JPH0739990B2 - 気体中繊維状粒子特性測定方法 - Google Patents
気体中繊維状粒子特性測定方法Info
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- JPH0739990B2 JPH0739990B2 JP3070303A JP7030391A JPH0739990B2 JP H0739990 B2 JPH0739990 B2 JP H0739990B2 JP 3070303 A JP3070303 A JP 3070303A JP 7030391 A JP7030391 A JP 7030391A JP H0739990 B2 JPH0739990 B2 JP H0739990B2
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気中に浮遊する繊維
状粒子（アスベスト繊維）の大きさや長さの実時間自動
的測定方法に関するものである。
状粒子（アスベスト繊維）の大きさや長さの実時間自動
的測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大気中に浮遊する球状の粒子状物質の大
きさを測定する方法としては、粒子をろ紙上に捕集し光
学顕微鏡で直接測定する方法、粒子を電気的に帯電し帯
電量と粒子の大きさにより変化する電気移動度から求め
る方法、粒子に光を当て散乱光量だけから求める方法
等、原理が異なる測定方法がある。
きさを測定する方法としては、粒子をろ紙上に捕集し光
学顕微鏡で直接測定する方法、粒子を電気的に帯電し帯
電量と粒子の大きさにより変化する電気移動度から求め
る方法、粒子に光を当て散乱光量だけから求める方法
等、原理が異なる測定方法がある。
【０００３】しかし、現在、アスベスト繊維などの円柱
粒子を測定する方法は、粒子をフィルタ上に捕集し、フ
ィルタを透明化した後、偏光顕微鏡でアスベスト繊維と
しての形状を確認しながら、個数を計測する方法が主に
使用されている。しかし、この方法は捕集と識別という
操作が必要なため、多大の労力と測定時間が必要で原理
的に実時間測定は不可能である。
粒子を測定する方法は、粒子をフィルタ上に捕集し、フ
ィルタを透明化した後、偏光顕微鏡でアスベスト繊維と
しての形状を確認しながら、個数を計測する方法が主に
使用されている。しかし、この方法は捕集と識別という
操作が必要なため、多大の労力と測定時間が必要で原理
的に実時間測定は不可能である。
【０００４】また、実時間で測定できる装置として、近
年開発された装置があるが、測定値を過大に評価する傾
向にあり、測定方法としては問題点が残されている。こ
の装置の原理を簡単に記述する。装置内に取り込まれた
粒子が検出部である円柱形にくり抜かれた四重電極内に
入る。四重電極へはお互い一定周波数の交流電流が印加
されており、この中に導入された粒子は周波数に同期し
て粒子の主軸が四重電極の極性の変化に応じて垂直と水
平方向へ向きを変える。この時一定方向からの入射光は
粒子を照射し、全方向へ散乱光を発する。この散乱光を
解析することにより粒子について縦横の比率と大きさを
測定している。ここで、円柱粒子が電極の極性の変化に
追従して回転する時、球形粒子も同時に電場内で変位
し、円柱粒子として検出されることから、前記の問題点
が生じたためと考えられる。
年開発された装置があるが、測定値を過大に評価する傾
向にあり、測定方法としては問題点が残されている。こ
の装置の原理を簡単に記述する。装置内に取り込まれた
粒子が検出部である円柱形にくり抜かれた四重電極内に
入る。四重電極へはお互い一定周波数の交流電流が印加
されており、この中に導入された粒子は周波数に同期し
て粒子の主軸が四重電極の極性の変化に応じて垂直と水
平方向へ向きを変える。この時一定方向からの入射光は
粒子を照射し、全方向へ散乱光を発する。この散乱光を
解析することにより粒子について縦横の比率と大きさを
測定している。ここで、円柱粒子が電極の極性の変化に
追従して回転する時、球形粒子も同時に電場内で変位
し、円柱粒子として検出されることから、前記の問題点
が生じたためと考えられる。
【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、採取した粒子が球粒子か円柱粒子かを正確に確認
できない点である。
点は、採取した粒子が球粒子か円柱粒子かを正確に確認
できない点である。
【０００６】
【問題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ため、本発明の方法においては双曲面で構成された電極
による静電場内に導入された粒子が電場により特定方向
へ粒子の主軸の向きを変えた時、特定方向から粒子へ円
偏光光線を照射し、粒子による散乱光の中に含まれる垂
直と水平の偏光成分及び偏光強度を測定解析することに
より、球形粒子と円柱粒子を区別し、かつ、円柱粒子の
大きさや長さの測定を可能にした。
ため、本発明の方法においては双曲面で構成された電極
による静電場内に導入された粒子が電場により特定方向
へ粒子の主軸の向きを変えた時、特定方向から粒子へ円
偏光光線を照射し、粒子による散乱光の中に含まれる垂
直と水平の偏光成分及び偏光強度を測定解析することに
より、球形粒子と円柱粒子を区別し、かつ、円柱粒子の
大きさや長さの測定を可能にした。
【０００７】
【実施例】本発明方法による測定装置をもとに説明す
る。図１に粒子に光を照射した状態の概念図を示す。粒
子は整向部（円柱粒子の主軸を特定方向に揃える部分
で、ここでは電界にあたる）内にあり、すでに主軸が一
定（図では垂直方向）方向に配向されている。光源か
らの投射光は円偏光（垂直と水平成分の強度が等しい）
で粒子の主軸に対して直角方向から投射する。ここで円
偏光の投射光は粒子により主軸を中心に全方向へ散乱さ
れ、また投射光の一部は粒子内に吸収される。この散乱
光は粒子が円柱であるため、垂直と水平成分がそれぞれ
違っている。ここで一定の角度における散乱光について
だけに着目する。散乱現象により光は偏光を起こし偏光
プリズムでそれぞれ垂直と水平に分けられて、それぞ
れに対応する光電子増倍管で光強度が検出される。
この偏光強度比を測定することにより粒子の半径と長さ
の比率を求めることができる。また、この偏光強度の絶
対光強度は粒子の大きさに比例しているので、この値を
解析することにより粒子の形状を知ることができる。
る。図１に粒子に光を照射した状態の概念図を示す。粒
子は整向部（円柱粒子の主軸を特定方向に揃える部分
で、ここでは電界にあたる）内にあり、すでに主軸が一
定（図では垂直方向）方向に配向されている。光源か
らの投射光は円偏光（垂直と水平成分の強度が等しい）
で粒子の主軸に対して直角方向から投射する。ここで円
偏光の投射光は粒子により主軸を中心に全方向へ散乱さ
れ、また投射光の一部は粒子内に吸収される。この散乱
光は粒子が円柱であるため、垂直と水平成分がそれぞれ
違っている。ここで一定の角度における散乱光について
だけに着目する。散乱現象により光は偏光を起こし偏光
プリズムでそれぞれ垂直と水平に分けられて、それぞ
れに対応する光電子増倍管で光強度が検出される。
この偏光強度比を測定することにより粒子の半径と長さ
の比率を求めることができる。また、この偏光強度の絶
対光強度は粒子の大きさに比例しているので、この値を
解析することにより粒子の形状を知ることができる。
【０００８】この装置は２つの部分から構成されてい
る。１つは気体中で主軸がランダムな方向へ向いたまま
チューブ内を移動するアスベスト粒子を一定方向へ揃え
る整向部と、２つは、この粒子に非偏光な光を照射し、
その散乱光の垂直と水平偏光強度を測定する光学部であ
る。
る。１つは気体中で主軸がランダムな方向へ向いたまま
チューブ内を移動するアスベスト粒子を一定方向へ揃え
る整向部と、２つは、この粒子に非偏光な光を照射し、
その散乱光の垂直と水平偏光強度を測定する光学部であ
る。
【０００９】最初に粒子を一定の方向に揃える整向部に
ついて説明する。気体中に浮遊した状態で粒子を吸引
し、整向部入口へ導入する。なお、ここで粒子からの光
散乱を効率よく測定することと、整向部の電極と側壁面
への付着を防止する目的で、外部から導入した清浄空気
により被測定気体を包み込む。清浄空気と被測定気体が
混合しないような包み込みを達成するためには、整向部
の入口において両者の流速を等しくすることにより達成
できる。
ついて説明する。気体中に浮遊した状態で粒子を吸引
し、整向部入口へ導入する。なお、ここで粒子からの光
散乱を効率よく測定することと、整向部の電極と側壁面
への付着を防止する目的で、外部から導入した清浄空気
により被測定気体を包み込む。清浄空気と被測定気体が
混合しないような包み込みを達成するためには、整向部
の入口において両者の流速を等しくすることにより達成
できる。
【００１０】次に、粒子は非平等静電場の整向部に移動
する。この整向部の断面図を図４に示す。最初にこの非
平等静電場内に導かれた粒子は瞬時に分極現象を生じ、
粒子の両端のうち、外部静電場の正極に近い一端は負極
に、また外部静電場の負極に近い他端は同時に正極にな
る。なお、電界強度は中心から左右の外壁部に向かって
次第に弱くなる構造になっており、この電場中において
粒子は左右に移動することなく、電界強度の強い中心位
置において特定方向を向いて安定する。電極方向への移
動については分極現象により生じた電荷が等しいこと
と、粒子に働く静電気力も等しいために、移動もなく比
較的安定した配向で中心位置を保ったままで出口方向へ
移動する。
する。この整向部の断面図を図４に示す。最初にこの非
平等静電場内に導かれた粒子は瞬時に分極現象を生じ、
粒子の両端のうち、外部静電場の正極に近い一端は負極
に、また外部静電場の負極に近い他端は同時に正極にな
る。なお、電界強度は中心から左右の外壁部に向かって
次第に弱くなる構造になっており、この電場中において
粒子は左右に移動することなく、電界強度の強い中心位
置において特定方向を向いて安定する。電極方向への移
動については分極現象により生じた電荷が等しいこと
と、粒子に働く静電気力も等しいために、移動もなく比
較的安定した配向で中心位置を保ったままで出口方向へ
移動する。
【００１１】図２に装置の平面図を示す。粒子を含むエ
アロゾルはエアロゾル吸引口６から、また粒子を含む気
体を包み込むための清浄空気は清浄空気吸引口７からそ
れぞれ取り込まれて、測定部へ入り、出口８からでて、
この後流に備えられた吸引ポンプで吸引される。清浄空
気はエアロゾルを包み込んだ形で測定部の整向電極９、
１０へ入る。この整向電極は図４に示すような曲面を持
つ断面をしており、直流電流が印加されることにより中
心の電界強度は大きく、中心から離れる程小さくなる非
平等電界を形成している。図３は装置の上面図を示す。
この図では、粒子による散乱光の内で、一例として直角
方向についての測定方法を示すもので、散乱強度が直角
方向より強い１３５度なども推奨できる。一定方向に散
乱した光のみを調光するためレンズ１１で集光されて、
レンズ１２でピンホール板１３のピンホール上に焦点が
結ばれる。このピンホールを通った散乱光は再びレンズ
１４で拡大されて、位相を波長の四分の一だけバイアス
するための波長板１５（投射光の波長の４分の１だけ位
相をずらす）を通り、偏光プリズム１６に入る。この偏
光プリズムで垂直、水平成分に分けられた光の強度を光
電子増倍管４、５により測定する。
アロゾルはエアロゾル吸引口６から、また粒子を含む気
体を包み込むための清浄空気は清浄空気吸引口７からそ
れぞれ取り込まれて、測定部へ入り、出口８からでて、
この後流に備えられた吸引ポンプで吸引される。清浄空
気はエアロゾルを包み込んだ形で測定部の整向電極９、
１０へ入る。この整向電極は図４に示すような曲面を持
つ断面をしており、直流電流が印加されることにより中
心の電界強度は大きく、中心から離れる程小さくなる非
平等電界を形成している。図３は装置の上面図を示す。
この図では、粒子による散乱光の内で、一例として直角
方向についての測定方法を示すもので、散乱強度が直角
方向より強い１３５度なども推奨できる。一定方向に散
乱した光のみを調光するためレンズ１１で集光されて、
レンズ１２でピンホール板１３のピンホール上に焦点が
結ばれる。このピンホールを通った散乱光は再びレンズ
１４で拡大されて、位相を波長の四分の一だけバイアス
するための波長板１５（投射光の波長の４分の１だけ位
相をずらす）を通り、偏光プリズム１６に入る。この偏
光プリズムで垂直、水平成分に分けられた光の強度を光
電子増倍管４、５により測定する。
【００１２】
【発明の効果】本発明は近年、肺ガンの原因の一つと言
われているアスベスト粒子を実時間で測定することを目
的とした装置である。学校やビル内において防音、防火
に有効と言われたアスベスト繊維が多量に使用されてい
るが、肺ガン物質と言われるようになり、これらの除去
作業中に大気への飛散が問題となっている。また、自動
車のブレーキパッドやクラッチ板等に使用され、ブレー
キが作動するたびに大気中へ放出されている。このよう
に発ガン物質であるアスベストの飛散状態を把握するこ
とは公害防止対策からも重要である。先に述べたように
顕微鏡法では多大の労力と時間が必要であり、実時間で
の測定が望まれている。この発明はこれらの大気中に浮
遊するアスベストを実時間で測定できるため、多いに有
効である。
われているアスベスト粒子を実時間で測定することを目
的とした装置である。学校やビル内において防音、防火
に有効と言われたアスベスト繊維が多量に使用されてい
るが、肺ガン物質と言われるようになり、これらの除去
作業中に大気への飛散が問題となっている。また、自動
車のブレーキパッドやクラッチ板等に使用され、ブレー
キが作動するたびに大気中へ放出されている。このよう
に発ガン物質であるアスベストの飛散状態を把握するこ
とは公害防止対策からも重要である。先に述べたように
顕微鏡法では多大の労力と時間が必要であり、実時間で
の測定が望まれている。この発明はこれらの大気中に浮
遊するアスベストを実時間で測定できるため、多いに有
効である。
【図１】本発明による測定装置の概略図である。
【図２】本測定装置の平面断面の概略図である。
【図３】本測定装置の上面断面の概略図である。
【図４】本測定装置の整向電極の断面と粒子が分極し、
整向している模式図である。
整向している模式図である。
１ 繊維状粒子 ２ 光源 ３ 偏光プリズム ４、５ 光電子増倍管 ６ エアロズル吸引口 ７ 清浄空気吸引口 ８ 出口 ９、 １０ 整向電極 １１、１２ レンズ １３ ピンホール板 １４ レンズ １５ 波長板
Claims (1)
- 【請求項１】 繊維状の微小粒子を含む気体をチューブ
を介して清浄気体に包んだ状態で該気体と清浄気体を等
速で移動させ、双曲面で構成された電極による静電場中
で繊維状粒子の主軸を揃え、特定方向からの光を該繊維
状粒子に照射し、繊維状粒子からの散乱光の垂直と水平
の偏光成分及び偏光強度を測定解析することにより、繊
維状粒子の大きさを測定することを特徴とする気体中繊
維状粒子特性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070303A JPH0739990B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 気体中繊維状粒子特性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070303A JPH0739990B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 気体中繊維状粒子特性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283648A JPH04283648A (ja) | 1992-10-08 |
| JPH0739990B2 true JPH0739990B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=13427561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070303A Expired - Lifetime JPH0739990B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 気体中繊維状粒子特性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739990B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6859276B2 (en) * | 2003-01-24 | 2005-02-22 | Coulter International Corp. | Extracted polarization intensity differential scattering for particle characterization |
| JP3981145B2 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-09-26 | 株式会社レアックス | 繊維状鉱物簡易判定装置及び繊維状鉱物簡易判定方法 |
| JP2007199087A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-08-09 | Raax Co Ltd | 繊維状鉱物簡易判定装置及び繊維状鉱物簡易判定方法 |
| JP4787645B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2011-10-05 | 倉敷紡績株式会社 | 繊維状粒子測定方法及び装置 |
| JP2008107118A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Hattori Kogyo Co Ltd | 浮遊物測定装置 |
| JP4713530B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2011-06-29 | 日本電信電話株式会社 | 浮遊粒子状物質測定装置 |
| JP4713531B2 (ja) * | 2007-03-26 | 2011-06-29 | 日本電信電話株式会社 | 浮遊粒子状物質測定装置 |
| JP2009024433A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Kondo Kogyo Kk | 石綿または石綿代替繊維含有吹付け材、もしくは石綿または石綿代替繊維含有材の除去作業により発生した石綿等繊維粉塵の監視および飛散防止システム |
| JP4909254B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2012-04-04 | 日本電信電話株式会社 | 浮遊粒子状物質測定装置 |
| JP4909288B2 (ja) * | 2008-01-10 | 2012-04-04 | 日本電信電話株式会社 | 浮遊粒子状物質測定装置 |
| US8274655B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-09-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and system for in situ aerosol thermo-radiometric analysis |
| US10241043B2 (en) * | 2015-12-14 | 2019-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Micro object detection apparatus |
| JP6602211B2 (ja) * | 2016-01-22 | 2019-11-06 | 株式会社堀場製作所 | 粒子分析装置、粒子分析方法及び粒子分析プログラム |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3070303A patent/JPH0739990B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 国際公開９０／０４７７１（ＷＯＡ） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04283648A (ja) | 1992-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |