JP2876253B2 - Particle size distribution analyzer - Google Patents

Particle size distribution analyzer

Info

Publication number
JP2876253B2
JP2876253B2 JP2297869A JP29786990A JP2876253B2 JP 2876253 B2 JP2876253 B2 JP 2876253B2 JP 2297869 A JP2297869 A JP 2297869A JP 29786990 A JP29786990 A JP 29786990A JP 2876253 B2 JP2876253 B2 JP 2876253B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sample
particle size
size distribution
scattered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2297869A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04172232A (en
Inventor
達夫 伊串
喜昭 東川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
Priority to JP2297869A priority Critical patent/JP2876253B2/en
Priority to EP91118666A priority patent/EP0485817B1/en
Priority to DE69129260T priority patent/DE69129260T2/en
Priority to US07/786,553 priority patent/US5185641A/en
Publication of JPH04172232A publication Critical patent/JPH04172232A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2876253B2 publication Critical patent/JP2876253B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means
    • G01N15/0211Investigating a scatter or diffraction pattern

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、分散している粒子に光を照射することによ
って生じる回折現象もしくは散乱現象を利用して、試料
粒子の粒度分布を測定する粒度分布測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a particle size for measuring a particle size distribution of sample particles by utilizing a diffraction phenomenon or a scattering phenomenon caused by irradiating dispersed particles with light. The present invention relates to a distribution measuring device.

〔従来の技術〕 粒子による光の回折ないしは散乱現象を利用した粒度
分布測定装置では、回折光ないしは散乱光の強度分布、
つまり回折角ないしは散乱角と光強度との関係を測定
し、これにフラウンホーファ回折ないしはミー散乱の理
論に基づく演算処理を施すことによって、試料粒子の粒
度分布が算出される。
[Prior art] In a particle size distribution measuring apparatus utilizing diffraction or scattering of light by particles, the intensity distribution of diffracted light or scattered light,
That is, the particle size distribution of the sample particles is calculated by measuring the relationship between the diffraction angle or the scattering angle and the light intensity and performing an arithmetic process based on the theory of Fraunhofer diffraction or Mie scattering.

第5図はこの種の粒度分布測定装置の従来例を示す斜
視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional example of this type of particle size distribution measuring device.

第5図において、フローセル1は媒体中に分散する試
料粒子が流される透明容器であり、このフローセル1に
対してレーザ光学系2から平行レーザ光Lが照射され
る。
In FIG. 5, a flow cell 1 is a transparent container through which sample particles dispersed in a medium flow, and a parallel laser beam L is applied to the flow cell 1 from a laser optical system 2.

これとは別に、上記フローセル1には、単一波長光学
系3から単一波長光Mが照射される。
Separately, the single-wavelength optical system 3 irradiates the single-wavelength light M to the flow cell 1.

上記フローセル1内の試料粒子によって回折もしくは
散乱するレーザ光Lは、フーリエ変換レンズ4を介して
リング状フォトセンサアレイ5で受光され、その測定光
強度の分布から比較的に粒子径の大きい試料粒子につい
ての粒度分布が求められる。
The laser light L diffracted or scattered by the sample particles in the flow cell 1 is received by the ring-shaped photosensor array 5 via the Fourier transform lens 4 and, based on the distribution of the measured light intensity, sample particles having a relatively large particle size. Is determined.

また、同じく試料粒子によって回折もしくは散乱する
単一波長光Mは、上記フローセル1に対して互いに異な
る散乱角位置に配設した複数のフォトセンサ6a,6b…で
受光され、その測定光強度の分布から比較的に粒子径の
小さい試料粒子についての粒度分布が求められる。
The single-wavelength light M that is also diffracted or scattered by the sample particles is received by a plurality of photosensors 6a, 6b,... From this, the particle size distribution of the sample particles having a relatively small particle size is determined.

なお、第5図において、7はレーザダイオード、8は
コリメータレンズ、9は紫外光源、10は球面ミラー、11
はスリット、12は集光レンズ、13は干渉フィルタ、14は
測光スリットである。
In FIG. 5, 7 is a laser diode, 8 is a collimator lens, 9 is an ultraviolet light source, 10 is a spherical mirror, 11
Is a slit, 12 is a condenser lens, 13 is an interference filter, and 14 is a photometric slit.

上記粒度分布測定装置では、レーザ光学系2によるレ
ーザ光Lと、単一波長光学系3による単一波長光Mとを
同じフローセル1に照射し、フローセル1内の試料粒子
によって回折ないし散乱するレーザ光Lはリング状フォ
トセンサアレイ5で受光し、その光強度分布を測定する
と同時に、同じく試料粒子によって回折ないし散乱する
単一波長光Mは複数のフォトセンサ6a,6b…で受光し、
その光強度を測定するので、レーザ光Lによる測定では
比較的に粒度の大きい粒度分布が測定され、単一波長光
Mによる測定では比較的に粒度の小さい粒度分布が測定
されることになり、装置全体として小さい粒子径から大
きい粒子径にまたがる粒度分布を測定できる利点があ
る。
In the above particle size distribution measuring device, a laser beam L radiated by the laser optical system 2 and a single wavelength light M by the single wavelength optical system 3 are irradiated on the same flow cell 1 and diffracted or scattered by sample particles in the flow cell 1. The light L is received by the ring-shaped photosensor array 5 and its light intensity distribution is measured. At the same time, the single-wavelength light M also diffracted or scattered by the sample particles is received by the plurality of photosensors 6a, 6b,.
Since the light intensity is measured, a relatively large particle size distribution is measured by the measurement with the laser light L, and a relatively small particle size distribution is measured by the measurement with the single wavelength light M. The whole apparatus has an advantage that a particle size distribution ranging from a small particle diameter to a large particle diameter can be measured.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上述した従来の粒度分布測定装置におい
て、フローセル1に流される試料粒子の濃度が異なる
と、これに応じてリング状フォトセンサアレイ5や複数
のフォトセンサ6a,6b…で測定される光強度も異なる。
By the way, in the above-mentioned conventional particle size distribution measuring apparatus, when the concentration of the sample particles flowing into the flow cell 1 is different, the light intensity measured by the ring-shaped photosensor array 5 and the plurality of photosensors 6a, 6b. Is also different.

すなわち、試料粒子の濃度が高くなるにつれて、その
試料粒子によって回折ないし散乱する光は、多重散乱の
影響を強く受けることになり、上記リング状フォトセン
サアレイ5やフォトセンサ6a,6b…で受光される光強度
はそれだけ減少する傾向を示す。
That is, as the concentration of the sample particles increases, the light diffracted or scattered by the sample particles is strongly affected by the multiple scattering, and is received by the ring-shaped photosensor array 5 and the photosensors 6a, 6b,. The light intensity tends to decrease accordingly.

とくに、粒子径がサブミクロンのオーダの粒子になる
と、照射する光の波長によって多重散乱の度合が異なる
ので、リング状フォトセンサアレイ5で測定されるレー
ザ光の光強度に及ぶ多重散乱の影響と、複数のフォトセ
ンサ6a,6b…で測定される単一波長光の光強度に及ぶ多
重散乱の度合いとは異なってくる。
In particular, when the particle diameter is in the order of submicron, the degree of multiple scattering differs depending on the wavelength of the light to be irradiated. Therefore, the influence of multiple scattering on the light intensity of the laser light measured by the ring-shaped photosensor array 5 and Is different from the degree of multiple scattering affecting the light intensity of the single-wavelength light measured by the plurality of photosensors 6a, 6b.

しかしながら、従来の粒度分布測定装置の場合には、
試料粒子の濃度が測定結果に及ぼす影響を考慮していな
いので、同じ粒度分布を持つ試料粒子に対しても、フロ
ーセル1に流すときの濃度によって測定結果が異なり、
正確な粒度分布を求めることができないという問題点を
有する。
However, in the case of a conventional particle size distribution measuring device,
Since the influence of the concentration of the sample particles on the measurement results is not taken into account, the measurement results differ depending on the concentration when flowing through the flow cell 1 even for sample particles having the same particle size distribution,
There is a problem that an accurate particle size distribution cannot be obtained.

上記の従来欠点に鑑み、本発明は、試料粒子の濃度に
左右されることなく粒度分布を正確に測定するこのでき
る粒度分布測定装置を提供せんとするものである。
In view of the above-mentioned conventional disadvantages, an object of the present invention is to provide a particle size distribution measuring apparatus capable of accurately measuring a particle size distribution without being affected by the concentration of sample particles.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記の目的を達成するために、本発明は、試料粒子が
分散する媒体を収容した試料容器に対してレーザ光を照
射するレーザ光照射手段および前記試料粒子によって回
折もしくは散乱する各散乱各ごとのレーザ光の光強度を
それぞれ測定するリング状ディテクタを含む大径粒子検
出用光学系と、前記試料容器に対してランプ光から得た
単一波長光を照射する単一波長光照射段および前記試料
粒子によって回折もしくは散乱する各散乱角ごとの単一
波長光の光強度をそれぞれ測定するフォトセンサ群を含
む小径粒子検出用光学系と、前記試料粒子によって回折
もしくは散乱することなく前記試料容器を透過するレー
ザ光の光強度を測定する第1の透過光用フォトセンサ
と、前記試料粒子によって回折もしくは散乱することな
く前記試料容器を透過する単一波長光の光強度を測定す
る第2の透過光用フォトセンサと、前記第1および第2
の透過光用フォトセンサの測定データに基づき、前記試
料容器に対するレーザ光および単一波長光の透過率をそ
れぞれ算出し、それらの透過率に応じた量だけ、前記リ
ング状ディテクタおよびフォトセンサ群の測定データを
補正する補正手段と、フラウンホーファ回折もしくはミ
ー散乱理論に基づき前記補正済み測定データから前記試
料粒子の粒度分布を算出する粒度分布算出手段とを備え
たことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a laser light irradiation means for irradiating a sample container containing a medium in which sample particles are dispersed with laser light, and each scattering device diffracted or scattered by the sample particles. A large-diameter particle detection optical system including a ring-shaped detector for measuring the light intensity of the laser light, a single-wavelength light irradiation stage for irradiating the sample container with a single-wavelength light obtained from lamp light, and the sample; A small-diameter particle detection optical system including a photosensor group for measuring the light intensity of a single wavelength light at each scattering angle diffracted or scattered by particles, and transmitted through the sample container without being diffracted or scattered by the sample particles A first transmitted light photosensor that measures the light intensity of the laser light to be transmitted, and transmits through the sample container without being diffracted or scattered by the sample particles. A second transmitted light photosensor that measures the light intensity of the single wavelength light that the first and second
Based on the measurement data of the transmitted light photosensor, the transmittance of the laser light and the single-wavelength light to the sample container is calculated, respectively, the amount corresponding to those transmittance, the ring-shaped detector and photosensor group of It is characterized by comprising a correcting means for correcting the measurement data and a particle size distribution calculating means for calculating the particle size distribution of the sample particles from the corrected measurement data based on the Fraunhofer diffraction or Mie scattering theory.

〔作用〕[Action]

上記の構成によれば、試料粒子によって回折もしくは
散乱するレーザ光の光強度を測定するリング状ディテク
タによる測定データ、および単一波長光の光強度を測定
するフォトセンサ群の測定データは、そのときの試料粒
子の濃度に応じた量だけ補正手段によって補正され、そ
の補正された測定データに基づき粒度分布算出手段によ
って試料粒子についての粒度分布が算出される。したが
って、求められる粒度分布は正確なものとなる。
According to the above configuration, the measurement data of the ring detector that measures the light intensity of the laser light diffracted or scattered by the sample particles, and the measurement data of the photosensor group that measures the light intensity of the single-wavelength light, The particle size distribution of the sample particles is calculated by the particle size distribution calculating means based on the corrected measurement data by an amount corresponding to the concentration of the sample particles. Therefore, the required particle size distribution is accurate.

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による粒度分布測定装置の測定光学系
を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a measuring optical system of a particle size distribution measuring device according to the present invention.

第1図において、試料セル21は媒液中に試料粒子が分
散して存在する試料液を収容した透明容器であり、レー
ザ光照射手段22は上記試料セル21に平行レーザ光Lを照
射するための光学系である。
In FIG. 1, a sample cell 21 is a transparent container containing a sample solution in which sample particles are dispersed and present in a medium, and a laser beam irradiation means 22 irradiates the sample cell 21 with a parallel laser beam L. Optical system.

上記レーザ光照射手段22は、平行レーザ光Lを出力す
るレーザ光源27と、そのレーザ光Lの光束を拡大するビ
ームエキスパンダ28などによって構成されている。
The laser light irradiating means 22 includes a laser light source 27 that outputs a parallel laser light L, a beam expander 28 that expands the light flux of the laser light L, and the like.

上記試料セル21の前方の、レーザ光照射手段22の光軸
上には、試料粒子によって回折もしくは散乱するレーザ
光L、および回折も散乱もせずそのまま試料セル21を透
過するレーザ光Lを、リング状ディテクタ25上に集光す
る集光レンズ24が配置されている。
A laser beam L diffracted or scattered by the sample particles and a laser beam L transmitted through the sample cell 21 without being diffracted or scattered are placed on the optical axis of the laser beam irradiation means 22 in front of the sample cell 21. A condensing lens 24 for condensing light on the shape detector 25 is arranged.

上記リング状ディテクタ25は、試料粒子によって回折
もしくは散乱する各散乱角ごとのレーザ光をそれぞれ受
光して、それらの光強度分布を測定するものであり、上
記集光レンズ24の前方に配置されている。
The ring-shaped detector 25 receives laser light at each scattering angle diffracted or scattered by the sample particles, and measures the light intensity distribution thereof.The ring-shaped detector 25 is disposed in front of the condenser lens 24. I have.

第2図は、上記リング状ディテクタ25の構成を示す斜
視図である。このリング状ディテクタ25は、試料粒子の
粒度に応じてそれぞれの角度に回折もしくは散乱するレ
ーザ光Lを検出するための複数の散乱光用フォトセンサ
25a,25b…を、レーザ光照射手段22の光軸を中心として
リング状に区分けして配置することによって構成されて
いる。さらに、このリング状ディテクタ25の中心位置に
は、回折も散乱もせず上記試料セル21を透過するレーザ
光Lを検出する1つの透過光用フォトセンサ35が配置さ
れている。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the ring-shaped detector 25. The ring detector 25 includes a plurality of scattered light photosensors for detecting laser light L diffracted or scattered at respective angles according to the particle size of the sample particles.
Are arranged in a ring shape around the optical axis of the laser beam irradiation means 22. Further, at the center position of the ring-shaped detector 25, one transmitted light photosensor 35 for detecting the laser light L transmitted through the sample cell 21 without being diffracted or scattered is arranged.

上記リング状ディテクタ25の各フォトセンサ25a,25b
…,35は、それぞれ個々に対応付けられた増幅器36…を
介してマルチプレクサ37に接続されている。
Each photo sensor 25a, 25b of the ring detector 25
, 35 are connected to a multiplexer 37 via amplifiers 36, which are individually associated with each other.

上述したレーザ光照射手段22、集光レンズ24およびリ
ング状ディテクタ25は、比較的に粒子径の大きい試料粒
子による回折光もしくは散乱光を受光する大径粒子検出
用光学系19を構成する。
The above-described laser beam irradiating means 22, condensing lens 24, and ring-shaped detector 25 constitute a large-diameter particle detection optical system 19 that receives light diffracted or scattered by sample particles having a relatively large particle diameter.

一方、単一波長光照射手段23は、レーザ光Lよりも短
い波長の単一波長光Mを上記試料セル21に照射するため
の光学系であり、ランプ光源29、球面ミラー30、アパー
チャ31,34、コリメータレンズ32、干渉フィルタ33など
によって構成されている。
On the other hand, the single-wavelength light irradiating means 23 is an optical system for irradiating the sample cell 21 with a single-wavelength light M having a shorter wavelength than the laser light L, and includes a lamp light source 29, a spherical mirror 30, an aperture 31, 34, a collimator lens 32, an interference filter 33 and the like.

上記球面ミラー30は、ランプ光源29から後方に照射さ
れる光を、ランプ光源29の前方に配置されたアパーチャ
31に集光させる鏡であり、そのアパーチャ31はランプ光
源29からの光を十分小さい光束に絞るためのものであ
る。
The spherical mirror 30 emits light emitted backward from the lamp light source 29 to an aperture disposed in front of the lamp light source 29.
The aperture 31 is a mirror for condensing the light from the lamp light source 29 into a sufficiently small light flux.

上記アパーチャ31の前方に配置されたコリメータレン
ズ32は、アパーチャ31で光束を絞られたランプ光を平行
光線にするためのレンズであり、そのコリメータレンズ
32の前方に配置される干渉フィルタ33は、上記平行光線
から所定の単一波長光Mのみを取り出すためのフィルタ
である。
The collimator lens 32 disposed in front of the aperture 31 is a lens for converting the lamp light whose light flux has been narrowed down by the aperture 31 into parallel rays, and the collimator lens thereof
An interference filter 33 disposed in front of 32 is a filter for extracting only a predetermined single-wavelength light M from the parallel light.

第3図は、上記干渉フィルタ33の構成を示す平面図で
ある。この干渉フィルタ33は、それぞれ透過させる波長
を異にする複数の例えば1/4波長板33a,33b…を縦に配列
して構成されており、干渉フィルタ33の位置を上下に変
化させることによって、取り出す単一波長光Mの波長を
複数段に亙って切り換えられるようになっている。
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the interference filter 33. The interference filter 33 is configured by vertically arranging a plurality of quarter-wave plates 33a, 33b,... Having different wavelengths to be transmitted, and by changing the position of the interference filter 33 up and down, The wavelength of the single-wavelength light M to be extracted can be switched over a plurality of stages.

上記干渉フィルタ33の前方に配置されたアパーチャ34
は、干渉フィルタ33からの単一波長光Mの光束を絞り込
むためのものであり、このアパーチャ34を経た単一波長
光Mが前記試料セル21におけるレーザ光Lの照射位置と
は別の位置に照射される。
An aperture 34 arranged in front of the interference filter 33
Is for narrowing the luminous flux of the single-wavelength light M from the interference filter 33, and the single-wavelength light M passing through the aperture 34 is located at a position different from the irradiation position of the laser light L on the sample cell 21. Irradiated.

また、上記試料セル21の後方の、単一波長光照射手段
23の光軸上には、試料粒子によって回折も散乱もせず試
料セル21をそのまま透過する単一波長光Mを検出する透
過光用フォトセンサ38が配置されており、このフォトセ
ンサ38は対応する増幅器36を介して上記したマルチプレ
クサ37に接続されている。
A single-wavelength light irradiating means behind the sample cell 21
On the optical axis 23, a transmitted light photosensor 38 that detects single-wavelength light M that is transmitted through the sample cell 21 as it is without being diffracted or scattered by the sample particles is arranged. The amplifier 37 is connected to the multiplexer 37 described above.

さらに、上記試料セル21の周囲には、試料粒子によっ
て回折もしくは散乱する単一波長光Mを、各散乱角ごと
に個別に検出するためのフォトセンサ群26を構成する複
数のフォトセンサ26a,26b…が、それぞれの散乱角位置
に分けて配置されている。とくに、ここでは、試料セル
21の後方、つまり単一波長光照射手段23の配置側だけで
なく、試料セル21の前方側にもフォトセンサ26a,26b…
を配置して、試料セル21の前方に散乱する単一波長光M
についてもその光強度を測定するように構成されてい
る。
Further, around the sample cell 21, a plurality of photosensors 26a, 26b constituting a photosensor group 26 for individually detecting single wavelength light M diffracted or scattered by sample particles at each scattering angle. Are arranged separately for each scattering angle position. In particular, here, the sample cell
Photosensors 26a, 26b on the front side of the sample cell 21 as well as on the rear side of the sample cell 21, that is, on the
And the single-wavelength light M scattered in front of the sample cell 21
Is also configured to measure the light intensity.

上記各フォトセンサ26a,26b…では、それぞれ対応す
る集光レンズ39a,39b…で集光した回折光もしくは散乱
光が受光される。これらのフォトセンサ26a,26b…はそ
れぞれ対応する増幅器36…を介して前記マルチプレクサ
37に接続されている。
Each of the photosensors 26a, 26b,... Receives the diffracted light or the scattered light collected by the corresponding condenser lens 39a, 39b,. These photo sensors 26a, 26b...
Connected to 37.

上述した単一波長光照射手段23、フォトセンサ群26お
よび集光レンズ39a,39b…は、比較的に粒子径の小さい
試料粒子による回折光もしくは散乱光を受光する小径粒
子検出用光学系20を構成する。
The single-wavelength light irradiating means 23, the photosensor group 26, and the condenser lenses 39a, 39b... Are provided with a small-diameter particle detection optical system 20 for receiving light diffracted or scattered by sample particles having a relatively small particle diameter. Constitute.

上記マルチプレクサ37は、上述したリング状ディテク
タ25のフォトセンサ25a,25b…,35や他のフォトセンサ26
a,26b…,38で検出される光強度の測定データを所定の順
序で取り込み、取り込んだ測定データをその取込み順序
にしたがった直列信号に変換して次段のA/D変換器39に
送出する機能を持つ回路である。
The multiplexer 37 includes the photosensors 25a, 25b,..., 35 of the ring detector 25 and the other photosensors 26.
The measurement data of the light intensity detected by a, 26b..., 38 is taken in a predetermined order, the taken measurement data is converted into a serial signal according to the taking order, and sent to the A / D converter 39 of the next stage. This is a circuit that has the function of performing

上記A/D変換器39は、送られてきた測定データつまり
アナログデータをデジタルデータに変換する回路であ
り、そのデジタルデータは次段の演算処理装置40に送ら
れる。
The A / D converter 39 is a circuit that converts the transmitted measurement data, that is, analog data, into digital data, and the digital data is transmitted to the arithmetic processing device 40 at the next stage.

上記演算処理装置40は、送られてきた光強度に関する
デジタルデータに基づき、試料セル21中の試料粒子につ
いての粒度分布を求める演算処理を行う装置であり、コ
ンピュータなどによって構成される。その演算機能は、
フラウンホーファ回折もしくはミー散乱理論に基づいて
粒度分布を求めるものであるが、ここでは、その演算に
使用する入力データを粒度分布の演算に先立ち補正する
補正処理の機能も付加されている。
The arithmetic processing device 40 is a device that performs arithmetic processing for obtaining the particle size distribution of the sample particles in the sample cell 21 based on the transmitted digital data on the light intensity, and is configured by a computer or the like. Its arithmetic function is
Although the particle size distribution is obtained based on the Fraunhofer diffraction or Mie scattering theory, a function of a correction process for correcting input data used for the calculation prior to the calculation of the particle size distribution is also added.

すなわち、この場合の補正処理とは、回折光もしくは
散乱光を各フォトセンサ25a,25b…,26a,26b…が受光す
るときに透過光用フォトセンサ35,38で受光される透過
光のデータに基づき、フォトセンサ25a,25b…,26a,26b
…による光強度データを補正するものであり、レーザ光
Lの回折光もしくは散乱光を受光するフォトセンサ25a,
25b…の測定データについては透過光用フォトセンサ35
の検出する透過光測定データに基づき、また単一波長光
Mの回折光もしくは散乱光を受光するフォトセンサ26a,
26b…の測定データについては透過光用フォトセンサ38
の検出する透過光測定データに基づき、それぞれ補正さ
れる。
That is, the correction processing in this case is to convert the diffracted light or the scattered light into the transmitted light data received by the transmitted light photosensors 35 and 38 when each of the photosensors 25a, 25b ..., 26a, 26b ... receives the light. Based on the photo sensors 25a, 25b ..., 26a, 26b
Are used to correct the light intensity data by the photosensors 25a, 25b, which receive the diffracted light or the scattered light of the laser light L.
For the measurement data of 25b… Photo sensor for transmitted light 35
Based on the transmitted light measurement data detected by the photo sensor 26a, which receives the diffracted light or the scattered light of the single wavelength light M,
For the measurement data of 26b…
Are respectively corrected based on the transmitted light measurement data detected by.

第4図は、上記演算処理装置40において行われる演算
処理の概要を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the arithmetic processing performed in the arithmetic processing device 40.

次に、第4図のフローチャートも参照して、上記粒度
分布測定装置による粒度分布の測定手順について説明す
る。
Next, the procedure of measuring the particle size distribution by the particle size distribution measuring device will be described with reference to the flowchart of FIG.

レーザ光照射手段22を構成する光学系では、レーザ光
源27からのレーザ光Lがビームエキスパンダ28で光束を
拡大されて試料セル21に照射される。
In the optical system constituting the laser light irradiation means 22, the laser beam L from the laser light source 27 is expanded by a beam expander 28 to irradiate the sample cell 21.

このレーザ光Lは、試料セル21中の試料粒子によって
回折もしくは散乱し、その回折光もしくは散乱光が集光
レンズ24によってリング状ディテクタ25上に結像され
る。
The laser light L is diffracted or scattered by the sample particles in the sample cell 21, and the diffracted or scattered light is imaged on the ring detector 25 by the condenser lens 24.

上記リング状ディテクタ25において、その中心に位置
する透過光用フォトセンサ35では、試料粒子によって回
折も散乱もせず試料セル21をそのまま透過したレーザ光
Lの光強度が測定される。また、その外周に配置されて
いるその他のフォトセンサ25a,25b…では、試料粒子に
よって回折もしくは散乱したレーザ光Lの光強度が測定
される。各フォトセンサ25a,25b…のうち、外周側のフ
ォトセンサは散乱角のより大きい散乱光を受光し、内周
側のフォトセンサは散乱角のより小さい散乱光を受光す
る。したがって、外周側のフォトセンサの検出する光強
度は粒子径のより大きい試料粒子の量を反映しており、
内周側のフォトセンサの検出する光強度は粒子径のより
小さい試料粒子の量を反映していることになる。これら
の各フォトセンサ25a,25b…,35が検出した光強度はアナ
ログ電気信号に変換され、さらに増幅器36を経てマルチ
プレクサ37に入力される。
In the ring detector 25, the transmitted light photosensor 35 located at the center of the ring detector 25 measures the light intensity of the laser light L transmitted through the sample cell 21 without being diffracted or scattered by the sample particles. Further, the other photosensors 25a, 25b,... Arranged on the outer periphery measure the light intensity of the laser light L diffracted or scattered by the sample particles. Of the photosensors 25a, 25b,..., The outer photosensor receives scattered light having a larger scattering angle, and the inner photosensor receives scattered light having a smaller scattering angle. Therefore, the light intensity detected by the photosensor on the outer peripheral side reflects the amount of sample particles having a larger particle diameter,
The light intensity detected by the photosensor on the inner peripheral side reflects the amount of sample particles having a smaller particle diameter. The light intensity detected by each of these photosensors 25a, 25b,..., 35 is converted into an analog electric signal, and further input to a multiplexer 37 via an amplifier 36.

一方、単一波長光照射手段23を構成する光学系におい
ては、ランプ光源29からのランプ光がアパーチャ31を経
て、コリメータレンズ32で平行光線にされ、その平行光
線は干渉フィルタ33によって単一波長光Mにされる。さ
らに、単一波長光Mはアパーチャ34によって光束を絞ら
れた後、試料セル21に照射される。
On the other hand, in the optical system constituting the single-wavelength light irradiating means 23, the lamp light from the lamp light source 29 passes through the aperture 31 and is collimated by the collimator lens 32. Light M is applied. Further, the single-wavelength light M is irradiated on the sample cell 21 after the light beam is narrowed down by the aperture 34.

この単一波長光Mは、試料セル21中の試料粒子によっ
て回折もしくは散乱し、その散乱光が個々の集光レンズ
39a,39b…を経てそれぞれ対応するフォトセンサ26a,26b
…に集光され、これらのフォトセンサ群26によってその
光強度分布が測定される。
The single-wavelength light M is diffracted or scattered by the sample particles in the sample cell 21, and the scattered light is converted into individual condenser lenses.
Photo sensors 26a, 26b corresponding to 39a, 39b, respectively.
, And the light intensity distribution is measured by the photosensor group 26.

上記各フォトセンサ群26において、試料セル21の後方
寄りに配置されているフォトセンサは、散乱角のより大
きい単一波長光Mを受光し、試料セル21の前方寄りに配
置されているフォトセンサは、散乱角のより小さい単一
波長光Mを受光する。したがって、後方に配置されてい
るフォトセンサの検出する光強度は粒子径のより小さい
試料粒子の量を反映しており、前方に配置されているフ
ォトセンサの検出する光強度は粒子径のより大きい試料
粒子の量を反映していることになる。これらの各フォト
センサ26a,26b…,38が検出した光強度はアナログ電気信
号に変換され、さらに増幅器36を経てマルチプレクサ37
に入力される。
In each of the photosensor groups 26, the photosensor disposed near the rear of the sample cell 21 receives the single-wavelength light M having a larger scattering angle, and the photosensor disposed near the front of the sample cell 21. Receives the single-wavelength light M having a smaller scattering angle. Therefore, the light intensity detected by the photosensor disposed at the rear reflects the amount of sample particles having a smaller particle diameter, and the light intensity detected by the photosensor disposed at the front is larger than the particle diameter. This reflects the amount of sample particles. The light intensity detected by each of these photosensors 26a, 26b..., 38 is converted into an analog electric signal, and further passed through an amplifier 36 to a multiplexer 37.
Is input to

上述したように、ランプ光源29として、その波長域が
レーザ光Lの波長よりも短いものが予め選ばれているの
で、単一波長光Mの回折光もしくは散乱光は粒子径の小
さい試料粒子についての粒度分布を求めるのに有効とな
る。他方、レーザ光Lの回折光もしくは散乱光は粒子径
の大きい試料粒子についての粒度分布を求めるのに有効
となる。
As described above, the lamp light source 29 whose wavelength range is shorter than the wavelength of the laser beam L is selected in advance, so that the diffracted light or the scattered light of the single wavelength light M is used for sample particles having a small particle diameter. This is effective for obtaining the particle size distribution of. On the other hand, the diffracted light or the scattered light of the laser light L is effective for obtaining a particle size distribution for a sample particle having a large particle diameter.

マルチプレクサ37では、各フォトセンサ25a,25b…,3
5,26a,26b…,37から入力されてきた測定データ、つまり
アナログ電気信号が一定の順序で取り込まれる。すなわ
ち、例えば、粒子径の小さい試料粒子に対応するフォト
センサ26a,26b…からフォトセンサ25a,25b…へとそれら
の測定データが取り込まれる。
In the multiplexer 37, each of the photo sensors 25a, 25b.
Measurement data input from 5, 26a, 26b,..., 37, that is, analog electric signals are taken in a certain order. That is, for example, the measurement data is taken from the photosensors 26a, 26b... Corresponding to the sample particles having a small particle size to the photosensors 25a, 25b.

なお、単一波長光照射手段23においては、干渉フィル
タ33の位置を上下に変えることによって、試料セル21に
照射される単一波長光Mの波長が切り換えられるので、
その切換え操作によって、小径粒子検出用光学系20によ
る測定データとして、数段階にわたる粒子径の範囲のデ
ータを得ることができる。
In the single-wavelength light irradiation means 23, the wavelength of the single-wavelength light M irradiated on the sample cell 21 is switched by changing the position of the interference filter 33 up and down.
By this switching operation, data in a range of particle diameters in several stages can be obtained as measurement data by the small-diameter particle detection optical system 20.

マルチプレクサ37で取り込まれたアナログ電気信号は
直列信号にされて、次段のA/D変換器39で順次デジタル
信号に変換され、さらに次段の演算処理装置40に入力さ
れる。
The analog electric signal captured by the multiplexer 37 is converted into a serial signal, sequentially converted into a digital signal by an A / D converter 39 at the next stage, and further input to an arithmetic processing unit 40 at the next stage.

上記演算処理装置40には、第4図に示すように、実質
的な粒度分布の算出処理を行うのに先立ち、上記試料セ
ル21に試料粒子を含まない試料液(以下、必要に応じて
ブランク試料液と呼ぶ)を収容した状態のもとで、透過
光用フォトセンサ35,38によって測定される各透過光の
データが予め記憶される(ステップS1)。なお、そのデ
ータのうち、単一波長光Mの透過光データについては、
干渉フィルタ33によって切り換えられる各波長の単一波
長光ごとに別々に測定され記憶される。
As shown in FIG. 4, prior to performing the substantial particle size distribution calculation process, the arithmetic processing device 40 includes a sample liquid containing no sample particles in the sample cell 21 (hereinafter referred to as a blank if necessary). Under the state where the sample liquid is stored, data of each transmitted light measured by the transmitted light photosensors 35 and 38 is stored in advance (step S1). Among the data, the transmitted light data of the single wavelength light M is
Each single wavelength light of each wavelength switched by the interference filter 33 is separately measured and stored.

次に行われる実質的な粒度分布の算出処理では、試料
セル21中の試料粒子を含む試料液を透過してきた単一透
過光Mを受光する透過光用フォトセンサ38、およびレー
ザ光Lを受光する透過光用フォトセンサ35によって測定
される各透過光データと、先に記憶されていたブランク
試料液に対する各透過光データとの比が求められる(ス
テップS2)。
In the subsequent calculation process of the substantial particle size distribution, the transmitted light photosensor 38 that receives the single transmitted light M that has passed through the sample liquid containing the sample particles in the sample cell 21 and the laser beam L that is received The ratio between the transmitted light data measured by the transmitted light photosensor 35 and the transmitted light data for the previously stored blank sample liquid is calculated (step S2).

すなわち、透過光用フォトセンサ35の測定する透過光
データと、これに対応するブランク試料液の場合の透過
光データとの比から単一波長光Mの透過率が算出され、
同様に透過光用フォトセンサ38の測定する透過光データ
と、これに対応するブランク試料液の場合の透過光デー
タとの比からレーザ光Lの透過率が算出される。
That is, the transmittance of the single-wavelength light M is calculated from the ratio of the transmitted light data measured by the transmitted light photosensor 35 and the transmitted light data corresponding to the blank sample liquid,
Similarly, the transmittance of the laser light L is calculated from the ratio between the transmitted light data measured by the transmitted light photosensor 38 and the transmitted light data corresponding to the blank sample liquid.

次に、リング状ディテクタ25のフォトセンサ25a,25b
…による測定データは、上記透過光用フォトセンサ35の
測定データから求められた透過率に応じた量だけ増大補
正され、同様にフォトセンサ26a,26b…による測定デー
タは、上記透過光用フォトセンサ38の測定データから求
められた透過率に応じた量だけ増大補正される(ステッ
プS3)。
Next, the photo sensors 25a and 25b of the ring-shaped detector 25
Are corrected to increase by an amount corresponding to the transmittance obtained from the measurement data of the transmitted light photosensor 35, and similarly, the measurement data obtained by the photosensors 26a, 26b,. The increase is corrected by an amount corresponding to the transmittance obtained from the 38 measurement data (step S3).

しかる後に、上記の如く補正した各光強度の測定デー
タに基づき、試料粒子の粒度分布が求められる(ステッ
プS4)。その算出手順は、フラウンホーファ回折もしく
はミー散乱理論に基づき行われる。
Thereafter, the particle size distribution of the sample particles is obtained based on the measurement data of each light intensity corrected as described above (step S4). The calculation procedure is performed based on the Fraunhofer diffraction or Mie scattering theory.

〔発明の効果〕 本発明は、上述した構成より成り、試料粒子によって
回折もしくは散乱するレーザ光の光強度を測定するリン
グ状ディテクタによる測定データ、および単一波長光の
光強度を測定するフォトセンサ群の測定データを、その
ときの試料粒子の濃度に応じた量だけ補正手段によって
補正し、その補正した測定データに基づき粒度分布算出
手段によって試料粒子についての粒度分布を算出するよ
うにしているので、多重散乱の影響を受けない正確な粒
度分布を測定できる効果がある。
[Effects of the Invention] The present invention has the above-described configuration, and has a ring-shaped detector for measuring light intensity of laser light diffracted or scattered by sample particles, and a photosensor for measuring light intensity of single-wavelength light. Since the measurement data of the group is corrected by the correction means by an amount corresponding to the concentration of the sample particles at that time, the particle size distribution of the sample particles is calculated by the particle size distribution calculation means based on the corrected measurement data. In addition, there is an effect that an accurate particle size distribution that is not affected by multiple scattering can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示し、第1図
は本発明の粒度分布測定装置の概要を模式的に示す図、
第2図は前記粒度分布測定装置におけるリング状ディテ
クタを示す斜視図、第3図は前記粒度分布測定装置にお
ける干渉フィルタを示す平面図、第4図は前記粒度分布
測定装置の測定動作を示すフローチャートである。 第5図は従来の粒度分布測定装置の構成を示す斜視図で
ある。 19……大径粒子検出用光学系、20……小径粒子検出用光
学系、21……試料容器、22……レーザ光照射手段、23…
…単一波長光照射手段、25……リング状ディテクタ、26
……フォトセンサ群、35……第1の透過光用フォトセン
サ、38……第2の透過光用フォトセンサ、40……補正手
段および粒度分布算出手段、L……レーザ光、M……単
一波長光。
1 to 4 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a particle size distribution measuring apparatus of the present invention;
2 is a perspective view showing a ring-shaped detector in the particle size distribution measuring device, FIG. 3 is a plan view showing an interference filter in the particle size distribution measuring device, and FIG. 4 is a flowchart showing a measuring operation of the particle size distribution measuring device. It is. FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a conventional particle size distribution measuring device. 19 optical system for detecting large-diameter particles, 20 optical system for detecting small-diameter particles, 21 sample container, 22 laser irradiation means, 23
... Single wavelength light irradiation means, 25 ... Ring detector, 26
... Photosensor group, 35... First transmitted light photosensor, 38... Second transmitted light photosensor, 40... Correction means and particle size distribution calculation means, L. Single wavelength light.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料粒子が分散する媒体を収容した試料容
器に対してレーザ光を照射するレーザ光照射手段および
前記試料粒子によって回折もしくは散乱する各散乱角ご
とのレーザ光の光強度をそれぞれ測定するリング状ディ
テクタを含む大径粒子検出用光学系と、前記試料容器に
対してランプ光から得た単一波長光を照射する単一波長
光照射手段および前記試料粒子によって回折もしくは散
乱する各散乱角ごとの単一波長光の光強度をそれぞれ測
定するフォトセンサ群を含む小径粒子検出用光学系と、
前記試料粒子によって回折もしくは散乱することなく前
記試料容器を透過するレーザ光の光強度を測定する第1
の透過光用フォトセンサと、前記試料粒子によって回折
もしくは散乱することなく前記試料容器を透過する単一
波長光の光強度を測定する第2の透過光用フォトセンサ
と、前記第1および第2の透過光用フォトセンサの測定
データに基づき、前記試料容器に対するレーザ光および
単一波長光の透過率をそれぞれ算出し、それらの透過率
に応じた量だけ、前記リング状ディテクタおよびフォト
センサ群の測定データを補正する補正手段と、フラウン
ホーファ回折もしくはミー散乱理論に基づき前記補正済
み測定データから前記試料粒子の粒度分布を算出する粒
度分布算出手段とを備えたことを特徴とする粒度分布測
定装置。
1. A laser beam irradiation means for irradiating a sample container containing a medium in which sample particles are dispersed with laser light, and measuring the light intensity of the laser beam at each scattering angle diffracted or scattered by the sample particles. A large diameter particle detection optical system including a ring-shaped detector, a single wavelength light irradiating means for irradiating the sample container with a single wavelength light obtained from lamp light, and each scattering diffracted or scattered by the sample particles. An optical system for detecting small-diameter particles including a photosensor group for measuring the light intensity of single-wavelength light for each angle,
A first method for measuring the intensity of laser light transmitted through the sample container without being diffracted or scattered by the sample particles;
A second transmitted light photosensor for measuring the light intensity of a single wavelength light transmitted through the sample container without being diffracted or scattered by the sample particles; and the first and second transmitted light photosensors. Based on the measurement data of the transmitted light photosensor, the transmittance of the laser light and the single-wavelength light to the sample container is calculated, respectively, the amount corresponding to those transmittance, the ring-shaped detector and photosensor group of A particle size distribution measuring device, comprising: a correction unit that corrects measurement data; and a particle size distribution calculation unit that calculates a particle size distribution of the sample particles from the corrected measurement data based on Fraunhofer diffraction or Mie scattering theory.
JP2297869A 1990-11-03 1990-11-03 Particle size distribution analyzer Expired - Lifetime JP2876253B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2297869A JP2876253B2 (en) 1990-11-03 1990-11-03 Particle size distribution analyzer
EP91118666A EP0485817B1 (en) 1990-11-03 1991-10-31 Apparatus for measuring a particle size distribution
DE69129260T DE69129260T2 (en) 1990-11-03 1991-10-31 Device for measuring the particle size distribution
US07/786,553 US5185641A (en) 1990-11-03 1991-11-01 Apparatus for simultaneously measuring large and small particle size distribution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2297869A JP2876253B2 (en) 1990-11-03 1990-11-03 Particle size distribution analyzer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04172232A JPH04172232A (en) 1992-06-19
JP2876253B2 true JP2876253B2 (en) 1999-03-31

Family

ID=17852184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2297869A Expired - Lifetime JP2876253B2 (en) 1990-11-03 1990-11-03 Particle size distribution analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2876253B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014203741A1 (en) 2013-06-19 2014-12-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ Automatic analysis device and automatic analysis method

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9818351D0 (en) * 1998-08-22 1998-10-14 Malvern Instr Ltd Improvements relating to the measurement of particle size distribution
JP4132692B2 (en) * 2001-02-20 2008-08-13 株式会社堀場製作所 Particle size distribution measuring device
JP6112025B2 (en) * 2014-01-27 2017-04-12 株式会社島津製作所 Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014203741A1 (en) 2013-06-19 2014-12-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ Automatic analysis device and automatic analysis method
US9575082B2 (en) 2013-06-19 2017-02-21 Hitachi High-Technologies Corporation Automatic analysis device and automatic analysis method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04172232A (en) 1992-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5185641A (en) Apparatus for simultaneously measuring large and small particle size distribution
JPH081482Y2 (en) Particle size distribution measuring device
JP6206404B2 (en) Data correction method and microparticle measuring apparatus in microparticle measuring apparatus
JP2000121540A (en) Apparatus for measuring particle size distribution
US10113945B2 (en) Method and apparatus for combining measurements of particle characteristics using light scattering and optical imaging
JP2863874B2 (en) Particle size distribution analyzer
CN107250742A (en) Multichannel spectrophotometer and multichannel spectrophotometer data processing method
JP4132692B2 (en) Particle size distribution measuring device
JP3258889B2 (en) Optical axis adjustment method in scattering particle size distribution analyzer
JP2876253B2 (en) Particle size distribution analyzer
JP2003106980A (en) Measuring device and measuring method for minute particle group
US7460235B2 (en) Two-detector gas filter correlation radiometry (GFCR) system using two-dimensional array detection of defocused image and detected-signal summation
JP2876255B2 (en) Particle size distribution analyzer
JPH0462455A (en) Particle size distribution measuring instrument
JPH09126984A (en) Particle size distribution measuring device
JP2626009B2 (en) Particle size distribution analyzer
JP2674128B2 (en) Particle size distribution analyzer
JP4105888B2 (en) Particle size distribution measuring device
JP2001174394A (en) Particle size distribution measuring device
JPH08128942A (en) Particle size distribution measuring equipment
JPH0616008B2 (en) Scattered light measuring device
JPS62147344A (en) Multiwavelength spectrophotometer
JP3282580B2 (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
JP3874047B2 (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
JP3471634B2 (en) Particle size distribution measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080122

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110122

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term