JP3487756B2 - 微分型電気移動度測定器 - Google Patents
微分型電気移動度測定器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はナノ（nano）粒子等
の微粒子（エアロゾル）を測定する微分型電気移動度測
定器（ＤＭＡ：differential mobility analyzer）に係
り、とりわけ微粒子の粒径を低圧条件下で精度良く測定
することができる微分型電気移動度測定器に関する。
の微粒子（エアロゾル）を測定する微分型電気移動度測
定器（ＤＭＡ：differential mobility analyzer）に係
り、とりわけ微粒子の粒径を低圧条件下で精度良く測定
することができる微分型電気移動度測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体製造プロセスにおける粒子
汚染の抑制や量子ナノ材料の開発等に関連して、雰囲気
中に浮遊するナノ粒子等の微粒子が注目を集めている。
このような微粒子の測定装置としては従来から、帯電し
た微粒子の電場中での移動速度（電気移動度）の違いを
利用して微粒子の粒径を測定する微分型電気移動度測定
器が知られている。ここで、このような微分型電気移動
度測定器の原理について図８により説明する。
汚染の抑制や量子ナノ材料の開発等に関連して、雰囲気
中に浮遊するナノ粒子等の微粒子が注目を集めている。
このような微粒子の測定装置としては従来から、帯電し
た微粒子の電場中での移動速度（電気移動度）の違いを
利用して微粒子の粒径を測定する微分型電気移動度測定
器が知られている。ここで、このような微分型電気移動
度測定器の原理について図８により説明する。
【０００３】図８に示すように、微分型電気移動度測定
器１は、中心ロッド（内筒）３および囲み体（外筒）２
からなる二重円筒構造を有し、囲み体２の内周面と中心
ロッド３の外周面との間には可変電圧源１０により所定
電圧が印加されている。また、囲み体２には帯電した微
粒子（帯電粒子）を内部に引き込むためのスリット４が
設けられ、また中心ロッド３にはスリット４から引き込
まれた帯電粒子を外部に取り出すためのスリット５が設
けられている。さらに、囲み体２の内周面と中心ロッド
３の外周面との間の空間には囲み体２の上部からシース
ガスが供給されるようになっている。
器１は、中心ロッド（内筒）３および囲み体（外筒）２
からなる二重円筒構造を有し、囲み体２の内周面と中心
ロッド３の外周面との間には可変電圧源１０により所定
電圧が印加されている。また、囲み体２には帯電した微
粒子（帯電粒子）を内部に引き込むためのスリット４が
設けられ、また中心ロッド３にはスリット４から引き込
まれた帯電粒子を外部に取り出すためのスリット５が設
けられている。さらに、囲み体２の内周面と中心ロッド
３の外周面との間の空間には囲み体２の上部からシース
ガスが供給されるようになっている。
【０００４】図８において、帯電粒子が囲み体２のスリ
ット４から引き込まれると、この引き込まれた帯電粒子
は囲み体２の上部から供給されるシースガスとともに中
心軸方向下方に移動するとともに、囲み体２の内周面と
中心ロッド３の外周面との間に形成される電場の影響を
受けて個々の微粒子が電気移動度に応じた速度で囲み体
２側から中心ロッド３側へ引き寄せられる。そして、所
定の軌跡を描いて中心ロッド３のスリット５に到達した
微粒子のみが外部に取り出される。
ット４から引き込まれると、この引き込まれた帯電粒子
は囲み体２の上部から供給されるシースガスとともに中
心軸方向下方に移動するとともに、囲み体２の内周面と
中心ロッド３の外周面との間に形成される電場の影響を
受けて個々の微粒子が電気移動度に応じた速度で囲み体
２側から中心ロッド３側へ引き寄せられる。そして、所
定の軌跡を描いて中心ロッド３のスリット５に到達した
微粒子のみが外部に取り出される。
【０００５】ここで、中心ロッド３のスリット５に到達
する微粒子の電気移動度Ｚpは、次式（１）により算出
される。 Ｚp＝Ｑ・ln（ｒ2／ｒ1）／（２・π・Ｖ・Ｌ） … （１） 上式（１）において、Ｑはシースガス流量、ｒ1，ｒ2は
それぞれ中心ロッド３の外周面の半径，囲み体２の内周
面の半径である。また、Ｖは囲み体２の内周面と中心ロ
ッド３の外周面との間に印加される電圧、Ｌはスリット
４およびスリット５間の距離である。
する微粒子の電気移動度Ｚpは、次式（１）により算出
される。 Ｚp＝Ｑ・ln（ｒ2／ｒ1）／（２・π・Ｖ・Ｌ） … （１） 上式（１）において、Ｑはシースガス流量、ｒ1，ｒ2は
それぞれ中心ロッド３の外周面の半径，囲み体２の内周
面の半径である。また、Ｖは囲み体２の内周面と中心ロ
ッド３の外周面との間に印加される電圧、Ｌはスリット
４およびスリット５間の距離である。
【０００６】また、微粒子の電気移動度Ｚpと粒径Ｄpと
の間には次式（２）により表される関係がある。 Ｚp＝ｎ・ｅ・Ｃm／（３・π・μ・Ｄp） … （２） 上式（２）において、ｎは微粒子の電荷量、ｅは電気素
量（１．６×１０-19クーロン）、Ｃmはカニンガムの補
正係数、μは供給されるシースガスの粘性係数である。
の間には次式（２）により表される関係がある。 Ｚp＝ｎ・ｅ・Ｃm／（３・π・μ・Ｄp） … （２） 上式（２）において、ｎは微粒子の電荷量、ｅは電気素
量（１．６×１０-19クーロン）、Ｃmはカニンガムの補
正係数、μは供給されるシースガスの粘性係数である。
【０００７】そして、微分型電気移動度測定器１から外
部に取り出される微粒子の粒径Ｄpは上式（１）（２）
に基づいて決定され、操作条件であるシースガス流量Ｑ
および印加電圧Ｖに対応する所定粒径Ｄpの微粒子のみ
が外部に取り出される。
部に取り出される微粒子の粒径Ｄpは上式（１）（２）
に基づいて決定され、操作条件であるシースガス流量Ｑ
および印加電圧Ｖに対応する所定粒径Ｄpの微粒子のみ
が外部に取り出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、図８
に示す微分型電気移動度測定器１においては、囲み体２
のスリット４から引き込まれた帯電粒子をシースガスと
ともに中心軸方向下方へ移動させるとともに、囲み体２
の内周面と中心ロッド３の外周面との間に形成される電
場により個々の微粒子を囲み体２側から中心ロッド３側
へ移動させ、所定の軌跡を描いて中心ロッド３のスリッ
ト５に到達した所定粒径Ｄpの微粒子のみを外部に取り
出している。
に示す微分型電気移動度測定器１においては、囲み体２
のスリット４から引き込まれた帯電粒子をシースガスと
ともに中心軸方向下方へ移動させるとともに、囲み体２
の内周面と中心ロッド３の外周面との間に形成される電
場により個々の微粒子を囲み体２側から中心ロッド３側
へ移動させ、所定の軌跡を描いて中心ロッド３のスリッ
ト５に到達した所定粒径Ｄpの微粒子のみを外部に取り
出している。
【０００９】ところで、このような微分型電気移動度測
定器においては最近、低圧条件下の雰囲気中に浮遊する
微粒子を測定することが強く望まれている。しかしなが
ら、従来の微分型電気移動度測定器では、シースガスの
整流性および圧力の安定性を向上させることが難しく、
シースガスおよび分級後の微粒子の排出量を適切に制御
することができないので、低圧条件下では微粒子の粒径
を精度良く測定することができないという問題がある。
なお、微粒子の粒径Ｄpを精度良く測定するためにはシ
ースガス流量の変動を約１％以下に抑える必要があるこ
とが知られている（文献（G.P.Reischl,et.al.: " Perf
ormance of Vienna Type DifferentialMobility Analyz
er at 1.2-20 Nanometer ," Aerosol Science and Tech
nology27, P.651(1997)）参照）。
定器においては最近、低圧条件下の雰囲気中に浮遊する
微粒子を測定することが強く望まれている。しかしなが
ら、従来の微分型電気移動度測定器では、シースガスの
整流性および圧力の安定性を向上させることが難しく、
シースガスおよび分級後の微粒子の排出量を適切に制御
することができないので、低圧条件下では微粒子の粒径
を精度良く測定することができないという問題がある。
なお、微粒子の粒径Ｄpを精度良く測定するためにはシ
ースガス流量の変動を約１％以下に抑える必要があるこ
とが知られている（文献（G.P.Reischl,et.al.: " Perf
ormance of Vienna Type DifferentialMobility Analyz
er at 1.2-20 Nanometer ," Aerosol Science and Tech
nology27, P.651(1997)）参照）。
【００１０】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、微粒子の粒径を低圧条件下で精度良く測定
することができる微分型電気移動度測定器を提供するこ
とを目的とする。
ものであり、微粒子の粒径を低圧条件下で精度良く測定
することができる微分型電気移動度測定器を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、帯電した微粒
子を内部に引き込むための一方のスリットを有する囲み
体と、前記囲み体の内部に延びるとともに前記帯電した
微粒子を外部に取り出すための他方のスリットを有する
ロッドとを備え、前記囲み体と前記ロッドとの間には前
記帯電した微粒子を前記囲み体側から前記ロッド側へ移
動させるよう所定電圧が印加され、前記囲み体内には前
記帯電した微粒子を前記ロッドが延びる方向に沿って移
動させるようシースガスが供給され、前記帯電した微粒
子が取り出される前記他方のスリットの下流側には前記
シースガスに流体抵抗を与えるための流体抵抗手段が設
けられており、前記流体抵抗手段は前記囲み体と前記ロ
ッドとの間の流路断面積を減少させるオリフィス部材で
あって、前記囲み体側から前記ロッド側へ向けて突出す
る環状の突起部として構成されたオリフィス部材からな
ることを特徴とする微分型電気移動度測定器を提供す
る。
子を内部に引き込むための一方のスリットを有する囲み
体と、前記囲み体の内部に延びるとともに前記帯電した
微粒子を外部に取り出すための他方のスリットを有する
ロッドとを備え、前記囲み体と前記ロッドとの間には前
記帯電した微粒子を前記囲み体側から前記ロッド側へ移
動させるよう所定電圧が印加され、前記囲み体内には前
記帯電した微粒子を前記ロッドが延びる方向に沿って移
動させるようシースガスが供給され、前記帯電した微粒
子が取り出される前記他方のスリットの下流側には前記
シースガスに流体抵抗を与えるための流体抵抗手段が設
けられており、前記流体抵抗手段は前記囲み体と前記ロ
ッドとの間の流路断面積を減少させるオリフィス部材で
あって、前記囲み体側から前記ロッド側へ向けて突出す
る環状の突起部として構成されたオリフィス部材からな
ることを特徴とする微分型電気移動度測定器を提供す
る。
【００１２】 また、本発明は、帯電した微粒子を内部
に引き込むための一方のスリットを有する囲み体と、前
記囲み体の内部に延びるとともに前記帯電した微粒子を
外部に取り出すための他方のスリットを有するロッドと
を備え、前記囲み体と前記ロッドとの間には前記帯電し
た微粒子を前記囲み体側から前記ロッド側へ移動させる
よう所定電圧が印加され、前記囲み体内には前記帯電し
た微粒子を前記ロッドが延びる方向に沿って移動させる
ようシースガスが供給され、前記帯電した微粒子が取り
出される前記他方のスリットの下流側には前記シースガ
スに流体抵抗を与えるための流体抵抗手段が設けられて
おり、前記流体抵抗手段は前記囲み体と前記ロッドとの
間の流路断面積を減少させる部材からなり、この部材は
前記流路断面積を可変に調節するための調節機構を有し
ていることを特徴とする微分型電気移動度測定器を提供
する。
に引き込むための一方のスリットを有する囲み体と、前
記囲み体の内部に延びるとともに前記帯電した微粒子を
外部に取り出すための他方のスリットを有するロッドと
を備え、前記囲み体と前記ロッドとの間には前記帯電し
た微粒子を前記囲み体側から前記ロッド側へ移動させる
よう所定電圧が印加され、前記囲み体内には前記帯電し
た微粒子を前記ロッドが延びる方向に沿って移動させる
ようシースガスが供給され、前記帯電した微粒子が取り
出される前記他方のスリットの下流側には前記シースガ
スに流体抵抗を与えるための流体抵抗手段が設けられて
おり、前記流体抵抗手段は前記囲み体と前記ロッドとの
間の流路断面積を減少させる部材からなり、この部材は
前記流路断面積を可変に調節するための調節機構を有し
ていることを特徴とする微分型電気移動度測定器を提供
する。
【００１３】本発明によれば、帯電した微粒子が取り出
される他方のスリットの下流側にシースガスに流体抵抗
を与えるための流体抵抗手段が設けられているので、流
体抵抗手段の上流側におけるシースガスの整流性および
圧力の安定性を向上させることができ、また流体抵抗手
段の前後で圧力差が生じるので、シースガスの排出量と
分級後の微粒子の排出量とを適切に制御することがで
き、このため低圧条件下でも微粒子の粒径を精度良く測
定することができる。また、囲み体と中心ロッドとの間
の流路断面積を可変に調節できるようにした場合には、
圧力条件に応じた最適な流路断面積を選択することがで
き、このため流体抵抗手段における圧力損失を最小限に
抑えつつ上述した作用効果を奏することができる。
される他方のスリットの下流側にシースガスに流体抵抗
を与えるための流体抵抗手段が設けられているので、流
体抵抗手段の上流側におけるシースガスの整流性および
圧力の安定性を向上させることができ、また流体抵抗手
段の前後で圧力差が生じるので、シースガスの排出量と
分級後の微粒子の排出量とを適切に制御することがで
き、このため低圧条件下でも微粒子の粒径を精度良く測
定することができる。また、囲み体と中心ロッドとの間
の流路断面積を可変に調節できるようにした場合には、
圧力条件に応じた最適な流路断面積を選択することがで
き、このため流体抵抗手段における圧力損失を最小限に
抑えつつ上述した作用効果を奏することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。図１および図２は本発明による微分型電気移動度
測定器の第１の実施の形態を示す図である。ここで、図
１は微分型電気移動度測定器を示す縦断面図、図２は図
１に示す微分型電気移動度測定器のＩ−Ｉ線に沿った断
面図である。
する。図１および図２は本発明による微分型電気移動度
測定器の第１の実施の形態を示す図である。ここで、図
１は微分型電気移動度測定器を示す縦断面図、図２は図
１に示す微分型電気移動度測定器のＩ−Ｉ線に沿った断
面図である。
【００１５】図１および図２に示すように、微分型電気
移動度測定器１は、帯電した微粒子（帯電粒子）を内部
に引き込むための一方のスリット４を有する囲み体２
と、囲み体２の内部に延びるとともに帯電粒子を外部に
取り出すための他方のスリット５を有する中心ロッド３
とを備えている。なお、一方のスリット４は囲み体２の
内周面に沿って環状に設けられ、また他方のスリット５
は中心ロッド３の外周面に沿って環状に設けられてい
る。
移動度測定器１は、帯電した微粒子（帯電粒子）を内部
に引き込むための一方のスリット４を有する囲み体２
と、囲み体２の内部に延びるとともに帯電粒子を外部に
取り出すための他方のスリット５を有する中心ロッド３
とを備えている。なお、一方のスリット４は囲み体２の
内周面に沿って環状に設けられ、また他方のスリット５
は中心ロッド３の外周面に沿って環状に設けられてい
る。
【００１６】ここで一方のスリット４は、外部に設けら
れたサンプリング装置等に接続される引込口６と連通し
ている。また他方のスリット５は、連通管１２を介して
ファラデーカップ電流計（ＦＣＥ：Faraday cup electr
ometer）１３に接続され、分級後の微粒子（分級粒子）
の粒子数が計数されるようになっている。なお、ファラ
デーカップ電流計１３により粒子数が計数された分級粒
子は吐出口１４からポンプ等により外部に排出されるよ
うになっている。
れたサンプリング装置等に接続される引込口６と連通し
ている。また他方のスリット５は、連通管１２を介して
ファラデーカップ電流計（ＦＣＥ：Faraday cup electr
ometer）１３に接続され、分級後の微粒子（分級粒子）
の粒子数が計数されるようになっている。なお、ファラ
デーカップ電流計１３により粒子数が計数された分級粒
子は吐出口１４からポンプ等により外部に排出されるよ
うになっている。
【００１７】また、囲み体２および中心ロッド３はとも
に導体からなり、囲み体２と中心ロッド３との間に接続
された可変電圧源１０により所定電圧Ｖが印加されるよ
うになっている。
に導体からなり、囲み体２と中心ロッド３との間に接続
された可変電圧源１０により所定電圧Ｖが印加されるよ
うになっている。
【００１８】さらに、囲み体２の上部には、囲み体２の
内周面と中心ロッド３の外周面との間の空間にシースガ
スを供給するための引込口７が設けられるとともに、シ
ースガスの流れを整えるとともに不純物を除去するため
のフィルタ８が取り付けられている。なお、囲み体２の
引込口７から供給されたシースガスは囲み体２の下部に
設けられた吐出口９からポンプ等により排出されるよう
になっている。
内周面と中心ロッド３の外周面との間の空間にシースガ
スを供給するための引込口７が設けられるとともに、シ
ースガスの流れを整えるとともに不純物を除去するため
のフィルタ８が取り付けられている。なお、囲み体２の
引込口７から供給されたシースガスは囲み体２の下部に
設けられた吐出口９からポンプ等により排出されるよう
になっている。
【００１９】さらにまた、中心ロッド３の他方のスリッ
ト５の下流側には、囲み体２の吐出口９から排出される
シースガスに流体抵抗を与えるためのオリフィス部材
（流体抵抗手段）１１が設けられている。ここでオリフ
ィス部材１１は、図１および図２に示すように、囲み体
２の中心ロッド３との間の流路断面積を減少させるよう
囲み体２側から中心ロッド３側へ向けて突出する環状の
突起部として構成されている。
ト５の下流側には、囲み体２の吐出口９から排出される
シースガスに流体抵抗を与えるためのオリフィス部材
（流体抵抗手段）１１が設けられている。ここでオリフ
ィス部材１１は、図１および図２に示すように、囲み体
２の中心ロッド３との間の流路断面積を減少させるよう
囲み体２側から中心ロッド３側へ向けて突出する環状の
突起部として構成されている。
【００２０】次に、このような構成からなる本発明の第
１の実施の形態の作用について図１および図２により説
明する。
１の実施の形態の作用について図１および図２により説
明する。
【００２１】囲み体２の一方のスリット４から帯電粒子
が引き込まれると、この引き込まれた帯電粒子は、囲み
体２の吐出口７から供給されるシースガスとともに中心
軸方向下方（中心ロッド３が延びる方向）に移動すると
ともに、囲み体２の内周面と中心ロッド３の外周面との
間で可変電圧源１０により印加される電圧Ｖにより形成
される電場の影響を受けて個々の微粒子が電気移動度に
応じた速度で囲み体２側から中心ロッド３側へ引き寄せ
られる。そして、所定の軌跡を描いて距離Ｌだけ進み、
中心ロッド３の他方のスリット５に到達した所定粒径の
微粒子のみが外部に取り出される。
が引き込まれると、この引き込まれた帯電粒子は、囲み
体２の吐出口７から供給されるシースガスとともに中心
軸方向下方（中心ロッド３が延びる方向）に移動すると
ともに、囲み体２の内周面と中心ロッド３の外周面との
間で可変電圧源１０により印加される電圧Ｖにより形成
される電場の影響を受けて個々の微粒子が電気移動度に
応じた速度で囲み体２側から中心ロッド３側へ引き寄せ
られる。そして、所定の軌跡を描いて距離Ｌだけ進み、
中心ロッド３の他方のスリット５に到達した所定粒径の
微粒子のみが外部に取り出される。
【００２２】ここで、囲み体２の引込口７から供給され
るシースガスは中心ロッド３の他方のスリット５を越え
て下方に移動して囲み体２の吐出口９から排出される
が、他方のスリット５の下流側にはオリフィス部材１１
が設けられているので、シースガスの流れが妨げられて
オリフィス部材１１の前後で圧力差が生じる。
るシースガスは中心ロッド３の他方のスリット５を越え
て下方に移動して囲み体２の吐出口９から排出される
が、他方のスリット５の下流側にはオリフィス部材１１
が設けられているので、シースガスの流れが妨げられて
オリフィス部材１１の前後で圧力差が生じる。
【００２３】このように本発明の第１の実施の形態によ
れば、帯電粒子が取り出される他方のスリット５の下流
側に囲み体２と中心ロッド３との間の流路断面積を減少
させるオリフィス部材１１が設けられているので、オリ
フィス部材１１の上流側におけるシースガスの整流性お
よび圧力の安定性を向上させることができる。また、オ
リフィス部材１１の前後で圧力差が生じるので、シース
ガスの排出量と分級粒子の排出量とを適切に制御するこ
とができる。このため、低圧条件下でも微粒子の粒径を
精度良く測定することができる。
れば、帯電粒子が取り出される他方のスリット５の下流
側に囲み体２と中心ロッド３との間の流路断面積を減少
させるオリフィス部材１１が設けられているので、オリ
フィス部材１１の上流側におけるシースガスの整流性お
よび圧力の安定性を向上させることができる。また、オ
リフィス部材１１の前後で圧力差が生じるので、シース
ガスの排出量と分級粒子の排出量とを適切に制御するこ
とができる。このため、低圧条件下でも微粒子の粒径を
精度良く測定することができる。
【００２４】なお、上述した第１の実施の形態において
は、流体抵抗手段として、囲み体２側から中心ロッド３
側へ向けて突出する環状の突起部として構成されたオリ
フィス部材１１を用いているが、突起部の形状は図１お
よび図２に示すようなものに限らず、例えば図３に示す
ようなカール状の突起部としてもよく、これにより突起
部に起因するシースガスの乱れを最小限に抑えることが
できる。
は、流体抵抗手段として、囲み体２側から中心ロッド３
側へ向けて突出する環状の突起部として構成されたオリ
フィス部材１１を用いているが、突起部の形状は図１お
よび図２に示すようなものに限らず、例えば図３に示す
ようなカール状の突起部としてもよく、これにより突起
部に起因するシースガスの乱れを最小限に抑えることが
できる。
【００２５】また、流体抵抗手段としては、図１および
図２に示すようなオリフィス部材１１に限らず、例えば
図４に示すような篩状の網部材や、図５に示すような多
孔板（多孔質部材）を用いるようにしてもよい。なお、
多孔質部材としては例えば多数の孔を有する海綿状また
はスポンジ状の多孔体を用いてもよい。
図２に示すようなオリフィス部材１１に限らず、例えば
図４に示すような篩状の網部材や、図５に示すような多
孔板（多孔質部材）を用いるようにしてもよい。なお、
多孔質部材としては例えば多数の孔を有する海綿状また
はスポンジ状の多孔体を用いてもよい。
【００２６】第２の実施の形態
次に、図６（ａ）（ｂ）により、本発明による微分型電
気移動度測定器の第２の実施の形態について説明する。
本発明の第２の実施の形態は、流体抵抗手段が流路断面
積を可変に調節するための調節機構を有している点を除
いて、他は図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同
一である。本発明の第２の実施の形態において、図１乃
至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号
を付して詳細な説明は省略する。
気移動度測定器の第２の実施の形態について説明する。
本発明の第２の実施の形態は、流体抵抗手段が流路断面
積を可変に調節するための調節機構を有している点を除
いて、他は図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同
一である。本発明の第２の実施の形態において、図１乃
至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号
を付して詳細な説明は省略する。
【００２７】図６（ａ）は微分型電気移動度測定器の要
部を示す図２と同様な図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示
す微分型電気移動度測定器のII−II線に沿った断面図で
ある。図６（ａ）（ｂ）に示すように、中心ロッド３の
他方のスリット５の下流側には、囲み体２の吐出口（図
示せず）から排出されるシースガスに流体抵抗を与える
ための一対のオリフィス部材（流体抵抗手段）１７，１
８が設けられている。ここで各オリフィス部材１７，１
８はそれぞれ、複数の開口１７ａ，１７ｂが等ピッチで
設けられた同一形状の環状の部材からなり、各オリフィ
ス部材１７，１８を円周方向に相対的に移動させること
により、囲み体２と中心ロッド３との間の流路断面積を
可変に調節できるようになっている。
部を示す図２と同様な図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示
す微分型電気移動度測定器のII−II線に沿った断面図で
ある。図６（ａ）（ｂ）に示すように、中心ロッド３の
他方のスリット５の下流側には、囲み体２の吐出口（図
示せず）から排出されるシースガスに流体抵抗を与える
ための一対のオリフィス部材（流体抵抗手段）１７，１
８が設けられている。ここで各オリフィス部材１７，１
８はそれぞれ、複数の開口１７ａ，１７ｂが等ピッチで
設けられた同一形状の環状の部材からなり、各オリフィ
ス部材１７，１８を円周方向に相対的に移動させること
により、囲み体２と中心ロッド３との間の流路断面積を
可変に調節できるようになっている。
【００２８】このように本発明の第２の実施の形態によ
れば、囲み体２と中心ロッド３との間の流路断面積を可
変に調節することができるので、圧力条件に応じた最適
な流路断面積を選択することができ、このためオリフィ
ス部材１７，１８における圧力損失を最小限に抑えつ
つ、上述した第１の実施の形態の作用効果を奏すること
ができる。
れば、囲み体２と中心ロッド３との間の流路断面積を可
変に調節することができるので、圧力条件に応じた最適
な流路断面積を選択することができ、このためオリフィ
ス部材１７，１８における圧力損失を最小限に抑えつ
つ、上述した第１の実施の形態の作用効果を奏すること
ができる。
【００２９】なお、上述した第２の実施の形態において
は、流路断面積を可変に調節するための調節機構とし
て、複数の開口１７ａ，１７ｂが等ピッチで設けられた
同一形状の環状のオリフィス部材１７，１８を用いてい
るが、これに限らず、絞り機構のような既存の任意の調
節機構を用いることができる。
は、流路断面積を可変に調節するための調節機構とし
て、複数の開口１７ａ，１７ｂが等ピッチで設けられた
同一形状の環状のオリフィス部材１７，１８を用いてい
るが、これに限らず、絞り機構のような既存の任意の調
節機構を用いることができる。
【００３０】
【実施例】次に、図１および図２に示す微分型電気移動
度測定器の具体的実施例について述べる。図７（ａ）
（ｂ）は図１および図２に示す微分型電気移動度測定器
１に連結されたファラデーカップ電流計１３により検出
された信号強度（分級粒子の粒子数に対応）の時間変化
を示したものであり、このうち図７（ａ）は図１および
図２に示す微分型電気移動度測定器を用いた実験結果を
示す図、図７（ｂ）は従来の微分型電気移動度測定器
（図１および図２に示す微分型電気移動度測定器でオリ
フィス部材１１を省略したもの）を用いた実験結果を示
す図である。
度測定器の具体的実施例について述べる。図７（ａ）
（ｂ）は図１および図２に示す微分型電気移動度測定器
１に連結されたファラデーカップ電流計１３により検出
された信号強度（分級粒子の粒子数に対応）の時間変化
を示したものであり、このうち図７（ａ）は図１および
図２に示す微分型電気移動度測定器を用いた実験結果を
示す図、図７（ｂ）は従来の微分型電気移動度測定器
（図１および図２に示す微分型電気移動度測定器でオリ
フィス部材１１を省略したもの）を用いた実験結果を示
す図である。
【００３１】図７（ａ）（ｂ）を比較すると分かるよう
に、図１および図２に示す微分型電気移動度測定器で
は、得られた信号値が大きく、かつその時間推移も安定
していた（図７（ａ）参照）。これに対し、従来の微分
型電気移動度測定器では、信号値が半減し、かつその時
間推移も不安定であった（図７（ｂ）参照）。
に、図１および図２に示す微分型電気移動度測定器で
は、得られた信号値が大きく、かつその時間推移も安定
していた（図７（ａ）参照）。これに対し、従来の微分
型電気移動度測定器では、信号値が半減し、かつその時
間推移も不安定であった（図７（ｂ）参照）。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
体抵抗手段の上流側におけるシースガスの整流性および
圧力の安定性を向上させることができ、またシースガス
の排出量と分級後の微粒子の排出量とを適切に制御する
ことができ、このため低圧条件下でも微粒子の粒径を精
度良く測定することができる。また、圧力条件に応じた
最適な流路断面積を選択することができ、このため流体
抵抗手段における圧力損失を最小限に抑えることができ
る。
体抵抗手段の上流側におけるシースガスの整流性および
圧力の安定性を向上させることができ、またシースガス
の排出量と分級後の微粒子の排出量とを適切に制御する
ことができ、このため低圧条件下でも微粒子の粒径を精
度良く測定することができる。また、圧力条件に応じた
最適な流路断面積を選択することができ、このため流体
抵抗手段における圧力損失を最小限に抑えることができ
る。
【図１】本発明による微分型電気移動度測定器の第１の
実施の形態を示す縦断面図。
実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１に示す微分型電気移動度測定器のＩ−Ｉ線
に沿った断面図。
に沿った断面図。
【図３】図１および図２に示すオリフィス部材の変形例
を示す図。
を示す図。
【図４】図１および図２に示す微分型電気移動度測定器
の一変形例を示す図２と同様の図。
の一変形例を示す図２と同様の図。
【図５】図１および図２に示す微分型電気移動度測定器
の別の変形例を示す図２と同様の図。
の別の変形例を示す図２と同様の図。
【図６】本発明による微分型電気移動度測定器の第２の
実施の形態の要部を示す図。
実施の形態の要部を示す図。
【図７】微分型電気移動度測定器を用いた実験結果を示
す図。
す図。
【図８】微分型電気移動度測定器の原理を説明するため
の図。
の図。
１ 微分型電気移動度測定器
２ 囲み体
３ 中心ロッド
４，５ スリット
１０ 可変電圧源
１１，１７，１８ オリフィス部材
１３ ファラデーカップ電流計
１５ 網部材
１６ 多孔板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−43540（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 15/02
G01N 27/60
Claims (3)
- 【請求項１】帯電した微粒子を内部に引き込むための一
方のスリットを有する囲み体と、 前記囲み体の内部に延びるとともに前記帯電した微粒子
を外部に取り出すための他方のスリットを有するロッド
とを備え、 前記囲み体と前記ロッドとの間には前記帯電した微粒子
を前記囲み体側から前記ロッド側へ移動させるよう所定
電圧が印加され、前記囲み体内には前記帯電した微粒子
を前記ロッドが延びる方向に沿って移動させるようシー
スガスが供給され、前記帯電した微粒子が取り出される
前記他方のスリットの下流側には前記シースガスに流体
抵抗を与えるための流体抵抗手段が設けられており、 前記流体抵抗手段は前記囲み体と前記ロッドとの間の流
路断面積を減少させるオリフィス部材であって、前記囲
み体側から前記ロッド側へ向けて突出する環状の突起部
として構成されたオリフィス部材からなることを特徴と
する微分型電気移動度測定器。 - 【請求項２】前記オリフィス部材を構成する前記突起部
はカール状をなしていることを特徴とする、請求項１に
記載の微分型電気移動度測定器。 - 【請求項３】帯電した微粒子を内部に引き込むための一
方のスリットを有する囲み体と、 前記囲み体の内部に延びるとともに前記帯電した微粒子
を外部に取り出すための他方のスリットを有するロッド
とを備え、 前記囲み体と前記ロッドとの間には前記帯電した微粒子
を前記囲み体側から前記ロッド側へ移動させるよう所定
電圧が印加され、前記囲み体内には前記帯電した微粒子
を前記ロッドが延びる方向に沿って移動させるようシー
スガスが供給され、前記帯電した微粒子が取り出される
前記他方のスリットの下流側には前記シースガスに流体
抵抗を与えるための流体抵抗手段が設けられており、 前記流体抵抗手段は前記囲み体と前記ロッドとの間の流
路断面積を減少させる部材からなり、この部材は前記流
路断面積を可変に調節するための調節機構を有している
ことを特徴とする微分型電気移動度測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06742198A JP3487756B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 微分型電気移動度測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06742198A JP3487756B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 微分型電気移動度測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264790A JPH11264790A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3487756B2 true JP3487756B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=13344438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06742198A Expired - Fee Related JP3487756B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 微分型電気移動度測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3487756B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2002348333B2 (en) * | 2001-11-02 | 2007-02-01 | Michael J. Labowsky | Method and apparatus to increase the resolution and widen the range of differential mobility analyzers (DMAS) |
| JP3572319B2 (ja) | 2001-11-15 | 2004-09-29 | 独立行政法人理化学研究所 | 液体中微粒子分析装置 |
| KR100991023B1 (ko) | 2008-02-21 | 2010-10-29 | 한국표준과학연구원 | Ｄｍａ를 이용한 입자측정기 |
| KR100974166B1 (ko) | 2008-04-10 | 2010-08-04 | 금오공과대학교 산학협력단 | Ｄｍａ 성능 최적화 장치 및 방법 |
| JP5652851B2 (ja) | 2010-02-02 | 2015-01-14 | 独立行政法人理化学研究所 | 微分型電気移動度分級装置、粒子計測システム、及び粒子選別システム |
| CN102500559B (zh) * | 2011-11-10 | 2013-07-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种在线分级纳米级粒子粒径的装置 |
| WO2015173562A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Micromass Uk Limited | Multi-dimensional ion separation |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP06742198A patent/JP3487756B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11264790A (ja) | 1999-09-28 |
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