JP2005062055A - 側方散乱光を用いた遠隔レーザーレーダー微粒子計数装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 レーザー光をシート状に大気中に出射し、そのシート面内の微粒子個々から側方散乱光を発生させ、レーザー光のシート面の垂直方向に備え付けられた高感度2次元光検出器で微粒子個々からの側方散乱光を計測することにより気中の個々の微粒子を斑点状の画像として計測し、この画像中の斑点の数、及び斑点の輝度を解析することにより、遠方の限られた空間に存在する微粒子の数、密度、粒径分布及び空間分布等を同時に算出する、側方散乱光を用いた遠隔レーザーレーダー微粒子計数装置。
【選択図】 図1
Description
(1)真空装置の排気管内の排気流とともに流れる一つの微粒子に着目し、パーティクルの速度、粒子の大きさを、レーザー光を照射して微粒子から発生する散乱光をCCD受光素子で撮像受光して測定する方法である(特許文献1)。この発明は、基本的に配管等の流れのある流体の中をCCD受光素子で捕らえた連続的な微粒子の画像の動きから微粒子の速度、粒径を求める方法である。しかし、この方法は、本発明のように空気中を対象とした気中の粒子数、粒径分布を同時に計測することを可能とする方法とは異なる。
(1) パルスレーザー発生装置、(2) レーザー拡大出射光学系(シリンドリカルレンズ)、(3)シート状に拡大出射されるレーザー光、(4) 高感度2次元光検出器カメラ視野、(5) 伝播するレーザー光シート領域かつカメラ視野内に存在する気中の微粒子、 (6) 高感度2次元光検出器(CCDカメラ)、(7) 側方散乱光集光学系(望遠鏡レンズ)、(8)微粒子から発生する側方散乱光、(9)計測制御システム、(10) 計測制御システムとレーザー装置及び高感度2次元光検出器間の信号ケーブル
Claims (6)
- レーザーレーダー装置において、レーザー出射地点より遠方にある大気または室内中に浮遊する微粒子(エアロゾル)群に向けてレーザー光をシート状に拡大して照射し、レーザー光との相互作用によって微粒子個々から生じる側方散乱光を画像として検出することにより、大気中に浮遊する微粒子等の数、密度、粒径分布等を遠隔で同時に計測することを可能とする、側方散乱光を用いた遠隔レーザーレーダー微粒子計数装置。
- 前記装置は、レーザー装置、レーザー拡大出射光学系、側方散乱光の集光光学系(望遠レンズ等)、側方散乱光を検出する高感度2次元光検出器(CCDカメラ等)及び計測制御システムから構成され、レーザーの出射方向に対して横方向、かつレーザー光のシート面の主に垂直方向からレーザー照射領域によって微粒子個々から発する側方散乱光を画像として計測することが可能であることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 集光光学系の観測視野を出射拡大されたレーザー光シート面内に設置し、かつ高感度2次元光検出器のシャッター機能を用いてシャッター時間内にその観測視野内をレーザー光が通過するように設定することにより、この視野内のレーザー光シート面から発する微粒子個々の側方散乱光を高感度2次元光検出器で画像として検出し、側方散乱光の数及び強度から微粒子の数、粒径を同時に測定することが可能な請求項1記載の装置。
- 高感度2次元光検出器で計測される大気中の微粒子個々からの側方散乱光画像は、斑点状の小さな点が集合したものである。この斑点をカウントし、かつ斑点の輝度を計測することにより、シート状のレーザー照射領域内の限られた空間の微粒子の数、密度、かつその斑点の輝度により微粒子の粒径分布を計測することを可能とする請求項1記載の装置。
- レーザー光の出射方向、または計測するレーザー光のシート面からの側方散乱光の計測位置を変化させることにより、大気中の微粒子の数量、粒径分布等の空間3次元分布情報を同時に得ることができる請求項1記載の装置。
- 高感度2次元光検出器のシャッター時間を変化させることにより計測される画像内の気中微粒子の画面内での空間及び時間的な変化を捕捉し、これを解析することにより、微粒子の運動速度、大気及び室内の風速、風向情報等を同時に得ることを可能とする請求項1記載の装置。
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