JP2015210188A - Particle measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投光素子と受光素子とを備え、検知領域における粒子による投光素子の光の散乱光を受光素子で受光することにより大気中に含まれる粒子を検出する粒子検出センサを含む粒子測定装置に関する。 The present invention includes a particle detecting sensor that includes a light projecting element and a light receiving element, and that detects particles contained in the atmosphere by receiving the scattered light of the light of the light projecting element due to the particles in the detection region by the light receiving element. It relates to a measuring device.
光散乱式粒子測定装置は、投光素子と受光素子とで構成された光電式粒子検出センサを有する粒子測定装置であり、測定対象の気体を取り込んで投光素子の光を当該気体に照射し、その散乱光によって気体に含まれる粒子の有無及び粒径等を検出するものである。例えば、大気中に浮遊するホコリ・花粉・煙等の粒子を検出することができる。 The light scattering particle measuring device is a particle measuring device having a photoelectric particle detection sensor composed of a light projecting element and a light receiving element, and takes in a gas to be measured and irradiates the light of the light projecting element to the gas. The presence / absence and particle size of particles contained in the gas are detected by the scattered light. For example, particles such as dust, pollen, and smoke floating in the atmosphere can be detected.
この種の光散乱式粒子検出センサとして、迷光の発生を低減するために、投光素子又は受光素子と対向する位置に光トラップが設けられたものが知られている(例えば特許文献1参照)。 As this type of light scattering type particle detection sensor, a sensor provided with a light trap at a position facing a light projecting element or a light receiving element is known in order to reduce the generation of stray light (see, for example, Patent Document 1). .
しかしながら、このような粒子検出センサは、個体ごとに特性が異なる場合がある。このような場合、同一の気体が導入された場合であっても、特性のバラつきによって、複数の粒子検出センサの検出結果にバラつきが生じる虞がある。つまり、このような粒子検出センサを用いて粒子の粒径を精度良く測定することは困難である。 However, such a particle detection sensor may have different characteristics for each individual. In such a case, even if the same gas is introduced, the detection results of the plurality of particle detection sensors may vary due to characteristic variations. That is, it is difficult to accurately measure the particle size of particles using such a particle detection sensor.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、気体に含まれる粒子の粒径を精度良く測定できる粒子測定装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a subject, and it aims at providing the particle | grain measuring apparatus which can measure the particle size of the particle | grains contained in gas accurately.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る粒子測定装置は、投光素子と受光素子とを備え、検知領域における粒子による前記投光素子の光の散乱光を前記受光素子で受光することにより大気中に含まれる粒子を検出する粒子検出センサを含む粒子測定装置であって、当該粒子検出センサの感度に応じた補正係数を記憶している記憶部と、前記受光素子から出力された電流を電圧に変換することにより電圧信号を生成するIV変換部と、前記電圧信号を所定の帯域で増幅する増幅部と、増幅された前記電圧信号をサンプリング及び量子化するAD変換部と、前記AD変換部でサンプリング及び量子化された前記電圧信号である時系列のデジタルデータ及び前記補正係数を用いて、前記粒子の粒径を演算する演算部とを備える。 To achieve the above object, a particle measuring apparatus according to an aspect of the present invention includes a light projecting element and a light receiving element, and receives light scattered by the light projecting element due to particles in a detection region by the light receiving element. A particle measuring device including a particle detection sensor that detects particles contained in the atmosphere by the storage unit storing a correction coefficient corresponding to the sensitivity of the particle detection sensor, and output from the light receiving element An IV converter that generates a voltage signal by converting the obtained current into a voltage, an amplifier that amplifies the voltage signal in a predetermined band, an AD converter that samples and quantizes the amplified voltage signal, An arithmetic unit that calculates the particle size of the particles using time-series digital data that is the voltage signal sampled and quantized by the AD converter and the correction coefficient.
また、前記補正係数は、前記検知領域に所定の粒径を有する標準粒子が導入された場合に前記受光素子から出力された電流に基づいて算出された値であってもよい。 The correction coefficient may be a value calculated based on a current output from the light receiving element when standard particles having a predetermined particle diameter are introduced into the detection region.
また、前記演算部は、前記粒子の粒径を演算するための閾値を前記補正係数によって補正し、補正後の前記閾値を用いて前記粒子の粒径を演算してもよい。 The calculation unit may correct a threshold for calculating the particle size of the particles by the correction coefficient, and calculate the particle size of the particles using the corrected threshold.
また、前記演算部は、前記デジタルデータを前記補正係数によって補正し、補正後の前記デジタルデータを用いて前記粒子の粒径を演算してもよい。 The calculation unit may correct the digital data with the correction coefficient and calculate the particle size of the particles using the corrected digital data.
本発明によれば、気体に含まれる粒子の粒径を精度良く測定できる。 According to the present invention, the particle size of particles contained in a gas can be accurately measured.
以下では、本発明の実施の形態に係る粒子測定装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Below, the particle | grain measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated in detail using drawing. Note that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, component arrangements, connection forms, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。 Each figure is a mimetic diagram and is not necessarily illustrated strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member.
(実施の形態)
[1.粒子測定装置の全体構成]
まず、本発明の実施の形態に係る粒子測定装置の全体構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る粒子測定装置の構成の一例を示すブロック図である。
(Embodiment)
[1. Overall configuration of particle measuring apparatus]
First, the whole structure of the particle | grain measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the particle measuring apparatus according to the present embodiment.
同図に示すように、粒子測定装置100は、粒子検出センサ110、アナログ信号処理部120、及び、電源部130を含むセンサモジュール150と、汎用MPU(Micro Processing Unit)160とを備え、大気に含まれる粒子の粒径を測定する。
As shown in the figure, the
以下、粒子測定装置100の各構成について、具体的に説明する。
Hereinafter, each structure of the particle |
[1−1.粒子検出センサの構成]
粒子検出センサ110は、投光素子111と受光素子112とを備える光電式センサであり、検知領域DAにおける粒子による投光素子111からの光の散乱光を受光素子112で受光することにより大気中に含まれる粒子を検出するものである。本実施の形態における粒子検出センサ110は、さらに、反射面を有する反射体114と、大気を加熱する加熱部115とを有する。
[1-1. Configuration of particle detection sensor]
The
投光素子111は、所定の波長の光を発する光源(発光部)であり、例えば、LEDや半導体レーザ等の固体発光素子である。投光素子111としては、赤外光、青色光、緑色光、赤色光又は紫外光を発する発光素子を用いることができる。
The
なお、投光素子111の発光波長が短いほど、粒径の小さな粒子を検出しやすくなる。また、投光素子111の発光制御方式は特に限定されるものではなく、投光素子111から出射する光は、DC駆動による連続光又はパルス光等とすることができる。また、投光素子111の出力の大きさは、時間的に変化していてもよい。
In addition, it becomes easy to detect a particle | grain with a small particle size, so that the light emission wavelength of the
受光素子112は、光を受ける受光部であり、例えば、フォトダイオード、フォトICダイオード、フォトトランジスタ、又は、光電子倍増管等、光を受けて電気信号に変換する素子(光検出器)である。具体的には、受光素子112は、電気信号として電流信号を生成する。つまり、受光素子112は、受光した光強度に応じた電流信号を出力する。
The light receiving
これら投光素子111及び受光素子112は、電源部130から供給された電源によって動作する。
The
図1に示すように、投光素子111及び受光素子112は、筐体113内に配置される。筐体113は、投光素子111及び受光素子112を保持するように構成されている。本実施の形態において、投光素子111及び受光素子112は、それぞれの光軸を交差させる形で筐体113内に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
筐体113には、粒子を含む大気(気体)が流れる筒状の空間領域である粒子流路が設けられている。
The
検知領域DAは、測定対象の気体に含まれる粒子(エアロゾル)を検知するための領域であるエアロゾル検知領域(エアロゾル測定部)であり、投光素子111の光が投光される空間領域と投光素子111の光が粒子に当たって発生した散乱光を受光素子112に導くための空間領域とが重なる空間領域である。また、検知領域DAは、粒子流路内に存在するように設定されており、測定対象の気体は、粒子流路を通って検知領域DAに導かれる。
The detection area DA is an aerosol detection area (aerosol measurement unit) that is an area for detecting particles (aerosol) contained in the gas to be measured. The detection area DA is projected with a space area where light from the
なお、本実施の形態において、粒子流路の流路方向(測定対象の気体が流れる方向)は、図1の紙面上下方向としているが、図1の紙面垂直方向としてもよい。つまり、本実施の形態では、粒子流路の流路軸は、投光素子111及び受光素子112の各光軸が通る平面上に存在するように設定しているが、当該平面と直交するように設定されていてもよい。
In the present embodiment, the flow direction of the particle flow path (the direction in which the gas to be measured flows) is the vertical direction on the paper surface of FIG. 1, but may be the vertical direction on the paper surface of FIG. That is, in the present embodiment, the flow channel axis of the particle flow channel is set to exist on a plane through which each optical axis of the
反射体114(反射板)は、検知領域DAにおける粒子による投光素子111の光の散乱光を反射して当該散乱光を受光素子112に導く反射部材である。本実施の形態において、反射体114は、粒子の散乱光を反射して受光素子112に集光させている。より具体的には、反射体114は、粒子の散乱光を受光素子112に向けて反射している。
The reflector 114 (reflecting plate) is a reflecting member that reflects scattered light of the
反射体114としては、ベース部材の表面そのものが反射面となるようにベース部材そのものを金属等の反射材料で構成してもよいし、樹脂や金属のベース部材の表面に反射面となる反射膜を形成してもよい。
As the
反射膜としては、アルミニウム、金、銀や銅等の金属反射膜、鏡面反射膜、又は、誘電体多層膜等を用いることができる。反射膜としては、吸収率が小さく、高い反射率を有するものがよい。また、反射膜として、蒸着等で形成したアルミニウム膜の表面に当該アルミニウム膜よりも薄い薄膜を積層したものを用いてもよい。アルミニウム膜に積層する薄膜としては、例えば、MgF膜、SiO2膜、SiO膜、AlN膜、アルミナ膜、又は、増反射膜等が用いられる。このように、アルミニウム膜にこれらの薄膜を積層することによって、アルミニウム膜の劣化(腐食等)を抑制したり光増幅による光学特性を向上させたりすることができる。 As the reflection film, a metal reflection film such as aluminum, gold, silver or copper, a mirror reflection film, a dielectric multilayer film, or the like can be used. As the reflective film, a film having a low absorptance and a high reflectance is preferable. Moreover, you may use as a reflecting film what laminated | stacked the thin film thinner than the said aluminum film on the surface of the aluminum film formed by vapor deposition. As the thin film laminated on the aluminum film, for example, an MgF film, a SiO 2 film, a SiO film, an AlN film, an alumina film, an enhanced reflection film, or the like is used. Thus, by laminating these thin films on the aluminum film, it is possible to suppress deterioration (corrosion and the like) of the aluminum film and improve optical characteristics by optical amplification.
加熱部115は、粒子を含む大気を検知領域DAに導入するために大気を加熱するものであり、粒子流路内に流れる気体の流れを促進させるための気流を発生させる気流発生装置として機能する。具体的には、加熱部115は、低コストのヒータ抵抗等であり、本実施の形態では、粒子流路内に配置されている。つまり、加熱部115は、粒子流路内の大気を加熱する。
The
例えば、加熱部115がヒータ抵抗である場合、ヒータ抵抗に電圧を印加すると、ヒータ抵抗が加熱される。これにより、ヒータ抵抗の周囲の大気は、加熱されて密度が小さくなり、重力と逆方向の上方向に移動する。つまり、加熱部115によって粒子流路内の大気を加熱すると、上方向の気流(上昇気流)を発生させることができる。
For example, when the
このように、加熱部115によって粒子流路内の大気を加熱することによって、筐体113(粒子流路)内に測定対象の気体(大気)を容易に引き込むことができるので、加熱部115を設けない場合と比べて、粒子検出センサ110内に多くの粒子を取り込むことができる。したがって、粒子流路に含まれる検知領域DAにおける単位体積あたりの粒子の量を大きくすることができるので、感度を高くすることができる。
Thus, by heating the atmosphere in the particle flow path by the
また、加熱部115は、上昇気流を発生させるので、図1に示すように、粒子流路の下方部分に設置するとよい。なお、加熱部115が動作していない状態でも、大気は粒子流路内を通過することができる。つまり、加熱部115が動作していない場合でも、大気中に含まれる粒子を検出することは可能である。
Moreover, since the
[1−2.粒子検出センサの動作]
次に、本実施の形態における粒子検出センサ110の動作について、図2A、図2B、図2C及び図3を用いて説明する。図2A〜図2Cは、それぞれ、大気中に粒子が存在しない場合、大気中に粒径の小さい粒子が存在する場合及び大気中に粒径の大きい粒子が存在する場合における粒子検出センサ110の動作を説明するための断面図である。図3は、図2A〜図2Cに示す状態において受光素子112で検出される光強度を示すグラフである。
[1-2. Operation of particle detection sensor]
Next, the operation of the
加熱部115を動作させて粒子流路に気流を発生させると、大気導入孔から粒子検出センサ110内に大気が引き込まれ、当該大気は、粒子流路を経由して検知領域DAに導かれる。
When the
この場合、図2Aに示すように、粒子検出センサ110内に導入された大気に粒子(エアロゾル)が存在しない場合、つまり、検知領域DAに粒子が流入しない場合は、投光素子111から出射した光は検知領域DAを通過してそのまま直進するので、粒子による散乱光が発生しない。したがって、この場合、基本的には受光素子112の反応がないので、粒子検出センサ110内に導入された大気中に粒子が存在しないことが分かる。
In this case, as shown in FIG. 2A, when there is no particle (aerosol) in the atmosphere introduced into the
なお、この場合、検知領域DAを通過して直進した光が筐体113の中で反射して迷光となって受光素子112に入射する場合がある。しかしながら、この場合、受光素子112で検出される光強度は、検知領域DAに粒子が存在する場合と比べて小さい。したがって、粒子検出センサ110内に導入された大気中に粒子が存在しないことが分かる。
In this case, light traveling straight through the detection area DA may be reflected in the
また、図2Bに示すように、粒子検出センサ110内に導入した大気に粒径の小さい粒子(エアロゾル)P1が存在する場合、つまり、検知領域DAに粒径の小さい粒子P1が流入した場合は、投光素子111の光は検知領域DAに存在する粒子P1に当たって散乱し、当該散乱光は直接又は反射体114で反射して受光素子112に入射する。
In addition, as shown in FIG. 2B, when there is a particle (aerosol) P1 having a small particle size in the atmosphere introduced into the
具体的には、この場合、図3中の「粒径:小」で示すような光強度を持つ散乱光が受光素子112に入射する。ここで、上述したように、受光素子112は、受光した光強度に応じた電流信号を出力する。よって、この場合、受光素子112から出力される電流信号は比較的小さくなる。これにより、粒子検出センサ110内に導入した大気中には粒径の小さい粒子が存在することが分かる。
Specifically, in this case, scattered light having a light intensity as indicated by “particle size: small” in FIG. Here, as described above, the
また、図2Cに示すように、粒子検出センサ110内に導入した大気に粒径の大きい粒子(エアロゾル)P2が存在する場合、つまり、検知領域DAに粒径の大きい粒子P2が流入した場合も、投光素子111の光は検知領域DAに存在する粒子P2に当たって散乱し、当該散乱光は直接又は反射体114で反射して受光素子112に入射する。
In addition, as shown in FIG. 2C, when particles (aerosol) P2 having a large particle size exist in the atmosphere introduced into the
具体的には、この場合、図3中の「粒径:大」で示すような光強度を持つ散乱光が受光素子112に入射する。よって、この場合、受光素子112から出力される電流信号は比較的大きくなる。これにより、粒子検出センサ110内に導入した大気中には粒径の大きい粒子P2が存在することが分かる。
Specifically, in this case, scattered light having a light intensity as indicated by “particle size: large” in FIG. Therefore, in this case, the current signal output from the
このように、粒子検出センサ110は、当該粒子検出センサ110内に導入された大気に粒子が含まれるか否か(粒子の有無)を検知することができる。つまり、大気中の粒子を検出することができる。また、当該大気に粒子が含まれる場合、当該粒子の粒径に応じた電流信号を出力する。
In this way, the
[1−3.アナログ信号処理部の構成]
アナログ信号処理部120は、粒子検出センサ110から出力された電流信号に対して各種の信号処理を施すことにより、当該電流信号に基づくアナログ電圧信号を出力する。ここで、各種の信号処理とは、例えば、電流(I)を電圧(V)に変換するI/V変換、入力された信号の所望の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタ処理、及び、入力された信号を増幅して出力する増幅処理である。
[1-3. Configuration of analog signal processor]
The analog
なお、アナログ信号処理部120は、ここに例示した各処理に限らず、さらに他の信号処理(例えば、ハイパスフィルタ処理、ローパスフィルタ処理、及び、減衰処理等)を行うものであってもよい。
The analog
このアナログ信号処理部120は、図1に示すように、IV変換部121と、増幅部122とを含む。
As illustrated in FIG. 1, the analog
[1−3−1.IV変換部]
IV変換部121は、受光素子112から出力された電流を電圧に変換(IV変換)する。つまり、IV変換部121は、粒子検出センサ110から出力された電流信号を電圧信号に変換する。このように電圧信号に変換することにより、IV変換部121の後段に接続された増幅部122の設計が容易になる。
[1-3-1. IV conversion unit]
The
[1−3−2.増幅部]
増幅部122は、IV変換部121で変換された電圧信号の所定の帯域を増幅する。具体的には、当該電圧信号に含まれる周波数成分のうち所定の帯域の周波数成分を、他の帯域の周波数成分よりも高い増幅率で増幅する。ここで、所定の帯域とは、例えば、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる大気の流速v1に対応する周波数f1を中心周波数、帯域幅をfbwとする帯域である。なお、fbwは所定の周波数であってもよいし、電圧信号のノイズフロアに応じて適宜設定される周波数であってもよい。言い換えれば、増幅部122は、IV変換部121で変換された電圧信号を増幅し、粒子に対応したパルス波形を含む電圧信号に変換する。
[1-3-2. Amplification unit]
The
この増幅部122は、例えば、図1に示すように、IV変換部121から出力された電圧信号に含まれる周波数成分のうち所定の帯域の周波数成分を通過するバンドパスフィルタ122aと、バンドパスフィルタ122aを通過した周波数成分からなる信号を増幅する増幅器122bとを含む。なお、バンドパスフィルタ122a及び増幅器122bの接続順はこれに限らず、増幅器122bがバンドパスフィルタ122aよりも前段に設けられていてもよい。
For example, as illustrated in FIG. 1, the amplifying
このような構成により、アナログ信号処理部120は、粒子検出センサ110から出力された電流信号に基づく電圧信号を出力する。
With such a configuration, the analog
[1−4.電源部]
電源部130は、センサモジュール150が備える構成のうち、当該電源部130以外の各構成(粒子検出センサ110、及び、アナログ信号処理部120)に対して、電源を供給する。この電源部130は、例えば、センサモジュール150の外部から供給された電圧を所望の電圧に変換するレギュレータ等により構成される。
[1-4. Power supply part]
The
[1−5.記憶部]
記憶部140は、粒子検出センサ110の感度に応じた補正係数を記憶している、例えばメモリである。具体的には、当該記憶部140が搭載されたセンサモジュール150に搭載されている粒子検出センサ110の感度に応じた補正係数を記憶している。
[1-5. Storage unit]
The
ここで、補正係数は、例えば、検知領域DAに所定の粒径を有する標準粒子が導入された場合に受光素子112から出力された電流に基づいて算出された値である。この補正係数は、粒子測定装置100の製造工程において書き込まれることにより生成されている。言い換えると、補正係数は、粒子測定装置100の製造工程において初期設定されている。なお、製造工程における補正係数の初期設定処理については、後述する。
Here, the correction coefficient is, for example, a value calculated based on the current output from the
[2.汎用MPUの構成]
汎用MPU160は、アナログ信号処理部120から出力されたアナログ電圧信号を用いて、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる大気に含まれる粒子の粒径を算出する。この汎用MPU160は、例えば、集積回路であるシステムLSIにより実現され、以下で説明する構成毎に個別に1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。
[2. General-purpose MPU configuration]
The general-
また、汎用MPU160は、システムLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、又はLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
The general-
このような汎用MPU160は、図1に示すように、AD変換部161を有し、AD変換部161で生成されたデジタルデータを用いて、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる大気に含まれる粒子についての種々の分析を行うことができる。この種々の分析とは、例えば、当該粒子の粒径の算出、又は、当該粒子の同定等である。
As shown in FIG. 1, such a general-
また、本実施の形態において、汎用MPU160は、さらに、図1に示すように演算部162を有する。以下、汎用MPU160の各構成について説明する。
In the present embodiment, the general-
[2−1.AD変換部]
AD変換部161は、増幅部122で増幅された電圧信号をサンプリング(標本化)及び量子化する。言い換えると、当該AD変換部161は、アナログ信号処理部120から出力されたアナログの電圧信号をAD(Analog to Digital)変換することにより、当該電圧信号に対応する時系列のデジタルデータを生成する。つまり、AD変換部161は、粒子検出センサ110から出力された電流信号に基づく時系列のデジタルデータを生成する。
[2-1. AD converter]
The
具体的には、このAD変換部161は、汎用MPU160に予め組み込まれたAD変換モジュールであり、当該汎用MPU160のアナログ入力端子に入力された電圧信号をデジタルデータに変換する。例えば、AD変換部161は、汎用MPU160においてアナログ入力用に設定された端子に入力された0.0〜5.0Vの範囲の電圧信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングされた電圧信号の電圧を10ビットのデジタル値に変換することにより、デジタルデータを生成する。
Specifically, the
なお、汎用MPU160のアナログ入力端子に入力される電圧の範囲は、上記例に限らず、例えば、当該入力される電圧の最大値は、汎用MPU160の外部から指定される電圧(例えば3.3V)であってもよい。また、AD変換部161で生成されるデジタルデータのビット数は、上記例に限らず、例えば8ビットであっても12ビットであってもよい。
The range of the voltage input to the analog input terminal of the general-
[2−2.演算部]
演算部162は、AD変換部161で生成されたデジタルデータを用いて、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる気体に含まれる粒子の粒径を算出する。
[2-2. Calculation unit]
The
ここで、演算部162は、演算部162による粒子の粒径の算出処理の概要について説明する。
Here, the calculating
上述したように、粒子検出センサ110から出力される電流信号は、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる気体に含まれる粒子の粒径に応じた信号である。よって、AD変換部161から演算部162に入力されるデジタルデータも粒子の粒径に応じた大きさとなる。具体的には、電流信号は、当該粒子の粒径が大きいほど、大きくなるので、デジタルデータも、当該粒子の粒径が大きいほど、大きくなる。
As described above, the current signal output from the
しかしながら、粒子検出センサ110は、個体ごとに特性が異なる場合がある。このような場合、同一の気体が各粒子検出センサ110の粒子流路内に導入された場合であっても、特性のバラつきによって、各粒子検出センサ110から出力される電流信号にバラつきが生じる虞がある。このような電流信号のバラつきは、すなわち、複数の粒子検出センサ110の感度のバラつきに相当する。
However, the
そこで、本実施の形態では、演算部162による粒径の算出処理において、AD変換部161で生成されたデジタルデータ及び記憶部140に記憶されている補正係数を用いて、粒子の粒径を算出(演算)する。
Therefore, in the present embodiment, in the particle size calculation process by the
これにより、本実施の形態に係る粒子測定装置100は、粒子検出センサ110の感度による影響を低減して、粒径を算出できる。つまり、当該大気に含まれる粒子の粒径を精度良く算出できる。
Thereby, the particle |
具体的には、本実施の形態において、演算部162は、粒子の粒径を演算するための閾値を補正係数によって補正し、補正後の閾値を用いて粒子の粒径を算出する。なお、演算部162による粒径の算出処理の詳細については、後述する。
Specifically, in the present embodiment,
[3.粒径の高精度測定]
以下、本実施の形態に係る粒子測定装置100が、大気に含まれる粒子の粒径を高精度に測定できることを、補正係数の初期設定処理及び粒径の算出処理について述べながら詳細に説明する。
[3. Highly accurate measurement of particle size]
Hereinafter, the fact that the
[3−1.補正係数の初期設定処理]
まず、記憶部140への補正係数の初期設定処理について、図4〜図6を用いて説明する。上述したように、この補正係数は、例えば、粒子測定装置100の製造工程において書き込まれている。
[3-1. Correction coefficient initialization process]
First, correction coefficient initial setting processing for the
図4は、本実施の形態に係る粒子測定装置100の製造工程における、記憶部140への補正係数の初期設定処理(書き込み処理)について説明するためのブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram for explaining correction coefficient initial setting processing (writing processing) to the
同図に示すように、製造工程において、記憶部140への補正係数の書き込みは、当該記憶部140が搭載されたセンサモジュール150に接続された書き込み部500によって実行される。
As shown in the figure, in the manufacturing process, the correction coefficient is written into the
書き込み部500は、検知領域DAに所定の粒径を有する標準粒子が導入された場合に受光素子112から出力された電流に基づいて、粒子検出センサ110の感度に応じた補正係数を算出された値である補正する。また、さらに、書き込み部500は、算出した補正係数を、記憶部140に書き込む。
The
以下、書き込み部500による補正係数の初期設定処理について、図5及び図6を用いて説明する。図5は、製造工程において書き込み部500により実行される補正係数の初期設定処理を示すフローチャートである。図6は、書き込み部500によって算出された補正係数について説明するためのグラフである。
Hereinafter, the correction coefficient initial setting processing by the
まず、書き込み部500は、粒子検出センサ110の粒子検出センサ110の粒子流路内に、所定の粒径を有する標準粒子を導入する(S11)。つまり、検知領域DAに、当該標準粒子を導入する。なお、標準粒子の導入は書き込み部500によって実行されなくてもよく、標準粒子を含む気体で満たされたチャンバ内に粒子検出センサ110を配置することによって実現されてもよい。
First, the
次に、書き込み部500は、標準粒子が導入された状態において粒子検出センサ110から出力された電流に基づくピーク値を取得する(S12)。具体的には、書き込み部500は、センサモジュール150から出力された電圧のピーク値を取得する。
Next, the
例えば、書き込み部500は、センサモジュール150から出力された電圧信号が図6の第1取得波形で示されるような場合、当該第1取得波形のピーク値P1を取得する。同様に、当該電圧波形が図6の第2取得波形で示されるような場合、当該第2取得波形のピーク値P2を取得する。
For example, when the voltage signal output from the
次に、書き込み部500は、取得したピーク値に基づいて補正係数を算出する(S13)し、算出した補正係数を記憶部140に書き込む(S14)。
Next, the
ここで、補正係数算出処理(S13)において、書き込み部500は、具体的には、取得したピーク値と予め定められた理想的なピーク値PIとを用いて補正係数fkを算出する。
Here, in the correction coefficient calculation process (S13), the
例えば、書き込み部500は、理想的なピーク値PIをセンサモジュール150から出力された電圧信号のピーク値で除した値を補正係数fkとして算出する。
For example, the
つまり、書き込み部500は、センサモジュール150から出力された電圧信号が図6の第1取得波形の場合、すなわち、ピーク値取得処理(上記のS12)で取得されたピーク値がP1の場合、PI/P1を補正係数fkとして算出する。これにより、センサモジュール150から出力された電圧信号が比較的小さい場合には、補正係数fkとして1より大きい値が算出される。
That is, when the voltage signal output from the
同様に、例えば、書き込み部500は、センサモジュール150から出力された電圧信号が図6の第2取得波形の場合、すなわち、ピーク値取得処理(上記のS12)で取得されたピーク値がP2の場合、PI/P2を補正係数fkとして算出する。これにより、センサモジュール150から出力された電圧信号が比較的大きい場合には、補正係数fkとして1より小さい値が算出される。
Similarly, for example, in the case where the voltage signal output from the
ここで、上述したように、センサモジュール150から出力される電圧信号は粒子検出センサ110から出力される電流に対応し、当該電流は粒子検出センサ110の感度に相当する。よって、理想的なピーク値PI及び実際のピーク値は、当該粒子検出センサ110の感度の基準となる基準感度及び当該粒子検出センサ110の実際の感度に相当する。
Here, as described above, the voltage signal output from the
したがって、書き込み部500は、センサモジュール150から出力された電圧信号が比較的小さい場合、つまり感度が低い場合には、1より大きい値を補正係数fkとして算出する。一方、センサモジュール150から出力された電圧信号が比較的大きい場合、つまり感度が高い場合には、1より小さい値を補正係数fkとして算出する。このような粒子検出センサ110の感度に応じた補正係数fkを算出することにより、後述する粒径の算出処理において、粒子検出センサ110の感度による影響を低減して粒径を算出することができる。
Therefore, when the voltage signal output from the
このように、書き込み部500は、基準感度に対する粒子検出センサ110の感度に応じた補正係数fkを記憶部140に書き込む。
Thus, the
ここで、「理想的なピーク値」とは、例えば、粒子検出センサ110の検知領域DAに標準粒子を導入した場合に当該粒子検出センサ110を含むセンサモジュール150から出力される理想波形のピーク値である。例えば、理想波形が図6で示すような波形の場合、理想的なピーク値はPIである。
Here, the “ideal peak value” is, for example, a peak value of an ideal waveform output from the
なお、理想的なピーク値は、理想波形によって定められた値に限らず、例えば、粒子検出センサ110を含むセンサモジュール150の設計値によって定められてもよい。また、例えば、複数のセンサモジュール150の各々の粒子検出センサ110の検知領域DAに標準粒子を導入した場合に、当該複数のセンサモジュール150から出力される電圧信号のピーク値の平均値又は中央値等であってもよい。
The ideal peak value is not limited to the value determined by the ideal waveform, and may be determined by the design value of the
以上説明したような初期設定処理により、記憶部140には、基準感度に対する粒子検出センサ110の感度に応じた補正係数fkが書き込まれる。
Through the initial setting process as described above, the correction coefficient fk corresponding to the sensitivity of the
したがって、演算部162による粒径の算出処理において、このように算出された補正係数fkを用いて粒子の粒径を算出することにより、粒子検出センサ110の感度による影響を低減して、粒径を算出できる。つまり、当該大気に含まれる粒子の粒径を精度良く算出できる。
Therefore, in the particle size calculation process by the
[3−2.粒径の算出処理]
次に、演算部162による粒径の算出処理(演算処理)について、図7を用いて説明する。上述したように、粒子測定装置100の演算部162は、当該粒子測定装置100の製造工程において記憶部140に書き込まれた補正係数を用いて粒子の粒径を演算する。図7は、演算部162により実行される粒径の算出処理を示すフローチャートである。
[3-2. Particle size calculation process]
Next, particle size calculation processing (calculation processing) by the
まず、演算部162は、記憶部140から補正係数fkを読み出す(S21)。
First, the
その後、演算部162は、粒子の粒径を演算するための閾値を補正係数fkによって補正し(S22)、補正後の閾値を用いて粒径を算出(演算)する(S23)。
Thereafter, the
例えば、演算部162は、10段階の閾値Vth1〜Vth10を用いて粒径を算出する場合、AD変換部161で生成されたデジタルデータのピーク値が10段階の閾値Vth1〜Vth10によって区切られる範囲のいずれに位置するかを求めることにより粒径を算出する。
For example, when the particle size is calculated using the 10-step threshold values Vth1 to Vth10, the
ここで、AD変換部161で生成されるデジタルデータは、粒子検出センサ110の感度に依存した値である。つまり、同一粒径の粒子が導入された場合であっても、粒子検出センサ110の感度が高い場合にはデジタルデータの値は比較的大きな値となり、一方、粒子検出センサ110の感度が低い場合にはデジタルデータの値は比較的小さな値となる。
Here, the digital data generated by the
したがって、粒子検出センサ110の感度に因らず同一の閾値Vth1〜Vth10を用いて粒子の粒径を算出した場合、次のような問題が生じる虞がある。
Therefore, when the particle size of the particles is calculated using the same threshold values Vth1 to Vth10 regardless of the sensitivity of the
具体的には、粒子検出センサ110の感度が低い場合、演算部162で算出された粒径は実際の粒径よりも小さく算出される虞がある。一方、粒子検出センサ110の感度が高い場合、演算部162で算出された粒径は実際の粒径よりも大きく算出される虞がある。
Specifically, when the sensitivity of the
このように、演算部162が閾値Vth1〜Vth10を補正せずに粒径を算出した場合、粒径を精度良く算出することが困難になる虞がある。
As described above, when the
これに対して、本実施の形態では、演算部162は、補正処理(S22)において、記憶部140に記憶されている補正係数fkを用いて閾値Vth1〜Vth10を補正する。その後、粒径算出処理(S23)において、補正後の閾値Vth1’〜Vth10’を用いて粒子の粒径を算出する。例えば、演算部162は、記憶部140に記憶されている補正係数fkに補正前の閾値Vth1〜Vth10を乗算した値を補正後の閾値Vth1’〜Vth10’として粒径を算出する。
On the other hand, in the present embodiment, the
これにより、演算部162は、粒子検出センサ110の感度による影響を低減して、粒径を算出できる。つまり、粒子の粒径を精度良く算出できる。すなわち、以上説明したような粒径の算出処理により、本実施の形態に係る粒子測定装置100は、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる気体に含まれる粒子の粒径を精度良く算出できる。
Thereby, the calculating
さらに、演算部162は、閾値Vth1〜Vth10を補正するだけの簡易な処理で当該粒子の粒径を精度良く算出できる。よって、汎用MPU160として高性能なデバイスを用いることなく、当該粒子の粒径を精度良く算出できる。
Furthermore, the
[4.まとめ]
以上説明したように、本実施に係る粒子測定装置100は、粒子検出センサ110の感度に応じた補正係数fkを記憶している記憶部140と、受光素子112から出力された電流を電圧に変換することにより電圧信号を生成するIV変換部121と、電圧信号を増幅する増幅部122と、増幅された電圧信号をサンプリング及び量子化するAD変換部161と、AD変換部161でサンプリング及び量子化された電圧信号である時系列のデジタルデータ及び補正係数fkを用いて、粒子の粒径を演算する演算部162とを備える。
[4. Summary]
As described above, the
これにより、演算部162は、粒子検出センサ110の感度による影響を低減して、粒径を算出できる。よって、本実施の形態に係る粒子測定装置100は、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる気体に含まれる粒子の粒径を精度良く算出できる。
Thereby, the calculating
また、本実施の形態において、補正係数fkは、検知領域に所定の粒径を有する標準粒子が導入された場合に受光素子112から出力された電流に基づいて算出された値である。
In the present embodiment, the correction coefficient fk is a value calculated based on the current output from the
また、本実施の形態において、演算部162は、粒子の粒径を演算するための閾値を補正係数fkによって補正し、補正後の閾値を用いて粒子の粒径を演算する。
In the present embodiment, the
このように、本実施の形態では、閾値を補正するだけの簡易な処理で、粒子検出センサ110の粒子流路内に流れる気体に含まれる粒子の粒径を精度良く算出できる。
As described above, in the present embodiment, the particle diameter of the particles contained in the gas flowing in the particle flow path of the
また、演算部162は、上述した粒径算出処理(S23)、すなわち、デジタルデータのピーク値を検出する演算(ピークサーチ)を、常時行っていてもよいし、所定の条件を満たしている場合のみに行っていてもよい。
In addition, the
例えば、演算部162は、AD変換部161で生成されたデジタルデータが補正後の閾値Vth1’〜Vth10’のうち最低の閾値(例えば、Vth1’)より大きい場合に、ピークサーチを行ってもよい。言い換えると、演算部162は、当該デジタルデータが補正後の最低の閾値Vth1’を超えた場合に、ピークサーチを開始してもよい。
For example, the
このように、演算部162は、所定の条件を満たしている場合のみにピークサーチを行うことにより、常時ピークサーチを行う場合と比較して、演算量(処理量)を低減することができる。つまり、汎用MPU160として高性能なデバイスを用いることなく、粒子の粒径を算出することができる。
As described above, the
ここで、補正後の最低の閾値Vth1’は、AD変換部161に入力された電圧信号のノイズフロアに対応するデジタル値より大きい値であってもよい。
Here, the corrected minimum threshold value Vth1 'may be a value larger than a digital value corresponding to the noise floor of the voltage signal input to the
これにより、演算部162がノイズのピークを算出することにより生じる各種の誤検知を低減できる。なお、各種の誤検知とは、例えば、粒子の粒径の誤検知、及び、粒子の個数の誤検知等である。
Thereby, the various misdetections which arise when the calculating
なお、ピークサーチを開始するタイミングは、AD変換部161で生成されたデジタルデータが補正後の最低の閾値Vth1’を超えたタイミングに限らず、補正前の最低の閾値Vth1を超えたタイミングであってもよい。
Note that the timing for starting the peak search is not limited to the timing when the digital data generated by the
(変形例)
次に、上記実施の形態の変形例について、上記実施の形態と異なる点を中心に説明する。
(Modification)
Next, a modified example of the above embodiment will be described focusing on differences from the above embodiment.
上記実施の形態では、演算部162は、粒子の粒径を演算するための閾値を補正係数によって補正し、補正後の閾値を用いて粒子の粒径を演算した。これに対し、本変形例では、演算部162は、AD変換部161で生成されたデジタルデータを補正係数によって補正し、補正後のデジタルデータを用いて粒子の粒径を演算する。
In the embodiment described above, the
以下、本変形例における演算部162による粒径の算出処理(演算処理)について、説明する。当該算出処理は、図7を用いて説明した上記実施の形態における粒径の算出処理とほぼ同じであるが、補正処理(S22)及び粒径算出処理(S23)における処理が異なる。
Hereinafter, the particle size calculation process (calculation process) by the
具体的には、本変形例における演算部162は、補正処理(S22)において、AD変換部161で生成されたデジタルデータを補正する。
Specifically, the
ここで、上述したように、AD変換部161で生成されるデジタルデータは、粒子検出センサ110の感度に依存した値である。つまり、同一粒径の粒子が導入された場合であっても、粒子検出センサ110の感度が高い場合にはデジタルデータの値は比較的大きな値となり、一方、粒子検出センサ110の感度が低い場合にはデジタルデータの値は比較的小さな値となる。
Here, as described above, the digital data generated by the
具体的には、上述したように、粒子検出センサ110の感度が低い場合、演算部162で算出された粒径は実際の粒径よりも小さく算出される虞がある。一方、粒子検出センサ110の感度が高い場合、演算部162で算出された粒径は実際の粒径よりも大きく算出される虞がある。
Specifically, as described above, when the sensitivity of the
したがって、本変形例における演算部162がデジタルデータを補正せずに粒径を算出した場合、粒径を精度良く算出することが困難になる虞がある。
Therefore, when the
これに対し、本変形例において、演算部162は、デジタルデータを補正し、補正後のデジタルデータを用いて粒子の粒径を算出する。例えば、当該演算部162は、記憶部140に記憶されている補正係数fkに補正前のデジタルデータを乗算したデータを補正後のデジタルデータとして粒径を算出する。
On the other hand, in the present modification, the
つまり、本変形例における演算部162は、粒子測定装置100に搭載された粒子検出センサ110の感度が低い場合には、デジタルデータを大きくするように補正する。一方、粒子測定装置100に搭載された粒子検出センサ110の感度が高い場合には、デジタルデータを小さくするように補正する。
That is, the
これにより、本変形例における演算部162は、上記実施の形態と同様の効果を奏する。すなわち、粒子検出センサ110の感度による影響を低減して、粒径を算出できる。つまり、粒子の粒径を精度良く算出できる。
Thereby, the calculating
ここで、粒子検出センサ110の感度による影響を低減して粒子の粒径を精度良く算出する構成として、当該粒子検出センサ110の感度に応じて、増幅部122の増幅率を変化させる構成が考えられる。このような構成としては、例えば、増幅器122bの回路定数を可変抵抗等で調整可能に設計し、粒子検出センサ110の感度に応じて当該回路定数を調整する構成が考えられる。
Here, as a configuration for accurately calculating the particle size of the particle by reducing the influence of the sensitivity of the
しかしながら、増幅器122b等のアナログ回路の回路定数を調整した場合、調整前と調整後とで回路定数の温度係数が異なる虞がある。つまり、粒子検出センサ110の感度に応じて、アナログ回路の回路定数の温度依存性が異なる虞がある。
However, when the circuit constant of an analog circuit such as the
これに対して、本変形例では、粒子検出センサ110の感度に応じてデジタルデータを補正する。よって、粒子検出センサ110の感度によらず、アナログ回路の回路定数の温度依存性を実質的に同一にすることができる。
On the other hand, in this modification, digital data is corrected according to the sensitivity of the
また、さらに、増幅器122b等のアナログ回路の回路定数を調整する場合には、粒子測定装置の長期信頼性が低くなる虞がある。この理由は、アナログ回路は、当該アナログ回路を構成する回路素子の振動又は吸湿等により長期性能ドリフトが大きいことによる。
Furthermore, when adjusting the circuit constants of an analog circuit such as the
これに対して、本変形例では、粒子検出センサ110の感度に応じてデジタルデータを補正する。よって、アナログ回路の長期性能ドリフトを抑制することができるので、長期信頼性を確保できる。
On the other hand, in this modification, digital data is corrected according to the sensitivity of the
また、演算部162は、上述した粒径算出処理(S23)、すなわち、デジタルデータのピーク値を検出する演算(ピークサーチ)を、常時行っていてもよいし、所定の条件を満たしている場合のみに行っていてもよい。
In addition, the
例えば、演算部162は、補正後のデジタルデータが、粒径を算出するための複数の閾値(例えば、10段階の閾値Vth1〜Vth10)のうち最低の閾値(例えば、Vth1)より大きい場合に、ピークサーチを行ってもよい。言い換えると、演算部162は、当該デジタルデータが最低の閾値を超えた場合に、ピークサーチを開始してもよい。
For example, when the digital data after correction is larger than the lowest threshold value (for example, Vth1) among a plurality of threshold values (for example, threshold values Vth1 to Vth10 in 10 steps) for calculating the particle diameter, A peak search may be performed. In other words, the
このように、演算部162は、所定の条件を満たしている場合のみにピークサーチを行うことにより、常時ピークサーチを行う場合と比較して、演算量(処理量)を低減することができる。つまり、汎用MPU160として高性能なデバイスを用いることなく、粒子の粒径を算出することができる。
As described above, the
ここで、最低の閾値Vth1は、AD変換部161に入力された電圧信号のノイズフロアに対応するデジタル値を補正係数fkで補正した値より大きい値であってもよい。
Here, the lowest threshold value Vth1 may be a value larger than a value obtained by correcting the digital value corresponding to the noise floor of the voltage signal input to the
これにより、演算部162がノイズのピークを算出することにより生じる各種の誤検知を低減できる。なお、各種の誤検知とは、例えば、粒子の粒径の誤検知、及び、粒子の個数の誤検知等である。
Thereby, the various misdetections which arise when the calculating
なお、ピークサーチを開始するタイミングは、補正後のデジタルデータが最低の閾値Vth1を超えたタイミングに限らず、補正前のデジタルデータが最低の閾値Vth1を超えたタイミングであってもよい。 Note that the timing for starting the peak search is not limited to the timing when the corrected digital data exceeds the minimum threshold value Vth1, but may be the timing when the digital data before correction exceeds the minimum threshold value Vth1.
(その他変形例等)
以上、本発明に粒子測定装置ついて、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。
(Other variations)
As mentioned above, although the particle | grain measuring apparatus was demonstrated based on embodiment and modification about this invention, this invention is not limited to said embodiment and modification.
また、上記説明において、粒子を含む媒体は、大気(空気)としたが、大気以外の媒体(水等の液体)であってもよい。 In the above description, the medium containing particles is the atmosphere (air), but may be a medium other than the atmosphere (liquid such as water).
また、粒子検出センサ110の構成は、上記説明に示す構成に限らず、少なくとも、投光素子111と受光素子112とを備え、検知領域DAにおける粒子による投光素子の光の散乱光を受光素子で受光することにより大気中に含まれる粒子を検出すればよい。このような構成であっても、当該粒子検出センサを備える粒子測定装置は、気体に含まれる粒子の粒径を精度良く測定できる。
The configuration of the
また、増幅部の構成は、上記説明に示す構成に限らず、少なくともIV変換部121から出力された電圧信号を所定の帯域で増幅すればよい。つまり、増幅部はバンドパスフィルタ122aを含まなくてもよく、ハイパスフィルタ又はローパスフィルタ等を含んでもよい。また、増幅器122bは1段であっても複数段であってもよい。
The configuration of the amplifying unit is not limited to the configuration described above, and at least the voltage signal output from the
また、上記説明において、汎用MPU内の各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 In the above description, each component in the general-purpose MPU may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
また、演算部は、上記説明に限らず、少なくともデジタルデータ及び補正係数を用いて、粒子の粒径を算出(演算)すればよい。例えば、演算部はデジタルデータのピーク値を求め、求めたピーク値、及び、記憶部140に記憶されている補正係数fkを用いてピーク値を補正し、補正したピーク値を用いて粒子の粒径を算出してもよい。
The calculation unit is not limited to the above description, and may calculate (calculate) the particle size of the particles using at least digital data and a correction coefficient. For example, the calculation unit obtains the peak value of the digital data, corrects the peak value using the obtained peak value and the correction coefficient fk stored in the
また、補正係数は、上記説明のように製造工程における書き込みにより生成されたものに限らず、例えば、粒子検出センサ110を起動してから所定時間経過する毎に生成されたものであってもよい。このように、粒子検出センサ110の起動後に生成された補正係数を用いることにより、粒子測定装置100は、当該粒子検出センサ110を構成する部品の劣化等による粒径算出の精度の劣化を抑制できる。
The correction coefficient is not limited to the one generated by writing in the manufacturing process as described above, and may be generated every time a predetermined time elapses after the
また、上記説明では、記憶部140に記憶されている補正係数は、検知領域DAに標準粒子が導入された場合に受光素子112から出力された電流に基づいて算出された値に基づくとしたが、これに限らない。当該補正係数は、少なくとも当該記憶部140が搭載されたセンサモジュールに搭載されている粒子検出センサ110の感度に応じていればよく、例えば、複数の粒子検出センサの平均感度に対する当該粒子検出センサ110の感度に対応していてもよい。
In the above description, the correction coefficient stored in the
その他、実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, any combination of the components and functions in the embodiment and the modification can be arbitrarily combined without departing from the gist of the present invention, and the form obtained by making various modifications conceived by those skilled in the art with respect to the embodiment and the modification. The embodiment realized by the above is also included in the present invention.
例えば、上述した実施の形態及び変形例に係る粒子測定装置を備える各種装置(煙感知器、空気清浄機、又は、換気扇等)も、本発明の範囲内に含まれる。 For example, various devices (a smoke detector, an air cleaner, a ventilation fan, or the like) including the particle measuring device according to the above-described embodiment and modification are also included in the scope of the present invention.
100 粒子測定装置
110 粒子検出センサ
111 投光素子
112 受光素子
121 IV変換部
122 増幅部
140 記憶部
161 AD変換部
162 演算部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
当該粒子検出センサの感度に応じた補正係数を記憶している記憶部と、
前記受光素子から出力された電流を電圧に変換することにより電圧信号を生成するIV変換部と、
前記電圧信号を所定の帯域で増幅する増幅部と、
増幅された前記電圧信号をサンプリング及び量子化するAD変換部と、
前記AD変換部でサンプリング及び量子化された前記電圧信号である時系列のデジタルデータ及び前記補正係数を用いて、前記粒子の粒径を演算する演算部とを備える
粒子測定装置。 A particle measuring device including a particle detecting sensor, which includes a light projecting element and a light receiving element, and detects particles contained in the atmosphere by receiving the scattered light of the light from the light projecting element due to particles in a detection region by the light receiving element. Because
A storage unit storing a correction coefficient according to the sensitivity of the particle detection sensor;
An IV converter that generates a voltage signal by converting the current output from the light receiving element into a voltage;
An amplifier for amplifying the voltage signal in a predetermined band;
An AD converter for sampling and quantizing the amplified voltage signal;
A particle measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that calculates the particle size of the particles using time-series digital data that is the voltage signal sampled and quantized by the AD converter and the correction coefficient.
請求項1に記載の粒子測定装置。 The particle measurement apparatus according to claim 1, wherein the correction coefficient is a value calculated based on a current output from the light receiving element when standard particles having a predetermined particle diameter are introduced into the detection region.
請求項1又は2に記載の粒子測定装置。 The particle measurement according to claim 1, wherein the calculation unit corrects a threshold value for calculating the particle diameter of the particle by the correction coefficient, and calculates the particle diameter of the particle using the corrected threshold value. apparatus.
請求項1又は2に記載の粒子測定装置。 The particle measuring apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit corrects the digital data with the correction coefficient, and calculates the particle size of the particles using the corrected digital data.
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