JPH0755689A - エアロゾル粒子質量分析器 - Google Patents
エアロゾル粒子質量分析器Info
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- JPH0755689A JPH0755689A JP22278993A JP22278993A JPH0755689A JP H0755689 A JPH0755689 A JP H0755689A JP 22278993 A JP22278993 A JP 22278993A JP 22278993 A JP22278993 A JP 22278993A JP H0755689 A JPH0755689 A JP H0755689A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数種類のエアロゾル粒子が浮遊する気体よ
り、特定の比質量（粒子の質量／電荷）を有する粒子の
みを連続的に分級することができるエアロゾル粒子質量
分析器を提案する。 【構成】 共通の対称軸まわりに回転する略円筒状の外
側電極３と内側電極８との間に気体を連続的に吸引し、
気体中に含まれる粒子に働く静電気力と遠心力とのつり
あいを利用して、特定の範囲の比質量をもつ粒子のみが
浮遊する気体を連続的に外部に取り出すことができるよ
うにした。
り、特定の比質量（粒子の質量／電荷）を有する粒子の
みを連続的に分級することができるエアロゾル粒子質量
分析器を提案する。 【構成】 共通の対称軸まわりに回転する略円筒状の外
側電極３と内側電極８との間に気体を連続的に吸引し、
気体中に含まれる粒子に働く静電気力と遠心力とのつり
あいを利用して、特定の範囲の比質量をもつ粒子のみが
浮遊する気体を連続的に外部に取り出すことができるよ
うにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば複数種類のエア
ロゾル粒子が浮遊する気体より、特定の比質量（粒子の
質量／電荷）を有する粒子のみを連続的に分級すること
ができるエアロゾル粒子質量分析器に関する。
ロゾル粒子が浮遊する気体より、特定の比質量（粒子の
質量／電荷）を有する粒子のみを連続的に分級すること
ができるエアロゾル粒子質量分析器に関する。
【０００２】
【従来の技術】エアロゾル粒子を分級する装置として、
微分型電気移動度分級器が実用化されている。この装置
は、粒子を含む気体を吸引し、粒子に働く静電気力と粘
性抵抗力との働きを利用して、特定の狭い範囲の電気移
動度をもった粒子のみを含む気体を得ることができる。
そして、電気移動度と粒径との間に一定の関係があるこ
とを利用して、微分型電気移動度分級器を粒径の分級器
として利用されることが多い。
微分型電気移動度分級器が実用化されている。この装置
は、粒子を含む気体を吸引し、粒子に働く静電気力と粘
性抵抗力との働きを利用して、特定の狭い範囲の電気移
動度をもった粒子のみを含む気体を得ることができる。
そして、電気移動度と粒径との間に一定の関係があるこ
とを利用して、微分型電気移動度分級器を粒径の分級器
として利用されることが多い。
【０００３】これと比較的似た機能をもつエアロゾル粒
子の分級装置としては、拡散バッテリとインパクタとが
ある。拡散バッテリは、エアロゾルを平行平板の対向間
隔や細いチューブの内部空間などの狭い空間を通過さ
せ、拡散係数の大きな粒子ほどブラウン運動が激しいた
めに器壁に吸着され易いことを利用してより小さな拡散
係数をもつ粒子ほどより高濃度に濃縮することができる
ものである。
子の分級装置としては、拡散バッテリとインパクタとが
ある。拡散バッテリは、エアロゾルを平行平板の対向間
隔や細いチューブの内部空間などの狭い空間を通過さ
せ、拡散係数の大きな粒子ほどブラウン運動が激しいた
めに器壁に吸着され易いことを利用してより小さな拡散
係数をもつ粒子ほどより高濃度に濃縮することができる
ものである。
【０００４】一方、インパクタは、装置内に気体の流れ
が急速にその方向を変える部分を設けてあり、気体中に
含まれる粒子のうち、ストークス数が大きい粒子は流れ
方向の変化に追従できないため気体から分離されること
を利用して、よりストークス数の小さい粒子を濃縮する
ことができるものである。
が急速にその方向を変える部分を設けてあり、気体中に
含まれる粒子のうち、ストークス数が大きい粒子は流れ
方向の変化に追従できないため気体から分離されること
を利用して、よりストークス数の小さい粒子を濃縮する
ことができるものである。
【０００５】また、その他のエアロゾル粒子の分級装置
として、エアロゾル遠心分離器がある。これにはいくつ
かの型があるが、何れも回転する気体流路の外周壁に粒
子捕集用の紙などを貼っておき、遠心力沈降速度が大き
い粒子ほど気体流路の入口近くで捕捉されるという作用
を利用して、粒子を分級するものである。そして、遠心
沈降速度はやはり粒径と一定の関係をもつので、粒径別
に粒子を捕集紙上に捕集し、これを回収して粒径別の粒
子計数、化学成分分析、秤量など行うことによりエアロ
ゾル粒子についての詳しい情報を得るために利用される
ことが多い。
として、エアロゾル遠心分離器がある。これにはいくつ
かの型があるが、何れも回転する気体流路の外周壁に粒
子捕集用の紙などを貼っておき、遠心力沈降速度が大き
い粒子ほど気体流路の入口近くで捕捉されるという作用
を利用して、粒子を分級するものである。そして、遠心
沈降速度はやはり粒径と一定の関係をもつので、粒径別
に粒子を捕集紙上に捕集し、これを回収して粒径別の粒
子計数、化学成分分析、秤量など行うことによりエアロ
ゾル粒子についての詳しい情報を得るために利用される
ことが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来から知ら
れているエアロゾル粒子の分級装置では、それぞれ電気
移動度、拡散係数、ストークス数、遠心沈降速度等、い
ずれも粒径と関係する物理量について分級する装置であ
る。ところが、通常のエアロゾル粒子は球形ではないた
め、粒径という量は幾何学的に一意的に定義し得る量で
はなく、その定義にあいまいさが残る。そのため、同一
の粒子であっても、分級原理が異なると、異なる粒径を
もつかのように分級されたり、粒子が装置内を運動する
ときの空間的姿勢に応じて異なる粒径をもつかのように
分級されたりする。しかし、もし粒子の比質量について
分級することができれば、比質量は粒子の形状に関わら
ない一意的な物理量であるので、このような不都合は生
じない。
れているエアロゾル粒子の分級装置では、それぞれ電気
移動度、拡散係数、ストークス数、遠心沈降速度等、い
ずれも粒径と関係する物理量について分級する装置であ
る。ところが、通常のエアロゾル粒子は球形ではないた
め、粒径という量は幾何学的に一意的に定義し得る量で
はなく、その定義にあいまいさが残る。そのため、同一
の粒子であっても、分級原理が異なると、異なる粒径を
もつかのように分級されたり、粒子が装置内を運動する
ときの空間的姿勢に応じて異なる粒径をもつかのように
分級されたりする。しかし、もし粒子の比質量について
分級することができれば、比質量は粒子の形状に関わら
ない一意的な物理量であるので、このような不都合は生
じない。
【０００７】また、特に拡散バッテリやインパクタは、
これらの装置単体では拡散係数やストークス数を大小二
段階に分級することしかできないので、応用範囲が極め
て狭いものであった。さらに、特にエアロゾル遠心分離
器では連続的に分級することができないという問題があ
った。
これらの装置単体では拡散係数やストークス数を大小二
段階に分級することしかできないので、応用範囲が極め
て狭いものであった。さらに、特にエアロゾル遠心分離
器では連続的に分級することができないという問題があ
った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、共通の対称軸まわりに回転する略円筒
状の外側電極と内側電極との間に気体を連続的に吸引
し、気体中に含まれる粒子に働く静電気力と遠心力との
つりあいを利用して、特定の範囲の比質量をもつ粒子の
みが浮遊する気体を連続的に外部に取り出すことができ
るようにしたことを特徴とするエアロゾル粒子質量分析
器に関するものである。即ち、内側電極の外径、外側電
極の内径、印加電圧の大きさ、および電極回転数に応じ
て決まるある値よりも大きな比質量を有する粒子には外
向きの遠心力が大きく働くために外側電極壁に付着し、
小さな比質量を有する粒子には内向きの静電気力が大き
く働くために内側電極壁に付着するために、特定の比質
量を有する粒子のみが電極間を通り抜けられることを利
用して、この特定の比質量をもつ粒子のみが浮遊する気
体を連続的に得ることが可能である。
案されたもので、共通の対称軸まわりに回転する略円筒
状の外側電極と内側電極との間に気体を連続的に吸引
し、気体中に含まれる粒子に働く静電気力と遠心力との
つりあいを利用して、特定の範囲の比質量をもつ粒子の
みが浮遊する気体を連続的に外部に取り出すことができ
るようにしたことを特徴とするエアロゾル粒子質量分析
器に関するものである。即ち、内側電極の外径、外側電
極の内径、印加電圧の大きさ、および電極回転数に応じ
て決まるある値よりも大きな比質量を有する粒子には外
向きの遠心力が大きく働くために外側電極壁に付着し、
小さな比質量を有する粒子には内向きの静電気力が大き
く働くために内側電極壁に付着するために、特定の比質
量を有する粒子のみが電極間を通り抜けられることを利
用して、この特定の比質量をもつ粒子のみが浮遊する気
体を連続的に得ることが可能である。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図示実施例により詳細に説明
する。
する。
【００１０】図１に示すように、外側枠体１は回転子２
に固定されており、回転子２は図示しないモータにより
外側枠体１の対称軸を回転軸とする回転運動が与えられ
る。この外側枠体１は、側面を構成する略円筒状の外側
電極３と、その開放上部および開放下部に接着或いはね
じ止めなどで固定された上蓋部４及び下蓋部５よりな
る。そして、上記上蓋部４の中心部には軸受６が固定さ
れる。この軸受６の内側部分は、試料エアロゾルを導入
するためのチューブ状のエアロゾル取り入れ管７の外側
に固定され、回転する外側部分とベアリング機構を介し
て気密に接続している。
に固定されており、回転子２は図示しないモータにより
外側枠体１の対称軸を回転軸とする回転運動が与えられ
る。この外側枠体１は、側面を構成する略円筒状の外側
電極３と、その開放上部および開放下部に接着或いはね
じ止めなどで固定された上蓋部４及び下蓋部５よりな
る。そして、上記上蓋部４の中心部には軸受６が固定さ
れる。この軸受６の内側部分は、試料エアロゾルを導入
するためのチューブ状のエアロゾル取り入れ管７の外側
に固定され、回転する外側部分とベアリング機構を介し
て気密に接続している。
【００１１】上記外側枠体１の内部にはこれと対称軸を
共有する位置に内側枠体８が組み込まれている。この内
側枠体８も外側枠体１と同様に、側面を構成する略円筒
状の内側電極９と、その開放上部および開放下部に接着
或いはねじ止めなどで固定された上蓋部１０および下蓋
部１１よりなる。そして、上蓋部１０と下蓋部１１には
それぞれ軸受１２，１３が固定される。これら軸受１
２，１３の内側部分は、エアロゾルを外部に取り出すた
めのエアロゾル排出管１４の外側に固定され、それぞれ
回転する外側部分とベアリング機構を介して気密に接続
している。また、軸受１３の外側部分を外側枠体１の下
蓋部５に固定して外側枠体１と内側枠体８とを一体状と
したので、エアロゾル取り入れ管７とエアロゾル排出管
１４とは回転せず、外側枠体１と内側枠体８とは、共通
の対称軸のまわりに同一速度で回転する。
共有する位置に内側枠体８が組み込まれている。この内
側枠体８も外側枠体１と同様に、側面を構成する略円筒
状の内側電極９と、その開放上部および開放下部に接着
或いはねじ止めなどで固定された上蓋部１０および下蓋
部１１よりなる。そして、上蓋部１０と下蓋部１１には
それぞれ軸受１２，１３が固定される。これら軸受１
２，１３の内側部分は、エアロゾルを外部に取り出すた
めのエアロゾル排出管１４の外側に固定され、それぞれ
回転する外側部分とベアリング機構を介して気密に接続
している。また、軸受１３の外側部分を外側枠体１の下
蓋部５に固定して外側枠体１と内側枠体８とを一体状と
したので、エアロゾル取り入れ管７とエアロゾル排出管
１４とは回転せず、外側枠体１と内側枠体８とは、共通
の対称軸のまわりに同一速度で回転する。
【００１２】前記外側枠体１と内側枠体８の間には円環
状の作動空間１５が形成されるが、この作動空間１５の
内部には少なくとも１本の棒状絶縁体１６が回転軸と平
行に固定される。この棒状絶縁体１６はテフロン、プラ
スチック、ゴム、ガラスなどの電気的絶縁性を有する材
質より作製される。これは外側枠体１の内面、もしくは
内側枠体８の外面、もしくはその双方に接着、ねじ止め
などで固定するものでも良いし、材質がゴムのように弾
力性をもつ材料であるときは、それ自体の弾力を利用し
て挟圧状に固定するものでもよい。上記棒状絶縁体１６
の役割は、作動空間１５に導入された試料エアロゾルを
内側枠体８および外側枠体１と同じ速度で回転させると
同時に、軸方向に層流を形成することである。
状の作動空間１５が形成されるが、この作動空間１５の
内部には少なくとも１本の棒状絶縁体１６が回転軸と平
行に固定される。この棒状絶縁体１６はテフロン、プラ
スチック、ゴム、ガラスなどの電気的絶縁性を有する材
質より作製される。これは外側枠体１の内面、もしくは
内側枠体８の外面、もしくはその双方に接着、ねじ止め
などで固定するものでも良いし、材質がゴムのように弾
力性をもつ材料であるときは、それ自体の弾力を利用し
て挟圧状に固定するものでもよい。上記棒状絶縁体１６
の役割は、作動空間１５に導入された試料エアロゾルを
内側枠体８および外側枠体１と同じ速度で回転させると
同時に、軸方向に層流を形成することである。
【００１３】また、前記外側電極３および内側電極９に
は、適当な直流電圧源１７から供給される電圧Ｖが、軸
受６，１２のそれぞれの、回転しない内側部分と回転す
る外側部分の間の電気的接触を実現するためのブラシ１
８および１９を経由して、それぞれ印加され、この結
果、作動空間１５において静電場が形成される。
は、適当な直流電圧源１７から供給される電圧Ｖが、軸
受６，１２のそれぞれの、回転しない内側部分と回転す
る外側部分の間の電気的接触を実現するためのブラシ１
８および１９を経由して、それぞれ印加され、この結
果、作動空間１５において静電場が形成される。
【００１４】試料エアロゾルは、連続的かつ一定の流量
で、矢印２０で示すようにエアロゾル取り入れ管７から
取り入れられ、外側枠体１の上蓋部４と内側枠体８の上
蓋部１０との間の空間２１を経由して作動空間１５に導
入される。そして、作動空間１５での処理を行った後、
外側枠体１の下蓋部５と内側枠体８の下蓋部１１との間
の空間２２を通過し、エアロゾル排出管１４から矢印２
３で示すように外部に取り出される。尚、軸受６，１
２，１３自体の内側部分と外側部分とは、それぞれ前記
の通り気密に接続されているが、試料エアロゾルが上記
以外の経路を通過することがないように、軸受６，１
２，１３と他部材との接続も気密にシーリングされてい
る。
で、矢印２０で示すようにエアロゾル取り入れ管７から
取り入れられ、外側枠体１の上蓋部４と内側枠体８の上
蓋部１０との間の空間２１を経由して作動空間１５に導
入される。そして、作動空間１５での処理を行った後、
外側枠体１の下蓋部５と内側枠体８の下蓋部１１との間
の空間２２を通過し、エアロゾル排出管１４から矢印２
３で示すように外部に取り出される。尚、軸受６，１
２，１３自体の内側部分と外側部分とは、それぞれ前記
の通り気密に接続されているが、試料エアロゾルが上記
以外の経路を通過することがないように、軸受６，１
２，１３と他部材との接続も気密にシーリングされてい
る。
【００１５】以上の構成のエアロゾル粒子質量分析器の
作動空間１５における粒子の分級原理を以下に説明す
る。
作動空間１５における粒子の分級原理を以下に説明す
る。
【００１６】エアロゾル粒子の緩和時間τは、周囲の気
体が瞬間的に流速もしくは流れの方向を変えたとき、粒
子と周囲気体との粘性抵抗の影響で、どの程度すばやく
周囲気体の流れに追従できるようになるかを表わす量で
ある。通常のエアロゾル粒子の粒径は１０μｍ以下であ
り、このような粒子ではτは１ミリ秒（０．００１秒）
より短いことが知られている。したがって、粒子は作動
空間１５に入ってきたとき、ほぼ瞬間的に周囲の気体の
運動に追従して運動するようになり、軸方向並びに円周
方向には外力を受けないので、周囲の気体に従って螺旋
運動をする。
体が瞬間的に流速もしくは流れの方向を変えたとき、粒
子と周囲気体との粘性抵抗の影響で、どの程度すばやく
周囲気体の流れに追従できるようになるかを表わす量で
ある。通常のエアロゾル粒子の粒径は１０μｍ以下であ
り、このような粒子ではτは１ミリ秒（０．００１秒）
より短いことが知られている。したがって、粒子は作動
空間１５に入ってきたとき、ほぼ瞬間的に周囲の気体の
運動に追従して運動するようになり、軸方向並びに円周
方向には外力を受けないので、周囲の気体に従って螺旋
運動をする。
【００１７】動径方向においては、粒子には外向きの遠
心力が作用すると共に、粒子がもつ電荷の符号によって
内向きか外向きかが決まる静電気力が作用する。静電気
が内向きの場合、粒子の回転軸からの距離が下記数１で
示すｒ（ｍ／ｑ）と大きさが同じであれば、外向きの遠
心力と内向きの静電気力とがちょうど打ち消し合い（つ
り合い）、動径方向には運動しない。
心力が作用すると共に、粒子がもつ電荷の符号によって
内向きか外向きかが決まる静電気力が作用する。静電気
が内向きの場合、粒子の回転軸からの距離が下記数１で
示すｒ（ｍ／ｑ）と大きさが同じであれば、外向きの遠
心力と内向きの静電気力とがちょうど打ち消し合い（つ
り合い）、動径方向には運動しない。
【００１８】
【数１】
【００１９】上記数１において、ｍは粒子の質量、ｑは
電荷、ｒ1 は内側電極９の外径の大きさ、ｒ2 は外側電
極３の内径の大きさ、Ωは外側電極３および内側電極９
の回転の角速度、Ｖは印加した電圧の大きさである。
電荷、ｒ1 は内側電極９の外径の大きさ、ｒ2 は外側電
極３の内径の大きさ、Ωは外側電極３および内側電極９
の回転の角速度、Ｖは印加した電圧の大きさである。
【００２０】図２はｒ（ｍ／ｑ）のｒ1 およびｒ2 に対
する大きさと、粒子の作動空間１５における動径方向へ
の運動軌跡との関係を示す模式的相関図である。
する大きさと、粒子の作動空間１５における動径方向へ
の運動軌跡との関係を示す模式的相関図である。
【００２１】図２（ａ）はｒ（ｍ／ｑ）がｒ1 とｒ2 と
の中間にある場合の粒子の軌跡を示すもので、作動空間
１５の入口部でｒ（ｍ／ｑ）の位置もしくはその近傍に
ある粒子は直線的に運動し、作動空間１５の出口に到達
することができる。しかし、ｒ（ｍ／ｑ）より外側の位
置の粒子には外向きの遠心力が内向きの静電気力よりも
強く作用するので総じて外向きに運動し、粒子の一部は
外側電極３の内壁に付着する。逆にｒ（ｍ／ｑ）より内
側にいる粒子には内向きの静電気力が強くなるので、粒
子の一部は内側電極９の外壁に付着する。
の中間にある場合の粒子の軌跡を示すもので、作動空間
１５の入口部でｒ（ｍ／ｑ）の位置もしくはその近傍に
ある粒子は直線的に運動し、作動空間１５の出口に到達
することができる。しかし、ｒ（ｍ／ｑ）より外側の位
置の粒子には外向きの遠心力が内向きの静電気力よりも
強く作用するので総じて外向きに運動し、粒子の一部は
外側電極３の内壁に付着する。逆にｒ（ｍ／ｑ）より内
側にいる粒子には内向きの静電気力が強くなるので、粒
子の一部は内側電極９の外壁に付着する。
【００２２】図２（ｂ）はｒ（ｍ／ｑ）がｒ2 よりは大
きいが、下記数２で示すｒMAX よりは小さい場合の粒子
の軌跡を示すものである。
きいが、下記数２で示すｒMAX よりは小さい場合の粒子
の軌跡を示すものである。
【００２３】
【数２】
【００２４】但し、ここでは簡単のため、外側電極３と
内側電極９との間隔（ｒ2 −ｒ1 ）がｒ1 よりも十分小
さく、また作動空間１５におけるエアロゾルの軸方向流
速がその動径方向での位置に関らず一定であるものとし
て計算してある。また、上記数２において、Ｔはエアロ
ゾルが作動空間１５に入ってから出るまでの滞留時間で
あり、図１に示した作動空間１５の長さＬとエアロゾル
流量Ｑとを用いて下記数３のように計算される。
内側電極９との間隔（ｒ2 −ｒ1 ）がｒ1 よりも十分小
さく、また作動空間１５におけるエアロゾルの軸方向流
速がその動径方向での位置に関らず一定であるものとし
て計算してある。また、上記数２において、Ｔはエアロ
ゾルが作動空間１５に入ってから出るまでの滞留時間で
あり、図１に示した作動空間１５の長さＬとエアロゾル
流量Ｑとを用いて下記数３のように計算される。
【００２５】
【数３】
【００２６】上記図２（ｂ）の場合は、比質量ｍ／ｑを
もつ全ての粒子に対して内向きの静電気力の方が強いの
で、全ての粒子は内向きに運動するが、粒子の一部はな
お作動空間１５の出口にたどり着くことができる。
もつ全ての粒子に対して内向きの静電気力の方が強いの
で、全ての粒子は内向きに運動するが、粒子の一部はな
お作動空間１５の出口にたどり着くことができる。
【００２７】しかし、ｒ（ｍ／ｑ）がｒMAX よりも大き
くなると、図２（ｃ）に示すように比質量ｍ／ｑの粒子
は全て内側電極９の外壁に沈着するので、作動空間１５
から抜け出せる粒子はなくなる。また、ｒ（ｍ／ｑ）が
ｒ1 より小さい場合については図示していないが、同様
の議論が可能である。
くなると、図２（ｃ）に示すように比質量ｍ／ｑの粒子
は全て内側電極９の外壁に沈着するので、作動空間１５
から抜け出せる粒子はなくなる。また、ｒ（ｍ／ｑ）が
ｒ1 より小さい場合については図示していないが、同様
の議論が可能である。
【００２８】したがって、本発明のエアロゾル粒子質量
分析器に吸引されたエアロゾル粒子は、下記数４に示す
値（ｍ／ｑ）C を中心とする狭い範囲にある比質量をも
った粒子のみ作動空間１５を通過し、残りは外側電極３
もしくは内側電極９に捕捉されてしまう。
分析器に吸引されたエアロゾル粒子は、下記数４に示す
値（ｍ／ｑ）C を中心とする狭い範囲にある比質量をも
った粒子のみ作動空間１５を通過し、残りは外側電極３
もしくは内側電極９に捕捉されてしまう。
【００２９】
【数４】
【００３０】このように、本発明のエアロゾル粒子質量
分析器は、エアロゾル粒子の比質量の連続分級装置とし
て利用することができるものである。
分析器は、エアロゾル粒子の比質量の連続分級装置とし
て利用することができるものである。
【００３１】また、上記数４に示されるように、電圧
Ｖ、もしくは電極回転数Ωを変えることにより、分級さ
れる比質量を容易に変えることが可能であり、任意の比
質量の粒子を連続的に分級することができる。即ち、本
発明のエアロゾル粒子質量分析器に電圧を変化させる機
構、回転速度を変化させる機構を設けることにより、任
意の比質量の粒子を分級することができるものとなる。
Ｖ、もしくは電極回転数Ωを変えることにより、分級さ
れる比質量を容易に変えることが可能であり、任意の比
質量の粒子を連続的に分級することができる。即ち、本
発明のエアロゾル粒子質量分析器に電圧を変化させる機
構、回転速度を変化させる機構を設けることにより、任
意の比質量の粒子を分級することができるものとなる。
【００３２】以上本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができる。例えば前記実施例
では外側枠体１（外側電極３）と内側枠体８（内側電極
９）とは同一速度で回転する構成であるが、この速度を
変更するようにしてもよい。
が、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができる。例えば前記実施例
では外側枠体１（外側電極３）と内側枠体８（内側電極
９）とは同一速度で回転する構成であるが、この速度を
変更するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、エアロゾ
ル粒子の比質量についての分級を初めて可能とするもの
である。
ル粒子の比質量についての分級を初めて可能とするもの
である。
【００３４】そして、本発明のエアロゾル粒子質量分析
器の後段に、例えば米国ＴＳＩ社により製造されている
モデル３０２５凝縮核式計数器、或いはリオン株式会社
製モデルＫＣ−１８光散乱式粒子計数器などの適当な粒
子計数器を接続することにより、容易に比質量分布の測
定システムを構成することができる。
器の後段に、例えば米国ＴＳＩ社により製造されている
モデル３０２５凝縮核式計数器、或いはリオン株式会社
製モデルＫＣ−１８光散乱式粒子計数器などの適当な粒
子計数器を接続することにより、容易に比質量分布の測
定システムを構成することができる。
【００３５】粒子の帯電量がわかる場合には、比質量よ
り質量が算出できるので、本発明のエアロゾル粒子質量
分析器は粒子質量の分級装置として利用することができ
る。例えば平衡荷電状態にある０．１μｍ以下のエアロ
ゾル粒子は、２価以上の電荷を帯びる確率が無視し得る
ほど小さいので、このような場合は、分級された粒子の
帯電量は１価としてよいためにただちに質量分級装置と
して用いることができる。
り質量が算出できるので、本発明のエアロゾル粒子質量
分析器は粒子質量の分級装置として利用することができ
る。例えば平衡荷電状態にある０．１μｍ以下のエアロ
ゾル粒子は、２価以上の電荷を帯びる確率が無視し得る
ほど小さいので、このような場合は、分級された粒子の
帯電量は１価としてよいためにただちに質量分級装置と
して用いることができる。
【００３６】また、対称軸と平行に棒状絶縁体を電極間
へ挿入したエアロゾル粒子質量分析器は、作動空間に導
入された試料エアロゾルを乱流を生ずることなく軸方向
へ流通させるので、分析或いは分級の精度を向上する。
へ挿入したエアロゾル粒子質量分析器は、作動空間に導
入された試料エアロゾルを乱流を生ずることなく軸方向
へ流通させるので、分析或いは分級の精度を向上する。
【００３７】さらに、電極間電圧を変化させる機構若し
くは回転速度を変化させる機構若しくはその両方の機構
を備えたエアロゾル粒子質量分析器は、分級される比質
量を容易に変えることができるので、任意の比質量の粒
子を分級することができるものとなる。
くは回転速度を変化させる機構若しくはその両方の機構
を備えたエアロゾル粒子質量分析器は、分級される比質
量を容易に変えることができるので、任意の比質量の粒
子を分級することができるものとなる。
【図１】本発明の実施例を示す一部を欠截した斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明のエアロゾル粒子質量分析器の作動空間
における粒子の動径方向への運動軌跡を示す模式図であ
る。
における粒子の動径方向への運動軌跡を示す模式図であ
る。
３ 外側電極 ９ 内側電極
Claims (4)
- 【請求項１】 共通の対称軸まわりに回転する略円筒状
の外側電極と内側電極との間に気体を連続的に吸引し、
気体中に含まれる粒子に働く静電気力と遠心力とのつり
あいを利用して、特定の範囲の比質量をもつ粒子のみが
浮遊する気体を連続的に外部に取り出すことができるよ
うにしたことを特徴とするエアロゾル粒子質量分析器。 - 【請求項２】 対称軸と平行に１本以上の棒状絶縁体を
電極間へ挿入したことを特徴とする請求項１のエアロゾ
ル粒子質量分析器。 - 【請求項３】 電極間電圧を変化させる機構を備えたこ
とを特徴とする請求項１乃至２に記載のエアロゾル粒子
質量分析器。 - 【請求項４】 回転速度を変化させる機構を備えたこと
を特徴とする請求項１乃至３に記載のエアロゾル粒子質
量分析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5222789A JP2517872B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | エアロゾル粒子質量分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5222789A JP2517872B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | エアロゾル粒子質量分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755689A true JPH0755689A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2517872B2 JP2517872B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=16787929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5222789A Expired - Lifetime JP2517872B2 (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | エアロゾル粒子質量分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517872B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6829919B2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-12-14 | University Of Southern California | High-quality continuous particulate matter monitor |
| US6990846B2 (en) | 2000-11-13 | 2006-01-31 | University Of Southern California | Impactor inlet |
| JP2008111791A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | National Traffic Safety & Environment Laboratory | 交流電場を用いて微粒子を質量分級する微粒子計測装置および計測方法 |
| US8410435B2 (en) | 2009-06-10 | 2013-04-02 | Msi. Tokyo, Inc. | Cyclone separator type mass analyzing system |
| WO2013058429A1 (ko) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 한양대학교 산학협력단 | 입자 분리 장치 및 이를 이용한 섬유형상 입자의 분리방법 |
| CN111624143A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-04 | 中国科学院广州地球化学研究所 | 一种测量气溶胶颗粒物体积当量直径和有效密度的方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4822278B2 (ja) * | 2007-03-08 | 2011-11-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 粒子質量分析方法 |
| JP4911414B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2012-04-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 気体中浮遊粒子の有効密度測定方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4956569U (ja) * | 1972-08-28 | 1974-05-18 | ||
| JPS61120651A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 微粒子の分級及び捕集方法 |
| JPS63205165A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Toshio Awaji | 粉体分離法とその装置 |
-
1993
- 1993-08-16 JP JP5222789A patent/JP2517872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4956569U (ja) * | 1972-08-28 | 1974-05-18 | ||
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| JPS63205165A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Toshio Awaji | 粉体分離法とその装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6829919B2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-12-14 | University Of Southern California | High-quality continuous particulate matter monitor |
| US6990846B2 (en) | 2000-11-13 | 2006-01-31 | University Of Southern California | Impactor inlet |
| JP2008111791A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | National Traffic Safety & Environment Laboratory | 交流電場を用いて微粒子を質量分級する微粒子計測装置および計測方法 |
| US8410435B2 (en) | 2009-06-10 | 2013-04-02 | Msi. Tokyo, Inc. | Cyclone separator type mass analyzing system |
| WO2013058429A1 (ko) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 한양대학교 산학협력단 | 입자 분리 장치 및 이를 이용한 섬유형상 입자의 분리방법 |
| CN111624143A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-04 | 中国科学院广州地球化学研究所 | 一种测量气溶胶颗粒物体积当量直径和有效密度的方法 |
| CN111624143B (zh) * | 2020-05-27 | 2021-10-01 | 中国科学院广州地球化学研究所 | 一种测量气溶胶颗粒物体积当量直径和有效密度的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2517872B2 (ja) | 1996-07-24 |
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