JPH0357940A - 気体中のパーティクル・カウンタ - Google Patents

気体中のパーティクル・カウンタ

Info

Publication number
JPH0357940A
JPH0357940A JP1193748A JP19374889A JPH0357940A JP H0357940 A JPH0357940 A JP H0357940A JP 1193748 A JP1193748 A JP 1193748A JP 19374889 A JP19374889 A JP 19374889A JP H0357940 A JPH0357940 A JP H0357940A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
laser
light
piping
particle counter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1193748A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2943163B2 (ja
Inventor
Shuzo Sasaki
佐々木 修三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP1193748A priority Critical patent/JP2943163B2/ja
Publication of JPH0357940A publication Critical patent/JPH0357940A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2943163B2 publication Critical patent/JP2943163B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気体中のパーティクル・カウンタに関し、半専
体製造装置のガス供給系等、特に高い清浄度を要求され
るガス配管系内用のパーティクル・カウンタに属する. 〔従来の技術〕 従来のガス配管系内の気体中のパーティクル・モニタリ
ング法として、第4図に示すような方式が採用されてい
る。すなわち、図に示すように、被測定ガスの流れてい
る配管13より分岐弁14を用いて、配管13の配管材
料と同様の又はそれ以上の高清浄度配管のための特殊洗
浄を珪したサンプリング導管15にガスを導き、サンプ
リング拡大管16より放出し、気体中のパーティクル・
カウンタ17によりパーティクル数をカウントする.こ
のとき用いられるサンプリング拡大管16の口径は、該
拡大管16から放出されるガス流速が、気体中のパーテ
ィクル・カウンタ17の吸引ガス流速と同等になるよう
に、使用ガス量等から算出して決定する等速吸引法が用
いられる. なお、使用される気体中のパーティクル・カウンタ17
の代表的な光学系構成を第5図に示す.即ち、第4図の
サンプリング系によってサンプリングされたガス22は
サンプル人口23がら吸引され、二重管楕造のノズル2
1の内管を通じて光散乱室20に入り、レーザ光19を
横切ってガス出口25より吸引放出される. なお、サンプリングガス22は、二重管!R遺のノズル
21の外管よりリング状に放出されるクリーン・エアー
24によって覆われ、サンプリングガス22中のパーテ
ィクルが光散乱室20内に放散することが防止されてい
る.レーザ光19は光敗乱室20内でサンプリングガス
22がレーザ光19を横切るとき、サンプリングガス2
2中のパーティクルにより散乱され散乱光を発生し、散
乱光検出部21は該散乱光をサンプリングガス22中の
パーティクル信号として検出する.また、図中、18は
レーザ管、26は非球面レンズ、28は参照光検出部、
29は平而鐘である. 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の気体中のパーティクル・カウンタは可燃
性ガスや毒性ガスの測定ができず、また、減圧下でガス
を流している配管系での測定ができず、さらには半導体
製造装置等のガス供給系において、稼鋤中の装置のガス
供給系での測定ができないという欠点がある. 本発明の目的は前記課題を解決した気体中のパーティク
ル・カウンタを提供することにある.〔発明の従来技術
に対する相違点〕 上述した従来の気体中のパーティクル・カウンタが大気
開放構造であるのに対し、本発明のパーティクル・カウ
ンタは大気遮断構造の楕成となっており、配管内のガス
の種類(但し腐蝕性は除く)、圧力によらず、装置が稼
働状態においても配管内のパーティクル・モニタリング
ができるという相違点を有する. 〔課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するため、本発明に係る気体中のパーテ
ィクル・カウンタは、レーザー発振部,光学レンズ部,
II光部,レーザー受光部から構成される気体中のパー
ティクル・カウンタにおいて、パーティクル・カウンタ
本体をガス配管系中に気密に組み込み、該パーティクル
・カウンタ本体の光学系をガス配管系のガス通路を横切
って配設したものである. 〔実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する.(実施例
1) 第1図は本発明の実施例1を示す縦断面図である. 図において、パーティクル・カウンタは4個のリーク・
タイトなガスケヅト(実施例ではガスゲットにメタルC
リング32を用いたMCGタイプを採用しているが、リ
ーク・タイトなものであれば、他のタイプのガスケット
も可)により配管12に接続されており、ナット33を
ゆるめることにより、配管12から分離できる, 30
はナット33に設けた1J一ク・テストボート、31は
スラスト・ベアングである. パーティクル・カウンタ本体において、レーザ発振部1
はHe−Neレーザ発振管を用いても良いし、可視光半
導体レーザとコリメータレンズを組み合わせ、細い直線
ビームを出力するユニットを用いてもよい.レーザ発振
部1より出力されたレーザ光は、グラン・フーコーグリ
ズム2によりS偏光戒分11とPGM光或分10に分離
され(第2図(a) , (b) #照〉、P偏光成分
10は発振レーザ出力検出部7によりレーザの発振出力
としてモニタ一され、StI光成分11はビーム幅拡大
レンズ3a、光散乱ブロック4、ビーム幅縮小レンズ3
b,S漏光成分11を透過する偏光フィルタ5を経て被
散乱光レーザ出力検出部6によりモニターされる。
第1図の光学系について、さらに第2図(a)、(b)
で説明する. レーザ発振部1から出力されたレーザ光はランダム漏光
レーザ光9となっているが、グラン・フーコープリズム
2を通してS偏光成分11を取り出す.ビーム幅拡大(
又は縮小)レンズ3a,3bは同一曲率半径の凹面及び
凸面からなるシリンドリカル・レンズで、凹面より平行
な細い直線ビームを入射すると、X軸方向に拡大した帯
状のビームに、逆に凸面より前述の帯状ビームを入射す
ると、再び細い直線ビームに縮小する.光散乱ブロック
4は入射側.出射側がそれぞれ内部の光敗乱室37と同
じ曲率半径の凸型シリンドリカル・レンズを外部に接合
した複合レンズとなっている.今、パーティクル・フリ
ーのガスを光敗乱室37に導入した場合は、グラン・フ
ーコープリズム2より出たsl光成分11はビーム幅拡
大レンズ3aにより帯状−ビームとなり、光散乱ブロッ
ク4に入射して若f帯の幅が縮小したビームで光散乱室
37内を通過し、光散乱ブロック4、ビーム幅縮小レン
ズ3bにより、再び細い直線ビームとなって偏光フィル
タ5を通過する.次に、光散乱室37内にパーティクル
を含んだガスを導入した場合、光散乱室31内でレーザ
光はガス中パーティクル8により散乱されランダム個光
レーザ光9を部分的に生じる.即ち、被散乱レーザ出力
検出部6には、散乱されなかったS儲光成分とランダム
漏光レーザ光9の中の前方散乱成分中のS漏光成分しか
到達せず、被散乱レーザ光出力9aは、パルス的な出力
低下を生じ、これがパーティクル信号となる(第2図(
C)), 以上の光学系は、S偏光戒分11とP偏光成分10を入
れ換えて用いてもよい.即ち、一例として、グラン・フ
ーコープリズム2に代えてグラン・トムソンプリズムを
用いてP(I光成分10をサンプル光として取り出し、
S偏光戒分を透過する偏光フィルタ5を90度回転して
、Pa光成分を透過するようにしてもよい.又、漏光フ
ィルタに代えて漏光プリズムを用いてもよい. 以上光学系の説明を行なってきたが、測定するガスの屈
折率が大気又は窒素の場合に極端に異なる場合は、光散
乱ブロック4を外側に接合している凸側シリンドリカル
・レンズの曲率半径が該ガスの屈折率を考慮したものに
交換すれば良い.ガスの屑光及び光散乱ブロック4の汚
損時の光散乱ブロック4の交換は、4ケ所のナット33
をゆるめることで簡単に行なえる. なお、光散乱室37内の帯状のビーム帯Wは使用される
配管13の内径φ、最小検出粒径Q、ガス中のパーティ
クル密度ρ、ガス流量F等に応じて適当に選択して、ビ
ーム幅拡大(又は縮小)レンズ3a,3bの曲率半径を
変更するのが望ましい.具体例として以下の条件を考え
る. φ= 1/4  [inchl =6.35[IuIl
 ,拡大前のレーザ・ビーム径.T=3[μl]粒径0
,2[μm]以上のρ =100  [ ケ/tt” ] * 1  [ ケ/
280cc ]F = 1000 [cc/sin  
]このとき、配管13の断而積S=(φ/2》2πを横
切る単位時間当りのパーティクルfiP=F/ρキ3.
5  [2/win ]。
今、検出頻度γ1=1[ケ/iinlを得るのに必要な
ビーム幅W + = S・γ,/(P・φ):L4[m
]となる.しかし、このときQ=0.2[μm]を得る
ためには、S/N比* 1o−Q og(W.  − 
T/ Q ’ ) =10Qoa (105000) 
:50 [dB]以上の感度が光学系に要求される.一
方、S/N比=30[dB] =10Qog(1000
)程度の感度でQ=0.2  [μm〕を得るのに必要
なビーム幅W2=10’ ・Q2/T:13[μmlと
なり、検出頻度γ 2  =W2   −  P  −
  φ/ S 中(1.01  [  r / min
  コ = 1[ ケ/ 100nin]と@端に低下
する.即ち、パーティクル密度が低い場合は、光学系の
S/N比の許す範囲でビーム幅Wを拡大するのが望まし
く、パーティクル密度が高い場合は、最小検出粒径Qを
下げるためにビーム幅Wは縮小するのが望ましい.(実
施例2) 第3図(a) , (b)は本発明の実施例2を示す横
成図である.第1図で説明した本発明のパーティクル・
カウンタ34はマスフロー・メータ35とベアで配管1
3に組み込まれ、各々からの出力信号である単位時間当
りのパーティクル数αと、ガス流量βはカリキュレータ
36に送られる,カリキュレータ36は上記信号と、光
散乱室37内の断面積Sと光散乱室37内のレーザ光路
38の占有面積Sの比a=s/Sを用いて、パーティク
ル密度ρ=α/(a×β)を出力する.即ち、この実施
例によれば、実施例1では相対的パーティクル密度しか
もたらされないものを、マスフロー・メータ35と組み
合わせることで、パーティクル密度の絶対値を出力する
という利点がある. 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、気体中のパーティクル・
カウンタをガス配管系の梢戒要素の一つとして該配管系
に組み込まれる横造とすることにより、配管内を流れる
可燃性ガスや毒性ガス中のパーティクル・レベルのモニ
ターを可能とし、又滅圧及び加圧下での配管中のパーテ
ィクル・レベルを測定できる効果がある.また、パーテ
ィクル・カウンタを一横成要素とするガス配管系からガ
ス供給を受けている装置を稼[有]状態のままで、該ガ
ス配管系内のパーティクル・レベルのインライン・モニ
タリングが可能となり、該パーティクル・カウンタ上流
部のエアー・オペレートバルブ、ガスフィルター等の劣
化によるパーティクル発生傾向についてもモニターでき
る効果がある.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1を示す断面図、第2図(a)
は第1図の光学系のA−A′線断面図、(b)は同開面
図、(C)は出力波形図、第3図(a),(b)は本発
明の実施例2を示す構成図、第4図は従来例を示す構成
図、第5図は従来の気体中のパーティクル・カウンタの
代表的な光学系構戒図である. 1・・・レーザ発振部 2・・・グラン・フーコープリズム 3a・・・ぐーム幅拡大レンズ 3b・・・ビーム幅縮小レンズ 4・・・光散乱ブロック  5・・・而光フィルタ6・
・・被散乱レーザ出力検出部 7・・・発振レーザ出力検出部 8・・・ガス中パーティクル 9・・・ランダム漏光レーザ光 10・・・P靖光成分    11・・・S@光成分1
2・・・配管       13・・・配管14・・・
分岐弁      15・・・サンプリング導管16・
・・サンプング拡大管 17・・・気体中のパーティクル・カウンタ18・・・
レーザ管     19・・・レーザ光20・・・光散
乱室 21・・・二重管楕遣のノズル 22・・・サンプリング・ガス 23・・・サンプル人口   24・・・クリーン・エ
アー25・・・ガス出口     26・・・非球面レ
ンズ27・・・散乱光検出部   28・・・参照光検
出部29・・・平面鏡 30・・・リーク・テストボート 31・・・スラスト・ベアリング 32・・・ガスケット(メタルCリング)33・・・ナ
ット 34・・・本発明のパーティクル・カウンタ35・・・
マスフロー・メータ 36・・・カリキュレータ 37・・・本発明のパーティクル・カウンタ34の光散
乱室 38・・・光散乱室内のレーザ光路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザー発振部、光学レンズ部、偏光部、レーザ
    ー受光部から構成される気体中のパーティクル・カウン
    タにおいて、パーティクル・カウンタ本体をガス配管系
    中に気密に組み込み、該パーティクル・カウンタ本体の
    光学系をガス配管系のガス通路を横切って配設したこと
    を特徴とする気体中のパーティクル・カウンタ。
JP1193748A 1989-07-26 1989-07-26 気体中のパーティクル・カウンタ Expired - Fee Related JP2943163B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1193748A JP2943163B2 (ja) 1989-07-26 1989-07-26 気体中のパーティクル・カウンタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1193748A JP2943163B2 (ja) 1989-07-26 1989-07-26 気体中のパーティクル・カウンタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0357940A true JPH0357940A (ja) 1991-03-13
JP2943163B2 JP2943163B2 (ja) 1999-08-30

Family

ID=16313157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1193748A Expired - Fee Related JP2943163B2 (ja) 1989-07-26 1989-07-26 気体中のパーティクル・カウンタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2943163B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8704543B2 (en) 2008-07-14 2014-04-22 Advantest Corporation Test head moving apparatus and electronic component testing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8704543B2 (en) 2008-07-14 2014-04-22 Advantest Corporation Test head moving apparatus and electronic component testing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2943163B2 (ja) 1999-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Smith et al. A portable pulsed cavity ring-down transmissometer for measurement of the optical extinction of the atmospheric aerosol
EP1291638A3 (en) Method and apparatus for measuring concentrations of components of fluid
JP5574959B2 (ja) 流体内の汚染物質を遠隔モニタするためのシステム及び方法
US20070092976A1 (en) Continuous emissions monitoring
US7525655B2 (en) Optical design of a particulate measurement system
US3787122A (en) Light scattering particle analyzer
CN103616334A (zh) 光腔衰荡气溶胶消光仪
US20070222984A1 (en) Optical Design of a Measurement System Having Mulitiple Sensor or Multiple Light Source Paths
US20070222986A1 (en) Measurement of Light from a Predefined scatter angle from particulate matter in a media
CN105865997A (zh) 一种基于前向散射原理的大气扬尘浓度测量装置及方法
US10732082B2 (en) Passive aerosol diluter mechanism
US20190011372A1 (en) Detecting black powder levels in flow-lines
JPH0357940A (ja) 気体中のパーティクル・カウンタ
US3535531A (en) High-volume airborne-particle light scattering detector system having rectangularly shaped elongated scanning zone
GB1471335A (en) Apparatus for use in monitoring a stream of gases
JPS61288142A (ja) ガス流中の凝縮性成分の検出装置
JPS5533628A (en) Testing and inspecting device of flow meter
CN114486642A (zh) 一种生物气溶胶分析仪气路系统
CN113865647A (zh) 一种基于cems的碳排放监测系统及实现方法
JPS6280535A (ja) バルブリ−ク検出方法
JPS62159042A (ja) 微粒子分析装置
JPH08136437A (ja) エアーフィルタのリーク検査方法およびそのエアーフィルタの製造方法
JPH08304262A (ja) 微粒子検出器調整用の標準粒子供給装置
JP2001124692A (ja) 微粒子計測装置
Lee et al. Design and performance evaluation of a pressure-reducing device for aerosol sampling from high-purity gases

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees