JP2005214931A - Fine-particulate analyzer - Google Patents
Fine-particulate analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005214931A JP2005214931A JP2004025586A JP2004025586A JP2005214931A JP 2005214931 A JP2005214931 A JP 2005214931A JP 2004025586 A JP2004025586 A JP 2004025586A JP 2004025586 A JP2004025586 A JP 2004025586A JP 2005214931 A JP2005214931 A JP 2005214931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode portion
- common electrode
- fine particles
- gas
- slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、気相中に浮遊する微粒子を分析する微粒子分析装置に係り、とりわけ、気相中に浮遊するナノメータ・サイズからサブミクロンメータ・サイズまでの幅広い分布を有する微粒子の粒径分布(粒径と個数濃度との関係)及び特定の粒径サイズの微粒子についての個数濃度の経時変化を2種類の粒径範囲に分けて同時にかつリアルタイムに測定することができる微粒子分析装置に関する。 The present invention relates to a particle analyzer for analyzing fine particles suspended in a gas phase, and in particular, a particle size distribution (particle size) of fine particles having a wide distribution ranging from a nanometer size to a submicrometer size suspended in a gas phase. The present invention relates to a fine particle analyzer capable of dividing a time-dependent change in the number concentration of fine particles having a specific particle size into two types of particle size ranges and simultaneously measuring them in real time.
近年、自動車の排気ガス中に含まれる浮遊粒子状物質(SPM:Suspended Particulate Matter)の問題が注目されている。特に、ディーゼル車の比率が大きいヨーロッパにおいては、ディーゼルエンジンから排出されるナノメータ・サイズの微粒子が人体に及ぼす影響に関する研究がクローズアップされており、自動車が実際に市中を走行する際の走行パターンの下で排出される微粒子の挙動をリアルタイムに測定する研究が進められている。また、日本及び米国においても、数年後を目途に微粒子の個数濃度を基準とした規制を検討するとの動きもある。 In recent years, attention has been paid to the problem of suspended particulate matter (SPM) contained in automobile exhaust gas. Especially in Europe, where the proportion of diesel vehicles is large, research on the effects of nanometer-sized particles emitted from diesel engines on the human body has been highlighted, and the driving pattern when a car actually travels in the city Research is underway to measure the behavior of particulates discharged under the conditions in real time. In Japan and the United States, there are also moves to consider regulations based on the number concentration of fine particles in the next few years.
このような微粒子を対象とした従来の分析方法としては、(1)一定時間あたりの排出ガス中の微粒子をフィルタ等に捕集して重量を測定する重量測定法、(2)微粒子にレーザー光線等を照射して散乱光強度や透過率等から微粒子の粒径分布(粒径と個数濃度との関係)を求める光学的手法、(3)ガス中に浮遊する帯電微粒子の電場中での電気移動度が粒径に依存する性質を利用して微粒子の粒径を測定する微分型電気移動度測定法(特許文献1〜4参照)、といった方法が用いられている。
Conventional analysis methods for such fine particles include (1) a gravimetric method of collecting fine particles in exhaust gas per fixed time on a filter and measuring the weight, and (2) a laser beam etc. on the fine particles. Optical method to obtain particle size distribution (relationship between particle size and number concentration) from scattered light intensity and transmittance, etc., and (3) Electric transfer of charged fine particles floating in gas in electric field A method such as a differential electric mobility measurement method (see
しかしながら、上述した従来の分析方法のうち、上記(1)の重量測定法では、測定のために長時間を要し、フィルタの濾過効率によって捕集される粒子量が異なってしまう、という問題がある。また、上記(2)の光学的手法では、散乱光強度等が微粒子の粒径の6乗に比例するので、微粒子の大きさがナノメータ・サイズの領域になると、正確な粒径分布を求めることが困難になる、という問題がある。なお、一般に用いられているパーティクルカウンタはいずれも、粒径がサブミクロンメータ・サイズ以上の比較的大きな微粒子を対象とするものであって、自動車の排気ガスや大気中に浮遊するナノメータ・サイズの微粒子をリアルタイムに分析することは不可能であった。 However, among the conventional analysis methods described above, the weight measurement method (1) requires a long time for measurement, and the amount of particles collected varies depending on the filtration efficiency of the filter. is there. In the optical method (2), the intensity of scattered light is proportional to the sixth power of the particle size of the fine particles, so when the fine particle size is in the nanometer size region, an accurate particle size distribution is obtained. There is a problem that it becomes difficult. Note that all commonly used particle counters are intended for relatively large particles with a particle size of sub-micrometer size or larger, and have a nanometer size that floats in the exhaust gas of automobiles or in the atmosphere. It was impossible to analyze fine particles in real time.
これに対し、上記(3)の微分型電気移動度測定法は、現在のところ、ナノメータ・サイズの微粒子の粒径分布をその場観察することが可能な唯一の装置であるが、微粒子の粒径分布を求めるために数分間の時間を要するので、自動車が走行しているときのような、変化が著しいモードで排出される排気ガス中の微粒子の粒径分布をリアルタイムに分析することは困難であった。また、複数の粒径サイズの微粒子の粒径分布を同時に測定することも困難であった。 On the other hand, the differential electromobility measurement method (3) is currently the only device capable of in-situ observation of the particle size distribution of nanometer-sized fine particles. Since it takes several minutes to determine the size distribution, it is difficult to analyze in real time the particle size distribution in the exhaust gas that is exhausted in a mode where the change is significant, such as when a car is running. Met. Further, it is difficult to simultaneously measure the particle size distribution of fine particles having a plurality of particle sizes.
なお、このような問題を解決するため、複数の微分型電気移動度測定器を並列に設置して測定する方法をとることも可能であるが、この場合には、各微分型電気移動度測定器に対してサンプルガスを均一に分配することが難しいので測定精度が低下しやすい、という問題があり、また、装置が大型化するので測定可能な場所が限定されてしまう、という問題もある。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、気相中に浮遊するナノメータ・サイズからサブミクロンメータ・サイズまでの幅広い分布を有する微粒子の粒径分布(粒径と個数濃度との関係)及び特定の粒径サイズの微粒子についての個数濃度の経時変化を2種類の粒径範囲に分けて同時にかつリアルタイムに測定することができる微粒子分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and the particle size distribution (particle size and number concentration) of fine particles having a wide distribution from nanometer size to submicrometer size floating in the gas phase. It is an object of the present invention to provide a fine particle analyzer that can measure the time-dependent change in the number concentration of fine particles having a specific particle size into two particle size ranges and simultaneously and in real time.
本発明は、気相中に浮遊する微粒子を分析する微粒子分析装置において、外部から気密に保たれた筐体と、前記筐体内に配置された中心電極部と、前記筐体内にて前記中心電極部を取り囲むように当該中心電極部と同心軸上に配置され、前記中心電極部との間に第1測定領域を形成するコモン電極部と、前記筐体内にて前記コモン電極部を取り囲むように当該コモン電極部と同心軸上に配置され、前記コモン電極部との間に第2測定領域を形成する外側電極部と、前記コモン電極部に近接した位置から前記第1測定領域及び前記第2測定領域へ向けて帯電微粒子を導入する微粒子導入部と、前記微粒子導入部により導入された帯電微粒子を前記第1測定領域内及び前記第2測定領域内にて一定の方向へ移動させるように前記筐体内にシースガスを導入するシースガス導入部と、前記コモン電極部を基準にして前記コモン電極部と前記中心電極部との間及び前記コモン電極部と前記外側電極部との間に電圧を印加する電源とを備え、前記中心電極部及び前記外側電極部にはそれぞれ、前記第1測定領域内及び前記第2測定領域内を所定の距離だけ移動した帯電微粒子を外部へ取り出すための第1導出スリット及び第2導出スリットが形成され、前記電源により前記コモン電極部と前記中心電極部との間に電位差を生じさせた状態で、前記コモン電極部に近接した位置からシースガスと共に導入される帯電微粒子を前記第1測定領域内にて前記コモン電極部側から前記中心電極部側へ移動させると共に、前記電源により前記コモン電極部と前記外側電極部との間に電位差を生じさせた状態で、前記コモン電極部に近接した位置からシースガスと共に導入される帯電微粒子を前記第2測定領域内にて前記コモン電極部側から前記外側電極部側へ移動させ、前記中心電極部及び前記外側電極部にそれぞれ形成された前記第1導出スリット及び前記第2導出スリットから特定の粒径サイズの帯電微粒子を外部へ取り出すことを特徴とする微粒子分析装置を提供する。 The present invention relates to a fine particle analyzer for analyzing fine particles floating in a gas phase, a case kept airtight from the outside, a center electrode portion disposed in the case, and the center electrode in the case A common electrode part that is arranged on a concentric axis with the central electrode part so as to surround the central electrode part, and forms a first measurement region between the central electrode part, and so as to surround the common electrode part in the housing An outer electrode portion that is arranged on a concentric axis with the common electrode portion and forms a second measurement region between the common electrode portion, and the first measurement region and the second electrode from a position close to the common electrode portion A fine particle introducing portion for introducing charged fine particles toward the measurement region, and the charged fine particles introduced by the fine particle introduction portion so as to move in a certain direction within the first measurement region and the second measurement region. Sheath gas inside the housing And a power source that applies a voltage between the common electrode portion and the central electrode portion and between the common electrode portion and the outer electrode portion with respect to the common electrode portion. A first lead-out slit and a second lead-out for taking out the charged fine particles moved by a predetermined distance in the first measurement region and the second measurement region, respectively, in the center electrode portion and the outer electrode portion, respectively. In the state where a slit is formed and a potential difference is generated between the common electrode portion and the central electrode portion by the power source, charged fine particles introduced together with a sheath gas from a position close to the common electrode portion are measured in the first measurement. In the region, the electrode is moved from the common electrode portion side to the central electrode portion side, and a potential difference is generated between the common electrode portion and the outer electrode portion by the power source. The charged fine particles introduced together with the sheath gas from a position close to the common electrode portion are moved from the common electrode portion side to the outer electrode portion side in the second measurement region, and the central electrode portion and the outer electrode are moved. There is provided a fine particle analyzer characterized in that charged fine particles having a specific particle size are taken out from the first lead slit and the second lead slit respectively formed in the section.
なお、本発明において、前記微粒子導入部は、前記コモン電極部の外側に位置する導入孔に帯電微粒子を導入する導入管と、前記コモン電極部に形成された導入スリットであって前記導入孔に取り込まれた帯電微粒子を前記第1測定領域内に取り込むための導入スリットと、前記コモン電極部の外面とガイドとにより形成されたサンプルガス導入流路であって前記導入孔に取り込まれた帯電微粒子を前記第2測定領域内に取り込むためのサンプルガス導入流路とを有することが好ましい。 In the present invention, the fine particle introduction portion is an introduction tube for introducing charged fine particles into an introduction hole located outside the common electrode portion, and an introduction slit formed in the common electrode portion, and is formed in the introduction hole. A charged fine particle that is a sample gas introduction flow path formed by an introduction slit for taking in the charged charged fine particles into the first measurement region, an outer surface of the common electrode portion, and a guide, and is taken into the introduction hole. It is preferable to have a sample gas introduction flow path for taking the gas into the second measurement region.
また、本発明においては、前記中心電極部及び前記外側電極部にそれぞれ形成された前記第1導出スリット及び前記第2導出スリットに連通して設けられ、当該各導出スリットから取り出された特定の粒径サイズの帯電微粒子の個数濃度を測定する微粒子個数濃度計数器をさらに備えることが好ましい。 Further, in the present invention, the specific particles that are provided in communication with the first lead-out slit and the second lead-out slit formed in the center electrode portion and the outer electrode portion, respectively, and are taken out from the lead-out slits. It is preferable to further include a fine particle number concentration counter for measuring the number concentration of charged fine particles having a diameter size.
ここで、前記中心電極部に形成された前記第1導出スリットは、前記中心電極部に連結された電気絶縁体からなる絶縁体ロッドを介して外部に連通しており、前記第1導出スリットに連通して設けられた前記微粒子個数濃度計数器はファラデーカップ及び電流増幅器を有し、このうち少なくとも前記ファラデーカップが前記絶縁体ロッドの内部空間内に配置されていることが好ましい。また、前記第1導出スリットに連通して設けられた前記微粒子個数濃度計数器のうち前記ファラデーカップ及び前記電流増幅器が共に前記絶縁体ロッドの内部空間内に配置されていてもよい。また、前記外側電極部に形成された前記第2導出スリットは、前記外側電極部に連結された電気絶縁体からなるハウジング部を介して外部に連通しており、前記第2導出スリットに連通して設けられた前記微粒子個数濃度計数器はファラデーカップ及び電流増幅器を有し、このうち少なくとも前記ファラデーカップが前記ハウジング部の内部空間内に配置されていることが好ましい。また、前記第1導出スリットに連通して設けられた前記微粒子個数濃度計数器のうち前記ファラデーカップ及び前記電流増幅器が共に前記ハウジング部の内部空間内に配置されていることが好ましい。 Here, the first lead-out slit formed in the center electrode portion communicates with the outside through an insulator rod made of an electric insulator connected to the center electrode portion, and the first lead-out slit is connected to the first lead-out slit. The particulate number concentration counter provided in communication has a Faraday cup and a current amplifier, and at least the Faraday cup is preferably disposed in the internal space of the insulator rod. Further, the Faraday cup and the current amplifier of the fine particle number concentration counter provided in communication with the first lead-out slit may be both disposed in the internal space of the insulator rod. In addition, the second lead-out slit formed in the outer electrode portion communicates with the outside via a housing portion made of an electrical insulator connected to the outer electrode portion, and communicates with the second lead-out slit. Preferably, the fine particle number concentration counter provided has a Faraday cup and a current amplifier, and at least the Faraday cup is preferably disposed in the internal space of the housing portion. In the fine particle number concentration counter provided in communication with the first lead-out slit, it is preferable that both the Faraday cup and the current amplifier are disposed in the internal space of the housing portion.
さらに、本発明においては、前記シースガス導入部により前記筐体内に導入されたシースガスを前記筐体の外部へ取り出すと共に当該シースガスを前記シースガス導入部により再度導入するシースガス循環部をさらに備えることが好ましい。 Furthermore, in the present invention, it is preferable to further include a sheath gas circulation part that takes out the sheath gas introduced into the casing by the sheath gas introduction part to the outside of the casing and introduces the sheath gas again by the sheath gas introduction part.
本発明によれば、互いに同心軸上に配置された三重円筒構造のコモン電極部、中心電極部及び外側電極部を備え、コモン電極部と中心電極部との間(第1測定領域)及びコモン電極部と外側電極部との間(第2測定領域)に電位差を生じさせた状態で、コモン電極部4に近接した位置からシースガスとともに導入された帯電微粒子を第1測定領域及び第2測定領域のそれぞれにおいて特定の測定条件の下で分級するようにしている。このため、中心電極部及び外側電極部に印加される電圧を段階的にスキャンすれば、外部から導入された気相中に浮遊する幅広い分布を有するナノメータ・サイズからサブミクロンメータ・サイズの帯電微粒子の粒径分布(粒径と個数濃度との関係)を2種類の粒径範囲に分けて1台の装置で同時に測定することができる。またこの場合、中心電極部及び外側電極部に印加される電圧を所望の粒径サイズの帯電微粒子を取り出すのに必要とされる電圧に固定することも可能であり、この場合には、特定の粒径サイズの帯電微粒子についての個数濃度の経時変化を2種類の粒径範囲に分けて1台の装置で同時にかつリアルタイムに測定することができる。
According to the present invention, a common electrode portion having a triple cylindrical structure, a center electrode portion, and an outer electrode portion, which are arranged on concentric axes, are provided between the common electrode portion and the center electrode portion (first measurement region) and the common electrode portion. The charged fine particles introduced together with the sheath gas from a position close to the
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1の実施の形態
まず、図1により、本発明による微粒子分析装置の第1の実施の形態について説明する。
First Embodiment First, a first embodiment of a particle analyzer according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る微粒子分析装置100は、気相中に浮遊する微粒子を分析するものであり、同心軸上に2つの測定領域2、3が配列された三重円筒構造の微分型電気移動度測定器1を備えている。
As shown in FIG. 1, the
すなわち、微分型電気移動度測定器1は、円筒状の中心電極部5と、中心電極部5を取り囲むように当該中心電極部5と同心軸上に配置された円筒状のコモン電極部4と、コモン電極部4を取り囲むように当該コモン電極部4と同心軸上に配置された円筒状の導電性スリーブ(外側電極部)20とを備えている。なお、以上において、中心電極部5、コモン電極部4及び導電性スリーブ20は、ハウジング部6、カバー部7、サンプルガス導入部8及びベース部9からなる筐体1a内に配置され、外部から気密に保たれている。また、このような筐体1a内において、コモン電極部4と中心電極部5との間に第1測定領域2が形成され、コモン電極部4と外導電性スリーブ20との間に第2測定領域3が形成されている。
That is, the differential electric
ここで、図1に示す微分型電気移動度測定器1において、自動車の排気ガス等の大気(気相)中に浮遊している微粒子(エアロゾル)は、アメリシウム241等の放射線源から照射されるα線やコロナ放電器によって生成されたコロナイオン等によって予め荷電された後、サンプルガス導入部8のサンプルガス導入管26を経由してコモン電極部4の外側に位置するサンプルガス導入孔27に取り込まれる。その後、サンプルガス導入孔27に取り込まれた帯電微粒子の一部は、コモン電極部4の上流部に形成された環状のサンプルガス導入スリット10を介して第1測定領域2へ取り込まれ、一方、帯電微粒子の残りは、コモン電極部4の上流部に位置する外面とガイド32とにより形成されるサンプルガス導入流路31から第2測定領域3に取り込まれる。そして、このようにして取り込まれた帯電微粒子は、後述するような原理及び作用に従い、第1測定領域2及び第2測定領域3において、それぞれの測定条件の下で分級される。なおここで、サンプルガス導入管26、サンプルガス導入孔27、コモン電極部4に形成されたサンプルガス導入スリット10及びガイド32等により、コモン電極部4に近接した位置から第1測定領域2及び第2測定領域3へ向けて帯電微粒子を導入する微粒子導入部が構成されている。
Here, in the differential electric
より具体的には、図1に示す微分型電気移動度測定器1において、コモン電極部4の上流部に形成された環状のサンプルガス導入スリット10を介して第1測定領域2に取り込まれた帯電微粒子の一部は、カバー部7に設けられた第1シースガス供給管24から供給されて第1ラミナー25により層流化されたシースガス中に流入して、シースガスと共に下流方向へ移動する。なおここで、第1シースガス供給管24及び第1ラミナー25により、導入された帯電微粒子を第1測定領域2内にて一定の方向へ移動させるように筐体1a内にシースガスを導入するシースガス導入部が構成されている。このとき、電圧可変の第1直流電源38から、第1コネクタ21及び中心電極部5の一端部の中心軸上に設けられた端子14を経由して中心電極部5に電圧が印加されており、アースに接続されたコモン電極部4と中心電極部5との間に電位差を生じさせると、両電極間に形成される電場の影響を受けて帯電微粒子が電気移動度に応じた速度でコモン電極部4側から中心電極部5側に引き寄せられる。これにより、第1直流電源38により印加された電圧に相当する粒径サイズの帯電微粒子のみが中心電極部5に設けられた環状の第1分級ガス導出スリット(第1導出スリット)12に到達する。
More specifically, in the differential electric
このときの第1測定領域2における帯電微粒子の電気移動度Zp1は、次式(1)により算出される。
The electric mobility Zp1 of the charged fine particles in the
Zp1=Qc1・ln(r2/r1)/(2π・V1・L1) … (1)
上式(1)において、Qc1は第1測定領域2に供給されたシースガスの流量、r1は中心電極部5の外径、r2はコモン電極部4の内径、V1は中心電極部5とアースに接続されたコモン電極4との間の電位差、L1はサンプルガス導入スリット10と第1分級ガス導出スリット12との間の距離である。
Zp1 = Qc1 · ln (r2 / r1) / (2π · V1 · L1) (1)
In the above equation (1), Qc1 is the flow rate of the sheath gas supplied to the
また、帯電微粒子の電気移動度Zp1と粒径Dp1との間には次式(2)の関係が成り立つ。 Further, the relationship of the following equation (2) is established between the electric mobility Zp1 and the particle size Dp1 of the charged fine particles.
Zp1=n1・e・Cc1/(3π・μ1・Dp1) … (2)
上式(2)において、n1は帯電微粒子の荷電量、eは電気素量、Cc1はカニンガム補正係数、μ1は第1測定領域2に供給されたシースガスの粘性係数である。
Zp1 = n1 · e · Cc1 / (3π · μ1 · Dp1) (2)
In the above equation (2), n1 is the charge amount of the charged fine particles, e is the elementary charge amount, Cc1 is the Cunningham correction coefficient, and μ1 is the viscosity coefficient of the sheath gas supplied to the
ここで、上式(1)及び(2)に則って、中心電極部5に印加される電圧V1を段階的にスキャンすれば、第1分級ガス導出スリット12に到達する帯電微粒子の粒径サイズDp1を変化させることが可能となる。中心電極部5の第1分級ガス導出スリット12に到達した特定の粒径サイズDp1の帯電微粒子は、中心電極部5の他端部の中心軸上に設けられた第1分級ガス導出孔13から、電気絶縁体からなる絶縁体ロッド16に設けられた微粒子導出流路15を経由して、ベース部9に設けられた第1分級ガス排出管33から外部へ取り出される。ここで、第1分級ガス排出管33には、第1分級ガス導出スリット12、第1分級ガス導出孔13及び微粒子導出流路15に連通した別置きの第1微粒子個数濃度計数器42や第1凝縮核計数器44が設けられており、分級された特定の粒径サイズDp1の帯電微粒子の個数濃度を測定することができるようになっている。なお、第1微粒子個数濃度計数器42は、第1ファラデーカップ34、第1電流増幅器35及び第1エレクトロメータ39を有している。
Here, in accordance with the above formulas (1) and (2), if the voltage V1 applied to the
なお、第1測定領域2において、第1分級ガス導出スリット12から取り出された帯電微粒子(及びそれを共に移動するガス)以外の帯電微粒子(及びそれと共に移動するガス)は、コモン電極部4の下流部に位置する第1余剰ガス排出管11から外部へ排出される。
In the
一方、コモン電極部4の上流部に位置する外面とガイド32とにより形成されるサンプルガス導入流路31を介して第2測定領域3へ取り込まれた帯電微粒子の残り(サンプルガス導入部8のサンプルガス導入管26から導入された全帯電微粒子の量から第1測定領域2へ分配された帯電微粒子の量を差し引いた量の帯電微粒子)は、サンプルガス導入部8に設けられた第2シースガス供給管28から供給されて環状のシースガス供給孔29を経由して第2ラミナー30により層流化されたシースガス中に流入して、シースガスと共に下流方向へ移動する。なおここで、第2シースガス供給管28、シースガス供給孔29及び第2ラミナー30により、導入された帯電微粒子を第2測定領域3内にて一定の方向へ移動させるように筐体1a内にシースガスを導入するシースガス導入部が構成されている。このとき、電圧可変の第2直流電源40から、第2コネクタ23を経由してハウジング部6の内面に挿入された導電性スリーブ20に電圧が印加されており、アースに接続されたコモン電極4と導電性スリーブ20との間に電位差を生じさせると、両電極間に形成される電場の影響を受けて帯電微粒子が電気移動度に応じた速度でコモン電極部4側から導電性スリーブ20側に引き寄せられる。これにより、第2直流電源40により印加された電圧に相当する粒径サイズの帯電微粒子のみが導電性スリーブ20形成された環状の第2分級ガス導出スリット(第2導出スリット)17に到達する。なお、図1において、導電性スリーブ20のうち第2分級ガス導出スリットを挟んで上流側の部分と下流側の部分とは、互いに近接する環状の端部においてその円周上の3点で電気的に接続されており、導電性スリーブ20の上流側の部分に第2コネクタ23を経由して電圧を印加すれば導電性スリーブ20の下流側の部分にも同一の電圧がかかるようになっている。
On the other hand, the remaining charged fine particles taken into the
このときの第2測定領域3における帯電微粒子の電気移動度Zp2は、次式(3)により算出される。
The electric mobility Zp2 of the charged fine particles in the
Zp2=Qc2・ln(r4/r3)/(2π・V2・L2) … (3)
上式(3)において、Qc2は第2測定領域3に供給されたシースガスの流量、r3はコモン電極部4の外径、r4はハウジング部6の内面に挿入された導電性スリーブ20の内径、V2は導電性スリーブ20とアースに接続されたコモン電極部4との間の電位差、L2はサンプルガス導入流路31を形成するガイド32の先端部と第2分級ガス導出スリット17との間の距離である。
Zp2 = Qc2 · ln (r4 / r3) / (2π · V2 · L2) (3)
In the above equation (3), Qc2 is the flow rate of the sheath gas supplied to the
また、帯電微粒子の電気移動度Zp2と粒径Dp2との間には次式(4)の関係が成り立つ。 Further, the relationship of the following equation (4) is established between the electric mobility Zp2 and the particle size Dp2 of the charged fine particles.
Zp2=n2・e・Cc2/(3π・μ2・Dp2)………(4)
上式(4)において、n2は帯電微粒子の荷電量、eは電気素量、Cc2はカニンガム補正係数、μ2は第2測定領域3に供給されたシースガスの粘性係数である。
Zp2 = n2 · e · Cc2 / (3π · μ2 · Dp2) (4)
In the above equation (4), n2 is the charge amount of the charged fine particles, e is the elementary charge amount, Cc2 is the Cunningham correction coefficient, and μ2 is the viscosity coefficient of the sheath gas supplied to the
ここで、上式(3)及び(4)に則って、導電性スリーブ20に印加される電圧V2を段階的にスキャンすれば、第2分級ガス導出スリット17に到達する帯電微粒子の粒径サイズDp2を変化させることが可能となる。導電性スリーブ20の第2分級ガス導出スリット17に到達した特定の粒径サイズDp2の帯電微粒子は、ハウジング部6の内部空間を経由して、ハウジング部6に設けられた第2分級ガス排出管18から外部へ取り出される。ここで、第2分級ガス排出管18には、第2分級ガス導出スリット17に連通した別置きの第2微粒子個数濃度計数器43や第2凝縮核計数器45が設けられており、分級された特定の粒径サイズDp2の帯電微粒子の個数濃度を測定することができるようになっている。なお、第2微粒子個数濃度計数器43は、第2ファラデーカップ36、第2電流増幅器37及び第2エレクトロメータ41を有している。
Here, if the voltage V2 applied to the
なお、第2測定領域3において、第2分級ガス導出スリット17から取り出された帯電微粒子(及びそれと共に移動するガス)以外の帯電微粒子(及びそれと共に移動するガス)は、導電性スリーブ20の下流部に位置する第2余剰ガス排出管22から外部へ排出される。
In the
このように本発明の第1の実施の形態によれば、互いに同心軸上に配置された三重円筒構造のコモン電極部4、中心電極部5及び導電性スリーブ20を備え、アースに接続されたコモン電極部4と中心電極部5との間(第1測定領域2)及びコモン電極部4と導電性スリーブ20との間(第2測定領域3)に電位差を生じさせた状態で、コモン電極部4に近接した位置からシースガスとともに導入された帯電微粒子を第1測定領域2及び第2測定領域3のそれぞれにおいて特定の測定条件の下で分級するようにしている。このため、中心電極部5及び導電性スリーブ20に印加される電圧V1、V2を段階的にスキャンすれば、外部から導入された気相中に浮遊する幅広い分布を有するナノメータ・サイズからサブミクロンメータ・サイズの帯電微粒子の粒径分布(粒径と個数濃度との関係)を2種類の粒径範囲(例えば10nm付近と100〜200nm付近)に分けて1台の装置で同時に測定することができる。またこの場合、中心電極部5及び導電性スリーブ20に印加される電圧V1、V2を所望の粒径サイズの帯電微粒子を取り出すのに必要とされる電圧に固定することも可能であり、この場合には、特定の粒径サイズDp1、Dp2の帯電微粒子についての個数濃度の経時変化を2種類の粒径範囲(例えば10nm付近と100〜200nm付近)に分けて1台の装置で同時にかつリアルタイムに測定することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the
また、本発明の第1の実施の形態によれば、帯電微粒子の個数濃度を測定するための測定器である第1微粒子個数濃度計数器42及び第2微粒子個数濃度計数器43、又は、第1凝縮核計数器44及び第2凝縮核計数器45を、微分型電気移動度測定器1とは別置きの態様で設置するようにしているので、測定器の温度依存特性にかかわらず、微粒子分析装置100の本体である微分型電気移動度測定器1を高温又は低温の条件下で作動させることが可能となり、高温又は低温の気相中に浮遊する微粒子の粒径分布(粒径と個数濃度との関係)及び特定の粒径サイズの微粒子の個数濃度の経時変化を気相の温度を変化させることなく測定することができる。
In addition, according to the first embodiment of the present invention, the first fine particle
なお、上述した第1の実施の形態においては、帯電微粒子を導入するための微粒子導入部の構成として、サンプルガス導入管26を介してコモン電極部4の外側に位置するサンプルガス導入孔27に取り込まれた帯電微粒子の一部を、コモン電極部4の上流部に形成された環状のサンプルガス導入スリット10を介して第1測定領域2へ取り込むと共に、帯電微粒子の残りを、コモン電極部4の上流部に位置する外面とガイド32とにより形成されるサンプルガス導入流路31から第2測定領域3に取り込む構成をとっている。しかしながら、微粒子導入部の構成は、コモン電極部4に近接した位置から第1測定領域2及び第2測定領域3へ向けて帯電微粒子を導入することができるものであればよく、これに限らず、例えば、コモン電極部4の内側に位置するサンプルガス導入孔に取り込まれた帯電微粒子を所定の導入スリット及び導入流路を介して第1測定領域2及び第2測定領域3へ分配する構成や、中空状のコモン電極部4の内部に位置するサンプルガス導入孔に取り込まれた帯電微粒子を所定の導入スリットを介して第1測定領域2及び第2測定領域3へ分配する構成であってもよい。
In the first embodiment described above, the configuration of the particulate introduction part for introducing charged particulates is provided in the sample
第2の実施の形態
次に、図2により、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、本発明の第2の実施の形態は、帯電微粒子の個数濃度を測定するための測定器の一部が微分型電気移動度測定器に組み込まれている点を除いて、他は図1に示す第1の実施の形態と略同一である。本発明の第2の実施の形態において、図1に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
Second Embodiment Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment of the present invention is the same as that of FIG. 1 except that a part of a measuring device for measuring the number concentration of charged fine particles is incorporated in the differential electric mobility measuring device. This is substantially the same as the first embodiment shown in FIG. In the second embodiment of the present invention, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG.
図2に示すように、本発明の第2の実施の形態においては、第1微粒子個数濃度計数器42を構成する第1ファラデーカップ34及びそれに電気的に接続された第1電流増幅器35が、微分型電気移動度測定器1のうち中心電極部5の第1分級ガス導出スリット12及び第1分級ガス導出孔13に連通した絶縁体ロッド16の内部空間(微粒子導出孔15)内に配置されている。これにより、中心電極部5に形成された第1分級ガス導出スリット12に到達した特定の粒径サイズDp1の帯電微粒子は、中心電極部5の第1分級ガス導出孔13を経由して絶縁体ロッド16の内部空間(微粒子導出孔15)内に配置された第1ファラデーカップ34に到達して、当該特定の粒径サイズDp1の帯電微粒子が持つ電荷が放出される。そして、このような電荷の放出に伴って発生したフェムト・アンペア(10−15アンペア)オーダーの微弱電流は、第1電流増幅器35によって増幅されると共に電圧信号に変換され、最終的に、微分型電気移動度測定器1の外部に設置された第1エレクトロメータ39により当該特定の粒径サイズDp1の帯電微粒子の個数濃度が測定される。なお、図2に示す微分型電気移動度測定器1において、第1ファラデーカップ34に導入されて電荷が放出された後の微粒子(及びそれと共に移動するガス)は、ベース部9に設けられた第1分級ガス排出管33から外部へ排出される。
As shown in FIG. 2, in the second embodiment of the present invention, the
一方、第2微粒子個数濃度計数器43を構成する第2ファラデーカップ36及びそれに電気的に接続された第2電流増幅器37は、微分型電気移動度測定器1のうち導電性スリーブ20の第2分級ガス導出スリット17に連通したハウジング部6の内部空間内に配置されている。これにより、導電性スリーブ20に形成された第2分級ガス導出スリット17に到達した特定の粒径サイズDp2の帯電微粒子は、ハウジング部6の内部空間内に配置された第2ファラデーカップ36に到達して、当該特定の粒径サイズDp2の帯電微粒子が持つ電荷が放出される。そして、このような電荷の放出に伴って発生したフェムト・アンペア(10−15アンペア)オーダーの微弱電流は、第2電流増幅器37によって増幅されると共に電圧信号に変換され、最終的に、微分型電気移動度測定器1の外部に設置された第2エレクトロメータ41により当該特定の粒径サイズDp2の帯電微粒子の個数濃度が測定される。なお、図2に示す微分型電気移動度測定器1において、第2ファラデーカップ36に導入されて電荷を放出された後の微粒子(及びそれと共に移動するガス)は、ハウジング部6に設けられた第2分級ガス排出管18から外部へ排出される。
On the other hand, the
このように本発明の第2の実施の形態によれば、微分型電気移動度測定器1の第1測定領域2(コモン電極部4と中心電極部5との間に形成された領域)及び第2測定領域3(コモン電極部4と導電性スリーブ20との間に形成された領域)においてそれぞれ分級された帯電微粒子が取り出される第1分級ガス導出スリット12及び第2分級ガス導出スリット17の直後に、帯電微粒子の帯電量を測定するための第1ファラデーカップ34及び第2ファラデーカップ36を設けるようにしているので、帯電微粒子の帯電量の測定を時間遅れのない状態で行うことができる。このため、外部から導入された気相中に浮遊する幅広い分布を有するナノメータ・サイズからサブミクロンメータ・サイズの帯電微粒子の粒径分布(粒径と個数濃度との関係)及び特定の粒径サイズの微粒子についての個数濃度の経時変化をよりリアルタイムに(より高精度に)測定することができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the first measurement region 2 (region formed between the
また、本発明の第2の実施の形態によれば、第1ファラデーカップ34及び第2ファラデーカップ36における電荷の放出に伴って発生した電流を増幅して電圧信号に変換するための第1電流増幅器35及び第2電流増幅器37を、第1ファラデーカップ34及び第2ファラデーカップ36と共に、絶縁体ロッド16の内部空間(微粒子導出孔15)内及びハウジング部6の内部空間内に設けるようにしているので、微分型電気移動度測定器1の外部で発生するノイズの影響を抑えて第1電流増幅器35及び第2電流増幅器37における測定精度を向上させることができる。
Further, according to the second embodiment of the present invention, the first current for amplifying the current generated with the discharge of the charges in the
なお、上述した第2の実施の形態においては、第1微粒子個数濃度計数器42及び第2微粒子個数濃度計数器43を構成する第1ファラデーカップ34及び第2ファラデーカップ36だけでなく、第1電流増幅器35及び第2電流増幅器37をも微分型電気移動度測定器1内に設けているが、これに限らず、第1ファラデーカップ34及び第2ファラデーカップ36のみを微分型電気移動度測定器1内に設けるようにしてもよい。
In the second embodiment described above, not only the
また、上述した第1及び第2の実施の形態においては、微分型電気移動度測定器1に導入された帯電微粒子(エアロゾル)及びシースガスが最終的に第1分級ガス排出管33、第2分級ガス排出管18、第1余剰ガス排出管11及び第2余剰ガス排出管22を介して外部へ取り出されるように構成されているが、このようにして取り出されるシースガスを再度シースガスとして利用することも可能である。
In the first and second embodiments described above, the charged fine particles (aerosol) and the sheath gas introduced into the differential electric
すなわち、図3に示すように、微粒子分析装置100の微分型電気移動度測定器1の外部にシースガス循環部110を設け、第1シースガス供給管24及び第2シースガス供給管28を介して微分型電気移動度測定器1の筐体1a内に導入されたシースガスを、第1分級ガス排出管33、第2分級ガス排出管18、第1余剰ガス排出管11及び第2余剰ガス排出管22を介して筐体1aの外部へ取り出すと共に、この取り出されたシースガスを第1シースガス供給管24及び第2シースガス供給管28を介して筐体1a内に再度導入するように構成するとよい。
That is, as shown in FIG. 3, a sheath
より具体的には、図3に示す微粒子分析装置100において、微分型電気移動度測定器1のコモン電極4と中心電極5との間に形成される第1測定領域2には、第1シースガス供給管24、第1余剰ガス排出管11、第1分級ガス排出管33及び第1コネクタ21が設けられている。そして、第1シースガス供給管24には第1圧力計46と第1シースガス流量調節器47の入ロ部とが連通して設けられており、第1余剰ガス排出管11には第1余剰ガス流量計48と第1余剰ガス流量調整弁49の入ロ部とが連通して設けられている。また、第1分級ガス排出管33には第1微粒子個数濃度計数器42の第1ファラデーカップ34が連通して設けられており、さらに、第1ファラデーカップ34には第1電流増幅器35及び第1エレクトロメータ39が接続されている。さらに、中心電極5の一端部に設けられた端子14と電気的に接続されている第1コネクタ21には電圧可変の第1直流電源38が接続されている。
More specifically, in the
ここで、第1微粒子個数濃度計数器42の第1ファラデーカップ34には、電荷が放出された後の微粒子(及びそれと共に移動するガス)を排出するための第1サンプルガス排出管50が設けられており、さらに、第1サンプルガス排出管50には第1サンプルガス流量調節器51の入ロ部が連通して設けられている。
Here, the
一方、微分型電気移動度測定器1のコモン電極4とハウジング6との間に形成される第2電気移動度測定部3には、第2シースガス供給管28、第2余剰ガス排出管22、第2分級ガス排出管18及び第2コネクタ23が設けられている。そして、第2シースガス供給管28には第2圧力計52と第2シースガス流量調節器53の入ロ部とが連通して設けられており、第2余剰ガス排出管22には第2余剰ガス流量計54と第2余剰ガス流量調整弁55の入ロ部とが連通して設けられている。また、第2分級ガス排出管18には第2微粒子個数濃度計数器43の第2ファラデーカップ36が連通して設けられており、さらに、第2ファラデーカップ36には第2電流増幅器37及び第2エレクトロメータ41が接続されている。さらに、ハウジング部6の内面に挿入された導電性スリーブ20と電気的に接続されている第2コネクタ23には電圧可変の第2直流電源40が接続されている。
On the other hand, the second electric
ここで、第2微粒子個数濃度計数器43の第2ファラデーカップ36には、電荷が放出された後の微粒子(及びそれと共に移動するガス)を排出するための第2サンプルガス排出管56が設けられており、さらに、第2サンプルガス排出管56には第2サンプルガス流量調節器57の入ロ部が連通して設けられている。
Here, the
さらに、サンプルガス導入部8に設けられたサンプルガス導入管26にはアメリシウム241等の放射線源やコロナ放電器等を収納した荷電装置58と、サンプルガス流量調整弁59の一端部とが連通して設けられている。
Further, a charging
さらにまた、第1エレクトロメータ39、第2エレクトロメータ41、第1直流電源38及び第2直流電源40には、測定データの取り込み及び保存、微分型電気移動度測定器1への印加電圧の制御、及び測定データの解析及びデータ表示を目的として制御コンピュータ60が接続されている。
Furthermore, the
なお、第1余剰ガス流量調整弁49、第2余剰ガス流量調整弁55、第1サンプルガス流量調節器51及び第2サンプルガス流量調節器57のそれぞれの出ロ部には、第3圧力計61を備えたサージタンク62の一端部が配管で接続されている。また、サージタンク62の他端部(出口部)と第1シースガス流量調節器47及び第2シースガス流量調節器53のそれぞれの入ロ部とが、循環ガス流量調整弁63、循環ポンプ64、冷却器65及びステンレススチール製のフィルタ66を経由して配管で接続されている。なお、サージタンク62の出ロ部には、サンプルガス流量調整弁67が上流側に設けられた真空ポンプ68が接続されている。
Note that a third pressure gauge is provided at the outlet of each of the first surplus gas flow
また、循環ポンプ64には、バイパス流量調整弁69が設けられたバイパスライン70が設けられており、冷却器65とフィルタ66との間の配管には、温度計71とシースガス補助供給弁72とが設けられたシースガス補助供給管73が接続されている。
In addition, the
ここで、このような構成からなる微粒子分析装置100における各部でのガスの流量の配分は次式(5)〜(9)により表される。
Here, the distribution of the gas flow rate at each part in the
Qa=Qa1+Qa2………………(5)
Qsh=Qsh1+Qsh2………(6)
Qex=Qex1+Qex2………(7)
Qs=Qs1+Qs2………………(8)
Qa+Qsh=Qex+Qs………(9)
上式(9)〜(13)において、Qaはサンプルガス導入管26を流れるガスの流量、Qa1は第1測定領域2へ取り込まれるサンプルガスの流量、Qa2は第2測定領域3へ取り込まれるサンプルガスの流量、Qshはシースガス供給管74を流れるガスの流量、Qsh1は第1測定領域2へ供給されるシースガスの流量、Qsh2は第2測定領域3へ供給されるシースガスの流量、Qexは余剰ガス排出管75を流れるガスの流量、Qex1は第1測定領域2から排出される余剰ガスの流量、Qex2は第2測定領域3から排出される余剰ガスの流量、Qsはサンプルガス排出管76を流れるガスの流量、Qs1は第1ファラデーカップ34から排出されるサンプルガスの流量、Qs2は第2ファラデーカップ36から排出されるサンプルガスの流量である。
Qa = Qa1 + Qa2 (5)
Qsh = Qsh1 + Qsh2 (6)
Qex = Qex1 + Qex2 (7)
Qs = Qs1 + Qs2 (8)
Qa + Qsh = Qex + Qs (9)
In the above formulas (9) to (13), Qa is the flow rate of the gas flowing through the sample
このように本発明の第3の実施の形態によれば、微分型電気移動度測定器1の外部に設けられたシースガス循環部110により、微分型電気移動度測定器1の第1測定領域2内及び第2測定領域3内に導入されたシースガスを帯電微粒子(エアロゾル)から分離して外部へ取り出すと共に、この取り出されたシースガスを第1シースガス供給管24及び第2シースガス供給管28を介して筐体1a内に再度導入するようにしているので、シースガスを再利用する閉鎖循環方式を採用することが可能となり、コンパクトで安価な可搬式の微粒子分析装置100を得ることができる。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the
100 微粒子分析装置
1 微分型電気移動度測定器
1a 筐体
2 第1測定領域
3 第2測定領域
4 コモン電極部
5 中心電極部
6 ハウジング部
7 カバー部
8 サンプルガス導入部
9 ベース部
10 サンプルガス導入スリット
11 第1余剰ガス排出管
12 第1分級ガス導出スリット
13 第1分級ガス導出流路
14 端子
15 微粒子導出流路
16 絶縁体ロッド
17 第2分級ガス導出スリット
18 第2分級ガス排出管
20 導電性スリーブ(外側電極部)
21 第1コネクタ
22 第2余剰ガス排出管
23 第2コネクタ
24 第1シースガス供給管
25 第1ラミナー
26 サンプルガス導入管
27 サンプルガス導入孔
28 第2シースガス供給管
29 シースガス供給孔
30 第2ラミナー
31 サンプルガス導入流路
32 ガイド
33 第1分級ガス排出管
34 第1ファラデーカップ
35 第1電流増幅器
36 第2ファラデーカップ
37 第2電流増幅器
38 第1直流電源
39 第1エレクトロメータ
40 第2直流電源
41 第2エレクトロメータ
42 第1微粒子個数濃度計数器
43 第2微粒子個数濃度計数器
44 第1凝縮核計数器
45 第2凝縮核計数器
46 第1圧力計
47 第1シースガス流量調節器
48 第1余剰ガス流量計
49 第1余剰ガス流量調整弁
50 第1サンプルガス排出管
51 第1サンプルガス流量調節器
52 第2圧力計
53 第2シースガス流量調節器
54 第2余剰ガス流量計
55 第2余剰ガス流量調整弁
56 第2サンプルガス排出管
57 第2サンプルガス流量調整器
58 荷電装置
59 サンプルガス流量調整弁
60 制御コンピュータ
61 第3圧力計
62 サージタンク
63 循環ガス流量調整弁
64 循環ポンプ
65 冷却器
66 フィルタ
67 サンプルガス流量調整弁
68 真空ポンプ
69 バイパス流量調整弁
70 バイパスライン
71 温度計
72 シースガス補助供給弁
73 シースガス補助供給管
74 シースガス供給管
75 余剰ガス排出管
76 サンプルガス排出管
DESCRIPTION OF
21 1st connector 22 2nd surplus gas discharge pipe 23 2nd connector 24 1st sheath gas supply pipe 25 1st laminar 26 sample gas introduction pipe 27 sample gas introduction hole 28 2nd sheath gas supply pipe 29 sheath gas supply hole 30 2nd laminator 31 Sample gas introduction flow path 32 Guide 33 First classified gas discharge pipe 34 First Faraday cup 35 First current amplifier 36 Second Faraday cup 37 Second current amplifier 38 First DC power supply 39 First electrometer 40 Second DC power supply 41 Second electrometer 42 First particle number concentration counter 43 Second particle number concentration counter 44 First condensation nucleus counter 45 Second condensation nucleus counter 46 First pressure gauge 47 First sheath gas flow controller 48 First surplus Gas flow meter 49 First surplus gas flow adjustment valve 50 First sample gas discharge pipe 51 First sample Gas flow controller 52 Second pressure gauge 53 Second sheath gas flow controller 54 Second surplus gas flow meter 55 Second surplus gas flow control valve 56 Second sample gas discharge pipe 57 Second sample gas flow controller 58 Charging device 59 Sample gas flow rate adjustment valve 60 Control computer 61 Third pressure gauge 62 Surge tank 63 Circulation gas flow rate adjustment valve 64 Circulation pump 65 Cooler 66 Filter 67 Sample gas flow rate adjustment valve 68 Vacuum pump 69 Bypass flow rate adjustment valve 70 Bypass line 71 Thermometer 72 Sheath gas auxiliary supply valve 73 Sheath gas auxiliary supply pipe 74 Sheath gas supply pipe 75 Surplus gas discharge pipe 76 Sample gas discharge pipe
Claims (8)
外部から気密に保たれた筐体と、
前記筐体内に配置された中心電極部と、
前記筐体内にて前記中心電極部を取り囲むように当該中心電極部と同心軸上に配置され、前記中心電極部との間に第1測定領域を形成するコモン電極部と、
前記筐体内にて前記コモン電極部を取り囲むように当該コモン電極部と同心軸上に配置され、前記コモン電極部との間に第2測定領域を形成する外側電極部と、
前記コモン電極部に近接した位置から前記第1測定領域及び前記第2測定領域へ向けて帯電微粒子を導入する微粒子導入部と、
前記微粒子導入部により導入された帯電微粒子を前記第1測定領域内及び前記第2測定領域内にて一定の方向へ移動させるように前記筐体内にシースガスを導入するシースガス導入部と、
前記コモン電極部を基準にして前記コモン電極部と前記中心電極部との間及び前記コモン電極部と前記外側電極部との間に電圧を印加する電源とを備え、
前記中心電極部及び前記外側電極部にはそれぞれ、前記第1測定領域内及び前記第2測定領域内を所定の距離だけ移動した帯電微粒子を外部へ取り出すための第1導出スリット及び第2導出スリットが形成され、
前記電源により前記コモン電極部と前記中心電極部との間に電位差を生じさせた状態で、前記コモン電極部に近接した位置からシースガスと共に導入される帯電微粒子を前記第1測定領域内にて前記コモン電極部側から前記中心電極部側へ移動させると共に、前記電源により前記コモン電極部と前記外側電極部との間に電位差を生じさせた状態で、前記コモン電極部に近接した位置からシースガスと共に導入される帯電微粒子を前記第2測定領域内にて前記コモン電極部側から前記外側電極部側へ移動させ、前記中心電極部及び前記外側電極部にそれぞれ形成された前記第1導出スリット及び前記第2導出スリットから特定の粒径サイズの帯電微粒子を外部へ取り出すことを特徴とする微粒子分析装置。 In a particle analyzer that analyzes particles floating in the gas phase,
A case kept airtight from the outside,
A central electrode portion disposed in the housing;
A common electrode part disposed on the concentric axis with the central electrode part so as to surround the central electrode part in the housing, and forming a first measurement region between the central electrode part;
An outer electrode part disposed on the concentric axis with the common electrode part so as to surround the common electrode part in the housing, and forming a second measurement region between the common electrode part;
A fine particle introduction part for introducing charged fine particles from a position close to the common electrode part toward the first measurement region and the second measurement region;
A sheath gas introduction part for introducing a sheath gas into the housing so as to move the charged fine particles introduced by the fine particle introduction part in a fixed direction in the first measurement region and the second measurement region;
A power source that applies a voltage between the common electrode portion and the central electrode portion and between the common electrode portion and the outer electrode portion with respect to the common electrode portion;
A first derivation slit and a second derivation slit for taking out the charged fine particles moved in the first measurement region and the second measurement region by a predetermined distance in the center electrode portion and the outer electrode portion, respectively. Formed,
In a state where a potential difference is generated between the common electrode portion and the central electrode portion by the power source, charged fine particles introduced together with a sheath gas from a position close to the common electrode portion in the first measurement region. While moving from the common electrode part side to the central electrode part side and with the sheath gas from a position close to the common electrode part in a state where a potential difference is generated between the common electrode part and the outer electrode part by the power source The charged fine particles to be introduced are moved from the common electrode portion side to the outer electrode portion side in the second measurement region, and the first lead slits formed in the center electrode portion and the outer electrode portion, respectively, A fine particle analyzer characterized in that charged fine particles having a specific particle size are taken out from the second lead-out slit.
前記第1導出スリットに連通して設けられた前記微粒子個数濃度計数器はファラデーカップ及び電流増幅器を有し、このうち少なくとも前記ファラデーカップが前記絶縁体ロッドの内部空間内に配置されていることを特徴とする、請求項3に記載の微粒子分析装置。 The first lead slit formed in the center electrode portion communicates with the outside through an insulator rod made of an electrical insulator connected to the center electrode portion,
The fine particle number concentration counter provided in communication with the first lead-out slit has a Faraday cup and a current amplifier, and at least the Faraday cup is disposed in the internal space of the insulator rod. The fine particle analyzer according to claim 3, characterized in that it is characterized by
前記第2導出スリットに連通して設けられた前記微粒子個数濃度計数器はファラデーカップ及び電流増幅器を有し、このうち少なくとも前記ファラデーカップが前記ハウジング部の内部空間内に配置されていることを特徴とする、請求項5に記載の微粒子分析装置。 The second lead-out slit formed in the outer electrode portion communicates with the outside through a housing portion made of an electrical insulator connected to the outer electrode portion,
The fine particle number concentration counter provided in communication with the second lead-out slit has a Faraday cup and a current amplifier, and at least the Faraday cup is disposed in the internal space of the housing portion. The microparticle analyzer according to claim 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004025586A JP4286678B2 (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Particle analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004025586A JP4286678B2 (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Particle analyzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005214931A true JP2005214931A (en) | 2005-08-11 |
JP4286678B2 JP4286678B2 (en) | 2009-07-01 |
Family
ID=34907931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004025586A Expired - Fee Related JP4286678B2 (en) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Particle analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4286678B2 (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007072942A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-06-28 | Shimadzu Corporation | Classifying system and fine particle measuring device |
JP2007171001A (en) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | National Traffic Safety & Environment Laboratory | Particle measuring device and measuring method |
JP2007315817A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Univ Chuo | Particle classification device |
JP2008096169A (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Shimadzu Corp | Particle classifier |
JP2008096168A (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Shimadzu Corp | Particle classifier |
JP2011511293A (en) * | 2008-02-06 | 2011-04-07 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Measurement system for multi-dimensional aerosol characterization |
JP2013057665A (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Rion Co Ltd | Flow ratio determination method, particle size distribution by particle diameter measuring instrument and particle size distribution by particle diameter measuring method |
KR101460311B1 (en) | 2013-03-18 | 2014-11-14 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Apparatus for classifying particle |
KR20150084130A (en) * | 2014-01-13 | 2015-07-22 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Apparatus for classifying nano particle |
JP2019168246A (en) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 日本特殊陶業株式会社 | Particulate sensor |
EP3654013A1 (en) | 2018-11-14 | 2020-05-20 | HORIBA, Ltd. | Correction method of particle size distribution measuring apparatus, calibration method of particle size distribution measuring apparatus, particle size distribution measuring apparatus, and gas analysis system |
JP2021025417A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | Evacuation method and device |
CN112730177A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 华中科技大学 | Particulate matter sensor and manufacturing method thereof |
GB2596108A (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-22 | Cambustion Ltd | Apparatus for determining electrical mobility of an aerosol |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105717004B (en) * | 2016-01-29 | 2019-01-18 | 清华大学 | A kind of 1-3 nanometer aerosol screening plant and application based on electromobility |
-
2004
- 2004-02-02 JP JP2004025586A patent/JP4286678B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007072942A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-06-28 | Shimadzu Corporation | Classifying system and fine particle measuring device |
JP2007171001A (en) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | National Traffic Safety & Environment Laboratory | Particle measuring device and measuring method |
JPWO2007072942A1 (en) * | 2005-12-22 | 2009-06-04 | 株式会社島津製作所 | Classification device and fine particle measuring device |
JP4561835B2 (en) * | 2005-12-22 | 2010-10-13 | 株式会社島津製作所 | Classification device and fine particle measuring device |
US7880109B2 (en) | 2005-12-22 | 2011-02-01 | Shimadzu Corporation | Classification apparatus and fine particle measuring apparatus |
KR101034340B1 (en) | 2005-12-22 | 2011-05-16 | 시마쯔 코퍼레이션 | Classifying system and fine particle measuring device |
JP2007315817A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Univ Chuo | Particle classification device |
JP2008096169A (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Shimadzu Corp | Particle classifier |
JP2008096168A (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Shimadzu Corp | Particle classifier |
JP4710787B2 (en) * | 2006-10-06 | 2011-06-29 | 株式会社島津製作所 | Particle classifier |
JP2011511293A (en) * | 2008-02-06 | 2011-04-07 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Measurement system for multi-dimensional aerosol characterization |
KR101524896B1 (en) * | 2008-02-06 | 2015-06-01 | 바스프 에스이 | Measurement system for the multidimensional aerosol characterization |
JP2013057664A (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Rion Co Ltd | Particle size distribution by particle diameter measuring instrument, and particle size distribution by particle diameter measuring method |
JP2013057665A (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Rion Co Ltd | Flow ratio determination method, particle size distribution by particle diameter measuring instrument and particle size distribution by particle diameter measuring method |
KR101460311B1 (en) | 2013-03-18 | 2014-11-14 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Apparatus for classifying particle |
KR20150084130A (en) * | 2014-01-13 | 2015-07-22 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Apparatus for classifying nano particle |
KR101593032B1 (en) | 2014-01-13 | 2016-02-11 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Apparatus for classifying nano particle |
JP2019168246A (en) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 日本特殊陶業株式会社 | Particulate sensor |
EP3654013A1 (en) | 2018-11-14 | 2020-05-20 | HORIBA, Ltd. | Correction method of particle size distribution measuring apparatus, calibration method of particle size distribution measuring apparatus, particle size distribution measuring apparatus, and gas analysis system |
JP2020079768A (en) * | 2018-11-14 | 2020-05-28 | 株式会社堀場製作所 | Correction method for particle size distribution measuring device, calibration method for particle size distribution measuring device, particle size distribution measuring device, and gas analysis system |
JP2021025417A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | Evacuation method and device |
JP7362048B2 (en) | 2019-07-31 | 2023-10-17 | 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 | Vacuum evacuation method and device |
GB2596108A (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-22 | Cambustion Ltd | Apparatus for determining electrical mobility of an aerosol |
CN112730177A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 华中科技大学 | Particulate matter sensor and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4286678B2 (en) | 2009-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4286678B2 (en) | Particle analyzer | |
US3526828A (en) | Method and apparatus for measuring particle concentration | |
US9606038B2 (en) | Particle count measurement device | |
US10488316B2 (en) | Fine-particle number measurement device and fine-particle number measurement method | |
Intra et al. | An overview of differential mobility analyzers for size classification of nanometer-sized aerosol particles. | |
CN103354898B (en) | For monitoring the device of aerosol particle | |
Winklmayr et al. | A new electromobility spectrometer for the measurement of aerosol size distributions in the size range from 1 to 1000 nm | |
JP4561835B2 (en) | Classification device and fine particle measuring device | |
US7549318B2 (en) | Method and device for the measurement of the number concentration and of the average diameter of aerosol particles | |
Johnson et al. | A new electrical mobility particle sizer spectrometer for engine exhaust particle measurements | |
US20100001184A1 (en) | Miniaturized ultrafine particle sizer and monitor | |
KR101540914B1 (en) | Device for characterizing a size distribution of electrically-charged airborne particles in an air flow | |
US9035242B2 (en) | Instrument for sizing nanoparticles and a component therefor | |
KR20100108374A (en) | Device for characterizing a size distribution of electrically-charged airborne particles in an air flow | |
CN108426810A (en) | A kind of measuring device of particulate in air mean concentration | |
US2932966A (en) | Apparatus for smoke detection | |
FI113406B (en) | Apparatus for determining the size distribution of aerosol particles | |
US9410878B2 (en) | Portable ultrafine particle sizer (PUPS) apparatus | |
WO2021114785A1 (en) | Differential high-concentration particulate matter measurement system and method based on dynamic faraday cup | |
KR20110091708A (en) | Device for characterizing the evolution over time of a size distribution of electrically-charged airborne particles in an airflow | |
Chua et al. | Electrical mobility separation of airborne particles using integrated microfabricated corona ionizer and separator electrodes | |
JP4307453B2 (en) | Combined particle analyzer and combined particle analyzer | |
GB2374671A (en) | Methods to improve electrostatic particle measurement | |
JP4732952B2 (en) | Fine particle classifier | |
Laakkonen et al. | Effect of operation pressure on the response of ePNC particle number concentration sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060414 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090224 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090325 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |