DE2756164A1

DE2756164A1 - Determination of number of particles in air - using electrostatic field with deflection through 180 degrees for use with microbiological counts in pharmaceutical works etc.

Info

Publication number: DE2756164A1
Application number: DE19772756164
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Phys Anschuetz; Claus H Dr Beck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2756164C2

Abstract

The number of dust particles in air is used to determine the air purity. The number is measured by deflecting the air stream through 180 degrees in the presence of an electric field. The deflection is done in a deflector of hemispherical section. Below this is mounted an electrode immediately above this is placed a droplet of a tacky liq. to collect the dust on a glass slide. Because of the electric field, the particles become charged and are attracted to the electrode located immediately below the droplet. They enter the boundary layer and then remain. Their number is counted by a conventional microscopic technique. Used in measuring air purity in pharmaceutical works, dispensaries etc. esp. to measure microbiological counts. Allows this to be done simply and cheaply using appts. commonly available in medical or pharmaceutical areas and in equipment which is easily operated.

Description

Verfahren zur Bestimmung der Anzahl derProcedure for determining the number of

Partikel innerhalb eines Luftvolumens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Anzahl der Partikel, insbesondere Staubpartikel, innerhalb eines Luftvolumens zur Überprüfung des Reinheitsgrades des Luftvolumens unter Anwendung von Zentrifugalabscheidung der Partikel aiis einem umgelenkten Meßluftstrom, unter gleichzeitiger Anlegung ç s elektrischen Feldes; daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Particles within a volume of air and device for implementation of the procedure The invention relates to a method for determination the number of particles, in particular dust particles, within a volume of air to check the degree of purity of the air volume using centrifugal separation of the particles as a deflected measuring air flow, with simultaneous application ç s electric field; in addition, the invention relates to a device for implementation of the procedure.

Im Bereich der Sanitärtechnik, Krankenhäuser, Apotheken, pharmazeutischen Fabriken, aber auch in anderen Bereichen der Technik, zum Beispiel der Halbleiterherstellung, werden in zunehmendem Maße staubfreie Räume und Kammern benötigt. Insbesondere ist es nach dem Arzneimittelgesetz vorgeschrieben, daß bei der Herstellung von Rezepturen die Sicherung der mikrobiologischen Qualität der Arzneimittel gewährleistet sein muß. Dazu bedarf es entsprechender Geräte, die geeignet sind, mikrobielle Kontaminationen während der Herstellung von den Produkten fern zu halten. Das kann dadurch erreicht werden, daß innerhalb des Arbeitsbereiches ein hochgereinigter Luftstrom über den Arbeitsbereich ständig hinwegfliegt, der über den gesamten Querschnitt eines abgegrenzten Bereiches mit möglichst gleichförmiger Geschwindigkeit und nahezu paralleler Stromlinien abfließt. Der entscheidende Effekt im Hinblick auf den Reinheitsgrad des umgebenden Luftvolumens ist der schnelle Abtransport der durch Arbeitsprozeß, -geräte, Personenbewegungen o.a. freigesetzten partikulären Verunreinigungen.In the field of sanitary engineering, hospitals, pharmacies, pharmaceutical Factories, but also in other areas of technology, for example semiconductor production, Dust-free rooms and chambers are increasingly required. In particular is it is prescribed by the Medicines Act that in the manufacture of formulations the assurance of the microbiological quality of the pharmaceuticals must be guaranteed got to. This requires appropriate devices that are suitable for microbial contamination Keep away from the products during manufacture. That can be achieved thereby be that within the work area a highly purified air flow over the Work area constantly flies away over the entire cross-section of a demarcated Area with as uniform a speed as possible and almost parallel streamlines drains. The decisive effect in terms of the degree of purity of the surrounding Volume of air is the rapid removal of the work process, equipment and movement of people o.a. released particulate impurities.

Dabei tritt das Problem auf, die Wirksamkeit der eingesetzten Entstaubungsanlagen, Filter und dergleichen zu überprüfen.The problem arises, the effectiveness of the dedusting systems used, Check filters and the like.

Dies geschieht durch bestimmte Einrichtungen, die es gestatten, die Anzahl der Partikel, insbesondere der Staubpartikel eines Luftvolumens zu ermitteln.This is done by certain institutions that allow the To determine the number of particles, in particular the dust particles of an air volume.

Zur Ermittlung der Anzahl der Staubpartikel sind nun Staubmeßgeräte bekannt geworden, die die Streuung eines Lichtstrahls, zum Beispiel eines Laserstrahls, an den Staubteilchen benutzen, um eine elektrische Lichtmeßeinrichtung und einen Zähler anzusteuern, so daß in einer bestimmten Anordnung der Luftführung die Anzahl der Staubteilchen direkt gezählt werden kann. Solche Einrichtungen sind, in Folge der Verwendung von Lasern und eventuell von Sekundär-elektronenvervielfachern außerordentlich aufwendig und teuer. Dafür ermitteln sie die gesuchte Anzahl der Staubteilchen mit fast beliebiger Genauigkeit. Für die Bedürfnisse der Praxis kommt es nun auf diese Genauigkeit des Meßwertes nicht unbedingt in allen Fällen an.Dust measuring devices are now used to determine the number of dust particles became known that the scattering of a light beam, for example a laser beam, on the dust particles to use an electric light meter and a To control counter, so that in a certain arrangement of the air duct the number the dust particles can be counted directly. Such facilities are, in a row the use of lasers and possibly secondary electron multipliers is extraordinary complex and expensive. To do this, they also determine the number of dust particles you are looking for almost any accuracy. For the needs of the practice it now depends on this Accuracy of the measured value does not necessarily apply in all cases.

Zur Zählung der Staubpartikel ist es desweiteren bekannt, dieselben unter Einsatz eines Mikroskops vornehmlich mit Dunkelfeldkondensor zu zählen. Während die elektrische Zählung einen etwas höheren Aufwand bedingt, der sich dann in einer höheren Genauigkeit wiederspiegelt, sind die optischen Zählverfahren unter dem Mikroskop mit speziellen Zählkammern, zum Beispiel bei der Erythrozytenzählung, Jedem Arzt und Jedem Apotheker bekannt.It is also known to count the dust particles counting using a microscope primarily with a dark field condenser. While the electrical counting requires a bit more effort, which is then in a The optical counting process under the microscope reflects higher accuracy with special Counting chambers, for example for counting erythrocytes, Known to every doctor and every pharmacist.

Im Dunkelfeld eines Mikroskops sind nun gemäß dem Prinzip der optischen Diffraktion dieselben Staubteilchen sichtbar, wie sie vom bekannten Laser-Meßgerät angezeigt werden. Auch hier ist die Teilchengröße nur durch die Lichtwellenlänge nach unten begrenzt, denn bei der Zählung kann auf eine formgetreue Abbildung der Partikel durchaus verzichtet werden (sogenannte Ultramikroskopie).In the dark field of a microscope are now according to the principle of optical Diffraction the same dust particles visible as they are from the known laser measuring device are displayed. Here, too, the particle size is only determined by the wavelength of the light limited downwards, because the counting can be based on a true-to-shape image of the Particles can definitely be dispensed with (so-called ultramicroscopy).

Zur Abscheidung der Staubpartikel aus einem Luftstrom sind neben Filtern zwei weitere Staubabscheidungsverfahren bekannt. Einerseits kann die Luft in wirbelnde Strömung versetzt werden, so daß darin enthaltene Teilchen durch die es Zentrifugalkräfte an den Wänden des Gefäßes, einVeogenannten Zyklonsabgeschieden und somit aus der Luft entfernt werden.Filters are used to separate the dust particles from an air stream two other dust collection methods are known. On the one hand, the air can be swirling Flow are displaced, so that it contains particles by the centrifugal forces deposited on the walls of the vessel, a so-called cyclone and thus from the Air can be removed.

|Andererseits sind elektrische Staubabscheiderbekannt, bei denen an einer Elektrode, zum Beispiel einem dünnen Draht, ein sehr stark inhomogenes elektrisches Feld erzeugt wird, so daß auf die Partikel durch die dielektrische Polarisation eine Kraft ausgeübt wird, die die Partikel zum Draht hintreibt und dieselben dort abscheidet. Desweiteren ist es bekannt, die Partikel zusätzlich durch Sprühentladung elektrisch zu laden und danach unter der Wirkung eines elektrischen Feldes zu einer Elektrode zu treiben, wo die Partikel abgeschieden werden und gezählt werden können.On the other hand, electrical dust collectors are known in which an electrode, for example a thin wire, a very inhomogeneous electrical one Field is generated so that on the particles due to the dielectric polarization a force is exerted that drives the particles to the wire and the same there separates. It is also known to additionally discharge the particles by spray to charge electrically and then under the action of an electric field to a Electrode to drive where the particles are deposited and counted can be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches es gestattet) die Anzahl der Partikel innerhalb eines Luftvolumens billig und unter möglichster Ausnützung von in jeder medizinischen oder pharmazeutischen Ausrüstung vorhandenen Geräten zu ermitteln, wobei das Verfahren einfach durchführbar und die Vorrichtung hierzu einfach handhabbar sein sollen)unter Erreichen einer genügend großen Genauigkeit.The invention is based on the object of providing a method of the above called genus, which allows) the number of particles within a volume of air cheaply and with the greatest possible use of in every medical or pharmaceutical equipment to identify existing equipment using the procedure easily feasible and the device should be easy to handle for this purpose) under Achieving a sufficiently high level of accuracy.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß ~an im Bereich V Umlenkung des Meßluftstroms ein elektrisches Feld erzeugt wird, dessen Feldlinien im Bereich eines innerhalb des elektrischen Feldes am Rand der Strömung des Meßluftstromes gelegenen Auffängers ungefähr senkrecht zu den Stromlinien der Strömung verlaufen, wobei die Feldlinien die Partikel, die gegebenenfalls vorher elektrisch geladen worden sind, durch die Grenzschicht der Strömung hindurch zu dem Auffänger leiten, von dom die Partikel aufgefangen werden, wonach dieselben in ansich Wkannter Weise elektrisch oder optisch gezählt werden.The solution to this problem is that according to the invention ~ an im Area V deflection of the measuring air flow, an electric field is generated whose Field lines in the area within the electric field at the edge of the flow of the measuring air flow located catcher approximately perpendicular to the streamlines of the Flow run, with the field lines the particles, which optionally previously have been electrically charged, through the boundary layer of the flow through guide the catcher, from dom the particles are collected, after which the same can be counted electrically or optically in a manner known per se.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann im Bereich des elektrischen Feldes zur Erzeugung der Umlenkung der Meßluftstrom zu einer Kreisbahn mit sehr kleines Radius gezwungen werden, oder es kann eine Couette- oder Scherströmung oder eine Wirbelströmung erzeugt werden. Daneben kann das elektrische Feld auch an den Auffänger gelegt werden, wobei der Auffänger und die diesen benachbarte Elektrode auf gleichem Potential liegen. Vorzugsweise wird ein stark inhomogenes elektrisches Feld erzeugt Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den hervorstechenden Vorteil, daß mit ihr die Anzahl von Partikeln innerhalb eines bestimmten Luftvolumens mit für viele Bereiche der Praxis ausreichender Genauigkeit bestimmt werden kann. Dabei ist das Verfahren einfach und sicher und benötigt keine Säuren und aufwendigen Apparaturen.In an embodiment according to the invention, in the area of the electrical Field to generate the deflection of the measuring air flow to a circular path with very small radius are forced, or it can be a couette or Shear flow or a vortex flow are generated. In addition, the electrical Field can also be placed on the catcher, the catcher and the neighboring ones Electrode are at the same potential. A strongly inhomogeneous one is preferred electric field generated The device according to the invention has the salient Advantage that with it the number of particles within a certain volume of air can be determined with sufficient accuracy for many areas of practice. The process is simple and safe and does not require any acids or complex Apparatus.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Führungseinrichtung zum Umlenken und Führen des Meßluftstromes, die zwischen zwei in Abstand voneinander befindlichai Hochspannungselektroden angeordnet ist, an die ein elektrisches Feld gelegt ist, in welchem in direkter Nachbarschaft zu einer Elektrode ein Auffänger angeordnet ist. Die dem Auffänger direkt benachbarte Elektrode kann vorzugsweise eine Spitzenelektrode sein.A device for carrying out the method according to the invention is characterized by a guide device for deflecting and guiding the measuring air flow, which are arranged between two high-voltage electrodes located at a distance from one another is to which an electric field is applied, in which in the immediate vicinity a collector is arranged for an electrode. The one directly adjacent to the interceptor Electrode can preferably be a tip electrode.

Durch die innerhalb der Umlenkung der Strömung auftretenden Zentrifugalkräfte werden die Staubteilchen an den äußeren Rand der Strömung gedrängt, genauer gesagt, bis in die Nähe der Grenzschicht der Strömung, die als praktisch ruhende Schicht an ruhenden Wänden, insbesondere also am Auffänger, anhaftet. Für eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit v muß dabei der Krümmungsradius einer Stromlinie der Strömung eo klein als möglich sein, denn die Zentrifugalkraft ist umgekehrt proportional dem Krümmungsradius r. Wenn zum Beispiel v = 1 m/sec ist und r = 1 mm, eo beträgt die Zentrifugalbeschleunigung in einer solchen Strömung das heiDt, das loo-fache der Erdbeschleunigung. Eine vergleichbare Zentrifugalbesohleunigung läßt sich in Laborzentrifugen bei looo bis 1500 Upm erzielen.Due to the centrifugal forces occurring within the deflection of the flow, the dust particles are pushed to the outer edge of the flow, more precisely, up to the vicinity of the boundary layer of the flow, which adheres as a practically stationary layer to stationary walls, in particular to the catcher. For a given flow velocity v, the radius of curvature of a streamline of the flow eo must be as small as possible, because the centrifugal force is inversely proportional to the radius of curvature r. For example, if v = 1 m / sec and r = 1 mm, eo is the centrifugal acceleration in such a flow that is, loo times the acceleration of gravity. A comparable centrifugal acceleration can be achieved in laboratory centrifuges at 100 to 1500 rpm.

Erfindungsgemäß werden nun durch ein annähernd senkrecht zu den Stromlinien wirkendes elektrisches Feld die Partikel durch die ruhende Grenzschicht hindurch auf den Auffänger transportiert. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß entweder das elektrische Feld vornehmlich durch eine Spitzenelektrode am Auffänger stark inhomogen gemacht wird, so daß auch ungeladene Teilchen durch die dielektrische Polarisation auf den Auffänger transportiert werden, oder aber die Partikel können vor der Auffanganordnung durch eine im Luftstrom stattfindende Sprühentladung elektrisch geladen werden. Der Auffänger selber kann eine Metallplatte oder ein Metalldraht sein, wenn die Partikel elektrisch gezählt werden sollen. Darüberhinaus kann der Auffänger gleichzeitig als Elektrode dienen, um das elektrische Feld zu erzeugen. Diese Metallelektrode ist dann über Verstärker an ansich bekannte Zähleinrichtungen und Auswerteeinrichtungen für Impulse, wie beispielsweise Mikroprozessoren, angeschlossen.According to the invention, an approximately perpendicular to the streamlines acting electric field the particles through the static boundary layer transported onto the catcher. The arrangement can be made so that either the electric field primarily through a tip electrode on the collector is made highly inhomogeneous, so that even uncharged particles pass through the dielectric polarization be transported on the catcher, or else the particles can before the collecting arrangement by a taking place in the air stream Electrically charged spray discharge. The catcher itself can be a metal plate or a metal wire if the particles are to be counted electrically. Furthermore the collector can also serve as an electrode to control the electric field produce. This metal electrode is then connected to counting devices known per se via amplifiers and evaluation devices for impulses, such as microprocessors, are connected.

FUr die optische Auszählung der Partikel kann der Auffänger eine Platte aus durchsichtigem Material sein, vorzugsweise geschliffenes Glas, welches mit einer klebrigen, ebenfalls durchsichtigen Flüssigkeit so präpariert wird, daß die zum Auffänger transportierten Teilchen dort haften bleiben. Die Führungseinrichtung besteht aus Isoliermaterial. Die klebrige Flüssigkeit ist in ihrem Dampfdruck so eingestellt, daß sie während des Meßvorgangs nicht in nennenswertem Ausmaß verdunstet, so d ein bestimmtes -zu Versuchsbeginn aufgebrachtes- Flüssigkeitsvolumen nach den bekannten Methoden zur optischen Zählung von Teilchen in bestimmten Volumina mittels eines Mikroskops weiter bearbeitet werden kann.For the optical counting of the particles, the collector can use a plate be made of transparent material, preferably cut glass, which with a sticky, also transparent liquid is prepared so that the to Catcher transported particles stick there. The guide device consists of insulating material. The sticky liquid is like that in its vapor pressure set so that it does not evaporate to any significant extent during the measurement process, so d a certain volume of liquid applied at the start of the experiment after the known methods for optical counting of particles in certain volumes by means of a microscope can be processed further.

Alle Randbedingungen des Versuchs wie Stärke des Luftstroms, Stärke des elektrischen Feldes, Zeitdauer des Meßvorgangs, werden konstant gehalten, so daß eine bestimmte Menge von auf den Auffänger auftreffenden Teilchen einem bestimmten Prozentsatz aller Teilchen in dem Meßluftstrom entspricht, was durch Eichkurven erfasst wird. Diese Eichkurven können zum Beispiel auch vornehmlich bei der elektrischen Zählung durch passende Programmierung eines Mikroprozessors eingebracht werden, der mit dem Zählgerät verbunden ist. An geeigneten, ansich bekannten Anzeige- und Registriereinrichtungen kann dann unmittelbar der Staubgehalt der Meßluft in Partikel pro m3 abgelesen werden.All boundary conditions of the experiment such as strength of the air flow, strength of the electric field, duration of the measurement process, become constant held so that a certain amount of particles hitting the catcher corresponds to a certain percentage of all particles in the measuring air flow, which is recorded by calibration curves. These calibration curves can, for example, also primarily in the case of electrical counting through suitable programming of a microprocessor be introduced, which is connected to the counting device. At suitable, known per se Display and registration devices can then directly see the dust content of the measuring air can be read in particles per m3.

In weiterer, erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird zur Erzeugung einer radialen Luftströmung als Führungseinrichtung eine Halbkugelschale aus Isoliermaterial verwendet, die an ihrer tiefsten Stelle ein Loch aufweist und die auf den plattenförmigen Auffänger aufgesetzt ist, unter dem sich im Bereich des Loches die Spitzenelektrode befindet, wobei auf den Auffänger innerhalb des Loches ein Tropfen einer klebrigen Flüssigkeit plaziert ist.In a further embodiment according to the invention, a radial air flow as a guide device a hemispherical shell made of insulating material used, which has a hole at its deepest point and which is on the plate-shaped A catcher is placed under which the tip electrode is located in the area of the hole is located, with a drop of a sticky on the catcher inside the hole Liquid is placed.

Daneben kann unter Verwendung der Halbkugelschale aus Isoliermaterial innerhalb des Loches ein Metallplättohen als Auffänger angeordnet sein, unter welchem sich die Spitzenelektrode befindet, wobei das Metallplättchen auf das Potential der Spitzenelektrode, vorzugsweise Uber einen Hochohmwiderstand, gelegt ist, wobei an das Metallplättchen ein elektrischer Zähler angeschlossen ist.In addition, the hemispherical shell made of insulating material can be used inside the hole a metal plate can be arranged as a catcher, under which the tip electrode is located, with the metal plate at the potential the tip electrode, preferably over a high resistance, is placed, wherein on the metal plate electrical counter is connected.

Daneben kann zur Umlenkung des Luftstroms eine Couette- oder Scherströmung erzeugt werden, die am einfachsten durch zwei konzentrische Zylinder, von denen einer rotiert, erzeugt wird. Erfindungsgemäß besteht isem Fall die FUhrungseinrichtung aus einem zylinderförmigen Gehäuse mit einer Zu- und einer Abströmöffnung, in dem ein Rotor drehbar exzentrisch angeordnet ist, der gleichzeitig die eine Elektrode bildet, wobei dem Rotor im Bereich des geringsten Abstandes a von dem Gehäuse der plattenförmige Auffänger gegenüber liegt, unter dem die Spitzenelektrode angeordnet ist.In addition, a couette or shear flow can be used to deflect the air flow can be generated most simply by two concentric cylinders, one of which one rotates, is generated. According to the invention, there is in this case the guide device from a cylindrical housing with an inlet and an outlet opening in which a rotor is arranged rotatably eccentrically, which at the same time the one electrode forms, the rotor in the region of the smallest distance a from the housing of the plate-shaped catcher is opposite, under which the tip electrode is arranged is.

In weiterer, erfindungsgemäßer Ausgestaltung können zur Erzeugung einer Couette- oder Scherströmung zwei Platten planparallel im Abstand voneinander senkrecht auf dem plattenförmigen Auffänger angeordnet sein, wobei mittig zwischen den Platten und längs zu denselben ein drehbarer, gleichzeitig als Elektrode dienender Zylinder angeordnet ist, dessen Abstand b zum Auffänger geringer ist, als zu den Platten und über dem planparallel zu den Platten eine Trennplatte angeordnet ist, wobei unterhalb des Auffängers die Spitzenelektrode angeordnet ist.In a further embodiment according to the invention, for generating a Couette or shear flow two plates plane-parallel at a distance from each other be arranged vertically on the plate-shaped catcher, with the middle between the plates and along with them a rotatable one that also serves as an electrode Cylinder is arranged whose distance b to the collector is less than to the Plates and above which a partition plate is arranged plane-parallel to the plates, wherein the tip electrode is arranged below the collector.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zur Erzeugung eines Wirbelluftstroms die Führungseinrichtung eine Turbine sein, an deren Ausgang die beiden Hochspannungselektroden sich gegenüberstehend angeordnet sind, wobei oberhalb der Spitzenelektrode der Auffänger plaziert ist.In a further embodiment of the device according to the invention, for Generating a vortex air flow the guide device one Be a turbine, at the exit of which the two high-voltage electrodes face each other are arranged, with the collector being placed above the tip electrode.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die FUhrungseinrichtung eine Halbkugelschale ist und auf dem Auffänger ein Tröpfchen einer klebrigen Flüssigkeit plaziert ist, Figur 2 eine Ansicht eines weiteren Beispiels mit einer Halbkugelschale als Führungseinrichtung, wobei innerhalb des tiefsten Punktes derselben ein Metallplättehen als Auffänger angeordnet ist, Figur 3 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Couette-Strömung, Figur 4 eine weitere Vorrichtung in perspektivischer Ansicht zur Erzeugung einer Couette-Strömung und Figur 5 eine Turbine zur Erzeugung eines Wirbelluftstromes, der nach Austritt zwischen den beiden Elektroden durchgeführt wird.The invention is illustrated in the following description with reference to FIG the drawing illustrated embodiments explained in more detail. Show: Figure 1 is a schematic view of a device according to the invention, wherein the Guide device is a hemispherical shell and a droplet on the catcher a sticky liquid, Figure 2 is a view of another example with a hemispherical shell as a guide device, within the deepest Point of the same a metal plate is arranged as a catcher, Figure 3 a Device for generating a Couette flow, Figure 4 shows a further device in a perspective view for generating a Couette flow and FIG. 5 a Turbine to generate a vortex air flow, which after exit between the two Electrodes is carried out.

Gemäß der Figur 1 wird die Luft über einen Entnahmetrichter 1 entnommen, wobei mittels eines Gebläses zwei ein Meßluftstrom erzeugt wird. Dieser Meßluftstrom wird über eine Düse 3 durch eine plattenförmige Elektrode 4 durchgeführt, die mit einer Hochspannungsquelle 5 verbunden ist. Die Düse 3 ist mit der plattenförmigen Elektrode baulich vereinigt.According to FIG. 1, the air is withdrawn via a withdrawal funnel 1, whereby a measuring air flow is generated by means of a blower two. This measuring air flow is passed through a nozzle 3 through a plate-shaped electrode 4, which with a high voltage source 5 is connected. The nozzle 3 is plate-shaped Electrode structurally united.

Gegenüber der Elektrode 4 ist im Abstand ein Auffänger 6 angeordnet, der in diesem Beispiel ebenfalls plattenförmig ausgebildet ist und aus durchsichtigem Material, vorzugsweise Glas, besteht. Auf dem Auffänger 6 ist ein Tröpfchen 7 einer klebrigen Flüssigkeit plaziert. Unterhalb des Auffängers 6, direkt unterhalb dem Tropfen 7 befindet sich die zweite Elektrode, die vorzugsweise als Spitzenelektrode 8 ausgeführt ist, welche mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle 5 verbunden ist.A collector 6 is arranged at a distance from the electrode 4, which in this example is also plate-shaped and made of transparent Material, preferably glass, is made. On the catcher 6, a droplet 7 is one sticky liquid. Below the catcher 6, directly below the Droplet 7 is the second electrode, which is preferably the tip electrode 8, which is connected to the other pole of the high voltage source 5 is.

Über das Tröpfchen 7 ist nun eine Führungseinrichtung 9 aufgesetzt, die hier aus einer Halbkugelschale mit kugelförmiger Wandung lo besteht. Die Halbkugelschale 9 besitzt an ihrem tiefsten Punkt ein Loch 42, welches direkt über das Tröpfchen 7 gestülpt ist. Die Halbkugelschale 9 besteht desweiteren aus Isoliermaterial. Die Halbkugelschale 9 führt den Luftstrom derart, daß die Stromlinien der Strömung in der Nähe des Tröpfchens 7 stark gekrümmt werden, um so möglichst große Zentrifugalkräfte zu erzeugen. Das durch die Elektroden 4 und 8 erzeugte, in der Nähe der Elektrode 8 stark inhomogene elektrische Feld, steht dann auf den Stromlinien etwa senkrecht und transportiert die Teilchen, welche durch die Zentrifugalkräfte an den Rand der Strömung gedrängt worden sind, durch die quasi ruhende Grenzschichthindurch in das Tröpfchen.A guide device 9 is now placed over the droplet 7, which here consists of a hemispherical shell with a spherical wall lo. The hemispherical shell 9 has a hole 42 at its lowest point, which directly over the droplet 7 is upside down. The hemispherical shell 9 also consists of insulating material. the Hemispherical shell 9 guides the air flow in such a way that the streamlines of the flow in the Near the droplet 7 are strongly curved, so as possible generate large centrifugal forces. The generated by electrodes 4 and 8, in the vicinity of the electrode 8 strongly inhomogeneous electric field, then stands on the Streamlines roughly perpendicular and transports the particles by centrifugal forces have been pushed to the edge of the flow, through the quasi-stationary boundary layer in the droplet.

Ein Motor 13 zum Antrieb des Gebläses 2 und die Hochspannungsquelle 5 sind über eine Zeitschaltuhr 11 und ein Relais 12 derart geschaltet, daß die gesamte Einrichtung eine definierte Zeit lang, etwa 5 Minuten, unter den durch die Anordnung definierten Bedingungen in Betrieb gehalten werden kann.A motor 13 for driving the fan 2 and the high voltage source 5 are switched via a timer 11 and a relay 12 in such a way that the entire Set up for a defined period of time, about 5 minutes, among those specified by the arrangement can be kept in operation under defined conditions.

Der Meßvorgang mit dieser Vorrichtung gestaltet sich folgendermaßen: ein Objektträger, etwa der Deckel einer mikroskopischen Zählkammer , wird als Auffänger 6 in die Apparatur eingelegt. Mit einer Mikropqette wird ein Tropfen einer Spezialflüssigkeit, die einen Dampfdruck aufweist, der dem der Meßluft entspricht, auf den Auffänger 6 genau gegenüber der Düse 3 aufgebracht. Die Halbkugelschale 9 wird über den Tropfen 7 gestülpt, sodann wird die Zeitschaltuhr 11 auf einen bestimmten Wert eingestellt und der Motor 13 gestartet.The measuring process with this device is as follows: A slide, such as the lid of a microscopic counting chamber, is used as a catcher 6 inserted into the apparatus. With a micropqette a drop of a special liquid, which has a vapor pressure which corresponds to that of the measuring air on the collector 6 applied exactly opposite the nozzle 3. The hemispherical shell 9 is over the drop 7 turned over, then the timer 11 is set to a certain value and the engine 13 started.

Dadurch wird ein Luftstrom in der durch den Pfeil in Figur 1 angedeuteten Richtung erzeugt, der sich direkt in Richtung auf das Tröpfchen 7 bewegt und dort stark umgelenkt wird.This creates an air flow in the direction indicated by the arrow in FIG Direction generated that goes straight towards on the droplet 7 moves and is strongly deflected there.

Nach Abschalten der Apparatur wird der Auffänger 6 auf eine mikroskopische Zählkammer aufgesetzt und dort in bekannter Weise ausgezählt.After switching off the apparatus, the collector 6 is on a microscopic Put on counting chamber and counted there in a known manner.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Halbkugelschale 9 der Figur 1. Der Auffänger ist hier ein möglichst kleines Metallplättchen 14, welches zur Vermeidung von Überschlägen möglichst auf dem Potential der Spitzenelektrode 8 liegt, vorzugsweise aber nur hochohmig mit dieser verbunden ist. Das Metallplättchen 14 ist direkt innerhalb des Loches 42 der Führungshalbschale 9 angeordnet; über RC-Glieder 15 ist das Metallplättchen 14 an einen Verstärker 16 und einen Zähler 17 und eventuell weitere Verarbeitungseinrichtungen, wie Mikroprozessoren, angeschlossen.Figure 2 shows a further embodiment using the Hemispherical shell 9 of FIG. 1. The catcher here is as small a metal plate as possible 14, which to avoid flashovers as possible at the potential of the tip electrode 8 is, but is preferably only connected to this at high resistance. The metal plate 14 is arranged directly within the hole 42 of the guide half-shell 9; above RC element 15 is the metal plate 14 to an amplifier 16 and a counter 17 and possibly other processing devices, such as microprocessors, connected.

Der übrige Aufbau der Apparatur entspricht demjenigen in Figur 1.The rest of the structure of the apparatus corresponds to that in FIG. 1.

Ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Figur 3 gezeigt, wobei zur Umlenkung des Luftstromes hier eine Couette- oder Scherströmung erzeugt wird. Die Führungseinrichtung besteht aus einem zylinderförmigen Gehäuse 19, in welchem ein Rotor 18 drehbar angeordnet ist. Das Gehäuse 19 weist eine Zuführöffnung 21 und eine Abführöffnung 22 für den Luftstrom auf. Der Rotor 18 ist innerhalb des Gehäuses 19 exzentrisch angeordnet, gegenüber dem Auffänger 25, der hier platten- oder scheibenförmig ausgebildet ist. Jenseits des Auffängers 25 ist wiederum die Spitzenelektrode 8 angeordnet; als zweite Elektrode dient der Rotor 18. Das Gehäuse 19 ist desweiteren durch eine Trennwand 24 in zwei Teile geteilt1 so daß der eventuell mit Schaufeln besetzte Rotor 18 einen Luftstrom durch die Zuführ-und Abführöffnungen hindurch durch den Spalt 23 zwischen dem Rotor und dem Gehäuse 19 vorbei an dem Auffänger 25 erzeugt.Another example of a device according to the invention for implementation of the method is shown in Figure 3, with the purpose of deflecting the air flow here a couette or shear flow is generated. The guide device consists of a cylindrical housing 19 in which a rotor 18 is rotatably arranged. The housing 19 has a supply opening 21 and a discharge opening 22 for the air flow on. The rotor 18 is arranged eccentrically within the housing 19, opposite to the Catcher 25, which is here plate-shaped or disk-shaped. Beyond the The tip electrode 8 is in turn arranged on the collector 25; as a second electrode serves the rotor 18. The housing 19 is furthermore divided into two by a partition wall 24 Parts divided1 so that the rotor 18, which may be equipped with blades, creates a stream of air through the feed and discharge openings through the gap 23 between the rotor and the housing 19 past the catcher 25.

Bei Rotation des Rotors 18 entsteht innerhalb des Spaltes 23 im Bereich des geringsten Abstandes a des Rotors 18 vom Auffänger 25 ein Strömungsfeld und ein elektrisches Feld, deren Feldlinien ungefähr senkrecht aufeinander stehen. Die Partikel werden dadurch auf den Auffänger 25 getrieben, wo sie analog der Ausführung der Figuren 1 und 2 gezählt werden können.When the rotor 18 rotates, the area within the gap 23 arises the smallest distance a of the rotor 18 from the collector 25 is a flow field and an electric field whose field lines are approximately perpendicular to one another. the Particles are thereby driven onto the catcher 25, where they are analogous to the execution of Figures 1 and 2 can be counted.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Erzeugung einer Couette-Strömung. Auf einem Auffänger 3o, der hier plattenförmlg ausgebildet ist, sind zwei Platten 26, 27 planparallel zueinander angeordnet, wobei die Platten im unteren Bereich in der Nähe des Auffängers 30 gekrümmt ausgebildet sein können. Oberhalb des Auffängers 30 und zwischen den Platten 26, 27 ist längs ein Zylinder 29 angeordnet, der auch » kann. arenDar genalxert una antrelouar V Der Zylinder Z9 besit&t einen Abstand b vom Auffänger 30, der geringer ist, als der Abstand von den Platten. Oberhalb des Zylinders 29 ist, ebenfalls planparallel zu den Platten 26, 27, eine Trennplatte 28 angeordnet. Unterhalb des Auffängers 30 befindet sich die Spitzenelektrode 6. Der Luftstrom wird nun in Richtung des Pfeils 31 in die Anordnung eingeleitet, umläuft den Zylinder 29 zwischen dem Auffänger 30 und dem Zylinder hindurch und entweicht in Richtung des Pfeils 32 zwischen der Trennplatte 28 und der Platte 26. Der Radius des Zylinders 29 bildet dann den kleinsten Krümmungsradius für die Luftströmung. Die Trennplatte 28 mitsamt dem Zylinder 29 bilden die zweite Elektrode. Die übrige Anordnung entspricht der in Figur 1. Mit dieser Anordnung lassen sich bei gegebener Spannung zwischen den Elektroden zwar nicht so stark inhomogene elektrische Felder erzeugen, wie mit den vorgenannten Anordnungen, dafür läßt sich jedoch die Wirkung der Zentrifugalkraft stark erhöhen Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 5 gezeigt. In dieser Anordnung besteht die Führungseinrichtung aus einer Turbine 33, womit also das Gebläse und die Abschalteeinrichtung konstruktiv vereinigt sind, wie das auch in der Ausführung gemäß Figur 3 der Fall ist. Die Turbine 33 besitzt ein Turbinenrad 34, wobei der Kopf des Turbinenrades mit einer stromlinienförmigen Verkleidung 36 versehen ist. Das Turbinenrad 34 ist in einem Rohr angeordnet, welches aus sweilparallelstücken 37 und 39 besteht, sowie aus einer Düse 35 und einem Diffusor 38. In der Düse 35 sind schräggestellte Leitschaufeln Wo angeordnet, die den durch das Turbinenrad angetriebenen Luftstrom möglichst in tangentiale Richtung der Düse 35 umlenken. Durch den Satz von der Erhaltung des Drehimpulses erhält dann der Luftstrom bei seinem Weiterströmen durch die Düse 35 eine sehr hohe Tangentialgeschwindigkeit, die große Zentrifugalkräfte auf die Partikel ausübt. Im parallelen Rohrstück 37 , welches in dieser Anordnung vornehmlich mit quadratischem Querschnitt ausgeführt ist, sind der Auffänger 6, die Spitzenelektrode 8 und die Gegenelektrode 4 angeordnet, wobei das angelegte elektrische Feld die Partikel wiederum erfindungsgemäß durch die Grenzschicht der nunmehr wirbelhaften Strömung auf den Auffänger 6 transportiert. Anschließend entweicht die Luft durch einen Diffusor 38, dessen Sinn es ist, den Strömungswiderstand der Gesamtanordnung zu verringern.FIG. 4 shows a further embodiment for generating a Couette flow. On a catcher 3o, which is designed in the form of a plate here, there are two plates 26, 27 arranged plane-parallel to one another, the plates in the lower area may be curved in the vicinity of the catcher 30. Above the catcher 30 and between the plates 26, 27 a cylinder 29 is arranged longitudinally, which also " can. arenDar genalxert una antrelouar V The cylinder Z9 has a gap b from the catcher 30, which is less than the distance from the plates. Above of cylinder 29 is also plane-parallel to the plates 26, 27, a partition plate 28 is arranged. Below the catcher 30 is the Tip electrode 6. The air flow is now in the direction of arrow 31 into the arrangement initiated, the cylinder 29 rotates between the catcher 30 and the cylinder through and escapes in the direction of arrow 32 between the partition plate 28 and of plate 26. The radius of cylinder 29 then forms the smallest radius of curvature for air flow. The partition plate 28 together with the cylinder 29 form the second Electrode. The rest of the arrangement corresponds to that in FIG. 1. With this arrangement cannot be so strongly inhomogeneous for a given voltage between the electrodes Generate electric fields, as with the aforementioned arrangements, for this can however, greatly increasing the effect of centrifugal force. Another embodiment for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. In this Arrangement, the guide device consists of a turbine 33, so with which the fan and the disconnection device are structurally combined, as is also the case in the design according to Figure 3 is the case. The turbine 33 has a turbine wheel 34, the The head of the turbine wheel is provided with a streamlined fairing 36. The turbine wheel 34 is arranged in a tube which is made up of parallel pieces 37 and 39, as well as a nozzle 35 and a Diffuser 38. In the nozzle 35 inclined guide vanes Wo are arranged, which through the Turbine wheel-driven air flow as possible in the tangential direction of the nozzle 35 redirect. The air flow then receives through the law of the conservation of angular momentum a very high tangential velocity as it continues to flow through the nozzle 35, which exerts large centrifugal forces on the particles. In the parallel pipe section 37 , which in this arrangement mainly has a square cross-section the collector 6, the tip electrode 8 and the counter electrode 4 are arranged, wherein the applied electric field in turn through the particles according to the invention the boundary layer of the now swirling flow is transported to the collector 6. Then the air escapes through a diffuser 38, the purpose of which is to To reduce the flow resistance of the overall arrangement.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Procedure for determining the number the particles, in particular dust particles, within a volume of air for checking the degree of purity of the volume of air using centrifugal separation the particles from a deflected measuring air stream, characterized in that im Area of deflection of the measuring air flow, an electric field is generated whose Field lines in the area within the electric field at the edge of the flow of the measuring air flow located catcher (6, 14, 25, 30) approximately perpendicular to the Streamlines of the flow run, with the field lines the particles, which optionally have been electrically charged beforehand, through the boundary layer of the flow to the catcher, from which the particles are collected, after which the same can be counted electrically or optically in a manner known per se.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the area of the electric field to generate the deflection of the measuring air flow to a circular path is forced with a very small radius or ine Couette or shear flow or a vortex flow is generated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the electric field is applied to the collector (14) and the particles electric are counted.

4. The method according to claim 1, characterized in that a tark inhomogeneous electric field is generated.

5. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by a guide device (9, 20, 26, 27, 33) for deflecting and guiding the measuring air flow, between two high-voltage electrodes (4, 18, 29; 8) is arranged, to which an electric field is applied, in which a collector (6, 14, 25, 30) is arranged in the immediate vicinity of an electrode is.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the dem Catcher (6, 14, 25, 30) directly adjacent electrode a tip electrode (8) is.

7. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that for generating a radial air flow the guide device is a hemispherical shell r9) made of insulating material, which has a hole at its deepest point and which is placed on the plate-shaped collector, under which the tip electrode (8) is located in the region of the hole and that a plug (7) of a sticky liquid is placed on the collector within the hole.

8. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that for generating a radial air flow, the FUhrungselnrichtung is a hemispherical shell (9) made of insulating material, which has a hole at its deepest point in which a metal plate (14) is arranged as a catcher, under which the tip electrode (8) is located, the metal plate being connected to the potential of the tip electrode, preferably via a high-ohmic resistor, and an electrical counter (16 , 17) is connected.

9. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that to generate a couette or shear flow, the guide device from one cylindrical housing (20) with an inlet (21) and an outlet opening (22) consists, in which a rotor (18) is arranged rotatably eccentrically, which at the same time which forms an electrode, with the rotor in the area of the smallest distance (a) of the housing of the plate-shaped catcher (25) opposite, under which the Tip electrode (8) is arranged.

lo. Device according to claims 5 and 6, characterized in that that two plates (26, 27) plane-parallel to generate a Couette or shear flow arranged at a distance from one another perpendicularly on the plate-shaped catcher (30) are, in the middle between the plates and lengthways to the same rotatable, at the same time serving as an electrode cylinder (29) is arranged, whose distance (b) to the collector is less than a partition plate to the plates and above the plane-parallel to the plates (28) is arranged and that the tip electrode (8) is arranged below the collector is.

11. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that the guide device is a turbine (33) generating a vortex air flow, at the output of the two high-voltage electrodes (4, 8) opposite one another are arranged, the collector (6) being placed above the tip electrode (8) is.