JPH0346778B2 - - Google Patents
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- JPH0346778B2 JPH0346778B2 JP61190383A JP19038386A JPH0346778B2 JP H0346778 B2 JPH0346778 B2 JP H0346778B2 JP 61190383 A JP61190383 A JP 61190383A JP 19038386 A JP19038386 A JP 19038386A JP H0346778 B2 JPH0346778 B2 JP H0346778B2
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- particle
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- chamber
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般に空気中の粒子の空気力学的サイ
ズ（空力粒度）および電荷を測定する装置に関
し、特にエーロゾル（煙霧質）を音場および電場
に入れた後、レーザー・ドツプラー速度計（ベロ
シメータ）を用いて個々の空中粒子の運動を検知
する装置に関する。
ズ（空力粒度）および電荷を測定する装置に関
し、特にエーロゾル（煙霧質）を音場および電場
に入れた後、レーザー・ドツプラー速度計（ベロ
シメータ）を用いて個々の空中粒子の運動を検知
する装置に関する。
種々の異なる装置を用いて空中粒子の電荷およ
びサイズの測定がなされてきた。24レビユー・オ
ブ・サイエンテイフイツク・インスツルメント
（Review of Scientific Instruments）586（1953
年８月）の、ジヨゼフ・アイ・マスターズ
（Joseph I.Masters）による、「エーロゾル・ア
ナライザー（An Aerosol Analyser）」と題する
論文は荷電したエーロゾル粒子を濾紙上に集めた
後、集めた粒子の平均電荷を測定する装置を記載
している。しかし粒子の電荷分布は決定されない
し、また２極電荷の存在も決定されない。
びサイズの測定がなされてきた。24レビユー・オ
ブ・サイエンテイフイツク・インスツルメント
（Review of Scientific Instruments）586（1953
年８月）の、ジヨゼフ・アイ・マスターズ
（Joseph I.Masters）による、「エーロゾル・ア
ナライザー（An Aerosol Analyser）」と題する
論文は荷電したエーロゾル粒子を濾紙上に集めた
後、集めた粒子の平均電荷を測定する装置を記載
している。しかし粒子の電荷分布は決定されない
し、また２極電荷の存在も決定されない。
219ネイチヤー（Nature）259（1968年７月20
日）のダブリユー・ジエー・メゴー（W.J.
Megaw）他による「ミクロン未満粒子の電気的
移動性（Electrical Mobility of Sub−micron
Particles）」と題する論文は試料の電気的移動性
を決定し得るように放射性エーロゾルを通過させ
る、銅箔で裏打ちされた箱に沈着物を集める装置
を記載している。エーロゾルの入口の回りに濾過
された空気を通して、流れの厚みを調整すること
が可能にされる。
日）のダブリユー・ジエー・メゴー（W.J.
Megaw）他による「ミクロン未満粒子の電気的
移動性（Electrical Mobility of Sub−micron
Particles）」と題する論文は試料の電気的移動性
を決定し得るように放射性エーロゾルを通過させ
る、銅箔で裏打ちされた箱に沈着物を集める装置
を記載している。エーロゾルの入口の回りに濾過
された空気を通して、流れの厚みを調整すること
が可能にされる。
ルイス（Lewis）他の米国特許第4375673号は
荷電スペクトルグラフを開示し、そこでは一連の
矩形電極によつて均質の電場を荷電したトーナー
粒子にかけ、濾紙上に粒子を集めて、その粒子の
ずれから平均のサイズと電荷を見出すことができ
るようにする。
荷電スペクトルグラフを開示し、そこでは一連の
矩形電極によつて均質の電場を荷電したトーナー
粒子にかけ、濾紙上に粒子を集めて、その粒子の
ずれから平均のサイズと電荷を見出すことができ
るようにする。
準弾性光散乱による浮遊粒子の測定
（Measurement of Suspended Particles by
Quasi−Elastic Light Scattering 327）（1983年
ビー・ダーネケ（B.Dahneke）刊）のマズムデ
ル（Mazumder）他による「単独粒子に基づく空
力直径および静電荷の同時測定（Simultaneous
Measurements of Aerodynamic Diameter and
Electrostatic Charge on ａ Single Particle
Basis）」は、振動する電界を粒子にかけて、電
界に対する粒子の位相遅れからそのサイズと電荷
を決定する、エアロゾル粒子の分析法を開示す
る。装置は粒子の運動を検知するのにレーザー・
ドツプラー速度計を用いる。しかしこの装置によ
つて非荷電粒子は検知し得ない。
（Measurement of Suspended Particles by
Quasi−Elastic Light Scattering 327）（1983年
ビー・ダーネケ（B.Dahneke）刊）のマズムデ
ル（Mazumder）他による「単独粒子に基づく空
力直径および静電荷の同時測定（Simultaneous
Measurements of Aerodynamic Diameter and
Electrostatic Charge on ａ Single Particle
Basis）」は、振動する電界を粒子にかけて、電
界に対する粒子の位相遅れからそのサイズと電荷
を決定する、エアロゾル粒子の分析法を開示す
る。装置は粒子の運動を検知するのにレーザー・
ドツプラー速度計を用いる。しかしこの装置によ
つて非荷電粒子は検知し得ない。
その他の従来技術には次のものが含まれる。マ
ニトバ（Manitoba）ウインペグ（Winnepeg）
における英国先端科学協会（Br.Assoc.Adv.Sci.）
の第79回集会のアー・エー・ミリカン（R.A.
Millikan（1909）、30カナダ化学技報（Canadian
Jour.of Chemistry）1056（1952年12月）のテ
ー・ジレスピー（T.Gillespie）他による「エー
ロゾルの電荷分布を決定するための計測器（An
Instrument for Determining the Electric
Charge Distribution in Aerosols）、ハンソン
（Hanson）他による米国特許第2537628号、コム
リン・シニヤ（Komline，Sr.）他による米国特
許第3723712号、クールター（Coulter）他による
米国特許第3944797号がある。
ニトバ（Manitoba）ウインペグ（Winnepeg）
における英国先端科学協会（Br.Assoc.Adv.Sci.）
の第79回集会のアー・エー・ミリカン（R.A.
Millikan（1909）、30カナダ化学技報（Canadian
Jour.of Chemistry）1056（1952年12月）のテ
ー・ジレスピー（T.Gillespie）他による「エー
ロゾルの電荷分布を決定するための計測器（An
Instrument for Determining the Electric
Charge Distribution in Aerosols）、ハンソン
（Hanson）他による米国特許第2537628号、コム
リン・シニヤ（Komline，Sr.）他による米国特
許第3723712号、クールター（Coulter）他による
米国特許第3944797号がある。
種々のサイズ範囲の粒子に対応する必要がある
場合でも、エーロゾルの中の個々の粒子の空力サ
イズおよび電荷を実時間で迅速に同時測定しエー
ロゾル試料中の粒子のサイズおよび電荷の分布を
求めるために、粒子を音場および電場に同時にか
けて２本ビームのレーザー・ドツプラー・ベロシ
メータ（LDV）が粒子の運動を検知するように
したエーロゾル粒子の電荷およびサイズのアナラ
イザ（分析器）ならびに同方法が与えられる。エ
ーロゾルの個々の粒子は音場による振動運動、さ
らに粒子が荷電している場合には、重ね合せた電
場に平行な水平ドリフト（偏流）を伴つてLDV
の交差ビームを通過して動く。音場に対する粒子
の運動の位相遅れおよび／または振幅が測定され
て粒子の空力的直径が求められる。ついで、電場
に対するドリフトの速度および方向の測定値を用
いて粒子の電荷の大きさと極性を求めることがで
きる。
場合でも、エーロゾルの中の個々の粒子の空力サ
イズおよび電荷を実時間で迅速に同時測定しエー
ロゾル試料中の粒子のサイズおよび電荷の分布を
求めるために、粒子を音場および電場に同時にか
けて２本ビームのレーザー・ドツプラー・ベロシ
メータ（LDV）が粒子の運動を検知するように
したエーロゾル粒子の電荷およびサイズのアナラ
イザ（分析器）ならびに同方法が与えられる。エ
ーロゾルの個々の粒子は音場による振動運動、さ
らに粒子が荷電している場合には、重ね合せた電
場に平行な水平ドリフト（偏流）を伴つてLDV
の交差ビームを通過して動く。音場に対する粒子
の運動の位相遅れおよび／または振幅が測定され
て粒子の空力的直径が求められる。ついで、電場
に対するドリフトの速度および方向の測定値を用
いて粒子の電荷の大きさと極性を求めることがで
きる。
本発明の装置は流れをなして移動するエーロゾ
ル粒子を測定し、電／音場を粒子にかけることに
よつて、迅速かつ正確な分析を与えるので、実時
間で現場測定を行うことができる。
ル粒子を測定し、電／音場を粒子にかけることに
よつて、迅速かつ正確な分析を与えるので、実時
間で現場測定を行うことができる。
音響トランスジユーサによつて発生される音場
を用いれば荷電粒子と非荷電粒子の双方の測定が
可能であり、望ましい実施例において交流パルス
に反転される高電圧パルス電気信号を用いて粒子
の沈殿を少なくする。電場を発生するのに種々の
電極形状を用いることができるが、音場に整合す
る均質の電場を与えるには、音響トランスジユー
サに取付けられたデイスク形電極が望ましい。
を用いれば荷電粒子と非荷電粒子の双方の測定が
可能であり、望ましい実施例において交流パルス
に反転される高電圧パルス電気信号を用いて粒子
の沈殿を少なくする。電場を発生するのに種々の
電極形状を用いることができるが、音場に整合す
る均質の電場を与えるには、音響トランスジユー
サに取付けられたデイスク形電極が望ましい。
種々のサイズの粒子に対応するために本発明の
装置の幾つかの運用パラメータは可変であり、そ
れには広範囲の粒子サイズの測定を可能にするた
めにはLDVの２本のレーザー・ビームの交差角
を変えることが含まれる。清浄な空気流の空間電
荷が精度向上のためにLDVの交差ビーム内の粒
子の滞留時間を制御する。
装置の幾つかの運用パラメータは可変であり、そ
れには広範囲の粒子サイズの測定を可能にするた
めにはLDVの２本のレーザー・ビームの交差角
を変えることが含まれる。清浄な空気流の空間電
荷が精度向上のためにLDVの交差ビーム内の粒
子の滞留時間を制御する。
本発明の装置はまた音響励起による粒子運動を
導き出して音響励起に対する粒子運動の位相遅れ
および／または振幅差を求めることができるよう
に、LDV信号を復調する、プログラム制御され
たマイクロプロセツサと共に使用する信号処理回
路を含む。この電気回路はまた音響励起による粒
子運動の成分を、かけられた電界による成分から
区別することもできる。
導き出して音響励起に対する粒子運動の位相遅れ
および／または振幅差を求めることができるよう
に、LDV信号を復調する、プログラム制御され
たマイクロプロセツサと共に使用する信号処理回
路を含む。この電気回路はまた音響励起による粒
子運動の成分を、かけられた電界による成分から
区別することもできる。
データ処理回路はソフトウエア・プログラムと
連合して、エーロゾル試料の空力的サイズ分布お
よび電荷分布を記憶し、デイスプレーして、分布
を作図することができる。本発明の装置はまたエ
ーロゾル試料の濃度と共に個々の粒子の電気的可
動性の分布を求めて作図することもできる。
連合して、エーロゾル試料の空力的サイズ分布お
よび電荷分布を記憶し、デイスプレーして、分布
を作図することができる。本発明の装置はまたエ
ーロゾル試料の濃度と共に個々の粒子の電気的可
動性の分布を求めて作図することもできる。
本発明の装置は、エーロゾル発生工程の品質管
理、静電式布フイルタおよび静電式沈殿器の評
価、粉末、殊に電子写真術に用いるトーナー粒子
の電荷対質量比の測定、および飛散ごみ管理に用
いる静荷電霧の特性付けに用いられることができ
る。吸入したエーロゾル粒子の静電荷は肺の中の
粒子の維持に影響し得る。よつてエーロゾルによ
る治療において、医療用エーロゾル粒子の静電荷
の分析を、肺への沈着を高めるのに用いる可能性
もある。他の用途も同様に考えられる。
理、静電式布フイルタおよび静電式沈殿器の評
価、粉末、殊に電子写真術に用いるトーナー粒子
の電荷対質量比の測定、および飛散ごみ管理に用
いる静荷電霧の特性付けに用いられることができ
る。吸入したエーロゾル粒子の静電荷は肺の中の
粒子の維持に影響し得る。よつてエーロゾルによ
る治療において、医療用エーロゾル粒子の静電荷
の分析を、肺への沈着を高めるのに用いる可能性
もある。他の用途も同様に考えられる。
以下に添付図面を参照しつつ、本発明の詳細を
記載する。
記載する。
第１図にエーロゾル粒子の電荷／サイズ・アナ
ライザの全体１０が示される。本装置はレーザー
１２、音響−光学モジユレータ１４、ビーム集中
装置１６、リラクセーシヨン（緩和）チヤンバ１
８、散乱光集中装置２０および光検出装置２２を
含む。より具体的には、レーザー１２は偏光され
ていることが望ましい単色光ビーム２４を発生す
る。レーザー・ビーム２４は音響−光学モジユレ
ータ、つまりブラツグ・セル（Bragg cell）１
４を通過する。モジユレータ１４は他のビームに
対し夫々コヒーレント（干渉性）であるが光学的
周波数が異なる幾つかの発散性光ビームを生ず
る。鏡面付きプリズム３０を用いて分散性光ビー
ムの２本２６，２８が分離される。他の分散性光
ビームは使用されないので、窓またはビーム・ス
トツパ（図示せず）などによつて除去される。２
つの光ビーム２６，２８はほぼ等しい光度を有す
ることが望ましい。
ライザの全体１０が示される。本装置はレーザー
１２、音響−光学モジユレータ１４、ビーム集中
装置１６、リラクセーシヨン（緩和）チヤンバ１
８、散乱光集中装置２０および光検出装置２２を
含む。より具体的には、レーザー１２は偏光され
ていることが望ましい単色光ビーム２４を発生す
る。レーザー・ビーム２４は音響−光学モジユレ
ータ、つまりブラツグ・セル（Bragg cell）１
４を通過する。モジユレータ１４は他のビームに
対し夫々コヒーレント（干渉性）であるが光学的
周波数が異なる幾つかの発散性光ビームを生ず
る。鏡面付きプリズム３０を用いて分散性光ビー
ムの２本２６，２８が分離される。他の分散性光
ビームは使用されないので、窓またはビーム・ス
トツパ（図示せず）などによつて除去される。２
つの光ビーム２６，２８はほぼ等しい光度を有す
ることが望ましい。
鏡３２，３４をレンズ３６と共に用いて、２つ
のビーム２６，２８がリラクセーシヨン・チヤン
バ１８の中で交差するように集結される。ビーム
２６，２８が交差すると、粒子が測定のために通
過する測定体積３８を形成する。測定体積３８は
第１および第２の音響トランスジユーサ４０，４
２の間にあり、各トランスジユーサ４０，４２の
面の上にそれぞれ電極４４，４６が取付けられ
る。
のビーム２６，２８がリラクセーシヨン・チヤン
バ１８の中で交差するように集結される。ビーム
２６，２８が交差すると、粒子が測定のために通
過する測定体積３８を形成する。測定体積３８は
第１および第２の音響トランスジユーサ４０，４
２の間にあり、各トランスジユーサ４０，４２の
面の上にそれぞれ電極４４，４６が取付けられ
る。
粒子が測定体積３８を通過する時、ビーム２
６，２８からの光を散乱させる。散乱光４０はレ
ンズ５０，５２により集中されて光検出装置２２
の窓５４を通る、散乱光４８を検知するのにフオ
トマルチプライヤ（光学乗算器）５６が用いられ
る。
６，２８からの光を散乱させる。散乱光４０はレ
ンズ５０，５２により集中されて光検出装置２２
の窓５４を通る、散乱光４８を検知するのにフオ
トマルチプライヤ（光学乗算器）５６が用いられ
る。
測定容積３８を通過した後のビーム２６，２８
からの未散乱光はもう不必要であるからそれぞれ
ビーム・ストツパ５８，６０により阻止される。
からの未散乱光はもう不必要であるからそれぞれ
ビーム・ストツパ５８，６０により阻止される。
本発明の装置に使用されているレーザー１２は
波長0.514μの単一周波数モードで動作するように
調整された、スペクトラ・フイジツクス
（Spectra Physics）社のアルゴンイオン・レー
ザー、モデル164−06である。ビームはレーザ
ー・ハウジングを離れる時に垂直方向に偏光され
る。ヘリウム−ネオン・レーザーはより安価で可
搬性が高いのでアルゴンイオン・レーザーの代り
に使用することができる。
波長0.514μの単一周波数モードで動作するように
調整された、スペクトラ・フイジツクス
（Spectra Physics）社のアルゴンイオン・レー
ザー、モデル164−06である。ビームはレーザ
ー・ハウジングを離れる時に垂直方向に偏光され
る。ヘリウム−ネオン・レーザーはより安価で可
搬性が高いのでアルゴンイオン・レーザーの代り
に使用することができる。
光ビーム２４は40MHzだけ周波数をずらされた
光ビームを発生するクリスタル・テクノロジー
（Crystal Technology）社の音響−光学モジユレ
ータ、モデル3110に送られる。
光ビームを発生するクリスタル・テクノロジー
（Crystal Technology）社の音響−光学モジユレ
ータ、モデル3110に送られる。
リラクセーシヨン・チヤンバ
第２図はリラクセーシヨン・チヤンバ１８の詳
細図である。リラクセーシヨン・チヤンバ１８
は、エーロゾル粒子６４を引き込む入口管６２
と、チヤンバ１８の内部７０の中に僅かの負圧を
生ずる調整真空系６８に接続される出口管６６を
含む。負圧はエーロゾル粒子６４をチヤンバ内部
７０に引き込む。
細図である。リラクセーシヨン・チヤンバ１８
は、エーロゾル粒子６４を引き込む入口管６２
と、チヤンバ１８の内部７０の中に僅かの負圧を
生ずる調整真空系６８に接続される出口管６６を
含む。負圧はエーロゾル粒子６４をチヤンバ内部
７０に引き込む。
粒子フイルタ７４によつて濾過された後の清浄
空気の空間電荷が供給される空気管７２の中に同
心状に取付けられる入口管６２によつてエーロゾ
ル流が確立される。測定体積３８内の個々の粒子
７６の滞留時間を制御するために正圧空気流源
（図示せず）により空間電荷空気流量を制御する。
測定体積３８を形成する光ビーム２６，２８は窓
（図示せず）を通してリラクセーシヨン・チヤン
バ１８に入れられる。
空気の空間電荷が供給される空気管７２の中に同
心状に取付けられる入口管６２によつてエーロゾ
ル流が確立される。測定体積３８内の個々の粒子
７６の滞留時間を制御するために正圧空気流源
（図示せず）により空間電荷空気流量を制御する。
測定体積３８を形成する光ビーム２６，２８は窓
（図示せず）を通してリラクセーシヨン・チヤン
バ１８に入れられる。
音響トランスジユーサ４０はチヤンバ１８内に
試料エーロゾル６４の流れの方向に直角な定常波
の音場を発生する。チヤンバ１８の内壁８０に吸
音材７８が取付けられ、金属であることが望まし
い壁８０からの反射を減ずる。中にエーロゾル粒
子６４が浮遊する気体は音場によつてチヤンバ１
８の中で正弦波状に動く。音場を監視するのに、
第２の受動型音響トランスジユーサ４２が用いら
れる。音場を知るために能動型トランスジユーサ
４０の駆動信号を監視することも予想される。こ
れは気体の運動を知るのに精度の劣る方法ではあ
る。
試料エーロゾル６４の流れの方向に直角な定常波
の音場を発生する。チヤンバ１８の内壁８０に吸
音材７８が取付けられ、金属であることが望まし
い壁８０からの反射を減ずる。中にエーロゾル粒
子６４が浮遊する気体は音場によつてチヤンバ１
８の中で正弦波状に動く。音場を監視するのに、
第２の受動型音響トランスジユーサ４２が用いら
れる。音場を知るために能動型トランスジユーサ
４０の駆動信号を監視することも予想される。こ
れは気体の運動を知るのに精度の劣る方法ではあ
る。
粘性力によつてエーロゾル６４の粒子は気体の
運動に追従しようとする。粒子の慣性のため、そ
の運動は気体の運動よりも遅れ、振幅は小さくな
る。気体に対する粒子運動の位相遅れおよび相対
振幅低減は音場の種々の周波数における粒子の空
力的直径の関数である。周囲の気体の運動に対す
る粒子の運動の位相または振幅（移動量または速
度）の測定を用いて粒子の空力的直径を直接に計
算することができる。この計算の公式は下記の通
りである。
運動に追従しようとする。粒子の慣性のため、そ
の運動は気体の運動よりも遅れ、振幅は小さくな
る。気体に対する粒子運動の位相遅れおよび相対
振幅低減は音場の種々の周波数における粒子の空
力的直径の関数である。周囲の気体の運動に対す
る粒子の運動の位相または振幅（移動量または速
度）の測定を用いて粒子の空力的直径を直接に計
算することができる。この計算の公式は下記の通
りである。
ただし、
Vpは粒子のピーク速度、
Ugは気体のピーク速度、
ωは音響角周波数
φは粒子の運動と気体の運動の相対位相差。
τpは粒子の「リラクセーシヨン・タイム」とし
て知られ、次式で与えられる： τp＝ρada 2Cc（da）／18η ……(3) ただし、ρa＝１ｇ／cm2、ηは気体の粘性、そし
てCcはカニンガム（Cunningham）スリツプ修正
係数で、気体分子の平均自由行路よりも粒子サイ
ズがあまり大きくない場合に必要な半経験値であ
る。
て知られ、次式で与えられる： τp＝ρada 2Cc（da）／18η ……(3) ただし、ρa＝１ｇ／cm2、ηは気体の粘性、そし
てCcはカニンガム（Cunningham）スリツプ修正
係数で、気体分子の平均自由行路よりも粒子サイ
ズがあまり大きくない場合に必要な半経験値であ
る。
エーロゾルにはまた電極４４，４６のが発生す
る高圧電場のパルスがかけられる。電極４４，４
６の少なくとも１つは、数千Ｖ（ボルト）にも達
することのある高電圧によつて生ずるコロナ放電
を避けるために球形にすることができる。電極４
４，４６はトランスジユーサ４０，４２の面の上
に置いた薄箔または細いワイヤ網の何れかであ
る。コロナ放電はデイスク形の電極の縁に絶縁リ
ムを設けることによつて避けられ、リムは測定体
積３８内に、より均質な電場を生ずる。
る高圧電場のパルスがかけられる。電極４４，４
６の少なくとも１つは、数千Ｖ（ボルト）にも達
することのある高電圧によつて生ずるコロナ放電
を避けるために球形にすることができる。電極４
４，４６はトランスジユーサ４０，４２の面の上
に置いた薄箔または細いワイヤ網の何れかであ
る。コロナ放電はデイスク形の電極の縁に絶縁リ
ムを設けることによつて避けられ、リムは測定体
積３８内に、より均質な電場を生ずる。
強さEsの電場内で電荷ｑを有する粒子が到達す
る最大速度は次式で与えられる： VE＝qCcEs／3πηda ……(4) ただし、Cc、η、daは前記の定義と同じであ
る。
る最大速度は次式で与えられる： VE＝qCcEs／3πηda ……(4) ただし、Cc、η、daは前記の定義と同じであ
る。
流れの方向に垂直な粒子の運動はパルス持続中
にかかる電場による一方向ドリフトと音場による
振動運動との合成である。よつて電場強さEsが既
知であれば、電場によるドリフト速度VEの測定
値を用いて粒子の電荷ｑを計算することができ、
また粒子の空力的直径daは音場による粒子の運動
から求められる。
にかかる電場による一方向ドリフトと音場による
振動運動との合成である。よつて電場強さEsが既
知であれば、電場によるドリフト速度VEの測定
値を用いて粒子の電荷ｑを計算することができ、
また粒子の空力的直径daは音場による粒子の運動
から求められる。
電場を発生するために電極４４，４６にDCパ
ルスがかけられる。後続の各パルスは先行するパ
ルスと同じ極性にすることができる。しかし、こ
れは粒子の沈殿を生ずることが判つているので、
望ましい実施例では後続の各パルスの極性が反転
される。
ルスがかけられる。後続の各パルスは先行するパ
ルスと同じ極性にすることができる。しかし、こ
れは粒子の沈殿を生ずることが判つているので、
望ましい実施例では後続の各パルスの極性が反転
される。
レーザー・ドツプラー・ベロシメータ
測定体積３８は、第３図に見られるように、２
本のビーム２６，２８の交差領域によつて画成さ
れる。２本のビーム２６，２８の電磁波の干渉が
測定体積３８の中に平行な明暗の平面８２の紋様
を生ずる。粒子が測定体積３８を通過するに際
し、粒子から散乱する光の光度は明暗の平面８２
に対する粒子の位置に左右される。平面８２は光
ビーム２６，２８の交差角を２等分するので、チ
ヤンバ１８を通るエーロゾルの流れの方向に平行
で電場および音場に垂直に整合する。よつて、こ
れらの場によつて生ずる粒子の運動は粒子によつ
て散乱させられる光の光度の変化を生ずるが、流
れの方向の粒子の運動は光度の変化を生じない。
ビーム２６，２８相互間の正しい整合が大切であ
る。整合が正しくないと、流れの運動の一部分が
荷電による運動の成分として現われることになる
であろう。
本のビーム２６，２８の交差領域によつて画成さ
れる。２本のビーム２６，２８の電磁波の干渉が
測定体積３８の中に平行な明暗の平面８２の紋様
を生ずる。粒子が測定体積３８を通過するに際
し、粒子から散乱する光の光度は明暗の平面８２
に対する粒子の位置に左右される。平面８２は光
ビーム２６，２８の交差角を２等分するので、チ
ヤンバ１８を通るエーロゾルの流れの方向に平行
で電場および音場に垂直に整合する。よつて、こ
れらの場によつて生ずる粒子の運動は粒子によつ
て散乱させられる光の光度の変化を生ずるが、流
れの方向の粒子の運動は光度の変化を生じない。
ビーム２６，２８相互間の正しい整合が大切であ
る。整合が正しくないと、流れの運動の一部分が
荷電による運動の成分として現われることになる
であろう。
音響−光学モジユレータ１４からの回折された
ビーム２８は回折されないビーム２６から周波数
がずれている。これはモジユレータ（変調装置）
１４の変調周波数pにおいて明暗平面８２の単方
向運動を生ずる。よつて粒子から散乱された光に
よるフオトマルチプライヤ５６における光学信号
は次式で表わされる周波数sを有する。
ビーム２８は回折されないビーム２６から周波数
がずれている。これはモジユレータ（変調装置）
１４の変調周波数pにおいて明暗平面８２の単方
向運動を生ずる。よつて粒子から散乱された光に
よるフオトマルチプライヤ５６における光学信号
は次式で表わされる周波数sを有する。
s＝p＋E＋apsin（2πaｔ） ……(5)
ただし、E＝VE／dfは電場によるドリフト周波
数、ap ＝Vp／dfは音響駆動による最大信号周波
数変化、a ＝音響駆動周波数。
数、ap ＝Vp／dfは音響駆動による最大信号周波
数変化、a ＝音響駆動周波数。
dfは測定体積３８の中のレーザービーム干渉パ
ターンの明るいラインの間隔であり、次式で与え
られる。
ターンの明るいラインの間隔であり、次式で与え
られる。
df＝λ／2sinφ／２ ……(6)
ただし、φは測定体積３８におけるレーザー・
ビーム２６，２８の交差角であり、λはレーザー
光の光学波長である。レーザー・ビーム２６，２
８の光度は均質でなくてガウス形状を有するの
で、測定体積内の光度もガウス形状を有する。
ビーム２６，２８の交差角であり、λはレーザー
光の光学波長である。レーザー・ビーム２６，２
８の光度は均質でなくてガウス形状を有するの
で、測定体積内の光度もガウス形状を有する。
この信号の正弦波部分は電子的周波数復調技法
によつて搬送波周波数（p＋E）から分離され
る。正弦波部分の位相または振幅はマイクロプロ
セツサの中でサイズ較正粒子のそれと比較され、
つぎに計算済みのルツクアツプ（探索）表と比較
されて、その粒子の空力的直径を決めることがで
きる。
によつて搬送波周波数（p＋E）から分離され
る。正弦波部分の位相または振幅はマイクロプロ
セツサの中でサイズ較正粒子のそれと比較され、
つぎに計算済みのルツクアツプ（探索）表と比較
されて、その粒子の空力的直径を決めることがで
きる。
荷電粒子に作用する電場による周波数Eは音響
サイクルの整数時点にて生ずるドツプラー信号の
サイクルの平均周期Tsを測定し、この値を搬送
波の周期１／pと比較して求められる。よつてE
は次式によつて与えられる。
サイクルの整数時点にて生ずるドツプラー信号の
サイクルの平均周期Tsを測定し、この値を搬送
波の周期１／pと比較して求められる。よつてE
は次式によつて与えられる。
E＝（１／Ts）−p
ドリフト速度はVE＝df Eによつて与えられ、粒
子の電荷ｑはここで式(4)から求められる。かけら
れる電場が準定常値に達し、粒子が準定常の移
動、つまりドリフト速度に達した時にのみ測定を
行う。望ましい実施例において、各後続パルスの
電場の極性を反転させるので、沈殿損失は少なく
される。
子の電荷ｑはここで式(4)から求められる。かけら
れる電場が準定常値に達し、粒子が準定常の移
動、つまりドリフト速度に達した時にのみ測定を
行う。望ましい実施例において、各後続パルスの
電場の極性を反転させるので、沈殿損失は少なく
される。
信号処理
測定体積３８を横切り、音場および電場によつ
て駆動される単独の荷電エーロゾル粒子はフオト
マルチプライヤ５６の出力にてFM信号バースト
を生ずる。FM搬送周波数はLDVバイアス周波数
＋粒子の電気可動性に関連する周波数であり、変
調側波帯は正弦波粒子運動によつて生ずる。第５
図に示すように、フオトマルチプライヤ５６の出
力に生ずる電流はミキサー８４に導かれ、ヘテロ
ダイン化、つまりミキシングされて、以後の処理
のための２つのＭHzのFM信号バーストを発生す
る。
て駆動される単独の荷電エーロゾル粒子はフオト
マルチプライヤ５６の出力にてFM信号バースト
を生ずる。FM搬送周波数はLDVバイアス周波数
＋粒子の電気可動性に関連する周波数であり、変
調側波帯は正弦波粒子運動によつて生ずる。第５
図に示すように、フオトマルチプライヤ５６の出
力に生ずる電流はミキサー８４に導かれ、ヘテロ
ダイン化、つまりミキシングされて、以後の処理
のための２つのＭHzのFM信号バーストを発生す
る。
FM信号は位相固定ループ・ベースの信号プロ
セツサ８６により復調される。エーロゾル粒子の
瞬間的速度を表わす信号プロセツサ８６の出力は
帯域３波器に通され、つぎに高速コンパレータ
（第７図）によつてパルス列に変換される。つぎ
にその信号はサイズ・カウンタ８８および電荷カ
ウンタ９０にかけられる。サイズカウンタ８８お
よび電荷カウンタ９０からの出力信号はマイクロ
プロセツサ９２に送られて、各粒子のサイズと電
荷の双方を計算される。各粒子のサイズと電荷の
情報はマイクロプロセツサ９２に記憶される。い
つたん所定量のデータが収集されると、試験され
るエーロゾルのサイズおよび／または電荷の分布
が、マイクロプロセツサ９２を卓上マイクロコン
ピユータのようなマイクロコンピユータ９６に接
続するインターフエース９４を用いて作図され
る。マイクロコンピユータは任意にプリンタ９
８、プロツタ１００およびデイスク・ドライブ１
０２を含むことができる。本発明の装置と共に使
用するフオトマルチプライヤ５６の実例はハママ
ツ（Hamamatsu）のサイドオン・タイプのフオ
トマルチプライヤ・チユーブ、モデルR528であ
る。
セツサ８６により復調される。エーロゾル粒子の
瞬間的速度を表わす信号プロセツサ８６の出力は
帯域３波器に通され、つぎに高速コンパレータ
（第７図）によつてパルス列に変換される。つぎ
にその信号はサイズ・カウンタ８８および電荷カ
ウンタ９０にかけられる。サイズカウンタ８８お
よび電荷カウンタ９０からの出力信号はマイクロ
プロセツサ９２に送られて、各粒子のサイズと電
荷の双方を計算される。各粒子のサイズと電荷の
情報はマイクロプロセツサ９２に記憶される。い
つたん所定量のデータが収集されると、試験され
るエーロゾルのサイズおよび／または電荷の分布
が、マイクロプロセツサ９２を卓上マイクロコン
ピユータのようなマイクロコンピユータ９６に接
続するインターフエース９４を用いて作図され
る。マイクロコンピユータは任意にプリンタ９
８、プロツタ１００およびデイスク・ドライブ１
０２を含むことができる。本発明の装置と共に使
用するフオトマルチプライヤ５６の実例はハママ
ツ（Hamamatsu）のサイドオン・タイプのフオ
トマルチプライヤ・チユーブ、モデルR528であ
る。
第６図はフオトマルチプライヤ５６から復調さ
れた41MHzのレーザー・ドツプラー・バーストを
2MHzの1F周波数に変換するミキサー８４を示
す。ミキサー８４は３段の整調された増幅器部分
１０４、39MHzのローカル・オツシレータ１０
６、ミキサー段１０８およびバツフア１１０から
成る。増幅器１０４の各段は、ミキサー段１０８
およびバツフア１１０と同様に２重ゲートの絶縁
ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）１１２、
モデル3N187およびそのバイアス回路から成る。
れた41MHzのレーザー・ドツプラー・バーストを
2MHzの1F周波数に変換するミキサー８４を示
す。ミキサー８４は３段の整調された増幅器部分
１０４、39MHzのローカル・オツシレータ１０
６、ミキサー段１０８およびバツフア１１０から
成る。増幅器１０４の各段は、ミキサー段１０８
およびバツフア１１０と同様に２重ゲートの絶縁
ゲート電界効果トランジスタ（IGFET）１１２、
モデル3N187およびそのバイアス回路から成る。
第７図はミキサー８４からの２つのＭHzの信号
を受けて復調して2MHz搬送波を除去する信号プ
ロセツサ８６を示す。信号プロセツサ回路は３段
の整調された増幅器１１４，１１６，１１８、リ
ミツタ１２０、および位相固定ループ１２２を含
む。位相固定ループの出力は粒子の瞬間速度を表
わし、増幅器１２４、帯域フイルタ１２６を通し
てアナログ・ゲート１２８に送られる。
を受けて復調して2MHz搬送波を除去する信号プ
ロセツサ８６を示す。信号プロセツサ回路は３段
の整調された増幅器１１４，１１６，１１８、リ
ミツタ１２０、および位相固定ループ１２２を含
む。位相固定ループの出力は粒子の瞬間速度を表
わし、増幅器１２４、帯域フイルタ１２６を通し
てアナログ・ゲート１２８に送られる。
RF限界レベル検出器１３０は増幅段１１８の
出力信号が既定の限界レベルを超えているか決定
し、もしも超えていれば、リード１３２を介して
アナログ・ゲート１２８をトリガーして、アナロ
グ・ゲート１２４にも給電するループ１２２の中
で信号処理順序（シーケンス）を継続する。増幅
器１１８からのRF信号の振幅が選択レベルより
も大きければ、粒子速度の、つまり復調された信
号はアナログ・ゲート１２８を通されて増幅器１
３４および帯域フイルタ１３６に送られる。この
ようにして、低レベルの望ましくない信号が排除
される。
出力信号が既定の限界レベルを超えているか決定
し、もしも超えていれば、リード１３２を介して
アナログ・ゲート１２８をトリガーして、アナロ
グ・ゲート１２４にも給電するループ１２２の中
で信号処理順序（シーケンス）を継続する。増幅
器１１８からのRF信号の振幅が選択レベルより
も大きければ、粒子速度の、つまり復調された信
号はアナログ・ゲート１２８を通されて増幅器１
３４および帯域フイルタ１３６に送られる。この
ようにして、低レベルの望ましくない信号が排除
される。
第２の増幅器１３４および帯域フイルタ１３６
の後に第２のアナログゲート１３８および復調信
号検出器１４０がある。速度信号、つまり復調さ
れた信号の振幅が充分に大きい場合は、アナログ
ゲート１３８を通されてバツフア１４４およびゼ
ロ交叉検出器１４６に送られ、そこで正弦波信号
は5Vの方形波のパルス列に変えられる。音響ト
ランスジユーサ４２からの入力１４８にて受信さ
れる基準信号は増幅器１５０により増幅されて２
段の移相回路１５２，１５４を通される。ゼロ交
叉検出器１５６は基準信号を、復調信号と同様
に、5Vの方形波のパルス列に変換する。ついで
基準パルス列および復調パルス列は排他的論理和
ゲートの形をとる位相デテクタ１５８に送られ
る。生ずる出力は基準信号または復調信号の２倍
の周波数を持つ方形波である。この方形波のパル
ス幅は復調信号と基準信号の位相差である。この
位相差信号はコントロール・タイミング論理ユニ
ツト１６２によりゲート１６４を通されて、リー
ド１６０にあるサイズ・カウンタ８８を送られ
る。
の後に第２のアナログゲート１３８および復調信
号検出器１４０がある。速度信号、つまり復調さ
れた信号の振幅が充分に大きい場合は、アナログ
ゲート１３８を通されてバツフア１４４およびゼ
ロ交叉検出器１４６に送られ、そこで正弦波信号
は5Vの方形波のパルス列に変えられる。音響ト
ランスジユーサ４２からの入力１４８にて受信さ
れる基準信号は増幅器１５０により増幅されて２
段の移相回路１５２，１５４を通される。ゼロ交
叉検出器１５６は基準信号を、復調信号と同様
に、5Vの方形波のパルス列に変換する。ついで
基準パルス列および復調パルス列は排他的論理和
ゲートの形をとる位相デテクタ１５８に送られ
る。生ずる出力は基準信号または復調信号の２倍
の周波数を持つ方形波である。この方形波のパル
ス幅は復調信号と基準信号の位相差である。この
位相差信号はコントロール・タイミング論理ユニ
ツト１６２によりゲート１６４を通されて、リー
ド１６０にあるサイズ・カウンタ８８を送られ
る。
信号プロセツサ８６の回路は第８Ａ図および第
８Ｂ図に、より詳細に示される。
８Ｂ図に、より詳細に示される。
サイズ・カウンタ８８は第９図に示され、信号
プロセツサ８６からの入力１４２，１６０を含
み、その上に位相差信号および復調速度信号が給
電される。サイズカウンタ８８はパルス幅を粒子
サイズの測定値に変換する。サイズカウンタ８８
は信号処理回路の他の部分と協働して音場による
粒子運動を電場による運動から区別する。
プロセツサ８６からの入力１４２，１６０を含
み、その上に位相差信号および復調速度信号が給
電される。サイズカウンタ８８はパルス幅を粒子
サイズの測定値に変換する。サイズカウンタ８８
は信号処理回路の他の部分と協働して音場による
粒子運動を電場による運動から区別する。
位相差パルスの長さ（時間）の測定は、通常は
休止状態に保たれリード１４２のRF信号を検知
して始動される16ビツト・２進リツプル・カウン
タ１６６によつてなされる。12.416MHzオシレー
タのような発振器１６８の信号はNANDゲート
１７０およびNORゲート１７２を通されてカウ
ンタ１６６のクロツク入力１７４に送られ、そこ
で位相差パルスの長さに比例するカウントを発生
する。位相遅れのカウントは３態バツフア１７６
に送られ、ついでデータ母線１７８を経てマイク
ロプロセツサ９２に送られる。望ましい実施例に
おいて、そのような位相遅れの４つのカウントを
蓄積しその平均を求めて精度を上げる。リード１
８０はサイズ・カウンタ８８を電荷カウンタ９０
に接続する。
休止状態に保たれリード１４２のRF信号を検知
して始動される16ビツト・２進リツプル・カウン
タ１６６によつてなされる。12.416MHzオシレー
タのような発振器１６８の信号はNANDゲート
１７０およびNORゲート１７２を通されてカウ
ンタ１６６のクロツク入力１７４に送られ、そこ
で位相差パルスの長さに比例するカウントを発生
する。位相遅れのカウントは３態バツフア１７６
に送られ、ついでデータ母線１７８を経てマイク
ロプロセツサ９２に送られる。望ましい実施例に
おいて、そのような位相遅れの４つのカウントを
蓄積しその平均を求めて精度を上げる。リード１
８０はサイズ・カウンタ８８を電荷カウンタ９０
に接続する。
測定体積３８内を動く荷電粒子は電場により牽
引または反発されて、フオトマルチプライヤ５６
が受信するRF信号の周波数ずれを生ずる。第１
０図に示す電荷カウンタ９０は2MHzの中心周波
数からのこの周波数ずれを測定して、一つの粒子
上の電荷の数を求めることができる。
引または反発されて、フオトマルチプライヤ５６
が受信するRF信号の周波数ずれを生ずる。第１
０図に示す電荷カウンタ９０は2MHzの中心周波
数からのこの周波数ずれを測定して、一つの粒子
上の電荷の数を求めることができる。
信号プロセツサ８６からの2MHzのRF副搬送波
信号はリード１８４を経て受信され、いつぽうリ
ード１８０およびリード１８２はサイズ・カウン
タ８８からの信号を伝える。2MHzの信号は比較
回路１８６によつて方形波に整形される。信号が
リード１８０で受信されて、１個の粒子が測定体
積内にあることを示す時、40MHzTTL発振器１
８８の出力はゲート１９２を通されて４段のリプ
ル・カウンタ１９０に送られる。同時に、RF信
号はゲート１９６を通させて３段カウンタ１９４
に送られる。2MHz搬送波の1024回のゼロ交叉の
後で、ゲート１９２が閉じられる。カウンタ１９
０に生ずる数字は2MHzのRF副搬送波の周期を表
わす。カウンタ１９０に生ずる数字からずれを受
けない搬送波の値を減じて正味周波数ずれを求め
るが、これは粒子の直径が既知であれば、粒子の
電気的可動性、つまり電荷を表わす。３態バツフ
ア１９８はデータ母線２００を介してマイクロプ
ロセツサ９２に接がる。データ・アクセスを同期
させるために制御論理が設けられる。
信号はリード１８４を経て受信され、いつぽうリ
ード１８０およびリード１８２はサイズ・カウン
タ８８からの信号を伝える。2MHzの信号は比較
回路１８６によつて方形波に整形される。信号が
リード１８０で受信されて、１個の粒子が測定体
積内にあることを示す時、40MHzTTL発振器１
８８の出力はゲート１９２を通されて４段のリプ
ル・カウンタ１９０に送られる。同時に、RF信
号はゲート１９６を通させて３段カウンタ１９４
に送られる。2MHz搬送波の1024回のゼロ交叉の
後で、ゲート１９２が閉じられる。カウンタ１９
０に生ずる数字は2MHzのRF副搬送波の周期を表
わす。カウンタ１９０に生ずる数字からずれを受
けない搬送波の値を減じて正味周波数ずれを求め
るが、これは粒子の直径が既知であれば、粒子の
電気的可動性、つまり電荷を表わす。３態バツフ
ア１９８はデータ母線２００を介してマイクロプ
ロセツサ９２に接がる。データ・アクセスを同期
させるために制御論理が設けられる。
ソフトウエア構造
本発明の装置の動作を制御するために同装置と
共に使用されるソフトウエア・プログラム一覧表
を後述する。プログラムの部分は使用者が本発明
の装置の動作を制御することを可能にして、デー
タを取り、データを表示し、データを印刷し、ま
たはデータをデイスク駆動系に転送するのみなら
ず、エーロゾル・サイズおよび電荷の分布を作図
し、試料エーロゾルの電荷およびサイズの分布の
３次元表示を生ずる。
共に使用されるソフトウエア・プログラム一覧表
を後述する。プログラムの部分は使用者が本発明
の装置の動作を制御することを可能にして、デー
タを取り、データを表示し、データを印刷し、ま
たはデータをデイスク駆動系に転送するのみなら
ず、エーロゾル・サイズおよび電荷の分布を作図
し、試料エーロゾルの電荷およびサイズの分布の
３次元表示を生ずる。
本発明の望ましい実施例において、複数のチヤ
ンネルを粒子サイズ検知回路に割当てることによ
つて装置が動作し、一つの粒子のサイズが決定さ
れた後、そのサイズ情報が粒子の概略サイズに対
応するチヤンネルの一つに入れられる。よつて各
粒子についてサイズ計算式の再計算を避けて分析
過程を早めることができる。
ンネルを粒子サイズ検知回路に割当てることによ
つて装置が動作し、一つの粒子のサイズが決定さ
れた後、そのサイズ情報が粒子の概略サイズに対
応するチヤンネルの一つに入れられる。よつて各
粒子についてサイズ計算式の再計算を避けて分析
過程を早めることができる。
本発明の装置は100粒子／秒までの粒子を実時
間に検知し分析するのに使うことができる。電圧
パルスの極性を一つのパルスから次のパルスへ交
替させることなく一定に保つことによつてもつと
粒子検知早さを高めることさえ可能である。しか
し検知早さを高めると、測定体積３８内に２個以
上の粒子が存在することによる共存誤差の可能性
が強まる。
間に検知し分析するのに使うことができる。電圧
パルスの極性を一つのパルスから次のパルスへ交
替させることなく一定に保つことによつてもつと
粒子検知早さを高めることさえ可能である。しか
し検知早さを高めると、測定体積３８内に２個以
上の粒子が存在することによる共存誤差の可能性
が強まる。
本発明の装置は計数した粒子の全数を動作時間
および単位流量中の有効サンプル頻度で除すこと
によつて、エーロゾル内の粒子濃度を求めるのに
用いることもできる。
および単位流量中の有効サンプル頻度で除すこと
によつて、エーロゾル内の粒子濃度を求めるのに
用いることもできる。
種々のサイズの粒子への対応
本発明の装置は数多くのパラメータによつて決
められる既定サイズ範囲の粒子を分析することが
できる。これらのパラメータを変えることによつ
て、本アナライザが動作するサイズ範囲も変える
ことができる。例えば２つの光ビーム２６，２８
の特定の交差角において測定体積３８内の干渉面
８２の間隔が決まる。２つの光ビーム２６，２８
の交差角を変えることによつて干渉面８２の間隔
も変えることができる。異なるサイズの粒子に対
応するために変えることのできる他のパラメータ
には、音響駆動の周波数、電場のパルス長さ、空
間荷電空気とエーロゾル標本空気との流速によつ
て制御される粒子の滞留時間が含まれる。
められる既定サイズ範囲の粒子を分析することが
できる。これらのパラメータを変えることによつ
て、本アナライザが動作するサイズ範囲も変える
ことができる。例えば２つの光ビーム２６，２８
の特定の交差角において測定体積３８内の干渉面
８２の間隔が決まる。２つの光ビーム２６，２８
の交差角を変えることによつて干渉面８２の間隔
も変えることができる。異なるサイズの粒子に対
応するために変えることのできる他のパラメータ
には、音響駆動の周波数、電場のパルス長さ、空
間荷電空気とエーロゾル標本空気との流速によつ
て制御される粒子の滞留時間が含まれる。
複範囲、複チヤンバ・アナライザ
本発明の装置の一実例は複範囲の粒子サイズの
同時分析特性を含む。本発明の第１の、つまり大
形粒子部分２０２は第１１図に示され、小形粒子
部分２０４は第１２図に示される。第１の部分２
０２は488ナノメータ（nm）の波長と100〜800ミ
リワツト（mW）の可変出力を有する単色光レー
ザー１２を含む。光ビーム２４は１対の鏡板２０
６，２０８によつて音響−光学モジユレータ１４
に反射され、該モジユレータは周波数を40MHzだ
けずらせた第２のビームを与える。つぎに２つの
ビームは鏡板２１０によつてダブプリズム
（dove prism）ビーム・スプリツタ２１２に反射
され、該スプリツタは各粒子サイズ範囲について
１対ずつの、２対のビームを発生する。標準キユ
ーブ（正六面体）又は誘電ビーム・スプリツタの
ような他の型式のビーム・スプリツタも本発明に
使用することが考えられている。
同時分析特性を含む。本発明の第１の、つまり大
形粒子部分２０２は第１１図に示され、小形粒子
部分２０４は第１２図に示される。第１の部分２
０２は488ナノメータ（nm）の波長と100〜800ミ
リワツト（mW）の可変出力を有する単色光レー
ザー１２を含む。光ビーム２４は１対の鏡板２０
６，２０８によつて音響−光学モジユレータ１４
に反射され、該モジユレータは周波数を40MHzだ
けずらせた第２のビームを与える。つぎに２つの
ビームは鏡板２１０によつてダブプリズム
（dove prism）ビーム・スプリツタ２１２に反射
され、該スプリツタは各粒子サイズ範囲について
１対ずつの、２対のビームを発生する。標準キユ
ーブ（正六面体）又は誘電ビーム・スプリツタの
ような他の型式のビーム・スプリツタも本発明に
使用することが考えられている。
本実施例の第１の、つまり大形粒子部分２０２
の第１の対のビーム２１６，２１７は、頂点がビ
ーム対２１６，２１７の中心に配置された２重鏡
面プリズム２１４に入射される。２つのビーム２
１６，２１８は反射されて別れて反対方向にそれ
ぞれ鏡板２２０，２２２に向つて進む。つぎにビ
ームは第２の対の鏡板２２４，２２６から第２の
２重鏡面プリズム２２８に反射される。第２の２
重鏡面プリズム２２８から反射されたビーム２１
６，２１８は集結されて第１のリラクセーシヨ
ン・チヤンバ２３０の中で交差する。
の第１の対のビーム２１６，２１７は、頂点がビ
ーム対２１６，２１７の中心に配置された２重鏡
面プリズム２１４に入射される。２つのビーム２
１６，２１８は反射されて別れて反対方向にそれ
ぞれ鏡板２２０，２２２に向つて進む。つぎにビ
ームは第２の対の鏡板２２４，２２６から第２の
２重鏡面プリズム２２８に反射される。第２の２
重鏡面プリズム２２８から反射されたビーム２１
６，２１８は集結されて第１のリラクセーシヨ
ン・チヤンバ２３０の中で交差する。
大形粒子の測定では、ビーム２１６，２１８の
交差角は小さくて、この場合、約3゜である。２つ
のビーム２１６，２１８の交差角が小さいと、２
つのビームの間の散乱光を測定することが困難と
なり、従つてビーム２１６，２１８の進路にビー
ム・ストツプが置かれて、より大きな角度にて測
定される散乱光はレンズの対２３４，２３６によ
り集結され窓２３８を通して第１のフオトマルチ
プライヤ２４０に送られる。
交差角は小さくて、この場合、約3゜である。２つ
のビーム２１６，２１８の交差角が小さいと、２
つのビームの間の散乱光を測定することが困難と
なり、従つてビーム２１６，２１８の進路にビー
ム・ストツプが置かれて、より大きな角度にて測
定される散乱光はレンズの対２３４，２３６によ
り集結され窓２３８を通して第１のフオトマルチ
プライヤ２４０に送られる。
第１２図はこの複範囲実施例の第２部分、つま
り小形粒子部分２０４を示す。第２のビームの対
２４２，２４４をダブ・プリズム・ビームスプリ
ツタ２１２から受けて、前記と同様に鏡板２４６
で反射して２重鏡面プリズム２４８に当てる。１
対の鏡板２５０，２５２が第２の対のビーム２４
２，２４４を比較的大きな角度、例えば40゜にて
集結して第２のリラクセーシヨン・チヤンバ２５
４に送る。
り小形粒子部分２０４を示す。第２のビームの対
２４２，２４４をダブ・プリズム・ビームスプリ
ツタ２１２から受けて、前記と同様に鏡板２４６
で反射して２重鏡面プリズム２４８に当てる。１
対の鏡板２５０，２５２が第２の対のビーム２４
２，２４４を比較的大きな角度、例えば40゜にて
集結して第２のリラクセーシヨン・チヤンバ２５
４に送る。
測定体積の中の粒子によつて生ずる散乱光は第
２の対のレンズ２５６，２５８によつて集結され
て顕微鏡的対物レンズ２６０により集中されて窓
２６２を通して第２のフオトマルチプライヤ２６
４に送られる。よつて、単一の光源で、２つの異
なるサイズ範囲の粒子を分析する２個のチヤンバ
から成るアナライザを駆動することができる。
２の対のレンズ２５６，２５８によつて集結され
て顕微鏡的対物レンズ２６０により集中されて窓
２６２を通して第２のフオトマルチプライヤ２６
４に送られる。よつて、単一の光源で、２つの異
なるサイズ範囲の粒子を分析する２個のチヤンバ
から成るアナライザを駆動することができる。
異なる粒子サイズに対して光ビームの交差角を
変えなければならないだけでなく、リラクセーシ
ヨン・チヤンバ２３０，２５４の中の音響トラン
スジユーサ（図示せず）の周波数も異なる粒子サ
イズを処理しなければならない。よつて複範囲、
複チヤンバの実施例はリラクセーシヨンチヤンバ
２３０，２５４内の音響トランスジユーサを駆動
するための２つの周波数音響ドライバをも含む。
変えなければならないだけでなく、リラクセーシ
ヨン・チヤンバ２３０，２５４の中の音響トラン
スジユーサ（図示せず）の周波数も異なる粒子サ
イズを処理しなければならない。よつて複範囲、
複チヤンバの実施例はリラクセーシヨンチヤンバ
２３０，２５４内の音響トランスジユーサを駆動
するための２つの周波数音響ドライバをも含む。
第１３図は1kHzの周波数にて音響トランスジ
ユーサを駆動するのに用いられる音響ドライバを
示す。1kHzドライブは１対の10分の１回路２６
８，２７０に給電する100kHz発振器２６６を含
む。信号は形式回路２７２、バツフア２７４およ
び帯域フイルタ２７６を通した後で大形粒子部分
２０２の第１の能動トランスジユーサに送られ
る。このようにして、第１の音響トランスジユー
サによつて正弦波形1kHz音場が発生される。
ユーサを駆動するのに用いられる音響ドライバを
示す。1kHzドライブは１対の10分の１回路２６
８，２７０に給電する100kHz発振器２６６を含
む。信号は形式回路２７２、バツフア２７４およ
び帯域フイルタ２７６を通した後で大形粒子部分
２０２の第１の能動トランスジユーサに送られ
る。このようにして、第１の音響トランスジユー
サによつて正弦波形1kHz音場が発生される。
第１４図は第１３図の回路の1kHz部分の回路
図である。図示のように発振器２６６は10分の１
回路２６８，２７０に給電する。演算増幅器の形
をとる波形形成回路２７２はバツフア２７４に給
電し、ここから３段帯域フイルタ２７６に給電す
る。第１５図に示す第２の音響ドライバは10分の
１回路２８０、波形形成回路２８２、そして増幅
器２８４に給電する240kHz発振器２７８を含む。
この音響ドライバは小形サイズの粒子のための第
２のリラクセーシヨン・チヤンバ２５４内の第２
の能動音響トランスジユーサを駆動する24kHz信
号を発生する。24kHzドライバ回路の回路図は第
１６図に示される。
図である。図示のように発振器２６６は10分の１
回路２６８，２７０に給電する。演算増幅器の形
をとる波形形成回路２７２はバツフア２７４に給
電し、ここから３段帯域フイルタ２７６に給電す
る。第１５図に示す第２の音響ドライバは10分の
１回路２８０、波形形成回路２８２、そして増幅
器２８４に給電する240kHz発振器２７８を含む。
この音響ドライバは小形サイズの粒子のための第
２のリラクセーシヨン・チヤンバ２５４内の第２
の能動音響トランスジユーサを駆動する24kHz信
号を発生する。24kHzドライバ回路の回路図は第
１６図に示される。
上記の複粒子サイズ範囲アナライザは直径0.2
〜20μの粒子サイズについて動作する。第１１図
に示す大形粒子測定部分２０２は間隔約12.0μの
干渉縞を生じ、2.0〜20.0μのサイズ範囲の粒子を
分析することができる。本実施例の第２の部分２
０４は間隔約1μの干渉縞を発生し、直径0.2〜
6.0μの範囲の粒子を分析することができる。この
ようにして２つのリラクセーシヨン・チヤンバお
よび単一レーザー光源を有する装置により広範囲
の粒子サイズを分析することができる。レーザー
光ビームは大形粒子のために第１の感知ビーム対
に分離され、小形粒子のための第２の感知ビーム
対に分離される。各感知ビームの対は集結されて
それぞれの周波数の音響場を有するそれぞれのリ
ラクセーシヨン・チヤンバの中に測定体積を形成
する。追加のチヤンバを形成するなどして本装置
が分析し得る粒子サイズの範囲を拡げるためにこ
の概念を応用することが予測される。特定粒子サ
イズの感度を上げるため、また本発明が動作する
サイズ範囲を増すために、本装置の感知パラメー
タを変えることも予測される。
〜20μの粒子サイズについて動作する。第１１図
に示す大形粒子測定部分２０２は間隔約12.0μの
干渉縞を生じ、2.0〜20.0μのサイズ範囲の粒子を
分析することができる。本実施例の第２の部分２
０４は間隔約1μの干渉縞を発生し、直径0.2〜
6.0μの範囲の粒子を分析することができる。この
ようにして２つのリラクセーシヨン・チヤンバお
よび単一レーザー光源を有する装置により広範囲
の粒子サイズを分析することができる。レーザー
光ビームは大形粒子のために第１の感知ビーム対
に分離され、小形粒子のための第２の感知ビーム
対に分離される。各感知ビームの対は集結されて
それぞれの周波数の音響場を有するそれぞれのリ
ラクセーシヨン・チヤンバの中に測定体積を形成
する。追加のチヤンバを形成するなどして本装置
が分析し得る粒子サイズの範囲を拡げるためにこ
の概念を応用することが予測される。特定粒子サ
イズの感度を上げるため、また本発明が動作する
サイズ範囲を増すために、本装置の感知パラメー
タを変えることも予測される。
複範囲、単一チヤンバ・アナライザ
第１７図はビーム集中装置２８６の望ましい実
施例を示す。音響−光学モジユレータ１４によつ
て発生された複数の分散光ビーム２８８が示され
る。ビーム２９０，２９２以外の全てのビームは
基板２９６の縁に取付けられた窓２９４によつて
阻止される。基板２９６上に鏡板３００，３０２
と共に鏡面プリズム２９８が取付けられる。レン
ズ３０４は光ビーム２９０，２９２を集結して測
定体積３０６において交差させる。補足の鏡面プ
リズム３０８が穴３１０，３１２および軸受用Ｖ
形みぞと共に基板２９６に設けられる。それらの
意義は第１８図により明らかにされる。
施例を示す。音響−光学モジユレータ１４によつ
て発生された複数の分散光ビーム２８８が示され
る。ビーム２９０，２９２以外の全てのビームは
基板２９６の縁に取付けられた窓２９４によつて
阻止される。基板２９６上に鏡板３００，３０２
と共に鏡面プリズム２９８が取付けられる。レン
ズ３０４は光ビーム２９０，２９２を集結して測
定体積３０６において交差させる。補足の鏡面プ
リズム３０８が穴３１０，３１２および軸受用Ｖ
形みぞと共に基板２９６に設けられる。それらの
意義は第１８図により明らかにされる。
第１８図は取外し自在の光学マウント３１６を
含むビーム集中装置２８６を示す。取外し自在の
光学マウント３１６発生は２つのビーム２９０，
２９２の交差角を変えるように配置される２つの
補足の鏡板３１８，３２０を含む。測定体積３０
６の位置を変えることなく、干渉縞の間隔を変え
るように、取外し自在の光学マウント３１６を取
外して配置変えすることができる。
含むビーム集中装置２８６を示す。取外し自在の
光学マウント３１６発生は２つのビーム２９０，
２９２の交差角を変えるように配置される２つの
補足の鏡板３１８，３２０を含む。測定体積３０
６の位置を変えることなく、干渉縞の間隔を変え
るように、取外し自在の光学マウント３１６を取
外して配置変えすることができる。
取外し自在の光学マウント３１６の正確な配置
変えは３点可動支持系によつて行われる。３本の
ねじ３２２，３２４，３２６がマウント３１６を
貫通し、各ねじの端に鋼製玉軸受（図示せず）が
取付けられる。第１の軸受は基板２９６にある軸
受穴３１０に入り、第２の軸受は回転方向の位置
変えのため同じ基板２９６にあるＶ形みぞ３１４
に入り、第３の軸受は基板２９６の上面に直接に
載る。取外し自在の光学マウント３１６は基板２
９６のねじ穴３１２に、ばね負荷取付けボルト３
２８によつてばね取付けされる。鏡板３１８，３
２０を最初に整合させる前に、取外し自在マウン
ト３１６を基板２９６に平行に設定するのに３本
のねじ３２２，３２４，３２６が使用される。つ
ぎに、この最初の整合の後で移動を防ぐためにロ
ツクナツト３３０，３３２，３３４をそれぞれ締
める。
変えは３点可動支持系によつて行われる。３本の
ねじ３２２，３２４，３２６がマウント３１６を
貫通し、各ねじの端に鋼製玉軸受（図示せず）が
取付けられる。第１の軸受は基板２９６にある軸
受穴３１０に入り、第２の軸受は回転方向の位置
変えのため同じ基板２９６にあるＶ形みぞ３１４
に入り、第３の軸受は基板２９６の上面に直接に
載る。取外し自在の光学マウント３１６は基板２
９６のねじ穴３１２に、ばね負荷取付けボルト３
２８によつてばね取付けされる。鏡板３１８，３
２０を最初に整合させる前に、取外し自在マウン
ト３１６を基板２９６に平行に設定するのに３本
のねじ３２２，３２４，３２６が使用される。つ
ぎに、この最初の整合の後で移動を防ぐためにロ
ツクナツト３３０，３３２，３３４をそれぞれ締
める。
よつて、２つの光ビーム２９０，２９２の交差
角を変えることにより、本装置によつて分析する
ことのできる粒子サイズが変えられる。
角を変えることにより、本装置によつて分析する
ことのできる粒子サイズが変えられる。
当業者により改造および変更が提案されるであ
ろうが、当業への寄与の範囲に適正かつ合理的に
入るすべての変更および改造を本特許に含めるこ
とが本発明者の意図である。
ろうが、当業への寄与の範囲に適正かつ合理的に
入るすべての変更および改造を本特許に含めるこ
とが本発明者の意図である。
以下前述のプログラム一覧表を記載する。
第１図は本発明の原理によるエーロゾル粒子電
荷・サイズ・アナライザの説明図、第２図は第１
図に示すアナライザのリラクセーシヨン・チヤン
バの断面図、第３図は測定体積を形成する、２つ
の光ビームの交差を示す第１図の部分の斜視図、
第４図は第３図の測定体積の部分切断された拡大
斜視図、第５図は第１図のアナライザと共に使用
する、本発明の原理による信号処理回路の機能ブ
ロツク図、第６図は第５図のミキサーを示す電気
回路図、第７図は第５図の信号プロセツサを示す
機能ブロツク図、第８Ａ図および第８Ｂ図は第７
図の信号プロセツサを示す電気回路図、第９図は
第５図のサイズ・カウンタの電気回路図、第１０
図は第５図の電荷カウンタの電気回路図、第１１
図は本発明の実施例の大形粒子測定部分の説明
図、第１２図は第１１図に示す実施例の小形粒子
測定部分の説明図、第１３図は第１１図に示す実
施例に使用する音響トランスジユーサ駆動回路の
機能ブロツク図、第１４図は第１３図に示す音響
ドライブの電気回路図、第１５図は第１２図に示
す実施例と共に使用する音響トランスジユーサ・
ドライブの機能ブロツク図、第１６図は第１５図
に示す音響ドライブの電気回路図、第１７図は本
発明の可変範囲型の実施例の光学系の平面図、第
１８図は取外し自在の光学マウントを含む、第１
７図の光学系の平面図。 １０……装置（アナライザ）、１２……レーザ
ー、１４……音響−光学モジユレータ（レーザ
ー・ドツプラー・ベロシメータ）、１６……ビー
ム集中装置、１８……リラクセーシヨン・チヤン
バ、２０……散乱光集中装置、２２……光検出
器、２６，２８……ビーム対、３８……測定体
積、４０，４２……音響トランスジユーサ、４
４，４６……電極素子、５６……フオトマルチプ
ライヤ、８４……ミキサー、８６……信号プロセ
ツサ、８８……サイズ・カウンタ、９０……電荷
カウンタ、９２……マイクロプロセツサ、９６…
…マイクロコンピユータ、１８６……コンパレー
タ、２３０……リラクセーシヨン・チヤンバ、２
４０……フオトマルチプライヤ、２５４……リラ
クセーシヨン・チヤンバ、２６４……フオトマル
チプライヤ、２８６……ビーム集中装置、３０６
……測定体積。
荷・サイズ・アナライザの説明図、第２図は第１
図に示すアナライザのリラクセーシヨン・チヤン
バの断面図、第３図は測定体積を形成する、２つ
の光ビームの交差を示す第１図の部分の斜視図、
第４図は第３図の測定体積の部分切断された拡大
斜視図、第５図は第１図のアナライザと共に使用
する、本発明の原理による信号処理回路の機能ブ
ロツク図、第６図は第５図のミキサーを示す電気
回路図、第７図は第５図の信号プロセツサを示す
機能ブロツク図、第８Ａ図および第８Ｂ図は第７
図の信号プロセツサを示す電気回路図、第９図は
第５図のサイズ・カウンタの電気回路図、第１０
図は第５図の電荷カウンタの電気回路図、第１１
図は本発明の実施例の大形粒子測定部分の説明
図、第１２図は第１１図に示す実施例の小形粒子
測定部分の説明図、第１３図は第１１図に示す実
施例に使用する音響トランスジユーサ駆動回路の
機能ブロツク図、第１４図は第１３図に示す音響
ドライブの電気回路図、第１５図は第１２図に示
す実施例と共に使用する音響トランスジユーサ・
ドライブの機能ブロツク図、第１６図は第１５図
に示す音響ドライブの電気回路図、第１７図は本
発明の可変範囲型の実施例の光学系の平面図、第
１８図は取外し自在の光学マウントを含む、第１
７図の光学系の平面図。 １０……装置（アナライザ）、１２……レーザ
ー、１４……音響−光学モジユレータ（レーザ
ー・ドツプラー・ベロシメータ）、１６……ビー
ム集中装置、１８……リラクセーシヨン・チヤン
バ、２０……散乱光集中装置、２２……光検出
器、２６，２８……ビーム対、３８……測定体
積、４０，４２……音響トランスジユーサ、４
４，４６……電極素子、５６……フオトマルチプ
ライヤ、８４……ミキサー、８６……信号プロセ
ツサ、８８……サイズ・カウンタ、９０……電荷
カウンタ、９２……マイクロプロセツサ、９６…
…マイクロコンピユータ、１８６……コンパレー
タ、２３０……リラクセーシヨン・チヤンバ、２
４０……フオトマルチプライヤ、２５４……リラ
クセーシヨン・チヤンバ、２６４……フオトマル
チプライヤ、２８６……ビーム集中装置、３０６
……測定体積。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粒子の電荷および空力粒度を決定する方法で
あつて、 (a) 与えられた位置において方向付けられる第１
の軸線上に音場を伝播し、 (b) 粒度および電荷が不定の粒子を運ぶ搬送気体
流を駆動し、 (c) 前記粒子の運動と前記搬送気体流の運動との
間に差異を生じさせるために、前記第１の軸線
に直角に方向付けられる第２の軸線において、
前記音場内に前記粒子搬送気体流を指向させ、 (d) 前記粒子の電荷および極性の関数である単方
向ドリフト速度を前記粒子上に発生させるため
に前記音場と同じ位置において指向性電場を伝
播し、 (e) 前記粒子の電荷および空力粒度の尺度として
前記差異および前記単方向ドリフト速度の量を
求めるために、前記粒子を監視すること を含む決定方法。 ２ 前記段階(c)において位相差を生じ、前記段階
(e)で位相差の量を求めることを含む、特許請求の
範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記段階(c)で振幅差を生じ、前記段階(e)で前
記振幅差の量を求めることを含む、特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 ４ 前記音場が正弦波形である、特許請求の範囲
第１項に記載の方法。 ５ 前記電場が交番極性の電気パルスにより伝播
される、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６ 前記段階(e)がさらに、 電磁波の干渉パターンを発生し、 前記干渉パターン内を動く粒子により周波数変
調電磁波を散乱させるために、前記音場および前
記電場の位置において前記干渉パターンを集中さ
せ、 前記粒子により散乱される前記周波数変調電磁
波を感知し、 前記感知する周波数変調電磁波を復調し、 前記復調電磁波を、前記音場を表わす基準信号
と比較し、 前記粒子の運動と前記搬送気体流の運動との前
記差異を定量化し、 前記粒子の前記単方向ドリフト速度を定量化す
ること を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７ 前記干渉パターン内の各粒子について前記定
量化される運動差異および前記定量化されるドリ
フト速度を記憶し、 エーロソルの一試料につき前記運動差異の量お
よび前記ドリフ速度の量をプロツトすること をさらに含む特許請求の範囲第６項に記載の方
法。 ８ 懸濁液中の粒子の粒度と電荷を求める装置で
あつて、 チヤンバを形成する装置であつて、該チヤンバ
にレーザビームを導入し且つ前記粒子により散乱
される光を該チヤンバから出すための窓を有する
形成装置と、 測定すべき粒子を伴入する流体流を前記チヤン
バ内に方向付ける装置と、 前記チヤンバ内に音場を発生する音響トランス
ジユーサと、 前記チヤンバ内に電場を発生する、相互に対向
する第１および第２の電極素子と、 前記窓を通してレーザ・ビームを投射し且つ粒
子のサイズと電荷の関数である前記散乱光の放射
線を検知するための、レーザー作動検知装置と を含む装置。 ９ 前記音響トランスジユーサを前記流体流に対
して調整可能に取付けるための装置をさらに含
む、特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０ 前記トランスジユーサに正弦波形の音場を
発生させるために前記音響トランスジユーサに接
続される装置をさらに含む、特許請求の範囲第８
項に記載の方法。 １１ 前記第１および第２の電極素子にパルス型
電場を発生させるために前記第１および第２の電
極素子に接続される装置をさらに含む、特許請求
の範囲第８項に記載の装置。 １２ 前記第１および第２の電極素子に接続され
る前記装置が前記第１および第２の電極素子にパ
ルス型交番電場を発生させる、特許請求の範囲第
１１項に記載の装置。 １３ 前記チヤンバ内の前記音場を監視するよう
に取付けられる第２の音響トランスジユーサをさ
らに含む、特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １４ 前記第１および第２の電極素子が前記第１
および第２の音響トランスジユーサのそれぞれの
面を横切つて取付けられる、特許請求の範囲第１
３項に記載の装置。 １５ 前記検知される散乱光の放射線から前記粒
子のサイズを求める装置と、 前記検知される散乱光の放射線から前記粒子の
電荷を求める装置と をさらに含む、特許請求の範囲第８項に記載の装
置。 １６ 懸濁液中の複数の粒子の粒度と電荷の分布
をプロツトする装置をさらに含む、特許請求の範
囲第１５項に記載の装置。 １７ 前記散乱光の放射線を検知する装置がフオ
トマルチプライヤ・チユーブを含み、 前記粒子のサイズを決定する装置および前記粒
子の電荷を決定する装置が、前記フオトマルチプ
ライヤ・チユーブの出力に接続されるミキサー
と、前記ミキサーからの信号を処理するように接
続されるデモジユレータと、前記処理される信号
を基準信号と比較するために前記デモジユレータ
の出力に接続されるコンパレータと を含む特許請求の範囲第１５項に記載の装置。 １８ エーロソル試料中の複数の粒子の粒度と電
荷を測定するための装置であつて、 分散する１対のビームを発生させるために接続
される音響−光学モジユレータを含むレーザ・ド
ツプラー・ベロシメータと、 前記分散するビームの対を集中して干渉面の測
定体積を形成させるために取付けられるビーム集
中装置と、 前記分散するビーム対が集中されるリラクセー
シヨン・チヤクバと、 前記リラクセーシヨン・チヤンバを通して、前
記干渉面にほぼ平行な前記エーロゾル試料の空気
流を確立する装置と、 前記リラクセーシヨン・チヤンバ内で前記空気
流を横切る音場を発生させるために接続される能
動音響トランスジユーサと、 前記リラクセーシヨン・チヤンバ内の前記音場
を監視して基準信号を発生させるために取付けら
れる受動音響トランスジユーサと、 前記能動および受動音響トランスジユーサのそ
れぞれを横切つて取付けられ且つ前記リラクセー
シヨン・チヤンバ内に前記音場と同時にパルス型
電場を発生させ、それにより前記測定体積内の前
記エーロゾル試料中の粒子が前記音場および前記
電場によつて動かされ、前記干渉面から光を散乱
させるように設けられる第１および第２の電極素
子と、 前記粒子の運動からの前記散乱光を集中させる
装置と、 前記集中される散乱光を感知して電気信号を発
生するように取付けられる光検出器と、 前記光検出器から前記電気信号を受けるために
接続され且つ前記基準信号を受けるために前記受
動音響トランスジユーサに接続される信号プロセ
ツサと、 粒子粒度のデータを発生させるために前記信号
プロセツサに接続される粒度カウンタと、 粒子電荷のデータを発生させるために前記信号
プロセツサに接続される電荷カウンタと、 前記粒子粒度のデータおよび前記粒子電荷のデ
ータを蓄積するためのプログラム制御装置とを含
む測定装置。
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