JPH081482Y2 - 粒度分布測定装置 - Google Patents
粒度分布測定装置Info
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- JPH081482Y2 JPH081482Y2 JP1990120547U JP12054790U JPH081482Y2 JP H081482 Y2 JPH081482 Y2 JP H081482Y2 JP 1990120547 U JP1990120547 U JP 1990120547U JP 12054790 U JP12054790 U JP 12054790U JP H081482 Y2 JPH081482 Y2 JP H081482Y2
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- 239000000523 sample Substances 0.000 description 57
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4711—Multiangle measurement
- G01N2021/4716—Using a ring of sensors, or a combination of diaphragm and sensors; Annular sensor
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Description
【考案の詳細な説明】 本考案は、分散している粒子に光を照射することによ
って生じる回折現象もしくは散乱現象を利用して、試料
粒子の粒度分布を測定する粒度分布測定装置に関する。
って生じる回折現象もしくは散乱現象を利用して、試料
粒子の粒度分布を測定する粒度分布測定装置に関する。
粒子による光の回折ないしは散乱現象を利用した粒度
分布測定装置では、回折ないしは散乱光の強度分布、つ
まり回折角ないしは散乱角と光強度との関係を測定し、
これにフラウンホーファ回折ないしはミー散乱の理論に
基づく演算処理を施すことによって、試料粒子の粒度分
布が算出される。
分布測定装置では、回折ないしは散乱光の強度分布、つ
まり回折角ないしは散乱角と光強度との関係を測定し、
これにフラウンホーファ回折ないしはミー散乱の理論に
基づく演算処理を施すことによって、試料粒子の粒度分
布が算出される。
第５図は従来の粒度分布測定装置の測定光学系を示す
図である。
図である。
第５図において、試料セル１は試料粒子が分散する媒
体を収容した透明容器であり、この試料セル１に対して
レーザ光源２などからなる光学系から平行レーザ光Ｌが
照射される。
体を収容した透明容器であり、この試料セル１に対して
レーザ光源２などからなる光学系から平行レーザ光Ｌが
照射される。
上記試料セル１内の試料粒子によって回折もしくは散
乱するレーザ光Ｌは、択一的に選ばれる集光レンズ4a,4
b,4c…の１つを介してリング状ディテクタ５で受光さ
れ、その測定光強度の分布から試料粒子についての粒度
分布が求められる。
乱するレーザ光Ｌは、択一的に選ばれる集光レンズ4a,4
b,4c…の１つを介してリング状ディテクタ５で受光さ
れ、その測定光強度の分布から試料粒子についての粒度
分布が求められる。
上記装置では、回折もしくは散乱するレーザ光Ｌをリ
ング状ディテクタ５上に結像させるために、それぞれ焦
点距離の異なる複数の集光レンズ4a,4b,4c…が用意さ
れ、散乱角が大きくなる粒子径の小さい試料粒子の測定
では、短い焦点距離f1の集光レンズ4aに交換する一方、
必要に応じてリング状ディテクタ５も焦点レンズ4aから
遠い位置に移動させて使用される。逆に、散乱角が小さ
くなる粒子径の大きい試料粒子の測定の場合には、長い
焦点距離f3の集光レンズ4cに交換する一方、必要に応じ
てリング状ディテクタ５も集光レンズ4cに近い位置に移
動させて使用される。
ング状ディテクタ５上に結像させるために、それぞれ焦
点距離の異なる複数の集光レンズ4a,4b,4c…が用意さ
れ、散乱角が大きくなる粒子径の小さい試料粒子の測定
では、短い焦点距離f1の集光レンズ4aに交換する一方、
必要に応じてリング状ディテクタ５も焦点レンズ4aから
遠い位置に移動させて使用される。逆に、散乱角が小さ
くなる粒子径の大きい試料粒子の測定の場合には、長い
焦点距離f3の集光レンズ4cに交換する一方、必要に応じ
てリング状ディテクタ５も集光レンズ4cに近い位置に移
動させて使用される。
このように、焦点距離の異なる複数の集光レンズ4a,4
b,4c…を交換して使用するので、第６図に示すように広
い粒度範囲の粒度分布を測定することができる。
b,4c…を交換して使用するので、第６図に示すように広
い粒度範囲の粒度分布を測定することができる。
すなわち、第６図において、粒子径の小さい粒度範囲
Ａについては、短い焦点距離f1の集光レンズ4aを用い
て、これよりも粒子径の大きい粒度範囲Ｂについては、
やや長い焦点距離f2の集光レンズ4bを用いて、粒子径が
さらに大きい粒度範囲Ｃについては、さらに長い焦点距
離f3の集光レンズ4cを用いてそれぞれ測定される。
Ａについては、短い焦点距離f1の集光レンズ4aを用い
て、これよりも粒子径の大きい粒度範囲Ｂについては、
やや長い焦点距離f2の集光レンズ4bを用いて、粒子径が
さらに大きい粒度範囲Ｃについては、さらに長い焦点距
離f3の集光レンズ4cを用いてそれぞれ測定される。
しかしながら、上述した従来の粒度分布測定装置は、
上記各集光レンズ4a,4b,4c…がそれぞれ受け持つ測定粒
度範囲ごとに、集光レンズを切り換えると共に、必要に
応じてリング状ディテクタ５の位置も移動させて個々の
粒度範囲を測定する構成、つまり個々の粒度範囲ごとに
光学系を切り換えて測定する構成であるため、複数の粒
度範囲にまたがる試料粒子の場合には、何度となく光学
系を切り換えて測定しなければならず、その結果、正確
な粒度分布を測定できないという問題点を有する。
上記各集光レンズ4a,4b,4c…がそれぞれ受け持つ測定粒
度範囲ごとに、集光レンズを切り換えると共に、必要に
応じてリング状ディテクタ５の位置も移動させて個々の
粒度範囲を測定する構成、つまり個々の粒度範囲ごとに
光学系を切り換えて測定する構成であるため、複数の粒
度範囲にまたがる試料粒子の場合には、何度となく光学
系を切り換えて測定しなければならず、その結果、正確
な粒度分布を測定できないという問題点を有する。
また、測定対象の試料は、それぞれが粒度範囲を異に
するので、試料が異なるごとに上述した光学系の切換え
を行う必要があり、測定のための操作が面倒であるとい
う問題点も有する。
するので、試料が異なるごとに上述した光学系の切換え
を行う必要があり、測定のための操作が面倒であるとい
う問題点も有する。
上記の従来欠点に鑑み、本考案は、光学系を切り換え
ることなく広い粒度範囲の粒度分布を正確かつ簡単に測
定できる粒度分布測定装置を提供せんとするものであ
る。
ることなく広い粒度範囲の粒度分布を正確かつ簡単に測
定できる粒度分布測定装置を提供せんとするものであ
る。
上記の目的を達成するために、本考案は、試料粒子が
分散する媒体を収容した試料容器に対してレーザ光を照
射するレーザ光照射手段および前記試料粒子によって回
折もしくは散乱する各散乱角ごとのレーザ光の光強度を
それぞれ測定するリング状ディテクタを含む大径粒子検
出用光学系と、前記試料容器に対してランプ光から得た
単一波長光を照射する単一波長光照射手段および前記試
料粒子によって回折もしくは散乱する各散乱角ごとの単
一波長光の光強度をそれぞれ測定するフォトセンサ群を
含む小径粒子検出用光学系とによって得られる回折光も
しくは散乱光の強度分布から、フラウンホーファ回折も
しくはミー散乱理論に基づいて試料粒子の粒度分布を求
める粒度分布測定装置において、前記単一波長光照射手
段には、ランプ光からそれぞれ異なる波長の単一波長光
を得る複数のバンドパスフィルタを配列したバンドパス
フィルタ群と、このバンドパスフィルタ群をその各バン
ドパスフィルタが前記ランプ光の光路に切り換え配置さ
れるように移動させるフィルタ移動手段を設け、前記フ
ォトセンサ群は、前記試料容器の後方から前方にわたる
回折光もしくは散乱光を受光できるように配置すると共
に、前記リング状ディテクタの測定データと前記フォト
センサ群の測定データを共通のデータ入力手段で取り込
むようにしたことを特徴としている。
分散する媒体を収容した試料容器に対してレーザ光を照
射するレーザ光照射手段および前記試料粒子によって回
折もしくは散乱する各散乱角ごとのレーザ光の光強度を
それぞれ測定するリング状ディテクタを含む大径粒子検
出用光学系と、前記試料容器に対してランプ光から得た
単一波長光を照射する単一波長光照射手段および前記試
料粒子によって回折もしくは散乱する各散乱角ごとの単
一波長光の光強度をそれぞれ測定するフォトセンサ群を
含む小径粒子検出用光学系とによって得られる回折光も
しくは散乱光の強度分布から、フラウンホーファ回折も
しくはミー散乱理論に基づいて試料粒子の粒度分布を求
める粒度分布測定装置において、前記単一波長光照射手
段には、ランプ光からそれぞれ異なる波長の単一波長光
を得る複数のバンドパスフィルタを配列したバンドパス
フィルタ群と、このバンドパスフィルタ群をその各バン
ドパスフィルタが前記ランプ光の光路に切り換え配置さ
れるように移動させるフィルタ移動手段を設け、前記フ
ォトセンサ群は、前記試料容器の後方から前方にわたる
回折光もしくは散乱光を受光できるように配置すると共
に、前記リング状ディテクタの測定データと前記フォト
センサ群の測定データを共通のデータ入力手段で取り込
むようにしたことを特徴としている。
上記の構成によれば、粒子径の大きい粒度範囲につい
ての散乱光の光強度分布は大径粒子検出用光学系で測定
され、粒子径の小さい粒度範囲についての散乱光の光強
度分布は小径粒子検出用光学系で測定される。
ての散乱光の光強度分布は大径粒子検出用光学系で測定
され、粒子径の小さい粒度範囲についての散乱光の光強
度分布は小径粒子検出用光学系で測定される。
また、小径粒子検出用光学系における単一波長光照射
手段では、フィルタ移動手段によるバンドパスフィルタ
群の切換え移動によって、ランプ光から分光する単一波
長光の波長が数段階にわたって切り換えられるので、各
波長の単一波長光ごとに異なる粒度範囲の測定が行わ
れ、それだけ測定可能な粒度範囲が拡張される。
手段では、フィルタ移動手段によるバンドパスフィルタ
群の切換え移動によって、ランプ光から分光する単一波
長光の波長が数段階にわたって切り換えられるので、各
波長の単一波長光ごとに異なる粒度範囲の測定が行わ
れ、それだけ測定可能な粒度範囲が拡張される。
さらに、小径粒子検出用光学系におけるフォトセンサ
群は、試料容器の前方から後方にわたる広い散乱角の光
を受光できるので、各単一波長光で測定可能な粒度範囲
も拡張されることになる。
群は、試料容器の前方から後方にわたる広い散乱角の光
を受光できるので、各単一波長光で測定可能な粒度範囲
も拡張されることになる。
しかも、大径粒子検出用光学系および小径粒子検出用
光学系による測定データは共通のデータ入力手段によっ
て取り込まれ粒度分布算出のためのデータとされるの
で、光学系の切換え操作なしで一度に広い粒度範囲にま
たがる粒度分布を正確に測定できる。
光学系による測定データは共通のデータ入力手段によっ
て取り込まれ粒度分布算出のためのデータとされるの
で、光学系の切換え操作なしで一度に広い粒度範囲にま
たがる粒度分布を正確に測定できる。
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本考案による粒度分布測定装置の測定光学系
を示す図である。
を示す図である。
第１図において、試料セル21は媒液中に試料粒子が分
散して存在する試料液を収容した透明容器であり、レー
ザ光照射手段22は上記試料セル21に平行レーザ光Ｌを照
射するための光学系である。
散して存在する試料液を収容した透明容器であり、レー
ザ光照射手段22は上記試料セル21に平行レーザ光Ｌを照
射するための光学系である。
上記レーザ光照射手段22は、平行レーザ光Ｌを出力す
るレーザ光源27と、そのレーザ光Ｌの光束を拡大するビ
ームエキスパンダ28などによって構成されている。
るレーザ光源27と、そのレーザ光Ｌの光束を拡大するビ
ームエキスパンダ28などによって構成されている。
上記試料セル21の前方の、レーザ光照射手段22の光軸
上には、試料粒子によって回折もしくは散乱するレーザ
光Ｌを、リング状ディテクタ25上に集光する集光レンズ
24が配置されている。
上には、試料粒子によって回折もしくは散乱するレーザ
光Ｌを、リング状ディテクタ25上に集光する集光レンズ
24が配置されている。
上記リング状ディテクタ25は、試料粒子によって回折
もしくは散乱する各散乱角ごとのレーザ光Ｌをそれぞれ
受光して、それらの光強度分布を測定するものであり、
上記集光レンズ24の前方に配置されている。
もしくは散乱する各散乱角ごとのレーザ光Ｌをそれぞれ
受光して、それらの光強度分布を測定するものであり、
上記集光レンズ24の前方に配置されている。
第２図は、上記リング状ディテクタ25の構成を示す斜
視図である。このリング状ディテクタ25は、試料粒子の
粒度に応じてそれぞれの角度に回折もしくは散乱するレ
ーザ光Ｌを検出するための複数のフォトセンサ25a,25b,
…25nを、レーザ光照射手段22の光軸Ｐを中心としてリ
ング状に区分けして配置することによって構成されてい
る。上記リング状ディテクタ25の各フォトセンサ25a,25
b,…25nは、それぞれ個々に対応付けられた増幅器36…
を介してマルチプレクサ37に接続されている。
視図である。このリング状ディテクタ25は、試料粒子の
粒度に応じてそれぞれの角度に回折もしくは散乱するレ
ーザ光Ｌを検出するための複数のフォトセンサ25a,25b,
…25nを、レーザ光照射手段22の光軸Ｐを中心としてリ
ング状に区分けして配置することによって構成されてい
る。上記リング状ディテクタ25の各フォトセンサ25a,25
b,…25nは、それぞれ個々に対応付けられた増幅器36…
を介してマルチプレクサ37に接続されている。
上述したレーザ光照射手段22、集光レンズ24およびリ
ング状ディテクタ25は、比較的に粒子径の大きい試料粒
子による回折光もしくは散乱光を受光する大径粒子検出
用光学系19を構成する。
ング状ディテクタ25は、比較的に粒子径の大きい試料粒
子による回折光もしくは散乱光を受光する大径粒子検出
用光学系19を構成する。
単一波長光照射手段23は、上記試料セル21に前記レー
ザ光Ｌよりも波長の短い単一波長光Ｍを照射するための
光学系であり、ランプ光源29、球面ミラー30、アパーチ
ャ31,34、コリメータレンズ32、バンドパスフィルタ群3
3、フィルタ移動ステージ35などによって構成されてい
る。
ザ光Ｌよりも波長の短い単一波長光Ｍを照射するための
光学系であり、ランプ光源29、球面ミラー30、アパーチ
ャ31,34、コリメータレンズ32、バンドパスフィルタ群3
3、フィルタ移動ステージ35などによって構成されてい
る。
上記球面ミラー30は、ランプ光源29から後方に照射さ
れるランプ光M0を、ランプ光源29の前方に配置されたア
パーチャ31に集光させる鏡であり、そのアパーチャ31は
ランプ光源29からのランプ光M0を十分小さい光束に絞る
ためのものである。
れるランプ光M0を、ランプ光源29の前方に配置されたア
パーチャ31に集光させる鏡であり、そのアパーチャ31は
ランプ光源29からのランプ光M0を十分小さい光束に絞る
ためのものである。
上記アパーチャ31の前方に配置されたコリメータレン
ズ32は、アパーチャ31で光束を絞られたランプ光M0を平
行光線にするためのレンズであり、そのコリメータレン
ズ32の前方に配置されるバンドパスフィルタ群33は、上
記平行光線から所定の単一波長光Ｍのみを分光して取り
出すためのフィルタである。
ズ32は、アパーチャ31で光束を絞られたランプ光M0を平
行光線にするためのレンズであり、そのコリメータレン
ズ32の前方に配置されるバンドパスフィルタ群33は、上
記平行光線から所定の単一波長光Ｍのみを分光して取り
出すためのフィルタである。
第３図は、上記バンドパスフィルタ群33の構成を示す
平面図である。このバンドパスフィルタ群33は、それぞ
れ透過させる波長を異にする複数の例えば1/4波長板33
a,33b…を、透過波長の短いものから順番に縦に配列し
て構成されており、バンドパスフィルタ群33の位置をフ
ィルタ移動ステージ35の駆動によって上下に変化させ、
取り出す単一波長光Ｍの波長を複数段にわたって切り換
えられるようになっている。なお、複数の1/4波長板33
a,33b…は例えばリング状に配列し、これをフィルタ移
動ステージ35で回転させることによって切り換えるよう
にしてもよい。
平面図である。このバンドパスフィルタ群33は、それぞ
れ透過させる波長を異にする複数の例えば1/4波長板33
a,33b…を、透過波長の短いものから順番に縦に配列し
て構成されており、バンドパスフィルタ群33の位置をフ
ィルタ移動ステージ35の駆動によって上下に変化させ、
取り出す単一波長光Ｍの波長を複数段にわたって切り換
えられるようになっている。なお、複数の1/4波長板33
a,33b…は例えばリング状に配列し、これをフィルタ移
動ステージ35で回転させることによって切り換えるよう
にしてもよい。
上記バンドパスフィルタ群33の前方に配置されたアパ
ーチャ34は、バンドパスフィルタ群33からの単一波長光
Ｍの光束を絞り込むためのものであり、このアパーチャ
34を経た単一波長光Ｍが前記試料セル21におけるレーザ
光Ｌの照射位置とは別の位置に照射される。
ーチャ34は、バンドパスフィルタ群33からの単一波長光
Ｍの光束を絞り込むためのものであり、このアパーチャ
34を経た単一波長光Ｍが前記試料セル21におけるレーザ
光Ｌの照射位置とは別の位置に照射される。
また、上記試料セル21の周囲には、試料粒子によって
回折もしくは散乱する単一波長光Ｍを、各散乱各ごとに
個別に検出するためのフォトセンサ群26を構成する複数
のフォトセンサ26a,26b,…26nが、それぞれの散乱角位
置に配置されている。とくに、ここでは、試料セル21の
後方、つまり単一波長光照射手段23の配置側だけでな
く、試料セル21の前方側にもフォトセンサ26a,26b,…26
nを配置して、試料セル21の前方に散乱する単一波長光
Ｍについてもその光強度を測定するように構成されてい
る。
回折もしくは散乱する単一波長光Ｍを、各散乱各ごとに
個別に検出するためのフォトセンサ群26を構成する複数
のフォトセンサ26a,26b,…26nが、それぞれの散乱角位
置に配置されている。とくに、ここでは、試料セル21の
後方、つまり単一波長光照射手段23の配置側だけでな
く、試料セル21の前方側にもフォトセンサ26a,26b,…26
nを配置して、試料セル21の前方に散乱する単一波長光
Ｍについてもその光強度を測定するように構成されてい
る。
上記各フォトセンサ26a,26b,…26nでは、それぞれ対
応する集光レンズ38a,38b,…38nで集光した回折光もし
くは散乱光が受光される。これらのフォトセンサ26a,26
b,…26nはそれぞれ対応する増幅器36…を介して前記マ
ルチプレクサ37に接続されている。
応する集光レンズ38a,38b,…38nで集光した回折光もし
くは散乱光が受光される。これらのフォトセンサ26a,26
b,…26nはそれぞれ対応する増幅器36…を介して前記マ
ルチプレクサ37に接続されている。
上述した単一波長光照射手段23、フォトセンサ群26お
よび集光レンズ38a,38b,…38nは、比較的に粒子径の小
さい試料粒子による回折光もしくは散乱光を受光する小
径粒子検出用光学系20を構成する。
よび集光レンズ38a,38b,…38nは、比較的に粒子径の小
さい試料粒子による回折光もしくは散乱光を受光する小
径粒子検出用光学系20を構成する。
上記マルチプレクサ37は、上述したリング状ディテク
タ25のフォトセンサ25a,25b,…25nやフォトセンサ群26
の各フォトセンサ26a,26b,…26nで検出される光強度の
測定データを所定の順序で取り込み、取り込んだ測定デ
ータをその取込み順序にしたがって直列信号に交換して
次段のA/D変換器39に送出する機能を持つ回路である。
タ25のフォトセンサ25a,25b,…25nやフォトセンサ群26
の各フォトセンサ26a,26b,…26nで検出される光強度の
測定データを所定の順序で取り込み、取り込んだ測定デ
ータをその取込み順序にしたがって直列信号に交換して
次段のA/D変換器39に送出する機能を持つ回路である。
上記A/D変換器39は、送られてきた測定データつまり
アナログデータをデジタルデータに変換する回路であ
り、そのデジタルデータは次段の演算処理装置40に送ら
れる。
アナログデータをデジタルデータに変換する回路であ
り、そのデジタルデータは次段の演算処理装置40に送ら
れる。
上記演算処理装置40は、送られてきた光強度に関する
デジタルデータに基づき、試料セル21中の試料粒子につ
いての粒度分布を求める演算処理を行う装置であり、コ
ンピュータなどによって構成される。その演算機能は、
フラウンホーファ回折もしくはミー散乱理論に基づいて
粒度分布を求めるものである。
デジタルデータに基づき、試料セル21中の試料粒子につ
いての粒度分布を求める演算処理を行う装置であり、コ
ンピュータなどによって構成される。その演算機能は、
フラウンホーファ回折もしくはミー散乱理論に基づいて
粒度分布を求めるものである。
第４図は、上記粒度分布測定装置によって測定される
粒度分布の粒度範囲を模式的に示す図である。
粒度分布の粒度範囲を模式的に示す図である。
次に、第４図に示す粒度分布測定範囲の図も参照し
て、上記粒度分布測定装置による粒度分布の測定手順に
ついて説明する。
て、上記粒度分布測定装置による粒度分布の測定手順に
ついて説明する。
レーザ光照射手段22を構成する光学系では、レーザ光
源27からのレーザ光Ｌがビームエキスパンダ28で光束を
拡大されて試料セル21に照射される。
源27からのレーザ光Ｌがビームエキスパンダ28で光束を
拡大されて試料セル21に照射される。
このレーザ光Ｌは、試料セル21中の試料粒子によって
回折もしくは散乱し、その回折光もしくは散乱光が集光
レンズ24によってリング状ディテクタ25上に結像され
る。
回折もしくは散乱し、その回折光もしくは散乱光が集光
レンズ24によってリング状ディテクタ25上に結像され
る。
上記リング状ディテクタ25に配置されている各フォト
センサ25a,25b,…25nでは、試料粒子によって回折もし
くは散乱したレーザ光Ｌの光強度が測定される。各フォ
トセンサ25a,25b,…25nのうち、外周側のフォトセンサ
は散乱角のより大きい光を受光し、内周側のフォトセン
サは散乱角のより小さい光を受光する。したがって、外
周側のフォトセンサの検出する光強度は粒子径のより大
きい試料粒子の量を反映しており、内周側のフォトセン
サの検出する光強度は粒子径のより小さい試料粒子の量
を反映していることになる。これらの各フォトセンサ25
a,25b,…25nが検出した光強度はアナログ電気信号に変
換され、さらに増幅器36を経てマルチプレクサ37に入力
される。
センサ25a,25b,…25nでは、試料粒子によって回折もし
くは散乱したレーザ光Ｌの光強度が測定される。各フォ
トセンサ25a,25b,…25nのうち、外周側のフォトセンサ
は散乱角のより大きい光を受光し、内周側のフォトセン
サは散乱角のより小さい光を受光する。したがって、外
周側のフォトセンサの検出する光強度は粒子径のより大
きい試料粒子の量を反映しており、内周側のフォトセン
サの検出する光強度は粒子径のより小さい試料粒子の量
を反映していることになる。これらの各フォトセンサ25
a,25b,…25nが検出した光強度はアナログ電気信号に変
換され、さらに増幅器36を経てマルチプレクサ37に入力
される。
一方、単一波長光照射手段23を構成する光学系におい
ては、ランプ光源29からのランプ光M0がアパーチャ31を
経て、コリメータレンズ32で平行光線にされ、その平行
光線はバンドパスフィルタ群33によって単一波長光Ｍに
される。さらに、単一波長光Ｍはアパーチャ34によって
光束を絞られた後、試料セル21に照射される。
ては、ランプ光源29からのランプ光M0がアパーチャ31を
経て、コリメータレンズ32で平行光線にされ、その平行
光線はバンドパスフィルタ群33によって単一波長光Ｍに
される。さらに、単一波長光Ｍはアパーチャ34によって
光束を絞られた後、試料セル21に照射される。
この単一波長光Ｍは、試料セル21中の試料粒子によっ
て回折もしくは散乱し、その光が個々の集光レンズ38a,
38b,…38nを経てそれぞれ対応するフォトセンサ26a,26
b,…26nに集光され、これらのフォトセンサ群26によっ
てその光強度分布が測定される。
て回折もしくは散乱し、その光が個々の集光レンズ38a,
38b,…38nを経てそれぞれ対応するフォトセンサ26a,26
b,…26nに集光され、これらのフォトセンサ群26によっ
てその光強度分布が測定される。
上記フォトセンサ群26において、試料セル21の後方寄
りに配置されているフォトセンサは、散乱角のより大き
い単一波長光Ｍを受光し、試料セル21の前方寄りに配置
されているフォトセンサは、散乱角のより小さい単一波
長光Ｍを受光する。したがって、後方に配置されている
フォトセンサの検出する光強度は粒子径のより小さい試
料粒子の量を反映しており、前方に配置されているフォ
トセンサの検出する光強度は粒子径のより大きい試料粒
子の量を反映していることになる。これらの各フォトセ
ンサ26a,26b,…26nが検出した光強度はアナログ電気信
号に変換され、さらに増幅器36を経てマルチプレクサ37
に入力される。
りに配置されているフォトセンサは、散乱角のより大き
い単一波長光Ｍを受光し、試料セル21の前方寄りに配置
されているフォトセンサは、散乱角のより小さい単一波
長光Ｍを受光する。したがって、後方に配置されている
フォトセンサの検出する光強度は粒子径のより小さい試
料粒子の量を反映しており、前方に配置されているフォ
トセンサの検出する光強度は粒子径のより大きい試料粒
子の量を反映していることになる。これらの各フォトセ
ンサ26a,26b,…26nが検出した光強度はアナログ電気信
号に変換され、さらに増幅器36を経てマルチプレクサ37
に入力される。
上述したように、ランプ光源29として、その波長域が
レーザ光Ｌの波長よりも短いものが予め選ばれているの
で、単一波長光Ｍの回折光もしくは散乱光は粒子径の小
さい試料粒子についての粒度分布を求めるのに有効とな
る。他方、レーザ光の回折光もしくは散乱光は粒子径の
大きい試料粒子についての粒度分布を求めるのに有効と
なる。
レーザ光Ｌの波長よりも短いものが予め選ばれているの
で、単一波長光Ｍの回折光もしくは散乱光は粒子径の小
さい試料粒子についての粒度分布を求めるのに有効とな
る。他方、レーザ光の回折光もしくは散乱光は粒子径の
大きい試料粒子についての粒度分布を求めるのに有効と
なる。
このようにして、ランプ光M0に比べて長い波長のレー
ザ光Ｌを用いる大径粒子検出用光学系19のリング状ディ
テクタ25によって測定される光強度分布は、第４図に示
す粒子径の大きい粒度範囲Ｗに対応したデータとなる。
また、レーザ光Ｌよりも短い波長域のランプ光M0を用い
る小径粒子検出用光学系20のフォトセンサ群26によって
測定される光強度分布は、第４図に示す粒子径の小さい
粒度範囲Ｎに対応したデータとなる。
ザ光Ｌを用いる大径粒子検出用光学系19のリング状ディ
テクタ25によって測定される光強度分布は、第４図に示
す粒子径の大きい粒度範囲Ｗに対応したデータとなる。
また、レーザ光Ｌよりも短い波長域のランプ光M0を用い
る小径粒子検出用光学系20のフォトセンサ群26によって
測定される光強度分布は、第４図に示す粒子径の小さい
粒度範囲Ｎに対応したデータとなる。
マルチプレクサ37では、各フォトセンサ25a,25b,…25
n,26a,26b,…26nから入力されてきた測定データ、つま
りアナログ電気信号が一定の順序で取り込まれる。すな
わち、例えば、粒子径の小さい試料粒子に対応するフォ
トセンサ26a,26b,…26nから、粒子径の大きい試料粒子
に対応するフォトセンサ25a,25b,…25nの順序でそれら
の測定データが取り込まれる。
n,26a,26b,…26nから入力されてきた測定データ、つま
りアナログ電気信号が一定の順序で取り込まれる。すな
わち、例えば、粒子径の小さい試料粒子に対応するフォ
トセンサ26a,26b,…26nから、粒子径の大きい試料粒子
に対応するフォトセンサ25a,25b,…25nの順序でそれら
の測定データが取り込まれる。
なお、単一波長光照射手段23においては、バンドパス
フィルタ群33の位置がフィルタ移動ステージ35によって
順次切り換えられる毎に、取り出される単一波長光Ｍの
波長が短波長から長波長へと段階的に変化する。その結
果、フォトセンサ群26の測定する光強度分布も、それに
応じて段階的により小さい粒子径の粒度範囲N1に対応し
たデータからより大きい粒子径の粒度範囲N2に対応した
データへと切り換えられることになる。
フィルタ群33の位置がフィルタ移動ステージ35によって
順次切り換えられる毎に、取り出される単一波長光Ｍの
波長が短波長から長波長へと段階的に変化する。その結
果、フォトセンサ群26の測定する光強度分布も、それに
応じて段階的により小さい粒子径の粒度範囲N1に対応し
たデータからより大きい粒子径の粒度範囲N2に対応した
データへと切り換えられることになる。
マルチプレクサ37では、フォトセンサ群26からの測定
データの取込みの場合、上記フィルタ移動ステージ35に
よるバンドパスフィルタ群33の切換えに同期して、フォ
トセンサ26aからフォトセンサ26nまでの取込みサイクル
が繰り返され、これによって各単一波長光Ｍに対応した
データが順次取り込まれる。したがって、小径粒子検出
用光学系20による測定データとして、数段階にわたる粒
度範囲N1,N2…のデータを得ることができる。
データの取込みの場合、上記フィルタ移動ステージ35に
よるバンドパスフィルタ群33の切換えに同期して、フォ
トセンサ26aからフォトセンサ26nまでの取込みサイクル
が繰り返され、これによって各単一波長光Ｍに対応した
データが順次取り込まれる。したがって、小径粒子検出
用光学系20による測定データとして、数段階にわたる粒
度範囲N1,N2…のデータを得ることができる。
マルチプレクサ37で取り込まれたアナログ電気信号は
直列信号にされて、次段のA/D変換器39で順次デジタル
信号に変換され、さらに次段の演算処理装置40に入力さ
れる。
直列信号にされて、次段のA/D変換器39で順次デジタル
信号に変換され、さらに次段の演算処理装置40に入力さ
れる。
上記演算処理装置40では、リング状ディテクタ25およ
びフォトセンサ群26によって測定された各散乱角ごとの
光強度データに基づき、試料粒子の粒度分布が求められ
る。その算出手順は、フラウンホーファ回折もしくはミ
ー散乱理論に基づき行われる。
びフォトセンサ群26によって測定された各散乱角ごとの
光強度データに基づき、試料粒子の粒度分布が求められ
る。その算出手順は、フラウンホーファ回折もしくはミ
ー散乱理論に基づき行われる。
本考案は、上述した構成より成り、粒子径の大きい粒
度範囲についての散乱光の光強度分布は大径粒子検出用
光学系で測定し、粒子径の小さい粒度範囲についての散
乱光の光強度分布は小径粒子検出用光学系で測定すると
共に、小径粒子検出用光学系における単一波長光照射手
段では、フィルタ移動手段によるバンドパスフィルタ群
の切換え移動によって、ランプ光から分光する単一波長
光の波長を数段階にわたって切り換え、さらに、小径粒
子検出用光学系におけるフォトセンサ群を、試料容器の
前方から後方にわたる広い散乱角の光を受光できるよう
に配置しているので、広い粒度範囲にわたって粒度分布
を測定できる効果がある。
度範囲についての散乱光の光強度分布は大径粒子検出用
光学系で測定し、粒子径の小さい粒度範囲についての散
乱光の光強度分布は小径粒子検出用光学系で測定すると
共に、小径粒子検出用光学系における単一波長光照射手
段では、フィルタ移動手段によるバンドパスフィルタ群
の切換え移動によって、ランプ光から分光する単一波長
光の波長を数段階にわたって切り換え、さらに、小径粒
子検出用光学系におけるフォトセンサ群を、試料容器の
前方から後方にわたる広い散乱角の光を受光できるよう
に配置しているので、広い粒度範囲にわたって粒度分布
を測定できる効果がある。
しかも、大径粒子検出用光学系および小径粒子検出用
光学系による測定データを共通のデータ入力手段によっ
て取り込み粒度分布算出のためのデータとするようにし
ているので、光学系の切換え操作なしに、一度に広い粒
度範囲にまたがる粒度分布を正確に測定できる効果もあ
る。
光学系による測定データを共通のデータ入力手段によっ
て取り込み粒度分布算出のためのデータとするようにし
ているので、光学系の切換え操作なしに、一度に広い粒
度範囲にまたがる粒度分布を正確に測定できる効果もあ
る。
第１図ないし第４図は本考案の一実施例を示し、第１図
は本考案の粒度分布測定装置の測定光学系を示す図、第
２図は前記粒度分布測定装置におけるリング状ディテク
タを示す斜視図、第３図は前記粒度分布測定装置におけ
るバンドパスフィルタを示す平面図、第４図は前記粒度
分布測定装置による粒度分布の測定範囲を示す図であ
る。 第５図および第６図は従来例を示し、第５図は従来の粒
度分布測定装置の測定光学系を示す図、第６図はその粒
度分布測定装置による粒度分布の測定範囲を示す図であ
る。 19……大径粒子検出用光学系、20……小径粒子検出用光
学系、21……試料容器、22……レーザ光照射手段、23…
…単一波長光照射手段、25……リング状ディテクタ、26
……フォトセンサ群、33……バンドパスフィルタ群、35
……フィル移動手段、37……データ入力手段、Ｌ……レ
ーザ光、Ｍ……単一波長光、M0……ランプ光。
は本考案の粒度分布測定装置の測定光学系を示す図、第
２図は前記粒度分布測定装置におけるリング状ディテク
タを示す斜視図、第３図は前記粒度分布測定装置におけ
るバンドパスフィルタを示す平面図、第４図は前記粒度
分布測定装置による粒度分布の測定範囲を示す図であ
る。 第５図および第６図は従来例を示し、第５図は従来の粒
度分布測定装置の測定光学系を示す図、第６図はその粒
度分布測定装置による粒度分布の測定範囲を示す図であ
る。 19……大径粒子検出用光学系、20……小径粒子検出用光
学系、21……試料容器、22……レーザ光照射手段、23…
…単一波長光照射手段、25……リング状ディテクタ、26
……フォトセンサ群、33……バンドパスフィルタ群、35
……フィル移動手段、37……データ入力手段、Ｌ……レ
ーザ光、Ｍ……単一波長光、M0……ランプ光。
Claims (1)
- 【請求項１】試料粒子が分散する媒体を収容した試料容
器に対してレーザ光を照射するレーザ光照射手段および
前記試料粒子によって回折もしくは散乱する各散乱角ご
とのレーザ光の光強度をそれぞれ測定するリング状ディ
テクタを含む大径粒子検出用光学系と、前記試料容器に
対してランプ光から得た単一波長光を照射する単一波長
光照射手段および前記試料粒子によって回折もしくは散
乱する各散乱角ごとの単一波長光の光強度をそれぞれ測
定するフォトセンサ群を含む小径粒子検出用光学系とに
よって得られる回折光もしくは散乱光の強度分布から、
フラウンホーファ回折もしくはミー散乱理論に基づいて
試料粒子の粒度分布を求める粒度分布測定装置におい
て、前記単一波長光照射手段には、ランプ光からそれぞ
れ異なる波長の単一波長光を得る複数のバンドパスフィ
ルタを配列したバンドパスフィルタ群と、このバンドパ
スフィルタ群をその各バンドパスフィルタが前記ランプ
光の光路に切り換え配置されるように移動させるフィル
タ移動手段を設け、前記フォトセンサ群は、前記試料容
器の後方から前方にわたる回折光もしくは散乱光を受光
できるように配置すると共に、前記リング状ディテクタ
の測定データと前記フォトセンサ群の測定データを共通
のデータ入力手段で取り込むようにしたことを特徴とす
る粒度分布測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990120547U JPH081482Y2 (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 粒度分布測定装置 |
| EP91118667A EP0486859A1 (en) | 1990-11-17 | 1991-10-31 | Apparatus for measuring a particle size distribution |
| US07/786,525 US5164787A (en) | 1990-11-17 | 1991-11-01 | Apparatus for measuring particle size distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990120547U JPH081482Y2 (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 粒度分布測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478543U JPH0478543U (ja) | 1992-07-08 |
| JPH081482Y2 true JPH081482Y2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=14789007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990120547U Expired - Lifetime JPH081482Y2 (ja) | 1990-11-17 | 1990-11-17 | 粒度分布測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5164787A (ja) |
| EP (1) | EP0486859A1 (ja) |
| JP (1) | JPH081482Y2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2863874B2 (ja) * | 1990-12-30 | 1999-03-03 | 株式会社堀場製作所 | 粒度分布測定装置 |
| DE4228388B4 (de) * | 1992-08-26 | 2005-03-03 | Sympatec Gmbh System-Partikel-Technik | Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelgrößen und/oder Partikelgrößenverteilungen |
| JPH0816646B2 (ja) * | 1992-09-28 | 1996-02-21 | 株式会社島津製作所 | 粒度分布測定装置 |
| NL9301446A (nl) * | 1993-08-20 | 1995-03-16 | Univ Delft Tech | Werkwijze en inrichting voor het meten van vormeigenschappen van deeltjes. |
| DE4414166C1 (de) * | 1994-04-22 | 1995-12-07 | Lorenz Mesgeraetebau | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Lichtstreuung an Partikeln |
| JPH11507735A (ja) * | 1995-06-13 | 1999-07-06 | ユニヴアーシテイ・オブ・サウス・フロリダ | 多重角度多重波長粒子特性決定装置および方法 |
| US5818583A (en) * | 1996-11-08 | 1998-10-06 | Purdue Research Foundation | Particle analysis system and method |
| US7187441B1 (en) | 1996-11-08 | 2007-03-06 | The Texas A&M University System | Particle analysis system and method |
| US6246474B1 (en) | 1998-04-29 | 2001-06-12 | Particle Measuring Systems, Inc. | Method and apparatus for measurement of particle size distribution in substantially opaque slurries |
| US6417920B1 (en) * | 1999-05-11 | 2002-07-09 | Shimadzu Corporation | Particle size analyzer based on laser diffraction method |
| US6480276B1 (en) | 1999-07-13 | 2002-11-12 | Clemson University | Enhanced photon-migration methods for particle sizing in concentrated suspensions |
| US7054002B1 (en) | 1999-10-08 | 2006-05-30 | The Texas A&M University System | Characterization of luminescence in a scattering medium |
| US6219138B1 (en) | 2000-01-10 | 2001-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Particle sizing technique |
| US6639674B2 (en) * | 2000-03-28 | 2003-10-28 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Methods and apparatus for polarized reflectance spectroscopy |
| JP4266075B2 (ja) * | 2001-02-19 | 2009-05-20 | 株式会社堀場製作所 | 粒径分布測定装置 |
| JP4535697B2 (ja) * | 2003-07-23 | 2010-09-01 | オリンパス株式会社 | 生体組織の光散乱観測内視鏡装置 |
| US7833339B2 (en) | 2006-04-18 | 2010-11-16 | Franklin Industrial Minerals | Mineral filler composition |
| US7651559B2 (en) | 2005-11-04 | 2010-01-26 | Franklin Industrial Minerals | Mineral composition |
| US7847936B2 (en) * | 2007-05-15 | 2010-12-07 | Waters Technologies Corporation | Evaporative light scattering device and methods of use thereof |
| US7869038B2 (en) * | 2007-08-15 | 2011-01-11 | Malvern Instruments, Ltd. | Broad-range spectrometer |
| US20130115720A1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-09 | Arnold Allenic | Surface measurement |
| EP3308136B1 (en) * | 2015-06-12 | 2021-12-15 | Koninklijke Philips N.V. | Optical particle sensor and sensing method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4361403A (en) * | 1978-06-26 | 1982-11-30 | Loos Hendricus G | Multiple wavelength instrument for measurement of particle size distributions |
| JPS5970944A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-21 | Toshiba Corp | 粒径測定装置 |
| US4679939A (en) * | 1985-12-23 | 1987-07-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Firce | In situ small particle diagnostics |
| US4781460A (en) * | 1986-01-08 | 1988-11-01 | Coulter Electronics Of New England, Inc. | System for measuring the size distribution of particles dispersed in a fluid |
| JPS6415950A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Hitachi Ltd | Method for forming multilayered interconnection and semiconductor device using same |
| FR2617971B1 (fr) * | 1987-07-10 | 1989-11-10 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede et dispositifs de granulometrie optique pour de larges gammes de mesure |
| JP2674128B2 (ja) * | 1988-08-31 | 1997-11-12 | 株式会社島津製作所 | 粒度分布測定装置 |
| JPH0754292B2 (ja) * | 1989-02-27 | 1995-06-07 | 株式会社島津製作所 | 粒度分布測定装置 |
| US5056918A (en) * | 1989-03-03 | 1991-10-15 | Coulter Electronics Of New England, Inc. | Method and apparatus for particle size analysis |
| JP2715604B2 (ja) * | 1989-12-18 | 1998-02-18 | 株式会社島津製作所 | レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置 |
-
1990
- 1990-11-17 JP JP1990120547U patent/JPH081482Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-31 EP EP91118667A patent/EP0486859A1/en not_active Ceased
- 1991-11-01 US US07/786,525 patent/US5164787A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0486859A1 (en) | 1992-05-27 |
| US5164787A (en) | 1992-11-17 |
| JPH0478543U (ja) | 1992-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |