JP2008096168A - Particle classifier - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle classifier capable of measuring the supply amount of sample gas without installing a flowmeter in a main channel where the sample gas flows. <P>SOLUTION: The particle classifier includes a charging mechanism 33 for charging aerosol, a particle classifying mechanism PD for classifying the charged particle in the charged aerosol by electro-migration degree, and a detector FCE for measuring the number of classified and taken particles. A sheath gas supply mechanism 31 for supplying sheath gas is connected to the particle classifying mechanism PD. A half-closed piping system is employed where the sample gas is supplied from an aerosol supply section 11, gas is exhausted at a flow rate Qe from a first exhaust section 13, and part of sheath gas flow rate Qs is circulated and re-supplied at a flow rate Qc into the particle classifier. Accordingly, using indirect flow rate relation of Qa = Qe allows more accurate determination of sample gas supply amount Qa than before. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は試料ガス供給量を測定する装置に関し、例えば環境ガスに含まれる粒子数を測定する粒子分級装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for measuring a sample gas supply amount, for example, a particle classification apparatus for measuring the number of particles contained in an environmental gas.

エアロゾルとは、一般に分散媒体が気体で、分散質が液体又は固体のコロイドを意味し、例えば自動車排ガスなどの環境ガスを示す。
粒子数を測定する装置としては、測定対象エアロゾル中の粒子を帯電させ、帯電した荷電粒子の電場中での移動速度の違いを利用して分級した後に測定する電気移動度測定装置が用いられている。電気移動度と粒子径との間には一定の関係があるので、電気移動度を指定することで微粒子径を指定することができる。
Aerosol generally means a colloid in which the dispersion medium is a gas and the dispersoid is a liquid or a solid, and indicates an environmental gas such as an automobile exhaust gas.
As an apparatus for measuring the number of particles, an electric mobility measuring apparatus is used that measures particles after charging the particles in the aerosol to be measured and classifying the charged charged particles using the difference in moving speed in the electric field. Yes. Since there is a certain relationship between the electric mobility and the particle diameter, the particle diameter can be specified by specifying the electric mobility.

電気移動度測定装置には、特定の電気移動度及びそのごく近傍の電気移動度をもつ微粒子を選び出すことができる微分型電気移動度測定装置(DMA;Differential mobility analyzer)(特許文献1参照。)と、ある電気移動度よりも小さい電気移動度をもつ微粒子を選び出すことができる積分型電気移動度測定装置がある。   As the electric mobility measuring device, a differential mobility analyzer (DMA) capable of selecting fine particles having a specific electric mobility and an electric mobility in the vicinity thereof (see Patent Document 1). Then, there is an integral type electric mobility measuring device that can select fine particles having an electric mobility smaller than a certain electric mobility.

例えば、自動車排ガス中の微粒子による健康への影響を評価する際、一定粒径幅における粒子数を計数すること、つまり、一定粒径以上及び一定粒径以下の粒子を除去した所定の粒径範囲の粒子分布(これを箱型伝達関数と言う。)を検出することが必要である。
特に、近年は直径数nm〜数100nmの範囲内の超微粒子による健康影響が議論されており、それらを測定する装置には、自動車の運転状態に対応した素早い応答性が求められる。
For example, when evaluating the health effects of fine particles in automobile exhaust gas, counting the number of particles in a certain particle size range, that is, a predetermined particle size range in which particles having a particle size greater than or equal to a certain particle size are removed It is necessary to detect the particle distribution (this is called a box-type transfer function).
In particular, in recent years, health effects due to ultrafine particles having a diameter in the range of several nanometers to several hundred nanometers have been discussed, and a device that measures them is required to have quick responsiveness corresponding to the driving state of an automobile.

上述のような直径数nm程度の超微粒子を計数する際の信頼できる装置としてDMAが用いられてきたが、その場合の粒径分布は、特定の電気移動度及びそのごく近傍の電気移動度をもつようになる(非特許文献1参照。)。
そして、所望の箱型伝達関数に相当する結果を得ようとする場合には粒径を走査する必要があるが、この方法では自動車の運転状態に対応した素早い応答性を得ることが出来ないという問題がある。
DMA has been used as a reliable apparatus for counting ultrafine particles having a diameter of about several nanometers as described above. In this case, the particle size distribution is a specific electric mobility and the electric mobility in the vicinity thereof. (See Non-Patent Document 1).
And in order to obtain a result corresponding to a desired box-type transfer function, it is necessary to scan the particle size, but this method cannot obtain a quick response corresponding to the driving state of the automobile. There's a problem.

高速応答性を可能とした粒子分級装置もあるが、強電界中に微小電流計電極を設置しているので、最小分解能に制限を受けることがある(非特許文献2,3参照。)。
また、装置内に電極などの不連続構造を持ち込むと、ガスの層流の維持が困難になることや、分級された粒子が装置の構造の一部をなす平板状電極表面に捕集されることから、再利用や別手法による分析等に供することができないこともある。
Some particle classifiers enable high-speed response. However, since the minute ammeter electrode is installed in a strong electric field, the minimum resolution may be limited (see Non-Patent Documents 2 and 3).
In addition, if a discontinuous structure such as an electrode is brought into the apparatus, it will be difficult to maintain a laminar flow of gas, and the classified particles will be collected on the surface of the flat electrode that forms part of the structure of the apparatus. For this reason, it may not be available for reuse or analysis by another method.

特許第3459359号公報Japanese Patent No. 3449359 Knutson, E.O. and Whitby, K.T. (1975). "Aerosol Classification by Electric Mobility: Apparatus, Theory, and Applications," J. Aerosol Sci., vol.6, pp.453-460.Knutson, E.O. and Whitby, K.T. (1975). "Aerosol Classification by Electric Mobility: Apparatus, Theory, and Applications," J. Aerosol Sci., Vol.6, pp.453-460. Mirme A.,Noppel M.,Peil I.,Salm J.,Tamm E.and Tammet H.(1984)"Multi-channel electric aerosol spectrometer." In 11th int.Conf.On Atmospheric Aerosols. Condensation and Ice Nuclei, Budapest, 2, pp.155-159Mirme A., Noppel M., Peil I., Salm J., Tamm E. and Tammet H. (1984) "Multi-channel electric aerosol spectrometer." In 11th int. Conf. On Atmospheric Aerosols. Condensation and Ice Nuclei, Budapest, 2, pp.155-159 Mirme A. and Tamm E. (1991)"Comparison of sequential and parallel measurement principles in aerosol spectrometry." J.Aerosol Sci.,22Sl, pp.S331-S334Mirme A. and Tamm E. (1991) "Comparison of sequential and parallel measurement principles in aerosol spectrometry." J. Aerosol Sci., 22Sl, pp.S331-S334 特開2003−326192号公報JP 2003-326192 A

試料ガスが流れる流路に流量計を設置して試料ガス(エアロゾル)供給量を測定する場合、微粒子の影響により、流量測定の誤差や流量計の劣化が生じる他、流量測定機構への粒子の付着による試料の変質を誘引することがある。
そこで、試料ガス流量を知る為、直接にそれを測定せず、装置への物質収支から算出する方法が挙げられる。
ここで、その収支計算に流量の絶対値の大きなシースガス流量を用いた場合、計測器指示値の絶対精度はその指示値が大きいほど相対的に劣ることから、計算結果にも大きな誤差を含む。
When a flow meter is installed in the flow path through which the sample gas flows and the supply amount of the sample gas (aerosol) is measured, an error in flow measurement and deterioration of the flow meter occur due to the influence of fine particles, and the flow of particles to the flow measurement mechanism May induce sample alteration due to adhesion.
Therefore, in order to know the sample gas flow rate, there is a method of calculating it from the mass balance of the apparatus without directly measuring it.
Here, when the sheath gas flow rate with a large absolute value of the flow rate is used for the balance calculation, the absolute accuracy of the measuring instrument indicated value is relatively inferior as the indicated value is large, and thus the calculation result includes a large error.

そこで本発明は、試料ガスが流れる主流路に流量計を設置することなく、且つ、精度良く試料ガス供給量を測定することができる粒子分級装置を提供することを目的とする。
また、粒子分級装置にDMAを用いる場合には試料ガス中の粒子径測定の同時性を確保することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a particle classifier that can accurately measure the amount of sample gas supplied without installing a flow meter in the main flow path through which the sample gas flows.
Moreover, when using DMA for a particle classifier, it aims at ensuring the coincidence of the particle diameter measurement in sample gas.

本発明の粒子分級装置は、荷電粒子を電気移動度により分級する電界を発生するために互いに対向して配置された一対の対向電極を備えた分級領域と、供給された試料ガスを帯電して帯電エアロゾルを生成する荷電機構を備え、対向電極の一方の電極又はその電極の近傍に導入口をもち、その導入口から分級領域に帯電エアロゾルを供給するエアロゾル供給部と、シースガス供給機構を備え、分級領域の上流側からその分級領域に非帯電のシースガスを流量Qcで供給するシースガス供給部と、エアロゾル供給部よりも下流側で、対向電極の一方の電極又はその電極の近傍に排出口をもち、その排出口から分級領域の外部へガスを流量Qeで排出する第1排出部と、シースガス流の下流側においてガスを流量Qsで排出してシースガス供給機構へ供給する第2排出部とを備えている。
そして、第1排出部から排出されるガス流量Qeを計測する第1排出部流量計を設け、その粒子分級装置へのガス供給はエアロゾル供給部への試料ガス供給のみ、その粒子分級装置から外部へのガス排出は第1排出部からのガス排出のみとする半閉鎖系の配管系統とし、第1排出部流量計による計測流量Qeを分級領域への試料ガス供給量Qaとしている。
The particle classifying device of the present invention charges a classifying region having a pair of counter electrodes arranged to face each other to generate an electric field for classifying charged particles by electric mobility, and charged sample gas. It has a charging mechanism for generating a charged aerosol, has an inlet in the vicinity of one electrode of the counter electrode or in the vicinity of the electrode, and has an aerosol supply part that supplies charged aerosol from the inlet to the classification region, and a sheath gas supply mechanism, A sheath gas supply unit that supplies uncharged sheath gas at a flow rate Qc from the upstream side of the classification region to the classification region, and a discharge port on one electrode of the counter electrode or in the vicinity of the electrode on the downstream side of the aerosol supply unit. A first discharge unit that discharges gas from the discharge port to the outside of the classification region at a flow rate Qe, and a sheath gas supply machine that discharges gas at a flow rate Qs on the downstream side of the sheath gas flow And a second discharge unit for supplying to.
Then, a first discharge unit flow meter for measuring the gas flow rate Qe discharged from the first discharge unit is provided, and the gas supply to the particle classifier is only the sample gas supply to the aerosol supply unit, and from the particle classifier to the outside The gas discharge to is a semi-closed piping system in which only the gas discharge from the first discharge section is performed, and the measured flow rate Qe by the first discharge section flowmeter is set as the sample gas supply amount Qa to the classification region.

流量を間接的に測定し算出するため、第1排出部から排出されるガス流量Qeの一部をシースガス供給機構へ供給する分岐流路と、この分岐流路を流れる流量Qbを計測する分岐流路流量計とをさらに設け、Qa=Qeとするのに替えて、Qa=Qe−Qbとしてもよい。   In order to indirectly measure and calculate the flow rate, a branch flow channel for supplying a part of the gas flow rate Qe discharged from the first discharge unit to the sheath gas supply mechanism, and a branch flow for measuring the flow rate Qb flowing through the branch flow channel A road flow meter is further provided, and Qa = Qe−Qb may be used instead of Qa = Qe.

差圧がなくても計量できる流量計が利用できる場合、第1排出部から大気圧に排出されるガス流量Qoを計測する大気圧流量計をさらに設け、Qa=Qeとするのに替えて、Qa=Qoとしてもよい。   When a flow meter that can measure without a differential pressure is available, an atmospheric pressure flow meter that measures the gas flow rate Qo discharged from the first discharge unit to the atmospheric pressure is further provided, and instead of setting Qa = Qe, It is good also as Qa = Qo.

差圧がなくても計量できる流量計が利用できる場合、第1排出部から大気圧に排出されるガス流量Qoを計測する大気圧流量計をさらに設け、Qa=Qe−Qbとするのに替えて、Qa=Qoとしてもよい。   When a flow meter that can measure without a differential pressure is available, an atmospheric pressure flow meter that measures the gas flow rate Qo discharged from the first discharge part to the atmospheric pressure is further provided, and Qa = Qe−Qb Thus, Qa = Qo may be set.

第1排出部から排出されるガス流量Qeの一部をシースガス供給機構へ供給する分岐流路と、この分岐流路を流れる流量Qbを計測する分岐流路流量計と、第2排出部から排出されるガス流量Qsをシースガス供給機構へ供給する前に一部を分岐して排出する第3排出部と、この第3排出部から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計とをさらに設け、Qa=Qeとするのに替えて、Qa=Qr+Qe−Qbとしてもよい。   A branch channel that supplies a part of the gas flow rate Qe discharged from the first discharge unit to the sheath gas supply mechanism, a branch channel flow meter that measures the flow rate Qb flowing through the branch channel, and a discharge from the second discharge unit A third discharge unit that branches and discharges a part of the gas flow rate Qs before being supplied to the sheath gas supply mechanism, and a third discharge unit flow meter that measures the flow rate Qr discharged from the third discharge unit. Further, Qa = Qr + Qe−Qb may be used instead of Qa = Qe.

帯電されたガスの一部を他の分析装置に用いる場合、第2排出部から排出されるガス流量Qsをシースガス供給機構へ供給する前に一部を分岐して排出する第3排出部と、この第3排出部から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計を設け、Qa=Qe−Qbとするのに替えて、Qa=Qr+Qe−Qbとしてもよい。   When a part of the charged gas is used in another analyzer, a third discharge unit that branches and discharges a part of the gas flow rate Qs discharged from the second discharge unit before supplying the sheath gas supply mechanism; A third discharge unit flow meter for measuring the flow rate Qr discharged from the third discharge unit may be provided, and Qa = Qr + Qe-Qb may be used instead of Qa = Qe-Qb.

帯電されたガスの一部を他の分析装置に用いる場合、第2排出部から排出されるガス流量Qsをシースガス供給機構へ供給する前に一部を分岐して排出する第3排出部と、この第3排出部から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計を設け、Qa=Qoとするのに替えて、Qa=Qr+Qe−Qbとしてもよい。   When a part of the charged gas is used in another analyzer, a third discharge unit that branches and discharges a part of the gas flow rate Qs discharged from the second discharge unit before supplying the sheath gas supply mechanism; A third discharge unit flow meter that measures the flow rate Qr discharged from the third discharge unit may be provided, and instead of setting Qa = Qo, Qa = Qr + Qe−Qb may be used.

本発明の粒子分級装置では、試料ガス供給はエアロゾル供給部から、ガス排出は流量Qeで第1排出部から行ない、シースガス流量Qsを循環させて流量Qcで装置内に再供給する半閉鎖系の配管系統とし、流量計等の部品も少なくしたので、測定誤差の絶対値が大きい大流量のQc,Qsを用いることなく、Qa=Qeという間接的な流量関係を用いることにより、これまでよりも精度よく試料ガス供給量Qaを求めることができるようになる。   In the particle classifier of the present invention, the sample gas is supplied from the aerosol supply unit, the gas is discharged from the first discharge unit at the flow rate Qe, and the sheath gas flow rate Qs is circulated and re-supplied into the device at the flow rate Qc. Since the piping system has fewer parts such as flowmeters, the indirect flow relationship of Qa = Qe is used without using large flow Qc and Qs with large absolute values of measurement errors. The sample gas supply amount Qa can be obtained with high accuracy.

粒子分級装置の第1排出部から排出されるガス流量Qeの一部を分岐してシースガス供給機構へ供給するようにする場合、この分岐流路を流れる流量Qbを計測することで試料ガス供給量Qaを間接的にQa=Qe−Qbとして測定することができるようになる。   When a part of the gas flow rate Qe discharged from the first discharge unit of the particle classifier is branched and supplied to the sheath gas supply mechanism, the sample gas supply amount is measured by measuring the flow rate Qb flowing through the branch flow path. Qa can be indirectly measured as Qa = Qe−Qb.

大気圧に排出されるガス流量Qoを計測する大気圧流量計を設けるようにすると、半閉鎖系の装置における試料ガス供給量Qaをガス排出量QoからQa=Qoとして算出できるようになる。   If an atmospheric pressure flow meter for measuring the gas flow rate Qo discharged to the atmospheric pressure is provided, the sample gas supply amount Qa in the semi-closed system can be calculated as Qa = Qo from the gas discharge amount Qo.

第2排出部から排出されるガス流量Qsをシースガス供給機構へ供給する前に一部を分岐して排出する第3排出部と、この第3排出部から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計を設けるようにする場合、Qa=Qr+Qe−Qbとすることにより、間接的に試料ガス供給量Qaを測定することができるとともに、帯電されたガスの一部を他の分析装置で用いることができるようになる。   A third discharge unit that branches and discharges a part of the gas flow rate Qs discharged from the second discharge unit before supplying it to the sheath gas supply mechanism, and a third flow rate that measures the flow rate Qr discharged from the third discharge unit. When a discharge flow meter is provided, the sample gas supply amount Qa can be indirectly measured by setting Qa = Qr + Qe-Qb, and a part of the charged gas can be measured by another analyzer. Can be used.

以下に本発明を詳細に説明する。
[粒子分級装置の配管系統]
本発明にかかる粒子分級装置は、図1に示すように、エアロゾルを帯電する荷電機構33と、帯電エアロゾル中の荷電粒子を電気移動度により分級する粒子分級機構PDと、分級されて取り出された粒子の数を測定する検出器FCE(ファラデーカップ・エレクトロメーター)とを備えている。また、粒子分級機構PDには、シースガスを供給するシースガス供給機構31が接続されている。
The present invention is described in detail below.
[Piping system of particle classifier]
As shown in FIG. 1, the particle classification device according to the present invention is classified and taken out by a charging mechanism 33 for charging the aerosol, a particle classification mechanism PD for classifying charged particles in the charged aerosol by electric mobility. A detector FCE (Faraday cup electrometer) for measuring the number of particles is provided. In addition, a sheath gas supply mechanism 31 that supplies a sheath gas is connected to the particle classification mechanism PD.

粒子分級機構PDのシースガス供給機構31との接続部はシースガス供給部7となっており、非帯電のシースガスを流量Qcで供給するようになっている。
また、粒子分級機構PDの荷電機構33との接続部はエアロゾル供給部11となっており、荷電装置INZで帯電された帯電エアロゾルが試料ガス供給量Qaで粒子分級機構PD内に供給されるようになっている。なお、この流量Qaは直接求めるものではない。
The connection part of the particle classification mechanism PD with the sheath gas supply mechanism 31 is a sheath gas supply part 7, which supplies uncharged sheath gas at a flow rate Qc.
Further, the connection part of the particle classification mechanism PD with the charging mechanism 33 is an aerosol supply part 11 so that the charged aerosol charged by the charging device INZ is supplied into the particle classification mechanism PD with the sample gas supply amount Qa. It has become. The flow rate Qa is not directly obtained.

粒子分級機構PD内には一対の対向電極が備えられ、その対向電極間に発生させる電界によって、電気移動度により荷電粒子を分級させる分級領域が形成されている。粒子分級機構PD内の説明は後述する。また、荷電機構33とシースガス供給機構31についての説明も後述する。   A pair of counter electrodes is provided in the particle classification mechanism PD, and a classification region for classifying charged particles by electric mobility is formed by an electric field generated between the counter electrodes. The description in the particle classification mechanism PD will be described later. A description of the charging mechanism 33 and the sheath gas supply mechanism 31 will also be given later.

エアロゾル供給部11の下流側で対向電極の近傍には、分級領域の外部へガスを流量Qeで排出する第1排出部(大粒径排出部)13が設けられている。
第1排出部13の下流には、微粒子を除去するフィルタF3、ガス流量Qeを測定して調整する流量調整部(第1排出部流量計)MFC1、ポンプP3が備えられ、これらを流れるガスは流量Qoでガス排出部35から排出される。
A first discharge unit (large particle size discharge unit) 13 that discharges gas at a flow rate Qe to the outside of the classification region is provided in the vicinity of the counter electrode on the downstream side of the aerosol supply unit 11.
Downstream of the first discharge unit 13, a filter F3 for removing fine particles, a flow rate adjusting unit (first discharge unit flow meter) MFC1 for measuring and adjusting the gas flow rate Qe, and a pump P3 are provided, and the gas flowing through these is The gas is discharged from the gas discharge unit 35 at the flow rate Qo.

また、粒子分級機構PDの検出器FCEとの接続部は第2排出部(シースガス排出部)17となっており、粒子分級機構PD内のシースガスが流量Qsで排出されるようになっている。   Further, the connection part of the particle classification mechanism PD with the detector FCE is a second discharge part (sheath gas discharge part) 17, and the sheath gas in the particle classification mechanism PD is discharged at a flow rate Qs.

粒子分級機構PD内へのガス供給はエアロゾル供給部11への試料ガス供給のみであり、粒子分級機構PDから外部へのガス排出は第1排出部13からのガス排出のみとなっている。第1排出部13から繋がる流路の一部は分岐流路39となって流量調整部(分岐流路流量計)MFC3に接続され、その下流はシースガス供給機構31に接続されている。   Gas supply into the particle classification mechanism PD is only sample gas supply to the aerosol supply unit 11, and gas discharge from the particle classification mechanism PD to the outside is only gas discharge from the first discharge unit 13. A part of the flow path connected from the first discharge unit 13 becomes a branch flow path 39 and is connected to the flow rate adjusting unit (branch flow rate meter) MFC3, and the downstream thereof is connected to the sheath gas supply mechanism 31.

また、第2排出部17と検出器FCEの間には、ガス流量Qsの一部を分岐して排出する第3排出部37と、第3排出部37から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計(図示は略)が設けられており、ガス流量Qrを測定できるようになっている。   Further, between the second discharge unit 17 and the detector FCE, a third discharge unit 37 that branches and discharges a part of the gas flow rate Qs and a flow rate Qr that is discharged from the third discharge unit 37 are measured. A three-discharge unit flow meter (not shown) is provided so that the gas flow rate Qr can be measured.

[シースガス供給機構]
シースガス供給機構31は、上流にあたる検出器FCEから下流にあたるシースガス供給部7までを結ぶ流路と、そこに配置されるポンプ等から構成されている。検出器FCEの下流には、シースガスを貯蔵するバッファタンクBTが備えられ、その下流には順に、シースガスを輸送するポンプP1、シースガスを室温近傍に保つ冷却タンクCT、シースガスに混入した微粒子を除去するフィルタF1、シースガス流の流量を調整する流量調整弁NV1、シースガス流量Qcを計量する流量計MFM1が備えられている。
[Sheath gas supply mechanism]
The sheath gas supply mechanism 31 includes a flow path that connects the detector FCE that is upstream to the sheath gas supply unit 7 that is downstream, and a pump or the like disposed there. A buffer tank BT for storing the sheath gas is provided downstream of the detector FCE. The pump P1 that transports the sheath gas, the cooling tank CT that keeps the sheath gas near room temperature, and particulates mixed in the sheath gas are sequentially removed downstream of the detector FCE. A filter F1, a flow rate adjusting valve NV1 for adjusting the flow rate of the sheath gas flow, and a flow meter MFM1 for measuring the sheath gas flow rate Qc are provided.

[粒子分級機構PD]
図2は粒子分級機構の概略図を示しており、(A)は垂直断面図、(B)は(A)のX−X’における水平断面図である。
円筒状の筐体1の内部には、円柱状の中心電極3が筐体1の中心軸と一致するように設けられている。筐体1の内面は外側電極4となっており、中心電極3と外側電極4により対向電極を構成している。中心電極3と外側領域4により形成される回転体状の空間が分級領域5であり、両電極3,4間に発生する電界を受けて、分級領域5内の荷電粒子は電気移動度によって分級する。
[Particle classification mechanism PD]
2A and 2B are schematic views of the particle classification mechanism, in which FIG. 2A is a vertical sectional view and FIG. 2B is a horizontal sectional view taken along line XX ′ in FIG.
A cylindrical center electrode 3 is provided inside the cylindrical housing 1 so as to coincide with the central axis of the housing 1. The inner surface of the housing 1 is an outer electrode 4, and the counter electrode is constituted by the center electrode 3 and the outer electrode 4. A rotating space formed by the center electrode 3 and the outer region 4 is a classification region 5, and charged particles in the classification region 5 are classified by electric mobility in response to an electric field generated between the electrodes 3 and 4. To do.

筐体1の上部には非荷電ガスをシースガスとして流量Qcで導入するためのシースガス供給部7が設けられ、分級領域5の上端にはシースガスを層流化するための絶縁体製の整流子9が設けられている。整流子9を経たシースガスは分級領域5に供給される。
帯電エアロゾルはエアロゾル導入部11から流量Qaでシースガス流を横切る方向に導入されるようになっており、分級領域5の一方の電極側(図2では外側電極4側)の上部はエアロゾル導入用の導入口11aとなっている。
A sheath gas supply unit 7 for introducing an uncharged gas as a sheath gas at a flow rate Qc is provided at the top of the housing 1, and an insulator commutator 9 for laminating the sheath gas at the upper end of the classification region 5. Is provided. The sheath gas that has passed through the commutator 9 is supplied to the classification region 5.
The charged aerosol is introduced from the aerosol introduction part 11 in a direction crossing the sheath gas flow at a flow rate Qa, and the upper part on one electrode side (the outer electrode 4 side in FIG. 2) of the classification region 5 is for introducing the aerosol. It is an introduction port 11a.

分級領域5を通過した帯電エアロゾル中の荷電粒子の一部は第1排出部(大粒径排出部)13から流量Qeで排出されるようになっており、分級領域5の一方の電極側(図2では外側電極4側)の下部はガス排出用の排出口13aとなっている。
筐体1の下部、すなわちシースガス流の下流側には、分級領域5の下端の外側に第2排出部17が設けられ、第2排出部17の下流には流量Qsでシースガスとともに送られてきた残余の荷電粒子数を、電気量として検出する検出器FCEが配置されている。
Part of the charged particles in the charged aerosol that has passed through the classification region 5 is discharged at a flow rate Qe from the first discharge portion (large particle size discharge portion) 13, and one electrode side of the classification region 5 ( The lower part of the outer electrode 4 side in FIG. 2 is a gas discharge port 13a.
A second discharge portion 17 is provided outside the lower end of the classification region 5 at the lower portion of the casing 1, that is, downstream of the sheath gas flow, and is sent together with the sheath gas at a flow rate Qs downstream of the second discharge portion 17. A detector FCE for detecting the remaining number of charged particles as an electric quantity is arranged.

中心電極3の上端は絶縁部材10と絶縁体製の整流子9により筐体1に支持され、中心電極3の下端は絶縁部材19とシースガスの流れを層流化する整流子を兼ねる支持部材16により筐体1に支持されており、中心電極3と外部電極となる筐体1との間が電気的に絶縁されている。   The upper end of the center electrode 3 is supported on the housing 1 by an insulating member 10 and an insulator commutator 9, and the lower end of the center electrode 3 is a support member 16 that also serves as an insulating member 19 and a commutator for laminating the flow of sheath gas. The center electrode 3 and the casing 1 serving as an external electrode are electrically insulated from each other.

中心電極3の直径は25mm、外側電極4の内側の直径は33mmであり、中心電極3の円柱状部分では中心電極3と外側電極4の間隔は約4mm程度で一定になっている。両電極3,4間には、例えば1000〜1500Vの分級電圧が印加される。
導入口11aと排出口13aは幅が0.5mmで、外側電極4の内周面に沿って中心電極1を取り巻くリング状に形成されている。導入口11a、排出口13a間の距離は100mm程度である。導入口、排出口は、スリットでもよい。
The diameter of the center electrode 3 is 25 mm and the inner diameter of the outer electrode 4 is 33 mm. In the columnar portion of the center electrode 3, the distance between the center electrode 3 and the outer electrode 4 is constant at about 4 mm. For example, a classification voltage of 1000 to 1500 V is applied between the electrodes 3 and 4.
The introduction port 11 a and the discharge port 13 a have a width of 0.5 mm and are formed in a ring shape surrounding the center electrode 1 along the inner peripheral surface of the outer electrode 4. The distance between the introduction port 11a and the discharge port 13a is about 100 mm. The introduction port and the discharge port may be slits.

[荷電機構]
次に図1及び図3を参照しながら荷電機構について説明する。
粒子は、例えばガスイオンによる拡散荷電によって荷電粒子となる。これは、大気等の中性ガスの一部がアメリシウム(Am)やコロナ放電によりイオン化され、そのガスイオンが拡散により粒子に衝突し、それが粒子に付着、又はそれの電荷を交換することによって粒子が荷電されるというものである。
[Charging mechanism]
Next, the charging mechanism will be described with reference to FIGS.
The particles become charged particles by, for example, diffusion charging by gas ions. This is because a part of the neutral gas such as the atmosphere is ionized by americium (Am) or corona discharge, and the gas ion collides with the particle by diffusion, and it adheres to the particle or exchanges its charge. The particles are charged.

しかし、Amや軟X線を用いた場合は、その取り扱いや保管に際して放射線による被爆の危険性がある。また、従来の測定対象粒子を含む試料ガス中に直接コロナ放電する方法では、2次粒子の発生や粒子を構成する物質の分解、変性等の危険性があった。
これに対し、特許文献2は、試料ガス中に直接放電するのではなく、別室にて荷電ガス中に放電し、荷電したガスと粒子を混合する方式を提案している。
しかしながら、荷電ガスを外気から取り込んだ場合、試料ガスとの混合部が陽圧になり易く、試料ガス導入量の制約を受けたり、後段の分級部用ポンプをより大きなものにしたりする必要があった。
However, when Am or soft X-rays are used, there is a risk of exposure to radiation during handling and storage. Further, in the conventional method in which corona discharge is directly performed in a sample gas containing particles to be measured, there is a risk of generation of secondary particles, decomposition of substances constituting the particles, and modification.
On the other hand, Patent Document 2 proposes a method in which a charged gas and particles are mixed by discharging into a charged gas in a separate chamber instead of directly discharging into the sample gas.
However, when charged gas is taken in from the outside air, the mixing portion with the sample gas tends to be positive pressure, and it is necessary to limit the amount of sample gas introduced, or to increase the size of the subsequent classification unit pump. It was.

また、慣習的に粒子個数は個/cc、又は個/m3の次元にて表現されることが主であるため、正確な粒子数測定には試料ガスの比容積の測定や制御が必要になる。この比容積に影響を与える代表的因子としては、温度や湿度が挙げられる。
さらに、試料ガスが高湿の場合、ポンプによる圧縮によって凝縮水が発生する可能性もあり、この凝縮水は飛散により自身が粒子化したり、粒子を核として凝縮したりすることから、粒子径を誤認したり測定に悪影響を与えたりすることがある。
In addition, since the number of particles is conventionally expressed in the dimension of pcs / cc or pcs / m 3 , it is necessary to measure and control the specific volume of the sample gas for accurate particle count measurement. Become. Typical factors affecting the specific volume include temperature and humidity.
In addition, when the sample gas is highly humid, condensed water may be generated by compression by the pump, and this condensed water may be converted into particles by scattering or condensed with the particles as nuclei. It may be misidentified or adversely affect the measurement.

試料ガスに除湿機構を配置する場合、いかなる除湿機構を用いても、粒子フィルタとして機能してしまう可能性がある。そして除湿機構を試料ガスが流れる主流路に設置する場合、流量が多いために容量の大きい除湿機構が必要となる。
また、多くの除湿機は、除湿機構の能力維持のため、再生ガス、乾燥ガス、高温ガスを必要とし、再生ガスの場合は露点温度が低いほど良好な除湿機構の能力維持が行える。
When a dehumidifying mechanism is arranged in the sample gas, any dehumidifying mechanism may function as a particle filter. When the dehumidifying mechanism is installed in the main flow path through which the sample gas flows, the dehumidifying mechanism having a large capacity is required because the flow rate is large.
In addition, many dehumidifiers require regeneration gas, dry gas, and high-temperature gas to maintain the capacity of the dehumidification mechanism. In the case of regeneration gas, the lower the dew point temperature, the better the performance of the dehumidification mechanism can be maintained.

つまり、粒子を帯電させる装置としては、混合部が陽圧となりにくく、かつ試料ガスが流れる主流路には除湿機構を備えないほうが好ましい。   In other words, as a device for charging the particles, it is preferable that the mixing portion is less likely to be at a positive pressure, and that the main flow path through which the sample gas flows is not provided with a dehumidifying mechanism.

そこで本発明の粒子分級装置に用いられる荷電装置INZは、図3に示すように、供給された荷電対象ガスを帯電して荷電ガスを生成する荷電部41と、荷電部41の下流に設けられ、流量Qa’で導入された試料ガスを荷電ガスと混合することで帯電エアロゾルを生成し、それをさらに下流に放出する混合部43とを備えている。
そして、混合部43の下流には、帯電エアロゾルの一部を混合部43の下流から吸入して荷電部41の上流に輸送するポンプP2と、ポンプP2が帯電エアロゾルを輸送する際にエアロゾル中の粒子を除去するためのフィルタF2と、荷電対象ガスの流量を測定し調整する流量調整部MFC2が備えられ、半閉鎖系流路となっている。混合部43の上流からは試料ガスが導入されるが、図1のように、この流路上に試料ガスの温度又は湿度を測定する温湿度測定部SUを設けてもよい。
Therefore, as shown in FIG. 3, the charging device INZ used in the particle classification device of the present invention is provided with a charging unit 41 that generates a charged gas by charging a supplied charging target gas, and downstream of the charging unit 41. And a mixing part 43 for generating a charged aerosol by mixing the sample gas introduced at the flow rate Qa ′ with the charged gas and discharging it further downstream.
Further, downstream of the mixing unit 43, a pump P2 that sucks a part of the charged aerosol from the downstream of the mixing unit 43 and transports the charged aerosol to the upstream of the charging unit 41, and when the pump P2 transports the charged aerosol, A filter F2 for removing particles and a flow rate adjustment unit MFC2 that measures and adjusts the flow rate of the charge target gas are provided, which form a semi-closed flow path. The sample gas is introduced from the upstream of the mixing unit 43. As shown in FIG. 1, a temperature / humidity measuring unit SU for measuring the temperature or humidity of the sample gas may be provided on the flow path.

また、ポンプP2の下流と流量調整部MFC2の間に、荷電対象ガスを乾燥させるための除湿機構D1が備えられている。除湿機構D1としては、例えば、中空糸膜式ドライヤや吸着式ドライヤなどが挙げられる。除湿機構D1を設けることで、荷電部41に乾燥したガスを供給することができ、水分量の少ない帯電エアロゾルを排出することができる。流量Qaで排出された帯電エアロゾルは、例えば粒子分級機構PDに供給されて用いられる。   Further, a dehumidifying mechanism D1 for drying the charge target gas is provided between the downstream side of the pump P2 and the flow rate adjusting unit MFC2. Examples of the dehumidifying mechanism D1 include a hollow fiber membrane dryer and an adsorption dryer. By providing the dehumidifying mechanism D1, a dry gas can be supplied to the charging unit 41, and a charged aerosol with a small amount of water can be discharged. The charged aerosol discharged at the flow rate Qa is supplied to the particle classification mechanism PD, for example.

[粒子分級装置の制御]
本発明の粒子分級装置は、図1に示すように、パーソナルコンピュータPCからアナログ入出力器AI/O(図中の一点鎖線)と、デジタル入出力器DI/O(図中の二点鎖線)により、各装置や機構に接続している。これにより、それぞれの装置はアナログ又はデジタルの信号により制御される。
[Control of particle classifier]
As shown in FIG. 1, the particle classifying apparatus of the present invention includes an analog input / output device AI / O (one-dot chain line in the drawing) and a digital input / output device DI / O (two-dot chain line in the drawing) from a personal computer PC. By connecting to each device or mechanism. Thereby, each device is controlled by an analog or digital signal.

次に本発明の動作を図1〜3を参照して説明する。
[粒子分級装置の動作]
[試料ガス量算出方法1]
シースガス供給機構31から粒子分級機構PD内に、シースガス供給部7を介して流量Qc=100Lのシースガスを供給する。荷電機構33から粒子分級機構PDに、エアロゾル供給部11を介して流量Qa(直接測定できるものではないが、例えば2L)の帯電エアロゾルを供給する。
粒子分級機構PD内には102Lのガスが供給され、その内の流量Qe=3Lは第1排出部13から外部に排出される。残りの流量Qs=99Lは第2排出部17から排出され、検出器FCEを経て、シースガス供給機構31に循環する。
Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIGS.
[Operation of particle classifier]
[Sample gas amount calculation method 1]
A sheath gas having a flow rate Qc = 100 L is supplied from the sheath gas supply mechanism 31 into the particle classification mechanism PD via the sheath gas supply unit 7. Charged aerosol 33 is supplied from the charging mechanism 33 to the particle classification mechanism PD via the aerosol supply unit 11 at a flow rate Qa (for example, 2 L, which cannot be directly measured).
102 L of gas is supplied into the particle classification mechanism PD, and the flow rate Qe = 3 L is discharged from the first discharge unit 13 to the outside. The remaining flow rate Qs = 99L is discharged from the second discharge unit 17 and circulates to the sheath gas supply mechanism 31 via the detector FCE.

シースガス供給機構31内では、シースガスはポンプP1による輸送によってバッファタンクBT内に取り込まれ、冷却タンクCT内で室温近傍に冷却され、フィルタF1で微粒子が除去された後、流量調整弁NV1で流量が調整され、流量計MFM1で流量Qcが計量される。   In the sheath gas supply mechanism 31, the sheath gas is taken into the buffer tank BT by being transported by the pump P1, cooled to near room temperature in the cooling tank CT, fine particles are removed by the filter F1, and then the flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve NV1. The flow rate Qc is measured by the flow meter MFM1.

第1排出部13から流量Qeで排出されたガスは、ポンプP3による輸送によってフィルタF3を通過し、微粒子が取り除かれ、流量調整部MFC1で流量が計量され、調整される。ガス流量Qeの内、分岐流路39を流れる流量Qb=1L分のガスは流量Qs=99L分のガスとともにシースガス供給機構31に供給される。残りのガス流量2Lは排出ガスとして流量Qoで排出口35から外部に排出される。   The gas discharged at the flow rate Qe from the first discharge unit 13 passes through the filter F3 by transport by the pump P3, fine particles are removed, and the flow rate is measured and adjusted by the flow rate adjustment unit MFC1. Of the gas flow rate Qe, the gas for the flow rate Qb = 1L flowing through the branch flow path 39 is supplied to the sheath gas supply mechanism 31 together with the gas for the flow rate Qs = 99L. The remaining gas flow 2L is discharged to the outside from the discharge port 35 at a flow rate Qo as exhaust gas.

本発明の粒子分級装置では、試料ガス供給はエアロゾル供給部11から、ガス排出は排出口35から流量Qoで行ない、シースガス流量Qsの一部を循環させて流量Qcで装置内に再供給する半閉鎖系の配管系統とし、流量計等の部品も少なくしたので、測定誤差の絶対値が大きい大流量のQc,Qsを用いることなく、Qoを測定し、Qa=Qoという間接的な流量関係を用いることにより、これまでよりも精度よく試料ガス供給量Qaを求めることができるようになる。   In the particle classifier of the present invention, the sample gas is supplied from the aerosol supply unit 11 and the gas is discharged from the discharge port 35 at the flow rate Qo, and a part of the sheath gas flow rate Qs is circulated and re-supplied into the device at the flow rate Qc. Since it is a closed piping system and parts such as a flow meter are reduced, Qo is measured without using large flow Qc and Qs with large absolute values of measurement errors, and an indirect flow relationship of Qa = Qo is established. By using it, the sample gas supply amount Qa can be obtained with higher accuracy than before.

[試料ガス量算出方法2]
流量を間接的に測定し算出するため、第1排出部13から排出されるガス流量Qeの一部をシースガス供給機構31へ供給する分岐流路39と、この分岐流路39を流れる流量Qbを計測する分岐流路流量計MFC3とをさらに設け、Qa=Qe−Qbとしてもよい。このようにすれば、ガス流量を間接的に測定することができるようになる。
[Sample gas amount calculation method 2]
In order to indirectly measure and calculate the flow rate, the branch flow channel 39 that supplies a part of the gas flow rate Qe discharged from the first discharge unit 13 to the sheath gas supply mechanism 31 and the flow rate Qb that flows through the branch flow channel 39 are calculated. A branch flow meter MFC3 for measurement may be further provided, and Qa = Qe−Qb may be set. In this way, the gas flow rate can be indirectly measured.

この時、分岐39から排出口35間に十分な圧損が存在する場合は、MFC3の分岐39側はポンプP3の吐出側であり、高圧となっている。
また、MFC3のQsとの合流側はポンプP1吸い込み側であり、低圧となっている。
これにより、MFC3の両端に十分な差圧を生じせしめ、MFC3に安定な動作をもたらす。
At this time, if there is sufficient pressure loss between the branch 39 and the discharge port 35, the branch 39 side of the MFC 3 is the discharge side of the pump P3, and the pressure is high.
The side where MFC3 joins Qs is the pump P1 suction side, which is at a low pressure.
As a result, a sufficient differential pressure is generated at both ends of the MFC 3, and a stable operation is brought about in the MFC 3.

[試料ガス量算出方法3]
差圧がなくても計量できる流量計が利用できる場合、第1排出部13から排出口35を介して大気圧に排出されるガス流量Qoを計測する大気圧流量計(図示は略)をさらに設け、Qa=Qoとしてもよい。このようにすれば、半閉鎖系の装置におけるガス供給量Qaをガス排出量Qoから算出できるようになる。
[Sample gas amount calculation method 3]
When a flow meter that can measure without a differential pressure is available, an atmospheric pressure flow meter (not shown) that measures the gas flow rate Qo discharged from the first discharge unit 13 to the atmospheric pressure via the discharge port 35 is further provided. It is good also as Qa = Qo. In this way, the gas supply amount Qa in the semi-closed system can be calculated from the gas discharge amount Qo.

算出方法2では、Qaの算出に2個の測定値を用いた。このため、その算出結果にはその各々の流量計誤差が足し合わされることになる。
これに対し本発明では、1個の測定値から直接Qaが求められる為、その結果に含まれる誤差は小さいと言える。
In calculation method 2, two measured values were used for calculating Qa. For this reason, each flow meter error is added to the calculation result.
On the other hand, in the present invention, since Qa is directly obtained from one measurement value, it can be said that the error included in the result is small.

[試料ガス量算出方法4]
帯電されたガスの一部を他の分析装置に用いる場合、第2排出部17から排出されるガス流量Qsをシースガス供給部へ供給する前に流量の一部を分岐して排出する第3排出部37と、この第3排出部37から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計(図示は略)を設け、Qa=Qr+Qe−Qbとしてもよい。このようにすれば、間接的に試料ガス供給量Qaを測定することができるとともに、帯電されたガスの一部(流量Qr)を他の分析装置に用いることができるようになる。
[Sample gas amount calculation method 4]
When a part of the charged gas is used in another analyzer, a third discharge that branches and discharges a part of the flow rate before supplying the gas flow rate Qs discharged from the second discharge unit 17 to the sheath gas supply unit. And a third discharge portion flow meter (not shown) for measuring the flow rate Qr discharged from the third discharge portion 37, and Qa = Qr + Qe−Qb may be provided. In this way, the sample gas supply amount Qa can be indirectly measured, and a part of the charged gas (flow rate Qr) can be used for other analyzers.

算出方法1〜4において試料ガス供給量Qaを求める際、それぞれの流量等からQaを算出する演算機能をさらに備え、流量を算出するようにしてもよい。
また、箱型伝達関数を実現するためには、上述のように、Qe≧Qa、かつ、Qs≠Qsであることが好ましい。また、鋭敏な分級特性を得る場合は、Qc≒Qs>>Qaになる傾向がある。
When calculating the sample gas supply amount Qa in the calculation methods 1 to 4, a calculation function for calculating Qa from each flow rate or the like may be further provided to calculate the flow rate.
In order to realize the box-type transfer function, it is preferable that Qe ≧ Qa and Qs ≠ Qs as described above. Further, when obtaining a sensitive classification characteristic, there is a tendency that Qc≈Qs >> Qa.

[荷電装置INZの動作]
次に図3を参照しながら荷電装置INZの動作について説明する。
試料ガスを流量Qa’で荷電装置INZ内の混合部43に導入する。荷電部41で帯電された荷電ガスを導入された試料ガスと混合することで帯電エアロゾルを生成し、それを帯電エアロゾルとして流量Qaで取り出す。なお、流量Qa’及びQaは直接測定するものではない。
[Operation of charging device INZ]
Next, the operation of the charging device INZ will be described with reference to FIG.
The sample gas is introduced into the mixing unit 43 in the charging device INZ at a flow rate Qa ′. The charged gas charged by the charging unit 41 is mixed with the introduced sample gas to generate a charged aerosol, which is taken out as a charged aerosol at a flow rate Qa. The flow rates Qa ′ and Qa are not directly measured.

その際、帯電エアロゾルの一部はポンプP2によって半閉鎖系流路内に吸引され、フィルタF2を経ることでエアロゾル中の微粒子が取り除かれる。微粒子が取り除かれたガスは除湿機構D1で乾燥され、流量調整部MFC2で所定の流量に調整され、荷電部41に荷電対象ガスとして供給され、循環する。荷電対象ガスは荷電部41で荷電ガスになる。   At that time, a part of the charged aerosol is sucked into the semi-closed flow path by the pump P2, and the fine particles in the aerosol are removed through the filter F2. The gas from which the fine particles have been removed is dried by the dehumidifying mechanism D1, adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjusting unit MFC2, supplied to the charging unit 41 as a charge target gas, and circulated. The charge target gas becomes a charged gas in the charging unit 41.

混合部43から放出された帯電エアロゾルの一部が荷電部41にポンプP2によって輸送される半閉鎖系の流路構成とすることで、混合部43の下流からは常に一定量のガスが吸引され、混合部43の下流における圧力上昇は抑制されるようになる。
また、半閉鎖系の流路内に除湿機構D1を備えることで、荷電対象ガスを乾燥させることができる。
By adopting a semi-closed flow path configuration in which a part of the charged aerosol released from the mixing unit 43 is transported to the charging unit 41 by the pump P2, a certain amount of gas is always sucked from the downstream of the mixing unit 43. The pressure increase downstream of the mixing unit 43 is suppressed.
Further, the charge target gas can be dried by providing the dehumidifying mechanism D1 in the semi-closed flow path.

この実施例では、混合部43から放出される帯電エアロゾルのガス量Qcが2Lであるとすると、半閉鎖系流路内のガスは流量1L程度で流される。そのため、流量Qaで供給されるエアロゾルに含まれる粒子数は、上述の半閉鎖系流路内での希釈率の影響を考慮して計算する必要がある。   In this embodiment, if the gas amount Qc of the charged aerosol discharged from the mixing unit 43 is 2 L, the gas in the semi-closed system flow channel is flowed at a flow rate of about 1 L. Therefore, it is necessary to calculate the number of particles contained in the aerosol supplied at the flow rate Qa in consideration of the influence of the dilution rate in the semi-closed flow path described above.

本発明の粒子分級装置に用いる荷電装置INZは、荷電部41と、混合部43と、ポンプP2と、フィルタF2とを備え、ガスの一部を混合部43の下流から荷電部41までポンプP2で輸送する半閉鎖系の流路構成としたので、混合部43における圧力上昇は抑制され、帯電エアロゾルを放出するのが容易になる。   The charging device INZ used in the particle classifier of the present invention includes a charging unit 41, a mixing unit 43, a pump P2, and a filter F2, and pumps a part of the gas from the downstream of the mixing unit 43 to the charging unit 41. Therefore, the pressure increase in the mixing portion 43 is suppressed, and it becomes easy to release the charged aerosol.

これまで、試料ガスが流れる流路に除湿機構を配置する方法では、いかなる除湿機構であっても粒子フィルタとして機能してしまう可能性があったが、ポンプP2の下流と荷電部41の上流の間の半閉鎖系流路内に除湿機構D1を備えるようにすれば、フィルタ効果を回避しながらガスを除湿することが可能となる。また、帯電エアロゾルを粒子分級機構PDに導入する場合、粒子分級機構PD内は低湿度に保たれ、正常な状態でエアロゾルを分級することができる。   Until now, in the method of disposing the dehumidifying mechanism in the flow path through which the sample gas flows, any dehumidifying mechanism may function as a particle filter, but the downstream of the pump P2 and the upstream of the charging unit 41 If the dehumidifying mechanism D1 is provided in the semi-closed system channel, the gas can be dehumidified while avoiding the filter effect. When the charged aerosol is introduced into the particle classification mechanism PD, the inside of the particle classification mechanism PD is kept at a low humidity, and the aerosol can be classified in a normal state.

ポンプP2の下流と荷電部41の上流の間の半閉鎖系流路内に流量調整部MFC2を備えるようにすれば、混合部43の下流から放出される帯電エアロゾルの希釈率を計算することができ、試料ガス中の微粒子量をより正確に測定することができるようになる。   If the flow rate adjustment unit MFC2 is provided in the semi-closed system flow path between the downstream of the pump P2 and the upstream of the charging unit 41, the dilution rate of the charged aerosol released from the downstream of the mixing unit 43 can be calculated. And the amount of fine particles in the sample gas can be measured more accurately.

また、試料ガスが導入される試料導入流路に温湿度測定部SUを備えるようにすれば、混合部43に導入される試料ガスの温度又は湿度を予め測定することができるようになる。   If the temperature / humidity measuring unit SU is provided in the sample introduction channel into which the sample gas is introduced, the temperature or humidity of the sample gas introduced into the mixing unit 43 can be measured in advance.

荷電装置INZ内は常に低湿度に保たれているので、本発明の粒子分級装置では常に低湿度の帯電エアロゾルを用いることができるようになる。   Since the inside of the charging device INZ is always kept at a low humidity, the particle classification device of the present invention can always use a low-humidity charged aerosol.

[粒子分級機構PDの動作]
次に図2に示す粒子分級機構PDの動作を説明する。
両電極3,4間に電圧をかけると、分級領域5には荷電粒子を電気移動度により分級する水平方向の電界が発生する。
[Operation of particle classification mechanism PD]
Next, the operation of the particle classification mechanism PD shown in FIG. 2 will be described.
When a voltage is applied between the electrodes 3 and 4, a horizontal electric field that classifies charged particles according to electric mobility is generated in the classification region 5.

この実施例では、エアロゾル供給部11の導入口11aから分級領域5に導入されたエアロゾルのうち、粒径20nm程度の荷電粒子は対岸の中心電極3近くに到達し、20nmよりも粒径の小さい荷電粒子は中心電極3に捕捉されて除去される。粒径が20nmよりも大きい荷電粒子はシースガス流の中央付近から導入口11aを備える外側電極4の近傍までの間に分布する。   In this embodiment, among the aerosols introduced into the classification region 5 from the inlet 11a of the aerosol supply unit 11, charged particles having a particle size of about 20 nm reach near the center electrode 3 on the opposite bank and have a particle size smaller than 20 nm. Charged particles are captured by the central electrode 3 and removed. Charged particles having a particle size larger than 20 nm are distributed from the vicinity of the center of the sheath gas flow to the vicinity of the outer electrode 4 having the introduction port 11a.

排出口13aは導入口11aと同じ外側電極4の下流側に設けられており、そこから帯電エアロゾル中の荷電粒子の所定粒径以上の部分をシースガスとともに吸引して排気することで、一定微粒子径(例えば100nm)よりも大きい微粒子が除去される。これを実現するには、例えば、粒径20nmの荷電粒子が対岸に到達する比較的小さい分級電圧において、粒径100nm付近の荷電粒子の分布がシースガス流の中において粒径130nm付近の荷電粒子と完全に分離されて分布していること、さらに粒径100nmを超える微粒子が分布しているガス流だけを排出口13aから排除することが必要である。   The discharge port 13a is provided on the downstream side of the same outer electrode 4 as the introduction port 11a, and a portion having a predetermined particle diameter or more of the charged particles in the charged aerosol is sucked and discharged together with the sheath gas from the discharge electrode 13a. Fine particles larger than (for example, 100 nm) are removed. In order to realize this, for example, at a relatively small classification voltage at which charged particles having a particle size of 20 nm reach the opposite bank, the distribution of charged particles having a particle size of about 100 nm is different from the charged particles having a particle size of about 130 nm in the sheath gas flow. It is necessary to exclude from the discharge port 13a only the gas flow in which the particles are completely separated and distributed, and the fine particles having a particle diameter of more than 100 nm are distributed.

本発明の粒子分級装置を構成する粒子分級機構PDは、対向電極3,4、シースガス供給部7、エアロゾル供給部11及び検出器FCEを備えて電気移動度測定装置の基本原理にしたがって帯電エアロゾル中の荷電微粒子を分級するものであるが、分級された荷電微粒子の所定粒径以上の部分を第1排出部(大粒径側排出部)13により除去するようにしたので、対向電極3,4の他方の電極に吸引されて吸着されることなどにより小粒径側の微粒子が除去されるのと合わせると、帯電エアロゾル中の所定範囲の粒径をもつ荷電微粒子の総量を測定することができる。このとき、測定される粒径範囲は、除去しようとする大粒径側の粒径範囲と小粒径側の粒径範囲をシースガス流量、帯電エアロゾル流量及び第1排出部13からの排出流量により設定することができるので、測定範囲を例えば30〜100nmというような十分に広い範囲に設定することができる。   The particle classification mechanism PD constituting the particle classification apparatus of the present invention includes a counter electrode 3, 4, a sheath gas supply unit 7, an aerosol supply unit 11, and a detector FCE, and is in a charged aerosol according to the basic principle of an electric mobility measurement device. The charged fine particles are classified by the first discharge portion (large particle size side discharge portion) 13 so that the portions of the classified charged fine particles having a predetermined particle diameter or more are removed. When the fine particles on the small particle size side are removed by being sucked and adsorbed by the other electrode, the total amount of charged fine particles having a particle size in a predetermined range in the charged aerosol can be measured. . At this time, the particle size range to be measured is a particle size range on the large particle size side and a particle size range on the small particle size side to be removed depending on the sheath gas flow rate, the charged aerosol flow rate, and the discharge flow rate from the first discharge unit 13. Since it can be set, the measurement range can be set to a sufficiently wide range such as 30 to 100 nm.

[所定の粒径範囲内の粒子の算出]
次に本発明の粒子分級装置において、微粒子の粒径分布を算出する際の実施例を説明する。
電気移動度により粒子を分級し、粒子数を計数する粒子分級装置においては、電気移動度分布から粒径分布へと変換する際、粒子の帯電率やその帯電価数の分布を知ることは重要である。
[Calculation of particles within a predetermined particle size range]
Next, an example of calculating the particle size distribution of the fine particles in the particle classifier of the present invention will be described.
In a particle classifier that classifies particles according to electric mobility and counts the number of particles, it is important to know the charge rate of the particles and the distribution of their charge valences when converting from the electric mobility distribution to the particle size distribution. It is.

これまでに、0価を含む正負の帯電価数分布に関しては、Wiedensohlerによる理論モデルが開発された。
一方、サブミクロン領域におけるFuckの拡張理論に基づいた近似式(1)が示され、0価を含む±2価以内の帯電価数に適用されている。
So far, a theoretical model by Wiedensohler has been developed for positive and negative charge valence distribution including zero valence.
On the other hand, an approximate expression (1) based on the extended theory of Fuck in the submicron region is shown, and is applied to a charged valence within ± 2 including zero valence.

Figure 2008096168
Figure 2008096168

Figure 2008096168
この近似式(1)において、ai(N)は表1に示される係数を、Nは微粒子の電荷価数を、Dpは微粒子の平均粒径を、(Dp/nm)はDpの単位がnmであることをそれぞれ意味している。
Figure 2008096168
In this approximate expression (1), ai (N) is the coefficient shown in Table 1, N is the charge valence of the fine particles, Dp is the average particle diameter of the fine particles, and (Dp / nm) is the unit of Dp in nm. Each means.

また、+3価以上又は−3価以下の帯電価数のものに対しては、Gunnによって導かれた近似式(2)が用いられている。

Figure 2008096168
この近似式(2)において、eは素電荷、ε0は空気中の誘電率、Dpは粒子直径、kはボルツマン定数、Nは電荷数、(Zi+/Zi-)はイオン移動度を意味する。 For those with a charge valence of +3 or higher or −3 or lower, the approximate expression (2) derived by Gunn is used.
Figure 2008096168
In this approximate expression (2), e is the elementary charge, ε 0 is the dielectric constant in air, Dp is the particle diameter, k is the Boltzmann constant, N is the number of charges, and (Z i + / Z i− ) is the ion mobility. means.

従来、電気移動度の分布測定結果に対し、上記(1),(2)式を用い、各種数学的手法による補正を加えて粒度分布を求めていた。ここでの数学的手法は、電気移動度ごとの計数値に対し、一旦全てを1価と仮定して粒度分布を算出し、(1),(2)式に基づいて帯電率や多価帯電の影響を考慮し、粒度分布を再計算し、初期の仮定分布との差異を、例えば、分級ごとの残差平方和にて評価する方法である。また、その評価値が一定の値になるまで繰り返し演算を行なう方法などもある。   Conventionally, the particle size distribution has been obtained by applying correction by various mathematical methods to the distribution measurement result of the electric mobility using the above formulas (1) and (2). In this mathematical method, the particle size distribution is calculated once assuming that all of the count values for each electric mobility are monovalent, and the charge rate and polyvalent charge are calculated based on the equations (1) and (2). In consideration of the above, the particle size distribution is recalculated, and the difference from the initial assumed distribution is evaluated by, for example, the residual sum of squares for each classification. There is also a method in which the calculation is repeated until the evaluation value reaches a certain value.

測定対象ガスの粒径分布がわかっている場合や、粒径分布を推定できるデータがある場合、上記(1),(2)式を用いることができる。
しかし、例えばある粒径分布を持った粒子の個数を計数する箱型伝達関数のDMAにおいては、従来の方法で測定結果から粒度幅や個数を導くことは原理的にできない。
そこで、ある電気移動度の幅を粒径幅に変換し、測定された荷電数から粒子個数を算出するに際し、補正係数を導入した数学的手法を用いて算出することが必要である。
When the particle size distribution of the measurement target gas is known or when there is data that can estimate the particle size distribution, the above equations (1) and (2) can be used.
However, in the case of a box-type transfer function DMA that counts the number of particles having a certain particle size distribution, for example, it is impossible in principle to derive the particle size width or number from the measurement result by a conventional method.
Therefore, when converting the width of a certain electric mobility into a particle size width and calculating the number of particles from the measured number of charges, it is necessary to calculate using a mathematical method in which a correction coefficient is introduced.

本発明の粒子分級装置では、以下の粒子数算出例1〜3を提案する。
[粒子数算出例1]
箱型伝達関数粒径帯域の粒子の平均価数をEa、平均帯電率をCaとする。
箱型伝達関数粒径帯域に紛れ込んでくる1秒あたりの大粒径多価荷電粒子数をNel(個/秒)、その平均価数をnlとする。
箱型伝達関数粒径帯域から流出する1秒あたりの小粒径多価荷電粒子数をNes(個/秒)とする。
また、電気素量をe、検出器による測定電流をImfce(A)とする。
In the particle classification device of the present invention, the following particle number calculation examples 1 to 3 are proposed.
[Particle number calculation example 1]
Let Ea be the average valence of particles in the box-type transfer function particle size band, and Ca be the average charge rate.
Let Nel (number / second) be the number of large charged polyvalent charged particles per second flowing into the box-type transfer function particle size band, and let nl be the average valence.
Let Ne (number / second) be the number of small charged polyvalent charged particles per second flowing out of the box-type transfer function particle size band.
In addition, the elementary electric quantity is e, and the current measured by the detector is Imfce (A).

これらを用いて以下の関係式(3)から粒子数Naを算出する。
Na=(Imfce−e×nl×Nel)/(e×Ea×Ca)+Nes …(3)
これらのNel,nl,Nes,Ca,Eaは、測定者によって指定されたものである。
Using these, the particle number Na is calculated from the following relational expression (3).
Na = (Imfce-e * nl * Nel) / (e * Ea * Ca) + Nes (3)
These Nel, nl, Nes, Ca, and Ea are specified by the measurer.

図4は上述の粒子数算出例を説明する粒子分布の概略図である。
(A)はエアロゾルに含まれる全価数の粒子の粒径分布10nm〜1000nmにおける粒子分布を示した図である。粒径100nmの粒子(個数/cc)の存在量をピークとして、10nm、1000nmに近づくほど個数は減少している。
FIG. 4 is a schematic diagram of particle distribution for explaining the above example of calculating the number of particles.
(A) is the figure which showed the particle distribution in the particle size distribution of 10 nm-1000 nm of the particle | grains of all the valences contained in aerosol. With the abundance of particles (number / cc) having a particle diameter of 100 nm as a peak, the number decreases as the distance approaches 10 nm or 1000 nm.

(B)は粒径分布20nm〜100nmにおいて、0価〜3価以上を区分(+−を区別せず)して表示した粒子分布の図である。
粒子の価数分布は既知であり、(B)の下段に示すように、粒径20nmの場合、0価は80%、1価は15%、2価は4.5%、3価以上は0.5%であり、粒径100nmの場合、0価は50%、1価は30%、2価は15%、3価以上は5%である。
(B) is a particle distribution diagram in which a particle size distribution of 20 nm to 100 nm is displayed by classifying 0 valence to 3 valence or more (without distinguishing +-).
The valence distribution of the particles is known, and as shown in the lower part of (B), when the particle size is 20 nm, the 0 valence is 80%, the 1 valence is 15%, the 2 valence is 4.5%, the 3 valence or more is When the particle size is 100 nm, the zero value is 50%, the first value is 30%, the second value is 15%, and the third value or more is 5%.

関係式(3)における「nl×Nel」は、箱型伝達関数帯域に紛れ込んでくる1秒当たりの大粒径多価荷電粒子である「210nm×3価」や「120nm×2価」を示しており、「Nes」は箱型伝達関数帯域から流出する1秒当たりの小粒径多価荷電粒子である「30nm×2価」を示している。   “Nl × Nel” in the relational expression (3) indicates “210 nm × 3 valence” or “120 nm × 2 valence”, which are large-sized multivalent charged particles per second that are mixed into the box-type transfer function band. “Nes” indicates “30 nm × 2 valence” which is a small charged multivalent charged particle per second flowing out of the box-type transfer function band.

[粒子数算出例2]
また、経験的にImfceとNelは比例関係になることが多いため、以下の関係式(4)によって粒子数Naを算出する場合もある。この(4)式は、経験的に(3)式中のNelが測定電流値Imfceに比例することに由来する。
Na=(Imfce(1−e×nl×k))/(e×Ea×Ca)+Nes …(4)
ここでのkは電流値の比例定数を示している。
[Particle number calculation example 2]
In addition, since experience shows that Imfce and Nel often have a proportional relationship, the number of particles Na may be calculated by the following relational expression (4). This equation (4) is empirically derived from the fact that Nel in equation (3) is proportional to the measured current value Imfce.
Na = (Imfce (1−e × n1 × k)) / (e × Ea × Ca) + Nes (4)
Here, k represents a proportional constant of the current value.

[粒子数算出例3]
さらに、Ea、Ca、Nel、nl、Nel、Nesを統括的な一変数を用いて表わすようにしてもよい。
経験、或いは理論に基づき複数の未知変数をまとめることで、演算、設定の負荷を減じることが可能となる。
例えば、Na=A×Imfce−Bのように表わすことができる。
ここで、A,Bは測定者によって指定される定数。
また、粒子の粒径分布によっては、Nel×nl=0、Nes=0、nl×k=0、又はEa×Ca=1としてもよい。
[Particle number calculation example 3]
Further, Ea, Ca, Nel, nl, Nel, and Nes may be expressed using a general variable.
By combining a plurality of unknown variables based on experience or theory, it is possible to reduce the load of calculation and setting.
For example, it can be expressed as Na = A × Imfce-B.
Here, A and B are constants specified by the measurer.
Depending on the particle size distribution of the particles, Nel × nl = 0, Nes = 0, nl × k = 0, or Ea × Ca = 1 may be used.

本発明の粒子分級装置では、一定粒径以上及び一定粒径以下の粒子を除去した所定の粒径範囲の粒子数を検出する際、粒子数、平均帯電率及び平均価数を用いた数式により算出するようにしたので、粒径分布が未知である試料や、粒径分布が推定できない試料を測定する場合にも、簡便かつ高速に所定の粒径範囲の粒子数を算出できるようになり、反復計算も必要としなくなる。
実際の試料ガス中の粒子濃度を計算する際、図1及び図3の例では荷電機構33内の希釈の影響を考慮して計算する必要がある。
In the particle classification device of the present invention, when detecting the number of particles in a predetermined particle size range from which particles having a certain particle size or more and a certain particle size or less are removed, the equation using the number of particles, the average charging rate, and the average valence is used. Since it is calculated, even when measuring a sample whose particle size distribution is unknown or a sample whose particle size distribution cannot be estimated, the number of particles in a predetermined particle size range can be calculated easily and quickly. It also eliminates the need for iterative calculations.
When calculating the actual particle concentration in the sample gas, it is necessary to consider the influence of dilution in the charging mechanism 33 in the examples of FIGS.

本発明は環境ガスに含まれる微粒子数を測定する装置、例えば自動車排ガスに含まれる微粒子数をリアルタイムに測定する装置に利用することができる。   The present invention can be used for an apparatus for measuring the number of fine particles contained in environmental gas, for example, an apparatus for measuring the number of fine particles contained in automobile exhaust gas in real time.

粒子分級装置全体の配管系統を示す図である。It is a figure which shows the piping system of the whole particle classification apparatus. 粒子分級機構の概略図を示しており、(A)は垂直断面図、(B)は(A)のX−X’における水平断面図である。The schematic of a particle classification mechanism is shown, (A) is a vertical sectional view, (B) is a horizontal sectional view in X-X 'of (A). 粒子分級装置に用いられる荷電装置INZのブロック図である。It is a block diagram of charging device INZ used for a particle classification device. 粒子分布の粒子数算出例を説明する概略図であり、(A)はエアロゾルに含まれる粒子の粒径分布10nm〜1000nmにおける粒子分布を示した図であり、(B)は粒径分布20nm〜100nmにおいて、0価〜3価以上を区分(+−を区別せず)して表示した粒子分布の図である。It is the schematic explaining the particle number calculation example of particle distribution, (A) is the figure which showed the particle distribution in the particle size distribution of 10 nm-1000 nm of the particle | grains contained in aerosol, (B) is particle size distribution 20 nm- It is a figure of the particle distribution which classified and displayed 0 valence-3 valence or more (not distinguishing +-) in 100 nm.

符号の説明Explanation of symbols

1 筐体
3 中心電極
4 外側電極
5 分級領域
7 シースガス供給部
9 整流子
11 エアロゾル供給部
11a 導入口
12,24 収束電極
13 第1排出部
13a 排出口
14 小粒径側排出部
14a 排出口
16 検出器入口スリット
17 第2排出部
19 絶縁体
31 シースガス供給機構
33 荷電機構
35 ガス排出口
37 第3排出部
39 分岐流路
41 荷電部
43 混合部
INZ 荷電装置
PD 粒子分級機構
P1〜P3 ポンプ
F1〜F3 フィルタ
MFC1〜MFC2 流量調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing | casing 3 Center electrode 4 Outer electrode 5 Classification area | region 7 Sheath gas supply part 9 Commutator 11 Aerosol supply part 11a Inlet 12, 24 Convergent electrode 13 1st discharge part 13a Discharge port 14 Small particle size side discharge part 14a Discharge port 16 Detector inlet slit 17 Second discharge portion 19 Insulator 31 Sheath gas supply mechanism 33 Charging mechanism 35 Gas discharge port 37 Third discharge portion 39 Branch flow path 41 Charging portion 43 Mixing portion INZ charging device PD Particle classification mechanism P1 to P3 Pump F1 ~ F3 filter MFC1 ~ MFC2 Flow rate adjuster

Claims (7)

荷電粒子を電気移動度により分級する電界を発生するために互いに対向して配置された一対の対向電極を備えた分級領域と、
供給された試料ガスを帯電して帯電エアロゾルを生成する荷電機構を備え、前記対向電極の一方の電極又はその電極の近傍に導入口をもち、その導入口から前記分級領域に帯電エアロゾルを供給するエアロゾル供給部と、
シースガス供給機構を備え、前記分級領域の上流側から該分級領域に非帯電のシースガスを流量Qcで供給するシースガス供給部と、
前記エアロゾル供給部よりも下流側で、前記対向電極の一方の電極又はその電極の近傍に排出口をもち、その排出口から前記分級領域の外部へガスを流量Qeで排出する第1排出部と、
シースガス流の下流側においてガスを流量Qsで排出して前記シースガス供給機構へ供給する第2排出部と、を備えた粒子分級装置であって、
前記第1排出部から排出されるガス流量Qeを計測する第1排出部流量計を設け、
該粒子分級装置へのガス供給は前記エアロゾル供給部への試料ガス供給のみ、該粒子分級装置から外部へのガス排出は前記第1排出部からのガス排出のみとし、
前記第1排出部流量計による計測流量Qeを前記分級領域への試料ガス供給量Qaとすることを特徴とする粒子分級装置。
A classification region comprising a pair of counter electrodes arranged opposite to each other to generate an electric field for classifying charged particles according to electric mobility;
It has a charging mechanism that charges the supplied sample gas to generate a charged aerosol, and has an inlet at or near one of the counter electrodes, and supplies the charged aerosol from the inlet to the classification region An aerosol supply,
A sheath gas supply mechanism that includes a sheath gas supply mechanism, and supplies an uncharged sheath gas from the upstream side of the classification region to the classification region at a flow rate Qc;
A first discharge unit having a discharge port at one electrode of the counter electrode or in the vicinity of the electrode on the downstream side of the aerosol supply unit, and discharging gas from the discharge port to the outside of the classification region at a flow rate Qe; ,
A second discharge unit that discharges gas at a flow rate Qs on the downstream side of the sheath gas flow and supplies the gas to the sheath gas supply mechanism,
A first discharge unit flow meter for measuring a gas flow rate Qe discharged from the first discharge unit;
Gas supply to the particle classifier is only sample gas supply to the aerosol supply unit, and gas discharge from the particle classifier to the outside is only gas discharge from the first discharge unit,
A particle classification apparatus characterized in that a measurement flow rate Qe by the first discharge unit flow meter is set as a sample gas supply amount Qa to the classification region.
前記第1排出部から排出されるガス流量Qeの一部を前記シースガス供給機構へ供給する分岐流路と、この分岐流路を流れる流量Qbを計測する分岐流路流量計とをさらに設け、
Qa=Qeとするのに替えて、Qa=Qe−Qbとする請求項1に記載の粒子分級装置。
A branch flow path for supplying a part of the gas flow rate Qe discharged from the first discharge section to the sheath gas supply mechanism, and a branch flow rate meter for measuring the flow rate Qb flowing through the branch flow path,
The particle classifier according to claim 1, wherein Qa = Qe−Qb instead of Qa = Qe.
前記第1排出部から大気圧に排出されるガス流量Qoを計測する大気圧流量計をさらに設け、
Qa=Qeとするのに替えて、Qa=Qoとする請求項1又は2に記載の粒子分級装置。
An atmospheric pressure flow meter for measuring a gas flow rate Qo discharged from the first discharge portion to atmospheric pressure;
The particle classifier according to claim 1 or 2, wherein Qa = Qo instead of Qa = Qe.
前記第1排出部から大気圧に排出されるガス流量Qoを計測する大気圧流量計をさらに設け、
Qa=Qe−Qbとするのに替えて、Qa=Qoとする請求項2に記載の粒子分級装置。
An atmospheric pressure flow meter for measuring a gas flow rate Qo discharged from the first discharge portion to atmospheric pressure;
3. The particle classifier according to claim 2, wherein Qa = Qo instead of Qa = Qe-Qb.
前記第1排出部から排出されるガス流量Qeの一部を前記シースガス供給機構へ供給する分岐流路と、この分岐流路を流れる流量Qbを計測する分岐流路流量計と、前記第2排出部から排出されるガス流量Qsを前記シースガス供給機構へ供給する前に一部を分岐して排出する第3排出部と、この第3排出部から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計とをさらに設け、
Qa=Qeとするのに替えて、Qa=Qr+Qe−Qbとする請求項1に記載の粒子分級装置。
A branch flow channel for supplying a part of the gas flow rate Qe discharged from the first discharge unit to the sheath gas supply mechanism, a branch flow meter for measuring the flow rate Qb flowing through the branch flow channel, and the second discharge A third discharge part for branching and discharging a part of the gas flow rate Qs discharged from the part before supplying to the sheath gas supply mechanism, and a third discharge part for measuring the flow rate Qr discharged from the third discharge part A flow meter,
The particle classifier according to claim 1, wherein Qa = Qr + Qe-Qb is used instead of Qa = Qe.
前記第2排出部から排出されるガス流量Qsを前記シースガス供給機構へ供給する前に一部を分岐して排出する第3排出部と、この第3排出部から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計を設け、
Qa=Qe−Qbとするのに替えて、Qa=Qr+Qe−Qbとする請求項2に記載の粒子分級装置。
Before the gas flow rate Qs discharged from the second discharge portion is supplied to the sheath gas supply mechanism, a third discharge portion is branched and discharged, and the flow rate Qr discharged from the third discharge portion is measured. A third discharge flow meter,
The particle classifier according to claim 2, wherein Qa = Qr + Qe-Qb is used instead of Qa = Qe-Qb.
前記第2排出部から排出されるガス流量Qsを前記シースガス供給機構へ供給する前に一部を分岐して排出する第3排出部と、この第3排出部から排出される流量Qrを計測する第3排出部流量計を設け、
Qa=Qoとするのに替えて、Qa=Qr+Qe−Qbとする請求項3又は4に記載の粒子分級装置。
Before the gas flow rate Qs discharged from the second discharge portion is supplied to the sheath gas supply mechanism, a third discharge portion is branched and discharged, and the flow rate Qr discharged from the third discharge portion is measured. A third discharge flow meter,
The particle classifier according to claim 3 or 4, wherein Qa = Qr + Qe-Qb is used instead of Qa = Qo.
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