CH393791A - Kondensationskern-Detektor - Google Patents

Kondensationskern-Detektor

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CH393791A
CH393791A CH596961A CH596961A CH393791A CH 393791 A CH393791 A CH 393791A CH 596961 A CH596961 A CH 596961A CH 596961 A CH596961 A CH 596961A CH 393791 A CH393791 A CH 393791A
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CH
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chamber
pressure
samples
condensation
expansion
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Application number
CH596961A
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English (en)
Inventor
Frank Skala George
Original Assignee
Gen Electric
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/065Investigating concentration of particle suspensions using condensation nuclei counters

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Description


      Kondensationskern-Detektor       Die Erfindung betrifft einen     Kondensationskern-          Detektor,    welcher eine Kammer sowie Ventilmittel  zur periodischen Einführung von Gasproben und     zur     Expansion sich folgender Proben sowie Mittel zur  Messung der durch die Expansion erzeugten Nebel  dichten aufweist.  



  Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines sol  chen Gerätes, bei welchem die Kerne enthaltenden  Proben     Expansions-Druckverhältnissen    ausgesetzt  werden, die hoch genug sind, um Übersättigungen  herbeizuführen, welche unmittelbar unterhalb den  jenigen liegen, die eine spontane Kondensation er  zeugen.  



  Beim Feststellen und Messen von Kernen ist  es üblich, feuchtigkeitshaltige Gasproben     mit    Ker  nen einer bestimmten Expansion auszusetzen, welche  eine     adiabatische    Abkühlung besitzt. Die Abkühlung  erzeugt einen Übersättigungszustand, wobei sich über  schüssiges Wasser um den Kern absetzt und kleine  Tropfen bildet, deren Zahl ein Mass für die Kern  konzentration oder     -häufigkeit    ist.  



  Beim Feststellen und Messen von Kondensations  kernen ist oft erwünscht, auch an Kernen, die     im     Grössenspektrum kleiner erscheinen, Wassertropfen  zu bilden. Um dies zu erreichen, ist es notwendig,  den Grad der Übersättigung zu beherrschen, da  bekannt ist, dass ein bestimmter Übersättigungsgrad  notwendig ist, um die     Wassertropfenbildung    an einem       Partikel    bestimmter Grösse     einzuleiten.    Diese Ver  hältnisse sind in einem Artikel von N. N. Das     Guptia     und S.

   K.     Ghosh    in  Reviews of Modern     Physics           Vol.    18,     No.    2, April 1946, dargelegt, wobei der  Artikel genau zeigt, dass je kleiner die festzustel  lenden Kerne sind, um so höhere Übersättigung not  wendig ist, um die Kondensation einzuleiten.  



  Aus den Lehren von H.     Landsberg,     Atmosphä  rische Kondensationskerne  in dem Buche Ergeb-         nisse    der Kosmischen Physik, 3 (l938) ist es eben  falls bekannt, dass bei bestimmten extrem hohen  Übersättigungen ein Zustand vorherrscht, welcher  als  spontane Kondensation  bezeichnet wird, wobei  um Wassermoleküle im Trägermedium eine Konden  sation stattfindet, selbst wenn keine Kondensations  kerne, die als     i        ropfenzentren    wirken, vorhanden  sind.

   Der obige Artikel von     Landsberg    hat aufgezeigt,  dass diese  spontane Kondensation  bei     übersätti-          gungen    von etwa 800 %     entsteht.    Um somit optimale  Wirkungsweise zu erreichen, ist es zweckmässig, Ex  pansionsdrücke zu verwenden, die     Übersättigungen,     welche unmittelbar unterhalb dieser  spontanen Kon  densation  liegen, erzeugen. Dabei ist es z. B. mög  lich, kleinere Partikeln festzustellen, und es wird  eine Unterscheidung gegenüber den älteren und grö  sseren Kernen     möglich.    Überdies lassen sich bessere       Signal-Rausch-Verhältnisse    erreichen.  



  So erwünscht diese Betriebsweise auch ist, so hat  es sich doch gezeigt, dass ein stabiler Vorgang in  diesem Bereich sehr schwierig ist, und zwar infolge  der notwendigen genauen Regulierung des Druckes  auf das vorbestimmte Expansionsverhältnis, das der  Übersättigung entspricht. Derjenige Druck, welcher  dem Expansionsverhältnis für  spontane Kondensa  tion  bzw. diesem Übersättigungsgrad entspricht, va  riiert mit Umgebungsdruck und     -temperatur,    und  deshalb ist eine genaue Überwachung des Druckes  notwendig, um genaue und wiederholbare Resultate  zu erzeugen.

   Um die gewünschten Resultate zu er  reichen, ist es deshalb auch notwendig, das     Expan-          sions-Druckverhältnis    ständig und automatisch ein  zustellen, um Veränderungen von Umgebungsdruck  und     -temperatur    zu kompensieren.  



  Die Bezeichnung  Kondensationskern  wird hier  als Gattungsbegriff verwendet und gilt für kleine  schwebende Teile, die sich dadurch auszeichnen, dass      sie als Kerne dienen, an welchen ein Medium wie z. B.  Wasser, kondensiert und     Tropfengruppen    oder  Wol  ken  bildet. Solche Kerne umfassen mikroskopische  und submikroskopische Teile, welche in einem Grö  ssenbereich von 1 X 10-4 cm bis 1 X     10-g    cm  Radius liegen. Numerisch ist allerdings der Bereich  von 2,5 X     l4-7    cm bis 1 X 10-5 cm Radius am  wichtigsten.  



  Der     erfindungsgemässe        Kondensations-Detektor,     welcher eine Kammer sowie     Ventilmittel    zur peri  odischen     Einführung    von Gasproben und zur Expan  sion sich folgender Proben sowie Mittel zur Messung  der durch die Expansion erzeugten Nebeldichten auf  weist, zeichnet sich dadurch aus, dass     eine    Quelle  von     Kerne    enthaltendem Gas und eine Quelle von  kernfreiem Gas vorgesehen sind, von welchen Pro  ben wechselweise der Kammer zugeführt werden, und  dass     Druckreguliermittel    vorgesehen sind, die in Ab  hängigkeit von den kernfreien Proben gesteuert wer  den,

   um Veränderungen von Umgebungsdruck und       -temperatur    zu kompensieren und in der     Kammer     eine     Drucksenkung    zu erzeugen, die kleiner ist als  diejenige, bei welcher sich spontane Kondensation  einstellt.  



  Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemä  ssen     Kondensationskern-Detektors    werden Kerne ent  haltende und von Kernen freie Gasproben nachein  ander einer kontrollierten     adiabatischen    Expansion  ausgesetzt, die einen     übersättigungsgrad    unmittelbar  unterhalb demjenigen für spontane Kondensation er  zeugt.

   Der Ausgang des Kondensationsgerätes     wird     bei der Expansion von kernfreien Gasproben ver  wendet, um den Expansionsdruck zu     steuern.    Sofern  das     Expansionsdruckverhältnis    für die herrschenden  Umgebungsbedingungen (Druck,     Temperatur)    kor  rekt ist, liegt der Ausgang des     Messgerätes    praktisch  bei Null, da die Betriebsbedingungen so sind, dass,  wenn keine spontane Kondensation entsteht, der  Expansionsdruck nicht verändert wird.

   Wenn jedoch  Umgebungsdruck und     -temperatur    ändern, so dass  der Expansionsdruck eine     übersättigung    mit spon  taner Kondensation erzeugt, entsteht auf Grund der  von der spontanen Kondensation hervorgerufenen  Tropfen ein Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal  wird nun verwendet, um das     Expansionsdruckver-          hältnis    zu reduzieren. Somit ist das System stän  dig selbstregulierend, und der Ausgang des     Konden-          sationskerngerätes    für eine kernfreie gasförmige  Probe wird nahe bei Null gehalten, wodurch das       Expansionsdruckverhältnis    unter demjenigen gehalten  wird, bei welchem spontane Kondensation eintritt.  



  In der     Zeichnung    ist eine beispielsweise Aus  führungsform des     erfindungsgemässen    Detektors dar  gestellt. Es zeigen:       Fig.    1 ein Blockschema des Gerätes,       Fig.    2 einen Querschnitt durch das Druckre  gulierventil,       Fig.    3 eine perspektivische Schnittdarstellung des  Ventils sowie der Kammer,         Fig.    4-7 Schnitte entlang den Linien     a-a    bis       d-d    in     Fig.    3 und       Fig.    8 eine Tabelle, die Stellungen des Ventils  in     einem    vollständigen Betriebsablauf zeigt.  



  Das in     Fig.    1 dargestellte bevorzugte Ausfüh  rungsbeispiel besitzt eine Kammer 1, in welche peri  odisch Gasproben über Leitungen 2 und 3, einen  Einlass 4 und einen Drehschieber 5 eingeführt wer  den.  



  Der Drehschieber 5     besitzt    ein Gehäuse 6 und  einen drehbaren     Schieberteil    7, der mit einem An  triebsmotor 8 gekuppelt ist. Der Drehschieber 5 bil  det zwei Teile, die mit A und B bezeichnet sind  und von denen der erste durch Vertiefungen im       Schieberteil    7 wechselweise die Leitungen 2 und 3  mit der Kammer 1 verbindet, während der Teil B  die Kammer periodisch mit einem Gefäss von nied  rigerem reguliertem     Druck    verbindet, um die Pro  ben zu expandieren.  



  In die Leitung 2 ist ein Filter 9 eingeschaltet, um  Kerne, Dämpfe und Gase aus der gasförmigen Probe  zu entfernen. Der Filter 9 kann Glaswolle oder andere  faserartige Mittel enthalten, um die Kerne zu ent  fernen, sowie ein Holzkohlen-Element für die Ent  fernung der Gase und Dämpfe in der Probe. Es ist  ein     Befeuchter    10 vorgesehen, um die kernfreien  Proben auf eine relative Feuchtigkeit von 100 % zu  bringen, bevor diese in die Kammer gebracht werden.  



  Die Leitung 3 enthält nur einen     Befeuchter    11  ähnlich demjenigen in der Leitung 2, so dass die  hier zugeführten Proben Kerne enthalten. Durch  wechselweise Verbindung der Kammer mit den Lei  tungen 2 und 3 werden wechselweise kernfreie und  Kerne enthaltende Proben mit einer relativen Feuch  tigkeit von 100 % in die Kammer eingeführt.  



  An die Kammer 1 ist über die Leitung 12, den  Teil B, des Ventils 5, die     Auslassleitung    13 und ein  elektromechanisches einstellbares     Druckregulierven-          til    14 eine Vakuumpumpe 15 angeschlossen, um  in dieser Kammer den Druck zu reduzieren und die  Proben zu expandieren. Die Vakuumpumpe ist mit  dem     Druckregulierventil    14 über eine Leitung 15a  verbunden, wobei das Ventil eine Leitung 16 besitzt,  die einen dem Umgebungsdruck entsprechenden  Druck führt und ein     Referenzniveau    für die Druck  regulierung bildet.

   Das Ventil 14 schafft ein bestimm  tes einstellbares Druckgefälle bezüglich des anzule  genden Umgebungsdruckes und besitzt einen Arm 34,  der sich in den Ventilkörper über eine     Balgdichtung     35 erstreckt. Mittels des Armes lässt sich das Druck  gefälle in später beschriebener Weise verstellen.  



  Durch die Kammer 1 fällt ein Strahl, der von  einer Quelle 17 von Strahlungsenergie     produziert     wird, z. B. durch eine Glühlampe, die am einen Ende  der Kammer angeordnet ist. Der Strahl wird durch  ein optisches System in der Kammer an einen strah  lungsempfindlichen Teil 18, z. B. eine Photoröhre  oder einen:     Sekundärelektronen-Vervielfacher,    dessen  Ausgang proportional zur Dichte der     Tropfenwolke     ist, übertragen.

        Die elektrische Ausgangsspannung des Teiles 18  wird über einen Leiter 19 an einen     nockenbetätigten     Schalter 20 geführt, der synchron zum Schieber 5 an  getrieben wird, um die den kernfreien bzw.     kern-          haltigen    Proben entsprechenden Signale     zu    getrenn  ten     Messmitteln    zu     führen.    Dabei ist ein Nocken 21  in Antriebsverbindung mit dem     Schieberteil    7 und  bewegt einen nachgiebigen Kontaktarm 22 wechsel  weise gegen Kontakte 23 und 24. Die Anordnung ist  so gewählt, dass der Leiter 19 mit dem Kontakt  23 in Verbindung steht, wenn die Leitung 3 mit  der Kammer 1 verbunden ist.

   Im Falle der Verbin  dung der Leitung 2 mit der Kammer 1 steht der  Leiter mit dem Kontakt 24 in Verbindung.  



  Die Kontakte 23 und 24 sind an Messgeräte, z. B.  Voltmeter 25 und 26, angeschlossen, welche die  Ausgangssignale des strahlungsempfindlichen Teiles  18 messen. Das Voltmeter 25 ist seinerseits mit einem  Anschluss 27 verbunden, der an ein     Mess-    oder     Re-          gistriergerät        angeschlossen    sein kein, um die     Trop-          fendichte    der Kerne enthaltenden Gasproben und  damit die Zahl der Kerne     in    denselben     festzustellen.     



  Das Voltmeter 26 steht mit einem Vergleichs  und Steuerstromkreis in Verbindung, der das Re  gulierventil betätigt, um die Veränderungen von Um  gebungsdruck und Temperatur zu kompensieren. Der  Ausgang des Voltmeters 26 steht über einen Leiter 28  mit dem Steuergitter einer     Vakuum-Triode    29 in  Verbindung. Die Kathode der Triode 29 ist mit  einer     Solenoidwicklung    32 in Serie geschaltet, deren  U-förmiger Kern 33 mit dem Arm 34 zusammen  wirkt. Die     Solenoidwicklung    steht mit einem     Poten-          tiometer    30 in Verbindung, das an einer     Referenz-          Spannungsquelle    31 angeschlossen ist.

   Der durch die  Wicklung 32 fliessende Strom und damit die Stel  lung des     Armes    34 ist abhängig von der Potential  differenz an der Kathode der Triode 29 und am be  weglichen Abgriff am     Potentiometer    30.  



  Durch das kontinuierliche Vergleichen der Re  ferenzspannung am     Potentiometer    30 mit dem Aus  gangssignal des Voltmeters 26 ist es möglich, das  Druckgefälle zu steuern, welches an die     Kammer    an  gelegt wird, so dass der Übersättigungsgrad unmittel  bar unter demjenigen liegt, welcher für eine  spon  tane Kondensation  massgebend ist. Wenn die Um  gebungstemperatur sowie der Umgebungsdruck -in  einer Richtung ändern sollte, in welcher das Druck  gefälle eine spontane Kondensation erzeugt, bei der  selbst 'bei Fehlen von     Kernen    sich Tropfen bilden,  die im Teil 18 ein Signal erzeugen, das über das  Voltmeter 26 eine Veränderung des Stromflusses in  der Wicklung 32 erzeugt.

   Der Arm 34 bewegt sich  in Abhängigkeit von der Veränderung des magneti  schen Feldes der Wicklung 32 und des Kernes 33,  um das über das Ventil angelegte Druckgefälle zu  verändern.  



  Die Stellung des beweglichen     Abgriffes    am Po  tentiometer 30 kann so justiert werden, dass ein  bestimmtes     Referenzniveau    eingestellt wird, und das       System    korrigiert ständig für diejenigen Temperatur-    und Druckveränderungen, die die Tendenz haben,  das System in den Bereich der spontanen Konden  sation zu verschieben.  



  Auch im Falle, wo das vorhandene Druckge  fälle an der Kammer keine spontane Kondensation  erzeugt, bilden sich einige Tropfen, da die Wirk  samkeit des Filters 9 nicht 100 % ist, so dass der  Teil 18 ein     kleines    Signal erzeugt. Dieses Signal kann  im Voltmeter sowie im nachgeschalteten     Anzeige-          instrument    durch entsprechende     Kalibrierung    kom  pensiert werden und lässt sich in der Steuerung bzw.

    im     Vergleichsstromkreis        verwenden,    um die Stellung  des Armes 34 zu justieren, wenn Umgebungsdruck  und Temperatur sich so verändern, dass ein grösseres  Druckgefälle notwendig ist, um d     :as    System auf dem  vorbestimmten Betriebspunkt     arbeiten    zu lassen.  



  In     Fig.    2 ist das     Druckregulierventil    14 näher  dargestellt. Es besitzt einen     Hauptventilkörper,    an  dessen Inneres die Leitung     15a,    welche mit der Va  kuumpumpe 15 in Verbindung steht, eine mit dem  Ventil 5 verbundene     Auslassleitung    13 und eine       Leckleitung    16 angeschlossen sind. Die Leitung 16  führt dem Ventilkörper gasförmiges Medium, bei  spielsweise Luft, zu, wenn das Druckgefälle einen  vorbestimmten und durch den federbelasteten Teil  37     eingestellten    Wert überschreitet.

   Das gasförmige  Medium in der Leitung 16 wirkt somit gegen den  federbelasteten Scheibenteil 37, der die Leitung 16  gegenüber dem Inneren des Ventils 14 abschliesst. Der  von der Feder 36 gegen die Scheibe 37 ausgeübte  Druck     bestimmt    das     Druckgefälle    an der Expansions  kammer, indem im Falle eines     überschreitens    des vor  bestimmten Wertes der Umgebungsdruck in der Lei  tung 16 den Federdruck an der Scheibe 37 überwindet  und Zutritt von gasförmigem Medium in das Ventil 14  gestattet, bis das Druckgefälle den vorbestimmten  Wert wieder erreicht hat.  



  Die     Spannung    der Feder 36 kann durch den  Arm 34, der sich über den Balg 35 in den Ventil  körper erstreckt, verändert werden, womit sich auch  das vorbestimmte Druckgefälle ändert. Je nach der       Richtung    der Bewegung des Armes 34     nimmt    dabei  die auf die Scheibe 37 wirkende Federspannung zu  oder ab.  



  In der Tabelle nach     Fig.    8 ist das Verhältnis  zwischen den Teilen<I>A</I> und<I>B</I> des Drehschiebers 5  sowie der Leitungen 2, 3 und 13 während eines voll  ständigen Betriebsablaufes dargestellt.     Im    Verlaufe  eines solchen Betriebsvorganges werden eine     kern-          haltige    und eine     kernfreie    Probe nacheinander der  Kammer zugeführt, wobei dieser Vorgang in vier  Teile     unterteilt    ist, die als  Spülen ,  Füllen ,  Ver  weilen  und  Ausdehnen  bezeichnet sind.

       In.    den        Spülen-     und      Füll -Teilen    sind beide Ventilab  schnitte<I>A</I> und<I>B</I> so angeordnet,     d'ass    sie eine Ver  bindung zwischen der Expansionskammer und den       Leitungen    2, 4, 12 und 13 gestatten, wodurch die  erste Probe, die beispielsweise als kernfrei angenom  men werden soll, in die Kammer 1 strömen kann,  während die vorangehende Probe     abgesogen        wird.         Einen kurzen Moment später haben sich die  Abschnitte<I>A</I> und<I>B</I> in Stellungen verdreht, in wel  chen die Verbindung zwischen der Kammer 1 und  den Leitungen 2 und 13 unterbrochen ist, und die  neue Probe in der Kammer     verweilt,

      um thermisches  Gleichgewicht zu erreichen.  



  Bei einer weiteren Verdrehung des Schieber  teiles 7 gestattet der     Abschnitt    B     wiederum    eine Ver  bindung zwischen der Leitung 13 und der     Kammer    1,  währenddem der Abschnitt A geschlossen bleibt.  Hierdurch wird an die Probe der     vorbestimmte    nied  rige Druck vom Ventil 14 und der     Vakuumpumpe     15 angelegt, wodurch eine     adiabatische    Expansion  erzeugt wird. Gleichzeitig verdreht sich der Nocken  21 synchron mit dem Teil 7     und    bewegt den Kon  taktarm 22, so dass der Leiter 19 an den Kontakt 24  und an das Voltmeter 26 angeschlossen wird. Wenn  das angelegte Expansionsverhältnis für die herr  schende Umgebungstemperatur bzw.

   Druck korrekt  ist, so entsteht ein nur sehr kleines Signal infolge  unvollständiger     Filtrierung,    und somit erzeugt der  Steuerstromkreis 28 einen     Stromfluss    im     Solenoid     32, welcher genügend gross ist, um den Arm 34  in seiner Lage zu halten.  



  Wenn     anderseits    Umgebungsdruck     und.    Tempe  ratur so stark     geändert    haben, dass das vom Ventil 14  eingestellte Druckgefälle zu gross ist, entsteht in der  Kammer eine     Tropfenbildung        infolge    spontaner Kon  densation, trotzdem keine Kerne vorhanden sind.  Demzufolge wird ein Signal erzeugt, das der     Trop-          fendichte    proportional ist, wobei dieses dem Volt  meter 26 zugeführt wird und den     Stromfluss    im       Solenoid    32 so ändert, dass der Arm 34 gegen den  U     förmigen    Kern 33 gezogen wird.

   Diese Bewegung  des Armes 34, welcher im Balg 35 schwenkbar ge  lagert ist, erzeugt eine Verringerung der von der  Feder 36 auf die Scheibe 37 ausgeübten Kraft. Dem  zufolge wird das     vorbestimmte        Druckgefälle    ent  sprechend der Veränderung der Umgebungsbedin  gungen reduziert, so dass der     übersättigungsgrad    un  ter demjenigen liegt, welcher spontane Kondensation  erzeugt.  



  Bei der Expansion von kernfreien Proben hat  sich der Teil 7 um 180  oder die     Hälfte    seines  Drehweges verdreht. Während den verbleibenden  180  wird eine     kernhaltige    Probe eingeführt und  expandiert, um     die    Zahl der Kerne     festzustellen.     Wenn die kernhaltige Probe zugeführt wird, ist das       Expansionsdruckverhältnis    so eingestellt, dass die  Umgebungsbedingungen     kompensiert    werden, wäh  renddem aber ein hohes Expansionsverhältnis mög  lich ist. Die Leitung 3 wird mit der Kammer 1  über das Ventil 5 verbunden, um die Probe der  Kammer zuzuführen. Hierauf ergeben sich die glei  chen Betriebsstufen wie im vorstehenden bezüglich  kernfreier Proben beschrieben.  



  Wenn die kernhaltige Probe gemessen wird, hat  sich der Nocken 21 in diejenige Stellung bewegt,  in welcher der Kontaktarm 22 den Kontakt 23       berührt,    so dass der     Leiter    19 mit dem Voltmeter 25    verbunden ist. Ein Signal, welches der Spitzenspan  nung aus dem Teil 18 entspricht, kann über den  Anschluss 27 gemessen oder ausgezeichnet werden.  Die Betriebsweise des Gerätes nach     Fig.    1 ist also  so, dass wechselweise     kernfreie    und kernhaltige Pro  ben der     Kammer    zugeführt und expandiert werden.

    Die kernfreien Proben werden verwendet, um eine  Druckregulierung in dem Sinne herbeizuführen, dass  das     Expansionsverhältnis    auf einem     Wert    gehalten  wird, der eine Übersättigung unmittelbar unterhalb  derjenigen für spontane Kondensation erzeugt. Im  Falle, dass Umgebungstemperatur und Druck in solcher  Weise ändern, dass der entsprechende Unterschied im  Expansionsdruck zu hoch ist,     bildet    sich spontane  Kondensation, die ein Ausgangssignal erzeugt, das ver  wendet wird, um die     Druckreguliermittel    im Sinne  einer Verkleinerung des Expansionsverhältnisses zu  beeinflussen.

   Somit ist das Expansionsverhältnis im  mer vor der Prüfung von kernhaltigen Gasen in  der Kammer justiert, welche Proben mit einem hohen  Grad von Genauigkeit gemessen werden sollen.  



  In     Fig.    3 sind Expansionskammer 1 und Dreh  scheibe 5 im Detail dargestellt. Die Kammer 1 ist in  zwei Teile 38 und 39 unterteilt, welche durch eine       leckfreie    Trennwand 40 getrennt sind. An die Kam  mer 39 ist die     Einlassleitung    4 und die     Auslass-          leitung    12 angeschlossen, und sie bildet die eigentliche  Expansionskammer, während die Kammer 38 eine  optische     Transmissionskammer    darstellt.

   Eine Glüh  lampe 17, die an einem Ende der Kammer 1 ange  ordnet ist, erzeugt Strahlungsenergie, welche durch  ein Paar von     Kondensorlinsen    41, die am einen  Ende der Kammer aufgeschraubt sind, durch die  Kammer 38     übetragen    wird. An der Trennwand' 40  ist eine Linse 42 befestigt, die den Strahl auf ein  lichtdurchlässiges Stück 43 projektiert, welches dem  Teil 18 benachbart an der Kammer 1 angeschraubt  ist. Auf der Stirnseite des Stückes 43 ist ein Schirm  teil 45 mittels Streben 46 befestigt, welcher gewähr  leistet, dass zwischen der Strahlungsquelle 17 und  dem strahlungsempfindlichen Teil 18 keine direkte  Lichtübertragung stattfindet.

   Somit kann nur Licht,  welches durch die     Tropfenwolken    in der Kammer  verteilt ist, zum strahlungsempfindlichen Element 18  gelangen. In diesem Sinne wirkt auch eine zweite  lichtundurchlässige kreisförmige Scheibe 47, die an  einer Seite einer der     Kondensorlinsen    41 angebracht  ist und einen Teil des Lichtstrahles abschirmt. Somit  wird ein Lichtkegel erzeugt, dessen Winkel      tt     ist  und der einen dunklen Konus vom Winkel  b  um  fasst. Der kleinere Winkel ist jedoch so gross, dass  dessen Querschnitt am Teil 43 grösser ist als die  Fläche des lichtundurchlässigen Teiles 45. Somit er  gibt sich im Falle, dass keine Tropfen in der Kammer  vorhanden sind, keine Lichteinwirkung auf den strah  lungsempfindlichen Teil 18.

   Sind jedoch in der Kam  mer Tropfen vorhanden, so wird in dem Ringbe  reich, dessen Querschnitt schraffiert dargestellt ist  und der von der Strahlungsquelle beleuchtet wird,  eine Lichtbrechung, die auch im Bereich des strah-           lungsempfindlichen    Teiles 18 liegt, wodurch derselbe  anspricht und ein elektrisches Signal erzeugt.  



  Der im Gehäuse des Schiebers 5 enthaltene dreh  bare     Schieberteil    7 besitzt an seinem linken     Endteil     ein Paar von diametral gegenüberliegenden und axial  versetzten     Vertiefungen    48 und 49, die den Teil A  bilden und die Leitungen 2 und 3 wahlweise mit  der     Einlassleitung    4 verbinden. Wie aus den     Fig.    3  und 4 ersichtlich ist, verbindet die Vertiefung 48  während der ersten 180  die Leitungen 2 und 3, was  den Zustrom einer kernfreien Probe in die Kammer  39 gestattet. In dieser Stellung ist die Vertiefung 49  unwirksam.

   Wenn sich jedoch der Teil 7 um 180   gedreht hat, so     verbindet    er die Leitungen 3 und 4  über die Vertiefung 49, so dass die kernhaltige Probe  in die Kammer einströmen kann. Die axiale über  lappung der Vertiefungen 48 und 49 gestattet die  Verwendung eines gemeinsamen     Einlassrohres    4, das  gleichzeitig nur mit einer der Leitungen 2 und 3  in Verbindung steht.  



  Bezüglich der Vertiefungen 48 und 49 axial  distanziert ist der Teil B, welcher mit den Lei  tungen 12 und 13 zusammenwirkt. Mit der Aus  lassleitung 13 ist ein zylindrischer Einschnitt 50 im  Teil 7 in ständiger Verbindung. Ein Paar von dia  metral angeordneten     V-förmigen        Vertiefungen    51  und 52 steht mit dem Einschnitt 50 in ständiger  Verbindung, wobei jeder dieser Einschnitte mit einer  Umfangsvertiefung 53 bzw. 54 verbunden ist, welche  einander diametral gegenüberliegen und wechsel  weise mit der Leitung 12 in Verbindung stehen.

   Wie  aus     Fig.    7 hervorgeht, steht die Leitung 13 mit der  Leitung 12 während einer halben Umdrehung über  die V-förmige Vertiefung 52 und den Einschnitt  53 in Verbindung, während die Vertiefungen 51  und 54 die Verbindung während der andern Um  drehungshälfte herstellen. Wenn also jeweils die  V-förmigen Vertiefungen 51 und 52 bezüglich der  Leitung 12 ausgerichtet sind, wirkt das volle Druck  gefälle von der Pumpe 15 und dem     Druckregulier-          ventil    14 über die Leitung 13 auf die Kammer.  Während den     Abschnitten     Spülen  und  Füllen     befinden sich die Teile 53 und 54 in Verbindung mit  der Leitung 12 und gestatten einen beschränkten  Ausfluss aus der Kammer.

   Wenn der Rotor 7 mit  seinem vollen Teil während dem      Verweil -Abschnitt     auf die Leitung 12 ausgerichtet ist, besteht keine  Verbindung zwischen Kammer und Pumpe 15, und  die Probe in der Kammer     stabilisiert    sich auf ein  thermisches Gleichgewicht.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Kondensationskern-Detektor, welcher eine Kam mer sowie Ventilmittel zur periodischen Einführung von Gasproben und zur Expansion sich folgender Proben sowie Mittel zur Messung der durch die Expansion erzeugten Nebeldichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Quelle von Kerne enthal tendem Gas und eine Quelle von kernfreiem Gas vorgesehen sind, von welchen Proben wechselweise der Kammer zugeführt werden, und dass Druck-Re- guliermittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von den kernfreien Proben gesteuert werden,
    um Veränderungen von Umgebungsdruck und -tempe- ratur zu kompensieren und in der Kammer eine Drucksenkung zu erzeugen, die kleiner ist als dieje nige, bei welcher sich spontane Kondensation ein stellt. UNTERANSPRÜCHE 1. Kondensationskern-Detektor nach Patentan spruch, wobei Mittel vorgesehen sind, um elektri sche Signale zu erzeugen, die der Nebeldichte von sich folgenden Proben entsprechen, dadurch gekenn zeichnet, dass die Druckreguliermittel vom elektri schen Signal der kernfreien Proben gesteuert werden.
    2. Kondensationskern-Detektor nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck reguliermittel eine Referenzspannungsquelle und Mit tel zum Vergleichen der Referenzspannung mit dem Steuersignal für die Druckreguliermittel aufweist.
CH596961A 1961-05-23 1961-05-23 Kondensationskern-Detektor CH393791A (de)

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