ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ КАМЕРА ДЛЯ АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2024 года по МПК G01N1/22 

Настоящее изобретение относится к устройству для исследования аэрозоля; в частности, устройству, содержащему испытательную камеру, в которой может быть изучено свойство или характеристика аэрозоля.

В продаже доступны испытательные камеры различных размеров. Некоторые известные испытательные камеры имеют корпуса, выполненные из стеклянных стенок. Стеклянные корпуса позволяют визуально наблюдать за испытательной камерой, но склонны подвергаться конденсации на внутренней поверхности стеклянных стенок во время испытаний. Такая конденсация может помешать испытанию аэрозолей из-за сорбции аэрозоля конденсированными каплями воды.

Более того, известные испытательные камеры обычно имеют большую дверцу, которая открывается для обеспечения возможности очистки испытательной камеры и обеспечения возможности введения в камеру испытуемых изделий, таких как изделия, генерирующие аэрозоль. Открытие такой большой дверцы во время испытаний может нарушать среду в испытательной камере.

В соответствии с аспектами настоящего изобретения предложено устройство для исследования аэрозоля. Устройство содержит испытательную камеру, содержащую одну или более панелей, образующих замкнутый внутренний объем. Каждая из одной или более панелей имеет первую стенку, имеющую поверхность, определяющую внутреннюю часть испытательной камеры, и имеет вторую стенку, определяющую внешнюю часть испытательной камеры. Между первой и второй стенками образовано пустое пространство. Каждая из панелей содержит впускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством, и выпускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством. Устройство также содержит впускной проход камеры и выпускной проход камеры. Впускной проход камеры проходит через одну из одной или более панелей и образует канал для впуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры. Выпускной проход камеры проходит через одну из одной или более панелей и образует канал для выпуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры. Устройство также содержит вентилятор и проход для улавливания для взятия образцов содержимого из замкнутого внутреннего объема. Вентилятор установлен в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры и расположен, и сконфигурирован для перемешивания воздуха в замкнутом внутреннем объеме. Проход для улавливания проходит через одну из одной или более панелей и содержит клапан для обеспечения взятия образца содержимого в замкнутом внутреннем объеме.

Устройство может содержать испытательную камеру, которая может содержать одну или более панелей, образующих замкнутый внутренний объем. Каждая из одной или более панелей может иметь первую стенку, имеющую поверхность, определяющую внутреннюю часть испытательной камеры, и может иметь вторую стенку, определяющую внешнюю часть испытательной камеры. Между первой и второй стенками может быть образовано пустое пространство. Каждая из панелей может содержать впускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством, и выпускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством. Устройство также может содержать впускной проход камеры и выпускной проход камеры. Впускной проход камеры может проходить через одну из одной или более панелей и может образовывать канал для впуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры. Выпускной проход камеры может проходить через одну из одной или более панелей и может образовывать канал для выпуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры. Устройство также может содержать вентилятор и проход для улавливания для взятия образцов содержимого из замкнутого внутреннего объема. Вентилятор может быть установлен в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры и может быть расположен и сконфигурирован для перемешивания воздуха в замкнутом внутреннем объеме. Проход для улавливания может проходить через одну из одной или более панелей и может содержать клапан для обеспечения взятия образца содержимого в замкнутом внутреннем объеме.

Устройства, сконфигурированные описанным выше образом, могут сокращать или предотвращать конденсацию на первой стенке панели, образующей испытательную камеру. Например, нагретый воздух может проходить через пустое пространство между первой и второй стенками. Поток нагретого воздуха через пустое пространство может нагревать первую стенку относительно температуры в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. Такой относительный нагрев первой стенки может уменьшить или предотвратить конденсацию. Уменьшение или предотвращение конденсации в замкнутом внутреннем объеме может преимущественно уменьшать или предотвращать сорбцию испытуемого аэрозоля или других компонентов кондиционированного воздуха в замкнутом внутреннем объеме конденсированной водой или реакцию с ней. Соответственно, точность и надежность результатов испытаний могут быть улучшены.

Любая подходящая нагретая текучая среда может проходить через пустое пространство между первой стенкой и второй стенкой панели для предотвращения или уменьшения конденсации на поверхности первой стенки, определяющей замкнутый внутренний объем испытательной камеры. Нагретый воздух является одним из примеров подходящей текучей среды.

Первая и вторая стенки панелей могут быть выполнены из любого подходящего материала. Предпочтительно по меньшей мере поверхность первой стенки, которая определяет внутреннюю часть испытательной камеры, является инертной. Может быть использован любой подходящий инертный материал. Инертный материал может образовывать основную часть первой стенки или может быть нанесен на поверхность первой стенки. Предпочтительно поверхность первой стенки, которая определяет внутреннюю часть испытательной камеры, является гидрофобной. Как правило, гидрофобные материалы инертны по отношению к аэрозолю.

Примеры подходящих материалов для формирования основной части первой и второй стенок содержат стекло, пластик и металлические материалы. Примеры подходящих пластиковых материалов содержат поликарбонат, полиэфирэфиркетон (PEEK) и тому подобное. Примеры подходящих металлических материалов содержат алюминий, нержавеющую сталь и тому подобное. Материалы могут быть изначально инертными или для того, чтобы быть инертными, могут быть обработаны или покрыты чем-то. Например, на поверхность могут быть нанесены покрытия, или она может быть обработана для того, чтобы сделать поверхности инертными. В качестве примера, металл, такой как алюминий, может быть анодирован.

Предпочтительно первая и вторая стенки панелей выполнены из прозрачного материала, чтобы обеспечить возможность визуального наблюдения за замкнутым внутренним пространством. Вся панель или часть панели могут быть прозрачными, чтобы обеспечить возможность визуального наблюдения за замкнутым внутренним пространством. Предпочтительно вся панель или большая часть панели являются прозрачными. Подходящие прозрачные материалы для формирования первой и второй стенок панелей предусматривают прозрачные пластики или стекло. Предпочтительно первая и вторая стенки панелей содержат стекло. Помимо того, что стекло прозрачно и инертно, оно выполнено с возможностью легкой очистки чистящим средством и водой, и оно, как правило, устойчиво к царапинам.

Первая и вторая стенки могут иметь любую подходящую толщину. Например, первая и вторая стенки могут иметь толщину от 1 миллиметра до 20 миллиметров, например, от 2 миллиметров до 15 миллиметров или от 3 миллиметров до 10 миллиметров. Толщина первой и второй стенок может быть одинаковой или разной. В некоторых примерах первая и вторая стенки содержат стекло и имеют толщину от 3 миллиметров до 10 миллиметров. Предпочтительно стеклянные стенки имеют толщину 5 миллиметров.

Первая и вторая стенки могут быть отделены друг от друга для образования пустого пространства любой подходящей толщины. Например, пустое пространство может иметь толщину от 5 миллиметров до 50 миллиметров, например, от 10 миллиметров до 25 миллиметров.

Панель содержит впускное отверстие, находящееся в сообщении с пустым пространством, и выпускное отверстие, находящееся в сообщении с пустым пространством. Одно или оба из впускного отверстия панели и выпускного отверстия панели могут быть образованы в виде прохода. Проход может быть соединен с каналом для подачи воздуха, поступающего в пустое пространство или из него. В некоторых примерах впускное отверстие панели образовано в виде прохода, соединенного с каналом, а выпускное отверстие панели содержит отверстие, находящееся в сообщении с окружающей средой.

Испытательная камера может содержать больше, чем одну панель. Например, испытательная камера может содержать верхнюю панель, нижнюю панель и одну или более панелей боковых стенок. В некоторых примерах испытательная камера содержит верхнюю панель, нижнюю панель, панель передней боковой стенки, панель задней боковой стенки, панель левой боковой стенки и панель правой боковой стенки.

Одна из одной или более панелей боковых стенок может быть выполнена с возможностью шарнирного перемещения из открытого положения в закрытое положение. В закрытом положении панель боковой стенки может закрывать внутренний объем испытательной камеры. Предпочтительно панель боковой стенки в закрытом положении изолирует замкнутый внутренний объем испытательной камеры от внешней среды. В открытом положении внутренняя часть испытательной камеры может быть доступна. Соответственно, когда панель боковой стенки находится в открытом положении, пользователь может получить доступ к внутренней части испытательной камеры, например, для очистки или обслуживания внутренней части испытательной камеры.

Панели могут содержать раму, выполненную с возможностью удержания первой и второй стенок панели. Рама может определять впускное отверстие панели, выпускное отверстие панели или впускное отверстие панели, и выпускное отверстие панели. Рама может быть выполнена с возможностью удержания более одной панели.

Предпочтительно рама герметично соединяет панели таким образом, чтобы замкнутый внутренний объем испытательной камеры был воздухонепроницаемым по отношению к окружающей среде.

Один или более уплотнительных элементов могут быть использованы для уплотнения панелей относительно рамки. Может быть использован любой подходящий уплотнительный элемент. Например, синтетический каучук или фторполимерные эластомеры, такие как Viton, прокладки или шнуры могут быть использованы для уплотнения краев панелей относительно рамки. Предпочтительно уплотнительный элемент является инертным, или любая часть уплотнительного элемента, которая может находиться в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры, является инертной.

Рама может содержать инертный материал. Предпочтительно любая часть рамы, которая может находиться в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры, является инертной. Рамка или части рамки могут быть покрыты или обработаны, чтобы быть инертными. Рама может содержать пластик, такой как поликарбонат, или металлический материал, такого как алюминий или нержавеющая сталь. В некоторых примерах рама содержит анодированный алюминий. Анодированный алюминий может быть инертен к аэрозолю, который может быть испытан или изучен в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры.

Испытательная камера может содержать дверцу для обеспечения возможности доступа к замкнутому внутреннему объему. Дверца может быть выполнена в одной из панелей или может содержать одну из панелей. Дверца предпочтительно обеспечивает доступ к внутренней части испытательной камеры, вследствие чего внутреннюю часть можно чистить или обслуживать. Дверца предпочтительно уплотнена в закрытом состоянии. Например, когда дверца закрыта, замкнутый внутренний объем может быть уплотненным или воздухонепроницаемым по отношению к окружающей атмосфере.

Панели боковых стенок, которые выполнены с возможностью шарнирного перемещения из открытого положения в закрытое положение, могут быть прикреплены к раме с помощью шарниров. Один или более уплотнительных элементов могут быть использованы для уплотнения подвижной панели относительно рамы, когда панель боковой стенки находится в закрытом положении. В некоторых примерах панель боковой стенки выполнена с возможностью удержания в закрытом положении с помощью магнита. В некоторых примерах панель выполнена с возможностью удержания в закрытом положении с помощью защелки.

Испытательная камера может иметь любую подходящую форму. Одна или более панелей могут быть сконфигурированы и расположены для достижения соответствующей формы испытательной камеры. В некоторых примерах испытательная камера является прямоугольной. Предпочтительно замкнутый внутренний объем и внешняя форма испытательной камеры являются прямоугольными.

Испытательная камера может иметь любой подходящий размер. Предпочтительно испытательная камера выполнена с возможностью размещения на тележке, которую можно перемещать вручную. Размещение испытательной камеры на тележке, имеющей колеса, позволяет испытательной камере быть перемещаемой. В некоторых примерах замкнутый внутренний объем испытательной камеры составляет от 0,1 кубического метра до 1 кубического метра, например, от 0,1 кубического метра до 0,5 кубического метра или от 0,2 кубического метра до 0,3 кубического метра. Например, замкнутый внутренний объем может иметь длину от 500 миллиметров до 1500 миллиметров, например, от 750 миллиметров до 1250 миллиметров.

Впускной проход камеры может быть выполнен таким образом, чтобы проходить через первую и вторую стенки первой панели из одной или более панелей, вследствие чего воздух, проходящий через впускной проход, не проходит через пустое пространство панели. Выпускной проход камеры может быть выполнен таким образом, чтобы проходить через первую и вторую стенки второй панели из одной или более панелей, вследствие чего воздух, который проходит через впускное отверстие впускного прохода и выпускного прохода, не проходил через уплотненное пустое пространство панели. Такое расположение позволяет кондиционированному воздуху поступать в замкнутый внутренний объем камеры без загрязнения.

Кондиционированный воздух, который поступает во впускной проход камеры, может быть отфильтрован. Например, кондиционированный воздух может быть очищен путем прохождения через фильтр. Может быть использован любой подходящий фильтр. Примеры подходящих фильтров содержат HEPA-фильтр, древесноугольный фильтр или HEPA-фильтр и древесноугольный фильтр. Использование очищенного воздуха может помочь избежать загрязнения. Использование очищенного воздуха может улучшить точность и надежность результатов испытаний.

Первая и вторая панели могут быть по существу параллельны друг другу. Предпочтительно первая и вторая панели по существу параллельны друг другу и расположены таким образом, что поток воздуха от впускного прохода камеры к выпускному проходу камеры по существу перпендикулярен потоку воздуха, создаваемому вентилятором. Такая конфигурация может способствовать тому, чтобы поток воздуха от вентилятора перешивал кондиционированный воздух, проходящий через замкнутый внутренний объем испытательной камеры от впускного прохода камеры к выпускному проходу камеры. Другими словами, вентилятор может быть расположен внутри камеры, чтобы создавать поток воздуха, в целом, параллельно верхней и нижней панелям. Первая панель, через которую проходит впускной проход камеры, может быть нижней панелью, а вторая панель, через которую проходит выпускной проход камеры, может быть верхней панелью. Кондиционированный воздух может проходить внутри замкнутого внутреннего объема, как правило, снизу вверх, и вентилятор может вызывать протекание воздуха в целом перпендикулярно потоку от впускного отверстия камеры к выпускному отверстию камеры для смешивания кондиционированного воздуха, например, с аэрозолем, испытываемым в испытательной камере.

Предпочтительно впускной проход камеры соединен с каналом для подачи кондиционированного воздуха из увлажнителя в замкнутый внутренний объем испытательной камеры. Скорость потока кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем испытательной камеры через впускной проход камеры может регулироваться для управления давлением в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры.

Выпускной проход камеры может быть соединен с клапаном, выполненным с возможностью управления выпуском воздуха из замкнутого внутреннего объема испытательной камеры. Клапан можно регулировать вручную для управления скоростью выпуска, или им можно управлять с помощью автоматики. Например, клапан может быть соединен с двигателем, выполненным с возможностью открытия или закрытия клапана, и двигатель может быть соединен с контроллером. Устройство может содержать датчик давления. Датчик давления может быть функционально соединен с контроллером. Контроллер может заставить двигатель открывать или закрывать клапан на основании измеренного давления.

Давление в замкнутом внутреннем объеме можно регулировать путем регулирования скорости потока кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем. Скорость потока кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем можно регулировать, устанавливая параметры увлажнителя. Параметры могут быть установлены вручную, или настройка параметров может быть автоматизирована. Например, увлажнитель может быть функционально соединен с контроллером. Контроллер может быть соединен с датчиком давления. Контроллер может заставить увлажнитель изменять скорость потока из увлажнителя на основании измеренного давления.

В некоторых примерах давление в замкнутом внутреннем объеме регулируется путем регулирования скорости потока кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем и скорости выпуска воздуха из замкнутого внутреннего объема. Одну или обе скорости потока в замкнутый внутренний объем и из него можно регулировать вручную или автоматически. В некоторых примерах скорость потока в замкнутый внутренний объем регулируется автоматически, а скорость потока из замкнутого внутреннего объема регулируется вручную.

В некоторых примерах скорость потока в замкнутый внутренний объем и из него регулируется автоматически. Выпускной проход камеры может быть функционально соединен с клапаном. Клапан может быть функционально соединен с двигателем, выполненным с возможностью открытия и закрытия клапана. Двигатель может быть функционально соединен с контроллером, выполненным с возможностью обеспечения открытия и закрытия клапана двигателем. Впускной проход камеры может быть функционально соединено с увлажнителем. Увлажнитель может быть соединен с контроллером. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления скоростью потока кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем через впускной проход камеры. Устройство может содержать датчик давления, расположенный и приспособленный для измерения давления внутри замкнутого внутреннего объема. Датчик давления может быть функционально соединен с контроллером. Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения изменения скорости потока из увлажнителя и скорости выпуска воздуха через клапан на основании данных, предоставляемых датчиком давления.

Впускной проход камеры и выпускной проход камеры могут быть уплотнены относительно панелей, через которые они проходят, посредством использования уплотнительного элемента. Например, проходы могут быть уплотнены относительно панелей с помощью уплотнительных колец.

Устройство может содержать приемную камеру, проходящую от одной из одной или более панелей. Приемная камера может образовывать уплотненный проход приемной камеры, проходящий через первую и вторую стенки панели. Устройство может дополнительно содержать лоток, расположенный в приемной камере. Лоток может содержать первую стенку и вторую стенку. Лоток может быть выполнен с возможностью перемещения скольжением из первого положения во второе положение. В первом положении первая стенка может изолировать проход приемной камеры от внутренней части испытательной камеры. Во втором положении вторая стенка может изолировать приемную камеру от внешней части испытательной камеры. Приемная камера может быть использована для введения изделий, таких как изделия, генерирующие аэрозоль, в замкнутый внутренний объем испытательной камеры путем размещения изделия на лотке и перемещения скольжением лотка из первого положения во второе положение. Такая конфигурация может уменьшить нарушение среды в пределах замкнутого внутреннего объема испытательной камеры. Поскольку замкнутый внутренний объем испытательной камеры уплотнен, когда лоток находится в первом положении, и когда лоток находится во втором положении, замкнутый внутренний объем испытательной камеры может подвергаться воздействию внешней среды только во время перемещения скольжением лотка из первого положения во второе положение.

Предпочтительно приемная камера содержит поворотную крышку, перемещаемую из открытого положения в закрытое положение. В закрытом положении крышка может препятствовать доступу во внутреннюю часть приемной камеры. Когда крышка находится в открытом положении, пользователь может получить доступ к внутренней части приемной камеры. Крышка может способствовать уменьшению нарушения среды в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. Например, крышка может быть закрыта, когда лоток перемещается скольжением из второго положения в первое положение или из первого положения во второе положение. Соответственно, замкнутый внутренний объем испытательной камеры может подвергаться воздействию только объема внешнего воздуха в приемной камере, если крышка закрыта. Когда крышка находится на приемной камере или в закрытом положении, крышка предпочтительно изолирует внутреннюю часть приемной камеры от окружающей среды.

Устройство может содержать более одной приемной камеры. Предпочтительно устройство содержит две приемные камеры. Когда устройство имеет более одной приемной камеры, одновременно может быть введено и размещено более одного объекта, находящегося в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры. В дополнение или в качестве альтернативы, один объект может быть введен в одну камеру, тогда как другой объект извлекается из другой камеры.

Приемная камера может иметь любую подходящую форму. Например, приемная камера может иметь форму прямоугольной коробки.

Устройство может содержать проход для улавливания, проходящий через одну из одной или более панелей. Проход для улавливания может содержать клапан для обеспечения взятия образца содержимого в замкнутом внутреннем объеме. Клапан можно открыть для извлечения образца и можно закрыть для замыкания внутреннего объема испытательной камеры.

Устройство может содержать более одного прохода для улавливания. Проходы для улавливания могут быть расположены в различных положениях вокруг испытательной камеры. Расположение проходов для улавливания в различных отличных положениях вокруг испытательной камеры позволяет извлекать образцы из замкнутого внутреннего объема испытательной камеры в разных местах. Образцы, извлеченные в разных положениях, можно сравнить, чтобы определить, однородно ли смешиваются и распределяются по всему замкнутому внутреннему объему испытуемый аэрозоль и кондиционированный воздух, поступающий из впускного прохода камеры.

Устройство может содержать любое подходящее количество проходов для улавливания. В некоторых примерах устройство содержит 5 или более проходов для улавливания, например, 10 или более проходов для улавливания. В некоторых примерах устройство содержит 50 или менее проходов для улавливания, например, 20 или менее проходов для улавливания. Например, устройство может содержать от 5 проходов для улавливания до 50 проходов для улавливания, например, от 10 проходов для улавливания до 20 проходов для улавливания.

Устройство может содержать проходы для улавливания, проходящие через более чем одну панель. Устройство может содержать более одного прохода для улавливания, проходящего через конкретную панель. В некоторых примерах устройство содержит множество проходов для улавливания, проходящих через первую панель, и множество проходов для улавливания, проходящих через одну или более дополнительных панелей. Например, устройство может содержать множество проходов для улавливания, проходящих через верхнюю панель, множество проходов для улавливания, проходящих через переднюю панель, и множество проходов для улавливания, проходящих через заднюю панель. Например, устройство может содержать от 5 проходов для улавливания до 15 проходов для улавливания, например, 8 проходов для улавливания, проходящих через верхнюю панель, может содержать от 2 проходов для улавливания до 5 проходов для улавливания, например, 3 прохода для улавливания, проходящих через переднюю панель, и может содержать от 2 проходов для улавливания до 5 проходов для улавливания, например, 3 прохода для улавливания, проходящих через заднюю панель. В некоторых примерах одна из панелей, например, передняя панель, через которую проходят проходы для улавливания, также служит дверцей для доступа во внутренний объем испытательной камеры.

Проходы для улавливания могут быть уплотнены относительно панелей, через которые они проходят, посредством использования уплотнительного элемента. Например, проходы для улавливания могут быть уплотнены относительно панелей с помощью уплотнительных колец.

Устройство может содержать клапан разбавления, функционально соединенный с впускным проходом камеры. Клапан разбавления может допускать смешивание внешнего аэрозоля, газов или других компонентов с кондиционированным воздухом, направленным через впускной проход камеры. Клапан разбавления может смешивать аэрозоль, газы или другие компоненты, подлежащие смешиванию, с кондиционированным воздухом перед попаданием в испытательную камеру. Наличие клапана разбавления может преимущественно позволить камере имитировать широкий диапазон конкретных ситуаций среды для исследования аэрозоля.

Устройство может содержать проход для панели воздействия, через который по меньшей мере часть панели воздействия может быть введена в замкнутый внутренний объем испытательной камеры. Панель воздействия может вступать в химическую или физическую реакцию с аэрозолем в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. Проход для панели воздействия может быть выполнен для обеспечения возможности вставки панели воздействия в замкнутый внутренний объем испытательной камеры или извлечения ее из него с несущественным нарушением среды в замкнутом внутреннем объеме. Соответственно, панель воздействия может быть вставлена в замкнутый внутренний объем во время испытания или извлечена из него без существенного нарушения окружающей среды.

Проход для панели воздействия может содержать уплотнительный элемент, который уплотняет проход, когда панель воздействия не вставлена в проход. Уплотнительный элемент может содержать откидной элемент, заглушку или тому подобное. Заглушка может содержать уплотнительное кольцо. Уплотнительный элемент, такой как заглушка, может быть удален для введения панели воздействия и может быть повторно установлен после удаления панели воздействия из прохода. В дополнение или в качестве альтернативы, уплотнительный элемент, такой как откидной элемент, может отклоняться, когда панель воздействия вводится через проход для панели воздействия или извлекается из него.

При введении в проход для панели воздействия панель воздействия предпочтительно герметично входит в зацепление с проходом для панели воздействия. Например, панель воздействия может содержать уплотнительный элемент, такой как прокладка или уплотнительное кольцо, который входит в зацепление с проходом, когда панель воздействия вводится в проход для панели воздействия.

Удаление заглушки из прохода для панели воздействия для введения панели воздействия не должно приводить к существенному загрязнению замкнутого внутреннего объема испытательной камеры окружающим воздухом, если в замкнутом внутреннем объеме поддерживается относительное положительное давление.

Устройство может содержать более одного прохода для панели воздействия. Например, устройство может содержать 2, 3, 4 или 5 проходов для панели воздействия. Предпочтительно устройство содержит два или по меньшей мере два прохода для панели воздействия.

Проход для панели воздействия может проходить через любую подходящую панель испытательной камеры. Например, проход для панели воздействия может проходить через верхнюю панель испытательной камеры.

Устройство может быть предусмотрено в системе. Система может содержать устройство для перемещения воздуха, функционально соединенное с одним или обоими из впускного отверстия панели и выпускного отверстия панели одной или более панелей испытательной камеры. Впускное отверстие панели и выпускное отверстие панели могут быть образованы рамой, выполненной с возможностью удержания панели. Устройство для перемещения воздуха вызывает прохождение воздуха через пустое пространство между первой и второй стенками одной или более панелей испытательной камеры. Предпочтительно температура воздуха, проходящего через пустое пространство, выше, чем температура воздуха в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. Движение воздуха через пустое пространство между первой и второй стенками панели может предотвратить или уменьшить конденсацию на поверхности первой стенки, которая определяет внутреннюю часть испытательной камеры. Устройство для перемещения воздуха может предусматривать нагнетатель, функционально соединенный со впускным отверстием панели, источник сжатого воздуха, функционально соединенный со впускным отверстием панели, вакуум, применяемый к выпускному отверстию панели, или тому подобное.

В некоторых примерах испытательная камера содержит более одной панели. В таких примерах система может предусматривать коллектор, функционально соединенный с каждым впускным отверстием панели, с каждым выпускным отверстием панели или с каждым впускным отверстием панели и с каждым выпускным отверстием панели. Коллектор может быть функционально соединен с устройством для перемещения воздуха, вследствие чего устройство для перемещения воздуха и коллектор вызывают прохождение воздуха через пустое пространство каждой панели.

Система может содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева воздуха, который поступает во впускное отверстие панели. Движение воздуха через пустое пространство между первой и второй стенками панели может предотвратить или уменьшить конденсацию на поверхности первой стенки, которая определяет внутреннюю часть испытательной камеры, особенно, если температура воздуха в пустом пространстве выше, чем температура в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. Преимущественно можно использовать нагреватель для нагрева воздуха, поступающего во впускное отверстие панели, до температуры, превышающей температуру в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры.

Регулировка нагревателя может быть выполнена вручную или автоматически. Нагреватель может быть функционально соединен с контроллером. Контроллер также может быть функционально соединен с увлажнителем. Контроллер может регулировать нагреватель на основании настроек температуры увлажнителя.

Система может содержать один или более датчиков температуры для отслеживания температуры одного или более из (i) кондиционированного воздуха, поступающего в замкнутый внутренний объем испытательной камеры, (ii) воздуха в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры или (iii) воздуха, вытекающего из замкнутого внутреннего объема. Система может содержать один или более датчиков температуры для отслеживания температуры одного или более из воздуха, поступающего во впускное отверстие панели, в пустое пространство панели или в выпускное отверстие панели. Датчики температуры могут быть функционально соединены с контроллером. Контроллер может регулировать относительную температуру воздуха в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры и температуру в пустом пространстве панели на основе данных, поступающих от одного или более датчиков температуры.

В некоторых примерах устройство для перемещения воздуха содержит нагнетатель горячего воздуха, функционально соединенный с впускным отверстием панели. Можно использовать любой подходящий нагнетатель горячего воздуха.

Система может содержать увлажнитель, функционально соединенный со впускным проходом камеры. Увлажнитель может подавать кондиционированный воздух в замкнутый внутренний объем испытательной камеры. Кондиционированный воздух может иметь определенную температуру и влажность. Увлажнитель может быть выполнен с возможностью подачи кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем с определенной скоростью потока.

Система может содержать контроллер, функционально соединенный с увлажнителем. Контроллер может быть сконфигурирован и приспособлен для управления увлажнителем, чтобы регулировать одну или более из температуры, влажности и скорости потока кондиционированного воздуха, подаваемого увлажнителем в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.

Система может дополнительно содержать устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью введения аэрозоля в замкнутый внутренний объем испытательной камеры. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть расположено в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. В некоторых примерах устройство, генерирующее аэрозоль, может удерживаться в лотке в приемной камере. В некоторых примерах устройство, генерирующее аэрозоль, функционально соединено с клапаном разбавления для введения аэрозоля в замкнутый внутренний объем клапана разбавления.

Для генерирования аэрозоля может быть использовано любое подходящее устройство, генерирующее аэрозоль. Примеры подходящих устройств, генерирующих аэрозоль, предусматривают сгораемые сигареты, нагреваемые без горения изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, генерирующий аэрозоль, нагревается до степени, достаточной для выделения одной или более составляющих субстрата в аэрозоле, но не до степени, достаточной для сжигания субстрата, изделия, генерирующие аэрозоль, в которых жидкий субстрат, генерирующий аэрозоль, испаряется или распыляется (или испаряется и распыляется) для генерирования аэрозоля и тому подобное.

Системы и устройства, описанные в данном документе, могут быть использованы любым подходящим образом. Предпочтительно система и устройства используются для исследования аэрозоля. Устройства и системы, описанные в данном документе, могут быть использованы для изучения любого подходящего аспекта аэрозоля. Например, может быть изучен один или более из (i) выбросов химических соединений материала; (ii) могут быть изучены органолептические свойства, такие как ольфактометрические свойства; и (iii) может быть изучено воздействие на атмосферу и среду. В некоторых примерах могут быть изучены свойства вторичного аэрозоля или третичного аэрозоля (или вторичного и третичного). Устройства и системы могут быть использованы для оценки способности одного или более датчиков обнаруживать одно или более соединений, связанных с аэрозолем, в регулируемой среде.

В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения способ исследования аэрозоля включает подачу воздуха в пустое пространство, образованное между первой и второй стенками одной или более панелей устройства, для исследования аэрозоля. Способ также включает подачу кондиционированного воздуха или сжатых газов в замкнутый внутренний объем испытательной камеры через впускной проход камеры. Кондиционированный воздух имеет определенную температуру и влажность и подается с определенной скоростью потока. Способ также включает введение аэрозоля в замкнутый внутренний объем испытательной камеры и смешивание с помощью вентилятора аэрозоля с кондиционированным воздухом в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. Способ дополнительно включает взятие образцов смешанных аэрозоля и кондиционированного воздуха. Смешанный воздух и кондиционированный воздух могут отбираться через проход для улавливания. Если устройство содержит приемную камеру, смешанный воздух и кондиционированный воздух можно отбирать через приемную камеру. Если устройство содержит проход для панели воздействия, смешанный воздух и кондиционированный воздух могут отбираться посредством панели воздействия, удерживаемой проходом для панели воздействия. Панель воздействия может быть удалена через проход для панели воздействия.

За счет прохождения воздуха через пустое пространство, образованное первой и второй стенками панелей, конденсация на поверхности первой стенки, которая определяет внутренний объем испытательной камеры, может быть уменьшена или предотвращена. Предпочтительно воздух, проходящий через пустое пространство, имеет температуру, превышающую температуру в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. В идеале разница между температурой воздуха, проходящего через пустое пространство, и температурой в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры составляет 5 градусов Цельсия или менее. Температура воздуха, проходящего через пустое пространство, может быть связана с температурой и влажностью кондиционированного воздуха, поступающего во впускной проход камеры.

Взятие образцов через один или более проходов для улавливания, приемную камеру и панель воздействия предпочтительно приводит к минимальному нарушению среды в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры.

Способ может дополнительно включать испытание свойства отобранных смешанных аэрозоля и кондиционированного воздуха.

Устройства, системы и способы, описанные в данном документе, обеспечивают регулируемую среду в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры. Температуру, влажность и скорость потока кондиционированного воздуха, поступающего во впускное отверстие камеры, можно регулировать для управления температурой и влажностью в замкнутом внутреннем объеме. Скорость потока в испытательную камеру и из испытательной камеры может регулироваться для управления давлением внутри испытательной камеры. Соответственно, среда в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры может отличаться от окружающей среды.

Устройства, системы и способы, описанные в данном документе, предназначены для уменьшения или предотвращения конденсации на поверхностях, определяющих замкнутый внутренний объем испытательной камеры. Уменьшение конденсации сводит к минимуму последствия непреднамеренной сорбции аэрозоля конденсированной влагой. Таким образом, точность и надежность испытания аэрозолей в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры могут быть улучшены.

Устройства, системы и способы, описанные в данном документе, предпочтительно позволяют осуществлять визуальное наблюдение за испытанием по мере его проведения. Например, одна или более панелей, которые образуют испытательную камеру, могут быть прозрачными. Возможность визуального наблюдения позволяет идентифицировать потенциальные проблемы, такие как непреднамеренное тушение сгораемого изделия, генерирующего аэрозоль. Возможность визуального наблюдения также позволяет использовать испытательные камеры в демонстрационных целях.

Устройства, системы и способы, описанные в данном документе, предпочтительно обеспечивают возможность введения объектов в замкнутый внутренний объем испытательной камеры или удаления объектов из замкнутого внутреннего объема испытательной камеры с минимальным нарушением среды в замкнутом внутреннем объеме. Например, устройства могут содержать одну или более приемных камер для введения или удаления объекта, такого как изделие, генерирующее аэрозоль. В качестве другого примера, панель воздействия может быть введена или удалена через проход для панели воздействия с минимальным нарушением среды в замкнутом внутреннем объеме. Например, использование приемной камеры или прохода для панели воздействия может быть менее разрушительным для атмосферы, чем открытие большой дверцы, чтобы получить доступ к замкнутому внутреннему объему для введения объекта. В дополнение или в качестве альтернативы, использование приемной камеры, как описано в данном документе, может ограничить введение поверхностей материалов, таких как перчатки, которые могут сорбировать или выделять соединения, которые могут мешать проведению испытаний в испытательной камере.

Устройства, системы и способы предпочтительно сконфигурированы для испытания аэрозоля в кондиционированных средах. Испытательная камера может быть уплотнена для обеспечения воздухонепроницаемого замкнутого внутреннего объема. В качестве альтернативы или в дополнение, в испытательной камере может поддерживаться положительное давление по отношению к атмосферному давлению. Благодаря поддержанию относительно положительного давления в замкнутом внутреннем объеме испытательная камера не нуждается в полном уплотнении, поскольку воздух будет стремиться вытекать из испытательной камеры посредством любых утечек, а не поступать в камеру. Замкнутый внутренний объем может поддерживаться при относительно положительном давлении путем регулирования скорости потока воздуха через впускной проход камеры и выпускной проход камеры. Предпочтительно утечки из внутренней части испытательной камеры сохраняются на минимальном уровне или не происходят. Предпочтительно замкнутый внутренний объем является воздухонепроницаемым во время испытания.

В контексте данного документа формы единственного числа также включают варианты осуществления со ссылками на множественное число, если из содержания явно не следует иное.

Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления изобретения, которые могут обеспечить определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Однако другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других обстоятельствах. Кроме того, перечисление одного или более предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема изобретения, включая формулу изобретения.

В контексте данного документа, «предоставление» в контексте предоставления устройства или системы означает изготовление устройства или системы, приобретение устройства или системы или иное получение устройства или системы.

Любое направление, упомянутое в данном документе, такое как «верх», «низ», «левый», «правый», «верхний», «нижний», и другие направления или ориентации описаны в данном документе для ясности и краткости, но не предназначены для ограничения фактического устройства или системы. Устройства и системы, описанные в данном документе, могут быть использованы во многих направлениях и ориентациях.

«Кондиционированный воздух» или «кондиционированная среда» являются воздухом или средой, которые имеют заданную температуру и влажность, и скорость потока. Кондиционированный воздух и кондиционированная среда также могут иметь предварительно определенный состав компонентов, таких как газы и аэрозоль.

«Инертный» означает, что инертный материал по существу не вступает в химическую или физическую реакцию с испытуемым компонентом, таким как аэрозоль, и что инертный материал по существу не выделяет веществ, которые могут повлиять на результаты испытаний путем загрязнения испытуемого компонента. Равным образом, инертный материал может по существу не сорбировать испытуемый компонент.

«Сорбция» относится к одной или обеим из абсорбции и адсорбции. Абсорбция является явлением или процессом, при котором молекулы поглощаются в объемной фазе, которая может предусматривать жидкий или твердый материал. Адсорбция относится к адгезии молекул к поверхности.

В контексте данного документа «гидрофобная» поверхность представляет собой поверхность, которая проявляет водоотталкивающие свойства. Поверхность может считаться гидрофобной, если поверхность имеет угол контакта с водой, который больше 90 градусов. «Угол контакта с водой» представляет собой угол, обычно измеряемый посредством жидкости, под которым граница жидкость/пар соприкасается с твердой поверхностью. Угол контакта с водой в количественном выражении означает смачиваемость твердой поверхности жидкостью согласно уравнению Юнга. Угол контакта может быть измерен с использованием гониометра угла контакта, который использует объектив микроскопа для непосредственного наблюдения угла. Угол контакта можно наблюдать через объектив микроскопа и определить, рассматривая каплю воды, осевшую на поверхность.

В контексте данного документа «аэрозоль» означает суспензию твердых частиц или капель жидкости, или комбинации твердых частиц и капель жидкости в газе. Газ может представлять собой воздух. Твердые частицы или капли жидкости могут содержать одно или более летучих вкусоароматических соединений. Аэрозоль может быть видимым или невидимым. Аэрозоль может содержать пары веществ, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми. Аэрозоль может содержать пары веществ, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми, в комбинации с твердыми частицами или в комбинации с каплями жидкости, или в комбинации как с твердыми частицами, так и с каплями жидкости.

В контексте данного документа «контроллер» представляет собой одно или более аппаратных устройств, одну или более реализованных программно программ или микропрограмм или одно или более аппаратных устройств и одну или более реализованных программно программ или микропрограмм, которые управляют потоком данных или направляют его между двумя или более модулями. Контроллер может содержать одно или более запоминающих устройств: машину состояний на основе специализированной интегральной схемы (ASIC), цифровой процессор сигналов, вентильную матрицу, микропроцессор или эквивалентную дискретную либо интегрированную логическую схему. Контроллер может содержать запоминающее устройство, которое содержит команды, которые обеспечивают выполнение одним или более компонентами схемы функции или аспекта контроллера. Функции, отнесенные к контроллеру в этом изобретении, могут быть реализованы в виде одного или более из программных средств, программно-аппаратных средств и аппаратных средств. Контроллер может содержать микропроцессор.

Изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже предоставлен не являющийся исчерпывающим перечень неограничивающих примеров. Любые один или более из признаков этих примеров можно комбинировать с любыми одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в данном документе.

Пример Ex1: Устройство для исследования аэрозоля, содержащее (i) испытательную камеру, содержащую одну или более панелей, определяющих замкнутый внутренний объем, причем каждая из одной или более панелей имеет первую стенку, имеющую поверхность, определяющую внутреннюю часть испытательной камеры, и имеет вторую стенку, определяющую внешнюю часть испытательной камеры, при этом между первой и второй стенками образовано пустое пространство, при этом каждая из панелей содержит впускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством, и выпускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством; (ii) впускной проход камеры, проходящий через одну из одной или более панелей и образующий канал для впуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры; (iii) выпускной проход камеры, проходящий через одну из одной или более панелей и образующий канал для выпуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры; (iv) вентилятор, расположенный в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры, причем вентилятор расположен и сконфигурирован для перемешивания воздуха в замкнутом внутреннем объеме; и (v) проход для улавливания для взятия образцов содержимого из замкнутого внутреннего объема, причем проход для улавливания проходит через одну из одной или более панелей и содержит клапан, позволяющий брать образцы содержимого в замкнутом внутреннем объеме.

Пример Ex2: Устройство по Ex1, в котором впускной проход камеры выполнен с возможностью прохождения через первую и вторую стенки первой панели одной или более панелей так, что воздух, проходящий через впускной проход, не проходит через пустое пространство панели, и при этом выпускной проход камеры выполнен с возможностью прохождения через первую и вторую стенки второй панели одной или более панелей таким образом, что воздух, проходящий через впускной проход и выпускной проход, не проходит через пустое пространство панели.

Пример Ex3: Устройство по Ex2, в котором первая и вторая панели по существу параллельны друг другу.

Пример Ex4: Устройство по Ex3, в котором поток воздуха от впускного прохода камеры к выпускному проходу камеры по существу перпендикулярен потоку воздуха, создаваемому вентилятором.

Пример Ex5: Устройство по любому из Ex1-Ex4, дополнительно содержащее (i) приемную камеру, проходящую от одной из одной или более панелей, причем приемная камера определяет уплотненный проход приемной камеры, проходящий через первую и вторую стенки панели; и (ii) лоток, расположенный в приемной камере, причем лоток выполнен с возможностью перемещения скольжением из первого положения во второе положение, при этом лоток содержит первую стенку и вторую стенку, причем в первом положении первая стенка изолирует проход приемной камеры от внутренней части испытательной камеры, и при этом во втором положении вторая стенка изолирует проход приемной камеры от внешней части испытательной камеры.

Пример Ex6: Устройство по Ex5, в котором приемная камера содержит поворотную крышку, перемещаемую из открытого положения в закрытое положение, при этом в закрытом положении крышка препятствует доступу к приемной камере, и при этом крышка в открытом положении обеспечивает доступ к приемной камере.

Пример Ex7: Устройство по любому из Ex1-Ex6, в котором одна или более панелей предусматривают верхнюю панель, нижнюю панель и одну или более панелей боковых стенок.

Пример Ex8: Устройство по Ex7, в котором одна из одной или более панелей боковых стенок выполнена с возможностью шарнирного перемещения из открытого положения в закрытое положение, при этом в закрытом положении внутренняя часть испытательной камеры закрыта, и при этом в открытом положении внутренняя часть испытательной камеры доступна.

Пример Ex9: Устройство по любому из Ex1-Ex8, дополнительно содержащее раму, при этом рама выполнена с возможностью удержания одной или более панелей.

Пример Ex10: Устройство по Ex9, в котором рама содержит анодированный алюминий.

Пример Ex11: Устройство по любому из Ex1-Ex10, в котором проход для улавливания является одним из множества проходов для улавливания, расположенных в различных положениях вокруг испытательной камеры.

Пример Ex12: Устройство по любому из Ex1-Ex11, в котором поверхность первой стенки, которая определяет замкнутый внутренний объем испытательной камеры, является инертной.

Пример Ex13: Устройство по любому из Ex1-Ex12, в котором поверхность первой стенки, которая определяет внутреннюю часть испытательной камеры, является гидрофобной.

Пример Ex14: Устройство по любому из Ex1-Ex13, в котором первая стенка содержит стекло.

Пример Ex15: Устройство по любому из Ex1-Ex14, в котором одна или более панелей являются прозрачными.

Пример Ex16: Устройство по любому из Ex1-Ex15, дополнительно содержащее клапан разбавления, функционально соединенный с впускным проходом камеры.

Пример Ex17: Устройство по любому из Ex1-Ex16, содержащее проход для панели воздействия, через который по меньшей мере часть панели воздействия может быть введена в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.

Пример Ex18: Система, содержащая (i) устройство по любому из Ex1-Ex17; (ii) устройство для перемещения воздуха, функционально соединенное с одним или обоими из впускного отверстия панели и выпускного отверстия панели одной или более панелей испытательной камеры, при этом устройство для перемещения воздуха выполнено с возможностью обеспечения потока воздуха через пустое пространство между первой и второй стенками одной или более панелей испытательной камеры.

Пример Ex19: Система по Ex18, в которой испытательная камера содержит более одной панели, и при этом система дополнительно содержит коллектор, функционально соединенный с каждым впускным отверстием панели, каждым выпускным отверстием панели или каждым впускным отверстием панели и каждым выпускным отверстием панели, при этом коллектор функционально соединен с устройством для перемещения воздуха таким образом, что устройство для перемещения воздуха и коллектор обеспечивают прохождение воздуха через пустое пространство каждой панели.

Пример Ex20: Система по Ex18 или Ex19, дополнительно содержащая нагреватель, расположенный и приспособленный для нагрева воздуха, который поступает во впускное отверстие панели.

Пример Ex21: Система по любому из Ex18-Ex20, дополнительно содержащая увлажнитель, функционально соединенный с впускным проходом камеры, причем увлажнитель выполнен с возможностью подачи кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.

Пример Ex22: Система по Ex21, содержащая контроллер, функционально соединенный с увлажнителем, при этом контроллер сконфигурирован и приспособлен для управления увлажнителем для регулирования одного или более из скорости потока воздуха, температуры и влажности кондиционированного воздуха, подаваемого увлажнителем в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.

Пример Ex23: Система по Ex22, содержащая клапан, функционально соединенный с выпускным проходом камеры, и при этом контроллер функционально соединен с клапаном и сконфигурирован, и приспособлен для обеспечения открытия или закрытия клапана, чтобы регулировать давление в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры.

Пример Ex24: Система по Ex18-Ex23, дополнительно содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью введения аэрозоля в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.

Пример Ex25: Система по Ex24, в которой устройство, генерирующее аэрозоль, расположено в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры.

Пример Ex26: Система по Ex25 при ее зависимости от устройства по Ex5, в которой устройство, генерирующее аэрозоль, удерживается лотком.

Пример Ex27: Система по Ex24 при ее зависимости от устройства по Ex16, в которой устройство, генерирующее аэрозоль, функционально соединено с клапаном разбавления для введения аэрозоля в замкнутый внутренний объем испытательной камеры через клапан разбавления.

Пример Ex28: Способ исследования аэрозоля, включающий (i) предоставление устройства по любому из пунктов формулы изобретения 1-17; (ii) подачу воздуха в пустое пространство, образованное между первой и второй стенками одной или более панелей; (iii) введение кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем испытательной камеры через впускной проход, при этом кондиционированный воздух имеет определенную температуру и влажность и вводится с определенной скоростью потока; (iv) введение аэрозоля в замкнутый внутренний объем испытательной камеры; (v) смешивание с помощью вентилятора аэрозоля с кондиционированным воздухом в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры; и (vi) взятие образцов смешанных аэрозоля и кондиционированного воздуха через проход для улавливания.

Пример Ex29: Способ исследования аэрозоля, включающий (i) предоставление устройства в соответствии с Ex5-Ex6; (ii) подачу воздуха в пустое пространство, образованное между первой и второй стенками одной или более панелей; (iii) введение кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем испытательной камеры через впускной проход, при этом кондиционированный воздух имеет определенную температуру и влажность и вводится с определенной скоростью потока; (iv) введение аэрозоля в замкнутый внутренний объем испытательной камеры; (v) смешивание с помощью вентилятора аэрозоля с кондиционированным воздухом в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры; и (vi) взятие образцов смешанных аэрозоля и кондиционированного воздуха посредством приемной камеры.

Пример Ex30: Способ исследования аэрозоля, включающий (i) предоставление устройства в соответствии с Ex17; (ii) подачу воздуха в пустое пространство, образованное между первой и второй стенками одной или более панелей; (iii) введение кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем испытательной камеры через впускной проход, при этом кондиционированный воздух имеет определенную температуру и влажность и вводится с определенной скоростью потока; (iv) введение аэрозоля в замкнутый внутренний объем испытательной камеры; (v) смешивание с помощью вентилятора аэрозоля с кондиционированным воздухом в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры; и (vi) взятие образцов смешанных аэрозоля и кондиционированного воздуха посредством панели воздействия, удерживаемой проходом для панели воздействия.

Пример Ex31: Способ по любому из Ex28-Ex30, в котором воздух, проходящий через пустое пространство, имеет температуру, превышающую температуру в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры.

Пример Ex32: Система по Ex31, в которой температура воздуха, проходящего через пустое пространство, связана с температурой и влажностью кондиционированного воздуха, поступающего во впускной проход камеры.

Пример Ex33: Способ по любому из Ex28-Ex32, дополнительно включающий испытание свойства отобранных смешанных аэрозоля и кондиционированного воздуха.

Далее примеры будут дополнительно описаны со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг. 1 - схематический вид в перспективе испытательной камеры;

фиг. 2 - схематический вид в разрезе в перспективе панелей и рамы испытательной камеры;

фиг. 3 - схематический вид в плане сверху панели;

фиг. 4 - схематический вид в плане снизу панели;

фиг. 5 - схематический вид в плане сверху устройства, содержащего испытательную камеру;

фиг. 6 - схематический вид в плане снизу устройства, содержащего испытательную камеру;

фиг. 7 - схематический вид в перспективе испытательной камеры, показывающий частично открытую панель;

фиг. 8 - схематический вид в перспективе боковой панели испытательной камеры и приемных камер, проходящих от боковой панели;

фиг. 9 - схематический вид в перспективе приемной камеры и лотка;

фиг. 10 - схематический вид в разрезе устройства, показывающий панель и приемную камеру;

фиг. 11 - схематический вид в разрезе нижней панели, показывающий впускной проход камеры и увлажнитель;

фиг. 12 - схематический вид в разрезе верхней панели, показывающий выпускной проход камеры и проход для улавливания;

фиг. 13 - схематический вид в разрезе верхней панели и прохода для панели воздействия;

фиг. 14 - схематический вид в разрезе боковой панели и вентилятора;

фиг. 15 - схематический вид в перспективе испытательной камеры на тележке и нагнетателя горячего воздуха, и коллектора на полке тележки;

фиг. 16 - схематический вид в перспективе компонентов системы на тележке; и

фиг. 17 - схематическая блок-схема компонентов системы.

На фиг. 1 проиллюстрирован пример испытательной камеры 100. Испытательная камера 100 содержит раму 120, выполненную с возможностью удержания множества панелей (панели 110A и 110B помечены). Испытательная камера 100 содержит верхнюю панель 110A, нижнюю панель, переднюю панель, заднюю панель, левую панель и правую панель 110B. Панели образуют замкнутый внутренний объем 130, в котором может быть испытан аэрозоль. Панели 110A, 110B являются прозрачными, чтобы обеспечить возможность визуального наблюдения замкнутого внутреннего объема 130 испытательной камеры 100.

Испытательная камера 100 имеет длину L, ширину W и высоту H. В качестве примера, длина L может составлять 1000 миллиметров, ширина W может составлять 500 миллиметров, а высота H может составлять 450 миллиметров.

На фиг. 2 проиллюстрирован разрез части рамы 120 и панелей (панель 110B помечена). Панель 110B содержит первую стенку 112, которая определяет часть замкнутого внутреннего объема испытательной камеры. Панель 110B содержит вторую стенку 114, которая определяет часть внешней поверхности испытательной камеры. Первая 112 и вторая 114 стенки являются прозрачными и могут быть выполнены из стекла. Первая 112 и вторая 114 стенки могут иметь толщину 5 мм. Пустое пространство 116 образовано между первой 112 и второй 114 стенками панели 110B. Нагретый воздух может проходить через пустое пространство 116, когда используется испытательная камера. Рама 120 может содержать канавки для размещения первой 112 и второй 114 стенок панели 110B для удержания стенок 112, 114. Уплотнительные элементы (не показаны), такие как прокладки Viton, могут уплотнять стенки 112, 114 внутри канавок рамы 120.

На фиг. 3 показан схематический пример вида в плане сверху панели 110B. Панель 110B содержит впускное отверстие 113 панели, выполненное через раму 120. Впускное отверстие 113 панели может быть функционально соединено с нагнетателем горячего воздуха, чтобы позволить нагретому воздуху проходить через пустое пространство между первой и второй стенками панели 110B.

На фиг. 4 показан схематический пример вида в плане снизу панели 110B. Панель 110B содержит выпускное отверстие 115 панели, выполненное через раму 120. Выпускное отверстие 115 панели может быть выведено непосредственно в окружающую атмосферу.

На фиг. 5 показан схематический вид в плане сверху устройства, содержащего испытательную камеру, на котором показаны верхняя панель 110A, приемные камеры 160A, 160B, проходящие от боковой панели испытательной камеры, множество проходов для улавливания (проход для улавливания 150A помечен), выпускной проход 140 камеры и два прохода 170 для панели воздействия.

На фиг. 6 показан схематический вид в плане снизу устройства, содержащего испытательную камеру, на котором показаны нижняя панель 110C, приемные камеры 160A, 160B, проходящие от боковой панели испытательной камеры, и впускной проход 180 камеры.

На фиг. 7 показан схематический вид в перспективе испытательной камеры 100, показывающий частично открытую переднюю панель 110D. Передняя панель 110D открывается для обеспечения возможности доступа к внутреннему объему испытательной камеры 100. Когда передняя панель 110D открыта, внутренняя часть испытательной камеры 100 может быть очищена, и компоненты, такие как вентилятор 300, можно обслуживать. Передняя панель 110D соединена с рамой 120 с помощью шарниров 200. Передняя панель 110D содержит ручку 210 для облегчения открытия. В закрытом состоянии передняя панель 110D может быть закреплена относительно рамы 120 с помощью магнитных сил. Уплотнительный элемент (не показан) может быть расположен между рамой 120 и передней панелью 110D, когда передняя панель 110D закрыта.

Приемные камеры 160A, 160B проходят от левой боковой панели 110E.

На фиг. 8 показан вид в перспективе приемных камер 160A, 160B, проходящих от левой боковой панели 110E. Приемные камеры 160A, 160B содержат прямоугольную коробку 162 и крышку 164. Крышка 164 имеет ручку 166 для облегчения открытия.

На фиг. 9 показан схематический вид в перспективе приемной камеры 160 и лотка 250, перемещаемого скольжением внутри приемной камеры 160. Приемная камера 160 содержит прямоугольную коробку 162 и крышку 164, прикрепленную с возможностью поворота к коробке 162. Лоток 250 содержит основание 260, первую стенку 270, прикрепленную к основанию 260 на одном конце, и вторую стенку 280, прикрепленную к основанию 260 на противоположном конце. Толкающий элемент (не показан), такой как стержень, может быть использован для перемещения скольжением лотка 250 относительно приемной камеры 160.

На фиг. 10 показан схематический вид в разрезе устройства, показывающий боковую панель 110E, приемную камеру 160 и лоток 250, перемещаемый скольжением внутри приемной камеры 160. Панель 110Е содержит первую стенку 112, которая определяет часть внутреннего объема испытательной камеры. Панель 110Е содержит вторую стенку 114, которая определяет часть внешней поверхности испытательной камеры. Крышка 164 приемной камеры показана открытой, чтобы обеспечить возможность доступа к внутренней части коробки 162 приемной камеры. Объект 300 может быть размещен на лотке 250 основания 260, и лоток 250 может быть смещен со скольжением так, что объект 300 может быть размещен в сообщении с внутренним объемом испытательной камеры. Когда лоток 250 полностью смещен со скольжением вправо в ориентации, изображенной на фиг. 10, вторая стенка 280 лотка 250 герметично входит в зацепление со второй стенкой 114 панели 110E. Когда лоток 250 полностью смещен со скольжением влево в ориентации, изображенной на фиг. 10, первая стенка 270 лотка 250 герметично входит в зацепление с первой стенкой 112 панели 110E.

На фиг. 11 показан схематический вид в разрезе нижней панели 110С, показывающий впускной проход 180 камеры и увлажнитель 400. Впускной проход 180 камеры проходит через первую 112 и вторую 114 стенки панели 110C. Первая стенка 112 панели 110С определяет часть внутреннего объема испытательной камеры. Вторая стенка 114 панели 110С определяет часть внешней поверхности испытательной камеры. Впускной проход 180 камеры функционально соединен с увлажнителем 400 через канал.

На фиг. 12 показан схематический вид в разрезе верхней панели 110А, показывающий выпускной проход 140 камеры и проходы 150 для улавливания. Выпускной проход 180 камеры и проходы 150 для улавливания проходят через первую 112 и вторую 114 стенки панели 110А. Первая стенка 112 панели 110А определяет часть внутреннего объема испытательной камеры. Вторая стенка 114 панели 110А определяет часть внешней поверхности испытательной камеры. Проходы 150 для улавливания содержат клапан 155, который может быть открыт для извлечения образца воздуха из внутреннего объема испытательной камеры и может быть закрыт для закрывания внутреннего объема испытательной камеры. Выпускной проход 140 камеры может также содержать клапан (не показан) или может быть функционально соединен с ним.

На фиг. 13 показан схематический вид в разрезе верхней панели 110А и прохода 190 для панели воздействия. Проход 190 для панели воздействия проходит через первую 112 и вторую 114 стенки панели 110А. Первая стенка 112 панели 110А определяет часть внутреннего объема испытательной камеры. Вторая стенка 114 панели 110А определяет часть внешней поверхности испытательной камеры. Проход 190 для панели воздействия содержит боковую стенку 192. Заглушка 195 расположена в проходе 190 для панели воздействия. Уплотнительный элемент 197, такой как прокладка Viton или уплотнительное кольцо, уплотняет заглушку 195 относительно боковой стенки 192 прохода 190 для панели воздействия.

На фиг. 14 показан схематический вид в разрезе боковой панели 110В и вентилятора 300. Панель 110B содержит первую стенку 112 и вторую стенку 114. Первая стенка 112 панели 110В определяет часть внутреннего объема испытательной камеры. Вторая стенка 114 панели 110В определяет часть внешней поверхности испытательной камеры. Вентилятор 300 содержит лопасть 310, функционально соединенную с двигателем 330. Двигатель 330 расположен снаружи испытательной камеры, а лопасти 310 находятся внутри испытательной камеры между первой стенкой 112 и вентиляторным щитом 320, который является частью корпуса вентилятора 300. Опорные элементы 340 соединены со щитом 320 для удержания вентилятора 300 относительно панели 110B.

На фиг. 15 показан схематический вид в перспективе испытательной камеры 100 на тележке 600 и нагнетателя 500 горячего воздуха, и коллектора 550 на полке 610 тележки 600. Нагнетатель 500 горячего воздуха функционально соединен с коллектором 550. Каналы 560 функционально соединяют впускные отверстия панели каждой панели испытательной камеры 100 с коллектором 550, вследствие чего нагретый воздух может перемещаться через пустое пространство панелей для предотвращения конденсации на внутренней поверхности первой стенки панелей, когда испытательную камеру используют.

На фиг. 16 показан схематический вид в перспективе компонентов системы на тележке 600. Испытательная камера 100 размещена на верхней части тележки 100. Компоненты, такие как увлажнитель 400, нагнетатель 500 горячего воздуха и коллектор 550, размещены на полке 610 тележки 600. Тележка 600 содержит колеса и выполнена так, чтобы пользователь мог толкать или тянуть ее, вследствие чего система является перемещаемой.

На фиг. 17 показана схематическая блок-схема компонентов системы. Система содержит испытательную камеру 100, имеющую замкнутый внутренний объем 130, впускной проход 180 камеры и выпускной проход 145 камеры, содержащий клапан. Система также содержит двигатель 800, датчик 900 давления, увлажнитель 400, нагнетатель 500 горячего воздуха и контроллер 700. Контроллер 700 функционально соединен с двигателем 800, датчиком 900 давления, увлажнителем 400 и нагнетателем 500 горячего воздуха. Клапан выпускного прохода 145 камеры функционально соединен с двигателем 800.

Нагнетатель 500 горячего воздуха соединен со впускными отверстиями панелей испытательной камеры 100, чтобы обеспечить прохождение нагретого воздуха через пустые пространства панелей для уменьшения или предотвращения конденсации на внутренней поверхности испытательной камеры 100. Впускные отверстия панели выполнены через раму. Контроллер 700 выполнен с возможностью управления температурой воздуха, нагнетаемого нагнетателем 500 горячего воздуха. Температура воздуха, нагнетаемого нагнетателем 500 горячего воздуха, может быть больше температуры воздуха, подаваемого увлажнителем 400.

Увлажнитель 400 функционально соединен с впускным проходом 180 камеры и выполнен с возможностью подачи кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем 130 испытательной камеры 100 через впускной проход 180 камеры. Контроллер выполнен с возможностью управления температурой, влажностью и скоростью потока кондиционированного воздуха, подаваемого увлажнителем 400.

Датчик 900 давления измеряет давление в замкнутом внутреннем объеме 130 испытательной камеры 100. Датчик 900 давления может отправлять данные о давлении в контроллер 700. Контроллер 700 может регулировать скорость потока кондиционированного воздуха из увлажнителя 400, чтобы регулировать давление внутри замкнутого внутреннего объема 130 испытательной камеры 100 на основе данных о давлении, полученных от датчика 900. Контроллер 700 может обеспечить регулирование двигателем 800 клапана выпускного прохода 145 камеры для регулирования давления внутри замкнутого внутреннего объема 130 испытательной камеры 100 на основе данных о давлении, полученных от датчика 900.

Система на фиг. 17 также содержит клапан 499 разбавления, функционально соединенный с впускным проходом 180 камеры. Клапан 499 разбавления может допускать смешивание аэрозоля, газов или других компонентов с кондиционированным воздухом, направленным через впускной проход 499 камеры. Клапан 499 разбавления может смешивать аэрозоль, газы или другие компоненты с кондиционированным воздухом перед попаданием в замкнутый внутренний объем 130 испытательной камеры 100. Наличие клапана 499 разбавления может преимущественно позволить испытательной камере 100 имитировать широкий диапазон конкретных ситуаций среды для исследования аэрозоля.

Для целей настоящего описания и приложенной формулы изобретения, за исключением случаев, в которых указано иное, все числа, выражающие величины, количества, процентные доли и т.д., следует понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Кроме того, все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе. Поэтому в этом контексте число А следует понимать как А ± 2 процента А. В этом контексте число А можно считать включающим численные значения, находящиеся в пределах обычной стандартной ошибки для измерения свойства, которое число А модифицирует. Число А в некоторых случаях при использовании в приложенной формуле изобретения может отклоняться на перечисленные выше процентные доли при условии, что величина, на которую отклоняется А, существенно не влияет на основную и новую характеристику (основные и новые характеристики) заявленного изобретения. Кроме того, все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе.

Группа изобретений относится к устройствам для исследования аэрозоля. Раскрыто устройство для взятия образцов для исследования аэрозоля, содержащее испытательную камеру, содержащую одну или более панелей, образующих замкнутый внутренний объем, причем каждая из панелей содержит впускное отверстие панели и выпускное отверстие панели, при этом одно или оба из впускного отверстия панели и выпускного отверстия панели одной или более панелей испытательной камеры выполнены с возможностью функционального соединения с устройством для перемещения воздуха, раму, выполненную с возможностью удержания одной или более панелей, впускной проход камеры, выпускной проход камеры, вентилятор и проход для улавливания для взятия образцов. Также раскрыта система для взятия образцов для исследования аэрозоля. Группа изобретений обеспечивает уменьшение или предотвращение конденсации в замкнутом внутреннем объеме, что позволяет уменьшать или предотвращать сорбцию испытуемого аэрозоля. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Устройство для взятия образцов для исследования аэрозоля, содержащее:

испытательную камеру, содержащую одну или более панелей, образующих замкнутый внутренний объем,

причем каждая из одной или более панелей имеет первую стенку, имеющую поверхность, определяющую внутреннюю часть испытательной камеры, и имеет вторую стенку, определяющую внешнюю часть испытательной камеры,

при этом между первой и второй стенками образовано пустое пространство,

причем каждая из панелей содержит впускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством, и выпускное отверстие панели, находящееся в сообщении с пустым пространством,

при этом одно или оба из впускного отверстия панели и выпускного отверстия панели одной или более панелей испытательной камеры выполнены с возможностью функционального соединения с устройством для перемещения воздуха, обеспечивающим прохождение через пустое пространство воздуха, имеющего температуру, превышающую температуру в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры;

раму, выполненную с возможностью удержания одной или более панелей, причем одно или оба из впускного отверстия панели и выпускного отверстия панели выполнены через раму;

впускной проход камеры, проходящий через одну из одной или более панелей и образующий канал для впуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры;

выпускной проход камеры, проходящий через одну из одной или более панелей и образующий канал для выпуска воздуха, находящийся в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры;

вентилятор, расположенный в замкнутом внутреннем объеме испытательной камеры, причем вентилятор расположен и выполнен с возможностью перемешивания воздуха в замкнутом внутреннем объеме; и

проход для улавливания для взятия образцов содержимого из замкнутого внутреннего объема, при этом проход для улавливания проходит через одну из одной или более панелей и содержит клапан, позволяющий брать образец содержимого в замкнутом внутреннем объеме.

2. Устройство по п. 1, в котором впускной проход камеры выполнен с возможностью прохождения через первую и вторую стенки первой панели из одной или более панелей таким образом, что воздух, проходящий через впускной проход, не проходит через пустое пространство панели, при этом выпускной проход камеры выполнен с возможностью прохождения через первую и вторую стенки второй панели из одной или более панелей таким образом, что воздух, проходящий через впускной проход и выпускной проход, не проходит через пустое пространство панели.

3. Устройство по п. 2, в котором первая и вторая панели параллельны друг другу.

4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее:

приемную камеру, проходящую от одной из одной или более панелей, причем приемная камера образует уплотненный проход приемной камеры, проходящий через первую и вторую стенки панели; и

лоток, расположенный в приемной камере, при этом лоток выполнен с возможностью перемещения скольжением из первого положения во второе положение,

причем лоток содержит первую стенку и вторую стенку,

при этом в первом положении первая стенка изолирует проход приемной камеры от внутренней части испытательной камеры, а

во втором положении вторая стенка изолирует проход приемной камеры от внешней части испытательной камеры.

5. Устройство по п. 4, в котором приемная камера содержит поворотную крышку, перемещаемую из открытого положения в закрытое положение, при этом в закрытом положении крышка препятствует доступу к приемной камере, а в открытом положении крышка обеспечивает доступ к приемной камере.

6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором проход для улавливания является одним из множества проходов для улавливания, расположенных в различных положениях вокруг испытательной камеры.

7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором поверхность первой стенки, которая определяет замкнутый внутренний объем испытательной камеры, является инертной.

8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее клапан разбавления, функционально соединенный со впускным проходом камеры.

9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, содержащее проход для панели воздействия, через который по меньшей мере часть панели воздействия может быть введена в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.

10. Система для взятия образцов для исследования аэрозоля, содержащая:

устройство по любому из предыдущих пунктов;

устройство для перемещения воздуха, функционально соединенное с одним или обоими из впускного отверстия панели и выпускного отверстия панели одной или более панелей испытательной камеры, при этом устройство для перемещения воздуха выполнено с возможностью обеспечения потока воздуха через пустое пространство между первой и второй стенками одной или более панелей испытательной камеры; и

нагреватель, расположенный и выполненный с возможностью нагрева воздуха, который поступает во впускное отверстие панели.

11. Система по п. 10, в которой испытательная камера содержит более одной панели, при этом система дополнительно содержит коллектор, функционально соединенный с каждым впускным отверстием панели, каждым выпускным отверстием панели или каждым впускным отверстием панели и каждым выпускным отверстием панели, причем коллектор функционально соединен с устройством для перемещения воздуха таким образом, что устройство для перемещения воздуха и коллектор обеспечивают прохождение воздуха через пустое пространство каждой панели.

12. Система по п. 10 или 11, дополнительно содержащая увлажнитель, функционально соединенный с впускным проходом камеры, причем увлажнитель выполнен с возможностью подачи кондиционированного воздуха в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.

13. Система по п. 12, содержащая контроллер, функционально соединенный с увлажнителем, при этом контроллер сконфигурирован и выполнен с возможностью управления увлажнителем для регулирования одной или более из скорости потока воздуха, температуры и влажности кондиционированного воздуха, подаваемого увлажнителем в замкнутый внутренний объем испытательной камеры.