CN110573855B - 粒子测量装置和粒子测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能高精度地测量粒径的粒子测量装置和粒子测量方法。流动池(1)包括试样流体的流道(1a)。照射光学系统(3)用来自光源(2)的光照射流道(1a)内的试样流体。拍摄部(4)从流道(1a)的延长方向拍摄来自所述光通过的流道(1a)内的检测区域中的粒子的散射光。粒径确定部(23)根据由拍摄部(4)以规定的帧率拍摄到的粒子的多个静止图像，确定由布朗运动引起的粒子的二维方向的移动量，并根据二维方向的移动量确定粒子的粒径。

Description

粒子测量装置和粒子测量方法
技术领域
本发明涉及粒子测量装置和粒子测量方法。
背景技术
利用光散射现象的粒子计数器广为人知。可是，光散射现象依赖溶剂与溶质(粒子)的相对折射率。因此，例如如果使用利用水(折射率：1.33)中的聚苯乙烯乳胶粒子(PSL粒子，折射率：1.59)校正过的粒子计数器，测量水中的粒径30nm的金胶体粒子(折射率：0.467-i2.41(光源波长532nm的情况))，则其粒径被评价为约75nm。
另一方面，提出有如下的一种粒子测量方法：着眼于从斯托克斯-爱因斯坦公式求出的、由布朗运动引起的粒子移动量(位移量)，根据测量出的移动量求出粒径粒子测量。在该测量方法中，使用直线形状的流动池，利用拍摄部，从与试样流体的流动方向垂直的方向，以规定的时间间隔拍摄试样流体。此外，通过分析所述拍摄图像，根据粒子的由布朗运动引起的粒子移动量，求出粒径(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：国际公开第2016/159131号
在所述的粒子测量方法中，相对于试样流体的流动方向，从大致垂直方向拍摄试样流体。因此，在拍摄图像中除了由布朗运动引起的移动量以外，还包含试样流体的流速引起的移动量。因此，为了确定由布朗运动引起的粒子的移动量，必须从试样流体的流动方向上的粒子移动量减去试样流体的流速引起的移动量。可是，准确把握流动池内的准确流速分布并不容易。因此，由布朗运动引起的粒子的移动量、进而粒径的测量值容易产生误差。
发明内容
本发明是鉴于所述的问题而做出的发明，本发明的目的是提供能够高精度地测量粒径及每个粒径的个数浓度的粒子测量装置和粒子测量方法。
本发明的粒子测量装置，其包括：流动池，包括试样流体的流道，所述试样流体包含粒子；光源，输出光；照射光学系统，用来自所述光源的所述光照射所述流道中的所述试样流体；第一拍摄部，在所述流道的延长方向上，从与所述试样流体的流动方向正对的位置或与所述试样流体的流动方向相反的位置拍摄来自所述光通过的所述流道内的检测区域中的所述粒子的散射光；以及粒径确定部，根据由所述第一拍摄部以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像，确定由布朗运动引起的所述粒子在与所述试样流体的流动方向垂直的平面上的二维方向的移动量，并根据所述二维方向的移动量确定所述粒子的粒径。
本发明的粒子测量装置包括：流动池，包括试样流体的流道，所述试样流体包含粒子；光源，输出光；照射光学系统，用来自所述光源的所述光照射所述流道中的所述试样流体；第一拍摄部；以及粒径确定部，所述第一拍摄部从与检测区域中的流体的流动方向正对的位置拍摄来自所述光通过的、距所述流道的弯曲位置为流速中的与所述流道垂直的弯曲方向的流速成分在平均流速的1％以上的范围内的所述检测区域中的所述粒子的散射光，所述粒径确定部根据由所述第一拍摄部以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像以及所述检测区域中的所述试样流体在与流动方向垂直的平面上的二维方向的流速成分，确定由布朗运动引起的所述粒子的所述二维方向的移动量，根据所述二维方向的移动量确定所述粒子的粒径，当确定所述粒子的所述粒径时进行去除流体运动对所述二维方向的粒子的移动量的影响的修正。
本发明的粒子测量方法，其包括：向由流动池形成的流道中的试样流体照射来自光源的光；在所述流道的延长方向上，从与所述试样流体的流动方向正对的位置或与所述试样流体的流动方向相反的位置拍摄来自所述光通过的所述流道内的检测区域中的粒子的散射光；根据以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像，确定由布朗运动引起的所述粒子在与所述试样流体的流动方向垂直的平面上的二维方向的移动量，根据所述二维方向的移动量确定所述粒子的粒径。
按照本发明，能够得到能高精度地测量粒径的粒子测量装置和粒子测量方法。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的粒子测量装置的光学结构的立体图。
图2是图1所示的粒子测量装置的侧视图。
图3是表示本发明实施方式1的粒子测量装置的电气结构的框图。
图4是对在实施方式1中通过拍摄部4观测到的X-Z平面上的粒子的布朗运动进行说明的图。
图5是表示本发明实施方式2的粒子测量装置的光学结构的立体图。
图6是表示本发明实施方式2的粒子测量装置的电气结构的框图。
图7是对在实施方式2中通过拍摄部61观测到的X-Y平面上的粒子的布朗运动进行说明的图。
图8是对实施方式3的粒子测量装置的流道的结构进行说明的立体图。
图9是对在实施方式3中使用的二维方向的流速分布进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1的粒子测量装置的光学结构的立体图。图2是图1所示的粒子测量装置的侧视图。
在图1中，流动池1弯曲成L形。流动池1包括直线状且流过试样流体的第一流道1a(图1中的Y方向)以及第二流道1b(图1的Z方向)。第一流道1a的断面(平行于X-Z平面的断面)的形状，例如为1mm×1mm程度的矩形。第二流道1b的断面(平行于X-Y平面的断面)也是例如矩形形状。例如，流动池1是合成石英制品或蓝宝石制品。另外，只要具有L形的弯曲部分，流动池1也可以是曲柄形或者コ形等形状。
光源2是例如射出激光等照射光的光源。照射光学系统3从与第一流道1a的试样流体的行进方向(图1中的Y方向)垂直的方向(图1中的X方向)，用从光源2射出且整形为规定的形状的激光照射试样流体。
拍摄部4(第一拍摄部)具备CCD(电荷耦合器件(Charge Coupled Device))或者CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor))传感器等图像传感器。使用所述图像传感器，根据来自激光通过的第一流道1a内的检测区域中的粒子的散射光，在第一流道1a的延长方向上，从与流体的流动方向正对的位置，由拍摄部4拍摄粒子。在本发明的实施方式1中，以将试样流体的流向从第一流道1a(Y方向)变更为第二流道1b(Z方向)的方式，将流动池1弯曲成L形。但是，试样流体的流向不限于此。例如，也可以使试样流体的流体流从第二流道1b(Z方向)变更到第一流道1a(Y方向)。在该情况下，拍摄部4从与第一流道1a的检测区域内的流动方向相反的位置进行拍摄。
聚光光学系统5将来自激光通过的第一流道1a内的检测区域中的粒子的散射光会聚到拍摄部4的图像传感器。聚光光学系统5例如由球面透镜或者非球面透镜构成。聚光光学系统5具有第一流道1a的检测区域内的流体的流体流的延长方向(图1中的Y方向)的光轴。此外，所述光轴通过检测区域的中心和拍摄部的图像传感器的中心。即，“检测区域”是激光与由聚光光学系统5向所述图像传感器上聚光的范围交叉的区域。在此，作为检测区域，优选的是拍摄部4和聚光光学系统5的景深大于所述的光轴方向上的激光的宽度。
另外，如图2所示，在位于所述的检测区域和聚光光学系统5之间的流动池1的内壁上形成有球面状的凹部1c(凹透镜形状)。通过这样做，可以使从检测区域到球面(凹部1c)的距离大致成为球面的曲率半径。其结果，可以抑制从检测区域入射到流动池1的内壁的散射光的折射。此外，可以容易地提高X-Z平面上的移动量的测量精度。另外，取代设置凹部1c，也可以通过计算处理进行修正。
图3是表示本发明实施方式1的粒子测量装置的电气结构的框图。在图3中，信号处理部11从拍摄部4取得拍摄图像。根据所述拍摄图像，信号处理部11计算所述的粒子的粒径、每个粒径的个数浓度和粒子的折射率等。
信号处理部11包括图像取得部21、粒子移动量确定部22和粒径确定部23。
图像取得部21从拍摄部4取得由拍摄部4以例如30(fps)等规定的帧率(framerate)(构成动态图像的静止图像的每单位时间的拍摄数量，例如单位为fps：frames persecond(帧每秒))拍摄到的多个帧(静止图像)。
粒子移动量确定部22在各帧中确定粒子。此外，粒子移动量确定部22进行各帧中的同一粒子的关联和移动量的确定。此外，粒子移动量确定部22在确定了是粒子的情况下，将图像信息向散射光强度确定部31发送。
粒子移动量确定部22例如将1帧前的帧(静止图像)中的粒子的位置作为基点，在当前帧中搜索距基点规定范围内的粒子。在所述规定范围内发现的粒子，被确定为与1帧前的粒子相同的粒子。由此，在多帧中，确定粒子的轨迹。其结果，确定由布朗运动引起的二维方向的各移动量x、z。
试样流体在第一流道1a内的检测区域附近，沿Y方向在层流状态下流动。因此，X-Z平面上几乎不存在试样流体的流速引起的移动量。因此，粒子移动量确定部22能够无需修正依赖于试样流体的流速的粒子的移动量地观测布朗运动。
对于各粒子，粒径确定部23根据帧率和所述二维方向的各移动量x、z，确定粒子的粒径d。
例如，粒径确定部23根据下述公式，确定扩散系数D。在此，t是用帧率规定的时间间隔。
D＝＜x2+z2＞/(4·t)
在此，＜a＞表示a的平均。
即，粒径确定部23根据构成拍摄的时间顺序的N个帧(静止图像)中的粒子的位置，确定与连续的两个帧之间的粒子的X方向和Z方向的移动量对应的实际的移动量。通过这样做，计算最大(N-1)个的X方向的移动量x的平方与Z方向的移动量z的平方之和的平均，将该平均作为＜x2+z2＞。
此外，粒径确定部23根据下述公式(斯托克斯-爱因斯坦公式)，确定粒径d。
d＝kB·T/(3π·η·D)
在此，kB为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，η是试样流体的粘性系数。
图4是对在实施方式1中由拍摄部4观测到的X-Z平面上的粒子的布朗运动进行说明的图。在此，图示了在检测区域中拍摄了3个粒子的情况。图4是表示在各个粒子中用直线连接在各帧中被确定了的粒子的位置得到的、由布朗运动引起的移动量的轨迹的图。各直线的长度代表每个帧的移动量。如上所述，在观测到X-Z平面上的粒子的布朗运动的情况下，无需修正依赖于试样流体的流速的粒子的移动量即可。
此外，信号处理部11包括散射光强度确定部31，所述散射光强度确定部31用于确定被追踪的各粒子的散射光形成的轨迹的代表性亮度值。
散射光强度确定部31取得在粒子移动量确定部22中确定了是粒子的情况下发送的图像信息。通过对在所述的轨迹上的各测量点得到的亮度的平均值或同一粒子的最大亮度值使用二值化的面积修正等适当的方法，由散射光强度确定部31确定粒子的散射光强度相当值。
分析部35根据由粒径确定部23确定的粒径，计算每个粒径的个数浓度。此外，分析部35根据按每个粒子由粒径确定部23确定的基于扩散系数的粒径以及由散射光强度确定部31确定的散射光强度相当值，对每个粒子分析粒子的特性。例如，可以将具有已知的粒径且能够大致视为单一粒径的粒子，作为试样粒子使用。在这样的粒子中例如有聚苯乙烯乳胶粒子。也可以将这样的粒子作为试样粒子，预先求出已知的粒径与相对于已知折射率的相对的散射光强度的关系。通过这样做，能够确定粒子的折射率，或者，能够区分粒子和气泡。此外，将这些结果向未图示的例如存储部、显示部或外部输出装置输出。
接下来，说明实施方式1的粒子测量装置的动作。
如果粒子测量装置开始动作，则光源2点亮。而后，照射光学系统3用来自光源2的激光照射由流动池1形成的第一流道1a中的试样流体。拍摄部4根据来自激光通过的第一流道1a内的检测区域中的粒子的散射光，拍摄粒子。此时，从与第一流道1a的流体流的延长方向(图1中的Y方向)正对的位置，通过聚光光学系统5，由拍摄部4拍摄通过了流动池1的形成有球面状的凹部1c(凹透镜)的弯曲部分的散射光。
此外，信号处理部11从拍摄部4取得拍摄图像。此外，如上所述，根据以规定的帧率(fps)拍摄到的粒子的多个帧(静止图像)，由信号处理部11确定由布朗运动引起的粒子的二维方向的各移动量x、z。此外，信号处理部11根据所述帧率(fps)和二维方向的各移动量x、z，确定粒子的粒径和代表性的散射光强度相当值。通过这样做，例如可以测量每个粒径的个数浓度或者粒子的折射率。
如上所述，按照所述实施方式1，流动池1包括试样流体的流道1a。照射光学系统3用来自光源2的光照射流道1a中的试样流体。拍摄部4从流道1a的延长方向拍摄来自所述的光通过的流道1a内的检测区域中的粒子的散射光。粒径确定部23根据由拍摄部4以规定的帧率拍摄到的粒子的多个静止图像，确定由布朗运动引起的粒子的二维方向的移动量。由粒径确定部23根据被确定了的二维方向的移动量，确定粒子的粒径。
由此，高精度地测量试样流体内的粒子的粒径。
即，试样流体在第一流道1a的检测区域附近，沿Y方向在层流状态下流动。其结果，粒子从第一流道1a的延长方向被拍摄。因此，在X-Z平面上几乎观测不到试样流体的流速引起的移动量。因此，无需进行依赖于试样流体的流速的粒子的移动量的修正。其结果，能够高精度地测量粒子的移动量，进而能够高精度地测量粒径。
此外，在以往例子中，从垂直于试样流体的流动方向的方向拍摄粒子运动。拍摄系统的光轴方向的有效深度依赖于受光系统的景深。因此，作为结果，难以确定粒子的检测区域。在本发明中，拍摄系统的景深不影响粒子的检测区域的确定。因此，粒子的检测区域的确定变得容易。其结果，能够高精度地测量粒径和个数浓度。
实施方式2
图5是表示本发明实施方式2的粒子测量装置的光学结构的立体图。图6是表示本发明实施方式2的粒子测量装置的电气结构的框图。
如图5和图6所示，实施方式2的粒子测量装置还包括拍摄部61(第二拍摄部)、聚光光学系统62、图像取得部71和粒子移动量确定部72。
拍摄部61包括CCD或者CMOS等图像传感器。此外，拍摄部61使用所述图像传感器，根据来自所述的检测区域中的粒子的散射光，从与第一流道1a的检测区域内的流体的流动方向(图5中的Y方向)垂直的方向(图5中的Z方向)拍摄粒子。
拍摄部4和拍摄部61理想的是具有相同的帧率(例如30帧/秒)并且可以彼此同步地切换帧。但是，拍摄部4和拍摄部61的方式不限于此。例如，只要能够使每帧(静止图像)的拍摄时刻一致，可以使用任意的拍摄部4和拍摄部61。
图像取得部71从拍摄部61取得由拍摄部61拍摄到的多个帧。
粒子移动量确定部72在由图像取得部71取得的各帧中检测检测区域内的粒子。此外，由粒子移动量确定部72确定各帧中的二维方向(X-Y平面)的粒子的位置。通过这样做，粒子移动量确定部72确定各移动量x、y。
在实施方式2中，粒径确定部23根据由粒子移动量确定部22确定的二维方向(X-Z平面)的各移动量x、z以及由粒子移动量确定部72确定的二维方向(X-Y平面)的各移动量x、y，确定由布朗运动引起的粒子的三维方向的各移动量x、y、z，由此确定粒子的粒径d。
例如，粒径确定部23根据下述公式，确定扩散系数D。在此，t是用帧率规定的时间间隔。
D＝＜x2+y2+z2＞/(6·t)
即，粒径确定部23根据拍摄时间顺序的N个拍摄图像中的粒子的位置，确定连续的两个拍摄图像之间的粒子的X方向、Y方向和Z方向的移动量(实际的距离)，并计算(N-1)个的X方向的移动量x的平方、Y方向的移动量y的平方和Z方向的移动量z的平方之和的平均，将该平均作为＜x2+y2+z2＞。
而后，粒径确定部23根据所述的斯托克斯-爱因斯坦公式，确定粒径d。
另外，例如在拍摄部4和拍摄部61拍摄到的帧中，有时会检测到多个粒子。在该情况下，粒径确定部23将在由拍摄部4拍摄的平面(X-Z平面)和由拍摄部61拍摄的平面(X-Y平面)上，在共同的方向(在此为X方向)上的移动量一致的粒子的像，确定为拍摄一个粒子得到的粒子的像。
此时，与实施方式1同样地，粒径确定部23将从拍摄部4的帧(静止图像)得到的X方向的移动量原状作为由布朗运动引起的X方向的移动量处理，将从拍摄部4的帧得到的Z方向的移动量原状作为由布朗运动引起的Z方向的移动量处理。另一方面，粒径确定部23通过从由拍摄部61的拍摄图像得到的Y方向的移动量减去试样流体的流速引起的移动量，确定由布朗运动引起的Y方向的移动量。
图7是对在实施方式2中由拍摄部61观测到的X-Y平面上的粒子的布朗运动进行说明的图。图7的(a)表示了规定帧数中的粒子的移动量的轨迹。图7的(b)表示试样流体的Y方向上的流速分布。图7的(c)表示规定帧数中的粒子的由布朗运动引起的移动量的轨迹。
例如可以通过对流速模型(模拟)进行拟合或者通过预先试验进行测量来确定试样流体的流速分布。第一流道1a的检测区域中的试样流体的Y方向的流速分布，例如如图7的(b)所示。试样流体的移动量在检测区域的中央最大，而且随着远离中央而变小。此外，根据所述流速分布和X方向上的粒子的位置，确定Y方向的试样流体的流速引起的移动量。例如，通过从由拍摄图像得到的Y方向的粒子的移动量减去试样流体的流速引起的移动量，来确定X-Y平面上的粒子的由布朗运动引起的二维方向的各移动量x、y。
接下来，说明实施方式2的粒子测量装置的动作。
如果粒子测量装置开始动作，则光源2点亮。照射光学系统3用来自光源2的激光照射流动池1所包括的第一流道1a中的试样流体。拍摄部4根据来自激光通过的第一流道1a内的检测区域中的粒子的散射光，从与第一流道1a的流体的流动方向(图1中的Y方向)正对的位置拍摄粒子。并且同时，拍摄部61根据来自所述检测区域中的粒子的散射光，从与流道1a的流体的流动方向垂直的方向(图1中的Z方向)拍摄粒子。此时，拍摄部4和拍摄部61使帧彼此同步并以一定的帧率(fps)拍摄。
此外，信号处理部11从拍摄部4、拍摄部61取得拍摄图像。此外，如上所述，根据以规定的帧率(fps)拍摄到的粒子的多个帧(静止图像)，由信号处理部11确定由布朗运动引起的粒子的三维方向的各移动量x、y、z。通过这样做，可以根据三维方向的各移动量x、y、z，确定粒子的粒径。
另外，实施方式2的粒子测量装置的其它的结构和动作，与实施方式1相同。因此，省略其说明。
如上所述，按照所述实施方式2，拍摄部61根据来自光通过的第一流道1a内的检测区域中的粒子的散射光，从与第一流道1a的流体的流动方向垂直的方向拍摄粒子。粒径确定部23根据由拍摄部4以规定的帧率拍摄到的粒子的多个帧以及由拍摄部61以规定的帧率拍摄到的粒子的多个帧，确定由布朗运动引起的粒子的三维方向的移动量。此外，由粒径确定部23根据所述的三维方向的移动量和代表性散射光强度相当值，确定例如粒子的粒径、每个粒径的个数浓度或粒子的折射率。
由此，三维的移动量相当于真正的粒子的移动量。因此，能够以更高的精度测量试样流体内的粒子的粒径等。
实施方式3
图8是对实施方式3的粒子测量装置的流道的结构进行说明的立体图。图9是对在实施方式3中使用的二维方向的流速分布进行说明的图。
在实施方式3中，根据对纳维-斯托克斯方程进行直接计算的流体模拟，评价了流速分布。其目的是在弯曲为L形的流动池中流动的粒子的由布朗运动引起的移动量的检测中，验证是否应考虑试样流体的流速的影响。另外，所述流体模拟使用现有的方法实施。
在所述流体模拟中，计算了图8所示的具有弯曲为L形形状的流道中的流速分布。按以下的条件进行了作为成为流道的弯曲部的流入通道(Y方向)的第一流道81和作为流出通道(Z方向)的第二流道82的结合部附近的、流入通道侧的流速分布的模拟。即，第一流道81的断面是1mm×1mm的正方形。此外，第二流道82的断面是2.6mm×0.8mm的长方形。
此外，在所述模拟中，试样流体为密度1g/mL、粘度1mPa·s的非压缩性流体(水)。此外，所述试样流体的流量为0.3mL/min。另外，该情况下的第一流道81内的平均流速为5.0mm/s。
图9表示了从第一流道81与第二流道82的结合部的弯曲位置(图8中的Y＝0)，向第一流道81侧分别离开0.25mm、0.5mm和0.75mm的位置(在图8中，Y＝－0.25mm，－0.5mm，－0.75mm)处的第一流道81的断面(与第一流道81的轴向垂直的断面)内的二维流速矢量。图9的(a)表示0.25mm的情况，图9的(b)表示0.5mm的情况，图9的(c)表示0.75mm的情况。另外，所述断面内的二维流速矢量表示用面内的流速的最大值亦即面内平均流速5.0mm/s标准化了的大小。不论在哪个结果中，在第一流道81的中央附近都出现了与第一流道81垂直的弯曲方向(Z方向)的流速成分。此外可知，随着从第一流道81的弯曲部分离开，与第一流道81垂直的流速成分减少，即，形成有沿着第一流道81的流体流。根据所述模拟的结果可知，在作为第一流道81的宽度(图9中的X方向的宽度或Z方向的宽度)的1mm以上的从弯曲位置离开的位置，流速中的弯曲方向的流速成分，降低到不足平均流速的1％。
因此，在从流入通道方向(Y方向)观察图8所示的形状的L形流道的弯曲部分附近的粒子的布朗运动并从布朗运动确定粒子的粒径的过程中，优选的是考虑与第一流道81垂直的弯曲方向(图9中的Z方向)上的流速成分并进行修正。
在实施方式3中，根据所述认识，在所述的检测区域位于距流道的弯曲位置的规定范围(如上所述地距弯曲位置的距离小于1mm的范围)内的情况下，通过基于所述粒子测量装置的流道形状和试样流体的流体特性的所述的流体模拟，确定第一流道81内的所述检测区域的位置(即，沿图8中的第一流道81的Y方向上的位置)处的断面(图8中的X-Z平面)上的二维方向(X方向和Z方向)的试样流体的流速成分。
此外，在实施方式3中，与所述的拍摄部4同样的拍摄部83，从与检测区域中的流体的流动方向正对的位置拍摄来自所述检测区域中的粒子的散射光。此外，粒径确定部23根据由拍摄部83以规定的帧率拍摄到的粒子的多个静止图像以及通过流体模拟预先确定的检测区域中的二维方向的试样流体的流速成分，确定由布朗运动引起的粒子的二维方向的移动量。通过这样做，可以根据修正后的二维方向的移动量确定粒子的粒径。
具体地说，粒径确定部23根据构成拍摄的时间顺序的N个帧(静止图像)中的粒子的位置，确定与连续的两个帧之间的粒子的X方向和Z方向的移动量对应的实际的移动量。此外，通过从所述实际的移动量减去通过流体模拟预先确定的二维方向的试样流体的流速成分引起的移动量，由粒径确定部23确定由布朗运动引起的粒子的二维方向的移动量。此外，和实施方式1同样地，根据由布朗运动引起的粒子的二维方向的移动量，确定粒径。
另外，实施方式3的粒子测量装置的其它的结构和动作，与实施方式1或实施方式2相同。因此，省略其说明。
如上所述，按照所述实施方式3，即使在检测区域位于流道的弯曲部分附近的情况下，也能够准确地确定由布朗运动引起的粒子的二维方向的移动量，进而能够准确地确定粒径。
另外，针对所述实施方式的各种变形和修正，对本领域技术人员来说也是显而易见的。可以不脱离本实施方式的发明思想和技术范围且不弱化所意图的优点的情况下实施所述变形和修正。即，这样的变形和修正也包含在本实施方式的技术范围内。
例如，在实施方式1、2、3中，分析部35也可以按由粒径确定部23确定的每个粒径，计数具有所述粒径的粒子数，并计算个数浓度。在该情况下，可以进而由粒径确定部23计算每个任意的粒径区间的所述个数浓度的粒径分布。
工业实用性
本发明的粒子测量装置和粒子测量方法，例如能应用于试样流体所含的粒子的粒径或者每个粒径的个数浓度的测量。
附图标记说明：
1a 第一流道
1b 第二流道
2 光源
3 照射光学系统
4 拍摄部(第一拍摄部的一个例子)
22 粒子移动量确定部
23 粒径确定部
31 散射光强度确定部
35 分析部
61 拍摄部(第二拍摄部的一个例子)

Claims (9)

1.一种粒子测量装置，其特征在于，
所述粒子测量装置包括：
流动池，包括试样流体的流道，所述试样流体包含粒子；
光源，输出光；
照射光学系统，用来自所述光源的所述光照射所述流道中的所述试样流体；
第一拍摄部，在所述流道的延长方向上，从与所述试样流体的流动方向正对的位置或与所述试样流体的流动方向相反的位置拍摄来自所述光通过的所述流道内的检测区域中的所述粒子的散射光；以及
粒径确定部，根据由所述第一拍摄部以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像，确定由布朗运动引起的所述粒子在与所述试样流体的流动方向垂直的平面上的二维方向的移动量，并根据所述二维方向的移动量确定所述粒子的粒径。
2.根据权利要求1所述的粒子测量装置，其特征在于，
所述粒子测量装置还包括第二拍摄部，所述第二拍摄部从与所述流道的延长方向垂直的方向拍摄来自所述光通过的所述流道内的检测区域中的粒子的散射光，
所述粒径确定部根据由所述第一拍摄部以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像以及由所述第二拍摄部以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像，确定由布朗运动引起的所述粒子的三维方向的移动量，并根据所述三维方向的移动量确定所述粒子的粒径。
3.根据权利要求2所述的粒子测量装置，其特征在于，
所述第一拍摄部和所述第二拍摄部具有相同的帧率并彼此同步切换帧，
所述粒径确定部确定针对相同的粒子的由所述第一拍摄部拍摄到的静止图像以及由所述第二拍摄部拍摄到的静止图像，并确定由布朗运动引起的所述粒子的三维方向的移动量，并且根据所述三维方向的移动量确定所述粒子的粒径。
4.根据权利要求1所述的粒子测量装置，其特征在于，
所述粒子测量装置还包括：
散射光强度确定部，根据所述粒子的图像确定所述粒子的散射光强度相当值；以及
分析部，根据由所述粒径确定部确定的所述粒径以及由所述散射光强度确定部确定的散射光强度相当值，分析所述粒子的特性。
5.根据权利要求1所述的粒子测量装置，其特征在于，
所述流动池具有弯曲为L形的形状，
所述第一拍摄部从与所述检测区域中的流体的流动方向正对的位置进行拍摄。
6.根据权利要求5所述的粒子测量装置，其特征在于，
所述流动池在L形弯曲的部分具有球面状的凹部，
所述第一拍摄部通过所述凹部，拍摄来自所述检测区域中的所述粒子的散射光。
7.根据权利要求1所述的粒子测量装置，其特征在于，
所述粒子测量装置还包括分析部，所述分析部针对由所述粒径确定部确定的每个粒径，计数具有该粒径的粒子数量并计算个数浓度，并且计算每个任意的粒径区间的所述个数浓度的粒径分布。
8.一种粒子测量装置，其特征在于，
所述粒子测量装置包括：
流动池，包括试样流体的流道，所述试样流体包含粒子；
光源，输出光；
照射光学系统，用来自所述光源的所述光照射所述流道中的所述试样流体；
第一拍摄部；以及
粒径确定部，
所述第一拍摄部从与检测区域中的流体的流动方向正对的位置拍摄来自所述光通过的、距所述流道的弯曲位置为流速中的与所述流道垂直的弯曲方向的流速成分在平均流速的1％以上的范围内的所述检测区域中的所述粒子的散射光，
所述粒径确定部根据由所述第一拍摄部以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像以及所述检测区域中的所述试样流体在与流动方向垂直的平面上的二维方向的流速成分，确定由布朗运动引起的所述粒子的所述二维方向的移动量，根据所述二维方向的移动量确定所述粒子的粒径，当确定所述粒子的所述粒径时进行去除流体运动对所述二维方向的粒子的移动量的影响的修正。
9.一种粒子测量方法，其特征在于，
所述粒子测量方法包括：
用来自光源的光照射流动池所包括的流道内的试样流体；
在所述流道的延长方向上，从与所述试样流体的流动方向正对的位置或与所述试样流体的流动方向相反的位置拍摄来自所述光通过的所述流道内的检测区域中的粒子的散射光；
根据以规定的帧率拍摄到的所述粒子的多个静止图像，确定由布朗运动引起的所述粒子在与所述试样流体的流动方向垂直的平面上的二维方向的移动量，根据所述二维方向的移动量确定所述粒子的粒径。
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