JPS5917134A - 液体中の粒子の濃度測定装置 - Google Patents

液体中の粒子の濃度測定装置

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JPS5917134A
JPS5917134A JP58103529A JP10352983A JPS5917134A JP S5917134 A JPS5917134 A JP S5917134A JP 58103529 A JP58103529 A JP 58103529A JP 10352983 A JP10352983 A JP 10352983A JP S5917134 A JPS5917134 A JP S5917134A
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JP
Japan
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test
light
wall
detector
particles
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Pending
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JP58103529A
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English (en)
Inventor
ルドルフ・シユタイナ−
ライムント・カウフマン
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ERU UNTO TSUETSUTO BIOROJIKARU
Eru Unto Tsuetsuto Biorojikaruzu Unto Co KG GmbH
Original Assignee
ERU UNTO TSUETSUTO BIOROJIKARU
Eru Unto Tsuetsuto Biorojikaruzu Unto Co KG GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/0303Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、試験室を少なくとも1つ有する透明な壁の試
験容器と、この試験容器の透明な壁に対して実質的に垂
直に試験容器内に光線を入射させる光源と、粒子によっ
て散乱される光の少なくとも一部を吸収する検出器とを
1n@えた、液体中の粒子の一度測定装置に関する。
多くの場合、懸濁液中の粒子の絶対濃度を測定すること
が必要である。従来の光学的方法は、懸濁粒子による入
射光線の混濁、消失、前方散乱又は後方散乱の測定に基
づいている。全て、これらの方法は極めて僅かな線状測
定範囲を有しているに過ぎない。粒子濃度の増加に連れ
て、測定信号は最大に達し、引続いて再び降下する。従
って、これらの測定方法は高い濃度もしくは粒子密度に
対しては使用できない。
本発明の目的は、冒頭に挙げた種類の装置を、懸濁液中
の高粒子濃度も確実に測定できるように形成することで
ある。
本発明によればこの目的は、試験容器がその壁のヘリ面
に光出口面を有し、核用1」面が検出器の光入射素子と
光学的に結合可能にすることによって、達成される。
本発明による解決法は、懸濁粒子の濃度増加に連れて光
子の多重散乱も増加するという知見に基づいている。理
論上の散乱特性は、この場合、最早や重要ではない。そ
れというのも、光は常に一様に立体角全体に散乱される
からである。測定信号(検出器電流)の対数を粒子濃度
の対数上に描けば(これについては後で詳述する)、散
乱光を大きな立体角にわたって測定するとき、線状の関
係が得られるだけである。
本発明による装置直によれば、この測定は大きな立体角
にわたって可能となり、その立体角内において1lll
l定器又は試験容器自体が一次光導体として形成されて
いる1、粒子によって懸濁液中に散乱された光は、試験
容器の壁での乱反射によって壁のへり而へ案内されてこ
の而を通過して外へ出る。
試験室は光導体壁によってリング状に囲まれているので
、可能な限り大きな立体角が得られる。一方では測定液
と壁材との間の屈折率の差が僅少であり、他方では空気
と壁材との間の屈折率の差が大きいことは、壁の光伝導
効果に有利に作用する。
壁は、ガラス又は光学目的に通しだプラスチックから成
っていてもよい。
検出器は容器壁の光出口面に11接対向して設けてもよ
い。しかし、通常は、試験容器から離れた位置に検出器
を設け、試験容器壁の光出口面から出る光を光導体、例
えば繊維束を介して検出器へ案内するのが望ましい。
試験容器を・ぐイゾから形成してもよく、或いはその壁
が面平行板から成り、横断面が矩形のものであってもよ
い。最後に挙げた実施態様では、光の入射方向に対して
垂直な試験容器の壁の間に隔壁を配置することによって
、多数の試験室を設けることも可能である。これは、目
的の粒子と共に □不純物をも含有している液体中の粒
子濃度をdl)]定し、従って同一の測定条件で粒子を
含んでいない液体試料についてパックグラウンド測定又
は零判定を行なう必要がある荷合に特に好ましい。この
場合、検出器の光入射素子及び試験容器を互いに相対的
に調整可能なように設置するのが有利であ □す、従っ
て測定試料の交換を簡単に行なうことが □できる。
試験容器壁の光出口面と検出器の光入射素子との間の過
程における散乱損失をできるたけ小さくするために、本
発明の好ましい実施態様によると、試験室を囲む試験容
器の壁の光出口面を壁の外側から内側に向かって傾斜す
るように研削し、好ましくはエツチングする。
本発明のその他の特徴と利点は、離村図面の実施例につ
き本発明を説明した以下の記載から明らかになる1、 第1図は、従来慣用の液体中の粒子濃度の光学的測定法
を図式的に示しだものである。光線aが測定試料の入っ
ている試験器に入射する。光線aが入射する方向にこれ
と一反対側の試験器の側面から出る光線b゛は検出器4
によって細見られ、この検出器によって光の消失が測定
される。この光の消失から粒子濃度が算出される。しか
し、粒子の濃度は、検出器6による[jJ方散乱の測定
又は検出器8による後方散乱の測戻によっても計算され
る。
これら3つの公知の光学的測定方法は、1菫かな粒子濃
度に有効な極めて僅少な線状測定範囲のみを有するとい
う欠点を有している。第2図は後方散乱(曲線A)及び
前方散乱(曲aB)の測定範囲を示す。この場合の散乱
は、液体中に懸濁させた直径lμinのラテックス粒子
で測定した。横座標と縦座標に、各々対数尺度で1ミリ
メータにつき100万単位の粒子数およびミリメルト単
位の測定信号を示す。前方散乱の線状測定範囲は粒子数
が1ミリリツトル当たり約107  で終り、他方測定
信号は、粒子数が約108で頂点に達して、粒子数が更
に増加してももはや変化しないことが認めらIする。同
様なことが定性的如後方散乱にあてはまり、その際線状
範囲は粒子数がもつと僅かな場合無視し得る。
本発明による解決の基礎となるところは、散乱光を大き
な立体角にわたって、例えば2πの角度で測定した場合
、測定信号と粒子濃度との線状関係を大きな粒子数でも
維持できるという知見に存る。これは、以下に更に記載
する本発明による装置によって得られた実験結果が示し
ており、この実験結果を第2図に対応するグラフで図示
しだ第3図に示す。曲線Cは直径Jμmの懸濁したラテ
ックス粒子の場合を示し、他方、曲線りは精子の測定結
果を示す。第3図では、できるたけ大きな立体角にわた
る散乱光の測定に際し、二重対数線図に1ミリリツトル
当たり粒子109個までの粒子数と測定信号との線状関
係が得られ、まだ以下に記載の装置により大きな粒子濃
度も確実に、且つ正確に測定できることが認められる。
第4図に、参照番号10を付した試験容器、光源12、
一般に14で表示しだ検出装置を示す。
試験容器10は、測定液とその中に懸濁された粒子I8
を収納する試験室16を備えている。試験室16は矩形
の横断面を有し、−4板の面平行板20 、22と底部
24によって囲まれている。板22 、24はガラス又
は光学的目的に適した屈折率約1.5及び厚さ約1陥の
プラスチックから成る。試験室は容器壁2f)に垂直に
入射する光線26の方向l/C約1 +mnの1早さを
有する。測定試料の層の厚さは0.1〜2 mmの4・
α囲のものであってよい。
試験容器用の上方には、図式的に示した可焼性の)し導
体:(2を、その入射面;3/1が試験室16の長手軸
に対して実質的に垂直になるように、配置しである。光
導体32の直径は、終端面、3・1が試験室1(5の技
手11ql+に対して垂直VC少なくとも試験容器の横
断面υ(はぼ対応するような寸法とする。光導体は光電
変換器:(6と接続1〜ており、これは第4図に図式的
に示しである。
光源I2、例えばレーザから出る光線2Gは、この光源
に面した試験容器10の板に対して垂直に入射して、試
験室16の中へ入り、そこで光1dl濁した粒子18に
よりあらゆる立体方向へ散乱される。壁材と測定液との
屈折率の僅かな差により、散乱光は容器壁に入り、その
壁内で境界面で何回もの反射によって上部の光出口面2
8 、30へ導びかれる。
この光出口面28 、 :30から散乱光が出て、終端
面:3・1を通って光導体32に入る。試験室16及び
板20もしくは22内の散乱光の光路を矢印、−18に
よって図示する。
板20もしくは22のヘリ面28 、30から出る、で
きるだけ全ての散乱光が実際に光導体32に達し、また
散乱光が試験容器10と光導体:32との間の過程でで
きるだけ僅かしか損失しないようにするためには、板2
0もしくは22のへり面部、30を、各々板の外側から
内側へ傾斜させて開(」角αの一棟のdlji斗を形成
するように研削する。かくして、放射される散乱光の束
が光導体:32の終端面3/Iに生ずる、角αの大きさ
は光導体320発故に対応する。研削した先出に1而2
8 、3(Jを更にエノチノグしてもよい。
前述の試験容器10を、すでに記載したように、唯一の
試験室を有するように形成してもよい3、しかし、第5
図は、試験容器10が第4図に示した試験室を多数備え
てもよいことを示し、板20は全試験室r共通で、両端
壁を除き境界壁22を板20の間の隔壁として設置する
。壁又は板22は、この場合、第5図に認められるよう
に、その上端を模形に研削する。
第5図に示した試験容器10は図式的に示した軌条40
に2重矢印への方向へ往復摺動可能なように支承されて
おり、従って所望の試験室I6中の1つを光線26の通
路内に持ってくることができる。
試験容器10を上方へ取り出すことができるようにする
/こめ成るいは試料を開口した試験室16へ充てんでき
るようにするため、壁20もしくは22の光出口面28
 、 :<oに面した先導体32の端部は旋回アーム3
・II/こ支承されており、該アームは試験室16の長
手軸に対して平行に延びる軸44を中心として旋回0丁
能である。
第5図には、更に2つの検出器・16 、−18が図式
的に示され、この検出器で入射した光の前方散乱もしく
は後方散乱を測定で謙る。第5図の図面から、前方散乱
及び/又は後方散乱−これらの散乱から、例えば液体中
の粒子の運動に関するデータが得られる−の測定と共に
、立体角2πにわたって放射した散乱光が本発明による
装置によって簡単に測定されることが特に明らかである
。すでに冒頭で詳述したように、この測定法では、大き
な粒子濃度の場合にも、測定信号と粒子濃度間の線」二
関係が得られる。
第6図は管状に形成した試験容器50を示す。この試験
容器では、試験室52がシリンダー状壁571によって
囲まれており、膣壁はその間1コ端に円錐形の光出口面
56を有している。更に、試験容器5oについては、試
験容器10について記載したことが妥当する。試験容器
50は、前記の装置に於て試験容器10を同様に使用で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は液体中の粒子濃度を光学的に測定する方1去の
図式的説明図、第2図は一定の散乱角の1・”に前方散
乱もし7〈は後方散乱を測定する際の粒子−数にえ1す
る測定信号の依存関係をグラフで示しだ図、第3図はで
きるたけ大きな立体角にわたる散乱光の測定の除の第2
図に相当するグラフ、第4図は試験室の長手軸に・沿う
試験容器の断面図を含む本発明による装置の図式図、第
5図は数個の試・沃室を有する試験容器を備えた本発明
による装’H’、f、の図式的平面図、第6図は看状試
験の半回式的j:・1祝図である。 1()−試験容器、   14゛・・・・・検出器、I
fi   試験室、     20・・・試験容器壁、
22  ・試験容器壁、  四・ 先出1」面1.30
・・・光出口面、    :32・・・光入射素子、5
0   試験容器、   52・・・ 試験室、54 
 ・・試験容器壁、  56・・・先出1」面。 外1名 図面の浄書(内容に変更なし) 手続補正書(方式) 昭和58年8月26日 特許庁長官殿 (特許庁審査官        殿) ■、事件の表示 昭和58年特許願第103529号 2、発明の名称 液体中の粒子の濃度測定装置 3、 補正をする者 事件との関係 出願人 4、 代 理 人   ”″ディートゲーv′vyヤ7
ト住所 東京都港区南青山−丁目1番1号5、 補正命
令の日刊(自発)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試験室を少なくとも1個有する透明な壁の試験容
    器と、この言野験容器の透明な壁に対して実質的に垂直
    に試験容器内に光線を入射させる光源と、粒子によって
    散乱される光の少なくとも一部を吸収する検出器とを備
    えた、液体中の粒子の濃度測定装置に於いて、試験容器
    (10; 50 )がその壁(20、22: 54 )
    のヘリ而に先出1」而(28、30; 56 )を有し
    、核用に51面が検出器(14)の光入射素子(:32
    )と光学的に結合可能であることを特徴とする、液体中
    の粒子の濃度測定装置。
  2. (2)試験容器(川;50)の壁(2(〕、 22 ;
     54 )がガラスから成ることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の装置。
  3. (3)  試験容器(1(1: 50 )の壁(2(1
    、22: 54 )かプラスチックから成ることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の装置。
  4. (4)検出器(14)の光入射素子が可撓性の光導体(
    32)から形成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の装置。
  5. (5)試験容器(10)が矩形の横断面を有し、且つ該
    容器の壁(20、22)面平行板から形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれ
    かに記載の装置。
  6. (6)光の入射方向に対して垂直な試験容器(1のの壁
    (20)によって整形されていることを特徴とす(22
    )によって形成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第5項に記載の装置。
  7. (7)  試験容器(50)を管状に形成したことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記
    載の装置。
  8. (8)  試験室(16: 52 )を囲む試験容器(
    10: 、5(1)の壁(2(1、22; 54 )の
    光出口面(28、30: 56)が壁の外側から内側に
    向かって傾斜していることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項〜第7項のいずれかに記載の装置。
  9. (9)試験容器の壁(2(+ 、 22 ; 54 )
    の光出口面(28、30; 56 )をエツチングした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第8項のい
    ずれかに記載の装置。
  10. (10)  検出器(14)の光に射素子(:32)と
    試験容器(10: 50 )が互いに相対的に調節可能
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第9項
    のいずれかに記載の装置。
JP58103529A 1982-06-09 1983-06-09 液体中の粒子の濃度測定装置 Pending JPS5917134A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE32218672 1982-06-09
DE19823221867 DE3221867C2 (de) 1982-06-09 1982-06-09 Vorrichtung zur Messung der Konzentration von Teilchen in Flüssigkeiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5917134A true JPS5917134A (ja) 1984-01-28

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ID=6165757

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58103529A Pending JPS5917134A (ja) 1982-06-09 1983-06-09 液体中の粒子の濃度測定装置

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EP (1) EP0096420A3 (ja)
JP (1) JPS5917134A (ja)
DE (1) DE3221867C2 (ja)

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EP0096420A2 (de) 1983-12-21
DE3221867A1 (de) 1983-12-15
EP0096420A3 (en) 1984-02-01
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