JP4982575B2 - 凝縮核カウンタ - Google Patents

Description

この発明は、加熱されて固体粒子を積み込み取出し領域から供給導管を介して供給されたガスから貫流した飽和ユニットであって、接続された貯蔵槽から作業液体が供給される多孔飽和要素を包含する飽和ユニットと、飽和ユニットに後方接続されて冷却された凝縮ユニット並びに凝縮ユニットの下流に位置した粒子カウンタとを備える凝縮核カウンタに関する。

上記種類の配列は、例えばドイツ実用新案第７３２１８２７号明細書（特許文献１）或いは米国特許第４７９０６５０号明細書（特許文献２）から知られていて、光線中の散乱における作用によって非常に小さい粒子を測定するか、或いは計数するために用いられる。しかし、この作用は、固体粒子が僅か過ぎる寸法（典型的に０．３μｍ以下）を有するときに、確実に或いは容易に検出測定できない、それは例えば内燃機関や特殊なジーゼル機関の廃ガス中の固体粒子に該当し、その固体粒子がこの廃ガスの適切な分析に生じる有害性の原因にほとんど専ら責任を負う。

粒子の大きい際にも安全な或いは簡単な検出限度以下で求められた種類の粒子カウンタにより作業できるために、例えば上記刊行物から、表面において作業液体を凝縮させ、それにより、粒子積載ガス流内の粒子の種類と数の所望形式で典型的である簡単且つ確実な計数が可能であることによって、粒子の外見上直径を拡大させることは知られていている。例えば作業液体としての水或いは水蒸気の使用から考慮して、凝縮を改良させるか、或いは最適化させるために、最も異なった他の作業液体が、例えばアルコールと内燃機関の廃ガスの求められた分析のために特にブタノールが使用されるか、或いは分析されていた。しかし、この種の作業液体が多数の用途用の組成或いは化学構成部材に関して問題がなくはない、というのはこの種の測定配列の特定作動状態（特に不安定な圧力条件、圧力脈動）が今まで他の測定路或いは装置範囲の確実に排除すべきない汚染をそれと一緒に現れるこの種の測定値歪曲により無条件に回避されなければならないからである。

ドイツ実用新案第７３２１８２７号明細書 米国特許第４７９０６５０号明細書

この発明の課題は、あらゆる領域における用途が通常に生じる環境条件をこの種の測定環境の欠点的影響なしに可能とする前記種類の測定配列を改良することである。

この課題は、前記種類の凝縮核カウンタでは、飽和ユニットの作業液体用の貯蔵槽が圧力補償導管を介して固体粒子を積み込むガスの取出し領域と接続されていることによって解決される。驚くべき簡単な形式では、測定すべきガスの取出し領域の圧力不安定或いは圧力脈動がその測定環境のこの領域に、或いはさらにその内部位置する領域において作業液体の後方吸込みを行われ得る。この際には、取出し領域の取出し領域の具体的箇所ではこの圧力補償が行われ得ることが重要ではない、というのは、この圧力補償が努めた作用を省略するために、百パーセント確保されなければならないからである。

圧力補償導管では、この発明の好ましい別の構成において、フィルタが特に貯蔵槽の付近に接続され得て、それは一方では作業液体の小滴の侵入を阻止し、他方ではガス流から固体粒子の浸透を阻止する。この種のフィルタは当然に、圧力補償或いはその時間的経過阻止しないために、出来るだけ僅かな流れ抵抗しか作用させない。

固体粒子を積み込むガス用の取出し領域がこの発明の好ましい別の構成において、飽和ユニットへの供給導管と無関係に、調整可能な弁、例えば比例弁が配置されている流出導管を有し、その弁により、取出し領域の圧力とそれに伴う飽和ユニットや凝縮ユニットの圧力を定義された圧力条件に設定する好ましい可能性が生じる。

この発明の凝縮核カウンタの概略的配列を示す。 他の適切な配列のおよそ詳細に説明された概要を示す。

この発明は、次に、図面に概略的に図示された実施例に基づいて詳細に説明されていている。

図１による凝縮核カウンタは、詳細に図示されていない形式で加熱されて、固体粒子を積み込み取出し領域１から供給導管２を介して供給されたガスを貫通した飽和ユニット３を有し、この飽和ユニットに接続された貯蔵槽４から作業液体が供給される。ガス入口５によって取出し領域１に図示されていない試料取出しと試料準備により供給されたガスの流れでは、飽和ユニット３の後に同様に図示されていない形式で冷却された凝縮ユニット６が配置されていて、この凝縮ユニットには実際の粒子カウンタ７（詳細は図２を参照）が接続し、この粒子カウンタからガスがポンプ８によって引き出される。ガス入口５或いは取出し領域１におけるかなり不安定な圧力条件或いは圧力脈動でも、貯蔵槽４中の作業液体が取出し領域１とガス入口５を介してそのような測定システムに戻し吸引され得ないことを確保するために、貯蔵槽４が圧力補償導管９を介して取出し領域１と接続されていて、それは図１により取出し領域１を限定する容器からの出口導管１０において行われる。しかし、それによると、圧力補償導管９が直接に取出し領域１に連通できたか、或いは図２に図示されるように、飽和ユニット３に対する取出し領域（図２に図示されていない）から供給導管２に連通できた。

さらに、図１には圧力センサー１１が取出し領域１に図示されて、この圧力センサーが比例弁１３用制御ユニット１２と共働し、それにより取出し領域１並びに供給導管２と凝縮ユニット６を含める飽和ユニット３が定義された圧力レベルに保持され得る。

図２により、機能的には、図１に一致する構成部材の配列が同じ参照符号を備えていて、図１による配列の上記機能記載が実質的に図２に一致する。追加的に図２から、貯蔵槽４の付近領域における圧力補償導管９にはフィルタ１４が接続されていて、このフィルタは一方では供給導管２から貯蔵槽４への粒子積載ガスの収集を阻止し、他方では貯蔵槽４から供給導管２への方向に最も少ない小滴状作業液体の流出を阻止することが明らかである。さらに、飽和ユニット３が粒子積載ガスにより貫流されて、例えば１ブタノールなどの作業液体で湿される多孔飽和要素１５を含有することが明らかである。冷却された凝縮ユニット６からフィルタ１６とポンプ１７を介して水が収容容器１８に戻される。万一の滴り落ちる作業液体が直接に再び飽和ユニット３に戻し到達する。

粒子カウンタ７は概略的にレザーダイオード１９を示し、そのダイオード光が焦点ユニット２０を介して粒子積載ガス流の流出箇所に焦点合せて、コレクター２１を介して収集されて検出器２２に供給される。それにより、粒子積載ガス流の適切な希釈並びに凝縮された作業液体で人工的に拡大された粒子の適切な大きさの仮定の下で各個々の粒子が確定選択されて、それにより全濃度が検出され得る。

圧力センサー２３によって貫流条件が測定されて、別の圧力センサー２５を含める臨界ブラインド２４と一緒に設けられるか、或いはポンプ８によって調整され得る。

１．．．．．取出し領域
２．．．．．供給導管
３．．．．．飽和ユニット
４．．．．．貯蔵槽
５．．．．．ガス入口
６．．．．．凝縮ユニット
７．．．．．粒子カウンタ
８．．．．．ポンプ
９．．．．．圧力補償導管
１０．．．．出口導管
１１．．．．圧力センサー
１２．．．．制御ユニット
１３．．．．比例弁
１４．．．．フィルタ
１５．．．．多孔飽和要素
１６．．．．フィルタ
１７．．．．ポンプ
１８．．．．収容容器
１９．．．．レザーダイオード ２０．．．．焦点ユニット
２１．．．．コレクター
２２．．．．検出器
２３．．．．圧力センサー
２４．．．．ブラインド
２５．．．．別の圧力センサー

Claims (3)

1. 加熱されて固体粒子を積み込み取出し領域（１）から供給導管（２）を介して供給されたガスから貫流した飽和ユニット（３）であって、接続された貯蔵槽（４）から作業液体が供給される多孔飽和要素（１５）を包含する飽和ユニット（３）と、飽和ユニット（３）に後方接続されて冷却された凝縮ユニット（６）並びに凝縮ユニット（６）の下流に位置した粒子カウンタ（７）とを備える凝縮核カウンタにおいて、飽和ユニット（３）の作業液体用の貯蔵槽（４）が圧力補償導管（９）を介して固体粒子を積み込むガスの取出し領域（１）と接続されていることを特徴とするカウンタ。
2. 圧力補償導管（９）には、フィルタ（１４）が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のカウンタ。
3. 取出し領域（１）が飽和ユニット（３）に対する供給導管（２）と無関係に流出導管（１０）を有し、この流出導管には制御可能な弁（１３）が配置されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載のカウンタ。

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