用于監(jiān)控顆粒的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于監(jiān)控包括氣溶膠的通道(11)或空間內(nèi)的顆粒的裝置(1)和方法,以及涉及一種所述裝置中的離子阱。所述裝置(1)包括:噴射器(24);氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19),其設(shè)置為將基本上無顆粒的氣流(C)供給到噴射器(24);樣本入口裝置(2),其設(shè)置為借助于由氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)和噴射器(24)提供的吸力,將樣本氣溶膠流(A)從通道(11)或空間提供到噴射器(24)內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明,所述裝置還包括流動導(dǎo)引裝置(12、50、51),其大體上位于噴射器(24)的下游,用于改變從噴射器(24)排出的噴射器流(J)的方向。
【專利說明】用于監(jiān)控顆粒的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控顆粒的裝置,尤其涉及一種如獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分所限定的裝置。本發(fā)明還涉及一種顆粒傳感器中的離子阱裝置,更特別地涉及一種如獨(dú)立權(quán)利要求18的前序部分所限定的離子阱裝置。本發(fā)明也涉及一種用于監(jiān)控顆粒傳感器的方法,更特別地涉及一種如獨(dú)立權(quán)利要求27的前序部分所限定的方法。本發(fā)明進(jìn)而還涉及一種如權(quán)利要求30所述的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多工業(yè)過程和燃燒過程中形成了具有I至IOOOnm直徑的微小顆粒。由于多種原因,對這些微小顆粒進(jìn)行測量。微小顆粒測量是因微小顆粒潛在的健康影響而實施的,且也用于監(jiān)控工業(yè)過程和燃燒過程的操作,例如內(nèi)燃機(jī)的操作,尤其是柴油機(jī)的操作。用于監(jiān)控微小顆粒的另一原因是工業(yè)過程中對納米尺寸的顆粒的日益增長的使用和生產(chǎn)。由于上述原因,因此需要可靠的微小顆粒測量設(shè)備和方法。
[0003]在文獻(xiàn)W02009109688A1中描述了一種現(xiàn)有技術(shù)的用于測量微小顆粒的方法和裝置。在該現(xiàn)有技術(shù)的方法中,清潔的、基本上無顆粒的氣體供應(yīng)到該裝置,并作為主流經(jīng)由入口腔室被引導(dǎo)到設(shè)置在該裝置內(nèi)部的噴射器。清潔氣體在供應(yīng)到入口腔室內(nèi)之前和供應(yīng)過程中,被進(jìn)一步電離。經(jīng)過電離的清潔氣體可優(yōu)選地以音速或接近音速的速度供給到噴射器。對清潔氣體的電離可例如利用電暈充電器來實施。入口腔室還設(shè)置有樣本入口,所述樣本入口設(shè)置為與包含具有微小顆粒的氣溶膠的通道或空間流體連通。清潔氣流和噴射器一起對樣本入口形成吸力,使得從所述管道或空間到入口腔室形成樣本氣溶膠流。樣本氣溶膠流因此作為側(cè)流提供給噴射器。經(jīng)過電離的清潔氣體為至少一部分顆粒充電荷。帶電荷顆粒可被進(jìn)一步引導(dǎo)回包含氣溶膠的管道或空間。因此,通過監(jiān)控帶電荷顆粒攜帶的電荷,監(jiān)控氣溶膠樣本的微小顆粒。利用設(shè)置在噴射器下游的離子阱進(jìn)一步移除自由離子。然而,文獻(xiàn)W02009109688A1未描述離子阱的與氣溶膠流相關(guān)的任何有利實施方式。
[0004]EP1681551A1, Matter Engineering AG公司,19.7.2006描述了一種用于氣溶膠監(jiān)控的裝置,其中附加離子由離子阱移除。離子阱可為具有高到足以沉積離子的電壓的桿。由于較低的遷移率,帶電荷顆粒不沉積。該公開文獻(xiàn)描述一種桿狀離子阱,但未描述在離子阱內(nèi)導(dǎo)引氣溶膠流、使得氣溶膠流在離子阱內(nèi)的方向?qū)⒏淖兊娜魏蝺?yōu)點(diǎn)。
[0005]對微小顆粒監(jiān)控裝置的一個重要要求是可靠的操作,使得這些微小顆粒監(jiān)控裝置可長時期操作,而無需維修。在很多應(yīng)用中,例如監(jiān)控內(nèi)燃機(jī)的微小顆粒,也優(yōu)選地是,監(jiān)控裝置可連續(xù)操作以實時地實施微小顆粒測量。進(jìn)一步地,在很多情況下,微小顆粒監(jiān)控裝置必需安裝在現(xiàn)有系統(tǒng)中,在現(xiàn)有系統(tǒng)中,僅存在用于顆粒測量裝置的有限量的空間。通常,工業(yè)系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)或其它包含氣溶膠的系統(tǒng)設(shè)計得盡可能緊湊。因此,微小顆粒測量裝置也必需小型化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的裝置和方法。本發(fā)明的目標(biāo)借助于如權(quán)利要求1的特征部分所述的裝置來實現(xiàn),所述裝置包括流動導(dǎo)引裝置,所述流動導(dǎo)引裝置大體上位于噴射器的下游,用于改變從噴射器排出的噴射器流的方向。本發(fā)明的目標(biāo)進(jìn)一步借助于如權(quán)利要求18的特征部分所述的離子阱裝置實現(xiàn),所述離子阱裝置設(shè)置為改變噴射器流的方向。本發(fā)明的目標(biāo)也借助于如權(quán)利要求27的特征部分所述的方法實現(xiàn),所述方法包括改變從噴射器排出的噴射器流的方向。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中公開。
[0008]本發(fā)明基于如下構(gòu)思,即在相對于噴射器內(nèi)部的流動方向而言的橫向上導(dǎo)引從噴射器排出的噴射器流。換言之,噴射器流在噴射器的下游被轉(zhuǎn)向到至少部分地曲折的流動路徑。這就表示噴射器流的流動方向可轉(zhuǎn)向到相對于噴射器的軸向而言的至少部分地徑向上。本發(fā)明的裝置包括流動導(dǎo)引裝置,用于改變從噴射器排出的噴射器流的方向。流動導(dǎo)引裝置可包括設(shè)置為在噴射器下游導(dǎo)引噴射器流的一個或多個流動導(dǎo)引件。在優(yōu)選實施方式中,流動導(dǎo)引件中的至少一個設(shè)置為離子阱,用于從噴射器流移除未附著到顆粒的自由離子。形成流動導(dǎo)引裝置的至少部分的離子阱可包括一個或多個流動導(dǎo)引件,所述一個或多個流動導(dǎo)引件呈包括封閉底部、從底部延伸的一個側(cè)壁或多個側(cè)壁、以及敞開前壁的杯狀流動導(dǎo)引件的形式。杯狀流動導(dǎo)引件可設(shè)置為經(jīng)由敞開前壁接收噴射器流,以用于改變噴射器流的方向。
[0009]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn),即噴射器流在噴射器下游和所述裝置的離子阱腔室內(nèi)的流動路徑可形成為至少部分地曲折的流動路徑。噴射器流在噴射器下游和離子阱腔室內(nèi)的曲折路徑,能夠?qū)崿F(xiàn)在不縮短噴射器流經(jīng)受離子阱的離子阱電壓的時間的情況下,沿所述裝置的軸向縮短離子阱腔室。這通過將噴射器流導(dǎo)引進(jìn)至少部分地曲折的流動路徑內(nèi)、使得噴射器流在至少部分地圓形的離子阱處流動而實現(xiàn)。換言之,噴射器流的曲折流動路徑能夠使噴射器流經(jīng)受離子阱的時間延長。因此,噴射器流經(jīng)受離子阱的延長時間能夠使離子阱腔室的尺寸減小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下文,將參照附圖并結(jié)合優(yōu)選實施方式,更詳細(xì)地描述本發(fā)明,其中:
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的用于監(jiān)控顆粒的裝置的示意圖;
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)控顆粒的裝置的一個實施方式的示意圖;
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)控顆粒的裝置的另一實施方式的示意圖;
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)控顆粒的裝置的又另一實施方式的示意圖;
[0015]圖5是圖4的裝置的詳細(xì)圖;
[0016]圖6A和6B示出圖4和5的裝置的細(xì)節(jié);
[0017]圖7至11示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的替代實施方式。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的用于監(jiān)控顆粒的裝置I的一個實施方式。裝置I包括測量殼體17,測量殼體17提供對包括顆粒的氣溶膠進(jìn)行引導(dǎo)的空間。樣本氣溶膠流A從包括氣溶膠的通道、管道或空間被引導(dǎo)到用于監(jiān)控或測量氣溶膠內(nèi)的顆粒的測量殼體17內(nèi)部。裝置I連接到氣溶膠管道11,在氣溶膠管道11內(nèi)部為氣溶膠流F。因此,裝置I設(shè)置為監(jiān)控氣溶膠流F中的微小顆粒或顆粒。氣溶膠管道11可為內(nèi)燃機(jī)或類似裝置的排氣管道。替代地,氣溶膠管道11可為包括氣溶膠的任何空間、或具有氣溶膠流F的任何管道或通道。該空間可包括氣溶膠流,但該裝置也可設(shè)置為監(jiān)控大體靜止的氣溶膠的顆粒,例如室內(nèi)空氣的顆粒。
[0019]裝置I包括用于將樣本氣溶膠流A弓丨導(dǎo)進(jìn)裝置I的樣本入口 2。樣本入口 2與氣溶膠管道11以及裝置I的測量殼體17內(nèi)部流體連通。裝置I優(yōu)選地也包括樣本出口 10,已分析過的樣本氣溶膠流B通過樣本出口 10從測量殼體17和裝置I排出。在圖1的實施方式中,已分析過的樣本氣溶膠流B返回到氣溶膠管道11。樣本出口 10也可設(shè)置為將已分析過的樣本氣溶膠B直接引導(dǎo)到周圍大氣或其它一些場所,例如容器。因此,裝置I不一定收集或存儲從氣溶膠管道11接收的樣本氣溶膠A。在替代性實施方式中,該裝置也可包括具有一個或多個樣本入口的樣本入口裝置2。此外,該裝置也可包括具有一個或多個樣本出口的樣本出口裝置10。
[0020]裝置I包括入口腔室4,樣本入口 2設(shè)置為提供氣溶膠管道11與入口腔室4之間的流體連通。該裝置還包括用于將清潔無顆粒的氣體C供應(yīng)進(jìn)入口腔室4內(nèi)的氣體供應(yīng)裝置。該氣體供應(yīng)裝置包括氣體供應(yīng)連接裝置18,清潔氣體可經(jīng)由氣體供應(yīng)連接裝置18從氣源19引來。該氣體可在過濾器或類似裝置內(nèi)進(jìn)行清潔以大體移除該氣體的顆粒,使得該加壓氣體內(nèi)的顆粒濃度顯著地低于樣本氣溶膠流A中的顆粒濃度。清潔氣體可為空氣或其它一些合適氣體。清潔氣體也可在供給到入口腔室4內(nèi)之前進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述調(diào)節(jié)可包括用流動控制器冷卻或加熱氣體以及調(diào)整氣流速度和體積。然后,清潔氣體通過氣體供應(yīng)連接裝置18供給到測量裝置I。
[0021]裝置I還包括清潔氣體供應(yīng)通道16,清潔氣體通過清潔氣體供應(yīng)通道16供給到裝置I的入口腔室4。清潔氣體供應(yīng)通道16與氣體供應(yīng)連接裝置18流體連通,并包括通至入口腔室4內(nèi)的噴頭6。該裝置還設(shè)置有電離裝置14,電離裝置14用于在將清潔氣體從噴頭6供給到入口腔室4之前或過程中電離清潔氣體的至少一部分。在圖1的實施方式中,電離裝置14設(shè)置到清潔氣體供應(yīng)通道16。在圖1的實施方式中,電離裝置是在清潔氣體供應(yīng)通道16內(nèi)延伸的電暈針14。電暈針14也可為適于電離清潔氣體的另一種裝置。噴頭6和電暈針14有利地設(shè)置,使得電暈針14大體延伸到噴頭6的附近。這有助于電暈針14保持清潔,并提高離子生產(chǎn)。流通過電暈針14的清潔氣流保持電暈針清潔。電暈針14借助于一個或多個電絕緣器35與裝置I的清潔氣流通道壁和殼體17隔離。氣體供應(yīng)通道16的壁優(yōu)選地與電暈針14位于相同電位。根據(jù)上述,氣體供應(yīng)通道16設(shè)置為將基本上無顆粒的已電離氣流C提供到入口腔室4。
[0022]該裝置還設(shè)置有噴射器24。噴射器24包括縮擴(kuò)噴嘴24,縮擴(kuò)噴嘴24因此形成縮擴(kuò)流動通道,即噴射器24的喉管部8。噴射器24是利用主流的動量對側(cè)流體流產(chǎn)生吸力的類似泵的裝置。主流體流和側(cè)流體流在噴射器24內(nèi)至少部分地混合。在流通過噴射器24的喉管部8之后,混合流體膨脹,且流速降低,導(dǎo)致動能轉(zhuǎn)化成壓力能。在替代性實施方式中,該裝置也可包括一個或多個清潔氣體供應(yīng)通道16、電暈針14以及噴射器24。在圖1的實施方式中,從噴嘴6排出的基本上無顆粒的已電離氣流C作為主流供給到噴射器24的喉管部8。因此,清潔氣體供應(yīng)通道16和噴頭6設(shè)置為將基本上無顆粒的氣流C高速供給到喉管部8內(nèi)。基本上無顆粒的氣流C的速度優(yōu)選地為音速或接近音速。在噴射器24中,基本上無顆粒的氣流C對樣本入口 2形成吸力,使得樣本氣溶膠流A可被吸入入口腔室4。樣本氣溶膠流A形成噴射器24的側(cè)流。樣本氣溶膠流A的流量基本上依據(jù)噴射器24的幾何結(jié)構(gòu)和基本上無顆粒的已電離氣流C的流量而定。在優(yōu)選實施方式中,主流C與側(cè)流A之比較小,優(yōu)選地低于1:1,更優(yōu)選地低于1:3。根據(jù)上述,無需將樣本氣溶膠流A主動供給到裝置1,但樣本氣溶膠流A可借助于清潔氣體供應(yīng)裝置和噴射器24被吸入。
[0023]基本上無顆粒的已電離氣流C和樣本氣溶膠流在入口腔室4和噴射器24內(nèi)混合,使得在混合過程中,樣本氣溶膠流A的顆粒被已電離的清潔氣流C充電荷。基本上無顆粒的已電離氣流C和樣本氣溶膠流A —起形成從噴射器24排出的、具體地從噴射器24的喉管部8排出的噴射器流J。裝置I還包括位于測量殼體17內(nèi)部的離子阱腔室22。離子阱腔室22包括離子阱12,離子阱12用于移除未附著到樣本氣溶膠流A的顆粒的離子。離子阱12可設(shè)置用于移除上述自由離子的收集電壓。用于捕集自由離子的電壓依據(jù)裝置I的設(shè)計參數(shù)而定,但典型地,離子阱12的電壓為IOv至30kV。離子阱12的電壓也可調(diào)整以移除核模式顆粒、或甚至累積模式中的最小顆粒。在替代性實施方式中,離子阱12設(shè)置為通過電場、磁場、擴(kuò)散或其組合從噴射器流J移除未附著到顆粒的離子。
[0024]混合在一起的樣本氣溶膠和基本上清潔氣體,噴射器流J,與樣本氣溶膠的電離顆粒一起通過出口 10排出裝置I。出口 10設(shè)置為與離子阱腔室22流體連通,用于將排放流B排出裝置I。出口 10可設(shè)置為將排放流B供應(yīng)回氣溶膠管道11、或周圍大氣或其它一些場所。
[0025]通過測量樣本氣溶膠流A的帶電荷顆粒所攜帶的電荷,監(jiān)控氣溶膠管道11內(nèi)的氣溶膠F的顆粒。在優(yōu)選實施方式中,通過測量通過出口 10隨著噴射器流J與帶電荷顆粒一起逃離裝置I的電荷,監(jiān)控氣溶膠F的顆粒。可借助于很多替代性方法測量帶電荷顆粒所攜帶的電荷。在一個實施方式中,通過測量從樣本出口 10逃離的凈電流,測量帶電荷顆粒所攜帶的電荷。為了能夠測量小電流,典型地為PA等級的小電流,將整個裝置I與周圍系統(tǒng)隔離。在圖1中,裝置I設(shè)置有用于將裝置I與管道11隔離的安裝隔離裝置13。可在被隔離的裝置I (即位于測量殼體17的壁內(nèi)的點(diǎn))與周圍系統(tǒng)的接地點(diǎn)之間組裝靜電計34。借助于這種設(shè)置,靜電計34可測量與電離顆粒一起逃離被隔離裝置I的電荷。換言之,這種設(shè)置測量逃逸電流。
[0026]圖1示出通過測量從裝置I逃逸的電流而監(jiān)控顆粒的一個實施方式。借助于電裝置30測量逃逸電流。電裝置30包括連接到電離裝置14的高電壓源36,高電壓源36用于將高電壓提供到電離裝置14。高電壓源36借助于隔離變壓器38和電絕緣器35與其它系統(tǒng)電隔離。電離裝置14與氣體通道16的壁位于相同電位。電裝置30還包括靜電計34,靜電計34組裝在電離裝置14與和測量殼體17的壁進(jìn)行電流接觸的點(diǎn)之間。高電壓源36的第一觸頭連接到電離裝置14,第二觸頭連接為靜電計34的第一輸入端。靜電計34的第二輸入端連接到測量殼體17的壁并連接到離子阱12。借助于這種電裝置30,靜電計34測量與電離顆粒一起逃離離子阱腔室22和裝置I的電荷,例如測量逃逸電流。
[0027]離子阱12阻止自由離子逃離裝置I。離子阱12經(jīng)由離子阱導(dǎo)體(在圖1未示出)連接到收集電壓源36。在現(xiàn)有技術(shù)中,離子阱12設(shè)置為網(wǎng)孔狀電極或板狀電極。圖1示出一個現(xiàn)有技術(shù)中的實施方式,其中離子阱12板裝置設(shè)置在噴射器24的下游處,用于移除噴射器流J中的自由離子。離子阱12連接到收集電壓源36。在替代性實施方式中,離子阱可設(shè)置為通過電場、磁場、擴(kuò)散或其組合從噴射器流J移除未附著到顆粒的離子。
[0028]如圖1所示,噴射器流J沿噴射器或噴射器24的喉管部8的軸向排出噴射器24。噴射器24的軸向是噴射器24的平均軸向。在該上下文中,從噴射器24排出的噴射器流J的方向是噴射器24的軸向。在實踐中,當(dāng)噴射器流從噴射器24排出時將膨脹,但噴射器流J的平均方向與噴射器24的軸向基本上平行。圖1示出離子阱腔室22內(nèi)的一現(xiàn)有技術(shù)中的裝置。噴射器流J在離子阱腔室22內(nèi)繼續(xù)沿噴射器24的軸向流動,如箭頭D所示。離子阱12設(shè)置為大體上沿噴射器24的軸向延伸,以用于高效移除噴射器流J中的自由離子。換言之,離子阱12設(shè)置為沿從噴射器24排出的噴射器流J的流動方向延伸,以用于提供噴射器流J與離子阱12之間的充足接觸時間,使得自由離子可從噴射器流J高效移除。這種現(xiàn)有技術(shù)的離子阱裝置的缺點(diǎn)是它需要長離子阱腔室22,并因此所述裝置的外部尺寸變大。
[0029]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的裝置I的一個實施方式。所述裝置在操作原理方面可與圖1的裝置相同。為了簡化,從圖2和3中略去了電裝置。圖2的用于監(jiān)控通道11內(nèi)的顆粒的裝置I包括:噴射器24 ;氣體供應(yīng)裝置6、16、18,其設(shè)置為將基本上無顆粒的氣流C供給到噴射器24 ;以及樣本入口裝置2,其設(shè)置為借助于由氣體供應(yīng)裝置6、16、18和噴射器24提供的吸入作用而將樣本氣溶膠流A從通道11提供到噴射器24內(nèi)。裝置I還包括大體位于噴射器24下游的流動導(dǎo)引裝置,所述流動導(dǎo)引裝置用于改變從噴射器24排出的噴射器流J的方向。在圖2的實施方式中,流動導(dǎo)引裝置包括設(shè)置在噴射器24的下游并設(shè)置進(jìn)離子阱腔室22內(nèi)的流動導(dǎo)引件50。流動導(dǎo)引件50可為設(shè)置為改變噴射器流J方向的導(dǎo)引板、或其它一些機(jī)械部件。流動導(dǎo)引裝置也可包括兩個或更多的單獨(dú)流動導(dǎo)引件50。
[0030]如圖2所示,流動導(dǎo)引件50使噴射器流J沿箭頭E方向朝離子阱腔室22的側(cè)壁15轉(zhuǎn)向。然后,噴射器流J在離子阱腔室22的側(cè)壁15和流動導(dǎo)引件50之間流動。離子阱腔室22進(jìn)一步設(shè)置有從離子阱腔室22的側(cè)壁15延伸的離子阱12。離子阱12設(shè)置為形成用于在離子阱腔室22內(nèi)導(dǎo)引噴射器流J的第二流動導(dǎo)引件。流動導(dǎo)引件50和離子阱12設(shè)置為使噴射器流J沿箭頭F方向朝側(cè)壁15的相對部分轉(zhuǎn)向。離子阱12進(jìn)一步設(shè)置為使噴射器流J沿箭頭G方向在離子阱12和離子阱腔室22的側(cè)壁15之間轉(zhuǎn)向,且進(jìn)一步設(shè)置為使噴射器流J在離子阱12和離子阱腔室22的端壁21之間向出口 10轉(zhuǎn)向。根據(jù)上述和圖2,包括流動導(dǎo)引件50和離子阱12的流動導(dǎo)引裝置設(shè)置為為噴射器流J提供至少部分地曲折的流動路徑。該曲折流動路徑意味著在離子阱腔室22內(nèi)并且在噴射器24和出口 10之間的噴射器流J的流動路徑在噴射器24的軸向上盤旋、成Z字形彎曲、或往復(fù)運(yùn)動。流動導(dǎo)引裝置可設(shè)置為相對于噴射器24的軸向而言為噴射器流J提供至少部分地橫向的流動路徑、和/或相對于噴射器24的軸向而言為噴射器流J提供至少部分地徑向的流動路徑。圖2的離子阱12可與離子阱腔室22的側(cè)壁15電隔離,且離子阱電壓被直接引至離子阱12。
[0031]圖3示出本發(fā)明的另一實施方式。在圖3中,流動導(dǎo)引裝置包括設(shè)置在噴射器24下游的杯狀流動導(dǎo)引件51。杯狀流動導(dǎo)引件51包括封閉底部、自底部延伸的一個側(cè)壁或多個側(cè)壁、以及敞開的前壁。杯狀流動導(dǎo)引件51的底部形成為朝噴射器24逐漸變細(xì),如圖3所示。杯狀流動導(dǎo)引件51可設(shè)置為經(jīng)由敞開前壁接收噴射器流J,以改變噴射器流J的方向。杯狀流動導(dǎo)引件51也可優(yōu)選地設(shè)置為直接位于噴射器24下游。杯狀流動導(dǎo)引件51接收從噴射器24到杯狀流動導(dǎo)引件51底部的噴射器流J。杯狀流動導(dǎo)引件51的底部使噴射器流J至少部分地向后朝噴射器24轉(zhuǎn)向,如箭頭I所示,并進(jìn)一步沿箭頭H方向在杯狀流動導(dǎo)引件51與離子阱腔室22的側(cè)壁15之間朝噴射器24的下游轉(zhuǎn)向。離子阱腔室22還設(shè)置有離子阱12,離子阱12設(shè)置在杯狀流動導(dǎo)引件51的下游,并從離子阱腔室22的側(cè)壁延伸,并在中間部位具有開口。離子阱12形成流動導(dǎo)引裝置的流動導(dǎo)引件之一,并沿箭頭K方向?qū)б龂娚淦髁鳌A鲃訉?dǎo)引裝置還包括設(shè)置在離子阱12下游的第二杯狀流動導(dǎo)引件51。離子阱12將噴射器流J引導(dǎo)進(jìn)第二杯狀流動導(dǎo)引件51。第二杯狀流動導(dǎo)引件51接收噴射器流J,并使噴射器流J如箭頭L所示至少部分地向后朝噴射器24轉(zhuǎn)向,并進(jìn)一步在杯狀流動導(dǎo)引件51與離子阱腔室22的側(cè)壁15之間朝噴射器24的下游轉(zhuǎn)向,以及在第二杯狀流動導(dǎo)引件和離子阱腔室22的端壁21之間沿箭頭M方向向出口 10轉(zhuǎn)向。圖2的離子阱12可與離子阱腔室22的側(cè)壁15電隔離,且離子阱電壓被直接引至離子阱12。
[0032]圖3的流動導(dǎo)引裝置也在離子阱腔室22內(nèi)部為噴射器流提供曲折流動路徑。圖3的流動導(dǎo)引裝置也設(shè)置為使噴射器流J至少局部地沿噴射器24內(nèi)的流動方向的大體反方向轉(zhuǎn)向。在上述實施方式的任一種中,流動導(dǎo)引裝置可包括呈板、平板或彎曲板形式的一個或多個流動導(dǎo)引件50、51。流動導(dǎo)引裝置也可包括呈包括封閉底部、從底部延伸的一個側(cè)壁或多個側(cè)壁、以及敞開前壁的杯狀流動導(dǎo)引件51形式的一個或多個流動導(dǎo)引件。
[0033]圖4示出本發(fā)明的另一實施方式,其中氣體供應(yīng)裝置6、16、18設(shè)置為將基本上無顆粒的已電離氣流C供給到噴射器24,以為樣本氣溶膠流A中的顆粒的至少一部分充電荷,所述裝置還包括用于從噴射器流J移除未附著到顆粒的離子的離子阱12。在圖4中,流動導(dǎo)引裝置僅包括一個流動導(dǎo)引件。在這種實施方式中,離子阱12設(shè)置為流動導(dǎo)引件。因此,圖4的裝置設(shè)置有離子阱裝置,所述離子阱裝置設(shè)置為改變噴射器流J的方向。在圖4中,離子阱裝置設(shè)置為在離子阱腔室22內(nèi)為噴射器流J提供部分地曲折的流動路徑。離子阱裝置包括具有封閉底部、從封閉底部延伸的側(cè)壁以及敞開前壁的杯狀離子阱12,但在另一實施方式中,離子阱裝置也可包括一個或多個平坦或彎曲的離子阱板12、或若干杯狀離子阱12。除了杯狀離子阱12,所述裝置也可包括設(shè)置在離子阱腔室內(nèi)部的一個或多個單獨(dú)的流動導(dǎo)引件,所述一個或多個單獨(dú)的流動導(dǎo)引件用于與杯狀離子阱12—起導(dǎo)引噴射器流J。
[0034]在圖4中,杯狀離子阱12設(shè)置為直接位于噴射器24的下游,用于從噴射器24接收噴射器流J。杯狀離子阱裝置12的底部使噴射器流J如箭頭N所示至少部分地向后朝噴射器24轉(zhuǎn)向,且進(jìn)一步沿箭頭O方向在杯狀離子阱12和離子阱腔室22的側(cè)壁15之間朝噴射器24的下游轉(zhuǎn)向,以及在離子阱12和離子阱腔室22的端壁21之間向出口 10轉(zhuǎn)向。因此,杯狀離子阱12可設(shè)置為從噴射器24接收噴射器流J,并在離子阱腔室22的內(nèi)壁15和杯狀離子阱12之間導(dǎo)引噴射器流J,以及進(jìn)一步朝噴射器24的下游導(dǎo)引。
[0035]圖5示出圖4的裝置的優(yōu)選實施方式。在這種實施方式中,噴射器24設(shè)置有唇緣48,唇緣48從噴射器24和噴射器24的喉管部8向下游延伸,用于導(dǎo)引來自噴射器24的噴射器流J。唇緣48可設(shè)置為在杯狀離子阱12或流動導(dǎo)引件內(nèi)部導(dǎo)引噴射器流J,和/或唇緣48可設(shè)置為在杯狀離子阱12或流動導(dǎo)引件內(nèi)部延伸,如圖5所示。唇緣48可為流動導(dǎo)引裝置的部分,且它優(yōu)選地設(shè)置為與測量殼體17位于相同的電位。杯狀離子阱12的底部可包括朝噴射器24延伸的鼻突部42。鼻突部42可設(shè)置為至少部分地在噴射器24的喉管部8內(nèi)部延伸。鼻突部42可形成為朝噴射器24逐漸變細(xì)。在圖5中,離子阱12也以圖4中相同的方法形成流動導(dǎo)引件。
[0036]離子阱裝置可包括離子阱12,離子阱12借助于阱導(dǎo)體25連接到收集電壓源36,以為離子阱12提供用于從噴射器流J移除未附著到顆粒的離子的收集電壓。如圖4和5所示,阱導(dǎo)體25設(shè)置為延伸進(jìn)測量殼體17內(nèi)部,且具體地位于測量殼體17內(nèi)的從入口腔室4到離子阱腔室22之間,或者穿過入口腔室4至離子阱腔室22,以將收集電壓提供到離子阱12。如圖4和5所示,測量殼體17可在測量殼體17內(nèi)設(shè)置有供阱導(dǎo)體25穿過的阱導(dǎo)體通道28,以將阱導(dǎo)體25與樣本氣溶膠流A、基本上無顆粒的電離氣流C、以及噴射器流J分離開。阱導(dǎo)體通道28可為位于測量殼體17內(nèi)部的阱導(dǎo)體25提供電隔離。離子阱12可用位于離子阱腔室22內(nèi)部的機(jī)械阱保持件26支撐,如圖4和5所示。
[0037]因為諸如樣本氣溶膠的微小顆粒等污染物可經(jīng)由離子阱12或離子阱保持件26延伸進(jìn)離子阱腔室22所穿過的開口進(jìn)入阱導(dǎo)體通道28,因此阱導(dǎo)體通道28可被污染。離子阱保持件26可為設(shè)置為支撐離子阱12、并將收集電壓從離子阱導(dǎo)體25導(dǎo)通到離子阱12的任何機(jī)械和導(dǎo)電性部件。離子阱保持件26可為單獨(dú)部件,或者它可為離子阱導(dǎo)體25、或離子阱12、或上述兩者的一體部分。為了防止弄臟阱導(dǎo)體通道28,它可設(shè)置鞘氣流P。在圖4和5中,所述裝置還設(shè)置有鞘氣流通道46,鞘氣流通道46連接到所有的離子阱通道28或離子阱保持件通道28,使得鞘氣可在阱導(dǎo)體通道28的內(nèi)壁和阱導(dǎo)體25之間流入離子阱腔室
22、或從鞘流出口 41流入離子阱保持件26。
[0038]鞘氣流P可包括來自任何合適氣源的合適氣體。在優(yōu)選實施方式中,鞘氣流P從也向入口腔室4供應(yīng)基本上無顆粒的氣流的氣源提供。阱導(dǎo)體通道28和離子阱導(dǎo)體25優(yōu)選地具有不同的橫截面形狀,以用于在阱導(dǎo)體通道28和離子阱導(dǎo)體25之間設(shè)置間隙,鞘氣流P在該間隙內(nèi)流動。圖6B示出一個實施方式,其中阱導(dǎo)體通道28具有大體圓形橫截面,而離子阱導(dǎo)體25具有具有大體矩形橫截面。在這種實施方式中,沿著阱導(dǎo)體通道28的長度給阱導(dǎo)體通道28提供鞘氣流,如圖4所示。在替代性實施方式中,所述裝置還設(shè)置沿著測量殼體17的側(cè)面延伸的單獨(dú)的鞘氣流通道46,如圖5所示。所述裝置還設(shè)置有連接到阱導(dǎo)體通道28的周向鞘流分布通道40。鞘流分布通道40優(yōu)選地與所有的離子阱保持件26流體連接。這能夠?qū)崿F(xiàn)通過阱導(dǎo)體通道28為所有的離子阱保持件26提供鞘流。
[0039]圖6A示出沿噴射器24的軸向觀察到的圖4和5的離子阱配置。杯狀離子阱12由三個離子阱保持件26支撐,其中一個連接到離子阱導(dǎo)體25并設(shè)置有阱導(dǎo)體通道(未示出)。鞘氣可通過圖5所示的鞘氣分布通道40提供到所有的阱保持件26。
[0040]圖7示出本發(fā)明的一個實施方式,其中離子阱腔室22的端壁21設(shè)計為形成離子阱12和/或流動導(dǎo)引件。如圖7所示,離子阱腔室22的端壁21形成為朝向噴射器24的喉管部8。端壁21也可形成為至少部分地或局部地延伸進(jìn)離子阱腔室22內(nèi)以在離子阱腔室22導(dǎo)引噴射器流J,或者至少部分地或局部地或部分地位于噴射器24的喉管部8內(nèi)部。在這種實施方式中,阱導(dǎo)體連接到端壁21,端壁21進(jìn)一步與離子阱腔室22的側(cè)壁15和殼體17的其余部分電隔離。應(yīng)該注意到,端壁21也可以替代性方法形成。因此,在圖7中,離子阱腔室22的端壁21形成所述裝置的離子阱12。端壁21也沿箭頭Q的方向改變噴射器流J的流動方向。在替代性實施方式中,離子阱腔室22的側(cè)壁15可設(shè)置為形成所述裝置的離子阱。在這種實施方式中,阱導(dǎo)體連接到側(cè)壁15,側(cè)壁15進(jìn)一步與端壁21和測量殼體17的其余部分電隔離。[0041]圖7的實施方式也可改變,使得所述裝置包括如圖1至5所示的單獨(dú)的離子阱,但離子阱腔室22的端壁21和/或側(cè)壁形成為提供用于改變從噴射器24排出的噴射器流的方向的流動導(dǎo)引件。因此,側(cè)壁15可設(shè)置有延伸進(jìn)離子阱腔室22的突出部。在再一替代性實施方式中,測量殼體的端壁21或側(cè)壁15的至少部分形成流動導(dǎo)引件和離子阱12兩者。
[0042]圖8至11示出替代性實施方式,其中噴射器24設(shè)置有唇緣48,唇緣48從噴射器24和噴射器24的喉管部8向下游延伸,用于導(dǎo)引來自噴射器24的噴射器流J。唇緣48可以圖5所示的相同的方法設(shè)置。在圖8至11的實施方式中,唇緣48由導(dǎo)電性材料形成,例如不銹鋼或其它一些金屬,且阱導(dǎo)體25電連接到唇緣48,使得唇緣48形成離子阱12。在圖8至10的實施方式中,唇緣48也形成流動導(dǎo)引件,使得唇緣48和端壁21以及側(cè)壁15在離子阱腔室22內(nèi)一起改變噴射器流J的流動方向。在圖8至11中,相同參考標(biāo)號表示與圖1至7中相同的部件。
[0043]圖8示出一個實施方式,其中唇緣48形成離子阱12,并延伸進(jìn)離子阱腔室22內(nèi)以形成流動導(dǎo)引件,以用于根據(jù)箭頭R改變噴射器流的流動方向,并通過出口 10導(dǎo)引出所述裝置。在這種實施方式中,唇緣48與測量殼體17、側(cè)壁15和端壁21電隔離。
[0044]圖9示出替代性實施方式,其中離子阱腔室22的端壁21形成為延伸進(jìn)唇緣48內(nèi)部、或噴射器24的喉管部8內(nèi)部。因此,端壁21形成突出部23,突出部23延伸進(jìn)唇緣48內(nèi)部或喉管部8內(nèi)部,如圖9所示。突出部23形成流動導(dǎo)引件,從而根據(jù)箭頭S與唇緣48一起改變噴射器流J的方向。因此,唇緣48也形成流動導(dǎo)引件。因為阱導(dǎo)體25電連接到唇緣48,因此唇緣48也形成離子阱12。在這種實施方式中,唇緣48與測量殼體17、側(cè)壁15以及端壁21電隔離。
[0045]圖10示出再一替代性方式,其中阱導(dǎo)體25電連接到唇緣48,且唇緣形成離子阱12,并延伸進(jìn)離子阱腔室22內(nèi)以形成用于改變噴射器流J的流動方向的流動導(dǎo)引件。在這種實施方式中,唇緣48與測量殼體17、側(cè)壁15以及端壁21電隔離。離子阱腔室22的端壁21設(shè)置有針狀突出部23,針狀突出部23延伸進(jìn)唇緣48內(nèi)部并為離子阱12提供對電極。離子阱腔室22的端壁21或側(cè)壁15還設(shè)置有用于進(jìn)一步在離子阱腔室22內(nèi)導(dǎo)引噴射器流的流動導(dǎo)引件50。唇緣48也設(shè)置有延伸進(jìn)離子阱腔室22內(nèi)部的離子阱支部27。離子阱支部27電連接到唇緣48,并也形成流動導(dǎo)引件。在這種實施方式中,噴射器流J首先沿箭頭T方向被引導(dǎo)在唇緣和流動導(dǎo)引件50之間,然后沿箭頭U方向被引導(dǎo)在流動導(dǎo)引件50和離子阱支部27之間,且進(jìn)一步地沿箭頭V方向被導(dǎo)引在側(cè)壁15和離子阱支部27之間并經(jīng)由出口 10排出所述裝置。
[0046]圖11示出另一實施方式,其中針狀突出部23設(shè)置到端壁21,且針狀突出部23延伸進(jìn)喉管部8的內(nèi)部。在這種實施方式中,唇緣48未延伸進(jìn)離子阱腔室22內(nèi),而僅形成喉管部8的導(dǎo)電表面。阱導(dǎo)體25電連接到唇緣48,使得噴射器24的喉管部8的表面形成離子阱12。針狀突出部23形成離子阱12的對電極。
[0047]在圖8至11的所有實施方式中,離子阱腔室22的端壁21或側(cè)壁可連接到離子阱導(dǎo)體25,而非唇緣48。因此,離子阱腔室22的端壁21或側(cè)壁15可以以與圖7實施方式的相同方法形成離子阱。在那種實施方式中,圖10的流動導(dǎo)引件50也形成離子阱,且離子阱支部27形成流動導(dǎo)引件。在又一實施方式中,針狀關(guān)出部23可與纟而壁21電隔尚,并連接到離子阱導(dǎo)體25,使得針狀突出部形成離子阱12。[0048]測量殼體17、還有側(cè)壁15和端壁21,可由聚合物材料形成或粉末金屬制成,例如通過注塑成型。替代地,殼體17、還有側(cè)壁15和端壁21可由諸如鋼板等薄板金屬形成。薄板可例如通過深拉成形而形成以提供期望形狀,如圖9中的突出部23。
[0049]本發(fā)明也提供用于監(jiān)控包括氣溶膠的通道11或空間內(nèi)的顆粒的方法。所述方法包括將基本上無顆粒的氣流C供給到噴射器24,借助于基本上無顆粒的氣流C和噴射器24從通道11或空間吸入樣本氣溶膠流A,并改變從噴射器24排出的噴射器流J的方向。所述方法還包括將基本上無顆粒的氣流C供給到噴射器24,將樣本氣溶膠流A的至少一部分與基本上無顆粒的已電離氣流C混合以為氣溶膠的至少一部分顆粒充電荷并且提供噴射器流J,以及借助于離子阱裝置從射器流J移除未附著到顆粒的離子。在所述方法中,借助于提供的離子阱裝置12改變噴射器流J的方向,使得噴射器流J被引導(dǎo)到至少部分地曲折的流動路徑。在本發(fā)明的一個實施方式中,離子阱或離子阱裝置12用于在顆粒監(jiān)控裝置或顆粒傳感器內(nèi)導(dǎo)引噴射器流J,如上所述。
[0050]在一個實施方式中,流動導(dǎo)引裝置設(shè)置為至少部分地延伸進(jìn)噴射器的擴(kuò)張式擴(kuò)散體內(nèi)或噴射器的喉管部內(nèi)。當(dāng)流動導(dǎo)引件延伸進(jìn)噴射器內(nèi)時,離子阱利用噴射器結(jié)構(gòu)和內(nèi)部容積。結(jié)果,測量裝置的總尺寸和樣本氣體在傳感器內(nèi)的停留時間可減少。減少的停留時間能夠使測量裝置更快時間響應(yīng)。
[0051]圖12示出本發(fā)明的另一實施方式,其中離子阱腔室22以如下方式設(shè)計,使得振動基本上不改變離子阱空間22的間隙寬度d。離子阱腔室22是噴射器24的緊鄰延伸部,在一個實施方式中,離子阱腔室的壁15可至少部分地為噴射器24的擴(kuò)張壁。圖12的離子阱12基本上是球形蓋(用一平面從球體切割的蓋),并得到蓋的平面Y和中心軸線X的交叉部分的機(jī)械支撐。借助于這種單點(diǎn)支撐,離子阱的相對于支撐點(diǎn)的振動不引起離子阱空間22的間隙寬度d的實質(zhì)改變。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚,球體部分的其它幾何結(jié)構(gòu)也可滿足該標(biāo)準(zhǔn)以消除離子阱腔室22的間隙寬度d的振動效果。需要的阱電壓經(jīng)由穿過電絕緣體35的電導(dǎo)體101供給到阱12內(nèi)。
[0052]本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚,當(dāng)技術(shù)進(jìn)步時,本發(fā)明的基本構(gòu)思可以各種方法實現(xiàn)。因此,本發(fā)明及其實施方式并不局限于上述示例,而是在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)可改變。
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)控包括氣溶膠的通道(11)或空間內(nèi)的顆粒的裝置(I),所述裝置(I)包括: 噴射器(24); 氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19),所述氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)設(shè)置為將基本上無顆粒的氣流(C)供給到所述噴射器(24); 樣本入口裝置(2),所述樣本入口裝置(2)設(shè)置為借助于由所述氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)和所述噴射器(24)提供的吸力,將樣本氣溶膠流(A)從所述通道(11)或空間提供到所述噴射器(24)內(nèi), 其特征在于,所述裝置還包括: 流動導(dǎo)引裝置(12、50、51),所述流動導(dǎo)引裝置(12、50、51)大體上位于所述噴射器(24)的下游,用于改變從所述噴射器(24)排出的噴射器流(J)的方向。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置設(shè)置為為所述噴射器流(J)提供至少部分地曲折的流動路徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置設(shè)置為沿所述噴射器(24)的軸向為所述噴射器流(J)提供至少部分地曲折的流動路徑。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置設(shè)置為相對于所述噴射器(24)的軸向而言為所述噴射器流(J)提供至少部分地橫向的流動路徑,或者相對于所述噴射器(24)的軸向而.言為所述噴射器流(J)提供至少部分地徑向的流動路徑。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置設(shè)置為使所述噴射器流(J)至少局部地向所述噴射器(24)內(nèi)的流動方向的大體反方向轉(zhuǎn)向。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置包括呈板、平板或彎曲板形式的一個或多個流動導(dǎo)引件。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置包括一個或多個流動導(dǎo)引件,所述一個或多個流動導(dǎo)引件呈包括封閉底部、從所述底部延伸的一個側(cè)壁或多個側(cè)壁、以及敞開前壁的杯狀流動導(dǎo)引件的形式。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置,其特征在于,所述杯狀流動導(dǎo)引件設(shè)置為經(jīng)由所述敞開前壁接收所述噴射器流(J),以改變所述噴射器流(J)的方向。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置,其特征在于,所述杯狀流動導(dǎo)引件設(shè)置為直接位于所述噴射器(24)的下游。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置延伸進(jìn)所述噴射器的擴(kuò)張出口式擴(kuò)散體內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置,其特征在于,所述流動導(dǎo)引裝置延伸進(jìn)所述噴射器的節(jié)流孔內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的裝置,其特征在于,所述噴射器(24)設(shè)置有唇緣(48),所述唇緣(48)從所述噴射器(24)向下游延伸,以用于導(dǎo)引來自所述噴射器(24)的噴射器流(J)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置,其特征在于,所述唇緣(48)設(shè)置為在所述杯狀流動導(dǎo)引件的內(nèi)部導(dǎo)引所述噴射器流(J)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的裝置,其特征在于,所述唇緣(48)設(shè)置為延伸進(jìn)所述杯狀流動導(dǎo)引件的內(nèi)部。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的裝置,其特征在于,所述氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)設(shè)置為將基本上無顆粒的已電離氣流(C)供給到所述噴射器(24)以用于為所述樣本氣溶膠流(A)中的顆粒的至少一部分充電荷,且所述裝置還包括用于從噴射器流(J)移除未附著到顆粒的離子的離子阱(12)。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置,其特征在于,所述離子阱(12)設(shè)置為流動導(dǎo)引件。
17.如權(quán)利要求15或16所述的裝置,其特征在于,所述離子阱(12)設(shè)置為杯狀流動導(dǎo)引件。
18.如權(quán)利要求1至16中任一項所述的裝置,其特征在于,所述裝置包括測量殼體(17),所述測量殼體(17)形成為提供至少一個流動導(dǎo)引件(50)。
19.如權(quán)利要求15至18中任一項所述的裝置,其特征在于,所述裝置包括測量殼體(17),所述測量殼體(17)形成為提供至少一個離子阱(12)。
20.如權(quán)利要求15至19中任一項所述的裝置,其特征在于,所述離子阱的間隙寬度基本上不因振動而改變。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置,其特征在于,所述離子阱(12)為大體球形蓋,并受到所述蓋的平面(Y)和中心軸線(X)的交叉部分的機(jī)械支撐。
22.一種用于移除顆粒傳感器內(nèi)的離子的離子阱裝置(12),所述顆粒傳感器包括: 噴射器(24); 入口腔室(4),所述入口腔室(4)位于所述噴射器(24)的上游,所述入口腔室(4)設(shè)置有氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19),所述氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)設(shè)置為將基本上無顆粒的已電離氣流(C)供給到所述噴射器(24),以用于借助于由所述氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)和所述噴射器(24)提供的吸力,通過樣本入口裝置(2)從包括氣溶膠的通道(11)或空間提供樣本氣溶膠流(A)到所述噴射器(24)內(nèi),以為所述樣本氣溶膠流(A)的顆粒的至少一部分充電荷;以及 離子阱腔室(22),所述離子阱腔室(22)位于所述噴射器(24)的下游,所述離子阱腔室(22)設(shè)置有離子阱裝置(12), 所述離子阱裝置(12)設(shè)置為從所述噴射器(24)排出的噴射器流(J)移除未附著到顆粒的離子, 其特征在于,所述離子阱裝置(12)設(shè)置為改變所述噴射器流(J)的方向。
23.如權(quán)利要求22所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述離子阱裝置(12)設(shè)置為在所述離子阱腔室(22)內(nèi)為所述噴射器流(J)提供部分地曲折的流動路徑。
24.如權(quán)利要求22或23所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述離子阱裝置(12)包括一個或多個平坦或彎曲的離子阱板(12)。
25.如權(quán)利要求22或23所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述離子阱裝置(12)包括具有封閉底部、從所述封閉底部延伸的側(cè)壁、以及敞開前壁的杯狀離子阱(12)。
26.如權(quán)利要求25所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述杯狀離子阱(12)設(shè)置為直接地位于所述噴射器(24)的下游,以用于從所述噴射器(24)接收所述噴射器流(J)。
27.如權(quán)利要求22至26中任一項所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述噴射器(24)設(shè)置有唇緣(48),所述唇緣(48)從所述噴射器(24)向下游延伸。
28.如權(quán)利要求27所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述唇緣(48)設(shè)置為延伸進(jìn)所述杯狀離子阱(12)的內(nèi)部。
29.如權(quán)利要求25至28中任一項所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述杯狀離子阱(12)設(shè)置為從所述噴射器(24)接收噴射器流(J),并在所述離子阱腔室(22)的內(nèi)壁和所述杯狀離子阱(12)之間導(dǎo)引噴射器流(J),并進(jìn)一步導(dǎo)引到所述噴射器(24)的下游。
30.如權(quán)利要求22至28中任一項所述的離子阱裝置(12),其特征在于,所述裝置(I)包括測量殼體(17),所述測量殼體(17)形成為提供改變所述噴射器流(J)的方向的離子阱(12),或者所述離子阱腔室(22)的至少一個側(cè)壁(15)形成為提供改變所述噴射器流(J)的方向的離子阱(12)。
31.一種用于監(jiān)控包括氣溶膠的通道(11)或空間內(nèi)的顆粒的方法,所述方法包括: 將基本上無顆粒的氣流(C)供給到噴射器(24);以及 借助于所述基本上無顆粒的氣流(C)和所述噴射器(24),從所述通道(11)或空間吸入樣本氣溶膠流(A); 其特征在于 改變從所述噴射器 (24)排出的噴射器流(J)的方向。
32.如權(quán)利要求31所述的方法,其特征在于,將基本上無顆粒的氣流(C)供給到噴射器(24),將樣本氣溶膠流(A)的至少一部分與基本上無顆粒的氣流(C)混合以為氣溶膠中的顆粒(54)的至少一部分充電荷并且提供噴射器流(J),以及借助于離子阱裝置(12)從噴射器流(J)移除未附著到顆粒的離子。
33.如權(quán)利要求32所述的方法,其特征在于,借助于為噴射器流(J)提供至少部分地曲折的流動路徑的所述離子阱裝置(12),改變噴射器流(J)的方向。
34.離子阱(12)用于在顆粒監(jiān)控裝置內(nèi)導(dǎo)引噴射器流(J)的用途,所述離子阱(12)包括: 噴射器(24); 氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19),所述氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)設(shè)置為將基本上無顆粒的氣流(C)供給到所述噴射器(24); 樣本入口裝置(2),所述樣本入口裝置(2)設(shè)置為借助于由所述氣體供應(yīng)裝置(6、16、18、19)和所述噴射器(24)提供的吸力,將樣本氣溶膠流(A)從包括氣溶膠的通道(11)或空間提供到所述噴射器(24)內(nèi);以及 所述離子阱(12)設(shè)置在所述噴射器(24)的下游,用于從所述噴射器(24)排出的噴射器流(J)移除未附著到顆粒的離子。
35.杯狀離子阱(12)的用途,所述杯狀離子阱(12)包括封閉底部、從所述封閉底部延伸的側(cè)壁、以及敞開前壁,并且設(shè)置為直接地位于所述噴射器(24)的下游,用于根據(jù)權(quán)利要求30所述的經(jīng)由所述敞開前壁從所述噴射器(24)接收噴射器流(J)。
【文檔編號】G01N15/06GK103443611SQ201280005780
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月18日
【發(fā)明者】考科·詹卡 申請人:皮卡索爾公司