以下、本発明を具体化した第1実施形態乃至第8実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。
[第1実施形態]
第1実施形態に係る粒子検出装置1について図1乃至図8に基づいて、詳細に説明する。先ず、粒子検出装置1の概略構成について、図1乃至図3に基づいて説明する。図1は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の一例を模式的に示す外観斜視図である。図2は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の減光状態(光量変更状態)に切り替える構成の一例を模式的に示す斜視図である。図3は、第1実施形態に係る粒子検出装置の減光状態に切り替える構成の一例を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、粒子検出装置1は、箱体状の本体ケース11と、本体ケース11の底面13の4隅には、同じ長さ、例えば、長さ約10mmで下方に突出する4個の脚部12とを有している。これにより、粒子検出装置1を床面に置いた場合には、本体ケース11の底面13と不図示の床面との間に、所定高さ、例えば、高さ約10mmの隙間が形成される。
粒子検出装置1は、図1中、手前側の前側壁面15に、ディスプレイ16と、電源スイッチ17と、出力端子18と、操作部19と、が配置されている。ディスプレイ16は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等で構成され、小さな粒子の通過した個数等の検出結果を表示する。電源スイッチ17は、粒子検出装置1の電源をオン、オフするスイッチである。
出力端子18は、当該粒子検出装置1による計測結果を、電気的に接続された外部の装置に出力する端子である。操作部19は、複数のボタンスイッチで構成され、周囲のボタンスイッチを押下することによって、ディスプレイ16に表示されたカーソルが移動する。また、操作部19の中央のボタンスイッチを押下することによって、カーソルが位置する各種指示ボタンの入力を決定する。粒子検出装置1が検出する粒子径は、例えば、5[μm]、10[μm]、20[μm]等で予め設定されている。
粒子検出装置1の略矩形状で平坦な天面22には、空気中を落下する小さな粒子が進入可能な断面略円形の筒状で透明な吸引流路部21が、天面22から本体ケース11内に収容されるポンプ25まで鉛直方向に沿って貫通して形成されている。吸引流路部21の下端部は、ポンプ25の鉛直方向上方側に設けられた不図示の吸気口に接続されている。また、断面略円形の筒状の排気流路部26が、ポンプ25の鉛直方向下方側に設けられた不図示の排気口から底面13まで、鉛直方向に沿って貫通して形成されている。
ポンプ25は、電力の供給を受けて不図時のファンが回転し、不図示の吸気口から吸気して、不図時の排気口から排気する。従って、ポンプ25を駆動することによって、天面22に形成された吸引流路部21の吸気口21Aから外気が吸引流路部21に流入し、底面13に形成された排気流路部26の排気口26Aから外気が排気される。
図2に示すように、吸引流路部21は、略円筒状の壁面21Bによって、断面略円形で鉛直方向に沿って貫通する内部空間23を構成している。従って、外気に含まれている小さな粒子が吸気口21Aに流入した場合には、内部空間23を通過して、排気流路部26の排気口26Aから排出される。吸引流路部21の壁面21Bは、透明樹脂等によって形成され、光を透過可能に形成されている。なお、吸引流路部21は図2示されている構成に限定されるものではなく、吸引流路部21の内部空間に、後述する検出部27が設けられていても良い。この場合には、吸引流路部21の壁面21Bは光を透過しない部材で構成されていてもよい。
また、図2に示すように、本体ケース11内には、吸引流路部21に進入して、内部空間23を通過する小さな粒子を検出する検出部27が配置されている。この検出部27について図2及び図3に基づいて説明する。図2及び図3に示すように、検出部27は、光源31と受光素子32とが、吸引流路部21を挟んで互いに対向して配置されている。光源31と壁面21Bとの間には、発光側レンズ33が配置されている。受光素子32と壁面21Bとの間には、受光側レンズ35が配置されている。
発光側レンズ33は、光源31から出射された光をコリメート化し、鉛直方向に対して垂直な略平行光として壁面21Bの径方向全幅に亘って吸引流路部21へ照射するための光学部材である。受光側レンズ35は、吸引流路部21を通過した略平行光を壁面21Bの径方向全幅に亘って集光して受光素子32に入射させる光学部材である。そして、光源31から発光側レンズ33を介して照射される照射光の光軸と、受光素子32が受光側レンズ35を介して受光する入射光の光軸とは、鉛直方向に対して直交する同一光軸L1上に位置するように配置されている。
その結果、図3に示すように、発光側レンズ33を介して吸引流路部21内に照射されたコリメート光のうち、受光側レンズ35を介して受光素子32まで到達できる領域が、吸引流路部21内を通過する粒子Wを検知できる検知領域36となる。従って、吸引流路部21の内部空間23における、検知領域36に対応する断面領域が全て粒子Wを検知する領域となっている。
光源31は、電力の供給により所定波長の光を発光する光源であり、例えば、LED(Light Emitting Diode)素子や半導体レーザが挙げられる。光源31が発光する波長は、受光素子32の受光帯域範囲であり、例えば、緑色光や青色光、近紫外光等が挙げられる。光源31として、緑色LEDを用いると、赤外光や赤色光よりも照射光の波長が短いため、より小さい粒子Wを検知することが可能となる。受光素子32は、所定波長の光を受光して光信号を電気信号に変換するものであり、例えば、分光感度特性のピーク波長が赤外や赤色であるフォトダイオードやフォトトランジスタ等が挙げられる。
また、図1乃至図3に示すように、吸引流路部21の受光素子32側の近傍位置には、細い軸状の遮光部材39が、天面22から鉛直方向に沿って所定高さ、例えば、高さ約3mm~5mm、突出して、配置されている。遮光部材39は、上端面が天面22と面一になるまで鉛直方向に沿って下方側へ移動可能に設けられ、通常時は、不図示の圧縮コイルバネ等の付勢部材によって天面22から所定高さ突出している。遮光部材39は、細いピンゲージ、例えば、直径約0.5mmのピンゲージ等を用いることができる。
図3に示すように、遮光部材39は、発光側レンズ33を介して吸引流路部21内に照射されたコリメート光のうち、粒子Wを検知できる検知領域36と受光側レンズ35との間の光通過領域37に対向するように配置されている。遮光部材39は、光通過領域37内の光軸L1に直交する鉛直線上に配置されるのが好ましい。また、遮光部材39の長さは、通常時は、遮光部材39の下端部が光通過領域37よりも鉛直方向上側に位置する長さに設定されている。一方、遮光部材39の長さは、上端面が天面22と面一になった場合には、下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出する長さに設定されている。
また、図1及び図2に示すように、光源31から発光側レンズ33を介して照射される照射光の光軸L1に対して直交する方向において、吸引流路部21の吸気口21Aの奥側の近傍位置には、略円板状の蓋41が吸気口21Aを開閉可能に設けられている。蓋41は、一側縁部が天面22に対して回動可能に設けられ、通常時は、不図時の圧縮コイルバネ等の付勢部材によって、吸引流路部21に対して少し奥側方向へ傾くように立てられて、吸気口21Aを開放している。
一方、蓋41は、開閉用アクチュエータ42(図4参照)に電力を供給することによって、吸引流路部21側へ回動されて全面に亘って天面22に接触し、吸気口21Aを閉鎖すると共に、遮光部材39の上端面が天面22と面一になるように押し込む。その結果、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態に切り替えられる。尚、開閉用アクチュエータ42を設けずに、蓋41がユーザによって手動で開閉されるようになっていてもよい。
ここで、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光する遮光量は、粒子検出装置1の計測誤差の補正時に、粒子Wを検知する検知領域36に基準粒子のみを投入した状態の遮光量と同等の遮光量になるように設定されている。
また、図1に示すように、本体ケース11内には、検出部27から入力された粒子検出信号から、小さな粒子の通過した個数等を算出する信号処理部43が配置されている。また、信号処理部43は、光源31と、ポンプ25と、開閉用アクチュエータ42(図4参照)とを駆動制御する。
次に、粒子検出装置1の電気的構成の一例について図4に基づいて説明する。図4は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の電気的構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、粒子検出装置1は、検出部27と、信号処理部43と、ディスプレイ16と、出力端子18と、操作部19と、ポンプ25と、開閉用アクチュエータ42とを備えている。
検出部27は、光源31と、光源31に電気的に接続される光源駆動回路45と、受光素子と32とを有している。光源駆動回路45は、電源スイッチ17がオンになった場合に、電源から電力が供給されて、信号処理部43からの電力指示信号に基づいて、光源31に電力指示信号に応じた電力を供給する。その結果、光源31は、光源駆動回路45から供給された電力によって所定波長の光を発光する。
信号処理部43は、CPU、EEPROM(登録商標)、RAM、タイマ等を備えた、いわゆる公知のコンピュータである。また、信号処理部43は、受光回路46を備えている。CPUは、EEPROMに記憶された各種のプログラムや各種パラメータに基づいて、種々の演算処理を実行する。RAMは、CPUでの演算結果や検出部27から入力されたデータを一時的に記憶する。
EEPROMは、例えば、信号処理部43における粒子の検出判定基準である波高閾値を補正する第1補正処理(図6参照)のプログラム等を記憶する。受光回路46は、受光素子32に電気的に接続され、受光素子32から受光強度に基づく電流信号が入力される。受光回路46は、受光素子32から入力された電流信号を電圧値に変換して増幅した後、アナログ信号である電圧値をデジタル信号に変換して信号処理部43に出力する。
信号処理部43は、光源駆動回路45が電気的に接続され、光源駆動回路45に対して、光源31に供給する電力を指示する電力指示信号を出力する。信号処理部43は、操作部19の複数のボタンスイッチが電気的に接続され、各ボタンスイッチの操作信号が入力される。信号処理部43は、ディスプレイ16と出力端子18とが電気的に接続され、例えば、吸引流路部21に流入した粒子の個数を検知した結果をディスプレイ16に表示する。信号処理部43は、出力端子18に他の装置が電気的に接続されている場合には、計測結果を出力端子18から他の装置に出力する。
次に、受光回路46から信号処理部43に出力される信号波形について図5に基づいて説明する。図5は、検出部27の検知領域36を粒子が通過したときの受光回路46の出力信号の一例を模式的に示す図である。図5に示すように、検出部27の検知領域36を所定の粒子径、例えば、粒子径10[μm]の粒子が通過した際には、受光回路46の信号波形が減少し、この減少分である波高値Pが波高閾値PTHを超える。従って、信号処理部43は、受光回路46の信号波形の波高値Pが波高閾値PTHを超えた受光タイミングで、所定の粒子径、例えば、粒子径10[μm]の粒子が通過したと判定し、通過個数をカウントする。
次に、上記のように構成された粒子検出装置1の信号処理部43が実行する、検出部27の検知領域36を通過した粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する第1補正処理の一例について図6乃至図8に基づいて説明する。図6は、信号処理部43が実行する第1補正処理の一例を示すメインフローチャートである。
尚、信号処理部43は、起動された場合に、所定時間毎(例えば、約5分~10分間隔)にて、図6のフローチャートで示される処理手順を繰り返し実行する。図6及び図7のフローチャートで示されるプログラムは、EEPROMに予め記憶されている。また、信号処理部43は、設定された電力に応じた電力指示信号を光源駆動回路45に出力している。
図6に示すように、先ず、ステップS11において、信号処理部43は、タイマから入力される時刻情報に基づいて、現在の時刻が、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する補正タイミングであるか判定する。例えば、信号処理部43は、工場の生産ラインが停止した時刻であるか判定する。そして、信号処理部43は、現在の時刻が、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する補正タイミングでないと判定した場合は(S11:NO)、第1補正処理を終了する。尚、補正タイミングか否かの判断は、ユーザからの補正指示入力が行われたタイミングによって決定されてもよい。
一方、信号処理部43は、現在の時刻が、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する補正タイミングであると判定した場合は(S11:YES)、ステップS12に進む。ステップS12において、信号処理部43は、ポンプ25の駆動を停止して、吸引流路部21への外気の吸い込みを停止した後、ステップS13に進む。
ステップS13において、信号処理部43は、開閉用アクチュエータ42に電力を供給する。つまり、信号処理部43は、蓋41を吸引流路部21側へ回動して、全面に亘って天面22に接触させ、吸気口21Aを閉鎖すると共に、遮光部材39の上端面が天面22と面一になるように押し込む。その結果、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態に切り替えられる。また、蓋41によって吸気口21Aが閉鎖されるため、粒子が吸引流路部21に進入することを防止できる。その後、信号処理部43は、ステップS14に進む。
尚、蓋41がユーザによって手動で閉じられる構成の場合、蓋41が閉じられることをトリガーにして、ポンプ25の駆動が停止され、以下の検出基準補正処理が行われるようになっていてもよい。
ステップS14において、信号処理部43は、後述の検出基準補正処理のサブ処理(図7参照)を実行した後、ステップS15に進む。信号処理部43は、検出基準補正処理のサブ処理を実行することによって、光源31の経時変化等に伴う、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する。
ステップS15において、信号処理部43は、開閉用アクチュエータ42への電力の供給を停止する。つまり、信号処理部43は、蓋41を吸引流路部21に対して少し奥側方向へ傾くように立てられた通常状態に戻す。その結果、吸気口21Aは、開放された状態になり、外気が流入可能な通常状態になる。また、遮光部材39は、天面22から所定高さ突出して、遮光部材39の下端部が光通過領域37よりも鉛直方向上側に位置する通常状態に設定される。その後、信号処理部43は、ステップS16に進む。
ステップS16において、信号処理部43は、ポンプ25を再駆動した後、第1補正処理を終了する。これより、ポンプ25が再駆動されると、吸気口21Aから外気が吸引流路部21に流入し、外気に含まれる粒子が検出部27の検知領域36を通過する。その結果、信号処理部43は、再度、粒子を検出して、粒子の個数をカウントする。
次に、上記ステップS14で信号処理部43が実行する検出基準補正処理のサブ処理の詳細について図7に基づいて説明する。図7は、検出基準補正処理のサブ処理の一例を示すサブフローチャートである。図7に示すように、先ず、信号処理部43は、光源駆動回路45に電力指示信号を出力して、光源31から所定波長の光を照射する。そして、信号処理部43は、受光回路46から入力された信号の波高値Pを計測して、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態の波高値PとしてRAMに記憶した後、ステップS22に進む。ステップS22において、信号処理部43は、減光状態の波高値PをRAMから読み出して、この波高値Pが基準波高閾値GTHを超えたか判定する。
ここで、図8の左側に示すように、光源31の出力等が正常な場合には、蓋41を閉鎖して、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態における波高値Pは、基準波高閾値GTHと一致する。一方、光源31が経時変化によって劣化すると照射する光量が低下し、またその他の要因によっても受光量が変化する。その結果、図8の右側に示すように、蓋41を閉鎖して、光通過領域37の光通過量が変化した減光状態における波高値Pは、基準波高閾値GTHと異なる値となっている(図8に示す例では、波高値Pは、基準波高閾値GTHよりも大きくなっている)。
従って、例えば、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHから基準波高閾値GTHとの差分ΔP1だけ減算して補正する必要が生じる。尚、基準波高閾値GTHは、粒子Wを検知する検知領域36に基準粒子のみを投入した状態の遮光量に相当する減光状態における、波高値Pであり、予め実験等により計測されて、EEPROMに記憶されている。
そして、ステップS22で、信号処理部43は、減光状態の波高値PをRAMから読み出して、この波高値Pが基準波高閾値GTHとほぼ一致していると判定した場合は(S22:NO)、正常であると判定する。そして、信号処理部43は、光源駆動回路45に電源停止信号を出力して、光源31への電力供給を停止するように指示する。その後、信号処理部43は、検出基準補正処理のサブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、上記ステップS15に進む。
一方、ステップS22で、信号処理部43は、減光状態の波高値PをRAMから読み出して、この波高値Pが基準波高閾値GTHと異なる値となっている、と判定した場合は(S22:YES)、ステップS23に進む。ステップS23において、信号処理部43は、減光状態の波高値Pの基準波高閾値GTHを超えた差分ΔP1を算出して、波高閾値PTHの補正量としてRAMに記憶した後、ステップS24に進む。
ステップ24において、信号処理部43は、波高閾値PTHの補正量としてRAMに記憶した差分ΔP1をRAMから読み出す。そして、信号処理部43は、EEPROMから現在の波高閾値PTHを読み出し、この波高閾値PTHから差分ΔP1を減算して、再度、波高閾値PTHとしてEEPROMに記憶する。そして、信号処理部43は、光源駆動回路45に電源停止信号を出力して、光源31への電力供給を停止するように指示する。その後、信号処理部43は、検出基準補正処理のサブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、上記ステップS15に進む。
以上詳細に説明した通り、第1実施形態に係る粒子検出装置1では、信号処理部43は、波高閾値PTHを補正する補正タイミングになった場合は、開閉用アクチュエータ42に電力を供給して蓋41を吸引流路部21側へ回動して全面に亘って天面22に接触させる。その結果、蓋41は、吸引流路部21の吸気口21Aを閉鎖すると共に、遮光部材39の上端面が天面22と面一になるように押し込む。その結果、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側へ突出して、コリメート光を遮光することによって、光の通過量が低下した減光状態に切り替えることができ、基準粒子のみを検知領域36に投入した状態に設定することが可能となる。
また、この減光状態において、信号処理部43は、受光回路46から入力される波高値Pと基準波高閾値GTHとの差分ΔP1を算出し、波高閾値PTHを差分ΔP1だけ補正することができ、計測誤差の補正を精度よく行うことが可能となる。また、粒子検出装置1を検査位置から移動させることなく、信号処理部43における粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正することができる。これにより、生産現場等における常時監視を継続しつつ、粒子検出装置1の計測誤差の補正を行うことが可能となる。
また、光通過領域37の光の通過量が低下した減光状態になっている期間に、蓋41によって、外部から検知領域36に粒子が進入することを防止することができ、測定ノイズの低減化を図ることができる。
ここで、光源31は、発光部の一例として機能する。受光素子32は、受光部の一例として機能する。遮光部材39と、蓋41と、開閉用アクチュエータ42と、信号処理部43とは、光量切替部の一例を構成する。信号処理部43は、基準補正部の一例として機能する。蓋41と、開閉用アクチュエータ42と、信号処理部43とは、粒子進入防止部の一例を構成する。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る粒子検出装置51について、図9に基づいて説明する。第2実施形態に係る粒子検出装置51は、第1実施形態に係る粒子検出装置1とほぼ同じ構造である。また、第2実施形態に係る粒子検出装置51の電気的構成は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の電気的構成とほぼ同じ構成である。但し、図9に示すように、第2実施形態に係る粒子検出装置51は、蓋41に替えて、蓋53が設けられている点で異なっている。蓋53の構成について図9に基づいて説明する。
図9に示すように、平面視略扇形で板状の蓋53は、幅が狭くなる基端側に貫通孔53Aが形成されている。蓋53は、本体ケース11の天面22から鉛直方向に沿って突出する軸55が貫通孔53Aに挿入されて、天面22上を摺動しつつ、軸55回りに水平方向に回動可能に配置されている。通常状態では、蓋53は、吸引流路部21の吸気口21A及び天面22から突出する遮光部材39よりも正面視左側に位置している。蓋53の貫通孔53Aから先端までの半径寸法及び周方向の幅は、蓋43が軸55回りに水平方向に回動した場合に、吸気口21A及び遮光部材39を覆うことができるように形成されている。
また、蓋53は、軸55の軸心を中心として、遮光部材39の軸心を通る円56に沿って、蓋53の吸気口21A側の側縁から内側方向へ、断面U字状で天面22に対して反対側(上方側)へ突出する溝部57が形成されている。溝部57の幅は、遮光部材39の直径よりも大きい幅、例えば、遮光部材39の直径の2倍~4倍の幅に形成されている。溝部57の側縁側の高さは、遮光部材39の天面22から突出する通常状態の突出高さよりも少し大きい高さに形成されている。そして、溝部57の内側天井面の高さは、側縁側から円56に沿って内側方向へ行くに従って、高さが徐々に低くなって、下面に達している。
また、溝57の奥側端部から蓋53の吸気口21Aに対して反対側の側縁までの幅は、吸気口21A及び遮光部材39を覆うことが可能な幅に形成されている。また、蓋53は、通常時は不図示の圧縮コイルバネ等の付勢部材によって、吸気口21A及び遮光部材39よりも正面視左側に位置して、吸気口21Aを開放している。
一方、蓋53は、開閉用アクチュエータ42(図4参照)に電力を供給することによって、吸気口21A及び遮光部材39側へ水平方向に回動される。そして、遮光部材39の上端部が溝部57に進入して、鉛直方向下方へ押し込められて、遮光部材39の上端面が天面と面一になると共に、吸気口21Aが蓋53によって閉鎖される。その結果、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態に切り替えられる。なお、開閉用アクチュエータ42は、ソレノイドやステッピングモータなどで実現される。また、実施形態1と同様に、開閉用アクチュエータ42を設けずに、蓋41がユーザによって手動で開閉されるようになっていてもよい。
ここで、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光する遮光量は、粒子検出装置51の計測誤差の補正時に、粒子Wを検知する検知領域36に基準粒子のみを投入した状態の遮光量と同等の遮光量になるように設定されている。
従って、第2実施形態に係る粒子検出装置51では、信号処理部43は、上記第1補正処理(図6参照)を実行する際に、ステップS13において、開閉用アクチュエータ42に電力を供給する。つまり、信号処理部43は、蓋53を吸気口21A及び遮光部材39側へ水平方向に回動して、吸気口21Aを閉鎖すると共に、遮光部材39の上端面が天面22と面一になるように押し込む。その後、信号処理部43は、ステップS14に進む。
これにより、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光通過量が低下して減光状態に切り替えられる。また、蓋53によって吸気口21Aが閉鎖されるため、粒子が吸引流路部21に進入するのを防止できる。
また、信号処理部43は、上記第1補正処理(図6参照)を実行する際に、ステップS15において、開閉用アクチュエータ42への電力の供給を停止する。つまり、信号処理部43は、蓋53を吸気口21A及び遮光部材39よりも正面視左側に位置する通常状態に戻す。その後、信号処理部43は、ステップS16に進む。
これにより、吸気口21Aは、開放された状態になり、外気が流入可能な通常状態になる。また、遮光部材39は、天面22から所定高さ突出して、遮光部材39の下端部が光通過領域37よりも鉛直方向上側に位置する通常状態に設定される。
以上詳細に説明した通り、第2実施形態に係る粒子検出装置51では、第1実施形態に係る粒子検出装置1が奏する効果と同一の効果を奏することができる。ここで、遮光部材39と、蓋53と、開閉用アクチュエータ42と、信号処理部43とは、光量切替部の一例を構成する。蓋53と、開閉用アクチュエータ42と、信号処理部43とは、粒子進入防止部の一例を構成する。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る粒子検出装置61について図10~図12に基づいて説明する。第3実施形態に係る粒子検出装置61は、第1実施形態に係る粒子検出装置1とほぼ同じ構成である。但し、図10に示すように、遮光部材39に替えて、電気調光部63が配置されている点で異なっている。第3実施形態に係る粒子検出装置61の概略構成について図10に基づいて説明する。
図10に示すように、粒子検出装置61の吸引流路部21の壁面21Bには、遮光部材39に替えて、正面視細長矩形状の電気調光部63が、光通過領域37を鉛直方向に沿って上下両側に突出するように、受光側レンズ35に対向して配置されている。電気調光部63は、電圧印加のオン・オフ、または、印加電圧値の調整によって、透明化と不透明化とを切り替え可能な部材である。例えば、電気調光部63は、電圧印加のオン・オフで透明化と不透明化とを切り替え可能な調光フィルムや、印加電圧値の調整によって、透明化と不透明化とを切り替え可能な液晶や有機EL等で構成される。
電気調光部63は、透明化された場合は、コリメート光を透過し、不透明化された場合は、コリメート光を遮光する。ここで、電気調光部63が不透明化されて、コリメート光を遮光する遮光量は、粒子検出装置61の計測誤差の補正時に、粒子Wを検知する検知領域36に基準粒子のみを投入した状態の遮光量と同等の遮光量になるように設定されている。
尚、電気調光部63は、光通過領域37内の光軸L1に対して直交する鉛直線上に配置されると共に、光軸L1が電気調光部63の幅方向の略中央位置に垂直に通るように配置されるのが好ましい。また、電気調光部63は、壁面21Bに接触して光通過領域37に配置されてもよいし、壁面21Bの近傍の光通過領域37に配置されてもよい。
また、吸引流路部21の吸気口21Aの近傍位置には、天面22に接触した蓋41を検出する蓋検出スイッチ65が配置されている。蓋検出スイッチ65は、メカニカルスイッチやホール素子などで構成されている。蓋検出スイッチ65は、例えば、蓋41を検出した場合に、ON信号を出力し、蓋41を検出していない場合は、OFF信号を出力する。
次に、粒子検出装置61の電気的構成の一例について図11に基づいて説明する。図11に示すように、粒子検出装置61の電気的構成は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の電気的構成とほぼ同じ構成である。但し、信号処理部43には、遮光部材39に替えて、電気調光部63が電気的に接続されている。また、信号処理部43には、蓋検出スイッチ65が電気的に接続されている。
信号処理部43は、電気調光部63の電圧印加のオン・オフ、または、印加電圧値を調整する電圧印加制御を行うことによって、電気調光部63の透明化と不透明化とを切り替える。また、信号処理部43は、蓋検出スイッチ65から入力されるON・OFF信号から蓋41の開放状態と閉鎖状態とを検出する。
次に、上記のように構成された粒子検出装置61の信号処理部43が実行する、検出部27の検知領域36を通過した粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する第2補正処理の一例について図12に基づいて説明する。図12は、信号処理部43が実行する第2補正処理の一例を示すメインフローチャートである。
尚、信号処理部43は、起動された場合に、所定時間毎(例えば、約5分~10分間隔)にて、図12のフローチャートで示される処理手順を繰り返し実行する。図12及び図7のフローチャートで示されるプログラムは、EEPROMに予め記憶されている。また、信号処理部43は、設定された電力に応じた電力指示信号を光源駆動回路45に出力している。信号処理部43は、ポンプ25に電力を供給して駆動している。また、信号処理部43は、電気調光部63の電圧印加のオン・オフ、または、印加電圧値を調整する電圧印加制御を行って、電気調光部63を透明化する。つまり、通常状態では、電気調光部63は、透明化されている。
図12に示すように、信号処理部43は、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS11~ステップS13の処理を実行する。そして、ステップS13において、信号処理部43は、蓋検出スイッチ65から閉鎖された蓋41を検出した旨を表すON信号が入力されるのを待つ。そして、信号処理部43は、蓋検出スイッチ65からON信号が入力された場合は、吸気口21Aが蓋41によって閉鎖されたと判定して、ステップS31に進む。これにより、吸気口21Aを確実に閉鎖して、外部から粒子が検知領域36へ進入することを確実に防止することができる。
ステップS31において、信号処理部43は、電気調光部63の電圧印加のオン・オフ、または、印加電圧値を調整する電圧印加制御を行って、電気調光部63を不透明化する。つまり、信号処理部43は、電気調光部63を不透明化して、コリメート光を遮光する遮光状態に設定する。その結果、信号処理部43は、電気調光部63を介して、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態に切り替える。その後、信号処理部43は、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS14の処理に進む。
ステップS14において、信号処理部43は、上記検出基準補正処理のサブ処理(図7参照)を実行した後、ステップS32に進む。信号処理部43は、検出基準補正処理のサブ処理を実行することによって、光源31の経時変化等に伴う、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する。
ステップS32において、信号処理部43は、電気調光部63の電圧印加のオン・オフ、または、印加電圧値を調整する電圧印加制御を行って、再度、電気調光部63を透明化する。つまり、信号処理部43は、電気調光部63を透明化して、コリメート光を透過する通常状態に再設定する。その結果、信号処理部43は、光通過領域37の光通過量を通常状態に再設定する。その後、信号処理部43は、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS15の処理に進む。
ステップS15において、信号処理部43は、開閉用アクチュエータ42への電力の供給を停止する。そして、信号処理部43は、蓋検出スイッチ65から蓋41を検出しない、つまり、蓋41が通常状態に戻り、吸気口21Aが開放された旨を表すOFF信号が入力されるのを待つ。そして、信号処理部43は、蓋検出スイッチ65からOFF信号が入力された場合は、吸気口21Aが開放されたと判定して、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS16の処理に進む。
ステップS16において、信号処理部43は、ポンプ25を再駆動した後、第2補正処理を終了する。その結果、吸気口21Aは、開放された状態になり、外気が流入可能な通常状態になる。また、ポンプ25が再駆動されて、吸気口21Aから外気に含まれる粒子が検出部27の検知領域36を通過する。これにより、信号処理部43は、再度、粒子を検出して、粒子の個数をカウントする。
以上詳細に説明した通り、第3実施形態に係る粒子検出装置61では、信号処理部43は、波高閾値PTH補正する補正タイミングになった場合は、開閉用アクチュエータ42に電力を供給して蓋41を吸引流路部21側へ回動して全面に亘って天面22に接触させる。その結果、蓋41は、吸引流路部21の吸気口21Aを閉鎖する。また、信号処理部43は、電気調光部63の電圧印加制御を行って、不透明化して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光の通過量が低下した減光状態に切り替えることができ、基準粒子のみを検知領域36に投入した状態に設定することが可能となる。
また、この減光状態において、信号処理部43は、受光回路46から入力される波高値Pと基準波高閾値GTHとの差分ΔP1を算出し、波高閾値PTHを差分ΔP1だけ補正することができ、計測誤差の補正を精度よく行うことが可能となる。また、粒子検出装置61を検査位置から移動させることなく、信号処理部43における粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正することができる。これにより、生産現場等における常時監視を継続しつつ、粒子検出装置61の計測誤差の補正を行うことが可能となる。
また、光通過領域37の光の通過量が低下した減光状態になっている期間に、蓋41によって、外部から検知領域36に粒子が進入することを防止することができ、測定ノイズの低減化を図ることができる。
また、電気調光部63に対する電圧印加制御によって光透過量を変化させることができ、簡易な構成で電気調光部63の遮光量を、基準粒子と同等の遮光量に容易に設定することができる。ここで、電気調光部63と信号処理部43とは、光量切替部の一例を構成する。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係る粒子検出装置71について、図13及び図14に基づいて説明する。第4実施形態に係る粒子検出装置71は、第1実施形態に係る粒子検出装置1とほぼ同じ構成である。但し、図13に示すように、蓋41と、開閉用アクチュエータ42とに替えて、吸引流路部21の吸気口21Aに手動で着脱可能な蓋73を備えている点で異なっている。蓋73について図13に基づいて説明する。
図13に示すように、蓋73は、略円柱状の把持部73Aと、把持部73Aの一方(下側)の端面に同軸に形成された略円柱状の挿入部73Bとを有し、ゴム等の弾性部材で形成されている。挿入部73Bは、吸引流路部21の吸気口21Aの内径とほぼ等しい外径に形成され、吸気口21A内に押し込み可能、かつ、吸気口21Aから抜き取り可能に形成されている。また、把持部73Aは、片手で把持可能な直径を有する円柱状に形成されている。把持部73Aの外径は、第1実施形態に係る蓋41の外径とほぼ等しい寸法に形成されている。
従って、蓋73の挿入部73Bを吸気口21Aに押し込んで、把持部73Aの下端面を全面に亘って本体ケース11の天面22に接触させた場合には、遮光部材39の上端面が天面22と面一になるように押し込まれる。その結果、遮光部材39の下端部が光通過領域37から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態に切り替えられる。
また、蓋73の挿入部73Bを吸気口21Aに押し込んで、把持部73Aの下端面を全面に亘って本体ケース11の天面22に接触させた場合には、吸気口21Aが挿入部73Bによって封鎖された封鎖状態に設定される。一方、蓋73の把持部73Aを把持して、吸気口21Aから挿入部73Bを抜き取った場合には、吸気口21Aは開放された開放状態となり、外気が流入可能な通常状態となる。
また、吸気口21Aの遮光部材39に対して反対側の近傍位置には、天面22に接触した蓋73の把持部73Aを検出する蓋検出スイッチ75が配置されている。蓋検出スイッチ75は、メカニカルスイッチやホール素子などで構成され、信号処理部43に電気的に接続されている。蓋検出スイッチ75は、例えば、蓋73の把持部73Aを検出した場合に、ON信号を信号処理部43に出力し、蓋73の把持部73Aを検出していない場合は、OFF信号を信号処理部43に出力する。
従って、粒子検出装置71の電気的構成は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の電気的構成とほぼ同じ構成である。但し、信号処理部43には、開閉用アクチュエータ42に替えて、蓋検出スイッチ75が電気的に接続されている。
次に、上記のように構成された粒子検出装置71の信号処理部43が実行する、検出部27の検知領域36を通過した粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する第3補正処理の一例について図14に基づいて説明する。図14は、信号処理部43が実行する第3補正処理の一例を示すメインフローチャートである。
尚、信号処理部43は、起動された場合に、所定時間毎(例えば、約10msec~100msec間隔)にて、図14のフローチャートで示される処理手順を繰り返し実行する。図14及び図7のフローチャートで示されるプログラムは、EEPROMに予め記憶されている。また、信号処理部43は、設定された電力に応じた電力指示信号を光源駆動回路45に出力している。信号処理部43は、ポンプ25に電力を供給して駆動している。
図14に示すように、先ず、ステップS41において、信号処理部43は、ディスプレイ16に表示された各種指示ボタンから不図示の補正開始ボタンが操作部19を介して、決定されたか判定する。つまり、信号処理部43は、ユーザが、操作部19の周囲のボタンスイッチを押下して、カーソルを補正開始ボタンの上に移動させて、操作部19の中央のボタンスイッチを押下して、補正開始ボタンの入力を決定したか判定する。
そして、信号処理部43は、ディスプレイ16に表示された補正開始ボタンが操作部19を介して、決定されていないと判定した場合は(S41:NO)、第3補正処理を終了する。
一方、信号処理部43は、ディスプレイ16に表示された補正開始ボタンが操作部19を介して、決定されたと判定した場合は(S41:YES)、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS12の処理に進む。ステップS12において、信号処理部43は、ポンプ25の駆動を停止して、吸引流路部21への外気の吸い込みを停止した後、ステップS42に進む。
ステップS42において、信号処理部43は、蓋73の挿入部73Bが吸気口21Aに押し込められて、吸気口21Aが封鎖されると共に、遮光部材39の上端面が天面22と面一になるまで押し込まれたか判定する。つまり、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75から蓋73の把持部73Aを検出した旨を表すON信号が入力されたか判定する。
そして、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75から蓋73の把持部73Aを検出しない旨を表すOFF信号が入力された場合は(S42:NO)、蓋検出スイッチ75からON信号が入力されるのを待つ。一方、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75からON信号が入力された場合は(S42:YES)、吸気口21Aが蓋73によって封鎖されたと判定して、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS14の処理に進む。
ステップS14において、信号処理部43は、上記検出基準補正処理のサブ処理(図7参照)を実行した後、ステップS43に進む。信号処理部43は、検出基準補正処理のサブ処理を実行することによって、光源31の経時変化等に伴う、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する。
ステップS43において、信号処理部43は、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHの補正が終了した旨を表す表示、例えば、「補正が終了しました。」の表示をディスプレイ16に表示した後、ステップS44の処理に進む。
ステップS44において、信号処理部43は、吸気口21Aから蓋73が取り外されたか判定する。つまり、信号処理部43は、吸気口21Aが開放されると共に、遮光部材39が天面22から所定高さ突出して、遮光部材39の下端部が光通過領域37よりも鉛直方向上側に位置する通常状態に設定されたか判定する。具体的には、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75から蓋73の把持部73Aを検出しない旨を表すOFF信号が入力されたか判定する。
そして、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75から蓋73の把持部73Aを検出した旨を表すON信号が入力された場合は(S44:NO)、蓋検出スイッチ75からOFF信号が入力されるのを待つ。一方、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75からOFF信号が入力された場合は(S44:YES)、蓋73が取り外されたと判定して、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS16の処理に進む。つまり、信号処理部43は、吸気口21Aが開放されると共に、遮光部材39が天面22から所定高さ突出したと判定して、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS16の処理に進む。
ステップS16において、信号処理部43は、ポンプ25を再駆動した後、第3補正処理を終了する。その結果、吸気口21Aは、開放された状態になり、外気が流入可能な通常状態になる。また、ポンプ25が再駆動されて、吸気口21Aから外気に含まれる粒子が検出部27の検知領域36を通過する。これにより、信号処理部43は、再度、粒子を検出して、粒子の個数をカウントする。
以上詳細に説明した通り、第4実施形態に係る粒子検出装置71では、第1実施形態に係る粒子検出装置1が奏する効果と同一の効果を奏することができる。また、吸引流路部21の吸気口21Aを封鎖した封鎖状態と開放した開放状態とを蓋73を用いて、手動で切替可能な構造であるため、簡易な構成にすることができ、製造コストを削減することができる。
また、蓋73による吸気口21Aの封鎖状態に連動して、光通過領域37の光の通過量を減光状態に設定できる。また、蓋73による吸気口21Aの開放状態に連動して、光通過領域37の光通過量を通常状態に設定することができ、測定ノイズの低減化を図り、補正精度の向上を図ることができる。ここで、蓋73は、粒子進入防止部の一例として機能する。
[第5実施形態]
次に、第5実施形態に係る粒子検出装置81について、図15及び図16に基づいて説明する。第5実施形態に係る粒子検出装置81は、第4実施形態に係る粒子検出装置71とほぼ同じ構成である。また、第5実施形態に係る粒子検出装置81の電気的構成は、第4実施形態に係る粒子検出装置71の電気的構成とほぼ同じ構成である。但し、図15に示すように、蓋73の把持部73Aの鉛直方向上側の上端面に、把持部73Aと同軸にフィルターケース83が固定されている点で異なっている。また、蓋73には、把持部73Aの上端面から挿入部73Bの下端面まで貫通する貫通孔89が軸心に沿って形成されている点で異なっている。
フィルターケース83について図15に基づいて説明する。図15に示すように、フィルターケース83は、鉛直方向上側から、細い円筒状の吸引筒部85と、フィルタ筒部86と、連結筒部87とが、同軸に接続されて、互いに連通している。また、連結筒部87の下端面は、蓋73の軸心に沿って形成された貫通孔89に連通している。フィルタ筒部86の外径は、蓋73の把持部73Aの外径よりも僅かに小さい寸法に形成されている。また、連結筒部87の外径は、フィルタ筒部86の外径よりも小さい寸法に形成されている。
また、フィルタ筒部86には、ゼロカウントフィルタ88が収容されている。ゼロカウントフィルタ88は、セラミックス等で円柱状に形成され、吸引筒部85からフィルタ筒部86に流入した外気に含まれる粒子を捕集して、連結筒部87へ粒子を含まない外気だけが通過するように構成されている。従って、吸引筒部85の吸引口85Aからフィルターケース83内に流入した外気に含まれる粒子は、ゼロカウントフィルタ88によって捕集される。その結果、粒子を含まない外気だけが、フィルタ筒部86から連結筒部87及び貫通孔89を経て、蓋73の挿入部73Bの下端面から流出する。
次に、上記のように構成された粒子検出装置81の信号処理部43が実行する、検出部27の検知領域36を通過した粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する第4補正処理の一例について図16に基づいて説明する。図16は、信号処理部43が実行する第4補正処理の一例を示すメインフローチャートである。
尚、信号処理部43は、起動された場合に、所定時間毎(例えば、約10msec~100msec間隔)にて、図16のフローチャートで示される処理手順を繰り返し実行する。図16及び図7のフローチャートで示されるプログラムは、EEPROMに予め記憶されている。また、信号処理部43は、設定された電力に応じた電力指示信号を光源駆動回路45に出力している。信号処理部43は、ポンプ25に電力を供給して駆動している。
図16に示すように、信号処理部43は、上記第4実施形態に係る第3補正処理(図14参照)のステップS41の処理を実行する。そして、信号処理部43は、ディスプレイ16に表示された補正開始ボタンが操作部19を介して、決定されていないと判定した場合は(S41:NO)、第4補正処理を終了する。
一方、信号処理部43は、ディスプレイ16に表示された補正開始ボタンが操作部19を介して、決定されたと判定した場合は(S41:YES)、上記第4実施形態に係る第3補正処理(図14参照)のステップS42の処理に進む。つまり、信号処理部43は、ポンプ25の駆動を停止することなく、ステップS42の処理に進む。これは、後述のステップS14の検出基準補正処理のサブ処理(図7参照)において、光通過領域37の光の通過量が低下した減光状態になっている期間に、フィルターケース83に収納されるゼロカウントフィルタ88によって、外部から検知領域36に粒子が進入することを防止することができるためである。
ステップ42において、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75からON信号が入力されるのを待つ(S42:NO)。そして、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75からON信号が入力された場合は(S42:YES)、吸気口21Aが蓋73によって封鎖されたと判定して、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS14の処理に進む。
ステップS14において、信号処理部43は、上記検出基準補正処理のサブ処理(図7参照)を実行した後、上記第4実施形態に係る第3補正処理(図14参照)のステップS43に進む。信号処理部43は、検出基準補正処理のサブ処理を実行することによって、光源31の経時変化等に伴う、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する。
ステップS43において、信号処理部43は、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHの補正が終了した旨を表す表示、例えば、「補正が終了しました。」の表示をディスプレイ16に表示した後、上記第4実施形態に係る第3補正処理(図14参照)のステップS44の処理に進む。
ステップS44において、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75からOFF信号が入力されるのを待つ(S44:NO)。そして、信号処理部43は、蓋検出スイッチ75からOFF信号が入力された場合は(S44:YES)、蓋73が取り外されたと判定して、第4補正処理を終了する。尚、ポンプ25は、停止されることなく、連続して駆動されている。
以上詳細に説明した通り、第5実施形態に係る粒子検出装置81では、第1実施形態に係る粒子検出装置1が奏する効果と同一の効果を奏することができる。また、吸引流路部21の吸気口21Aを封鎖した封鎖状態と開放した開放状態とを蓋73を用いて、手動で切替可能な構造であるため、簡易な構成にすることができ、製造コストを削減することができる。
また、蓋73による吸気口21Aの封鎖状態に連動して、光通過領域37の光の通過量を減光状態に設定できる。また、蓋73による吸気口21Aの開放状態に連動して、光通過領域37の光通過量を通常状態に設定することができ、測定ノイズの低減化を図り、補正精度の向上を図ることができる。また、蓋73には、フィルターケース83が設けられているため、ポンプ25を停止することなく、光通過領域37の光の通過量を減光状態に設定できると共に、測定ノイズの低減化を図り、補正精度の向上を図ることができる。ここで、蓋73とフィルターケース83とは、粒子進入防止部の一例として機能する。
[第6実施形態]
次に、第6実施形態に係る粒子検出装置91について、図17及び図18に基づいて説明する。第6実施形態に係る粒子検出装置91は、第1実施形態に係る粒子検出装置1とほぼ同じ構成である。但し、図17に示すように、吸引流路部21に替えて、通常時流路部材92と、補正時流路部材93とが設けられている点で異なっている。
図17に示すように、通常時流路部材92は、吸引流路部21とほぼ同じ構造で、空気中を落下する小さな粒子が進入可能な断面略円形の透明な筒状に形成されている。補正時流路部材93は、通常時流路部材92と同じ形状で、断面略円形の透明な筒状に形成されると共に、上端部が薄い円板状の蓋95によって閉鎖されている。そして、通常時流路部材92と補正時流路部材93とは、検出部27の光軸L1に対して直交する方向に並んで配置されている。
また、通常時流路部材92と補正時流路部材93とは、移動機構96によって、検出部27の検知領域36を通過して、検出部27の光軸L1に対して直交する方向に沿って、往復移動可能に設けられている。そして、通常時には、通常時流路部材92が、移動機構96によって、検出部27の検知領域36に位置される。また、信号処理部43が上記検出基準補正処理のサブ処理(図7参照)を実行する場合は、補正時流路部材93が、移動機構96によって、検出部27の検知領域36に位置される。
また、通常時流路部材92が、検出部27の検知領域36に位置された場合には、通常時流路部材92の上端の開口が、本体ケース11の吸気口21Aに接続される。同時に、通常時流路部材92の下端の開口が、ポンプ25の鉛直方向上方側に設けられた不図示の吸気口に接続される。一方、補正時流路部材93が、検出部27の検知領域36に位置された場合には、補正時流路部材93の蓋95が、本体ケース11の吸気口21Aに接続されて、吸気口21Aが閉鎖される。同時に、補正時流路部材93の下端の開口が、ポンプ25の鉛直方向上方側に設けられた不図示の吸気口に接続される。
また、図17に示すように、補正時流路部材93の壁面93Bには、正面視細長矩形状または正面視細長軸状で、コリメート光を遮光する減光部97が、光通過領域37を鉛直方向に沿って上下両側に突出するように、受光側レンズ35に対向して配置されている。ここで、減光部97が、コリメート光を遮光する遮光量は、粒子検出装置91の計測誤差の補正時に、粒子Wを検知する検知領域36に基準粒子のみを投入した状態の遮光量と同等の遮光量になるように設定されている。尚、減光部97は、光通過領域37内の光軸L1に対して直交する鉛直線上に配置されると共に、光軸L1が減光部97の幅方向の略中央位置に垂直に通るように配置されるのが好ましい。
また、粒子検出装置91の電気的構成は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の電気的構成とほぼ同じ構成である。但し、開閉用アクチュエータ42に替えて、移動機構96が電気的に接続されている。
次に、上記のように構成された粒子検出装置91の信号処理部43が実行する、検出部27の検知領域36を通過した粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する第5補正処理の一例について図18に基づいて説明する。図18は、信号処理部43が実行する第5補正処理の一例を示すメインフローチャートである。
尚、信号処理部43は、起動された場合に、所定時間毎(例えば、約5分~10分間隔)にて、図18のフローチャートで示される処理手順を繰り返し実行する。図18及び図7のフローチャートで示されるプログラムは、EEPROMに予め記憶されている。また、信号処理部43は、設定された電力に応じた電力指示信号を光源駆動回路45に出力している。信号処理部43は、ポンプ25に電力を供給して駆動している。また、通常時には、通常時流路部材92が、移動機構96によって、検出部27の検知領域36に位置されている。
図18に示すように、信号処理部43は、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS11~ステップS12の処理を実行する。そして、ステップS12において、信号処理部43は、ポンプ25の駆動を停止した後、ステップS51に進む。ステップS51において、信号処理部43は、移動機構96を駆動して、通常時流路部材92と補正時流路部材93とを光軸L1に直交する方向に沿って、例えば、奥側へ、つまり、補正時の位置へ移動させる。そして、信号処理部43は、補正時流路部材93が検出部27の検知領域36に位置すると、移動機構96を停止する。
その結果、補正時流路部材93の壁面93Bに配置された減光部97が、光通過領域37を鉛直方向に沿って上下両方向に突出して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態に切り替えられる。また、蓋95によって吸気口21Aが閉鎖されるため、粒子が補正時流路部材93に進入することを防止できる。その後、信号処理部43は、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS14の処理に進む。
ステップS14において、信号処理部43は、上記検出基準補正処理のサブ処理(図7参照)を実行した後、ステップS52に進む。信号処理部43は、検出基準補正処理のサブ処理を実行することによって、光源31の経時変化等に伴う、粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正する。
ステップS52において、信号処理部43は、移動機構96を再度、駆動して、通常時流路部材92と補正時流路部材93とを光軸L1に直交する方向に沿って、例えば、手前側へ、つまり、通常時の元の位置へ移動させる。そして、信号処理部43は、通常時流路部材92が検出部27の検知領域36に位置すると、移動機構96を停止する。その後、信号処理部43は、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)のステップS16の処理に進む。ステップS16において、信号処理部43は、ポンプ25を再駆動した後、第5補正処理を終了する。
これより、ポンプ25が再駆動されると、吸気口21Aから外気が通常時流路部材92に流入し、外気に含まれる粒子が検出部27の検知領域36を通過する。その結果、信号処理部43は、再度、粒子を検出して、粒子の個数をカウントする。
以上詳細に説明した通り、第6実施形態に係る粒子検出装置91では、信号処理部43は、通常時には、通常時流路部材92を検知領域36に位置させ、波高閾値PTHの補正時には、補正時流路部材93を検知領域36に位置させるように切り替える。これにより、補正時流路部材93に設けられた減光部97の遮光量を、予め基準粒子と同等の遮光量に設定することによって、計測誤差の補正を精度よく行うことが可能となる。また、粒子が通過する流路部材を通常時流路部材92に切り替えることによって、粒子の検出を精度よく行うことができる。
従って、第6実施形態に係る粒子検出装置91では、第1実施形態に係る粒子検出装置1が奏する効果と同一の効果を奏することができる。つまり、粒子検出装置91を検査位置から移動させることなく、信号処理部43における粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正することができる。これにより、生産現場等における常時監視を継続しつつ、粒子検出装置91の計測誤差の補正を行うことが可能となる。ここで、蓋95は、粒子進入防止部の一例として機能する。
[第7実施形態]
次に、第7実施形態に係る粒子検出装置101について、図19に基づいて説明する。第1実施形態では、検知領域を通過した通過光を検出する通過光受光タイプの粒子検出装置1について説明したが、第7実施形態では、検知領域に存在する粒子によって散乱された散乱光を検知する散乱光受光タイプの粒子検出装置101について説明する。
第7実施形態に係る粒子検出装置101は、第1実施形態に係る粒子検出装置1とほぼ同じ構造である。但し、図19に示すように、吸引流路部21の軸心に沿って空気を吸引する細い吸引管103が配置されている。吸引管103は、ポンプ25の不図示の吸気口に接続されて、吸引流路部21に流入した外気を吸引するように構成されている。
また、本体ケース11内には、第1実施形態に係る検出部27(図2参照)に替えて、吸引流路部21に流入して、吸引管103に吸引される外気に含まれる粒子を検出する第2検出部105が配置されている。第2検出部105は、光源31と受光素子32とが吸引流路部21を挟んで配置されている。光源31と壁面21Bとの間には、投光レンズ106が配置されている。受光素子32と壁面21Bとの間には、受光レンズ107が配置されている。
投光レンズ106は、光源31から出射された光を照射光として、吸引管103の直上に位置する検知領域109に集光するための光学部材である。受光レンズ107は、検知領域109の方からの光を集光して受光素子32に入射させる光学部材である。光源31から投光レンズ106を介して照射される照射光の光軸L5と、受光素子32が受光レンズ107を介して受光する入射光の光軸L6とは、鉛直方向に対して垂直な同一平面内において、所定角度、例えば、約90度の角度がついて交差するように配置されている。従って、検知領域109は、吸引管103の直上における、各光軸L5、L6が位置する鉛直方向に直交する平面領域が粒子Wを検知する検知領域に設定されている。
また、検知領域109の鉛直方向上側には、細い軸状の光散乱部材39Aを下端側において、同軸に保持する略円柱状の保持部材111が鉛直方向に沿って配置されている。保持部材111は、円柱状で鉛直方向下側へ行くに従って先細りに形成された本体部111Aと、本体部111Aの上端面の中央から上方へ所定長さ突出する軸状の細軸部111Bとから構成されている。従って、光散乱部材39Aは、本体部111Aの下端から同軸に下方へ突出している。
また、保持部材111の細軸部111Bは、天面22から鉛直方向に沿って所定高さ、例えば、高さ約3mm~5mm、突出して、配置されている。そして、本体部111Aは、細軸部111Bの上端面が、天面22と面一になるまで鉛直方向に沿って下方側へ移動可能に設けられ、通常時は、不図示の圧縮コイルバネ等の付勢部材によって、細軸部111Bが天面22から所定高さ突出している。光散乱部材39Aは、細いピンゲージ、例えば、直径約0.5mmのピンゲージ等を用いることができる。
また、蓋41が天面22側へ回動されて天面22に接触した場合は、天面22から突出する細軸部111Bの上端面が、蓋41によって押下されて、天面22と面一になるように押し込まれる。その結果、保持部材111が鉛直方向下側へ移動して、光散乱部材39Aの下端部が検知領域109から鉛直方向下側に突出して、照射された光を散乱させ一部が受光レンズ107に入光する。このため、受光レンズ107と受光素子32との間の光通過領域37において、散乱光の光量が増大した光量変更状態に切り替えられる。
ここで、光散乱部材39Aによる、受光レンズ107への入光量は、粒子検出装置101の計測誤差の補正時に、粒子Wを検知する検知領域109に基準粒子のみを投入した状態での散乱光の一部の入光量と同等の光量になるように設定されている。
また、第7実施形態に係る粒子検出装置101の電気的構成は、第1実施形態に係る粒子検出装置1の電気的構成と同じ構成である。ここで、第2検出部105の光源31は、発光部の一例として機能する。第2検出部105の受光素子32は、受光部の一例として機能する。
上記のように構成された粒子検出装置101では、信号処理部43は、上記第1実施形態に係る第1補正処理(図6参照)を実行することによって、第2検出部105の検知領域109を通過した粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正できる。つまり、第7実施形態に係る粒子検出装置101では、第1実施形態に係る粒子検出装置1が奏する効果と同一の効果を奏することができる。従って、粒子検出装置101を検査位置から移動させることなく、信号処理部43における粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正することができる。これにより、生産現場等における常時監視を継続しつつ、粒子検出装置101の計測誤差の補正を行うことが可能となる。
[第8実施形態]
次に、第8実施形態に係る粒子検出装置121について、図20に基づいて説明する。第8実施形態に係る粒子検出装置121は、第4実施形態に係る粒子検出装置71とほぼ同じ構成である。また、第8実施形態に係る粒子検出装置121の電気的構成は、第4実施形態に係る粒子検出装置81の電気的構成とほぼ同じ構成である。但し、図20に示すように、第8実施形態に係る粒子検出装置121は、遮光部材39に替えて、蓋73の挿入部73Bの下端面に、挿入部73Bと同軸に細い軸状の遮光部材123が下方に突出するように設けられている点で異なっている。
図20に示すように、蓋73の挿入部73Bを吸気口21Aに押し込んで、把持部73Aの下端面を本体ケース11の天面22に接触させた場合には、遮光部材123の下端部が、検出部27の検知領域36から鉛直方向下側に突出するように構成されている。その結果、遮光部材123の下端部が検知領域36から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光することによって、光通過領域37の光通過量が低下した減光状態に切り替えられる。遮光部材123は、細いピンゲージ、例えば、直径約0.5mmのピンゲージ等を用いることができる。
ここで、遮光部材123の下端部が検知領域36から鉛直方向下側に突出して、コリメート光を遮光する遮光量は、粒子検出装置121の計測誤差の補正時に、粒子Wを検知する検知領域36に基準粒子のみを投入した状態の遮光量と同等の遮光量になるように設定されている。
上記のように構成された粒子検出装置121では、信号処理部43は、上記第4実施形態に係る第3補正処理(図14参照)を実行することによって、検出部27の検知領域36を通過した粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正できる。つまり、第8実施形態に係る粒子検出装置121では、第4実施形態に係る粒子検出装置71が奏する効果と同一の効果を奏することができる。
また、吸引流路部21の吸気口21Aを封鎖した封鎖状態と開放した開放状態とを蓋73を用いて、手動で切替可能な構造であるため、簡易な構成にすることができ、製造コストを削減することができる。また、蓋73の挿入部73Bの下端面に細い軸状の遮光部材123を設けることによって、蓋73による吸気口21Aの封鎖状態に連動して、光通過領域37の光の通過量を減光状態に設定でき、製造コストを更に削減することができる。
また、粒子検出装置121を検査位置から移動させることなく、信号処理部43における粒子の検出判定基準である波高閾値PTHを補正することができる。これにより、生産現場等における常時監視を継続しつつ、粒子検出装置121の計測誤差の補正を行うことが可能となる。
本発明は上述した第1実施形態乃至第8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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。