(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部分流（ＦＧ１）および第２の部分流（ＦＧ２）を、入力流（ＦＧ０）から前記第２の部分流（ＦＧ２）を分離することによってもたらすように構成されたディストリビュータユニット（３００）と、
第１のフィルタ（ＦＩＬ１）を使用することによって前記第１の部分流（ＦＧ１）からエアロゾル粒子（Ｐ１）を収集する粒子収集ユニット（１００）と、
前記第２の部分流（ＦＧ２）によって運ばれるエアロゾル粒子（Ｐ１）を帯電させることによって荷電粒子（Ｐ２）を形成し、該荷電粒子（Ｐ２）を収集することによって電流（Ｉp（ｔ））をもたらす粒子監視ユニット（２００）と
を備え、
前記電流（Ｉp（ｔ））に基づいて前記第１の部分流（ＦＧ１）の流量（Ｑ1）を制御するように構成された、粒子測定装置（５００）。
【請求項２】
コロナ放電（ＤＳＲ１）によって前記第２の部分流（ＦＧ２）のエアロゾル粒子（Ｐ１）を帯電させるための帯電ユニット（ＣＵＮＩＴ１）を備える、請求項１に記載の装置（５００）。
【請求項３】
前記荷電粒子（Ｐ２）を収集するための粒子検出器（ＤＥＴ１）を備えており、前記粒子検出器（ＤＥＴ１）は、ファラデーケージ（ＦＡＲＡ１）に囲まれた監視フィルタ（ＤＦＩＬ）を備える、請求項１または２に記載の装置（５００）。
【請求項４】
前記第２の部分流（ＦＧ２）からイオン（Ｊ１）を取り除くためのイオントラップ（ＪＴＲＡＰ）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置（５００）。
【請求項５】
前記第１の部分流（ＦＧ１）を前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）へと導くための一次ダクト（３１０）を備えており、前記一次ダクト（３１０）は、直線部（ＰＯＲ１）および発散部（ＰＯＲ２）を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（５００）。
【請求項６】
前記粒子監視ユニット（２００）は、
帯電空間（ＳＰＣ１）を定めるための実質的に半球状の内部を有している対向電極（ＥＬＥＣ０）と、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）へとエアロゾル粒子（Ｐ１）を導くための入口チャネル（ＣＨ１）と、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）においてコロナ放電を発生させることによって前記エアロゾル粒子（Ｐ１）から荷電粒子（Ｐ２）を形成するためのコロナ電極（ＥＬＥＣ３）と、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）から荷電粒子（Ｐ２）を導くための出口チャネル（ＣＨ２）と
を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（５００）。
【請求項７】
前記粒子監視ユニット（２００）は、
コロナ電極（ＥＬＥＣ３）に動作電圧（ＵC）を供給するための電圧供給部（４１０）と、
前記電流（Ｉp（ｔ））を測定するための電流監視ユニット（ＣＭＵ１）と、
前記電流監視ユニット（ＣＭＵ１）を加熱するための加熱ユニット（ＨＵＮＩＴ１）と
を備えており、
当該装置（５００）は、前記電圧供給部（４１０）の動作状態に基づいて前記加熱ユニット（ＨＵＮＩＴ１）を制御するように構成されている、請求項６に記載の装置（５００）。
【請求項８】
前記第１の部分流（ＦＧ１）を開始させるための制御信号（Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ））をもたらすように構成され、前記電流（Ｉp（ｔ））を監視することによって前記制御信号（Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ））をもたらすように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（５００）。
【請求項９】
フレーム（４０１）と、
前記粒子監視ユニット（２００）が前記フレーム（４０１）に電気的に接続されているか否かを確認するための近接感知ユニット（４３０）と
を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置（５００）。
【請求項１０】
エアロゾル粒子（Ｐ１）を測定するための方法であって、
第１の部分流（ＦＧ１）および第２の部分流（ＦＧ２）を、ディストリビュータユニット（３００）を使用することによって入力流（ＦＧ０）から前記第２の部分流（ＦＧ２）を分離することによってもたらすステップと、
第１のフィルタ（ＦＩＬ１）を使用することによって前記第１の部分流（ＦＧ１）からエアロゾル粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第２の部分流（ＦＧ２）によって運ばれるエアロゾル粒子（Ｐ１）を帯電させることによって荷電粒子（Ｐ２）を形成するステップと、
前記荷電粒子（Ｐ２）を収集することによって電流（Ｉp（ｔ））をもたらすステップと、
前記電流（Ｉp（ｔ））に基づいて前記第１の部分流（ＦＧ１）の流量（Ｑ1）を制御するステップ
を含む方法。
【請求項１１】
前記電流（Ｉp（ｔ））の積分値または平均値が所定の値よりも大きくなるときに、前記第１の部分流（ＦＧ１）を停止させるステップ
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
燃焼施設（ＳＲＣ１）の煙道ガス（ＰＧ０）をサンプリングすることによって前記入力流（ＦＧ０）をもたらすステップ
を含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記入力流（ＦＧ０）は、周囲空気（ＰＧ０）からサンプリングされる、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）を通って前記第１の部分流（ＦＧ１）を導くことによってエアロゾル粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の後に、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）の重量を測定することによって第１の重量測定結果（ｍtot,1）を得るステップと
を含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記電流（Ｉp（ｔ））を測定するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間に測定された前記電流（Ｉp（ｔ））を分析することによって、前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）を有効または無効と分類するステップと
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
第２の測定期間（Ｔtot,2）の間、第２のフィルタ（ＦＩＬ２）へと前記第１の部分流（ＦＧ１）を導くことによってエアロゾル粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第２の測定期間（Ｔtot,2）の後に、前記第２のフィルタ（ＦＩＬ２）の重量を測定することによって第２の重量測定結果（ｍtot,2）を得るステップと、
前記第２の測定期間（Ｔtot,2）の間、前記電流（Ｉp（ｔ））を測定するステップと、
前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）の前記第２の重量測定結果（ｍtot,2）に対する第１の比（ｍtot,1／ｍtot,2）が、前記第１の測定期間（Ｔtot,1）における前記電流（Ｉp（ｔ））の第１の積分（ＳＵＭ１）の前記第２の測定期間（Ｔtot,2）における前記電流（Ｉp（ｔ））の第２の積分（ＳＵＭ２）に対する第２の比（ＳＵＭ１／ＳＵＭ２）に対応するか否かを判定することによって、前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）を有効または無効と分類するステップと
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
施設（ＳＲＣ１）を、該施設（ＳＲＣ１）がエアロゾル含有ガス（ＰＧ０）をもたらすように動作させるステップと、
第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記第１の部分流（ＦＧ１）を前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）へと導くことによって、前記エアロゾル含有ガス（ＰＧ０）のエアロゾル粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記電流（Ｉp（ｔ））を測定するステップと、
前記施設（ＳＲＣ１）の動作パラメータを示すプロセスインジケータ信号（Ｐ（ｔ））を取得するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の後に、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）の重量を測定することによって第１の重量測定結果（ｍtot,1）を得るステップと
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間に測定された前記電流（Ｉp（ｔ））が前記プロセスインジケータ信号（Ｐ（ｔ））に相関しているか否かを判定することによって、前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）を有効または無効と分類するステップと
を含む、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
コロナ電極（ＥＬＥＣ３）と対向電極（ＥＬＥＣ０）との間に位置しており、実質的に半球状の内部を有している帯電空間（ＳＰＣ１）へと、前記第２の部分流（ＦＧ２）の前記エアロゾル粒子（Ｐ１）を導くステップと、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）において前記第２の部分流（ＦＧ２）の前記エアロゾル粒子（Ｐ１）を帯電させることによって前記荷電粒子（Ｐ２）を形成するステップと
を含む、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
コロナ放電（ＤＳＲ１）によって前記荷電粒子（Ｐ２）を形成するステップと、
電流監視ユニット（ＣＭＵ１）を使用することによって前記電流（Ｉp（ｔ））を測定するステップと、
前記コロナ放電（ＤＳＲ１）の動作状態に基づいて前記電流監視ユニット（ＣＭＵ１）の加熱を制御するステップと
を含む、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される実施形態の態様は、エアロゾル粒子の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル粒子が、例えば発電所の煙道ガス中に浮遊して存在し得る。エアロゾルの測定を、例えば、エアロゾル粒子の質量濃度が所定の限界よりも低いかどうかを確認するために使用することができる。エアロゾル粒子の質量濃度を、例えば、エアロゾル粒子をフィルタによって集め、集められた粒子の総質量をフィルタの重量を測定することによって決定することで、測定することができる。重量の測定後に、集められた粒子の総質量をフィルタを通って導かれたガスの総体積で割り算することによって、平均粒子質量濃度を算出することができる。充分な量のエアロゾル粒子をフィルタによって集めるために、例えば数時間など、比較的長い時間が必要となり得る。フィルタの重量の測定は、手作業を必要とする可能性があり、あるいは高価な自動重量測定設備の使用を必要とする可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
いくつかの変種は、エアロゾル粒子を測定するための装置に関係し得る。いくつかの変種は、エアロゾル粒子を測定するための方法に関係し得る。
【０００４】
一態様によれば、
・第１の部分流および第２の部分流を、入力流から前記第２の部分流を分離することによってもたらすように構成されたディストリビュータユニットと、
・第１のフィルタを使用することによって前記第１の部分流から粒子を収集する粒子収集ユニットと、
・前記第２の部分流によって運ばれる粒子を帯電させることによって荷電粒子を形成し、該荷電粒子を収集することによって電流をもたらす粒子監視ユニットと
を備える粒子測定装置が提供される。
【０００５】
一態様によれば、エアロゾル粒子を測定するための方法であって、
・第１の部分流および第２の部分流を、ディストリビュータユニットを使用することによって入力流から前記第２の部分流を分離することによってもたらすステップと、
・第１のフィルタを使用することによって前記第１の部分流から粒子を収集するステップと、
・前記第２の部分流によって運ばれる粒子を帯電させることによって荷電粒子を形成するステップと、
・前記荷電粒子を収集することによって電流をもたらすステップと
を含む方法が提供される。
【０００６】
さらなる態様は、特許請求の範囲に定められる。
【０００７】
装置によってもたらされる電流は、入力流のエアロゾル粒子の瞬時濃度を表すことができる。とくには、電流は、入力流のエアロゾル粒子の瞬時有効表面積濃度を表すことができる。このように、装置を、入力流の粒子の平均質量濃度を測定するために使用することができ、装置は、濃度の継続的な監視を可能にする電流をもたらすこともできる。
【０００８】
荷電粒子を収集することによって生成される一次電流は、きわめて弱い可能性がある。装置は、例えば、一次電流の大きさを測定するための電位計を備えることができ、装置は、一次電流の大きさを示す二次電流信号をもたらすことができる。二次電流信号は、例えば、デジタル信号であってよい。二次電流信号を、例えば、監視信号と呼ぶことができる。監視信号は、一次電流信号に実質的に比例することができる。
【０００９】
装置を、エアロゾル濃度の急激な変化を検出するために使用することができる。監視信号の応答時間は、例えば１秒よりも短くてよく、さらには０．１秒よりも短くてよい。
【００１０】
監視信号を、時間情報に関連付けてメモリに記録することができる。記録された監視信号は、１つ以上のタイムスタンプに関連付けられてよい。
【００１１】
装置の収集ユニットを、特定の収集期間の間に放出された粒子状物質の累積質量を測定するために使用することができる。エアロゾル粒子を、粒子収集期間において収集ユニットのフィルタ上に捕捉することができる。フィルタによって収集された粒子の総質量を、重量測定法によって決定することができ、粒子の平均質量濃度を、総質量を粒子収集期間の間にフィルタを通って導かれたガスの総体積で除算することによって決定することができる。とくに、フィルタによって収集された粒子の総質量を、収集期間の後にフィルタの重量を測定することによって決定することができる。
【００１２】
粒子を、収集期間の間、フィルタによって収集することができる。充分な重量測定精度を得るために、充分な量の粒子の収集に、最小限の時間が必要となり得る。この最小時間は、粒子の濃度に依存し得る。より低い濃度は、より長い時間を必要とし得る。濃度が高いほど、収集時間は短くてよい。監視信号に基づいて収集期間の長さを制御することで、時間およびコストを節約することができる。
【００１３】
監視信号を、フィルタ上に捕捉された粒子サンプルから割り出された１つ以上の測定結果に関連付けて記録することができる。とくに、記録された監視信号は、フィルタ上に収集された粒子の重量測定による総質量に関連付けられてよい。記録された監視信号は、総質量から割り出された平均濃度と関連付けられてよい。
【００１４】
重量測定結果の信頼性を、監視信号を使用することによって改善することができる。重量測定結果を、監視信号を使用することによって、有効または無効として分類することができる。出力結果を、無効な測定結果が出力結果に寄与することがないよう、１つ以上の有効な重量測定結果から決定することができる。
【００１５】
監視信号の分析は、収集された粒子サンプルから割り出された１つ以上の測定結果の有効性および／または診断値の推定を可能にすることができる。フィルタの重量を測定することによって得られる測定結果は、例えばフィルタの誤った取り扱いに起因して、真の値から逸脱する可能性がある。監視信号を、例えば、重量測定結果の信頼性を確認するために使用することができる。重量測定結果の変動が監視信号の変動に相関しているかどうかを判定するために、いくつかの測定期間の後に得られた重力測定結果を、監視信号と比較することができる。
【００１６】
例えば、監視信号の分析が異常な挙動を示している場合、エアロゾル測定を含む実験を中断することができる。例えば、実質的に一定の値が予想される状況において監視信号が信号の変化を示す場合に、実験を中断することができる。例えば、信号の変化が予想される状況において監視信号が一定の信号を示す場合に、実験を中断することができる。失敗した実験に費やされる時間を、減らすことができる。監視信号に基づいて実験の進行を推定することで、時間およびコストを節約することができる。
【００１７】
フィルタの動作を、継続的な監視に基づいて制御することができる。監視信号を、粒子収集期間をトリガするために使用することができる。例えば、監視信号の値または監視信号の変化率が所定のしきい値を超えるときに、フィルタによる粒子の収集を開始させることができる。
【００１８】
以下の実施例において、いくつかの変種を、添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】エアロゾル測定システムの一部として動作するように接続された粒子測定装置を、一例として、断面図にて示している。
【図１ｂ】一例として、周囲ガスのエアロゾル粒子の濃度を測定するように構成された粒子測定装置を、一例として、断面図にて示している。
【図２】粒子測定装置を、一例として、断面図にて示している。
【図３】測定装置の一次ダクトの寸法を、一例として、側面断面図にて示している。
【図４ａ】粒子監視装置の帯電ユニットを、一例として示している。
【図４ｂ】粒子監視装置を、一例として、断面図にて示している。
【図５】粒子測定装置の制御システムを、一例として示している。
【図６】測定による値の形成を、一例として示している。
【図７】粒子測定装置を動作させる方法の各ステップを、一例として示している。
【図８ａ】分解された測定システムの各ユニットを、一例として示している。
【図８ｂ】分解された測定システムの各ユニットを、一例として示している。
【図８ｃ】分解された測定システムの各ユニットを、一例として示している。
【図９ａ】サンプリングノズルが流路の内壁に対して突出していないディストリビュータを、一例として示している。
【図９ｂ】ディストリビュータに取り外し可能に取り付けられた拡張ユニットを、一例として、側面断面図にて示している。
【図１０ａ】粒子測定装置の粒子監視装置を、一例として、断面図にて示している。
【図１０ｂ】粒子監視装置のための帯電空間およびイオントラップを、一例として、三次元図にて示している。
【図１０ｃ】粒子監視装置を、一例として、断面図にて示している。
【図１０ｄ】図１０ｃに示した粒子監視装置の断面を一例として示している。
【図１０ｅ】粒子監視装置の検出器を、一例として、断面図にて示している。
【図１０ｆ】図１０ｃに示した粒子監視装置の側面図を、一例として示している。
【図１０ｇ】図１０ｃに示した粒子監視装置のためのカバーを、一例として示している。
【図１１】粒子監視ユニットの電気的接続を、一例として示している。
【図１２ａ】第１の期間にわたる電流信号の積分、および第２の期間にわたる電流信号の積分を、一例として示している。
【図１２ｂ】第１の期間において収集された粒子の総質量と、第２の期間において収集された粒子の総質量とを、一例として示している。
【図１３ａ】第１の期間にわたる電流信号の積分、第２の期間にわたる電流信号の積分、および第３の期間にわたる電流信号の積分を、一例として示している。
【図１３ｂ】第１の期間において収集された粒子の総質量と、第２の期間において収集された粒子の総質量と、第３の期間において収集された粒子の総質量とを、一例として示している。
【図１４ａ】プロセスインジケータ信号に相関した電流信号を、一例として示している。
【図１４ｂ】異常な挙動を示す電流信号を、一例として示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１ａを参照すると、エアロゾル測定システム１０００を、一次ガスＰＧ０のエアロゾル粒子Ｐ１を測定するように構成することができる。一次ガスＰＧ０は、エアロゾル粒子Ｐ１を運んでいる可能性がある。エアロゾル測定システム１０００は、エアロゾル測定装置５００を備えることができる。エアロゾル測定装置５００は、一次ガスＰＧ０のエアロゾル粒子Ｐ１をフィルタＦＩＬ１に集めることができ、エアロゾル測定装置５００は、一次ガスＰＧ０のエアロゾル粒子の濃度を継続的に監視することができる。エアロゾル測定装置５００は、粒子をフィルタＦＩＬ１へと集めるための粒子収集ユニット１００を備えることができ、エアロゾル測定装置５００は、濃度を継続的に監視するための監視装置２００を備えることができる。
【００２１】
測定装置５００を、エアロゾル測定システム１０００の一部として動作するように構成することができる。一次ガスＰＧ０は、ガスダクトＤＵＣ１内を案内されてよく、あるいはガスダクトＤＵＣ１内に含まれてよい。また、一次ガスＰＧ０は、周囲ガス、とくには周囲空気であってもよい。周囲ガスは、ガスダクトＤＵＣ１によって案内されてよい。あるいは、ダクトを省略してもよく、すなわち周囲ガスを、ダクトＤＵＣ１を使用せずに直接採取してもよい（図１ｂ）。
【００２２】
システム１０００は、一次ガスＰＧ０からエアロゾルサンプル流ＦＧ０を分離するためのサンプリングノズル６１２を備えることができる。サンプリングノズル６１２のオリフィスを、サンプリング地点ＰＯＳ０に配置することができる。エアロゾル測定システム１０００は、エアロゾルサンプル流ＦＧ０をガスダクトＤＵＣ１から測定装置５００へと案内するためのサンプルライン６１０を備えることができる。エアロゾルサンプル流ＦＧ０を、例えば、入力流ＦＧ０と呼ぶこともできる。装置５００は、入力流ＦＧ０を第１の部分流ＦＧ１および第２の部分流ＦＧ２に分割する流れ分配器ユニット３００を備えることができる。流れ分配器ユニット３００を、例えば、ディストリビュータ３００と呼ぶこともできる。第１の部分流ＦＧ１を、フィルタＦＩＬ１へと導くことができ、第２の部分流ＦＧ２を、監視装置２００へと導くことができる。
【００２３】
監視装置２００は、第２の部分流ＦＧ２によって運ばれる粒子Ｐ１を帯電させることによって荷電粒子Ｐ２を形成するように構成されてよい帯電ユニットＣＵＮＩＴ１を備えることができる。帯電ユニットＣＵＮＩＴ１は、イオンＪ１を生成するためのイオン源を備えることができる。イオンＪ１は、中性の粒子Ｐ１と電荷を交換することによって荷電粒子Ｐ２を形成することができる。イオン源は、例えば、コロナ放電ＤＳＲ１であってよい（図２）。帯電ユニットＣＵＮＩＴ１は、コロナ放電ＤＳＲ１を発生させるためのコロナ電極ＥＬＥＣ３を備えることができる。
【００２４】
監視装置２００は、荷電粒子Ｐ２によって運ばれる電荷を検出するための検出器ＤＥＴ１を備えることができる。検出器ＤＥＴ１は、単位時間当たりに検出器ＤＥＴ１によって捕捉される荷電粒子の電荷に実質的に比例し得る電流Ｉp（ｔ）をもたらすことができる。装置５００は、電流Ｉp（ｔ）を測定する電流監視ユニットＣＭＵ１を備えることができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、例えば、検出器ＤＥＴ１から導かれる電流Ｉp（ｔ）の大きさを測定するための電位計を備えることができる。電流Ｉp（ｔ）を、検出器ＤＥＴ１から電流監視ユニットＣＭＵ１へと導くことができる。電流Ｉp（ｔ）の大きさは、検出器ＤＥＴ１によって捕捉されたエアロゾル粒子の瞬時有効表面積濃度を示すことができる。電流Ｉp（ｔ）を、濃度についての情報を含む信号を運ぶと解釈することができる。電流Ｉp（ｔ）を、電流信号Ｉp（ｔ）と呼ぶこともできる。電流信号Ｉp（ｔ）を、検出器ＤＥＴ１から電流監視ユニットＣＭＵ１へと送ることができる。
【００２５】
電流監視ユニットＣＭＵ１は、検出器ＤＥＴ１から得られる電流Ｉp（ｔ）に基づいて監視信号Ｓ１（ｔ）を継続的にもたらすことができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、例えば、測定された電流Ｉp（ｔ）に基づくデジタル監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすことができる。監視装置２００は、第２の部分流ＦＧ２によって運ばれるエアロゾル粒子の瞬時濃度を示す監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすことができる。
【００２６】
また、監視信号Ｓ１（ｔ）は、サンプル流ＦＧ０によって運ばれるエアロゾル粒子の瞬時濃度を示すことができる。さらに、監視信号Ｓ１（ｔ）は、一次ガスＰＧ０中のエアロゾル粒子の瞬時濃度を示すこともできる。第２の部分流ＦＧ２によって運ばれるエアロゾル粒子の濃度は、入力流ＦＧ０によって運ばれるエアロゾル粒子の濃度に比例し得る。第２の部分流ＦＧ２によって運ばれるエアロゾル粒子の濃度は、一次ガスＰＧ０中のエアロゾル粒子の濃度に比例し得る。サンプリングノズル６１２，３２２の寸法および流れＦＧ１、ＦＧ２のガス流量を、第２の部分流ＦＧ２によって運ばれるエアロゾル粒子Ｐ１の濃度が、一次ガスＰＧ０中のエアロゾル粒子の濃度に実質的に等しくなるように選択することができる。とくには、サンプリングノズル６１２，３２２の寸法および流れＦＧ１、ＦＧ２のガス流量を、第２の部分流ＦＧ２によって運ばれるエアロゾル粒子のサイズ分布が、一次ガスＰＧ０中のエアロゾル粒子のサイズ分布に実質的に等しくなるように選択することができる。
【００２７】
エアロゾル測定装置１０００は、随意により、一次ガスＰＧ０から抽出されたサンプル流から希釈入力流ＦＧ０をもたらすための希釈システムを備えることができる。サンプル流を、希釈比に従って希釈することができる。
【００２８】
第１の部分流ＦＧ１の流量Ｑ1を、ポンプＰＵＭＰ１および／または弁６８０によって制御することができる（図２）。エアロゾル測定システム１０００は、フィルタＦＩＬ１を通ってガス流ＦＧ１を引き込むためのポンプＰＵＭＰ１を備えることができる。装置５００を、例えば流体コネクタＣＯＮ１によってサンプルライン６１０へと接続することができる。装置５００を、例えば流体コネクタＣＯＮ２によってポンプＰＵＭＰ１へと（直接的または間接的に）接続することができる。弁６８０は、例えば、制御可能な電磁弁であってよい。ポンプＰＵＭＰ１および／または弁６８０は、外部の構成要素であってよい。装置５００は、必ずしもポンプＰＵＭＰ１および／または弁６８０を備える必要はない。システム１０００が、ポンプＰＵＭＰ１および／または弁６８０を備えることができ、したがって装置５００は、このポンプＰＵＭＰ１および／またはこの弁６８０を備えない。
【００２９】
装置５００は、監視装置２００を通って第２の部分流ＦＧ２を引き込むための第２のポンプＰＵＭＰ２を備えることができる。
【００３０】
収集ユニット１００のフィルタＦＩＬ１は、収集されたエアロゾル粒子Ｐ１のサンプルをもたらすことができる。フィルタＦＩＬ１は、交換可能な部品であってよい。エアロゾル測定装置５００は、当初はフィルタＦＩＬ１を備えずに製造および提供されてよい。
【００３１】
粒子を、粒子収集期間においてフィルタＦＩＬ１へと捕捉することができ、粒子収集期間の後に、フィルタＦＩＬ１を収集ユニット１００から取り外すことができる。各々の粒子収集期間の前に、新しいフィルタを収集ユニット１００に設置することができる。
【００３２】
一実施形態においては、第１のポンプＰＵＭＰ１の動作を、電流信号（Ｉp）の分析に基づいて制御することができる。第２のポンプＰＵＭＰ２の動作は、第１のポンプＰＵＭＰ１の動作と実質的に無関係であってよい。
【００３３】
第２の部分流ＦＧ２がポンプＰＵＭＰ２によって引き出された後で、第２の部分流ＦＧ２を、出口２９０から、例えば装置５００の外部の大気または換気ダクトへと排出することができる。
【００３４】
装置５００は、随意により、第２の部分流ＦＧ２を制御するための弁２８０を備えることができる。システム１０００は、随意により、第１の部分流ＦＧ１を制御するための弁６８０を備えることができる。
【００３５】
装置５００は、随意により、第１の部分流ＦＧ１の流量を監視するためのセンサＳＥＮ１を備えることができる。装置５００は、第１の部分流ＦＧ１の流量を測定するためのセンサＳＥＮ１を備えることができる。
【００３６】
装置５００は、帯電ユニットＣＵＮＩＴ１に動作電力を供給するための電圧供給部４１０を備えることができる。装置５００は、帯電ユニットＣＵＮＩＴ１のコロナ電極ＥＬＥＣ３に高電圧を供給するための高電圧供給部４１０を備えることができる。
【００３７】
装置５００は、随意により、ユーザに情報を提供し、さらには／あるいはユーザからユーザ入力を受け取るためのユーザインターフェースＵＩＦ１を備えることができる。装置５００は、フレーム４０１を備えることができる。フレーム４０１は、例えば監視装置２００および／またはユーザインターフェースＵＩＦ１を機械的に支持することができる。
【００３８】
一次ガスＰＧ０は、エアロゾル粒子発生源ＳＲＣ１によってもたらされ得るエアロゾル粒子を運ぶことができる。発生源ＳＲＣ１は、例えば、燃焼施設または化学プラントであってよい。発生源ＳＲＣ１は、例えば、暖房ボイラ、石油バーナ、ガスバーナ、微粉炭バーナ、焼却炉、流動床ボイラ、内燃機関、ガスタービン、精油所、または化学プラントであってよい。ガスダクトＤＵＣ１は、例えば、燃焼施設の煙道ガスダクトであってよい。ガスダクトＤＵＣ１は、例えば、排気ガスダクトであってよい。
【００３９】
また、周囲ガスを、ガスダクトＤＵＣ１によって案内してもよい。あるいは、周囲ガスを、ダクトＤＵＣ１を使用せずに直接採取してもよい。
【００４０】
粒子収集期間の間、装置５００を、随意により、例えば凝縮を安定化させるために、例えば加熱されたオーブン内に保つことができる。
【００４１】
発生源ＳＲＣ１は、随意により、プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）をもたらすことができる。監視信号Ｓ１（ｔ）をプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）と比較して、粒子発生源ＳＲＣ１の動作パラメータの変化が監視信号Ｓ１（ｔ）の変化に対応するか否かを判断することができる。監視信号Ｓ１（ｔ）がプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に相関しているか否かを判断するために、監視信号Ｓ１（ｔ）をプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）と比較することができる。プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）は、例えば、燃料流量、燃焼施設への入力空気流、発生源ＳＲＣ１の動作温度、触媒コンバータの動作温度、フィルタの動作温度、プロセスの動作温度、燃料供給圧力、または添加剤の流量を示すことができる。エアロゾル粒子発生源ＳＲＣ１は、発生源ＳＲＣ１の異なる動作パラメータを示すことができる複数のプロセスインジケータ信号を同時にもたらすことができる。
【００４２】
エアロゾル測定装置１０００は、随意により、サンプル流ＦＧ０を希釈するための希釈システムを備えることができる。希釈比を、監視ユニット２００から得られる信号Ｓ１（ｔ）の分析に基づいて決定および／または調整することができる。希釈比を、電流信号Ｉp（ｔ）に基づいて制御してもよい。例えば、希釈比を、粒子収集期間の開始前に決められた値に応じて設定することができる。
【００４３】
図２を参照すると、入力ガス流ＦＧ０は、エアロゾル粒子Ｐ１を運ぶことができる。粒子Ｐ１は、例えば、固体または液体粒子であってよい。エアロゾル粒子Ｐ１のサイズは、例えば、５ｎｍ〜５０μｍの範囲であってよい。粒子Ｐ１を含む入力ガス流ＦＧ０を、入力エアロゾル流ＦＧ０と呼ぶこともできる。
【００４４】
ディストリビュータ３００は、入力ガス流ＦＧ０から第２の部分流ＦＧ２をサンプリングすることによって、第１の部分流ＦＧ１および第２の部分流ＦＧ２をもたらすことができる。ガス流ＦＧ０、ＦＧ１、ＦＧ２は、エアロゾル粒子Ｐ１を運ぶことができる。第１の部分流ＦＧ１を、粒子収集ユニット１００へと導くことができる。第２の部分流ＦＧ２を、監視装置２００へと導くことができる。監視装置２００の検出器ＤＥＴ１は、入力ガス流ＦＧ０によって運ばれるエアロゾル粒子Ｐ１の濃度を示す電流Ｉp（ｔ）をもたらすことができる。装置５００は、第２の部分流ＦＧ２によって運ばれるエアロゾル粒子Ｐ１の濃度を示す電流Ｉp（ｔ）をもたらすことができる。装置５００は、第２の部分流ＦＧ２によって運ばれるエアロゾル粒子Ｐ１の濃度を示す監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすことができる。
【００４５】
ディストリビュータ３００は、入力ガス流ＦＧ０から第２の部分流ＦＧ２を分離するための二次サンプリングノズル３２２を備えることができる。第２の部分流ＦＧ２を、二次ダクト３２０によって監視装置２００へと導くことができる。さらに、ノズル３２２は、入力ガス流ＦＧ０から第２の部分流ＦＧ２を分離することによって第１の部分流ＦＧ１をもたらすことができる。装置５００は、第１の部分流ＦＧ１をフィルタＦＩＬ１へと案内するための一次ダクト３１０を備えることができる。ノズル３２２の寸法および形状を、第１の部分流ＦＧ１の粒子サイズ分布が入力流ＦＧ０の粒子サイズ分布に実質的に等しくなるように選択することができる。一次流ＦＧ０は、流量Ｑ0を有することができる。第１の部分流ＦＧ１は、流量Ｑ1を有することができる。第２の部分流ＦＧ２は、流量Ｑ2を有することができる。流量Ｑ0は、合計Ｑ1＋Ｑ2に等しくてよい。
【００４６】
装置５００は、監視装置２００を通ってガス流ＦＧ２を引き込むためのポンプＰＵＭＰ２を備えることができる。エアロゾル粒子がフィルタＦＩＬ１によって集められるとき、ポンプＰＵＭＰ２を、流量Ｑ2を例えば流量Ｑ1の０．１％〜１０％の範囲にすべく動作するように構成することができる。ポンプＰＵＭＰ２を、流量Ｑ2を流量Ｑ1の１％〜５％の範囲にすべく動作するように構成することができる。ポンプＰＵＭＰ２を、流量Ｑ2を流量Ｑ1の１％〜２％の範囲にすべく動作するように構成することができる。
【００４７】
装置５００を、エアロゾル測定システム１０００の一部として動作するように接続することができる。エアロゾル測定システム１０００は、例えば、サンプルライン６１０と、弁６８０と、ポンプＰＵＭＰ１とを備えることができる。ポンプＰＵＭＰ１を、フィルタＦＩＬ１を通って第１の部分流ＦＧ１を引き込むように構成することができる。装置５００を、例えばコネクタＣＯＮ１、ＣＯＮ２を使用することによってサンプルライン６１０とポンプＰＵＭＰ１との間に接続することができる。
【００４８】
装置５００は、例えば、一次ダクト３１０および二次ダクト３２０を備えることができる。一次ダクト３１０は、例えば、直線部分ＰＯＲ１および円錐状発散部分ＰＯＲ２を備えることができる。第１の部分流ＦＧ１を、直線部分ＰＯＲ１および発散部分ＰＯＲ２を通って案内することができる。ディストリビュータ３００は、二次サンプリングノズル３２２を備えることができる。第２の部分流ＦＧ２を、二次サンプリングノズル３２２および二次ダクト３２０を通って監視装置２００へと導くことができる。ディストリビュータ３００は、一次ダクト３１０の少なくとも一部分と、二次ダクト３２０の少なくとも一部分とをさらに備えることができる。ディストリビュータ３００は、ダクト３１０，３２０およびノズル３２２を備えることができる。
【００４９】
粒子測定装置５００を、サンプルライン６１０から一次流ＦＧ０を受け取るように接続することができる。粒子測定装置５００を、流れＦＧ１が装置５００の収集ユニット１００を通って引き出されるようにポンプＰＵＭＰ１へと接続することができる。収集ユニット１００、監視装置２００、およびディストリビュータ３００を、装置５００を単一の実体として手動で取り扱うことができるように互いに取り付けることができる。
【００５０】
装置５００を、例えばコネクタＣＯＮ１、ＣＯＮ２を使用することによってサンプルライン６１０とポンプＰＵＭＰ１との間に接続することができる。装置５００は、ディストリビュータ３００をエアロゾル測定システム１０００のサンプルライン６１０へと接続するための流体コネクタＣＯＮ１を備えることができる。装置５００を、コネクタＣＯＮ１を開くことによってサンプルライン６１０から分離させることができる。装置５００を、コネクタＣＯＮ２を開くことによってポンプＰＵＭＰ１から分離させることができる。コネクタＣＯＮ１および／またはＣＯＮ２は、例えば、ネジ式コネクタ、フランジコネクタ、またはクイックリリースコネクタであってよい。例えば、ディストリビュータ３００は、コネクタＣＯＮ１として働くように構成されてよいねじ部を備えることができる。例えば、ディストリビュータ３００は、コネクタＣＯＮ１として働くように構成されてよい密閉フランジを備えることができる。例えば、ディストリビュータ３００は、クイックリリース接続金具ＣＯＮ１を備えることができる。必要であれば、コネクタＣＯＮ１、ＣＯＮ２を、随意により、シールＳＥＡＬ１によって密封することができる。
【００５１】
ディストリビュータ３００を、例えばフィルタＦＩＬ１の容易な交換を可能にするために、収集ユニット１００に取り外し可能に取り付けることができる。
【００５２】
監視装置２００を、例えば監視装置２００の容易な交換を可能にするために、例えば収集ユニット１００、ディストリビュータ３００、および／またはフレーム４０１へと取り外し可能に取り付けることができる。監視装置２００の動作寿命は、例えば、汚損、検出器ＤＥＴ１によって捕捉された粒子、および／またはコロナ電極ＥＬＥＣ３の損耗に起因して、限定的である可能性がある。
【００５３】
一次流ＦＧ１を、ディストリビュータ３００から一次ダクト３１０を介してフィルタＦＩＬ１へと導くことができる。二次流ＦＧ２を、ディストリビュータ３００から二次ダクト３２０を介して監視装置２００へと導くことができる。二次ダクト３２０を、例えば、可撓ホースまたは金属管を使用して実現することができる。ダクト３１０および／または３２０は、固体片に形成されたチャネルであってもよい。ダクト３１０，３２０および二次ノズルを、例えば、成型または３Ｄ印刷によって形成することができる。
【００５４】
二次ダクト３２０を、例えば流体コネクタＣＯＮ３によって監視装置２００へと接続することができる。コネクタＣＯＮ３を、シールＳＥＡＬ１によって密封することができる。二次ダクト３２０は、監視装置２００に恒久的に取り付けられてもよい。
【００５５】
監視装置２００は、寿命が限られているかもしれない。監視装置２００を、装置５００の交換可能な一部分とすることができる。監視装置２００を、例えば流体コネクタＣＯＮ３によってディストリビュータ３００に接続することができる。監視装置２００を、例えば流体コネクタＣＯＮ４によってポンプＰＵＭＰ２に接続することができる。
【００５６】
装置５００は、フィルタＦＩＬ１を保持するためのフィルタホルダ１２０を備えることができる。収集ユニット１００は、フィルタＦＩＬ１を保持するフィルタホルダ１２０を備えることができる。
【００５７】
フィルタＦＩＬ１を、随意により、１つ以上の支持要素によって支持することができる。１つ以上の支持要素は、例えば、ガス流ＦＧ１によって引き起こされる圧力差によるフィルタＦＩＬ１の曲がりを防止することができる。フィルタＦＩＬ１を、随意により、１つ以上のフィルタカセット要素によって支持することができる。
【００５８】
装置５００は、一次ダクト３１０とフィルタホルダ１２０との間に実質的に漏れのない継手を形成するための１つ以上のシール要素ＳＥＡＬ１を備えることができる。
【００５９】
収集ユニット１００を、第１の部分流ＦＧ１によって運ばれる粒子Ｐ１をフィルタＦＩＬ１へと集めるように構成することができる。粒子が集められた後で、集められた粒子の総質量を、重量法によって決定することができる。集められた粒子の総質量を、例えば、測定期間の前および測定期間の後にフィルタＦＩＬ１の重量を測定し、重量の変化を明らかにすることによって決定することができる。可燃性粒子の場合、集められた粒子の総質量を、粒子を燃焼させ、結果として生じる重量の変化を測定することによって、決定することもできる。フィルタＦＩＬ１の重量を、随意による支持要素を伴って測定しても、伴わずに測定してもよい。
【００６０】
フィルタＦＩＬ１の重量を測定することにより、集められた粒子の総重量についての重量測定結果をもたらすことができる。収集ユニット１００を、第１の部分流ＦＧ１の９９％超をフィルタＦＩＬ１を通って導くべく動作するように構成することができる。収集ユニット１００を、第１の部分流ＦＧ１の９９．９％超をフィルタＦＩＬ１を通って導くべく動作するように構成することができる。フィルタＦＩＬ１は、例えば、エアロゾル粒子を集めるための繊維および／または多孔質材料を含むことができる。フィルタＦＩＬ１の材料は、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、ガラス、または焼結金属であってよい。フィルタＦＩＬ１は、例えば、０．３μｍの空気力学的直径を有する粒子の９９．５％超をフィルタＦＩＬ１によって集めることができるように選択することができる。フィルタＦＩＬ１は、例えば、遮断、慣性衝突、拡散、重力沈降、および／または静電捕集によってエアロゾル粒子を集めることができる。
【００６１】
装置５００は、第１の部分流ＦＧ１の流量を監視するための流量センサＳＥＮ１を備えることができる。装置５００は、随意により、第１の部分流ＦＧ１の流量Ｑ1に依存する圧力差を生じさせる狭窄部１２２を備えることができる。流量センサの動作は、例えば、流れによって引き起こされる圧力差または温度変化の監視に基づくことができる。流量センサＳＥＮ１は、例えば、フィルタＦＩＬ１の下流の圧力を測定する圧力センサであってよい。流量センサＳＥＮ１は、例えば、狭窄部１２２をまたぐ圧力差を測定する圧力差センサであってよい。流量センサＳＥＮ１は、例えば、熱質量流量センサであってよい。流量センサＳＥＮ１を、第１の部分流ＦＧ１の流量Ｑ1を測定するように構成でき、あるいは流量センサＳＥＮ１を、流量Ｑ1が所定の限界を上回るとき、あるいは下回るときを検出するように構成することができる。
【００６２】
図３を参照すると、装置５００の一次ダクト３１０は、実質的に直線の部分ＰＯＲ１と、円錐状の発散部分ＰＯＲ１とを含むことができる。部分ＰＯＲ１、ＰＯＲ２は、例えば、軸対称であってよい。ディストリビュータ３００は、部分ＰＯＲ１、ＰＯＲ２を含むことができる。直線部分ＰＯＲ１は、内径Ｄ1を有することができる。円錐状発散部分ＰＯＲ１は、一次ダクト３１０の出口端における内径Ｄ2を有することができる。直線部分ＰＯＲ１は、長さＬ1を有することができる。円錐状発散部分ＰＯＲ１は、長さＬ2を有することができる。円錐状発散部分ＰＯＲ１は、半円錐角γ2を有することができる。
【００６３】
一次ダクト３１０の内側の寸法は、例えば、排気ガスの排出物測定の技術基準または公的規則に規定される寸法に従うことができる。とくに、一次ダクト３１０の内側の寸法は、例えば、２０１５年８月１７日に施行されたＣＦＲ  ４０  ｐａｒｔ  ４０  ｓｕｂｐａｒｔ  Ｎの１６１−１６２ページに規定の寸法に従うことができる。ＣＦＲは、アメリカ合衆国の連邦規則集を意味する。
【００６４】
直径Ｄ1は、例えば、９ｍｍに実質的に等しくてよい。
【００６５】
直径Ｄ2は、例えば、３９ｍｍに実質的に等しくてよい。
【００６６】
長さＬ1は、例えば、２４ｍｍ以上であってよい。
【００６７】
長さＬ2は、例えば、６７ｍｍに実質的に等しくてよい。
【００６８】
半円錐角γ2は、例えば、１２．５°に実質的に等しくてよい。
【００６９】
一次ダクト３１０の内面を、例えば一次ダクト３１０の内壁への粒子の静電捕集を最小にするために、導電性材料で製作することができる。とくには、一次ダクト３１０の内面を、金属（例えば、ステンレス鋼）で製作することができる。
【００７０】
また、一次ダクト３１０を、互いに取り外し可能に取り付けることができる２つ以上の部品を使用して実現することもできる。例えば、ディストリビュータ３００と拡張ユニット３３０とが協働して一次ダクト３１０を形成してもよい（図９ｂ）。
【００７１】
図４ａおよび図４ｂを参照すると、監視装置２００は、帯電ユニットＣＵＮＩＴ１および電荷検出器ＤＥＴ１を備えることができる。帯電ユニットＣＵＮＩＴ１は、第２の部分流ＦＧ２によって運ばれる粒子Ｐ１の少なくとも一部を帯電させることによって荷電粒子Ｐ２をもたらすことができる。帯電ユニットＣＵＮＩＴ１は、流れＦＧ２の粒子Ｐ１の少なくとも一部を荷電粒子Ｐ２に変換することができる。帯電ユニットＣＵＮＩＴ１は、イオンＪ１を発生させるためのコロナ電極ＥＬＥＣ３を備えることができる。イオンＪ１は、中性の粒子Ｐ１と電荷を交換することによって荷電粒子Ｐ２を形成することができる。粒子の帯電を、帯電ユニットＣＵＮＩＴ１の帯電空間ＳＰＣ１において行うことができる。検出器ＤＥＴ１を、荷電粒子Ｐ２の電荷を検出するように構成することができる。
【００７２】
コロナ電極ＥＬＥＣ３を、コロナ放電ＤＳＲ１によってイオンＪ１を生成するように構成することができる。コロナ電極ＥＬＥＣ３は、対向電極ＥＬＥＣ０と協働して働くことができる。電極ＥＬＥＣ３、ＥＬＥＣ０を、電極ＥＬＥＣ３、ＥＬＥＣ０が電圧差ＵC−Ｕ0を有するように、高電圧供給部４１０へと接続することができる。コロナ電極ＥＬＥＣ３と対向電極ＥＬＥＣ０は、コロナ放電ＤＳＲ１を発生させる電界ＥＦ０を協働して形成することができる。電界ＥＦ０の強度は、コロナ電極ＥＬＥＣ３の近傍にコロナ放電ＤＳＲ１を形成できるように、電極ＥＬＥＣ０、ＥＬＥＣ３の間の帯電空間を通って導かれるガスの絶縁耐力を局所的に超えることができる。
【００７３】
コロナ電極ＥＬＥＣ３は、例えば、鋭い先端を有する導体であってよい。コロナ電極は、例えば、細い直径を有する露出した導線であってよい。コロナ電極を、１つ以上の絶縁体２１２によって電気的に絶縁することができる。コロナ電極を、１つ以上の絶縁体２１２によって機械的に支持することができる。コロナ電極を、高電圧供給部４１０へと接続することができる。コロナ電極は、高電圧ＵCを有することができる。装置２００は、高電圧ＵCをコロナ電極へと供給するための高電圧供給部４１０を備えることができる。対向電極ＥＬＥＣ０は、例えば、電圧Ｕ0を有することができる。
【００７４】
電荷検出器ＤＥＴ１は、単位時間当たりに検出器ＤＥＴ１によって捕捉される荷電粒子の電荷に比例する電流Ｉp（ｔ）をもたらすことができる。検出器ＤＥＴ１は、流れＦＧ２の荷電粒子Ｐ２を集めることができる。検出器ＤＥＴ１は、例えば、荷電粒子Ｐ２を捕捉するための粒子フィルタＤＦＩＬを備えることができる。フィルタＤＦＩＬを、例えば、監視フィルタと呼ぶことができる。フィルタＤＦＩＬは、導電性または電気絶縁性であってよい。フィルタＤＦＩＬを、ファラデーケージＦＡＲＡ１によって囲むことができ、あるいはフィルタＤＦＩＬの導電性の外側層が、ファラデーケージＦＡＲＡ１として動作してもよい。導電性のフィルタＤＦＩＬは、例えば、焼結された導電性粒子または導電性繊維を含むことができる。ファラデーケージＦＡＲＡ１および／または導電性フィルタＤＦＩＬを、電流監視ユニットＣＭＵ１に電気的に接続することができる。ファラデーケージＦＡＲＡ１の内側のフィルタＤＦＩＬによって捕捉される荷電粒子Ｐ２がファラデーケージＦＡＲＡ１に触れない状況においても、ファラデーケージＦＡＲＡ１および電流監視ユニットＣＭＵ１を使用することによって、荷電粒子Ｐ２によって運ばれる電荷を検出することができる。
【００７５】
電流Ｉp（ｔ）の瞬間的な大きさを、電流監視ユニットＣＭＵ１によって測定することができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、電流Ｉp（ｔ）を示す監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすことができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、電流Ｉp（ｔ）から監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすことができる。監視信号Ｓ１（ｔ）は、電流Ｉp（ｔ）に実質的に比例してよい。監視信号Ｓ１（ｔ）は、例えば、デジタル信号またはアナログ信号であってよい。監視信号Ｓ１（ｔ）は、監視装置２００へと導かれる粒子Ｐ１の瞬時濃度を示すことができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、例えば、電流Ｉp（ｔ）を測定するための電位計を備えることができる。電流監視ユニットＣＭＵ１を、検出器ＤＥＴ１から監視装置２００の電気的接地ＧＮＤへと導かれる電流Ｉp（ｔ）を測定するように構成することができる。検出器ＤＥＴ１を、検出器ＤＥＴ１から電流監視ユニットＣＭＵ１を経由して電気的接地ＧＮＤへと導かれる電流Ｉp（ｔ）を電流監視ユニットＣＭＵ１によって測定することができるように、監視装置２００の電気的接地ＧＮＤから電気的に絶縁することができる。検出器ＤＥＴ１を、例えば、１つ以上の絶縁体２５２によって支持することができる。
【００７６】
電気的接地ＧＮＤは、電圧Ｕ0を有することができる。電流監視ユニットＣＭＵ１を、検出器ＤＥＴ１の電圧ＵDET1を電気的接地ＧＮＤの電圧Ｕ0の近くに保つように構成することができる。検出器ＤＥＴ１の電圧ＵDET1を、電流Ｉp（ｔ）の監視の間、電気的接地ＧＮＤの電圧Ｕ0の近くに保つことができる。検出器ＤＥＴ１の電圧ＵDET1と電気的接地の電圧Ｕ0との間の差（ＵDET1−Ｕ0）の絶対値は、例えば、１０Ｖよりも小さくてよい。
【００７７】
フィルタＤＦＩＬは、粒子が検出器ＤＥＴ１から再びガス流へと放出されることがないように、粒子を不可逆的に集めることができる。検出器ＤＥＴ１は、例えば集められた粒子の質量のうち測定期間の間に検出器ＤＥＴ１から再びガス流へと放出されるものが１０％未満であるように、測定期間において粒子を集めることができる。検出器ＤＥＴ１によって集められた粒子が、最終的に検出器ＤＥＴ１を汚し、さらには／あるいは妨害する可能性がある。必要であれば、検出器ＤＥＴ１を清掃でき、あるいは清浄な検出器と交換することができる。監視装置２００は、随意により、検出器ＤＥＴ１を交換するために開くことができる１つ以上の継手ＪＮＴ１を備えることができる。
【００７８】
監視ユニット２００は、随意により、流れＦＧ２からイオンＪ１を除去するためのイオントラップＪＴＲＡＰ１を備えることができる。イオントラップＪＴＲＡＰ１を、帯電ユニットＣＵＮＩＴ１の下流かつ検出器ＤＥＴ１の上流に配置することができる。イオントラップＪＴＲＡＰ１は、検出器ＤＥＴ１に導かれる第２の部分流ＦＧ２からイオンＪ１の少なくとも一部を除去することができる。イオントラップＪＴＲＡＰ１を使用することにより、電流Ｉp（ｔ）を安定させることができる。イオントラップＪＴＲＡＰ１は、例えば、イオンＪ１を流れＦＧ２からそらすことができる電界ＥＦ１をもたらすための２つ以上の電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２を備えることができる。電界ＥＦ１は、電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２を通過するガス流ＦＧ２の方向に対して実質的に横方向であってよい。イオントラップＪＴＲＡＰ１は、第１の電極ＥＬＥＣ１および第２の電極ＥＬＥＣ２を備えることができる。イオントラップは、例えば、実質的に平行な１対の電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２を備えることができる。第１の電極ＥＬＥＣ１は、第１の電圧Ｕ1を有することができ、第２の電極ＥＬＥＣ２は、第２の異なる電圧Ｕ2を有することができる。電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２を、電界ＥＦ１を生成するために電圧差Ｕ1−Ｕ2に組み合わせることができる。電界ＥＦ１の大きさおよび／または電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２の空間を通過するガス流の速度を、荷電粒子Ｐ２のうちの（第１の）適切な割合がイオントラップＪＴＲＡＰ１を通過できるように、かつイオンＪ１のうちの（第２の）適切な割合を流れＦＧ２からそらすことができるように、選択することができる。したがって、荷電粒子Ｐ２の大部分は、検出器ＤＥＴ１へとイオントラップＪＴＲＡＰ１を通過することができる。イオントラップを通過できる粒子の下方のカットオフサイズを、電圧差Ｕ1−Ｕ2を選択することによって選択することができる。電圧Ｕ1および／または電圧Ｕ2を、電圧供給部４２０によって生成することができる。
【００７９】
装置５００は、監視装置２００を通って二次ガス流ＦＧ２を引き込むためのポンプＰＵＭＰ２を備えることができる。ポンプＰＵＭＰ２は、例えば、ダイアフラムポンプ、ピストンポンプ、回転ベーンポンプ、または蠕動ポンプであってよい。監視装置２００を通って導かれた二次ガス流ＦＧ２を、例えば大気または換気ダクトへと逃がすことができる。
【００８０】
ポンプＰＵＭＰ２を、粒子Ｐ２が検出器ＤＥＴ１によって検出される前にポンプＰＵＭＰ２が二次ガス流ＦＧ２から粒子を除去することがないように、検出器ＤＥＴ１の下流に配置することができる。
【００８１】
装置５００は、随意により、二次ガス流ＦＧ２の流量Ｑ2を制御するための弁２８０を備えることができる。弁２８０は、例えば、制御可能な電磁弁であってよい。弁２８０を、検出器ＤＥＴ１の下流に配置することができる。
【００８２】
装置５００を、第１のポンプＰＵＭＰ１を通る流量をフィルタＦＩＬ１を通る流量と等しくすべく動作するように構成することができる。
【００８３】
一次ガス流ＦＧ１の流量Ｑ1を、フィルタＦＩＬ１の下流に配置される１つ以上の構成要素によって調整することができる。二次ガス流ＦＧ２を、二次ガス流ＦＧ２がフィルタＦＩＬ１の下流の一次ガス流ＦＧ１と結合することがないように、検出器ＤＥＴ１を通って引き出すことができる。二次ガス流ＦＧ２を一次ガス流ＦＧ１とは別に保つことは、フィルタＦＩＬ１を通って引き出される流量Ｑ1に二次ガス流ＦＧ２に起因する誤差が生じないように保証するうえで役立ち得る。
【００８４】
図５が、一例として、粒子測定装置５００の制御システムを示している。装置５００は、測定データを処理し、さらには／あるいは装置５００の動作を制御するための制御ユニットＣＮＴ１を備えることができる。装置５００は、監視装置２００を通って二次流ＦＧ２を引き込むためのポンプＰＵＭＰ２を備えることができる。装置５００は、随意により、二次流ＦＧ２を制御するための弁２８０を備えることができる。
【００８５】
装置５００は、電流信号Ｉp（ｔ）をもたらすための検出器ＤＥＴ１を備えることができる。装置５００は、電流信号Ｉp（ｔ）から監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすための電流監視ユニットＣＭＵ１を備えることができる。装置５００は、測定データＤＡＴＡ１を記憶するためのメモリＭＥＭ１を備えることができる。データＤＡＴＡ１は、例えば、測定された信号Ｉp（ｔ）および／またはＳ１（ｔ）を含むことができる。
【００８６】
装置５００は、コンピュータプログラムＰＲＯＧ１を記憶するためのメモリＭＥＭ２を備えることができる。コンピュータプログラムＰＲＯＧ１は、少なくとも１つのデータプロセッサにおいて実行されたときに制御ユニットＣＮＴ１に装置５００の動作を制御させるように構成されたコンピュータプログラムコードを含むことができる。コンピュータプログラムＰＲＯＧ１は、少なくとも１つのデータプロセッサにおいて実行されたときに測定データ（例えば、信号Ｉp（ｔ）、Ｓ１（ｔ））の処理を生じさせるように構成されたコンピュータプログラムコードを含むことができる。コンピュータプログラムＰＲＯＧ１は、少なくとも１つのプロセッサにおいて実行されたときに監視信号Ｓ１（ｔ）に基づく第１の部分流ＦＧ１の開始および／または停止のための制御信号の装置５００による供給を生じさせるように構成されたコンピュータプログラムコードを含むことができる。
【００８７】
装置５００は、随意により、データを受信および／または送信するための通信ユニットＲＸＴＸ１を備えることができる。通信ユニットＲＸＴＸ１は、例えば監視信号Ｓ１（ｔ）を、例えば外部のポータブルコンピュータへと送信することができる。通信ユニットＲＸＴＸ１は、例えば監視信号Ｓ１（ｔ）を、例えばシステム１０００の制御ユニットへと送信することができる。通信ユニットＲＸＴＸ１は、例えば監視信号Ｓ１（ｔ）を、例えばインターネットサーバへと送信することができる。通信ユニットＲＸＴＸ１は、例えば、無線伝送、光ケーブル、および／または電気ケーブルを使用して、データを受信および／または送信することができる。測定を開始するための指令および／または測定を停止するための指令を、通信ユニットＲＸＴＸ１を介して制御ユニットＣＮＴ１へと通信することができる。コンピュータプログラムＰＲＯＧ１を、通信ユニットＲＸＴＸ１を介してデータを受信することによって更新することができる。コンピュータプログラムＰＲＯＧ１を、例えばインターネットサーバからデータを受信することによって更新することができる。
【００８８】
装置５００は、随意により、時間情報をもたらすためのクロックＣＬＫ１を備えることができる。監視信号Ｓ１（ｔ）を、監視信号Ｓ１（ｔ）が時間情報に関連付けて記録されるように、データＤＡＴＡ１としてメモリＭＥＭ１に記録することができる。監視信号Ｓ１（ｔ）を、時間ｔの関数Ｓ１（ｔ）としてメモリＭＥＭ１に記録することができる。データＤＡＴＡ１に、タイムスタンプを付すことができる。
【００８９】
装置５００は、随意により、ユーザに情報を提供するため、および／またはユーザからのユーザ入力を受け取るためのユーザインターフェースＵＩＦ１を備えることができる。ユーザインターフェースＵＩＦ１は、例えば、ディスプレイと１つ以上のキーとを備えることができる。ユーザインターフェースＵＩＦ１は、例えば、タッチスクリーンを備えることができる。ユーザインターフェースＵＩＦ１を、例えば、電流Ｉp（ｔ）の大きさを表示するように構成することができる。インターフェースＵＩＦ１を、電流（Ｉp（ｔ））の大きさの視覚的表示をもたらすように構成することができる。インターフェースＵＩＦ１を、例えば、電流（Ｉp（ｔ））の大きさを示す曲線を表示するように構成することができる。
【００９０】
ユニット１００，２００，３００は、例えば、加熱されたキャビネットの中および／または高温の燃焼施設の近くに配置され得る。さらに、インターフェースＵＩＦ１は、例えばインターフェースＵＩＦ１を人間工学的な位置および／または安全な位置に配置できるように、ユニット１００，２００，３００から離れていてもよい。ポータブルコンピュータまたはモバイルデバイス（例えば、スマートフォン）を、通信ユニットＲＸＴＸ１を介して装置５００と通信するように構成でき、このポータブルコンピュータまたはモバイルデバイスを、インターフェースＵＩＦ１として働くように構成することができる。
【００９１】
装置２００によって測定されたデータは、分散型のやり方で処理されてもよい。例えば、温度補償、バックグラウンドの補償、および／またはデータ相関分析を、別個のデータプロセッサにおいて実行することができる。データを、例えば、ポータブルコンピュータおよび／またはインターネットサーバを使用して処理することができる。
【００９２】
装置５００は、随意により、例えば以下の部分、すなわち制御ユニットＣＮＴ１、高電圧供給部４１０、電荷監視ユニットＣＭＵ１、および／またはポンプＰＵＭＰ２のうちの１つ以上のために、例えば動作用の電力を供給するための充電式バッテリＢＡＴ１を備えることができる。バッテリを使用することにより、装置５００を、装置５００の動作時に電力線に接続しておく必要がなくなる。粒子収集期間の後に、装置５００をサンプルライン６１０から切り離し、サンプルライン６１０から離れた場所に移動させることができる。バッテリを、サンプルライン６１０から離れた場所で再充電することができる。
【００９３】
装置５００は、コロナ電極ＥＬＥＣ３に動作電圧ＵCを供給するための高電圧供給部４１０を備えることができる。装置５００を、高電圧供給部４１０の動作を制御するように構成することができる。
【００９４】
装置５００は、随意により、１つ以上の加熱素子ＨＵＮＩＴ１を備えることができる。加熱素子ＨＵＮＩＴ１を、電流監視ユニットＣＭＵ１の動作温度を安定させるように構成することができる。加熱要素ＨＵＮＩＴ１を、電流監視ユニットＣＭＵ１の動作温度を実質的に一定に保つように構成することができる。
【００９５】
装置５００は、第１の部分流ＦＧ１の流量を監視するための流量センサＳＥＮ１を備えることができる。
【００９６】
装置５００は、第２の部分流ＦＧ２の流量を監視し、さらには／あるいは検出器ＤＥＴ１の圧力差を監視するための流量センサＳＥＮ２を備えることができる。検出器ＤＥＴ１の流れ抵抗は、動作の最中に、フィルタＤＦＩＬに捕捉された粒子ゆえに増加し得る。第２の部分流ＦＧ２の流量Ｑ2は、検出器ＤＥＴ１の流れ抵抗に依存し得る。装置５００は、検出器ＤＥＴ１によって引き起こされる圧力差を監視するためのセンサＳＥＮ２を備えることができる。センサＳＥＮ２は、例えば、検出器ＤＥＴ１の下流の圧力を測定する圧力センサであってよい。センサＳＥＮ２は、例えば、検出器ＤＥＴ１をまたぐ圧力差を測定する圧力差センサであってよい。センサＳＥＮ２は、例えば、第２の部分流ＦＧ２の流量Ｑ2を監視するように構成された流量センサであってよい。センサＳＥＮ２の動作は、例えば、流れＦＧ２によって引き起こされる圧力差または温度変化の監視に基づくことができる。
【００９７】
装置５００を、検出器ＤＥＴ１の流れ抵抗が所定の限界を超えるときを検出するように構成することができる。検出器ＤＥＴ１の流れ抵抗が所定の限界を超える場合には、検出器ＤＥＴ１を交換または清掃することができる。装置５００を、検出器ＤＥＴ１の流れ抵抗が所定の限界を超えたときにユーザに知らせをもたらすように構成することができる。知らせを、例えば、ユーザインターフェースＵＩＦ１を使用してもたらすことができる。
【００９８】
装置５００を、センサＳＥＮ２から得られる信号に基づいてポンプＰＵＭＰ２を制御して、流量Ｑ2を所定の範囲内に維持するように構成することができる。例えば、装置５００を、センサＳＥＮ２から得られる信号に基づいて、ポンプＰＵＭＰ２のモータの回転速度を調整するように構成することができる。
【００９９】
装置５００を、監視信号Ｓ１（ｔ）に基づいてポンプＰＵＭＰ１の動作を制御するための制御信号Ｓ３（ｔ）をもたらすように構成することができ、さらには／あるいは制御ユニットＣＮＴ１を、監視信号Ｓ１（ｔ）に基づいて弁６８０の動作を制御するための制御信号Ｓ２（ｔ）をもたらすように構成することができる。
【０１００】
弁６８０および／またはポンプＰＵＭＰ１は、外部の構成要素であってよい。装置５００は、弁６８０および／またはポンプＰＵＭＰ１を備える必要はない。装置５００は、例えば、制御信号Ｓ２（ｔ）をもたらすための電気または光出力端子Ｏ２を備えることができる。装置５００は、例えば、制御信号Ｓ３（ｔ）をもたらすための電気または光出力端子Ｏ３を備えることができる。
【０１０１】
プロセスまたは燃焼施設の異常状況が、エアロゾル濃度の突然の増加に関連付けられる可能性がある。エアロゾル測定システム１０００の動作を、監視ユニット２００によってもたらされる監視信号Ｓ１（ｔ）に基づいて制御することができる。例えば、エアロゾル測定システム１０００を、監視信号Ｓ１（ｔ）が所定のレベルを超えたとき、または監視信号Ｓ１（ｔ）の変化率が所定のレベルを超えたときに、収集ユニット１００の動作を開始させるように構成することができる。例えば、エアロゾル測定システム１０００を、監視信号Ｓ１（ｔ）が所定のレベルを超えたとき、または監視信号Ｓ１（ｔ）の変化率が所定のレベルを超えたときに、ポンプＰＵＭＰ１の動作を開始させ、さらには／あるいは弁６８０を開くように構成することができる。結果として、収集ユニット１００によって粒子サンプルを集めることができ、監視信号Ｓ１（ｔ）を後の異常状況の分析のために記録することができる。
【０１０２】
第１の部分流ＦＧ１を、例えば、監視信号Ｓ１（ｔ）が所定のレベルを超えたとき、または監視信号Ｓ１（ｔ）の変化率が所定のレベルを超えたときに、開始させることができる。装置５００を、第１の部分流ＦＧ１を開始させるための制御信号Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ）をもたらすように構成することができる。装置５００を、電流信号Ｉp（ｔ）に基づいて制御信号Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ）をもたらすように構成することができる。流量Ｑ2は、流量Ｑ1がゼロに等しいときも、ゼロよりも実質的に大きくてよい。
【０１０３】
充分な重量測定精度を得るために、充分な量の粒子の収集に、最小限の時間が必要となり得る。この最小時間は、粒子の濃度に依存し得る。より低い濃度は、より長い時間を必要とし得る。濃度が高いほど、収集時間は短くてよい。第１の部分流ＦＧ１を、監視信号Ｓ１（ｔ）の積算値が所定のレベルに達したときに停止させることができる。第１の部分流ＦＧ１を、監視信号Ｓ１（ｔ）の積算値が所定のレベルよりも高くなるときに停止させることができる。装置５００を、第１の部分流ＦＧ１を停止させるための制御信号Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ）をもたらすように構成することができる。装置５００を、電流信号Ｉp（ｔ）の積算値に基づいて制御信号Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ）をもたらすように構成することができる。
【０１０４】
装置５００は、コンピュータプログラムＰＲＯＧ１を記憶するためのメモリＭＥＭ２を備えることができる。例えば、コンピュータプログラムＰＲＯＧ１は、少なくとも１つのプロセッサにおいて実行されたときに監視信号Ｓ１（ｔ）に基づく第１の部分流ＦＧ１の開始および／または停止のための制御信号の装置５００による供給を生じさせるように構成されたコンピュータプログラムコードを含むことができる。
【０１０５】
装置５００は、随意により、フィルタＦＩＬ１をまたぐ圧力差を監視するための１つ以上の圧力センサを備えることができる。圧力差は、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の量に依存し得る。圧力差は、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の量を示すことができる。装置５００を、フィルタＦＩＬ１をまたぐ圧力差を時間の関数として記録するように構成することができる。装置５００を、フィルタをまたぐ圧力差が所定の値を超えるときに、ユーザに知らせをもたらすように構成することができる。装置５００を、フィルタをまたぐ圧力差が所定の値を超えるときに第１の部分流ＦＧ１を停止させるように構成することができる。
【０１０６】
帯電ユニットＣＵＮＩＴ１を、帯電空間ＳＰＣ１を通過する流量Ｑ2が所定の限界よりも大きい場合にのみコロナ放電をオンにすべく動作するように構成することができる。帯電ユニットＣＵＮＩＴ１を、ガス流ＦＧ２のガス流量Ｑ2が所定の限界を下回ったときにコロナ放電をオフすべく動作するように構成することができる。電圧供給部４１０を、流れＦＧ２の流量Ｑ2に基づいて制御することができる。
【０１０７】
監視信号Ｓ１（ｔ）は、例えば、電流監視ユニットＣＭＵ１の動作温度の変化、コロナ電極ＥＬＥＣ３の損耗、および／または流路の汚損に起因して、ドリフトする可能性がある。装置５００を、監視信号Ｓ１（ｔ）への温度、損耗、および／または汚損の影響を少なくとも部分的に補償するように構成することができる。
【０１０８】
監視装置２００の動作温度は、監視信号に影響を及ぼす可能性がある。とくに、電流監視ユニットＣＭＵ１の動作温度の変化は、監視装置２００への粒子の流れが不変のままであっても、監視信号の変化を引き起こす可能性がある。
【０１０９】
装置５００を、電流監視ユニットＣＭＵ１の動作温度を安定させるように構成することができる。
【０１１０】
装置５００を、監視装置２００の動作温度を監視するように構成することができる。装置５００は、随意により、電流監視ユニットＣＭＵ１の動作温度ＴＥＭＰ200を監視するための温度センサＳＥＮ３を備えることができる。
【０１１１】
装置５００は、電流監視ユニットＣＭＵ１を加熱するように構成された加熱要素ＨＵＮＩＴ１を備えることができる。装置５００を、例えば温度センサＳＥＮ３から得られる温度情報ＴＥＭＰ200に基づいて加熱要素ＨＵＮＩＴ１を制御するように構成することができる。
【０１１２】
電圧供給部４１０は、コロナ電極ＥＬＥＣ３に電力を供給することができる。電圧供給部４１０およびコロナ放電ＤＳＲ１は、電力を熱に変換することができる。電流監視ユニットＣＭＵ１を、電圧供給部４１０の付近および／またはコロナ電極ＥＬＥＣ３の付近に配置することができる。電圧供給部４１０およびコロナ放電ＤＳＲ１の動作は、電流監視ユニットＣＭＵ１の動作温度に影響を及ぼす可能性がある。コロナ放電ＤＳＲ１は、コロナ放電ＤＳＲ１が動作している第１の動作状態と、コロナ放電ＤＳＲ１が動作していない第２の動作状態とを有することができる。電圧供給部４１０は、コロナ放電ＤＳＲ１が動作している第１のアクティブ動作状態と、コロナ放電ＤＳＲ１が動作していない第２の非アクティブ動作状態とを有することができる。装置５００は、電流監視ユニットＣＭＵ１を加熱するように構成された加熱要素ＨＵＮＩＴ１を備えることができる。装置５００を、コロナ放電の動作状態に基づいて加熱要素ＨＵＮＩＴ１を制御するように構成することができる。装置５００を、電圧供給部４１０の動作状態に基づいて加熱要素ＨＵＮＩＴ１を制御するように構成することができる。装置５００を、電圧供給部４１０の動作状態が変化するときに監視装置２００の電力消費を実質的に一定に保つべく加熱要素ＨＵＮＩＴ１を制御するように構成することができる。電圧供給部４１０は、第１の加熱電力を有することができ、コロナ放電ＤＳＲ１は、第２の加熱電力を有することができ、加熱素子ＨＵＮＩＴ１は、第３の加熱電力を有することができる。装置５００を、電圧供給部４１０の動作状態が変化するときに前記加熱電力の合計を実質的に一定に保つべく加熱要素ＨＵＮＩＴ１を制御するように構成することができる。
【０１１３】
装置５００を、温度センサＳＥＮ３から得られる温度情報に基づいて監視信号に対する動作温度の影響を補償するように構成することができる。装置５００を、温度補償された監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすように構成することができる。装置５００は、所定の温度補償データを含むメモリを備えることができる。装置５００を、測定された動作温度についての情報を使用し、温度補償データを使用することによって、電流Ｉp（ｔ）から温度補償された監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすように構成することができる。
【０１１４】
一実施形態においては、複数の同一の監視装置２００が製造され得る。温度補償データは、個々の監視装置２００毎に別々に決定されてよい。各々の個別の監視装置２００に、この監視装置２００に関する温度補償データを関連付けることができる。第１の監視装置２００に関する温度補償データは、第２の監視装置２００に関する温度補償データとは異なるかもしれない。第１の監視装置２００が第２の監視装置２００と交換される場合、第２の監視装置２００に関する温度補償データを、装置５００のメモリに記憶することができる。温度補償データを、例えば、第２の監視装置２００の識別コードに基づいてインターネットサーバから検索することができる。さらに、第２の監視装置２００は、第２の監視装置２００に関する所定の温度補償データを記憶するためのメモリを備えることができる。また、温度補償データを、ユーザインターフェースＵＩＦ１を使用することによって手動で装置５００のメモリへと入力することができる。
【０１１５】
装置２００によってもたらされる監視信号Ｓ１（ｔ）を、例えば、バックグラウンド信号値ＳREFを使用することによって補償することができる。バックグラウンド信号値ＳREFを、例えば検出器ＤＥＴ１を通る流れＦＧ２がゼロである状況において検出器ＤＥＴ１の電流信号Ｉp（ｔ）を測定することによって、実験的に決定することができる。流れＦＧ２を、例えば弁２８０を閉じることによってゼロへと減らすことができる。流れＦＧ２の流量Ｑ2は、通常動作の最中はゼロよりも大きい。バックグラウンド信号値ＳREFを用いて、通常動作の最中に測定された電流信号Ｉp（ｔ）から、補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を決定することができる。装置５００を、バックグラウンド信号値ＳREFを用いて、通常動作の最中に測定された電流信号Ｉp（ｔ）から補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を決定するように構成することができる。
【０１１６】
装置５００を、流れＦＧ２が実質的にゼロに等しい第１の時刻ｔREF1における電流Ｉp（ｔR1）を測定することによって、第１のバックグラウンド信号値ＳREF1を測定するように構成することができる。装置５００を、流れＦＧ２が実質的にゼロに等しい第２の時刻ｔREF2における第２の基準値ＳREF2を測定するように構成することができる。時刻ｔREF1は、例えば、粒子収集期間Ｔtotの開始前であってよく、時刻ｔREF2は、粒子収集期間Ｔtotの終了後であってよい。バックグラウンド信号値ＳREF2は、バックグラウンド信号値ＳREF1と異なる場合もある。
【０１１７】
バックグラウンド信号値ＳREF1およびＳREF2を用いて、通常の動作の最中に測定された電流信号Ｉp（ｔ）から、補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を決定することができる。
【０１１８】
ΔＳREFが、信号ＳREF1、ＳREF2の間の変化を表す（すなわち、ΔＳREF＝ＳREF2−ＳREF1）。通常の動作の最中に測定された電流信号Ｉp（ｔ）の有効性を、変化ΔＳREFに基づいて評価することができる。電流信号Ｉp（ｔ）を、変化ΔＳREFが所定の限界よりも小さい場合に、有効であると判断することができる。変化ΔＳREFが所定の限界を超える場合、電流信号Ｉp（ｔ）を無効であると判断することができる。
【０１１９】
装置５００を、１つ以上のバックグラウンド信号値ＳREF1、ＳREF2を使用し、さらには／あるいは温度情報を使用することによって、測定された電流信号Ｉp（ｔ）から補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を決定するように構成することができる。
【０１２０】
外部のデータ処理装置を、補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を決定するように構成することができる。とくには、ポータブルコンピュータを、１つ以上のバックグラウンド信号値ＳREF1、ＳREF2を使用し、さらには／あるいは温度情報を使用することによって、測定された電流信号Ｉp（ｔ）から補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を決定するように構成することができる。
【０１２１】
補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を、実質的にリアルタイムで決定することができ、あるいは粒子収集期間Ｔtotの終了後に決定することができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、電流Ｉp（ｔ）の瞬間的な大きさを示すことができる補助信号データＳAUX（ｔ）をもたらすことができる。補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を、バックグラウンド信号値ＳREF1、ＳREF2に関する情報を使用することによって、補助信号データＳAUX（ｔ）から後に決定することができる。補助信号データＳAUX（ｔ）を、随意により、メモリに記録することができ、補償された監視信号Ｓ１（ｔ）を、粒子収集期間Ｔtotの終了後に補助信号データＳAUX（ｔ）から決定することができる。
【０１２２】
図６が、一例として、測定信号の形成を示している。
【０１２３】
図６の一番上の曲線は、一例として、入力流ＦＧ０のエアロゾル粒子の濃度Ｃp（ｔ）の時間変化を示している。Ｃp（ｔ）は、実際の質量濃度を示している。粒子測定の目的は、実際の質量濃度Ｃp（ｔ）を表す１つ以上の測定値をもたらすことであり得る。
【０１２４】
図６の上から２番目の曲線は、電流Ｉp（ｔ）の時間変化を示している。電流Ｉp（ｔ）は、入力流ＦＧ０のエアロゾル粒子の有効表面積濃度に実質的に比例し得る。第１の近似に対して、有効表面積濃度の時間変化は、質量濃度Ｃp（ｔ）の時間変化の推定値をもたらすことができる。
【０１２５】
また、電流Ｉp（ｔ）は、第２の部分流ＦＧ２の流量Ｑ2にも依存し得る。電流Ｉp（ｔ）は、流量Ｑ2に実質的に比例し得る。流量Ｑ2は、開始時刻ｔ1の前および停止時刻ｔ2の後において実質的にゼロに等しくてよい。電流Ｉp（ｔ）は、開始時刻ｔ1の前および停止時刻ｔ2の後において実質的にゼロに等しくてよい。開始時刻ｔ1から停止時刻ｔ2までの測定期間Ｔtotにおいて、第２の部分流ＦＧ２の流量Ｑ2を、実質的に一定に保つことができる。
【０１２６】
図６の上から３番目の曲線は、電流Ｉp（ｔ）から決定された監視信号Ｓ１（ｔ）を示している。監視信号Ｓ１（ｔ）は、電流Ｉp（ｔ）を示すことができる。監視信号Ｓ１（ｔ）は、電流Ｉｐ（ｔ）に実質的に比例してよい。
【０１２７】
図６の上から４番目の曲線は、フィルタＦＩＬ１を通る第１の部分流ＦＧ１のガス流量Ｑ1の時間変化を示している。第１の部分流ＦＧ１を、随意により、電流信号Ｉp（ｔ）の分析に基づいて開始および／または停止させることができる。
【０１２８】
フィルタＦＩＬ１を通る流れを、時刻ｔ1において開始させ、時刻ｔ2において停止させることができる。開始時刻ｔ1と停止時刻ｔ2との間の期間Ｔtotにおいて、フィルタＦＩＬ１を通るガス流量、すなわち第１の部分流ＦＧ１は、実質的に一定であってよい。
【０１２９】
信号Ｉp（ｔ）は、時刻ｔ1において第１のしきい値ＬＩＭ１まで増加し得る。信号Ｉp（ｔ）は、時刻ｔ2において第２のしきい値ＬＩＭ２まで減少し得る。監視信号Ｓ１（ｔ）は、対応するしきい値ＬＩＭ１’、ＬＩＭ２’を有することができる。
【０１３０】
測定期間Ｔtotを、信号Ｉp（ｔ）の分析に基づいて開始させることができる。流れＦＧ１の開始のための開始時刻ｔ1を、信号Ｉp（ｔ）の分析に基づいて決定することができる。例えば、装置５００を、信号Ｉp（ｔ）がしきい値ＬＩＭ１に達したときにフィルタＦＩＬ１を通る流れＦＧ１を開始させるように構成することができる。例えば、装置５００を、信号Ｓ１（ｔ）がしきい値ＬＩＭ１’を超えるときにフィルタＦＩＬ１を通る流れＦＧ１を開始させるように構成することができる。例えば、装置５００を、信号Ｓ１（ｔ）の導関数が所定の値を超えるときにフィルタＦＩＬ１を通る流れＦＧ１を開始させるように構成することができる。装置５００を、信号Ｉp（ｔ）の分析に基づき、流れＦＧ１を開始させるための時刻ｔ1において、制御信号Ｓ２（ｔ）および／またはＳ３（ｔ）をもたらすように構成することができる。
【０１３１】
測定期間Ｔtotは、所定の長さを有することができ、停止時刻ｔ2を、開始時刻ｔ1および所定の長さＴtotに基づいて決定することができる。
【０１３２】
また、停止時刻ｔ2を、電流信号Ｉp（ｔ）の積分が所定の値に達する時点を監視することによって決定することもできる。電流信号Ｉp（ｔ）の積分は、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の質量の近似表示をもたらすことができる。電流信号Ｉp（ｔ）の積分が所定の値に達すると、これを、所定の質量が時間ｔ2においてフィルタＦＩＬ１によって収集された旨の近似表示をもたらしていると解釈することができる。停止時刻ｔ2を、監視信号Ｓ１（ｔ）の積分が所定の値に達する時点を監視することによって決定することができる。
【０１３３】
さらに、停止時刻ｔ2を、電流信号Ｉp（ｔ）が第２のしきい値ＬＩＭ２まで低下するときを監視することによって決定することができる。装置５００を、監視信号Ｓ１（ｔ）がしきい値ＬＩＭ２’へと減少するときに、流れＦＧ１を停止させるために時刻ｔ1において制御信号Ｓ２（ｔ）および／またはＳ３（ｔ）をもたらすように構成することができる。
【０１３４】
図６の下から２番目の曲線を参照すると、期間Ｔtotの間にフィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の総質量ｍtotを、測定期間Ｔtotの後にフィルタＦＩＬ１の重量を測定することによって測定することができる。総質量ｍtotは、期間Ｔtotにわたる積Ｑ1（ｔ）・Ｃp（ｔ）の積分に実質的に等しくてもよい。
【０１３５】
Ｑave,totが、期間Ｔtotにおける第１の部分流ＦＧ１の平均ガス流量を示すことができる。フィルタＦＩＬ１を通る流量Ｑ1を、流量Ｑ1が既知となるように、期間Ｔtotにおいて正確に制御および／または測定することができる。フィルタＦＩＬ１を通って導かれる総ガス体積Ｖtotを、既知の（平均）ガス流量Ｑ1,aveを期間Ｔtotの長さで乗算することによって決定することができる。
【０１３６】
期間Ｔtotの全体を表す平均濃度Ｃave,totを、総質量ｍtotを総ガス体積Ｖtotで除算することによって決定することができる。
【０１３７】
瞬時濃度値Ｃ1（ｔ）を、測定された電流信号Ｉp（ｔ）を使用することによって平均濃度Ｃave,totから決定することができる。
【０１３８】
時刻ｔaおよびｔbは、測定期間Ｔtot内の任意の時間を指すことができる。区間Ｔabが、第１の時刻ｔaから第２の時刻ｔbまでの期間を指すことができる。区間Ｔabは、測定期間Ｔtotよりも短くてよい。より短い時間区間Ｔabを表す濃度値Ｃabを、測定された電流信号Ｉp（ｔ）を使用することによって、平均濃度Ｃave,totから決定することができる。
【０１３９】
図６の一番下の曲線を参照すると、時間区間Ｔabを表す平均濃度Ｃabを、フィルタＦＩＬ１の重量を測定した後に、平均濃度Ｃave,totおよび測定された電流信号Ｉp（ｔ）から、例えば以下の式に従って決定することができる。
【０１４０】
【数１】
0006757039.tif 000002
【０１４１】
ここで、ｔ2−ｔ1は測定期間Ｔtotの長さを表し、ｔb−ｔaは区間Ｔabの長さを表し、上側の積分は時間期間Ｔabにわたる電流Ｉp（ｔ）の積分を表し、下側の積分は時間Ｔtotにわたる電流信号Ｉp（ｔ）の積分を表す。
【０１４２】
区間Ｔabは、測定期間Ｔtotよりも短くてよい。測定期間Ｔtotは、区間Ｔabを含むことができ、すなわち区間Ｔabは、期間Ｔtotのサブ期間であり得る。区間Ｔabを、サブ期間Ｔabと呼ぶことができる。
【０１４３】
時刻ｔaにおける瞬時濃度Ｃp（ｔa）の推定値Ｃ1（ｔa）を、測定された電流Ｉp（ｔ）を使用することによって平均濃度Ｃave,totから決定することができる。
【０１４４】
【数２】
0006757039.tif 000003
【０１４５】
式（２）を、補間のために使用することができ、すなわち期間Ｔtotは、時刻ｔaを含むことができる。式（２）は、瞬時電流値Ｉp（ｔa）から瞬時濃度Ｃp（ｔa）の推定値Ｃ1（ｔa）を算出するための比例定数をもたらすことができる。
【０１４６】
一実施形態においては、瞬時濃度Ｃp（ｔa）の推定値Ｃ1（ｔa）を、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの期間が時刻ｔaを含まない場合にも、前記比例定数を使用することによって算出することができる。換言すると、推定値Ｃ1（ｔa）を、外挿によって算出することも可能である。
【０１４７】
サブ期間Ｔabの間にフィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の質量ｍabを、質量ｍtotおよび測定信号Ｉp（ｔ）から、例えば以下の式に従って決定することができる。
【０１４８】
【数３】
0006757039.tif 000004
【０１４９】
監視信号Ｓ１（ｔ）は、電流信号Ｉp（ｔ）に実質的に比例し得る。式（１）、（２）、および（３）に現れる電流信号Ｉp（ｔ）を、監視信号Ｓ１（ｔ）で置き換えることもできる。平均濃度Ｃabを、式（１）において信号Ｉp（ｔ）を監視信号Ｓ1（ｔ）で置き換えることによって算出することができる。推定値Ｃ1（ｔa）を、式（２）において信号Ｉp（ｔ）を監視信号Ｓ１（ｔ）で置き換えることによって算出することができる。質量ｍabを、式（３）において信号Ｉp（ｔ）を監視信号Ｓ１（ｔ）で置き換えることによって算出することができる。
【０１５０】
図７が、一例として、測定装置５００を動作させるための方法の各ステップを示している。第１の部分流ＦＧ１を、電流信号Ｉp（ｔ）の分析に基づいて制御することができる。
【０１５１】
ステップ８０５において、電流信号Ｉp（ｔ）の監視を開始することができる。
【０１５２】
随意により、信号Ｉp（ｔ）またはＳ１（ｔ）のメモリへの記録を、ステップ８０６において開始することができる。
【０１５３】
電流信号Ｉp（ｔ）を、電流信号Ｉp（ｔ）がしきい値ＬＩＭ１よりも高くなるときを検出する（ステップ８１０）ために監視することができる。
【０１５４】
ステップ８１５において、フィルタＦＩＬ１を通る第１の部分流ＦＧ１を開始することができる。
【０１５５】
ステップ８２０において、電流Ｉp（ｔ）の大きさを表示することができる。電流Ｉp（ｔ）の大きさを、例えばディスプレイ上に曲線を表示することによって表示することができる。
【０１５６】
ステップ８２５において、停止時刻ｔ2を決定することができる。停止時刻ｔ2を、例えば、測定期間Ｔtotの所定の長さを使用すること、電流信号Ｉp（ｔ）の積分を監視すること、または電流信号Ｉp（ｔ）がしきい値ＬＩＭ２へと減少するときを監視することによって、決定することができる。ステップ８３０において、フィルタＦＩＬ１を通るガス流ＦＧ１を停止させることができる。
【０１５７】
フィルタＦＩＬ１を通って導かれた総ガス体積Ｖtotを、随意によるステップ８３５において決定することができる。総ガス体積Ｖtotを、例えば、既知の流量Ｑ1、既知の開始時刻ｔ1、および既知の停止時刻ｔ2に基づいて決定することができる。
【０１５８】
フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の総質量ｍtotを、ステップ８４０においてフィルタＦＩＬ１の重量を測定することによって決定することができる。
【０１５９】
随意によるステップ８４５において、粒子の平均濃度ｃtot,aveを、総質量ｍtotを総ガス体積Ｖtotで除算することによって算出することができる。
【０１６０】
随意によるステップ８５０において、平均濃度Ｃab、瞬時濃度の推定値Ｃ1（ｔa）、および／または質量ｍabを、測定された電流信号Ｉp（ｔ）および総質量ｍtotから算出することができる。
【０１６１】
随意によるステップ８６０において、測定された総質量ｍtotの有効性を判断することができる。
【０１６２】
装置５００は、例えば産業プロセスからの粒子の排出の分析に使用することができる測定データをもたらすことができる。粒子の排出は、重大な経済的および／または環境的結果に関連する可能性がある。装置５００のメモリに記録された信号を、随意により、改ざんおよび／または消去から保護することができる。例えば、メモリＭＥＭ１に記録された監視信号Ｓ１（ｔ）を、改ざんおよび／または消去から保護することができる。メモリに記録された信号を、例えばユーザによってもたらされる１つ以上の信用証明によって保護することができる。信用証明は、例えば、パスワード、ＲＦＩＤキー、および／または生体認証インジケータを含むことができる。ＲＦＩＤは、無線周波数識別を意味する。装置５００を、記録されたデータを変更または消去することにより、装置のレジスタへの追加のレコードの書き込みが生じるよう動作すべく構成することができる。追加のレコードは、例えば、データを変更した時刻およびデータを変更したユーザの身元を含むことができる。ユーザの身元は、例えば、パスワードまたはＲＦＩＤ識別に基づいて明らかにすることができる。
【０１６３】
一実施形態においては、継続的な監視を、フィルタＦＩＬ１の動作に同期させることもできる。例えば、フィルタＦＩＬ１を通って導かれるガス流ＦＧ１の開始時に、継続的な監視を開始でき、さらには／あるいはフィルタへのガス流の停止時に、継続的な監視を停止することができる。装置は、フィルタを通って導かれるガス流の開始時および／または停止時を検出するための流量センサＳＥＮ１を備えることができる。継続的な監視を、粒子収集ユニットのガス流ＦＧ１に基づいて制御することができる。装置５００を、収集ユニット１００による粒子の収集の開始時に、監視装置２００の動作を開始させるように構成することができる。装置５００を、収集ユニット１００による粒子の収集の停止時に、監視装置２００の動作を停止させるように構成することができる。装置５００を、第１の部分流ＦＧ１の流量Ｑ1に基づいて、ポンプＰＵＭＰ２の動作を制御し、かつ／または弁２８０の動作を制御するように構成することができる。装置５００を、第１の部分流ＦＧ１の流量Ｑ1が第１のしきい値よりも高くなったときに（すなわち、流量Ｑ1がより低い値であった後で）ポンプＰＵＭＰ２の動作を開始させ、かつ／または制御弁２８０を開くように構成することができる。装置５００を、第１の部分流ＦＧ１の流量Ｑ1が第２のしきい値よりも低くなったときに（流量Ｑ1がより高い値であった後で）ポンプＰＵＭＰ２の動作を停止させ、かつ／または制御弁２８０を閉じるように構成することができる。装置５００を、流量Ｑ1またはフィルタＦＩＬ１の下流の収集ユニット１００の内圧に基づいて、監視装置２００の動作を制御するように構成することができる。装置５００は、第１の部分流ＦＧ１の流量を監視するための流量センサＳＥＮ１を備えることができ、さらには／あるいは装置５００は、フィルタＦＩＬ１の下流のガス圧を監視する圧力センサＳＥＮ１を備えることができる。流量センサおよび／または圧力センサは、流量信号をもたらすことができる。装置５００を、流量信号に基づいて監視装置２００の動作を制御するように構成することができる。流量信号に基づいて監視装置２００の動作を制御することは、例えば以下の利点、すなわち監視装置２００のエネルギー消費の最小化、監視装置２００の寿命の最大化、および／または監視装置２００の汚損の最小化のうちの１つ以上をもたらすことができる。
【０１６４】
監視装置２００を、測定された粒子の総質量の有効性を確認するために使用することができる。有効性の確認により、測定された粒子の総質量が無効であることが示された場合、特定の動作条件にて実行される測定を、再度実行することができる。
【０１６５】
装置５００を、例えば、粒子発生源ＳＲＣ１からの粒子の排出を測定するために使用することができる。粒子発生源ＳＲＣ１は、例えば、燃焼施設ＳＲＣ１または工業施設ＳＲＣ１であってよい。粒子発生源ＳＲＣ１を、第１の試験手順に従って動作させることができる。第１の試験手順は、例えば、施設の制御信号（例えば、燃料供給速度または運転温度）を所定のシーケンスに従って調整することを含むことができる。この方法は、発生源ＳＲＣ１の動作パラメータを示すプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）を得ることを含むことができる。発生源ＳＲＣ１の動作パラメータは、例えば、燃料供給速度、空気流量、または出力であってよい。
【０１６６】
この方法は、
・第１の試験期間Ｔtot,1の間、第１の試験手順に従って粒子発生源ＳＲＣ１を動作させるステップと、
・第１の試験期間Ｔtot,1の間、第１のフィルタＦＩＬ１へと発生源ＳＲＣ１によってもたらされるエアロゾル含有ガスＰＧ０から粒子Ｐ１を収集するステップと、
・発生源ＳＲＣ１の動作パラメータを示すプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）を得るステップと、
・第１の試験期間Ｔtot,1において測定された電流信号Ｉp（ｔ）が、第１の試験期間Ｔtot,1において得られたプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に実質的に対応するか否かを判定するステップと
を含むことができる。
【０１６７】
前記判定は、例えば、電流信号Ｉp（ｔ）の変化がプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）の変化に時間的に一致するか否かの確認を含むことができる。
【０１６８】
前記判定は、例えば、電流信号Ｉp（ｔ）の少なくとも１つの変化がプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）の少なくとも１つの変化に時間的に一致するか否かの確認を含むことができる。
【０１６９】
前記判定は、例えば、電流信号Ｉp（ｔ）とプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）との間の相互相関の算出を含むことができる。
【０１７０】
第１のフィルタＦＩＬ１への粒子の収集を、第１の試験期間Ｔtot,1において測定された電流信号Ｉp（ｔ）が第１の試験期間Ｔtot,1において得られたプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に対応しない場合に、中断することができる。
【０１７１】
この方法は、第１の試験期間Ｔtot,1において測定された電流信号Ｉp（ｔ）が第１の試験期間Ｔtot,1において得られたプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に対応しない場合に、第１の試験期間Ｔtot,1の後に追加の測定を実行することを含むことができる。この実行は、第２の試験期間Ｔtot,2の間、第１の試験手順に従って粒子発生源ＳＲＣ１を動作させ、第２の試験期間Ｔtot,2の間、ガスＰＧ０から第２のフィルタＦＩＬ２へと粒子Ｐ１を収集することを含むことができる。
【０１７２】
粒子収集期間においてフィルタを通って導かれるガスの総体積を、第１の部分流の流量に基づいて算出することができる。フィルタによって収集された粒子の総質量を、例えば、粒子の収集前および収集後にフィルタの重量を測定することによって決定することができる。
【０１７３】
フィルタの手動または自動での取り扱いにより、さまざまな種類の測定誤差が生じる可能性がある。測定されたフィルタＦＩＬ１の重量の変化が、例えば収集された粒子の一部が重量の測定よりも前にフィルタから脱落する場合に、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の質量よりも小さくなる可能性がある。測定されたフィルタＦＩＬ１の重量の変化が、例えばフィルタＦＩＬ１からの物質の蒸発に起因して、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の質量よりも小さくなる可能性がある。測定されたフィルタＦＩＬ１の重量の変化が、例えばフィルタＦＩＬ１の事後の汚染に起因して、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の質量よりも大きくなる可能性がある。測定されたフィルタＦＩＬ１の重量の変化が、例えばフィルタＦＩＬ１への物質の凝縮に起因して、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の質量よりも大きくなる可能性がある。
【０１７４】
１つ以上の測定結果を、収集された粒子サンプルから決定することができる。フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子サンプルについて、重量の測定および／または分析を行うことができる。フィルタＦＩＬ１の重量を測定することで、フィルタＦＩＬ１によって収集された粒子の重量を測定することができる。例えば、粒子サンプルの化学組成を、化学分析によって明らかにすることができる。例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、粒子サンプルの粒子の構造を明らかにすることができる。
【０１７５】
監視信号Ｓ１（ｔ）の分析が、例えば、粒子収集期間の最中に粒子濃度が大きく変化したかどうかを知らせることができる。１つ以上の特性値を、監視装置２００によってもたらされる監視信号Ｓ１（ｔ）から決定することができる。例えば、監視信号Ｓ１（ｔ）から時間積分値を決定することができる。例えば、監視信号Ｓ１（ｔ）から時間平均値を決定することができる。例えば、特性値は、監視信号Ｓ１（ｔ）の平均変化率を示すことができる。例えば、特性値は、監視信号Ｓ１（ｔ）の最大変化率を示すことができる。
【０１７６】
記録された監視信号Ｓ１（ｔ）を、記録された監視信号Ｓ１（ｔ）の１つ以上の特性値に、収集された粒子サンプルから割り出された１つ以上の測定結果を関連付けることができるように、提供することができる。
【０１７７】
図８ａ〜図８ｃは、フィルタＦＩＬ１の交換および／または監視ユニット２００の交換のために、エアロゾル測定装置５００のユニット１００，２００，３００をどのように互いに分離できるのかを、例として示している。測定の準備は、例えば、フィルタＦＩＬ１の交換および／または監視装置２００の交換を含むことができる。フィルタＦＩＬ１は、交換可能な部品および／または使い捨ての部品であってよい。フィルタＦＩＬ１を独立して用意することができ、フィルタＦＩＬ１を粒子収集期間の前に装置５００のフィルタホルダに配置することができる。粒子収集期間の後に、フィルタＦＩＬ１を、事後の重量測定のために装置５００から取り外すことができる。
【０１７８】
図８ａを参照すると、監視ユニットを交換するために、監視装置２００をディストリビュータ３００から分離させることができる。収集ユニット１００を、フィルタＦＩＬ１を交換するためにディストリビュータ３００から分離させることができる。
【０１７９】
図８ｂを参照すると、高電圧供給部４１０、電流監視ユニットＣＭＵ１、制御ユニットＣＮＴ１、ユーザインターフェースＵＩＦ１、バッテリＢＡＴ１、および／またはポンプＰＵＭＰ２を、フレーム４０１に取り付けることができる。監視装置２００を、例えばコネクタＣＯＮ３およびＣＯＮ４を開くことによってディストリビュータ３００から分離させることができる。装置５００は、コロナ電極ＥＬＥＣ３を高電圧供給部４１０へと接続するための接続要素ＰＩＮ３を備えることができる。装置５００は、検出器ＤＥＴ１を電流監視ユニットＣＭＵ１へと接続するための接続要素ＰＩＮ４を備えることができる。
【０１８０】
図８ｃを参照すると、監視装置２００は、ディストリビュータ３００に取り外し可能または恒久的に取り付けられてよい。監視装置２００を、ディストリビュータ３００の側面に取り付けることができる。第１の部分流ＦＧ１を、ディストリビュータ３００から拡張ユニット３３０を介してフィルタＦＩＬ１へと導くことができる。ディストリビュータ３００を、例えばコネクタＣＯＮ５を開くことによって拡張ユニット３３０から分離させることができる。フィルタＦＩＬ１を、拡張ユニット３３０を収集ユニット１００から分離させることによって交換することができる。
【０１８１】
図９ａを参照すると、二次サンプリングノズル３２２は、一次ダクト３１０の内面と実質的に同一平面であってもよい。一次ダクト３１０の内面に対する二次サンプリングノズル３２２の突出は、実質的にゼロに等しくてよい。
【０１８２】
二次ダクト３２０の長さは、小さくてよい。監視装置２００を、ディストリビュータ３００の側面に取り外し可能または恒久的に取り付けることができる。監視装置２００は、ディストリビュータ３００に一体化されていてもよい。
【０１８３】
図９ｂを参照すると、一次ダクト３１０を、２つ以上の部品を使用することによって実現してもよい。装置５００は、ディストリビュータ３００に取り外し可能に取り付けられてよい拡張ユニット３３０を備えることができる。第１の部分流ＦＧ１を、ディストリビュータ３００から拡張ユニット３３０を介してフィルタＦＩＬ１へと導くことができる。拡張ユニット３３０は、部位ＰＯＲ１、ＰＯＲ２を含むことができる。ディストリビュータ３００と拡張ユニット３３０との組み合わせが、部位ＰＯＲ１、ＰＯＲ２を含んでもよい。ディストリビュータ３００および拡張ユニット３３０が協働して、一次流ＦＧ１をフィルタＦＩＬ１へと導くための一次ダクト３１０を形成することができる。ディストリビュータ３００および拡張ユニット３３０が協働して、直線部ＰＯＲ１と円錐状発散部ＰＯＲ２とを有する一次ダクト３１０を形成することができる。拡張ユニット３３０を、ディストリビュータ３００に取り外し可能に取り付けることができる。
【０１８４】
図１０ａを参照すると、監視装置２００の帯電ユニットＣＵＮＩＴ１は、コロナ電極ＥＬＥＣ３および対向電極ＥＬＥＣ０を有することができる。帯電ユニットＣＵＮＩＴ１は、電極ＥＬＥＣ０、ＥＬＥＣ３によって定められる帯電空間ＳＰＣ１を含むことができる。帯電空間ＳＰＣ１を、例えば、帯電容積または帯電ゾーンと呼ぶこともできる。ガス流ＦＧ２および中性の粒子Ｐ１を、入口チャネルＣＨ１を介して帯電空間ＳＰＣ１へと導くことができる。ガス流ＦＧ２および帯電した粒子Ｐ２を、帯電空間ＳＰＣ１から出口チャネルＣＨ２を介して導くことができる。
【０１８５】
コロナ電極ＥＬＥＣ３と対向電極ＥＬＥＣ０とが協働して、実質的に半球状の帯電空間ＳＰＣ１を定めることができる。対向電極ＥＬＥＣ０は、実質的に半球状であってよい。対向電極ＥＬＥＣ０は、実質的に半球状の部分を有してもよい。対向電極ＥＬＥＣ０は、球の中空の半分を定めるように、実質的に球状の表面を有してもよい。コロナ電極ＥＬＥＣ３は、露出した鋭い先端を有する導電性要素であってよい。コロナ電極ＥＬＥＣ３の先端を、半球状の帯電空間ＳＰＣ１の対称軸に位置させることができる。先端と電極ＥＬＥＣ０の半球状の部分の各点との間の距離は、Ｒ1に実質的に等しくてよい。粒子の帯電を、コロナ電極ＥＬＥＣ３と対向電極ＥＬＥＣ０との間の帯電空間ＳＰＣ１において行うことができる。
【０１８６】
コロナ電極ＥＬＥＣ３の形状は、電極の浸食に起因して動作中に変化し得る。実質的に半球状の帯電空間ＳＰＣ１は、対称な電界をもたらすことができ、これは、動作中にコロナ電極ＥＬＥＣ３の対称形状を維持することを容易にすることができる。実質的に半球状の帯電空間ＳＰＣ１は、コロナ放電の発生に必要な電力を低減または最小化することができる。半球状の帯電空間は、例えば、粒子の帯電の程度への温度の変化の影響を低減することができる。半球状の帯電空間は、例えば、粒子の帯電の程度へのガス流量の変化の影響を低減することができる。半球状の荷電空間は、帯電空間の表面の近傍において充分なガス速度をもたらして、これらの表面への粒子の付着を最小限にすることを助けることができる。半球状の形状は、帯電空間ＳＰＣ１における粒子の滞留時間を短くすることができる。半球状の形状は、高速な応答時間をもたらすことを容易にすることができる。粒子は、さまざまな経路に沿って帯電空間ＳＰＣ１を通過することができる。第１の経路は、コロナ電極ＥＬＥＣ３に近接し得る。第２の経路は、対向電極ＥＬＥＣ０に近接し得る。コロナ電極ＥＬＥＣ３の近くのイオンＪ１の密度は、対向電極ＥＬＥＣ０の近くのイオンＪ１の密度よりも高くなり得る。第１の経路に沿って移動する粒子は、帯電空間ＳＰＣ１における滞留時間が短くなり得るが、より高いイオン密度に曝され得る。第２の経路に沿って移動する粒子は、第２のより長い帯電空間ＳＰＣ１における滞留時間を有し得るが、より低いイオン密度に曝され得る。したがって、半球状の形状は、荷電粒子Ｐ２の最終的な帯電の程度への異なる経路の影響を、低減することができる。
【０１８７】
対向電極ＥＬＥＣ０は、帯電空間ＳＰＣ１を通過するガス流を定めるために、ガスに対して実質的に非透過性であってよい。対向電極ＥＬＥＣ０は、ガス流ＦＧ２の実質的にすべての粒子がチャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２へと帯電空間ＳＰＣ１を通過することを保証するために、ガス流ＦＧ２のガスに対して実質的に非透過性であってよい。出口チャネルＣＨ２は、例えば、入口チャネルＣＨ１に実質的に平行であってよい。
【０１８８】
対向電極ＥＬＥＣ０は、内径Ｒ1を有することができる。対向電極ＥＬＥＣ０の実質的に半球状の部分は、流れＦＧ２を入口チャネルＣＨ１から帯電空間ＳＰＣ１へと導くための開口部ＡＰＥ１を備えることができる。実質的に半球状の対向電極ＥＬＥＣ０は、流れＦＧ２を入口チャネルＣＨ１から帯電空間ＳＰＣ１へと導くための開口部ＡＰＥ１を定めることができる。流れＦＧ２は、入口チャネルＣＨ１から対向電極ＥＬＥＣ０の開口部ＡＰＥ１を介して帯電空間ＳＰＣ１へと通過することができる。寸法ｈ1は、開口部ＡＰＥ１と半球形の帯電空間ＳＰＣ１の境界の平面部分との間の距離を表すことができる。距離ｈ1は、例えば、帯電空間ＳＰＣ１を通過する粒子の直線的な移動経路を防止するために、内径Ｒ1の０．３倍よりも大きくてよい。
【０１８９】
コロナ電極ＥＬＥＣ３は、実質的に尖った先端を有することができる。先端の曲率半径は、例えば、０．２ｍｍより小さくてよい。コロナ電極ＥＬＥＣ３の先端と対向電極ＥＬＥＣ０との間の距離は、Ｒ1に実質的に等しくてよい。
【０１９０】
ガス流ＦＧ２、荷電粒子Ｐ２、およびイオンＪ１を、帯電空間ＳＰＣ１からイオントラップＪＴＲＡＰ１へと導くことができる。イオントラップＪＴＲＡＰ１は、帯電空間ＳＰＣ１と検出器ＤＥＴ１との間に位置することができる。ガス流ＦＧ２および荷電粒子Ｐ２を、イオントラップＪＴＲＡＰ１から検出器ＤＥＴ１へと導くことができる。
【０１９１】
イオントラップＪＴＲＡＰ１は、第１の偏向電極ＥＬＥＣ１および第２の偏向電極ＥＬＥＣ２を備えることができる。偏向電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２が協働して、イオンＪ１の少なくとも一部をガス流ＦＧ２から離れるようにそらす電界を形成することができる。ｄTRAPは、電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２の間の距離を表すことができる。ＬTRAPは、イオントラップＪＴＲＡＰ１の長さを表すことができる。
【０１９２】
電極ＥＬＥＣ３、ＥＬＥＣ０の間の半径方向の距離Ｒ1は、例えば、１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲、好都合には２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であってよい。小さな距離Ｒ1を使用することにより、粒子Ｐ２のより効果的な帯電をもたらすことができる。小さな距離Ｒ1を使用するとき、電極ＥＬＥＣ３、ＥＬＥＣ０の間に印加される電圧差ＵC−Ｕ0を減らすことができる。しかしながら、距離Ｒ1がきわめて小さい場合、帯電空間ＳＰＣ１が粒子Ｐ２によって目詰まりしたり、あるいは短絡する可能性がある。
【０１９３】
偏向電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２の間の距離ｄTRAPは、例えば、０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲、好都合には０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲、好ましくは０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲であってよい。距離ｄTRAPは、例えば、半径Ｒ1の２０％よりも小さくてよい。小さい距離ｄTRAPを使用する場合、偏向電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２の間に印加される電圧差Ｕ2−Ｕ1を小さくすることができる。しかしながら、距離ｄTRAPがきわめて小さい場合、チャネルＣＨ２が粒子Ｐ２によって目詰まりしたり、あるいは短絡する可能性がある。長さＬTRAPは、例えば、２ｍｍ〜５０ｍｍの範囲であってよい。
【０１９４】
偏向電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２は、例えば、実質的に平坦であってよい。偏向電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２が協働して、流路ＣＨ２を定めることができる。流路ＣＨ２は、帯電空間ＳＰＣ１からガス流ＦＧ２、荷電粒子Ｐ２、およびイオンＪ１を受け取ることができる。流路ＣＨ２の入口は、帯電空間ＳＰＣ１に近接して位置することができる。流路ＣＨ２の入口は、半球状の帯電空間ＳＰＣ１の平面部分に近接して位置することができる。電極ＥＬＥＣ２とコロナ電極ＥＬＥＣ３との間の距離は、例えば、半径Ｒ1の１．２倍よりも小さくてよい。
【０１９５】
ガス流ＦＧ２および荷電粒子Ｐ２を、チャネルＣＨ３によってイオントラップＪＴＲＡＰから粒子検出器ＤＥＴ１へと導くことができる。粒子検出器ＤＥＴ１は、単位時間当たりに粒子検出器ＤＥＴ１によって捕捉された電荷に実質的に等しくてよい電流信号Ｉp（ｔ）をもたらすことができる。
【０１９６】
対向電極ＥＬＥＣ０および／または偏向電極ＥＬＥＣ１は、同じ電位であってよい。対向電極ＥＬＥＣ０および／または偏向電極ＥＬＥＣ１は、接地電位Ｕ0であってよい。偏向電極ＥＬＥＣ１を、対向電極ＥＬＥＣ０に電気的に接続してもよい。対向電極ＥＬＥＣ０および／または偏向電極ＥＬＥＣ１を、本体ＢＬＣ０の表面に実装してもよい。対向電極ＥＬＥＣ０および／または偏向電極ＥＬＥＣ１を、導電体ＢＬＣ０の表面に実装してもよい。対向電極ＥＬＥＣ０および／または偏向電極ＥＬＥＣ１を、例えば、単一の金属ブロックから機械加工によって形成することができる。対向電極ＥＬＥＣ０、偏向電極ＥＬＥＣ１、入口チャネルＣＨ１、および出口チャネルＣＨ２を、単一の金属ブロックから機械加工によって形成してもよい。これは、きわめて頑丈かつ安定した構造をもたらすことができる。対向電極ＥＬＥＣ０および／または偏向電極ＥＬＥ３は、例えば、成型または３Ｄ印刷によって形成することも可能である。対向電極ＥＬＥＣ０および／または偏向電極ＥＬＥ３を、例えば、電気絶縁材料に導電性材料を付着させることによって形成することができる。
【０１９７】
コロナ電極ＥＬＥＣ３および／または偏向電極ＥＬＥＣ２を、支持要素ＣＶＲ１によって支持することができる。支持要素ＣＶＲ１は、電気絶縁性であってよい。支持要素ＣＶＲ１を、例えば、帯電空間ＳＰＣ１のカバーと呼ぶこともできる。電極ＥＬＥＣ０および／またはＥＬＥＣ１を、接触面Ｎ１に電気的に接続することができる。コロナ電極ＥＬＥＣ３を、接触要素Ｎ３に電気的に接続することができる。偏向電極ＥＬＥＣ２を、接触要素Ｎ２に電気的に接続することができる。電極ＥＬＥＣ２、ＥＬＥＣ３は、カバーＣＶＲ１の第１の面にあってよく、要素Ｎ２、Ｎ３は、カバーＣＶＲ１の第２の面にあってよい。要素Ｎ２、Ｎ３は、カバーＣＶＲ１を通って第１の面から第２の面へと延びることもできる。要素Ｎ３、Ｎ２は、例えば、金属製のスタブであってよい。電気絶縁カバーＣＶＲ１の平坦な表面は、帯電空間ＳＰＣ１の半球状の形態を部分的に定めることができる。カバーＣＶＲ１は、帯電空間ＳＰＣ１を部分的に定めることができる実質的に平坦な表面を有することができる。カバーＣＶＲ１の実質的に平坦な表面は、半球形状の帯電空間ＳＰＣ１を部分的に定めることができる。
【０１９８】
カバーＣＶＲ１は、偏向電極ＥＬＥＣ２を支持することもできる。カバーＣＶＲ１の平坦な表面が、偏向電極ＥＬＥＣ２を支持することができる。偏向電極ＥＬＥＣ２は、帯電空間ＳＰＣ１の平面部に実質的に平行であってよい。電極ＥＬＥＣ２を、例えば、カバーＣＶＲ１の表面に導電性材料を付着させることによって実現でき、あるいはカバーＣＶＲ１の表面に導電性のホイルを取り付けることによって実現できる。
【０１９９】
偏向電極ＥＬＥＣ２の平坦な表面は、流路ＣＨ２を部分的に定めることができる。カバーＣＶＲ１は、本体ＢＬＣ０とともに耐圧シールを形成することができる。カバーＣＶＲ１は、コロナ電極ＥＬＥＣ３を導電体ＢＬＣ０から電気的に絶縁することができる。カバーＣＶＲ１は、偏向電極ＥＬＥＣ２を導電体ＢＬＣ０から電気的に絶縁することができる。
【０２００】
平坦な電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２を使用することにより、単純かつ頑丈な構造を提供することができる。一実施形態においては、イオントラップＪＴＲＡＰを、例えば１対の同心電極を使用するなど、非平坦な電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２を使用することによって実現することも可能である。電極ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２は、例えば、同心円筒電極であってよい。
【０２０１】
ＳＸ、ＳＹ、およびＳＺは、直交する方向を示している。
【０２０２】
図１０ｂは、半球状の帯電空間ＳＰＣ１およびイオントラップＪＴＲＡＰ１を三次元図にて示している。
【０２０３】
図１０ｃおよび図１０ｅを参照すると、粒子検出器ＤＥＴ１は、ファラデーケージＦＡＲＡ１によって囲まれた粒子フィルタＤＦＩＬを備えることができる。ファラデーケージＦＡＲＡ１を、１つ以上の電気絶縁体２５２ａ、２５２ｂによって支持することができる。電気絶縁体２５２ａ、２５２ｂは、ファラデーケージＦＡＲＡ１を周囲の導電性の構造物から電気的に絶縁することができる。とくに、電気絶縁体２５２ａ、２５２ｂは、ファラデーケージＦＡＲＡ１を導電体ＢＬＣ０から電気的に絶縁することができる。１つ以上の電気絶縁体２５２ａ、２５２ｂは、検出器ＤＥＴ１とイオントラップＪＴＲＡＰ１の出口チャネルＣＨ３との間の耐圧シールを形成することができる。検出器ＤＥＴ１は、随意により、導電性シェル２５３を備えることができる。導電性シェル２５３は、ファラデーケージＦＡＲＡ１の一部を形成することができる。粒子フィルタＤＦＩＬは、電気絶縁性であっても、導電性であってもよい。粒子Ｐ２を、粒子フィルタＤＦＩＬによって捕捉することができる。
【０２０４】
粒子監視装置２００は、電極ＥＬＥＣ０、ＥＬＥＣ１、ＥＬＥＣ２、ＥＬＥＣ３、および検出器ＤＥＴ１との電気的接続を形成するための１つ以上の接続要素ＰＩＮ１、ＰＩＮ２、ＰＩＮ３、ＰＩＮ４を備えることができる。要素ＰＩＮ１は、電極ＥＬＥＣ０およびＥＬＥＣ１との電気的接触を形成することができる。要素ＰＩＮ２は、電極ＥＬＥＣ２との電気的接触を形成することができる。要素ＰＩＮ３は、コロナ電極ＥＬＥＣ３との電気的接触を形成することができる。要素ＰＩＮ４は、検出器ＤＥＴ１のファラデーケージＦＡＲＡ１との電気的接触を形成することができる。要素ＰＩＮ１を、接触要素Ｎ１に接触するように構成することができる。本体ＢＬＣ０の表面の一部が、接触要素Ｎ１として機能してもよい。要素ＰＩＮ２を、接触要素Ｎ２に接触するように構成することができる。要素ＰＩＮ３を、接触要素Ｎ３に接触するように構成することができる。接続要素ＰＩＮ４を、検出器ＤＥＴ１に接触するように構成することができる。接続要素ＰＩＮ２、ＰＩＮ３、ＰＩＮ４は、例えば、ばねで付勢された導電ピンであってよい。
【０２０５】
図１０ｄが、図３ａに示した線Ａ−Ａに沿った粒子監視装置２００の断面を示している。ＰＯＳ３は、コロナ電極ＥＬＥＣ３の位置を示している。ＰＯＳ２は、接触要素Ｎ２の位置を示している。ＰＯＳ４は、接続要素ＰＩＮ４の位置を示している。Ｂ＿ＣＨ２は、流路ＣＨ２の位置を示している。Ｂ＿ＥＬＥＣ２は、偏向電極ＥＬＥＣ２の位置を示している。
【０２０６】
図１０ｅは、装置２００から分離されたときの検出器ＤＥＴ１を示している。
【０２０７】
図１０ｆは、粒子監視装置２００の側面図を示している。偏向電極ＥＬＥＣ２を、カバーＣＶＲ１の内面に配置することができる。偏向電圧Ｕ2を、接触要素Ｎ２を用いて電極ＥＬＥＣ２に結合させることができる。
【０２０８】
装置５００は、接続要素ＰＩＮ１、ＰＩＮ２、ＰＩＮ３、ＰＩＮ４を支持することができるフレーム４０１を備えることができる。監視装置２００を、電極ＥＬＥＣ２、ＥＬＥＣ３と接続要素ＰＩＮ２、ＰＩＮ３との間に電気的接続が形成されるようにフレーム４０１に取り付けることができる。しかしながら、Ｎ２とＰＩＮ２との間の接続が不良となる場合があり得る。粒子監視装置２００は、随意により、装置２００がフレーム４０１に適切に取り付けられているかどうかを確認するための補助接触要素Ｎ２ｂを備えることができる。接触要素Ｎ２ｂは、例えば、要素Ｎ２または本体ＢＬＣ０に恒久的に接続されてよい。
【０２０９】
図１０ｇは、カバーＣＲＶ１の外側を示している。偏向電極ＥＬＥＣ２は、電極ＥＬＥＣ２の形状が半球状の帯電空間ＳＰＣ１の形状に一致できるように、湾曲した縁部を有することができる。電極ＥＬＥＣ２の縁部の曲率半径は、半径Ｒ1に実質的に等しくてよい。電極ＥＬＥＣ２の縁部の曲率半径は、例えば、半径Ｒ1の０．９〜１．１倍の範囲内にあってよい。湾曲した縁部は、イオントラップＪＴＲＡＰ１の効率を改善でき、イオントラップＪＴＲＡＰ１の動作を安定化でき、さらには／あるいは粒子監視装置２００の外寸の縮小を助けることができる。あるいは、偏向電極ＥＬＥＣ２は、直線的な入口縁部（例えば、図１０ｂを参照）を有してもよい。
【０２１０】
図４および図１１を参照すると、粒子監視装置２００を、第１の電圧供給部４１０、第２の電圧供給部４２０、および電流監視ユニットＣＭＵ１に電気的に接続することができる。第１の電圧供給部４１０は、コロナ放電を発生させるためにコロナ電極ＥＬＥＣ３へと印加することができる電圧ＵCをもたらすことができる。第１の電圧供給部４１０は、電気的接地ＧＮＤに対する電圧ＵCをもたらすことができる。電気的接地ＧＮＤは、電圧Ｕ0を有することができる。対向電極ＥＬＥＣ０を、電気的接地ＧＮＤに接続することができる。本体ＢＬＣ０を、電気的接地ＧＮＤに接続することができる。本体ＢＬＣ０を、例えば接続要素ＰＩＮ１によって電気的接地ＧＮＤに接続することができる。
【０２１１】
第２の電圧供給部４２０は、第１の偏向電極ＥＬＥＣ１に印加することができる電圧Ｕ1をもたらすことができる。第２の電圧供給部４２０は、第２の偏向電極ＥＬＥＣ２に印加することができる電圧Ｕ2をさらにもたらすことができる。電圧Ｕ1は、接地電圧Ｕ0に等しくてよい。第１の偏向電極ＥＬＥＣ１を、例えば導電体ＢＬＣ０を介して電気的接地ＧＮＤに接続することができる。
【０２１２】
検出器ＤＥＴ１は、電流Ｉp（ｔ）をもたらすことができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、検出器ＤＥＴ１から得られる電流Ｉp（ｔ）を測定するための電位計を備えることができる。電流監視ユニットＣＭＵ１は、電流Ｉp（ｔ）を測定することによって監視信号Ｓ１（ｔ）をもたらすことができる。
【０２１３】
検出器ＤＥＴ１のファラデーケージＦＡＲＡ１は、電圧ＵDET1を有することができる。
【０２１４】
電圧ＵCを、例えば接続要素ＰＩＮ３を介して接触要素Ｎ３に接続することができる。電圧Ｕ2を、例えば接続要素ＰＩＮ２を介して偏向電極ＥＬＥＣ２に接続することができる。電流信号Ｉp（ｔ）を、例えば接続要素ＰＩＮ４を介して電流監視ユニットＣＭＵ１に結合させることができる。接続要素ＰＩＮ４を、例えば、検出器ＤＥＴ１の導電性シェル２５３の側面に触れるように構成することができる。測定装置５００は、例えば、監視装置２００を測定装置のフレーム４０１に固定するためのラッチ機構を備えることができる。監視装置２００を、要素ＰＩＮ１とＮ１との間の解除可能な接続を形成し、要素ＰＩＮ２とＮ２との間の解除可能な接続を形成し、要素ＰＩＮ３とＮ３との間の解除可能な接続を形成し、さらには／あるいは要素ＰＩＮ４と検出器ＤＥＴ１との間の解除可能な接続を形成するように、フレーム４０１に固定することができる。装置２００を、ラッチ機構を開き、監視装置２００をフレーム４０１から遠ざかるように移動させることによって、要素ＰＩＮ１、ＰＩＮ２、ＰＩＮ３、ＰＩＮ４から切り離すことができる。フレーム４０１は、要素ＰＩＮ１、ＰＩＮ２、ＰＩＮ３、および／またはＰＩＮ４のための支持を提供することができる。
【０２１５】
測定装置は、随意により、監視装置２００がフレーム４０１に適切に取り付けられているかどうかを確認するための近接感知ユニット４３０を備えることができる。測定装置は、随意により、要素ＰＩＮ２と要素Ｎ２との間の電気的接続の電気抵抗が所定の限界よりも低いかどうかを確認するための近接感知ユニット４３０を備えることができる。例えば、装置５００を、装置２００がフレーム４０１に適切に取り付けられていないときに高電圧供給部４１０の動作を防止するように構成することができる。測定装置は、随意により、イオントラップＪＴＲＡＰ１がフレーム４０１に適切に取り付けられているかどうかを確認するための近接感知ユニット４３０を備えることができる。
【０２１６】
監視装置２００は、監視装置２００の接触要素Ｎ２と接続要素ＰＩＮ２との間に形成された接続の電気抵抗を測定するための１つ以上の補助接触要素Ｎ２ｂを備えることができる。近接感知ユニット４３０を、例えば接続要素ＰＩＮ２ｂの電圧に基づいて監視装置２００の近接を検出するように構成することができる。近接感知ユニット４３０は、例えば、接触要素ＰＩＮ２ｂの電圧ＵTESTを測定することができる。接触要素ＰＩＮ２ｂを、接触要素Ｎ２ｂに接触するように構成することができる。接触要素Ｎ２ｂは、要素Ｎ２に電気的に接続されてよい。電圧ＵTESTが電圧Ｕ2に等しい場合、これは、要素ＰＩＮ２が接触要素Ｎ２に適切に接続されていることを示すことができる。電圧ＵTESTが電圧Ｕ2と異なる場合、これは、要素ＰＩＮ２が接触要素Ｎ２に適切に接続されていないことを示すことができる。
【０２１７】
装置２００は、電圧供給部（４２０）と電極（ＥＬＥＣ２）との間の電気的接触を形成するための接触要素（Ｎ２）を備えることができ、装置２００は、前記電圧供給部と前記電極との間に適切な電気的接続が形成されているかどうかを確認するための補助接触要素（Ｎ２ｂ）をさらに備えることができる。
【０２１８】
この方法は、
・監視装置２００をフレーム４０１から遠ざかるように移動させるステップと、
・監視装置２００をフレーム４０１に再び取り付けるステップと、
・装置２００の電圧供給部と電極との間に適切な電気的接続が形成されているか否かを確認するために補助接続要素ＰＩＮ２ｂの電圧を監視するステップと
を含むことができる。
【０２１９】
装置２００は、随意により、コロナ放電ＤＳＲ１が動作していないときに装置２００を加熱するための加熱要素ＨＵＮＩＴ１を備えることができる。
【０２２０】
装置２００は、粒子を含まないガス流ＦＧ２を検出器ＤＥＴ１からポンプＰＵＭＰ２へと導くためのチャネルＣＨ４を備えることができる。ポンプＰＵＭＰ２を、例えばコネクタＣＯＮ４によってチャネルＣＨ４へと接続することができる。
【０２２１】
装置２００を、重量測定結果の有効性を確認するために使用することができる。重量測定結果の有効性を確認することにより、１つ以上の重量測定結果から決定される出力結果の信頼性および／または精度を改善することができる。出力結果を、例えば２つ以上の有効な測定結果を平均することによって得ることができる。出力結果を、無効な測定結果が出力結果に寄与することがないよう、無効な測定結果を排除することによって１つ以上の重量測定結果から決定することができる。とくに、出力結果を、無効な測定結果が出力結果に寄与することがないよう、１つ以上の無効な測定結果を排除することによって２つ以上の重量測定結果から決定することができる。
【０２２２】
重量測定結果は、重量測定によって得られた総質量ｍtotおよび／または平均濃度Ｃave,totを意味することができる。総質量ｍtotを、粒子収集期間Ｔtotの後にフィルタＦＩＬ１の重量を測定することによって決定することができる。次いで、平均濃度Ｃave,totを、総質量ｍtotから算出することができる。
【０２２３】
粒子排出の実験は、エアロゾル粒子発生源ＳＲＣ１を数時間にわたって試験手順に従って運転することを含むことができる。粒子発生源ＳＲＣ１は、例えば、燃焼施設であってよい。発生源ＳＲＣ１は、煙道ガスＰＧ０へとエアロゾル粒子を発生させ得る。重量測定結果を、第１の粒子収集期間Ｔtot,1の間に煙道ガスＰＧ０のエアロゾル粒子を第１のフィルタＦＩＬ１へと集めることによって得ることができる。粒子排出の実験の実行は、高価につく可能性がある。実験の最中にすでに、監視信号Ｓ１（ｔ）の分析により、実験によってもたらされる重量測定結果が無効である可能性が高いことが示される場合、粒子排出の実験を中断することができる。監視信号Ｓ１（ｔ）の分析により、実験によってもたらされる重量測定結果が無効であることが示される場合、粒子排出の実験を繰り返すことができる。１つ以上の追加の実験を、少なくとも１つの追加の実験が有効な重量測定結果をもたらすまで実行することができる。この方法は、有効な重量測定結果の数が所定の限界以上になるまで、１つ以上の追加の重量測定結果を得ることを含むことができる。
【０２２４】
装置５００の収集ユニット１００は、第１の測定期間Ｔtot,1において第１のフィルタＦＩＬ１を備えることができる。第１のフィルタＦＩＬ１を、第２の重量測定結果を得るための第２のフィルタＦＩＬ２と交換することができる。収集ユニット１００は、第２の測定期間Ｔtot,2において第２のフィルタＦＩＬ２を備えることができる。
【０２２５】
この方法は、
・第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、サンプリング点（ＰＯＳ０）から第１のフィルタ（ＦＩＬ１）へと粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
・第１の測定期間（Ｔtot,1）の後にフィルタ（ＦＩＬ１）の重量を測定することによって、第１の重量測定結果（ｍtot,1）を得るステップと、
・第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、電流信号Ｉp（ｔ）を測定するステップと、
・第１の測定期間（Ｔtot,1）の間に測定された電流信号Ｉp（ｔ）を分析することによって、第１の重量測定結果（ｍtot,1）を有効または無効として分類するステップと
を含むことができる。
【０２２６】
この方法は、
・第２の測定期間（Ｔtot,2）の間、サンプリング点（ＰＯＳ０）から第２のフィルタ（ＦＩＬ２）へと粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
・第２の測定期間（Ｔtot,2）の後にフィルタ（ＦＩＬ２）の重量を測定することによって、第２の重量測定結果（ｍtot,2）を得るステップと、
・第２の測定期間（Ｔtot,2）の間、電流信号Ｉp（ｔ）を測定するステップと、
・第２の測定期間（Ｔtot,2）の間に測定された電流信号Ｉp（ｔ）を分析することによって、第２の重量測定結果（ｍtot,2）を有効または無効として分類するステップと
を含むことができる。
【０２２７】
重量測定結果の第１のグループは、第１の結果（ｍtot,1）および第２の結果（ｍtot,2）を含むことができる。この方法は、第１のグループの１つ以上の有効な結果から出力結果を決定することを含むことができる。無効な結果は省略することができる。出力結果を、例えば、有効な結果を平均することによって決定することができる。出力結果を、例えば、有効な結果に曲線を当てはめることによって決定することができる。この方法は、第１の結果（ｍtot,1）および第２の結果（ｍtot,2）が無効である場合に、追加の測定期間（Ｔtot,3）においてサンプリング点ＰＯＳ０から粒子を収集することを含むことができる。粒子を、追加の測定期間（Ｔtot,3）において第３のフィルタＦＩＬ３に収集することができる。第３の重量測定結果ｍtot,3を、追加の測定期間（Ｔtot,3）の後にフィルタＦＩＬ３の重量を測定することによって得ることができる。期間Ｔtot,1、Ｔtot,2、Ｔtot,3において、粒子を、同じ粒子発生源ＳＲＣ１によって発生させることができ、粒子を、同じ位置ＰＯＳ０からサンプリングすることができる。第１の近似に対して、粒子のサイズ分布および／または組成は、たとえ粒子の濃度が有意な変化を示し得る状況であっても、異なる実験において実質的に同様のままであり得る。
【０２２８】
電流信号Ｉp（ｔ）の分析は、例えば、第１の期間（Ｔtot,1）において測定された電流信号Ｉp（ｔ）の平均または積分が、第１の重量測定結果（ｍtot,1）に対応するか否かを判定することを含むことができる。
【０２２９】
第１の積分ＳＵＭ１を、第１の測定期間Ｔtot,1にわたって電流Ｉp（ｔ）を積分することによって得ることができる。第２の積分ＳＵＭ２を、第２の測定時間Ｔtot,2にわたって電流Ｉp（ｔ）を積分することによって得ることができる。この方法は、比ＳＵＭ１／ＳＵＭ２が比ｍtot,1／ｍtot,2に対応するか否かを確認することを、含むことができる。第１の結果ｍtot,1および／または第２の結果ｍtot,2を、例えば次の条件が満たされない場合に無効であると判定することができる。
【０２３０】
【数４】
0006757039.tif 000005
【０２３１】
第１の実験ＴＥＳＴ１は、第１の測定期間Ｔtot,1の間、粒子を第１のフィルタＦＩＬ１に収集することを含むことができる。第２の実験ＴＥＳＴ２は、第２の測定期間Ｔtot,2の間、粒子を第２のフィルタＦＩＬ２に収集することを含むことができる。
【０２３２】
図１２ａが、一例として、第１の測定期間Ｔtot,1における電流の第１の積分ＳＵＭ１と、第２の測定期間Ｔtot,2における電流の第２の積分ＳＵＭ２とを示している。図１２ｂが、一例として、期間Ｔtot,1において収集された粒子の総質量ｍtot,1と、期間Ｔtot,2において収集された粒子の総質量ｍtot,2とを示している。図１２ａおよび図１２ｂに示した例において、比ＳＵＭ１／ＳＵＭ２は、比ｍtot,1／ｍtot,2に実質的に対応している。これは、結果ｍtot,1およびｍtot,2が有効であることを示し得る。
【０２３３】
図１３ａが、一例として、第１の測定期間Ｔtot,1における電流の第１の積分ＳＵＭ１と、第２の測定期間Ｔtot,2における電流の第２の積分ＳＵＭ２とを示している。図１３ｂが、一例として、期間Ｔtot,1において収集された粒子の総質量ｍtot,1と、期間Ｔtot,2において収集された粒子の総質量ｍtot,2とを示している。図１３ａおよび図１３ｂに示した例において、比ＳＵＭ１／ＳＵＭ２は、比ｍtot,1／ｍtot,2から実質的に外れている。これは、重量測定結果ｍtot,1および／またはｍtot,2が無効であることを示し得る。この方法は、以前の実験ＴＥＳＴ１、ＴＥＳＴ２の結果ｍtot,1および／またはｍtot,2の少なくとも一方が無効であると判定されたときに、少なくとも１つの追加の実験ＴＥＳＴ３を実行することを含むことができる。ＳＵＭ３が、追加の測定期間Ｔtot,3における電流の第３の積分ＳＵＭ３を示す。記号ｍtot,3は、追加の期間Ｔtot,3においてフィルタＦＩＬ３に集められた粒子の総質量を示す。図１３ａおよび図１３ｂに示した例において、比ＳＵＭ２／ＳＵＭ３は、比ｍtot,2／ｍtot,3に実質的に対応しており、結果ｍtot,2および／またはｍtot,3を、有効であると判定することができる。積分ＳＵＭ１、ＳＵＭ２、ＳＵＭ３と結果ｍtot,1、ｍtot,2、ｍtot,3との比較は、結果ｍtot,1が無効であり、結果ｍtot,2およびｍtot,3が有効であることを示し得る。
【０２３４】
Ｉave,1は、第１の測定期間Ｔtot,1における電流信号Ｉp（ｔ）の平均値を表すことができる。Ｉave,2は、第１の測定期間Ｔtot,1における電流信号Ｉp（ｔ）の平均値を表すことができる。Ｃ1は、総質量ｍtot,1から決定される平均濃度を示すことができる。Ｃ2は、総質量ｍtot,2から決定される平均濃度を示すことができる。第１の平均濃度Ｃ1および／または第２の濃度Ｃ2を、例えば次の条件が満たされない場合に無効であると判定することができる。
【０２３５】
【数５】
0006757039.tif 000006
【０２３６】
電流信号Ｉp（ｔ）の分析は、監視信号Ｓ１（ｔ）をプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）と比較することを含むことができる。プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）は、粒子発生源ＳＲＣの動作パラメータを示すことができる。例えば、プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）は、例えば、燃料流量、入力空気流量、動作温度、触媒コンバータの動作温度、煙道ガスフィルタの動作温度、プロセスの動作温度、アクセルペダルの設定、燃料供給圧力、または添加剤の流量を示すことができる。
【０２３７】
エアロゾル粒子発生源ＳＲＣ１の動作パラメータの変化が監視信号Ｓ１（ｔ）の変化に対応しているか否かを判定するために、監視信号Ｓ１（ｔ）をプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）と比較することができる。発生源ＳＲＣ１の動作パラメータの変化が監視信号Ｓ１（ｔ）の変化に時間的に一致しているか否かを判定するために、監視信号Ｓ１（ｔ）をプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）と比較することができる。監視信号Ｓ１（ｔ）がプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に相関しているか否かを判断するために、監視信号Ｓ１（ｔ）をプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）と比較することができる。この方法は、電流信号Ｉp（ｔ）と第１のプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）との間の相互相関を算出し、相互相関が所定の値よりも高いか否かを確認することを含むことができる。
【０２３８】
監視信号Ｓ１（ｔ）とプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）との間の相関の程度が所定の限界を下回る場合、重力測定結果（ｍtot,1）を無効と判定することができる。
【０２３９】
図１４ａが、一例として、実験中のプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）の時間変化と、この実験において測定された電流信号Ｉp（ｔ）の時間変化とを示している。粒子収集期間Ｔtotは、時刻ｔ1において開始し、時刻ｔ2において停止する。プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）は、時刻ｔdにおいて変化ΔＰ１を示すことができる。プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）は、例えば、燃焼施設ＳＲＣ１の燃料供給速度、出力、または動作温度を示すことができる。粒子発生源ＳＲＣ１の動作を、例えば、時刻ｔcにおいて開始させ、時刻ｔdにおいて停止させることができる。電流信号は、プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）の変化ΔＰ１に時間的に一致し得る変化ΔＩを示すことができる。電流信号Ｉp（ｔ）を、図１４ａに示した例において、プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に相関していると判定することができる。
【０２４０】
一実施形態においては、１つ以上のプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）が、第１の測定期間（Ｔtot,1）において粒子濃度が実質的に一定でなければならない旨を示し得る。そのような場合、電流信号Ｉp（ｔ）が電流信号Ｉp（ｔ）の平均値Ｉave,1から著しく逸脱している場合に、重量測定結果（ｍtot,1）を無効と判定することができる。
【０２４１】
記号Ｉ’p（ｔ）は、電流信号Ｉp（ｔ）を低域通過フィルタ処理することによって得られた平滑化された信号を表すことができる。平滑化された信号Ｉ’p（ｔ）を、例えばカットオフ周波数０．１０Ｈｚを使用することによって、電流信号Ｉ’p（ｔ）から形成することができる。平滑化された信号Ｉ’p（ｔ）を、平滑化された信号Ｉ’p（ｔ）が０．１Ｈｚよりも低い周波数のスペクトル成分を含まないように、電流信号Ｉp（ｔ）から形成することができる。この方法は、平滑化された信号Ｉ’p（ｔ）が、第１の測定期間Ｔtot,1の間の任意の時刻ｔにおいて電流信号の平均値から２０％を超えて逸脱していないかどうかを判定することを、含むことができる。例えば、時間Ｔtot,1の間の任意の時刻ｔにおいて以下の条件が満たされる場合、重量測定結果（ｍtot,1）を無効であると判定することができる。
【０２４２】
【数６】
0006757039.tif 000007
【０２４３】
Ｉave,1は、第１の測定期間（Ｔtot,1）における電流信号Ｉp（ｔ）の平均値を表す。
【０２４４】
図１４ｂは、例として、低域通過フィルタ処理された電流信号Ｉ’p（ｔ）が、プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に対応しない異常な変化ΔＩpを示す状況を示している。異常な変化ΔＩpは、時刻ｔdにおいて発生し得る。この例において、プロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）は、第１の時刻ｔcから第２の時刻ｔeまでの期間において実質的に一定であってよい。この期間は、時刻ｔdを含むことができる。重量測定結果ｍtot,1を、ｔ1からｔ2までの期間Ｔtot,1においてフィルタＦＩＬ１に粒子を収集し、期間Ｔtot,1の後にフィルタＦＩＬ１の重量を測定することによって得ることができる。結果ｍtot,1を、例えば電流信号Ｉp（ｔ）のすべての有意な変化（ΔＩp）が、粒子発生源ＳＲＣ１から得られた少なくとも１つのプロセスインジケータ信号の変化に時間的に一致する場合に、有効であると判定することができる。結果ｍtot,1を、例えば粒子発生源ＳＲＣ１から得られたすべてのプロセスインジケータ信号が、時間ｔdを含む期間において実質的に一定である場合に、無効であると判定することができる。
【０２４５】
変化ΔＩpがプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）に相関していない場合、これは、変化ΔＩpが偶発的事象によって引き起こされたことを示し得る。変化ΔＩpは、例えば、煙道ガスダクトＤＵＣ１の表面に付着した粒子が、再び煙道のガス流ＰＧ０へと突然に解放される場合に生じ得る。変化ΔＩpは、粒子濃度の実際の増加によって引き起こされ得るが、前記変化ΔＩpは、偶発的事象によって引き起こされる可能性もあり、これは、結果ｍtot,1が例えば曲線の当てはめのためのデータ点として使用された場合に、誤った結論につながる可能性がある。電流Ｉp（ｔ）の分析が、異常な事象の発生を知らせることができる。装置５００を、異常な事象が検出された旨の通知をユーザへともたらすように構成することができる。
【０２４６】
重量測定結果を、１つ以上の試験の対象とすることができる。試験は、例えば、電流信号Ｉp（ｔ）とプロセスインジケータ信号Ｐ（ｔ）との間の相関の程度の確認、式（５）の条件の確認、および／または式（６）の条件の確認を含むことができる。前記試験のすべてが重量測定結果が有効であると示している場合、重量測定結果を有効であると判定することができる。重量測定結果を、結果が前記試験のすべてにおいて有効であると分類された場合に、有効であると判定することができる。
【０２４７】
一実施形態においては、監視装置２００を、ディストリビュータ３００および粒子収集ユニット１００を使用することなく、入力流ＦＧ０のエアロゾル粒子濃度を監視するように構成することもできる。入力流ＦＧ０を、監視装置２００へと直接導くことができる。監視装置２００を、監視装置２００を後にエアロゾル粒子濃度の継続的な監視のために使用することができるように、製造し、保管し、さらには／あるいはユーザへと提供することができる。監視装置２００は、例えば、例えば図１０ａ〜図１１に示したとおりの実質的に半球状の帯電空間ＳＰＣ１を備えることができる。
【０２４８】
本発明の種々の態様を、以下の実施例によって例示する。
【０２４９】
［実施例１．］第１の部分流（ＦＧ１）および第２の部分流（ＦＧ２）を、入力流（ＦＧ０）から前記第２の部分流（ＦＧ２）を分離することによってもたらすように構成されたディストリビュータユニット（３００）と、
第１のフィルタ（ＦＩＬ１）を使用することによって前記第１の部分流（ＦＧ１）から粒子（Ｐ１）を収集する粒子収集ユニット（１００）と、
前記第２の部分流（ＦＧ２）によって運ばれる粒子（Ｐ１）を帯電させることによって荷電粒子（Ｐ２）を形成し、該荷電粒子（Ｐ２）を収集することによって電流（Ｉp（ｔ））をもたらす粒子監視ユニット（２００）と
を備える粒子測定装置（５００）。
【０２５０】
［実施例２．］コロナ放電（ＤＳＲ１）によって前記第２の部分流（ＦＧ２）の粒子（Ｐ１）を帯電させるための帯電ユニット（ＣＵＮＩＴ１）を備える、実施例１に記載の装置（５００）。
【０２５１】
［実施例３．］前記荷電粒子（Ｐ２）を収集するための粒子検出器（ＤＥＴ１）を備えており、前記粒子検出器（ＤＥＴ１）は、ファラデーケージ（ＦＡＲＡ１）に囲まれたフィルタ（ＤＦＩＬ）を備える、実施例１または２に記載の装置（５００）。
【０２５２】
［実施例４．］前記第２の部分流（ＦＧ２）からイオン（Ｊ１）を取り除くためのイオントラップ（ＪＴＲＡＰ）を備える、実施例１〜３のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２５３】
［実施例５．］前記電流（Ｉp（ｔ））に基づいて前記第１の部分流（ＦＧ１）の流量（Ｑ1）を制御するように構成された、実施例１〜４のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２５４】
［実施例６．］前記第１の部分流（ＦＧ１）を前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）へと導くための一次ダクト（３１０）を備えており、前記一次ダクト（３１０）は、直線部（ＰＯＲ１）および発散部（ＰＯＲ２）を備えている、実施例１〜５のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２５５】
［実施例７．］前記粒子監視ユニット（２００）は、
帯電空間（ＳＰＣ１）を定めるための実質的に半球状の内部を有している対向電極（ＥＬＥＣ０）と、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）へとエアロゾル粒子（Ｐ１）を導くための入口チャネル（ＣＨ１）と、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）においてコロナ放電を発生させることによって前記エアロゾル粒子（Ｐ１）から荷電粒子（Ｐ２）を形成するためのコロナ電極（ＥＬＥＣ３）と、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）から荷電粒子（Ｐ２）を導くための出口チャネル（ＣＨ２）と
を備える、実施例１〜６のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２５６】
［実施例８．］前記粒子監視ユニット（２００）は、
コロナ電極（ＥＬＥＣ３）に動作電圧（ＵＣ）を供給するための電圧供給部（４１０）と、
前記電流（Ｉp（ｔ））を測定するための電流監視ユニット（ＣＭＵ１）と、
前記電流監視ユニット（ＣＭＵ１）を加熱するための加熱ユニット（ＨＵＮＩＴ１）と
を備えており、
当該装置（５００）は、前記電圧供給部（４１０）の動作状態に基づいて前記加熱ユニット（ＨＵＮＩＴ１）を制御するように構成されている、実施例１〜７のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２５７】
［実施例９．］前記第１の部分流（ＦＧ１）を開始させるための制御信号（Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ））をもたらすように構成され、前記電流信号（Ｉp）を監視することによって前記制御信号（Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ））をもたらすように構成されている、実施例１〜８のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２５８】
［実施例１０．］・フレーム（４０１）と、
・前記粒子監視ユニット（２００）が前記フレーム（４０１）に適切に取り付けられているか否かを確認するための近接感知ユニット（４３０）と
を備える、実施例１〜９のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２５９】
［実施例１１．］エアロゾル粒子（Ｐ１）を測定するための方法であって、
第１の部分流（ＦＧ１）および第２の部分流（ＦＧ２）を、ディストリビュータユニット（３００）を使用することによって入力流（ＦＧ０）から前記第２の部分流（ＦＧ２）を分離することによってもたらすステップと、
フィルタ（ＦＩＬ１）を使用することによって前記第１の部分流（ＦＧ１）から粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第２の部分流（ＦＧ２）によって運ばれる粒子（Ｐ１）を帯電させることによって荷電粒子（Ｐ２）を形成するステップと、
前記荷電粒子（Ｐ２）を収集することによって電流（Ｉp（ｔ））をもたらすステップと
を含む方法。
【０２６０】
［実施例１２．］前記電流Ｉp（ｔ）に基づいて前記第１の部分流（ＦＧ１）の流量（Ｑ1）を制御するステップ
を含む、実施例１１に記載の方法。
【０２６１】
［実施例１３．］前記電流信号（Ｉp）の積分値または平均値が所定の値よりも大きくなるときに、前記第１の部分流（ＦＧ１）を停止させるステップ
を含む、実施例１１または１２に記載の方法。
【０２６２】
［実施例１４．］燃焼施設（ＳＲＣ１）の煙道ガス（ＰＧ０）をサンプリングすることによって前記入力流（ＦＧ０）をもたらすステップ
を含む、実施例１１〜１３のいずれかに記載の方法。
【０２６３】
［実施例１５．］前記入力流（ＦＧ０）は、周囲空気（ＰＧ０）からサンプリングされる、実施例１１〜１３のいずれかに記載の方法。
【０２６４】
［実施例１５．］第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）を通って前記第１の部分流（ＦＧ１）を導くことによって粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の後に、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）の重量を測定することによって第１の重量測定結果（ｍtot,1）を得るステップと
を含む、実施例１１〜１５のいずれかに記載の方法。
【０２６５】
［実施例１６．］前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記電流信号Ｉp（ｔ）を測定するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間に測定された前記電流信号Ｉp（ｔ）を分析することによって、前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）を有効または無効と分類するステップと
を含む、実施例１５に記載の方法。
【０２６６】
［実施例１７．］第２の測定期間（Ｔtot,2）の間、第２のフィルタ（ＦＩＬ２）へと前記第１の部分流（ＦＧ１）を導くことによって粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第２の測定期間（Ｔtot,2）の後に、前記フィルタ（ＦＩＬ２）の重量を測定することによって第２の重量測定結果（ｍtot,2）を得るステップと、
前記第２の測定期間（Ｔtot,2）の間、前記電流信号Ｉp（ｔ）を測定するステップと、
前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）の前記第２の重量測定結果（ｍtot,2）に対する第１の比（ｍtot,1／ｍtot,2）が、前記第１の測定期間（Ｔtot,1）における前記電流信号Ｉp（ｔ）の第１の積分（ＳＵＭ１）の前記第２の測定期間（Ｔtot,2）における前記電流信号Ｉp（ｔ）の第２の積分（ＳＵＭ２）に対する第２の比（ＳＵＭ１／ＳＵＭ２）に対応するか否かを判定することによって、前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）を有効または無効と分類するステップと
を含む、実施例１６に記載の方法。
【０２６７】
［実施例１８．］施設（ＳＲＣ１）を、該施設（ＳＲＣ１）がエアロゾル含有ガス（ＰＧ０）をもたらすように動作させるステップと、
第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記第１の部分流ＦＧ１を前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）へと導くことによって、前記エアロゾル含有ガス（ＰＧ０）の粒子（Ｐ１）を収集するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間、前記電流信号（Ｉp（ｔ））を測定するステップと、
前記施設（ＳＲＣ１）の動作パラメータを示すプロセスインジケータ信号（Ｐ（ｔ））を取得するステップと、
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の後に、前記第１のフィルタ（ＦＩＬ１）の重量を測定することによって第１の重量測定結果（ｍtot,1）を得るステップと
前記第１の測定期間（Ｔtot,1）の間に測定された前記電流信号（Ｉp（ｔ））が前記プロセスインジケータ信号（Ｐ（ｔ））に相関しているか否かを判定することによって、前記第１の重量測定結果（ｍtot,1）を有効または無効と分類するステップと
を含む、実施例１１〜１７のいずれかに記載の方法。
【０２６８】
［実施例１９．］コロナ電極（ＥＬＥＣ３）と対向電極（ＥＬＥＣ０）との間に位置しており、実質的に半球状の内部を有している帯電空間（ＳＰＣ１）へと、前記第２の部分流（ＦＧ２）の前記粒子（Ｐ１）を導くステップと、
前記帯電空間（ＳＰＣ１）において前記第２の部分流（ＦＧ２）の前記粒子（Ｐ１）を帯電させることによって前記荷電粒子（Ｐ２）を形成するステップと
を含む、実施例１１〜１８のいずれかに記載の方法。
【０２６９】
［実施例２０．］コロナ放電（ＤＳＲ１）によって荷電粒子（Ｐ２）を形成するステップと、
電流監視ユニット（ＣＭＵ１）を使用することによって前記電流（Ｉｐ（ｔ））を測定するステップと、
前記コロナ放電（ＤＳＲ１）の動作状態に基づいて前記電流監視ユニット（ＣＭＵ１）の加熱を制御するステップと
を含む、実施例１１〜１９のいずれかに記載の方法。
【０２７０】
当業者にとって、本発明による装置および方法について変更および変種が考えられることは、明らかであろう。図面は概略図にすぎない。添付の図面を参照して上述した個々の実施形態は、あくまでも例示にすぎず、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図１ａ】
0006757039.tif 000008
【図１ｂ】
0006757039.tif 000009
【図２】
0006757039.tif 000010
【図３】
0006757039.tif 000011
【図４ａ】
0006757039.tif 000012
【図４ｂ】
0006757039.tif 000013
【図５】
0006757039.tif 000014
【図６】
0006757039.tif 000015
【図７】
0006757039.tif 000016
【図８ａ】
0006757039.tif 000017
【図８ｂ】
0006757039.tif 000018
【図８ｃ】
0006757039.tif 000019
【図９ａ】
0006757039.tif 000020
【図９ｂ】
0006757039.tif 000021
【図１０ａ】
0006757039.tif 000022
【図１０ｂ】
0006757039.tif 000023
【図１０ｃ】
0006757039.tif 000024
【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
0006757039.tif 000026
【図１０ｆ】
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【図１０ｇ】
0006757039.tif 000028
【図１１】
0006757039.tif 000029
【図１２ａ】
0006757039.tif 000030
【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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