JPH0227235A - 液体中の微粒子計測装置 - Google Patents
液体中の微粒子計測装置Info
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- JPH0227235A JPH0227235A JP63177158A JP17715888A JPH0227235A JP H0227235 A JPH0227235 A JP H0227235A JP 63177158 A JP63177158 A JP 63177158A JP 17715888 A JP17715888 A JP 17715888A JP H0227235 A JPH0227235 A JP H0227235A
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- 239000010419 fine particle Substances 0.000 title abstract description 8
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 2
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、散乱光を検出して液体中の微粒子の特性を求
める微粒子計測装置に係り、特に、散乱光検出の際ノイ
ズとなる迷光の発生を無くし、しかも数え落としが無い
ように計測することを図った液体中微粒子計測装置に関
するもので、例えば、半導体プロセスに用いられる超純
水中のダストカウンタとして、あるいは、バイオ産業に
おいてバクテリアや細胞の大きさや種類を判別する場合
などに使用される。
める微粒子計測装置に係り、特に、散乱光検出の際ノイ
ズとなる迷光の発生を無くし、しかも数え落としが無い
ように計測することを図った液体中微粒子計測装置に関
するもので、例えば、半導体プロセスに用いられる超純
水中のダストカウンタとして、あるいは、バイオ産業に
おいてバクテリアや細胞の大きさや種類を判別する場合
などに使用される。
特開昭５４−１１４２６０には、試料液体を流すフロー
セルの周囲に、さらに試料液の屈折率と等しい屈折率を
持つ液体の流れを作る、いわゆる、シースフローセルを
用いることで、試料液とフローセル内壁との界面からの
迷光を防止する技術の記載がある。
セルの周囲に、さらに試料液の屈折率と等しい屈折率を
持つ液体の流れを作る、いわゆる、シースフローセルを
用いることで、試料液とフローセル内壁との界面からの
迷光を防止する技術の記載がある。
特開昭５１−６９６８３には、液体中では無く、気体中
の微粒子計測装置として、微粒子を含む試料気体をノズ
ルより流出させ、この試料気体の流れと同軸方向に光を
照射する技術の記載がある。
の微粒子計測装置として、微粒子を含む試料気体をノズ
ルより流出させ、この試料気体の流れと同軸方向に光を
照射する技術の記載がある。
気体中の微粒子計測と異なり、液体中の微粒子計測にお
いては次のことが問題となる。すなわち、試料液体の屈
折率と、試料液体を流すフローセルを構成する物質の屈
折率と、外部の空気の屈折率とがそれぞれ異なるため、
各々の界面から発生する散乱光や反射光等が強い迷光と
なることである。
いては次のことが問題となる。すなわち、試料液体の屈
折率と、試料液体を流すフローセルを構成する物質の屈
折率と、外部の空気の屈折率とがそれぞれ異なるため、
各々の界面から発生する散乱光や反射光等が強い迷光と
なることである。
上記の問題に対して、従来は、以下の二つの方法がとら
れている。第１の方法は、試料液体中の計測領域を微小
にし、試料液体と流路内壁との界面から検出領域を遠ざ
けて、界面からの迷光の影響を防ぐ方法である。しかし
、この方法には、計測領域が微小であることから、単位
時間当たり計測できる試料液量が微量であり、また、計
測領域以外の微粒子を数え落とすことになる等の問題点
がある。第２の方法は、従来の技術の項で述べたシース
フローセルを用いる方法である。この場合は、試料液の
流れを照射光のビーム径より細くすることができるので
、数え落としを防止することができる。しかし、この方
法には、次のような問題点がある。試料液の周囲に流す
液体（シース液体）が、微粒子を含まない清純な液体で
なければならず、また、試料液の流れが拡散しないよう
にするためにはシース液を試料液より速く多量に流す必
要があるので、シース液の流量が試料液流量の上限を決
めることになり、実際上、試料液の単位時間当たりの流
量は微量になる等の問題点がある。
れている。第１の方法は、試料液体中の計測領域を微小
にし、試料液体と流路内壁との界面から検出領域を遠ざ
けて、界面からの迷光の影響を防ぐ方法である。しかし
、この方法には、計測領域が微小であることから、単位
時間当たり計測できる試料液量が微量であり、また、計
測領域以外の微粒子を数え落とすことになる等の問題点
がある。第２の方法は、従来の技術の項で述べたシース
フローセルを用いる方法である。この場合は、試料液の
流れを照射光のビーム径より細くすることができるので
、数え落としを防止することができる。しかし、この方
法には、次のような問題点がある。試料液の周囲に流す
液体（シース液体）が、微粒子を含まない清純な液体で
なければならず、また、試料液の流れが拡散しないよう
にするためにはシース液を試料液より速く多量に流す必
要があるので、シース液の流量が試料液流量の上限を決
めることになり、実際上、試料液の単位時間当たりの流
量は微量になる等の問題点がある。
これに対して、本発明者等は、先に、試料液体をノズル
から気体中に糸状に流出させ、この糸状試料液中にその
流れと共軸に光を照射し、糸状試料液の側面外方におい
て糸状試料液中微粒子からの散乱光を検出することで液
体中の微粒子の特性を求める装置を提案した（特願昭６
２−２４７９２７）。
から気体中に糸状に流出させ、この糸状試料液中にその
流れと共軸に光を照射し、糸状試料液の側面外方におい
て糸状試料液中微粒子からの散乱光を検出することで液
体中の微粒子の特性を求める装置を提案した（特願昭６
２−２４７９２７）。
この提案技術の原理的な考え方を、糸状試料液中にその
流れと共軸に光を照射する系に光ファイバを用いる場合
について、第３図により説明する。
流れと共軸に光を照射する系に光ファイバを用いる場合
について、第３図により説明する。
第３図は、試料液体として水を用いて、この試料水内の
光ファイバの先端から放射される光の角度について説明
するための図である。光ファイバ２は、コア部分（屈折
率ｎ工）とクラッド部分（屈折率ｎｚ）とからなる。光
ファイバ２から放出される最大放射角ΦＣは、試料水４
の屈折率をｎｏ（＝１．３３）とすると１次の式で与え
られる。
光ファイバの先端から放射される光の角度について説明
するための図である。光ファイバ２は、コア部分（屈折
率ｎ工）とクラッド部分（屈折率ｎｚ）とからなる。光
ファイバ２から放出される最大放射角ΦＣは、試料水４
の屈折率をｎｏ（＝１．３３）とすると１次の式で与え
られる。
Φ・＝・ｉ−・（Ａ■丁ｌ♂／・。）
ここで、屈折率ｎｔ＋ ｎ２について、一般的な値、ｎ
、＝１．５． ｎ、＝１．４４を用いて計算するとΦＣ
＝２４度となる。一方、試料水４と、そのまわりを囲む
空気（屈折率は１．０）との場合の光の全反射する最大
角度は４１．２度であり、ΦＣより大きい。したがって
、光ファイバ２から出た光は、糸状の試料水４が空気に
囲まれている流路領域においては。
、＝１．５． ｎ、＝１．４４を用いて計算するとΦＣ
＝２４度となる。一方、試料水４と、そのまわりを囲む
空気（屈折率は１．０）との場合の光の全反射する最大
角度は４１．２度であり、ΦＣより大きい。したがって
、光ファイバ２から出た光は、糸状の試料水４が空気に
囲まれている流路領域においては。
必ず全反射する。この光は、試料水４の流路断面の全体
に照射されることになり、照射光の無駄も無く、しかも
数え落としの無い、液体中微粒子計Ｈ１ｌｌ Ｍ 置と
することができる。しかしながら、この提案技術には、
なお、糸状の試料水４がノズル先端部３で囲まれている
領域については、光は全反射せず、迷光が発生するとい
う問題点が残っていた。
に照射されることになり、照射光の無駄も無く、しかも
数え落としの無い、液体中微粒子計Ｈ１ｌｌ Ｍ 置と
することができる。しかしながら、この提案技術には、
なお、糸状の試料水４がノズル先端部３で囲まれている
領域については、光は全反射せず、迷光が発生するとい
う問題点が残っていた。
本発明の目的は、試料液体をノズルから気体中に糸状に
流出させ、この糸状試料液中にその流れと共軸に光を照
射する構成の液体中微粒子計測装置の光照射系に光ファ
イバを用いる場合、照射光を糸状試料液中に完全に閉じ
込めて迷光の発生を無くすることのできる液体中微粒子
計測装置を提供することにある。
流出させ、この糸状試料液中にその流れと共軸に光を照
射する構成の液体中微粒子計測装置の光照射系に光ファ
イバを用いる場合、照射光を糸状試料液中に完全に閉じ
込めて迷光の発生を無くすることのできる液体中微粒子
計測装置を提供することにある。
（１１１１題を解決するための手段〕
上記目的は、光ファイバ先端を出た照射光を。
ノズルの内径面に入射させない光ファイバ先端位置とな
るように配置することにより、達成される。
るように配置することにより、達成される。
−例を挙げれば、ノズル先端と光ファイバ先端との位置
関係を、光ファイバ先端の方がノズル先端より外方に突
出する位置関係とすることにより、上記目的は、容易に
達成される。
関係を、光ファイバ先端の方がノズル先端より外方に突
出する位置関係とすることにより、上記目的は、容易に
達成される。
第１図に本発明の第１の実施例を示す。これは、光ファ
イバ先端をノズル先端より外方に突出させる位置関係と
した場合で、さらに、試料液体としてダストを含んだ水
を用いる例である。試料水供給管１１を通してノズル３
から試料水４を糸状に、外部空気中に流す、実施例では
、ノズル３の噴出口の内径は０．４．＋ａｍであり、し
たがって、糸状の試料水４の外径は約０．４＋＊ｍであ
る。試料水４のノズルからの流出は、試料水供給管１１
の他方端を、高所位置に配置した試料水槽（図示省略）
に接続した自由落下方式で行う。これは、ポンプを用い
て一定圧力で押し出す方式とすることもできる。照射光
源１０からの光をレンズ１で集光し、コア部分の径０．
０５ｍｍ、クラッド部分の外径０．ｈａｍの光ファイバ
２に入れる。照射光としては、一般の可視光を用いる。
イバ先端をノズル先端より外方に突出させる位置関係と
した場合で、さらに、試料液体としてダストを含んだ水
を用いる例である。試料水供給管１１を通してノズル３
から試料水４を糸状に、外部空気中に流す、実施例では
、ノズル３の噴出口の内径は０．４．＋ａｍであり、し
たがって、糸状の試料水４の外径は約０．４＋＊ｍであ
る。試料水４のノズルからの流出は、試料水供給管１１
の他方端を、高所位置に配置した試料水槽（図示省略）
に接続した自由落下方式で行う。これは、ポンプを用い
て一定圧力で押し出す方式とすることもできる。照射光
源１０からの光をレンズ１で集光し、コア部分の径０．
０５ｍｍ、クラッド部分の外径０．ｈａｍの光ファイバ
２に入れる。照射光としては、一般の可視光を用いる。
可視光に限定されず、レーザ光などを照射光として用い
ることもできる。光ファイバ２は試料水供給管１１内に
導入されており、光ファイバ２の先端はノズル３の先端
より外方に突出するように、位置関係が決められる。し
たがって、光ファイバ２から放射される照射光は、第３
図を用いた説明で述べたように、試料水と空気とに屈折
率差（試料水の方が大きい）があることから、試料水中
の全反射により、糸状の流路中に閉じ込められ、しかも
、流路の断面の全面積にわたって照射する。これに対し
て、試料水４中の微粒子からの散乱光は、試料水４の表
面に対して垂直な方向にも発生するので、試料水４内に
閉じ込められることがない。この散乱光をレンズ６で集
光し、スリット７で検出領域を限定し検出器８で検出す
る。
ることもできる。光ファイバ２は試料水供給管１１内に
導入されており、光ファイバ２の先端はノズル３の先端
より外方に突出するように、位置関係が決められる。し
たがって、光ファイバ２から放射される照射光は、第３
図を用いた説明で述べたように、試料水と空気とに屈折
率差（試料水の方が大きい）があることから、試料水中
の全反射により、糸状の流路中に閉じ込められ、しかも
、流路の断面の全面積にわたって照射する。これに対し
て、試料水４中の微粒子からの散乱光は、試料水４の表
面に対して垂直な方向にも発生するので、試料水４内に
閉じ込められることがない。この散乱光をレンズ６で集
光し、スリット７で検出領域を限定し検出器８で検出す
る。
透過光及び試料水は、黒色の光トラック兼試料水回収管
５に入れ回収する。外気中のダストの影響を防止するた
めに、透明材料製のダスト防止用外管９でノズル３及び
回収管５を覆っている。
５に入れ回収する。外気中のダストの影響を防止するた
めに、透明材料製のダスト防止用外管９でノズル３及び
回収管５を覆っている。
本実施例によれば、迷光が存在しない状態で微粒子によ
る散乱光を検出することができる。しかも、試料水の流
路断面の全体に光が照射されるので、試料水中の微粒子
がすべて計測可能で、数え落としがない。
る散乱光を検出することができる。しかも、試料水の流
路断面の全体に光が照射されるので、試料水中の微粒子
がすべて計測可能で、数え落としがない。
第２図は本発明の第２の実施例を示し、光ファイバの先
端を、光ファイバから放射した光がノズル内径面に入射
しない程度にノズル内に設置する例である。試料液体は
、同じくダストを含んだ水である。本実施例が第１図実
施例と相異する点は、光ファイバ２の先端の位置が、ノ
ズル３の先端より内側にある点であり、その他の部分は
第１図実施例と全く同じである３すなわち、第２図及び
その一部拡大図である第３図に示すように、光ファイバ
２の先端位置が、ノズル３の先端位置より、距ＭＬだけ
、ノズル内側となるように、光ファイバ２が配置される
点が、第１図実施例と異なっている。この場合の距離り
の許容限界値Ｌｃは、光ファイバ２から出る光の最大放
射角ΦＣと、糸状の試料水４の径りと、光ファイバ２の
コア部分の径ｄとから次のように求まる。Ｌｃ−ｔａｎ
Φ。＝の許容限界値Ｌｃより小さい値に距離りを設定す
ることにより、光ファイバ２を出た光がノズル３の内径
面に入射することはなくなり、迷光の発生をなくすこと
ができる。
端を、光ファイバから放射した光がノズル内径面に入射
しない程度にノズル内に設置する例である。試料液体は
、同じくダストを含んだ水である。本実施例が第１図実
施例と相異する点は、光ファイバ２の先端の位置が、ノ
ズル３の先端より内側にある点であり、その他の部分は
第１図実施例と全く同じである３すなわち、第２図及び
その一部拡大図である第３図に示すように、光ファイバ
２の先端位置が、ノズル３の先端位置より、距ＭＬだけ
、ノズル内側となるように、光ファイバ２が配置される
点が、第１図実施例と異なっている。この場合の距離り
の許容限界値Ｌｃは、光ファイバ２から出る光の最大放
射角ΦＣと、糸状の試料水４の径りと、光ファイバ２の
コア部分の径ｄとから次のように求まる。Ｌｃ−ｔａｎ
Φ。＝の許容限界値Ｌｃより小さい値に距離りを設定す
ることにより、光ファイバ２を出た光がノズル３の内径
面に入射することはなくなり、迷光の発生をなくすこと
ができる。
本実施例によれば、第１の実施例による効果に加えて、
さらに、光ファイバ先端位置がノズル先端より内側にあ
ることから、糸状試料水の流れの安定性及び流速の安定
性が一層良好になる利点がある。
さらに、光ファイバ先端位置がノズル先端より内側にあ
ることから、糸状試料水の流れの安定性及び流速の安定
性が一層良好になる利点がある。
以上説明したように、本発明によれば、迷光が存在しな
い状態で、しかも数え落としなく液体中の微粒子の特性
を計測することが可能となる。
い状態で、しかも数え落としなく液体中の微粒子の特性
を計測することが可能となる。
第１図は本発明の第１の実施例を一部断面で示す構成図
、第２図は本発明の第２の実施例を一部断面で示す構成
図、第３図は本発明の原理的な考え方を説明する断面図
である。 符号の説明 １．６・・・レンズ ２・・・光ファイバ３・・
・ノズル ４・・・試料水５・・・光トラツ
プ兼試料水回収管 ７・・・スリット ８・・・検出器９・・・ダ
スト防止用外管 ｌＯ・・・照射光源１１・・・試料水
供給管 代理人弁理士 中 村 純之助 ６：Ｌシス ２：光ファイバ゛ ７：スリ１．Ｆ ８：糟出番
、第２図は本発明の第２の実施例を一部断面で示す構成
図、第３図は本発明の原理的な考え方を説明する断面図
である。 符号の説明 １．６・・・レンズ ２・・・光ファイバ３・・
・ノズル ４・・・試料水５・・・光トラツ
プ兼試料水回収管 ７・・・スリット ８・・・検出器９・・・ダ
スト防止用外管 ｌＯ・・・照射光源１１・・・試料水
供給管 代理人弁理士 中 村 純之助 ６：Ｌシス ２：光ファイバ゛ ７：スリ１．Ｆ ８：糟出番
Claims (1)
- １、試料液体をノズルから気体中に糸状に流出させ、こ
の糸状試料液中にその流れと共軸に光を照射し、糸状試
料液中の微粒子からの散乱光を糸状試料液の側面外方に
おいて検出して液体中の微粒子の特性を求める液体中微
粒子計測装置において、上記試料液中にその流れと共軸
に光を照射する系に光ファイバを用い、この光ファイバ
を出た照射光を上記ノズルの内径面に入射させない光フ
ァイバ先端位置となるように上記光ファイバを配置する
ことを特徴とする液体中の微粒子計測装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177158A JPH0227235A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 液体中の微粒子計測装置 |
| DE3832901A DE3832901A1 (de) | 1987-10-02 | 1988-09-28 | Teilchenmessvorrichtung |
| US07/250,615 US4876458A (en) | 1987-10-02 | 1988-09-29 | Apparatus for measuring particles in liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177158A JPH0227235A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 液体中の微粒子計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227235A true JPH0227235A (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16026195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63177158A Pending JPH0227235A (ja) | 1987-10-02 | 1988-07-18 | 液体中の微粒子計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0227235A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5819508A (en) * | 1995-04-06 | 1998-10-13 | Boehringer Mannheim Gmbh | Device for removing or twisting off caps from vessels |
| US9096333B2 (en) | 2011-11-17 | 2015-08-04 | Toyo Jidoki Co., Ltd. | Rotary-type bag filling and packaging machine |
| JP2016522893A (ja) * | 2013-04-26 | 2016-08-04 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニーＢｅｃｔｏｎ， Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 全内部反射を使用して光を収集するための方法およびシステム |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63177158A patent/JPH0227235A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5819508A (en) * | 1995-04-06 | 1998-10-13 | Boehringer Mannheim Gmbh | Device for removing or twisting off caps from vessels |
| US9096333B2 (en) | 2011-11-17 | 2015-08-04 | Toyo Jidoki Co., Ltd. | Rotary-type bag filling and packaging machine |
| JP2016522893A (ja) * | 2013-04-26 | 2016-08-04 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニーＢｅｃｔｏｎ， Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 全内部反射を使用して光を収集するための方法およびシステム |
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