[发明专利]用于确定蒸汽的浓度的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于确定容积(2)中的蒸汽的分压或者浓度的装置，所述装置具有能够振荡的、能够调节至蒸汽的冷凝温度以下的温度的传感器体(5)，所述传感器体的振荡频率被传感器表面(6)上由冷凝的蒸汽形成的质量累积影响，其中，设置有用于产生从传感器表面(6)穿过与通向容积(2)的窗口(3)邻接的蒸汽运输通道(20)朝容积(2)的方向的气体流的器件。为了在工艺流程方面改进所述装置并且尤其提高传感器体的最大使用寿命，本发明建议，用于产生气体流的器件具有构造为环形通道(16)的宽缝隙式喷嘴。

技术领域

本发明涉及一种用于确定容积中的蒸汽的分压或者浓度的装置，所述装置具有能够振荡的、温度能够调节至低于蒸汽的冷凝温度的传感器体，所述传感器体的振荡频率被来自传感器表面的由冷凝的蒸汽形成的质量累积影响，其中，设置有用于产生朝所述容积的方向的气体流的器件，所述气体流从传感器表面起穿过与通向容积的窗口邻接的蒸汽运输通道。

本发明涉及一种通过能够振荡的传感器体确定容积中的蒸汽的分压或者浓度的方法，其中，所述传感器体的温度被调节至低于蒸汽的冷凝温度，其中，蒸汽沿着运输方向到达传感器表面，以便在那里在形成质量累积的情况下对传感器体的振荡频率产生影响地在传感器表面上冷凝，其中，产生与运输方向相反地定向的气体流，所述气体流通过蒸汽运输通道进入容积中。

背景技术

专利文献US 6,295,861 B1公开了按照本发明所述类型的装置或者按照本发明所述类型的方法。传感器体位于壳体的空腔中。所述壳体通过蒸汽运输通道与容积相连。用于产生从传感器表面朝容积的方向流动的气体流的气体入口通入壳体中。

专利文献WO 2015/128279 A1描述了一种用于借助QCM(QuartzCrystalMicrobalance，石英晶体微天平)确定蒸汽的浓度的装置和方法。通过QCM可以确定惰性气体流中的蒸汽浓度或者蒸汽的分压。

专利文献DE 10 2015 104 240 A1描述了一种相似的装置。其中规定，从QCM的背侧加热所述QCM，以便将传感器表面置于使冷凝的蒸汽的质量累积蒸发的温度。

专利文献US 2014/0053779 A1描述了QCM的应用，其中，气体流能够从传感器体的背侧馈入传感器壳体中。

在将QCMs应用于涂层装置中以确定沉淀在基体上的层的层厚时，传感器体与周围环境良好地热接触并且相对于传感器体的载体绝热。

发明内容

容积中的蒸汽浓度或者蒸汽的分压通过按照本发明所述类型的传感器体由此确定，即通过由蒸汽的冷凝在传感器体的表面上产生的质量累积影响所述传感器体的振荡频率。传感器体的谐振频率随着增加的质量累积偏离初始值，其中，频率在单位时间中的变化是容积中的蒸汽浓度的量度。传感器体的传感器表面上的随时间的质量增加还被运输特性、尤其是容积中的气相的扩散特性影响，以及被通向容积的窗口和振荡的传感器体的传感器表面之间的具有扩散通道功能的蒸汽运输通道的长度影响。

这种传感器体的使用时间或者使用寿命由于在传感器表面上达到最大的质量累积而受到限制。如果达到了该最大的质量累积，则必须替换传感器体或者必须通过加热清洁所述传感器体。为此将传感器体加热至高于蒸汽的冷凝温度的温度，由此使得冷凝物从传感器表面上升华。

本发明所要解决的技术问题在于，在工艺流程方面改进开篇描述的方法和开篇描述的装置、尤其是提高传感器体的最大使用寿命。

所述技术问题通过在权利要求中给出的发明解决，其中，每个权利要求和每个从属权利要求都呈现了所述技术问题的独立的解决方案，并且各个单独的权利要求可以任意地相互组合，其中，也规定了各个单独的权利要求特征的组合。