JP5902808B2 - 粒子状物質測定用凝集及び電荷損失型センサ - Google Patents
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Description
1.堆積センサ
2.リアルタイムセンサ
a.自然電荷検出器
b.イオン化誘導電荷センサ
c.接触電荷センサ
d.光学センサ
Claims (19)
- 粒子状物質を測定するセンサアセンブリであって、前記センサアセンブリは、
電圧源と、
電圧を受け取るように前記電圧源に結合されたセンサ電極であって、そのセンサ電極表面における粒子状物質凝集塊への粒子凝集が促進するように、排気流を前記センサ電極に方向付け、さらに前記排気流を前記センサ電極と内部バッフルとの間に方向付けるように配置されたセンサ電極と、
接地基準電位に結合され且つ前記センサ電極から離して配置された接地アセンブリと、
前記電圧源の負側に結合され、前記粒子状物質凝集塊が前記センサ電極から剥落するとき、前記センサ電極の電荷の一部分を一緒に搬送し、前記センサ電極から前記粒子状物質凝集塊への電荷移動による電流パルスを時間的に積分するように構成された積分キャパシタと、
前記排気流中における前記センサ電極から前記粒子状物質凝集塊への電荷移動に応答して前記電圧源に供給される電流の積分値を測定するために前記電圧源に結合された電流計と、
を備える、センサアセンブリ。 - 前記粒子状物質凝集塊は個々の粒子よりも高い表面電荷密度対質量比を有する、請求項1記載のセンサアセンブリ。
- 前記センサ電極に結合された制御回路をさらに備え、前記制御回路は前記センサ電極から前記粒子状物質凝集塊への電荷移動に少なくとも部分的に依存する出力信号を発生するように構成され、前記出力信号は前記排気流中の粒子状物質の測定レベルと相関する、請求項1記載のセンサアセンブリ。
- 前記センサアセンブリは前記センサ電極及び前記接地アセンブリから分離した別の電極なしで動作するように構成されている、請求項1記載のセンサアセンブリ。
- 前記センサ電極と前記接地アセンブリとの間の距離は約0.5〜2ミリメートルである、請求項1記載のセンサアセンブリ。
- 前記センサ電極に供給される電圧は下限電圧値と上限電圧値との間であり、前記下限電圧値は個々の粒子よりも高い表面積対質量比の粒子状物質凝集塊への粒子凝集塊の自己組織化を促進するのに十分であり、前記上限電圧値は前記センサ電極又は前記粒子状物質凝集塊から前記排気流を通して放電を生じさせるのに不十分である、請求項1記載のセンサアセンブリ。
- 前記センサ電極は筒状部を有する電極を備える、請求項1記載のセンサアセンブリ。
- 前記センサ電極の筒状部の大部分を実質的に取り囲む内部バッフルを備える、請求項7記載のセンサアセンブリ。
- 前記内部バッフルは前記センサアセンブリのハウジングに電気的に結合され、前記センサ電極は前記内部バッフル及び前記ハウジングから絶縁されている、請求項8記載のセンサアセンブリ。
- 前記ハウジングは前記内部バッフルを少なくとも部分的に取り囲み、前記排気流の一部分を前記ハウジングに入れる入口を備え、前記内部バッフルは前記内部バッフルと前記ハウジングとの間にフローパターンを生成するために前記ハウジングの入口からずれた位置に少なくとも1つの孔を画定し、前記内部バッフルの前記少なくとも1つの孔は、前記フローパターンを前記センサ電極の表面に向け、さらに前記内部バッフルの少なくとも1つの孔と前記ハウジングの出口との間で実質的に前記センサ電極の長さに沿って流すように構成されている、請求項9記載のセンサアセンブリ。
- 前記センサ電極の電気絶縁性の取付け部分への粒子堆積を阻止するために、前記センサ電極の一部分及びセンサ包囲構造部が静電粒子フィルタとして作用するように軸方向に一連のディスク状に配列されている、請求項1記載のセンサアセンブリ。
- ハウジングをさらに備え、該ハウジングは、
排気入口と、
前記排気流中に配置されたとき、前記排気流の少なくとも一部分を前記排気入口から排気流室内に引き込むベンチュリキャップと、
を備える、請求項1記載のセンサアセンブリ。 - 排気流室の一端を画定するとともに前記センサ電極を第1の端の近傍で取り付けるために、前記ハウジング内に配置された絶縁体をさらに備える、請求項12記載のセンサアセンブリ。
- DC電圧信号を発生し前記センサ電極に供給するように構成されたジェネレータブロックと、
前記センサ電極の接地への短絡時に前記DC電圧信号の高電流の放電を容易にするとともに前記センサアセンブリを過大高電圧から保護するための保護ブロックと、
積分電流を増幅する電流増幅器と、
をさらに備える、請求項1記載のセンサアセンブリ。 - センサ電極の表面における粒子凝集を促進させるために排気流を前記センサ電極に方向付け、さらに前記排気流を前記センサ電極と内部バッフルとの間に方向付けるステップと、
前記排気流中に浮遊する粒子状物質の個々の粒子よりも高い表面積対質量比の粒子状物質凝集塊への粒子凝集を促進するために前記センサ電極と前記内部バッフルとの間に不均一な電界を生成するステップと、
凝集された粒子状物質凝集塊の剥落により生成される電流パルスを測定するステップと、
前記電流パルスを、前記排気流中に含まれる前記粒子状物質の質量濃度に相関する値に積分するステップと、
を備え、
前記排気流を方向付けるステップは、前記排気流を前記センサ電極及び前記内部バッフルを少なくとも部分的に取り囲むハウジングの入り口に通し、前記排気流を前記ハウジングからベンチュリ効果により引き出して前記センサ電極に沿うフローパターンを生成するステップをさらに含む、方法。 - 前記不均一な電界を生成するステップは、下限電圧値と上限電圧値との間での電圧を供給するステップをさらに含み、前記下限電圧値は粒子状物質凝集塊への粒子状物質の粒子凝集を促進するのに十分であり、前記上限電圧値は前記センサ電極又は前記凝集した粒子状物質凝集塊から前記排気流を通して放電を生じさせるのに不十分である、請求項15記載の方法。
- 前記センサ電極と前記内部バッフルとの間の空間は約0.5〜2ミリメートルである、請求項15記載の方法。
- 前記不均一な電界を生成するステップは、前記センサ電極を前記内部バッフルから、前記センサ電極をステップ部分的に構造的に支持するように構成された絶縁体で絶縁するステップをさらに含む、請求項15記載の方法。
- 前記絶縁体への前記排気流からの粒子状物質の堆積を低減するために、前記センサ電極の軸円板部を前記内部バッフルの一部分と静電的に相互作用させるステップをさらに備える、請求項18記載の方法。
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