JP4307453B2 - 複合型微粒子分析装置及び複合型微粒子分析装置の組合体 - Google Patents
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Description
まず、図1乃至図5により、本発明による複合型微粒子分析装置の第1の実施の形態について説明する。
Zp=Qc・ln(r2/r1)/(2π・V・L) …(1)
上式(1)において、Qcは供給されたシースガス流量、r1は中心電極部19a,19bの外径、r2は測定領域13a,13bの内径、Vは各中心電極部19a,19bとアースに接続した筐体10の電位差、Lはエアロゾル導入スリット59a,59bと分級ガス導出スリット65a,65b間の距離を、各々示している。
Zp=n・e・Cc/(3π・μ・Dp) …(2)
上式(2)において、nは微粒子の荷電量、eは電気素量、Ccはカニンガム補正係数、μは電気移動度測定部に供給されたシースガスの粘性係数を、各々示している。
次に、図6乃至図9により、本発明の第2の実施の形態について説明する。
Qa=Qa1+Qa2+Qa3+Qa4 …(3)
Qsh=Qsh1+Qsh2+Qsh3+Qsh4 …(4)
Qd=Qd1+Qd2+Qd3+Qd4 …(5)
Qs=Qs1+Qs2+Qs3+Qs4 …(6)
Qex=Qd+Qs …(7)
Qa+Qsh=Qex …(8)
上記(3)〜(8)式において、Qaはエアロゾル導入管39を流れるガスの流量、Qa1、Qa2、Qa3及びQa4は各々、前方第一測定領域13af、前方第二測定領域13bf、後方第一測定領域13ar及び後方第二測定領域13brへ取り込まれる微粒子流量、Qshはシースガス導入管38を流れるガスの流量、Qsh1、Qsh2、Qsh3及びQsh4は各々、前方第一測定領域13af、前方第二測定領域13bf、後方第一測定領域13ar及び後方第二測定領域13brへ供給されるシースガス流量、Qdはエクセスガス排出路67を流れるガスの流量、Qd1、Qd2、Qd3及びQd4は各々、前方第一測定領域13af、前方第二測定領域13bf、後方第一測定領域13ar及び後方第二測定領域13brから排出される余剰ガス流量、Qsはサンプルガス排出路72を流れるガス流量、Qs1、Qs2、Qs3及びQs4は各々、前方第一サンプルガス流出室73af、前方第二サンプルガス流出室73bf、後方第一サンプルガス流出室73ar及び後方第二サンプルガス流出室73brより排出されるサンプルガス流量、Qexはエクセスガス排出管40を流れる排出ガス流量を示している。
15 中心壁
13a 第一測定領域
13b 第二測定領域
19a 第一中心電極部
19b 第二中心電極部
29a 第一ファラデーカップ(第一微粒子個数濃度計数器)
29b 第二ファラデーカップ(第二微粒子個数濃度計数器)
35 プリアンプ回路
36 エレクトロメータ回路
38 シースガス導入管
39 エアロゾル導入管
40 エクセスガス排出管
41 第一メクラ蓋
42 第二メクラ蓋
43 第三メクラ蓋
44 第四メクラ蓋
45 シースガス導入路
46a 第一シースガス導入室
46b 第二シースガス導入室
50a 第一シースガス流量調整オリフィス
50b 第二シースガス流量調整オリフィス
54 エアロゾル導入路
56a 第一エアロゾル流入路
56b 第二エアロゾル流入路
65a 第一分級ガス導出スリット
65b 第二分級ガス導出スリット
67 エクセスガス排出路
68a 第一余剰ガス流量調整オリフィス
68b 第二余剰ガス流量調整オリフィス
72 サンプルガス排出路
77a 第一サンプルガス流量調整オリフィス
77b 第二サンプルガス流量調整オリフィス
90a 第一直流電源(第一電源)
90b 第二直流電源(第二電源)
92 除塵用フィルタ(清浄部)
96 除電用フィルタ(除電部)
98a 第一開口部
98b 第二開口部
100 複合型微粒子分析装置
100f 前方複合型微粒子分析装置
100r 後方複合型微粒子分析装置
100t 組立複合型微粒子分析装置の組合体
Claims (8)
- 気相中に浮遊する帯電微粒子を含有する微粒子を分析する複合型微粒子分析装置において、
外部から気密に保たれ、アースに接続されるとともに、前面から背面にかけて延在し内部を二分する中心壁を有する筐体と、
筐体との間に第一測定領域を形成し、所望の大きさの帯電微粒子を通過させる第一分級ガス導出スリットを有する第一中心電極部と、
第一中心電極部と並列に配置され、筐体との間に第二測定領域を形成し、所望の大きさの帯電微粒子を通過させるとともに、第一分級ガス導出スリットと分級長の異なる第二分級ガス導出スリットを有する第二中心電極部と、
第一中心電極部に接続され、第一中心電極部と筐体との間に電圧を印加する第一電源と、
第二中心電極部に接続され、第二中心電極部と筐体との間に電圧を印加する第二電源と、
第一中心電極部の下方に配置されるとともに、第一中心電極部の第一分級ガス導出スリットを通過した帯電微粒子の個数濃度を測定する第一微粒子個数濃度計数器と、
第二中心電極部の下方に配置されるとともに、第二中心電極部の第二分級ガス導出スリットを通過した帯電微粒子の個数濃度を測定する第二微粒子個数濃度計数器と、
中心壁の前面から背面まで貫通して設けられるとともに、第一測定領域及び第二測定領域へシースガスを導入するシースガス導入路と、
シースガス導入路の下方であって、中心壁の前面から背面まで貫通して設けられるとともに、第一測定領域及び第二測定領域へ帯電微粒子を含む微粒子を導入するエアロゾル導入路と、
エアロゾル導入路の下方であって、中心壁の前面から背面まで貫通して設けられるとともに、第一測定領域及び第二測定領域からの余剰ガスを筐体外部へ排出するエクセスガス排出路と、
エクセスガス排出路の下部に上下方向に延びて連結されるとともに、第一微粒子個数濃度計数器及び第二微粒子個数濃度計数器を通過したサンプルガスをエクセスガス排出路へと導くサンプルガス排出路と、
を備えたことを特徴とする複合型微粒子分析装置。 - エアロゾル導入路の下流側であって、第一測定領域の上流側には、第一中心電極部と同軸に配置された円周状の第一エアロゾル流入路が設けられ、
エアロゾル導入路の下流側であって、第二測定領域の上流側には、第二中心電極部と同軸に配置された円周状の第二エアロゾル流入路が設けられ、
エアロゾル導入路と第一エアロゾル流入路との連結部には第一開口部が形成され、
エアロゾル導入路と第二エアロゾル流入路との連結部には第二開口部が形成され、
当該第一開口部と当該第二開口部とは、同一形状であって、同一の大きさになっていることを特徴とする請求項1記載の複合型微粒子分析装置。 - エクセスガス排出管は、筐体外部において排出ガスを清浄する清浄部に連結され、
当該清浄部は、筐体外部において、清浄された排出ガスを除電する除電部に連結され、
当該除電部は、シースガス導入路に連結されており、
エクセスガス排出管より排出された排出ガスを清浄化し、除電した後に、シースガス導入路へ循環してシースガスとして使用することを特徴とする請求項1記載の複合型微粒子分析装置。 - 第一微粒子個数濃度計数器は、帯電微粒子の持つ電荷量を電流値として測定する第一ファラデーカップからなり、
第二微粒子個数濃度計数器は、帯電微粒子の持つ電荷量を電流値として測定する第二ファラデーカップからなることを特徴とする請求項1記載の複合型微粒子分析装置。 - 第一ファラデーカップ及び第二ファラデーカップの各々には、第一ファラデーカップ及び第二ファラデーカップから出力される電流値を電圧信号に変換して増幅するプリアンプ回路が接続され、
当該プリアンプ回路には、プリアンプ回路から出力される電圧信号を演算して、アナログ出力するエレクトロメータ回路が接続されていることを特徴とする請求項4記載の複合型微粒子分析装置。 - シースガス導入路の下流側には、第一シースガス導入室へ流入するシースガスの量を調整する第一シースガス流量調整オリフィスと、第二シースガス導入室へ流入するシースガスの量を調整する第二シースガス流量調整オリフィスとが設けられ、
エクセスガス排出路の上流側には、第一測定領域から流入する余剰ガスの量を調整する第一余剰ガス流量調整オリフィスと、第二測定領域から流入する余剰ガスの量を調整する第二余剰ガス流量調整オリフィスとが設けられ、
サンプルガス排出路の上流側には、第一微粒子個数濃度計数器を通過したサンプルガスの量を調整する第一サンプルガス流量調整オリフィスと、第二微粒子個数濃度計数器を通過したサンプルガスの量を調整する第二サンプルガス流量調整オリフィスとが設けられていることを特徴とする請求項1記載の複合型微粒子分析装置。 - シースガス導入路の前面には、取り外し自在なシースガス導入管が設けられ、シースガス導入路の背面には、取り外し自在な第一メクラ蓋が設けられ、
エアロゾル導入路の前面には、取り外し自在なエアロゾル導入管が設けられ、エアロゾル導入路の背面には、取り外し自在な第二メクラ蓋が設けられ、
エクセスガス排出路の前面には、取り外し自在なエクセスガス排出管が設けられ、エクセスガス排出路の背面には、取り外し自在な第三メクラ蓋が設けられ、
エクセスガス排出路に連通したサンプルガス排出路の前面には、取り外し自在な第四メクラ蓋が設けられていることを特徴とする請求項1記載の複合型微粒子分析装置。 - 請求項1記載の複合型微粒子分析装置を2以上組み合わせることによって形成される組立複合型微粒子分析装置の組合体において、
一方の複合型微粒子分析装置のシースガス導入路、エアロゾル導入路及びエクセスガス排出路の各々は、他方の複合型微粒子分析装置の対応するシースガス導入路、エアロゾル導入路及びエクセスガス排出路に対向して同軸上に配置され、かつ互いに連通していることを特徴とする複合型微粒子分析装置の組合体。
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