JP2008111756A - 微細粒子成分分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】大気をサンプリングするサンプリング装置111と、サンプリング装置111でサンプリングされたサンプリングガス1中から目的とする粒径のナノメータサイズの微細粒子2を分級して送出する静電式の分級器112と、分級器112からの微細粒子2の成分を分析するレーザイオン化飛行時間型の質量分析装置114と、検量成分3bを微細粒子の金属のコア3aに規定量被着させた検量体3を単位容積当り目的とする粒子数で生成させて分級器112へ送給する検量体生成装置10とを備えて微細粒子成分分析装置110を構成した。
【選択図】図1
Description
本発明に係る微細粒子成分分析装置の第一番目の実施形態を図1,2に基づいて説明する。図1は、微細粒子成分分析装置の概略構成図、図2は、図1の検量体生成装置で生成する検量体の概略構造図である。
前記サンプリング装置111が大気からサンプルガス1をサンプリングすると、当該サンプルガス1が分級器112に送給されて、目的とするナノメータサイズの粒径の微細粒子2が分級され、粒子数計測装置113及び質量分析装置114の装置本体114aにそれぞれ送給されて、粒子数計測装置113によって単位容積当りの微細粒子数を計測されると共に、質量分析装置114によってその成分を分析される。これにより、サンプルガス1中の微細粒子2の成分を迅速に分析することができる。
そして、分析結果を校正する場合には、前記サンプリング装置111によるサンプルガス1のサンプリングを止めて、前記検量体生成装置10を作動させることにより、ナノメータサイズの金属製(金等)の微細粒子のコア3aに検量成分3b(アントラセン等)を目的とする被着量で被着させた、すなわち、検量成分3bを規定量有する検量体3A(図2参照)を単位容積当り目的とする粒子数で分級器112に送給する。
本発明に係る微細粒子成分分析装置の第二番目の実施形態を図3,4に基づいて説明する。図3は、微細粒子成分分析装置の概略構成図、図4は、図1の検量体生成装置で生成する検量体の概略構造図である。なお、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
なお、前述した第二番目の実施形態においては、前記検量成分気化装置14,24の送出口を同一の被着装置16の混合槽16aの受入口にそれぞれ接続することにより、前記検量成分3b,3cを混在化させてコア3aに被着させた検量体3Bを生成するようにしたが、他の実施形態として、例えば、図5に示すように、前記検量体生成装置20において、前記サンプリング装置111のガス送出口と前記分級器112のガス受入口との間と前記蒸気除去装置17との間に、さらに、被着装置36及び蒸気除去装置37を新たに介在させると共に、前記検量成分気化装置24を前記被着装置16に代えて新たな上記被着装置36の混合槽36aに接続して、不活性ガス送給装置11,不活性ガス温調装置13,調整バルブ15B,被着装置16,36等により被着手段を構成した検量体生成手段である検量体生成装置30を適用し、前記被着装置16において、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、前記検量成分3bをコア3aに被着させた検量体3Aを生成させて、前記蒸気除去装置17で余剰の上記検量成分3bの蒸気を除去した後、前記被着装置36において、前記検量成分3bを被着したコア3aに第二の前記検量成分3cをさらに被着させることにより、コア3aに第一の上記検量成分3bの層と第二の上記検量成分3cの層とを形成した検量体3Cを生成させ(図6参照)、前記蒸気除去装置37で余剰の上記検量成分3cの蒸気を除去してから、当該検量体3Cを前記分級器112に送給することにより、前述した第二番目の実施形態の場合と同様に、二種類の成分の校正を同時にできるようにすることも可能である。
2 微細粒子
3A〜3C 検量体
3a コア
3b,3c 検量成分
4 不活性ガス
5 レーザ光
10,20,30 検量体生成装置
11 不活性ガス送給装置
12 コア生成装置
13 不活性ガス温調装置
14,24 検量成分気化装置
15A〜15C,25D 調整バルブ
16,36 被着装置
16a,36a 被着槽
16b,36b 冷却槽
17,37 蒸気除去装置
110,120,130 微細粒子成分分析装置
111 サンプリング装置
112 分級器
113 粒子数計測装置
114 レーザイオン化飛行時間型質量分析装置
114a 装置本体
114b レーザ発振器
Claims (10)
- ガス中の微細粒子の成分を分析する微細粒子成分分析装置であって、
前記ガスをサンプリングするガスサンプリング手段と、
前記ガスサンプリング手段でサンプリングされた前記ガス中から目的とする粒径の前記微細粒子を分級して送出する分級手段と、
前記分級手段からの前記微細粒子の成分を分析する分析手段と、
検量成分を規定量有する微細粒子の検量体を単位容積当り目的とする粒子数で生成させて前記分級手段へ送給する検量体生成手段と
を備えていることを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項1において、
前記検量体生成手段が、
金属の微細粒子のコアを単位容積当り目的とする粒子数で生成させるコア生成手段と、
前記検量成分の蒸気を単位容積当り目的とする濃度で生成させる検量成分気化手段と、
前記コア生成手段で生成した前記コアに前記検量成分の前記蒸気を目的とする被着量で被着させる被着手段と
を備えていることを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項2において、
前記検量体生成手段の前記コア生成手段が、
金属製の電極で放電することにより当該金属の前記コアを生成させて、不活性ガスにより当該コアを搬送するものであり、
前記電極の放電電圧及び放電周波数の少なくとも一方並びに前記不活性ガスの流速により前記コアの単位容積当りの粒子数を設定するものである
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項2又は請求項3において、
前記金属が金である
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項2から請求項4のいずれかにおいて、
前記検量体生成手段の前記検量成分気化手段が、
前記検量成分を加熱して当該検量成分を気化させて、不活性ガスにより当該検量成分の蒸気を搬送するものであり、
前記検量成分の加熱温度及び前記不活性ガスの流速により当該検量成分の前記蒸気の単位容積当りの濃度を設定するものである
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項2から請求項5のいずれかにおいて、
前記検量体生成手段の前記被着手段が、
前記コアと前記検量成分の前記蒸気とを混合しながら冷却するものであり、
前記不活性ガスの温度及び当該不活性ガスの流速により前記コアに対する前記検量成分の被着量を設定するものである
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項5において、
前記検量体生成手段の前記検量成分気化手段が、
複数の前記検量成分を各々加熱して当該検量成分を各々気化させて、前記不活性ガスにより当該検量成分の前記蒸気を各々搬送するものであり、
各前記検量成分の加熱温度及び各前記不活性ガスの流速により各当該検量成分の各前記蒸気の単位容積当りの濃度を各々設定するものである
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項7において、
前記検量体生成手段の前記被着手段が、
前記検量成分の前記蒸気を前記コアと混合しながら冷却して被着することを前記検量成分ごとにそれぞれ個別に行うものである
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項1から請求項8のいずれかにおいて、
前記分級手段が、静電式の分級器である
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。 - 請求項1から請求項9のいずれかにおいて、
前記分析手段が、レーザイオン化飛行時間型の質量分析装置である
ことを特徴とする微細粒子成分分析装置。
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