WO2019148228A1 - Condensation particle counter with saturator - Google Patents

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WO2019148228A1
WO2019148228A1 PCT/AT2019/060040 AT2019060040W WO2019148228A1 WO 2019148228 A1 WO2019148228 A1 WO 2019148228A1 AT 2019060040 W AT2019060040 W AT 2019060040W WO 2019148228 A1 WO2019148228 A1 WO 2019148228A1
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WO
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saturation
particle counter
condensation particle
carrier gas
fuel
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PCT/AT2019/060040
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French (fr)
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Martin Kupper
Martin Kraft
Alexander Bergmann
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Avl List Gmbh
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    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/065Investigating concentration of particle suspensions using condensation nuclei counters
    • GPHYSICS
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    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
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    • G01N2015/0042Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke

Definitions

  • the invention relates to a condensation particle counter comprising a main channel, which is flowed through in the measurement operation along a main flow path of a carrier gas, a saturator for enrichment, in particular for saturation, of the carrier gas with a fuel, wherein the saturator comprises a saturable with the operating saturated and saturated in the measuring operation saturation body , and wherein the saturation body at least one of the main flow path following
  • a saturation channel for conducting and enriching the carrier gas comprises a nozzle device opening along a main flow path to the saturator into a nozzle section of the main channel and connected to a meteraerosol feed line for introduction of a particle laden messaerosol into the enriched carrier gas, one positioned along the main flow path downstream of the nozzle device Condensation region for supersaturation of the mixture containing the carrier gas, the fuel and the metered aerosol, a measuring device arranged along the main flow path downstream of the condensation region for detecting the particles of the measuring aerosol enlarged by the condensed fuel, and a tempering arrangement for controlling the temperature of the carrier gas.
  • Condensation particle counters are known and published in various embodiments.
  • condensation particle counters an aerosol stream is saturated with a vaporous fuel and subsequently in a
  • the exhaust gas of an internal combustion engine is often used as a metered aerosol, for example to measure the particle emissions of a motor vehicle. Exhaust gases from
  • the measuring aerosol is conditioned in conventional condensation particle counters. In this conditioning, the messaerosol is dried, cooled and diluted, for example.
  • the conditioning of the measurement aerosol impairs the accuracy of the measurement, because during conditioning a considerable part of the particles of the measuring aerosol is lost or filtered out of the measuring aerosol, this problem occurring in particular with nanoparticles.
  • the dew point temperature of sulfuric acid is chosen as the minimum temperature, which is approximately in the range of 150 ° C. This prevents substances such as water vapor or vaporous sulfuric acid from condensing in the area of the measuring device and impairing the measurement or damaging the measuring device.
  • the measurement accuracy of the condensation particle counter can be improved in particular by using an improved saturator.
  • Intensive studies have shown that the saturation of the saturator in high-temperature condensation particle counters is caused by undesirable reactions of the fuel.
  • Conventional operating materials are usually long-chain esters, in particular dioctyl phthalates, which are supplied in liquid form and taken up or bound in vapor form in the aerosol stream or in the carrier gas by the heating of the saturator.
  • these esters have proven in practice to be insufficiently thermostable.
  • Fluids also known as hydrocarbons. At higher temperatures, however, these hydrocarbons react with the oxygen of the aerosol stream or carrier gas, adversely affecting the molecular structure of the feeds. Moreover, at higher temperatures, so-called “cracking" of the hydrocarbons of the operating material occurs. By-products of this reaction are subsequently deposited in the saturator, which can lead to a laying of the saturator.
  • the measuring accuracy of the condensation particle counter can be increased, in particular, by using an improved nozzle device for distributed admixing of the measuring aerosol into the carrier gas.
  • conditioning means a treatment, in particular filtering, dilution and / or drying, of the meteraerosol stream.
  • the invention relates to a condensation particle counter comprising a main channel, which in measuring operation along a main flow path of a
  • Carrier gas is flowed through, a saturator for enrichment, in particular for
  • the saturator comprises a saturated with the fuel saturable and saturated in the measuring mode saturation body
  • the saturation body comprises at least one of the main flow path following saturation channel for passing and enrichment of the carrier gas, a along the Hauptströmungspfads after the saturator in a nozzle portion of the main channel opening nozzle device connected to a Messaerosolzutechnisch and for introducing a particle-laden Messaerosols in the
  • enriched carrier gas is arranged, a arranged along the main flow path to the nozzle device condensation region for supersaturation of the mixture containing the carrier gas, the fuel and the Meßaerosol, along the main flow path to the condensation region arranged measuring device for detecting the enlarged by the condensed operating material or the fuel particles the Meßaerosols, and a tempering arrangement for controlling the temperature of the carrier gas.
  • the saturation body is at least partially, preferably completely formed of a porous alumina ceramic material.
  • the saturable body or the aluminum oxide ceramic material has a porosity which has a sufficient capillary action for the operating medium or the operating material.
  • a saturation body should have a
  • the aluminum oxide ceramic material consists of over 80% of a mixture of Al2O3 and S1O2.
  • the aluminum oxide ceramic material contains 45-55% Al 2 O 3, wherein the percentages are information on mass fractions.
  • the aluminum oxide ceramic material contains 38-45% S1O2.
  • the alumina ceramic material 51 7% AI2O3 and 42% S1O2.
  • the aluminum oxide ceramic material in addition to Al2O3 and S1O2 also contains 3-5% K2O, in particular 4.1% K2O.
  • the aluminum oxide ceramic material contains, in addition to Al 2 O 3, SiO 2 and K 2 O, further constituents such as Fe 2 O 3, PO 2, CaO, MgO and / or Na 2 O, in each case in the range of or below 1%.
  • the aluminum oxide ceramic material has a density of 2-3, in particular of 2.7 g / cm 3 according to the hydrostatic method DIN VDE 0335/2.
  • the alumina ceramic material a
  • the saturation body comprises a plurality of saturation channels extending side by side along the main flow path through the
  • Saturation bodies extend, wherein the arranged between the saturation channels saturation channel walls are soaked in the measuring operation with the fuel.
  • the saturation channel walls extend in honeycomb or raster shape along the main flow path through the saturation body, thereby forming a plurality of honeycomb or raster-shaped saturation channels.
  • the saturation body is arranged in a trough-shaped portion of a saturation space of the saturator, and that the
  • trough-shaped portion is at least partially filled with the fuel.
  • trough-shaped portion of the saturator opens, that the fuel supply line is connected to an operating fluid reservoir, and that the trough-shaped portion and the fuel reservoir are formed by the connection with the fuel supply line as communicating vessels or act.
  • a level control device is provided for controlling the level of the fuel in the operating fluid reservoir, and that the level control device is set up via the fuel supply line for controlling or controlling the fuel supply to the saturation body.
  • Flauptströmungspfads is tubular and in the upper region, above the trough-shaped portion comprises a pressure compensation opening.
  • Saturation space in the saturator is adapted to the shape and / or the course of the saturation body or are.
  • the saturation channels in a normal plane of the Flauptströmungspfads more than 70%, preferably more than 80% of the
  • Saturation channels are not taken into account at the edge of the saturation body.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a
  • FIG. 2 shows a detailed section of the condensation particle counter from FIG. 1,
  • Figure 3 is a further schematic sectional view of a
  • Figure 4 is a schematic oblique view of relevant components of a
  • Distributor nozzle as for example in a Condensation particle counter according to at least one of the figures 1 -3 can be used, and
  • Figure 5 is a schematic oblique view of relevant components of a
  • Saturation body such as in a
  • Condensation particle counter according to at least one of the figures 1 -3 can be used.
  • condensation particle counter 1 condensation particle counter 1
  • fuel 2 carrier gas 3
  • main flow path 4 saturator 5
  • nozzle device 6 aerosol supply line 7
  • measuring aerosol 8 condensation region 9
  • measuring device 10 temperature control device 11
  • main channel 12 Nozzle section 13, end section (of the distributor nozzle) 15, distributor nozzle 16, wall (of the nozzle section) 17, inlet cross section 18, outlet opening 19,
  • Inlet channel 20 distribution channel 21, inlet opening 22, overflow opening 23, free end (the meteraerosol supply line) 24, free cross section (of the free end of the
  • Level control device 34 pressure compensation opening 35.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a possible embodiment of a condensation particle counter 1 or an arrangement of a
  • the condensation particle counter 1 flows through a carrier gas 3 during normal operation along a main flow path 4.
  • the carrier gas 3 is a gas-free and oxygen-free gas or gas mixture.
  • the carrier gas 3 flows through a saturator 5, in which the carrier gas 3 is enriched or saturated with a fuel 2.
  • a nozzle device 6 is arranged along the main-flow path 4 after the saturator 5.
  • the nozzle device 6 comprises a Messaerosolzutechnisch 7 to the supply line of the metered aerosol 8 into the enriched or saturated carrier gas 3.
  • the metered aerosol 8 is a
  • Exhaust after-treatment system and / or a motor vehicle which - among other things, has an internal combustion engine.
  • the measuring aerosol 8 is in particular an undiluted, undried and / or directly from a sampling point - for example, in the exhaust system or exhaust - diverted partial flow of the exhaust gas of the test specimen.
  • a condensation area 9 is provided in or along the main flow path 4 downstream of the nozzle device 6.
  • Fuel 2 and the metered aerosol 8 includes, which in the Messaerosol 8
  • a measuring device 10 is arranged downstream of the main flow path 4.
  • This measuring device 10 can be, for example, a conventional measuring device 10 of a condensation particle counter, which has, for example, a separating nozzle for separating the particles of the measuring aerosol 8.
  • the measuring device 10 comprises an optical measuring device for the detection of particles.
  • the condensation particle counter 1 comprises a tempering arrangement 11, which is suitable and / or adapted to carry out a heating and optionally a cooling. In particular, extends through the entire
  • Condensation particle counter 1 a main channel 12 through which initially only the
  • Carrier gas 3 and subsequently also the fuel 2 and the measuring aerosol 8 are conveyed through.
  • the tempering arrangement 11 may for example be designed such that a part, in the present case, the saturator 5, is heated.
  • the condensation region 9 may for example have a temperature which is lower than the temperature in the region of the saturator 5, with which the physical Framework conditions in the course of the main channel 12 are modified such that first an enrichment or saturation of the carrier gas 3 with the fuel 2 takes place, and that then in the condensation region 9, for example by an active or passive cooling, comes to a supersaturation.
  • the carrier gas 3 is tempered during measurement operation of the temperature control assembly 11 in the saturator 5 to a saturation temperature, wherein the saturation temperature is greater than the temperature of the carrier gas 3 in the condensation region 9 and in particular greater than 200 ° C or 210 ° C. Accordingly, the carrier gas 3 is tempered in the measuring operation of the temperature control assembly 11 in the condensation region 9 to a condensation temperature of about 150 ° C, preferably from above 190 ° C.
  • Messaerosols 8 are held in the condensation particle counter 1 above a certain minimum value, so that a condensation of contained in the metered aerosol
  • the minimum temperature is above the dew point temperature of water and / or above the dew point temperature of sulfuric acid.
  • the temperature of the carrier gas 3 and / or the Meßaerosols 8 in the condensation region 9 is smaller than the saturation temperature but greater than 180 ° C, in particular greater than 190 ° C.
  • the Messaerosolstrom the Messaerosols 8 is heated so that the temperature of the Messaerosolstroms at each point of
  • Main channel 12 is greater than the acid dew point of the optionally contained in Messaerosolstrom acids, in particular sulfuric acid, wherein the acid dew point temperature is in particular in the range of 120 ° C to 150 ° C.
  • condensation particle counter 1 is designed as HT-CPC.
  • condensation particle counter is the minimum temperature of the
  • the acid dew point temperature is usually in the range of 120 ° C to 150 ° C.
  • the saturator 5 in the present embodiment comprises a saturation body 27, which comprises a plurality of saturation channels 28 along the main flow path 4.
  • the saturation channels 28 are separated from each other by saturation channel walls 29.
  • the saturator 5 comprises a saturation space 31 with a trough-shaped section 30.
  • the shape and / or course of the saturation space 31 in the saturator 5 is adapted to the shape and / or the course of the saturation body 27.
  • the saturation space 31 is formed tubular along the main flow path 4.
  • a pressure compensation opening 35 is provided in - geodetic at its intended use - upper area, above the trough-shaped portion 30, a pressure compensation opening 35 is provided.
  • the saturation body 27 is in the present embodiment in the
  • the saturation body 27 is according to a preferred embodiment, a porous body which is at least partially filled with the fuel 2 or impregnated and / or filled or impregnated. As it flows through the saturation channels 28, the carrier gas 3 is enriched or saturated with the fuel 2.
  • a fuel supply line 32 is provided, which is connected to a fuel reservoir 33.
  • the saturator 5 comprises the above-mentioned pressure equalizing port 35.
  • the trough-shaped portion 30 may be partially or completely filled with the fuel 2.
  • the trough-shaped section 30 is delimited by the lower part of the saturation space 31, which additionally comprises a step or shoulder along the main flow path before and after the saturation body 27, so that a trough is formed in which the preferably liquid-supplied operating material 2 is arranged can.
  • the saturable body 27 also preferably protrudes into this trough-shaped section 30, as a result of which, through its porous structure, the operating material 2 soaks the entire saturable body 27, for example by capillary action.
  • the nozzle device 6 For introducing the Meßaerosols 8 in the enriched with fuel 2 carrier gas 3, the nozzle device 6 is provided.
  • the nozzle device 6 comprises a
  • Distributor nozzle 16 which is arranged in a nozzle portion 13 of the main channel 12.
  • the distribution nozzle 16 is spaced from the wall 17 of the Nozzle section 13 is arranged, which results in the present embodiment, an annular gap into which the messaerosol 8 is introduced.
  • the distributor nozzle 16 protrudes in the nozzle section 13 along the main flow path 4 projecting into the main channel 12 and includes a free end formed end portion 15.
  • the end portion 15 of the distributor nozzle 16 is formed along the main flow path 4 in the nozzle portion 13 wedge-shaped or conically converging and thereby forms a Top.
  • Shape and course of the main channel 12 in the nozzle section 13 are adapted shape and shape of the distributor nozzle 16. This is how the wall of the
  • the main channel 12 in the nozzle portion 13 has an annular cross-section or is formed annular gap-shaped.
  • the annular gap begins already upstream of the nozzle device 6 in the region of the meteraerosol feed line 7.
  • the condensation particle counter 1 is as
  • Condensation particle counter 1 has the technical advantage that the messaerosol 8 can be supplied substantially unconditioned. Since the minimum temperature of Messaerosols 8 in the course of the relevant components of
  • Condensation particle counter 1 is above the dew point temperature of water and optionally also sulfuric acid, measurement errors are reduced, although the exhaust gas may be a substantially undried and substantially unfiltered exhaust gas of an internal combustion engine.
  • an alkane with the structural formula CnH 2n + 2 and an atomic number n between 16 and 24 is advantageously used as the fuel 2. Its isomers are also used. According to the present embodiment, an alkane having the structural formula C2oH 4 2, in particular eicosan, is used.
  • the carrier gas used is an inert gas, in particular nitrogen. This prevents that despite the high temperature of the fuel 2 in the saturator 5 is oxidized, cracked or otherwise undesirable changes its molecular structure.
  • Messaerosols 8 after the saturator 5 is additionally prevented that components of Messaerosols 8 affect the function of the saturator 5.
  • a specially designed nozzle device may be provided.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a detail of the nozzle device 6, in particular of the nozzle device 6 from FIG. 1.
  • the main duct 12 comprises a nozzle section 13 with a wall 17.
  • the distributor nozzle 16 is arranged at a distance from the wall 17. The distributor nozzle 16 thus protrudes centrally in the illustrated embodiment in the nozzle section 13 of the main channel 12
  • Distributor nozzle 16 extends substantially along the Flauptströmungspfads 4 and has, as already explained above, an end portion 15 which in the
  • present embodiment is designed as a free end.
  • the wall 17 of the nozzle portion 13 is substantially the course of
  • Distributor nozzle 16 adapted.
  • an annular channel is formed between the distributor nozzle 16 and the wall 17 of the nozzle portion 13, which is flowed through in the intended operation of the enriched carrier gas 3.
  • the Meßaerosol 8 is mixed by the nozzle device 6.
  • Flierzu has the distribution nozzle 16 an inlet opening 22 and an inlet channel 20 with a free inlet cross-section 18. Through this inlet opening 22, the messaerosol 8 is introduced into the distribution nozzle 16. Furthermore, the
  • Distributor nozzle 16 at least one outlet opening 19 for the distributed admixture of Messaerosols 8 in the enriched carrier gas.
  • Distribution channel 21 is provided.
  • a plurality of outlet openings 19 are provided, of which in each case a distributor channel 21 runs in the direction of the inlet channel 20, in order thereby to pass through the inlet channel 20
  • the outlet openings 19 are embodied in an outlet section 26 of the distributor nozzle 16 on the circumference or on the jacket of the distributor nozzle 16.
  • the outlet openings along the circumference of the shell of the distributor nozzle 16 in a Row in particular arranged directly next to each other, as partially in Fig. 4 can be seen.
  • At the outlet section 26 of the end portion 15 includes - in particular directly - to.
  • Messaerosolzu Arthur 7 a free end 24, which is directed to the inlet opening 22.
  • the inlet opening 22 or the inlet channel 20 projects into the free end 24 of the measuring aerosol feed line 7.
  • an overflow opening 23 is provided. Excess messaerosol 8, which is not introduced into the inlet opening 22 and the inlet channel 20 is over the
  • the inlet cross section 18 of the inlet opening 22 and the inlet channel 20 is designed such that the inlet cross section 18 that element in the course of the flow in the distributor nozzle 16, which is the largest
  • the inlet cross section 18 thereby acts as a throttle or as a flow regulator.
  • the free inlet cross section 18 is smaller than the smallest total outlet cross section of all outlet openings 19.
  • the free inlet cross section 18 is smaller than the smallest overall cross section of all
  • the free inlet cross section 18 is formed by a pipeline with a defined geometry.
  • the free diameter can be 0.5 - 1, 5 mm, preferably 0.7 mm.
  • the length is provided with 10 - 25 mm.
  • the volume flow of the measuring aerosol 8 actually conveyed through the distributor nozzle 16 is essentially defined by the pressure difference between the inlet opening 22 and the outlet opening 19 due to this configuration. At known pressures can be determined by the well-known throttling effect of the inlet cross-section 18 of the volumetric flow of Messaerosols and in particular controlled or regulated become.
  • the inlet channel 20 may be configured in all embodiments, in particular as a capillary, or comprise a capillary.
  • the pressure in the region of the outlet opening 19 essentially corresponds to the ambient pressure.
  • the pressure in the region of the inlet opening 22 corresponds to the back pressure of the through the metered aerosol. 8
  • the pressure corresponds to the
  • Outlet opening 19 with respect to the ambient pressure of a negative pressure, wherein the pressure in the region of the inlet opening 22 substantially corresponds to the ambient pressure.
  • the condensation particle counter is designed such that at least one control device for influencing, controlling or regulating the
  • volume flow of the carrier gas 3 is provided that at least one
  • Control device for influencing, controlling or regulating the volume flow of Messaerosols 8 is provided, and that the two control devices at least part of a control device for controlling the dilution of the
  • the condensation particle counter is designed such that the
  • Control device to adjust the dilution of Messaerosol 8 under
  • a control device for influencing, controlling or regulating a
  • Volume flow may, for example, include or be a controllable valve and / or a controllable delivery device such as a fan or a suction fan.
  • a controllable valve By such a control device, the volume flow and thereby possibly also the pressure conditions in the course of the flow can be influenced.
  • the dilution of the measuring aerosol 8 by the carrier gas 3 can be regulated.
  • the two Control devices are in such an embodiment part of a control device for controlling the dilution of Messaerosols. 8
  • the flow or the volume flow of Messaerosols 8 can be determined by the inlet channel 20 at known flow conditions, taking into account the pressure difference before and after the distributor nozzle 16 and thus optionally regulated by adjusting the pressure difference.
  • the carrier gas 3 can be conveyed through the main channel 12 in such a way that substantially ambient pressure prevails in the main channel 12 and thereby also in the region of the outlet openings 19 of the distributor nozzle 16.
  • the dynamic pressure in the region of the inlet opening 22 can be controlled or regulated by means of a control or regulation of the volume flow of the supplied metering aerosol 8. The resulting pressure difference allows a
  • Main duct 12 are sucked, the suction fan preferably after the
  • Measuring device 10 is provided. About one or more control valves can now be set in the main channel 12 a suppression. For example, in that
  • a flow regulator or flow valve may be provided.
  • Outlet opening (s) 19 of the distribution nozzle 16 differ from the ambient pressure, but be known or measurable, so that the pressure difference and the dilution can be determined.
  • control device may be connected directly or indirectly to the measuring device 10.
  • measurement data of the measuring device are processed by the control device or
  • the dilution can be adapted, for example, to the particle content of the measuring aerosol 8. If the messaerosol has a high particle content, the dilution can be increased. If the metered aerosol has a low particle content, the dilution can be reduced. This improves the measurement accuracy of the condensation particle counter. A change in the dilution can be made as described above.
  • the outlet openings 19 are funnel-shaped and expand outwardly from the distribution channel 21.
  • the distribution channel 21 is formed in a first section, subsequent to the inlet channel 20, with a constant cross-section and the cross-section increases in funnel shape at a certain distance from the inlet channel.
  • the distribution nozzle 16 the discharge opening 19 opens obliquely into the main channel 12.
  • the opening angle is about 60 ° in the present embodiment.
  • Diameter of about 1 mm and an inclination of about 50 ° to the vertical axis provided.
  • This configuration is, as is preferred throughout the flow system, designed for a standard flow rate of 1 standard liter / min (1 NL / min, 1,000 sccm) for such systems.
  • 1 standard liter / min (1 NL / min, 1,000 sccm) for such systems.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of an embodiment of the invention
  • Condensation particle counter in particular of the condensation particle counter of Figure 1, wherein the sectional plane is substantially a normal plane of
  • the sectional plane passes through the saturation body 27, the saturation channels 28, the saturation channel walls 29, the Saturation space 31, the trough-shaped portion 30 of the saturation space 31 along the fuel supply line 32 through the fuel reservoir 33, the
  • Level control device 34 is provided for controlling the level of the fuel 2 in the fuel reservoir 33 and is set up via the fuel supply line 32 for controlling or controlling the fuel supply to the saturation body 27.
  • the filling level in the trough-shaped section 30 can also be controlled or regulated.
  • Flierzu the fuel supply line 32 is annular and connected from below to the trough-shaped portion 30 and the fuel reservoir 33.
  • the saturation body 27 is in the present embodiment, at least partially, preferably formed entirely of a porous material, in particular of a porous alumina ceramic material.
  • the saturable body 27 protrudes into the trough-shaped section 30, which is at least partially filled with the operating material 2. Due to the porous structure of the saturation body 27 is automatically with the
  • the saturation body 27 comprises a plurality of saturation channels 28, which are flowed through during normal operation of the carrier gas 3.
  • the saturation channel walls 29, through which the saturation channels 28 are formed, or which extend between the saturation channels 28, are also at least partially formed of the porous material and impregnated with the fuel 2. Now, if the saturation space 31 flows through the carrier gas 3, the carrier gas 3 flows through the saturation channels 28 and is thereby enriched or saturated via the saturation channel walls 29 with the fuel 2.
  • Figure 4 shows a schematic oblique view of an embodiment of a
  • the distribution nozzle 16 includes a plurality of outlet openings 19.
  • the outlet openings 19 are arranged distributed along the circumference or the jacket of the distributor nozzle 16.
  • the outlet openings 19 are arranged substantially obliquely radially distributed and evenly spaced on the distributor nozzle 16.
  • the outlet openings 19 are arranged in a row next to one another.
  • the outlet openings 19 are funnel-shaped and extend from the cross section of the distribution channels 21 to the outside. As a result, the outlet openings 19 act as a kind of diffuser, whereby a
  • Good mixing is advantageous in all embodiments, so that the particles can grow separately from each other and thus individually by accumulation of the fuel without coincidence errors. This is promoted in particular by the design measures of a laminar flow, an adapted flow velocity and / or the design of the nozzle device 6.
  • the distributor nozzle 16 has an end portion 15 which serves as the free end of the
  • Distributor nozzle 16 is formed.
  • the present embodiment the
  • End portion 15 formed conically converging, whereby on the
  • End portion 15 is formed a tip.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a saturation body 27, in particular of the saturation body 27, of FIGS. 1 and 3.
  • the saturation body 27 preferably has a shape adapted to the shape of the saturation space 31.
  • the saturation body 27 is cylindrically shaped.
  • Saturation body 27 has a multiplicity of saturation channels 28, which preferably run along the main main flow path 4.
  • the profile of the main flow path 4 is determined by the course of the saturation channels 28.
  • the saturation channels 28 are in the present embodiment by the
  • Saturation channel walls 29 formed. These run in the present
  • Saturation channels 28 of the embodiment of Figure 5 a substantially rectangular or square cross section.
  • Saturation channels 28 are not taken into account at the edge of the saturation body 27.
  • the saturation body 27 is formed according to a preferred embodiment of a porous alumina ceramic material. This material exists
  • the alumina ceramic contains 45-55% (eg, 51.7%) Al2O3 and / or 38-45% (eg, 42%) S1O2.
  • 3-5% K 2 O, in particular 4.1% K 2 O are additionally present, with further constituents in addition, such as Fe 2 O 3, TIO 2, CaO, MgO and / or Na 2 O, in each case being present in the range of or below 1% can.
  • the alumina ceramic preferably has a density of 2-3, in particular of 2.7 g / cm 3 according to the hydrostatic method DIN VDE 0335/2 and a water absorption of less than 0.1%, in particular of 0% according to the hydrostatic method DIN VDE 0335 / 2 on.
  • the saturable body 27 or the aluminum oxide ceramic material advantageously has a porosity which has a sufficient capillary action for the operating medium or the operating material 2.
  • a saturation body 27 with a diameter of about 2.5 cm should be completely wetted or soaked, for example, if it is about 1/5 deep in the fuel 2.
  • a method for operating a condensation particle counter 1 provides that a carrier gas 3 - in particular an inert gas such as, for example, an inert gas. Nitrogen - is conveyed along a main flow path 4 through the condensation particle counter 1, wherein the carrier gas 3 in the flow through the
  • Temperieran extract 11 is at least partially tempered.
  • Carrier gas 3 and 8 Messaerosol be tempered in measuring operation of the temperature control assembly 11 in the condensation region 9 to a condensation temperature of about 150 ° C, preferably from above 190 ° C.
  • FIGS. 1 to 5 preferably relate to a single advantageous embodiment of a condensation particle counter according to the invention or an arrangement according to the invention comprising a condensation particle counter.
  • the nozzle device 6 and in particular the distributor nozzle 16 can also be used to improve the admixture of Messaerosols in a
  • the saturator 5 and in particular the saturation body 27 as well as the control of the filling level in the saturation space can be used in a conventional condensation particle counter.

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Abstract

The invention relates to a condensation particle counter (1) comprising a main channel (12), through which a carrier gas (3) flows along a main flow path (4) during a measurement operation; a saturator (5) for enriching the carrier gas (3), in particular for saturating the carrier gas, with an operating fluid (2), wherein the saturator (5) comprises a saturation body (27) which can be soaked with the operating fluid (2) and is soaked during the measurement operation, and the saturation body (27) comprises at least one saturation channel (28) which follows the main flow path (4) for conducting and enriching the carrier gas (3); a nozzle device (6) which opens into a nozzle section (13) of the main channel (12) downstream of the saturator (5) along the main flow path (4) and which is connected to a measurement aerosol feed line (7) and is designed to introduce a particle-loaded measurement aerosol (8) into the enriched carrier gas (3); and a condensation region (9) which is arranged downstream of the nozzle device (6) along the main flow path (4) for oversaturating the mixture containing the carrier gas (3), the operating fluid (2), and the measurement aerosol (8).

Description

Kondensationspartikelzähler mit Sättiger  Condensation particle counter with saturator
Die Erfindung betrifft einen Kondensationspartikelzähler umfassend einen Hauptkanal, der im Messbetrieb entlang eines Hauptströmungspfads von einem Trägergas durchströmt wird, einen Sättiger zur Anreicherung, insbesondere zur Sättigung, des Trägergases mit einem Betriebsstoff, wobei der Sättiger einen mit dem Betriebsstoff tränkbaren und im Messbetrieb getränkten Sättigungskörper umfasst, und wobei der Sättigungskörper mindestens einen dem Hauptströmungspfad folgenden The invention relates to a condensation particle counter comprising a main channel, which is flowed through in the measurement operation along a main flow path of a carrier gas, a saturator for enrichment, in particular for saturation, of the carrier gas with a fuel, wherein the saturator comprises a saturable with the operating saturated and saturated in the measuring operation saturation body , and wherein the saturation body at least one of the main flow path following
Sättigungskanal zur Durchleitung und Anreicherung des Trägergases umfasst, eine entlang des Hauptströmungspfads nach dem Sättiger in einen Düsenabschnitt des Hauptkanals mündende Düsenvorrichtung, die mit einer Messaerosolzuleitung verbunden und zur Einbringung eines partikelbeladenen Messaerosols in das angereicherte Trägergas eingerichtet ist, einen entlang des Hauptströmungspfads nach der Düsenvorrichtung angeordneten Kondensationsbereich zur Übersättigung der Mischung enthaltend das Trägergas, den Betriebsstoff und das Messaerosol, eine entlang des Hauptströmungspfads nach dem Kondensationsbereich angeordnete Messvorrichtung zur Detektion der durch den kondensierten Betriebsstoff vergrößerten Partikel des Messaerosols, und eine Temperieranordnung zur Temperierung des Trägergases. A saturation channel for conducting and enriching the carrier gas comprises a nozzle device opening along a main flow path to the saturator into a nozzle section of the main channel and connected to a meteraerosol feed line for introduction of a particle laden messaerosol into the enriched carrier gas, one positioned along the main flow path downstream of the nozzle device Condensation region for supersaturation of the mixture containing the carrier gas, the fuel and the metered aerosol, a measuring device arranged along the main flow path downstream of the condensation region for detecting the particles of the measuring aerosol enlarged by the condensed fuel, and a tempering arrangement for controlling the temperature of the carrier gas.
Kondensationspartikelzähler sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und publiziert. Bei herkömmlichen Kondensationspartikelzählern wird ein Aerosolstrom mit einem dampfförmigen Betriebsstoff gesättigt und in weiterer Folge in einem Condensation particle counters are known and published in various embodiments. In conventional condensation particle counters an aerosol stream is saturated with a vaporous fuel and subsequently in a
Kondensationsbereich derart abgekühlt, dass die im Aerosolstrom enthaltenen Partikel als Kondensationskeime wirken, an denen sich der kondensierende Betriebsstoff anlagert. Dadurch werden die Partikel vergrößert und können mit höherer Genauigkeit von einer Messvorrichtung erfasst, insbesondere gezählt werden. Als Messaerosol wird häufig das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, um beispielsweise die Partikelemissionen eines Kraftfahrzeugs zu messen. Abgase von Condensation cooled so that the particles contained in the aerosol flow act as condensation nuclei, where the condensing fuel accumulates. As a result, the particles are enlarged and can be detected with higher accuracy by a measuring device, in particular counted. The exhaust gas of an internal combustion engine is often used as a metered aerosol, for example to measure the particle emissions of a motor vehicle. Exhaust gases from
Verbrennungskraftmaschinen enthalten neben den zu messenden Partikeln jedoch noch weitere Bestandteile wie beispielsweise Wasserdampf, unverbrannte Internal combustion engines contain in addition to the particles to be measured, however, other components such as steam, unburned
Kohlenwasserstoffe oder Schwefelsäure. Diese weiteren Bestandteile können die Messung beeinträchtigen und sogar den Kondensationspartikelzähler beschädigen. Aus diesem Grund wird das Messaerosol bei herkömmlichen Kondensationspartikelzählern konditioniert. Bei dieser Konditionierung wird das Messaerosol beispielsweise getrocknet, gekühlt und verdünnt. Jedoch hat sich in der Praxis herausgestellt, dass die Konditionierung des Messaerosols die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt, da bei der Konditionierung ein beträchtlicher Teil der Partikel des Messaerosols verloren geht bzw. aus dem Messaerosol gefiltert wird, wobei dieses Problem insbesondere bei Nanopartikeln auftritt. Hydrocarbons or sulfuric acid. These other ingredients can interfere with the measurement and even damage the condensation particle counter. Out For this reason, the measuring aerosol is conditioned in conventional condensation particle counters. In this conditioning, the messaerosol is dried, cooled and diluted, for example. However, it has been found in practice that the conditioning of the measurement aerosol impairs the accuracy of the measurement, because during conditioning a considerable part of the particles of the measuring aerosol is lost or filtered out of the measuring aerosol, this problem occurring in particular with nanoparticles.
Zur Lösung dieses Problems sind sogenannte Hochtemperatur- Kondensationspartikelzähler bzw. HT-CPCs bekannt. Bei dieser speziellen Bauart eines Kondensationspartikelzählers wird die Temperatur entlang der Strömung des To solve this problem, so-called high-temperature condensation particle counter or HT-CPCs are known. In this particular type of condensation particle counter, the temperature along the flow of the
Messaerosols über den maßgeblichen Taupunkttemperaturen der im Abgas Messaerosols on the relevant dew point temperatures in the exhaust
enthaltenen und dampfförmig gebundenen Bestandteile gehalten. In der Regel wird als Minimaltemperatur die Taupunkttemperatur von Schwefelsäure gewählt, die etwa im Bereich von 150°C liegt. Dadurch wird verhindert, dass Stoffe wie Wasserdampf oder dampfförmige Schwefelsäure im Bereich der Messvorrichtung kondensieren und die Messung beeinträchtigen oder die Messvorrichtung beschädigen. contained and contained in vaporous constituents. As a rule, the dew point temperature of sulfuric acid is chosen as the minimum temperature, which is approximately in the range of 150 ° C. This prevents substances such as water vapor or vaporous sulfuric acid from condensing in the area of the measuring device and impairing the measurement or damaging the measuring device.
Jedoch hat sich in der Praxis herausgestellt, dass bei HT-CPCs weitere Probleme auftreten, die keinen stabilen Betrieb ermöglichen. So treten bei herkömmlichen HT- CPCs überraschenderweise bereits nach kurzer Betriebsdauer Beschädigungen am Sättiger auf, wodurch die Messgenauigkeit und die Lebensdauer des HT-CPCs stark herabgesetzt werden. However, in practice it has been found that HT-CPCs present other problems that do not allow stable operation. Surprisingly, conventional HT-CPCs already cause damage to the saturator after a short period of operation, which greatly reduces the accuracy of measurement and the service life of the HT-CPC.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Nachteile des Standes der Technik zu The object of the invention is now to overcome the disadvantages of the prior art
überwinden und einen verbesserten Kondensationspartikelzähler, insbesondere mit dauerhaft erhöhter Messgenauigkeit zu schaffen. overcome and create an improved condensation particle counter, especially with permanently increased accuracy.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen The object of the invention is characterized by the features of the independent
Patentansprüche gelöst. Claims solved.
Die Messgenauigkeit des Kondensationspartikelzählers kann insbesondere dadurch verbessert werden, dass ein verbesserter Sättiger eingesetzt wird. Intensive Studien haben ergeben, dass die Beschädigung des Sättigers bei Hochtemperatur-Kondensationspartikelzählern durch unerwünschte Reaktionen des Betriebsstoffs bewirkt wird. Herkömmliche Betriebsstoffe sind meist langkettige Ester, insbesondere Dioctylphthalate, die in flüssiger Form zugeführt und durch die Beheizung des Sättigers dampfförmig im Aerosolstrom oder im Trägergas aufgenommen oder gebunden werden. Diese Ester haben sich in der Praxis aber als nicht ausreichend thermostabil herausgestellt. The measurement accuracy of the condensation particle counter can be improved in particular by using an improved saturator. Intensive studies have shown that the saturation of the saturator in high-temperature condensation particle counters is caused by undesirable reactions of the fuel. Conventional operating materials are usually long-chain esters, in particular dioctyl phthalates, which are supplied in liquid form and taken up or bound in vapor form in the aerosol stream or in the carrier gas by the heating of the saturator. However, these esters have proven in practice to be insufficiently thermostable.
Für herkömmliche Niedertemperatur-Kondensationspartikelzähler sind als For conventional low-temperature condensation particle counters are as
Betriebsstoffe auch Kohlenwasserstoffe bekannt. Bei höheren Temperaturen reagieren diese Kohlenwasserstoffe jedoch mit dem Sauerstoff des Aerosolstroms oder des Trägergases, wodurch die molekulare Struktur der Betriebsstoffe in nachteiliger Weise verändert wird. Überdies kommt es bei höheren Temperaturen zum sogenannten „Cracken“ der Kohlenwasserstoffe des Betriebsstoffs. Nebenprodukte dieser Reaktion lagern sich in weiterer Folge im Sättiger ab, was zu einem Verlegen des Sättigers führen kann. Fluids also known as hydrocarbons. At higher temperatures, however, these hydrocarbons react with the oxygen of the aerosol stream or carrier gas, adversely affecting the molecular structure of the feeds. Moreover, at higher temperatures, so-called "cracking" of the hydrocarbons of the operating material occurs. By-products of this reaction are subsequently deposited in the saturator, which can lead to a laying of the saturator.
Die Messgenauigkeit des Kondensationspartikelzählers kann insbesondere dadurch erhöht werden, dass eine verbesserte Düsenvorrichtung zur verteilten Beimengung des Messaerosols in das Trägergas eingesetzt wird. The measuring accuracy of the condensation particle counter can be increased, in particular, by using an improved nozzle device for distributed admixing of the measuring aerosol into the carrier gas.
Unter Konditionierung wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine Behandlung, insbesondere eine Filterung, Verdünnung und/oder Trocknung, des Messaerosolstroms verstanden. For the purposes of the present disclosure, conditioning means a treatment, in particular filtering, dilution and / or drying, of the meteraerosol stream.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen Kondensationspartikelzähler umfassend einen Hauptkanal, der im Messbetrieb entlang eines Hauptströmungspfads von einem In particular, the invention relates to a condensation particle counter comprising a main channel, which in measuring operation along a main flow path of a
Trägergas durchströmt wird, einen Sättiger zur Anreicherung, insbesondere zur Carrier gas is flowed through, a saturator for enrichment, in particular for
Sättigung, des Trägergases mit einem Betriebsstoff, wobei der Sättiger einen mit dem Betriebsstoff tränkbaren und im Messbetrieb getränkten Sättigungskörper umfasst, und wobei der Sättigungskörper mindestens einen dem Hauptströmungspfad folgenden Sättigungskanal zur Durchleitung und Anreicherung des Trägergases umfasst, eine entlang des Hauptströmungspfads nach dem Sättiger in einen Düsenabschnitt des Hauptkanals mündende Düsenvorrichtung, die mit einer Messaerosolzuleitung verbunden und zur Einbringung eines partikelbeladenen Messaerosols in das Saturation of the carrier gas with a fuel, wherein the saturator comprises a saturated with the fuel saturable and saturated in the measuring mode saturation body, and wherein the saturation body comprises at least one of the main flow path following saturation channel for passing and enrichment of the carrier gas, a along the Hauptströmungspfads after the saturator in a nozzle portion of the main channel opening nozzle device connected to a Messaerosolzuleitung and for introducing a particle-laden Messaerosols in the
angereicherte Trägergas eingerichtet ist, einen entlang des Hauptströmungspfads nach der Düsenvorrichtung angeordneten Kondensationsbereich zur Übersättigung der Mischung enthaltend das Trägergas, den Betriebsstoff und das Messaerosol, eine entlang des Hauptströmungspfads nach dem Kondensationsbereich angeordnete Messvorrichtung zur Detektion der durch das kondensierte Betriebsmittel bzw. den Betriebsstoff vergrößerten Partikel des Messaerosols, und eine Temperieranordnung zur Temperierung des Trägergases. enriched carrier gas is arranged, a arranged along the main flow path to the nozzle device condensation region for supersaturation of the mixture containing the carrier gas, the fuel and the Meßaerosol, along the main flow path to the condensation region arranged measuring device for detecting the enlarged by the condensed operating material or the fuel particles the Meßaerosols, and a tempering arrangement for controlling the temperature of the carrier gas.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Sättigungskörper zumindest teilweise, bevorzugt vollständig aus einem porösen Aluminiumoxidkeramikwerkstoff gebildet ist. Optionally, it is provided that the saturation body is at least partially, preferably completely formed of a porous alumina ceramic material.
Insbesondere weist der Sättigungskörper bzw. der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff eine Porosität auf, die eine ausreichende Kapillarwirkung für das Betriebsmittel bzw. den Betriebsstoff aufweist. Beispielsweise sollte ein Sättigungskörper mit einem In particular, the saturable body or the aluminum oxide ceramic material has a porosity which has a sufficient capillary action for the operating medium or the operating material. For example, a saturation body should have a
Durchmesser von etwa 2,5cm zur Gänze benetzt oder getränkt werden, wenn er beispielsweise etwa 1/5 tief im Betriebsstoff steht. Diameter of about 2.5 cm completely wetted or soaked, for example, if it is about 1/5 deep in the fuel.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff zu über 80 % aus einer Mischung aus AI2O3 und S1O2 besteht. Optionally, it is envisaged that the aluminum oxide ceramic material consists of over 80% of a mixture of Al2O3 and S1O2.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff 45-55% AI2O3 enthält, wobei die Prozentangaben Angaben zu Massenanteilen sind. If appropriate, it is envisaged that the aluminum oxide ceramic material contains 45-55% Al 2 O 3, wherein the percentages are information on mass fractions.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff 38-45% S1O2 enthält. If appropriate, it is provided that the aluminum oxide ceramic material contains 38-45% S1O2.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff 51 ,7% AI2O3 und 42% S1O2 enthält. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff neben AI2O3 und S1O2 auch 3-5% K2O, insbesondere 4,1 % K2O, enthält. Optionally, it is provided that the alumina ceramic material 51, 7% AI2O3 and 42% S1O2. If appropriate, it is provided that the aluminum oxide ceramic material in addition to Al2O3 and S1O2 also contains 3-5% K2O, in particular 4.1% K2O.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff neben AI2O3, S1O2 und K2O weitere Bestandteile wie Fe203, PO2, CaO, MgO und/oder Na20, jeweils im Bereich von oder unterhalb 1 %, enthält. If appropriate, it is provided that the aluminum oxide ceramic material contains, in addition to Al 2 O 3, SiO 2 and K 2 O, further constituents such as Fe 2 O 3, PO 2, CaO, MgO and / or Na 2 O, in each case in the range of or below 1%.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff eine Dichte von 2-3, insbesondere von 2,7g/cm3 nach der hydrostatischen Methode DIN VDE 0335/2 aufweist. If appropriate, it is provided that the aluminum oxide ceramic material has a density of 2-3, in particular of 2.7 g / cm 3 according to the hydrostatic method DIN VDE 0335/2.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff eine Optionally, it is provided that the alumina ceramic material a
Wasserabsorption von kleiner als 0,1 % insbesondere von 0% nach der hydrostatischen Methode DIN VDE 0335/2 aufweist. Water absorption of less than 0.1% in particular of 0% according to the hydrostatic method DIN VDE 0335/2.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Sättigungskörper mehrere Sättigungskanäle umfasst, die sich nebeneinander entlang des Hauptströmungspfads durch den Optionally, it is contemplated that the saturation body comprises a plurality of saturation channels extending side by side along the main flow path through the
Sättigungskörper erstrecken, wobei die zwischen den Sättigungskanälen angeordneten Sättigungskanalwände im Messbetrieb mit dem Betriebsstoff getränkt sind. Saturation bodies extend, wherein the arranged between the saturation channels saturation channel walls are soaked in the measuring operation with the fuel.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass sich die Sättigungskanalwände wabenförmig oder rasterförmig entlang des Hauptströmungspfads durch den Sättigungskörper erstrecken, wodurch eine Vielzahl an wabenförmigen oder rasterförmigen Sättigungskanälen gebildet ist. Optionally, it is contemplated that the saturation channel walls extend in honeycomb or raster shape along the main flow path through the saturation body, thereby forming a plurality of honeycomb or raster-shaped saturation channels.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Sättigungskörper in einem wannenförmigen Abschnitt eines Sättigungsraums des Sättigers angeordnet ist, und dass der Optionally, it is provided that the saturation body is arranged in a trough-shaped portion of a saturation space of the saturator, and that the
wannenförmige Abschnitt zumindest teilweise mit dem Betriebsstoff befüllt ist. trough-shaped portion is at least partially filled with the fuel.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Betriebsstoffzuleitung in den Optionally, it is provided that a fuel supply line in the
wannenförmigen Abschnitt des Sättigers mündet, dass die Betriebsstoffzuleitung mit einem Betriebsstoffreservoir verbunden ist, und dass der wannenförmige Abschnitt und das Betriebsstoffreservoir durch die Verbindung mit der Betriebsstoffzuleitung als kommunizierende Gefäße ausgebildet sind oder wirken. trough-shaped portion of the saturator opens, that the fuel supply line is connected to an operating fluid reservoir, and that the trough-shaped portion and the fuel reservoir are formed by the connection with the fuel supply line as communicating vessels or act.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Füllstandsregelvorrichtung zur Regelung des Füllstands des Betriebsstoffs im Betriebsstoffreservoir vorgesehen ist, und dass die Füllstandsregelvorrichtung über die Betriebsstoffzuleitung zur Regelung oder Steuerung der Betriebsstoffzufuhr an den Sättigungskörper eingerichtet ist. Optionally, it is provided that a level control device is provided for controlling the level of the fuel in the operating fluid reservoir, and that the level control device is set up via the fuel supply line for controlling or controlling the fuel supply to the saturation body.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Sättigungsraum entlang des Optionally, it is provided that the saturation space along the
Flauptströmungspfads rohrförmig ausgebildet ist und im oberen Bereich, oberhalb des wannenförmigen Abschnitts eine Druckausgleichsöffnung umfasst. Flauptströmungspfads is tubular and in the upper region, above the trough-shaped portion comprises a pressure compensation opening.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Form und/oder der Verlauf des If necessary, it is provided that the shape and / or the course of the
Sättigungsraums im Sättiger an die Form und/oder den Verlauf des Sättigungskörpers angepasst ist oder sind. Saturation space in the saturator is adapted to the shape and / or the course of the saturation body or are.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sättigungskanäle in einer Normalebene des Flauptströmungspfads mehr als 70%, vorzugsweise mehr als 80%, der Optionally, it is provided that the saturation channels in a normal plane of the Flauptströmungspfads more than 70%, preferably more than 80% of the
Querschnittsfläche des Sättigungskörpers einnehmen, wobei unvollständige Take the cross-sectional area of the saturation body, wherein incomplete
Sättigungskanäle am Rand des Sättigungskörpers nicht berücksichtigt sind. Saturation channels are not taken into account at the edge of the saturation body.
In weiterer Folge wird die Erfindung anhand einer exemplarischen, nicht Subsequently, the invention will be based on an exemplary, not
einschränkenden, Ausführungsform weiter beschrieben, die in den Figuren dargestellt ist. Darin zeigen restrictive, embodiment further described, which is shown in the figures. Show in it
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Figure 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a
Kondensationspartikelzählers,  Condensation particle counter,
Figur 2 einen Detailausschnitt des Kondensationspartikelzählers aus Figur 1 , FIG. 2 shows a detailed section of the condensation particle counter from FIG. 1,
Figur 3 eine weitere schematische Schnittdarstellung eines Figure 3 is a further schematic sectional view of a
Kondensationspartikelzählers, insbesondere des  Condensation particle counter, in particular the
Kondensationspartikelzählers aus Figur 1 ,  Condensation particle counter from FIG. 1,
Figur 4 eine schematische Schrägansicht maßgeblicher Komponenten einer  Figure 4 is a schematic oblique view of relevant components of a
Verteilerdüse, wie sie beispielsweise in einem Kondensationspartikelzähler gemäß mindestens einer der Figuren 1 -3 eingesetzt werden kann, und Distributor nozzle, as for example in a Condensation particle counter according to at least one of the figures 1 -3 can be used, and
Figur 5 eine schematische Schrägansicht maßgeblicher Komponenten eines  Figure 5 is a schematic oblique view of relevant components of a
Sättigungskörpers, wie er beispielsweise in einem  Saturation body, such as in a
Kondensationspartikelzähler gemäß mindestens einer der Figuren 1 -3 eingesetzt werden kann.  Condensation particle counter according to at least one of the figures 1 -3 can be used.
Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen der Figuren folgenden Komponenten: Kondensationspartikelzähler 1 , Betriebsstoff 2, Trägergas 3, Flauptströmungspfad 4, Sättiger 5, Düsenvorrichtung 6, Messaerosolzuleitung 7, Messaerosol 8, Kondensationsbereich 9, Messvorrichtung 10, Temperieranordnung 11 , Flauptkanal 12, Düsenabschnitt 13, Endabschnitt (der Verteilerdüse) 15, Verteilerdüse 16, Wand (des Düsenabschnitts) 17, Eintrittsquerschnitt 18, Austrittsöffnung 19, Unless otherwise indicated, the reference numerals of the figures correspond to the following components: condensation particle counter 1, fuel 2, carrier gas 3, main flow path 4, saturator 5, nozzle device 6, aerosol supply line 7, measuring aerosol 8, condensation region 9, measuring device 10, temperature control device 11, main channel 12, Nozzle section 13, end section (of the distributor nozzle) 15, distributor nozzle 16, wall (of the nozzle section) 17, inlet cross section 18, outlet opening 19,
Eintrittskanal 20, Verteilerkanal 21 , Eintrittsöffnung 22, Überlauföffnung 23, freies Ende (der Messaerosolzuleitung) 24, freie Querschnitt (des freien Endes der Inlet channel 20, distribution channel 21, inlet opening 22, overflow opening 23, free end (the meteraerosol supply line) 24, free cross section (of the free end of the
Messaerosolzuleitung) 25, Austrittsabschnitt (der Verteilerdüse) 26, Sättigungskörper 27, Sättigungskanal 28, Sättigungskanalwand 29, wannenförmiger Abschnitt 30, Sättigungsraum 31 , Betriebsstoffzuleitung 32, Betriebsstoffreservoir 33, Messaerosolzuleitung) 25, outlet section (the distributor nozzle) 26, saturation body 27, saturation channel 28, saturation channel wall 29, trough-shaped portion 30, saturation space 31, fuel supply line 32, fuel reservoir 33,
Füllstandsregelvorrichtung 34, Druckausgleichsöffnung 35. Level control device 34, pressure compensation opening 35.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer möglichen Ausführungsform eines Kondensationspartikelzählers 1 bzw. einer Anordnung eines 1 shows a schematic sectional view of a possible embodiment of a condensation particle counter 1 or an arrangement of a
Kondensationspartikelzählers 1 mit einem Betriebsstoff 2, einem Trägergas 3 und/oder einem Messaerosol 8. Condensation particle counter 1 with a fuel 2, a carrier gas 3 and / or a metered aerosol. 8
Der Kondensationspartikelzähler 1 wird im bestimmungsgemäßen Betrieb entlang eines Flauptströmungspfads 4 von einem Trägergas 3 durchströmt. Bei dem Trägergas 3 handelt es sich um ein abgasfreies und sauerstofffreies Gas oder Gasgemisch. The condensation particle counter 1 flows through a carrier gas 3 during normal operation along a main flow path 4. The carrier gas 3 is a gas-free and oxygen-free gas or gas mixture.
Dabei durchströmt das Trägergas 3 einen Sättiger 5, in dem das Trägergas 3 mit einem Betriebsstoff 2 angereichert oder gesättigt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist entlang des Flauptströmungspfads 4 nach dem Sättiger 5 eine Düsenvorrichtung 6 angeordnet. Die Düsenvorrichtung 6 umfasst eine Messaerosolzuleitung 7 zur Zuleitung des Messaerosols 8 in das angereicherte oder gesättigte Trägergas 3. In einer vorteilhaften Ausführung handelt es sich bei dem Messaerosol 8 um einen In this case, the carrier gas 3 flows through a saturator 5, in which the carrier gas 3 is enriched or saturated with a fuel 2. In the present embodiment, a nozzle device 6 is arranged along the main-flow path 4 after the saturator 5. The nozzle device 6 comprises a Messaerosolzuleitung 7 to the supply line of the metered aerosol 8 into the enriched or saturated carrier gas 3. In an advantageous embodiment, the metered aerosol 8 is a
unkonditionierten Teilstrom des Abgases eines Prüflings wie z.B. einer Unconditioned partial flow of the exhaust gas of a test specimen such. one
Verbrennungskraftmaschine, einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Internal combustion engine, an internal combustion engine with a
Abgasnachbehandlungsanlage und/oder eines Kraftfahrzeugs, das - unter anderem, einen Verbrennungsmotor aufweist. Das Messaerosol 8 ist dabei insbesondere ein unverdünnter, ungetrockneter und/oder direkt von einer Entnahmestelle - beispielsweise im Abgassystem bzw. Auspuff - abgezweigter Teilstrom des Abgases des Prüflings. Exhaust after-treatment system and / or a motor vehicle, which - among other things, has an internal combustion engine. The measuring aerosol 8 is in particular an undiluted, undried and / or directly from a sampling point - for example, in the exhaust system or exhaust - diverted partial flow of the exhaust gas of the test specimen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist in oder entlang des Hauptströmungspfads 4 nach der Düsenvorrichtung 6 ein Kondensationsbereich 9 vorgesehen. In dem In the present embodiment, a condensation area 9 is provided in or along the main flow path 4 downstream of the nozzle device 6. In that
Kondensationsbereich 9 werden die physikalischen Parameter derart angepasst, dass es zu einer Übersättigung des Gemischs kommt, welches das Trägergas 3, den Condensation 9, the physical parameters are adjusted so that it comes to a supersaturation of the mixture, which is the carrier gas 3, the
Betriebsstoff 2 und das Messaerosol 8 umfasst, womit die im Messaerosol 8 Fuel 2 and the metered aerosol 8 includes, which in the Messaerosol 8
enthaltenen Partikel durch den kondensierenden Betriebsstoff 2 vergrößert werden. contained particles are increased by the condensing fuel 2.
Nach dem Kondensationsbereich 9 ist entlang des Hauptströmungspfads 4 eine Messvorrichtung 10 nachgeordnet. Diese Messvorrichtung 10 kann beispielsweise eine herkömmliche Messvorrichtung 10 eines Kondensationspartikelzählers sein, die beispielsweise eine Vereinzelungsdüse zur Vereinzelung der Partikel des Messaerosols 8 aufweist. Insbesondere umfasst die Messvorrichtung 10 ein optisches Messgerät zur Detektion von Partikeln. After the condensation region 9, a measuring device 10 is arranged downstream of the main flow path 4. This measuring device 10 can be, for example, a conventional measuring device 10 of a condensation particle counter, which has, for example, a separating nozzle for separating the particles of the measuring aerosol 8. In particular, the measuring device 10 comprises an optical measuring device for the detection of particles.
Ferner umfasst der Kondensationspartikelzähler 1 eine Temperieranordnung 11 , die dazu geeignet und/oder eingerichtet ist, eine Beheizung und gegebenenfalls eine Kühlung vorzunehmen. Insbesondere erstreckt sich durch den gesamten Furthermore, the condensation particle counter 1 comprises a tempering arrangement 11, which is suitable and / or adapted to carry out a heating and optionally a cooling. In particular, extends through the entire
Kondensationspartikelzähler 1 ein Hauptkanal 12, durch den anfänglich nur das Condensation particle counter 1 a main channel 12 through which initially only the
Trägergas 3 und in weiterer Folge auch der Betriebsstoff 2 und das Messaerosol 8 hindurchgefördert werden. Die Temperieranordnung 11 kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass ein Teil, im vorliegenden Fall der Sättiger 5, beheizt ist. Der Kondensationsbereich 9 kann beispielsweise eine Temperatur aufweisen, die geringer ist als die Temperatur im Bereich des Sättigers 5, womit die physikalischen Rahmenbedingungen im Verlauf des Hauptkanals 12 derart abgeändert werden, dass zuerst eine Anreicherung bzw. eine Sättigung des Trägergases 3 mit dem Betriebsstoff 2 erfolgt, und dass es anschließend im Kondensationsbereich 9, beispielsweise durch eine aktive oder passive Kühlung, zu einer Übersättigung kommt. Carrier gas 3 and subsequently also the fuel 2 and the measuring aerosol 8 are conveyed through. The tempering arrangement 11 may for example be designed such that a part, in the present case, the saturator 5, is heated. The condensation region 9 may for example have a temperature which is lower than the temperature in the region of the saturator 5, with which the physical Framework conditions in the course of the main channel 12 are modified such that first an enrichment or saturation of the carrier gas 3 with the fuel 2 takes place, and that then in the condensation region 9, for example by an active or passive cooling, comes to a supersaturation.
Günstigerweise wird das Trägergas 3 im Messbetrieb von der Temperieranordnung 11 im Sättiger 5 auf eine Sättigertemperatur temperiert, wobei die Sättigertemperatur größer ist als die Temperatur des Trägergases 3 im Kondensationsbereich 9 und insbesondere größer ist als 200°C oder 210°C. Demnach wird das Trägergas 3 im Messbetrieb von der Temperieranordnung 11 im Kondensationsbereich 9 auf eine Kondensationstemperatur von über 150°C, vorzugsweise von über 190°C temperiert. Conveniently, the carrier gas 3 is tempered during measurement operation of the temperature control assembly 11 in the saturator 5 to a saturation temperature, wherein the saturation temperature is greater than the temperature of the carrier gas 3 in the condensation region 9 and in particular greater than 200 ° C or 210 ° C. Accordingly, the carrier gas 3 is tempered in the measuring operation of the temperature control assembly 11 in the condensation region 9 to a condensation temperature of about 150 ° C, preferably from above 190 ° C.
Insbesondere kann durch die Temperieranordnung 11 die Temperatur des In particular, by the tempering 11, the temperature of the
Messaerosols 8 im Kondensationspartikelzähler 1 über einem gewissen Minimalwert gehalten werden, sodass eine Kondensation von im Messaerosol enthaltenem Messaerosols 8 are held in the condensation particle counter 1 above a certain minimum value, so that a condensation of contained in the metered aerosol
Wasserdampf oder Schwefelsäuredampf vermieden wird. Bevorzugt liegt in allen Ausführungsformen des Kondensationspartikelzählers die Minimaltemperatur oberhalb der Taupunkttemperatur von Wasser und/oder oberhalb der Taupunkttemperatur von Schwefelsäure. Günstigerweise ist die Temperatur des Trägergases 3 und/oder des Messaerosols 8 im Kondensationsbereich 9 kleiner als die Sättigertemperatur aber größer als 180°C, insbesondere größer als 190°C. Steam or sulfuric acid vapor is avoided. Preferably, in all embodiments of the condensation particle counter, the minimum temperature is above the dew point temperature of water and / or above the dew point temperature of sulfuric acid. Conveniently, the temperature of the carrier gas 3 and / or the Meßaerosols 8 in the condensation region 9 is smaller than the saturation temperature but greater than 180 ° C, in particular greater than 190 ° C.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Messaerosolstrom des Messaerosols 8 derart beheizt wird, dass die Temperatur des Messaerosolstroms an jeder Stelle des Optionally, it is provided that the Messaerosolstrom the Messaerosols 8 is heated so that the temperature of the Messaerosolstroms at each point of
Hauptkanals 12 größer ist als die Säuretaupunkttemperatur der gegebenenfalls im Messaerosolstrom enthaltenen Säuren, insbesondere der Schwefelsäure, wobei die Säuretaupunkttemperatur insbesondere im Bereich von 120°C bis 150°C liegt. Main channel 12 is greater than the acid dew point of the optionally contained in Messaerosolstrom acids, in particular sulfuric acid, wherein the acid dew point temperature is in particular in the range of 120 ° C to 150 ° C.
Demnach ist der erfindungsgemäße Kondensationspartikelzähler 1 als HT-CPC ausgeführt. Bei einem als HAT-CPC bzw. Hochtemperatur-Kondensationspartikelzähler ausgebildeten Kondensationspartikelzähler liegt die Minimaltemperatur des Accordingly, the condensation particle counter 1 according to the invention is designed as HT-CPC. In a HAT-CPC or high-temperature condensation particle counter formed condensation particle counter is the minimum temperature of the
Messaerosols insbesondere über der Säuretaupunkttemperatur von Schwefelsäure.Messaerosols in particular above the acid dew point of sulfuric acid.
Die Säuretaupunkttemperatur liegt in der Regel im Bereich von 120°C bis 150°C. Der Sättiger 5 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform einen Sättigungskörper 27, der entlang des Hauptströmungspfads 4 mehrere Sättigungskanäle 28 umfasst. Die Sättigungskanäle 28 sind jeweils durch Sättigungskanalwände 29 voneinander getrennt. Der Sättiger 5 umfasst einen Sättigungsraum 31 mit einem wannenförmigen Abschnitt 30. Form und/oder Verlauf des Sättigungsraums 31 im Sättiger 5 ist an die Form und/oder den Verlauf des Sättigungskörpers 27 angepasst. The acid dew point temperature is usually in the range of 120 ° C to 150 ° C. The saturator 5 in the present embodiment comprises a saturation body 27, which comprises a plurality of saturation channels 28 along the main flow path 4. The saturation channels 28 are separated from each other by saturation channel walls 29. The saturator 5 comprises a saturation space 31 with a trough-shaped section 30. The shape and / or course of the saturation space 31 in the saturator 5 is adapted to the shape and / or the course of the saturation body 27.
Der Sättigungsraum 31 ist entlang des Hauptströmungspfads 4 rohrförmig ausgebildet. Im - bei bestimmungsgemäßer Verwendung geodätisch - oberen Bereich, oberhalb des wannenförmigen Abschnitts 30 ist eine Druckausgleichsöffnung 35 vorgesehen.The saturation space 31 is formed tubular along the main flow path 4. In - geodetic at its intended use - upper area, above the trough-shaped portion 30, a pressure compensation opening 35 is provided.
Der Sättigungskörper 27 ist in der vorliegenden Ausführungsform in dem The saturation body 27 is in the present embodiment in the
Sättigungsraum 31 angeordnet und ragt in den wannenförmigen Abschnitt 30. Der Sättigungskörper 27 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein poröser Körper, der zumindest teilweise mit dem Betriebsstoff 2 befüllt bzw. getränkt und/oder befüllbar bzw. tränkbar ist. Beim Durchströmen der Sättigungskanäle 28 wird das Trägergas 3 mit dem Betriebsstoff 2 angereichert oder gesättigt. Zur Zuführung des Betriebsstoffs 2 ist eine Betriebsstoffzuleitung 32 vorgesehen, die mit einem Betriebsstoffreservoir 33 verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Sättiger 5 überdies die oben erwähnte Druckausgleichsöffnung 35. In der vorliegenden Ausführungsform kann der wannenförmige Abschnitt 30 teilweise oder vollständig mit dem Betriebsstoff 2 gefüllt werden. Hierzu ist der wannenförmige Abschnitt 30 durch den unteren Teil des Sättigungsraums 31 begrenzt, der zusätzlich entlang des Hauptströmungspfads vor und nach dem Sättigungskörper 27 eine Stufe bzw. eine Schulter umfasst, sodass eine Wanne gebildet ist, in der der bevorzugt flüssig zugeführte Betriebsstoff 2 angeordnet sein kann. Auch der Sättigungskörper 27 ragt bevorzugt in diesen wannenförmigen Abschnitt 30, wodurch, durch seine poröse Struktur, der Betriebsstoff 2 beispielsweise durch Kapillarwirkung den gesamten Sättigungskörper 27 tränkt. Saturated space 31 is arranged and protrudes into the trough-shaped section 30. The saturation body 27 is according to a preferred embodiment, a porous body which is at least partially filled with the fuel 2 or impregnated and / or filled or impregnated. As it flows through the saturation channels 28, the carrier gas 3 is enriched or saturated with the fuel 2. For supplying the fuel 2, a fuel supply line 32 is provided, which is connected to a fuel reservoir 33. Moreover, in the present embodiment, the saturator 5 comprises the above-mentioned pressure equalizing port 35. In the present embodiment, the trough-shaped portion 30 may be partially or completely filled with the fuel 2. For this purpose, the trough-shaped section 30 is delimited by the lower part of the saturation space 31, which additionally comprises a step or shoulder along the main flow path before and after the saturation body 27, so that a trough is formed in which the preferably liquid-supplied operating material 2 is arranged can. The saturable body 27 also preferably protrudes into this trough-shaped section 30, as a result of which, through its porous structure, the operating material 2 soaks the entire saturable body 27, for example by capillary action.
Zur Einbringung des Messaerosols 8 in das mit Betriebsstoff 2 angereicherte Trägergas 3 ist die Düsenvorrichtung 6 vorgesehen. Die Düsenvorrichtung 6 umfasst eine For introducing the Meßaerosols 8 in the enriched with fuel 2 carrier gas 3, the nozzle device 6 is provided. The nozzle device 6 comprises a
Verteilerdüse 16, die in einem Düsenabschnitt 13 des Hauptkanals 12 angeordnet ist. Insbesondere ist die Verteilerdüse 16 beabstandet von der Wand 17 des Düsenabschnitts 13 angeordnet, womit sich in der vorliegenden Ausführungsform ein Ringspalt ergibt, in den das Messaerosol 8 eingebracht wird. Die Verteilerdüse 16 ragt dabei im Düsenabschnitt 13 entlang des Hauptströmungspfads 4 auskragend in den Hauptkanal 12 und umfasst einen als freies Ende ausgebildeten Endabschnitt 15. Der Endabschnitt 15 der Verteilerdüse 16 ist entlang des Hauptströmungspfads 4 im Düsenabschnitt 13 keilförmig oder konisch zusammenlaufend ausgebildet und bildet dadurch eine Spitze. Form und Verlauf des Hauptkanals 12 im Düsenabschnitt 13 sind Form und Verlauf der Verteilerdüse 16 angepasst. Derart folgt die Wand des Distributor nozzle 16, which is arranged in a nozzle portion 13 of the main channel 12. In particular, the distribution nozzle 16 is spaced from the wall 17 of the Nozzle section 13 is arranged, which results in the present embodiment, an annular gap into which the messaerosol 8 is introduced. The distributor nozzle 16 protrudes in the nozzle section 13 along the main flow path 4 projecting into the main channel 12 and includes a free end formed end portion 15. The end portion 15 of the distributor nozzle 16 is formed along the main flow path 4 in the nozzle portion 13 wedge-shaped or conically converging and thereby forms a Top. Shape and course of the main channel 12 in the nozzle section 13 are adapted shape and shape of the distributor nozzle 16. This is how the wall of the
Hauptkanals 12 im Düsenabschnitt 13 der Außenkontur der Verteilerdüse 16 Main channel 12 in the nozzle portion 13 of the outer contour of the distributor nozzle sixteenth
beanstandet, wodurch der Hauptkanal 12 im Düsenabschnitt 13 einen ringförmigen Querschnitt aufweist oder ringspaltförmig ausgebildet ist. Der Ringspalt beginnt schon stromaufwärts der Düsenvorrichtung 6 im Bereich der Messaerosolzuleitung 7. complained, whereby the main channel 12 in the nozzle portion 13 has an annular cross-section or is formed annular gap-shaped. The annular gap begins already upstream of the nozzle device 6 in the region of the meteraerosol feed line 7.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kondensationspartikelzähler 1 als In the present embodiment, the condensation particle counter 1 is as
Hochtemperaturkondensationspartikelzähler ausgebildet. Dieser High-temperature condensation particle counter formed. This
Kondensationspartikelzähler 1 hat den technischen Vorteil, dass das Messaerosol 8 im Wesentlichen unkonditioniert zugeführt werden kann. Da die Minimaltemperatur des Messaerosols 8 im Verlauf der maßgeblichen Komponenten des Condensation particle counter 1 has the technical advantage that the messaerosol 8 can be supplied substantially unconditioned. Since the minimum temperature of Messaerosols 8 in the course of the relevant components of
Kondensationspartikelzählers 1 oberhalb der Taupunkttemperatur von Wasser und gegebenenfalls auch Schwefelsäure liegt, werden Messfehler verringert, obwohl das Abgas ein im Wesentlichen ungetrocknetes und im Wesentlichen ungefiltertes Abgas einer Verbrennungskraftmaschine sein kann. Condensation particle counter 1 is above the dew point temperature of water and optionally also sulfuric acid, measurement errors are reduced, although the exhaust gas may be a substantially undried and substantially unfiltered exhaust gas of an internal combustion engine.
Um trotz der hohen Temperaturen einen stabilen Betrieb aufrechterhalten zu können, wird als Betriebsstoff 2 günstigerweise ein Alkan mit der Strukturformel CnH2n+2 und einer Ordnungszahl n zwischen 16 und 24 verwendet. Dabei kommen auch dessen Isomere zur Anwendung. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Alkan mit der Strukturformel C2oH42, insbesondere Eicosan, verwendet. Als Trägergas wird ein Inertgas, insbesondere Stickstoff, verwendet. Dadurch wird verhindert, dass trotz der hohen Temperatur der Betriebsstoff 2 im Sättiger 5 oxidiert, crackt oder in sonstiger Weise seine molekulare Struktur ungewünscht ändert. Durch die Zuleitung des In order to be able to maintain stable operation despite the high temperatures, an alkane with the structural formula CnH 2n + 2 and an atomic number n between 16 and 24 is advantageously used as the fuel 2. Its isomers are also used. According to the present embodiment, an alkane having the structural formula C2oH 4 2, in particular eicosan, is used. The carrier gas used is an inert gas, in particular nitrogen. This prevents that despite the high temperature of the fuel 2 in the saturator 5 is oxidized, cracked or otherwise undesirable changes its molecular structure. Through the supply of the
Messaerosols 8 nach dem Sättiger 5 wird zusätzlich noch verhindert, dass Bestandteile des Messaerosols 8 die Funktion des Sättigers 5 beeinträchtigen. Um trotz der späten Beimengung des Messaerosols 8 eine ausreichende Durchmischung des Messaerosols 8 mit dem angereicherten oder gesättigten Trägergas 3 zu bewirken, kann eine speziell ausgestaltete Düsenvorrichtung vorgesehen sein. Messaerosols 8 after the saturator 5 is additionally prevented that components of Messaerosols 8 affect the function of the saturator 5. In spite of the late Addition of the measuring aerosol 8 to effect a sufficient mixing of the measuring aerosol 8 with the enriched or saturated carrier gas 3, a specially designed nozzle device may be provided.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Details der Düsenvorrichtung 6, insbesondere der Düsenvorrichtung 6 aus Fig. 1. FIG. 2 shows a schematic illustration of a detail of the nozzle device 6, in particular of the nozzle device 6 from FIG. 1.
Der Flauptkanal 12 umfasst einen Düsenabschnitt 13 mit einer Wand 17. Innerhalb des Flauptkanals 12, insbesondere im Düsenabschnitt 13, ist beabstandet von der Wand 17 die Verteilerdüse 16 angeordnet. Die Verteilerdüse 16 ragt damit im dargestellten Ausführungsbeispiel mittig in den Düsenabschnitt 13 des Flauptkanals 12. Die The main duct 12 comprises a nozzle section 13 with a wall 17. Within the main duct 12, in particular in the nozzle section 13, the distributor nozzle 16 is arranged at a distance from the wall 17. The distributor nozzle 16 thus protrudes centrally in the illustrated embodiment in the nozzle section 13 of the main channel 12
Verteilerdüse 16 verläuft im Wesentlichen entlang des Flauptströmungspfads 4 und weist, wie schon weiter oben erläutert, einen Endabschnitt 15 auf, der in der Distributor nozzle 16 extends substantially along the Flauptströmungspfads 4 and has, as already explained above, an end portion 15 which in the
vorliegenden Ausführungsform als freies Ende ausgebildet ist. present embodiment is designed as a free end.
Die Wand 17 des Düsenabschnitts 13 ist im Wesentlichen dem Verlauf der The wall 17 of the nozzle portion 13 is substantially the course of
Verteilerdüse 16 angepasst. Durch die vorliegende Konfiguration ist zwischen der Verteilerdüse 16 und der Wand 17 des Düsenabschnitts 13 ein Ringkanal gebildet, der im bestimmungsgemäßen Betrieb von dem angereicherten Trägergas 3 durchströmt wird. In diesen Ringkanal wird durch die Düsenvorrichtung 6 das Messaerosol 8 beigemischt. Flierzu weist die Verteilerdüse 16 eine Eintrittsöffnung 22 bzw. einen Eintrittskanal 20 mit einem freien Eintrittsquerschnitt 18 auf. Durch diese Eintrittsöffnung 22 wird das Messaerosol 8 in die Verteilerdüse 16 eingebracht. Ferner weist die Distributor nozzle 16 adapted. By the present configuration, an annular channel is formed between the distributor nozzle 16 and the wall 17 of the nozzle portion 13, which is flowed through in the intended operation of the enriched carrier gas 3. In this annular channel the Meßaerosol 8 is mixed by the nozzle device 6. Flierzu has the distribution nozzle 16 an inlet opening 22 and an inlet channel 20 with a free inlet cross-section 18. Through this inlet opening 22, the messaerosol 8 is introduced into the distribution nozzle 16. Furthermore, the
Verteilerdüse 16 mindestens eine Austrittsöffnung 19 zur verteilten Beimengung des Messaerosols 8 in das angereicherte Trägergas auf. Zur Verbindung der Eintrittsöffnung 22 mit der Austrittsöffnung 19 sind ein Eintrittskanal 20 und mindestens ein Distributor nozzle 16 at least one outlet opening 19 for the distributed admixture of Messaerosols 8 in the enriched carrier gas. To connect the inlet opening 22 with the outlet opening 19 are an inlet channel 20 and at least one
Verteilerkanal 21 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Austrittsöffnungen 19 vorgesehen, von denen jeweils ein Verteilerkanal 21 Richtung Eintrittskanal 20 verläuft, um dadurch das den Eintrittskanal 20 durchströmende Distribution channel 21 is provided. In the present embodiment, a plurality of outlet openings 19 are provided, of which in each case a distributor channel 21 runs in the direction of the inlet channel 20, in order thereby to pass through the inlet channel 20
Messaerosol 8 über die Verteilerkanäle 21 an alle Austrittsöffnungen 19 zu verteilen.Messaerosol 8 to distribute over the distribution channels 21 to all outlet openings 19.
Die Austrittsöffnungen 19 sind dabei in einem Austrittsabschnitt 26 der Verteilerdüse 16 am Umfang bzw. am Mantel der Verteilerdüse 16 ausgeführt. Bevorzugt sind die die Austrittsöffnungen entlang dem Umfang des Mantels der Verteilerdüse 16 in einer Reihe, insbesondere unmittelbar nebeneinander angeordnet, wie teilweise in Fig. 4 erkennbar ist. An den Austrittsabschnitt 26 schließt der Endabschnitt 15 - insbesondere unmittelbar - an. The outlet openings 19 are embodied in an outlet section 26 of the distributor nozzle 16 on the circumference or on the jacket of the distributor nozzle 16. Preferably, the outlet openings along the circumference of the shell of the distributor nozzle 16 in a Row, in particular arranged directly next to each other, as partially in Fig. 4 can be seen. At the outlet section 26 of the end portion 15 includes - in particular directly - to.
Die Zuführung des Messaerosols 8 zur Verteilerdüse 16 erfolgt über die  The supply of Messaerosols 8 to the distribution nozzle 16 via the
Messaerosolzuleitung 7. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Messaerosolzuleitung 7. In the present embodiment comprises the
Messaerosolzuleitung 7 ein freies Ende 24, das auf die Eintrittsöffnung 22 gerichtet ist. Insbesondere ragt die Eintrittsöffnung 22 bzw. der Eintrittskanal 20 in das freie Ende 24 der Messaerosolzuleitung 7. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Überlauföffnung 23 vorgesehen. Überschüssiges Messaerosol 8, das nicht in die Eintrittsöffnung 22 bzw. den Eintrittskanal 20 eingebracht wird, wird über die Messaerosolzuleitung 7 a free end 24, which is directed to the inlet opening 22. In particular, the inlet opening 22 or the inlet channel 20 projects into the free end 24 of the measuring aerosol feed line 7. Furthermore, in the present embodiment, an overflow opening 23 is provided. Excess messaerosol 8, which is not introduced into the inlet opening 22 and the inlet channel 20 is over the
Überlauföffnung 23 abgeführt. Insbesondere weist das freie Ende 24 der Overflow opening 23 removed. In particular, the free end 24 of the
Messaerosolzuleitung 7 einen freien Querschnitt 25 auf, der größer ist, als der Messaerosolzuleitung 7 a free cross-section 25 which is greater than that
Eintrittsquerschnitt 18 und/oder die Eintrittsöffnung 22. Inlet cross section 18 and / or the inlet opening 22nd
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Eintrittsquerschnitt 18 der Eintrittsöffnung 22 bzw. des Eintrittskanals 20 derart ausgestaltet, dass der Eintrittsquerschnitt 18 jenes Element im Verlauf der Strömung in der Verteilerdüse 16 ist, das den größten  In the present embodiment, the inlet cross section 18 of the inlet opening 22 and the inlet channel 20 is designed such that the inlet cross section 18 that element in the course of the flow in the distributor nozzle 16, which is the largest
Strömungswiderstand aufweist. Der Eintrittsquerschnitt 18 wirkt dadurch als Drossel bzw. als Durchflussregler. Im dargestellten Fall mehrere Austrittsöffnungen 19 ist der freie Eintrittsquerschnitt 18 kleiner als der kleinste Gesamtaustrittsquerschnitt aller Austrittsöffnungen 19. Im nicht dargestellten Fall einer einzigen Austrittsöffnung 19 ist der freie Eintrittsquerschnitt 18 kleiner als der kleinste Gesamtquerschnitt aller Has flow resistance. The inlet cross section 18 thereby acts as a throttle or as a flow regulator. In the illustrated case a plurality of outlet openings 19, the free inlet cross section 18 is smaller than the smallest total outlet cross section of all outlet openings 19. In the case of a single outlet opening 19, not shown, the free inlet cross section 18 is smaller than the smallest overall cross section of all
Verteilerkanäle 21 oder, im Fall eines einzigen Verteilerkanals 21 , dieses Distribution channels 21 or, in the case of a single distribution channel 21, this
Verteilerkanals 21. Distribution channels 21.
Günstigerweise ist der freie Eintrittsquerschnitt 18 durch eine Rohrleitung mit definierter Geometrie gebildet. Insbesondere ist ein Rohrabschnitt mit kreisrundem freien  Conveniently, the free inlet cross section 18 is formed by a pipeline with a defined geometry. In particular, a pipe section with circular free
Querschnitt vorgesehen, wobei der freie Durchmesser 0,5 - 1 ,5 mm, bevorzugt 0,7 mm betragen kann. Die Länge ist mit 10 - 25 mm vorgesehen. Provided cross-section, wherein the free diameter can be 0.5 - 1, 5 mm, preferably 0.7 mm. The length is provided with 10 - 25 mm.
Der tatsächlich durch die Verteilerdüse 16 geförderte Volumenstrom des Messaerosols 8 ist durch diese Konfiguration im Wesentlichen durch den Druckunterschied zwischen der Eintrittsöffnung 22 und der Austrittsöffnung 19 definiert. Bei bekannten Drücken kann durch den ebenfalls bekannten Drosseleffekt des Eintrittsquerschnitts 18 der Volumenstrom des Messaerosols bestimmt und insbesondere gesteuert oder geregelt werden. Der Eintrittskanal 20 kann in allen Ausführungsformen, insbesondere als Kapillare ausgestaltet sein, oder eine Kapillare umfassen. The volume flow of the measuring aerosol 8 actually conveyed through the distributor nozzle 16 is essentially defined by the pressure difference between the inlet opening 22 and the outlet opening 19 due to this configuration. At known pressures can be determined by the well-known throttling effect of the inlet cross-section 18 of the volumetric flow of Messaerosols and in particular controlled or regulated become. The inlet channel 20 may be configured in all embodiments, in particular as a capillary, or comprise a capillary.
So entspricht der Druck im Bereich der Austrittsöffnung 19 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen dem Umgebungsdruck. Der Druck im Bereich der Eintrittsöffnung 22 entspricht dem Staudruck der durch das Messaerosol 8 Thus, according to a preferred embodiment, the pressure in the region of the outlet opening 19 essentially corresponds to the ambient pressure. The pressure in the region of the inlet opening 22 corresponds to the back pressure of the through the metered aerosol. 8
angeströmten Eintrittsöffnung 22. flowed inlet opening 22nd
In einer alternativen Ausführungsform entspricht der Druck im Bereich der In an alternative embodiment, the pressure corresponds to the
Austrittsöffnung 19 bezüglich dem Umgebungsdruck einem Unterdrück, wobei der Druck im Bereich der Eintrittsöffnung 22 im Wesentlichen dem Umgebungsdruck entspricht. Outlet opening 19 with respect to the ambient pressure of a negative pressure, wherein the pressure in the region of the inlet opening 22 substantially corresponds to the ambient pressure.
Bevorzugt ist der Kondensationspartikelzähler derart ausgestaltet, dass mindestens eine Steuervorrichtung zur Beeinflussung, Steuerung oder Regelung des Preferably, the condensation particle counter is designed such that at least one control device for influencing, controlling or regulating the
Volumenstroms des Trägergases 3 vorgesehen ist, dass mindestens eine Volume flow of the carrier gas 3 is provided that at least one
Steuervorrichtung zur Beeinflussung, Steuerung oder Regelung des Volumenstroms des Messaerosols 8 vorgesehen ist, und dass die beiden Steuervorrichtungen zumindest einen Teil einer Regelvorrichtung zur Regelung der Verdünnung des Control device for influencing, controlling or regulating the volume flow of Messaerosols 8 is provided, and that the two control devices at least part of a control device for controlling the dilution of the
Messaerosols durch das Trägergas 3 bilden. Messaerosols by the carrier gas 3 form.
Bevorzugt ist der Kondensationspartikelzähler derart ausgestaltet, dass die Preferably, the condensation particle counter is designed such that the
Regelvorrichtung, zur Anpassung der Verdünnung des Messaerosols 8 unter Control device, to adjust the dilution of Messaerosol 8 under
Berücksichtigung der im Messaerosol 8 enthaltenen Partikelanzahl oder Partikeldichte, Messdaten der Messvorrichtung 10 verarbeitet. Consideration of the number of particles or particle density contained in the measuring aerosol 8, measured data of the measuring device 10 processed.
Eine Steuervorrichtung zur Beeinflussung, Steuerung oder Regelung eines A control device for influencing, controlling or regulating a
Volumenstroms kann beispielsweise ein steuerbares Ventil und/oder eine steuerbare Fördervorrichtung wie beispielsweise ein Gebläse oder ein Sauggebläse umfassen oder sein. Durch eine derartige Steuervorrichtung können der Volumenstrom und dadurch gegebenenfalls auch die Druckverhältnisse im Verlauf der Strömung beeinflusst werden. Über die spezielle Ausgestaltung der Verteilerdüse 16 kann hierdurch die Verdünnung des Messaerosols 8 durch das Trägergas 3 geregelt werden. Die beiden Steuervorrichtungen sind bei einer derartigen Ausgestaltung ein Teil einer Regelvorrichtung zur Regelung der Verdünnung des Messaerosols 8. Volume flow may, for example, include or be a controllable valve and / or a controllable delivery device such as a fan or a suction fan. By such a control device, the volume flow and thereby possibly also the pressure conditions in the course of the flow can be influenced. As a result of the special configuration of the distributor nozzle 16, the dilution of the measuring aerosol 8 by the carrier gas 3 can be regulated. The two Control devices are in such an embodiment part of a control device for controlling the dilution of Messaerosols. 8
Insbesondere kann der Durchfluss bzw. der Volumenstrom des Messaerosols 8 durch den Eintrittskanal 20 bei bekannten Strömungsverhältnissen unter Berücksichtigung der Druckdifferenz vor und nach der Verteilerdüse 16 bestimmt und somit gegebenenfalls durch eine Einstellung der Druckdifferenz geregelt werden. In particular, the flow or the volume flow of Messaerosols 8 can be determined by the inlet channel 20 at known flow conditions, taking into account the pressure difference before and after the distributor nozzle 16 and thus optionally regulated by adjusting the pressure difference.
Gemäß einer ersten möglichen Betriebsart kann das Trägergas 3 derart durch den Hauptkanal 12 gefördert werden, dass im Hauptkanal 12 und dadurch auch im Bereich der Austrittsöffnungen 19 der Verteilerdüse 16 im wesentlichen Umgebungsdruck herrscht. Über eine Steuerung oder Regelung des Volumenstroms des zugeführten Messaerosols 8 kann der Staudruck im Bereich der Eintrittsöffnung 22 gesteuert oder geregelt werden. Die sich daraus ergebende Druckdifferenz ermöglicht eine According to a first possible mode of operation, the carrier gas 3 can be conveyed through the main channel 12 in such a way that substantially ambient pressure prevails in the main channel 12 and thereby also in the region of the outlet openings 19 of the distributor nozzle 16. The dynamic pressure in the region of the inlet opening 22 can be controlled or regulated by means of a control or regulation of the volume flow of the supplied metering aerosol 8. The resulting pressure difference allows a
Bestimmung des Volumenstroms des in das Trägergas 3 eingebrachten Messaerosols 8. Bei bekanntem Volumenstrom des Trägergases kann dadurch die Verdünnung des Messaerosols 8 bestimmt werden. Determination of the volume flow of the introduced into the carrier gas 3 Meßaerosols 8. With known volume flow of the carrier gas, the dilution of Messaerosols 8 can be determined.
Gemäß einer weiteren möglichen Betriebsart kann das Trägergas 3 durch den According to another possible mode of operation, the carrier gas 3 through the
Hauptkanal 12 gesaugt werden, wobei das Sauggebläse bevorzugt nach der Main duct 12 are sucked, the suction fan preferably after the
Messvorrichtung 10 vorgesehen ist. Über ein oder mehrere Steuerventile kann nun im Hauptkanal 12 ein Unterdrück eingestellt werden. Beispielsweise kann in jenem Measuring device 10 is provided. About one or more control valves can now be set in the main channel 12 a suppression. For example, in that
Bereich, in dem das Trägergas in den Kondensationspartikelzähler 1 und dadurch auch in den Hauptkanal 12 eintritt, ein Durchflussregler oder Durchflussventil vorgesehen sein. Die Zuführung des Messaerosols 8 durch die Messaerosolzuleitung 7 kann, beispielsweise bei ausreichend großer Dimensionierung der Überlauföffnung 23, im Wesentlichen bei Umgebungsdruck erfolgen. Durch diese Konfiguration ist die Area in which the carrier gas enters the condensation particle counter 1 and thereby also in the main channel 12, a flow regulator or flow valve may be provided. The supply of Messaerosols 8 through the Messaerosolzuleitung 7, for example, at sufficiently large dimensions of the overflow opening 23, substantially at ambient pressure. This configuration is the
Druckdifferenz vor und nach der Verteilerdüse 16 bekannt, womit die Verdünnung des Messaerosols 8 im Trägergas 3 bestimmt werden kann. Pressure difference before and after the distribution nozzle 16 known, whereby the dilution of Messaerosols 8 in the carrier gas 3 can be determined.
Gemäß einer weiteren möglichen Betriebsart kann sowohl der Druck im Bereich der Eintrittsöffnung 22 der Verteilerdüse 16 als auch der Druck im Bereich der According to another possible mode of operation, both the pressure in the region of the inlet opening 22 of the distributor nozzle 16 and the pressure in the region of
Austrittsöffnung(en) 19 der Verteilerdüse 16 vom Umgebungsdruck abweichen, aber bekannt oder messbar sein, sodass auch die Druckdifferenz und die Verdünnung bestimmt werden können. Outlet opening (s) 19 of the distribution nozzle 16 differ from the ambient pressure, but be known or measurable, so that the pressure difference and the dilution can be determined.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Regelvorrichtung direkt oder indirekt mit der Messvorrichtung 10 verbunden sein. Insbesondere werden dabei Messdaten der Messvorrichtung von der Regelvorrichtung verarbeitet oder  According to a preferred embodiment, the control device may be connected directly or indirectly to the measuring device 10. In particular, measurement data of the measuring device are processed by the control device or
berücksichtigt. Dadurch kann die Verdünnung beispielsweise an den Partikelgehalt des Messaerosols 8 angepasst werden. Weist das Messaerosol einen hohen Partikelgehalt auf, so kann die Verdünnung erhöht werden. Weist das Messaerosol einen niedrigen Partikelgehalt auf, so kann die Verdünnung verringert werden. Hierdurch wird die Messgenauigkeit des Kondensationspartikelzählers verbessert. Eine Veränderung der Verdünnung kann wie oben beschrieben erfolgen. considered. As a result, the dilution can be adapted, for example, to the particle content of the measuring aerosol 8. If the messaerosol has a high particle content, the dilution can be increased. If the metered aerosol has a low particle content, the dilution can be reduced. This improves the measurement accuracy of the condensation particle counter. A change in the dilution can be made as described above.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Austrittsöffnungen 19 trichterförmig ausgeführt und erweitern sich ausgehend von dem Verteilerkanal 21 nach außen. In the present embodiment, the outlet openings 19 are funnel-shaped and expand outwardly from the distribution channel 21.
Günstigerweise ist dabei der Verteilerkanal 21 in einem ersten Abschnitt, anschließend an den Eintrittskanal 20, mit konstantem Querschnitt ausgebildet und der Querschnitt nimmt ab einem gewissen Abstand vom Eintrittskanal trichterförmig zu. Conveniently, the distribution channel 21 is formed in a first section, subsequent to the inlet channel 20, with a constant cross-section and the cross-section increases in funnel shape at a certain distance from the inlet channel.
In der vorliegenden Ausführungsform der Verteilerdüse 16 mündet die Austrittsöffnung 19 schräg in den Hauptkanal 12. Der Öffnungswinkel beträgt in der vorliegenden Ausführungsform etwa 60°. Es sind insbesondere acht Bohrungen mit einem In the present embodiment, the distribution nozzle 16, the discharge opening 19 opens obliquely into the main channel 12. The opening angle is about 60 ° in the present embodiment. There are in particular eight holes with a
Durchmesser von jeweils etwa 1 mm und einer Neigung von etwa 50° zur Vertikalachse vorgesehen. Diese Konfiguration ist, wie bevorzugt das gesamte Strömungssystem, auf einen für derartige Systeme üblichen Volumenstrom von 1 Norm-Liter/min (1 NL/min, 1.000 sccm) ausgelegt. Selbstverständlich ist, im Rahmen der vorliegenden Erfindung, eine Anpassung an andere Volumenströme durch entsprechende konstruktive Diameter of about 1 mm and an inclination of about 50 ° to the vertical axis provided. This configuration is, as is preferred throughout the flow system, designed for a standard flow rate of 1 standard liter / min (1 NL / min, 1,000 sccm) for such systems. Of course, in the context of the present invention, an adaptation to other flow rates by appropriate constructive
Adaptierungen möglich. Adaptations possible.
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform des FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of an embodiment of the invention
Kondensationspartikelzählers, insbesondere des Kondensationspartikelzählers aus der Figur 1 , wobei die Schnittebene im Wesentlichen eine Normalebene des auf Condensation particle counter, in particular of the condensation particle counter of Figure 1, wherein the sectional plane is substantially a normal plane of
Strömungskanals im Bereich des Sättigers 5 ist. Die Schnittebene verläuft durch den Sättigungskörper 27, die Sättigungskanäle 28, die Sättigungskanalwände 29, den Sättigungsraum 31 , den wannenförmigen Abschnitt 30 des Sättigungsraums 31 entlang der Betriebsstoffzuleitung 32 durch das Betriebsstoffreservoir 33, die Flow channel in the saturator 5 is. The sectional plane passes through the saturation body 27, the saturation channels 28, the saturation channel walls 29, the Saturation space 31, the trough-shaped portion 30 of the saturation space 31 along the fuel supply line 32 through the fuel reservoir 33, the
Füllstandsregelvorrichtung 34 und durch die Druckausgleichsöffnung 35. Die Level control device 34 and through the pressure compensation opening 35th Die
Füllstandsregelvorrichtung 34 ist dabei zur Regelung des Füllstands des Betriebsstoffs 2 im Betriebsstoffreservoir 33 vorgesehen und ist über die Betriebsstoffzuleitung 32 zur Regelung oder Steuerung der Betriebsstoffzufuhr an den Sättigungskörper 27 eingerichtet. Level control device 34 is provided for controlling the level of the fuel 2 in the fuel reservoir 33 and is set up via the fuel supply line 32 for controlling or controlling the fuel supply to the saturation body 27.
Durch die spezielle Anordnung der Betriebsstoffzuleitung 32 sind der wannenförmige Abschnitt 30 und das Betriebsstoffreservoir 33 als kommunizierende Gefäße Due to the special arrangement of the fuel supply line 32, the trough-shaped section 30 and the operating fluid reservoir 33 are in the form of communicating vessels
ausgebildet bzw. wirken als kommunizierende Gefäße. Über eine Füllstandsregelung im Betriebsstoffreservoir 33 kann dadurch auch der Füllstand in dem wannenförmigen Abschnitt 30 gesteuert bzw. geregelt werden. Flierzu ist die Betriebsstoffzuleitung 32 ringförmig ausgebildet und jeweils von unten an den wannenförmigen Abschnitt 30 und an das Betriebsstoffreservoir 33 angeschlossen. trained or act as communicating vessels. By means of a filling level control in the operating fluid reservoir 33, the filling level in the trough-shaped section 30 can also be controlled or regulated. Flierzu the fuel supply line 32 is annular and connected from below to the trough-shaped portion 30 and the fuel reservoir 33.
Der Sättigungskörpers 27 ist in der vorliegenden Ausführungsform zumindest teilweise, bevorzugt vollständig aus einem porösen Material, insbesondere aus einem porösen Aluminiumoxidkeramikwerkstoff, gebildet. Der Sättigungskörper 27 ragt in den wannenförmigen Abschnitt 30, der zumindest teilweise mit dem Betriebsstoff 2 gefüllt ist. Durch die poröse Struktur wird der Sättigungskörper 27 selbsttätig mit dem The saturation body 27 is in the present embodiment, at least partially, preferably formed entirely of a porous material, in particular of a porous alumina ceramic material. The saturable body 27 protrudes into the trough-shaped section 30, which is at least partially filled with the operating material 2. Due to the porous structure of the saturation body 27 is automatically with the
Betriebsstoff 2 getränkt. Der Sättigungskörper 27 umfasst mehrere Sättigungskanäle 28, die im bestimmungsgemäßen Betrieb von dem Trägergas 3 durchströmt werden.Fuel 2 soaked. The saturation body 27 comprises a plurality of saturation channels 28, which are flowed through during normal operation of the carrier gas 3.
Die Sättigungskanalwände 29, durch die die Sättigungskanäle 28 gebildet sind, oder die zwischen den Sättigungskanäle 28 verlaufen, sind ebenfalls zumindest teilweise aus dem porösen Material gebildet und mit dem Betriebsstoff 2 getränkt. Wird nun der Sättigungsraum 31 von dem Trägergas 3 durchströmt, so strömt das Trägergas 3 durch die Sättigungskanäle 28 und wird dabei über die Sättigungskanalwände 29 mit dem Betriebsstoff 2 angereichert oder gesättigt. The saturation channel walls 29, through which the saturation channels 28 are formed, or which extend between the saturation channels 28, are also at least partially formed of the porous material and impregnated with the fuel 2. Now, if the saturation space 31 flows through the carrier gas 3, the carrier gas 3 flows through the saturation channels 28 and is thereby enriched or saturated via the saturation channel walls 29 with the fuel 2.
Figur 4 zeigt eine schematische Schrägansicht einer Ausführungsform einer Figure 4 shows a schematic oblique view of an embodiment of a
Verteilerdüse 16, insbesondere der Verteilerdüse 16, aus den Figuren 1 und 2. Die Verteilerdüse 16 umfasst mehrere Austrittsöffnungen 19. In dieser Ausführungsform sind die Austrittsöffnungen 19 entlang des Umfangs bzw. des Mantels der Verteilerdüse 16 verteilt angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Austrittsöffnungen 19 im Wesentlichen schräg radial verlaufend und gleichmäßig beabstandet verteilt an der Verteilerdüse 16 angeordnet. Insbesondere sind die Austrittsöffnungen 19 in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Die Austrittsöffnungen 19 sind trichterförmig ausgebildet und erweitern sich vom Querschnitt der Verteilerkanäle 21 nach außen. Dadurch wirken die Austrittsöffnungen 19 als eine Art Diffusor, wodurch eine Distributor nozzle 16, in particular the distribution nozzle 16, from Figures 1 and 2. The distribution nozzle 16 includes a plurality of outlet openings 19. In this embodiment the outlet openings 19 are arranged distributed along the circumference or the jacket of the distributor nozzle 16. According to this embodiment, the outlet openings 19 are arranged substantially obliquely radially distributed and evenly spaced on the distributor nozzle 16. In particular, the outlet openings 19 are arranged in a row next to one another. The outlet openings 19 are funnel-shaped and extend from the cross section of the distribution channels 21 to the outside. As a result, the outlet openings 19 act as a kind of diffuser, whereby a
verbesserte Durchmischung bei der Beimengung des Messaerosols in das Trägergas bewirkt wird. improved mixing is effected in the admixture of Messaerosols in the carrier gas.
Eine gute Durchmischung ist in allen Ausführungsformen vorteilhaft, damit die Partikel ohne Koinzidenz-Fehler getrennt voneinander und damit individuell durch Anlagerung des Betriebsstoffes wachsen können. Dies wird insbesondere durch die konstruktiven Maßnahmen einer laminaren Strömung, einer angepassten Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Ausgestaltung der Düsenvorrichtung 6 begünstigt. Good mixing is advantageous in all embodiments, so that the particles can grow separately from each other and thus individually by accumulation of the fuel without coincidence errors. This is promoted in particular by the design measures of a laminar flow, an adapted flow velocity and / or the design of the nozzle device 6.
Die Verteilerdüse 16 weist einen Endabschnitt 15 auf, der als freies Ende der The distributor nozzle 16 has an end portion 15 which serves as the free end of the
Verteilerdüse 16 ausgebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Distributor nozzle 16 is formed. In the present embodiment, the
Endabschnitt 15 kegelförmig zusammenlaufend ausgebildet, wodurch an dem End portion 15 formed conically converging, whereby on the
Endabschnitt 15 eine Spitze gebildet ist. End portion 15 is formed a tip.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform eines Sättigungskörpers 27, insbesondere des Sättigungskörpers 27, der Figuren 1 und 3. Der Sättigungskörpers 27 weist bevorzugt einen der Form des Sättigungsraums 31 angepasste Form auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Sättigungskörper 27 zylinderförmig ausgebildet. Der FIG. 5 shows an embodiment of a saturation body 27, in particular of the saturation body 27, of FIGS. 1 and 3. The saturation body 27 preferably has a shape adapted to the shape of the saturation space 31. In the present embodiment, the saturation body 27 is cylindrically shaped. The
Sättigungskörper 27 weist eine Vielzahl an Sättigungskanälen 28 auf, die bevorzugt entlang des Flauptströmungspfads 4 verlaufen. Insbesondere ist der Verlauf des Flauptströmungspfads 4 durch den Verlauf der Sättigungskanäle 28 bestimmt. Die Sättigungskanäle 28 sind in der vorliegenden Ausführungsform durch die Saturation body 27 has a multiplicity of saturation channels 28, which preferably run along the main main flow path 4. In particular, the profile of the main flow path 4 is determined by the course of the saturation channels 28. The saturation channels 28 are in the present embodiment by the
Sättigungskanalwände 29 gebildet. Diese verlaufen in der vorliegenden Saturation channel walls 29 formed. These run in the present
Ausführungsform waben- oder rasterförmig entlang des Flauptströmungspfads 4 durch den Sättigungskörper 27. Dadurch weisen die waben- oder rasterförmigen Embodiment honeycomb or grid-shaped along the Flauptströmungspfads 4 by the saturation body 27. This show the honeycomb or grid-shaped
Sättigungskanäle 28 der Ausführungsform der Figur 5 einen im Wesentlichen rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt auf. Bevorzugt ist der Querschnitt der Sättigungskanäle 28 im Verlauf der Sättigungskanäle 28 entlang des Saturation channels 28 of the embodiment of Figure 5 a substantially rectangular or square cross section. Preferably, the cross section of the saturation channels 28 in the course of the saturation channels 28 along the
Hauptströmungspfads 4 konstant. Die Sättigungskanäle 28 nehmen in einer Main flow path 4 constant. The saturation channels 28 take in one
Normalebene des Hauptströmungspfads 4 mehr als 70%, vorzugsweise mehr als 80%, der Querschnittsfläche des Sättigungskörpers 27 ein, wobei unvollständige Normal plane of the main flow path 4 more than 70%, preferably more than 80%, of the cross-sectional area of the saturation body 27, wherein incomplete
Sättigungskanäle 28 am Rand des Sättigungskörpers 27 nicht berücksichtigt sind. Saturation channels 28 are not taken into account at the edge of the saturation body 27.
Der Sättigungskörpers 27 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus einem porösen Aluminiumoxidkeramikwerkstoff gebildet. Dieser Werkstoff besteht The saturation body 27 is formed according to a preferred embodiment of a porous alumina ceramic material. This material exists
vorzugsweise zu über 80 % aus einer Mischung aus AI2O3 und S1O2. Günstigerweise enthält der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff 45-55% (z.B. 51 ,7%) AI2O3 und/oder 38- 45% (z.B. 42% ) S1O2. In einer Variante der Erfindung ist zusätzlich auch 3-5% K2O, insbesondere 4,1 % K2O, enthalten, wobei zusätzlich weitere Bestandteile wie Fe203, T1O2, CaO, MgO und/oder Na20, jeweils im Bereich von oder unterhalb 1 % enthalten sein können. Dabei weist der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff bevorzugt eine Dichte von 2-3, insbesondere von 2,7g/cm3 nach der hydrostatischen Methode DIN VDE 0335/2 und eine Wasserabsorption von kleiner als 0,1 % insbesondere von 0% nach der hydrostatischen Methode DIN VDE 0335/2 auf. preferably more than 80% of a mixture of Al2O3 and S1O2. Conveniently, the alumina ceramic contains 45-55% (eg, 51.7%) Al2O3 and / or 38-45% (eg, 42%) S1O2. In one variant of the invention, 3-5% K 2 O, in particular 4.1% K 2 O, are additionally present, with further constituents in addition, such as Fe 2 O 3, TIO 2, CaO, MgO and / or Na 2 O, in each case being present in the range of or below 1% can. In this case, the alumina ceramic preferably has a density of 2-3, in particular of 2.7 g / cm 3 according to the hydrostatic method DIN VDE 0335/2 and a water absorption of less than 0.1%, in particular of 0% according to the hydrostatic method DIN VDE 0335 / 2 on.
Der Sättigungskörper 27 bzw. der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff weist günstigerweise eine Porosität auf, die eine ausreichende Kapillarwirkung für das Betriebsmittel bzw. den Betriebsstoff 2 aufweist. Beispielsweise sollte ein Sättigungskörper 27 mit einem Durchmesser von etwa 2,5cm zur Gänze benetzt oder getränkt werden, wenn er beispielsweise etwa 1/5 tief im Betriebsstoff 2 steht. The saturable body 27 or the aluminum oxide ceramic material advantageously has a porosity which has a sufficient capillary action for the operating medium or the operating material 2. For example, a saturation body 27 with a diameter of about 2.5 cm should be completely wetted or soaked, for example, if it is about 1/5 deep in the fuel 2.
Ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Kondensationspartikelzählers 1 sieht dabei vor, dass ein Trägergas 3 - insbesondere ein Inertgas wie z.B. Stickstoff - entlang eines Hauptströmungspfads 4 durch den Kondensationspartikelzähler 1 gefördert wird, wobei das Trägergas 3 bei der Durchströmung des A method for operating a condensation particle counter 1 according to the invention provides that a carrier gas 3 - in particular an inert gas such as, for example, an inert gas. Nitrogen - is conveyed along a main flow path 4 through the condensation particle counter 1, wherein the carrier gas 3 in the flow through the
Kondensationspartikelzählers 1 entlang des Hauptströmungspfads 4 von einer Condensation particle counter 1 along the main flow path 4 of a
Temperieranordnung 11 zumindest abschnittsweise temperiert wird. Entlang des Hauptströmungspfads 4 wird nacheinander: - das Trägergas 3 durch einen Sättiger 5 mit einem Betriebsstoff 2 - insbesondere ein Alkan mit der Strukturformel CnH2n+2 und einer Ordnungszahl n zwischen 16 und 24 bzw. zugehörige Isomere, z.B. mit Strukturformel C2oH42 und insbesondere Eicosan - angereichert oder gesättigt; Temperieranordnung 11 is at least partially tempered. Along the main flow path 4 is successively: - The carrier gas 3 by a saturator 5 with a fuel 2 - in particular an alkane with the structural formula CnH2n + 2 and an atomic number n between 16 and 24 or associated isomers, for example with structural formula C2oH 4 2 and in particular eicosan - enriched or saturated;
- dem angereicherten Trägergas 3 durch eine Düsenvorrichtung 6 ein Messaerosol 8 beigemengt;  - The enriched carrier gas 3 by a nozzle device 6, a messaerosol 8 added;
- die Mischung enthaltend das Trägergas 3, den Betriebsstoff 2 und das Messaerosol 8 in einem Kondensationsbereich 9 übersättigt; und  - The mixture containing the carrier gas 3, the fuel 2 and the messaerosol 8 supersaturated in a condensation region 9; and
- die durch das kondensierte Betriebsmittel vergrößerten Partikel des Messaerosols 8 in einer Messvorrichtung 10 detektiert.  - Detected by the condensed resource enlarged particles of Messaerosols 8 in a measuring device 10.
Trägergas 3 und Messaerosol 8 werden im Messbetrieb von der Temperieranordnung 11 im Kondensationsbereich 9 auf eine Kondensationstemperatur von über 150°C, vorzugsweise von über 190°C temperiert.  Carrier gas 3 and 8 Messaerosol be tempered in measuring operation of the temperature control assembly 11 in the condensation region 9 to a condensation temperature of about 150 ° C, preferably from above 190 ° C.
Die Figuren 1 -5 betreffen bevorzugt eine einzige vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kondensationspartikelzählers bzw. einer erfindungsgemäßen Anordnung umfassend einen Kondensationspartikelzähler. FIGS. 1 to 5 preferably relate to a single advantageous embodiment of a condensation particle counter according to the invention or an arrangement according to the invention comprising a condensation particle counter.
Grundsätzlich können die Düsenvorrichtung 6 und insbesondere die Verteilerdüse 16 jedoch auch zur Verbesserung der Beimengung des Messaerosols in einem In principle, however, the nozzle device 6 and in particular the distributor nozzle 16 can also be used to improve the admixture of Messaerosols in a
herkömmlichen Kondensationspartikelzähler eingesetzt werden. conventional condensation particle counter can be used.
Grundsätzlich kann auch der Sättiger 5 und insbesondere der Sättigungskörper 27 sowie die Steuerung des Füllstands im Sättigungsraum in einem herkömmlichen Kondensationspartikelzähler eingesetzt werden. In principle, the saturator 5 and in particular the saturation body 27 as well as the control of the filling level in the saturation space can be used in a conventional condensation particle counter.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kondensationspartikelzähler (1 ) umfassend: 1. Condensation particle counter (1) comprising:
- einen Hauptkanal (12), der im Messbetrieb entlang eines Hauptströmungspfads (4) von einem Trägergas (3) durchströmt wird,  a main channel (12) through which a carrier gas (3) flows during the measuring operation along a main flow path (4),
- einen Sättiger (5) zur Anreicherung, insbesondere zur Sättigung, des  - A saturator (5) for enrichment, in particular for saturation, of
Trägergases (3) mit einem Betriebsstoff (2), wobei der Sättiger (5) einen mit dem Betriebsstoff (2) tränkbaren und im Messbetrieb getränkten Sättigungskörper (27) umfasst, und wobei der Sättigungskörper (27) mindestens einen dem  Carrier gas (3) with a fuel (2), wherein the saturator (5) comprises a saturable with the fuel (2) and impregnated in the measuring mode saturable body (27), and wherein the saturable body (27) at least one of
Hauptströmungspfad (4) folgenden Sättigungskanal (28) zur Durchleitung und Anreicherung des Trägergases (3) umfasst,  Main flow path (4) following saturation channel (28) for the passage and enrichment of the carrier gas (3),
- eine entlang des Hauptströmungspfads (4) nach dem Sättiger (5) in einen Düsenabschnitt (13) des Hauptkanals (12) mündende Düsenvorrichtung (6), die mit einer Messaerosolzuleitung (7) verbunden und zur Einbringung eines partikelbeladenen Messaerosols (8) in das angereicherte Trägergas (3) eingerichtet ist,  - a nozzle device (6) opening along a main flow path (4) downstream of the saturator (5) into a nozzle section (13) of the main channel (12) and connected to a meteraerosol feed line (7) for introducing a particle laden measuring aerosol (8) into the enriched carrier gas (3) is set up,
- einen entlang des Hauptströmungspfads (4) nach der Düsenvorrichtung (6) angeordneten Kondensationsbereich (9) zur Übersättigung der Mischung enthaltend das Trägergas (3), den Betriebsstoff (2) und das Messaerosol (8), a condensing region (9) arranged along the main flow path (4) downstream of the nozzle device (6) for supersaturation of the mixture containing the carrier gas (3), the operating material (2) and the measuring aerosol (8),
- eine entlang des Hauptströmungspfads (4) nach dem Kondensationsbereich (9) angeordnete Messvorrichtung (10) zur Detektion der durch den kondensierten Betriebsstoff vergrößerten Partikel des Messaerosols (8), a measuring device (10) arranged downstream of the main flow path (4) downstream of the condensation region (9) for detecting the particles of the measuring aerosol (8) which are enlarged by the condensed fuel,
- und eine Temperieranordnung (11 ) zur Temperierung des Trägergases, dadurch gekennzeichnet, dass  - And a tempering arrangement (11) for controlling the temperature of the carrier gas, characterized in that
der Sättigungskörper (27) zumindest teilweise, bevorzugt vollständig aus einem porösen Aluminiumoxidkeramikwerkstoff gebildet ist.  the saturation body (27) is at least partially, preferably completely formed of a porous aluminum oxide ceramic material.
2. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach Anspruch 1 , 2. Condensation particle counter (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff zu über 80 % aus einer Mischung aus AI2O3 und S1O2 besteht.  the alumina ceramic material consists of over 80% of a mixture of Al2O3 and S1O2.
3. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. Condensation particle counter (1) according to claim 1 or 2, characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff 45-55% AI2O3 enthält.  the alumina ceramic contains 45-55% Al 2 O 3.
4. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüchen 1 bis 3, 4. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff 38-45% S1O2 enthält.  the alumina ceramic material contains 38-45% S1O2.
5. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff 51 ,7% AI2O3 und 42% S1O2 enthält.  the alumina ceramic contains 51.7% Al2O3 and 42% S1O2.
6. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff neben AI2O3 und S1O2 auch 3-5% K2O, insbesondere 4,1 % K2O, enthält.  the alumina ceramic material in addition to Al2O3 and S1O2 also 3-5% K2O, in particular 4.1% K2O contains.
7. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 7. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff neben AI2O3, S1O2 und K2O weitere  the alumina ceramic next to AI2O3, S1O2 and K2O more
Bestandteile wie Fe203, T1O2, CaO, MgO und/oder Na20, jeweils im Bereich von oder unterhalb 1 %, enthält.  Ingredients such as Fe203, T1O2, CaO, MgO and / or Na20, each in the range of or below 1%.
8. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff eine Dichte von 2-3 g/cm3, insbesondere von 2,7 g/cm3 nach der hydrostatischen Methode DIN VDE 0335/2 aufweist. the alumina ceramic material has a density of 2-3 g / cm 3 , in particular of 2.7 g / cm 3 according to the hydrostatic method DIN VDE 0335/2.
9. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Aluminiumoxidkeramikwerkstoff eine Wasserabsorption von kleiner als 0,1 % insbesondere von 0% nach der hydrostatischen Methode DIN VDE 0335/2 aufweist. the aluminum oxide ceramic material has a water absorption of less than 0.1%, in particular of 0%, according to the hydrostatic method DIN VDE 0335/2.
10. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass 10. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that
der Sättigungskörper (27) mehrere Sättigungskanäle (28) umfasst, die sich nebeneinander entlang des Hauptströmungspfads (4) durch den Sättigungskörper (27) erstrecken, wobei die zwischen den Sättigungskanälen (28) angeordneten Sättigungskanalwände (29) im Messbetrieb mit dem Betriebsstoff (2) getränkt sind.  the saturation body (27) comprises a plurality of saturation channels (28) which extend side by side along the main flow path (4) through the saturation body (27), the saturation channel walls (29) arranged between the saturation channels (28) being in contact with the fuel (2) during measurement operation. are soaked.
11. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach Anspruch 10, 11. Condensation particle counter (1) according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
sich die Sättigungskanalwände (29) wabenförmig oder rasterförmig entlang des Hauptströmungspfads (4) durch den Sättigungskörper (27) erstrecken, wodurch eine Vielzahl an wabenförmigen oder rasterförmigen Sättigungskanälen (28) gebildet ist.  the saturation passage walls (29) extend in honeycomb or raster shape along the main flow path (4) through the saturation body (27), thereby forming a plurality of honeycomb or raster-shaped saturation passages (28).
12. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , 12. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 11,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
- dass der Sättigungskörper (27) in einem wannenförmigen Abschnitt (30) eines Sättigungsraums (31 ) des Sättigers (5) angeordnet ist,  - That the saturation body (27) in a trough-shaped portion (30) of a saturation space (31) of the saturator (5) is arranged,
- und dass der wannenförmige Abschnitt (30) zumindest teilweise mit dem  - And that the trough-shaped portion (30) at least partially with the
Betriebsstoff (2) befüllt ist.  Fuel (2) is filled.
13. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach Anspruch 12, 13. Condensation particle counter (1) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
- dass eine Betriebsstoffzuleitung (32) in den wannenförmigen Abschnitt (30) des Sättigers (5) mündet,  - That a fuel supply line (32) opens into the trough-shaped portion (30) of the saturator (5),
- dass die Betriebsstoffzuleitung (32) mit einem Betriebsstoffreservoir (33) verbunden ist,  - That the fuel supply line (32) is connected to a fuel reservoir (33),
- und dass der wannenförmige Abschnitt (30) und das Betriebsstoffreservoir (33) durch die Verbindung mit der Betriebsstoffzuleitung (32) als kommunizierende Gefäße ausgebildet sind oder wirken.  - And that the trough-shaped portion (30) and the operating fluid reservoir (33) are formed by the connection with the fuel supply line (32) as communicating vessels or act.
14. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass 14. Condensation particle counter (1) according to claim 13, characterized in that
eine Füllstandsregelvorrichtung (34) zur Regelung des Füllstands des  a level control device (34) for controlling the level of the
Betriebsstoffs (2) im Betriebsstoffreservoir (33) vorgesehen ist, und dass die Füllstandsregelvorrichtung (34) über die Betriebsstoffzuleitung (32) zur Regelung oder Steuerung der Betriebsstoffzufuhr an den Sättigungskörper (27) eingerichtet ist.  Fuel (2) in the fuel reservoir (33) is provided, and that the level control device (34) via the fuel supply line (32) is arranged for controlling or controlling the fuel supply to the saturation body (27).
15. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, 15. condensation particle counter (1) according to any one of claims 12 to 14,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Sättigungsraum (31 ) entlang des Flauptströmungspfads (4) rohrförmig ausgebildet ist und im oberen Bereich, oberhalb des wannenförmigen Abschnitts (30) eine Druckausgleichsöffnung (35) umfasst,  the saturation space (31) is tubular along the main flow path (4) and comprises a pressure compensation opening (35) in the upper region, above the trough-shaped section (30),
und/oder dass die Form und/oder der Verlauf des Sättigungsraums (31 ) im Sättiger (5) an die Form und/oder den Verlauf des Sättigungskörpers (27) angepasst ist oder sind.  and / or that the shape and / or the course of the saturation space (31) in the saturator (5) is or are adapted to the shape and / or the course of the saturation body (27).
16. Kondensationspartikelzähler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, 16. Condensation particle counter (1) according to one of claims 1 to 15,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Sättigungskanäle (28) in einer Normalebene des Flauptströmungspfads (4) mehr als 70%, vorzugsweise mehr als 80%, der Querschnittsfläche des  the saturation channels (28) in a normal plane of the main flow path (4) more than 70%, preferably more than 80%, of the cross-sectional area of
Sättigungskörpers (27) einnehmen, wobei unvollständige Sättigungskanäle (28) am Rand des Sättigungskörpers (27) nicht berücksichtigt sind.  Occupy satiety body (27), with incomplete saturation channels (28) are not taken into account at the edge of the saturation body (27).
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