JP2023500752A - 光学式粒子分析計のための較正検証 - Google Patents

Abstract

粒子の存在又は不在とは無関係を含めて、粒子分析計の較正ステータスを検証するための粒子分析計及び関連方法が提供される。方法及び分析計は、別個の、干渉しない時間周波数領域、すなわち、中間周波数時間領域及び低周波数時間領域、並びに任意選択で高周波数時間領域の使用を含む。高周波数時間領域は、レーザ面駆動電流周波数変調を生成して、レーザ面の空間モードホッピングを防止する。中間周波数時間領域は、粒子検出のためのものである。低周波数時間領域は、分析計の調子又は較正ステータスのための、レーザパルス光自己診断を含む較正ステータスのためのものである。周波数時間領域範囲を慎重に選択することによって、干渉はなく、粒子に依存しない計器を自己診断する能力がある。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照

[0001]本出願は、各々が２０１９年１１月８日に出願され、「Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ａｎａｌｙｚｅｒｓ」という名称である、国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０６０６０７及び米国特許出願第１６／６７８，９６８号の優先権の利益を主張するものであり、その各々は２０１８年１１月１２日に出願された米国特許出願第６２／７５９，９５３号の利益を主張し、これらは、本明細書と矛盾しない程度までその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0002]本発明は、光学式粒子分析計の分野である。本発明は、一般的には、較正検証システム並びに光学式粒子分析計の較正ステータス及び性能を検証するための方法に関する。

[0003]マイクロ汚染関連業界の大部分は、米国特許第３，８５１，１６９号、米国特許第４，３４８，１１１号、米国特許第４，９５７，３６３号、米国特許第５，０８５，５００号、米国特許第５，１２１，９８８号、米国特許第５，４６７，１８８号、米国特許第５，６４２，１９３号、米国特許第５，８６４，３９９号、米国特許第５，９２０，３８８号、米国特許第５，９４６，０９２号、及び米国特許第７，０５３，７８３号を含むさまざまな米国特許に記載されているものなどの光学式粒子分析計の使用に依存する。米国特許第４，７２８，１９０号、米国特許第６，８５９，２７７号、及び米国特許第７，０３０，９８０号も、光学式粒子分析計を開示し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。エアロゾル光学式粒子分析計は、クリーンルーム及びクリーンゾーン内の空気中粒子汚染を測定するために使用される。液体粒子分析計は、多くの場合、水処理業界及び化学処理業界において微粒子汚染を光学的に測定するために使用される。

[0004]これらの適用例のための光学式粒子分析計は、一般的には、少なくとも年に一度、較正手順を経験する。ＪＩＳ Ｂ９９２１：光散乱式自動粒子計数器（Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ）、ＡＳＴＭ Ｆ３２８－９８：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇ ａｎ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｍｏｎｏｄｉｐｅｒｓｅ Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ、及びＩＳＯ／ＦＤＩＳ２１５０１－４：Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ－Ｓｉｎｇｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ－Ｐａｒｔ ４： Ｌｉｇｈｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ｆｏｒ ｃｌｅａｎ ｓｐａｃｅｓなどの、光学式粒子分析計に関する較正要件を詳述する国際規格が、利用可能である。

[0005]光学式粒子分析計のための較正プロセスは複雑であり、通常は、光学式粒子分析計製造業者からの熟練した代表者が較正を実行する必要がある。較正プロセスは、認定された粒子サイズ規格の使用を中心とする。単に例として、米国では、これらの規格は、米国国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）まで辿れる、水に懸濁されたポリスチレン球である。

[0006]エアロゾル光学式粒子分析計に較正規格粒子を提供するための典型的な粒子生成システムは、濾過された空気を、ポンプを使用してシステムに引き込む。較正規格粒子は水に懸濁されているので、エアロゾル光学式粒子分析計による検出のために、エアロゾル化されなければならない。水と粒子の混合物がネブライザに置かれ、粒子生成器ポンプによって生産された加圧された空気のストリームとともに、ネブライザによってエアロゾル化される。この様式において、既知のサイズの単分散粒子は、粒子分析計の各対応する粒子チャネルを較正するために使用される。たとえば、１．０μｍ粒子は、１．０μｍチャネルを較正するために使用される。これは、被験ユニットの各粒子チャネルが粒子を正確にサイズ分類することを保証する。

[0007]上記で説明された試験に加えて、被験計器によって利用されるものに加えて全体的に異なるフローシステムを含む基準粒子分析計と試験計器を相互比較することも一般的には必要とされる。これは、たとえば、試験計器が、その述べられた第１のチャネル粒子サイズで５０％の計数効率を達成し、その述べられた第１のチャネル粒子サイズ１．５～２．０倍で１００％の計数効率を達成することを保証するために行われる。

[0008]ＮＩＳＴが定めた流量計を用いて被験ユニットの流量を測定及び確認すること、並びにゼロ計数（誤計数率）試験を実行することも一般的に必要とされる。いくつかの適用例では、計器は、一般的には、９５％信頼区間上限で５分間に１未満の計数の達成可能な誤計数率を実証することが必要とされる。この試験は、非常に時間がかかり、１時間を超える長い総サンプリング時間を必要とすることがある。

[0009]完全な光学式粒子分析計較正は複雑であり、したがって、一般的に、粒子分析計製造業者からの熟練した代表者によって実行されなければならない。完全な較正は、典型的には、可搬型でない大量の試験機器を必要とする。一般的には、被験光学式粒子分析計は、較正機器の場所まで持って行かれなければならない。

[0010]コストの理由及び実装の簡単さのために、粒子分析計使用者は、典型的には粒子分析計製造業者によって推奨されるように、一般的には、１年の較正周期に較正を限定する。粒子分析計使用者は、粒子分析計が１年の較正周期を通じて適切な較正を維持することを仮定しなければならないが、これは、当てはまらないときがある。

[0011]エアロゾル粒子分析計使用者は、いくつかの業界に分けられる。たとえば、半導体業界及び医薬品業界は、粒子測定が大きな役割を果たす２つの業界である。半導体の使用者は、一般的には、ウェハ歩留まりレベルを改善又は維持するために、エアロゾル汚染を監視する。エアロゾル光学式粒子分析計は、これらのクリーンエリアのうちの１つにおいて較正からずれる場合、粒子分析計は、そのクリーンエリア内の粒子レベルを過大計数又は過小計数することがある。粒子分析計が過小計数している場合、クリーンエリアは、使用者が思うよりも汚れていることがある。最悪のシナリオでは、この検出されなかった粒子汚染により、使用者は、ウェハ歩留まりの低下を経験することがある。歩留まりの低下は望ましいことではないが、使用者は、少なくともウェハ歩留まりの品質制御監視からリアルタイムフィードバックが与えられ、その特定のクリーンエリア内であり得る問題を調べるための何らかの刺激を有する。最終的に、較正範囲外の粒子分析計が、ウェハ歩留まりの低下の原因として明らかにされる。

[0012]較正範囲外の粒子分析計は、医薬品における使用者にも大きな問題を提示する。医薬品における使用者は、調合薬が取り扱われる又は処理されるクリーンエリアを監視しなければならない。米国では、この監視は、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって義務づけられている。プロセスエリアは、いくつかの医薬品に対して確立された指定された清浄度レベルに維持されなければならない。粒子分析計が過小計数している場合、清浄なプロセスエリアは、使用者が思うよりも汚れていることがある。問題を示すプロセスのリアルタイムフィードバックがないので、使用者は、較正範囲外の粒子分析計を検出する手段を有さない。使用者は、粒子分析計の１年の較正周期の残りにわたって疑わしいクリーンエリア内の調合薬を引き続き処理し、その後、最後に、その次にスケジュールされた較正時に、粒子分析計が較正範囲外であることが知らされることがある。

[0013]液体粒子分析計は、多くの場合、純水及び化学物質のストリームの中の微粒子汚染を光学的に測定するために使用されるので、液体粒子分析計が過小計数しているとき、水又は化学物質のストリームは、使用者が思うよりも高い微粒子レベルを含むことがある。たとえば、液体源が予想よりも高い粒子レベルを含む場合、これは、この液体が１つの成分である最終生成物が予想よりも高い汚染レベルを有することをもたらすことがある。上記のように、これは、たとえば最終生成物が医薬組成物である場合に大きな問題を提起することがある。或いは、液体が、たとえば、半導体デバイスの処理中にすすぎ剤、洗浄剤、又は溶媒として利用される場合、半導体デバイスの粒子汚染が起こり、半導体デバイス歩留まりの減少をもたらすことがある。

[0014]粒子分析計が較正範囲外と定められると、その粒子分析計がその較正周期（典型的には１年）全体にわたって監視したクリーンエリアのステータスが問題になる。粒子分析計が、それが監視した実際のクリーンエリアを、許可されたＦＤＡ指定の汚染限界よりも上に置くように十分に過小計数したことが決定された場合、そのエリア内で１年間に生産されたすべての製品が疑わしくなる。使用者は、疑わしいエリア内で生産された１年全体の医薬品をリコールすることを強制されることがある。これは、失われた製品に医薬品使用者が数百万ドルを費やすことなどの財政を含む多くの理由で、基本的な妨げになる。

[0015]光学式粒子分析計は、検出電子機器のずれを含むいくつかの理由で誤較正されることがある。そのような誤較正された粒子分析計は、依然として粒子の総数を適切に計数することがあるが、粒子の実サイズを誤認することがある。光学式粒子分析計の較正ステータスを評価するための少なくともいくつかの既知のシステム及び方法は、実際の粒子を用いて、光学式粒子分析計を試験する。典型的には、完全な較正手順を実行するほど費用及び時間がかからないが、実際の粒子を使用して光学式粒子分析計の較正ステータスを評価することは、些細な手順ではない。したがって、実際の粒子の使用を必要としない光学式粒子分析計の較正ステータスを効率的に評価するためのシステム及び方法を用いることは有益であろう。

[0016]米国特許第５，６８４，５８５（Ｇｉｒｖｉｎ）は、通常使用下での粒子の検出をシミュレートするような様式で粒子照明源を変調することによって光学式粒子計数器の較正ステータスを検証することを説明する。しかしながら、Ｇｉｒｖｉｎは、レーザビーム内の粒子の存在によって影響され、そのため、実際の粒子活動の不在下で最も良く実行する。したがって、これは、Ｇｉｒｖｉｎにおける診断ルーチンが、計器の流体入口上へとゼロ計数フィルタを置き、その後で較正診断ルーチンを開始することによって達成されることを必要とする。そのうえ、粒子を分析する際に使用されている計器は、数時間にわたって、数日にわたって、さらにはより長くにわたってチャンバ内の粒子の存在を招き得る残存粒子汚染を有するリスクがある。そのような残存粒子は、分析計診断と干渉し得る。したがって、当技術分野では、粒子が分析計内に存在するかどうかとは無関係に自己診断を確実に経験し、以って残存粒子の存在に対応し、並びに／又は同時自己診断及び粒子検出を提供することができる光学式粒子計数器及び分析計が必要とされている。本明細書において説明される方法及びシステムは、これを、互いと干渉していない自己診断、粒子計数、及びレーザパワー変調のための特別に構成された時間領域周波数の使用によって達成する。

[0017]本明細書において開示されるのは、光検出器及びその後の増幅回路の応答性、収集用光学部品によって収集されるレーザパルス光の量、散乱粒子光収集用光学部品の出力、並びにレーザパワーレベルのためなどの、構成要素の機能的調子を決定することを含む、自己診断特徴が光学式粒子分析計のための較正ステータスを検証することを可能にする方法及びシステムである。光学式粒子分析計較正ステータスを検証すること及び構成要素の機能的調子を決定することは、レーザパワーを循環（たとえば、変調）し、次いで高利得検出器回路（たとえば、本明細書では増幅回路と呼ばれる）上での粒子利得段パルス活動を検出するによって達成されてもよい。印加されるレーザパワー（たとえば、その単一の周期は、本明細書では「チェックパルス」と呼ばれることがある）、及び高利得検出器回路（たとえば、増幅回路）上での検出用粒子利得段ＡＣ結合パルス活動を変調することによって、開示されるシステム及び方法は、感度が高く、正確である。開示されるシステム及び方法は、光学式粒子分析計計器のための較正検証自己診断システムとして実施されてもよく、計器がその較正使用周期（たとえば、１年）の終了時に調整前（ａｓ－ｆｏｕｎｄ）較正検証を正常に完了する確率を増加させるために使用されることがある。

[0018]レーザパワーレベルのパルス化された変化は、光検出器電流電圧変換器の出力において確立されたＤＣ電圧レベルを変える。この突然のＤＣ電圧シフトが光検出器信号のその後のＡＣ結合増幅に供給されると、パルスが、ＡＣ結合回路によって生成される。結果として生じる検出器信号波形の立ち上がり縁は、レーザパワーレベルが増加される速さを表し、検出器信号波形ピークの立ち下がり縁は、ＡＣ結合回路が放電する速さを表す。検出器信号波形上のパルスピークの振幅は、パルス化されたレーザパワーの量、収集用光学部品によって収集されたレーザパルス光の量、及び光検出器及びその後の増幅回路の応答性を含む、粒子計数器の粒子検出システムのいくつかの機能的調子インジケータに直接的に相関づけられる。本明細書において説明される較正検証試験システム及び方法は、低速ＡＤＣの追加によって既存の光学式粒子分析計計器及びシステム（たとえば、ＬＡＳＡＩＲ（登録商標）－Ｐｒｏ計器（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）のデジタル処理システム）に組み込まれてもよい。

[0019]開示されるシステム及び方法は、フィルタ処理された空気をサンプリングする場合と同様に、粒子がサンプル媒体内に存在しない場合、感度が高く、正確である。開示されるシステム及び方法はまた、フィルタ処理されない周囲空気を使用して実施されてもよい。この後者の場合では、ビーム中の粒子は、異常値データ点を引き起こすことがあり、これは、較正検証試験パルスの複数の実行に対して平均化される、又はそれらが所定の閾値信号を越える場合は定量分析から省略される、のどちらであってもよい。増幅回路はまた、粒子（通常計器流量でサンプリングするとき）及びパルスノイズイベントに大きく反応しないように調整された周波数であってもよい。

[0020]本明細書において提供される方法及び分析計は、２つの別個の、干渉しない時間周波数領域、すなわち、中間周波数時間領域及び低周波数時間領域の使用を含む。任意選択で、第３の別個の周波数すなわち高周波数時間領域が利用される。中間周波数時間領域は、粒子検出のためのものである。低周波数時間領域は、分析計の調子又は較正ステータスのための、レーザパルス光自己診断を含む較正ステータスのためのものである。周波数時間領域範囲を慎重に選択することによって、異なる周波数時間領域のいずれの間にも干渉はなく、以って、粒子及び／又は任意の粒子を分析する能力に影響することのない分析計自己診断は、存在しない場合、診断機能に影響しないという重要な機能的利益を提供する。任意選択的な第３の周波数、高周波数時間領域は、レーザ面駆動電流周波数変調を生成して、レーザ面の空間モードホッピングを防止する。そのうえ、空間モードホッピングを回避するために重要である高周波数時間領域は、粒子検出又は自己診断のいずれとも干渉しない。もちろん、本明細書において説明されるシステム及び方法は、空間モードホッピングは低い関心事である光学源に適合する。たとえば、第３の高周波数時間領域は、屈折率導波形レーザを有する分析計とともに使用されてもよい。対照的に、高周波数時間領域は、利得導波形レーザなどの他のレーザとともに必要とされないことがある。

[0021]較正検証診断ルーチンを開始しながら粒子活動の影響を減少又は解消するために、別個の及び別々の時間領域セグメントへのシステム時間スペクトルのセグメント化が、本明細書において説明される。システムは、散乱光集光システムの集光効率を決定する方法として、レーザパワー変調を利用する。システムは、これを、診断ルーチンが起動されている間レーザビームを通過する粒子の存在の影響を実質的に受けない様式で達成する。これは、本明細書において説明されるシステム及び方法が、影響が較正内ステータスの決定に不利に影響しない限り、自己診断時の粒子による何らかの影響を許容することを反映する。たとえば、粒子によって引き起こされる５％未満又は１％未満などの、結果として生じる１つ又は複数の診断パラメータの小さい変動は、許容範囲内である。必要に応じて、よりコスト効果の高い受動的な単一のＰＯＬＥフィルタではなく、第２のＰＯＬＥフィルタ又は第３のＰＯＬＥフィルタなどの、より厳しい能動的なフィルタリング技法が使用されてもよい。

[0022]システムは、別々の外部フォトダイオードパワー測定システムを利用して、適切なレーザパワーが検出されたことを検証する。このシステムも、診断ルーチンが起動されている間レーザビームを通過する粒子の存在の影響を受けないように設計される。

[0023]本明細書において説明される方法及びシステムは、粒子がシステムの能動的要素を通って通過しているときですら容易に実施される較正診断システム／方法を提供するによることを含む、光学式粒子計数の技術を進化させる。

[0024]一実施形態では、光学式粒子分析計の較正を検証するための方法が提供される。この方法は、光学式粒子分析計を用意するステップを含む。光学式粒子分析計は、電磁放射（「ＥＭＲ」）のビームを生成するためのＥＭＲの源を含む。光学式粒子分析計は、サンプル媒体を含むため、及びＥＭＲのビームを受けるためのチャンバを含む。光学式粒子分析計は、ＥＭＲのビームを源からチャンバに向けるための、ＥＭＲの源と光学的に連絡する光学アセンブリを含む。光学式粒子分析計は、ＥＭＲのビームから散乱放射を検出するための検出器を含む。光学式粒子分析計は、ＥＭＲのビームからの散乱放射をチャンバから検出器に向けるための集光システムを含む。方法は、ＥＭＲの源に印加されたパワーを変調するステップを含む。方法は、変調するステップに応答して、検出器信号波形を誘導するステップを含む。方法は、検出器信号波形を分析して、ＥＭＲの源、光学アセンブリ、チャンバ、検出器、及び集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた少なくとも１つの診断パラメータの値を決定するステップを含む。方法は、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値に基づいて光学式粒子分析計の較正ステータスを決定するステップを含む。

[0025]一実施形態では、光学式粒子分析計の較正を検証するための方法が提供される。この方法は、光学式粒子分析計を用意するステップを含む。光学式粒子分析計は、レーザビームを生成するためのレーザの源を含む。光学式粒子分析計は、サンプル媒体を含むため、及びレーザビームを受けるためのフローチャンバを含む。光学式粒子分析計は、レーザビームをレーザからフローチャンバに向けるための、レーザと光学的に連絡する光学アセンブリを含む。光学式粒子分析計は、レーザビームから散乱放射を検出するための検出器を含む。光学式粒子分析計は、レーザビームからの散乱放射をフローチャンバから検出器に向けるための集光システムを含む。方法は、レーザに印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調するステップを含む。方法は、変調するステップに応答して、検出器信号波形を誘導するステップを含む。方法は、検出器信号波形を分析して、レーザ、光学アセンブリ、フローチャンバ、検出器、及び集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた少なくとも１つの診断パラメータの値を決定するステップを含む。少なくとも１つの診断パラメータは、第１のパワーレベルでの印加されたパワーを有するレーザから第１の放射パワーレベルでレーザビームから検出器によって検出された散乱放射と、第２のパワーレベルでの印加されたパワーを有するレーザから第２の放射パワーレベルでレーザビームから検出器によって検出された散乱放射との検出器信号振幅の差に対応する散乱放射検出器信号波形のピークの振幅を含む。方法は、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値に基づいて光学式粒子分析計の較正ステータスを決定するステップを含む。

[0026]一実施形態では、光学式粒子分析計が提供される。この光学式粒子分析計は、ＥＭＲのビームを生成するためのＥＭＲの源を含む。光学式粒子分析計は、サンプル媒体を含むため、及び電磁放射のビームを受けるためのチャンバを含む。光学式粒子分析計は、ＥＭＲのビームをＥＭＲの源からチャンバに向けるためのＥＭＲの源と光学的に連絡する光学アセンブリを含む。光学式粒子分析計は、ＥＭＲのビームから散乱放射を検出するための検出器を含む。光学式粒子分析計は、ＥＭＲのビームからの散乱放射をチャンバから検出器に向けるための集光システムを含む。光学式粒子分析計は、ＥＭＲの源及び検出器に動作可能に接続されたプロセッサを含む。このプロセッサは、ＥＭＲの源に印加されたパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調するようにプログラムされる。プロセッサは、ＥＭＲの源に印加されたパワーの変調によって誘導された散乱放射検出器信号波形を分析するようにプログラムされる。プロセッサは、ＥＭＲの源、チャンバ、光学アセンブリ、検出器、及び集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた少なくとも１つの診断パラメータの値を決定するようにプログラムされる。プロセッサは、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値に基づいて光学式粒子分析計の較正ステータスを決定するようにプログラムされる。

[0027]一実施形態では、光学式粒子分析計が提供される。この光学式粒子分析計は、レーザビームを生成するためのレーザの源を含む。光学式粒子分析計は、サンプル媒体を含むため、及びレーザビームを受けるためのフローチャンバを含む。光学式粒子分析計は、レーザビームをレーザからフローチャンバに向けるための、レーザと光学的に連絡する光学アセンブリを含む。光学式粒子分析計は、レーザビームから散乱放射を検出するための検出器を含む。光学式粒子分析計は、レーザビームからの散乱放射をフローチャンバから検出器に向けるための集光システムを含む。光学式粒子分析計は、レーザ及び検出器に動作可能に接続されたプロセッサを含む。プロセッサは、レーザに印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調するようにプログラムされる。プロセッサは、レーザに印加されるパワーの変調によって誘導された散乱放射検出器信号波形を分析するようにプログラムされる。プロセッサは、レーザ、フローチャンバ、光学アセンブリ、検出器、及び集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた少なくとも１つの診断パラメータの値を決定するようにプログラムされる。少なくとも１つの診断パラメータは、第１のパワーレベルでの印加されたパワーを有するレーザから第１の放射パワーレベルでレーザビームから検出器によって検出された散乱放射と、第２のパワーレベルでの印加されたパワーを有するレーザから第２の放射パワーレベルでレーザビームから検出器によって検出された散乱放射との検出器信号振幅の差に対応する散乱放射検出器信号波形のピークの振幅を含む。プロセッサは、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値に基づいて光学式粒子分析計の較正ステータスを決定するようにプログラムされる。

[0028]一実施形態では、非一過性コンピュータ可読記憶媒体が提供される。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、ＥＭＲの源とチャンバと光学アセンブリと検出器と集光システムとを有する光学式粒子分析計の較正を検証するために、その中に記憶されるプロセッサ実行可能命令を含む。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、ＥＭＲの源に印加されたパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調させる。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、ＥＭＲの源に印加されたパワーの変調によって誘導される散乱放射検出器信号波形を分析させる。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、ＥＭＲの源、チャンバ、光学アセンブリ、検出器、及び集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた少なくとも１つの診断パラメータの値を決定させる。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値に基づいて光学式粒子分析計の較正ステータスを決定させる。

[0029]一実施形態では、非一過性コンピュータ可読記憶媒体が提供される。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、レーザとフローチャンバと光学アセンブリと検出器と集光システムとを有する光学式粒子分析計の較正を検証するために、その中に記憶されるプロセッサ実行可能命令を含む。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、レーザに印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調させる。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、レーザに印加されるパワーの変調によって誘導される散乱放射検出器信号波形を分析させる。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、レーザ、フローチャンバ、光学アセンブリ、検出器、及び集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた少なくとも１つの診断パラメータの値を決定させる。少なくとも１つの診断パラメータは、第１のパワーレベルでの印加されたパワーを有するレーザから第１の放射パワーレベルでレーザビームから検出器によって検出された散乱放射と、第２のパワーレベルでの印加されたパワーを有するレーザから第２の放射パワーレベルでレーザビームから検出器によって検出された散乱放射との検出器信号振幅の差に対応する散乱放射検出器信号波形のピークの振幅を含む。１つ又は複数のプロセッサによって実行されるとき、プロセッサ実行可能な命令は、１つ又は複数のプロセッサに、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値に基づいて光学式粒子分析計の較正ステータスを決定させる。

[0030]いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、本明細書において開示されるデバイス及び方法に関連する根本的な原理の見解又は理解が、本明細書において説明され得る。任意の機械的な説明又は仮説の最終的な正確さにかかわらず、本発明の一実施形態は、それにもかかわらず、動作可能であり、有用であることができることが認識されよう。

光学式粒子分析計の概略図である。 本開示の一実施形態による光学式粒子分析計の較正を検証するための方法のフローチャートである。 本開示の一実施形態による図２に図示される方法を実行するために使用されることがあるソフトウェアアーキテクチャのブロック図である。 本開示の一実施形態による図１に図示されるコンピューティングシステム及び図２に示される方法とともに使用されることがあるデータ構造のブロック図である。 本開示の一実施形態による図２に図示される方法において誘導される検出器信号波形のプロットである。 本開示の一実施形態による図２に図示される方法のための使用事例の状態図表現である。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の一実施形態によるリセットをもつ周波数が調整された閉ループピークホールド回路の概略図である。 本開示の実施例４のための検出器信号波形のプロットである。 時間延長ビューにおける図１２の検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例４のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例５のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例５のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例５のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例５のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例５のための検出器信号波形のプロットである。 本開示の実施例５のための検出器信号波形のプロットである。 デジタルオシロスコープからの例示的な粒子パルスのプロットである。 低周波数時間領域のための低速ピークホールド回路の概略図である。 フィルタ処理された計器サンプル空気を用いたピークホールド回路診断機能のプロットである。 ＩＳＯ １４６４４－１クラス５のフィルタ処理されていない計器サンプル空気を用いたピークホールド回路診断機能のプロットである。

[0055]以下の説明では、本発明のデバイス、デバイス構成要素、及び方法の多数の具体的な詳細は、本発明の正確な性質の完全な説明を提供するために記載されている。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細なしに実施可能であることは、当業者には明らかであろう。

[0056]一般に、本明細書において使用される用語及び句は、当業者に知られている標準的なテキスト、雑誌参考文献、及び文脈を参照して見出され得る、当技術で認識される意味を有する。以下の定義は、本発明の文脈における具体的な使用法を明確にするために提供される。

[0057]「サンプル媒体」という用語は、光学式粒子分析計によって測定されることになるサンプルを備える物質又は物質の集まりを指す。一例として、光学式粒子分析計は、環境から空気をサンプル採取することがある。空気は、粒子を含んでもよいし、含まなくてもよく、したがって、それは、光学式粒子分析計を使用して環境中の空気が粒子を有するかどうかを決定するという１つの目的である。この例では、サンプル媒体は環境の空気である。

[0058]「診断パラメータ」という用語は、検出器信号波形などの光学式粒子分析計の１つ又は複数の出力を通じて分析的に決定される測定可能な量又は品質を指す。診断パラメータの値は、光学式粒子分析計の正常な較正イベント間のときに決定される。

[0059]「と関連づけられた診断パラメータ」という用語は、光学式粒子分析計内の粒子構成要素（複数可）の動作条件及び機能を表す決定された診断パラメータの１つ又は複数の値を指す。たとえば、特定の診断パラメータの値は、光学式粒子分析計のフォトダイオードベースの検出器上での散乱光入射の放射パワーに従って変わることがある。この場合、期待値よりも小さい（たとえば、仕様外の結果）、そのような診断パラメータに関して決定された値は、たとえば、限定するものではないが、ビームが散乱され、その後で光学式粒子分析計の検出器によって検出される電磁放射の源（たとえば、レーザ）に関する動作問題を示すことがある。

[0060]「動作条件」という用語は、特定の構成要素又は光学式粒子分析計の構成要素のセットの機能の状態を指す。動作条件は、構成要素（複数可）が機能する又は機能しないのどちらかである、厳密に２値のステータスであってもよい。動作条件は、完全に機能するから完全に機能しないまでの範囲に及ぶ機能の連続体に関するステータスであってもよい。そのような機能の連続体は、仕様外ステータスに近い及び／又は所定のスケジュールに従った何らかの維持動作を必要とするなどの、中間状態（複数可）を含むことがある。本明細書において詳細に説明されるように、開示されたシステム及び／並びに方法を使用して決定される診断パラメータの値は、診断パラメータが関連づけられる光学式粒子分析計のそれぞれの構成要素（複数可）の動作条件と関連づけられることがある。

[0061]「較正ステータス」という用語は、光学式粒子分析計が「較正内」であるか又は「較正外」であるかを反映する光学式粒子分析計の特定の機能状態を指す。特定の光学式粒子分析計の較正ステータスは、その同じ特定の粒子分析計に関して最後の正常な較正が実行及び／又は認定された以降のステータスである。較正ステータスは、特定の光学式粒子分析計が較正内又は較正外のどちらかである２値ステータスであってもよい。較正ステータスは、較正内から較正外までの範囲に及ぶステータスの連続体に関するステータスであってもよい。そのような連続体は、較正外ステータスに近い、スケジュールされた較正のための時間に近い、及び／又は１つ若しくは複数の所定の制御警告限界（複数可）に接近している若しくはこれを超過しているなどの、中間ステータスを含むことがある。対象となる適用例に応じて、分析計は、較正された絶対値の１０％以内、５％以内、１％以内、又は０．１％以内パラメータを提供するなどの、使用者により定められた許容差範囲内である場合、「較正された」と定められてよい。

[0062]「較正パラメータ」という用語は、光学式粒子分析計のための正常な較正イベントが実行される（たとえば、較正イベントの開始と較正イベントの終了の間に決定される）同じ時間の間に較正パラメータの値が決定されることを除いて、「診断パラメータ」と同じ意味をもつ。

[0063]「立ち上がり縁関数」という用語は、検出器信号波形の立ち上がり縁を定める又は少なくとも近似する式を指す。

[0064]「通電状態」という用語は、光学式粒子分析計の構成要素内に貯蔵された電気エネルギーの定性的尺度及び／又は定量的尺度を指す。

[0065]「に動作可能に接続される」という用語は、２つ以上の機能的に関連する構成要素が電流の流れ及び／又はデータ信号の流れの目的で互いに結合されていることを指す。２つ以上の構成要素のこの結合は、ワイヤード接続及び／又はワイヤレス接続であってもよい。ワイヤード接続及び／又はワイヤレス接続を介してそのように結合された２つ以上の構成要素は、互いに近接していてもよいし（たとえば、光学式粒子分析計と同じ部屋内又は同じハウジング内）、物理的空間内（たとえば、光学式粒子分析計の場所とは異なる建物内）で何らかの距離によって分離されてもよい。

[0066]「光学的に連絡」という用語は、光又は電磁放射が構成要素間を移動することを可能にする様式で配列された構成要素を指す。

[0067]「放射」という用語は、空間を通る又は物質媒体を通る放出又は透過を経験するエネルギーなどの、波及び／又は粒子の形をとるエネルギーを指す。いくつかの方法及び／並びに適用例に関しては、「放射」という用語が電磁放射を指すことが好ましい。「電磁放射」という用語と「光」という用語は、本明細書では同義に使用され、電界及び磁界の波及び／又は光子を指す。本明細書で使用されるとき、電磁放射は、限定するものではないが、電波、マイクロ波、赤外線、可視光、紫外線、Ｘ線、及びガンマ線を含む。本発明の方法に有用な電磁放射は、限定するものではないが、紫外光、可視光、赤外光、又は約１００ナノメートル（ｎｍ）～約１５ミクロン（μｍ）の波長を有するこれらの任意の組み合わせを含む。「散乱放射」という用語は、電磁放射のビームの少なくとも一部分（又は、そのエネルギー含量）の散乱から生じる放射などの、放射の散乱から生じる放射を指す。たとえば、レーザビームなどの電磁放射のビームとこのビームが透過されている媒体内に存在する粒子などの物質との間の相互作用は、電磁放射のビームの少なくとも一部分の散乱、又はそのエネルギー含量を含むことがある。たとえば、電磁放射のビームの光子の少なくとも一部分は、物質との相互作用又は媒体内の不均一性による散乱されることがある。「散乱」及び「散乱させる」という用語は、電磁放射などの放射が、放射が放たれている又は透過されている媒体内の１つ又は複数の不均一性との相互作用により直線軌道から逸脱することが強制されるプロセスを指す。たとえば、散乱は、電磁放射の波、又はそれらの量子、光子が、電磁放射の波又は光子が放たれている又は透過されている流体（たとえば、気体、空気、液体など）などの媒体内の１つ又は複数の粒子などの物質との相互作用又は不均一性によるある直線軌道から少なくとも第２の軌道への逸脱（複数可）を経験することを指すことがある。

[0068]「ほぼ」という用語と「約」という用語は、互換的に使用され、所与の基準値の２０％以内、１０％以内、５％以内、又は任意選択で所与の基準値に等しい、値を指す。たとえば、約１００ｎｍである波長は、１００ｎｍの２０％以内、１０％以内、５％以内、又は好ましくはいくつかの適用例では１００ｎｍに等しい、任意の波長である。

[0069]「粒子」は、多くの場合に汚染物質と考えられる小さい物体を指す。粒子は、たとえば、２つの表面が機械的に接触し、機械的な動きがあるとき、摩擦の作用によって産生される任意の物質とすることができる。粒子は、塵、汚れ、煙、灰、水、すす、金属、ミネラル、又はこれら若しくは他の物質若しくは汚染物質の任意の組み合わせなどの物質の凝集体から構成可能である。「粒子」は、生物学的粒子、たとえば、ウイルスや、胞子や、細菌、真菌、古細菌、原生生物、他の単細胞微生物、及び具体的には１～１５μｍ程度のサイズを有するそれらの微生物を含む微生物も指すことがある。粒子は、光を吸収又は散乱させ、したがって光学式粒子計数器によって検出可能である任意の小さな物体を指すことがある。本明細書で使用されるとき、「粒子」は、搬送流体の個々の原子又は分子、たとえば水分子、プロセス化学分子、酸素分子、ヘリウム原子、窒素分子などを除くと意図される。本発明のいくつかの実施形態は、１０ｎｍよりも大きい、２０ｎｍよりも大きい、３０ｎｍよりも大きい、５０ｎｍよりも大きい、１００ｎｍよりも大きい、５００ｎｍよりも大きい、１μｍ以上、又は１０μｍ以上であるサイズを有する物質の凝集体を含む粒子を検出、サイズ分類、及び／又は計数することが可能である。特定の粒子は、２０ｎｍ～５０ｎｍから選択されるサイズ、５０ｎｍ～５０μｍから選択されるサイズ、１００ｎｍ～１０μｍから選択されるサイズ、又は５００ｎｍ～５μｍから選択されるサイズを有する粒子を含む。

[0070]図１は、例示的な光学式粒子分析計１００を概略的に示す。光学式粒子分析計１００は、電磁放射（「ＥＭＲ」）のビーム１０４を生成するためのＥＭＲの源１０２を含む。一実施形態では、ＥＭＲの源１０２は、レーザ、レーザダイオード、ストリップダイオードレーザ、発光ダイオード、及び白熱電球のうちの少なくとも１つを含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、ＥＭＲのビーム１０４は、レーザビームを含む。一実施形態では、レーザは、レーザダイオード及びストリップダイオードレーザのうちの少なくとも１つを含む。

[0071]図１に図示される光学式粒子分析計１００は、サンプル媒体１０８を含むため、及びＥＭＲのビーム１０４を受けるためのチャンバ１０６を含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、チャンバ１０６は、レーザビームを受ける。一実施形態では、サンプル媒体１０８は粒子を含む。一実施形態では、サンプル媒体１０８は、流体（たとえば、液体及び／又は気体）を含む。一実施形態では、チャンバ１０６は、キュベットを含む、又はキュベットである。一実施形態では、チャンバ１０６は、サンプル媒体１０８を含むため、及びＥＭＲのビーム１０４を受けるためのフローチャンバを含む、又はフローチャンバである。フローチャンバは、サンプル入口とサンプル出口とを有することがあり、ポンプ、入口、出口、コンジット、弁、流量制御装置などの、フローチャンバへと及びこれからサンプルの流れを確実に導入するための手段をもつ。チャンバ１０６がフローチャンバを含み、サンプル媒体１０８が流体を含む実施形態では、光学式粒子分析計１００は、流体をフローチャンバに流すためのフローシステム１０９を含むことがある。そのような実施形態では、光学式粒子分析計１００は、フローチャンバの上流で（たとえば、流体が入口１１１を通ってフローチャンバの内部に入る前に）流体をフィルタ処理するためのフィルタ１１０を含むことがある。空気中粒子の場合、サンプル媒体１０８を構成する流体の空気ストリームは、チャンバ１０６内に閉じ込められる必要はなく、むしろ、周囲環境からチャンバを通って流れてもよい。

[0072]図１に図示される光学式粒子分析計１００は、ＥＭＲのビーム１０４をＥＭＲの源１０２からチャンバ１０６に向けるためのＥＭＲの源１０２と光学的に連絡する光学アセンブリ１１２を含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、光学アセンブリ１１２は、レーザビームをレーザからチャンバ１０６に向けるために、レーザと、レーザによって生成されるＥＭＲの関連づけられたビーム（たとえば、レーザビーム）と光学的に連絡することがある。一実施形態では、光学アセンブリ１１２は、１つ又は複数のレンズ、マスク、及び／又はフィルタを含むことがある。図示される実施形態では、光学アセンブリ１１２は、チャンバ１０６の内部のＥＭＲのビーム１０４を集束させるために、第１のレンズ１１３と、マスク１１４と、第２のレンズ１１６とを含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、第２のレンズ１１６は、チャンバ１０６の内部のレーザビームを集束させることがある。

[0073]図１に図示される光学式粒子分析計１００は、ＥＭＲのビーム１０４から散乱放射１１９を検出するための検出器１１８を含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、検出器１１８は、レーザビームから散乱放射１１９を検出する。光学式粒子分析計１００は、ＥＭＲのビーム１０４からの散乱放射１１９をチャンバ１０６から検出器１１８に向けるための集光システム１２０を含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、集光システム１２０は、レーザビームからの散乱放射１１９をチャンバ１０６から検出器１１８に向ける。一実施形態では、光学式粒子分析計１００は、セル又はチャンバ１０６を出る光を検出するための標準化のための追加の検出器（たとえば、標準化検出器１２１）を含むことがある。

[0074]図１に図示される光学式粒子分析計１００は、１つ又は複数のプロセッサ１２４と、この１つ又は複数のプロセッサ１２４に動作可能に接続された１つ又は複数のメモリデバイス１２６とを有する、コンピューティングシステム１２２を含むことがある。メモリデバイス１２６は、プロセッサ（複数可）１２４によって実行可能なソフトウェアとして符号化されたプログラム命令を貯蔵することが可能である、少なくとも１つの非一過性プロセッサ可読媒体を含む。コンピューティングシステム１２２は、コンピューティングデバイス１２２並びに／又は光学式粒子分析計１００の他の構成要素及びサブシステムを用いた光学式粒子分析計１００の使用者１３０による（たとえば、ディスプレイ１５０、キーボード、及び／又は図１に図示されていない他のＩ／Ｏデバイスを介した）動作相互作用及び情報視覚化及び操作を容易にするためのユーザインタフェース１２８を含むことがある。

[0075]図１に図示される光学式粒子分析計１００は、検出器信号１３４を増幅するための、プロセッサ（複数可）１２４に動作可能に結合され、検出器１１８に動作可能に結合された増幅回路１３２を含むことがある。光学式粒子分析計１００は、プロセッサ（複数可）１２４に動作可能に結合され、ＥＭＲの源１０２に動作可能に結合された駆動回路１３６を含むことがある。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、駆動回路１３６は、レーザのためのものである。

[0076]一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、動作中に光学式粒子分析計１００のさまざまな構成要素を制御するための、メモリデバイス（複数可）１２６内に貯蔵されたソフトウェアを実行することがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、駆動回路１３６を介して（たとえば、使用者１３０により指定される周波数、電圧、電流、波形、デューティサイクル、及び駆動回路１３６によって実施される他の制御パラメータを制御することによって）ＥＭＲの源１０２を制御することがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、フローシステム１０９（たとえば、流量制御装置、ポンプ、弁、コンジットなど）に動作可能に結合されることがあり、プロセッサ（複数可）１２４は、たとえば、使用者１３０により指定される流量及びフローシステム１０９によって実施される他の制御パラメータを制御することによって、フローシステム１０９を制御することがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、検出器信号１３４を受け取り、検出器信号１３４によって符号化された情報を復号した後で、復号された情報をメモリデバイス（複数可）１２６に貯蔵することがある。光学式粒子分析計１００は、機能するために電力を必要とする光学式粒子分析計１００のさまざまな構成要素及びシステムに電力を提供するための電源１４２を含むことがある。

[0077]図２は、本開示の一実施形態による光学式粒子分析計（たとえば、光学式粒子分析計１００）の較正ステータスを検証するための方法２００のフローチャートである。方法２００は、用意するステップ２０２を含む。この用意するステップ２０２は、本明細書において説明される分析計のいずれかを含む光学式粒子分析計を用意することを含む。一実施形態では、用意するステップ２０２は、上記で図１を参照して説明された光学式粒子分析計１００を用意することを含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、用意するステップ２０２は、レーザビームを生成するためにレーザを有する光学式粒子分析計１００を用意することを含む。チャンバ１０６がフローチャンバを含む実施形態では、用意するステップ２０２は、サンプル媒体１０８を含むため、及びＥＭＲのビームを受けるためのフローチャンバを有する光学式粒子分析計１００を用意することを含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含み、チャンバ１０６がフローチャンバを含む実施形態では、用意するステップ２０２は、サンプル媒体１０８を含むため、及びレーザビームを受けるためのフローチャンバを有する光学式粒子分析計１００を用意することを含む。

[0078]図２に図示される方法２００は、変調するステップ２０４を含む。変調するステップ２０４は、ＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを変調することを含む。変調するステップ２０４は、ＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調することを含むことがある。一実施形態では、変調するステップ２０４の間にＥＭＲの源１０２に印加される第１のパワーレベルは０（ゼロ）ワット（Ｗ）であり、変調するステップ２０４の間にＥＭＲの源１０２に印加される第２のパワーレベルは０Ｗよりも大きい。一実施形態では、変調するステップ２０４の間にＥＭＲの源１０２に印加される第１のパワーレベルは、変調するステップ２０４の間にＥＭＲの源１０２に印加される第２のパワーレベルよりも小さい。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、変調するステップ２０４は、レーザに印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調することを含む。

[0079]図３は、本開示の一実施形態による図２に図示される方法２００を実行するために使用されることがあるソフトウェアアーキテクチャ３００のブロック図である。図４は、本開示の一実施形態による図１に図示されるコンピューティングシステム１２２及び図２に図示される方法２００とともに使用されることがあるデータ構造４００のブロック図である。一実施形態では、方法２００の変調するステップ２０４は、メモリデバイス（複数可）１２６にソフトウェア３０２として貯蔵されるプログラム命令を実行するプロセッサ（複数可）１２４によってコンピュータ実施方法の一部として実行されることがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の変調するモジュール３０４内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、変調するステップ２０４を実行する。

[0080]一実施形態では、光学式粒子分析計１００のプロセッサ（複数可）１２４は、ＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調するようにプログラムされる。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、レーザに印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調するようにプログラムされる。一実施形態では、ＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを変調するために、プロセッサ（複数可）１２４は、ＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに切り換えるようにプログラムされる。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、レーザに印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに切り換えるようにプログラムされる。一実施形態では、第１のパワーレベル及び第２のパワーレベルの値は、変調するステップ２０４の実行の前又はこれと同時に、光学式粒子分析計１００の使用者１３０によって定められる。一実施形態では、第１のパワーレベル及び第２のパワーレベルの値は、データ構造４００のパワー設定ブロック４０２においてメモリデバイス（複数可）１２６に貯蔵される。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、変調するステップ２０４の間に変調するモジュール３０４に貯蔵されたプログラム命令を実行する前又はこれと同時に、パワー設定ブロック４０２から第１のパワーレベル及び第２のパワーレベルのための値を符号化するデータを読み取る。

[0081]一実施形態では、図２に図示される自己診断（チェックパルス自己診断ルーチン）のための方法２００の変調するステップ２０４は、切り換えるステップを含む。切り換えるステップは、ＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに切り換えることを含むことがある。一実施形態では、切り換えるステップは、ＥＭＲの源１０２に印加されるパワーをスイッチング波形に従って切り換えることを含む。一実施形態では、スイッチング波形は、矩形波である、又は矩形波として近似可能である。一実施形態では、スイッチング波形は、周波数と、デューティサイクルと、第１のパワーレベルに対応する第１のスイッチング振幅と、第２のパワーレベルに対応する第２のスイッチング振幅とを有する。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、切り換えるステップは、レーザに印加されるパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに切り換えることを含む。一実施形態では、レーザに印加されるパワーを切り換えることは、レーザに印加されるパワーをスイッチング波形に従って切り換えることを含むことがある。一実施形態では、スイッチング波形の周波数は、５００Ｈｚよりも小さいか又はこれに等しい。

[0082]一実施形態では、切り換えるステップは、メモリデバイス（複数可）１２６にソフトウェア３０２として貯蔵されるプログラム命令を実行するプロセッサ（複数可）１２４によってコンピュータ実施方法の一部として実行されることがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の切り換えるモジュール３０５内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、切り換えるステップを実行する。

[0083]一実施形態では、ＥＭＲの源１０２又はレーザに印加されるパワーを切り換えるために、プロセッサ（複数可）１２４は、電流の流れをスイッチング波形に従って電源（たとえば、図１に図示される電源１４２）から駆動回路１３６に切り換えるようにプログラムされる。一実施形態では、スイッチング波形のための周波数、デューティサイクル、第１のスイッチング振幅、及び第２のスイッチング振幅のための値は、変調するステップ２０４の実行の前又はこれと同時に、光学式粒子分析計１００の使用者１３０によって定められる。一実施形態では、スイッチング波形のための周波数、デューティサイクル、第１のスイッチング振幅、及び第２のスイッチング振幅のための値は、データ構造４００のスイッチング波形設定ブロック４０４に貯蔵される。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、切り換えるステップのための切り換えるモジュール３０５に貯蔵されるプログラム命令を実行する前又はこれと同時に、スイッチング波形設定ブロック４０４から、スイッチング波形のための周波数、デューティサイクル、第１のスイッチング振幅、及び第２のスイッチング振幅のための値を符号化するデータを読み取る。

[0084]一実施形態では、方法２００の変調するステップ２０４は、維持するステップを含む。維持するステップは、１ｍｓ（ｎｓ）～２０ミリ秒（ｍｓ）の範囲に対して選択された時間にわたって第２のパワーレベルでＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを維持することを含むことがある。一実施形態では、維持するステップは、１０ｍｓ～１秒（ｓ）の範囲に対して選択された時間にわたって第２のパワーレベルでＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを維持することを含む。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、維持するステップは、１ｍｓ～１ｓの範囲に対して選択された時間にわたって第２のパワーレベルでレーザに印加されたパワー維持することを含む。一実施形態では、維持するステップは、１０ｍｓ～１ｓの範囲に対して選択された時間にわたって第２のパワーレベルでレーザに印加されるパワーを維持することを含む。

[0085]一実施形態では、維持するステップは、メモリデバイス（複数可）１２６にソフトウェア３０２として貯蔵されるプログラム命令を実行するプロセッサ（複数可）１２４によってコンピュータ実施方法の一部として実行されることがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の維持するモジュール３０６内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、維持するステップを実行する。

[0086]一実施形態では、１ｍｓ～１ｓの範囲に対して選択される時間にわたって又は１０ｍｓ～１秒（ｓ）の範囲に対して選択される時間にわたって第２のパワーレベルでＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを維持するために、プロセッサ（複数可）１２４は、電源１４２から駆動回路１３６への電流の流れを維持するようにプログラムされる。一実施形態では、第２のパワーレベルでＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを維持する時間の値は、変調するステップ２０４の実行の前又はこれと同時に光学式粒子分析計１００の使用者１３０によって定められる。一実施形態では、第２のパワーレベルでＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを維持する時間の値は、データ構造４００の時間設定ブロック４０６に貯蔵される。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、維持するステップの間に維持するモジュール３０６に貯蔵されるプログラム命令を実行する前又はこれと同時に、時間設定ブロック４０６から第２のパワーレベルでＥＭＲの源１０２に印加されるパワーを維持する時間の値を符号化するデータを読み取る。

[0087]チャンバ１０６がフローチャンバを含む実施形態では、方法２００は、流れるステップを含むことがある。一実施形態では、流れるステップは、流体を含むサンプル媒体１０８をフローチャンバに流すことを含む。一実施形態では、流れるステップは、流体を含み粒子を含むサンプル媒体１０８をフローチャンバに流すことを含む。一実施形態では、流れるステップは、フィルタ処理するステップを含む。一実施形態では、フィルタ処理するステップは、流体を含むサンプル媒体１０８をフィルタ処理することを含む。一実施形態では、フィルタ処理するステップは、フローチャンバの上流で流体を含むサンプル媒体１０８をフィルタ処理することを含む。一実施形態では、流れるステップは、変調するステップ２０４の間に流体を含むサンプル媒体１０８をフローチャンバに流すことを含む。一実施形態では、方法２００は、サンプル媒体をフィルタ処理することの不在下で実行される。一実施形態では、方法２００は、サンプル媒体を流すことの不在下で実行される。一実施形態では、方法２００は、サンプル媒体を流すことの不在下及びサンプル媒体をフィルタ処理することの不在下で実行される。

[0088]一実施形態では、流れるステップは、メモリデバイス（複数可）１２６にソフトウェア３０２として貯蔵されるプログラム命令を実行するプロセッサ（複数可）１２４によって、コンピュータ実施方法の一部として実行されることがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の流れるモジュール３０７内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、流れるステップを実行する。

[0089]一実施形態では、流体を含むサンプル媒体１０８をフローチャンバに流すために、プロセッサ（複数可）１２４は、フローシステム１０９の流量を制御するようにプログラムされる。一実施形態では、流量の値は、変調するステップ２０４の実行の前又はこれと同時に、光学式粒子分析計１００の使用者１３０によって定められる。一実施形態では、フローシステム１０９のための流量の値は、データ構造４００の流量設定ブロック４０８に貯蔵される。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、流れるステップの間に流れるモジュール３０７に貯蔵されたプログラム命令を実行する前又はこれと同時に、流量設定ブロック４０８から流量の値を符号化するデータを読み取る。

[0090]図２に図示される方法２００は、誘導するステップ２０６を含む。誘導するステップ２０６は、検出器信号波形を誘導することを含む。一実施形態では、誘導するステップ２０６は、変調するステップ２０４に応答して検出器信号波形を誘導することを含むことがある。一実施形態では、誘導するステップ２０６は、検出器１１８によって、ＥＭＲのビーム１０４から散乱放射１１９を第１に受けるステップを含むことがある。一実施形態では、第１に受けるステップは、検出器１１８によって、ＥＭＲの源１０２に印加される第１のパワーレベルに対応する第１の放射パワーレベルでＥＭＲのビーム１０４から散乱放射１１９を受けることを含むことがある。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、第１に受けるステップは、検出器１１８によって、レーザに印加される第１のパワーレベルに対応する第１の放射パワーレベルでレーザビームから散乱放射１１９を受けることを含むことがある。

[0091]一実施形態では、誘導するステップ２０６は、検出器１１８によって、ＥＭＲのビーム１０４から散乱放射１１９を第２に受けるステップを含むことがある。一実施形態では、第２に受けるステップは、方法２００において第１に受けるステップの後で実行されることがある。一実施形態では、第２に受けるステップは、検出器１１８によって、ＥＭＲの源１０２に印加される第２のパワーレベルに対応する第２の放射パワーレベルでＥＭＲのビーム１０４から散乱放射１１９を受けることを含むことがある。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、第２に受けるステップは、検出器１１８によって、レーザに印加される第２のパワーレベルに対応する第２の放射パワーレベルでレーザビームから散乱放射１１９を受けることを含むことがある。

[0092]一実施形態では、第１に受けるステップ及び／又は第２に受けるステップは、メモリデバイス（複数可）１２６にソフトウェア３０２として貯蔵されるプログラム命令を実行するプロセッサ（複数可）１２４によって、コンピュータ実施方法の一部として実行されることがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の第１に受けるモジュール３０８内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、第１に受けるステップを実行する。

[0093]一実施形態では、検出器１１８が第１の放射パワーレベルでＥＭＲの源１０２又はレーザから散乱放射１１９を第１に受けることと同時に又はその後で、結果として生じる検出器信号１３４は、検出器信号１３４が増幅回路１３２を通過する前又はその後のどちらかに、アナログ－デジタル変換を経験する。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、デジタル形式に変換された検出器信号１３４を受けるようにプログラムされる。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、検出器信号１３４を復号するようにプログラムされる。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、検出器信号１３４によって符号化された情報をデータとしてデータ構造４００の検出器信号ブロック４１０内に貯蔵するようにプログラムされる。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、たとえば、人間に可読な形式で検出器信号波形５０２をグラフィカルにレンダリングするために、検出器信号ブロック４１０内のデータをディスプレイ１５０に送るようにプログラムされる。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、検出器信号波形５０２をデータとしてデータ構造４００の信号波形ブロック４１２に貯蔵するようにプログラムされる。

[0094]一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の第２に受けるモジュール３１０内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、第２に受けるステップを実行する。一実施形態では、検出器１１８が第２の放射パワーレベルでＥＭＲの源１０２又はレーザから散乱放射１１９を第２に受けることと同時に又はその後で、結果として生じる検出器信号１３４は、検出器信号１３４が増幅回路１３２を通過する前又はその後のどちらかに、アナログ－デジタル変換を経験する。一実施形態では、検出器１１８は、第１の放射パワーレベル及び第２の放射パワーレベルにおけるＥＭＲの源１０２又はレーザビームから散乱放射１１９をサンプル採取することによって、第１に受けるステップ及び第２に受けるステップをそれぞれ実行するように構成される。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、サンプリング周波数で検出器１１８のサンプリングを制御するようにプログラムされる。分析計自己診断周波数が、対象となる適用例に応じて変えられるように、サンプリング周波数は、 工場であらかじめ設定されてもよいし、光学式粒子分析計の使用者１３０設定されてもよい。一実施形態では、検出器１１８のためのサンプリング周波数の値は、データ構造４００の検出器設定ブロック４１４において貯蔵される。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、変調するステップ２０４の間に変調するモジュール３０４に記憶されたプログラム命令を実行する前又はこれと同時に、検出器設定ブロック４１４からサンプリング周波数の値を符号化するデータを読み取る。

[0095]一実施形態では、第２に受けるステップは、変更するステップを含むことがある。一実施形態では、変更するステップは、増幅回路１３２の通電状態を第１の状態（たとえば、増幅回路１３２が貯蔵された電気エネルギーの第１のレベルを含む第１の通電状態）から第２の状態（たとえば、増幅回路１３２が貯蔵された電気エネルギーの第２のレベルを含む第２の通電状態）に変更することを含むことがある。一実施形態では、第１の状態のための貯蔵されたエネルギーの第１のレベルは、第２の状態のための貯蔵されたエネルギーの第２のレベルよりも小さい。一実施形態では、第１の状態のための貯蔵されたエネルギーの第１のレベルは、第２の状態のための貯蔵されたエネルギーの第２のレベルよりも大きい。一実施形態では、第１の状態は、ＥＭＲの源１０２からの散乱放射１１９のための第１の放射パワーレベルに対応する。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、第１の状態は、レーザからの散乱放射１１９のための第１の放射パワーレベルに対応する。一実施形態では、第２の状態は、ＥＭＲの源１０２からの散乱放射１１９のための第２の放射パワーレベルに対応する。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、第２の状態は、レーザからの散乱放射１１９のための第２の放射パワーレベルに対応する。

[0096]図５は、本開示の一実施形態による図２に図示される方法２００において誘導される検出器信号波形５０２の代表的なプロット５００である。一実施形態では、検出器信号波形５０２は、立ち上がり縁５０４を有する。一実施形態では、検出器信号波形５０２は、第１の信号振幅５０６と、第２の信号振幅５０８とを有する。一実施形態では、検出器信号波形５０２の立ち上がり縁５０４は、立ち上がり縁関数によって定められる。

[0097]一実施形態では、検出器信号波形５０２の立ち上がり縁５０４は、第１の状態から第２の状態への増幅回路１３２の通電状態の変更に対応する。図５に図示される例となる検出器信号波形５０２のプロット５００の場合、立ち上がり縁５０４は、変更するステップの結果として、第１の状態と比較してより高いレベルの貯蔵された電気エネルギーを有する第２の状態に対応する。

[0098]一実施形態では、検出器信号波形５０２は、ピーク５１０を含む。図５に図示される、例となる検出器信号波形５０２のプロット５００の場合、ピーク５１０は、第２の振幅５０８に等しい振幅を有する。一実施形態では、図５に図示される検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅は、２つの検出器信号１３４の振幅の差に対応する。図５に図示される、例となる検出器信号波形５０２のプロット５００の場合、ピーク５１０の振幅は、第２の信号振幅５０８と第１の信号振幅５０６との差に等しい。一実施形態では、検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅は、（ａ）第１のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するＥＭＲの源１０２からの第１の放射パワーレベルにおいてＥＭＲのビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９と、（ｂ）第２のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するＥＭＲの源１０２からの第２の放射パワーレベルにおいてＥＭＲのビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９との間の、検出器信号１３４の振幅の差に対応する。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅は、（ａ）第１のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するレーザからの第１の放射パワーレベルにおいてレーザビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９と、（ｂ）第２のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するレーザからの第２の放射パワーレベルにおいてレーザビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９との間の、振幅検出器信号１３４の差に対応する。

[0099]図２に図示される方法２００は、分析するステップ２０８を含む。分析するステップ２０８は、検出器信号波形（たとえば、検出器信号波形５０２）を分析することを含む。一実施形態では、分析するステップ２０８は、検出器信号波形を分析して、光学式粒子分析計（たとえば、光学式粒子分析計１００）に関する少なくとも１つの診断パラメータの値を決定することを含むことがある。一実施形態では、診断パラメータは、ＥＭＲの源１０２、光学アセンブリ１１２、チャンバ１０６、検出器１１８、及び集光システム１２０のうちの１つ又は複数と関連づけられることがある。一実施形態では、診断パラメータは、増幅回路１３２と関連づけられることがある。一実施形態では、診断パラメータは、駆動回路１３６と関連づけられることがある。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、診断パラメータは、レーザ、光学アセンブリ１１２、チャンバ１０６、検出器１１８、及び集光システム１２０のうちの１つ又は複数と関連づけられることがある。チャンバ１０６がフローチャンバを含む実施形態では、診断パラメータは、ＥＭＲの源１０２、光学アセンブリ１１２、フローチャンバ、検出器１１８、及び集光システム１２０のうちの１つ又は複数と関連づけられることがある。チャンバ１０６がフローチャンバを含み、ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、診断パラメータは、レーザ、光学アセンブリ１１２、フローチャンバ、検出器１１８、及び集光システム１２０のうちの１つ又は複数と関連づけられることがある。

[0100]一実施形態では、分析するステップ２０８は、検出器信号波形５０２の第１の信号振幅５０６の値を決定することを含む。一実施形態では、分析するステップ２０８は、検出器信号波形５０２の第２の信号振幅５０８の値を決定することを含む。一実施形態では、分析するステップ２０８は、検出器信号波形５０２の第１の信号振幅５０６の値と第２の信号振幅５０８の値との差の値を決定することを含む。

[0101]一実施形態では、分析するステップ２０８は、検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅５１１の値を決定することを含む。図５に図示される、例となる検出器信号波形５０２のプロット５００の場合、ピーク５１０の振幅は、第２の信号振幅５０８と第１の信号振幅５０６との差の値を決定することによって、決定される。一実施形態では、分析するステップ２０８において決定される検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅の値は、（ａ）第１のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するＥＭＲの源１０２からの第１の放射パワーレベルにおいてＥＭＲのビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９と、（ｂ）第２のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するＥＭＲの源１０２からの第２の放射パワーレベルにおいてＥＭＲのビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９との、検出器信号１３４の振幅の差に対応する。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、分析するステップ２０８において決定される検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅の値は、（ａ）第１のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するレーザからの第１の放射パワーレベルにおいてレーザビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９と、（ｂ）第２のパワーレベルにおいて印加されたパワーレベルを有するレーザからの第２の放射パワーレベルにおいてレーザビームから検出器１１８によって検出される散乱放射１１９との、検出器信号１３４の振幅の差に対応する。

[0102]一実施形態では、分析するステップ２０８において決定される検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅の値は、光学式粒子分析計１００のＥＭＲの源１０２、チャンバ１０６、光学アセンブリ１１２、集光システム１２０、検出器１１８、及び増幅回路１３２の動作条件と関連づけられる（たとえば、そして、これを示す）。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、分析するステップ２０８において決定される検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅の値は、レーザの動作条件並びにチャンバ１０６、光学アセンブリ１１２、集光システム１２０、検出器１１８、及び増幅回路１３２の動作条件と関連づけられる。ＥＭＲの源１０２がレーザを含み、チャンバ１０６がフローチャンバを含む実施形態では、分析するステップ２０８において決定される検出器信号波形５０２のピーク５１０の振幅の値は、フローチャンバの動作条件、レーザの動作条件、並びに光学アセンブリ１１２、集光システム１２０、検出器１１８、及び増幅回路１３２の動作条件と関連づけられる。一実施形態では、以前に決定され、最後の較正の時間において又はその頃に貯蔵されるピーク５１０振幅値に等しい、分析するステップ２０８において決定されるピーク５１０の振幅の値は、
調子の良い（ｈｅａｌｔｈｙ）ＥＭＲの源１０２
調子の良いチャンバ１０６
調子の良い光学アセンブリ１１２
調子の良い集光システム１２０
調子の良い検出器１１８
調子の良い増幅回路１３２
を示す。一実施形態では、以前に決定され、最後の較正の時間において又はその頃に貯蔵されるピーク５１０振幅値よりも小さい、分析するステップ２０８において決定されるピーク５１０の振幅の値は、
場合によっては不安定な又は故障したＥＭＲの源１０２
場合によっては汚染された、位置合わせが不良な、又は故障した光学アセンブリ１１２
場合によっては汚染された又は故障した集光システム１２０
場合によっては汚染された又は故障した検出器１１８
場合によっては故障した増幅回路１３２
のうちの少なくとも１つを示す。一実施形態では、以前に決定され、最後の較正の時間において又はその頃に貯蔵されるピーク５１０振幅値よりも大きい、分析するステップ２０８において決定されるピーク５１０の振幅の値は、
場合によっては位置合わせが不良な光学アセンブリ１１２
場合によっては故障した増幅回路１３２
のうちの少なくとも１つを示す。

[0103]一実施形態では、少なくとも１つの診断パラメータは、立ち上がり縁５０４に関する経過時間（たとえば、図５に図示される経過時間５１２）を含む。一実施形態では、分析するステップ２０８は、立ち上がり縁５０４に関する経過時間５１２を決定することを含む。一実施形態では、立ち上がり縁５０４に関する経過時間５１２は、駆動回路１３６の動作条件と関連づけられる。一実施形態では、少なくとも１つの診断パラメータは、検出器信号波形５０２の立ち上がり縁５０４を定める立ち上がり縁関数を含む。一実施形態では、分析するステップ２０８は、立ち上がり縁５０４の立ち上がり縁関数を決定することを含む。

[0104]一実施形態では、立ち上がり縁関数は、光学式粒子分析計１００のＥＭＲの源１０２、光学アセンブリ１１２、チャンバ１０６、検出器１１８、及び集光システム１２０の動作条件と関連づけられる。ＥＭＲの源１０２がレーザを含む実施形態では、分析するステップ２０８において決定される立ち上がり縁関数は、レーザの動作条件並びにチャンバ１０６、光学アセンブリ１１２、集光システム１２０、検出器１１８、及び増幅回路１３２の動作条件と関連づけられる。ＥＭＲの源１０２がレーザを含み、チャンバ１０６がフローチャンバを含む実施形態では、分析するステップ２０８において決定される立ち上がり縁関数は、フローチャンバの動作条件、レーザの動作条件、並びに光学アセンブリ１１２、集光システム１２０、検出器１１８、及び増幅回路１３２の動作条件と関連づけられる。

[0105]一実施形態では、分析するステップ２０８は、メモリデバイス（複数可）１２６にソフトウェア３０２として貯蔵されるプログラム命令を実行するプロセッサ（複数可）１２４によってコンピュータ実施方法の一部として実行されることがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の分析するモジュール３１４内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、分析するステップ２０８を実行する。

[0106]一実施形態では、分析するステップ２０８の場合、プロセッサ（複数可）１２４は、ＥＭＲの源１０２又はレーザに印加されるパワーの変調によって誘導される散乱放射検出器信号波形５０２を分析するようにプログラムされる。一実施形態では、ＥＭＲの源１０２又はレーザに印加されるパワーの変調によって誘導される散乱放射検出器信号波形５０２を分析するために、プロセッサ（複数可）１２４は、（ａ）第１の信号振幅５０６の値、（ｂ）第２の信号振幅５０８の値、及び（ｃ）検出器信号波形５０２の第１の振幅５０６の値と第２の振幅５０８の値との差の値を決定するようにプログラムされる。一実施形態では、ＥＭＲの源１０２又はレーザに印加されるパワーの変調によって誘導される散乱放射検出器信号波形５０２を分析するために、プロセッサ（複数可）１２４は、データ構造４００の信号波形ブロック４１２に貯蔵された検出器信号波形５０２のデータを読み取るようにプログラムされる。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、検出器信号波形５０２の第１の振幅５０６の値及び第２の振幅５０８の値の決定された値並びに第１の振幅５０６の値と第２の振幅５０８の値との差の決定された値をデータ構造４００の波形分析ブロック４１６に貯蔵するようにプログラムされる。

[0107]一実施形態では、ＥＭＲの源１０２又はレーザに印加されるパワーの変調によって誘導される散乱放射検出器信号波形５０２を分析するために、プロセッサ（複数可）１２４は、検出器信号波形５０２の立ち上がり縁５０４に関する経過時間５１２を決定するようにプログラムされる。一実施形態では、ＥＭＲの源１０２又はレーザに印加されるパワーの変調によって誘導される散乱放射検出器信号波形５０２を分析するために、プロセッサ（複数可）１２４は、検出器信号波形５０２の立ち上がり縁５０４の立ち上がり縁関数を決定するようにプログラムされる。一実施形態では、立ち上がり縁５０４の立ち上がり縁関数を決定するために、プロセッサ（複数可）１２４は、たとえば限定するものではないが、指数関数曲線当てはめアルゴリズムを含む、１つ又は複数の曲線当てはめアルゴリズムを利用する。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、経過時間５１２の決定された値及び検出器信号波形５０２の立ち上がり縁５０４のための決定された立ち上がり縁関数をデータ構造４００の波形分析ブロック４１６に貯蔵するようにプログラムされる。

[0108]一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、立ち上がり縁関数の立ち上がり縁関数パラメータを決定するようにプログラムされる。たとえば、立ち上がり縁関数のための一次曲線当てはめアルゴリズム（たとえば、ｙ＝ｍ＊ｘ＋ｂ）の場合、プロセッサ（複数可）１２４は、関数パラメータｍ及びｂの値を決定することがある。たとえば、立ち上がり縁関数に関する指数関数的増加曲線当てはめアルゴリズム（たとえば、ｙ＝Ｐ＊ｅ^ｒｘ）の場合、プロセッサ（複数可）１２４は、関数パラメータＰ及びｒの値を決定することがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、立ち上がり縁関数パラメータの決定された値をデータ構造４００の波形分析ブロック４１６に貯蔵するようにプログラムされる。

[0109]一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、光学式粒子分析計の構成要素（複数可）（たとえば、上記で光学式粒子分析計１００に関して図示及び説明されるそれらの構成要素（複数可））のうちの１つ又は複数の動作条件を決定するようにプログラムされる。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、診断パラメータの決定された値に基づいて、光学式粒子分析計１００の構成要素（複数可）の動作条件を決定する。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４によって、光学式粒子分析計１００の構成要素（複数可）の動作条件を決定することは、診断パラメータ（複数可）の決定された値（複数可）を、それぞれの光学式粒子分析計１００構成要素（複数可）に関する１つ又は複数の仕様値（複数可）と比較することを含むことがある。一実施形態では、それぞれの光学式粒子分析計１００構成要素（複数可）のための仕様値（複数可）に関する使用者１３０によりあらかじめ決定された値は、データ構造４００の仕様ブロック４１７に貯蔵される。一実施形態では、光学式粒子分析計１００の構成要素（複数可）の動作条件の結果は、プロセッサ（複数可）１２４によって、データ構造４００の動作ステータスブロック４１８に貯蔵される。

[0110]図２に図示される方法２００は、決定するステップ２１０を含む。決定するステップ２１０は、光学式粒子分析計（たとえば、光学式粒子分析計１００）の較正ステータスを決定することを含む。一実施形態では、光学式粒子分析計１００の較正ステータスは、分析するステップ２０８において決定された少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値に基づいて決定される。一実施形態では、決定するステップ２１０は、比較するステップを含む。一実施形態では、比較するステップは、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値を、光学式粒子分析計１００の以前の較正において決定されたそれぞれの較正パラメータのうちの少なくとも１つの対応する値と比較するステップを含む。一実施形態では、比較するステップは、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値と以前の較正で決定された各それぞれの較正パラメータの対応する値との差の値を決定することを含む。一実施形態では、決定するステップ２１０は、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値と以前の較正において決定された各それぞれの較正パラメータの対応する値との差の（たとえば、比較するステップにおいて決定された）値に基づいて、光学式粒子分析計１００の較正ステータスを決定することを含む。

[0111]一実施形態では、決定するステップ２１０は、メモリデバイス（複数可）１２６にソフトウェア３０２として貯蔵されるプログラム命令を実行するプロセッサ（複数可）１２４によってコンピュータ実施方法の一部として実行されることがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、ソフトウェア３０２の決定するモジュール３１６内の符号化されたプログラム命令を実行することによって、決定するステップ２１０を実行する。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、分析するステップ２０８における検出器信号波形５０２の分析に基づいて少なくとも１つの診断パラメータの値を決定するようにプログラムされる。一実施形態では、少なくとも１つの診断パラメータの値を決定する場合、プロセッサ（複数可）１２４は、データ構造４００の波形分析ブロック４１６から、第１の振幅５０６の値及び第２の振幅５０８の値、第１の振幅５０６の値と第２の振幅５０８の値との差の値、経過時間５１２の値、立ち上がり縁関数、並びに立ち上がり縁関数パラメータのうちの１つ又は複数を読み取るようにプログラムされる。一実施形態では、決定するステップ２１０を実行した後、プロセッサ（複数可）１２４は、少なくとも１つの診断パラメータの決定された値（複数可）をデータ構造４００の診断パラメータブロック４１９に貯蔵するようにプログラムされる。

[0112]図６は、本開示の一実施形態による図２に図示される方法２００のための使用事例の状態図６００表現である。一実施形態では、比較するステップの場合、プロセッサ（複数可）１２４は、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値を、光学式粒子分析計１００の以前の較正において決定されたそれぞれの較正パラメータ（複数可）のうちの少なくとも１つの対応する値と比較するようにプログラムされる。図６を参照すると、開始状態から（たとえば、方法２００の分析するステップ２０８の実行に続いて）、状態図６００の第１の反復において、プロセッサ（複数可）１２４は、データ構造４００の診断パラメータブロック４１９から診断パラメータの決定された値に関するデータを読み取る。診断パラメータの決定された値に関するデータを読み取る前、この後、又はこれと同時に、プロセッサ（複数可）１２４は、光学式粒子分析計１００のための以前の較正イベントにおいて決定されたそれぞれの較正パラメータの対応する値に関するデータを読み取る。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、それぞれの較正パラメータの対応する値に関するデータをデータ構造４００の以前の較正ブロック４２２から読み取る。一実施形態では、以前の較正イベントにおいて決定されたそれぞれの較正パラメータの対応する値は、状態図６００の第１の反復において読み取られた同じタイプの診断パラメータに関する値である。たとえば、限定するものではないが、状態図６００の第１の反復では、プロセッサ（複数可）１２４は、データ構造４００の診断パラメータブロック４１９から経過時間５１２の値を読み取る。この例では、以前の較正イベントにおいて決定されたそれぞれの較正パラメータの対応する値は、以前の較正において決定され、データ構造４００の以前の較正ブロック４２２から状態図６００の第１の反復においてプロセッサ（複数可）１２４によって読み取られる経過時間５１２の値である。したがって、（たとえば、図６に図示されるブロック６０１においてプロセッサ（複数可）１２４によって決定された）差の決定された値は、現在決定される値と以前の較正イベントにおいて決定された値（たとえば、同じタイプの診断パラメータ）との差である。

[0113]一実施形態では、決定するステップ２１０は、少なくとも１つの診断パラメータの１つ又は複数の決定された値と以前の較正において決定された各それぞれの較正パラメータの対応する値との差の（たとえば、比較するステップ及びブロック６０１において決定された）値に基づいて、光学式粒子分析計１００の較正ステータスを決定することを含む。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、第１の問い合わせ６０２を実行することがある。第１の問い合わせ６０２では、プロセッサ（複数可）１２４は、ブロック６０１において決定された差値を、データ構造４００の仕様ブロック４１７に貯蔵される仕様値と比較する。一実施形態では、仕様ブロック４１７に貯蔵された仕様値は、決定するステップ２１０の実行の前又はこれと同時に、使用者により定められる又は製造業者により定められる。一実施形態では、ブロック６０１において決定された差値が、仕様ブロック４１７に貯蔵された仕様値よりも大きい場合、光学式粒子分析計１００の決定される較正ステータスは、較正範囲外である。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、決定された較正ステータスをデータ構造４００の較正ステータスブロック４２８に貯蔵することがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、光学式粒子分析計１００が較正範囲外であることを使用者１３０に警告することがある。光学式粒子分析計１００の較正ステータスが較正範囲外であると決定すると、プロセッサ（複数可）１２４は、状態図６００の終了状態に進む。

[0114]一実施形態では、ブロック６０１において決定された差値が仕様値よりも大きくない場合、プロセッサ（複数可）１２４は、第２の問い合わせ６０４を実行することがある。第２の問い合わせ６０４では、プロセッサ（複数可）１２４は、ブロック６０１において決定された差値を、データ構造４００の制御警告ブロック４２６に貯蔵された警告値と比較する。一実施形態では、制御警告ブロック４２６に貯蔵された警告値は、決定するステップ２１０の実行の前又はこれと同時に、光学式粒子分析計１００の使用者１３０によって定められる。一実施形態では、ブロック６０１において決定された差値が、制御警告ブロック４２６に貯蔵された警告値よりも大きい場合、光学式粒子分析計１００の決定された較正ステータスは較正範囲内であるが、較正範囲外に近づきつつあるステータスに関する通知ステータスをもつ。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、決定された較正ステータスをデータ構造４００の較正ステータスブロック４２８に貯蔵することがある。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４は、光学式粒子分析計１００が、警告値を超える決定された診断パラメータ差値を有することを、使用者１３０に通知することがある。

[0115]一実施形態では、光学式粒子分析計１００の較正ステータスが較正範囲内であると決定すると（決定された診断パラメータ差値が警告値を超えない場合を含む）、プロセッサ（複数可）１２４は、第３の問い合わせ６０６を実行することがある。第３の問い合わせ６０６では、プロセッサ（複数可）１２４は、他のタイプの診断パラメータの値（たとえば、状態図６００の第１の反復では診断パラメータが経過時間５１２であったピーク５１０振幅のための）が、データ構造４００の診断パラメータブロック４１９から読み取られるために利用可能であるかどうかを決定する。一実施形態では、プロセッサ（複数可）１２４が、データ構造４００の診断パラメータブロック４１９から読み取られるために利用可能な他のタイプの診断パラメータの値があると決定した場合、プロセッサ（複数可）１２４は、状態図６００の第２の反復を実行し始める。そうでない場合、プロセッサ（複数可）１２４は、状態図６００の終了状態に進む。

[0116]本発明は、以下の非限定的な実施例によってさらに理解可能である。

[0117]
実施例１：チェックパルス有効性検査

[0118]ＥＭＲの源１０２（３０ｍＷレーザパワー）としてレーザを装備したＩｓｏＡｉｒ（登録商標）－３１０Ｐ計器が、ベッセルフィルタ後レーザオンパルスのうち何パーセンテージが光収集鏡に由来するか及び何パーセンテージが鏡以外の源に由来するかを決定するように、実施例１において以下の実験を実行するために、試験計器として使用された。

[0119]図７Ａ～図７Ｃは、本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。図７Ａ～図７Ｃに図示されるプロットは、鏡（２．０Ｖｐ）を用いた３つのレーザオンパルスのための検出器信号波形を描いたものである。図７Ａ～図７Ｃのプロットによって図示されるように、３つの測定されたレーザパワー投入（ｐｏｗｅｒ－ｕｐ）パルスは、２．０Ｖｄｃの安定した再現可能なピーク値と、約１．２５ｍｓの立ち上がり時間などの、低周波数時間領域に対応するレーザパワー投入イベント上昇時間を示す。

[0120]図８Ａ～図８Ｃは、本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。図８Ａ～図８Ｃに図示されるプロットは、黒く塗られた鏡（０．２０Ｖｐ）を用いた３つのレーザオンパルスのための検出器信号波形を描いたものである。図８Ａ～図８Ｃのプロットによって図示されるように、３つの測定されたレーザパワー投入パルスは、０．２Ｖｄｃの安定した再現可能なピーク値と、約１．２５ｍｓのレーザパワー投入イベント上昇時間を示す。図８Ａ～図８Ｃのプロットで提示される実験データは、レーザパワー投入パルス信号の９０％が、検出器１１８に達する前に集光システム１２０を通って移動するレーザにより生産された散乱光エネルギーによって生成されることを示す。これは、レーザパワー投入パルス信号が、集光システム１２０を通る光信号損失を検出するために効果的に用いられることが可能であることを示す。集光システム１２０を通る光信号損失は、典型的には、集光システム１２０の露出された光学式表面上に堆積する汚染によって引き起こされる。したがって、レーザパワー投入パルス信号は、集光システム１２０の汚染を検出し、したがって、使用者１３０が問題を識別及び／又は是正することを可能にするために効果的に使用可能である。

[0121]図９は、本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。図９に図示されるプロットは、標準的な鏡（０．６０Ｖｐ）を用いたレーザオンパルスのための検出器信号波形すなわち総遮断のビームストップ側（前方散乱）５０％を描いたものである。図９のプロットで提示される実験データは、集光システム１２０の開いた開口（集光能力）の５０％が除去され、集光システム１２０レーザパワー投入パルス信号全体の７０％が失われたことを示す。これは、フローチャンバ１０６からの散乱光エネルギーは本質的に前方散乱であることを示す。

[0122]図１０は、本開示の実施例１のための検出器信号波形のプロットである。図１０に図示されるプロットは、標準的な鏡（１．４００Ｖｐ）を用いたレーザオンパルスのための検出器信号波形すなわち総遮断のレーザ側（後方散乱）５０％を描いたものである。図１０のプロットで提示される実験データは、集光システム１２０の開いた開口（集光能力）の５０％が除去され、集光システム１２０レーザパワー投入パルス信号全体の３０％が失われたことを示す。これは、フローチャンバ１０６からの散乱光エネルギーは本質的に前方散乱であることを示す。

[0123]チェックパルス有効性検査の概要：図７Ａ～図７Ｃ、図８Ａ～図８Ｃ、図９、及び図１０のプロットによって図示されるように、鏡を用いたレーザオンパルスは、以下の場合すなわち（ａ）鏡を用いたレーザオンパルス：２．０Ｖｐ、（ｂ）黒く塗られた鏡を用いたレーザオンパルス：２００ｍＶｐ、（ｃ）前方散乱されたレーザオンパルス：１．４０Ｖｐ、及び（ｄ）後方散乱されたレーザオンパルス：０．６０Ｖｐ、に再現可能である。実施例２の結果も、レーザオンパルス波形の９０％が鏡ペアの光学式表面から生成されることを実証する。実施例１の結果は、信号が７０％前方散乱され、３０％後方散乱されることをさらに実証する。これらの結果は、信号が前方散乱を向けるために強く重みづけされることを図示する。

[0124]
実施例２：調整前較正結果を通過させることを維持するための許可されたＬＡＳＡＩＲ－ＩＶ信号損失の調査

[0125]実施例２は、各計器モデルタイプ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）に対して計算された製造セル較正プログラムデータベースの典型的な第１のチャネルサイズ分解能結果の調査であった。最小のＩＳＯ－２１５０１－４許可されたサイズ誤差が、サイズ分類及び計数効率調整前試験限界から決定された。次いで、ガウス分布サイズ分類分布サイズ誤差が、ＬＡＳＡＩＲ－ＩＩＩ理論サイズ分類計算を適用することによって振幅誤差に変換された。計器がＩＳＯ－２１５０１－４の調整前較正要件に理論的に合格するであろうが観測され得る粒子信号損失の最大量を表すために、最終結果が計算された。

[0126]実施例２調査結果の概要表：

[0127]ＬＡＳＡＩＲ－ＩＶ許可された信号損失の概要：チェックパルス試験は、調整前較正検証結果に追加することを保証するために、光源レベルの１１．４％減少を検出する能力を必要とする。可能な６０Ｈｚ周囲光雑音の影響は、複数のパルスを平均化することによって最小にされ得る。これは、この試験の精度を改善することがある。

[0128]実施例２の結果は、レーザオンパルスが２ｍｓ以上後で検出されることがあることを実証する。全体的な減衰（たとえば、図５では、ピーク５１０が到達される時間よりも大きい時間にわたる検出器信号波形５０２の立ち下がり縁５１４によって表される）は、レーザオフに続く２５０ｍｓ以上後で検出されることがある。レーザオン／レーザオフパルス周期全体は、２５６ｍｓ以上後で検出されることがあり、そのため、最大４つのサンプルが、１秒の時間期間で平均化されることがある。実施例２の結果は、レーザパワー投入パルス振幅における必要とされる１１．４％振幅シフトを検出するチェックパルスの能力も実証するが、これは、基準較正粒子の波高振幅を測定する必要なく、調整前較正結果に合格することを保証するために必要である。

[0129]
実施例３：検出器ボード低速、チェックパルス、ピークホールドＡＤＣ回路の説明

[0130]図１１は、本開示の一実施形態によるリセット１９００を用いて波数が調整された閉ループピークホールド回路の概略図（ＬＴ－Ｓｐｉｃｅ）である。

[0131]回路１９００の段１：帯域幅限界をもつ電圧利得増幅器（Ｑ＝４．０）。チェックパルス信号の利得スケーリング及び低域フィルタ処理を可能にする。高利得ベッセルフィルタ出力から発される信号。主な構成要素：（１段）ＡＤ８０３４ ＦＥＴオペアンプ、±１２Ｖｄｃ ＰＳ。

[0132]回路１９００の段２及び３：リセット特徴をもつ、古典的な閉ループピークホールド回路。主な構成要素：（２段）ＡＤ８０３４ ＦＥＴオペアンプ、（１）ＰＭＥＧ３００２ＡＥＢショットキー障壁ダイオード、電荷保持キャパシタ、充電キャパシタからのバッファ型第１のアンプ出力への絶縁抵抗、ＡＤＧ１４０２及びＡＤＧ１４０１ ＣＭＯＳ ＳＰＳＴピークホールドリセットスイッチ、メインＰＣＢからリセットスイッチを駆動するＳＮ６５ＬＶＤＳ２ＤＢＶＲ差動ライン受信機、充電キャパシタからのバッファ型スイッチへの絶縁抵抗、±１２Ｖｄｃ ＰＳ。

[0133]回路１９００の段４：帯域幅限界をもつ電圧利得増幅器（Ｑ＝０．２５）。ＡＤＣ１２８Ｓ０２２ ＡＤＣ３．３Ｖｄｃ最大入力範囲へのピークホールド＋１２Ｖｄｃ最大出力をスケーリングするための入力上の電圧分割器。出力における低域フィルタ処理。主な構成要素：（１段）ＡＤ８０３４ ＦＥＴオペアンプ、±１２Ｖｄｃ ＰＳ。

[0134]充電キャパシタ回路ショットキー障壁ダイオード電圧降下により、ピークホールド回路信号損失は、回路１９００では１００ｍＶ未満である。この信号損失をファームウェア計算において考慮に入れることは、信号損失パーセンテージを正確に計算するために考慮に入れられることがある。

[0135]検出器ボード低速、チェックパルス、ピークホールドＡＤＣ回路（たとえば、回路１９００）のさまざまな構成要素コスト（たとえば、構成要素ＡＤＧ１４０１、ＡＤＧ１４０２、ＡＤ８０３４、ＰＭＥＧ３００５ＡＥＡ、ＡＤＣ１２８Ｓ０２２、ＳＮ６５ＬＶＤＳ２ＤＢＶＲ）は低く、合計で約＄１５．００未満になる。

[0136]
実施例４：低速、チェックパルス、ピークホールドＡＤＣ回路に関するタイミングの考慮事項

[0137]図１２は、本開示の実施例４のための検出器信号波形のプロットである。図１２に示されるプロットは、１．３５ｍｓのピーク立ち上がり時間（回路許容差：２ｍｓを考慮に入れて）をもつレーザオンパルスのための検出器信号波形を描いたものである。図１３は、時間延長ビューにおける図１２の検出器信号波形のプロットである。図１２及び図１３のプロットに図示される実験データは、関連づけられたチェックパルスＡＣ結合回路は、回路が０Ｖｄｃのプパルス前値に戻る前に、約２５０ｍｓの総イベント時間を必要とすることを実証する。したがって、レーザパワー投入散乱光パルスを測定するために使用されるピークホールド回路は、４Ｈｚ（２５０ｍｓ）と同じくらいの周期周波数で動作することができる。

[0138]図１４は、本開示の実施例４のための検出器信号波形のプロットである。図１４に示されるプロットは、２５０ｍｓのＡＣ結合パルス整定時間をもつレーザオフパルスのための検出器信号波形を描いたものである。図１４のプロットに図示される実験データは、関連づけられたチェックパルスＡＣ結合回路は、回路が０Ｖｄｃのプパルス前値に戻る前に、約２５０ｍｓの総イベント時間を必要とすることを実証する。したがって、レーザパワー投入散乱光パルスを測定するために使用されるピークホールド回路は、４Ｈｚ（２５０ｍｓ）と同じくらいの周期周波数で動作することができる。

[0139]実施例４の結果は、約４Ｈｚの周期周波数で確実に動作されるレーザパワー投入チェックパルスの能力を実証する。これは、システムが、計器パワー投入時に、又は顧客の要求に応じて、いくつかのレーザパワー投入チェックパルス測定を実行することを可能にし、以って、計器が、迅速で簡便な自動粒子計数調子診断特徴を供することを可能にする。

[0140]ピークホールドＡＤＣタイミングの考慮事項概要：

[0141]ステップ（すなわち、上記の表では「イベント」と呼ばれる）１～７は、平均して６０Ｈｚ周囲光雑音となるように、必要に応じて繰り返されてもよい。ホールド値は、１０ｍｓ以上にわたって保持されることがあり、電圧低下は１％未満である。精度は、この試験を実行するときに粒子がレーザビーム内に存在しないことを保証することによって、改善され得る。これは、フィルタ処理された空気をサンプリングしながら達成され得る。多くの場合、フィルタ処理されていない周囲空気をサンプル媒体１０８として用いて、サンプルブロック（たとえば、チャンバ１０６）に流さずに、開示される方法を実行することが可能であることがある。フィルタ処理されていない周囲空気の使用により、ビーム内の粒子（複数可）によって引き起こされる異常値データ点（複数可）を検出することは、複数のレーザオンパルスを平均化するときに実行されることがある。ピークホールド回路は、通常の計器フローをサンプリングしながら粒子活動への回路の応答を減らすように周波数調整されてよい。

[0142]実施例４の結果は、チェックパルス周期イベント時間が２５６ｍｓよりも大きいか又はこれに等しいことがあることを実証する。したがって、最大４つのサンプルは、１秒時間期間以内に平均化される。

[0143]
実施例５：検出器ボード低速、チェックパルス、ピークホールドＡＤＣ回路に対する周囲空気粒子影響

[0144]図１５Ａ～図１５Ｆは、本開示の実施例５のための検出器信号波形のプロットを描いたものである。図１５Ａ～図１５Ｆでは、オシロスコープチャネル＃１（黄色）は、実際の粒子イベントを検出及び測定するために使用される未加工の粒子利得信号である。オシロスコープチャネル＃２（緑色）は、低速のピークホールド回路によって使用される、低域フィルタ処理され、電圧利得のある（４の利得）信号である。オシロスコープチャネル＃３（紫色）は、低速、チェックパルス、ピークホールド回路出力である。ピークホールド回路ＤＣ電圧レベルは、レーザパワー投入機能が開始して１０ｍｓ後に測定される。

[0145]図１５Ａは、レーザビームの経路に存在する粒子がなく、チェックパルスに応答する、レーザパワー投入機能をもつ、機能している低速、チェックパルス、ピークホールド回路のプロットである。測定されたチェックパルスピークＤＣ値は３．３７５Ｖｄｃである。チェックパルス、レーザパワー投入機能は３７．５ｍＶｄｃ未満の９５％信頼区間上限（ＵＣＬ）をもつ、３．３７５Ｖｄｃの非常に再現可能なピークＤＣレベルを生産し、これは、９５％ＵＣＬをもつ１％の再現性よりも良く示す。

[0146]ピークホールド回路は、チェックパルスレーザパワー立ち上げ機能中に偶然起こる粒子イベントに応答するのに十分な速さをもたないように設計される。これは、チェックパルス機能が、チェックパルス機能中に存在する中程度の微粒子レベルの存在の影響をかなり受けないことを可能にする。

[0147]図１５Ａ～図１５Ｆでは、オシロスコープチャネル＃１（黄色）は、実際の粒子イベントを検出及び測定するために使用される未加工の粒子利得信号である。オシロスコープチャネル＃２（緑色）は、低速のピークホールド回路によって使用される、低域フィルタ処理され、電圧利得のある（４の利得）信号である。オシロスコープチャネル＃３（紫色）は、低速、チェックパルス、ピークホールド回路出力である。ピークホールド回路ＤＣ電圧レベルは、レーザパワー投入機能が開始して１０ｍｓ後に測定される。

[0148]図１５Ｂは、レーザビームの経路に存在する粒子があり、チェックパルスに応答する、レーザパワー投入機能をもつ、機能している低速、チェックパルス、ピークホールド回路のプロットである。空気粒子汚染レベルは、ほぼＩＳＯ－１４６４４－１クラス６である。測定されたチェックパルスピークＤＣ値は３．３８７５Ｖｄｃである。

[0149]図１５Ｃは、レーザビームの経路に存在する粒子があり、チェックパルスに応答する、レーザパワー投入機能をもつ、機能している低速、チェックパルス、ピークホールド回路のプロットである。空気粒子汚染レベルは、ほぼＩＳＯ－１４６４４－１クラス６である。測定されたチェックパルスピークＤＣ値は３．３７５Ｖｄｃである。

[0150]図１５Ｄは、レーザビームの経路に存在する粒子があり、チェックパルスに応答する、レーザパワー投入機能をもつ、機能している低速、チェックパルス、ピークホールド回路のプロットである。空気粒子汚染レベルは、ほぼＩＳＯ－１４６４４－１クラス６である。測定されたチェックパルスピークＤＣ値は３．４１２５Ｖｄｃである。

[0151]図１５Ｅは、レーザビームの経路に存在する粒子があり、チェックパルスに応答する、レーザパワー投入機能をもつ、機能している低速、チェックパルス、ピークホールド回路のプロットである。空気粒子汚染レベルは、ほぼＩＳＯ－１４６４４－１クラス６である。測定されたチェックパルスピークＤＣ値は３．３７５Ｖｄｃである。

[0152]図１５Ｆは、レーザビームの経路に存在する粒子があり、チェックパルスに応答する、レーザパワー投入機能をもつ、機能している低速、チェックパルス、ピークホールド回路のプロットである。空気粒子汚染レベルは、ほぼＩＳＯ－１４６４４－１クラス６である。測定されたチェックパルスピークＤＣ値は３．３８７５Ｖｄｃである。

[0153]レーザビームの経路に存在する粒子があり、チェックパルスに応答する、レーザパワー投入機能をもつ、５つのチェックパルス、ピークホールド回路は、３．３８７５Ｖｄｃ、３．３７５Ｖｄｃ、３．４１２５Ｖｄｃ、３．３７５Ｖｄｃ、及び３．３８７５Ｖｄｃである。これらの５つの測定の３シグマ区間は、平均値３．３８７５Ｖｄｃであり、±０．０４５９３Ｖｄｃ（１．３６％）の３シグマ区間をもつ。このデータは、１．８％の、粒子非存在チェックパルス機能で測定するために、粒子汚染が存在するチェックパルス機能を測定する確率が９５％あることを示す。したがって、チェックパルス機能は、計器が動作している空気中での中程度の微粒子汚染の存在の影響を比較的受けない。

[0154]図１５Ａ～図１５Ｆに図示される実施例５の結果は、以下の３つの選択肢が行われてもよいことを実証する。

[0155]選択肢＃１：チェックパルス試験が実行されるとき、フィルタ処理された空気のみがサンプルブロック内にあることを保証する。次いで、計器送風機は、フィルタ処理された空気を試験中にサンプルブロックに通す。これは、ゼロカウントフィルタを計器上に置くことを顧客に要求する、顧客により起動される診断調子チェックとして達成されてもよい。この場合、最も正確なチェックパルス結果が取得されるであろう。ピークホールド回路の周波数応答を、より早い粒子及びパルス雑音イベント時間に大部分は応答しないように調整することは、浮遊粒子及びパルス雑音の影響を最小にし得る。フィルタ処理された空気があることを保証することは、信号／雑音試験を実行する精度も改善し得る。

[0156]選択肢＃２：フィルタ処理された計器入口は必要とされない。チェックパルス試験が、計器送風機がオフであることを保証する場合、初期試験は、粒子が試験中にビーム内に存在する確率の減少を示す。実験では、チェックパルス試験実行の約１０％未満は、レーザビーム中に存在する粒子を有する。しかしながら、レーザビームを通る何らかの粒子移動が、送風機がオフだったときにも観察された。これらの遅く動く粒子イベントは、持続時間がレーザオンパルスよりも長い傾向があり、したがって、チェックパルス平均化において除外され得る粒子イベントとして認識可能であった可能性がある。これらの条件下でのあまり正確でないチェックパルス試験は、選択肢＃１よりも広い（ｗｉｄｅ－ｏｐｅｎ）合格基準をもつブートアップ診断試験として実施されることがある。

[0157]選択肢＃３：フィルタ処理された計器入口は必要とされない。周囲空気粒子及びパルス雑音イベントの影響は、ピークホールド回路の周波数応答を、より早い粒子及びパルス雑音イベント時間に大部分は応答しないように意図的に調整することによって最小にされ得る。レーザパワー投入低速チェックパルスパルス（たとえば、２ｍｓの立ち上がり時間、１２５Ｈｚ）と、より高周波数の粒子パルス（たとえば、２μｓの立ち上がり時間、１２５ｋｈｚ）との間の時間領域距離は、１０００倍である。これは、チェックパルス回路が、回路がチェックパルス測定機能中に存在するサンプル採取された空気中の中程度レベルの粒子汚染の存在の影響をかなり受けないことを可能にする低域時間機能とともに設計されることを可能にする。

[0158]レーザオンパルスを検出するための必要とされる応答時間は、約２ｍｓ信号立ち上がり縁（たとえば、立ち上がり縁５０４の２ｍｓ経過時間５１２）であるが、粒子及びパルス雑音イベントは、約２μｓの立ち上がり縁立ち上がり時間を有することがある。この場合、すべての粒子に対する速い通過時間を保証するために、計器送風機は、チェックパルス試験中にオンであることがある。これらの条件下でのあまり正確でないチェックパルス試験は、選択肢＃１よりも広い（ｗｉｄｅ－ｏｐｅｎ）合格基準をもつブートアップ診断試験として実施されることがある。

[0159]
実施例６：計器周波数スペクトル

[0160]本明細書において説明される計器は、３つの別個の周波数時間領域とともに動作し、各周波数時間領域は、他の周波数時間領域はとは無関係であるように選択及び設計される。各周波数時間領域の独立性は、各特定の周波数時間領域から実現される各機能間の望ましくない干渉を引き起こすことなく、各々が同時に動作することを可能にする。３つの周波数時間領域は、周波数範囲に応じて、（ｉ）高周波数時間領域、（ｉｉ）中間周波数時間領域、及び（ｉｉｉ）低周波数時間領域として、本明細書において説明される。

[0161]高周波数時間領域：本特許出願において説明される計器の周波数スペクトルの最も高い周波数領域は、２４９ＭＨｚを中心とする。２４９ＭＨｚは、高速レーザ発振時間領域の中心周波数である。計器は、粒子照明源として、屈折率導波形、単一モード、単一周波数、レーザ面を用いる。レーザキャビティは、２４９ＭＨｚレーザ面駆動電流周波数変調を適用することによって意図的に不安定化される。このレーザ面不安定化は、レーザ面の空間モードホッピングを防止する。レーザ面空間モードホッピングは、モードホッピングは誤った粒子カウントを引き起こすことがあるので、光学式粒子計数計器では望ましくない。本明細書において説明される計器は、もちろん、空間モードホッピングが回避され、他の時間領域、具体的には中間周波数時間領域と低周波数時間領域との望ましくない干渉がない限り、周波数中心値の範囲に適合する。最も高い周波数領域のための代表的な中心周波数値は、約２４９ＭＨｚを含めて、１００ＭＨｚよりも上と、任意選択で１０００ＭＨｚよりも下を含む。

[0162]中間周波数時間領域：本特許出願において説明される計器の周波数スペクトルの中間周波数領域は、粒子検出周波数のためのものである。粒子イベント通過時間は、粒子が粒子光照明源を通過するときの粒子の速度によって決定され、粒子の物理的寸法は、粒子及び対応する出力ビームと相互作用する照明源光から生成される照明ビームから決定される。粒子検出信号調節回路は、中間周波数時間領域のための信号が、低域フィルタよりも上で高域フィルタよりも下の周波数を有するように、低域フィルタ及び高域フィルタとともに動作するように構成される。したがって、粒子検出信号調節回路は、粒子非存在／粒子存在条件に依存する、約１００ｋＨｚの低域－３ｄＢポイントカットオフ周波数及び約１，０６１Ｈｚ／７，０００Ｈｚの高域－３ｄＢポイントカットオフ周波数を用いた動作を保証する。回路はノッチフィルタ処理され、適切な周波数範囲が処理されることを保証するために高域周波数フィルタリングと低域周波数フィルタリングの両方が用いられる。代表的な中間周波数時間領域は、約１ｋＨｚ／７ｋＨｚ～２００ｋＨｚを含む。

[0163]粒子散乱は、照明ビームを通過するときにともり、散乱光は、散乱光集光システムによって捉えられ、散乱光がフォトダイオード上に集束され、フォトダイオードが光エネルギーを電流パルスに変換し、電流－電圧変換増幅器が電流パルスを電圧パルスに変換し、電圧パルスは、一般に、電圧パルスの振幅を検出するために測定可能である許容可能な電圧パルスを生じさせるために信号調節される。例となるデジタルオシロスコープ粒子電圧パルスが図１６に図示されている。

[0164]粒子パルス全幅イベント時間は、図１６のオシロスコープ画像ｘ軸線では約８つの２．０μｓ時間区分であり、これは、１６．０μｓの全幅イベント時間に等しい。電圧パルスの幅を測定するより典型的な方法は、半値全幅（ＦＷＨＭ）値を決定することであり、図１６のパルスの場合は３．２μｓ（約１００ｋＨｚ）である。

[0165]約１００ｋＨｚの低域－３ｄＢポイントカットオフ周波数と約１，０６１Ｈｚ／７，５００Ｈｚ（粒子なし／粒子）の高域－３ｄＢカットオフ周波数とをもつ、計器の粒子検出回路は、計器の周波数スペクトルの中間周波数領域内に配置された粒子イベントに正確に応答するように調整された帯域幅範囲を有する。この１，０１６Ｈｚ／７，５００Ｈｚ（たとえば、１ｋＨｚ／７ｋＨｚ（粒子なし／粒子）～１００ｋＨｚ周波数範囲は、中程度の速さの粒子検出回路時間領域である。

[0166]粒子検出回路は、２４９ＭＨｚ高速レーザ発振周波数を検出するのに十分な高周波数帯域幅をもたないことに留意されたい。照明光源は、フルパワーオンとゼロパワーオフを繰り返しているが、粒子検出回路は、高周波数レーザ発振を検出することが不可能であるように構成される。粒子検出回路時間領域が高速レーザ発振時間領域によって影響されないことを保証するのは、帯域フィルタのこの意図的な構成である。言い換えれば、高周波数時間領域は、中間周波数時間領域と干渉しない。

[0167]同様に、粒子検出回路は、以下で低周波数時間領域に関して説明される較正ステータスレーザパルス光自己診断ルーチンを検出するのに十分な低周波数帯域幅をもたない。粒子検出回路時間領域（たとえば、中間周波数時間領域）が、可能な限り、低速診断ルーチン時間領域によって影響されないことを保証するのは、帯域フィルタのこの意図的な構成である。言い換えれば、低周波数時間領域は、中間周波数時間領域と干渉しない。

[0168]低周波数時間領域：計器の周波数スペクトルの低周波数領域は、較正ステータスレーザパルス光自己診断特徴周波数のためのものである。この自己診断特徴は、粒子計数計器の調子又は較正ステータスを確立するために低周波数で計器レーザ照明光源をパルス化する。専用の低速ピークホールド回路は、低周波数レーザ光パルス自己診断電圧パルスを測定するために使用される。低速ピークホールド回路の概略図が、図１７において提供されている。

[0169]低速ピークホールド回路の第１の段（Ｕ３８ピン１、３、４、及び関連づけられた構成要素）は、中間周波数時間領域信号及び高周波数時間領域信号への回路応答を最小にするように両方とも設計された、２つの低域コーナー周波数値を有する。

[0170]回路の充電キャパシタピーク及びホールド部分を形成する、低速ピークホールド回路（Ｕ３１ピン１、２、３及びピン５、６、７及び関連づけられた構成要素）の第２の段は、１５９Ｈｚの低域コーナー周波数値を有する。回路のこの段も、中間周波数時間領域信号及び高周波数時間領域信号への回路応答を最小にするように設計される。

[0171]第３の段（Ｕ３７ピン１、３、４、及び関連づけられた構成要素）は、ピークホールド回路の出力段を形成する。

[0172]計器の較正ステータスを決定するために使用される低速ピークホールド回路は、本明細書において説明される中間周波数時間領域信号及び高周波数時間領域信号に応答しないように意図的に設計される。実際の問題として、較正ステータス診断機能が、診断機能が実行されているとき偶然存在する粒子活動によって影響されないことは、有益である。これは、そうでなければ較正ステータス決定に干渉するであろう存在粒子を最小にする措置を取らざるを得ない状態を回避する。代わりに、本明細書において提供される方法及び分析計は、粒子が存在するかどうかとは無関係な様式で自己診断することが可能である（図１８（少数の粒子）と図１９（多数の粒子）を比較する）。試験計器がフィルタ処理された空気をサンプリングしながら計器が較正ステータス診断機能を実行するときの、重要なピークホールド回路ポイントのデジタルオシロスコープ画像が、図１８に図示されている。

[0173]図１８を参照すると、オシロスコープチャネル＃１（黄色）は、ピークホールド回路の入力に接続される。オシロスコープチャネル＃２（緑色）は、ピークホールド回路の第１の段出力の低域フィルタ処理された出力に接続される。オシロスコープチャネル＃３（紫色）は、回路の低域フィルタ処理された充電キャパシタピークホールド部分に接続される。オシロスコープチャネル＃４（桃色）は、充電キャパシタ駆動増幅器出力（Ｕ３１ピン１）に接続される。

[0174]レーザ較正ステータスレーザパルス光自己診断ルーチンは、２．４ｍｓ（１．２時間区分×区分当たり２ｍｓ）の非常に遅い時間測定で０から最大パワーレベルにレーザパワーを逓増する。これは、ピークホールド回路の入力に接続されたオシロスコープチャネル＃１（黄色）によって図示される。

[0175]ピークホールド回路の第１の段出力の低域フィルタ処理された出力に接続されたオシロスコープチャネル＃２（緑色）は、入力信号の上昇を比例して追跡するのに十分な帯域幅を有する。

[0176]回路の低域フィルタ処理された充電キャパシタピークホールド部分に接続されたオシロスコープチャネル＃３（緑色）は、入力信号の上昇を比例して追跡して、ほぼそのレベルで保持するのに十分な帯域幅を有する。この実施例では、レーザパルス光自己診断ルーチンは、１．２２５Ｖ_ｄｃピーク波高を達成するようにレーザパワーを逓増する。

[0177]図１９では、試験計器が、粒子を含む空気をサンプル採取する間に、同じ診断機能が開始される。この状況は、計器が使用中である又はたとえば残存粒子により汚染されていながら、診断ルーチンを実行しようと試みることをシミュレートする。この実施例では、試験計器は、国際規格（ＩＳＯ１４６４４ Ｃｌｅａｎｒｏｏｍｓ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ－Ｐａｒｔ １： Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ Ｃｌａｓｓ－５ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）から空気をサンプル採取する。

[0178]ピークホールド回路の入力に接続されたオシロスコープチャネル＃１（黄色）は、ここで、レーザパワー立ち上げ機能中の大量の粒子活動を示す。粒子活動は、ここで緩やかに上昇して、次いで低減するレーザパワー逓増から放つ多数の上向きスパイクによって示される。これらの粒子スパイクは各々、１６μｓの全幅に近いパルス幅を有し、したがって、画像時間スケールは２ｍｓであるので、このプロットでは細いピークとして現れる。各粒子パルスは、ｘ軸線時間スケールの増分の１／１２５にすぎない。

[0179]ピークホールド回路の第１の段出力の低域フィルタ処理された出力に接続されたオシロスコープチャネル＃２（緑色）は、回路が個々の粒子パルスに応答するのに十分な帯域幅をもたないことにより、粒子パルス活動の大部分を移動しない。

[0180]回路の低域フィルタ処理された充電キャパシタピークホールド部分に接続されたオシロスコープチャネル＃３（緑色）は、入力信号の上昇を比例して追跡して、ほぼそのレベルで保持するのに十分な帯域幅を有する。しかしながら、回路は、高速な粒子パルス活動の大多数に応答するのに十分な帯域幅をもたない。この実施例では、レーザパルス光自己診断ルーチンは、１．２３５Ｖ_ｄｃピーク波高を達成するようにレーザパワーを逓増する。粒子パルス活動は、診断機能試験結果を０．８２％だけ増加させた（粒子活動ありの場合の１．２３５Ｖ_ｄｃ対粒子活動なしの場合の１．２２５Ｖ_ｄｃ）。診断ルーチンは、粒子活動の存在によってほぼ影響されない。したがって、分析計自己診断のための低周波数時間領域の選択は、自己診断に使用される検出器信号波形が粒子の存在又は不在とは実質的に無関係であることを保証する。この態様では、「実質的に無関係である」は、５％未満である、又はより好ましくは１％未満である、粒子がある場合とない場合の診断パラメータの差を指すことがある。

[0181]低周波数時間領域は、約１５９Ｈｚなどの、５００Ｈｚ未満であるか又はこれに等しい周波数を有することがある。これは、中間周波数時間領域の範囲のより低いパートの１ｋｈｚ／７ｋＨｚ（粒子なし／粒子）から十分に分離されている。

[0182]診断ルーチンは、粒子活動の存在によってほぼ完全に影響されないので、検証ルーチンは、計器がクリーンな顧客環境から周囲空気をサンプリングしているときに実行可能である。計器は、顧客使用環境からの除去を必要としない。同様に、計器は、顧客使用環境からの計器空気サンプル入口の接続解除も必要としない。これは、試験計器の較正ステータスが、計器の継続した進行中の使用に対する悪影響なしに現場で検証可能であるので、いかなる顧客使用事例にとっても非常に有益である。

[0183]繰り返しになるが、診断ルーチンピークホールド回路は２４９ＭＨｚレーザ発振に応答するのに十分な帯域幅をもたないので、診断ルーチンは、高周波数時間領域レーザ発振によっても影響されない。この様式では、異なる目的を果たす３つの周波数時間領域の各々は、互いとは無関係である。これは非常に有益であり、同時に複数の別個の独立した機能を確実に実行する能力を含むいくつかの機能的利益を提供する。上記で説明されたように、これは、計器が診断及び／又はレーザ面不安定化を経験する間の、進行中の粒子測定を含む。

[0184]この実施例は、周波数範囲に代表的な定量値を提供する。しかしながら、本明細書において説明される本発明は、低周波数時間領域範囲と中間周波数時間領域範囲と高周波数時間領域範囲が互いと重複せず、互いと干渉しない限り、周波数値の範囲に適合する。実際の具体的な値は、適切なフィルタの選択及び電子信号取り扱いによって制御される。

[0185]本出願を通してすべての参考文献、たとえば、発行又は認可された特許文献又は等価物、特許出願公開公報、及び非特許文献書類又は他の原資料は、各参考文献が、本出願における開示と少なくとも部分的に矛盾しない程度に、個々に参照により組み込まれるように、それらの全体が本明細書に参照により組み込まれる（たとえば、部分的に矛盾する参考文献は、参考文献の部分的に矛盾する部分を除いて参照により組み込まれる）。

[0186]本明細書において用いられた用語及び言い回しは、限定の用語ではなく説明の用語として使用されており、そのような用語及び言い回しの使用において、図示及び説明される特徴又はその部分のいかなる等価物も除外する意図はないが、特許請求される本発明の範囲内でさまざまな修正形態が可能であることが認識される。したがって、本発明は、好ましい実施形態、例示的な実施形態、及び任意選択的な特徴によって具体的に開示されてきたが、本明細書において開示される概念の修正形態及び変形形態は当業者によって用いられてもよいこと、並びにそのような修正形態及び変形形態は、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内にあると考えられることが理解されるべきである。本明細書において提供される特定の実施形態は本発明の有用な実施形態の例であり、本発明は、本説明に記載されたデバイス、デバイス構成要素、方法ステップの多数の変形形態を使用して行われてもよいことは、当業者には明らかであろう。当業者には明らかであるように、方法及び本方法に有用なデバイスは、多数の任意選択的な組成及び処理要素及びステップを含むことができる。

[0187]本明細書において、及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が別段に明確に規定しない限り、複数の参照を含む。したがって、たとえば、「セル」への参照は、複数のそのようなセル及び当業者に知られているその等価物を含む。同様に、「１つの（ａ）」（又は「１つの（ａｎ）」）、「１つ又は複数の」、及び「少なくとも１つの」という用語は、本明細書において互換的に使用可能である。「備える」、「含む」、及び「有する」という用語が互換的に使用可能であることも留意されるべきである。「請求項ＸＸ～ＹＹのいずれか一項の」（ここで、ＸＸ及びＹＹは請求項番号を指す）という言い回しは、複数の従属請求項を代替形態で提供することを意図したものであり、いくつかの実施形態では、「請求項ＸＸ～ＹＹのいずれか一項に記載の」という言い回しと互換性がある。

[0188]本明細書において説明又は例示されるあらゆるデバイス、システム、構成要素の組み合わせ、又は方法は、別段に述べられない限り、本発明を行うために使用可能である。

[0189]範囲、たとえば、温度範囲、時間範囲、又は組成若しくは濃度範囲が本明細書において与えられるときはいつでも、すべての中間範囲及び部分範囲、並びに与えられた範囲に含まれるすべての個々の値は、本開示に含まれることを意図している。本明細書における説明に含まれる任意の部分範囲又は範囲若しくは部分範囲内の個々の値は、本明細書における特許請求の範囲から除外可能であることが理解されよう。

[0190]本明細書において言及されるすべての特許及び公報は、本発明が属する分野における当業者の技術のレベルを示す。本明細書において引用された参考文献は、それらの刊行日又は出願日時点での先行技術を示すためにその全体が参照により本明細書に組み込まれ、この情報は、必要な場合、従来技術である特定の実施形態を除外するために本明細書において用いられ得ることが意図されている。たとえば、物質の組成が特許請求されるとき、実施可能な程度の開示が本明細書において引用される参考文献において提供されている化合物を含めて、出願人の発明の前に当技術分野で知られており利用可能である化合物は、本明細書において特許請求される物質の組成に含まれることは意図されていないことが理解されるべきである。

[0191]本明細書において使用されるとき、「備える」は、「含む」、「含有する」、又は「特徴とする」と同義であり、包括的である又は制約がなく、列挙されていない追加の要素又は方法ステップを除外しない。本明細書で使用されるとき、「からなる」は、請求項要素において指定されない任意の要素、ステップ、又は成分を除外する。本明細書で使用されるとき、「から実質的になる」は、請求項の基本的な特性及び新規な特性に実質的に影響しない材料又はステップを除外しない。本明細書における各実例では、「備える」、「から実質的になる」、及び「からなる」という用語のいずれも、他の２つの用語のどちらかと置き換えられてもよい。本明細書において適切に例示的に説明される本発明は、本明細書では具体的に開示されない任意の１つ又は複数の要素又は、１つ又は複数の制限の不在下で、行われてもよい。

[0192]当業者は、具体的に例示したもの以外のデバイス、システム、及び方法は、過度の実験に依拠することなく本発明の実施において用いられることが可能であることを諒解するであろう。任意のそのようなデバイス及び方法の、当技術分野で知られているすべての機能的等価物は、本発明に含まれることが意図されている。用いられている用語及び言い回しは、制限の用語ではなく説明の用語として使用され、そのような用語及び言い回しの使用時に、図示及び説明される特徴又はその部分の任意の等価物を除外するという意図はないが、特許請求される本発明の範囲内でさまざまな修正形態が可能であることが認識されよう。したがって、本発明は、好ましい実施形態及び任意選択的な特徴によって具体的に開示されてきたが、本明細書において開示される概念の修正形態及び変形形態は当業者によって用いられ得ること、及びそのような修正形態及び変形形態は、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内であると考えられることが理解されるべきである。

Claims (53)

1. 粒子とは無関係に光学式粒子分析計の較正ステータスを決定するための方法であって、
   電磁放射のビームを生成するための前記電磁放射の源と、
   サンプル媒体を含むため、及び前記電磁放射のビームを受けるためのチャンバと、
   前記電磁放射のビームを前記チャンバから向ける／前記チャンバに向けるために前記電磁放射の源と光学的に連絡する光学アセンブリと、
   前記電磁放射のビームからの散乱放射を検出するための検出器と、
   前記電磁放射のビームからの前記散乱放射を前記チャンバから及び前記検出器に向けるための集光システムと、
   を含む光学式粒子分析計を用意するステップと、
   前記電磁放射の源に印加されたパワーを変調するステップと、
   前記変調するステップに応答して、低周波数時間領域を有する検出器信号波形を誘導するステップと、
   前記検出器信号波形を分析して、前記電磁放射の源、前記光学アセンブリ、前記チャンバ、前記検出器、及び前記集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた少なくとも１つの診断パラメータの値を決定するステップと、
   前記少なくとも１つの診断パラメータの前記１つ又は複数の決定された値に基づいて前記光学式粒子分析計の前記較正ステータスを決定するステップと、
   を含み、
   前記光学式粒子分析計内に存在する１つ又は複数の粒子に関して、及び前記電磁放射の源に印加された前記パワーを変調する前記ステップに応答して、前記低周波数時間領域よりも高い中間周波数時間領域を有する粒子検出信号が生成され、以って、前記検出器信号の前記低周波数時間領域と前記粒子検出信号の前記中間周波数時間領域との間の望ましくない干渉を回避し、
   以って、粒子とは無関係に光学式粒子分析計の前記較正ステータスを決定する、方法。
2. 前記電磁放射の源がレーザである、請求項１に記載の方法。
3. 高周波数時間領域レーザ面駆動電流周波数を印加し、高周波数時間領域で前記レーザに印加された電流を変調して、空間モードホッピングを防止するステップ
   をさらに含み、
   前記高周波数時間領域が、前記中間周波数時間領域よりも高い周波数であり、前記中間周波数時間領域又は前記低周波数時間領域のいずれとも干渉しない、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記高周波数時間領域が、１００ＭＨｚよりも大きい又はこれに等しく、約２４９ＭＨｚを含み、
   前記中間周波数時間領域が、１ｋＨｚ／７ｋＨｚ～２００ＭＨｚである範囲から選択され、及び／又は
   前記低周波数時間領域範囲が、５００Ｈｚよりも小さい又はこれに等しい、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記光学式粒子分析計内の前記１つ又は複数の粒子が、前記分析計の残留汚染から、及び／又は前記較正ステータスを決定する前記ステップと同時に前記光学式粒子分析計によって分析されているサンプル内の粒子からである、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記較正ステータスが、前記電磁放射のビームと相互作用する粒子の存在下で決定される、請求項１に記載の方法。
7. 低帯域フィルタ及び高帯域フィルタを用いて粒子検出システムをフィルタ処理して、前記中間周波数時間領域を取得するステップをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記チャンバがフローチャンバを備える、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記サンプル媒体が流体であり、方法が、変調する前記ステップ中に前記流体を前記フローチャンバに流すステップをさらに含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 流す前記ステップが、前記フローチャンバの上流で前記流体をフィルタ処理するステップを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記サンプル媒体が粒子を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 変調する前記ステップが、前記電磁放射の源に印加された前記パワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに切り換えるステップをさらに含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 切り換える前記ステップが、周波数と、デューティサイクルと、前記第１のパワーレベルに対応する第１のスイッチング振幅と、前記第２のパワーレベルに対応する第２のスイッチング振幅とを有するスイッチング波形に従って前記電磁放射の源に印加された前記パワーを切り換えるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. １ｍｓ～１ｓの範囲に対して選択された時間にわたって第２のパワーレベルで前記電磁放射の源に印加された前記パワーを維持するステップをさらに含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 誘導する前記ステップが、
    前記検出器によって、前記電磁放射の源に印加された第１のパワーレベルに対応する第１の放射パワーレベルで前記電磁放射のビーム又は前記レーザビームから前記散乱放射を第１に受けるステップと、
    前記検出器によって、前記電磁放射の源に印加された第２のパワーレベルに対応する第２の放射パワーレベルで前記電磁放射のビーム又は前記レーザビームから前記散乱放射を第２に受けるステップと、
    を含み、
    前記検出器信号波形が、
    立ち上がり縁と、
    第１の信号振幅と、
    第２の信号振幅と、
    を有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記検出器信号波形の前記立ち上がり縁が、立ち上がり縁関数によって定められる、請求項１５に記載の方法。
17. 前記光学式粒子分析計が、誘導する前記ステップに応答して検出器信号を増幅するための、前記検出器に動作可能に接続された増幅回路をさらに含み、第２の受ける前記ステップが、前記第１の放射パワーレベル及び前記第２の放射パワーレベルにそれぞれ対応する第１の状態から第２の状態に前記増幅回路の通電状態を変更するステップを含む、請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 前記検出器信号波形の前記立ち上がり縁が、前記第１の状態から前記第２の状態への前記増幅回路の前記通電状態の前記変更に対応する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つの診断パラメータが前記増幅回路とさらに関連づけられる、請求項１７又は１８に記載の方法。
20. 前記少なくとも１つの診断パラメータが、前記第１の信号振幅の値と前記第２の信号振幅値の値との差の値として定められた検出器信号波形ピーク振幅を含み、分析する前記ステップが、
    前記第１の信号振幅の前記値と、
    前記第２の信号振幅の前記値と、
    前記第１の振幅値と前記第２の振幅値との前記差の前記値、
    を決定するステップをさらに含む、請求項１５～１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記光学式粒子分析計が、誘導する前記ステップに応答して検出器信号を増幅するための、前記検出器に動作可能に接続された増幅回路をさらに含み、前記検出器信号波形ピーク振幅が、前記電磁放射の源、前記チャンバ、前記光学アセンブリ、前記集光システム、前記検出器、及び前記増幅回路の動作条件と関連づけられる、請求項２０に記載の方法。
22. 前記少なくとも１つの診断パラメータが前記立ち上がり縁のための経過時間を含み、分析する前記ステップが、前記立ち上がり縁のための前記経過時間を決定するステップを含む、請求項１５～２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記光学式粒子分析計が前記電磁放射の源のための駆動回路をさらに含み、前記立ち上がり縁のための前記経過時間が前記駆動回路の動作条件と関連づけられる、請求項２２に記載の方法。
24. 前記少なくとも１つの診断パラメータが前記立ち上がり縁関数を含み、分析する前記ステップが、前記立ち上がり縁の前記立ち上がり縁関数を決定するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
25. 前記立ち上がり縁関数が、前記光学式粒子分析計の前記電磁放射の源、前記光学アセンブリ、前記チャンバ、前記検出器、及び前記集光システムの動作条件と関連づけられる、請求項２４に記載の方法。
26. 決定する前記ステップが、前記少なくとも１つの診断パラメータの前記１つ又は複数の決定された値を、前記光学式粒子分析計の以前の較正で決定されたそれぞれの較正パラメータのうちの少なくとも１つの対応する値と比較するステップをさらに含む、請求項１～２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 比較する前記ステップが、前記少なくとも１つの診断パラメータの前記１つ又は複数の決定された値と前記以前の較正で決定された各それぞれの較正パラメータの前記対応する値との差を決定するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記較正ステータスを決定する前記ステップが、前記決定された差に基づいて前記光学式粒子分析計の前記較正ステータスを決定するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
29. 電磁放射のビームを生成するための前記電磁放射の源と、
    サンプル媒体を含むため、及び前記電磁放射のビームを受けるためのチャンバと、
    前記電磁放射のビームを前記電磁放射の源から前記チャンバに向けるために前記電磁放射の源と光学的に連絡する光学アセンブリと、
    前記電磁放射のビームからの散乱放射を検出するための検出器と、
    前記電磁放射のビームからの散乱放射を前記チャンバから前記検出器に向けるための集光システムと、
    前記電磁放射の源及び前記検出器に動作可能に接続されたプロセッサであって、
    前記電磁放射の源に印加されたパワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに変調し、
    低周波数時間領域で前記電磁放射の源に印加された前記パワーの前記変調によって誘導された散乱放射検出器信号波形を分析し、
    前記電磁放射の源、前記チャンバ、前記光学アセンブリ、前記検出器、及び前記集光システムのうちの１つ又は複数と関連づけられた前記散乱放射検出器信号波形から少なくとも１つの診断パラメータの値を決定し、前記少なくとも１つの診断パラメータの前記１つ又は複数の決定された値に基づいて前記光学式粒子分析計の較正ステータスを決定する
    ようにプログラムされるプロセッサと、
    を備え、
    前記光学式粒子分析計内に存在する１つ又は複数の粒子に関して、及び前記変調に応答して、前記低周波数時間領域よりも高い中間周波数時間領域を有する前記パワー粒子検出信号が生成され、以って、前記決定された診断パラメータのステータスが前記チャンバ内での粒子の存在又は不在とは無関係であるように前記低周波数時間領域と前記中間周波数時間領域との望ましくない干渉を回避する、
    光学式粒子分析計。
30. 前記中間周波数時間領域を取得するために各々が前記検出器に電子的に接続された低帯域フィルタと高帯域フィルタとをさらに備える、請求項２９に記載の光学式粒子分析計。
31. 前記チャンバがフローチャンバを備える、請求項２９又は３０に記載の光学式粒子分析計。
32. 前記サンプル媒体が流体であり、前記光学式粒子分析計が、前記流体を前記フローチャンバに通すためのフローシステムをさらに備える、請求項２９～３１のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
33. 前記フローチャンバの上流で前記流体をフィルタ処理するためのフィルタをさらに備える、請求項３２に記載の光学式粒子分析計。
34. 前記サンプル媒体が粒子を含む、請求項２９～３３のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
35. 前記電磁放射の源に印加された前記パワーを変調するために、前記プロセッサが、前記電磁放射の源に印加された前記パワーを第１のパワーレベルから第２のパワーレベルに切り換えるようにさらにプログラムされる、請求項２９～３４のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
36. 前記電磁放射の源に印加された前記パワーを切り換えるために、前記プロセッサが、周波数と、デューティサイクルと、前記第１のパワーレベルに対応する第１のスイッチング振幅と、前記第２のパワーレベルに対応する第２のスイッチング振幅とを有するスイッチング波形に従って前記電磁放射の源に印加された前記パワーを切り換えるようにさらにプログラムされる、請求項３５に記載の光学式粒子分析計。
37. 前記プロセッサが、１ｍｓ～１ｓの範囲に対して選択された時間にわたって第２のパワーレベルで前記電磁放射の源に印加された前記パワーを維持するようにさらにプログラムされる、請求項２９～３６のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
38. 前記電磁放射の源に印加された前記パワーの前記変調によって誘導された前記散乱放射検出器信号波形に応答して、前記プロセッサが、
    前記検出器から第１の検出器信号を第１に受け、前記第１の検出器信号が、前記電磁放射の源に印加された前記第１のパワーレベルに対応する第１の放射パワーレベルにおける前記電磁放射のビームからの散乱放射を表し、
    前記検出器から第２の検出器信号を第２に受け、前記第２の検出器信号が、前記電磁放射の源に印加された前記第２のパワーレベルに対応する第２の放射パワーレベルにおける前記電磁放射のビームからの散乱放射を表す、
    ようにさらにプログラムされ、
    前記散乱放射検出器信号波形が、
    立ち上がり縁と、
    第１の信号振幅と、
    第２の信号振幅と、
    を有する、請求項２９～３７のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
39. 前記散乱放射検出器信号波形の前記立ち上がり縁が立ち上がり縁関数によって定められる、請求項３８に記載の光学式粒子分析計。
40. 前記プロセッサによる受領の前に前記第１の検出器信号及び前記第２の検出器信号を増幅するための、前記検出器に動作可能に接続された増幅回路をさらに備え、前記電磁放射の源に印加された前記パワーの前記変調に応答して、前記増幅回路の通電状態が、それぞれ前記第１の放射パワーレベル及び前記第２の放射パワーレベルに対応する第１の状態から第２の状態に変更する、請求項３８又は３９に記載の光学式粒子分析計。
41. 前記散乱放射検出器信号波形の前記立ち上がり縁が、前記第１の状態から前記第２の状態への前記増幅回路の前記通電状態の前記変更に対応する、請求項４０に記載の光学式粒子分析計。
42. 前記少なくとも１つの診断パラメータが前記増幅回路とさらに関連づけられる、請求項４０又は４１に記載の光学式粒子分析計。
43. 前記少なくとも１つの診断パラメータが、前記第１の信号振幅の値と前記第２の信号振幅値の値との差の値として定められた散乱放射検出器信号波形ピーク振幅を含み、前記電磁放射の源に印加された前記パワーの前記変調によって誘導される前記散乱放射検出器信号波形を分析するために、前記プロセッサが、
    前記第１の信号振幅の前記値と、
    前記第２の信号振幅の前記値と、
    前記第１の振幅値と前記第２の振幅値との前記差の前記値、
    を決定するようにさらにプログラムされる、請求項３８～４２のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
44. 前記プロセッサによる受領の前に前記第１の検出器信号及び前記第２の検出器信号を増幅するための、前記検出器に動作可能に接続された増幅回路をさらに備え、前記散乱放射検出器信号波形ピーク振幅が、前記電磁放射の源、前記チャンバ、前記光学アセンブリ、前記集光システム、前記検出器、及び前記増幅回路の動作条件と関連づけられる、請求項４３に記載の光学式粒子分析計。
45. 前記少なくとも１つの診断パラメータが前記立ち上がり縁のための経過時間を含み、前記電磁放射の源に印加された前記パワーの前記変調によって誘導される前記散乱放射検出器信号波形を分析するために、前記プロセッサが、前記立ち上がり縁のための前記経過時間を決定するようにさらにプログラムされる、請求項３８～４４のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
46. 前記電磁放射の源のための駆動回路をさらに備え、前記立ち上がり縁のための前記経過時間が前記駆動回路の動作条件と関連づけられる、請求項４５に記載の光学式粒子分析計。
47. 前記少なくとも１つの診断パラメータが前記立ち上がり縁関数を含み、前記電磁放射の源に印加された前記パワーの前記変調によって誘導される前記散乱放射検出器信号波形を分析するために、前記プロセッサが、前記立ち上がり縁の前記立ち上がり縁関数を決定するようにさらにプログラムされる、請求項３９に記載の光学式粒子分析計。
48. 前記立ち上がり縁関数が、前記光学式粒子分析計の前記電磁放射の源、前記光学アセンブリ、前記チャンバ、前記検出器、及び前記集光システムの動作条件と関連づけられる、請求項４７に記載の光学式粒子分析計。
49. 少なくとも１つの診断パラメータの前記値を決定するために、前記プロセッサが、前記少なくとも１つの診断パラメータの前記１つ又は複数の決定された値を、前記光学式粒子分析計の以前の較正で決定されたそれぞれの較正パラメータのうちの少なくとも１つの対応する値と比較するようにさらにプログラムされる、請求項２９～４８のいずれか一項に記載の光学式粒子分析計。
50. 前記少なくとも１つの診断パラメータの前記１つ又は複数の決定された値を前記光学式粒子分析計の前記以前の較正で決定された前記それぞれの較正パラメータのうちの少なくとも１つの前記対応する値と比較するために、前記プロセッサが、前記少なくとも１つの診断パラメータの前記１つ又は複数の決定された値と前記以前の較正で決定された各それぞれの較正パラメータの前記対応する値との差を決定するようにさらにプログラムされる、請求項４９に記載の光学式粒子分析計。
51. 前記プロセッサが、前記決定された差に基づいて前記光学式粒子分析計の前記較正ステータスを決定するようにさらにプログラムされる、請求項５０に記載の光学式粒子分析計。
52. 前記電磁放射の源が、レーザ、ダイオードレーザ、ストリップダイオードレーザ、発光ダイオード、及び白熱電球のうちの少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の光学式粒子分析計。
53. 前記電磁放射の源がレーザであり、少なくとも１つの診断パラメータが、
    第１のパワーレベルでの前記印加されたパワーを有する前記レーザから前記第１の放射パワーレベルで前記レーザビームから前記検出器によって検出された前記散乱放射と
    第２のパワーレベルでの前記印加されたパワーを有する前記レーザから前記第２の放射パワーレベルで前記レーザビームから前記検出器によって検出された前記散乱放射との
    検出器信号振幅の差に対応する前記散乱放射検出器信号波形のピークの振幅を含む、請求項２９に記載の光学式粒子分析計。

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