CN104165826A - 粒子检测装置以及粒子检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够对粒子进行正确地检测的粒子检测装置以及粒子检测方法。该粒子检测装置具有：壳体(1)；配置于壳体(1)的内部的腔室(2)；设置于腔室(2)的导入喷嘴(21)；样品导入路径(3)，其连接设置于壳体(1)的第一导入口(11)和设置于腔室(2)的导入喷嘴(21)，用于将包含粒子的流体导入腔室(2)；调整机构(5)，其通过调整路径(4)向腔室(2)内供给去除了粒子的流体，所述调整用路径(4)从设置于壳体(1)的与第一导入口(11)不同的第二导入口(12)连通到腔室(2)；以及将光照射于从导入喷嘴(21)喷出的流体，对流体中包含的粒子进行检测的检测机构(23)。
Description
技术领域
本发明涉及环境评价技术，尤其涉及粒子检测装置以及粒子检测方法。
背景技术
在一般的室内或无菌室等超净间中，有时使用粒子检测装置检测并记录包含飞散的微生物的粒子(例如，参照专利文献1、2以及非专利文献1)。光学式粒子检测装置例如吸引配置有装置的房间的气体并将光照射至吸引到的气体上。若气体中含有粒子，则照射了光的粒子就会发出荧光，或产生散射光，因此，能够检测出气体中包含的粒子的数量或大小等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2008-225539号公报
专利文献2日本特开2011-83214号公报
非专利文献
非专利文献1长谷川伦男等，“気中微生物リアルタイム検出技術とその応用(气体中微生物实时检测技术及其应用)”，株式会社山武，azbil Technical Review(阿自倍尔技术综述)2009年12月号，第2-7页，2009年
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的之一在于，提供一种能够正确地检测粒子的粒子检测装置以及粒子检测方法。
用于解决课题的手段
根据本发明的形态，提供一种粒子检测装置，其具有：(a)壳体；(b)配置于壳体的内部的腔室；(c)样品导入路径，所述样品导入路径用于将包含粒子的流体从设置于壳体的第一导入口导入到所述腔室内；(d)调整机构，所述调整机构通过调整用路径将去除了粒子的流体供给到腔室内，对腔室内的流体的状态进行调整，所述调整用路径从设置于壳体的与第一导入口不同的第二导入口连通到腔室；以及(e)检测机构，所述检测机构将光照射于腔室内的流体，对流体中包含的粒子进行检测。
又，根据本发明的形态，提供一种粒子检测方法，包括：(a)通过样品导入流路将包含粒子的流体从设置于壳体的第一导入口导入到配置于壳体的内部的腔室内的步骤；(b)通过调整用路径将去除了粒子的流体供给到腔室内，对腔室内的流体的状态进行调整的步骤，所述调整用路径从设置于壳体的与第一导入口不同的第二导入口连通到腔室；以及(c)将光照射于腔室内的流体，对流体中包含的粒子进行检测的步骤。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够正确地检测粒子的粒子检测装置以及粒子检测方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施形态所涉及的粒子检测装置的示意图。
图2是本发明的比较例所涉及的粒子检测装置的示意图。
图3是本发明的第二实施形态所涉及的粒子检测装置的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施形态进行说明。在下面的附图的记载中，相同或者类似的部分用相同或者类似的符号表示。但是，附图是示意性的图。因此，具体的尺寸等应该对照以下的说明进行判断。又，附图之间当然也包括彼此的尺寸关系、比例不同的部分。
(第一实施形态)
第一实施形态所涉及的粒子检测装置如图1所示，包括：壳体1；配置于壳体1的内部的腔室2；设置于腔室2的导入喷嘴21；样品导入路径3，所述样品导入路径3连接设置于壳体1的第一导入口11和设置于腔室2的导入喷嘴21，用于将包含粒子的流体导入腔室2内；调整机构5，所述调整机构5通过调整用路径4向腔室2内供给去除了粒子的流体，所述调整用路径4从设置于壳体1的与第一导入口11不同的第二导入口12连通到腔室2；以及检测机构23，所述检测机构23将光照射于从导入喷嘴21喷出的流体，对流体中包含的粒子进行检测。
壳体1的形状是任意的。可以使用金属以及树脂等作为壳体1的材料，但是不限定于这些。腔室2的形状以及材料是任意的。但是，腔室2优选为具有耐压性。样品导入路径3具有例如由金属以及树脂等构成的导管。
在腔室2中与导入喷嘴21相对地设置有排出管嘴22。又，在壳体1中还设置有排出口13和排出路径6，所述排出路径6连接腔室2的排出管嘴22和壳体1的排出口13，用于将腔室2内的流体排出到壳体1的外部。排出路径6具有例如由金属以及树脂等构成的导管。排出路径6中设置有作为排风机的排风泵62。
通过排风泵62被从壳体1的第一导入口11吸引来的壳体1外部的气体等的流体经过样品导入路径3以及导入喷嘴21被喷出到腔室2内。被喷出到腔室2内的流体经过与导入喷嘴21相对地设置的排出管嘴22被从腔室2排出，进一步经过排出路径6从设置于壳体1的排出口13被排出到壳体1的外部。
检测机构23将光照射于在导入喷嘴21和排出管嘴22之间形成的气流等流体的流动，例如，通过对由流体中包含的粒子产生的散射光进行检测，检测出粒子的数量。或者，检测机构23通过对流体中包含的粒子发出的荧光进行检测，检测出被从第一导入口11导入到腔室2内的流体中包含的粒子的数量。进一步地，检测机构23用每单位时间检测到的粒子的数量除以每单位时间从第一导入口11吸引到的流体的体积，计算出流体中的粒子的浓度。
在此，粒子包括：包含微生物等的生物物质、化学物质、尘土、粉尘以及灰尘等的尘埃等。作为微生物的例子，包含细菌以及真菌。作为细菌的例子，列举有革兰氏阴性菌以及革兰氏阳性菌。作为革兰氏阴性菌的一例，列举有大肠杆菌。作为革兰氏阳性菌的例子，列举有表皮葡萄球菌、枯草杆菌芽孢、微球菌以及棒状杆菌。作为真菌的例子，列举有黑霉菌等曲霉。但是，微生物不限定于此。
如果在流体中包含有微生物等荧光性粒子的话，则粒子被光照射到会发出荧光。微生物中包含的核黄素(riboflavin)、黄素单核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NAD(P)H)、吡哆胺(pyridoxamine)、5′-磷酸吡哆醛(pyridoxal-5'-phosphate)、吡哆醇(pyridoxine)、色氨酸(tryptophan)、酪氨酸(tyrosine)以及苯基丙氨酸(phenylalanine)等会发出荧光。
例如，存在有粒子检测装置被配置在超净间等中的情况下，从壳体1上设置的排出口13向壳体1外排出的流体中最好不包含粒子的情况。在该情况下，也可以在排出路径6中设置例如HEPA过滤器(高效空气过滤器)等的排风过滤器61。
在腔室2的导入喷嘴21中，流体的截面积被收紧，流速增加，压力降低。因此，在形成于导入喷嘴21和排出管嘴22之间的流体的流动的周围会产生对流。又，由于腔室2内的压力降低，来自排出管嘴22的流体的排出有时无法顺利进行。如果腔室2内产生对流，或腔室2内的压力下降的话，则粒子就会滞留在腔室2内部。如果粒子滞留在腔室2内部，则由于检测机构23对相同的粒子进行多次检测，因此就难以正确地检测出流体的每单位体积中包含的粒子的数量。
对此，第一实施形态所涉及的粒子检测装置具有调整机构5，所述调整机构5通过调整用路径4将去除了粒子的流体供给到腔室2内，对腔室2的压力进行加压等，或对腔室2内的流体进行整流，从而调整腔室2内的流体的状态，所述调整用路径4从设置于壳体1的与第一导入口11不同的第二导入口12连通到腔室2。由此，就能够将包含粒子的流体从排出管嘴22顺利地排出。
调整用路径4具有例如由金属以及树脂等构成的导管。调整用路径4上例如设置有第一过滤器51、调整泵52、流量计53以及第二过滤器54。通过调整泵52，从第二导入口12吸引到的壳体1外部的流体中包含的粒子通过第一过滤器51以及第二过滤器54被去除。流量计53例如对每单位时间通过调整泵52被供给到腔室2的、去除了粒子的流体的体积等流量进行测量。
在此，在本发明的参考例中，如图2所示，在壳体1中设置有单一的导入口111，在连接于单一的导入口111的共同路径103上，连接有调整机构105的调整用路径104和样品导入路径3。调整泵152将流体的一部分从共同路径103吸引至调整用路径104，吸引到的流体中包含的粒子通过第一过滤器151以及第二过滤器154被去除。去除了粒子的流体为了对腔室2内的压力进行加压等调整而被供给到腔室2。
检测机构123用每单位时间检测到的粒子的数量除以每单位时间被吸引到样品导入路径3的流体的体积，计算出流体中的粒子的浓度。例如，每单位时间有40L的流体被从单一导入口111吸引，在分歧点200，10L的流体被分配给调整用路径104，30L的流体被分配给样品导入路径3。在该情况下，检测机构123用每单位时间检测到的粒子的数量除以分配给样品导入路径3的流体的体积、即30L，计算出粒子的浓度。
但是，在分歧点200，去到调整用路径104的粒子的数量与去到样品导入路径3的粒子的数量的比不一定和被分配给调整用路径104的流体的体积与被分配给样品导入路径3的流体的体积的比一致。例如，在每单位时间有10L的流体被分配给调整用路径104、每单位时间有30L的流体被分配给样品导入路径3的情况下，被分配给调整用路径104的流体的体积与不分配给样品导入路径3的流体的体积的比是1:3。但是，在分歧点200，如果共同路径103和样品导入路径3被配置在直线上的话，则具有粒子由于惯性力，相比于调整用路径104更多地流动到样品导入路径3的倾向。因此，本发明的发明者发现，如果用检测机构123检测到的粒子的数量除以被分配给样品导入路径3的流体的体积，从而计算出流体中的粒子的浓度的话，就会比实际的浓度要高。
对此，在图1中示出的实施形态所涉及的粒子检测装置中，调整用路径4不从样品导入路径3分支，用于腔室2内的压力调整的流体被从设置于壳体1的与第一导入口11不同的第二导入口12吸引。因此，由于调整用路径4与样品导入路径3相独立，调整用路径4没有从样品导入路径3分支等，所以即使检测机构123用每单位时间检测到的粒子的数量除以每单位时间被从第一导入口11吸引并流过样品导入路径3的流体的体积，从而计算出流体中的粒子的浓度，也不会产生误差。因此，根据第一实施形态所涉及的粒子检测装置，就能够正确地检测出流体中包含的粒子的数量或浓度。
(第二实施形态)
第二实施形态所涉及的粒子检测装置的调整机构5如图3所示，具有对作为流体的气体进行压缩的压缩机55。作为从压缩机55送出的加压流体的压缩气体经过第一过滤器51、调压器56、控制阀57以及第二过滤器54，被送入腔室2内。第一过滤器51、调压器56、控制阀57以及第二过滤器54被设置于通过第二导入口12的调整用路径4。
旁路路径71在调整用路径4的调压器56以及控制阀57之间的部分70进行分支，旁路路径71合流于排出路径6。第一过滤器51以及第二过滤器54将压缩气体中包含的粒子去除。调压器56调节被供给到腔室2内的压缩气体的压力。控制阀57对被分配到调整用路径4和旁路路径71的压缩气体的分配比进行调整。
在旁路路径71和排出路径6的合流部配置有喷射器63。压缩气体被从旁路路径71供给到喷射器63，由此，喷射器63吸引腔室2内的流体。根据第二实施形态所涉及的粒子检测装置，由于通过压缩机55，使得向腔室2内部的压缩气体的供给和从腔室2内部的排气双方都能够进行，因此能够实现装置的简化和能量消耗的降低等。
(其他实施形态)
如上所述，根据实施形态对本发明进行了记载，但是，不应该理解为构成该公开的一部分的记述以及附图限制了该发明。根据该公开，各种各样的代替实施形态、实施例以及运用技术对于本领域技术人员来说应该是很明显的。例如，图1以及图3中示出的检测机构23也可以通过测量通过两条激光光线之间的粒子的飞行时间，来计算出粒子的空气动力学直径。这样一来，应该理解本发明包含了在此处没有记载的各种各样的实施形态等。
符号说明
1 壳体
2 腔室
3 样品导入路径
4 调整用路径
5 调整机构
6 排出路径
11 第一导入口
12 第二导入口
13 排出口
21 导入喷嘴
22 排出管嘴
23 检测机构
51 第一过滤器
52 调整泵
53 流量计
54 第二过滤器
55 压缩机
56 调压器
57 控制阀
61 排风过滤器
62 排风泵
63 喷射器
70 部分
71 旁路路径
103 共同路径
104 调整用路径
105 调整机构
111 导入口
123 检测机构
151 第一过滤器
152 调整泵
154 第二过滤器
200 分歧点。
Claims (18)
1.一种粒子检测装置，其特征在于，具有：
壳体；
配置于所述壳体的内部的腔室；
样品导入路径，所述样品导入路径用于将包含粒子的流体从设置于所述壳体的第一导入口导入到所述腔室内；
调整机构，所述调整机构通过调整用路径将去除了粒子的流体供给到所述腔室内，对所述腔室内的流体的状态进行调整，所述调整用路径从设置于所述壳体的与所述第一导入口不同的第二导入口连通到所述腔室；以及
检测机构，所述检测机构将光照射于所述腔室内的所述流体，对所述流体中包含的粒子进行检测。
2.如权利要求1所记载的粒子检测装置，其特征在于，
所述检测机构对从所述第一导入口导入到所述腔室内的流体的每单位体积的所述粒子的数量进行检测。
3.如权利要求1或2所记载的粒子检测装置，其特征在于，所述调整机构具有：
用于将所述流体供给到所述腔室内的调整泵；和
用于去除所述流体中包含的粒子的过滤器。
4.如权利要求1至3中的任意一项所记载的粒子检测装置，其特征在于，还具有：
被设置于所述腔室的、与所述样品导入路径连接的导入喷嘴；
在所述腔室中与所述导入喷嘴相对地设置的排出管嘴；以及
排出路径，所述排出路径连接设置于所述壳体的排出口和所述排出管嘴，用于将所述腔室内的流体排出到所述壳体的外部。
5.如权利要求4所记载的粒子检测装置，其特征在于，
还具有旁路路径，所述旁路路径从所述调整用路径分支出来，并与所述排出路径合流，
在所述旁路路径和所述排出路径的合流部配置有喷射器，
通过从所述旁路路径向所述喷射器供给加压流体，所述喷射器对所述腔室内的流体进行吸引。
6.如权利要求1至5中的任意一项所记载的粒子检测装置，其特征在于，
所述调整机构对所述腔室内的压力进行调整。
7.如权利要求1至6中的任意一项所记载的粒子检测装置，其特征在于，
所述调整机构对所述腔室内进行整流。
8.如权利要求1至7中的任意一项所记载的粒子检测装置，其特征在于，
所述检测机构对由所述粒子产生的散射光进行检测。
9.如权利要求1至8中的任意一项所记载的粒子检测装置，其特征在于，
所述检测机构对所述粒子发出的荧光进行检测。
10.一种粒子检测方法，其特征在于，包括：
通过样品导入路径将包含粒子的流体从设置于壳体的第一导入口导入到配置于所述壳体的内部的腔室内的步骤；
通过调整用路径将去除了粒子的流体供给到所述腔室内，对所述腔室内的流体的状态进行调整的步骤，所述调整用路径从设置于所述壳体的与所述第一导入口不同的第二导入口连通到所述腔室；以及
将光照射于所述腔室内的所述流体，对所述流体中包含的粒子进行检测的步骤。
11.如权利要求10所记载的粒子检测方法，其特征在于，
在对所述流体中包含的粒子进行检测的步骤中，对从所述第一导入口导入到所述腔室内的流体的每单位体积的所述粒子的数量进行检测。
12.如权利要求10或11所记载的粒子检测方法，其特征在于，
在通过所述调整用路径将去除了粒子的流体供给到所述腔室内的步骤中，使用调整泵，
在所述调整用路径上设置用于去除所述粒子的过滤器。
13.如权利要求10至12中的任意一项所记载的粒子检测方法，其特征在于，
在所述腔室设置连接于所述样品导入路径的导入喷嘴，
所述粒子检测方法还包括通过排出路径将所述腔室内的流体排出到所述壳体的外部的步骤，所述排出路径连接在所述腔室中与所述导入喷嘴相对地设置的排出管嘴和设置于所述壳体的排出口。
14.如权利要求13所记载的粒子检测方法，其特征在于，还包括：
将加压流体供给到旁路路径的步骤，所述旁路路径从所述调整用路径分支出来，通过喷射器与所述排出路径合流；以及
所述喷射器吸引所述腔室内的流体的步骤。
15.如权利要求10至14中的任意一项所记载的粒子检测方法，其特征在于，
在对所述腔室内的流体的状态进行调整的步骤中，调整所述腔室内的压力。
16.如权利要求10至15中的任意一项所记载的粒子检测方法，其特征在于，
在对所述腔室内的流体的状态进行调整的步骤中，对所述腔室内进行整流。
17.如权利要求10至16中的任意一项所记载的粒子检测方法，其特征在于，
在对所述粒子进行检测的步骤中，对由所述粒子产生的散射光进行检测。
18.如权利要求10至17中的任意一项所记载的粒子检测方法，其特征在于，
在对所述粒子进行检测的步骤中，对所述粒子发出的荧光进行检测。
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