JP2876255B2 - Particle size distribution analyzer - Google Patents

Particle size distribution analyzer

Info

Publication number
JP2876255B2
JP2876255B2 JP2312251A JP31225190A JP2876255B2 JP 2876255 B2 JP2876255 B2 JP 2876255B2 JP 2312251 A JP2312251 A JP 2312251A JP 31225190 A JP31225190 A JP 31225190A JP 2876255 B2 JP2876255 B2 JP 2876255B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
particle size
size distribution
sample
measurement data
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
JP2312251A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04184143A (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 JP2312251A priority Critical patent/JP2876255B2/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 JPH04184143A publication Critical patent/JPH04184143A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2876255B2 publication Critical patent/JP2876255B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices 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〕[Conventional technology]

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。
In a particle size distribution measuring apparatus utilizing the diffraction or scattering of light by particles, the intensity distribution of diffracted light or
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4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. 4 is a perspective view showing a conventional example of this type of particle size distribution measuring device.

第4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. 4, 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
されることにより、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子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 in the measurement with the laser light L, and a relatively small particle size distribution is measured in the measurement with the single wavelength light M. As a whole, there is an advantage that a particle 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]

しかし、上述した従来の粒度分布測定装置の場合、レ
ーザ光学系2や単一波長光学系3の光源であるレーザダ
イオード7や紫外光源9の光量が変動すると、それに応
じてリング状フォトセンサアレイ5やフォトセンサ6a,6
b…の受光量も変動するが、この光源光量の変動の散乱
光量への影響について何ら対策が施されていないため、
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 the above-described conventional particle size distribution measuring device, when the light amount of the laser diode 7 or the ultraviolet light source 9 as the light source of the laser optical system 2 or the single-wavelength optical system 3 fluctuates, the ring-shaped photo sensor array 5 is correspondingly changed. And photo sensors 6a, 6
The received light amount of b ... also fluctuates. However, since no measure is taken for the influence of the fluctuation of the light source light amount on the scattered light amount,
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、光源の光量変動に
左右されることなく粒度分布を正確に測定することので
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 drawbacks, an object of the present invention is to provide a particle size distribution measuring device capable of accurately measuring a particle size distribution without being influenced by a light amount variation of a light source.

〔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、前記試料容器に照射され
る前のレーザ光の一部を分離する第1のビームスプリッ
タと、そのビームスプリッタで分離されたレーザ光の光
強度を測定する第1のモニター用フォトセンサと、前記
試料容器に照射される前の単一波長光の一部を分離する
第2のビームスプリッタと、そのビームスプリッタで分
離された単一波長光の光強度を測定する第2のモニター
用フォトセンサと、前記リング状ディテクタ、フォトセ
ンサ群および各モニター用フォトセンサの測定データを
共に取り込むデータ入力手段と、このデータ入力手段に
よって取り込まれた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、その測定データの測定時点にお
ける前記各モニター用フォトセンサの測定データに応じ
てそれぞれ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 a scattering angle 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 irradiating means for irradiating the sample container with 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 for each scattering angle diffracted or scattered by particles, and a part of the laser light before being irradiated on the sample container. A first beam splitter to be separated, a first monitor photosensor for measuring the light intensity of the laser beam split by the beam splitter, and a light source for irradiating the sample container. A second beam splitter for separating a part of the previous single-wavelength light, a second monitor photosensor for measuring the light intensity of the single-wavelength light separated by the beam splitter, and the ring-shaped detector; Data input means for taking in both measurement data of the photo sensor group and the photo sensor for each monitor, and the ring detector and the photo sensor group taken in by the data input means, and the monitor data at the time of measurement of the measurement data And a particle size distribution calculating means for calculating a particle size distribution of the sample particles from the corrected measurement data based on Fraunhofer diffraction or Mie scattering theory. And

〔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、その測定時点にお
いて第1および第2のモニター用フォトセンサによって
測定されるレーザ光および単一波長光の光量に応じた量
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
ての粒度分布が精度よく算出される。
According to the above configuration, the measurement data by the ring-shaped 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 are measured by the measurement. At this point, the correction unit corrects the amount of the laser light and the single-wavelength light measured by the first and second monitoring photosensors by an amount corresponding to the amount of the light, and the particle size distribution calculating unit calculates the sample based on the corrected measurement data. The particle size distribution of the particles is accurately calculated.

また、大径粒子検出用光学系による測定データと小径
粒子検出用光学系による測定データが共にデータ入力手
段で取り込まれ、粒度分布算出手段のデータとされるの
で、一度に小さい粒子径から大きい粒子径にまたがる広
範囲の粒度分布を簡単に測定できる。
Also, both the data measured by the optical system for detecting large-diameter particles and the data measured by the optical system for detecting small-diameter particles are fetched by the data input unit and used as the data of the particle size distribution calculating unit. A wide range of particle size distribution across the diameter can be easily measured.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described 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 condensing lens for condensing laser light L diffracted or scattered by sample particles on a ring-shaped detector 25 in front of the sample cell 21 on the optical axis of the laser light irradiation means 22.
24 are located.

上記リング状ディテクタ25は、試料粒子によって回折
もしくは散乱するレーザ光Lのうち比較的に散乱角の小
さい光を、各散乱角ごとにそれぞれ受光して、それらの
光強度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 light having a relatively small scattering angle out of the laser light L diffracted or scattered by the sample particles, for each scattering angle, and measures the light intensity thereof. It is arranged in front of the condenser lens 24.

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フォトセンサ25a,25b
…を、レーザ光照射手段22の光軸P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。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the ring-shaped detector 25. The ring-shaped detector 25 includes a plurality of photosensors 25a, 25b 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 P of the laser beam irradiating means 22.

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

上記レーザ光照射手段22の光軸上の、ビームエキスパ
ンダ28と試料セル21の間には、ビームエキスパンダ28を
経て照射されるレーザ光Lの一部を分離するハーフミラ
ーなどからなる第1のビームスプリッタ37が設けられ、
このビームスプリッタ37によって分離された一部のレー
ザ光Lを第1のモニター用フォトセンサ38で受光するよ
うに構成されている。このモニター用フォトセンサ38も
対応する増幅器35を介して上述したマルチプレクサ36に
接続されている。
Between the beam expander 28 and the sample cell 21 on the optical axis of the laser light irradiating means 22, there is provided a first mirror including a half mirror for separating a part of the laser light L irradiated through the beam expander 28. Beam splitter 37 is provided,
A part of the laser light L separated by the beam splitter 37 is received by a first monitoring photosensor 38. The monitoring photosensor 38 is also connected to the multiplexer 36 via the corresponding amplifier 35.

一方、単一波長光照射手段23は、上記試料セル21に前
記レーザ光Lよりも波長の短い単一波長光Mを照射する
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 single-wavelength light M having a shorter wavelength than the laser light L, and includes a lamp light source 29, a spherical mirror 30, and an aperture 31. , 34, collimator lens 32, interference filter 33
It is constituted by such as.

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.

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のうち比較的に散乱
角の大きい光を、各散乱角ごとに個別に検出するフォト
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、散乱角の小さい試料セル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。
Around the sample cell 21, a photosensor group 26 for individually detecting light having a relatively large scattering angle among the single wavelength light M diffracted or scattered by the sample particles is provided for each scattering angle. A plurality of photo sensors 26a, 26b ...
Are arranged at the respective scattering angle positions. In particular,
Here, photosensors 26a, 26b,... Are arranged not only on the rear side of the sample cell 21, that is, on the side where the single-wavelength light irradiation means 23 is disposed, but also on the front side of the sample cell 21 having a small scattering angle. It is also configured to measure the light intensity of the single-wavelength light M scattered in front of.

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35…を介して前記マルチプレクサ
36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 photosensors 26a, 26b are connected to the multiplexer through corresponding amplifiers 35, respectively.
Connected to 36.

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.

さらに、上記単一波長光照射手段22の光軸上の、アパ
ーチャ34と試料セル21の間には、アパーチャ34を経て照
射される単一波長光Mの一部を分離するハーフミラーな
どからなる第2のビームスプリッタ40が設けられ、この
ビームスプリッタ40によって分離された一部の単一波長
光Mを第2のモニター用フォトセンサ41で受光するよう
に構成されている。このモニター用フォトセンサ41も対
応する増幅器35を介して上述したマルチプレクサ36に接
続されている。
Further, on the optical axis of the single-wavelength light irradiation means 22, between the aperture 34 and the sample cell 21, a half mirror or the like for separating a part of the single-wavelength light M irradiated through the aperture 34 is provided. A second beam splitter 40 is provided, and a part of the single-wavelength light M separated by the beam splitter 40 is received by a second monitor photosensor 41. The monitor photosensor 41 is also connected to the multiplexer 36 via the corresponding amplifier 35.

上記マルチプレクサ36は、上述したリング状ディテク
タ25の各フォトセンサ25a,26b…、フォトセンサ群26の
各フォトセンサ26a,26b…およびモニター用フォトセン
サ38,41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42に送
出する機能を持つ回路である。
The multiplexer 36 converts the measurement data of the light intensity detected by each photo sensor 25a, 26b... Of the ring-shaped detector 25, each photo sensor 26a, 26b. This is a circuit having a function of capturing in a predetermined order, converting the captured measurement data into a serial signal in accordance with the capturing order, and transmitting the serial signal to the A / D converter 42 in the next stage.

上記A/D変換器42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43に送ら
れる。
The A / D converter 42 is a circuit that converts the transmitted measurement data, that is, analog data, into digital data, and the digital data is transmitted to the processing unit 43 in the next stage.

上記演算処理装置43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 43 is a device that performs an arithmetic process for obtaining a particle size distribution of the sample particles in the sample cell 21 based on the transmitted digital data on the light intensity, and has an arithmetic function configured by a computer or the like. 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
する時点で各モニター用フォトセンサ38,41によって測
定されるレーザ光Lおよび単一波長光Mの光強度データ
に基づき、フォトセンサ25a,26b…,26a,26b…による光
強度データを補正するものである。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モニター用フォトセンサ38の検出す
る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
ータについてはモニター用フォトセンサ41の検出する測
定データに基づき、それぞれ補正される。
In other words, the correction processing in this case means that the laser light L and the laser light L measured by the monitor photosensors 38 and 41 at the time when each of the photosensors 25a, 25b..., 26a, 26b. Based on the light intensity data of the single wavelength light M, the light intensity data by the photo sensors 25a, 26b,..., 26a, 26b. The measurement data of the photosensors 25a, 25b... Which receive the diffracted light or the scattered light of the laser light L is based on the measurement data detected by the monitor photosensor 38, and receives the diffracted light or the scattered light of the single wavelength light M. Are corrected based on the measurement data detected by the monitoring photosensor 41.

第3図は、上記演算処理装置43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. 3 is a flowchart showing an outline of the arithmetic processing performed in the arithmetic processing unit 43.

次に、第3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 for 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、その一部は第1のビームスプリッタ37を透過
して試料セル21に照射される。
In the optical system constituting the laser beam irradiating means 22, the laser beam L from the laser light source 27 is expanded in beam by the beam expander 28, and a part of the beam is transmitted through the first beam splitter 37 to irradiate the sample cell 21. Is done.

このレーザ光Lは、試料セル21中の試料粒子によって
回折もしくは散乱は、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に配置されている各フォト
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。
Each of the photosensors 25a, 25b,... Arranged on the ring-shaped detector 25 measures 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, and the light intensity detected by the photosensor on the inner peripheral side indicates the amount of sample particles having a smaller particle diameter. It will be reflected.

また、上記レーザ光照射手段22のビームエキスパンダ
28を出て第1のビームスプリッタ37で分離される一部の
レーザ光Lは第1のモニター用フォトセンサ38で受光さ
れる。
Further, the beam expander of the laser beam irradiation means 22 is used.
Part of the laser light L exiting from the light source and separated by the first beam splitter 37 is received by the first monitoring photosensor.

これらの各フォトセンサ25a,25b…,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35を経
てマルチプレクサ36に入力される。
The light intensity detected by each of these photosensors 25a, 25b,..., 38 is converted into an analog electric signal, and further input to a multiplexer 36 via an amplifier 35.

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、その一部は第2のビームスプリッタ40を透過して試
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 condensed by the aperture 34 and a part of the light is transmitted through the second beam splitter 40 and irradiated on the sample cell 21.

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は、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 condensing lenses.
Photo sensors 26a, 26b corresponding to 39a, 39b, respectively.
, And the light intensity distribution is measured by the photosensor group 26.

上記フォトセンサ群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。
In the photosensor group 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 , A single wavelength light M having a smaller scattering angle is received. 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.

また、上記単一波長光照射手段23のアパーチャ34を出
て第2のビームスプリッタ40で分離される一部の単一波
長光Mは第2のモニター用フォトセンサ41で受光され
る。
A part of the single-wavelength light M that exits the aperture 34 of the single-wavelength light irradiation means 23 and is separated by the second beam splitter 40 is received by the second monitoring photosensor 41.

これらの各フォトセンサ26a,26b…,41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35を経
てマルチプレクサ36に入力される。
The light intensity detected by each of these photosensors 26a, 26b,..., 41 is converted into an analog electric signal, and further input to a multiplexer 36 via an amplifier 35.

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36では、各フォトセンサ25a,25b…,3
8,26a,26b…,41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、粒子径の大きい試料粒子に対応
するフォトセンサ25a,25b…へとそれらの測定データが
取り込まれる。
In the multiplexer 36, each of the photo sensors 25a, 25b.
The measurement data input from 8, 26a, 26b,..., 41, 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 diameter to the photosensors 25a, 25b.

マルチプレクサ36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42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43に入力さ
れる。
The analog electric signal captured by the multiplexer 36 is converted into a serial signal, sequentially converted into a digital signal by an A / D converter 42 at the next stage, and further input to an arithmetic processing unit 43 at the next stage.

上記演算処理装置43では、第3図のフローチャートに
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、リング状ディテクタ25による測定データを、同じ
測定時点における第1のモニター用フォトセンサ38によ
る測定データに基づき補正する処理(ステップS1)と、
フォトセンサ群26による測定データを、同じ測定時点に
おける第2のモニター用フォトセンサ41による測定デー
タに基づき補正する処理(ステップS2)とが行われる。
すなわち、第1のモニター用フォトセンサ38の受光量の
増減つまりレーザ光Lの光量変動に応じてリング状フォ
トセンサ25の測定データが増減補正され、第2のモニタ
ー用フォトセンサ41の受光量の増減つまり単一波長光M
の光量変動に応じてフォトセンサ群26の測定データが増
減補正される。
In the arithmetic processing unit 43, as shown in the flowchart of FIG. 3, prior to performing the substantial particle size distribution calculation processing, the measurement data obtained by the ring-shaped detector 25 is converted to the first monitor photo at the same measurement time. A process of correcting based on the measurement data by the sensor 38 (step S1);
A process (step S2) of correcting the measurement data by the photosensor group 26 based on the measurement data by the second monitoring photosensor 41 at the same measurement time point is performed.
That is, the measurement data of the ring-shaped photosensor 25 is corrected to increase or decrease according to the increase or decrease in the amount of light received by the first monitor photosensor 38, that is, the change in the amount of light of the laser light L. Increase or decrease, ie, single wavelength light M
The measurement data of the photosensor group 26 is corrected to increase or decrease in accordance with the fluctuation in the light amount.

次いで、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S
3)。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。
Next, the particle size distribution of the sample particles is determined based on the measurement data of each light intensity corrected as described above (Step S).
3). The calculation procedure is performed based on the Fraunhofer diffraction or Mie scattering theory.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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照度を測定するリン
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、同じ
測定時点において第1および第2のモニター用フォトセ
ンサで測定されるレーザ光および単一波長光の光強度に
応じた量だけ補正手段によってそれぞれ補正し、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、光源の光量変動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。
The present invention has the above-described configuration, and includes measurement data obtained by a ring-shaped detector that measures light illuminance of laser light that is diffracted or scattered by sample particles, and measurement data of a photosensor group that measures light intensity of single-wavelength light. At the same measurement time point, the correction means corrects the laser light and the single-wavelength light measured by the first and second monitoring photosensors by an amount corresponding to the light intensity, and calculates the particle size distribution based on the corrected measurement data. Since the particle size distribution of the sample particles is calculated by the means, there is an effect that an accurate particle size distribution which is not affected by the fluctuation of the light amount of the light source can be measured.

また、大径粒子検出用光学系による測定データと小径
粒子検出用光学系による測定データを共にデータ入力手
段で取り込み、粒度分布算出手段のデータとするように
しているので、一度に小さい粒子径から大きい粒子径に
またがる広範囲の粒度分布を簡単に測定できる効果もあ
る。
In addition, both the data measured by the optical system for detecting large-diameter particles and the data measured by the optical system for detecting small-diameter particles are fetched by the data input unit and used as data of the particle size distribution calculating unit. There is also an effect that a wide range of particle size distribution over a large particle size can be easily measured.

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

第1図ないし第3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の測
定動作を示すフローチャートである。 第4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、36……データ入力手段、37……第
1のビームスプリッタ、38……第1のモニター用フォト
センサ、40……第2のビームスプリッタ、41……第2の
モニター用フォトセンサ、43……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 3 show one 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;
FIG. 2 is a perspective view showing a ring-shaped detector in the particle size distribution measuring device, and FIG. 3 is a flowchart showing a measuring operation of the particle size distribution measuring device. FIG. 4 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
... Photo sensor group, 36 data input means 37 first beam splitter 38 first monitor photo sensor 40 second beam splitter 41 second monitor Photosensor 43... Correction means and particle size distribution calculation means L... Laser light M... 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、
前記試料容器に照射される前のレーザ光の一部を分離す
る第1のビームスプリッタと、そのビームスプリッタで
分離されたレーザ光の光強度を測定する第1のモニター
用フォトセンサと、前記試料容器に照射される前の単一
波長光の一部を分離する第2のビームスプリッタと、そ
のビームスプリッタで分離された単一波長光の光強度を
測定する第2のモニター用フォトセンサと、前記リング
状ディテクタ、フォトセンサ群および各モニター用フォ
トセンサの測定データを共に取り込むデータ入力手段
と、このデータ入力手段によって取り込まれたリング状
ディテクタおよびフォトセンサ群の測定データを、その
測定データの測定時点における前記各モニター用フォト
センサの測定データに応じてそれぞれ補正する補正手段
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 beam splitter for separating a part of the laser light before being irradiated on the sample container, a first monitor photosensor for measuring the light intensity of the laser light separated by the beam splitter, and the sample A second beam splitter for separating a part of the single-wavelength light before being irradiated to the container, a second monitor photosensor for measuring the light intensity of the single-wavelength light separated by the beam splitter, Data input means for taking in the measurement data of the ring-shaped detector, the photo sensor group and the photo sensor for each monitor together, and measuring the measurement data of the ring-shaped detector and the photo sensor group taken in by the data input means to measure the measurement data Correction means for correcting each according to the measurement data of each of the monitor photosensors at a point in time, and Fraunhof Diffraction or particle size distribution measuring apparatus characterized by comprising a particle size distribution calculation means for calculating a particle size distribution of the sample particles from the corrected measurement data based on the Mie scattering theory.
JP2312251A 1990-11-03 1990-11-17 Particle size distribution analyzer Expired - Lifetime JP2876255B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2312251A JP2876255B2 (en) 1990-11-17 1990-11-17 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
JP2312251A JP2876255B2 (en) 1990-11-17 1990-11-17 Particle size distribution analyzer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04184143A JPH04184143A (en) 1992-07-01
JP2876255B2 true JP2876255B2 (en) 1999-03-31

Family

ID=18026986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2312251A Expired - Lifetime JP2876255B2 (en) 1990-11-03 1990-11-17 Particle size distribution analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2876255B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2796022B2 (en) * 1992-10-29 1998-09-10 住友大阪セメント株式会社 Object identification device
US6211956B1 (en) * 1998-10-15 2001-04-03 Particle Sizing Systems, Inc. Automatic dilution system for high-resolution particle size analysis

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04184143A (en) 1992-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0485817B1 (en) Apparatus for measuring a particle size distribution
JPH081482Y2 (en) Particle size distribution measuring device
JP3393817B2 (en) Particle size distribution measuring device
US7423756B2 (en) Internally-calibrated, two-detector gas filter correlation radiometry (GFCR) system
DE69331188D1 (en) DEVICE AND METHOD FOR MOLECULAR CHARACTERIZATION
JP2863874B2 (en) Particle size distribution analyzer
JP3258889B2 (en) Optical axis adjustment method in scattering particle size distribution analyzer
JP4132692B2 (en) Particle size distribution measuring device
JP2003106980A (en) Measuring device and measuring method for minute particle group
JP2876255B2 (en) Particle size distribution analyzer
US7460235B2 (en) Two-detector gas filter correlation radiometry (GFCR) system using two-dimensional array detection of defocused image and detected-signal summation
JP2876253B2 (en) Particle size distribution analyzer
JPH0462455A (en) Particle size distribution measuring instrument
JP2626009B2 (en) Particle size distribution analyzer
JP2001174394A (en) Particle size distribution measuring device
JP2674128B2 (en) Particle size distribution analyzer
JPS58113839A (en) Detector for dew point
FR2694429A1 (en) Matrix imaging system.
JPH08128942A (en) Particle size distribution measuring equipment
JPH0616008B2 (en) Scattered light measuring device
US20040227941A1 (en) Particle size distribution analyzer
JPH0648244B2 (en) Infrared moisture meter that reduces the effect of basis weight
JP3282580B2 (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
JPS6153549A (en) Optical measuring apparatus
KR100205532B1 (en) Moisture measuring apparatus

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