[其他]用于冲刷颗粒测量装置的仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监测颗粒的仪器，特别是涉及一种用于冲刷颗粒测量装置的仪器。

背景技术

在许多燃烧过程中形成了具有1纳米到10微米之间的直径的细颗粒。出于各种原因需要测量这些细颗粒。由于细颗粒潜在的健康影响也为了监测例如内燃机操作，特别是柴油机的燃烧过程的操作，可以进行细颗粒测量。根据上述原因，需要可靠的细颗粒测量装置。

在文件WO2009109688A1中描述了用于测量细颗粒的一个现有技术方法和装置。在这个现有技术方法中，将清洁、基本无颗粒的气体供给到所述装置中并作为主流通过进气室被引导到设置在所述装置内的喷射器。在将清洁空气供给到所述进气室之前或在将清洁的空气供给到所述进气室时，清洁空气被进一步电离。被电离的清洁空气可以优选地以声速或接近声速的速度被提供到所述喷射器。例如可以使用电晕充电器进行清洁空气的电离。进气室进一步设置有样品入口，样品入口设置为与包括具有细颗粒的气溶胶的通道或空间流体连通。清洁气流与喷射器一起引起抽吸到样品入口，使得从管道或空间到进气室形成样品气溶胶流。从而将样品气溶胶流作为侧流提供到所述喷射器。被电离的清洁气体给颗粒充电。带电颗粒可以被进一步引导回包含有气溶胶的管道或空间。因此，通过监测由带电颗粒携带的电荷，监测气溶胶样品的细颗粒。可以进一步通过使用离子捕集器去除自由离子。

除了上述细颗粒之外，工业过程和燃烧过程通常还形成具有大于1μm，或者大于2μm、3μm、5μm或更大的颗粒直径的颗粒。在正常操作条件下，特别是在例如启动、停止和故障状态过程中的特定操作条件下，可以少量形成具有大于1μm颗粒直径的这些粗颗粒。柴油机排气颗粒的尺寸分布通常展示为三种不同模式：核模式，其由具有约小于50nm的直径的颗粒组成；累积模式，其由具有50nm至1μm之间的直径的颗粒组成；以及粗模式，在所述粗模式中颗粒直径大于1μm。大多数柴油机排气颗粒是在废气从排气管中排出之后产生的，并且这些颗粒通常属于累积模式和核模式。

对于细颗粒监测装置，尤其是柴油机的机上诊断的一个重要要求是小而紧凑的结构。此外，优选地，这些细颗粒监测装置可以被长时间操作而不需要维护。在例如监测内燃机细颗粒的很多应用中，更优选地，监测装置可以连续地对细颗粒测量进行实时操作。

为了满足长时间操作需要，有必要使细颗粒监测装置不被颗粒阻塞，即避免设备污染。一个重点污染区域是引导向实际测量空间的用于样品气流入口的入口喷嘴。

1981年12月22日公开的、申请人为RobertBoschGmbH(罗伯特博世公司)的美国专利4,307,061,描述了自恢复烟尘检测器，特别用于监测柴油机废气中的碳含量。例如氧化铝陶瓷的绝缘支撑体支撑两个电极，所述两个电极通过例如0.1mm的一个小间隙彼此隔开，并且所述间隙使得两个电极之间具有高电阻。在收集烟尘时，被所述间隔隔开的两个电极之间的电阻将降低，这可以通过连接到电源的电极感测电流来表示。为了移除抽烟结束后的烟尘或者气体中的烟尘含量，电极被设置在一层基本不导电的催化材料之上或被嵌入基本不导电的催化材料中，其中所述基本不导电的催化材料以氧化物形式存在，催化位于电极之间间隙中的烟尘的氧化，从而通过氧化移除烟尘并且恢复电极之间间隙的电阻，因此也恢复了用于后续检测在间隙中的烟尘累积的传感器的灵敏度。优选地，不导电的催化材料是铂的混合物、铂金属、铂金属合金和金属氧化物，其中所述金属氧化物与例如氧化铝的陶瓷基底相容或相同。可以通过厚膜技术设置基本不导电层，并且也可以通过厚膜技术将电极设置在基本上不导电层之上，或者电极可以以延伸通过催化不导电层的细铂丝形式存在。传感元件可以被设置在壳体或类似于火花塞套筒的套筒中。然而，所述用于去除污染的解决方案是复杂的。

2008年11月20日公开的、申请人为RobertBoschGmbH(罗伯特博世公司)的PCT申请WO2008/138849A1涉及一种用于检测气流中颗粒的方法，其中所述方法带有包括至少两个电极的传感器元件。在测量阶段中，测量电压被施加到传感器元件的电极上，其中由颗粒累积形成的颗粒路径短路电极，并且测量由此产生的电流、电压降和/或电阻并将由此产生的电流、电压降和/或电阻作为浓度和/或质量流速的测量。该发明的特征在于，在测量阶段之后的再生阶段中，通过提高施加到电极上的测量电压作为再生电压部分或完全去除所累积的颗粒。这种方法需要复杂的电源设计和构造。

需要一种改进的颗粒测量仪器和方法，其能够避免颗粒测量装置的污染，特别是入口喷嘴的污染。

发明内容