JP6030353B2 - Particle collection device and particle detection device having the same - Google Patents

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Description

本発明は、生物由来の粒子を検出する粒子検出装置に関する。   The present invention relates to a particle detection apparatus for detecting biological particles.

高電圧を針状電極と対向配置された平板電極との間に印加して、平板電極に空気中の粒子を捕集する粒子捕集装置が知られている。   2. Description of the Related Art There is known a particle collecting apparatus that applies a high voltage between a needle electrode and a flat plate electrode arranged to face the needle electrode and collects particles in the air on the flat plate electrode.

また、マイナスイオンを発生するマイナスイオン発生装置が知られている。例えば、特許文献1には、電極付近にマイナスイオンが充満してマイナスイオンが発生しなくなることを、充満したマイナスイオンを除去するための送風機を設けることなく防止できるマイナスイオン発生装置が記載されている。特許文献1に記載のマイナスイオン発生装置は、電子放射を行なう高電圧電極を囲む絶縁性のダクト状構造物を備え、該ダクト状構造物を接地する手段を備える。高電圧電極を囲む絶縁性のダクト状構造物を接地することで、ダクト状構造物に付着したマイナスイオンが大地に逃がされることとなり、電極付近におけるマイナスイオンの充満を防いで、高電圧電極より安定的に放電が行われる。   Also, negative ion generators that generate negative ions are known. For example, Patent Document 1 describes a negative ion generator that can prevent a negative ion from being filled near an electrode and generating no negative ion without providing a blower for removing the filled negative ion. Yes. The negative ion generator described in Patent Document 1 includes an insulating duct-like structure surrounding a high-voltage electrode that emits electrons, and includes means for grounding the duct-like structure. By grounding the insulating duct-like structure surrounding the high-voltage electrode, negative ions attached to the duct-like structure will be released to the ground. A stable discharge is performed.

特開2002−324651号公報(2002年11月8日公開)JP 2002-324651 A (published on November 8, 2002)

しかしながら、特許文献1の技術は、マイナスイオン発生装置であって、対向電極を有する粒子捕集装置ではないため、その放電能力の低下を防ぐ技術をそのまま適用することはできない。つまり、粒子捕集装置では、対向電極を備え、高電圧電極を囲む絶縁性の筐体の構造は複雑なものとなる。したがって、マイナスイオン発生装置におけるダクト状構造物のように、ダクト構造物を接地する手段と接続するだけでは、放電能力の低下を防ぐことができない。筐体における接地する手段と接続する位置が重要となり、電化を帯びることで、放電能力を低下させる原因となる部分と接地する手段を接続することが重要である。もちろん、筐体全体に導電性を持たせることで、筐体全体の電荷を効率良く逃がして、放電能力の低下を抑制できるが、コスト高となることは否めない。   However, since the technique of Patent Document 1 is a negative ion generator and not a particle collecting apparatus having a counter electrode, it is not possible to directly apply a technique for preventing a decrease in discharge capacity. That is, in the particle collecting apparatus, the structure of the insulating casing that includes the counter electrode and surrounds the high-voltage electrode becomes complicated. Therefore, it is not possible to prevent the discharge capacity from being lowered simply by connecting the duct structure to a means for grounding, such as a duct-like structure in the negative ion generator. The position where the casing is connected to the grounding means is important, and it is important to connect the grounding means to the part that causes the discharge capacity to be lowered by electrification. Of course, by providing conductivity to the entire casing, it is possible to efficiently release the charge of the entire casing and suppress a decrease in discharge capability, but it cannot be denied that the cost is increased.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、安価な方法で放電能力を安定させることが可能な粒子捕集装置およびそれを備えた粒子検出装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a particle collection device capable of stabilizing discharge capability by an inexpensive method and a particle detection device including the particle collection device. It is to be.

上記の課題を解決するために、本発明の粒子捕集装置は、高電圧電極と該高電圧電極に対向する位置に設けられた捕集電極との間で粒子を帯電させて、該捕集電極上に粒子を捕集する粒子捕集装置であって、前記高電圧電極と前記捕集電極とを内包する絶縁性の第1構造物と、前記絶縁性の第1構造物の外側の面であって、前記高電圧電極の近傍に位置する面に設けられた導電性部材と、前記導電性部材を接地する接地手段とを備える。   In order to solve the above problems, the particle collecting apparatus of the present invention charges particles between a high-voltage electrode and a collecting electrode provided at a position facing the high-voltage electrode, and collects the particles. A particle collecting device for collecting particles on an electrode, the first insulating structure containing the high-voltage electrode and the collecting electrode, and the outer surface of the first insulating structure And a conductive member provided on a surface located in the vicinity of the high voltage electrode, and a grounding means for grounding the conductive member.

粒子の帯電時には、絶縁性の第1構造物内もマイナスに帯電し、高電圧電極が放電し難くなる。しかしながら、上記の構成によれば、導電性部材は、絶縁性の第1構造物の外側の面であって、高電圧電極の近傍に位置する面に設けられるので、絶縁性の第1構造物において高電圧電極の近傍の電荷を接地手段に逃がすことができる。これにより、絶縁性の第1構造物全体の電荷を逃さなくても、高電圧電極の放電能力が低下するのを防ぐことができる。したがって、安価な方法で放電能力を安定させることが可能な粒子検出装置を提供することができる。   When the particles are charged, the insulating first structure is also negatively charged, and the high voltage electrode is difficult to discharge. However, according to the above configuration, the conductive member is provided on the outer surface of the insulating first structure and located in the vicinity of the high voltage electrode. In FIG. 5, the charge in the vicinity of the high voltage electrode can be released to the grounding means. Thereby, it is possible to prevent the discharge capability of the high-voltage electrode from deteriorating without losing the charge of the entire insulating first structure. Therefore, it is possible to provide a particle detection device that can stabilize the discharge capacity by an inexpensive method.

また、本発明の粒子捕集装置において、前記導電性の第1構造物を接地する手段はFPCケーブルである。   In the particle collecting apparatus of the present invention, the means for grounding the conductive first structure is an FPC cable.

また、本発明の粒子捕集装置において、前記高電圧電極は、針状である。   In the particle collecting apparatus of the present invention, the high voltage electrode has a needle shape.

また、本発明の粒子捕集装置は、前記捕集電極に対向する向きに空気の流れを形成する吸引部材をさらに備え、前記導電性部材は、前記吸引部材によって形成される空気の流れに干渉しない位置に設けられている。   The particle collection device of the present invention further includes a suction member that forms an air flow in a direction opposite to the collection electrode, and the conductive member interferes with the air flow formed by the suction member. It is provided in a position that does not.

上記の構成によれば、捕集電極以外に粒子が捕集されるのを防止することができる。   According to said structure, it can prevent that particle | grains are collected besides a collection electrode.

また、本発明の粒子捕集装置は、前記絶縁性の第1構造物に内包された絶縁性の第2構造物をさらに備え、前記絶縁性の第2構造物は、両端に開口を有する中空部材であり、前記両端の開口の一方は、前記捕集電極に対向し、前記絶縁性の第2構造物は、前記高電圧電極の少なくとも一部を内包する。具体的には、前記絶縁性の第2構造物は、前記両端の開口以外の貫通用開口を有し、前記高電圧電極は、前記絶縁性の第2構造物に非接触の状態で、前記貫通用開口を外部から内部に貫通している。   The particle collecting apparatus of the present invention further includes an insulating second structure enclosed in the insulating first structure, and the insulating second structure is a hollow having openings at both ends. One of the openings at both ends faces the collecting electrode, and the insulating second structure encloses at least a part of the high-voltage electrode. Specifically, the insulating second structure has a through-opening other than the openings at both ends, and the high voltage electrode is in a non-contact state with the insulating second structure, The through opening is penetrated from the outside to the inside.

上記の構成によれば、高電圧電極が絶縁性の第2構造物に接触することなく貫通しているので、絶縁性の第2構造物に電荷が蓄積され、表面電位が大きくなるのを抑制することができる。これにより、高電圧電極の放電安定性および放電能力を向上させることができる。   According to the above configuration, since the high voltage electrode penetrates without contacting the insulating second structure, electric charges are accumulated in the insulating second structure, and the surface potential is prevented from increasing. can do. Thereby, the discharge stability and discharge capability of the high voltage electrode can be improved.

また、本発明の粒子捕集装置において、前記高電圧電極は、その先端部を除いて、前記絶縁性の第2構造物よりも誘電率が高い被覆物質によって被覆されている。   In the particle collecting apparatus of the present invention, the high voltage electrode is covered with a coating material having a dielectric constant higher than that of the insulating second structure except for the tip.

上記の構成によれば、高電圧電極で発生した電荷は絶縁性の第2構造物ではなく、被覆部材に保持されるので、さらに高電圧電極の放電安定性を向上させることができる。   According to said structure, since the electric charge which generate | occur | produced with the high voltage electrode is hold | maintained by the coating | coated member instead of an insulating 2nd structure, the discharge stability of a high voltage electrode can be improved further.

本発明は、安価な方法で放電能力を安定させることができるという効果を奏する。   The present invention has an effect that the discharge capacity can be stabilized by an inexpensive method.

加熱前後における空気中の粒子の蛍光強度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the fluorescence intensity of the particle | grains in the air before and behind a heating. 捕集工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a collection process. 加熱前の蛍光測定工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence measurement process before a heating. 加熱・冷却工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heating / cooling process. 加熱後の蛍光測定工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fluorescence measurement process after a heating. リフレッシュ工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a refresh process. 加熱前後の蛍光強度の増大量ΔFと、生物由来の粒子濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between increase amount (DELTA) F of the fluorescence intensity before and behind a heating, and the particle | grain density | concentration of biological origin. 第1の実施形態における粒子検出装置の要部構成を示す図である。It is a figure which shows the principal part structure of the particle | grain detection apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における粒子検出装置を簡易的に示した図である。It is the figure which showed simply the particle | grain detection apparatus in 1st Embodiment. 導電性部材を筐体表面に配置した状態を示す簡易的な図である。It is a simple figure which shows the state which has arrange | positioned the electroconductive member on the housing | casing surface. 導電性部材の位置と放電電流との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of an electroconductive member, and a discharge current. 第2の実施形態における粒子検出装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the particle | grain detection apparatus in 2nd Embodiment. 第1の実施形態における吸引筒と第2の実施形態における吸引筒との違いを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference between the suction cylinder in 1st Embodiment, and the suction cylinder in 2nd Embodiment. 平面視した状態における、針電極と捕集基板との重なりおよび針電極と捕集基板との距離を示す図である。It is a figure which shows the overlap of a needle electrode and a collection board | substrate in the state planarly viewed, and the distance of a needle electrode and a collection board | substrate. 計測結果を示す図である。It is a figure which shows a measurement result. 第3の実施形態における粒子検出装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the particle | grain detection apparatus in 3rd Embodiment.

図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

本実施の形態の粒子捕集装置を搭載した粒子検出装置は、花粉や微生物、カビといった生物由来の粒子を検出するための装置である。最初に、本実施の形態における粒子検出装置を用いて生物由来の粒子を検出する原理について説明する。   A particle detection device equipped with the particle collection device of the present embodiment is a device for detecting particles derived from organisms such as pollen, microorganisms, and molds. First, the principle of detecting biological particles using the particle detection apparatus according to the present embodiment will be described.

図1は、加熱前後における空気中の粒子の蛍光強度の変化を示す図である。図1(a)は、測定対象を生物由来の粒子としたものであり、図1(b)は、測定対象を粉塵としたものである。   FIG. 1 is a diagram showing changes in fluorescence intensity of particles in the air before and after heating. FIG. 1 (a) shows the measurement object as biological particles, and FIG. 1 (b) shows the measurement object as dust.

空気中に浮遊する生物由来の粒子に紫外光または青色光を照射すると、生物由来の粒子は蛍光を発する。しかしながら、空気中には化学繊維の埃など(以下、粉塵ともいう)の粒子も浮遊しており、生物由来の粒子と同様に蛍光を発する。このため、蛍光を検出するのみでは、生物由来の粒子からのものであるのか粉塵からのものであるのかが区別されない。   When the biological particles floating in the air are irradiated with ultraviolet light or blue light, the biological particles emit fluorescence. However, particles of chemical fiber dust or the like (hereinafter also referred to as dust) are also floating in the air, and fluoresce in the same manner as biologically derived particles. For this reason, it cannot be distinguished whether it is from the particle | grains derived from a living organism | raw_food, or dust only by detecting fluorescence.

生物由来の粒子および粉塵それぞれに対して加熱処理を施し、加熱前後における蛍光強度(蛍光量)の変化を測定した結果が図1(a),(b)に示されている。図1(a)に示す点線は加熱前における生物由来の粒子の蛍光強度(蛍光量)の変化を示し、実線は加熱後における生物由来の粒子の蛍光強度の変化を示す。図1(b)に示す点線は加熱前における粉塵の蛍光強度の変化を示し、実線は加熱後における粉塵の蛍光強度の変化を示す。   1A and 1B show the results of measuring the change in fluorescence intensity (fluorescence amount) before and after heating by subjecting the biological particles and dust to heat treatment. The dotted line shown in FIG. 1 (a) shows the change in the fluorescence intensity (fluorescence amount) of the biological particle before heating, and the solid line shows the change in the fluorescent intensity of the biological particle after heating. The dotted line shown in FIG. 1B shows the change in the fluorescence intensity of the dust before heating, and the solid line shows the change in the fluorescence intensity of the dust after heating.

図1(a),(b)に示されるように、粉塵から発せられる蛍光強度が加熱処理によって変化しないのに対して、生物由来の粒子から発せられる蛍光強度は、加熱処理によって増加する。このため、本実施の形態における粒子検出装置では、生物由来の粒子と粉塵とが混合する粒子に対して、加熱前後の蛍光強度を測定し、その差分を求めることにより、生物由来の粒子の量を特定する。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the fluorescence intensity emitted from the dust does not change by the heat treatment, whereas the fluorescence intensity emitted from the biological particles increases by the heat treatment. For this reason, in the particle detector in the present embodiment, the amount of biological particles is determined by measuring the fluorescence intensity before and after heating for particles in which biological particles and dust are mixed, and obtaining the difference therebetween. Is identified.

図2から図6は、生物由来の粒子を検出する工程を示す図である。まず、図2に示されるように、粒子40を捕集基板(捕集電極)11に捕集する捕集工程を実行する。捕集工程においては、高圧発生回路13が針電極(高電圧電極)12に高電圧を印加することにより、アースに接続された捕集基板11と針電極12との間に電位差を生じさせる。   FIG. 2 to FIG. 6 are diagrams showing a process for detecting biological particles. First, as shown in FIG. 2, a collection step of collecting the particles 40 on the collection substrate (collection electrode) 11 is executed. In the collection step, the high voltage generation circuit 13 applies a high voltage to the needle electrode (high voltage electrode) 12, thereby generating a potential difference between the collection substrate 11 connected to the ground and the needle electrode 12.

この時、ファン(吸引部材)17の回転により、空気を捕集基板11に向けて導入すると、空気中に浮遊する粒子40は、針電極12の周囲にて帯電される。帯電された粒子40は、静電気力によって捕集基板11の表面に吸着される。捕集基板11に吸着された粒子40には、生物由来の粒子40Aと、化学繊維の埃などの粉塵40Bとが含まれる。   At this time, when air is introduced toward the collection substrate 11 by the rotation of the fan (suction member) 17, the particles 40 floating in the air are charged around the needle electrode 12. The charged particles 40 are adsorbed on the surface of the collection substrate 11 by electrostatic force. The particles 40 adsorbed on the collection substrate 11 include biological-derived particles 40A and dust 40B such as chemical fiber dust.

次に、図3に示されるように、加熱前の粒子40から発せられる蛍光の強度を測定する加熱前の蛍光測定工程を実行する。加熱前の蛍光測定工程においては、まず、移動機構(不図示)により捕集基板11を検出位置に移動させる。そして、発光素子21から捕集基板11に捕集された粒子40に向けて励起光を照射し、励起光の照射により粒子40から発せられた蛍光をフレネルレンズ25を通じて受光素子24にて受光する。   Next, as shown in FIG. 3, a fluorescence measurement step before heating for measuring the intensity of fluorescence emitted from the particles 40 before heating is executed. In the fluorescence measurement step before heating, first, the collection substrate 11 is moved to the detection position by a moving mechanism (not shown). Then, excitation light is irradiated from the light emitting element 21 toward the particles 40 collected on the collection substrate 11, and fluorescence emitted from the particles 40 by irradiation of the excitation light is received by the light receiving element 24 through the Fresnel lens 25. .

次に、図4に示されるように、粒子40を加熱し、冷却する加熱・冷却工程を実行する。加熱・冷却工程においては、移動機構により捕集基板11の位置を捕集工程時の位置(以下、「捕集・加熱位置」という)に戻し、ヒータ19を用いて捕集基板11を介して粒子40を加熱する。加熱後、ファン17の回転により捕集基板11上の粒子40を冷却する。   Next, as shown in FIG. 4, a heating / cooling process for heating and cooling the particles 40 is performed. In the heating / cooling step, the position of the collection substrate 11 is returned to the position at the time of the collection step (hereinafter referred to as “collection / heating position”) by the moving mechanism, and the heater 19 is used to pass the collection substrate 11 through the collection substrate 11. The particles 40 are heated. After the heating, the particles 40 on the collection substrate 11 are cooled by the rotation of the fan 17.

次に、図5に示されるように、再度、捕集基板11を検出位置に移動させ、加熱後の粒子40から発せられる蛍光の強度を測定する加熱後の蛍光測定工程を実行する。加熱後の蛍光測定工程は、加熱前の蛍光測定工程と同様である。上述したように、粉塵40Bから発せられる蛍光の蛍光強度が加熱処理によって変化しないのに対して、生物由来の粒子40Aから発せられる蛍光の蛍光強度は、加熱処理によって増加する。このため、本工程では、生物由来の粒子40Aについて、加熱前の蛍光測定工程(図3参照)で測定された蛍光強度よりも大きい値の蛍光強度が測定される。これにより、生物由来の粒子40Aの特定が可能である。   Next, as shown in FIG. 5, the post-heating fluorescence measurement step of measuring the intensity of the fluorescence emitted from the heated particles 40 is performed again by moving the collection substrate 11 to the detection position. The fluorescence measurement process after heating is the same as the fluorescence measurement process before heating. As described above, the fluorescence intensity of the fluorescence emitted from the dust 40B is not changed by the heat treatment, whereas the fluorescence intensity of the fluorescence emitted from the biological particle 40A is increased by the heat treatment. For this reason, in this step, the fluorescence intensity having a value larger than the fluorescence intensity measured in the fluorescence measurement step before heating (see FIG. 3) is measured for the biological particle 40A. Thereby, it is possible to specify the biological particle 40A.

図7は、加熱前後の蛍光強度の増大量ΔFと、生物由来の粒子濃度との関係を示すグラフである。図7を参照して、加熱前の蛍光強度と加熱後の蛍光強度との差から、蛍光強度の増大量ΔF1を算出する。予め用意した蛍光強度の増大量ΔFと生物由来の粒子濃度Nとの関係に基づき、算出された増大量ΔF1に対応する生物由来の粒子濃度N1を特定する。なお、増大量△Fと生物由来の粒子濃度Nとの対応関係は、予め実験的に決められる。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the fluorescence intensity increase ΔF before and after heating and the concentration of biological particles. With reference to FIG. 7, the increase amount ΔF1 of the fluorescence intensity is calculated from the difference between the fluorescence intensity before heating and the fluorescence intensity after heating. Based on the relationship between the fluorescence intensity increase amount ΔF prepared in advance and the biological particle concentration N, the biological particle concentration N1 corresponding to the calculated increase amount ΔF1 is specified. The correspondence relationship between the increase amount ΔF and the biological particle concentration N is experimentally determined in advance.

次に、図6に示されるように、再度、捕集基板11を捕集・加熱位置に移動させ、加熱後の蛍光測定工程を終えた粒子40を捕集基板11から除去するリフレッシュ工程を実行する。リフレッシュ工程においては、超音波振動子20によって捕集基板11を振動させることにより、捕集基板11上から移動させる。なお、リフレッシュ工程は、捕集・加熱位置で実施するのではなく、捕集・加熱位置および検出位置とは異なる第3の位置で実施してもよい。   Next, as shown in FIG. 6, the collection substrate 11 is moved again to the collection / heating position, and a refresh process is performed to remove the particles 40 that have finished the fluorescence measurement process after heating from the collection substrate 11. To do. In the refresh process, the collection substrate 11 is vibrated by the ultrasonic transducer 20 to be moved from the collection substrate 11. Note that the refreshing step may be performed at a third position different from the collection / heating position and the detection position instead of being performed at the collection / heating position.

[粒子検出装置の構成について]
次に、本実施の形態における粒子検出装置の構成について図8に基づいて説明する。図8は、第1の実施の形態における粒子検出装置の要部構成を示す図である。
[Configuration of particle detector]
Next, the structure of the particle | grain detection apparatus in this Embodiment is demonstrated based on FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a main configuration of the particle detection apparatus according to the first embodiment.

図8に示すように、粒子検出装置1は、捕集基板11、捕集部14、ファン17、筒状の吸引筒(絶縁性の第2構造物)18、ヒータ19および超音波振動子20が内部に設けられる筐体(絶縁性の第1構造物)29と、筐体29の外部に取り付けられる導電性部材30と、蛍光検出部27とを備える。ここで、粒子捕集装置は、捕集基板11、捕集部14、ファン17、筒状の吸引筒18、ヒータ19、超音波振動子20、筐体29および導電性部材30で構成される。また、粒子検出装置1は、上記の移動機構を備えていてもよいが、発明の特徴点とは関係がないため当該部材を図示していない。   As shown in FIG. 8, the particle detection device 1 includes a collection substrate 11, a collection unit 14, a fan 17, a cylindrical suction cylinder (insulating second structure) 18, a heater 19, and an ultrasonic transducer 20. Includes a housing (insulating first structure) 29 provided inside, a conductive member 30 attached to the outside of the housing 29, and a fluorescence detection unit 27. Here, the particle collecting apparatus includes the collection substrate 11, the collection unit 14, the fan 17, the cylindrical suction cylinder 18, the heater 19, the ultrasonic transducer 20, the housing 29, and the conductive member 30. . Moreover, although the particle | grain detection apparatus 1 may be provided with said moving mechanism, since it is not related to the feature point of invention, the said member is not illustrated.

なお、本実施の形態における粒子検出装置1は、生物由来の粒子40Aを検出するための装置単体として用いられてもよいし、空気清浄機やエアーコンディショナ、加湿器、除湿機、掃除機、冷蔵庫、テレビなどの家電製品に組み込まれてもよい。   In addition, the particle | grain detection apparatus 1 in this Embodiment may be used as an apparatus single unit for detecting the particle 40A derived from living organisms, or an air cleaner, an air conditioner, a humidifier, a dehumidifier, a vacuum cleaner, You may incorporate in household appliances, such as a refrigerator and a television.

捕集基板11は、生物由来の粒子40Aと化学繊維の埃などの粉塵40Bとが混合した粒子40が捕集される捕集部材として設けられている。捕集基板11は、ガラス板と、ガラス板の表面に形成された導電性の透明被膜とから構成され、アースに接続される。   The collection substrate 11 is provided as a collection member for collecting particles 40 in which biological particles 40A and dust 40B such as chemical fiber dust are mixed. The collection board | substrate 11 is comprised from the glass plate and the electroconductive transparent film formed in the surface of a glass plate, and is connected to earth | ground.

なお、ガラス板の形状は特に限定されないが、粒子40を捕集できる程度の面積を有するのであればどのような形状であっても良い。また、ガラス基板の表面に形成される被膜は、透明被膜に限定されず、例えば、セラミック等で構成される金属被膜であってもよい。また、捕集基板11は金属で構成されていてもよい。この場合、被膜の形成は、不要である。   The shape of the glass plate is not particularly limited, but may be any shape as long as it has an area enough to collect the particles 40. Moreover, the film formed on the surface of the glass substrate is not limited to the transparent film, and may be a metal film made of ceramic or the like, for example. Moreover, the collection board | substrate 11 may be comprised with the metal. In this case, it is not necessary to form a film.

また、捕集基板11は、不図示の移動機構により、捕集・加熱位置と検出位置との間を移動させられる。   The collection substrate 11 is moved between the collection / heating position and the detection position by a moving mechanism (not shown).

捕集部14は、捕集工程(図2参照)を実行し、空気中に含まれる粒子40を捕集基板11に捕集する。捕集部14は、電源部としての高圧発生回路13と、放電電極としての針電極12とを有する。   The collection part 14 performs a collection process (refer FIG. 2), and collects the particle | grains 40 contained in the air on the collection board | substrate 11. FIG. The collection unit 14 includes a high voltage generation circuit 13 as a power supply unit and a needle electrode 12 as a discharge electrode.

高圧発生回路13は、絶縁性の筐体29と絶縁性の吸引筒18との間に配置され、針電極12が電気的に接続される。針電極12は、ニードル状の形状の電極であり、吸引筒18の側面の外部から貫通して吸引筒18の内部に達する。高圧発生回路13は、高電圧を針電極12に印加する。これにより、針電極12から電子が放出され、放出された電子が空気中の酸素分子や水分子に衝突することで、マイナスイオンが発生する。これにより、空気中で発生したマイナスイオンが、浮遊する粒子40に付着し、粒子がマイナスに帯電する。帯電した粒子40は、アースに接続された、捕集基板11の被膜に引き付けられ、捕集基板11上に付着する。   The high voltage generation circuit 13 is disposed between the insulating casing 29 and the insulating suction cylinder 18 and is electrically connected to the needle electrode 12. The needle electrode 12 is a needle-shaped electrode and penetrates from the outside of the side surface of the suction cylinder 18 to reach the inside of the suction cylinder 18. The high voltage generation circuit 13 applies a high voltage to the needle electrode 12. Thereby, electrons are emitted from the needle electrode 12, and the emitted electrons collide with oxygen molecules and water molecules in the air, thereby generating negative ions. As a result, negative ions generated in the air adhere to the floating particles 40, and the particles are negatively charged. The charged particles 40 are attracted to the film of the collection substrate 11 connected to the ground, and adhere to the collection substrate 11.

ファン17は、筐体29の下部に形成された開口部に設けられ、正転方向および反転方向に回転駆動可能である。ファン17は、その回転により装置の内部と外部との間で空気の流れを形成する。ファン17は、捕集工程時において、反転方向に駆動する。ファン17が反転方向に駆動されると、粒子検出装置1の外部の空気が筐体29の上部に形成された開口部を通じて粒子検出装置1の内部に導入される。これにより、吸引筒18には粒子40を含む空気が導入される。   The fan 17 is provided in an opening formed in the lower portion of the housing 29 and can be rotationally driven in the forward direction and the reverse direction. The fan 17 forms an air flow between the inside and the outside of the apparatus by its rotation. The fan 17 is driven in the reverse direction during the collection process. When the fan 17 is driven in the reverse direction, air outside the particle detection device 1 is introduced into the particle detection device 1 through an opening formed in the upper portion of the housing 29. Thereby, the air containing the particles 40 is introduced into the suction cylinder 18.

また、ファン17は、リフレッシュ工程時において、正転方向に駆動する。ファン17が正転方向に駆動されると、粒子検出装置1の内部の空気がファン17を通じて粒子検出装置1の外部に排出される。これにより、生物由来の粒子40Aの検出を終えた粒子40が捕集基板11から除去される。   The fan 17 is driven in the normal rotation direction during the refresh process. When the fan 17 is driven in the forward rotation direction, the air inside the particle detection device 1 is discharged to the outside of the particle detection device 1 through the fan 17. Thereby, the particles 40 that have finished detecting the biologically derived particles 40 </ b> A are removed from the collection substrate 11.

吸引筒18は、その筒の上部が筐体29の上部の開口部に位置し、筒の下部が捕集基板11に対向する位置に設けられる。このため、捕集工程時においてファン17が反転方向に駆動されることによって装置内部に導入される空気が、捕集基板11に向けて案内される。したがって、帯電した粒子40を捕集基板11上に吸着させ易くすることができる。   The suction cylinder 18 is provided in a position where the upper part of the cylinder is located in the opening of the upper part of the housing 29 and the lower part of the cylinder is opposed to the collection substrate 11. For this reason, the air introduced into the apparatus by the fan 17 being driven in the reverse direction during the collection step is guided toward the collection substrate 11. Therefore, the charged particles 40 can be easily adsorbed on the collection substrate 11.

ヒータ19は、捕集基板11の裏面に設けられ、加熱・冷却工程時(図4参照)において、捕集基板11に捕集された粒子40を加熱する。また、ヒータ19によって加熱された捕集基板11は、ファン17によって吸引筒18内に導入された空気により冷却される。   The heater 19 is provided on the back surface of the collection substrate 11 and heats the particles 40 collected on the collection substrate 11 during the heating / cooling step (see FIG. 4). The collection substrate 11 heated by the heater 19 is cooled by air introduced into the suction cylinder 18 by the fan 17.

また、ヒータ19は、捕集基板11と共に、不図示の移動機構により、捕集・加熱位置と検出位置との間を移動させられる。   The heater 19 is moved between the collection / heating position and the detection position by a moving mechanism (not shown) together with the collection substrate 11.

超音波振動子20は、例えば小型モータ等であり、捕集基板11の裏面に設けられる。超音波振動子20は、駆動により捕集基板11を振動させる。捕集基板11を振動させることにより、捕集基板11上に捕集された粒子40を浮かせ、粒子40を移動させる。   The ultrasonic transducer 20 is, for example, a small motor or the like, and is provided on the back surface of the collection substrate 11. The ultrasonic transducer 20 vibrates the collection substrate 11 by driving. By vibrating the collection substrate 11, the particles 40 collected on the collection substrate 11 are floated and the particles 40 are moved.

また、超音波振動子20は、振動パターンが異なる複数の振動モードのいずれかに切り換えることが可能である。超音波振動子20は、振動モードを適宣切り換えることにより、捕集基板11上の粒子40を搬送する方向、および、搬送する粒子40の選別の少なくとも一方を変更する。ここで、粒子40は、その重さと大きさ(接触面積)に基づいて、選別される。例えば、振動により、花粉とゴミ等とを捕集基板11上において分離する。したがって、所定領域に所定の粒子を集めることと、所定の粒子についてその粒子量を測定することとが可能である。例えば、花粉の重さおよび大きさ程度の粒子を所定領域に集まるようにすることにより、他の粒子の影響を除去して正確な花粉量を求めることが可能となる。   Further, the ultrasonic transducer 20 can be switched to any one of a plurality of vibration modes having different vibration patterns. The ultrasonic transducer 20 changes at least one of the direction of transporting the particles 40 on the collection substrate 11 and the selection of the transported particles 40 by appropriately switching the vibration mode. Here, the particles 40 are sorted based on their weight and size (contact area). For example, pollen and dust are separated on the collection substrate 11 by vibration. Therefore, it is possible to collect predetermined particles in a predetermined region and to measure the particle amount of the predetermined particles. For example, by collecting particles having a weight and size of pollen in a predetermined region, it is possible to eliminate the influence of other particles and obtain an accurate amount of pollen.

また、超音波振動子20は、捕集基板11と共に、不図示の移動機構により、捕集・加熱位置と検出位置との間を移動させられる。   Further, the ultrasonic transducer 20 is moved between the collection / heating position and the detection position by a moving mechanism (not shown) together with the collection substrate 11.

なお、ここでは、超音波振動子20が捕集基板11の裏面に設けられている場合を例に説明したが、その位置に限定するものではない。超音波振動子20は、捕集基板11を振動させて、粒子40を除去したり、粒子40を選別したりすることができる位置であれば、どの位置に配置されていても良い。例えば、図8に示すヒータ19の下側(捕集基板11との接着面の反対側)に超音波振動子20が配置されていても良い。また、超音波振動子20が、複数設けられていても良い。   In addition, although the case where the ultrasonic transducer | vibrator 20 was provided in the back surface of the collection board | substrate 11 was demonstrated to the example here, it is not limited to the position. The ultrasonic transducer 20 may be disposed at any position as long as the collection substrate 11 can be vibrated to remove the particles 40 or to select the particles 40. For example, the ultrasonic transducer 20 may be disposed below the heater 19 shown in FIG. 8 (on the side opposite to the bonding surface with the collection substrate 11). A plurality of ultrasonic transducers 20 may be provided.

蛍光検出部27は、加熱前および加熱後の蛍光測定工程を実行するものであり、励起光源部23および受光部26から構成されている。励起光源部23は、超音波振動子20によって捕集基板11の所定領域に捕集された粒子40に向けて励起光を照射する。受光部26は、励起光源部23による励起光の照射に伴って粒子40から発せられる蛍光を受光する。   The fluorescence detection unit 27 executes a fluorescence measurement process before and after heating, and includes an excitation light source unit 23 and a light receiving unit 26. The excitation light source unit 23 irradiates excitation light toward the particles 40 collected in a predetermined region of the collection substrate 11 by the ultrasonic transducer 20. The light receiving unit 26 receives fluorescence emitted from the particles 40 as the excitation light source unit 23 irradiates the excitation light.

励起光源部23は、光源としての発光素子21および集光レンズ22を有する。発光素子21としては、半導体レーザまたはLED(Light Emitting Diode)素子などが用いられる。発光素子21から発せられる光は、生物由来の粒子40Aを励起して蛍光を発せさせるものであれば、紫外または可視いずれの領域の波長を有してもよい。   The excitation light source unit 23 includes a light emitting element 21 and a condenser lens 22 as light sources. As the light emitting element 21, a semiconductor laser, an LED (Light Emitting Diode) element, or the like is used. The light emitted from the light emitting element 21 may have a wavelength in either the ultraviolet or visible region as long as it excites the biological particles 40A to emit fluorescence.

受光部26は、受光素子24およびフレネルレンズ25を有する。受光素子24としては、フォトダイオードまたはイメージセンサなどが用いられる。   The light receiving unit 26 includes a light receiving element 24 and a Fresnel lens 25. As the light receiving element 24, a photodiode or an image sensor is used.

なお、超音波振動子20による振動によって捕集基板11上の所定領域に集められた粒子40に対して照射する励起光を、集光レンズ22で狭く絞ることにより光強度を強めるようにしてもよい。これにより、同じ捕集基板11の大きさであっても、より高感度の測定が可能となる。   It should be noted that the light intensity can be increased by narrowing the excitation light irradiated to the particles 40 collected in a predetermined region on the collection substrate 11 by the condensing lens 22 by the vibration of the ultrasonic vibrator 20. Good. Thereby, even if it is the same size of the collection board | substrate 11, a highly sensitive measurement is attained.

導電性部材30は、筐体29の外部のうち針電極12の近傍に設けられ、アースに接続される。上述したように、高圧発生回路13が針電極12に高電圧を印加すると、針電極12が放電し、マイナスイオンが発生する。マイナスイオンは、空気中の粒子40に付着着してマイナスに帯電させることで、粒子40を捕集基板11上に捕集させるが、筐体29にも付着し、筐体29をもマイナスに帯電させてしまう。筐体29がマイナスに帯電すると、筐体29内部にマイナスイオンが充満し、針電極12が放電し難くなるが、導電性部材30が、針電極12の近傍の筐体29に設けられているので、筐体29のうち針電極12の近傍の部分における電荷をアースに逃がすことができる。これにより、筐体29全体の電荷を逃さなくても、筐体29のうち針電極12の近傍部分の電荷を逃すことで、針電極12の放電能力が低下するのを効果的に防ぐことができる。また、導電性部材30が設けられている位置は、ファン17が形成する空気の流れに干渉しない位置である。このため、導電性部材30が設けられている筐体29が捕集基板11のように機能して、筐体29の内壁に粒子40が捕集されるのを防止することができる。なお、導電性部材30のアースへの接続は、FPCケーブル(接地手段)を用いることができる。   The conductive member 30 is provided in the vicinity of the needle electrode 12 on the outside of the housing 29 and connected to the ground. As described above, when the high voltage generation circuit 13 applies a high voltage to the needle electrode 12, the needle electrode 12 is discharged and negative ions are generated. The negative ions adhere to the particles 40 in the air and are charged negatively, thereby collecting the particles 40 on the collection substrate 11, but also adhere to the housing 29 and make the housing 29 negative. It will be charged. When the housing 29 is negatively charged, the inside of the housing 29 is filled with negative ions, and the needle electrode 12 is difficult to discharge, but the conductive member 30 is provided in the housing 29 in the vicinity of the needle electrode 12. Therefore, the electric charge in the part near the needle electrode 12 in the housing 29 can be released to the ground. Thus, even if the electric charge of the entire housing 29 is not released, it is possible to effectively prevent the discharge capacity of the needle electrode 12 from being lowered by releasing the electric charge in the vicinity of the needle electrode 12 in the housing 29. it can. Further, the position where the conductive member 30 is provided is a position that does not interfere with the air flow formed by the fan 17. For this reason, the housing | casing 29 in which the electroconductive member 30 is provided functions like the collection board | substrate 11, and it can prevent that the particle | grains 40 are collected by the inner wall of the housing | casing 29. FIG. Note that an FPC cable (grounding means) can be used to connect the conductive member 30 to the ground.

図9は、第1の実施の形態における粒子検出装置を簡易的に示した図である。図9(a)が粒子検出装置の斜視図であり、図9(b)が粒子検出装置の上面図である。ここでは粒子検出装置1が備える筐体29の各頂点に、便宜上符号A〜Hを付している。   FIG. 9 is a diagram simply showing the particle detection apparatus according to the first embodiment. FIG. 9A is a perspective view of the particle detection device, and FIG. 9B is a top view of the particle detection device. Here, for convenience, symbols A to H are attached to the vertices of the casing 29 provided in the particle detection device 1.

図9(a),(b)に示されるように、高圧発生回路13は、筐体29の頂点A近傍に位置する。また、針電極12は、その先端付近が捕集基板11および筐体29の開口部に対向する位置まで高圧発生回路13から延伸している。捕集基板11は、筐体29の面EFGH上で、かつ、辺FG付近に設けられ、筐体29の上部の開口部は、面ABCD上であり、かつ、辺BC付近に形成されている。   As shown in FIGS. 9A and 9B, the high voltage generation circuit 13 is located in the vicinity of the vertex A of the housing 29. Further, the needle electrode 12 extends from the high voltage generation circuit 13 to a position where the vicinity of the tip thereof faces the collection substrate 11 and the opening of the housing 29. The collection substrate 11 is provided on the surface EFGH of the housing 29 and in the vicinity of the side FG, and the upper opening of the housing 29 is formed on the surface ABCD and in the vicinity of the side BC. .

図10は、導電性部材を筐体表面に配置した状態を示す簡易的な図である。導電性部材30が筐体29表面に配置される位置は、図10(1)〜(8)それぞれで異なっている。なお、図10の(1)〜(8)に示される粒子検出装置1の内部の配置位置は、図9に示したとおりである。   FIG. 10 is a simple diagram showing a state where the conductive member is arranged on the surface of the casing. The position where the conductive member 30 is disposed on the surface of the housing 29 is different in each of FIGS. In addition, the arrangement | positioning position inside the particle | grain detection apparatus 1 shown by (1)-(8) of FIG. 10 is as having shown in FIG.

図10(1)は、筐体29の上部の開口部の周囲のうち筐体29の辺AD側に導電性部材30を配置した状態を示す。図10(2)は、筐体29の上部の開口部の周囲のうち筐体29の辺BC側に導電性部材30を配置した状態を示す。図10(3)は、筐体29の上部の開口部の周囲のうち筐体29の辺AB側に導電性部材30を配置した状態を示す。図10(4)は、筐体29の上部の開口部の周囲のうち筐体29の辺CD側に導電性部材30を配置した状態を示す。図10(5)は、筐体29の面ABFEのうち頂点A近傍に、辺AEに沿って導電性部材30を配置した状態を示す。図10(6)は、筐体29の面ABFEのうち頂点B近傍に、辺BFに沿って導電性部材30を配置した状態を示す。図10(7)は、筐体29の面ABFEのうち頂点B近傍に、辺ABに沿って導電性部材30を配置した状態を示す。図10(8)は、筐体29の上部の開口部の周囲であり、かつ、辺ABを跨って導電性部材30を配置した状態を示す。   FIG. 10 (1) shows a state in which the conductive member 30 is arranged on the side AD side of the casing 29 in the periphery of the opening at the top of the casing 29. FIG. 10B shows a state in which the conductive member 30 is arranged on the side BC side of the casing 29 in the periphery of the opening at the top of the casing 29. FIG. 10 (3) shows a state in which the conductive member 30 is arranged on the side AB side of the casing 29 in the periphery of the opening at the top of the casing 29. FIG. 10 (4) shows a state in which the conductive member 30 is arranged on the side CD side of the housing 29 in the periphery of the upper opening of the housing 29. FIG. 10 (5) shows a state in which the conductive member 30 is arranged along the side AE near the vertex A in the surface ABFE of the housing 29. FIG. 10 (6) shows a state where the conductive member 30 is arranged along the side BF in the vicinity of the vertex B of the surface ABFE of the housing 29. FIG. 10 (7) shows a state in which the conductive member 30 is arranged along the side AB in the vicinity of the vertex B in the surface ABFE of the housing 29. FIG. 10 (8) shows a state in which the conductive member 30 is arranged around the opening at the top of the housing 29 and straddling the side AB.

図10(1)〜(8)のうち導電性部材30が針電極12の近傍に位置するのが、図10(3),(7),(8)である。図11は、導電性部材の位置と放電電流との関係を示す図である。図11に示されるように、針電極12の近傍に導電性部材30が位置する図10(3),(7),(8)が他の場合よりも放電電流が大きくなることが結果として得られた。   10 (1) to 10 (8), the conductive member 30 is positioned in the vicinity of the needle electrode 12 in FIGS. 10 (3), (7), and (8). FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the position of the conductive member and the discharge current. As shown in FIG. 11, in FIGS. 10 (3), (7), and (8) where the conductive member 30 is located in the vicinity of the needle electrode 12, the result is that the discharge current is larger than in other cases. It was.

以上説明したように、本発明の粒子検出装置1が備える粒子捕集装置は、針電極12と該針電極12に対向する位置に設けられた捕集基板11との間で粒子40を帯電させて、該捕集基板11上に粒子40を捕集する装置であって、針電極12と捕集基板11とを内包する絶縁性の筐体29と、筐体29の外側の面であって、針電極12の近傍に位置する面に設けられた導電性部材30と、導電性部材30を接地するFPCケーブルとを備える。   As described above, the particle collection device included in the particle detection device 1 of the present invention charges the particles 40 between the needle electrode 12 and the collection substrate 11 provided at a position facing the needle electrode 12. An apparatus for collecting particles 40 on the collection substrate 11, an insulating casing 29 containing the needle electrode 12 and the collection substrate 11, and an outer surface of the casing 29. The electroconductive member 30 provided in the surface located in the vicinity of the needle electrode 12 and the FPC cable which earth | grounds the electroconductive member 30 are provided.

粒子40の帯電時には、筐体29内もマイナスに帯電し、針電極12が放電し難くなる。しかしながら、導電性部材30は、針電極12の近傍であり、筐体29の外側面に設けられるので、筐体29において針電極12の近傍の電荷をアースに逃がすことができる。これにより、筐体29全体の電荷を逃さなくても、針電極12の放電能力が低下するのを防ぐことができる。したがって、安価な方法で放電能力を安定させることができる。   When the particles 40 are charged, the inside of the housing 29 is also negatively charged, and the needle electrode 12 is difficult to discharge. However, since the conductive member 30 is provided in the vicinity of the needle electrode 12 and on the outer surface of the housing 29, the electrical charge in the vicinity of the needle electrode 12 in the housing 29 can be released to the ground. Thereby, it is possible to prevent the discharge capability of the needle electrode 12 from being lowered without missing the charge of the entire housing 29. Therefore, the discharge capacity can be stabilized by an inexpensive method.

なお、ファン17は、捕集工程と、加熱工程時の冷却と、リフレッシュ工程とで兼用して用いられるので、粒子検出装置1の小型化や低コスト化を図ることができる。   Note that the fan 17 is used for both the collection process, the cooling during the heating process, and the refresh process, so that the particle detector 1 can be reduced in size and cost.

<第2の実施形態>
図12は、第2の実施形態における粒子検出装置の一例を示す図である。図12(a)が正面図であり、図12(b)が図12(a)のA−A線の矢視図である。図12に示す粒子検出装置1Aが、図2に示す粒子検出装置1と異なる点は、吸引筒18が吸引筒18Aに変更された点である(蛍光体検出部27については図示せず)。吸引筒18Aは、吸引筒18と同様に絶縁性を有する。
<Second Embodiment>
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a particle detection apparatus according to the second embodiment. Fig.12 (a) is a front view, FIG.12 (b) is an arrow line view of the AA line of Fig.12 (a). The particle detector 1A shown in FIG. 12 is different from the particle detector 1 shown in FIG. 2 in that the suction cylinder 18 is changed to the suction cylinder 18A (the phosphor detector 27 is not shown). The suction cylinder 18 </ b> A has an insulating property like the suction cylinder 18.

吸引筒18Aは、その筒の上部が筐体29の上部の開口部に位置し、筒の下部が捕集基板11に対向する位置に設けられる。また、吸引筒18Aは、側面に開口(貫通用開口)が設けられており、その開口は例えばスリット(貫通用開口)51である。   The suction cylinder 18 </ b> A is provided at a position where the upper part of the cylinder is located in the opening of the upper part of the housing 29 and the lower part of the cylinder faces the collection substrate 11. Further, the suction cylinder 18A is provided with an opening (penetration opening) on a side surface, and the opening is a slit (penetration opening) 51, for example.

図13に示されるように、針電極12の太さ(直径)と同等の横幅W1を有する吸引筒18のスリットより、スリット51の横幅W2は大きく設定されている。すなわち、スリット51の横幅W2は、針電極12の太さよりも大きい。このため、針電極12を吸引筒18Aに非接触の状態でスリット51を貫通させることができる。具体的には、針電極12と吸引筒18Aとの最短の間隔が1mm以上であることが好ましい。   As shown in FIG. 13, the lateral width W2 of the slit 51 is set larger than the slit of the suction cylinder 18 having the lateral width W1 equivalent to the thickness (diameter) of the needle electrode 12. That is, the lateral width W <b> 2 of the slit 51 is larger than the thickness of the needle electrode 12. For this reason, it is possible to penetrate the slit 51 in a state where the needle electrode 12 is not in contact with the suction cylinder 18A. Specifically, the shortest distance between the needle electrode 12 and the suction cylinder 18A is preferably 1 mm or more.

このように、針電極12が吸引筒18Aに接触することなく貫通しているので、吸引筒18Aに電荷が蓄積され、表面電位が大きくなるのを抑制することができる。これにより、針電極12の放電安定性および放電能力を向上させることができる。なお、ここでは開口がスリット51である場合を例に説明したが、形状はスリット51に限定するものではない。   Thus, since the needle electrode 12 penetrates without contacting the suction cylinder 18A, it is possible to suppress the accumulation of charges in the suction cylinder 18A and the increase of the surface potential. Thereby, the discharge stability and discharge capability of the needle electrode 12 can be improved. Here, the case where the opening is the slit 51 has been described as an example, but the shape is not limited to the slit 51.

ここで、針電極12と吸引筒18とが接触する粒子検出装置1および針電極12と吸引筒18Aとが接触しない粒子検出装置1Aそれぞれについて、針電極12の放電時における捕集基板11とアースとの間の電圧の計測方法および計測結果を説明する。粒子検出装置1,1Aそれぞれについて、針電極12と捕集基板11との間隔(mm)、および、平面視による針電極12と捕集基板11との重なり量(mm)を複数種類のパラメータに設定し、針電極12と捕集基板11との間に4kV(1.5ms)の高電圧パルスを印加して、捕集基板11とアースとの間の電圧を計測した。   Here, for each of the particle detection device 1 in which the needle electrode 12 and the suction cylinder 18 are in contact and the particle detection device 1A in which the needle electrode 12 and the suction cylinder 18A are not in contact with each other, the collection substrate 11 and the ground when the needle electrode 12 is discharged A voltage measuring method and a measurement result will be described. For each of the particle detection devices 1 and 1A, the interval (mm) between the needle electrode 12 and the collection substrate 11 and the overlapping amount (mm) between the needle electrode 12 and the collection substrate 11 in plan view are set to a plurality of types of parameters. Then, a high voltage pulse of 4 kV (1.5 ms) was applied between the needle electrode 12 and the collection substrate 11, and the voltage between the collection substrate 11 and the ground was measured.

なお、粒子検出装置1において、針電極12の太さ(直径)および吸引筒18のスリットの横幅W1を0.8mmとした。粒子検出装置1Aにおいて、針電極12の太さを0.8mm、吸引筒18Aのスリット51の横幅W2を2.5mm、針電極12と吸引筒18Aとの間隔を5mmとした。   In the particle detector 1, the thickness (diameter) of the needle electrode 12 and the lateral width W1 of the slit of the suction cylinder 18 were set to 0.8 mm. In the particle detector 1A, the thickness of the needle electrode 12 was 0.8 mm, the lateral width W2 of the slit 51 of the suction cylinder 18A was 2.5 mm, and the distance between the needle electrode 12 and the suction cylinder 18A was 5 mm.

図14は、平面視した状態における、針電極と捕集基板との重なり量および針電極と捕集基板との距離を示す図である。図14に示されるように、高さhが針電極12と捕集基板11との距離を示し、幅wが針電極12と捕集基板11との重なり量を示す。   FIG. 14 is a diagram illustrating the amount of overlap between the needle electrode and the collection substrate and the distance between the needle electrode and the collection substrate in a state in plan view. As shown in FIG. 14, the height h indicates the distance between the needle electrode 12 and the collection substrate 11, and the width w indicates the amount of overlap between the needle electrode 12 and the collection substrate 11.

図15は、計測結果を示す図である。図15に示されるように、粒子検出装置1と粒子検出装置1Aとで、針電極12と捕集基板11との間隔および針電極12と捕集基板11との重なり量が同じであっても、粒子検出装置1Aの方が約1.5倍以上、捕集基板11とアースとの間の電圧が大きくなるという結果が得られた。したがって、粒子検出装置1より粒子検出装置1Aの方が、放電安定性および放電能力が向上することを確認できた。   FIG. 15 is a diagram illustrating measurement results. As shown in FIG. 15, even when the distance between the needle electrode 12 and the collection substrate 11 and the overlap amount between the needle electrode 12 and the collection substrate 11 are the same in the particle detection device 1 and the particle detection device 1A. As a result, the particle detector 1A was about 1.5 times or more, and the voltage between the collection substrate 11 and the ground was increased. Therefore, it was confirmed that the particle detection device 1A has improved discharge stability and discharge capacity than the particle detection device 1.

また、針電極12と捕集基板11との間隔10(mm)および針電極12と捕集基板11との重なり量0(mm)の条件下で長時間放電をさせた場合、第1の実施形態の構成と第2の実施形態の構成とを比較すると、第1の実施形態の構成よりも第2の実施形態の構成の方がON/OFFの出力変動が少ないという結果が得られた。   In addition, when the discharge is performed for a long time under the condition of the interval 10 (mm) between the needle electrode 12 and the collection substrate 11 and the overlap amount 0 (mm) between the needle electrode 12 and the collection substrate 11, the first implementation is performed. When the configuration of the embodiment and the configuration of the second embodiment are compared, the result of the ON / OFF output fluctuation in the configuration of the second embodiment is smaller than that of the configuration of the first embodiment.

<第3の実施形態>
図16は、第3の実施形態における粒子検出装置の一例を示す図である。第3の実施形態における粒子検出装置1Bは、針電極12が先端部を除いて被覆部材53によって覆われている点が、第1,2の実施形態における粒子検出装置1,1Aと異なる。粒子検出装置1Bが有する吸引筒18Bは、吸引筒18と同一であってもよいし、吸引筒18Aと同一であってもよい。
<Third Embodiment>
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a particle detection apparatus according to the third embodiment. The particle detection device 1B according to the third embodiment is different from the particle detection devices 1 and 1A according to the first and second embodiments in that the needle electrode 12 is covered with a covering member 53 except for the tip. The suction cylinder 18B of the particle detector 1B may be the same as the suction cylinder 18 or the suction cylinder 18A.

被覆部材53は、吸引筒18,18Aよりも電荷を保持し易い(誘電率の高い)部材であり、例えばグリースである。また、吸引筒18,18Aの材質は、ここでは例えばポリカーボネートである。   The covering member 53 is a member that is easier to hold charges (having a higher dielectric constant) than the suction cylinders 18 and 18A, and is, for example, grease. The material of the suction cylinders 18 and 18A is, for example, polycarbonate here.

したがって、針電極12で発生した電荷は吸引筒18Bではなく、被覆部材53に保持されるので、さらに放電安定性を向上させることができる。   Therefore, since the electric charge generated in the needle electrode 12 is held not in the suction cylinder 18B but in the covering member 53, the discharge stability can be further improved.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

1,1A,1B 粒子検出装置
11 捕集基板(捕集電極)
12 針電極(高電圧電極)
13 高圧発生回路
14 捕集部
17 ファン(吸引部材)
18,18A,18B 吸引筒(絶縁性の第2構造物)
19 ヒータ
20 超音波振動子
21 発光素子
22 集光レンズ
23 励起光源部
24 受光素子
25 フレネルレンズ
26 受光部
27 蛍光検出部
29 筐体(絶縁性の第1構造物)
30 導電性部材
40A 生物由来の粒子
40B 粉塵
51 スリット(貫通用開口)
53 被覆部材
1,1A, 1B Particle detector 11 Collection substrate (collection electrode)
12 Needle electrode (high voltage electrode)
13 High pressure generation circuit 14 Collection part 17 Fan (suction member)
18, 18A, 18B Suction cylinder (insulating second structure)
19 Heater 20 Ultrasonic vibrator 21 Light emitting element 22 Condensing lens 23 Excitation light source part 24 Light receiving element 25 Fresnel lens 26 Light receiving part 27 Fluorescence detection part 29 Case (insulating first structure)
30 Conductive member 40A Biological particle 40B Dust 51 Slit (opening for penetration)
53 Coating member

Claims (8)

高電圧電極と該高電圧電極に対向する位置に設けられた捕集電極との間で粒子を帯電させて、該捕集電極上に粒子を捕集する粒子捕集装置であって、
内部に前記高電圧電極および前記捕集電極が配置される中空の筐体である絶縁性の第1構造物と、
電性部材と、
前記導電性部材を接地する接地手段とを備え、
前記高電圧電極は、前記第1構造物の内部において、第1および第2の壁面に寄って配置され、
前記第1または第2の壁面の外側の筐体外面かつ、前記第1の壁面と前記第2の壁面とが交差することによって形成される辺の近傍において当該辺に沿って前記導電性部材が配置されているか、または、前記第1および第2の壁面の外側の筐体外面において、前記辺を跨いで前記導電性部材が配置されていることを特徴とする、粒子捕集装置。
A particle collecting device for charging particles between a high voltage electrode and a collecting electrode provided at a position facing the high voltage electrode, and collecting the particles on the collecting electrode,
An insulating first structure which is a hollow casing in which the high-voltage electrode and the collecting electrode are disposed ;
A conductive member;
Grounding means for grounding the conductive member;
The high voltage electrode is disposed near the first and second wall surfaces in the first structure,
The conductive member extends along the side in the vicinity of the outer surface of the housing outside the first or second wall surface and the side formed by the intersection of the first wall surface and the second wall surface. The particle collecting apparatus , wherein the conductive member is disposed across the side on the outer surface of the housing outside the first and second wall surfaces .
前記接地手段はFPCケーブルであることを特徴とする、請求項1に記載の粒子捕集装置。   The particle collecting apparatus according to claim 1, wherein the grounding means is an FPC cable. 前記高電圧電極は、針状であることを特徴とする、請求項1または2に記載の粒子捕集装置。   The particle collecting apparatus according to claim 1, wherein the high voltage electrode has a needle shape. 前記捕集電極に対向する向きに空気の流れを形成する吸引部材をさらに備え、
前記導電性部材は、前記吸引部材によって形成される空気の流れに干渉しない位置に設けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の粒子捕集装置。
A suction member that forms a flow of air in a direction facing the collecting electrode;
The conductive member may be provided in a position which does not interfere with the flow of air formed by the suction member, the particle collection device according to any one of claims 1 to 3.
前記絶縁性の第1構造物に内包された絶縁性の第2構造物をさらに備え、
前記絶縁性の第2構造物は、両端に開口を有する中空部材であり、
前記両端の開口の一方は、前記捕集電極に対向し、
前記絶縁性の第2構造物は、前記高電圧電極の少なくとも一部を内包することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の粒子捕集装置。
An insulating second structure enclosed in the insulating first structure;
The insulating second structure is a hollow member having openings at both ends,
One of the openings at both ends faces the collecting electrode,
The insulating second structure is characterized by enclosing at least a portion of the high voltage electrode, particle collection device according to any one of claims 1 to 4.
前記絶縁性の第2構造物は、前記両端の開口以外の貫通用開口を有し、
前記高電圧電極は、前記絶縁性の第2構造物に非接触の状態で、前記貫通用開口を外部から内部に貫通していることを特徴とする、請求項5に記載の粒子捕集装置。
The insulating second structure has a through-opening other than the openings at both ends,
The particle collector according to claim 5, wherein the high-voltage electrode penetrates the penetration opening from the outside to the inside in a state of non-contact with the insulating second structure. .
前記高電圧電極は、その先端部を除いて、前記絶縁性の第2構造物よりも誘電率が高い被覆部材によって被覆されていることを特徴とする、請求項5または6に記載の粒子捕集装置。   7. The particle trap according to claim 5, wherein the high-voltage electrode is covered with a covering member having a dielectric constant higher than that of the insulating second structure except for a front end portion thereof. Collector. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の粒子捕集装置を備えることを特徴とする、粒子検出装置。 Characterized in that it comprises a particle collection device according to any one of claims 1 to 7, the particle detector.
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