JP2001330551A - Particle measuring instrument - Google Patents

Particle measuring instrument

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JP2001330551A
JP2001330551A JP2000152461A JP2000152461A JP2001330551A JP 2001330551 A JP2001330551 A JP 2001330551A JP 2000152461 A JP2000152461 A JP 2000152461A JP 2000152461 A JP2000152461 A JP 2000152461A JP 2001330551 A JP2001330551 A JP 2001330551A
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particle
scattered light
particles
diffracted
intensity distribution
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Japanese (ja)
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Takeshi Niwa
猛 丹羽
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle measuring instrument capable of highly accurately measuring the sizes of individual particles on a one-by-one basis without conducting calibration in particular, with a wide measurement range and with high resolution. SOLUTION: A measurement optical system (a condensing lens 3, a ring detector 4, a photomultiplier 5 for sideway scattering light detection, and a photomultiplier 6 for backward scattering light detection) is disposed to measure the space intensity distribution of diffracted/scattered light obtained by irradiating one particle in a flow cell 2 with a laser beam. A computation means (computer 11) is provided for finding the size of the particle from the intensity distribution of diffracted/scattered light. The diameter of the particle is found based on Mie's theory of scattering or Fraunhofer's theory of diffraction by using the refraction factor of the measured particles and that of a medium with the particles dispersed. This enables particle diameters to be measured with a wide measurement range and with high resolution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は粒子測定装置に関
し、更に詳しくは、懸濁液もしくはエアロゾル中の個々
の粒子の大きさを1個ずつ求めることのできる粒子測定
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a particle measuring device, and more particularly, to a particle measuring device capable of determining the size of individual particles in a suspension or aerosol one by one.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体ないしは気体中の粒子の存在の有無
を検出したり、加えてその個々の粒子の大きさを求める
ための装置として、従来、パーティクルカウンタやダス
トカウンタ等の装置が知られている。
2. Description of the Related Art As a device for detecting the presence or absence of particles in a liquid or a gas and for determining the size of each particle, devices such as a particle counter and a dust counter are known. I have.

【0003】この種の装置においては、一般に、被測定
粒子を含んだ懸濁液ないしはエアロゾルを試料セル中に
流し、その流れにレーザ光を照射するとともに、その流
れをシースフローあるいは微細流とすることによって、
照射されているレーザ光中をを1個ずつの試料が横切る
ようにし、その試料セルに近接して、例えばレーザ光の
進行方向の側方に一組の集光光学系並びに光センサを配
置して、レーザ光の被測定粒子による散乱光を検出する
ことによって、粒子の存在を検出し、あるいはその粒子
の大きさを検出するようにしている。また、検出精度を
向上させるため、レーザ光の進行方向に対する両側の側
方に一組ずつ集光光学系および光センサを配置したり、
あるいは側方の他に前方や後方に一組ずつ集光光学系お
よび光センサを配置し、各センサ出力の和や平均値を用
いて、同様に粒子の存在やその大きさを検出するように
したものも知られている(例えば特開昭63−1953
6号,特開昭61−35335号)。
In this type of apparatus, generally, a suspension or aerosol containing particles to be measured is flowed into a sample cell, and the flow is irradiated with laser light, and the flow is converted into a sheath flow or a fine flow. By
A sample is traversed in the irradiated laser light one by one, and a set of light-collecting optical system and an optical sensor are arranged close to the sample cell, for example, on the side in the traveling direction of the laser light. Then, by detecting the scattered light of the laser light by the particles to be measured, the presence of the particles is detected, or the size of the particles is detected. In addition, in order to improve the detection accuracy, one set of condensing optical systems and optical sensors are arranged on each side on both sides with respect to the traveling direction of the laser light,
Alternatively, a pair of condensing optical systems and optical sensors are arranged one by one in front and rear besides the side, and the presence and size of particles are similarly detected using the sum and average value of each sensor output. Also known are those described in, for example, JP-A-63-1953.
No. 6, JP-A-61-35335).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来のパーティクルカウンタ等においては、単に散乱
光の強度を測定するだけであるため、構造が簡単で低価
格ではあるものの、粒子の大きさの測定は、適宜箇所に
置かれた1個ないしはせいぜい2〜3個の光センサによ
る散乱光の検出強度の和に相関するとの仮定のもとに粒
子の概略の大きさを決定しているものであり、粒子分解
能が低く、また、10μm以上の粒子については殆ど粒
子径の分解能がなく、更にまた、キャリブレーションが
必要であり、しかも、キャリブレーションに用いた粒子
とは異なる粒子に対しては、その測定結果の信頼性が低
いという問題がある。
In the above-mentioned conventional particle counter, etc., since the intensity of scattered light is simply measured, the structure is simple and inexpensive, but the particle size is small. Is to determine the approximate size of the particles on the assumption that it is correlated with the sum of the detected intensities of scattered light by one or at most two or three optical sensors placed at appropriate places. For particles having a particle resolution of 10 μm or more, there is almost no resolution of the particle diameter, furthermore, calibration is required, and for particles different from the particles used for calibration, However, there is a problem that the reliability of the measurement result is low.

【0005】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、特にキャリブレーションを行うことなく、個々
の粒子1個ずつの大きさを広い測定範囲のもとに、か
つ、高い分解能のもとに高精度に測定することのできる
粒子測定装置の提供を目的としている。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it has been found that the size of each individual particle can be measured over a wide measurement range and with high resolution without performing calibration. Another object of the present invention is to provide a particle measuring device capable of measuring with high accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の粒子測定装置は、被測定粒子が液体もしく
は気体中に分散してなる懸濁液もくしはエアロゾルを通
過させるフローセルと、このフローセル中の粒子にレー
ザ光を照射するレーザ光照射光学系と、そのレーザ光の
照射により1個の粒子から得られる回折・散乱光の空間
強度分布を測定する測定光学系と、その測定光学系によ
り得られた回折・散乱光の空間強度分布から当該粒子の
大きさを求める演算手段を備えていることによって特徴
づけられる。
In order to achieve the above object, a particle measuring apparatus according to the present invention comprises a flow cell for passing a suspension or aerosol in which particles to be measured are dispersed in a liquid or a gas. A laser light irradiation optical system for irradiating the particles in the flow cell with laser light, a measurement optical system for measuring the spatial intensity distribution of diffraction / scattered light obtained from one particle by the irradiation of the laser light, and the measurement thereof It is characterized by having an arithmetic means for obtaining the size of the particle from the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light obtained by the optical system.

【0007】本発明は、粒子にレーザ光を照射して得ら
れる散乱光の強度からその粒子の大きさを求めるのでは
なく、1個の粒子による回折・散乱光の空間強度分布が
ミーの散乱理論ないしはフラウンホーファ回折理論に則
ることを利用して、その回折・散乱光の空間強度分布パ
ターンから個々の粒子の大きさを求めることで、所期の
目的を達成するものである。
The present invention does not determine the size of a particle from the intensity of the scattered light obtained by irradiating the particle with laser light, but the spatial intensity distribution of the diffracted and scattered light by one particle is Mie scattering. By utilizing the theory or the Fraunhofer diffraction theory, the size of each particle is obtained from the spatial intensity distribution pattern of the diffracted / scattered light, thereby achieving the intended purpose.

【0008】すなわち、ミーの散乱理論ないしはフラウ
ンホーファ回折理論は、粒子による回折・散乱光の空間
強度分布のパターンがその粒子の粒径に依存するという
ものであって、レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置に
適用されている理論である。このレーザ回折・散乱式粒
度分布測定装置においては、被測定粒子群を媒液もしく
は気体中に分散させて懸濁液もしくはエアロゾルとし、
その懸濁液もしくはエアロゾルにレーザ光を照射するこ
とによって得られる回折・散乱光、従って複数の粒子群
による回折・散乱光の空間強度分布を測定する。そし
て、その回折・散乱光の空間強度分布の測定結果から、
ミーの散乱理論ないしはフラウンホーファ回折理論に基
づく演算によって粒子群の粒度分布を求める。このミー
の散乱理論ないしはフラウンホーファ回折理論を適用し
たレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置においては、媒
体(液体もしくは気体)および被測定粒子の屈折率が判
れば、回折・散乱光の空間強度分布の測定結果から正確
な粒度分布を求めることができる。
That is, Mie's scattering theory or Fraunhofer diffraction theory is that the pattern of the spatial intensity distribution of the diffraction / scattered light by a particle depends on the particle size of the particle. This is the theory applied to the device. In this laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device, the particles to be measured are dispersed in a medium or gas to form a suspension or an aerosol,
The spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light obtained by irradiating the suspension or the aerosol with laser light, that is, the diffracted / scattered light by a plurality of particle groups is measured. And from the measurement result of the spatial intensity distribution of the diffraction and scattered light,
The particle size distribution of the particle group is obtained by calculation based on Mie's scattering theory or Fraunhofer diffraction theory. In a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus to which Mie's scattering theory or Fraunhofer diffraction theory is applied, if the refractive index of a medium (liquid or gas) and a particle to be measured is known, the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light is determined. An accurate particle size distribution can be obtained from the measurement results.

【0009】本発明は、粒子群の粒度分布ではなく、粒
子の個々の大きさを、粒子1個ずつにレーザ光を照射す
ることによって得られる回折・散乱光の空間強度分布か
ら、その粒子の大きさを求めるものであり、被測定粒子
の屈折率とその粒子が分散している液体もしくは気体の
屈折率が判明していれば、粒子による回折・散乱光の空
間強度分布からその粒子の大きさを正確に求めることが
でき、複数の粒子群からの回折・散乱光の空間強度分布
が重なったレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置におけ
るマトリクス演算を用いた演算よりも、簡単な演算によ
って粒子の大きさを正確に求めることができる。
According to the present invention, instead of the particle size distribution of the particle group, the individual size of the particle is determined from the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light obtained by irradiating each particle with laser light. If the refractive index of the particle to be measured and the refractive index of the liquid or gas in which the particle is dispersed are known, the size of the particle can be determined from the spatial intensity distribution of diffraction / scattered light by the particle. Can be calculated accurately, and the particle size can be calculated using simpler calculations than the calculation using matrix calculation in a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer in which the spatial intensity distributions of diffraction / scattered light from multiple particle groups overlap. Can be accurately determined.

【0010】また、本発明の粒子測定装置によれば、従
来のように散乱光の検出信号の大きさ(パルス高さ)か
ら粒子の大きさを求めるのではなく、回折・散乱光の空
間強度分布のパターンから粒子径を求めるため、光源の
ゆらぎやセンサの感度ドリフトの影響を受けにくいとい
う利点もある。
According to the particle measuring apparatus of the present invention, the size of the particle is not determined from the magnitude (pulse height) of the detection signal of the scattered light as in the prior art, but the spatial intensity of the diffracted / scattered light is used. Since the particle diameter is determined from the distribution pattern, there is also an advantage that the particle diameter is hardly affected by fluctuations of the light source and sensitivity drift of the sensor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1(A)は本発明の実
施の形態の構成図を示すブロック図であり、同図(B)
はそのリングディテクタ4の模式的正面図である。レー
ザ光源1は、例えば半導体レーザと集光レンズ、および
コリメートレンズ等からなり、フローセル2に対して平
行レーザ光を照射することができる。このレーザ光源1
は、レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置に用いられる
ものに比して大出力とされ、1個の粒子であってもそこ
からの回折・散乱光の強度がある程度強くなるように考
慮されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a block diagram showing a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a schematic front view of the ring detector 4. FIG. The laser light source 1 includes, for example, a semiconductor laser, a condenser lens, a collimator lens, and the like, and can irradiate the flow cell 2 with parallel laser light. This laser light source 1
Has a large output compared to that used in a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer, and is considered so that even a single particle will have a certain degree of intensity of diffraction / scattered light from it. I have.

【0012】フローセル2は光学的に透明な材料によっ
て構成され、レーザ光源1からのレーザ光の光軸に直交
する流路を有しており、この流路には、媒液中に被測定
粒子を分散させた比較的低濃度の懸濁液が流される。こ
こで、フローセル2の流路を形成する内径寸法は微小で
あり、また、必要に応じてその流れをシースフローとす
ることによって、レーザ光源1から照射されるレーザ光
を同時に2個以上の粒子が横切らないように配慮されて
いる。
The flow cell 2 is made of an optically transparent material, and has a flow path orthogonal to the optical axis of the laser light from the laser light source 1. Is flowed at a relatively low concentration of the suspension. Here, the inner diameter dimension forming the flow path of the flow cell 2 is very small, and the flow is made into a sheath flow as necessary, so that the laser light emitted from the laser light source 1 can be simultaneously irradiated with two or more particles. Is designed not to cross.

【0013】フローセル2を挟んでレーザ光源1の反対
側には、照射レーザ光の光軸上に集光レンズ3を介して
リングディテクタ4が配置されている。このリングディ
テクタ4は、図1(B)に示すように、互いに半径の異
なるリング状または半リング状、もしくは1/4リング
状の、互いに独立した複数の受光面Pが同心上に配置さ
れた光ディテクタである。従って、このリングディテク
タ4には、集光レンズ3を介してフローセル2中の粒子
による前方所定角度範囲内の回折・散乱光が入射し、各
受光面への入射光量に係る出力は、それぞれに対応する
アンプおよびA−D変換器を有してなるデータサンプリ
ング回路10によって増幅およびデジタル化された後、
コンピュータ11に取り込まれる。
On the opposite side of the flow cell 2 from the laser light source 1, a ring detector 4 is disposed on the optical axis of the irradiated laser light via a condenser lens 3. As shown in FIG. 1B, the ring detector 4 has a plurality of light-receiving surfaces P, which are ring-shaped or semi-ring-shaped or have quarter-rings and have different radii, and are arranged concentrically. It is a light detector. Therefore, the ring detector 4 receives, through the condenser lens 3, diffracted and scattered light within a predetermined angle range in front of the particles in the flow cell 2, and outputs related to the amount of light incident on each light receiving surface. After being amplified and digitized by the data sampling circuit 10 having the corresponding amplifier and A / D converter,
Captured by the computer 11.

【0014】また、フローセル2の側方および後方(レ
ーザ光源1側)には、互いに適宜の角度を開けて側方散
乱光測定用の光電子増倍管5および後方散乱光測定用の
光電子増倍管6が配置されている。これらの光電子増倍
管5および6は、その光入射面にスリットS配置したも
のであり、このセンサ構成により、粒子1個による微弱
な側方散乱光および後方散乱光をそれぞれ高感度で検出
することができる。これらの側方および後方散乱光検出
用の光電子増倍管5および6の出力についても、前記し
たサンプリング回路10によって増幅およびデジタル化
された後、コンピュータ11に取り込まれる。
A photomultiplier tube 5 for measuring the side scattered light and a photomultiplier for measuring the back scattered light are provided at an appropriate angle to the side and the rear (the laser light source 1 side) of the flow cell 2. A tube 6 is arranged. These photomultiplier tubes 5 and 6 have slits S arranged on their light incident surfaces, and this sensor configuration detects weak side scattered light and back scattered light by one particle with high sensitivity. be able to. The outputs of the photomultiplier tubes 5 and 6 for detecting these side and back scattered light are also amplified and digitized by the sampling circuit 10, and then taken into the computer 11.

【0015】リングディテクタ4の各受光面への入射光
量データと、側方散乱光および後方散乱光検出用の光電
子増倍管56への入射光量データは、その全体で1個の
粒子による回折・散乱光の空間強度分布を表すことにな
る。ここで、データサンプリング回路10では、リング
ディテクタ4の各受光面への入射光量に係る出力と、側
方散乱光センサ5および後方散乱光センサ6の出力をそ
れぞれ微小インターバルで刻々と増幅およびデジタル化
しており、コンピュータ11においては、1個の粒子が
レーザ光を横切る間、その各光量測定データを積算し、
1個の粒子による回折・散乱光の空間強度分布を得てい
る。これは、照射レーザ光に空間強度分布が存在するこ
と、および、粒子が球形でない場合には回折・散乱理論
とは異なるパターンを示すことから、これらの影響を軽
減するためである。
The data of the amount of light incident on each light receiving surface of the ring detector 4 and the data of the amount of light incident on the photomultiplier tube 56 for detecting the side scattered light and the back scattered light are diffracted by one particle as a whole. It represents the spatial intensity distribution of the scattered light. Here, the data sampling circuit 10 amplifies and digitizes the output related to the amount of light incident on each light receiving surface of the ring detector 4 and the output of the side scattered light sensor 5 and the back scattered light sensor 6 at minute intervals. In the computer 11, while one particle traverses the laser beam, each light amount measurement data is integrated,
The spatial intensity distribution of the diffraction / scattered light by one particle is obtained. This is because the irradiation laser light has a spatial intensity distribution and, when the particles are not spherical, a pattern different from the diffraction / scattering theory is exhibited, so that these effects are reduced.

【0016】さて、コンピュータ11では、以上のよう
にして得られた回折・散乱光の空間強度分布から、その
粒子の大きさを求める。この求め方は、あらかじめ媒液
の屈折率と被測定粒子の屈折率さえ判明していれば、キ
ャリブレーションを行うことなく、ミーの散乱理論ない
しはフラウンホーファ回折理論から求めることができ
る。より具体的には、上記の各屈折率が判明している
と、回折・散乱光の空間強度分布のファーストピークの
角度、つまり、回折・散乱光の空間強度分布パターンに
おいて、回折・散乱角度の小さい側から見て最初のピー
クを示す角度が粒子径に相関する。そのファーストピー
クの角度と粒子径との関係は、媒液と被測定粒子の屈折
率が判明していれば、公知のミーの散乱理論ないしはフ
ラウンホーファ回折理論に基づく演算によってあらかじ
め正確に求めておくことができる。従って、コンピュー
タ11においては、1個の粒子がレーザ光を横切るごと
に、その回折・散乱光の空間強度分布データから、その
粒子の大きさを高い分解能のもとに求めることができ
る。その求められた個々の粒子の大きさは、表示器12
に表示し、また、プリンタ13に印字することができ
る。
The computer 11 determines the size of the particle from the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light obtained as described above. This method can be obtained from Mie's scattering theory or Fraunhofer diffraction theory without calibration if the refractive index of the medium and the refractive index of the particles to be measured are known in advance. More specifically, when the above-mentioned respective refractive indices are known, the angle of the first peak of the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light, that is, in the spatial intensity distribution pattern of the diffracted / scattered light, The angle at which the first peak is seen from the smaller side correlates with the particle size. The relationship between the angle of the first peak and the particle diameter must be accurately determined in advance by a calculation based on the well-known Mie scattering theory or Fraunhofer diffraction theory if the refractive indices of the medium and the particles to be measured are known. Can be. Therefore, in the computer 11, every time one particle crosses the laser beam, the size of the particle can be obtained with high resolution from the spatial intensity distribution data of the diffracted / scattered light. The determined size of each individual particle is displayed on the display 12.
, And can be printed on the printer 13.

【0017】ここで、以上の実施の形態においては、1
個の粒子による回折・散乱光の空間強度分布を測定すべ
く、レーザ光源1の出力パワーを、レーザ回折・散乱式
粒度分布測定装置に用いられているものに比して大きく
して、リングディテクタ4による前方回折・散乱光の測
定を可能とし、また、前方回折・散乱光に比して微弱な
側方および後方散乱光については、スリットSを設けた
光電子増倍管5,6を用いてその測定を可能としている
が、被測定粒子の種類等に起因してレーザ光源1の出力
パワーを大きくすることができない場合、前方回折・散
乱光についても、光電子増倍管を用いて測定すればよ
い。この場合、光電子増倍管はリングディテクタのよう
に個々の受光面を近接して配置することができないた
め、以下に示す光学系を用いる必要がある。図2にその
構成例を模式的に示す。
Here, in the above embodiment, 1
In order to measure the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light by the individual particles, the output power of the laser light source 1 is increased compared to that used in the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device, and the ring detector is used. 4 enables measurement of forward diffracted and scattered light, and for side and back scattered light weaker than forward diffracted and scattered light, photomultiplier tubes 5 and 6 provided with slits S are used. Although the measurement is possible, if the output power of the laser light source 1 cannot be increased due to the type of the particle to be measured, forward diffraction / scattered light can also be measured using a photomultiplier tube. Good. In this case, since the photomultiplier tube cannot arrange individual light receiving surfaces close to each other like a ring detector, it is necessary to use the following optical system. FIG. 2 schematically shows an example of the configuration.

【0018】図2の例では、フローセル2内の被測定粒
子からの前方回折・散乱光を拡散レンズ21によって拡
散させる。そして、その拡散レンズ21に対してレーザ
光の進行方向前方には、拡散レンズ21の光軸を中心と
して、その光軸から互いに異なる距離を開けて、従って
互いに異なる回折・散乱角度の位置に、複数の光電子増
倍管22a,22b・・・・を配置し、その各光電子増倍管
22a,22b・・・・には、それぞれ拡散レンズ21の光
軸からの距離に等しい半径を有する円弧状スリットRS
を取り付ける。このような構成により、拡散レンズ21
の光軸を中心として、互いに半径の異なる円弧状スリッ
トRSが同心円状に配置され、その各スリットRSを通
過した光が各光電子増倍管22a,22b・・・・によって
検出されることになる。
In the example of FIG. 2, forward diffracted and scattered light from particles to be measured in the flow cell 2 is diffused by the diffusing lens 21. Then, in front of the diffusion lens 21 in the traveling direction of the laser beam, different distances from the optical axis are provided around the optical axis of the diffusion lens 21, and therefore, at positions of different diffraction and scattering angles, A plurality of photomultiplier tubes 22a, 22b,... Are arranged, and each of the photomultiplier tubes 22a, 22b, ... has an arc shape having a radius equal to the distance from the optical axis of the diffusion lens 21. Slit RS
Attach. With such a configuration, the diffusion lens 21
Are arranged concentrically with respect to the optical axis of the center, and light passing through each slit RS is detected by each of the photomultiplier tubes 22a, 22b,.... .

【0019】以上の構成によると、先の例において集光
レンズ3とリングディテクタ4によって測定されていた
前方回折・散乱光が、拡散レンズ21によって空間的に
広げられたうえで、同心円上に配置された互いに異なる
半径の円弧状スリットRSを介して光電子増倍管22
a,22b・・・・に入射することになり、レーザ光源1の
出力パワーを大きくすることなく、高感度のもとに測定
することができる。
According to the above configuration, the forward diffracted / scattered light measured by the condenser lens 3 and the ring detector 4 in the above example is spatially spread by the diffusion lens 21 and then arranged on a concentric circle. Through the arc-shaped slits RS having different radii from each other.
.., and can be measured with high sensitivity without increasing the output power of the laser light source 1.

【0020】また、以上の実施の形態においては、被測
定粒子を媒液中に分散させた懸濁液にレーザ光を照射し
た例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、
被測定粒子を気体中に分散させてエアロゾルの状態と
し、そのエアロゾルにレーザ光を照射して被測定粒子か
らの回折・散乱光を測定してもよいことは勿論である。
Further, in the above embodiment, an example was shown in which the suspension in which the particles to be measured were dispersed in the medium was irradiated with laser light, but the present invention is not limited to this.
Of course, the particles to be measured may be dispersed in a gas to form an aerosol, and the aerosol may be irradiated with a laser beam to measure the diffraction and scattered light from the particles to be measured.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フロー
セル中を懸濁液もしくはエアロゾルの状態で流される個
々の粒子にレーザ光を照射して得られる回折・散乱光の
空間強度分布を測定し、その強度分布からミーの散乱理
論ないしはフラウンホーファ回折理論に基づいて粒子の
大きさを求めるため、従来のパルスカウンター等のよう
に適宜位置に配置された1個ないしは2〜3個の光セン
サによる散乱光の強度検出結果の和からその粒子の大き
さを求める場合に比して、粒子径の分解能が格段に向上
するばかりでなく、被測定粒子と媒体の屈折率が判明し
ていれば、キャリブレーションを行うことなく、広い粒
子径範囲において正確な粒子径を求めることができる。
その結果、従来のパーティクルカウンタでは検出できな
かった藻類や菌類等の生体粒子の検出も可能となった。
As described above, according to the present invention, the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light obtained by irradiating the individual particles flowing in the state of a suspension or aerosol in the flow cell with laser light is obtained. One or two or three optical sensors arranged at appropriate positions such as a conventional pulse counter to measure the particle size from the intensity distribution based on Mie's scattering theory or Fraunhofer diffraction theory Compared to the case where the size of the particle is obtained from the sum of the intensity detection results of the scattered light, not only the resolution of the particle diameter is remarkably improved, but also the refractive index of the particle to be measured and the medium is known. Thus, an accurate particle size can be obtained in a wide particle size range without performing calibration.
As a result, it has become possible to detect biological particles such as algae and fungi that could not be detected by the conventional particle counter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A)は本発明の実施の形態の構成を示すブロ
ック図であり、(B)はそのリングディテクタ4の模式
的正面図である。
FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic front view of a ring detector 4 thereof.

【図2】本発明の他の実施の形態の前方回折・散乱光の
測定光学系の構成を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of an optical system for measuring forward diffraction and scattered light according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 フローセル 3 集光レンズ 4 リングディテクタ 5 光電子増倍管(側方散乱光検出用) 6 光電子増倍管(後方散乱光検出用) 10 データサンプリング回路 11 コンピュータ 12 表示器 13 プリンタ 21 拡散レンズ 22a,22b・・・・ 光電子増倍管 P 受光面 S スリット RS 円弧状スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Flow cell 3 Condensing lens 4 Ring detector 5 Photomultiplier tube (for side scattered light detection) 6 Photomultiplier tube (for backscattered light detection) 10 Data sampling circuit 11 Computer 12 Display 13 Printer 21 Diffusion Lens 22a, 22b ··· Photomultiplier tube P Light receiving surface S Slit RS Arc-shaped slit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定粒子が液体もしくは気体中に分散
してなる懸濁液もしくはエアロゾルを通過させるフロー
セルと、このフローセル中の粒子にレーザ光を照射する
レーザ光照射光学系と、そのレーザ光の照射により1個
の粒子から得られる回折・散乱光の空間強度分布を測定
する測定光学系と、その測定光学系により得られた回折
・散乱光の空間強度分布から当該粒子の大きさを求める
演算手段を備えていることを特徴とする粒子測定装置。
1. A flow cell through which a suspension or aerosol in which particles to be measured are dispersed in a liquid or a gas passes therethrough, a laser light irradiation optical system for irradiating the particles in the flow cell with laser light, and the laser light. Measurement optical system that measures the spatial intensity distribution of diffracted and scattered light obtained from a single particle by irradiation of light, and determines the size of the particle from the spatial intensity distribution of diffracted and scattered light obtained by the measuring optical system A particle measuring device comprising a calculation means.
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