[发明专利]用于确定蒸汽的浓度的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于确定容积(2)中的蒸汽的分压或者浓度的装置，所述装置具有能够振荡的、能够调节至蒸汽的冷凝温度以下的温度的传感器体(5)，所述传感器体的振荡频率被在其传感器表面(6)上由冷凝的蒸汽形成的质量累积影响，其中，传感器体(5)的远离传感器表面(6)指向的背侧(7)贴靠在热传递体的热传递面(9)上。热传递体由能够被电加热的加热元件(8)形成，所述加热元件(8)以不同于所述热传递面(9)的散热面(18)与冷却元件(11)导热地连接，其中，热传递面(9)基本上平行于散热面(18)延伸。

技术领域

本发明涉及一种用于确定容积中的蒸汽的分压或者浓度的装置，所述装置具有能够振荡的、温度能够调节至低于蒸汽的冷凝温度的传感器体，所述传感器体的振荡频率被在其传感器表面上由冷凝的蒸汽形成的质量累积影响，其中，传感器体的远离传感器表面指向的背侧贴靠在热传递体的热传递面上。

此外，本发明涉及一种用于确定容积中的蒸汽的分压或者浓度的方法，其中，蒸汽沿着运输方向向传感器体的传感器表面运输，所述传感器表面的温度被调节至低于蒸汽的冷凝温度，从而使所述蒸汽冷凝为在传感器表面上对传感器体的振荡频率产生影响的质量累积，为此，借助冷却元件穿过热传递体从传感器体抽走热量。

背景技术

专利文献WO 2015/128279 A1描述了一种用于借助QCM(Quartz CrystalMicrobalance，石英晶体微天平)确定蒸汽的浓度的装置和方法。通过QCM应当确定惰性气体流中的蒸汽浓度或者蒸汽的分压。

专利文献DE 10 2015 104 240 A1描述了一种相似的装置。其中规定，从QCM的背侧加热所述QCM，以便将传感器表面置于使冷凝的蒸汽的质量累积蒸发的温度。

专利文献US 2014/0053779 A1描述了QCM的应用，其中，气体流能够从传感器体的背侧馈入传感器壳体中。

在将QCMs应用于涂层装置中以确定沉淀在基体上的层的层厚时，传感器体与周围环境良好地热接触并且相对于传感器体的载体绝热。

发明内容

容积中的蒸汽浓度或者蒸汽的分压通过按照本发明所述类型的传感器体由此确定，即通过由蒸汽的冷凝在传感器体的表面上产生的质量累积影响所述传感器体的振荡频率。传感器体的谐振频率随着增加的质量累积偏离初始值，其中，频率在单位时间中的变化是容积中的蒸汽浓度的量度。传感器体的传感器表面上的随时间的质量增加还被运输特性、尤其是容积中的气相的扩散特性影响，以及被通向容积的窗口和振荡的传感器体的传感器表面之间的蒸汽运输通道的长度影响。

这种传感器体的使用寿命由于在传感器表面上达到最大的质量累积而受到限制。如果达到了该最大的质量累积，则必须替换传感器体或者必须通过加热清洁所述传感器体。为此将传感器体加热至高于蒸汽的冷凝温度的温度，由此使得冷凝物从传感器表面上升华。

本发明所要解决的技术问题在于，在工艺流程方面改进开篇描述的方法和开篇描述的装置、尤其是降低清洁循环时间。

所述技术问题通过在权利要求中给出的发明解决，其中，每个权利要求和每个从属权利要求都呈现了所述技术问题的独立的解决方案，并且各个单独的权利要求可以任意地相互组合，其中，也规定了各个单独的权利要求特征的组合。

在迄今使用的装置中必须加热高热质量以清洁传感器表面并且该高热质量必须再次被冷却，从而产生90分钟及更长的清洁时间，而本发明建议了能够减少清洁时间的器件。