JPH05187990A - 微粒子計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は微粒子計において、光学セルの破損を
いち早く検知し、被検流体の漏出による事故拡大を確実
に防止できる微粒子計を提案する。 【構成】光学セルと一体に電路部材を設けたことによ
り、光学セルに何らかの破損が生じると同時に電路部材
の抵抗値が増大する。これにより電路部材に電流を流し
その導通状態を調べれば、光学セルの破損をいち早く検
知することができ、被検流体の漏出による事故拡大を確
実に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微粒子計に関し、特に危
険ガス中の微粒子を計数する光散乱式微粒子計数器に適
用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の微粒子計として図３に示
すような原理構成をもつものが提案されている（特願平
2-109241号）。図３において、１は全体として光散乱式
微粒子計数器を構成する微粒子計を示し、導入部２の流
路２Ａから被検流体ＦＬを光学セル３の流路３Ａに流し
込んで排出部４の流路４Ａから排出させると共に、レー
ザ光源でなる照射光源５から射出される照射光束ＬＡ１
を収束光学系６及び反射ミラー７によつて光学セル３の
流路３Ａに収束させることにより被検流体ＦＬ内に微粒
子が浮遊しているとき、当該微粒子によつて照射光束Ｌ
Ａ１を散乱させるようになされている。

【０００３】当該散乱光ＬＡ２は集光光学系８によつて
光検出器９に集光され、かくして流路３Ａに微粒子が通
過するごとに光検出器９から電気的な粒子検出信号Ｓ１
を送出する。実際上この粒子検出信号Ｓ１は後段の検出
信号処理回路（図示せず）において処理され、かくして
例えば光学セル３の流路３Ａを単位容積の被検流体ＦＬ
が通過したときの粒子数によつて浮遊粒子の濃度を判定
したり、微粒子の粒径を判別したりするようになされて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
光散乱式の微粒子計１によつて、例えばシラン、ジボラ
ン等のように爆発性があつたり、人体に有害ないわゆる
危険ガスを被検流体ＦＬとする場合にも、危険ガスに侵
されずかつ光学的に透明な材料を用いて光学セル３を構
成する必要がある。

【０００５】しかしながらこのような必要条件を実用上
十分に満足する材料は、ガラス、石英、サフアイアなど
のように機械的強度がぜい弱なものが多く、このような
ぜい弱な材料を用いて光学セル３を作つた場合には光学
セル３が破損して危険ガスが漏出するおそれがある。こ
の点について従来、圧力計、ガス検知器により又は目視
により危険ガスの漏出を判別して光学セル３が破損した
ことを認定する対策が考えられている。

【０００６】ところが圧力計での検出は、ガスの圧力が
運転状態により変動することが多かつたり、外部との圧
力差が微弱であつたりして判定が困難な場合が多く、ま
た他の従来の対策は、光学セル３が破損した後ガスの漏
出を判別するまでの応答に若干の遅れがあるため、危険
ガスの漏出に対する対策が遅れるという問題があつた。

【０００７】これに加えて、特にガス検知器は検知すべ
きガスの種類によつてはセンサの種類を変えなければな
らない煩雑さがあると共に、装置全体がかなり大きくな
るという問題があつた。また目視により光学セルの破損
を認定しようとする場合、微粒子計自体がガスボツクス
やレギユレータボツクス内に設置されることが多いた
め、その動作状態を常時監視することは困難であり、ま
た仮に危険ガスの漏出を目視し得たとしても即座に対応
することは実際上極めて困難である。

【０００８】尚、微粒子計の動作中はレーザ光が放射さ
れているので衛生上目視することはできない。また外部
から光が入れば計数の誤動作の原因となるので微粒子計
は光学的に密閉されていなければならない。従つて目視
するとすれば運転休止時に制約される。

【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、比較的簡易な構成によつて光学セルの破損をいち早
く検知することにより、被検流体の漏出による事故拡大
を確実に防止できる微粒子計を提案しようとするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、被検流体ＦＬに光ビームＬＡ１を
照射し、光ビームＬＡ１の散乱光ＬＡ２に基づいて流体
ＦＬ中の微粒子を検出する微粒子計１１において、流体
ＦＬの流路３Ａを形成し、光ビームＬＡ１及び散乱光Ｌ
Ａ２を透過する光学セル３と、光学セル３と一体化する
ように設けられた電路部材２０と、電路部材２０の導通
状態を検出することにより光学セル３の破損状態を検出
する破損判定手段２２とを設けるようにする。

【００１１】

【作用】光学セル３と一体化した電路部材２０を設けた
ことにより、光学セル３が破損すると同時に電路部材２
０の抵抗値も増大する。これにより電路部材２０に電流
を流しその導通状態を調べれば光学セル３の破損をいち
早く検知することができ、被検流体ＦＬの漏出による事
故拡大を確実に防止できる。

【００１２】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１３】図３との対応部分に同一符号を付して示す
図１において、微粒子計１１は導入部２及び排出部４が
コ字状の金属ベース１２の両先端部によつて保持されて
いると共に、導入部２と排出部４との間に石英ガラスか
らなる角筒状の光学セル３が導入部２及び排出部４によ
つて挟圧着された状態で取り付けられ、この状態におい
て光学セル３に照射光ＬＡ１を照射することにより散乱
光ＬＡ２を得るようになされている。

【００１４】図２に示すように、導入部２の光学セル３
との接続面２Ｂには導入路２Ａと同心円状に溝２Ｃ及び
２Ｄが形成されていると共に、排出部４の光学セル３と
の接続面４Ｂには排出路４Ａと同心円状に溝４Ｃ及び４
Ｄが形成され、当該溝２Ｃ及び２Ｄ並びに４Ｃ及び４Ｄ
にはそれぞれふつ素ゴム製のＯリング１１、１２、１
３、１４が嵌め込まれている。

【００１５】これに対して光学セル３の導入部２及び排
出部４との接続面１５及び１６は、導入部２及び排出部
４の接続面２Ｂ及び４Ｂに対して平坦かつ平行になるよ
うに高精度に加工されている。

【００１６】従つて光学セル３においては、導入部２及
び排出部４によつて両側から押圧されて支持されること
により、Ｏリング１１〜１４により光学セル３と導入部
２との接続部分並びに光学セル３と排出部４との接続部
分を二重にシールするようになされている。

【００１７】さらに接続面２Ｂ及び４Ｂは、それぞれ溝
２Ｃ及び２Ｄで挟まれた円管形状の領域と溝４Ｃ及び４
Ｄで挟まれた円管形状の領域において、接続面２Ｂ及び
４Ｂ側の端面が当該接続面２Ｂ及び４Ｂからわずかに奥
まるように加工され、これによりＯリング１１〜１４を
押圧した際に、リング状の空間でなる中間空間部１７及
び１８を形成するようになされている。

【００１８】また導入部２及び排出部４においては、上
方から吸排気パイプ１９Ａ及び１９Ｂが引き込まれてい
ると共に、当該吸排気パイプ１９Ａ及び１９Ｂと中間空
間部１７及び１８とを連通する連通孔１７Ａ及び１８Ａ
が穿設されている。

【００１９】これにより吸排気パイプ１９Ａ及び１９Ｂ
を介して外部の圧力ポンプ（図示せず）から中間空間部
１７及び１８に不活性ガス等の気体を送り込み又は排出
することにより、当該中間空間部１７及び１８を加圧又
は減圧するようになされている。

【００２０】従つて流路部２Ａ、３Ａ及び４Ａに圧力の
低い被検流体ＦＬが流し込まれた場合には、中間空間部
１７及び１８を低圧状態にすることにより流路部と中間
空間部１７及び１８との圧力差を小さくすることがで
き、これによりＯリング１１及び１３を透過して流路部
内に漏れ出す気体の量をほぼ０に低減することができ
る。

【００２１】これに対して流路部２Ａ、３Ａ、４Ａに圧
力の高い被検流体ＦＬが流し込まれた場合には、中間空
間部１７及び１８を高圧状態にすることにより流路部と
中間空間部１７及び１８との圧力差を小さくすることが
でき、これによりＯリング１１及び１３を透過して流路
部内から漏れ出す被検流体ＦＬの量をほぼ０に低減する
ことができる。かくして光学セル３と導入部２及び排出
部４との接続部分において、被検流体ＦＬへの外気の混
入及び被検流体ＦＬの漏出を防止するようになされてい
る。

【００２２】かかる構成に加えて、照射光ＬＡ１及び散
乱光ＬＡ２の妨げにならない光学セル３の外壁面、例え
ば上部外壁面には導入部２との接続部分から排出部４と
の接続部分までの全範囲に亘つて（すなわち全長に亘つ
て）被着するように、破損検出用電路部材２０が光学セ
ル３と一体になるように付着されている。

【００２３】電路部材２０は例えば金又はニツケル等の
導電性の塗料を光学セル３の表面に膜状に塗布又は蒸着
したもので、これにより電路部材２０は光学セル３に亀
裂又はそれ以上の破損が生じたとき、当該破損箇所にお
いて伸展ないし破断されるようになされている。

【００２４】電路部材２０の両端にはリード線２１Ａ及
び２１Ｂが接続され、当該リード線２１Ａ及び２１Ｂは
検出制御装置２２に引き込まれている。リード線２１Ａ
及び２１Ｂのうち一方は検出制御装置２２に内蔵された
電源回路（図示せず）に接続されていると共に、他方は
電流検出回路（図示せず）に接続され、これにより電路
部材２０に常時被検流体ＦＬに影響を与えない程度の微
弱な電流を流し、電路部材２０に流れる電流の変化を電
流検出回路によつて検出するようになされている。

【００２５】検出制御装置２２は、内蔵された電流検出
回路によつて検出される電流値が低下したとき、被検流
体ＦＬの流出量を調節する調整バルブ（図示せず）に制
御信号Ｓ２を送出するようになされている。すなわち被
検流体調整バルブは、電路部材２０が伸展ないし破断さ
れて検出制御装置２２から制御信号Ｓ２が送出される
と、当該制御信号Ｓ２により導入部２の流路２Ａを閉塞
するようになされている。

【００２６】以上の構成において、光学セル３が破損す
ると、当該光学セル３上に付着されている電路部材２０
が当該破損位置において伸展ないし破断する。その結果
電路部材２０の電気的抵抗値が光学セル３の破損の程度
に応じて高くなり電路部材２０を流れる電流値が低下な
いし遮断する。このとき検出制御回路２２から制御信号
Ｓ２が送出されることにより導入部２の流路２Ａが閉塞
され、流路２Ａ、３Ａ及び４Ａ内に被検流体ＦＬが送り
込まれなくなる。これにより光学セル３の破損箇所から
の被検流体ＦＬの漏出が直ちに防止される。

【００２７】以上の構成によれば、光学セル３上に電路
部材２０を付着して当該電路部材２０の導通状態を検出
することにより、光学セル３における破損をいち早く検
出できると共に破損箇所からの被検流体ＦＬの漏出によ
る事故の拡大を確実に防止することができる。

【００２８】なお上述の実施例においては、光学セル３
を石英ガラスで形成する場合について述べたが、光学セ
ルの材質はこれに限らず、サフアイア等の透明部材を用
いるようにしても良い。またその形状も角筒形状に限ら
ず、必要に応じて円筒形状等種々の形状の光学セルを広
く適用することができる。また上述の実施例において
は、光学セル３を導入部２及び排出部４と接続する方法
としてＯリング１１〜１４によつて二重にシールする方
法を用いたが、本発明はこれに限らず、種々の接続方法
を適用し得る。

【００２９】さらに上述の実施例においては、電路部材
２０を光学セル３の上部外壁面に光学セル３の全長に亘
つて被着するように付着させたが、要は電路部材２０を
光学セル３に一体化するように設けるようにすれば良
い。例えば電路部材２０の付着位置を光学セル３の下部
外壁面又は上部及び下部外壁面の両方、もしくは光学セ
ル３の破損が生じ易い一部分のみに付着しても良く、要
は照射光ＬＡ１及び散乱光ＬＡ２の妨げとならない位置
に付着すれば良い。

【００３０】また電路部材２０として光の透過率の良い
透明な電路部材を用いて、照射光ＬＡ１及び散乱光ＬＡ
２の妨げとならない位置に限らず、例えば全面又は螺旋
状に光学セル３の全長に亘つて付着させるようにする。
又は光学セル３の材質中に埋設する。さらに電路部材２
０の材料として耐食性のものを用いて光学セルの内壁面
に電路を形成する等、種々の構造を適用し得る。

【００３１】さらに上述の実施例においては、電路部材
２０の導通状態を検出する方法として電流検出回路を用
いたが、本発明はこれに限らず、電圧を検出することに
より電路部材２０の導通状態を検出しても良く、電路部
材２０の導通状態を検出できるような種々の装置又は回
路を適用し得る。

【００３２】さらに上述の実施例においては、検出制御
装置２２から送出される制御信号Ｓ２に基づいて被検流
体ＦＬの光学セル３内への導入を停止するようにした
が、本発明はこれに限らず、種々の制御手段を適用し得
る。また例えば警報器等を設け、電路部材２０の抵抗値
が増大したとき、警報器を鳴らすことにより光学セル３
の破損を知らせるようにしても良い。

【００３３】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、光学セル
に当該光学セルが破損するとこれに基づいて導通電流が
変化するような電路部材を設けるようにしたことによ
り、当該電路部材の導通状態に基づいて光学セルの破損
を検知し得、これにより比較的簡易な構成により光学セ
ルの破損をいち早く検知して被検流体の漏出による事故
を防止できるような微粒子計を容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による微粒子計の一実施例の全体構成を
示す斜視図である。

【図２】その光学セルの詳細構成を流路を含む断面とし
て示す断面図である。

【図３】微粒子計の原理を示す原理構成図である。

【符号の説明】

２……導入部、３……光学セル、４……排出部、２Ａ、
３Ａ、４Ａ……流路、２０……電路部材、２１Ａ、２１
Ｂ……リード線、２２……検出制御装置、ＬＡ１……照
射光、ＬＡ２……散乱光、Ｓ２……制御信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検流体に光ビームを照射し、上記光ビー
   ムの散乱光に基づいて上記流体中の微粒子を検出する微
   粒子計において、 上記流体の流路を形成し、上記光ビーム及び散乱光を透
   過する光学セルと、 上記光学セルと一体化するように設けられた電路部材
   と、 上記電路部材の導通状態を検出することにより上記光学
   セルの破損状態を検出する破損判定手段とを具えること
   を特徴とする微粒子計。