsluftzuleitung 34 vorgesehen, in der der Druckminderer 23 angeordnet sein kann. Stromab von dem Druckminderer 23 kann eine Massenflussmesseinrichtung 35 vorgesehen sein. As already explained above, ambient air (dilution air) can be supplied via further feeds. For this purpose, a 21 to the second Ver Ver leading ambient air supply line 34 is provided, in which the pressure reducer 23 may be arranged. Downstream of the pressure reducer 23, a mass flow measuring device 35 may be provided.
Die Umgebungsluftzuleitung 34 führt Umgebungsluft über ein Proportionalventil 36 zu der zweiten Verdünnungsstufe 21 . Von der zu der zweiten Verdünnungsstufe 21 führenden Umgebungsluftzuleitung 34 zweigt eine weitere Umgebungsluftzuleitung 37, mit einer Massenflussmessein richtung 38 und einem Proportionalventil 39 ab. Diese weitere Umgebungsluftzu leitung 37 führt zu der Venturi-Pumpe 20, um einen Luftstrom zu der Venturi- Pumpe 20 zu leiten, der die Pumpwirkung in der Venturi-Pumpe 20 treibt und sich in der Venturi-Pumpe 20 mit dem Aerosolstrom aus der Klassifiziereinrich tung 10 mischt. Insbesondere kann die über die weitere Umgebungsluftzuleitung 37 zugeführte Verdünnungsluft zum Betrieb der Venturi-Pumpe 20 genutzt wer den. The ambient air supply line 34 leads ambient air via a proportional valve 36 to the second dilution stage 21. From the leading to the second dilution stage 21 ambient air supply 34 branches off a further ambient air supply line 37, with a Massenflussmessein direction 38 and a proportional valve 39 from. This further ambient air duct 37 leads to the venturi pump 20 for directing airflow to the venturi pump 20, which drives the pumping action in the venturi pump 20 and in the venturi pump 20 with the aerosol flow from the classifier unit 10 mixes. In particular, the over the other ambient air supply 37 supplied dilution air used to operate the Venturi pump 20 who the.
Der Umgebungsluftstrom wird dann über die zu der zweiten Verdünnungsstufe 21 führende Umgebungsluftzuleitung 34 zugeführt. Ein Teil des Umgebungsluft stroms wird über die zu der Venturi-Pumpe 20 führende weitere Umgebungsluft zuleitung 37 abgezweigt, zum Betrieb der Venturi-Pumpe 20 genutzt und in die zweite Verdünnungsstufe 21 geführt. Der verbleibende Teil des Umgebungsluft stroms wird über die Umgebungsluftzuleitung 34 direkt in die zweite Verdün nungsstufe 21 geführt, wo sich die Umgebungsluft(teil)ströme wieder vereinigen, so dass die von der Massenflussmesseinrichtung 35 bestimmte Gesamtluftmenge unverändert bleibt. The ambient air flow is then supplied via the leading to the second dilution stage 21 ambient air supply line 34. A portion of the ambient air flow is diverted via the leading to the Venturi pump 20 further ambient air supply line 37, used to operate the Venturi pump 20 and fed into the second dilution stage 21. The remaining part of the ambient air flow is performed via the ambient air supply line 34 directly into the second dilution stage 21, where the ambient air (partial) streams reunite, so that the determined by the mass flow meter 35 total amount of air remains unchanged.
Stromauf von dem Proportionalventil 36 und stromab von der Abzweigung der zu der Venturi-Pumpe 20 führenden Umgebungsluftzuleitung 37 kann in der zu der zweiten Verdünnungsstufe 21 führenden Umgebungsluftzuleitung 34 eine weitere, in Fig. 2 nicht dargestellte Massenflussmesseinrichtung vorgesehen sein. Upstream of the proportional valve 36 and downstream of the diversion of the leading to the Venturi pump 20 ambient air supply line 37 may be provided in the leading to the second dilution stage 21 ambient air supply line 34, another, not shown in Fig. 2 mass flow measuring device.
Durch die verschiedenen Proportionalventile können die Drucklevel in den einzel nen Volumenströmen präzise eingestellt werden. So ist es möglich, mit Hilfe der Pumpe 22 und dem Umgebungsluft-Proportionalventil 29 den Druckpegel des Vo lumenflusses in der ersten Verdünnungsstufe 18 mit Hilfe des ersten geregelten Proportionalventils 26 einzustellen. Der Volumenstrom zu der Klassifizier- Einrichtung 10 kann damit auf einem konstanten Level gehalten werden, auch dann, wenn die Volumenströme vom Partikelgenerator 7 variieren. Due to the different proportional valves, the pressure levels in the individual volume flows can be precisely adjusted. It is thus possible with the aid of the pump 22 and the ambient air proportional valve 29 to adjust the pressure level of the volume flow in the first dilution stage 18 with the aid of the first regulated proportional valve 26. The volume flow to the classifier 10 can thus be kept at a constant level, even if the volume flows from the particle generator 7 vary.
Das von der Klassifizier-Einrichtung 10 kommende Aerosol wird in der Venturi- Pumpe 20 mit Verdünnungsluft von den Umgebungsluftzuleitungen 34, 37 ver mischt. Die Volumenströme dieser Umgebungsluftzuführung werden durch ent sprechende volumetrische Flussmesser (Massenflussmesseinrichtung 38) und das Proportionalventil 39 geregelt. Die Venturi-Pumpe 20 liefert daher einen präzisen und bekannten Volumenstrom mit verdünntem Aerosol zu der zweiten Verdünnungsstufe 21 , wo eine weitere Verdünnung mit zusätzlicher Verdünnungsluft (die ebenfalls durch Massenfluss messeinrichtung und das Proportionalventil 36 geregelt ist) erfolgt. The coming of the classifier 10 aerosol is mixed in the Venturi pump 20 with dilution air from the ambient air supply lines 34, 37 ver. The volume flows of this ambient air supply are controlled by ent speaking volumetric flow meter (mass flow meter 38) and the proportional valve 39. The Venturi pump 20 therefore provides a precise and known volume flow with dilute aerosol to the second dilution stage 21, where a further dilution with additional dilution air (which is also controlled by mass flow meter and the proportional valve 36) takes place.
Durch das Ansteuern der Venturi-Pumpe 20 ist es zudem möglich, den Gasfluss zwischen den beiden Verdünnungsstufen 18, 21 auf einen gewünschten Wert ein zustellen. Zu diesem Zweck kann zwischen den beiden Verdünnungsstufen 18, 21 eine in Fig. 2 nicht gezeigte Gasflussmesseinrichtung vorgesehen sein, die zur Erfassung eines Istwertes dient. Der über eine Reglungseinrichtung vorgegebene Sollwert kann dann durch Verändern der Pumpleistung der Venturi-Pumpe 20 mithilfe des geregelten Proportionalventils 39 erreicht werden. By controlling the Venturi pump 20, it is also possible to adjust the gas flow between the two dilution stages 18, 21 to a desired value. For this purpose, a gas flow measuring device, not shown in FIG. 2, can be provided between the two dilution stages 18, 21, which serves to detect an actual value. The desired value specified via a control device can then be achieved by changing the pumping power of the Venturi pump 20 by means of the controlled proportional valve 39.
Eine weitere Reduktion der Partikelanzahl oder der Partikelmasse in dem Aerosol kann mit Hilfe des Bypasses 31 erreicht werden. A further reduction of the particle number or particle mass in the aerosol can be achieved by means of the bypass 31.
Der Druckpegel in der zweiten Verdünnungsstufe 21 wird in Abhängigkeit von den eingehenden Volumenströmen mit Hilfe des zweiten Proportionalventils 27 sowie des Umgebungsluft-Proportionalventils 29 geregelt, so dass ein konstanter Volu- menstrom 24 mit dem Modellaerosol geliefert werden kann. The pressure level in the second dilution stage 21 is regulated as a function of the incoming volume flows by means of the second proportional valve 27 and the ambient air proportional valve 29, so that a constant volume flow 24 can be supplied with the model aerosol.

Claims

Patentansprüche claims
1 . System zum Bereitstellen eines Aerosols, mit 1 . System for providing an aerosol, with
einem Partikelgenerator (7) zum Erzeugen eines Partikel-Flusses;  a particle generator (7) for generating a particle flow;
einem stromab von dem Partikelgenerator (7) angeordneten Verdünnungs system (8) zum Verdünnen des Partikel-Flusses mit Verdünnungsluft;  a dilution system (8) arranged downstream of the particle generator (7) for diluting the particle flow with dilution air;
einem stromab von dem Verdünnungssystem (8) vorgesehenen Auslass ( 1 1 ); und mit  an outlet (11) provided downstream of the dilution system (8); and with
einer stromab von dem Verdünnungssystem (8) vorgesehenen Partikel- Bereitstellungseinrichtung (24);  a particle delivery device (24) provided downstream of the dilution system (8);
wobei in which
ein Teil des dem Verdünnungssystem (8) zugeführten Partikel-Flusses zu dem Auslass ( 1 1 ) führbar ist und ein anderer Teil des dem Verdünnungssystem (8) zugeführten Partikel-Flusses zu der Partikel-Bereitstellungseinrichtung (24) führ bar ist;  a portion of the dilution system (8) supplied particle flow to the outlet (1 1) is feasible and another part of the dilution system (8) supplied particle flow to the particle supply device (24) is feasible cash;
eine Druckmesseinrichtung vorgesehen ist, zum Messen eines Istwerts für den Druck an wenigstens einer Stelle in dem Verdünnungssystem (8);  a pressure measuring device is provided for measuring an actual value for the pressure at at least one point in the dilution system (8);
zwischen dem Verdünnungssystem (8) und dem Auslass ( 1 1 ) ein geregeltes Proportionalventil (26, 27) vorgesehen ist; und wobei  a regulated proportional valve (26, 27) is provided between the dilution system (8) and the outlet (11); and where
eine Regelungseinrichtung vorgesehen ist, zum Einstellen des Proportional ventils (26, 27) in Abhängigkeit von dem durch die Druckmesseinrichtung gemes senen Druck-Istwert und einem vorgegebenen Druck-Sollwert.  a control device is provided for adjusting the proportional valve (26, 27) in dependence on the pressure measured by the pressure measuring device senen actual pressure value and a predetermined pressure setpoint.
2. System nach Anspruch 1 , wobei 2. System according to claim 1, wherein
das Verdünnungssystem (8) eine erste Verdünnungsstufe ( 18) und stromab von der ersten Verdünnungsstufe ( 18) eine zweite Verdünnungsstufe (21 ) aufweist; die erste Verdünnungsstufe ( 18) über ein erstes geregeltes Proportionalven til (26) mit dem Auslass ( 1 1 ) verbunden ist; und wobei  the dilution system (8) has a first dilution stage (18) and a second dilution stage (21) downstream of the first dilution stage (18); the first dilution stage (18) is connected to the outlet (11) via a first regulated proportional valve (26); and where
die zweite Verdünnungsstufe (21 ) über ein zweites geregeltes Proportional ventil (27) mit dem Auslass ( 1 1 ) verbunden ist.  the second dilution stage (21) is connected to the outlet (11) via a second regulated proportional valve (27).
3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei 3. System according to claim 1 or 2, wherein
in der ersten Verdünnungsstufe ( 18) eine erste Druckmesseinrichtung vor gesehen ist, zum Messen eines Istwerts für den Druck an wenigstens einer Stelle in der ersten Verdünnungsstufe ( 18); und wobei  in the first dilution stage (18), a first pressure measuring device is provided before, for measuring an actual value for the pressure at at least one point in the first dilution stage (18); and where
in der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) eine zweite Druckmesseinrichtung vorgesehen ist, zum Messen eines Istwerts für den Druck an wenigstens einer Stelle in der zweiten Verdünnungsstufe (21 ). in the second dilution stage (21) a second pressure measuring device is provided for measuring an actual value for the pressure at at least one point in the second dilution stage (21).
4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 4. System according to any one of the preceding claims, wherein
die Regelungseinrichtung ausgebildet ist, zum Einstellen jeweils des ersten und des zweiten geregelten Proportionalventils (26, 27) in Abhängigkeit von den durch die jeweiligen Druckmesseinrichtungen gemessenen Druck-Istwerten und jeweili gen vorgegebenen Druck-Sollwerten. the control device is designed to set in each case the first and the second controlled proportional valve (26, 27) as a function of the pressure actual values measured by the respective pressure measuring devices and respective predetermined pressure setpoint values.
5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen der ers ten Verdünnungsstufe ( 18) und der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) eine Klassifi ziereinrichtung ( 10) angeordnet ist, zum Klassifizieren der Partikel im Partikel- Fluss. 5. System according to any one of the preceding claims, wherein between the first dilution stage (18) and the second dilution stage (21) is a Klassifi ziereinrichtung (10) is arranged, for classifying the particles in the particle flow.
6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei für die Erzeugung des Druckgradienten in dem Verdünnungssystem (8) eine zwischen dem Verdün nungssystem (8) und dem Auslass ( 1 1 ) angeordnete Drucksenke, insbesondere eine Pumpe (22) angeordnet ist. 6. System according to any one of the preceding claims, wherein for generating the pressure gradient in the dilution system (8) between the dilution system (8) and the outlet (1 1) arranged pressure sink, in particular a pump (22) is arranged.
7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen der ers ten Verdünnungsstufe ( 18) und der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) eine Pumpe, insbesondere eine Venturi-Pumpe (20) vorgesehen ist. 7. System according to any one of the preceding claims, wherein between the ers th dilution stage (18) and the second dilution stage (21) a pump, in particular a Venturi pump (20) is provided.
8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 8. System according to any one of the preceding claims, wherein
eine Regelungseinrichtung zum Regeln eines als Sollwert dienenden Gas flusses zwischen der ersten Verdünnungsstufe ( 18) und der zweiten Verdün nungsstufe (21 ) vorgesehen ist;  a control device for regulating a gas flow serving as a setpoint between the first dilution stage (18) and the second dilution stage (21) is provided;
eine Gasflussmesseinrichtung zwischen der ersten Verdünnungsstufe ( 18) und der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) vorgesehen ist, zum Messen eines der Re gelungseinrichtung zuführbaren Istwertes für den Gasfluss; und wobei  a gas flow measuring device is provided between the first dilution stage (18) and the second dilution stage (21), for measuring an actual value for the gas flow which can be supplied to the control device; and where
durch die Regelungseinrichtung die Pumpleistung der Venturi-Pumpe (20) einstellbar ist, um den Istwert derart zu beeinflussen, dass er sich dem Sollwert annähert.  by the control device, the pump power of the Venturi pump (20) is adjustable to influence the actual value such that it approaches the target value.
9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Umgebungs luftzuführung vorgesehen ist, mit einer zu der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) führenden Umgebungsluftzuleitung (34), zum Zuführen von Umgebungsluft zu der zweiten Verdünnungsstufe (21 ). 9. System according to any one of the preceding claims, wherein an ambient air supply is provided, with a to the second dilution stage (21) leading ambient air supply line (34) for supplying ambient air to the second dilution stage (21).
10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine weitere Umge bungsluftzuleitung (37) vorgesehen ist, zum Zuführen von Umgebungsluft zum Betreiben der Venturi-Pumpe (20). 10. System according to any one of the preceding claims, wherein a further ambient air supply line (37) is provided for supplying ambient air for operating the venturi pump (20).
1 1 . System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 1 1. A system according to any one of the preceding claims, wherein
in der zu der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) führenden Umgebungsluftzu leitung (34) eine Massenflussmesseinrichtung (35) vorgesehen ist; und wobei - die zu der Venturi-Pumpe (20) führende Umgebungsluftzuleitung (37) von der zu der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) führenden Umgebungsluftzuleitung (34) an einer Stelle stromab von der Massenflussmesseinrichtung (35) abzweigt.  in the leading to the second dilution stage (21) ambient air to line (34) a mass flow measuring device (35) is provided; and wherein - the ambient air supply line (37) leading to the venturi pump (20) branches off from the ambient air supply line (34) leading to the second dilution stage (21) at a location downstream of the mass flow meter (35).
12. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen der Ven- turi-Pumpe (20) und der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) und/ oder zwischen der12. System according to any one of the preceding claims, wherein between the Venturi pump (20) and the second dilution stage (21) and / or between the
Klassifiziereinrichtung ( 10) und der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) ein Bypass (31 ) zu dem Auslass ( 1 1 ) vorgesehen ist. Classifier (10) and the second dilution stage (21) a bypass (31) to the outlet (1 1) is provided.
13. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die stromab von der zweiten Verdünnungsstufe (21 ) vorgesehene Partikel-Bereitstellungseinrich tung eine Partikel-Bereitstellungsleitung (24) aufweist, zum Führen des die zweite Verdünnungsstufe (21 ) verlassenden Aerosolstroms zu einem mit dem Aerosol strom zu versorgenden Gerät. 13. The system according to any one of the preceding claims, wherein the downstream of the second dilution stage (21) provided Partikel- Bereitsein device comprises a particle supply line (24), for guiding the second dilution stage (21) leaving the aerosol stream to a stream with the aerosol device to be supplied.
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