JP2003149124A - 液体中微粒子分析装置およびその方法 - Google Patents
液体中微粒子分析装置およびその方法Info
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- G—PHYSICS
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- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒径
分布等を短時間に精度良く測定することができる、液体
中微粒子分析装置およびその方法を提供する。 【解決手段】 液体中微粒子分析装置は、サンプル容器
１から定量ポンプ２を介して供給された液体を微細液滴
化し、キャリアガス中に浮遊した微細液滴群を生成する
微細液滴生成装置３と、微細液滴生成装置３により生成
された微細液滴群の液体成分を蒸発させ、キャリアガス
中に浮遊したエアロゾル状態の微粒子群を生成するエバ
ポレータ４と、エバポレータ４により生成されたエアロ
ゾル状態の微粒子群を電気移動度に応じて粒径ごとに分
級する微分型電気移動度分級器５と、微分型電気移動度
分級器５により粒径ごとに分級された微粒子群の個数濃
度を計数するファラデーカップ電流計６を備えている。
微細液滴生成装置３は、液体を帯電させた状態で微細液
滴化するエレクトロスプレー装置８と、エレクトロスプ
レー装置８により微細液滴化された帯電微細液滴群をキ
ャリアガス中に浮遊させる霧化器１３とを有している。
分布等を短時間に精度良く測定することができる、液体
中微粒子分析装置およびその方法を提供する。 【解決手段】 液体中微粒子分析装置は、サンプル容器
１から定量ポンプ２を介して供給された液体を微細液滴
化し、キャリアガス中に浮遊した微細液滴群を生成する
微細液滴生成装置３と、微細液滴生成装置３により生成
された微細液滴群の液体成分を蒸発させ、キャリアガス
中に浮遊したエアロゾル状態の微粒子群を生成するエバ
ポレータ４と、エバポレータ４により生成されたエアロ
ゾル状態の微粒子群を電気移動度に応じて粒径ごとに分
級する微分型電気移動度分級器５と、微分型電気移動度
分級器５により粒径ごとに分級された微粒子群の個数濃
度を計数するファラデーカップ電流計６を備えている。
微細液滴生成装置３は、液体を帯電させた状態で微細液
滴化するエレクトロスプレー装置８と、エレクトロスプ
レー装置８により微細液滴化された帯電微細液滴群をキ
ャリアガス中に浮遊させる霧化器１３とを有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中に浮遊する
微粒子を分析する液体中微粒子分析装置およびその方法
に係り、とりわけ、液体中に浮遊するナノサイズの微粒
子（以下「ナノ粒子」ともいう。）の粒径分布等を短時
間に精度良く測定することができる、液体中微粒子分析
装置およびその方法に関する。
微粒子を分析する液体中微粒子分析装置およびその方法
に係り、とりわけ、液体中に浮遊するナノサイズの微粒
子（以下「ナノ粒子」ともいう。）の粒径分布等を短時
間に精度良く測定することができる、液体中微粒子分析
装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体製造プロセスにおいて
は、シリコン基板表面の汚染を除去するため、超純水等
の洗浄水を用いた洗浄が行われる。このような洗浄水に
微粒子が混入していると、洗浄および乾燥後のシリコン
基板表面に微粒子が付着してしまい、シリコン基板表面
への集積回路の形成を阻害し、生産時の歩留まりの低下
を招くこととなる。
は、シリコン基板表面の汚染を除去するため、超純水等
の洗浄水を用いた洗浄が行われる。このような洗浄水に
微粒子が混入していると、洗浄および乾燥後のシリコン
基板表面に微粒子が付着してしまい、シリコン基板表面
への集積回路の形成を阻害し、生産時の歩留まりの低下
を招くこととなる。
【０００３】また、精密機械製造工程においては、素材
に塗布されている防錆油や機械加工時に用いられる切削
油等を除去するため、揮発性溶剤を用いた洗浄が行われ
る。このような揮発性溶剤中に砂や超硬バイトの破片等
の高硬度の微粒子が混入していると、精密機械部品の表
面に微粒子が付着したまま組み立てが行われ、組立後の
精密機械を稼働した際に摺動面等に付着している微粒子
に起因して異常摩耗が発生し、精密機械が機能しなくな
ることがある。
に塗布されている防錆油や機械加工時に用いられる切削
油等を除去するため、揮発性溶剤を用いた洗浄が行われ
る。このような揮発性溶剤中に砂や超硬バイトの破片等
の高硬度の微粒子が混入していると、精密機械部品の表
面に微粒子が付着したまま組み立てが行われ、組立後の
精密機械を稼働した際に摺動面等に付着している微粒子
に起因して異常摩耗が発生し、精密機械が機能しなくな
ることがある。
【０００４】このような問題を回避して製品の歩留まり
および信頼性を向上させるためには、洗浄水や揮発性溶
剤等の液体の清浄度を監視し、微粒子汚染に対して適切
な対策を講じる必要がある。
および信頼性を向上させるためには、洗浄水や揮発性溶
剤等の液体の清浄度を監視し、微粒子汚染に対して適切
な対策を講じる必要がある。
【０００５】従来においては、洗浄水や揮発性溶剤等の
液体の清浄度を監視するため、洗浄水や揮発性溶剤等の
液体中に浮遊する微粒子の粒径や粒子数等を、光散乱法
や光透過法等の光学的手法により計測したり、電子顕微
鏡の画像解析によって計測する方法が一般的に用いられ
ている。
液体の清浄度を監視するため、洗浄水や揮発性溶剤等の
液体中に浮遊する微粒子の粒径や粒子数等を、光散乱法
や光透過法等の光学的手法により計測したり、電子顕微
鏡の画像解析によって計測する方法が一般的に用いられ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法のうち、光散乱法や光透過法等の光学的手
法を用いる方法では、計測可能な微粒子の粒径に制約が
あり、最も感度の良い装置を用いても、サブミクロンサ
イズの微粒子の粒径までしか計測することができない。
また、電子顕微鏡の画像解析を用いる方法では、高度な
技術が必要とされ、また画像解析のために長時間を要す
るという問題がある。
た従来の方法のうち、光散乱法や光透過法等の光学的手
法を用いる方法では、計測可能な微粒子の粒径に制約が
あり、最も感度の良い装置を用いても、サブミクロンサ
イズの微粒子の粒径までしか計測することができない。
また、電子顕微鏡の画像解析を用いる方法では、高度な
技術が必要とされ、また画像解析のために長時間を要す
るという問題がある。
【０００７】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、液体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒
径分布等を、比較的安価でかつ操作が容易な装置によ
り、短時間に精度良く測定することができる、液体中微
粒子分析装置およびその方法を提供することを目的とす
る。
ものであり、液体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒
径分布等を、比較的安価でかつ操作が容易な装置によ
り、短時間に精度良く測定することができる、液体中微
粒子分析装置およびその方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、その第１の解
決手段において、液体中に浮遊する微粒子を分析する液
体中微粒子分析装置において、分析対象となる液体を供
給する液体供給装置と、前記液体供給装置により供給さ
れた液体を微細液滴化し、キャリアガス中に浮遊した微
細液滴群を生成する微細液滴生成装置と、前記微細液滴
生成装置により生成された微細液滴群の液体成分を蒸発
させ、キャリアガス中に浮遊したエアロゾル状態の微粒
子群を生成するエバポレータと、前記エバポレータによ
り生成されたエアロゾル状態の微粒子群を粒径ごとに分
級する分級器と、前記分級器により粒径ごとに分級され
た微粒子群を分析する微粒子分析器とを備えたことを特
徴とする液体中微粒子分析装置を提供する。
決手段において、液体中に浮遊する微粒子を分析する液
体中微粒子分析装置において、分析対象となる液体を供
給する液体供給装置と、前記液体供給装置により供給さ
れた液体を微細液滴化し、キャリアガス中に浮遊した微
細液滴群を生成する微細液滴生成装置と、前記微細液滴
生成装置により生成された微細液滴群の液体成分を蒸発
させ、キャリアガス中に浮遊したエアロゾル状態の微粒
子群を生成するエバポレータと、前記エバポレータによ
り生成されたエアロゾル状態の微粒子群を粒径ごとに分
級する分級器と、前記分級器により粒径ごとに分級され
た微粒子群を分析する微粒子分析器とを備えたことを特
徴とする液体中微粒子分析装置を提供する。
【０００９】なお、本発明による液体中微粒子分析装置
において、前記微細液滴生成装置は、前記液体供給装置
により供給された液体を帯電させた状態で微細液滴化す
るエレクトロスプレー装置と、このエレクトロスプレー
装置により微細液滴化された帯電微細液滴群をキャリア
ガス中に浮遊させる霧化器とを有することが好ましい。
また、前記霧化器は、前記エレクトロスプレー装置によ
り微細液滴化された帯電微細液滴群をボルツマン平衡荷
電分布状態に帯電させる放射線源を有することが好まし
い。さらに、前記霧化器には、その内壁に衝突した微細
液滴が放出する電荷量を測定する電流計が接続されてい
ることが好ましい。
において、前記微細液滴生成装置は、前記液体供給装置
により供給された液体を帯電させた状態で微細液滴化す
るエレクトロスプレー装置と、このエレクトロスプレー
装置により微細液滴化された帯電微細液滴群をキャリア
ガス中に浮遊させる霧化器とを有することが好ましい。
また、前記霧化器は、前記エレクトロスプレー装置によ
り微細液滴化された帯電微細液滴群をボルツマン平衡荷
電分布状態に帯電させる放射線源を有することが好まし
い。さらに、前記霧化器には、その内壁に衝突した微細
液滴が放出する電荷量を測定する電流計が接続されてい
ることが好ましい。
【００１０】また、本発明による液体中微粒子分析装置
において、前記分級器は、前記エバポレータにより生成
されたエアロゾル状態の微粒子群を電気移動度に応じて
粒径ごとに分級する微分型電気移動度分級器であること
が好ましい。
において、前記分級器は、前記エバポレータにより生成
されたエアロゾル状態の微粒子群を電気移動度に応じて
粒径ごとに分級する微分型電気移動度分級器であること
が好ましい。
【００１１】さらに、本発明による液体中微粒子分析装
置において、前記微粒子分析器は、前記分級器により分
級された微粒子群の粒子数を計数する微粒子計数器であ
ることが好ましい。また、前記微粒子計数器は、ファラ
デーカップ電流計、イオンカウンターまたは核凝縮計数
器であることが好ましい。
置において、前記微粒子分析器は、前記分級器により分
級された微粒子群の粒子数を計数する微粒子計数器であ
ることが好ましい。また、前記微粒子計数器は、ファラ
デーカップ電流計、イオンカウンターまたは核凝縮計数
器であることが好ましい。
【００１２】本発明は、その第２の解決手段として、液
体中に浮遊する微粒子を分析する液体中微粒子分析方法
において、分析対象となる液体を微細液滴化し、キャリ
アガス中に浮遊した微細液滴群を生成する工程と、生成
された前記微細液滴群の液体成分を蒸発させ、キャリア
ガス中に浮遊したエアロゾル状態の微粒子群を生成する
工程と、生成された前記エアロゾル状態の微粒子群を粒
径ごとに分級する工程と、粒径ごとに分級された前記微
粒子群を分析する工程とを含むことを特徴とする液体中
微粒子分析方法を提供する。
体中に浮遊する微粒子を分析する液体中微粒子分析方法
において、分析対象となる液体を微細液滴化し、キャリ
アガス中に浮遊した微細液滴群を生成する工程と、生成
された前記微細液滴群の液体成分を蒸発させ、キャリア
ガス中に浮遊したエアロゾル状態の微粒子群を生成する
工程と、生成された前記エアロゾル状態の微粒子群を粒
径ごとに分級する工程と、粒径ごとに分級された前記微
粒子群を分析する工程とを含むことを特徴とする液体中
微粒子分析方法を提供する。
【００１３】なお、本発明による液体中微粒子分析方法
においては、前記微粒子群を分析する工程において、粒
径ごとに分級された前記微粒子群の粒子数を計数し、そ
の計数結果に基づいて液体中に浮遊する微粒子の粒径分
布を求めることが好ましい。
においては、前記微粒子群を分析する工程において、粒
径ごとに分級された前記微粒子群の粒子数を計数し、そ
の計数結果に基づいて液体中に浮遊する微粒子の粒径分
布を求めることが好ましい。
【００１４】本発明によれば、分析対象となる液体（微
粒子が浮遊する液体）を微細液滴化して、キャリアガス
中に浮遊した微細液滴群を生成した後、微細液滴群の液
体成分を蒸発させて、キャリアガス中に浮遊したエアロ
ゾル状態の微粒子群を生成するようにしているので、液
体中に浮遊する、ナノ粒子を含む任意の粒径の微粒子を
凝集のない状態でキャリアガス中に浮遊させることがで
きる。このため、このようにして得られたキャリガス中
に浮遊する微粒子群を分級器等により粒径ごとに分級し
た後、分級後の微粒子群を分析することが可能となり、
液体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒径分布等を短
時間に精度良く測定することができる。
粒子が浮遊する液体）を微細液滴化して、キャリアガス
中に浮遊した微細液滴群を生成した後、微細液滴群の液
体成分を蒸発させて、キャリアガス中に浮遊したエアロ
ゾル状態の微粒子群を生成するようにしているので、液
体中に浮遊する、ナノ粒子を含む任意の粒径の微粒子を
凝集のない状態でキャリアガス中に浮遊させることがで
きる。このため、このようにして得られたキャリガス中
に浮遊する微粒子群を分級器等により粒径ごとに分級し
た後、分級後の微粒子群を分析することが可能となり、
液体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒径分布等を短
時間に精度良く測定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１乃至図６は本発明によ
る液体中微粒子分析装置の一実施の形態を説明するため
の図である。
施の形態について説明する。図１乃至図６は本発明によ
る液体中微粒子分析装置の一実施の形態を説明するため
の図である。
【００１６】図１に示すように、液体中微粒子分析装置
は、液体中に浮遊する微粒子を分析するものであり、分
析対象となる液体を収容する液体の発生源としてのサン
プル容器１と、サンプル容器１に収容された液体を圧送
するための定量ポンプ２とを備えている。なお、サンプ
ル容器１および定量ポンプ２により液体供給装置が構成
されている。
は、液体中に浮遊する微粒子を分析するものであり、分
析対象となる液体を収容する液体の発生源としてのサン
プル容器１と、サンプル容器１に収容された液体を圧送
するための定量ポンプ２とを備えている。なお、サンプ
ル容器１および定量ポンプ２により液体供給装置が構成
されている。
【００１７】また、液体中微粒子分析装置は、サンプル
容器１から定量ポンプ２を介して供給された液体を微細
液滴化し、キャリアガス中に浮遊した微細液滴群を生成
する微細液滴生成装置３と、微細液滴生成装置３により
生成された微細液滴群の液体成分を蒸発させ、キャリア
ガス中に浮遊したエアロゾル状態の微粒子群を生成する
エバポレータ４と、エバポレータ４により生成されたエ
アロゾル状態の微粒子群を電気移動度に応じて粒径ごと
に分級する微分型電気移動度分級器５と、微分型電気移
動度分級器５により粒径ごとに分級された微粒子群の個
数濃度（単位体積当たりの粒子数）を計数するファラデ
ーカップ電流計（微粒子計数器）６とを備えている。
容器１から定量ポンプ２を介して供給された液体を微細
液滴化し、キャリアガス中に浮遊した微細液滴群を生成
する微細液滴生成装置３と、微細液滴生成装置３により
生成された微細液滴群の液体成分を蒸発させ、キャリア
ガス中に浮遊したエアロゾル状態の微粒子群を生成する
エバポレータ４と、エバポレータ４により生成されたエ
アロゾル状態の微粒子群を電気移動度に応じて粒径ごと
に分級する微分型電気移動度分級器５と、微分型電気移
動度分級器５により粒径ごとに分級された微粒子群の個
数濃度（単位体積当たりの粒子数）を計数するファラデ
ーカップ電流計（微粒子計数器）６とを備えている。
【００１８】なお、サンプル容器１、定量ポンプ２、微
細液滴生成装置３、エバポレータ４、微分型電気移動度
分級器５およびファラデーカップ電流計６は互いに配管
７を介して接続されている。
細液滴生成装置３、エバポレータ４、微分型電気移動度
分級器５およびファラデーカップ電流計６は互いに配管
７を介して接続されている。
【００１９】次に、図２乃至図６により、図１に示す液
体中微粒子分析装置を構成する微細液滴生成装置３、エ
バポレータ４、微分型電気移動度分級器５およびファラ
デーカップ電流計６の詳細について説明する。
体中微粒子分析装置を構成する微細液滴生成装置３、エ
バポレータ４、微分型電気移動度分級器５およびファラ
デーカップ電流計６の詳細について説明する。
【００２０】まず、図２により、微細液滴生成装置３に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２１】図２に示すように、微細液滴生成装置３
は、液体を帯電させた状態で微細液滴化するエレクトロ
スプレー装置８と、エレクトロスプレー装置８により微
細液滴化された帯電微細液滴群をキャリアガス中に浮遊
させる霧化器１３とを有している。
は、液体を帯電させた状態で微細液滴化するエレクトロ
スプレー装置８と、エレクトロスプレー装置８により微
細液滴化された帯電微細液滴群をキャリアガス中に浮遊
させる霧化器１３とを有している。
【００２２】このうち、エレクトロスプレー装置８は、
サンプル容器１および定量ポンプ２により配管７を介し
て供給された液体を導入するための本体９と、本体９か
ら導出された液体を微細液滴化して噴霧するためのノズ
ル１０とを有している。ここで、本体９は絶縁体からな
り、ノズル１０は導電体からなっている。また、ノズル
１０には導線１１を介して高圧電源１２が接続されてお
り、ノズル１０に導入された液体を帯電させるよう、１
〜５ｋＶ程度の高電圧が印加されるようになっている。
サンプル容器１および定量ポンプ２により配管７を介し
て供給された液体を導入するための本体９と、本体９か
ら導出された液体を微細液滴化して噴霧するためのノズ
ル１０とを有している。ここで、本体９は絶縁体からな
り、ノズル１０は導電体からなっている。また、ノズル
１０には導線１１を介して高圧電源１２が接続されてお
り、ノズル１０に導入された液体を帯電させるよう、１
〜５ｋＶ程度の高電圧が印加されるようになっている。
【００２３】ここで、ノズル１０の先端部は霧化器１３
の内部に挿入されており、ノズル１０の先端部から液体
を噴霧することによって、霧化器１３の内部において、
液体５２の内部に微粒子５１を包含した微細液滴５０が
生成されるようになっている（図３参照）。なお、この
ようにして生成される微細液滴５０の大きさは、一つの
微細液滴に一つの微粒子が包含されるよう、例えば５〜
１００ｎｍ程度の大きさとすることが好ましい。ここ
で、微細液滴の大きさは、ノズル１０の寸法やノズル１
０内を移動する液体の流量や印加される電圧等を制御す
ることにより適宜設定することができる。
の内部に挿入されており、ノズル１０の先端部から液体
を噴霧することによって、霧化器１３の内部において、
液体５２の内部に微粒子５１を包含した微細液滴５０が
生成されるようになっている（図３参照）。なお、この
ようにして生成される微細液滴５０の大きさは、一つの
微細液滴に一つの微粒子が包含されるよう、例えば５〜
１００ｎｍ程度の大きさとすることが好ましい。ここ
で、微細液滴の大きさは、ノズル１０の寸法やノズル１
０内を移動する液体の流量や印加される電圧等を制御す
ることにより適宜設定することができる。
【００２４】一方、霧化器１３は、円筒形容器１４と、
円筒形容器１４の一方の端面に取り付けられた流入側蓋
１５と、円筒形容器１４の他方の端面に取り付けられた
流出側蓋１６とを有している。このうち、流入側蓋１５
は絶縁体からなり、その中心部にはエレクトロスプレー
装置８のノズル１０が霧化器１３の内部へ開口した状態
で取り付けられている。また、円筒形容器１４の側壁に
はキャリアガス流入口１４ａが設けられており、配管
７′を介して接続されたキャリアガス供給器１７から窒
素等のキャリアガスが霧化器１３の内部へ流入されるよ
うになっている。これにより、霧化器１３の内部で生成
された帯電微細液滴群はキャリアガスに浮遊した状態で
運ばれる。さらに、流出側蓋１６には、霧化器１３の内
部で生成された帯電微細液滴群をキャリアガスとともに
エバポレータ４へ向けて流出させるための流出口１６ａ
が設けられている。ここで、霧化器１３の内部の雰囲気
は、温度が室温程度、圧力が大気圧程度であることが好
ましい。また、霧化器１３の内部に流入されるキャリガ
スの流量は０．５〜５［ｌ／ｍｉｎ］程度であることが
好ましい。なお、円筒形容器１４および流出側蓋１６は
導電体からなっている。
円筒形容器１４の一方の端面に取り付けられた流入側蓋
１５と、円筒形容器１４の他方の端面に取り付けられた
流出側蓋１６とを有している。このうち、流入側蓋１５
は絶縁体からなり、その中心部にはエレクトロスプレー
装置８のノズル１０が霧化器１３の内部へ開口した状態
で取り付けられている。また、円筒形容器１４の側壁に
はキャリアガス流入口１４ａが設けられており、配管
７′を介して接続されたキャリアガス供給器１７から窒
素等のキャリアガスが霧化器１３の内部へ流入されるよ
うになっている。これにより、霧化器１３の内部で生成
された帯電微細液滴群はキャリアガスに浮遊した状態で
運ばれる。さらに、流出側蓋１６には、霧化器１３の内
部で生成された帯電微細液滴群をキャリアガスとともに
エバポレータ４へ向けて流出させるための流出口１６ａ
が設けられている。ここで、霧化器１３の内部の雰囲気
は、温度が室温程度、圧力が大気圧程度であることが好
ましい。また、霧化器１３の内部に流入されるキャリガ
スの流量は０．５〜５［ｌ／ｍｉｎ］程度であることが
好ましい。なお、円筒形容器１４および流出側蓋１６は
導電体からなっている。
【００２５】ここで、霧化器１３の内部には、アメリシ
ウム同位体等からなる放射線源１８が配置されており、
放射線の照射により、エレクトロスプレー装置８のノズ
ル１０により微細液滴化された帯電微細液滴群をボルツ
マン平衡荷電分布状態に帯電することができるようにな
っている。また、霧化器１３の円筒形容器１４は、導線
１９ａを介してアースに接続されており、その導線１９
ａの途中に電流計１９が設けられている。
ウム同位体等からなる放射線源１８が配置されており、
放射線の照射により、エレクトロスプレー装置８のノズ
ル１０により微細液滴化された帯電微細液滴群をボルツ
マン平衡荷電分布状態に帯電することができるようにな
っている。また、霧化器１３の円筒形容器１４は、導線
１９ａを介してアースに接続されており、その導線１９
ａの途中に電流計１９が設けられている。
【００２６】次に、図４により、エバポレータ４につい
て説明する。
て説明する。
【００２７】図４に示すように、エバポレータ４は、両
端が閉じられた円筒形容器２０を有し、その一方の端面
には、微細液滴生成装置３の霧化器１３からキャリアガ
スとともに流出された帯電微細液滴群を流入させるため
の流入口２０ａが設けられ、他方の端面には、帯電微細
液滴群の液体成分を蒸発させた後のエアロゾル状態の帯
電微粒子群をキャリアガスとともに微分型電気移動度分
級器５へ向けて流出させるための流出口２０ｂが設けら
れている。
端が閉じられた円筒形容器２０を有し、その一方の端面
には、微細液滴生成装置３の霧化器１３からキャリアガ
スとともに流出された帯電微細液滴群を流入させるため
の流入口２０ａが設けられ、他方の端面には、帯電微細
液滴群の液体成分を蒸発させた後のエアロゾル状態の帯
電微粒子群をキャリアガスとともに微分型電気移動度分
級器５へ向けて流出させるための流出口２０ｂが設けら
れている。
【００２８】ここで、エバポレータ４の円筒形容器２０
のうち、上流側部分の外周壁には、微細液滴生成装置３
で生成された帯電微細液滴群の液体成分を蒸発させるた
めの加熱手段としてのヒータ２１が設けられており、下
流側部分の内部には、蒸発された液体成分を凝縮して回
収するための冷却手段としてのクーラ２２が設けられて
いる。また、円筒形容器２０の下流側部分の外周壁に
は、開閉バルブ２４を備えた凝縮液排出管２３が設けら
れている。ここで、ヒータ２１による加熱温度は室温〜
１００℃程度に設定し、クーラ２２による冷却温度は１
０〜１５℃程度に設定することが好ましい。なお、ヒー
タ２１による加熱温度およびクーラ２２による冷却温度
を調整するよう温度調整手段を設けるようにしてもよ
い。
のうち、上流側部分の外周壁には、微細液滴生成装置３
で生成された帯電微細液滴群の液体成分を蒸発させるた
めの加熱手段としてのヒータ２１が設けられており、下
流側部分の内部には、蒸発された液体成分を凝縮して回
収するための冷却手段としてのクーラ２２が設けられて
いる。また、円筒形容器２０の下流側部分の外周壁に
は、開閉バルブ２４を備えた凝縮液排出管２３が設けら
れている。ここで、ヒータ２１による加熱温度は室温〜
１００℃程度に設定し、クーラ２２による冷却温度は１
０〜１５℃程度に設定することが好ましい。なお、ヒー
タ２１による加熱温度およびクーラ２２による冷却温度
を調整するよう温度調整手段を設けるようにしてもよ
い。
【００２９】次に、図５により、微分型電気移動度分級
器５について説明する。
器５について説明する。
【００３０】図５に示すように、微分型電気移動度分級
器５は、基部２５と、基部２５に環状絶縁体２６を介し
て連結された中心ロッド２７と、基部２５に連結される
とともに中心ロッド２７を囲むように配置された囲み体
２８とを有している。
器５は、基部２５と、基部２５に環状絶縁体２６を介し
て連結された中心ロッド２７と、基部２５に連結される
とともに中心ロッド２７を囲むように配置された囲み体
２８とを有している。
【００３１】ここで、中心ロッド２７には、環状スリッ
ト２７ａが設けられており、分級後の帯電微粒子群を微
粒子排出管３２を介して排出することができるようにな
っている。また、囲み体２８には、エバポレータ４から
キャリアガスとともに流出されたエアロゾル状態の帯電
微粒子群を流入させるための環状のエアロゾル流入口２
８ａが設けられている。さらに、囲み体２８の上部に
は、シースガス導入口２８ｂが設けられ、またシースガ
スを層流化するための層流用メッシュ３１が取り付けら
れている。さらに、囲み体２８のシースガス導入口２８
ｂから導入されたシースガスは囲み体２８の下部に設け
られた余剰ガス排出口２８ｃからポンプ（図示せず）等
を介して排出されるようになっている。なお、中心ロッ
ド２７および囲み体２８は導電体からなり、中心ロッド
２７は導線２９を介して直流電源３０に接続され、また
囲み体２８はアースに接続されている。
ト２７ａが設けられており、分級後の帯電微粒子群を微
粒子排出管３２を介して排出することができるようにな
っている。また、囲み体２８には、エバポレータ４から
キャリアガスとともに流出されたエアロゾル状態の帯電
微粒子群を流入させるための環状のエアロゾル流入口２
８ａが設けられている。さらに、囲み体２８の上部に
は、シースガス導入口２８ｂが設けられ、またシースガ
スを層流化するための層流用メッシュ３１が取り付けら
れている。さらに、囲み体２８のシースガス導入口２８
ｂから導入されたシースガスは囲み体２８の下部に設け
られた余剰ガス排出口２８ｃからポンプ（図示せず）等
を介して排出されるようになっている。なお、中心ロッ
ド２７および囲み体２８は導電体からなり、中心ロッド
２７は導線２９を介して直流電源３０に接続され、また
囲み体２８はアースに接続されている。
【００３２】なお、微分型電気移動度分級器５における
各種のパラメータ（シースガスの流量や、中心ロッド２
７に印加される電圧、中心ロッド２７および囲み体２８
の寸法等）は、分級対象となる微粒子の粒径に応じて適
宜設定されるものである（特開平１０−２８８６０９
号、特開平１１−２６４７９０号および特開２０００−
４６７２０号等参照）。
各種のパラメータ（シースガスの流量や、中心ロッド２
７に印加される電圧、中心ロッド２７および囲み体２８
の寸法等）は、分級対象となる微粒子の粒径に応じて適
宜設定されるものである（特開平１０−２８８６０９
号、特開平１１−２６４７９０号および特開２０００−
４６７２０号等参照）。
【００３３】次に、図６により、ファラデーカップ電流
計６について説明する。
計６について説明する。
【００３４】図６に示すように、ファラデーカップ電流
計６は、微分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分
級された帯電微粒子群を沈着させるファラデーカップ３
３と、ファラデーカップ３３で沈着された帯電微粒子群
が電荷を放出する際に発生する微弱電流を電圧に変換し
て増幅するプリアンプ４２と、プリアンプ４２で増幅さ
れた電圧値をファラデーカップ３３における微弱電流値
に換算して表示するエレクトロメータ４４とを有してい
る。
計６は、微分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分
級された帯電微粒子群を沈着させるファラデーカップ３
３と、ファラデーカップ３３で沈着された帯電微粒子群
が電荷を放出する際に発生する微弱電流を電圧に変換し
て増幅するプリアンプ４２と、プリアンプ４２で増幅さ
れた電圧値をファラデーカップ３３における微弱電流値
に換算して表示するエレクトロメータ４４とを有してい
る。
【００３５】このうち、ファラデーカップ３２は、外部
容器３４と、外部容器３４に環状絶縁体３５を介して連
結された内部容器３６とからなる二重の金属容器として
構成されている。外部容器３４には、微分型電気移動度
分級器５により粒径ごとに分級された帯電微粒子群を流
入させるための微粒子流入管３７が設けられ、内部容器
３６には、流入された帯電微粒子群を沈着させるための
導電性フィルタ３８が取り付けられている。
容器３４と、外部容器３４に環状絶縁体３５を介して連
結された内部容器３６とからなる二重の金属容器として
構成されている。外部容器３４には、微分型電気移動度
分級器５により粒径ごとに分級された帯電微粒子群を流
入させるための微粒子流入管３７が設けられ、内部容器
３６には、流入された帯電微粒子群を沈着させるための
導電性フィルタ３８が取り付けられている。
【００３６】ここで、導電性フィルタ３８の下面には導
電性ロッド３９が取り付けられており、この導電性ロッ
ド３９とプリアンプ４２の受け部４１とがねじ締結によ
り接続されている（特開２０００−２７２２号公報参
照）。なお、ファラデーカップ３２の外部容器３４とプ
リアンプ４２との間には固定リング４０が介挿されてい
る。また、プリアンプ４２とエレクトロメータ４４と
は、ノイズ対策のために二重シールド線４３を介して接
続されている。
電性ロッド３９が取り付けられており、この導電性ロッ
ド３９とプリアンプ４２の受け部４１とがねじ締結によ
り接続されている（特開２０００−２７２２号公報参
照）。なお、ファラデーカップ３２の外部容器３４とプ
リアンプ４２との間には固定リング４０が介挿されてい
る。また、プリアンプ４２とエレクトロメータ４４と
は、ノイズ対策のために二重シールド線４３を介して接
続されている。
【００３７】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。
態の作用について説明する。
【００３８】まず、図１に示すように、サンプル容器１
に収容された分析対象となる液体が、定量ポンプ２によ
り配管７を介して圧送され、微細液滴生成装置３に導入
される。
に収容された分析対象となる液体が、定量ポンプ２によ
り配管７を介して圧送され、微細液滴生成装置３に導入
される。
【００３９】図２に示すように、微細液滴生成装置３に
おいて、配管７を介して圧送された液体は、エレクトロ
スプレー装置８の本体９を介してノズル１０内を移動
し、ノズル１０の先端部から霧化器１３の内部に噴霧さ
れる。これにより、図３に示すように、霧化器１３の内
部において、液体５２の内部に微粒子５１を包含した微
細液滴５０が生成される。なおこのとき、ノズル１０に
導入された液体は、高圧電源１２により印加された高電
圧により帯電される。また、ノズル１０の先端部から噴
霧された微細液滴には、液滴になった瞬間に、霧化器１
３の内部に配置された放射線源１８から放射されたアル
ファ線が照射され、ボルツマン平衡荷電分布状態に帯電
される。
おいて、配管７を介して圧送された液体は、エレクトロ
スプレー装置８の本体９を介してノズル１０内を移動
し、ノズル１０の先端部から霧化器１３の内部に噴霧さ
れる。これにより、図３に示すように、霧化器１３の内
部において、液体５２の内部に微粒子５１を包含した微
細液滴５０が生成される。なおこのとき、ノズル１０に
導入された液体は、高圧電源１２により印加された高電
圧により帯電される。また、ノズル１０の先端部から噴
霧された微細液滴には、液滴になった瞬間に、霧化器１
３の内部に配置された放射線源１８から放射されたアル
ファ線が照射され、ボルツマン平衡荷電分布状態に帯電
される。
【００４０】そして、このようにして霧化器１３の内部
で生成された帯電微細液滴群は、図２に示すように、円
筒形容器１４のキャリアガス流入口１４ａを介してキャ
リアガス供給器１７から流入されたキャリアガス中に浮
遊した状態で運ばれ、流出側蓋１６の流出口１６ａを介
してキャリアガスとともにエバポレータ４へ向けて流出
される。
で生成された帯電微細液滴群は、図２に示すように、円
筒形容器１４のキャリアガス流入口１４ａを介してキャ
リアガス供給器１７から流入されたキャリアガス中に浮
遊した状態で運ばれ、流出側蓋１６の流出口１６ａを介
してキャリアガスとともにエバポレータ４へ向けて流出
される。
【００４１】その後、微細液滴生成装置３の霧化器１３
から流出された帯電微細液滴群は、図４に示すエバポレ
ータ４において、円筒形容器２０の流入口２０ａを介し
て流入され、円筒形容器２０の上流側部分に設けられた
ヒータ２１により加熱されることにより、帯電微細液滴
群の液体成分が蒸発される。これにより、キャリアガス
中に浮遊したエアロゾル状態の帯電微粒子群が生成さ
れ、円筒形容器２０の流出口２０ｂを介してキャリアガ
スとともに微分型電気移動度分級器５へ向けて流出され
る。なおこのとき、ヒータ２１による加熱処理により蒸
発された液体成分は、円筒形容器２０の下流側部分に設
けられたクーラ２２により凝縮され、再び液体となっ
て、凝縮液排出管２３を介して円筒形容器２０の外部へ
排出される。
から流出された帯電微細液滴群は、図４に示すエバポレ
ータ４において、円筒形容器２０の流入口２０ａを介し
て流入され、円筒形容器２０の上流側部分に設けられた
ヒータ２１により加熱されることにより、帯電微細液滴
群の液体成分が蒸発される。これにより、キャリアガス
中に浮遊したエアロゾル状態の帯電微粒子群が生成さ
れ、円筒形容器２０の流出口２０ｂを介してキャリアガ
スとともに微分型電気移動度分級器５へ向けて流出され
る。なおこのとき、ヒータ２１による加熱処理により蒸
発された液体成分は、円筒形容器２０の下流側部分に設
けられたクーラ２２により凝縮され、再び液体となっ
て、凝縮液排出管２３を介して円筒形容器２０の外部へ
排出される。
【００４２】そして、エバポレータ４から流出されたエ
アロゾル状態の帯電微粒子群は、図５に示す微分型電気
移動度分級器５において、粒径ごとに分級される。具体
的には、エバポレータ４から流出されたエアロゾル状態
の帯電微粒子群は、囲み体２８のエアロゾル流入口２８
ａを介して、中心ロッド２７と囲み体２８との間の空間
へ流入される。このとき、中心ロッド２７と囲み体２８
との間の空間には、囲み体２７のシースガス導入口２８
ｂを介して導入されかつ層流用メッシュ３１により層流
化されたシースガスが流下しており、エアロゾル流入口
２８ａを介して流入されたエアロゾル状態の帯電微粒子
群のうち、特定の粒径の帯電微粒子群のみが中心ロッド
２７に設けられた環状スリット２７ａに引き込まれ、微
粒子排出管３２を介してファラデーカップ電流計６へ向
けて排出される。なお、このようにして分級された帯電
微粒子群の粒径は、主としてシースガスの流量と中心ロ
ッド２７に印加された電圧とによって決められる。
アロゾル状態の帯電微粒子群は、図５に示す微分型電気
移動度分級器５において、粒径ごとに分級される。具体
的には、エバポレータ４から流出されたエアロゾル状態
の帯電微粒子群は、囲み体２８のエアロゾル流入口２８
ａを介して、中心ロッド２７と囲み体２８との間の空間
へ流入される。このとき、中心ロッド２７と囲み体２８
との間の空間には、囲み体２７のシースガス導入口２８
ｂを介して導入されかつ層流用メッシュ３１により層流
化されたシースガスが流下しており、エアロゾル流入口
２８ａを介して流入されたエアロゾル状態の帯電微粒子
群のうち、特定の粒径の帯電微粒子群のみが中心ロッド
２７に設けられた環状スリット２７ａに引き込まれ、微
粒子排出管３２を介してファラデーカップ電流計６へ向
けて排出される。なお、このようにして分級された帯電
微粒子群の粒径は、主としてシースガスの流量と中心ロ
ッド２７に印加された電圧とによって決められる。
【００４３】そして最終的に、微分型電気移動度分級器
５により粒径ごとに分級された特定粒径の帯電微粒子群
は、図６に示すファラデーカップ電流計６により、その
個数濃度（単位体積当たりの粒子数）が測定される。具
体的には、微分型電気移動度分級器５から排出された帯
電微粒子群は、微粒子流入管３７を介して外部容器３４
内に流入し、内部容器３６に取り付けられた導電性フィ
ルタ３８上に沈着する。
５により粒径ごとに分級された特定粒径の帯電微粒子群
は、図６に示すファラデーカップ電流計６により、その
個数濃度（単位体積当たりの粒子数）が測定される。具
体的には、微分型電気移動度分級器５から排出された帯
電微粒子群は、微粒子流入管３７を介して外部容器３４
内に流入し、内部容器３６に取り付けられた導電性フィ
ルタ３８上に沈着する。
【００４４】導電性フィルタ３８上に帯電微粒子群が沈
着すると、帯電微粒子群が電荷を放出するのに伴って微
弱電流が発生する。そして、導電性フィルタ３８で発生
した微弱電流は、導電性ロッド３９および受け部４１を
介して接続されているプリアンプ４２に送られ、プリア
ンプ４２により、微弱電流を電圧に変換して増幅する。
その後、プリアンプ４２で増幅された電圧値は、二重シ
ールド線４３を介してエレクトロメータ４４に送られ、
電流値すなわち帯電微粒子群の持つ電荷量として表示さ
れる。
着すると、帯電微粒子群が電荷を放出するのに伴って微
弱電流が発生する。そして、導電性フィルタ３８で発生
した微弱電流は、導電性ロッド３９および受け部４１を
介して接続されているプリアンプ４２に送られ、プリア
ンプ４２により、微弱電流を電圧に変換して増幅する。
その後、プリアンプ４２で増幅された電圧値は、二重シ
ールド線４３を介してエレクトロメータ４４に送られ、
電流値すなわち帯電微粒子群の持つ電荷量として表示さ
れる。
【００４５】なお、エレクトロメータ４４に表示された
電流値ｉと、キャリアガス中に浮遊する帯電微粒子群の
個数濃度Ｎｇとの関係は次式（１）により表すことがで
きる。
電流値ｉと、キャリアガス中に浮遊する帯電微粒子群の
個数濃度Ｎｇとの関係は次式（１）により表すことがで
きる。
【００４６】
Ｎｇ＝ｉ／（ｎ・η・ｅ・ｑ） … （１）
上式（１）において、ｎは帯電微粒子群の電荷量、ηは
荷電効率、ｅは電気素量（１．６×１０−１９クーロ
ン）、ｑは導入されるキャリアガスの流量である。
荷電効率、ｅは電気素量（１．６×１０−１９クーロ
ン）、ｑは導入されるキャリアガスの流量である。
【００４７】ここで、分析対象となる液体中に浮遊する
微粒子の個数濃度Ｎｌを求めるためには、単位時間当た
りのキャリアガスの流量Ｑｇと、微粒子が浮遊する液体
流量Ｑｌとの比を、上式（１）で求めた個数濃度Ｎｇに
乗じればよい。すなわち、次式（２）のとおり、 Ｎｌ＝Ｎｇ・（Ｑｇ／Ｑｌ） … （２） により求められる。
微粒子の個数濃度Ｎｌを求めるためには、単位時間当た
りのキャリアガスの流量Ｑｇと、微粒子が浮遊する液体
流量Ｑｌとの比を、上式（１）で求めた個数濃度Ｎｇに
乗じればよい。すなわち、次式（２）のとおり、 Ｎｌ＝Ｎｇ・（Ｑｇ／Ｑｌ） … （２） により求められる。
【００４８】これにより、微分型電気移動度分級器５に
より分級された特定の粒径の帯電微粒子群に関して、分
析対象となる液体中での個数濃度（単位体積当たりの粒
子数）が求められる。ここで、微分型電気移動度分級器
５により分級される帯電微粒子群の粒径は中心ロッド２
７に印加される電圧に応じて変化させることができるの
で、微分型電気移動度分級器５により分級される帯電微
粒子群の粒径を順次変えながら当該粒径での個数濃度を
求めることにより、分析対象となる液体中に浮遊する微
粒子の粒径分布（粒径と単位体積当たりの個数濃度との
関係）を求めることができる。
より分級された特定の粒径の帯電微粒子群に関して、分
析対象となる液体中での個数濃度（単位体積当たりの粒
子数）が求められる。ここで、微分型電気移動度分級器
５により分級される帯電微粒子群の粒径は中心ロッド２
７に印加される電圧に応じて変化させることができるの
で、微分型電気移動度分級器５により分級される帯電微
粒子群の粒径を順次変えながら当該粒径での個数濃度を
求めることにより、分析対象となる液体中に浮遊する微
粒子の粒径分布（粒径と単位体積当たりの個数濃度との
関係）を求めることができる。
【００４９】なお、微細液滴生成装置３の霧化器１３の
内部において、帯電した微細液滴が円筒形容器１４の内
壁に衝突すると、微細液滴の電荷が放出されてしまい、
ファラデーカップ電流計６により帯電微粒子群の粒子数
を計測する際の誤差となる。このため、霧化器１３の円
筒形容器１４に接続された電流計１９により、円筒形容
器１４の内壁に衝突した微細液滴が放出する電荷量すな
わち電流値を測定し、その測定結果に基づいてファラデ
ーカップ電流計６による測定結果を補正するようにする
ことが好ましい。
内部において、帯電した微細液滴が円筒形容器１４の内
壁に衝突すると、微細液滴の電荷が放出されてしまい、
ファラデーカップ電流計６により帯電微粒子群の粒子数
を計測する際の誤差となる。このため、霧化器１３の円
筒形容器１４に接続された電流計１９により、円筒形容
器１４の内壁に衝突した微細液滴が放出する電荷量すな
わち電流値を測定し、その測定結果に基づいてファラデ
ーカップ電流計６による測定結果を補正するようにする
ことが好ましい。
【００５０】このように本実施の形態によれば、分析対
象となる液体（微粒子が浮遊する液体）を微細液滴生成
装置３により微細液滴化して、キャリアガス中に浮遊し
た帯電微細液滴群を生成した後、エバポレータ４内にお
いて、帯電微細液滴群の液体成分を蒸発させて、キャリ
アガス中に浮遊したエアロゾル状態の帯電微粒子群を生
成するようにしているので、液体中に浮遊する、ナノ粒
子を含む任意の粒径の帯電微粒子を凝集のない状態でキ
ャリアガス中に浮遊させることができる。このため、こ
のようにして得られたキャリガス中に浮遊する帯電微粒
子群を微分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分級
した後、分級後の帯電微粒子群の個数濃度等をファラデ
ーカップ電流計６により測定して分析することが可能と
なり、液体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒径分布
を短時間に精度良く測定することができる。
象となる液体（微粒子が浮遊する液体）を微細液滴生成
装置３により微細液滴化して、キャリアガス中に浮遊し
た帯電微細液滴群を生成した後、エバポレータ４内にお
いて、帯電微細液滴群の液体成分を蒸発させて、キャリ
アガス中に浮遊したエアロゾル状態の帯電微粒子群を生
成するようにしているので、液体中に浮遊する、ナノ粒
子を含む任意の粒径の帯電微粒子を凝集のない状態でキ
ャリアガス中に浮遊させることができる。このため、こ
のようにして得られたキャリガス中に浮遊する帯電微粒
子群を微分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分級
した後、分級後の帯電微粒子群の個数濃度等をファラデ
ーカップ電流計６により測定して分析することが可能と
なり、液体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒径分布
を短時間に精度良く測定することができる。
【００５１】なお、上述した実施の形態においては、分
析対象となる液体を供給する液体供給装置として、サン
プル容器１および定量ポンプ２を用いているが、これに
限らず、注射器等の他の任意の装置を用いることができ
る。
析対象となる液体を供給する液体供給装置として、サン
プル容器１および定量ポンプ２を用いているが、これに
限らず、注射器等の他の任意の装置を用いることができ
る。
【００５２】また、上述した実施の形態においては、微
分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分級された帯
電微粒子群の粒子数を計数する微粒子計数器として、フ
ァラデーカップ電流計６を用いているが、これに限ら
ず、イオンカウンターや核凝縮計数器等の他の任意の装
置を用いることができる。
分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分級された帯
電微粒子群の粒子数を計数する微粒子計数器として、フ
ァラデーカップ電流計６を用いているが、これに限ら
ず、イオンカウンターや核凝縮計数器等の他の任意の装
置を用いることができる。
【００５３】さらに、上述した実施の形態においては、
微分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分級された
帯電微粒子群の粒子数をファラデーカップ電流計６等の
微粒子計数器により計数することにより微粒子群を分析
しているが、微粒子群を分析する微粒子分析装置とし
て、微粒子計数器の代わりに質量分析計や微粒子捕集器
等を設置し、粒径ごとに分級された微粒子群の成分分析
等を行うことにより、微粒子の組成や発生源等の同定を
行うようにしてもよい。
微分型電気移動度分級器５により粒径ごとに分級された
帯電微粒子群の粒子数をファラデーカップ電流計６等の
微粒子計数器により計数することにより微粒子群を分析
しているが、微粒子群を分析する微粒子分析装置とし
て、微粒子計数器の代わりに質量分析計や微粒子捕集器
等を設置し、粒径ごとに分級された微粒子群の成分分析
等を行うことにより、微粒子の組成や発生源等の同定を
行うようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、液
体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒径分布等を短時
間に精度良く測定することができる。
体中に浮遊するナノ粒子等の微粒子の粒径分布等を短時
間に精度良く測定することができる。
【図１】本発明による液体中微粒子分析装置の一実施の
形態を示す図。
形態を示す図。
【図２】図１に示す液体中微粒子分析装置の微細液滴生
成装置の詳細を示す図。
成装置の詳細を示す図。
【図３】図２に示す微細液滴生成装置のエレクトロスプ
レー装置により微細液滴が生成される様子を示す模式
図。
レー装置により微細液滴が生成される様子を示す模式
図。
【図４】図１に示す液体中微粒子分析装置のエバポレー
タの詳細を示す図。
タの詳細を示す図。
【図５】図１に示す液体中微粒子分析装置の微分型電気
移動度分級器の詳細を示す図。
移動度分級器の詳細を示す図。
【図６】図１に示す液体中微粒子分析装置のファラデー
カップ電流計の詳細を示す図。
カップ電流計の詳細を示す図。
１ サンプル容器
２ 定量ポンプ
３ 微細液滴生成装置
４ エバポレータ
５ 微分型電気移動度分級器
６ ファラデーカップ電流計
７，７′ 配管
８ エレクトロスプレー装置
９ 本体
１０ ノズル
１１ 導線
１２ 高圧電源
１３ 霧化器
１４ 円筒形容器
１４ａ キャリアガス流入口
１５ 流入側蓋
１６ 流出側蓋
１６ａ 流出口
１７ キャリアガス供給器
１８ 放射線源
１９ 電流計
１９ａ 導線
２０ 円筒形容器
２０ａ 流入口
２０ｂ 流出口
２１ ヒータ
２２ クーラ
２３ 凝集液排出管
２４ 開閉バルブ
２５ 基部
２６ 環状絶縁体
２７ 中心ロッド
２７ａ 環状スリット
２８ 囲み体
２８ａ エアロゾル流入口
２８ｂ シースガス流入口
２８ｃ 余剰ガス排出口
２９ 導線
３０ 直流電源
３１ 層流用メッシュ
３２ 微粒子排出管
３３ ファラデーカップ
３４ 外部容器
３５ 環状絶縁体
３６ 内部容器
３７ 微粒子流入管
３８ 導電性フィルタ
３９ 導電性ロッド
４０ 固定リング
４１ 受け部
４２ プリアンプ
４３ 二重シールド線
４４ エレクトロメータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ウレット レンゴロ
埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所
内
Claims (9)
- 【請求項１】液体中に浮遊する微粒子を分析する液体中
微粒子分析装置において、 分析対象となる液体を供給する液体供給装置と、 前記液体供給装置により供給された液体を微細液滴化
し、キャリアガス中に浮遊した微細液滴群を生成する微
細液滴生成装置と、 前記微細液滴生成装置により生成された微細液滴群の液
体成分を蒸発させ、キャリアガス中に浮遊したエアロゾ
ル状態の微粒子群を生成するエバポレータと、 前記エバポレータにより生成されたエアロゾル状態の微
粒子群を粒径ごとに分級する分級器と、 前記分級器により粒径ごとに分級された微粒子群を分析
する微粒子分析器とを備えたことを特徴とする液体中微
粒子分析装置。 - 【請求項２】前記微細液滴生成装置は、前記液体供給装
置により供給された液体を帯電させた状態で微細液滴化
するエレクトロスプレー装置と、このエレクトロスプレ
ー装置により微細液滴化された帯電微細液滴群をキャリ
アガス中に浮遊させる霧化器とを有することを特徴とす
る、請求項１記載の液体中微粒子分析装置。 - 【請求項３】前記霧化器は、前記エレクトロスプレー装
置により微細液滴化された帯電微細液滴群をボルツマン
平衡荷電分布状態に帯電させる放射線源を有することを
特徴とする、請求項２記載の液体中微粒子分析装置。 - 【請求項４】前記霧化器には、その内壁に衝突した微細
液滴が放出する電荷量を測定する電流計が接続されてい
ることを特徴とする、請求項２または３記載の液体中微
粒子分析装置。 - 【請求項５】前記分級器は、前記エバポレータにより生
成されたエアロゾル状態の微粒子群を電気移動度に応じ
て粒径ごとに分級する微分型電気移動度分級器であるこ
とを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載の液体
中微粒子分析装置。 - 【請求項６】前記微粒子分析器は、前記分級器により分
級された微粒子群の粒子数を計数する微粒子計数器であ
ることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか記載の
液体中微粒子分析装置。 - 【請求項７】前記微粒子計数器は、ファラデーカップ電
流計、イオンカウンターまたは核凝縮計数器であること
を特徴とする、請求項６記載の液体中微粒子分析装置。 - 【請求項８】液体中に浮遊する微粒子を分析する液体中
微粒子分析方法において、 分析対象となる液体を微細液滴化し、キャリアガス中に
浮遊した微細液滴群を生成する工程と、 生成された前記微細液滴群の液体成分を蒸発させ、キャ
リアガス中に浮遊したエアロゾル状態の微粒子群を生成
する工程と、 生成された前記エアロゾル状態の微粒子群を粒径ごとに
分級する工程と、 粒径ごとに分級された前記微粒子群を分析する工程とを
含むことを特徴とする液体中微粒子分析方法。 - 【請求項９】前記微粒子群を分析する工程において、粒
径ごとに分級された前記微粒子群の粒子数を計数し、そ
の計数結果に基づいて液体中に浮遊する微粒子の粒径分
布を求めることを特徴とする、請求項８記載の液体中微
粒子分析方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349667A JP3572319B2 (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 液体中微粒子分析装置 |
| EP02025413A EP1312911A1 (en) | 2001-11-15 | 2002-11-14 | Method of and apparatus for analyzing particles suspended in liquid |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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