JPH09145591A - 粒度分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定粒度以下の試料だけを選択して分散さ
せ、測定に供することができる粒度分布測定装置を得
る。 【解決手段】 粒度分布測定装置は、粒状試料Ｓの分散
処理を、圧縮空気ｃａが供給される試料供給筒８内に挿
入したオリフィス７から試料Ｓを試料供給筒８内に噴出
させる乾式分散器４で行って、測定セル１１に試料Ｓを
フローさせると共に、測定セル１１に光線を入射し、試
料Ｓの散乱光や透過光の検出データに基づいて粒度分布
を測定するものである。この粒度分布測定装置に、乾式
分散器４のオリフィス７に連通する試料収容密閉容器２
と、この容器２内に臨み容器２内の試料Ｓに圧縮空気ｃ
ａを吹き付けるノズル３とからなる粒状試料発生・分別
器１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粉体やミストな
どの微細粒子の試料を測定セル内にフローさせて、その
試料の粒度分布を測定する粒度分布測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体やミストなどの微細粒子の粒度分布
の測定は、近年、自動測定化されるようになってきてい
る。図３は、そのような自動測定を行う乾式粒度分布測
定装置の従来例の要部を概略的に示す。この装置は、圧
縮空気ｃａが供給される試料供給筒３０内にオリフィス
３１を挿入してなるイジェクター式の分散器３２の前記
オリフィス３１に、試料供給部３３から測定試料Ｓを定
量供給し、この分散器３２で分散させた測定試料Ｓを測
定光学部３４の測定セル３５にフローさせ、測定セル３
５を経た測定試料Ｓを吸引器３６で回収するように構成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例の構成では、試料供給部３３において凝集度合が大
きく異なる測定試料Ｓが混合していても、測定試料Ｓは
その試料供給部３３から分散器３２に機械的に定量供給
されるため、分散器３２の分散能力が低下し、ときには
凝集度合の大きい測定試料Ｓが分散されずに測定セル３
５に導入されて測定されることもあった。このため、測
定再現性が悪く、精度の高い粒度分布測定を行えないと
いう問題点があった。また、分散器３２を構成するオリ
フィス３１の噴出口は、その口径が200 〜300 μｍ程度
と小さいため、この口径より粒度の大きい測定試料Ｓが
混じっている場合には、オリフィス３１が詰まってしま
い測定不能に陥ることもあった。

【０００４】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、一定粒度以下の測定試料だけを
選択して分散させ測定に供することができ、精度の高い
粒度分布測定を行うことのできる粒度分布測定装置を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、圧縮空気が供給される試料供給筒内
に挿入したオリフィスから粒状の試料を前記試料供給筒
内に噴出させて分散させる乾式分散器を経て、試料を測
定セルにフローさせ、かつ前記測定セルに光線を入射し
透過させて、前記試料の散乱光および／または透過光の
検出データに基づいて試料の粒度分布を測定する粒度分
布測定装置において、粒状試料発生・分別器を付加して
いる。この粒状試料発生・分別器は、前記乾式分散器の
オリフィスに連通する試料収容密閉容器と、この容器内
に臨み容器内に収容した試料に圧縮空気を吹き付けるノ
ズルとを有するものである。

【０００６】この発明の粒度分布測定装置では、粒状試
料発生・分別器の試料収容密閉容器内に収容される試料
が粉体の場合、その試料が前記試料収容密閉容器内にお
いて、ノズルから吹き付けられる圧縮空気によって飛散
して浮遊し、そのうち容器底部に早く沈降しない一定粒
度以下の試料だけが乾式分散器に定量供給され、分散処
理されて測定セルに導入されるので、分散器の分散能力
が低下したり、分散器が試料のために詰まることもな
く、測定再現性が向上する。このため、精度の高い粒度
分布を測定することができる。また、前記試料収容密閉
容器内に収容される試料が液体の場合、試料収容密閉容
器内において、ノズルから試料に圧縮空気が吹き付けら
れることによってミスト（以下、エアロゾルという）が
発生して浮遊し、そのうち容器底部に早く沈降しない一
定粒度以下のエアロゾルだけが乾式分散器に定量供給さ
れ、分散処理されて測定セルに導入されるので、同様に
精度の高い粒度分布を測定することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１はこの発明の粒度分布測定装
置の一例を示す。１は粒状試料発生・分別器で、測定試
料が粉体の場合には、これを粒度の大きいものと小さい
ものに分別する分別器として機能し、測定試料が液体の
場合には、この液体試料をエアロゾルにするエアロゾル
発生器として機能すると同時に、発生させたエアロゾル
を粒度の大きいものと小さいものに分別する分別器とし
ても機能するものである。この粒状試料発生・分別器１
は、測定試料Ｓを収容する試料収容密閉容器２と、この
容器２内に臨み容器２内の測定試料Ｓに圧縮空気ｃａを
吹き付けるノズル３とで構成されている。前記試料収容
密閉容器２は、測定試料Ｓを収容するために、例えば底
部が開閉自在とされている。

【０００８】４は乾式分散器で、前記粒状試料発生・分
別器１で発生・分別された粒状の測定試料Ｓを取り込
み、これに分散処理を施すものである。この乾式分散器
４は、途中にバルブ５を介在させた連通管６を介して前
記粒状試料発生・分別器１の試料収容密閉容器２に連通
するオリフィス７を、試料供給筒８の上部に挿入して構
成されており、試料供給筒８の上部には圧縮空気ｃａを
供給する圧縮空気供給管９が接続されている。この圧縮
空気供給管９の途中にはバルブ１０が介在させてある。
また、前記試料供給筒８の下半部は小径部８ａとされて
いる。

【０００９】１１は測定セル（以下、フローセルとい
う）で、測定光学部を構成する光学チャンバー１２内に
おいて上下方向に向けて配置される。このフローセル１
１の上端開口部１１ａには前記試料供給筒８の下半小径
部８ａが挿入される。フローセル１１の上端開口部１１
ａのうち、試料供給筒８の下半小径部８ａを取り囲む部
分には整流板１３が設けられ、その整流板１３を介して
上端開口部１１ａからフローセル１１内に整流された大
気ａが流入可能である。フローセル１１の下端は小径と
され、この小径下端はチューブ１４を介して空気吸引器
１５に接続されている。１６ａ，１６ｂはフローセル１
１の窓で、試料供給筒８よりも下流側に設けられてい
る。

【００１０】前記光学チャンバー１２内には、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ１７が設けられ、そのレーザ光が反射ミラー１
８ａ，１８ｂを経て、窓１６ａと相対して配置されたビ
ーム拡大器１９を介してフローセル１１に入射し透過す
るように構成されている。２０は窓１６ｂに対向して設
けられる拡大用レンズである。

【００１１】２１はフローセル１１を透過し、窓１６ｂ
を経た光を検出する光検出器で、例えばフォトダイオー
ドなどをリング状に配置してなる。この光検出器２１が
検出した透過光データは、マルチプレクサ２２およびＡ
／Ｄ変換器２３を経てＣＰＵ２４で選別され、この選別
された透過光データのみを制御装置２５に入力するよう
に構成されている。制御装置２５には入力された検出デ
ータに基づいて測定した粒度分布を表示する表示部２６
が設けられている。この制御装置２５は、粒度分布の演
算処理のほか、前記バルブ５，１０の開閉や、空気吸引
器１５の駆動など、機構部の制御も行う。

【００１２】２７は複数のフォトダイオードよりなる光
検出器で、フローセル１１をフローしている測定試料Ｓ
に前記レーザ光が照射されて生じる散乱角の異なる散乱
光を各別に検出するため、窓１６ａ，１６ｂと相対して
配置されている。この光検出器２７のそれぞれが検出し
た散乱光データも、前記透過光データと同様に制御装置
２５に入力するように構成されている。

【００１３】次に、前記構成の粒度分布測定装置の動作
を、その動作手順にしたがって説明する。 （１） 先ず、小容器２８に入れた測定試料Ｓを、粒状
試料発生・分別器１の試料収容密閉容器２内の、ノズル
３に相対する位置に配置して収容する。 （２） 空気吸引器１５の動作開始により、フローセル
１１の上端開口部１１ａからフローセル１１内に外気ａ
を吸引する。これにより、フローセル１１の上端開口部
１１ａに設けられた整流板１３の作用で、フローセル１
１内に整流された空気流が生じる。 （３） バルブ５を閉じた状態のもとに、粒状試料発生
・分別器１のノズル３から圧縮空気ｃａを吹き出させ
る。前記測定試料Ｓが粉体の場合には、ノズル３から吹
き付けられる圧縮空気ｃａにより吹き飛ばされ、試料収
容密閉容器２内に充満する。この粒状測定試料Ｓのう
ち、凝集度合の大きいもの、すなわち粒度の大きいもの
は、早く容器２の底部に沈殿するので、容器２の上部に
は一定粒度以下の測定試料Ｓが浮遊し、これにより測定
試料Ｓが上下に分別される。一方、測定試料Ｓが液体の
場合には、ノズル３から吹き付けられる圧縮空気ｃａに
より、エアロゾルとなって吹き飛ばされ、試料収容密閉
容器２内に充満する。このようにして発生したエアロゾ
ルは、粉体の測定試料Ｓの場合と同様にして粒度の大き
いものと小さいものに上下に分別される。 （４） 次に、バルブ１０を開き、圧縮空気供給管９か
ら乾式分散器４の試料供給筒８内に圧縮空気ｃａを供給
する。これにより、試料供給筒９内が負圧となる。 （５）次に、バルブ５を開き、乾式分散器４のオリフィ
ス７と、粒状試料発生・分別器１の試料収容密閉容器２
とを連通させる。これにより、試料収容密閉容器２内の
上部に分別されて浮遊する一定粒度以下の測定試料Ｓ
が、乾式分散器４のオリフィス７に定量供給され、オリ
フィス７から負圧状態にある試料供給筒９内に噴射され
て分散処理される。 （６） 乾式分散器４で分散処理された測定試料Ｓは、
試料供給筒８から整流されてフローセル１１に導入さ
れ、その後チューブ１４を経て、空気吸引器１５に回収
される。 （７） フローセル１１内を下方へと落下する測定試料
Ｓは、Ｈｅ−Ｎｅレーザ１７からのレーザ光を横切る。
このときの散乱光が光検出器２１，２７によって検出さ
れる。これらの光検出器２１，２７ の検出出力が制御
装置２５に入力され、そのデータに基づいて粒度分布が
演算され、表示される。 （８） 測定が終了すると、粒状試料発生・分別器１お
よび乾式分散器４への圧縮空気ｃａの供給を停止させ
る。

【００１４】前記粒度分布測定装置では、粒状試料発生
・分別器１において測定試料Ｓが一定粒度以下のもの
と、それ以上の粒度のものとに分別され、一定粒度以下
の測定試料Ｓが乾式分散器４に定量供給されるので、乾
式分散器４の分散能力が低下したり、乾式分散器４が測
定試料Ｓのために詰まることもなく、測定再現性が向上
する。また、凝集度合が一定の大きさ以下の測定試料Ｓ
だけを測定するので、精度の高い粒度分布を測定するこ
とができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、乾式分散器のオリフィスに連通する試料収容密閉容
器と、この容器内に臨み容器内の試料に圧縮空気を吹き
付けるノズルとからなる粒状試料発生・分別器を設けて
いるので、試料が粉体の場合、前記試料収容密閉容器内
において、ノズルから吹き付けられる圧縮空気で試料が
飛散し、そのうち容器底部に早く沈降しない一定粒度以
下の試料だけが上部に分別され、乾式分散器に定量供給
されて分散処理される。このため、乾式分散器の分散能
力が低下したり、乾式分散器が試料のために詰まること
もなく、測定再現性が向上し、精度の高い粒度分布を測
定することができる。また、試料が液体の場合、前記試
料収容密閉容器内において、ノズルから吹き付けられる
圧縮空気によって試料がエアロゾルとなって飛散し、そ
のうち容器底部に早く沈降しない一定粒度以下のエアロ
ゾルだけが上部に分別され、乾式分散器に定量供給され
て分散処理されるので、同様に精度の高い粒度分布を測
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の粒度分布測定装置の一例を概略的に
示す図である。

【図２】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１…粒状試料発生・分別器、２…試料収容密閉容器、３
…ノズル、６…乾式分散器、７…オリフィス、８…試料
供給筒、９…圧縮空気供給管、１１…測定セル（フロー
セル）、Ｓ…測定試料、ｃａ…圧縮空気

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮空気が供給される試料供給筒内に挿
   入したオリフィスから粒状の試料を前記試料供給筒内に
   噴出させて分散させる乾式分散器を経て、試料を測定セ
   ルにフローさせ、かつ前記測定セルに光線を入射し透過
   させて、前記試料の散乱光および／または透過光の検出
   データに基づいて試料の粒度分布を測定する粒度分布測
   定装置において、前記乾式分散器のオリフィスに連通す
   る試料収容密閉容器と、この容器内に臨み容器内に収容
   した試料に圧縮空気を吹き付けるノズルとを有する粒状
   試料発生・分別器を設けたことを特徴とする粒度分布測
   定装置。