JPH05322739A - 気中微小粒子特性測定装置 - Google Patents
気中微小粒子特性測定装置Info
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- JPH05322739A JPH05322739A JP3086238A JP8623891A JPH05322739A JP H05322739 A JPH05322739 A JP H05322739A JP 3086238 A JP3086238 A JP 3086238A JP 8623891 A JP8623891 A JP 8623891A JP H05322739 A JPH05322739 A JP H05322739A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体状と液体状の粒子を含む気体を吸引し、
ノズルで加速することで、気中粒子を慣性力の大小で粒
径別に分級、捕集し、捕集粒子全体の質量と加熱による
液体状粒子の蒸発後の質量から、固体状と液体状の粒子
の質量による粒径分布の測定が可能となる。 【構成】 ノズルと排出口を設けた箱内において、テー
パ形のガラス筒状の検出素子の最上部に、箱外の電源に
接続されるニクロム板を設置し、ガラス筒の中央位置に
筒を振動させるための電極が対向して離れて設置され、
この電極と直角方向に、筒の振動数を測定するように配
置された光学系を備えたもので、固体状と液体状粒子の
粒径分布を測定する装置。
ノズルで加速することで、気中粒子を慣性力の大小で粒
径別に分級、捕集し、捕集粒子全体の質量と加熱による
液体状粒子の蒸発後の質量から、固体状と液体状の粒子
の質量による粒径分布の測定が可能となる。 【構成】 ノズルと排出口を設けた箱内において、テー
パ形のガラス筒状の検出素子の最上部に、箱外の電源に
接続されるニクロム板を設置し、ガラス筒の中央位置に
筒を振動させるための電極が対向して離れて設置され、
この電極と直角方向に、筒の振動数を測定するように配
置された光学系を備えたもので、固体状と液体状粒子の
粒径分布を測定する装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体中に浮遊する固体
状または液体状の微小粒子の粒径分布測定装置に関する
ものである。
状または液体状の微小粒子の粒径分布測定装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】液体状粒子の粒径分布測定においては、
下方に向けたノズルからエアロゾル（ダストやミストが
気体中に浮遊する系）を高速で噴出させ、これをノズル
の直下に設けた円盤状の衝突板に捕集する方法が一般的
である。すなわち、エアロゾル中の粒子はその粒径の2
乗に比例した慣性力を得て、一定以上の慣性力を有する
粒子のみがこの衝突板に衝突して付着するものであっ
て、ノズルを下方のものほど小径として上下数段に作
り、各ノズルの直下に設けた各衝突板上に溜った液滴を
各段毎に採取し、秤量して粒径ならびに分布量を求める
ものがミスト用カスケードインパクターと呼ばれる装置
である。
下方に向けたノズルからエアロゾル（ダストやミストが
気体中に浮遊する系）を高速で噴出させ、これをノズル
の直下に設けた円盤状の衝突板に捕集する方法が一般的
である。すなわち、エアロゾル中の粒子はその粒径の2
乗に比例した慣性力を得て、一定以上の慣性力を有する
粒子のみがこの衝突板に衝突して付着するものであっ
て、ノズルを下方のものほど小径として上下数段に作
り、各ノズルの直下に設けた各衝突板上に溜った液滴を
各段毎に採取し、秤量して粒径ならびに分布量を求める
ものがミスト用カスケードインパクターと呼ばれる装置
である。
【０００３】しかし、上記装置は、測定対象である液体
状粒子を衝突板に一定時間貯留させたのち、これを外部
に取り出して秤量するものであって実時間測定でなく、
液体状粒子を採取している間の蒸発や再飛散現象による
液滴の減少を起こす場合もあり、正確な粒径分布が得ら
れないという問題があった。
状粒子を衝突板に一定時間貯留させたのち、これを外部
に取り出して秤量するものであって実時間測定でなく、
液体状粒子を採取している間の蒸発や再飛散現象による
液滴の減少を起こす場合もあり、正確な粒径分布が得ら
れないという問題があった。
【０００４】霧の粒径分布測定に用いられる、光散乱式
測定器においては、操作は簡単であるが、固体状粒子
（ダスト）まで測定して、霧の本体である液体状粒子
（ミスト）の情報を得ることはできない。熱線風速計を
応用して用いると液体状粒子の測定は可能であるが、固
体状粒子は不可能であり、既存の粒径分布測定装置では
固体状粒子と液体状粒子が混在する場合、それぞれの粒
径分布を測定することは困難であった。
測定器においては、操作は簡単であるが、固体状粒子
（ダスト）まで測定して、霧の本体である液体状粒子
（ミスト）の情報を得ることはできない。熱線風速計を
応用して用いると液体状粒子の測定は可能であるが、固
体状粒子は不可能であり、既存の粒径分布測定装置では
固体状粒子と液体状粒子が混在する場合、それぞれの粒
径分布を測定することは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、固体状と液体状の粒子の区別と粒子の大きさ別の
分布測定を可能とする点である。
点は、固体状と液体状の粒子の区別と粒子の大きさ別の
分布測定を可能とする点である。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】液体状粒子は流動的で
かつ一般に揮発性であるから、固体状粒子と液体状粒子
が混合するエアロゾルを衝突板上に捕集して加熱するこ
とにより捕集液滴を強制的に蒸発させ、蒸発前後の衝突
板の質量を測定することにより、液体状の質量、すなわ
ち捕集液体状粒子の質量が求められる。さらに、捕集前
の衝突板の質量を測定しておけば、蒸発後の質量と捕集
前の質量の差から固体の質量、すなわち固体状の粒子の
質量が分かる。ここで、衝突板の質量の増加分はガラス
筒状の検出素子の振動数変化から求めることができる。
かつ一般に揮発性であるから、固体状粒子と液体状粒子
が混合するエアロゾルを衝突板上に捕集して加熱するこ
とにより捕集液滴を強制的に蒸発させ、蒸発前後の衝突
板の質量を測定することにより、液体状の質量、すなわ
ち捕集液体状粒子の質量が求められる。さらに、捕集前
の衝突板の質量を測定しておけば、蒸発後の質量と捕集
前の質量の差から固体の質量、すなわち固体状の粒子の
質量が分かる。ここで、衝突板の質量の増加分はガラス
筒状の検出素子の振動数変化から求めることができる。
【０００７】本発明はこの点に着目するとともに、上記
従来のカスケードインパクタ装置が数段のノズルおよび
衝突板を設けて各段で粒径分布を測定しているのに対し
て、エアロゾルの吸引流量を段階的に変えることにより
装置全体を一組のノズルと衝突板のみで構成して小型化
したものである。
従来のカスケードインパクタ装置が数段のノズルおよび
衝突板を設けて各段で粒径分布を測定しているのに対し
て、エアロゾルの吸引流量を段階的に変えることにより
装置全体を一組のノズルと衝突板のみで構成して小型化
したものである。
【０００８】
【実施例】本装置は粒子の捕集および質量検出部と電子
回路部、さらにエアロゾル吸引部から構成される。その
概略を
回路部、さらにエアロゾル吸引部から構成される。その
概略を
【図１】に示す。粒子捕集および検出部は検出箱11内に
収納されており、エアロゾルが吸引ポンプ4の作動によ
り検出箱のノズル1に導かれノズル1から衝突板5に向か
って進入する。テーパ形のガラス製筒の検出素子3の先
端に衝突板としてニクロム板5を固定し、ニクロム板5を
加熱するために必要な両電極は、外部の電源8と結線さ
れており、検出素子3の広がった他端は底部に固定され
ている。素子3の中央部には、この素子3を振動させる一
対の電極6,6’と、それに直角方向に、振動数を測定す
るための光学系（発光素子7、受光素子7’）が相対して
配設されている。素子3の振動数は先端のニクロム板5の
質量と、検出素子の物理的特性により決定される。ニク
ロム板5上に、
収納されており、エアロゾルが吸引ポンプ4の作動によ
り検出箱のノズル1に導かれノズル1から衝突板5に向か
って進入する。テーパ形のガラス製筒の検出素子3の先
端に衝突板としてニクロム板5を固定し、ニクロム板5を
加熱するために必要な両電極は、外部の電源8と結線さ
れており、検出素子3の広がった他端は底部に固定され
ている。素子3の中央部には、この素子3を振動させる一
対の電極6,6’と、それに直角方向に、振動数を測定す
るための光学系（発光素子7、受光素子7’）が相対して
配設されている。素子3の振動数は先端のニクロム板5の
質量と、検出素子の物理的特性により決定される。ニク
ロム板5上に、
【数１】の慣性衝突式により計算される粒径以上の粒子
は、固体、液体の粒子に関係なくニクロム板5に慣性衝
突し、捕集される。粒子が捕集され、質量が増加すると
振動数は一定の割合で、減少する。振動数を光学系で測
定することにより、逆にニクロム板上の増加した質量を
求めることができる。
は、固体、液体の粒子に関係なくニクロム板5に慣性衝
突し、捕集される。粒子が捕集され、質量が増加すると
振動数は一定の割合で、減少する。振動数を光学系で測
定することにより、逆にニクロム板上の増加した質量を
求めることができる。
【０００９】
【数１】 Dp＝［(18・μ・Dn・ψ50）／（C・ρp・ｖ)］1/2
【００１０】上記の数式において、ｖはノズル1におけ
る平均流速、ρpは粒子の密度、Dpは粒子の直径、C は
カニンガムの補正係数、μは気体の粘性係数、Dnはノズ
ルの直径、ψ50は有効捕集効率50％の粒子径における係
数（＝0.14)である。
る平均流速、ρpは粒子の密度、Dpは粒子の直径、C は
カニンガムの補正係数、μは気体の粘性係数、Dnはノズ
ルの直径、ψ50は有効捕集効率50％の粒子径における係
数（＝0.14)である。
【００１１】第１のステップでは、固体と液体の微粒子
の含まない気体を一定吸引流量で吸引し、この状態にお
けるニクロム板5の振動数を測定する。次に、固体状と
液体状の微粒子を含むエアロゾルを一定時間、一定吸引
流量で箱11内へ吸引し、ニクロム板5上に微粒子を捕集
して振動数を測定し、先に測定したニクロム板のみの振
動数と比較することにより、固体と液体状粒子の混合し
た状態での粒子質量を求める。次にニクロム板5へ通電
することにより、ニクロム板5が加熱され捕集粒子の中
で液体状粒子だけが蒸発し、ニクロム板5上には固体状
の微粒子だけが残り、この時の粒子質量を同様に振動数
の変化から求める。固体と液体状粒子を捕集した時の質
量と、固体状になった質量の差から液体状粒子の質量を
求める。次にエアロゾルの捕集前と液体状粒子の蒸発後
の質量から捕集された固体状の粒子の質量を求める。
の含まない気体を一定吸引流量で吸引し、この状態にお
けるニクロム板5の振動数を測定する。次に、固体状と
液体状の微粒子を含むエアロゾルを一定時間、一定吸引
流量で箱11内へ吸引し、ニクロム板5上に微粒子を捕集
して振動数を測定し、先に測定したニクロム板のみの振
動数と比較することにより、固体と液体状粒子の混合し
た状態での粒子質量を求める。次にニクロム板5へ通電
することにより、ニクロム板5が加熱され捕集粒子の中
で液体状粒子だけが蒸発し、ニクロム板5上には固体状
の微粒子だけが残り、この時の粒子質量を同様に振動数
の変化から求める。固体と液体状粒子を捕集した時の質
量と、固体状になった質量の差から液体状粒子の質量を
求める。次にエアロゾルの捕集前と液体状粒子の蒸発後
の質量から捕集された固体状の粒子の質量を求める。
【００１２】第２のステップとして、吸引流量を第１ス
テップより増加させる。こうすることにより、
テップより増加させる。こうすることにより、
【数１】の平均流速ｖが速くなるため、分離粒子径Dpは
より小さくなり、第１ステップよりもさらに粒子径の小
さい微小粒子まで、ニクロム板上に捕集することができ
る。その後の固体および液体状粒子の検出は第１のステ
ップと同様の操作を繰り返す。以下、次々と吸引流量を
大きくし、各ステップにおける固体および液体状粒子の
捕集量を求めることにより、液体と固体状の粒子のそれ
ぞれの粒径分布と質量濃度を求めることができる。
より小さくなり、第１ステップよりもさらに粒子径の小
さい微小粒子まで、ニクロム板上に捕集することができ
る。その後の固体および液体状粒子の検出は第１のステ
ップと同様の操作を繰り返す。以下、次々と吸引流量を
大きくし、各ステップにおける固体および液体状粒子の
捕集量を求めることにより、液体と固体状の粒子のそれ
ぞれの粒径分布と質量濃度を求めることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の気中微小粒
子特性測定装置は、粒径分布を測定するため慣性衝突方
式を、また加熱による固体および液体状粒子の識別方式
を採用しているので、構造が比較的簡単で、堅固で可動
部がないなどの利点がある。本装置を用いて大気中の霧
などの固体状と液体状の粒子を含むエアロゾルの粒径分
布測定に容易に適用できる。
子特性測定装置は、粒径分布を測定するため慣性衝突方
式を、また加熱による固体および液体状粒子の識別方式
を採用しているので、構造が比較的簡単で、堅固で可動
部がないなどの利点がある。本装置を用いて大気中の霧
などの固体状と液体状の粒子を含むエアロゾルの粒径分
布測定に容易に適用できる。
【００１４】
【図１】気中微小粒子特性測定装置の全体の概略図であ
る。
る。
【図２】気中微小粒子特性測定装置の検出素子中央部の
平面図である。
平面図である。
【図３】気中微小粒子特性測定装置のニクロム板加熱方
式を赤外線加熱方式にした場合の図である。
式を赤外線加熱方式にした場合の図である。
【図４】気中微小粒子特性測定装置のニクロム板加熱方
式を高周波電磁加熱方式にした場合の図である。
式を高周波電磁加熱方式にした場合の図である。
1 ノズル 2 排出口 3 検出素子 4 吸引ポンプ 5 ニクロム板 6,6' 振動電極 7,7' 発光素子と受光素子 8 電源 9 乾燥剤 10 検出素子駆動回路 11 検出箱 12 振動数検出回路 13 赤外線ランプ 14 高周波発振管
Claims (3)
- 【請求項１】 微小粒子が浮遊する気体を箱中に取り入
れるためのノズルと箱中の気体を取り出す排出穴を有す
る箱内において、固有周期で振動するテーパ形のガラス
筒状の検出素子が、ノズル直下に検出素子の直径が大き
い方が箱内底に固定され、ノズル側の検出素子上には両
端を箱外の電源に結線して、ニクロム板が固定されてお
り、吸引ポンプにより、微小粒子を含む気体を吸引し、
慣性衝突により固体状粒子と液体状粒子をニクロム板上
に捕集させ、捕集前、捕集後とニクロム板を通電加熱し
た後の振動数から、固体と液体状粒子の粒径分布と粒径
区分毎の質量濃度を測定する装置。 - 【請求項２】 請求項１のニクロム板への通電による加
熱方式を、箱内で赤外線電球による加熱方式にしたこと
を特徴とする請求項１の気中微小粒子特性測定装置 - 【請求項３】 請求項１のニクロム板への通電による加
熱方式を、箱内で高周波電磁加熱方式にしたことを特徴
とする請求項１の気中微小粒子特性測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086238A JPH0692929B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 気中微小粒子特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086238A JPH0692929B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 気中微小粒子特性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322739A true JPH05322739A (ja) | 1993-12-07 |
| JPH0692929B2 JPH0692929B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=13881222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3086238A Expired - Lifetime JPH0692929B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 気中微小粒子特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692929B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005114664A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Rion Co Ltd | 粒子検出装置 |
| JP2005172831A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Robert Bosch Gmbh | 排気ガス内の粒子の検出装置 |
| JP2011526160A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-10-06 | サバン ベンチャーズ ピーティーワイ リミテッド | エアロゾルセンサ |
| US8274655B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-09-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and system for in situ aerosol thermo-radiometric analysis |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP3086238A patent/JPH0692929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005114664A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-28 | Rion Co Ltd | 粒子検出装置 |
| JP2005172831A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Robert Bosch Gmbh | 排気ガス内の粒子の検出装置 |
| JP2011526160A (ja) * | 2008-06-30 | 2011-10-06 | サバン ベンチャーズ ピーティーワイ リミテッド | エアロゾルセンサ |
| US9027385B2 (en) | 2008-06-30 | 2015-05-12 | Saban Ventures Pty Limited | Aerosol sensor |
| US8274655B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-09-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and system for in situ aerosol thermo-radiometric analysis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0692929B2 (ja) | 1994-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |