JPS61288138A - パ−テイクルカウンタ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パーティクルカウンタに係り、更に詳しくは
クリーンルーム等における粒状の塵埃（パーティクル）
の数を測定することができるようにしたパーティクルカ
ウンタに関するものである。

［開示の概要］ 本明細書及び図面は、レーザビームを利用して塵埃の反
射光により塵埃の個数を検出するパーティクルカウンタ
において、立方体状に形成され、中心部に球形の空間を
有し、この球形の空間の中心部に向って立方体の各面か
ら面と直角に形成された透孔を有するとともに、内面を
無反射状態で黒化処理されたブラックボックスと、この
ブラックボックスの１組の対向する透孔中に所定幅の帯
状のレーザビームを照射するレーザ発振装置と、前記レ
ーザビームと直交する軸線上において対向する１組の透
孔を利用し、レーザビームの幅と同一の幅または直径を
もって空気を吸引する真空吸引装置と、残る１組の透孔
を利用して設けられ、その先軸をレーザビームと空気流
の交点を通るようにして配置された受光レンズと、この
受光レンズと対向してブラックボックスの一端側に設け
られた反射鏡と、受光レンズを通った光を電気信号に変
換して増幅する光電子増倍管と、この光増倍管からの信
号を演算解析する制御装置を設けることにより、塵埃の
みを正確に計数することができるようにした技術を開示
するものである。

［従来の技術］ 半導体製造工場や、バイオテクノロジーを応用した工場
等においては、無塵や無菌のクリーンルームが必要であ
る。

これらのクリーンルームは種々のフィルタ技術を駆使し
て雰囲気を極めて高い清浄度に保持しなければならない
。

これらのクリーンルームにおける塵埃の粒径は、例えば
０．３ｐ、ｍ、　ｉ）、１μｍ等のように極めて微粒で
あり、このような粒径の塵埃が１立方フイートに何個あ
るかによってクリーンルームの清浄度が決定される。

従って、現在クリーンルームの状態が求めた清浄度にあ
るかどうかを常に判定しないと本来の目的を達成するこ
とができない。

このような目的のためにパーティクルカウンタが用いら
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のこの種のパーティクルカウンタは、例えばガラス
管中にクリーンルーム内の空気を導き、このガラス管に
光線を当て、塵埃からの反射の数を計算して単位容積当
りに何個の塵埃が存在するか否かを測定していた。

ところが、このような方式ではガラス管等の介在物が存
在し、ガラス管自体からの反射もカウントされ、ガラス
管の外側の雰囲気内における塵埃からの反射をも計数し
てしまうという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては上述した問題点を解決するために、内
部が無反射型の中空のブラックボックスを設け、このブ
ラックボックス内を横断するようにして空気流を導き、
この空気量と直交した状態で空気量の幅または直径と同
じ幅または直径を有するレーザビームを導き、レーザビ
ームの方向と交差する直線上に反射鏡を設け、この反射
鏡からの反射光路の延長上にフォトマル（フォトマルチ
プライヤ（光電子増倍管））を設けた構造を採用した。

［作用］ このような構造を採用すると、レーザビームに当って反
射した塵埃からの反射光と、塵埃に当って反射鏡から反
射された反射光の２種類の反射光が得られる。

レーザビームはある特定の波長を持っており、塵埃から
直接反射した反射光と、反射鏡によって反射された反射
光との間にはフォトマルに到達するまでの距離に応じた
位相のずれが生じる。

この位相のずれ量、即ち何波長分ずれるかは使用するレ
ーザビームの波長と反射鏡からフォトマルまでの距離と
いう、あらかじめ知ることができる数値によって決定さ
れる。

従って、反射鏡からの反射数のみを計数すれば何らかの
理由によって反射光としてフォトマル側へ導かれたノイ
ズ部分は不確定要素として除去することができる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図以下は本発明の一実施例を説明するもので、第１
図に要部の全体構造が示されている。

第１図において符号ｌで示すものはブラックボックスで
、例えばアルミニウム等がら成形された立方体形状をし
ている。

このブラックボックス１の内部には球形の空間２が形成
されており、この空間２に連通した状態でブラックボッ
クス１の６個ある面からは隣接するもの同士直交した状
態で、かつ対向する面同士のものは同一軸線」二に位置
する状態で夫々透孔３が形成されている。

そして、これら透孔３及び球形の空間２の内面は無反射
状態に黒化処理されている。

このブラックボックスｌの１つの透孔３を選んで枠体４
が固定されており、この枠体４内には整光レンズ５が取
り付けられている。

そして、この整光レンズ５の軸線上において、反対側の
透孔３側には筒体６が固定されており、その中心には整
光レンズ５の光軸上にレーザビームを逃がすための小さ
な透過部６ａが形成されている。

一方、枠体４にはグラスファイバ７の一端が接続されて
おり、このグラスファイバ７の他端は集光レンズ８を介
してレーザ発振管９に接続されている。

レーザ発振管９はレーザ発振コントローラ１０によって
発振制御される。

一方、ブラックボックス１の他の透孔３には受光レンズ
１１が取り付けられており、この受光レンズ１１の光軸
線上において、反対側の透孔３側には筒体１２が固定さ
れており、この筒体１２の壁面１２には受光レンズ１１
の光軸上において反射鏡１３が固定されている。

受光レンズ１１の多端にはフォトマル１４が接続されて
おり、このフォトマル１４には演算装置１５が接続され
ている。

ところで、整光レンズ５の光軸と受光レンズ１１の光軸
を含む面に直交な方向に位置する他の透孔３を利用して
第２図に示すようにベンチュリー構造の吸引口１６が設
けられている。

この吸引口１６の内方端は球形の空間２のほぼ中心部近
傍にまで達しており、これと対向して他の透孔３には同
一軸線上に吸込み口１７が設けられている。

この吸込み口１７の先端は球形の空間２の中心部近傍に
まで達しており、前記吸引口１６と対向している。

この結果、吸引口１６の軸線上と整光レンズ５の光軸線
と受光レンズ１１の光軸線の３木は球形の空間２の中心
において１点に交わる状態となる。

一方、吸引口１７には配管１８を介して真空ポンプ１９
が接続されている。

また、吸引口１６にはアダプタ２０を介してサンプルエ
アー吸引用のフレキシブルチューブ２１が着脱自在に接
続される。

このフレキシブルチューブ２１はサンプルエアーをブラ
ックボックス１から離れた場所において採集しなければ
ならない場合に用いられる。

ところで、上述したような構造を有するパーティクルカ
ウンタの要部は第４図に示すようにケーシング２２内に
収容される。

このケーシング２２の手前側の側面には制御パネル２３
・が設けられ、また表示部２４も設けられている。

そして、ケーシング２２の一部には持運びに便利なよう
に把手２５が取り付けられている。

次に、以上のように構成された実施例の動作について説
明する。

レーザ発振管９から発振されたレーザビームは集光レン
ズ８によって絞られ、光ファイバ７を通って整光レンズ
５の位置に至り、図示を省略したスリットにより所定の
幅を持つビームになり、開口部６ａ方向に向って照射さ
れる。

この状態で真空ポンプ１９を作動させ、吸引口１６から
クリーンルーム内の空気を吸引する。

すると、吸引口１６から吸引された空気は、調度レーザ
ビームの幅と同一の幅または直径を持つ状態で吸込みロ
１７方向へと流れる。

即ち、空気流がレーザビームによって横断されたことに
なる。

この時、空気流中に塵埃が存在した場合には、それが反
射され、その反射光は直接受光レンズ１１方向に導かれ
るとともに、反射鏡１３に当って反射してから受光レン
ズ１１方向へ向う。

これらの反射光はフォトマル１４によって電気信号に変
換されるとともに増幅され、制御装置１５側へ導かれる
。

ところで、球形の空間２の中心からフォトマルｌ４まで
の距離と、反射鏡１３からフォトマル１４までの距離は
異なっているため、反射鏡１３側から反射された反射光
は球形の空間２の中心において直接反射して受光レンズ
１１側へ導かれた反射光と比較して位相がずれている。

このずれの状態は前述したようにあらかじめわかってい
るため、制御装ＮｌＳ側では反射鏡１３から反射してき
た反射光のみを識別することができる。

ところで、反射鏡１３側に向って反射される塵埃からの
反射光は確実に塵埃のみからの反射光で、他の部分から
反射される反射光を含んではいない。

従って、確実に塵埃の数に応じた反射光を得ることがで
きる。

上述したようにして正確に塵埃の数をカウントすること
ができる。

［効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれば１反射鏡
から反射した反射光線のみを計数する構成を採用１．、
ているため、正確に塵埃の個数のみを計数することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するもので、第１図および
第２図は要部の断面図、第３図は要部の斜視図、第４図
は外観斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 立方体状に形成され、中心部に球形の空間を有し、この
   球形の空間の中心部に向って立方体の各面から面と直角
   に形成された透孔を有するとともに、内面を無反射状態
   で黒化処理されたブラックボックスと、このブラックボ
   ックスの１組の対向する透孔中に所定幅の帯状のレーザ
   ビームを照射するレーザ発振装置と、前記レーザビーム
   と直交する軸線上において対向する１組の透孔を利用し
   、レーザビームの幅と同一の幅または直径をもって空気
   を吸引する真空吸引装置と、残る１組の透孔を利用して
   設けられ、その光軸をレーザビームと空気流の交点を通
   るようにして配置された受光レンズと、この受光レンズ
   と対向してブラックボックスの一端側に設けられた反射
   鏡と、受光レンズを通った光を電気信号に変換して増幅
   する光増倍管と、この光増倍管からの信号を演算解析す
   る制御装置を備えたことを特徴とするパーティクルカウ
   ンタ。