JP5630368B2 - 乾燥粉体分散供給装置及びそれを用いた粒度分布測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光学的手法（例えば、レーザ回折・散乱式等）を用いて被測定物に含まれる被測定粒子群の粒度分布を測定するための乾燥粉体分散供給装置及びそれを用いた粒度分布測定装置に関する。
レーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置においては、媒体（例えば、水や空気等）中に分散状態の被測定粒子群（例えば、乾燥粉体等）にレーザ光（測定光）を照射することにより、被測定粒子群で回折・散乱されたレーザ光の空間的な光強度分布を複数個の光検出素子で検出して、その光強度分布からフラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づく演算を行うことによって、被測定粒子群の粒度分布を算出する。
図８は、従来の粒度分布測定装置の概略構成の一例を示す図である。なお、図８中で、光学系の構成を表す模式図と、データサンプリング回路やコンピュータからなる信号処理系の構成を表すブロック図とを併記して示している。
粒度分布測定装置５０１は、測定空間を配置するための測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給するサンプル供給装置５０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置５０１全体を制御するコンピュータ（制御部）５１７とを備える（例えば、特許文献１参照）。
ここでは、乾燥粉体（被測定粒子群）Ｐを空気（媒体）Ｌ中に分散させたエアロゾルＳを測定することにより、乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出するものとする。
粒度分布測定装置５０１は、測定空間を配置するための測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給するサンプル供給装置５０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置５０１全体を制御するコンピュータ（制御部）５１７とを備える（例えば、特許文献１参照）。
ここでは、乾燥粉体（被測定粒子群）Ｐを空気（媒体）Ｌ中に分散させたエアロゾルＳを測定することにより、乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出するものとする。
測定空間配置部８３は、下端部に下側接続口を、上端部に上側接続口を有する。そして、測定空間配置部８３の下側接続口は、エアロゾル移送パイプ２４ｆを介してサンプル供給装置５０２と接続されている。また、上側接続口は、吸引パイプ９１を介してポンプ９２と接続されている。
このような構成において、ポンプ９２が駆動することによって、サンプル供給装置５０２内のエアロゾルＳが、下側接続口から測定空間に流入し、そして、測定空間を下方から上方へ通過し、その後、上側接続口から流出するようになっている。
このような構成において、ポンプ９２が駆動することによって、サンプル供給装置５０２内のエアロゾルＳが、下側接続口から測定空間に流入し、そして、測定空間を下方から上方へ通過し、その後、上側接続口から流出するようになっている。
サンプル供給装置５０２は、鉛直方向となる回転軸５２１ａを有する土台５２４と、円板状のターンテーブル５２１と、ターンテーブル５２１の上方に配置されたホッパ５２２、充填器５２３及び移送機構２４とによって構成される。
ターンテーブル５２１は、土台５２４の回転軸５２１ａを中心として図中矢印で示す向きに回転可能となっている。ターンテーブル５２１の上面には、回転軸５２１ａを中心とする円環状の溝５２０が形成されている。
ターンテーブル５２１は、土台５２４の回転軸５２１ａを中心として図中矢印で示す向きに回転可能となっている。ターンテーブル５２１の上面には、回転軸５２１ａを中心とする円環状の溝５２０が形成されている。
ホッパ５２２は、内部に充填された乾燥粉体Ｐをターンテーブル５２１の溝５２０の内部に向けて落下させて供給するものである。
充填器５２３は、溝５２０の内部に供給された乾燥粉体Ｐに対して振動等を与えることによって、溝５２０の内部に乾燥粉体Ｐを均一に充填するものである。
充填器５２３は、溝５２０の内部に供給された乾燥粉体Ｐに対して振動等を与えることによって、溝５２０の内部に乾燥粉体Ｐを均一に充填するものである。
移送機構２４は、エジェクタ２４ａと、一端が下向きに開口するとともに他端がエジェクタ２４ａに接続された吸引パイプ２４ｂと、エジェクタ２４ａにボンベ２４ｃから高圧の空気を供給する空気供給パイプ２４ｄと、一端がエジェクタ２４ａに接続されるとともに他端が測定空間に向かって開口する噴出ノズル２４ｅが装着されたエアロゾル移送パイプ２４ｆとによって構成される。
このような移送機構２４によれば、吸引パイプ２４ｂにより吸引された乾燥粉体Ｐは、エジェクタ２４ａ内で高圧空気中に混入され、エアロゾル移送パイプ２４ｆを通って移送され、エアロゾル移送パイプ２４ｆの先端に装着された噴出ノズル２４ｅからエアロゾルＳとなって測定空間に噴出されるようになっている。
このような移送機構２４によれば、吸引パイプ２４ｂにより吸引された乾燥粉体Ｐは、エジェクタ２４ａ内で高圧空気中に混入され、エアロゾル移送パイプ２４ｆを通って移送され、エアロゾル移送パイプ２４ｆの先端に装着された噴出ノズル２４ｅからエアロゾルＳとなって測定空間に噴出されるようになっている。
粒度分布測定装置５０１の左側部には、照射光学系８２が設置され、具体的にはレーザ光源８１と集光レンズ８２ａと空間フィルタ８２ｂとコリメータ８２ｃとが左からこの順に配置されている。
このような照射光学系８２の構成において、レーザ光源８１で発生されたレーザ光は、集光レンズ８２ａ、空間フィルタ８２ｂ、コリメータ８２ｃを通過して平行光とされ、前方向（図の左から右へ）に向かうように測定空間に照射される。
これにより、測定空間をエアロゾルＳが通過していれば、レーザ光は、測定空間の乾燥粉体Ｐで回折・散乱して、空間的に回折・散乱光の光強度分布パターンが生ずることになる。
このような照射光学系８２の構成において、レーザ光源８１で発生されたレーザ光は、集光レンズ８２ａ、空間フィルタ８２ｂ、コリメータ８２ｃを通過して平行光とされ、前方向（図の左から右へ）に向かうように測定空間に照射される。
これにより、測定空間をエアロゾルＳが通過していれば、レーザ光は、測定空間の乾燥粉体Ｐで回折・散乱して、空間的に回折・散乱光の光強度分布パターンが生ずることになる。
粒度分布測定装置５０１の右側部には、検出光学系８４が設置され、具体的には集光レンズ８４ａとリングディテクタ８４ｂとが左からこの順に配置されている。
リングディテクタ８４ｂは、互いに異なる半径を持つリング状ないしは半リング状の受光面を持つ６４個の光検出素子を、集光レンズ８４ａの光軸を中心とするように同心円状に配置してあり、各光検出素子には、それぞれの位置に応じた回折・散乱角度を持つ光が入射するようにしてある。したがって、各光検出素子の出力信号は、各回折・散乱角度ごとの光の強度を表すことになる。
リングディテクタ８４ｂは、互いに異なる半径を持つリング状ないしは半リング状の受光面を持つ６４個の光検出素子を、集光レンズ８４ａの光軸を中心とするように同心円状に配置してあり、各光検出素子には、それぞれの位置に応じた回折・散乱角度を持つ光が入射するようにしてある。したがって、各光検出素子の出力信号は、各回折・散乱角度ごとの光の強度を表すことになる。
このような検出光学系８４の構成において、前方向に対して６０°以内の回折・散乱光は、集光レンズ８４ａを介してリングディテクタ８４ｂの受光面上に集光されて、リング状の回折・散乱像を結ぶようになる。
リングディテクタ８４ｂの６４個の各光検出素子の出力信号は、アンプ、マルチプレクサ及びＡ−Ｄ変換器からなるデータサンプリング回路８５によって順次デジタル化され、回折・散乱光の光強度分布データとして汎用のコンピュータ５１７に送信される。
リングディテクタ８４ｂの６４個の各光検出素子の出力信号は、アンプ、マルチプレクサ及びＡ−Ｄ変換器からなるデータサンプリング回路８５によって順次デジタル化され、回折・散乱光の光強度分布データとして汎用のコンピュータ５１７に送信される。
コンピュータ５１７は、ＣＰＵ５４０とメモリ６０とを備え、モニタ画面を有する表示装置５２と、キーボード５１ａやマウス５１ｂを有する入力装置５１とが連結されている。
ＣＰＵ５４０が処理する機能をブロック化して説明すると、光強度分布データを取得する光強度分布取得部４１と、乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出する粒度分布算出部４３と、サンプル供給装置５０２を制御するサンプル供給制御部５４２とを有する。
なお、メモリ６０は、光強度分布データを記憶するための光強度分布記憶領域と、粉体粒子Ｐ及び空気（媒体）Ｌの屈折率や、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算式等を記憶するデータ記憶領域とを有する。
ＣＰＵ５４０が処理する機能をブロック化して説明すると、光強度分布データを取得する光強度分布取得部４１と、乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出する粒度分布算出部４３と、サンプル供給装置５０２を制御するサンプル供給制御部５４２とを有する。
なお、メモリ６０は、光強度分布データを記憶するための光強度分布記憶領域と、粉体粒子Ｐ及び空気（媒体）Ｌの屈折率や、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算式等を記憶するデータ記憶領域とを有する。
サンプル供給制御部５４２は、測定者によって、エアロゾルＳを測定するように入力装置５１で入力されると、サンプル供給機構５０２から測定空間にエアロゾルＳを供給する制御を行う。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、ホッパ５２２は、乾燥粉体Ｐをターンテーブル５２１の溝５２０の内部に向けて落下させ、充填器５２３は、溝５２０の内部に供給された乾燥粉体Ｐに対して振動等を与えることによって、溝５２０の内部に乾燥粉体Ｐを均一に充填する。そして、吸引パイプ２４ｂに対し真空が加えられたとき、乾燥粉体Ｐを吸引パイプ２４ｂの内部にフィードする。吸引パイプ２４ｂにより吸引された乾燥粉体Ｐは、エジェクタ２４ａ内で高圧空気中に混入され、エアロゾル移送パイプ２４ｆを通って移送され、エアロゾル移送パイプ２４ｆの先端に装着された噴出ノズル２４ｅからエアロゾルＳとなって測定空間に噴出されるようになっている。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、ホッパ５２２は、乾燥粉体Ｐをターンテーブル５２１の溝５２０の内部に向けて落下させ、充填器５２３は、溝５２０の内部に供給された乾燥粉体Ｐに対して振動等を与えることによって、溝５２０の内部に乾燥粉体Ｐを均一に充填する。そして、吸引パイプ２４ｂに対し真空が加えられたとき、乾燥粉体Ｐを吸引パイプ２４ｂの内部にフィードする。吸引パイプ２４ｂにより吸引された乾燥粉体Ｐは、エジェクタ２４ａ内で高圧空気中に混入され、エアロゾル移送パイプ２４ｆを通って移送され、エアロゾル移送パイプ２４ｆの先端に装着された噴出ノズル２４ｅからエアロゾルＳとなって測定空間に噴出されるようになっている。
光強度分布取得部４１は、エアロゾルＳが測定空間を通過していると判定すると、測定空間に照射光学系８２からのレーザ光を照射するとともに、リングディテクタ８４ｂの６４個の各光検出素子で検出される光強度をそれぞれ積算するように検出していき、エアロゾルＳが測定空間を通過していないと判定すると、６４個の各光検出素子で検出される各光強度の積算を終了することで、光強度分布データを取得してメモリ６０に記憶させる制御を行う。
粒度分布算出部４３は、光強度分布取得部４１で得られた光強度分布データと、粉体粒子Ｐ及び空気Ｌの屈折率とを用いて、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算を行うことによって、エアロゾルＳに含まれる乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出する制御を行う。
粒度分布算出部４３は、光強度分布取得部４１で得られた光強度分布データと、粉体粒子Ｐ及び空気Ｌの屈折率とを用いて、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算を行うことによって、エアロゾルＳに含まれる乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出する制御を行う。
ところで、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するためのサンプル供給装置５０２は複雑で高価であり、さらに溝５２０の内部に乾燥粉体Ｐを均一に充填したり、ターンテーブル５２１を回転させたりする手間がかかるという問題点があった。
そこで、吸引プローブとサンプルホルダ（試料容器）とを用いる非加圧乾燥粉体分散装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。図９（ａ）は、非加圧乾燥粉体分散装置６０２の一例を示す垂直方向の断面図であり、図９（ｂ）は、非加圧乾燥粉体分散装置６０２の一例を示す水平方向の断面図（図９（ａ）に示すＤ−Ｄ線断面図）である。
そこで、吸引プローブとサンプルホルダ（試料容器）とを用いる非加圧乾燥粉体分散装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。図９（ａ）は、非加圧乾燥粉体分散装置６０２の一例を示す垂直方向の断面図であり、図９（ｂ）は、非加圧乾燥粉体分散装置６０２の一例を示す水平方向の断面図（図９（ａ）に示すＤ−Ｄ線断面図）である。
吸引プローブ６１０は、略円柱状の外部壁６１１と、外部壁６１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の内部吸引チャネル６１２とから構成されている。内部吸引チャネル６１２は、底（下端部）にオリフィスを有し、外部壁６１１の上面を通って上方に延びている。
サンプルホルダ６２０は、円筒状の長手方向壁６２１と、長手方向壁６２１の下部に形成された半球状の底６２２とを有する。サンプルホルダ６２０の内部には、乾燥粉体Ｐが収容されるようになっている。
そして、吸引プローブ６１０の外部壁６１１の水平方向における断面は円形状であり、サンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の水平方向における断面は円環形状であり、吸引プローブ６１０の外部壁６１１の水平方向における断面の直径Ｌ１０は、サンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の水平方向における断面の内径Ｌ９よりも少し小さくなっている。
そして、吸引プローブ６１０の外部壁６１１の水平方向における断面は円形状であり、サンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の水平方向における断面は円環形状であり、吸引プローブ６１０の外部壁６１１の水平方向における断面の直径Ｌ１０は、サンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の水平方向における断面の内径Ｌ９よりも少し小さくなっている。
このような非加圧乾燥粉体分散装置６０２によれば、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、吸引プローブ６１０が、サンプルホルダ６２０の内部で乾燥粉体Ｐの表面より少し上に配置される。そして、内部吸引チャネル６１２に対し真空が加えられたとき、空気が吸引プローブ６１０の外部壁６１１の外周面とサンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の内周面との間のスペースに入り、サンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ６１０のオリフィスにおいて方向を変え、乾燥粉体Ｐの表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、分散された乾燥粉体Ｐを内部吸引チャネル６１２の内部にフィードする。
しかしながら、非加圧乾燥粉体分散装置６０２では、吸引プローブ６１０の外部壁６１１の外周面とサンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の内周面との間の距離を、全円周において一定となるように、吸引プローブ６１０をサンプルホルダ６２０の内部で位置決めして配置する必要があり、非常に手間がかかっていた。仮に吸引プローブ６１０の外部壁６１１の外周面とサンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の内周面との間の距離が、全円周において一定になっていないと、例えば、吸引プローブ６１０の外部壁６１１の外周面とサンプルホルダ６２０の長手方向壁６２１の内周面との間の距離が長い箇所と短い箇所とができ、その結果、乾燥粉体Ｐを分散させるための気流が安定しなかった。
そこで、本発明は、乾燥粉体を分散させながら測定空間に供給するために、安定した気流を発生することができる乾燥粉体分散供給装置及びそれを用いた粒度分布測定装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、乾燥粉体を分散させながら測定空間に供給するために、安定した気流を発生することができる乾燥粉体分散供給装置及びそれを用いた粒度分布測定装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の乾燥粉体分散供給装置は、プローブ本体と、当該プローブ本体の上面から下面まで貫通するように配置される吸引管の一端部とを有する吸引プローブと、側壁と底面とを有し、内部に被測定粒子群が収納される試料容器とを備え、前記吸引管の他端部が粒度分布測定装置の測定空間に連結される乾燥粉体分散供給装置であって、前記プローブ本体の上部から下部まで貫通するように形成された貫通孔と、前記被測定粒子群を測定空間に供給する際には、前記プローブ本体と前記試料容器の側壁の内周面との間を気体が通過しないように、前記プローブ本体の外周面と前記試料容器の側壁の内周面との間に配置されるシール部材とを備え、前記プローブ本体は、プローブ本体上部と、当該プローブ本体上部よりも大径部分を有するプローブ本体下部とからなり、前記シール部材は前記プローブ本体下部の大径部分の外周面に配置され、前記貫通孔は前記プローブ本体下部の大径部分の上部から下部まで貫通するように形成されることを特徴とする。
本発明の乾燥粉体分散供給装置によれば、吸引プローブが、試料容器の内部で被測定粒子群の表面より少し上に配置される。このとき、シール部材が、試料容器の側壁と吸引プローブとの間に配置される。つまり、プローブ本体と試料容器の側壁の内周面との間を空気は通過することがない。
よって、吸引管に対し真空が加えられたときには、空気は予め決められた大きさを有する貫通孔に入り、試料容器の貫通孔に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引管の一端部において方向を変え、被測定粒子群の表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が被測定粒子群を分散させ、分散された被測定粒子群を吸引管内にフィードすることになる。
よって、吸引管に対し真空が加えられたときには、空気は予め決められた大きさを有する貫通孔に入り、試料容器の貫通孔に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引管の一端部において方向を変え、被測定粒子群の表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が被測定粒子群を分散させ、分散された被測定粒子群を吸引管内にフィードすることになる。
以上のように、本発明の乾燥粉体分散供給装置によれば、乾燥粉体を分散させながら測定空間に供給するために、空気は予め決められた大きさを有する貫通孔に入るので、安定した気流を発生させることができる。
また、上記発明において、前記プローブ本体は、プローブ本体上部と、当該プローブ本体上部よりも大径部分を有するプローブ本体下部とからなり、前記シール部材は当該プローブ本体下部の大径部分の外周面に配置され、前記貫通孔は当該プローブ本体下部の大径部分の上部から下部まで貫通するように形成されている。
これによれば、貫通孔はプローブ本体下部の大径部分の上部から下部まで貫通するだけなので、容易に孔加工することができる。
また、前記プローブ本体の下面は、当該下面の周縁部から下面の中央部に向かって徐々に突出するテーパ形状となっていてもよい。
また、前記シール部材は、前記プローブ本体に一体化されているとともに、ゴム製の円環形状の板状体を有するようにしてもよい。
また、前記試料容器は、前記プローブ本体に対して上下方向に移動可能であるか、或いは、前記プローブ本体は、前記試料容器に対して上下方向に移動可能であるようにしてもよい。
また、前記プローブ本体は、円柱体であり、前記試料容器の側壁は、円筒形状であり、 前記試料容器は、前記プローブ本体に対して回転可能であるか、或いは、前記プローブ本体は、前記試料容器に対して回転可能であるようにしてもよい。
そして、本発明の粒度分布測定装置は、上述したような乾燥粉体分散供給装置と、測定光を出射する光源と、光強度分布を検出する検出器と、空気と被測定粒子群とを含む前記乾燥粉体分散供給装置から供給される被測定物を通過させる測定空間を前記光源と前記検出器との間に配置する測定空間配置部と、前記光源からの測定光を前記被測定物に照射することにより発生する光強度分布を前記検出器で検出して取得する光強度分布取得部と、前記光強度分布取得部で取得された光強度分布を用いて、前記被測定物に含まれる被測定粒子群の粒度分布を算出する粒度分布算出部とを備えるようにしている。
これによれば、安定した気流の乾燥粉体分散供給装置を用いて粒度分布測定を行うことができる。
ここで、「測定光」としては、レーザ光が好ましいが、これに限らず、ＬＥＤによる光、分光器で分光された光、干渉フィルタやバンドパスフィルタ等で波長範囲が制限された光を用いてもよい。
また、「光強度」とは、光検出素子で検出される数値そのものではなくてもよく、被測定物を測定する前に既に検出されている初期余剰光の光強度が存在する場合もあるので、光検出素子で検出される数値と初期余剰光の数値との差分であることが好ましい。
また、「光強度」とは、光検出素子で検出される数値そのものではなくてもよく、被測定物を測定する前に既に検出されている初期余剰光の光強度が存在する場合もあるので、光検出素子で検出される数値と初期余剰光の数値との差分であることが好ましい。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。図２（ａ）は、図１に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す垂直方向の断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図２（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図）である。なお、粒度分布測定装置５０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
図１は、本発明の第一実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。図２（ａ）は、図１に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す垂直方向の断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図２（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図）である。なお、粒度分布測定装置５０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
粒度分布測定装置１は、測定空間を配置する測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給する乾燥粉体分散供給装置２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置１全体を制御するコンピュータ（制御部）１７とを備える。
本実施形態は、乾燥粉体（被測定粒子群）Ｐを空気（媒体）Ｌ中に分散させたエアロゾルＳを測定することにより、乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出するものである。
本実施形態は、乾燥粉体（被測定粒子群）Ｐを空気（媒体）Ｌ中に分散させたエアロゾルＳを測定することにより、乾燥粉体Ｐの粒度分布を算出するものである。
乾燥粉体分散供給装置２は、吸引プローブ１０と試料容器２０と移送機構２４とを備える。
吸引プローブ１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体１１と、プローブ本体１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管１２と、プローブ本体１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）１３と、円環状のＯリング（シール部材）１４とを有する。
吸引プローブ１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体１１と、プローブ本体１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管１２と、プローブ本体１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）１３と、円環状のＯリング（シール部材）１４とを有する。
吸引管１２は、プローブ本体１１の上面を通って上方に延びている。また、プローブ本体１１の下部の外周面には、凹部が形成されており、Ｏリング１４がはめ込まれている。すなわち、プローブ本体１１にＯリング１４が一体的に形成されている。
４個の気流発生口１３は、プローブ本体１１の先端部を軸方向から視ると、図２（ｂ）に示す通り、プローブ本体１１の周縁部に等間隔をあけて円形状に並ぶように配置されている。なお、複数個の気流発生口１３の水平方向における断面の面積の合計値は、吸引管１２の水平方向における断面の面積と同じであることが好ましい。よって、４個の気流発生口１３の水平方向における断面の面積は、吸引管１２の水平方向における断面の面積の１／４であることが好ましい。また、気流発生口１３の個数は、何個でもよく、１個以上であることが好ましい。
４個の気流発生口１３は、プローブ本体１１の先端部を軸方向から視ると、図２（ｂ）に示す通り、プローブ本体１１の周縁部に等間隔をあけて円形状に並ぶように配置されている。なお、複数個の気流発生口１３の水平方向における断面の面積の合計値は、吸引管１２の水平方向における断面の面積と同じであることが好ましい。よって、４個の気流発生口１３の水平方向における断面の面積は、吸引管１２の水平方向における断面の面積の１／４であることが好ましい。また、気流発生口１３の個数は、何個でもよく、１個以上であることが好ましい。
試料容器２０は、円筒状のガラス製又は金属製の側壁２１と、側壁２１の下部に形成された円板状のガラス製又は金属製の底面２２とを有する。そして、試料容器２０の内部には、乾燥粉体Ｐが収容されるようになっている。このとき、乾燥粉体Ｐは、底面２２から高さ５ｃｍ程度で収容される。
そして、プローブ本体１１の水平方向における断面は円形状であり、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体１１の水平方向における断面の直径Ｌ２は、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面の内径Ｌ１よりも小さくなっている。また、Ｏリング１４の水平方向における断面は円環形状であり、試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体１１の外周面との間に配置されている。これにより、空気が試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体１１の外周面との間を通過することがなくなる。
そして、プローブ本体１１の水平方向における断面は円形状であり、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体１１の水平方向における断面の直径Ｌ２は、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面の内径Ｌ１よりも小さくなっている。また、Ｏリング１４の水平方向における断面は円環形状であり、試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体１１の外周面との間に配置されている。これにより、空気が試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体１１の外周面との間を通過することがなくなる。
コンピュータ１７は、ＣＰＵ４０とメモリ６０とを備え、モニタ画面を有する表示装置５２と、キーボード５１ａやマウス５１ｂを有する入力装置５１とが連結されている。
ＣＰＵ４０が処理する機能をブロック化して説明すると、光強度分布データを取得する光強度分布取得部４１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する粒度分布算出部４３と、乾燥粉体分散供給装置２を制御するサンプル供給制御部４２とを有する。
ＣＰＵ４０が処理する機能をブロック化して説明すると、光強度分布データを取得する光強度分布取得部４１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する粒度分布算出部４３と、乾燥粉体分散供給装置２を制御するサンプル供給制御部４２とを有する。
サンプル供給制御部４２は、測定者によって、エアロゾルＳを測定するように入力装置５１で入力されると、乾燥粉体分散供給装置２から測定空間にエアロゾルＳを供給する制御を行う。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、吸引プローブ１０が、試料容器２０の内部で乾燥粉体Ｐの表面より少し上に配置される。そして、吸引管１２に対し真空が加えられたとき、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口１３に入り、試料容器２０の気流発生口１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ１０の下端部において方向を変え、乾燥粉体Ｐの表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管１２の内部にフィードする。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、吸引プローブ１０が、試料容器２０の内部で乾燥粉体Ｐの表面より少し上に配置される。そして、吸引管１２に対し真空が加えられたとき、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口１３に入り、試料容器２０の気流発生口１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ１０の下端部において方向を変え、乾燥粉体Ｐの表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管１２の内部にフィードする。
以上のように、粒度分布測定装置１によれば、乾燥粉体Ｐを分散させながら測定空間に供給するために、空気は予め決められた直径を有する４個の気流発生口１３に入るので、安定した気流を発生させることができる。
＜第二実施形態＞
図３は、本発明の第二実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。図４（ａ）は、図３に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す垂直方向の断面図であり、図４（ｂ）は、図３に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図４（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図）である。なお、粒度分布測定装置１と同様のものについては、同じ符号を付している。
図３は、本発明の第二実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。図４（ａ）は、図３に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す垂直方向の断面図であり、図４（ｂ）は、図３に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図４（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図）である。なお、粒度分布測定装置１と同様のものについては、同じ符号を付している。
粒度分布測定装置１０１は、測定空間を配置する測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給する乾燥粉体分散供給装置１０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置１０１全体を制御するコンピュータ（制御部）１７とを備える。
乾燥粉体分散供給装置１０２は、吸引プローブ１１０と試料容器１２０と円環状のＯリング（シール部材）１１４と移送機構２４とを備える。
吸引プローブ１１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体１１１と、プローブ本体１１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管１１２と、プローブ本体１１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）１１３とを有する。
吸引プローブ１１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体１１１と、プローブ本体１１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管１１２と、プローブ本体１１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）１１３とを有する。
試料容器１２０は、円筒状のガラス製又は金属製の側壁１２１と、側壁１２１の下部に形成された円板状のガラス製又は金属製の底面１２２とを有する。また、側壁１２１の上部の内周面には、凹部が形成されており、Ｏリング１１４がはめ込まれている。なお、Ｏリング１１４は凹部に取り付けたり凹部から取り外したりすることが可能となっている。そして、試料容器１２０の内部には、乾燥粉体Ｐが収容されるようになっている。このとき、乾燥粉体Ｐは、底面１２２から高さ５ｃｍ程度で収容される。
そして、プローブ本体１１１の水平方向における断面は円形状であり、試料容器１２０の側壁１２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体１１１の水平方向における断面の直径Ｌ４は、試料容器１２０の側壁１２１の水平方向における断面の内径Ｌ３よりも小さくなっている。また、Ｏリング１１４の水平方向における断面は円環形状であり、試料容器１２０の側壁１２１の内周面とプローブ本体１１１の外周面との間に配置されるようになっている。これにより、空気が試料容器１２０の側壁１２１の内周面とプローブ本体１１１の外周面との間を通過することがなくなる。
そして、プローブ本体１１１の水平方向における断面は円形状であり、試料容器１２０の側壁１２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体１１１の水平方向における断面の直径Ｌ４は、試料容器１２０の側壁１２１の水平方向における断面の内径Ｌ３よりも小さくなっている。また、Ｏリング１１４の水平方向における断面は円環形状であり、試料容器１２０の側壁１２１の内周面とプローブ本体１１１の外周面との間に配置されるようになっている。これにより、空気が試料容器１２０の側壁１２１の内周面とプローブ本体１１１の外周面との間を通過することがなくなる。
以上のように、粒度分布測定装置１０１によれば、乾燥粉体Ｐを分散させながら測定空間に供給するために、空気は予め決められた直径を有する４個の気流発生口１１３に入るので、安定した気流を発生させることができる。
＜第三実施形態＞
図５は、本発明の第三実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。なお、粒度分布測定装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
粒度分布測定装置２０１は、測定空間を配置する測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給する乾燥粉体分散供給装置２０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置２０１全体を制御するコンピュータ（制御部）２１７とを備える。
図５は、本発明の第三実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。なお、粒度分布測定装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
粒度分布測定装置２０１は、測定空間を配置する測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給する乾燥粉体分散供給装置２０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置２０１全体を制御するコンピュータ（制御部）２１７とを備える。
乾燥粉体分散供給装置２０２は、吸引プローブ１１０と試料容器１２０と円環状のＯリング（シール部材）１１４と移送機構２４と試料容器保持機構２７０とを備える。
試料容器保持機構２７０は、リフトテーブル２７１と、リフトテーブル２７１により回転可能に支持されたサンプルホルダベース２７２と、リフトテーブル２７１を上下方向に移動させたりサンプルホルダベース２７２を回転させたりするための駆動手段（図示せず）とを備える。
試料容器保持機構２７０は、リフトテーブル２７１と、リフトテーブル２７１により回転可能に支持されたサンプルホルダベース２７２と、リフトテーブル２７１を上下方向に移動させたりサンプルホルダベース２７２を回転させたりするための駆動手段（図示せず）とを備える。
サンプルホルダベース２７２は、上面に試料容器１２０が載置されるようになっているとともに、後述するサンプル供給制御部２４２によって、リフトテーブル２７１に対して軸２７１ａを回転軸として回転させられるようになっており、その結果、試料容器１２０は、吸引プローブ１１０に対して回転させられることになる。
リフトテーブル２７１は、後述するサンプル供給制御部２４２によって、吸引プローブ１１０に対して上下方向に移動させられるようになっており、その結果、試料容器１２０は、吸引プローブ１１０に対して上下方向に移動させられることになる。
なお、試料容器１２０が移動しやすいように、Ｏリング１１４は回転用Ｏリングであることが好ましい。
リフトテーブル２７１は、後述するサンプル供給制御部２４２によって、吸引プローブ１１０に対して上下方向に移動させられるようになっており、その結果、試料容器１２０は、吸引プローブ１１０に対して上下方向に移動させられることになる。
なお、試料容器１２０が移動しやすいように、Ｏリング１１４は回転用Ｏリングであることが好ましい。
コンピュータ２１７は、ＣＰＵ２４０とメモリ６０とを備え、モニタ画面を有する表示装置５２と、キーボード５１ａやマウス５１ｂを有する入力装置５１とが連結されている。
ＣＰＵ２４０が処理する機能をブロック化して説明すると、光強度分布データを取得する光強度分布取得部４１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する粒度分布算出部４３と、乾燥粉体分散供給装置２０２を制御するサンプル供給制御部２４２とを有する。
ＣＰＵ２４０が処理する機能をブロック化して説明すると、光強度分布データを取得する光強度分布取得部４１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する粒度分布算出部４３と、乾燥粉体分散供給装置２０２を制御するサンプル供給制御部２４２とを有する。
サンプル供給制御部２４２は、測定者によって、エアロゾルＳを測定するように入力装置５１で入力されると、乾燥粉体分散供給装置２０２から測定空間にエアロゾルＳを供給する制御を行う。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、吸引プローブ１１０が、試料容器１２０の内部で乾燥粉体Ｐの表面より少し上に配置される。そして、吸引管１１２に対し真空が加えられたとき、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口１１３に入り、試料容器１２０の気流発生口１１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ１１０の下端部において方向を変え、乾燥粉体Ｐの表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管１１２の内部にフィードする（図４（ａ）参照）。
さらに、サンプル供給制御部２４２は、エアロゾルＳを測定するように入力装置５１で入力されるとともに、入力装置５１で「上昇速度」と「回転速度」とが入力されると、リフトテーブル２７１を吸引プローブ１１０に対して上方向に「上昇速度」で移動させるとともに、サンプルホルダベース２７２をリフトテーブル２７１に対して軸２７１ａを回転軸として「回転速度」で回転させる。なお、「上昇速度」と「回転速度」は、測定者によって任意の数値に設定されるようになっている。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、吸引プローブ１１０が、試料容器１２０の内部で乾燥粉体Ｐの表面より少し上に配置される。そして、吸引管１１２に対し真空が加えられたとき、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口１１３に入り、試料容器１２０の気流発生口１１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ１１０の下端部において方向を変え、乾燥粉体Ｐの表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管１１２の内部にフィードする（図４（ａ）参照）。
さらに、サンプル供給制御部２４２は、エアロゾルＳを測定するように入力装置５１で入力されるとともに、入力装置５１で「上昇速度」と「回転速度」とが入力されると、リフトテーブル２７１を吸引プローブ１１０に対して上方向に「上昇速度」で移動させるとともに、サンプルホルダベース２７２をリフトテーブル２７１に対して軸２７１ａを回転軸として「回転速度」で回転させる。なお、「上昇速度」と「回転速度」は、測定者によって任意の数値に設定されるようになっている。
以上のように、粒度分布測定装置２０１によれば、乾燥粉体Ｐを分散させながら測定空間に供給するために、空気は予め決められた直径を有する４個の気流発生口１１３に入るので、安定した気流を発生させることができる。さらに、試料容器１２０に対する気流発生口１１３の位置を変化させることで、乾燥粉体Ｐをより均一に分散させながら測定空間に供給することができる。
＜第四実施形態＞
図１０は、本発明の第四実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。なお、粒度分布測定装置１と同様のものについては、同じ符号を付している。
粒度分布測定装置８０１は、測定空間を配置する測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給する乾燥粉体分散供給装置８０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置８０１全体を制御するコンピュータ（制御部）１７とを備える。
図１０は、本発明の第四実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。なお、粒度分布測定装置１と同様のものについては、同じ符号を付している。
粒度分布測定装置８０１は、測定空間を配置する測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給する乾燥粉体分散供給装置８０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置８０１全体を制御するコンピュータ（制御部）１７とを備える。
乾燥粉体分散供給装置８０２は、吸引プローブ８１０と試料容器２０と移送機構２４とを備える。
吸引プローブ８１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体８１１と、円環形状のゴム製のシール部材８１４とを備え、プローブ本体８１１はプローブ本体上部８１１ａと、プローブ本体上部８１１ａの直径Ｌ１８よりも大きくなる直径Ｌ１９を有するプローブ本体下部８１１ｂとで構成される。
吸引プローブ８１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体８１１と、円環形状のゴム製のシール部材８１４とを備え、プローブ本体８１１はプローブ本体上部８１１ａと、プローブ本体上部８１１ａの直径Ｌ１８よりも大きくなる直径Ｌ１９を有するプローブ本体下部８１１ｂとで構成される。
吸引管８１２は、プローブ本体上部８１１ａの上面の中央部からプローブ本体下部８１１ｂの下面の中央部まで貫通するように配置される円管状であり、プローブ本体上部８１１ａの上面を通って上方に延びている。
気流発生口（貫通孔）８１３は、プローブ本体下部８１１ｂの上面から下面まで貫通するように形成された４個の円管状であり、プローブ本体８１１の先端部を軸方向から視ると、プローブ本体８１１の周縁部に等間隔をあけて円形状に並ぶように配置されている。このとき、プローブ本体下部８１１ｂの高さは、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍと低くなっており、気流発生口８１３がプローブ本体下部８１１ｂを貫通するように気流発生口８１３を容易に形成できるようになっている。
気流発生口（貫通孔）８１３は、プローブ本体下部８１１ｂの上面から下面まで貫通するように形成された４個の円管状であり、プローブ本体８１１の先端部を軸方向から視ると、プローブ本体８１１の周縁部に等間隔をあけて円形状に並ぶように配置されている。このとき、プローブ本体下部８１１ｂの高さは、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍと低くなっており、気流発生口８１３がプローブ本体下部８１１ｂを貫通するように気流発生口８１３を容易に形成できるようになっている。
また、プローブ本体下部８１１ｂの下面は、下面の周縁部から下面の中央部（吸引管８１２）に向かって徐々に突出するテーパ形状となっている。このようなプローブ本体下部８１１ｂの下面によれば、試料容器２０の隅に存在する乾燥粉体Ｐも吸引管８１２に供給することができるようになっている。
そして、プローブ本体下部８１１ｂの外周面には、凹部が形成されており、シール部材８１４がはめ込まれている。すなわち、プローブ本体８１１にシール部材８１４が一体的に形成されている。なお、シール部材８１４は、例えば厚さ０．３ｍｍ〜２ｍｍの板状体であり、例えば、ゴム製の板状体をドーナツ状（円環形状）に打ち抜いたものとなっている。
そして、プローブ本体下部８１１ｂの水平方向における断面は円形状であり、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体下部８１１ｂの水平方向における断面の直径Ｌ１９は、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面の内径Ｌ１よりも小さくなっている。また、シール部材８１４の水平方向における断面は円環形状であり、試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体下部８１１ｂの外周面との間に配置されている。これにより、空気が試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体下部８１１ｂの外周面との間を通過することがなくなる。このとき、シール部材８１４を用いることにより、シール部材８１４の変形量を多くとることができるので、プローブ本体下部８１１ｂと試料容器２０の側壁２１とにおける水平方向に位置誤差があっても、シールを機能させることができるようになっている。
そして、プローブ本体下部８１１ｂの水平方向における断面は円形状であり、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体下部８１１ｂの水平方向における断面の直径Ｌ１９は、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面の内径Ｌ１よりも小さくなっている。また、シール部材８１４の水平方向における断面は円環形状であり、試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体下部８１１ｂの外周面との間に配置されている。これにより、空気が試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体下部８１１ｂの外周面との間を通過することがなくなる。このとき、シール部材８１４を用いることにより、シール部材８１４の変形量を多くとることができるので、プローブ本体下部８１１ｂと試料容器２０の側壁２１とにおける水平方向に位置誤差があっても、シールを機能させることができるようになっている。
以上のように、粒度分布測定装置８０１によれば、乾燥粉体Ｐを分散させながら測定空間に供給するために、空気は予め決められた直径を有する４個の気流発生口８１３に入るので、安定した気流を発生させることができる。また、プローブ本体下部８１１ｂの下面はテーパ形状となっているので、試料容器２０の隅に存在する乾燥粉体Ｐも測定空間に供給することができる。さらに、シール部材８１４の変形量を多くとることができるので、プローブ本体下部８１１ｂと試料容器２０の側壁２１とにおける水平方向に位置誤差があっても、シールを機能させることができる。
＜第五実施形態＞
図１１は、本発明の第五実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。図１２（ａ）及び（ｂ）は、図１１に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す垂直方向の断面図であり、図１３（ａ）は、図１２に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図１２（ａ）に示すＥ−Ｅ線断面図）であり、図１３（ｂ）は、図１２に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図１２（ａ）に示すＦ−Ｆ線断面図）である。なお、粒度分布測定装置２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
図１１は、本発明の第五実施形態である粒度分布測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。図１２（ａ）及び（ｂ）は、図１１に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す垂直方向の断面図であり、図１３（ａ）は、図１２に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図１２（ａ）に示すＥ−Ｅ線断面図）であり、図１３（ｂ）は、図１２に示す乾燥粉体分散供給装置の一例を示す水平方向の断面図（図１２（ａ）に示すＦ−Ｆ線断面図）である。なお、粒度分布測定装置２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
粒度分布測定装置７０１は、測定空間を配置する測定空間配置部８３と、測定空間に対してレーザ光を照射する照射光学系８２と、光強度分布を検出する検出光学系８４と、測定空間にエアロゾル（被測定物）Ｓを供給する乾燥粉体分散供給装置７０２と、データサンプリング回路８５と、通信制御回路８６と、粒度分布測定装置７０１全体を制御するコンピュータ（制御部）２１７とを備える。
乾燥粉体分散供給装置７０２は、吸引プローブ７１０と試料容器７２０と円環状のシール部材７１４とスプリング７１６と移送機構２４と試料容器保持機構２７０とを備える。
吸引プローブ７１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体７１１と、プローブ本体７１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管７１２と、プローブ本体７１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）７１３とを有する。
吸引プローブ７１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体７１１と、プローブ本体７１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管７１２と、プローブ本体７１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）７１３とを有する。
試料容器７２０は、円筒状のガラス製又は金属製の側壁７２１と、側壁７２１の下部に形成された円板状のガラス製又は金属製の底面７２２とを有する。なお、第五実施形態では、説明は後述するが、側壁７２１の水平方向における断面の内径Ｌ１２と外径Ｌ１７との差は大きい方が好ましい。そして、試料容器７２０の内部には、乾燥粉体Ｐが収容されるようになっている。このとき、乾燥粉体Ｐは、底面７２２から高さ５ｃｍ程度で収容される。
そして、プローブ本体７１１の水平方向における断面は円形状であり、試料容器７２０の側壁７２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体７１１の水平方向における断面の最大直径Ｌ１１は、試料容器７２０の側壁７２１の水平方向における断面の内径Ｌ１２よりも小さくなっている。
そして、プローブ本体７１１の水平方向における断面は円形状であり、試料容器７２０の側壁７２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体７１１の水平方向における断面の最大直径Ｌ１１は、試料容器７２０の側壁７２１の水平方向における断面の内径Ｌ１２よりも小さくなっている。
シール部材７１４は、円環状であり、シール部材７１４の水平方向における断面の外径Ｌ１３は、試料容器７２０の側壁７２１の水平方向における断面の内径Ｌ１２よりも大きくなっている。また、シール部材７１４の水平方向における断面の内径Ｌ１５は、プローブ本体７１１の水平方向における断面の外径Ｌ１６よりも大きくなっている。
そして、シール部材７１４の内周面には、凹部が形成されており、円環状のＯリング７１４ａがはめ込まれている。また、シール部材７１４の下面には、凹部が形成されており、円環状のＯリング７１４ｂがはめ込まれている。すなわち、シール部材７１４に２個のＯリング７１４ａ、７１４ｂが一体的に形成されている。
これにより、Ｏリング７１４ａの水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体７１１の外周面とシール部材７１４の内周面との間に配置されるようになっている。また、Ｏリング７１４ｂの水平方向における断面は円環形状であり、試料容器７２０の側壁７２１の上面とシール部材７１４の下面との間に配置されるようになっている。よって、空気が試料容器７２０の側壁７２１の内周面とプローブ本体７１１の外周面との間を通過することがなくなる。このとき、Ｏリング７１４ｂは、試料容器７２０の側壁７２１の上面のどこかに接触していればよく、試料容器７２０の側壁７２１の内周面や外周面でシールするものと比較して、プローブ本体７１１と試料容器７２０とにおける水平方向に位置誤差が多少あっても、シールを機能させることができる。すなわち、部品の寸法誤差や取り付け誤差を大きくとることができるので、製造コストや組み立てコストを削減することができる。
これにより、Ｏリング７１４ａの水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体７１１の外周面とシール部材７１４の内周面との間に配置されるようになっている。また、Ｏリング７１４ｂの水平方向における断面は円環形状であり、試料容器７２０の側壁７２１の上面とシール部材７１４の下面との間に配置されるようになっている。よって、空気が試料容器７２０の側壁７２１の内周面とプローブ本体７１１の外周面との間を通過することがなくなる。このとき、Ｏリング７１４ｂは、試料容器７２０の側壁７２１の上面のどこかに接触していればよく、試料容器７２０の側壁７２１の内周面や外周面でシールするものと比較して、プローブ本体７１１と試料容器７２０とにおける水平方向に位置誤差が多少あっても、シールを機能させることができる。すなわち、部品の寸法誤差や取り付け誤差を大きくとることができるので、製造コストや組み立てコストを削減することができる。
また、スプリング７１６は、プローブ本体７１１の上部の外周面と、シール部材７１４の上面との間を連結するように設けられている。これにより、シール部材７１４はプローブ本体７１１の外周面と当接しながらプローブ本体７１１に対して上下方向に移動可能となっている。なお、シール部材７１４が移動しやすいように、Ｏリング７１４ａは回転用Ｏリングであることが好ましい。
また、プローブ本体７１１の下部の最大直径Ｌ１１は、シール部材７１４の内径Ｌ１５より大きくなっており、シール部材７１４を上方に押す力が働かなければ、図１１（ｂ）に示すように、シール部材７１４はプローブ本体７１１の下部の上面に押し付けられるようになっている。そして、シール部材７１４を上方に押す力が働いたときには、図１１（ａ）に示すように、シール部材７１４はプローブ本体７１１の下部から離れてプローブ本体７１１に対して上方向に移動するようになっている。
また、プローブ本体７１１の下部の最大直径Ｌ１１は、シール部材７１４の内径Ｌ１５より大きくなっており、シール部材７１４を上方に押す力が働かなければ、図１１（ｂ）に示すように、シール部材７１４はプローブ本体７１１の下部の上面に押し付けられるようになっている。そして、シール部材７１４を上方に押す力が働いたときには、図１１（ａ）に示すように、シール部材７１４はプローブ本体７１１の下部から離れてプローブ本体７１１に対して上方向に移動するようになっている。
サンプル供給制御部２４２は、測定者によって、エアロゾルＳを測定するように入力装置５１で入力されると、乾燥粉体分散供給装置７０２から測定空間にエアロゾルＳを供給する制御を行う。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、吸引プローブ７１０が、試料容器７２０の少し上に配置される。このとき、シール部材７１４は、試料容器７２０の側壁７２１の上面とプローブ本体７１１の外周面とに当接するように配置される。また、プローブ本体７１１と試料容器７２０とにおける水平方向に位置誤差が多少あっても、側壁７２１の水平方向における断面の内径Ｌ１２と外径Ｌ１７との差を充分にとっていれば、シールすることができる。よって、空気が試料容器７２０の側壁７２１の内周面とプローブ本体７１１の外周面との間を通過することがなくなる。
そして、吸引管７１２に対し真空が加えられたとき、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口７１３に入り、気流発生口７１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ７１０の下方において方向を変え、乾燥粉体Ｐの表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、さらに乾燥粉体Ｐ間や乾燥粉体Ｐと側壁７２１との間の衝突で分散され、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管７１２の内部にフィードする。
具体的には、乾燥粉体Ｐを測定空間に供給するために、吸引プローブ７１０が、試料容器７２０の少し上に配置される。このとき、シール部材７１４は、試料容器７２０の側壁７２１の上面とプローブ本体７１１の外周面とに当接するように配置される。また、プローブ本体７１１と試料容器７２０とにおける水平方向に位置誤差が多少あっても、側壁７２１の水平方向における断面の内径Ｌ１２と外径Ｌ１７との差を充分にとっていれば、シールすることができる。よって、空気が試料容器７２０の側壁７２１の内周面とプローブ本体７１１の外周面との間を通過することがなくなる。
そして、吸引管７１２に対し真空が加えられたとき、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口７１３に入り、気流発生口７１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ７１０の下方において方向を変え、乾燥粉体Ｐの表面より上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、さらに乾燥粉体Ｐ間や乾燥粉体Ｐと側壁７２１との間の衝突で分散され、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管７１２の内部にフィードする。
さらに、サンプル供給制御部２４２は、エアロゾルＳを測定するように入力装置５１で入力されるとともに、入力装置５１で「上昇速度」と「回転速度」とが入力されると、リフトテーブル２７１を吸引プローブ７１０に対して上方向に「上昇速度」で移動させるとともに、サンプルホルダベース２７２をリフトテーブル２７１に対して軸２７１ａを回転軸として「回転速度」で回転させる。
このようにしてリフトテーブル２７１を吸引プローブ７１０に対して上方向に「上昇速度」で移動させると、吸引プローブ７１０が、スプリング７１６を圧縮しながら試料容器７２０の内部に挿入される。このとき、図１１（ａ）に示すように、シール部材７１４はプローブ本体７１１の下部から離れてプローブ本体７１１に対して上方向に移動する。シール部材７１４は、試料容器７２０の側壁７２１の上面とプローブ本体７１１の外周面とに当接しているので、空気が試料容器７２０の側壁７２１の内周面とプローブ本体７１１の外周面との間を通過することはない。
そして、吸引管７１２に対し真空が加えられていれば、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口７１３に入り、気流発生口７１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ７１０の下方において方向を変え、少なくなった乾燥粉体Ｐの表面より少し上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、さらに乾燥粉体Ｐ間や乾燥粉体Ｐと側壁７２１との間の衝突で分散され、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管７１２の内部にフィードすることになる。
このようにしてリフトテーブル２７１を吸引プローブ７１０に対して上方向に「上昇速度」で移動させると、吸引プローブ７１０が、スプリング７１６を圧縮しながら試料容器７２０の内部に挿入される。このとき、図１１（ａ）に示すように、シール部材７１４はプローブ本体７１１の下部から離れてプローブ本体７１１に対して上方向に移動する。シール部材７１４は、試料容器７２０の側壁７２１の上面とプローブ本体７１１の外周面とに当接しているので、空気が試料容器７２０の側壁７２１の内周面とプローブ本体７１１の外周面との間を通過することはない。
そして、吸引管７１２に対し真空が加えられていれば、空気が予め決まった直径を有する４個の気流発生口７１３に入り、気流発生口７１３に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流が吸引プローブ７１０の下方において方向を変え、少なくなった乾燥粉体Ｐの表面より少し上で高せん断力を生成し、高せん断力が乾燥粉体Ｐを分散させ、さらに乾燥粉体Ｐ間や乾燥粉体Ｐと側壁７２１との間の衝突で分散され、分散された乾燥粉体Ｐを吸引管７１２の内部にフィードすることになる。
以上のように、粒度分布測定装置７０１によれば、乾燥粉体Ｐを分散させながら測定空間に供給するために、空気は予め決められた直径を有する４個の気流発生口７１３に入るので、安定した気流を発生させることができる。さらに、試料容器７２０に対する気流発生口７１３の位置を変化させることで、乾燥粉体Ｐをより均一に分散させながら測定空間に供給することができる。
また、試料容器７２０の側壁７２１の上面でシールするので、試料容器７２０の側壁７２１の上面のどこかに接触していればよく、試料容器７２０の側壁７２１の内周面や外周面でシールするものと比較して、吸引プローブ７１０と試料容器７２０とにおける水平方向に位置誤差があっても、シールを機能させることができる。すなわち、部品の寸法誤差や取り付け誤差を大きくとることができるので、製造コストや組み立てコストを削減することができる。
また、試料容器７２０の側壁７２１の上面でシールするので、試料容器７２０の側壁７２１の上面のどこかに接触していればよく、試料容器７２０の側壁７２１の内周面や外周面でシールするものと比較して、吸引プローブ７１０と試料容器７２０とにおける水平方向に位置誤差があっても、シールを機能させることができる。すなわち、部品の寸法誤差や取り付け誤差を大きくとることができるので、製造コストや組み立てコストを削減することができる。
＜他の実施形態＞
（１）上述した乾燥粉体分散供給装置２において、Ｏリング１４が、試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体１１の外周面との間に配置されるような構成を示したが、試料容器２０の側壁２１の外周面と吸引プローブ３１０との間に配置されるような構成としてもよい。
図６（ａ）は、乾燥粉体分散供給装置の他の一例を示す垂直方向の断面図であり、図６（ｂ）は、乾燥粉体分散供給装置の他の一例を示す水平方向の断面図（図６（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図）である。
吸引プローブ３１０は、略円柱状のプローブ本体３１１と、プローブ本体３１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管３１２と、プローブ本体３１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）３１３と、プローブ本体３１１の外周に形成されプローブ本体３１１の上面に取り付けられた略円筒形状のカバー部材３１５と、円環状のＯリング（シール部材）３１４とを有する。また、カバー部材３１５の下部の内周面には、凹部が形成されており、Ｏリング３１４がはめ込まれている。すなわち、吸引プローブ３１０にＯリング３１４が一体的に形成されている。
（１）上述した乾燥粉体分散供給装置２において、Ｏリング１４が、試料容器２０の側壁２１の内周面とプローブ本体１１の外周面との間に配置されるような構成を示したが、試料容器２０の側壁２１の外周面と吸引プローブ３１０との間に配置されるような構成としてもよい。
図６（ａ）は、乾燥粉体分散供給装置の他の一例を示す垂直方向の断面図であり、図６（ｂ）は、乾燥粉体分散供給装置の他の一例を示す水平方向の断面図（図６（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図）である。
吸引プローブ３１０は、略円柱状のプローブ本体３１１と、プローブ本体３１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管３１２と、プローブ本体３１１の上面の周縁部から下面の周縁部まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）３１３と、プローブ本体３１１の外周に形成されプローブ本体３１１の上面に取り付けられた略円筒形状のカバー部材３１５と、円環状のＯリング（シール部材）３１４とを有する。また、カバー部材３１５の下部の内周面には、凹部が形成されており、Ｏリング３１４がはめ込まれている。すなわち、吸引プローブ３１０にＯリング３１４が一体的に形成されている。
そして、プローブ本体３１１の水平方向における断面は円形状であり、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面は円環形状であり、プローブ本体３１１の水平方向における断面の直径Ｌ６は、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面の内径Ｌ５よりも小さくなっている。また、カバー部材３１５の水平方向における断面は円環形状であり、カバー部材３１５の水平方向における断面の内径Ｌ８は、試料容器２０の側壁２１の水平方向における断面の外径Ｌ７よりも大きくなっている。さらに、Ｏリング３１４の水平方向における断面は円環形状であり、試料容器２０の側壁２１の外周面とカバー部材３１５の内周面との間に配置されている。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器２０の外側にＯリング３１４が配置されるので、乾燥粉体Ｐの付着によるＯリング３１４の摩滅を防ぎ、その結果、Ｏリング３１４の寿命を長くできる。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器２０の外側にＯリング３１４が配置されるので、乾燥粉体Ｐの付着によるＯリング３１４の摩滅を防ぎ、その結果、Ｏリング３１４の寿命を長くできる。
（２）上述した乾燥粉体分散供給装置１０２において、プローブ本体１１１には、上下方向に一直線に貫通する円管状の気流発生口１１３が形成されているような構成を示したが、気流発生口は、一直線となっていなくてもよく、例えば、下部の方では、外側に向かって斜めになっているような構成としてもよい。
図７は、乾燥粉体分散供給装置のさらに他の一例を示す垂直方向の断面図である。
吸引プローブ４１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体４１１と、プローブ本体４１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管４１２と、プローブ本体４１１の上面の周縁部から下部（側面下部）まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）４１３とを有する。
図７は、乾燥粉体分散供給装置のさらに他の一例を示す垂直方向の断面図である。
吸引プローブ４１０は、略円柱状の金属製のプローブ本体４１１と、プローブ本体４１１の上面の中央部から下面の中央部まで貫通するように配置される円管状の吸引管４１２と、プローブ本体４１１の上面の周縁部から下部（側面下部）まで貫通するように形成された４個の円管状の気流発生口（貫通孔）４１３とを有する。
４個の気流発生口４１３は、上部から中部までは上下方向に一直線に貫通し、下部の方では、外側に向かって斜めになっている。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器１２０内の側壁１２１に付着した乾燥粉体Ｐも巻き上げやすくなるという効果がある。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器１２０内の側壁１２１に付着した乾燥粉体Ｐも巻き上げやすくなるという効果がある。
（３）上述した乾燥粉体分散供給装置２において、プローブ本体は、試料容器に対して上下方向に移動可能とするプローブ本体駆動機構を備えるような構成としてもよい。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器内における乾燥粉体Ｐの残量が少なくなっても、プローブ本体を徐々に下方向に移動させることで、乾燥粉体Ｐを分散させながら測定空間に供給することができる。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器内における乾燥粉体Ｐの残量が少なくなっても、プローブ本体を徐々に下方向に移動させることで、乾燥粉体Ｐを分散させながら測定空間に供給することができる。
（４）上述した乾燥粉体分散供給装置２において、プローブ本体は、試料容器に対して、上下方向を軸として回転可能とするプローブ本体駆動機構を備えるような構成としてもよい。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器に対する気流発生口の位置を変化させることで、乾燥粉体Ｐをより均一に分散させながら測定空間に供給することができる。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、試料容器に対する気流発生口の位置を変化させることで、乾燥粉体Ｐをより均一に分散させながら測定空間に供給することができる。
（５）上述した乾燥粉体分散供給装置２において、プローブ本体の上面には、プローブ本体に対して、上下方向を軸として回転可能となる蓋を備えるような構成としてもよい。このような蓋の一部分には、上下方向に貫通する開口部が形成されている。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、４個の気流発生口を順番に空気を入れることで、乾燥粉体Ｐをより均一に分散させながら測定空間に供給することができる。
このような乾燥粉体分散供給装置によれば、４個の気流発生口を順番に空気を入れることで、乾燥粉体Ｐをより均一に分散させながら測定空間に供給することができる。
（６）上述した乾燥粉体分散供給装置７０２において、移送機構２４を用いるような構成を示したが、気流発生口（貫通孔）４１３を加圧するような構成としてもよい。
本発明は、光学的手法を用いて被測定物に含まれる被測定粒子群の粒度分布を測定する粒度分布測定装置等に使用することができる。
１ 粒度分布測定装置
２ 乾燥粉体分散供給装置
１０ 吸引プローブ
１１ プローブ本体
１２ 吸引管
１３ 気流発生口（貫通孔）
１４ シール部材
２０ 試料容器
２１ 側壁
２２ 底面
２ 乾燥粉体分散供給装置
１０ 吸引プローブ
１１ プローブ本体
１２ 吸引管
１３ 気流発生口（貫通孔）
１４ シール部材
２０ 試料容器
２１ 側壁
２２ 底面
Claims (6)
- プローブ本体と、当該プローブ本体の上面から下面まで貫通するように配置される吸引管の一端部とを有する吸引プローブと、
側壁と底面とを有し、内部に被測定粒子群が収納される試料容器とを備え、
前記吸引管の他端部が粒度分布測定装置の測定空間に連結される乾燥粉体分散供給装置であって、
前記プローブ本体の上部から下部まで貫通するように形成された貫通孔と、
前記被測定粒子群を測定空間に供給する際には、前記プローブ本体と前記試料容器の側壁の内周面との間を気体が通過しないように、前記プローブ本体の外周面と前記試料容器の側壁の内周面との間に配置されるシール部材とを備え、
前記プローブ本体は、プローブ本体上部と、当該プローブ本体上部よりも大径部分を有するプローブ本体下部とからなり、前記シール部材は前記プローブ本体下部の大径部分の外周面に配置され、前記貫通孔は前記プローブ本体下部の大径部分の上部から下部まで貫通するように形成されることを特徴とする乾燥粉体分散供給装置。 - 前記プローブ本体の下面は、当該下面の周縁部から下面の中央部に向かって徐々に突出するテーパ形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の乾燥粉体分散供給装置。
- 前記シール部材は、前記プローブ本体に一体化されているとともに、ゴム製の円環形状の板状体を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乾燥粉体分散供給装置。
- 前記試料容器は、前記プローブ本体に対して上下方向に移動可能であるか、或いは、前記プローブ本体は、前記試料容器に対して上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の乾燥粉体分散供給装置。
- 前記プローブ本体は、円柱体であり、
前記試料容器の側壁は、円筒形状であり、
前記試料容器は、前記プローブ本体に対して回転可能であるか、或いは、前記プローブ本体は、前記試料容器に対して回転可能であることを特徴とする請求項４に記載の乾燥粉体分散供給装置。 - 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の乾燥粉体分散供給装置と、
測定光を出射する光源と、
光強度分布を検出する検出器と、
空気と被測定粒子群とを含む前記乾燥粉体分散供給装置から供給される被測定物を通過させる測定空間を前記光源と前記検出器との間に配置する測定空間配置部と、
前記光源からの測定光を前記被測定物に照射することにより発生する光強度分布を前記検出器で検出して取得する光強度分布取得部と、
前記光強度分布取得部で取得された光強度分布を用いて、前記被測定物に含まれる被測定粒子群の粒度分布を算出する粒度分布算出部とを備えることを特徴とする粒度分布測定装置。
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