JPH0510868A - 粒子濃度測定装置 - Google Patents
粒子濃度測定装置Info
- Publication number
- JPH0510868A JPH0510868A JP3164214A JP16421491A JPH0510868A JP H0510868 A JPH0510868 A JP H0510868A JP 3164214 A JP3164214 A JP 3164214A JP 16421491 A JP16421491 A JP 16421491A JP H0510868 A JPH0510868 A JP H0510868A
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- Japan
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- laser
- particle
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- trap
- measuring device
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- Pending
Links
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】レーザトラップ用レーザ２からのレーザ光をセ
ル９内にレンズ７及び８で集光し、集光領域内にトラッ
プしきい値を越える粒子を濃縮する。レーザブレイクダ
ウン用レーザ１からのレーザ光を集光位置を一致させて
照射して粒子によるレーザブレクダウンを誘起させ、そ
のプラズマ光を光検出器１１で検出することにより、セ
ル内の流体中の微粒子濃度を高感度で粒径弁別測定でき
る。 【効果】レーザトラップにより粒子を集光領域内に粒径
弁別して濃縮後、レーザブレイクダウンを誘起すること
により、流体中の微粒子濃度を高感度で粒径弁別測定す
ることができる。
ル９内にレンズ７及び８で集光し、集光領域内にトラッ
プしきい値を越える粒子を濃縮する。レーザブレイクダ
ウン用レーザ１からのレーザ光を集光位置を一致させて
照射して粒子によるレーザブレクダウンを誘起させ、そ
のプラズマ光を光検出器１１で検出することにより、セ
ル内の流体中の微粒子濃度を高感度で粒径弁別測定でき
る。 【効果】レーザトラップにより粒子を集光領域内に粒径
弁別して濃縮後、レーザブレイクダウンを誘起すること
により、流体中の微粒子濃度を高感度で粒径弁別測定す
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度の液体又は気体
中に含まれる微粒子の検出手段に関する。
中に含まれる微粒子の検出手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】微粒子検出手段としては、粒子による散
乱光を検出するレーザ散乱法が広く利用されているが、
さらに検出粒径の小さい検出法として、粒子に誘起され
るレーザブレイクダウンプラズマを検出するレーザブレ
イクダウン法（特願昭60−177552号，特願昭62−277110
号明細書）が開発されている。レーザブレイクダウン法
では、粒径が小さいほど感度が低下するので、粒径弁別
が必要となる。また、レーザ光の集光領域で検出するた
め、レーザ散乱法と比較して、サンプリング量が少ない
問題があった。
乱光を検出するレーザ散乱法が広く利用されているが、
さらに検出粒径の小さい検出法として、粒子に誘起され
るレーザブレイクダウンプラズマを検出するレーザブレ
イクダウン法（特願昭60−177552号，特願昭62−277110
号明細書）が開発されている。レーザブレイクダウン法
では、粒径が小さいほど感度が低下するので、粒径弁別
が必要となる。また、レーザ光の集光領域で検出するた
め、レーザ散乱法と比較して、サンプリング量が少ない
問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、レー
ザブレイクダウン法において、その感度を向上し、粒径
弁別性を付与するものである。
ザブレイクダウン法において、その感度を向上し、粒径
弁別性を付与するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するため、レーザ光の輻射圧による粒子の運動量変
化を使って粒子を捕捉するレーザトラップ法を利用す
る。
達成するため、レーザ光の輻射圧による粒子の運動量変
化を使って粒子を捕捉するレーザトラップ法を利用す
る。
【０００５】
【作用】集光されたレーザ光は、図２に示すように、粒
子と媒質の界面で屈折する。光子は運動量を持つので、
粒子は反跳運動量を受け取ることにより力を受ける。粒
子全体で力を積分して得られる合力は、光強度の強い方
向（焦点方向）を向くので、粒子は集光領域に引き寄せ
られる。すなわち、粒子は集光領域に濃縮される。粒子
を引き寄せる力は、粒子の質量，媒質の粘性力等との釣
合いで決まる。粒径が大きいほど強くなり、粒径に対し
て、トラップの生じるしきい値が存在する。従って、レ
ーザトラップにより、ある粒径（トラップしきい値を越
える粒径）以上の粒子を集光領域にトラップできるの
で、この領域に高強度のレーザパルスを照射すると、従
来のレーザブレイクダウン法より高感度で特定の粒径の
粒子を検出できる。
子と媒質の界面で屈折する。光子は運動量を持つので、
粒子は反跳運動量を受け取ることにより力を受ける。粒
子全体で力を積分して得られる合力は、光強度の強い方
向（焦点方向）を向くので、粒子は集光領域に引き寄せ
られる。すなわち、粒子は集光領域に濃縮される。粒子
を引き寄せる力は、粒子の質量，媒質の粘性力等との釣
合いで決まる。粒径が大きいほど強くなり、粒径に対し
て、トラップの生じるしきい値が存在する。従って、レ
ーザトラップにより、ある粒径（トラップしきい値を越
える粒径）以上の粒子を集光領域にトラップできるの
で、この領域に高強度のレーザパルスを照射すると、従
来のレーザブレイクダウン法より高感度で特定の粒径の
粒子を検出できる。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を、図を用いて説明する。図
１は、本実施例の装置構成を示したものである。本実施
例は、レーザブレイクダウン用パルスレーザ１，レーザ
トラップ用連続発振レーザ２，ビームスプリッタ３及び
４，ミラー５及び６，レンズ７及び８，セル９，フィル
タ１０，光検出器１１、及び信号処理装置１２からな
る。
１は、本実施例の装置構成を示したものである。本実施
例は、レーザブレイクダウン用パルスレーザ１，レーザ
トラップ用連続発振レーザ２，ビームスプリッタ３及び
４，ミラー５及び６，レンズ７及び８，セル９，フィル
タ１０，光検出器１１、及び信号処理装置１２からな
る。
【０００７】レーザトラップ用レーザ２からのレーザ光
１３は、ビームスプリッタ３で強度の異なる二本のビー
ムに分岐された後、レンズ７及び８でセル９の内部で集
光される。セル中に導入された気体又は液体１４中の粒
子は、レーザトラップされ易い粒子（粒径大）と、レー
ザトラップされ難い粒子（粒径小）とに分けられ、それ
ぞれの集光部に濃縮される。レーザブレイクダウン用レ
ーザ１からのレーザパルス１５はビームスプリッタ４に
より等しい強度の二本のビームに分岐後、レーザトラッ
プ用レーザ光と同一の光学系によりセル中の同一位置で
集光される。レーザトラップ用レーザ光に用いるビーム
スプリッタ３及びミラー５は、それと波長の異なるレー
ザブレイクダウン用レーザ光に対しては透明になるよう
コーティングしてある。同一のレンズを通して波長の異
なるレーザ光の集光位置を合致させるには、レーザの発
散角をビームエキスパンダ等を用いて調整しておけば良
い。トラップされた粒子は、集光領域でレーザブレイク
ダウンを誘起する。これによるプラズマ光１６を、レー
ザ光の散乱光を吸収するフィルタ１０を通して光検出器
１１で検出し、信号処理装置１２で計数することにより
粒子濃度を求める。レーザトラップとレーザブレイクダ
ウンのしきい値に対応する粒径を同一としておけば、ト
ラップされていない粒子によるバックグラウンド計数を
低減できる。本実施例では、レーザトラップ用レーザ光
を強度の異なる二本のビームに分岐することにより、粒
径を二分してそれぞれのレーザ光集光部内に粒子を濃縮
し、レーザブレイクダウン法による高感度粒径弁別計数
を達成できる。
１３は、ビームスプリッタ３で強度の異なる二本のビー
ムに分岐された後、レンズ７及び８でセル９の内部で集
光される。セル中に導入された気体又は液体１４中の粒
子は、レーザトラップされ易い粒子（粒径大）と、レー
ザトラップされ難い粒子（粒径小）とに分けられ、それ
ぞれの集光部に濃縮される。レーザブレイクダウン用レ
ーザ１からのレーザパルス１５はビームスプリッタ４に
より等しい強度の二本のビームに分岐後、レーザトラッ
プ用レーザ光と同一の光学系によりセル中の同一位置で
集光される。レーザトラップ用レーザ光に用いるビーム
スプリッタ３及びミラー５は、それと波長の異なるレー
ザブレイクダウン用レーザ光に対しては透明になるよう
コーティングしてある。同一のレンズを通して波長の異
なるレーザ光の集光位置を合致させるには、レーザの発
散角をビームエキスパンダ等を用いて調整しておけば良
い。トラップされた粒子は、集光領域でレーザブレイク
ダウンを誘起する。これによるプラズマ光１６を、レー
ザ光の散乱光を吸収するフィルタ１０を通して光検出器
１１で検出し、信号処理装置１２で計数することにより
粒子濃度を求める。レーザトラップとレーザブレイクダ
ウンのしきい値に対応する粒径を同一としておけば、ト
ラップされていない粒子によるバックグラウンド計数を
低減できる。本実施例では、レーザトラップ用レーザ光
を強度の異なる二本のビームに分岐することにより、粒
径を二分してそれぞれのレーザ光集光部内に粒子を濃縮
し、レーザブレイクダウン法による高感度粒径弁別計数
を達成できる。
【０００８】レーザトラップ用レーザ光の分岐本数に対
応して、粒径分解能を向上できる。粒径の弁別のされ方
は、レーザトラップ用レーザ光の強度またはセル中の流
速で調整できる。また、必ずしも複数にビームを分岐す
る必要は無く、一本でも、レーザトラップされる粒子と
されない粒子とに弁別ができる。
応して、粒径分解能を向上できる。粒径の弁別のされ方
は、レーザトラップ用レーザ光の強度またはセル中の流
速で調整できる。また、必ずしも複数にビームを分岐す
る必要は無く、一本でも、レーザトラップされる粒子と
されない粒子とに弁別ができる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、レーザトラップにより
トラップしきい値を越える粒子のみをレーザ光の集光領
域内に濃縮し、これらの粒子に誘起されるレーザブレイ
クダウンプラズマを検出することにより、液体又は気体
中の微粒子濃度を高感度で粒径弁別測定できる。
トラップしきい値を越える粒子のみをレーザ光の集光領
域内に濃縮し、これらの粒子に誘起されるレーザブレイ
クダウンプラズマを検出することにより、液体又は気体
中の微粒子濃度を高感度で粒径弁別測定できる。
【図１】本発明の実施例の装置のブロック図。
【図２】光の屈折による運動量移行の説明図。
１…レーザブレイクダウン用レーザ、２…レーザトラッ
プ用レーザ、７，８…レンズ、９…セル、１１…光検出
器、１２…信号処理装置。
プ用レーザ、７，８…レンズ、９…セル、１１…光検出
器、１２…信号処理装置。
Claims (6)
- 【請求項１】レーザトラップによりトラップしきい値を
越える粒子のみをレーザ光の集光領域内に濃縮し、前記
集光領域内の粒子により誘起されるレーザブレイクダウ
ンプラズマを検出して粒子計数し、粒子濃度を粒径弁別
測定することを特徴とする粒子濃度測定装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記レーザブレイクダ
ウン用レーザと別個に前記レーザトラップ用レーザを用
いる粒子濃度測定装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記レーザブレイクダ
ウン用レーザの集光位置と前記レーザトラップ用レーザ
の集光位置が一致する粒子濃度測定装置。 - 【請求項４】請求項１において、前記レーザブレイクダ
ウン用レーザと前記レーザトラップ用レーザが、同一の
集光光学系を共用する粒子濃度測定装置。 - 【請求項５】請求項１において、前記レーザブレイクダ
ウン用レーザと前記レーザトラップ用レーザを、複数の
ビームに分岐して粒径弁別濃度測定する粒子濃度測定装
置。 - 【請求項６】請求項１において、前記レーザブレイクダ
ウンと前記レーザトラップのしきい値に対応する粒径が
一致する粒子濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164214A JPH0510868A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 粒子濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164214A JPH0510868A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 粒子濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510868A true JPH0510868A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15788838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3164214A Pending JPH0510868A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 粒子濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510868A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06241977A (ja) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Hitachi Ltd | 微粒子計測装置 |
| JP2022067654A (ja) * | 2020-10-20 | 2022-05-06 | 東友ファインケム株式会社 | 流動セル、並びにそれを含む流動ナノ粒子の測定装置及び測定方法 |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP3164214A patent/JPH0510868A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06241977A (ja) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Hitachi Ltd | 微粒子計測装置 |
| JP2022067654A (ja) * | 2020-10-20 | 2022-05-06 | 東友ファインケム株式会社 | 流動セル、並びにそれを含む流動ナノ粒子の測定装置及び測定方法 |
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