JPS58153107A - 粒子径・速度同時測定装置 - Google Patents
粒子径・速度同時測定装置Info
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- JPS58153107A JPS58153107A JP3540882A JP3540882A JPS58153107A JP S58153107 A JPS58153107 A JP S58153107A JP 3540882 A JP3540882 A JP 3540882A JP 3540882 A JP3540882 A JP 3540882A JP S58153107 A JPS58153107 A JP S58153107A
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 19
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- OOYGSFOGFJDDHP-KMCOLRRFSA-N kanamycin A sulfate Chemical group OS(O)(=O)=O.O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N OOYGSFOGFJDDHP-KMCOLRRFSA-N 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
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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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学的手段により移動する粒子の粒子径及びそ
の速度を同時に測定するための装置に関するものである
。
の速度を同時に測定するための装置に関するものである
。
従来より干渉性及び単色性に優れたレーザ光の特徴に着
目して、レーザ光を用いて移動する粒子の粒子径及びそ
の速度を同時に測定する装置゛が種々提案されている。
目して、レーザ光を用いて移動する粒子の粒子径及びそ
の速度を同時に測定する装置゛が種々提案されている。
第１図はその中でもＳＮ比等の点から通弁一般に用いら
れつつあるデュアルビームモードによる測定の原理を示
したものである。
れつつあるデュアルビームモードによる測定の原理を示
したものである。
本図において同一の偏波面及び波長を有する二本の平行
なレーザビーム１，２を収束レンズ８に与え、一点で交
差せしむるように構成する。レーザビームト ２の交差
領域に散乱物体が存在する場合には第２図にその拡大図
を示す如く干渉縞が観察される。従ってこの交差領域内
を粒子ｐが通過した場合、粒子ｐより得られる散乱光は
干渉縞の明暗に対応した周期的な強度変化を持つことと
な □る。そこでこの散乱光を集光レンズ４により集束
し、光電変換器５により電気信号に変換すると、第８図
（ａ）に実線で示す如きバースト波形が得られる。干渉
縞の明暗の間隔はレーザビームＩｔ ２の波長と、そ
の交差角によって決定されるので、第３図（ａ）のバー
スト波の周波数を測定することにより粒子ｐの速度を求
めることができる。一方粒子径の測定は一般に次に示す
二方法が知られている。
なレーザビーム１，２を収束レンズ８に与え、一点で交
差せしむるように構成する。レーザビームト ２の交差
領域に散乱物体が存在する場合には第２図にその拡大図
を示す如く干渉縞が観察される。従ってこの交差領域内
を粒子ｐが通過した場合、粒子ｐより得られる散乱光は
干渉縞の明暗に対応した周期的な強度変化を持つことと
な □る。そこでこの散乱光を集光レンズ４により集束
し、光電変換器５により電気信号に変換すると、第８図
（ａ）に実線で示す如きバースト波形が得られる。干渉
縞の明暗の間隔はレーザビームＩｔ ２の波長と、そ
の交差角によって決定されるので、第３図（ａ）のバー
スト波の周波数を測定することにより粒子ｐの速度を求
めることができる。一方粒子径の測定は一般に次に示す
二方法が知られている。
その一方法は粒子の散乱光強度がその粒径に依存第８図
（ａ）に破線で示す如き台形状の低周波成分（ペデスタ
ル成分）が得られるところから、この波高値に基づいて
粒径を求めるものである。他の一方法は、粒子径がバー
スト信号に含まれる低周波成分の波高値と高周波成分の
振幅との比（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）に依存している点
に着目して粒径を求めるものである。
（ａ）に破線で示す如き台形状の低周波成分（ペデスタ
ル成分）が得られるところから、この波高値に基づいて
粒径を求めるものである。他の一方法は、粒子径がバー
スト信号に含まれる低周波成分の波高値と高周波成分の
振幅との比（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）に依存している点
に着目して粒径を求めるものである。
このような従来の粒子径の測定方法はいずれも被測定粒
子がレーザビームの交差領域の中心付近を通過した場合
には誤差なく測定することが可能であるが、交差領域の
中心付近からずれた位置を通過した場合には測定誤差が
著るしく増大するという欠点があった。即ち第２図にお
いて被測定粒子ｐが光軸（Ｘ軸）方向にずれた位置を通
過した場合には、第８図（ｂ）に示した如き中央部分の
凹んだ波形の光電変換信号が得られるが、その信号の低
周波成分の波高値が低くなるため、いずれの方式によっ
て粒子径を測定したとしても誤差の増加を免れ得ないこ
とになる。又被測定粒子ｐがｙ軸方向にずれた位置を通
過した場合には、光電変換信号は第８図（ｃ）に示す如
く波形が小となり、そのため低周波成分の振幅値のみで
粒子径を測定する方式にあっては特に誤差の増大が避は
難いものとなる。而して斯くの如き測定誤差の増大を回
避するため交差領域の中央部全通過する粒子についての
みデータを求める方法づ；種々提案されているが、この
種の方法はいずれも構成が複雑であるため少なからず操
作技術上の困Ｗｉヲ伴なう上に必然的にデータ数が減少
してしまうという大きな問題点があった。
子がレーザビームの交差領域の中心付近を通過した場合
には誤差なく測定することが可能であるが、交差領域の
中心付近からずれた位置を通過した場合には測定誤差が
著るしく増大するという欠点があった。即ち第２図にお
いて被測定粒子ｐが光軸（Ｘ軸）方向にずれた位置を通
過した場合には、第８図（ｂ）に示した如き中央部分の
凹んだ波形の光電変換信号が得られるが、その信号の低
周波成分の波高値が低くなるため、いずれの方式によっ
て粒子径を測定したとしても誤差の増加を免れ得ないこ
とになる。又被測定粒子ｐがｙ軸方向にずれた位置を通
過した場合には、光電変換信号は第８図（ｃ）に示す如
く波形が小となり、そのため低周波成分の振幅値のみで
粒子径を測定する方式にあっては特に誤差の増大が避は
難いものとなる。而して斯くの如き測定誤差の増大を回
避するため交差領域の中央部全通過する粒子についての
みデータを求める方法づ；種々提案されているが、この
種の方法はいずれも構成が複雑であるため少なからず操
作技術上の困Ｗｉヲ伴なう上に必然的にデータ数が減少
してしまうという大きな問題点があった。
本発明はこのような従来方法の欠点を除去することを目
的とするものであって、レーザビームの交差領域を通過
する全ての粒子に関して粒子径と粒子速度とを同時にし
かも高い精度で測定することができる粒子径・速度同時
測定装置を提供するものである。
的とするものであって、レーザビームの交差領域を通過
する全ての粒子に関して粒子径と粒子速度とを同時にし
かも高い精度で測定することができる粒子径・速度同時
測定装置を提供するものである。
以下本願の第１の発明を実施例に基づき図面を参照しつ
つ説明する。第４図は本発明の一実施例である粒子径・
速度同時測定装置の構成図を示すものである。本図にお
いて、レーザ発振器１０はＡｒイオンレーザ等の如く同
時に複数の波長（例えばλｌ、＾、）を有するレーザ光
を発光するものとし、そのレーザ光を分散プリズム１１
に供給する。分散プリズム１１はレーザ発振器ｌＯから
の入射光をその波長の相違に基づき単一の波長全有する
複数のレーザ光、即ち波長λ１の光と波長人、の光に分
離するものである。分散プリズム１１より得られる波長
λ１のレーザ光は反射鏡１２を介してビームスプリッタ
１８に与えられ、一方波長鳩のレーザ光は反射鏡１４．
１５を介して反射鏡１６に導かれる。ビームスプリッタ
１８は入射する波長λ１のレーザ光を図示した如き平行
な二本のレーザビームｔ７．１８に分離する。レーザビ
ーム１７．１８は第１図に基づいて前述した従来例の場
合と同様に収束レンズ１９に与えられる。収束レンズ１
９は与えられたレーザビーム１７．１８ｆニ一点で交差
せしめるように集光するものであり、交差領域において
は前述の如く干渉縞を形成する。さて本発明に於ては、
レーザビーム１１１８と、は異なった波長λ、の第８の
レーザビーム２０を用いる。反射鏡１６は第８のレーザ
ビーム２０が二本のレーザビームｔｌ１８と平行になり
、且それらの中央を通過するように配置される。レーザ
ビーム２０の進行経路に削ってその強度を調節するフィ
ルタ２１が配置され、更にその光束径を拡大するレンズ
２２が配設される。
つ説明する。第４図は本発明の一実施例である粒子径・
速度同時測定装置の構成図を示すものである。本図にお
いて、レーザ発振器１０はＡｒイオンレーザ等の如く同
時に複数の波長（例えばλｌ、＾、）を有するレーザ光
を発光するものとし、そのレーザ光を分散プリズム１１
に供給する。分散プリズム１１はレーザ発振器ｌＯから
の入射光をその波長の相違に基づき単一の波長全有する
複数のレーザ光、即ち波長λ１の光と波長人、の光に分
離するものである。分散プリズム１１より得られる波長
λ１のレーザ光は反射鏡１２を介してビームスプリッタ
１８に与えられ、一方波長鳩のレーザ光は反射鏡１４．
１５を介して反射鏡１６に導かれる。ビームスプリッタ
１８は入射する波長λ１のレーザ光を図示した如き平行
な二本のレーザビームｔ７．１８に分離する。レーザビ
ーム１７．１８は第１図に基づいて前述した従来例の場
合と同様に収束レンズ１９に与えられる。収束レンズ１
９は与えられたレーザビーム１７．１８ｆニ一点で交差
せしめるように集光するものであり、交差領域において
は前述の如く干渉縞を形成する。さて本発明に於ては、
レーザビーム１１１８と、は異なった波長λ、の第８の
レーザビーム２０を用いる。反射鏡１６は第８のレーザ
ビーム２０が二本のレーザビームｔｌ１８と平行になり
、且それらの中央を通過するように配置される。レーザ
ビーム２０の進行経路に削ってその強度を調節するフィ
ルタ２１が配置され、更にその光束径を拡大するレンズ
２２が配設される。
レンズ２２を通過したレーザビーム２０は収束レンズ１
９に導かれ、その中心部を通過してレーザビーム１７．
１８の交差領域に入る。而るにレーザビーム１７．ＩＢ
とレーザビーム２０とは夫々波長を異にするため相互に
干渉することはない。
９に導かれ、その中心部を通過してレーザビーム１７．
１８の交差領域に入る。而るにレーザビーム１７．ＩＢ
とレーザビーム２０とは夫々波長を異にするため相互に
干渉することはない。
さてこの交差領域は第５図にその拡大図を示すクロくレ
ーザビーム２０の概ね中心軸付近に存在することとなり
、交差領域内ではレーザビーム２０の強度はほぼ一定と
なる。交差領域の斜前方には散乱光を集光する集光レン
ズ２８を配置し、更に集光した光をその波長の相違に基
づき波長λ１と波長入９の光じ分離するカラースワブ１
ノツク２４を配置する。光電変換器２５．２６は夫々波
長λ、。
ーザビーム２０の概ね中心軸付近に存在することとなり
、交差領域内ではレーザビーム２０の強度はほぼ一定と
なる。交差領域の斜前方には散乱光を集光する集光レン
ズ２８を配置し、更に集光した光をその波長の相違に基
づき波長λ１と波長入９の光じ分離するカラースワブ１
ノツク２４を配置する。光電変換器２５．２６は夫々波
長λ、。
礼の光に分離された散乱光の強度変化を電気信号に変換
するものである。光電変換器２５の出力は増幅器２７を
介してノ１イバスフィルタ２８に供給サレる。バイパス
フィルタ２８は入力信号の高周波成分のみを次段の周波
数測定器２９に供給する。この場合の周波数測定器２９
は信号を周波数領域において処理する周波数分析機でも
よく、又時間領域において処理するカウンタタイプや周
波数負帰還を用いたＦ ／ Ｖ変換器であってもよい。
するものである。光電変換器２５の出力は増幅器２７を
介してノ１イバスフィルタ２８に供給サレる。バイパス
フィルタ２８は入力信号の高周波成分のみを次段の周波
数測定器２９に供給する。この場合の周波数測定器２９
は信号を周波数領域において処理する周波数分析機でも
よく、又時間領域において処理するカウンタタイプや周
波数負帰還を用いたＦ ／ Ｖ変換器であってもよい。
周波数測定器２９の出力は次段の信号処理回路３０じ供
給される。一方光電変換器２６の出力は増幅器８１を介
して振幅測定器８２に供給される。
給される。一方光電変換器２６の出力は増幅器８１を介
して振幅測定器８２に供給される。
振幅測定器８２は入力信号の夫々の最大振幅値を測定す
るものであって、その出力は信号処理回路８０に供給さ
れる。信号処理回路８０は必要に応じて入力データの統
計処理を行ない、その結果を表示器８８を通じて表示せ
しむるものである。
るものであって、その出力は信号処理回路８０に供給さ
れる。信号処理回路８０は必要に応じて入力データの統
計処理を行ない、その結果を表示器８８を通じて表示せ
しむるものである。
次に第６図の波形図を参照しつつ本測定装置の動作につ
いて説明する。レーザ発振器１ｏの出力は分散グリズム
１１によυ波長λ１のレーザ光と波長人、のレーザ光と
に分離され、このうち波長λ１のレーザビームはビーム
スプリッタ１ａによって二本の平行なレーザビーム１７
．１８に分離され、収束レンズ１９によってこのレーザ
ビーム１７．１８ｉ交差させる。一方波長λ、のレーザ
ビーム２０はレンズ２２によって光束径が拡大されてこ
の交差領域を貫通する。さて第５図においてこの交差領
域内の中央部を被測定粒子ｐが２軸に浴って通過した場
合、被測定粒子ｐより散乱光が得られる。散乱光は集光
レンズ２８により集光された後、カラースプリッタ２４
によりその波長の相違に基づいて波長＾１と波長人、の
散乱光に分離され、夫々光電変換器２５．２６によって
電気信号に変換される。ここにおいて光電変換器２５か
らは波長λ１のレーザビーム１７．１８の交差領域を粒
子が通過した場合に第６図（ａ）に実線ａ１で示すバー
スト信号が得られる。この信号を増幅器２７によって増
幅し、更にバイパスフィルタ２８ｔ−通過せしめて高周
波成分のみを周波数測定器２９に供給する。前述した如
くこのバースト信号の周波数は粒子ｐの速度に比例して
おり、従って、周波数測定器２９によってバースト信号
の周波数を測定することにより速度情報を得ることがで
きる。一方光電変換器２６からは粒子ｐが波長４のレー
ザビーム２０を通過する間の散乱光強度に対応した信号
が得られる。而してレーザビーム２０の光束径は拡大さ
れているためσ−ザビーム１７．１８の交差領域では波
長λ、のレーザビーム２０の強度は概ね一様であるので
、粒子ｐが交差領域を通過した場合に得られる光電変換
器２６の出力信号は第６図（ａ）に破線ａ２で示した如
くほぼ一定となる。前述のように粒子の散乱光強度はそ
の粒径に依存している。従ってこの信号を増幅器８１に
より増幅し、振幅測定器８２に入力してバースト信号発
生中の振幅値を測定すれば粒子ｐに関する粒径情報が得
られる。信号処理回路８０は粒子の速度情報及び粒径情
報の確率密度、分布などの統計処理を行ない、その結果
は表示器８Ｂにより表示される。
いて説明する。レーザ発振器１ｏの出力は分散グリズム
１１によυ波長λ１のレーザ光と波長人、のレーザ光と
に分離され、このうち波長λ１のレーザビームはビーム
スプリッタ１ａによって二本の平行なレーザビーム１７
．１８に分離され、収束レンズ１９によってこのレーザ
ビーム１７．１８ｉ交差させる。一方波長λ、のレーザ
ビーム２０はレンズ２２によって光束径が拡大されてこ
の交差領域を貫通する。さて第５図においてこの交差領
域内の中央部を被測定粒子ｐが２軸に浴って通過した場
合、被測定粒子ｐより散乱光が得られる。散乱光は集光
レンズ２８により集光された後、カラースプリッタ２４
によりその波長の相違に基づいて波長＾１と波長人、の
散乱光に分離され、夫々光電変換器２５．２６によって
電気信号に変換される。ここにおいて光電変換器２５か
らは波長λ１のレーザビーム１７．１８の交差領域を粒
子が通過した場合に第６図（ａ）に実線ａ１で示すバー
スト信号が得られる。この信号を増幅器２７によって増
幅し、更にバイパスフィルタ２８ｔ−通過せしめて高周
波成分のみを周波数測定器２９に供給する。前述した如
くこのバースト信号の周波数は粒子ｐの速度に比例して
おり、従って、周波数測定器２９によってバースト信号
の周波数を測定することにより速度情報を得ることがで
きる。一方光電変換器２６からは粒子ｐが波長４のレー
ザビーム２０を通過する間の散乱光強度に対応した信号
が得られる。而してレーザビーム２０の光束径は拡大さ
れているためσ−ザビーム１７．１８の交差領域では波
長λ、のレーザビーム２０の強度は概ね一様であるので
、粒子ｐが交差領域を通過した場合に得られる光電変換
器２６の出力信号は第６図（ａ）に破線ａ２で示した如
くほぼ一定となる。前述のように粒子の散乱光強度はそ
の粒径に依存している。従ってこの信号を増幅器８１に
より増幅し、振幅測定器８２に入力してバースト信号発
生中の振幅値を測定すれば粒子ｐに関する粒径情報が得
られる。信号処理回路８０は粒子の速度情報及び粒径情
報の確率密度、分布などの統計処理を行ない、その結果
は表示器８Ｂにより表示される。
さて粒子ｐが交差領域の中央部を通過せずＸ軸方向にず
れた位置を通過した場合には、交差領域より得られる波
長λ１の散乱光の光電変換信号は従来例の場合と同様第
６図（ｂ）に実線ｂ１で示した如き中央部の凹んだ波形
となる。しかしながらその高周波成分の速度情報はその
まま保存されているためバイパスフィルタ２８、及び周
波数測定器２９を通じて正確な速度信号が信号処理回路
３０に供給される。又粒子ｐがＸ軸方向にずれた位置全
通過した場合にもレーザビーム２０によって得られる波
長人、の散乱光は変わることなく、第６図（ａ）と同じ
光電変換信号が第６図（ｂ）の破線ｂ２に示す如く得ら
れる。従ってこの信号の振幅を振幅測定器８２によって
測定すれば、正確な粒径信号を信号処理回路８０に供給
することができる。
れた位置を通過した場合には、交差領域より得られる波
長λ１の散乱光の光電変換信号は従来例の場合と同様第
６図（ｂ）に実線ｂ１で示した如き中央部の凹んだ波形
となる。しかしながらその高周波成分の速度情報はその
まま保存されているためバイパスフィルタ２８、及び周
波数測定器２９を通じて正確な速度信号が信号処理回路
３０に供給される。又粒子ｐがＸ軸方向にずれた位置全
通過した場合にもレーザビーム２０によって得られる波
長人、の散乱光は変わることなく、第６図（ａ）と同じ
光電変換信号が第６図（ｂ）の破線ｂ２に示す如く得ら
れる。従ってこの信号の振幅を振幅測定器８２によって
測定すれば、正確な粒径信号を信号処理回路８０に供給
することができる。
更に粒子ｐが交差領域の中央部からｙ軸方向にずれた場
合にも、交差領域より得られる波長λ１の散乱光の光電
変換信号は従来例の場合と同様に第６図（Ｃ）に実線ｃ
１で示す如く振幅の小さいバースト信号となる。しかし
ながら、その高周波成分の速度情報はそのまま保存され
ているので、正確な速度信号を得ることができる。又交
差領域内ではレーザビーム２００強度は一様であるので
、粒子ｐがｙ軸方向にずれた位置を通過した場合であっ
ても波長人、の散乱光強度の変化は一少であり、第６図
（ａ）、 （ｂ）における場合と同様の光電変換信号が
第６図（Ｃ）に破線Ｃ２で示す如く得られる。従ってこ
こで得られた信号の振幅を振幅測定器８２によって測定
すれば、正確な粒径信号全信号処理回路３０に供給子る
ことが可能となる。
合にも、交差領域より得られる波長λ１の散乱光の光電
変換信号は従来例の場合と同様に第６図（Ｃ）に実線ｃ
１で示す如く振幅の小さいバースト信号となる。しかし
ながら、その高周波成分の速度情報はそのまま保存され
ているので、正確な速度信号を得ることができる。又交
差領域内ではレーザビーム２００強度は一様であるので
、粒子ｐがｙ軸方向にずれた位置を通過した場合であっ
ても波長人、の散乱光強度の変化は一少であり、第６図
（ａ）、 （ｂ）における場合と同様の光電変換信号が
第６図（Ｃ）に破線Ｃ２で示す如く得られる。従ってこ
こで得られた信号の振幅を振幅測定器８２によって測定
すれば、正確な粒径信号全信号処理回路３０に供給子る
ことが可能となる。
□ 以上説明した実施例においては、レーザ光源とし
て複数の波長のレーザ光を同時に発生するレーザを用い
たが、相異なる波長のレーザ光を発生する二つのレーザ
光源を用いてもよい。更に粒径を測定するための広い光
束径を有するビームの光源は必ずしもレーザビームであ
る必要はなく、干渉縞を形成する波長人、の光とカラー
スプリッタにおいて分離可能な波長を有する光源であれ
ばよい。
て複数の波長のレーザ光を同時に発生するレーザを用い
たが、相異なる波長のレーザ光を発生する二つのレーザ
光源を用いてもよい。更に粒径を測定するための広い光
束径を有するビームの光源は必ずしもレーザビームであ
る必要はなく、干渉縞を形成する波長人、の光とカラー
スプリッタにおいて分離可能な波長を有する光源であれ
ばよい。
次に本願の第２の発明を実施例につき図面を参照しつつ
説明する。第７図は第２発明の粒子径・速度同時測定装
置の一実施例を示す構成図である。
説明する。第７図は第２発明の粒子径・速度同時測定装
置の一実施例を示す構成図である。
本図において、第４図の実施例と同一の部分については
同一符号を付して説明を省略する。さて本実施例におい
てはレーザ発振器４０に単色光のレーザ光源を使用し、
そのレーザビームをハーフミラ−４１ｒｃ供給する。ハ
ーフミラ−４１は入射したレーザビームの一部を透過し
て反射鏡４２を介してビームスプリッタ１８に与えると
共に一部を反射して反射鏡４８に与える。ビームスプリ
ッタ１８は前述した実施例の場合と同様に入射するレー
ザ光を平行な二本のレーザビーム４４．４５に分離する
。反射鏡４８に与えられたレーザビームは更に反射鏡１
６を介してレーザビーム４４・４５と平行なレーザビー
ム４６となり、偏光面回転器４７に導かれる。偏光面回
転器４７はレーザビーム４６の偏光方向をレーザビーム
４４．４５の偏光方向に対して直角をなすように回転せ
しむるものである。レーザビーム４４．４５は収束レン
ズ１９により収束し、交差領域では前述した如く干渉縞
を形成する。又レーザビーム４６はレンズ２２によυそ
の光束径が拡大され、収束レンズ。
同一符号を付して説明を省略する。さて本実施例におい
てはレーザ発振器４０に単色光のレーザ光源を使用し、
そのレーザビームをハーフミラ−４１ｒｃ供給する。ハ
ーフミラ−４１は入射したレーザビームの一部を透過し
て反射鏡４２を介してビームスプリッタ１８に与えると
共に一部を反射して反射鏡４８に与える。ビームスプリ
ッタ１８は前述した実施例の場合と同様に入射するレー
ザ光を平行な二本のレーザビーム４４．４５に分離する
。反射鏡４８に与えられたレーザビームは更に反射鏡１
６を介してレーザビーム４４・４５と平行なレーザビー
ム４６となり、偏光面回転器４７に導かれる。偏光面回
転器４７はレーザビーム４６の偏光方向をレーザビーム
４４．４５の偏光方向に対して直角をなすように回転せ
しむるものである。レーザビーム４４．４５は収束レン
ズ１９により収束し、交差領域では前述した如く干渉縞
を形成する。又レーザビーム４６はレンズ２２によυそ
の光束径が拡大され、収束レンズ。
１９の中心部を通過してレーザビーム４４．４５の交差
領域を貫通する。しかしレーザビーム４４４５と４６と
は偏光方向を異にするため相互に干渉することはない。
領域を貫通する。しかしレーザビーム４４４５と４６と
は偏光方向を異にするため相互に干渉することはない。
さてこの交差領域に被測定粒子ｐを導くと、干渉縞に基
づく散乱光と共にレーザビーム４６に基づく散乱光が得
られる。そこでこれらの散乱光を集光レンズ２８によっ
て集光し、偏光ビームスプリッタ４８に与える。偏光ビ
ームスプリッタ４８は偏光方向の相違に基づいて散乱光
を分離する機能を有するため干渉縞に基づく散乱光を光
電変換器２５に供給すると共に、レーザビーム４６に基
づく散乱光を光電変換器２６に供給する。そうすれば交
差領域を通過する被′測定粒子ｐの通過位置に対応して
第６図（ａ）、 （ｂ）、（ｃ）に夫々実線ａｌｌ
ｂｌｌ ｃｌで示すバースト信号が光電変換器２５よ
シ得られ、又同時に光電変換器２６からは被測定粒子の
通過位置の如何にかかわらず第６図（ａ）、 （ｂ）、
（Ｃ）に夫々破線ａ２＋ ｂ２＋ｃ２で示した如きほ
ぼ一定の信号が得られる。従って、これらの信号を夫々
周波数測定器２９及び振幅測定器８２．に導けば被測定
粒子に関する速度信号及び粒径信号が得られる。更にこ
れらの信号を信号処理回路８０によって所望の統計処理
を行ない、その結果を表示器８８によシ表示する。
づく散乱光と共にレーザビーム４６に基づく散乱光が得
られる。そこでこれらの散乱光を集光レンズ２８によっ
て集光し、偏光ビームスプリッタ４８に与える。偏光ビ
ームスプリッタ４８は偏光方向の相違に基づいて散乱光
を分離する機能を有するため干渉縞に基づく散乱光を光
電変換器２５に供給すると共に、レーザビーム４６に基
づく散乱光を光電変換器２６に供給する。そうすれば交
差領域を通過する被′測定粒子ｐの通過位置に対応して
第６図（ａ）、 （ｂ）、（ｃ）に夫々実線ａｌｌ
ｂｌｌ ｃｌで示すバースト信号が光電変換器２５よ
シ得られ、又同時に光電変換器２６からは被測定粒子の
通過位置の如何にかかわらず第６図（ａ）、 （ｂ）、
（Ｃ）に夫々破線ａ２＋ ｂ２＋ｃ２で示した如きほ
ぼ一定の信号が得られる。従って、これらの信号を夫々
周波数測定器２９及び振幅測定器８２．に導けば被測定
粒子に関する速度信号及び粒径信号が得られる。更にこ
れらの信号を信号処理回路８０によって所望の統計処理
を行ない、その結果を表示器８８によシ表示する。
以上詳細に説明した如く、本願の第１の発明においては
干渉縞を形成する２本のレーザビームとは波長を異にす
る第８の光ビームを用い、第２の発明においては干渉縞
を作るレーザビームとは偏光面を異にする第８のレーザ
ビームを使用し、夫々その光径を拡大して交差領域を貫
通せしめると共に、交差領域を通過する被測定粒子から
の散乱光をその光の波長又は偏光面の相違に基づいて分
離して速度情報と粒径情報とを得るように構成している
。従って本発明の顕著な特徴は被測定粒子が交差領域内
の如何なる部分を通過した場合においても検知信号中に
夫々含まれる速度情報と粒径情報とは保存されているた
め常に精度の高い速度及び粒径に関するデータを得るこ
とが可能であり、従来方法に比較して極めて信頼性の高
い測定精度を維持し得る点にあるということができる。
干渉縞を形成する２本のレーザビームとは波長を異にす
る第８の光ビームを用い、第２の発明においては干渉縞
を作るレーザビームとは偏光面を異にする第８のレーザ
ビームを使用し、夫々その光径を拡大して交差領域を貫
通せしめると共に、交差領域を通過する被測定粒子から
の散乱光をその光の波長又は偏光面の相違に基づいて分
離して速度情報と粒径情報とを得るように構成している
。従って本発明の顕著な特徴は被測定粒子が交差領域内
の如何なる部分を通過した場合においても検知信号中に
夫々含まれる速度情報と粒径情報とは保存されているた
め常に精度の高い速度及び粒径に関するデータを得るこ
とが可能であり、従来方法に比較して極めて信頼性の高
い測定精度を維持し得る点にあるということができる。
又交差領域全通過する全ての粒子から有効なデータが得
られるところから、データ数を増加させることにより計
測の時間的効率を向上しうる点においても有用な発明で
あるということができる。
られるところから、データ数を増加させることにより計
測の時間的効率を向上しうる点においても有用な発明で
あるということができる。
尚前述した本願の実施例ではいずれも測定点を小さく設
定し、レーザビームの交差を容易ならしめるために収束
レンズを使用してレーザビームを収束しているが、反射
鏡等？組合せることにより二本のレーザビームを交差さ
せるように構成して□もよい。
定し、レーザビームの交差を容易ならしめるために収束
レンズを使用してレーザビームを収束しているが、反射
鏡等？組合せることにより二本のレーザビームを交差さ
せるように構成して□もよい。
第１図は従来の粒子径・速度同時測定装置の原理図、第
２図はそのレーザビームの交差領域を示す拡大図、第８
図（ａ） 、（ｂ） 、（ｃ）は夫々その出力信号を示
す波形図、第４図は第１発明による粒子径・速度同時測
定装置の一実施例を示す構成図、第５図はそのレーザビ
ームの交差領域を示す拡大図、第６図（ａ） 、（ｂ）
、（ｃ）は夫々その出力信号を示す波形図、第７図は
第２発明による粒子径・速度同時測定装置の一実施例を
示す構成図である。 １．２．１？、、１８，２０，４４，４５．４６・・・
レーザビーム、８．１９・・・収束レンズ、４．２８・
・・集光レンズ、５，２５．２６・・・光電変換器、１
０４０・・・レーザ発振器、１８・・・ビームスプリッ
タ、２２・・レンヌ°、２４・・・カラースプリッタ、
２９・・・周波数測定器、８０・・・信号処理回路、３
２・・・振幅測定器、４７・・・偏光面回転器、４８・
・・偏光ビームスグリツタ 特許出願人 加野 元 代理人弁理土 岡 本 宜 喜（ほか１名）第１図
。
２図はそのレーザビームの交差領域を示す拡大図、第８
図（ａ） 、（ｂ） 、（ｃ）は夫々その出力信号を示
す波形図、第４図は第１発明による粒子径・速度同時測
定装置の一実施例を示す構成図、第５図はそのレーザビ
ームの交差領域を示す拡大図、第６図（ａ） 、（ｂ）
、（ｃ）は夫々その出力信号を示す波形図、第７図は
第２発明による粒子径・速度同時測定装置の一実施例を
示す構成図である。 １．２．１？、、１８，２０，４４，４５．４６・・・
レーザビーム、８．１９・・・収束レンズ、４．２８・
・・集光レンズ、５，２５．２６・・・光電変換器、１
０４０・・・レーザ発振器、１８・・・ビームスプリッ
タ、２２・・レンヌ°、２４・・・カラースプリッタ、
２９・・・周波数測定器、８０・・・信号処理回路、３
２・・・振幅測定器、４７・・・偏光面回転器、４８・
・・偏光ビームスグリツタ 特許出願人 加野 元 代理人弁理土 岡 本 宜 喜（ほか１名）第１図
。
Claims (8)
- （１） 第１の波長を有するレーザ光を発生するレー
ザ光源と、 前記第１の波長と異なった波長の光を発生する光源と、 前記第１の波長を有するレーザ光を第１、第２のレーザ
ビーム、に分離するビームスプリッタと、前記ビームス
プリッタより得られる第１、第２のレーザビーム全一点
で交差せしめる第１の光学手段と、 前記光源の光束径を拡大し、前記第１、第２のレーザビ
ームの交差領域を貫通せしめるように前記光源の光を導
く第２の光学手段と、 前記第１、第２のレーザビームの交差領域を通過する粒
子によって発生する散乱光をその波長の相違に基づいて
分離するカラースゲリッタと、前記カラースプリッタよ
り得られる第１の波長の光及び第１の波長と異なる波長
の光を夫々その強度に対応する電気信号に変換する第１
１第２の光電変換器と、 前記第１の光電変換器より得られるバースト信号の周波
数を測定して粒子の速度信号とする周波数測定器と、 前記第２の光電変換器より得られる信号について、前記
バースト信号発生中の振幅４ｍを測定して粒子の粒径信
号とする振幅測定器と、全具備することを特徴とする粒
子径・速度同時測定装置。 - （２）前記第１の光学手段は前記第１、第２のレーザビ
ーム全収束する収束レンズであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の粒子径・速度同時測定装置、。 - （３） 前記光源は第２の波長の”レーザ光を発生す
るレーザ光源であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の粒子径・速度同時測定装置。 - （４）前記レーザ光源は第１、第２の波長金有するレー
ザ光を発生させるものであることを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の粒子径・速度同時測定装置。 - （５） 第１．第２のレーザ光を発生するレーザ光源
と、 前記第１のレーザ光を第１、第２のレーザビームに分離
するビームスプリッタと、 前記ビームスプリッタより得られる第１、第２のレーザ
ビームを一点で交差せしめる第１の光学手段と、 前記第２のレーザ光の偏光面を前記第１、第２のレーザ
ビーみの第１の偏光面とは異なった第２の偏光面とする
と共に、前記第２のレーザ光の光束径全拡大し、前記第
１、第２のレーザビームの交差領域を貫通せしめるよう
に該レーザ光を導く第２の光学手段と、 前記第１、第２のレーザビームの交差領域を通過する粒
子より生ずる散乱光音その偏光面の相違に基づいて分離
する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスグリツ
タより得られる第１、第２の偏光面の光を夫々その強度
に対応する電気信号に変換する第１、第２の光電変換器
と、前記第１の光電変換器より得られるバースト信号の
周波＆全測定して粒子の速度信号とする周波数測定器と
、 前記第２の光電変換器より得られる信号について、前記
バースト信号発生中の振幅値を測定して粒子の粒径信号
とする振幅測定器と、を具備することを特徴とする粒子
径・速度同時測定装置。 - （６） 前記レーザ光源は単一色のレーザ発振器を含む
ものであり、そのレー、ザ光を分離することによって前
記第１、第２のレーザ光を発生せしめることを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の粒子径・速度同時測定装
置。 - （７） 前記第１の光学手段は前記第１、第２のレー
ザビームを収束する収束レンズでるることを特徴とする
特許請求の範囲第５項記載の粒子径・速度同時測定装置
。 - （８）前記第、２の光学手段は前記第２のレーザ光の偏
光面全回転する偏光面回転器と、光束径を拡大するレン
ズとを含むものであることを特徴とする特許請求の範囲
第５項記載の粒子径・速度同時測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3540882A JPS58153107A (ja) | 1982-03-06 | 1982-03-06 | 粒子径・速度同時測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3540882A JPS58153107A (ja) | 1982-03-06 | 1982-03-06 | 粒子径・速度同時測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58153107A true JPS58153107A (ja) | 1983-09-12 |
| JPS6325285B2 JPS6325285B2 (ja) | 1988-05-25 |
Family
ID=12441057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3540882A Granted JPS58153107A (ja) | 1982-03-06 | 1982-03-06 | 粒子径・速度同時測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58153107A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2688308A1 (fr) * | 1992-03-04 | 1993-09-10 | Cilas | Granulometre a laser. |
| EP0992785A2 (en) * | 1998-08-22 | 2000-04-12 | Malvern Instruments Limited | Improvements relating to the measurement of particle size distribution |
| GB2477529A (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-10 | Vestas Wind Sys As | A wind turbine optical wind sensor for determining wind speed and direction |
| US8234083B2 (en) | 2008-09-22 | 2012-07-31 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine rotor blade comprising an edge-wise bending insensitive strain sensor system |
| US8310657B2 (en) | 2008-03-31 | 2012-11-13 | Vestas Wind Systems A/S | Optical transmission strain sensor for wind turbines |
| US8348611B2 (en) | 2008-07-01 | 2013-01-08 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine having a sensor system for detecting deformation in a wind turbine rotor blade and corresponding method |
| US8712703B2 (en) | 2008-12-16 | 2014-04-29 | Vestas Wind Systems A/S | Turbulence sensor and blade condition sensor system |
| US8814514B2 (en) | 2008-07-03 | 2014-08-26 | Vestas Wind Systems A/S | Embedded fibre optic sensor for wind turbine components |
| US9014863B2 (en) | 2009-08-06 | 2015-04-21 | Vestas Wind Systems A/S | Rotor blade control based on detecting turbulence |
-
1982
- 1982-03-06 JP JP3540882A patent/JPS58153107A/ja active Granted
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2688308A1 (fr) * | 1992-03-04 | 1993-09-10 | Cilas | Granulometre a laser. |
| EP0992785A2 (en) * | 1998-08-22 | 2000-04-12 | Malvern Instruments Limited | Improvements relating to the measurement of particle size distribution |
| EP0992785A3 (en) * | 1998-08-22 | 2001-11-21 | Malvern Instruments Limited | Improvements relating to the measurement of particle size distribution |
| US8310657B2 (en) | 2008-03-31 | 2012-11-13 | Vestas Wind Systems A/S | Optical transmission strain sensor for wind turbines |
| US8348611B2 (en) | 2008-07-01 | 2013-01-08 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine having a sensor system for detecting deformation in a wind turbine rotor blade and corresponding method |
| US8814514B2 (en) | 2008-07-03 | 2014-08-26 | Vestas Wind Systems A/S | Embedded fibre optic sensor for wind turbine components |
| US8234083B2 (en) | 2008-09-22 | 2012-07-31 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine rotor blade comprising an edge-wise bending insensitive strain sensor system |
| US8712703B2 (en) | 2008-12-16 | 2014-04-29 | Vestas Wind Systems A/S | Turbulence sensor and blade condition sensor system |
| US9014863B2 (en) | 2009-08-06 | 2015-04-21 | Vestas Wind Systems A/S | Rotor blade control based on detecting turbulence |
| GB2477529A (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-10 | Vestas Wind Sys As | A wind turbine optical wind sensor for determining wind speed and direction |
| US8733164B2 (en) | 2010-02-04 | 2014-05-27 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine optical wind sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6325285B2 (ja) | 1988-05-25 |
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