粒子上の電荷に変化を生じさせるために、ガス中の該粒子をイオンにさらす装置であって、該装置は、ガスが入る入口とガスが出る出口とを有するチャンバであって、該チャンバは導電性の壁を有する筐体によって囲まれており、該導電性の壁は接地電位に保持されている、チャンバと、該チャンバ中の該ガスと接触している露出された先端を有する電極であって、該電極は、該露出された先端が該導電性の壁の1つの区画に隣接して配置されている状態で、該導電性の壁とは異なる電位に保持されている、電極とを含み、該入口および出口は、該ガス流路が該露出された電極の先端と該電極の先端からより遠くの該導電性の壁の1つの区画との間を通過するように、該入口から該出口へのガス流路を画定し、該電極は、コロナ放電を生じて該チャンバ中にイオンの形成を起こすために十分な電圧の源に接続されている、装置。前記電極が、鋭い先端を有する針電極を含む、請求項1に記載の装置。前記電極は、該電極に取り付けられたある長さのワイヤを有するワイヤ電極を含み、該ワイヤは実質的に均一な直径を有する、請求項1に記載の装置。前記チャンバは、約6ccと600ccとの間の範囲の総内部体積を有する、請求項1に記載の装置。前記電圧源は、4000から7000ボルトの間の概略範囲のDC電圧を提供し、0.1から5mAの概略範囲のDC電流を生成ために十分なDC電圧の源を含む、請求項1に記載の装置。前記電圧源は、二乗平均平方で、つまり、実効値で4000から7000ボルトの概略範囲のAC電圧を提供し、0.1から5mAの概略範囲の実効AC電流を生成するのに十分であるAC電圧の源を含む、請求項1に記載の装置。前記チャンバは、6と600ccとの間の概略範囲の体積を有する、請求項1に記載の装置。差動移動度分光法によるエアロゾル測定のために、実質的に等しい濃度の正および負に帯電した粒子であり、かつ、実質的にゼロの該ガス中の総粒子電荷である粒子を生成する、ガス中の粒子上の電荷を調整するための方法であって、該方法は、該ガスをチャンバを通って流れさせることであって、該チャンバは、ガスが入る入口とガスが出る出口をと有する、ことと、該チャンバ内にACコロナ放電を生成することと、高い電場強度を有する高強度領域と低い電場強度を有する低強度領域とを生成することであって、該低い電場強度を有する該低強度領域において主として生じる入口から出口へのガス流にを有し、それによって、実質的に等しい濃度の正および負に帯電した粒子であり、かつ、実質的にゼロの総粒子電荷をガス中に生成する、こととを含む方法。前記チャンバは、6と600ccとの間の概略範囲の体積を有し、前記方法は、0.2と20秒との間の概略範囲の該チャンバ中のガス滞留時間を達成するためのガス流量で、懸濁された粒子を有する前記ガスを該チャンバを通して流すことを含む、請求項8に記載の方法。AC電圧はACコロナ放電を生成するために使用され、該AC電圧は4000から7000ボルトの間の概略範囲の二乗平均平方値を有し、0.1と5mAとの間の概略範囲の二乗平均平方電流AC電流を生成するのに十分である、請求項8に記載の方法。この開示は、粒子上の電荷に変化を生じさせるために、ガス中の粒子をさらす装置を含み、この装置は、ガスが入る入口とガスが出る出口とを有するチャンバを含む。このチャンバは、導電性の壁を有する筺体によって囲まれており、この壁は、地面電位に保たれている。露出された先端を有する電極が、チャンバの中でガスと接触し、この電極は地面電位とは異なる電位に保たれている。入口および出口は、入口から出口までのガス流路を画定し、ガス流路は、主として低電場強度の空間の領域を通り過ぎる。電極は、コロナ放電を起こすのに十分な電圧の源に接続され、チャンバ中でのイオン形成を起こす。方法は、また、ガス中の粒子上の電荷を調整して、差動移動度分光法によるエアロゾル測定のための、実質的に等しい濃度の正および負の帯電粒子および、該ガス中における、実質的にゼロの総粒子電荷を生成し、該方法は、ガスをチャンバを通って流れさせることを含み、ガスが入る入口とガスが出る出口とを有するこのチャンバは、ガス流路に沿ってチャンバを通って流れるガスを含み、この流路は、チャンバの入口からチャンバの出口に延び、主として低強度領域において生じる入口から出口へのガス流により、ACコロナ放電を高電場強度領域と低電場強度領域とを有するチャンバ内に生成し、それによって、実質的に等しい濃度の正および負に帯電した粒子を生成し、かつ、実質的にゼロの総粒子電荷をガスの中に生成する。本発明は、さらに以下の手段を提供する。項目1粒子上の電荷に変化を生じさせるために、ガス中の該粒子をイオンにさらす装置であって、該装置は、ガスが入る入口とガスが出る出口とを有するチャンバであって、該チャンバは導電性の壁を有する筐体によって囲まれており、該導電性の壁は接地電位に保持されている、チャンバと、該チャンバ中の該ガスと接触している露出された先端を有する電極であって、該電極は、該露出された先端が該導電性の壁の1つの区画に隣接して配置されている状態で、該導電性の壁とは異なる電位に保持されている、電極とを含み、該入口および出口は、該ガス流路が該露出された電極の先端と該電極の先端からより遠くの該導電性の壁の1つの区画との間を通過するように、該入口から該出口へのガス流路を画定し、該電極は、コロナ放電を生じて該チャンバ中にイオンの形成を起こすために十分な電圧の源に接続されている、装置。項目2上記電極が、鋭い先端を有する針電極を含む、上記項目に記載の装置。項目3上記電極は、該電極に取り付けられたある長さのワイヤを有するワイヤ電極を含み、該ワイヤは実質的に均一な直径を有する、上記いずれかの項目に記載の装置。項目4上記チャンバは、約6ccと600ccとの間の範囲の総内部体積を有する、上記いずれかの項目に記載の装置。項目5前記電圧源は、4000から7000ボルトの間の概略範囲のDC電圧を提供し、0.1から5mAの概略範囲のDC電流を生成ために十分なDC電圧の源を含む、上記いずれかの項目に記載の装置。項目6上記電圧源は、二乗平均平方で、つまり、実効値で4000から7000ボルトの概略範囲のAC電圧を提供し、0.1から5mAの概略範囲の実効AC電流を生成するのに十分であるAC電圧の源を含む、上記いずれかの項目に記載の装置。項目7前記チャンバは、6と600ccとの間の概略範囲の体積を有する、上記いずれかの項目に記載の装置。項目8差動移動度分光法によるエアロゾル測定のために、実質的に等しい濃度の正および負に帯電した粒子であり、かつ、実質的にゼロの該ガス中の総粒子電荷である粒子を生成する、ガス中の粒子上の電荷を調整するための方法であって、該方法は、該ガスをチャンバを通って流れさせることであって、該チャンバは、ガスが入る入口とガスが出る出口をと有する、ことと、該チャンバ内にACコロナ放電を生成することと、高い電場強度を有する高強度領域と低い電場強度を有する低強度領域とを生成することであって、該低い電場強度を有する該低強度領域において主として生じる入口から出口へのガス流にを有し、それによって、実質的に等しい濃度の正および負に帯電した粒子であり、かつ、実質的にゼロの総粒子電荷をガス中に生成する、こととを含む方法。項目9上記チャンバは、6と600ccとの間の概略範囲の体積を有し、上記方法は、0.2と20秒との間の概略範囲の該チャンバ中のガス滞留時間を達成するためのガス流量で、懸濁された粒子を有する上記ガスを該チャンバを通して流すことを含む、上記いずれかの項目に記載の方法。項目10AC電圧はACコロナ放電を生成するために使用され、該AC電圧は4000から7000ボルトの間の概略範囲の二乗平均平方値を有し、0.1と5mAとの間の概略範囲の二乗平均平方電流AC電流を生成するのに十分である、上記いずれかの項目に記載の方法。摘要粒子上に電荷を生じて変化させるために、ガス中の粒子をさらすための方法および装置が開示されており、この装置は、ガスが入る入口とガスが出る出口とを有するチャンバを含む。このチャンバは、導電性の壁を有する筺体によって囲まれており、この壁は、接地電位に保たれている。露出された先端を有する電極が、チャンバの中でガスと接触し、この電極は地面電位とは異なる電位に保たれている。電極は、コロナ放電を起こすのに十分な電圧の源に接続され、チャンバ中でのイオン形成を起こし、高い電場強度を有する高強度の空間の領域と、電場強度が低い空間の別の領域とを創生させる。入口および出口は、入口から出口までのガス流路を画定し、ガス流路は、主として低電場強度の領域を通り過ぎる。図1は、エアロゾル電荷調整器としての、本開示の電気イオナイザを使用するDMSによるエアロゾル粒子の濃度およびサイズ分布を測定するシステムの模式図である。好ましい実施形態において概して参照番号100により示される電気イオナイザは、導電性であり接地されているハウジング30を含み、このハウジング30は、イオン化チャンバ110の周りの筺体を提供し、イオン化チャンバ110の壁は、従って導電性であり、接地されている。イオン化チャンバ110は、エアロゾルが入るための入口130と、エアロゾルが出るための出口140とを有する。高電圧電極10は、絶縁体20によって保持され、イオン化チャンバの中に、露出された電極先端15と共に、筺体の1つの壁の近くに配置されている。この先端は、電荷調整のための、イオン化チャンバを通って流れる懸濁された粒子を運ぶエアロゾルにさらされている。電極は、イオン化チャンバの壁120の表面に近い位置に配置されるが、電極に印加される適切な高電圧が、アーキングなしに安定なコロナ放電を発現させるように、壁からは十分な距離をおいて分離されている。適切な極性のDC電圧が使用され得、エアロゾルの帯電のための正または負の極性のいずれかのDCコロナを発生する。ACコロナ放電を生成するためにAC電圧が使用され得、これにより、DMSの電荷調整のための、正および負に帯電したイオンをイオン化チャンバ内に発生する。DMSによる電荷調整および測定のためのエアロゾルは、源150から来て、この源は、濃度およびサイズ分布分析に対するDMSによる測定のための周囲大気のエアロゾルであり得る。これは研究室の研究のために発生されるエアロゾルであり得、その研究ではエアロゾルの濃度およびサイズの分布がDMSによって測定され得る。エアロゾルは、また、工業的な設定において、特定のプロセスあるいは特定の目的に対して発生され得、ここでは、エアロゾルサイズの分布についての知識が重要になる。いずれの場合でも、DMSによるエアロゾルのサイズ分布分析は、図1に示されたシステムによりなされ得る。図1の源150からのエアロゾルは、まず、特定の流量Q1で、かつ、ボルツマン分布の電荷分布と同様な電荷分布が発現することを確実にする条件の下で、電気イオナイザ100を通って流れる。DMSによるサイズ分布分析のための測定器具160は、次いで、測定に要求される流量Q2でエアロゾルをサンプリングする。Q1がQ2よりも大きい場合、過剰分Q3=Q1-Q2は、示されるように、廃棄物として放出される。Q1がQ2よりも小さい場合、源170から追加の清浄ガスが流量Q4で導入され得、エアロゾルと混合して、全流量Q1Q4を有する混合物を提供し、このQ1Q4は流量Q2に等しいか大きい。過剰分は、もしあれば、Q3=Q1Q4-Q2であり、図1に示されるように、廃棄物として放出される。電気イオナイザ100の動作原理が、図2の支援により説明される。露出された高電圧電極先端15が筺体の1つの壁の表面120の近くに正しく配置されている状態で、電場がチャンバの中に発現する。電場は、電場線によって図示され得、そのうちのいくつかが、図2に示されている。電場線50、52、54、60、62および64は、先端15から発出し、壁表面120の近傍で終わる。一方、電場線70、72、74、76および78もまた同じ高電圧先端15から発出するが、より遠くの壁表面上で終わる。線52、54、60、62、64、70、72、74、76および78を含む図示された電場線は、電位が等しい、つまり、高電圧電極10上の先端15における電圧に等しい電位ですべて始まり、接地されて電位が0Vである筺体の同じ接地された表面上で終わる。電位の傾斜は、電場線に沿った単位長当たりの電位の変化の割合であるが、従って、長い電場線70、72、74、76および78に沿ったものよりも、短い電場線50、52、54、60、62および64に沿って高くなる。電場線の強度は、電位の傾斜である。従って、さらに遠い筺体30の表面で終わる電場線よりも、電極先端15に隣接する近い壁表面120上で終わる短い電場線に沿って高い。ガス状のイオンが、コロナ放電によって、電極先端15に隣接する空間の領域において発生させられた場合、イオンは、電場強度に比例する速度で電場線に沿って流れる。イオンの速度は、ドリフト速度と言われるが、従って、高い電場強度を有する電場線に沿ってより高く、また、低い電場強度を有する長い電場線に沿ってより低い。一方の流れは高速度で近くの壁、つまり、高電圧電極の近くの壁、に向かって流れ、また、他方の流れは低速度で遠くの壁に向かって流れる2つの別々のイオンの流れを生成することによって、我々は、2つの別々の空間の領域をイオン化チャンバの中に生成した。ここでは、1つの領域は他方よりも平均で低い電場強度を有する。高い電場、つまり、高い電場強度を有する領域は、境界電場線54および64より下の空間の領域であり、一方、低い電場領域は、これらの境界電場線54および64より上の領域である。DMSのためのエアロゾル粒子の電荷調整のために、図2に図示されたイオン化チャンバを使用する場合、電荷調整は、主として、電場が高い電場線50、52、54、60、62および64の近傍の空間領域より上の低電場領域において起きることが重要である。エアロゾルが入口130を通ってイオン化チャンバに導入される場合、その通常の流路は入口130を出口140とつなぐ線135である。この流路は、電極先端を囲み表面120に隣接する高電場領域を通らず、主として、その上の低電場領域を通ることが重要である。図1および図2に図示されたイオン化チャンバは、互いに平行な対向する壁を有する長方形のチャンバであり得る。また、上面と底面に円筒によって分離された平行な壁を有する筒状のチャンバ、または、とりわけ楕円、多角形状のような、他の断面形状を有する筒を図示し得る。この開示において上に記載した設計的アプローチは、これらのイオン化チャンバ断面形状のすべてに対して適切である。さらに、イオン化チャンバは、図3に図示される、球によって形成された湾曲した表面のような、湾曲した壁を有し得る。図3において、同様な参照記号は、電気イオナイザ100、イオン化チャンバ110の入口135および出口140、エアロゾル流路135、高電圧電極10、高電圧電極の先端15、および絶縁支持20を含む、図1および図2のシステムと同様な要素を参照するために使用される。電極10の近傍の最外部の電場線54および64は、また、同様に識別される。これらの部分はすべて同様な機能を有し、また、図3においては球であり、図1および図2においては、長方形または筒形状のチャンバである異なるイオン化チャンバ形状が使用されるにもかかわらず、単純化および明確化のために同様に識別される。図4は、電極設計の別のアプローチを示す。再び、同様な部品は、同様に識別される。この設計においては、電極10は絶縁支持20に保持されており、小さなワイヤループまたは、電極10の頂部に機械的に保持された短い長さのワイヤの形の先端15によって頂部が付けられている。図1~3に示された針電極の曲率半径およびワイヤ電極4の半径は、電極からのコロナ放電を開始し維持するために必要な電圧に実質的に影響する。一般に、先端の曲率半径あるいはワイヤの半径が小さくなるほど、安定なコロナ放電を開始し維持するために必要な電圧は低くなる。鋭く尖ったあるいはテーパの付いた先端が好ましい。高い放電電圧は、電極先端のイオンボンバードメントによる大きなレートのエロージョンを生じ、従って、頻繁な間隔で電極の交換が必要となる。現実の目的に対しては、本開示の高電圧電極を動作するために、4000ボルトから7000ボルトの間の範囲の電圧が最も適切であると考えられる。電圧は、この範囲のDC電圧または、この範囲の実効二乗平均平方AC電圧であり得る。コロナ電流は、高電圧電極から近くの接地電極に流れ、また、電気イオナイザの性能に影響する。高いイオン化電流は、一般に、より迅速な電荷調整に導き、低いイオン化電流は、ボルツマン分布と同様な所望の電荷分布が本当に発現することを確実にするために、イオナイザを通るエアロゾルの流れを十分に低い流量に保つことを必要とする。しかしながら、これは、イオン化チャンバにおいて静電堆積による大きな望まれない粒子損失に導く。その様な損失は、DMS測定の測定精度の減少に導くので、望ましくない。コロナイオン流の最も適切な範囲は、DMSエアロゾル測定のための適切な電荷調整に対して、実効AC電流で0.1と5mAとの間の範囲である。単極電荷を生成するために必要なDCコロナ放電の場合、つまり、正または負極性のいずれかの同じ電気極性の電荷の場合、必要なDC電流も、一般に、同じ0.1から5mAの範囲である。実際的な応用においては、異なる応用に必要な異なるレートのエアロゾル流量に適切な電気イオナイザを設計することが重要である。高すぎるエアロゾル流量または小さすぎるイオン化チャンバの体積は、エアロゾルの不完全な帯電あるいは電荷調整に導く。イオン化チャンバが大きすぎるか、または、イオン化チャンバを通るエアロゾル流量が小さすぎることは、チャンバ中での粒子の大きな損失に導き、これもまた望ましくない。この開示の目的に対して、最も適切な範囲は、チャンバにおけるエアロゾル流の公称滞留時間が、これはチャンバ体積の体積エアロゾル流量に対する比であるが、適切な範囲内にあることである。40立方センチメータの体積を有するイオン化チャンバを通る20立方センチメータ毎秒のエアロゾル流量は、40/20=2秒の公称滞留時間をもたらす。イオン化チャンバを設計するための最も適切な滞留時間は、0.2と20秒との間である。異なる応用は、また、異なるイオン化チャンバのサイズを必要とする。DMSのための帯電および電荷調整目的に対しては、イオン化チャンバは概して、総体積で、6から600立方センチメータの範囲である。研究室のエアロゾル研究およびDMSによるエアロゾルサイズ分析のための帯電および電荷調整のための電気イオナイザの設計への上記アプローチは、大部分の応用に対して、概して適切である。同様なアプローチは、帯電および電荷調整の精度が重要であり、また、イオナイザを通って流れる粒子の損失も重要な考慮である他の応用のための電気イオナイザを設計するためにも使用され得る。エアロゾル測定に精通した当業者には、この開示に記載された特定のアプローチが、最終の応用が異なり得るが電気イオナイザの受け入れに影響する因子が同様にあるいは実質的に同じである、これらの応用に対する電気イオナイザを設計するために使用され得ることが明確になるであろう。他の応用に対する、本開示に記載されたアプローチの応用のさらなる議論は、従って、さらにはなされない。図5~8は、差動移動分光法DMSによる、2つのエアロゾルについて行なわれた研究室での測定を比較する。それらは、1研究室の室内の空気エアロゾルおよび2研究室で発生された269nmのポリスチレンラテックス球の均一なサイズの粒子を有するエアロゾルである。両方の場合において、測定は、滞留時間2.0秒と滞留時間0.67秒において動作する電気イオナイザにより行なわれた。同様な測定は、また、従来のPo210放射性イオナイザによっても行なわれた。図5および図6における結果は、2.0秒で動作する電気イオナイザとPo210放射性イオナイザによる測定の品質的な一致が達成されたことを示すが、量的な一致は、電気イオナイザが滞留時間0.67秒で動作されている場合に達成された。同様な結果が、図7および図8に示されるように、大きさが均一に作られた269nmのPSL球を含むポリスチレンラテックスPSLエアロゾルの場合に対して達成された。我々が行なったこれらのおよび他の研究室での研究は、エアロゾル電荷調整およびDMSによる測定のための、電気イオナイザの設計に対するこの開示に記載された特定のアプローチが、正確な測定結果に導くであろうことを示している。このアプローチは、また、エアロゾルの帯電または電荷調整が重要である他の応用に使用され得る。本発明は、好ましい実施形態を参照して記述されてきたが、当該分野に精通した作業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、形式および詳細において変更がされ得ることを認識するであろう。