JP2016003884A - Particle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粒子検出装置に関し、特に、生物由来の粒子を検出する粒子検出装置に関する。 The present invention relates to a particle detection device, and more particularly, to a particle detection device that detects biologically derived particles.
大気中の浮遊粒子状物質の捕集装置を開示した先行文献として、特開2003−337086号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載された、大気中の浮遊粒子状物質の捕集装置は、捕集容器と、捕集容器内に大気を吸引するポンプと、捕集容器内に配置され、単極イオンを発生して捕集容器内の浮遊粒子状物質を帯電させる放電電極と、放電電極に対して電位差が与えられることにより捕集容器内で帯電した浮遊粒子状物質を引き寄せて捕集する集塵電極とを備える。この集塵電極は、表面に凹部が形成された透明部材と、少なくともその凹部の底面にコーティングされた透明電極膜とによって構成されている。 JP-A-2003-337086 (Patent Document 1) is a prior art document that discloses an apparatus for collecting suspended particulate matter in the atmosphere. The airborne particulate matter collection device described in Patent Document 1 is arranged in a collection container, a pump that sucks air into the collection container, and the collection container. A discharge electrode that generates and charges floating particulate matter in the collection container, and a dust collection electrode that draws and collects the suspended particulate matter charged in the collection container by applying a potential difference to the discharge electrode With. This dust collecting electrode is composed of a transparent member having a recess formed on the surface and a transparent electrode film coated on at least the bottom surface of the recess.
特許文献1に記載された、大気中の浮遊粒子状物質の捕集装置においては、浮遊粒子状物質を捕集する集塵電極が、絶縁体の凹部内に形成されて表面が電気的に接地された透明電極膜を含んでいる。放電電極に高電圧が印加された場合、異常放電によって透明電極膜の表面が損傷することがある。この場合、集塵電極に捕集された浮遊粒子状物質の検出に誤差が生じることがある。 In the apparatus for collecting suspended particulate matter in the atmosphere described in Patent Document 1, a dust collecting electrode for collecting suspended particulate matter is formed in the recess of the insulator so that the surface is electrically grounded. The transparent electrode film is included. When a high voltage is applied to the discharge electrode, the surface of the transparent electrode film may be damaged by abnormal discharge. In this case, an error may occur in the detection of the suspended particulate matter collected by the dust collection electrode.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、異常放電による検出感度の低減を抑制できる粒子検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a particle detection apparatus capable of suppressing a reduction in detection sensitivity due to abnormal discharge.
本発明に基づく粒子検出装置は、生物由来の粒子を検出する粒子検出装置である。粒子検出装置は、導入口およびこの導入口に対向する排出口を有する筐体と、筐体の内部に位置して導入口側から排出口側に向けて延在する捕集筒と、筐体内に位置し、導入口から筐体内に導入された空気中に含まれる粒子を帯電させる放電部と、放電部により帯電された粒子を静電気力により捕集部材に付着させて捕集する捕集部と、捕集部により捕集された粒子に含まれる生物由来の粒子の量を検出する粒子検出手段とを備える。捕集部は、捕集部材の外周を包囲して電気的に接地され、放電部と対向する面を有する導電性枠部を含む。捕集部材においては、放電部と対向する面を有し、かつ、放電部と対向する面とは反対側の面が電気的に接地されている。 The particle detector according to the present invention is a particle detector that detects biologically derived particles. The particle detector includes a casing having an inlet and a discharge port facing the inlet, a collection cylinder located inside the casing and extending from the inlet side toward the outlet, A discharge unit for charging particles contained in the air introduced into the housing from the introduction port, and a collection unit for collecting the particles charged by the discharge unit by attaching them to the collection member by electrostatic force And a particle detecting means for detecting the amount of biologically-derived particles contained in the particles collected by the collecting unit. The collection part includes a conductive frame part that surrounds the outer periphery of the collection member and is electrically grounded and has a surface facing the discharge part. The collecting member has a surface facing the discharge portion, and a surface opposite to the surface facing the discharge portion is electrically grounded.
本発明の一形態においては、導電性枠部の電気抵抗は、捕集部材の電気抵抗より小さい。 In one form of this invention, the electrical resistance of an electroconductive frame part is smaller than the electrical resistance of a collection member.
本発明の一形態においては、放電部は、捕集筒の内側に先端部が位置する針状電極を含む。針状電極の先端部を頂点として導電性枠部における放電部と対向する面を底面とする仮想の錐体の頂角の大きさは90°以下である。 In one form of this invention, a discharge part contains the acicular electrode in which a front-end | tip part is located inside a collection cylinder. The apex angle of the virtual cone having the tip of the needle-like electrode as the apex and the bottom of the surface facing the discharge portion in the conductive frame is 90 ° or less.
本発明の一形態においては、導電性枠部における放電部と対向する面と、捕集部材における放電部と対向する面とが、同一平面上に位置する。 In one form of this invention, the surface facing the discharge part in a conductive frame part and the surface facing the discharge part in a collection member are located on the same plane.
本発明の一形態においては、粒子検出手段は、筐体内に位置し、捕集部材に付着した粒子に向けて励起光を照射する照射部と、筐体内に位置し、励起光を照射された粒子から発せられる蛍光を検出する蛍光検出部と、捕集部材に接触するように位置し、捕集部材に付着した粒子を加熱する加熱部と、励起光を照射された粒子から検出された蛍光量が加熱部の加熱によって変化した量から生物由来の粒子の量を算出する算出手段とを含む。加熱部は、接地されたグランド配線を含む。導電性枠部は、上記グランド配線に電気的に接続されている。 In one aspect of the present invention, the particle detecting means is located in the housing and irradiates excitation light toward the particles attached to the collecting member, and is located in the housing and irradiated with the excitation light. A fluorescence detection unit that detects fluorescence emitted from the particles, a heating unit that is positioned so as to be in contact with the collection member and heats the particles attached to the collection member, and fluorescence that is detected from the particles irradiated with the excitation light Calculating means for calculating the amount of biologically-derived particles from the amount whose amount has been changed by heating of the heating unit. The heating unit includes a ground wiring that is grounded. The conductive frame is electrically connected to the ground wiring.
本発明によれば、粒子検出装置において、異常放電による検出感度の低減を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the particle | grain detection apparatus, the reduction of the detection sensitivity by abnormal discharge can be suppressed.
まず、本発明の粒子検出装置において生物由来の粒子を検出する方法について説明する。なお、生物由来の粒子とは、微生物、カビなどの菌および花粉を含む生物に由来する粒子であり、鉱物および石油精製品などの粉塵は含まれない。 First, a method for detecting biologically derived particles in the particle detection apparatus of the present invention will be described. The biological particles are particles derived from organisms including microorganisms and fungi such as molds and pollen, and do not include dusts such as minerals and refined petroleum products.
空気中を浮遊している粒子には、鉱物および石油精製品などの粉塵と生物由来の粒子とが混在している。この混在粒子に含まれる生物由来の粒子量を測定するために、混在粒子に紫外光または青色光を照射すると、生物由来の粒子は蛍光を発する。しかしながら、混在粒子には、生物由来の粒子以外にも同様に蛍光を発する化学繊維の埃など(以下、粉塵ともいう)が含まれている。そのため、混在粒子から発せられる蛍光を検出するのみでは、生物由来の粒子量を測定することができない。 Particles floating in the air are mixed with dusts such as minerals and petroleum refined products and biological particles. In order to measure the amount of biological particles contained in the mixed particles, when the mixed particles are irradiated with ultraviolet light or blue light, the biological particles emit fluorescence. However, the mixed particles include chemical fiber dust that emits fluorescence (hereinafter also referred to as dust) in addition to biologically derived particles. Therefore, the amount of biologically derived particles cannot be measured only by detecting the fluorescence emitted from the mixed particles.
そこで、本発明者らは、生物由来の粒子は加熱されると蛍光強度(蛍光量)が変化し、化学繊維などの埃は加熱されても蛍光強度が変化しないことを利用して、生物由来の粒子量を測定する粒子検出方法を開発した。 Therefore, the present inventors utilize the fact that the fluorescence intensity (fluorescence amount) changes when the biological particles are heated, and that the fluorescence intensity does not change even when dust such as chemical fibers is heated. A particle detection method was developed to measure the amount of particles.
図1は、加熱前および加熱後における生物由来の粒子の蛍光強度を示すグラフである。図2は、加熱前および加熱後における粉塵の蛍光強度を示すグラフである。図1,2においては、縦軸に蛍光強度、横軸に蛍光した光の波長を示している。 FIG. 1 is a graph showing fluorescence intensity of biological particles before and after heating. FIG. 2 is a graph showing the fluorescence intensity of the dust before and after heating. 1 and 2, the vertical axis represents the fluorescence intensity, and the horizontal axis represents the wavelength of the fluorescent light.
図1に示すように、生物由来の粒子は、広い波長範囲において加熱後の蛍光量が加熱前の蛍光量に比較して著しく増加している。一方、図2に示すように、粉塵は、加熱後の蛍光量と加熱前の蛍光量が略同一である。 As shown in FIG. 1, in the biological particles, the amount of fluorescence after heating is remarkably increased in comparison with the amount of fluorescence before heating in a wide wavelength range. On the other hand, as shown in FIG. 2, in the dust, the amount of fluorescence after heating is substantially the same as the amount of fluorescence before heating.
よって、混在粒子の加熱前の蛍光量と加熱後の蛍光量とを測定して、加熱前の蛍光量と加熱後の蛍光量との差分を求めることにより、混在粒子に含まれる生物由来の粒子の量を算出することができる。 Therefore, by measuring the amount of fluorescence before heating of the mixed particles and the amount of fluorescence after heating, and obtaining the difference between the amount of fluorescence before heating and the amount of fluorescence after heating, the biological particles contained in the mixed particles The amount of can be calculated.
以下、粒子検出方法の各工程について説明する。粒子検出方法は、混在粒子の捕集工程、加熱前の混在粒子の蛍光測定工程、混在粒子の加熱工程、加熱後の混在粒子の蛍光測定工程、および、生物由来の粒子の量を算出する工程を含む。 Hereinafter, each step of the particle detection method will be described. The particle detection method includes a step of collecting mixed particles, a step of measuring mixed particles before heating, a step of heating mixed particles, a step of measuring mixed particles after heating, and a step of calculating the amount of biological particles. including.
図3は、捕集工程を説明するための模式図である。図4は、加熱前の蛍光測定工程を説明するための模式図である。図5は、加熱工程を説明するための模式図である。図6は、加熱後の蛍光測定工程を説明するための模式図である。図7は、加熱による蛍光量の増加量と生物由来の粒子の濃度との相関関係を示すグラフである。図7においては、縦軸に加熱による蛍光量の増加量、横軸に生物由来の粒子の濃度を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the collection process. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the fluorescence measurement process before heating. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the heating step. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the fluorescence measurement process after heating. FIG. 7 is a graph showing the correlation between the amount of increase in fluorescence due to heating and the concentration of biological particles. In FIG. 7, the vertical axis indicates the amount of increase in fluorescence due to heating, and the horizontal axis indicates the concentration of biological particles.
図3に示すように、捕集工程において、空気中を浮遊している混在粒子を捕集基板510上に捕集する。本工程においては、捕集基板510を針状電極530に対向配置する。捕集基板510および針状電極530に直流電源540を接続し、捕集基板510および針状電極530間に電位差を生じさせる。たとえば、針状電極530に直流電源540の正極を接続し、捕集基板510に直流電源540の負極を接続する。
As shown in FIG. 3, the mixed particles floating in the air are collected on a
捕集基板510の下方に位置するファン500を駆動させることにより、外部の空気を針状電極530の周囲を通過して捕集基板510に向かうように導入する。空気中を浮遊する混在粒子600は、針状電極530の周囲において正の電荷に帯電する。捕集基板510は、帯電した混在粒子600とは反対の電荷を有している。そのため、帯電した混在粒子600は、静電気力によって捕集基板510の表面に付着して捕集される。捕集基板510に捕集された混在粒子600は、生物由来の粒子600Aと、化学繊維の埃などの粉塵600Bとを含んでいる。
By driving the
図4に示すように、加熱前の蛍光測定工程において、半導体レーザなどの発光素子550から捕集基板510上に捕集された混在粒子600に向けて励起光を照射する。励起光を照射された混在粒子600から発せられる蛍光をレンズ560で集光して受光素子565にて受光する。
As shown in FIG. 4, in the fluorescence measurement step before heating, excitation light is irradiated from the
図5に示すように、加熱工程において、捕集基板510の下面に取り付けられたヒータ520により捕集基板510を加熱することにより、捕集基板510に捕集された混在粒子600を加熱する。加熱後、捕集基板510を空冷する。
As shown in FIG. 5, in the heating step, the
図6に示すように、加熱後の蛍光測定工程において、発光素子550から捕集基板510上に捕集された混在粒子600に向けて励起光を照射する。励起光を照射された混在粒子600から発せられる蛍光をレンズ560で集光して受光素子565にて受光する。
As shown in FIG. 6, in the fluorescence measurement step after heating, excitation light is irradiated from the
図7に示すように、蛍光量の増加量ΔFと生物由来の粒子濃度Nとの関係に基づき、加熱後の蛍光測定工程において測定された蛍光量から加熱前の蛍光測定工程において測定された蛍光量を引いた差分ΔF1から、生物由来の粒子の濃度(個/m3)を算出する。なお、増加量ΔFと生物由来の粒子濃度Nとの相関関係は、予め実験を行なうことにより求められたものである。 As shown in FIG. 7, based on the relationship between the increase amount ΔF of the fluorescence amount and the biological particle concentration N, the fluorescence measured in the fluorescence measurement step before heating from the fluorescence amount measured in the fluorescence measurement step after heating. From the difference ΔF1 obtained by subtracting the amount, the concentration (particles / m 3 ) of organism-derived particles is calculated. The correlation between the increase amount ΔF and the biological particle concentration N is obtained by conducting an experiment in advance.
以下、上記の粒子検出方法を用いて生物由来の粒子を検出する本発明の各実施形態に係る粒子検出装置について説明する。なお、以下の実施形態において参照する図面においては、同一またはそれに相当する部材に同じ番号を付してその説明を繰り返さない。また、説明の便宜上、上、下の表現を用いるが、これは参照した図面に基づくものであって発明の構成を限定するものではない。 Hereinafter, a particle detection device according to each embodiment of the present invention that detects biologically-derived particles using the above particle detection method will be described. In the drawings referred to in the following embodiments, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. For convenience of explanation, the upper and lower expressions are used, but this is based on the referenced drawings and does not limit the configuration of the invention.
(実施形態1)
図8は、本発明の実施形態1に係る粒子検出装置の外観を示す斜視図である。図9は、図8の粒子検出装置を別の方向から見た斜視図である。図10は、図9の粒子検出装置からファンを取り外した状態を示す斜視図である。図11は、図8の粒子検出装置の構成を示す分解斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 8 is a perspective view showing the appearance of the particle detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 9 is a perspective view of the particle detector of FIG. 8 as seen from another direction. FIG. 10 is a perspective view showing a state where the fan is removed from the particle detection apparatus of FIG. FIG. 11 is an exploded perspective view showing the configuration of the particle detection apparatus of FIG.
図8から11に示すように、本発明の実施形態1に係る粒子検出装置100は、筺体110と、排気手段と、放電部と、捕集部と、照射部130と、蛍光検出部160と、加熱部と、算出手段と、移動機構と、清掃部とを備える。
As shown in FIGS. 8 to 11, the
筺体110は、導入口111aを有する蓋部111、および、導入口111aに対向する排出口112aを有し、蓋部111と組み合わされて箱状となる本体部112を含む。
The
筺体110は、略直方体形状を有し、放電部、捕集部、照射部、蛍光検出部、加熱部、移動機構および清掃部を収容する。本体部112は、排出口112aとは反対側に開口を有する。蓋部111は、本体部112の開口を塞ぐ平板形状を有する。たとえば、筺体110は、60mm×50mm(蓋部111の縦、横)×30mm(高さ)の大きさを有する。
The
蓋部111には、捕集筒190が互いに直交するように接続されている。筺体110において捕集筒190は、導入口111aと連続するように本体部112に向けて円筒状に延びている。捕集筒190は、後述する針状電極140を取り囲むように設けられている。捕集筒190は、針状電極140と対向して位置決めされた捕集基板170に向けて混在粒子を含む空気を案内する。
The
排気手段であるファン120は、排出口112aから筺体110内の空気を排気する。ファン120は、正転方向および反転方向に回転駆動可能である。ファン120が正転方向に駆動されることにより、筺体110の内部の空気がファン120を通じて筺体110の外部に排出される。ファン120が反転方向に駆動されることにより、筺体110の外部の空気がファン120を通じて筺体110の内部に導入される。ファン120は、本体部112の排出口112aの位置に取り付けられている。
The
放電部は、筺体110内に位置し、ファン120の排気により導入口111aから筺体110内に導入された空気中に含まれる混在粒子を帯電させる。放電部は、電源部としての高圧直流電源141と、放電電極としての針状電極140とを有する。針状電極140は、高圧直流電源141から延出し、捕集筒190を貫通して捕集筒190の内部に達している。針状電極140の先端部は、捕集筒190の内側に位置して捕集筒190の軸方向に延在している。
The discharge unit is located in the
高圧直流電源141の正極は針状電極140と接続されている。なお、高圧直流電源141の正極ではなく負極が針状電極140と接続されていてもよい。高圧直流電源141および後述するヒータ180に捕集基板170が電気的に接続されることにより、捕集基板170と針状電極140との間に電位差が生じている。
The positive electrode of the high voltage
照射部130は、筺体110内に位置し、捕集基板170に付着した混在粒子に向けて励起光を照射する。照射部130は、光源としての発光素子131と、素子フレーム132と、レンズフレーム133と、集光レンズ134と、レンズ押さえ135とを含む。
The
発光素子131としては、半導体レーザまたはLED(Light Emitting Diode)素子などが用いられる。発光素子131から発せられる光は、生物由来の粒子を励起して蛍光を発せさせるものであれば、紫外または可視いずれの領域の波長を有してもよい。
As the
蛍光検出部160は、筺体110内に位置し、励起光を照射された混在粒子から発せられる蛍光を検出する。蛍光検出部160は、ノイズシールド161と、増幅回路162と、受光素子163と、受光フレーム164と、フレネルレンズ165と、レンズ押さえ166とを含む。受光素子163としては、フォトダイオードまたはイメージセンサなどが用いられる。
The
移動機構は、捕集基板170を移動させる。移動機構は、モータホルダ175と、回転駆動部としての回転モータ174と、モータ押さえ173を含む。回転モータ174は、捕集部の回転ベース172と接続される。
The moving mechanism moves the
清掃部は、蛍光検出を終えた混在粒子を捕集基板170から除去する。清掃部は、ブラシ150、ブラシ押さえ151およびブラシ固定部152を含む。ブラシ150は、ブラシ押さえ151とブラシ固定部152とにより挟まれて一端を固定されている。清掃部は、高圧直流電源141の下面に固定されている。
The cleaning unit removes the mixed particles that have undergone the fluorescence detection from the
ブラシ150は、繊維集合体から形成されている。ブラシ150は、導電性を有する繊維集合体から形成されている。ブラシ150は、たとえば、カーボンファイバから形成されている。ブラシ150を形成する繊維集合体の線径は、φ0.05mm以上φ0.2mm以下であることが好ましい。導電性を有するブラシ150を用いることにより、帯電した混在粒子の電荷を除去することができる。
The
図12は、捕集部および加熱部の構成を示す分解斜視図である。図13は、捕集部および加熱部の外観を示す下面図である。図14は、捕集基板とヒータとの接続状態を示す下面図である。図15は、図14の捕集基板およびヒータをXV−XV線矢印方向から見た断面図である。 FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the collection unit and the heating unit. FIG. 13 is a bottom view showing the external appearance of the collection unit and the heating unit. FIG. 14 is a bottom view showing a connection state between the collection substrate and the heater. 15 is a cross-sectional view of the collection substrate and the heater of FIG. 14 as viewed from the direction of the arrows XV-XV.
捕集部は、捕集部材である捕集基板170を有し、帯電された混合粒子を静電気力により捕集基板170に付着させて捕集する。本実施形態においては、捕集基板170は、電気抵抗が1MΩ以上であり鏡面状態の表面を有するシリコン基板である。シリコン基板の表面には、導電性の透明被膜が形成されている。ただし、捕集基板170は、シリコン基板に限定されず、ガラス基板またはセラミック基板などでもよい。被膜は、透明被膜に限定されず、たとえば、金属被膜でもよい。
The collection unit has a
捕集基板170は、基板ホルダ171上に固定される。基板ホルダ171は、移動機構と接続される回転ベース172と繋がっている。回転ベース172から、アーム部176が突出している。基板ホルダ171、回転ベース172およびアーム部176は、樹脂材料により一体で形成されている。捕集部は、基板ホルダ171、回転ベース172およびアーム部176を含む。
The
捕集部は、捕集基板170の外周を包囲して電気的に接地され、放電部の針状電極140と対向する面を有する導電性枠部177をさらに含む。導電性枠部177の電気抵抗は、捕集基板170の電気抵抗より小さい。導電性枠部177の詳細な構成については後述する。
The collection portion further includes a
捕集部は、後述する回転モータ174の出力軸174aと係合される被係合部である係合穴172aを回転ベース172に有している。捕集部は、係合穴172aを回転中心として径方向に離れた位置に、捕集基板170を有している。
The collection part has an
図12,13に示すように、アーム部176は、回転ベース172の係合穴172aを回転中心として半径方向に延伸している。アーム部176は、軸部172bの軸周りにおいて基板ホルダ171と周方向にずれた位置に設けられている。アーム部176は、先端に薄いアーム先端部176aを有している。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
加熱部であるヒータ180は、捕集基板170に接触するように位置し、捕集基板170に付着した混在粒子を加熱する。本実施形態においては、ヒータ180は、捕集基板170の下面に取り付けられている。
The
ヒータ180は、ヒータ180への電力供給用配線181、ヒータ180に内蔵された温度センサの信号線182、および、接地されたグランド配線183を含む。電力供給用配線181、温度センサの信号線182およびグランド配線183は、捕集基板170の回動に追従可能な平板状配線であるフレキシブルプリント配線基板184の一端に接続されている。なお、電力供給用配線181の電位は、グランド配線183の接地電位より高くても低くてもよい。また、電力供給用配線181に交流電流が流されてもよい。
The
フレキシブルプリント配線基板184の他端は、筺体110の外部に引き出されて、温度センサの信号を受信する制御部および直流電源に接続されている。フレキシブルプリント配線基板184の表面は、係合穴172aを回転中心とした径方向を含む平面に対して直交している。
The other end of the flexible printed
この構成により、図13中の矢印10に示すように回転ベース172が回転した際に、フレキシブルプリント配線基板184がその回転に追従して移動および変形するため、電力供給用配線181、温度センサの信号線182およびグランド配線183の各々に負荷がかかることを抑制できる。
With this configuration, when the
図14,15に示すように、捕集基板170とヒータ180とは、導電性接着剤185により接着されている。捕集基板170においては、放電部と対向する上面170aとは反対側の下面170bが、ヒータ180のグランド配線183と導電性接着剤185を介して電気的に接続されて接地されている。帯電した混在粒子と捕集基板170の表面との電位差によって生じる静電気力により、捕集基板170に混在粒子を付着させて捕集することができる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
導電性接着剤185としては、たとえば、一液型エポキシ樹脂接着剤に貴金属粉末を加えて製造されたエポキシ樹脂系接着剤などを用いることができる。本実施形態においては、導電性接着剤185を用いて捕集基板170とグランド配線183とを電気的に接続したが、たとえば、半田などを用いて接続してもよい。
As the
また、本実施形態においては、捕集基板170とグランド配線183とを接続したが、たとえば、ヒータ180の上面にグランド配線183と接続された電極が設けられ、この電極と捕集基板170の下面170bとが導電性接着剤185により電気的に接続されてもよい。
In the present embodiment, the
上記のように、静電気力を発生させるための配線と、捕集部材を加熱するための配線とを兼用することにより、配線数を削減できる。その結果、捕集基板170の周囲の配線の引き回しが容易になり、配線の混線および断線の発生を抑制できる。
As described above, the number of wirings can be reduced by combining the wiring for generating electrostatic force and the wiring for heating the collecting member. As a result, the wiring around the
以下、各構成の取り付け状態について説明する。図16は、粒子検出装置の各構成の取り付け状態を示す分解斜視図である。図17は、図16の粒子検出装置を矢印XVII方向から見た図である。 Hereinafter, the attachment state of each component will be described. FIG. 16 is an exploded perspective view showing an attachment state of each component of the particle detection device. FIG. 17 is a view of the particle detection device of FIG. 16 as viewed from the direction of arrow XVII.
図16,17に示すように、放電部、照射部130、蛍光検出部160および清掃部は、蓋部111に取り付けられている。本実施形態においては、移動機構も、蓋部111に取り付けられている。ただし、移動機構は、本体部112に取り付けられていてもよい。回転モータ174の下部に、回転モータ174の駆動力を伝達する係合部である出力軸174aが突出している。
As shown in FIGS. 16 and 17, the discharge part, the
捕集部は、本体部112に取り付けられる。加熱部であるヒータ180は、捕集基板170の下面に取り付けられているため、捕集部と共に本体部112に取り付けられている。
The collecting part is attached to the
図18は、捕集部と移動機構とが接続された状態を示す斜視図である。図18においては、筺体110を図示していない。回転ベース172の係合穴172aと回転モータ174の出力軸174aとを係合させることにより、図18に示すように、捕集部と移動機構とを接続させる。回転モータ174の駆動に伴って、回転ベース172は、係合穴172aを中心に回転(正転、反転)する。
FIG. 18 is a perspective view illustrating a state in which the collecting unit and the moving mechanism are connected. In FIG. 18, the
以下、平面視における粒子検出装置の構成部品の配置、および、捕集基板170の位置について説明する。
Hereinafter, the arrangement of the components of the particle detection device and the position of the
図19は、捕集基板が第1位置に位置している状態を捕集基板の下方から見た断面図である。図20は、捕集基板が第2位置に位置している状態を捕集基板の下方から見た断面図である。図21は、捕集基板が第3位置に位置している状態を捕集基板の下方から見た断面図である。図22は、捕集基板が第4位置に位置している状態を捕集基板の下方から見た断面図である。 FIG. 19 is a cross-sectional view of the state where the collection substrate is located at the first position, as viewed from below the collection substrate. FIG. 20 is a cross-sectional view of the state where the collection substrate is located at the second position, as viewed from below the collection substrate. FIG. 21 is a cross-sectional view of the state where the collection substrate is located at the third position, as viewed from below the collection substrate. FIG. 22 is a cross-sectional view of the state where the collection substrate is located at the fourth position, as viewed from below the collection substrate.
図19〜22に示すように、本実施形態においては、放電部、蛍光検出部および清掃部が、回転ベース172の軸部172bを中心にその周方向に並んで配置されている。具体的には、反時計回りに順に、蛍光検出部、放電部および清掃部が配置されている。照射部130は、蛍光検出部に隣接して配置されている。
As shown in FIGS. 19-22, in this embodiment, the discharge part, the fluorescence detection part, and the cleaning part are arrange | positioned along with the circumferential direction centering on the
第1位置は、放電部により混在粒子を帯電させつつ捕集基板170に帯電した粒子を付着させる際の捕集基板170の位置である。第2位置は、捕集基板170に付着した混在粒子に照射部130により励起光を照射しつつ蛍光検出部により蛍光を検出する際の捕集基板170の位置である。
The first position is the position of the
第3位置は、清掃部により捕集基板170上の混在粒子の除去を開始する際の捕集基板170の位置である。第4位置は、清掃部による捕集基板170上の混在粒子の除去が終了した際の捕集基板170の位置である。第1位置から第4位置までの軸部172bを中心にした旋回範囲は、約180°以内である。
The third position is the position of the
捕集基板170は、回転モータ174が駆動することにより回動して第1位置および第2位置の間を移動する。また、捕集基板170は、回転モータ174が駆動することにより回動して第2位置および第3位置の間を移動する。さらに、捕集基板170は、回転モータ174が駆動することにより回動して第3位置および第4位置の間を移動する。
The
図19〜22に示すように、本体部112において、互いに直交して隣接している内壁に、近接センサ112bおよび近接センサ112cがそれぞれ配置されている。近接センサ112bおよび近接センサ112cの各々は、本体部112の内壁から本体部112の内側に向けて延びる1対の端子部を有している。
As shown in FIGS. 19 to 22, in the
捕集部は、軸部172bを回転中心軸として回転した際に、この一対の端子部同士の間をアーム先端部176aが通過するように、本体部112に取り付けられている。近接センサ112bおよび近接センサ112cは、アーム先端部176aの近接を検知することによって捕集基板170の位置を検出するセンサである。
The collection part is attached to the
以下、本実施形態に係る粒子検出装置100の動作について説明する。図23は、本実施形態に係る粒子検出装置の動作の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、図19から図22中において、軸部172bを中心として時計周りの回転を正転方向といい、反時計周りの回転を反転方向という。
Hereinafter, the operation of the
図19,23に示すように、まず、捕集基板170を捕集位置である第1位置に配置する。その状態で捕集工程として、ファン120を正転方向に駆動させて、導入口111aから筺体110の内部に空気を導入するとともに、高圧直流電源141およびヒータ180に捕集基板170を電気的に接続することによって針状電極140と捕集基板170との間に電位差を発生させ、空気中を浮遊している混在粒子を帯電させて捕集基板170の表面に付着させて捕集する(S101)。
As shown in FIGS. 19 and 23, first, the
本実施形態においては、放電電極として針状の針状電極140を用いているため、帯電した混在粒子を、針状電極140に対向する捕集基板170の上面であって、照射部130の照射領域に対応した極めて狭い領域に付着させることができる。これにより、後工程の蛍光測定工程において、捕集された混在粒子から発せられる蛍光を効率的に検出することができる。
In this embodiment, since the acicular needle-
図20,23に示すように、次に、回転モータ174を駆動させて回転ベース172を正転方向に回転させ、捕集基板170を蛍光検出位置である第2位置に移動させる(S102)。
Next, as shown in FIGS. 20 and 23, the
その後、加熱前の混在粒子の蛍光測定工程として、照射部130によって、捕集基板170に付着させて捕集した混在粒子に向けて励起光を照射しつつ、蛍光検出部によって、励起光を照射された混在粒子から発せられる蛍光を受光する。これにより、捕集基板170に付着させて捕集した混在粒子の加熱前の蛍光量を測定する(S103)。
Thereafter, as a fluorescence measurement step of the mixed particles before heating, the
図19,23に示すように、次に、回転モータ174を駆動させて回転ベース172を反転方向に回転させ、捕集基板170を第2位置から第1位置に移動させる(S104)。
As shown in FIGS. 19 and 23, next, the
次に、加熱工程として、ヒータ180に通電して捕集基板170を加熱することにより、捕集基板170に付着させて捕集した混在粒子を加熱する(S105)。
Next, as a heating process, the mixed particles collected by being attached to the
その後、ヒータ180への通電を停止して、捕集基板170を冷却する(S106)。この際、ファン120を反転方向に駆動させることによって、空気を排出口112aから筺体110の内部に導入し、捕集基板170の冷却を促進させてもよい。
Thereafter, the energization to the
図20,23に示すように、次に、回転モータ174を駆動させて回転ベース172を正転方向に回転させ、捕集基板170を第1位置から第2位置に移動させる(S107)。
As shown in FIGS. 20 and 23, next, the
その後、加熱後の混在粒子の蛍光測定工程として、照射部130によって、捕集基板170に付着させて捕集した混在粒子に向けて励起光を照射しつつ、蛍光検出部によって、励起光を照射された混在粒子から発せられる蛍光を受光する。これにより、捕集基板170に付着させて捕集した混在粒子の加熱後の蛍光量を測定する(S108)。
Thereafter, as a fluorescence measurement process of the mixed particles after heating, the
図21,23に示すように、次に清掃工程として、回転モータ174を駆動させて回転ベース172を反転方向に回転させ、捕集基板170を第2位置から第3位置に移動させる。さらに回転ベース172を反転方向に回転させることによって、捕集基板170を第3位置から第4位置に移動させる。捕集基板170が第3位置から第4位置に移動する間、捕集基板170の上面はブラシ150の先端と摺動する。これにより、捕集基板170から混在粒子を除去する(S109)。
As shown in FIGS. 21 and 23, as a cleaning process, the
清掃工程時に、ファン120を正転方向に駆動させて、捕集基板170から除去された混在粒子を排出口112aから筺体110の外部に排出する。この際、捕集基板170が、第1位置から第3位置に近づくに従って、捕集基板170と捕集筒190とが重なる範囲が小さくなるため、捕集筒190の開口面積が大きくなる。これにより、混在粒子を効率的に筺体110の外部に排出することができる。一方、捕集工程時は、捕集基板170に遮蔽されて捕集筒190の開口面積が小さくなるため、空気の導入ロスを減らすことができる。
During the cleaning process, the
本実施形態では、清掃部を静止させたまま捕集基板170の移動によって清掃工程を実施するため、清掃部の移動機構を別途設ける必要がない。このため、粒子検出装置100の小型化および低コスト化を図ることができる。
In this embodiment, since the cleaning process is performed by moving the
図19,23に示すように、回転モータ174を駆動させて回転ベース172を正転方向に回転させ、捕集基板170を第4位置から第1位置に移動させる(S110)。以上のS101〜S110の工程を繰り返すことによって、生物由来の粒子の検出を連続的に実施することができる。
As shown in FIGS. 19 and 23, the
生物由来の粒子の検出は、蛍光検出部に接続されたCPU(中央演算処理装置)などの算出手段により、加熱前の蛍光測定工程において測定された蛍光量と、加熱後の蛍光測定工程において測定された蛍光量との差から、混在粒子に含まれる生物由来の粒子の量を算出することにより行なう。算出手段は、筺体110の内側または外側において蓋部111に取り付けられていてもよいし、筺体110の外部に配置されていてもよい。
The detection of biological particles is measured in the fluorescence measurement process before heating and the fluorescence measurement process after heating by a calculation means such as a CPU (Central Processing Unit) connected to the fluorescence detection unit. This is done by calculating the amount of biologically-derived particles contained in the mixed particles from the difference from the fluorescence amount. The calculating means may be attached to the
上記のように、捕集基板170をヒータ180のグランド配線183に電気的に接続して、帯電した混在粒子との間に静電気力を生じさせることにより、複雑な配線の引き回しを行なうことなく捕集基板170上に混在粒子を付着させて捕集することができる。
As described above, the
その結果、捕集基板170の回動によって配線が混線または断線することを抑制できる。また、フレキシブルプリント配線基板184を用いることにより、回転ベース172の回転にフレキシブルプリント配線基板184が追従して移動および変形するため、捕集部および加熱部に接続される配線に負荷がかかることを抑制できる。このように、配線への負荷を軽減することにより、粒子検出装置100の耐久性を向上することができる。
As a result, it is possible to prevent the wiring from being mixed or disconnected due to the rotation of the
本実施形態においては、捕集位置(第1位置)、蛍光検出位置(第2位置)および清掃位置(第3〜4位置)が円周上に並んで配置されており、捕集基板170は、正転方向および反転方向に回転することによって、これらの各位置間を移動する。この構成により、粒子検出装置100の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the collection position (first position), the fluorescence detection position (second position), and the cleaning position (third to fourth positions) are arranged side by side on the circumference, and the
また、本実施形態においては、捕集基板170に捕集された混在粒子を加熱する加熱工程を、捕集基板170に粒子を付着させて捕集する捕集工程と同じ位置(第1位置)で実施することにより、粒子検出装置100の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the heating step of heating the mixed particles collected on the
なお、本実施形態においては、回転モータ174の係合部を出力軸174a、回転ベース172の被係合部を係合穴172aで構成したが、回転モータ174の係合部を係合穴、回転ベース172の被係合部を入力軸で構成してもよい。
In this embodiment, the engaging portion of the
本実施形態に係る粒子検出装置100は、生物由来の粒子を検出するための装置単体として用いられてもよいし、空気清浄機やエアーコンディショナ、加湿器、除湿機、掃除機、冷蔵庫、テレビなどの家電製品に組み込まれてもよい。
The
以下、本実施形態に係る粒子検出装置100の導電性枠部177の詳細な構成および機能について説明する。
Hereinafter, a detailed configuration and function of the
図24は、本実施形態に係る粒子検出装置の捕集部の外観を示す斜視図である。図25は、図24の捕集部を矢印XXV方向から見た図である。図26は、捕集基板を捕集位置である第1位置に配置した状態を示す断面図である。なお、図25においては、フレキシブルプリント配線基板184を図示していない。図26においては、グランド配線183の電気的接続を説明するために、異なる断面視におけるグランド配線183の一部を図示している。
FIG. 24 is a perspective view showing the appearance of the collection unit of the particle detection device according to the present embodiment. FIG. 25 is a view of the collection part of FIG. 24 as viewed from the direction of the arrow XXV. FIG. 26 is a cross-sectional view illustrating a state in which the collection substrate is disposed at the first position, which is the collection position. In FIG. 25, the flexible printed
図24〜26に示すように、本実施形態に係る粒子検出装置100の導電性枠部177は、基板ホルダ171に嵌め込まれた状態において、捕集基板170の外周を包囲しつつ、放電部と対向する面を有する。
As shown in FIGS. 24 to 26, the
具体的には、導電性枠部177は、放電部の針状電極140と対向する環状の上面部177tと、上面部177tに対して略90°曲折した周壁部177sとを有する。導電性枠部177の周壁部177sの内形は、基板ホルダ171の外形に沿うように形成されている。
Specifically, the
本実施形態においては、導電性枠部177は、1枚の金属板をプレス加工することにより形成されているが、導電性枠部177の構成および製造方法はこれに限られず、たとえば、導電性を有する樹脂を射出成形することにより形成されていてもよい。
In the present embodiment, the
図25,26に示すように、本実施形態においては、グランド配線183が、導電性枠部177の周壁部177sと接続されている。具体的には、図25に示すように、グランド配線183が、軸部172b側とは反対側に位置する導電性枠部177の周壁部177sと接するように直線状に延在している。これにより、導電性枠部177が電気的に接地されている。グランド配線183と導電性枠部177の周壁部177sとは、導電性接着剤または半田により互いに接着されている。
As shown in FIGS. 25 and 26, in the present embodiment, the
導電性枠部177は、平面視にて、捕集基板170とは重なっていない。よって、導電性枠部177を取り付けることによっては、捕集基板170の上面170aにおいて混在粒子を付着可能な面積は低減しない。また、導電性枠部177と捕集基板170とは、直接接触していない。
The
図26に示すように、捕集工程においては、矢印10で示す方向に空気を導入しつつ、針状電極140と捕集基板170との間に電位差を発生させて、空気中を浮遊している混在粒子を帯電させる。
As shown in FIG. 26, in the collection process, while introducing air in the direction indicated by the
この状態においては、針状電極140の先端部は、捕集基板170の中心の上方に位置している。導電性枠部177の上面部177tから針状電極140の先端部までの高さは寸法h、導電性枠部177の上面部177tの外周端同士の最短距離は寸法Lである。針状電極140の先端部を頂点として導電性枠部177における上面部177tを底面とする仮想の錐体の頂角θの大きさは90°以下である。
In this state, the tip of the
本実施形態に係る粒子検出装置100においては、針状電極140に高電圧が印加されて異常放電が発生した場合に、導電性枠部177が異常放電を自らに誘導してサージ電流を通過させることにより、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することを抑制することができる。その結果、本実施形態に係る粒子検出装置100においては、捕集基板170の上面170aの鏡面状態を長く維持できるため、異常放電による検出感度の低減を抑制できる。
In the
本実施形態においては、導電性枠部177の電気抵抗は、捕集基板170の電気抵抗より小さい。捕集基板170においては、下面170bが電気的に接地されているため、上面170aの電位は、接地電位から僅かに針状電極140の電位に近い電位となっている。
In the present embodiment, the electrical resistance of the
そのため、導電性枠部177の上面部177tと針状電極140との電位差は、捕集基板170の上面170aと針状電極140との電位差より大きい。その結果、異常放電の発生箇所を、針状電極140と捕集基板170の上面170aとの間より電位差の大きい、針状電極140と導電性枠部177の上面部177tとの間にシフトさせることができる。
Therefore, the potential difference between the
これにより、導電性枠部177が異常放電をより効果的に自らに誘導してサージ電流を通過させることができるため、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することをより抑制することができる。
Thereby, since the
上記のように、針状電極140の先端部を頂点として導電性枠部177における上面部177tを底面とする仮想の錐体の頂角θの大きさは90°以下であり、この仮想の錐体の下方に捕集基板170が位置している。これによって、導電性枠部177が異常放電をさらに効果的に自らに誘導してサージ電流を通過させることができるため、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することをさらに抑制することができる。
As described above, the size of the apex angle θ of the virtual cone with the tip of the
以下、本発明の実施形態2に係る粒子検出装置について説明する。なお、本実施形態に係る粒子検出装置は、導電性枠部の形状が主に実施形態1に係る粒子検出装置100と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
Hereinafter, the particle | grain detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention is demonstrated. In addition, since the particle | grain detection apparatus which concerns on this embodiment differs in the shape of the electroconductive frame part mainly from the particle |
(実施形態2)
図27は、本発明の実施形態2に係る粒子検出装置における導電性枠部の外観を示す斜視図である。図28は、本実施形態に係る粒子検出装置において、捕集基板を捕集位置である第1位置に配置した状態を示す断面図である。図28においては、グランド配線183の電気的接続を説明するために、異なる断面視におけるグランド配線183の一部を図示している。
(Embodiment 2)
FIG. 27 is a perspective view showing an external appearance of a conductive frame portion in the particle detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 28 is a cross-sectional view showing a state in which the collection substrate is arranged at the first position, which is the collection position, in the particle detection device according to the present embodiment. In FIG. 28, in order to explain the electrical connection of the
図27,28に示すように、本実施形態に係る粒子検出装置の導電性枠部177aは、基板ホルダ171aに嵌め込まれた状態において、捕集基板170の外周を包囲しつつ、放電部と対向する面を有する。
As shown in FIGS. 27 and 28, the
具体的には、導電性枠部177aは、放電部の針状電極140と対向する環状の上面部177atと、上面部177atから下方に延びる周壁部177asと、周壁部177asの下端から内側に突出した基板支持部177abとを有する。導電性枠部177aの周壁部177asの外形は、基板ホルダ171aの内形に沿うように形成されている。すなわち、本実施形態においては、捕集基板170は、導電性枠部177aに収容された状態で基板ホルダ171上に固定される。
Specifically, the
本実施形態においては、捕集基板170が導電性枠部177aに収容された状態において、導電性枠部177aの上面部177atと、捕集基板170の上面170aとが、同一平面上に位置している。
In the present embodiment, in a state where the
本実施形態においては、導電性枠部177aは、1枚の金属板を絞り加工することにより形成されているが、導電性枠部177aの構成および製造方法はこれに限られず、たとえば、導電性を有する樹脂を射出成形することにより形成されていてもよい。
In the present embodiment, the
図28に示すように、本実施形態においては、導電性枠部177aは、基板支持部177abがヒータ180のグランド配線183と導電性接着剤185を介して電気的に接続されて、接地されている。
As shown in FIG. 28, in the present embodiment, the
導電性枠部177aは、平面視にて、捕集基板170とは重なっていない。よって、導電性枠部177aを取り付けることによっては、捕集基板170の上面170aにおいて混在粒子を付着可能な面積は低減しない。
The
図28に示すように、捕集工程においては、矢印10で示す方向に空気を導入しつつ、針状電極140と捕集基板170との間に電位差を発生させて、空気中を浮遊している混在粒子を帯電させる。
As shown in FIG. 28, in the collection process, while introducing air in the direction indicated by the
この状態においては、針状電極140の先端部は、捕集基板170の中心の上方に位置している。導電性枠部177aの上面部177atから針状電極140の先端部までの高さは寸法h、導電性枠部177aの上面部177atの外周端同士の最短距離は寸法Lである。針状電極140の先端部を頂点として導電性枠部177aにおける上面部177atを底面とする仮想の錐体の頂角θの大きさは90°以下である。
In this state, the tip of the
本実施形態に係る粒子検出装置においては、針状電極140に高電圧が印加されて異常放電が発生した場合に、導電性枠部177aが異常放電を自らに誘導してサージ電流を通過させることにより、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することを抑制することができる。その結果、本実施形態に係る粒子検出装置においては、捕集基板170の上面170aの鏡面状態を長く維持できるため、異常放電による検出感度の低減を抑制できる。
In the particle detection device according to the present embodiment, when a high voltage is applied to the
本実施形態においては、導電性枠部177aの電気抵抗は、捕集基板170の電気抵抗より小さい。捕集基板170においては、下面170bが電気的に接地されているため、上面170aの電位は、接地電位から僅かに針状電極140の電位に近い電位となっている。
In the present embodiment, the electrical resistance of the
そのため、導電性枠部177の上面部177atと針状電極140との電位差は、捕集基板170の上面170aと針状電極140との電位差より大きい。その結果、異常放電の発生箇所を、針状電極140と捕集基板170の上面170aとの間より電位差の大きい、針状電極140と導電性枠部177aの上面部177atとの間にシフトさせることができる。
Therefore, the potential difference between the
これにより、導電性枠部177aが異常放電をより効果的に自らに誘導してサージ電流を通過させることができるため、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することをより抑制することができる。
As a result, the
上記のように、針状電極140の先端部を頂点として導電性枠部177aにおける上面部177atを底面とする仮想の錐体の頂角θの大きさは90°以下であり、この仮想の錐体の下方に捕集基板170が位置している。これによって、導電性枠部177aが異常放電をさらに効果的に自らに誘導してサージ電流を通過させることができるため、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することをさらに抑制することができる。
As described above, the size of the apex angle θ of the virtual cone having the tip of the
また、捕集基板170が導電性枠部177aに収容された状態において、導電性枠部177aの上面部177atと、捕集基板170の上面170aとが、同一平面上に位置しているため、捕集基板170の上面170aに付着した混在粒子を除去し易い。これにより、本実施形態に係る粒子検出装置においては、捕集基板170の上面170aを清浄な状態で長く維持できるため、検出回数の増加に伴った検出感度の低減を抑制できる。
Further, in the state where the
以下、本発明の実施形態3に係る粒子検出装置について説明する。なお、本実施形態に係る粒子検出装置は、針状電極の位置のみ実施形態1に係る粒子検出装置100と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
Hereinafter, the particle | grain detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention is demonstrated. In addition, since the particle | grain detection apparatus which concerns on this embodiment differs from the particle |
(実施形態3)
図29は、本発明の実施形態3に係る粒子検出装置において、捕集基板を捕集位置である第1位置に配置した状態を示す断面図である。図29においては、グランド配線183の電気的接続を説明するために、異なる断面視におけるグランド配線183の一部を図示している。
(Embodiment 3)
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a state in which the collection substrate is arranged at a first position, which is a collection position, in the particle detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 29, in order to explain the electrical connection of the
図29に示すように、捕集工程においては、矢印10で示す方向に空気を導入しつつ、針状電極140aと捕集基板170との間に電位差を発生させて、空気中を浮遊している混在粒子を帯電させる。
As shown in FIG. 29, in the collection step, while introducing air in the direction indicated by the
この状態において、本発明の実施形態3に係る粒子検出装置の針状電極140aの先端部は、捕集基板170の端部の上方に位置している。導電性枠部177の上面部177tから針状電極140aの先端部までの高さは寸法hbである。寸法hbは、実施形態1における導電性枠部177の上面部177tから針状電極140の先端部までの高さの寸法hより小さい。
In this state, the tip of the
上記のように、針状電極140aの先端部を、捕集基板170の中心から離して導電性枠部177の上面部177tに近づけて配置することにより、導電性枠部177が異常放電をさらに効果的に自らに誘導してサージ電流を通過させることができるため、実施形態1に係る粒子検出装置100に比較して、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することをさらに抑制することができる。
As described above, by disposing the tip of the needle-
以下、本発明の実施形態4に係る粒子検出装置について説明する。なお、本実施形態に係る粒子検出装置は、針状電極の先端部が捕集筒の軸方向と交差する方向に延在している点のみ実施形態1に係る粒子検出装置100と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
Hereinafter, the particle | grain detection apparatus which concerns on
(実施形態4)
図30は、本発明の実施形態4に係る粒子検出装置において、捕集基板を捕集位置である第1位置に配置した状態を示す断面図である。図30においては、グランド配線183の電気的接続を説明するために、異なる断面視におけるグランド配線183の一部を図示している。
(Embodiment 4)
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a state in which the collection substrate is arranged at the first position, which is the collection position, in the particle detection apparatus according to
本発明の実施形態4に係る粒子検出装置の針状電極140bは、高圧直流電源141から延出して、図30に示すように、捕集筒190を貫通して捕集筒190の内部に達している。針状電極140bの先端部は、捕集筒190の内側に位置して捕集筒190軸方向と交差する方向に延在している。すなわち、針状電極140bの先端部の仮想の延長線と、捕集基板170の上面170aとは直交していない。
The needle-
このように針状電極140bの先端部を配置することにより、針状電極140bの先端部の延長方向に放電を分散させて、針状電極140bの先端部の直下に向かう放電を低減することができる。特に、針状電極140bの先端部の仮想の延長線と、捕集基板170の上面170aとが平行であるとき、針状電極140bの先端部の延長方向に放電を最も分散させることができる。
By disposing the tip of the needle-
図30に示すように、捕集工程においては、矢印10で示す方向に空気を導入しつつ、針状電極140bと捕集基板170との間に電位差を発生させて、空気中を浮遊している混在粒子を帯電させる。
As shown in FIG. 30, in the collection process, while introducing air in the direction indicated by the
この状態においては、針状電極140bの先端部は、捕集基板170の中心の上方に位置している。導電性枠部177の上面部177tから針状電極140bの先端部までの高さは寸法h、導電性枠部177の上面部177tの外周端同士の最短距離は寸法Lである。針状電極140bの先端部を頂点として導電性枠部177における上面部177tを底面とする仮想の錐体の頂角θの大きさは90°以下である。
In this state, the tip of the
本実施形態に係る粒子検出装置においては、針状電極140bに高電圧が印加されて異常放電が発生した場合に、導電性枠部177が異常放電を自らに誘導してサージ電流を通過させることにより、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することを抑制することができる。その結果、本実施形態に係る粒子検出装置においては、捕集基板170の上面170aの鏡面状態を長く維持できるため、異常放電による検出感度の低減を抑制できる。
In the particle detection device according to the present embodiment, when a high voltage is applied to the
また、針状電極140bの先端部の仮想の延長線と、捕集基板170の上面170aとが直交しないように、針状電極140bの先端部を配置することにより、針状電極140bの先端部の延長方向に放電を分散させることができる。その結果、導電性枠部177が異常放電をさらに効果的に自らに誘導してサージ電流を通過させることができるため、実施形態1に係る粒子検出装置100に比較して、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することをさらに抑制することができる。
Further, by disposing the tip of the
以下、本発明の実施形態5に係る粒子検出装置について説明する。なお、本実施形態に係る粒子検出装置は、針状電極の位置のみ実施形態4に係る粒子検出装置と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
Hereinafter, the particle | grain detection apparatus which concerns on
(実施形態5)
図31は、本発明の実施形態5に係る粒子検出装置において、捕集基板を捕集位置である第1位置に配置した状態を示す断面図である。図31においては、グランド配線183の電気的接続を説明するために、異なる断面視におけるグランド配線183の一部を図示している。
(Embodiment 5)
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a state in which the collection substrate is arranged at the first position, which is the collection position, in the particle detection apparatus according to
図31に示すように、捕集工程においては、矢印10で示す方向に空気を導入しつつ、針状電極140cと捕集基板170との間に電位差を発生させて、空気中を浮遊している混在粒子を帯電させる。
As shown in FIG. 31, in the collection process, while introducing air in the direction indicated by the
この状態において、本発明の実施形態5に係る粒子検出装置の針状電極140cの先端部は、捕集基板170の端部の上方に位置している。導電性枠部177の上面部177tから針状電極140cの先端部までの高さは寸法hbである。寸法hbは、実施形態4における導電性枠部177の上面部177tから針状電極140bの先端部までの高さの寸法hより小さい。
In this state, the tip of the
上記のように、針状電極140cの先端部を、捕集基板170の中心から離して導電性枠部177の上面部177tに近づけて配置することにより、導電性枠部177が異常放電をさらに効果的に自らに誘導してサージ電流を通過させることができるため、実施形態4に係る粒子検出装置に比較して、捕集基板170の上面170aが異常放電によって損傷することをさらに抑制することができる。
As described above, by disposing the tip of the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
140,140a,140b,140c,530 針状電極、100 粒子検出装置、110 筺体、111 蓋部、111a 導入口、112 本体部、112a 排出口、112b,112c 近接センサ、120,500 ファン、130 照射部、131,550 発光素子、132 素子フレーム、133 レンズフレーム、134 集光レンズ、135,166 レンズ押さえ、141 高圧直流電源、150 ブラシ、151 ブラシ押さえ、152 ブラシ固定部、160 蛍光検出部、161 ノイズシールド、162 増幅回路、163,565 受光素子、164 受光フレーム、165 フレネルレンズ、170,510 集基板、170a 上面、170b 下面、171,171a 基板ホルダ、172 回転ベース、172a 係合穴、172b 軸部、173 モータ押さえ、174 回転モータ、174a 出力軸、175 モータホルダ、176 アーム部、176a アーム先端部、177,177a 導電性枠部、177ab 基板支持部、177as,177s 周壁部、177at,177t 上面部、180,520 ヒータ、181 電力供給用配線、182 信号線、183 グランド配線、184 フレキシブルプリント配線基板、185 導電性接着剤、190 捕集筒、540 直流電源、560 レンズ、600 混在粒子、600A 粒子、600B 粉塵。 140, 140a, 140b, 140c, 530 Needle electrode, 100 particle detector, 110 housing, 111 lid, 111a inlet, 112 body, 112a outlet, 112b, 112c Proximity sensor, 120, 500 fan, 130 irradiation Part, 131, 550 Light emitting element, 132 element frame, 133 lens frame, 134 condenser lens, 135, 166 lens holder, 141 high voltage DC power supply, 150 brush, 151 brush holder, 152 brush fixing part, 160 fluorescence detection part, 161 Noise shield, 162 amplifier circuit, 163,565 light receiving element, 164 light receiving frame, 165 Fresnel lens, 170,510 current collector, 170a upper surface, 170b lower surface, 171, 171a substrate holder, 172 rotating base, 172a Hole, 172b shaft portion, 173 motor holding, 174 rotation motor, 174a output shaft, 175 motor holder, 176 arm portion, 176a arm tip portion, 177, 177a conductive frame portion, 177ab substrate support portion, 177as, 177s peripheral wall portion, 177at, 177t Top surface portion, 180, 520 heater, 181 Power supply wiring, 182 Signal line, 183 Ground wiring, 184 Flexible printed wiring board, 185 Conductive adhesive, 190 Collection tube, 540 DC power supply, 560 Lens, 600 Mixed particles, 600A particles, 600B dust.
Claims (5)
導入口および該導入口に対向する排出口を有する筐体と、
前記筐体の内部に位置して導入口側から排出口側に向けて延在する捕集筒と、
前記筐体内に位置し、前記導入口から前記筐体内に導入された空気中に含まれる粒子を帯電させる放電部と、
前記放電部により帯電された粒子を静電気力により捕集部材に付着させて捕集する捕集部と、
前記捕集部により捕集された粒子に含まれる生物由来の粒子の量を検出する粒子検出手段とを備え、
前記捕集部は、前記捕集部材の外周を包囲して電気的に接地され、前記放電部と対向する面を有する導電性枠部を含み、
前記捕集部材においては、前記放電部と対向する面を有し、かつ、前記放電部と対向する面とは反対側の面が電気的に接地されている、粒子検出装置。 A particle detection device for detecting biological particles,
A housing having an inlet and an outlet facing the inlet;
A collection cylinder located inside the housing and extending from the inlet side toward the outlet side;
A discharge unit that is located in the casing and charges particles contained in the air introduced into the casing from the inlet;
A collection unit for collecting particles charged by the discharge unit by electrostatic force attached to the collection member; and
A particle detecting means for detecting the amount of biological particles contained in the particles collected by the collecting unit;
The collection portion includes a conductive frame portion that surrounds an outer periphery of the collection member and is electrically grounded, and has a surface facing the discharge portion,
The particle detection apparatus, wherein the collection member has a surface facing the discharge portion, and a surface opposite to the surface facing the discharge portion is electrically grounded.
前記針状電極の前記先端部を頂点として前記導電性枠部における前記放電部と対向する面を底面とする仮想の錐体の頂角の大きさは90°以下である、請求項1または2に記載の粒子検出装置。 The discharge part includes a needle-like electrode whose tip is located inside the collection tube,
The magnitude | size of the vertex angle of the virtual cone which makes the front-end | tip part of the said acicular electrode a vertex and makes the surface which faces the said discharge part in the said conductive frame part into a bottom face is 90 degrees or less. The particle | grain detection apparatus as described in.
前記筐体内に位置し、前記捕集部材に付着した粒子に向けて励起光を照射する照射部と、
前記筐体内に位置し、前記励起光を照射された粒子から発せられる蛍光を検出する蛍光検出部と、
前記捕集部材に接触するように位置し、前記捕集部材に付着した粒子を加熱する加熱部と、
前記励起光を照射された粒子から検出された蛍光量が前記加熱部の加熱によって変化した量から生物由来の粒子の量を算出する算出手段とを含み、
前記加熱部は、接地されたグランド配線を含み、
前記導電性枠部は、前記グランド配線に電気的に接続されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の粒子検出装置。 The particle detection means includes
An irradiation unit that is located in the housing and irradiates excitation light toward the particles attached to the collection member;
A fluorescence detection unit that is located within the housing and detects fluorescence emitted from the particles irradiated with the excitation light;
A heating unit that is positioned so as to contact the collecting member and that heats particles adhering to the collecting member;
Calculating means for calculating the amount of biologically derived particles from the amount of fluorescence detected from the particles irradiated with the excitation light changed by the heating of the heating unit;
The heating unit includes grounded ground wiring,
The particle detection device according to claim 1, wherein the conductive frame portion is electrically connected to the ground wiring.
Priority Applications (1)
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