JPS62177432A - 粒子測定方法及びその装置 - Google Patents
粒子測定方法及びその装置Info
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- JPS62177432A JPS62177432A JP61018114A JP1811486A JPS62177432A JP S62177432 A JPS62177432 A JP S62177432A JP 61018114 A JP61018114 A JP 61018114A JP 1811486 A JP1811486 A JP 1811486A JP S62177432 A JPS62177432 A JP S62177432A
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- particles
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Classifications
-
- 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
- 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
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
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- G01N2015/145—Spatial selection by pattern of light, e.g. fringe pattern
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、粒子測定方法及びその装置、さらに詳細には
被測定粒子にレーザー光源のようなコヒーレント光源か
らの光束を照射して粒子からの散乱光を測定し、粒径及
び粒子数など粒子の特性を測定する粒子測定方法及びそ
の装置に間する。
被測定粒子にレーザー光源のようなコヒーレント光源か
らの光束を照射して粒子からの散乱光を測定し、粒径及
び粒子数など粒子の特性を測定する粒子測定方法及びそ
の装置に間する。
［従来の技術］
従来より気体、液体などの測定領域内に光を入射させ、
その散乱特性を測定することにより測定領域内における
粒子の存在を検出し、その数を計数する技術が知られて
いる。
その散乱特性を測定することにより測定領域内における
粒子の存在を検出し、その数を計数する技術が知られて
いる。
例えば、光散乱カウンタ等の測定装置では、気体、液体
の流路中に流路断面積に比べ微小な断面を持つ測定体積
を設定し、複数個の粒子が同時に測定領域内に入らない
ようにすることによフて流体中の粒子を一個一個カウン
トするようにしている。
の流路中に流路断面積に比べ微小な断面を持つ測定体積
を設定し、複数個の粒子が同時に測定領域内に入らない
ようにすることによフて流体中の粒子を一個一個カウン
トするようにしている。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、このような方式では清浄空気中のダスト粒子
や純水中の不純物粒子のように粒子数密度の低い希薄な
粒子数の検出を行う場合にはその粒子群の空間的な分布
状態が均質であるとは限らないので小さく設定された測
定領域を通過する粒子の検出に基づいて短い時間内で粒
子数密度の算出を行うには大きな誤差が伴うと考えられ
る。
や純水中の不純物粒子のように粒子数密度の低い希薄な
粒子数の検出を行う場合にはその粒子群の空間的な分布
状態が均質であるとは限らないので小さく設定された測
定領域を通過する粒子の検出に基づいて短い時間内で粒
子数密度の算出を行うには大きな誤差が伴うと考えられ
る。
一方、この誤差を回避するために測定領域の断面積を大
きくすると、複数の粒子からの散乱光を測定することに
なり、散乱強度には粒径と数密度の情報が含まれること
になるので単一の粒子による散乱光強度の絶対値を何ら
かの方法で求めて粒子数の情報を分離することが必要に
なる。しかし測定対象である粒子の大きさ、散乱特性な
との物性をあらかじめ知ることが困難であるため、ある
散乱光強度が得られたとしても、その値がどのような単
（ａの粒子数に対応するかを決定づけるのは困難である
。
きくすると、複数の粒子からの散乱光を測定することに
なり、散乱強度には粒径と数密度の情報が含まれること
になるので単一の粒子による散乱光強度の絶対値を何ら
かの方法で求めて粒子数の情報を分離することが必要に
なる。しかし測定対象である粒子の大きさ、散乱特性な
との物性をあらかじめ知ることが困難であるため、ある
散乱光強度が得られたとしても、その値がどのような単
（ａの粒子数に対応するかを決定づけるのは困難である
。
［問題点を解決するための手段］
以上の問題を解決するため、本発明においては、被測定
粒子にコヒーレント光源からの光束を照射して粒子から
の散乱光を測定し、粒子の特性を測定する粒子測定方法
および装置において、前記光束を被測定粒子の存在する
測定領域で複数回反射させることによって測定領域内に
複数のコヒーレント光束を形成し、このコヒーレント光
束の間隔を変化させつつ測定領域内の散乱光を測定し、
前記コヒーレント光束の間隔の変化に応じた散乱光測定
値の統計的性質の変化から被測定粒子の数密度を検出す
る構成を採用した。
粒子にコヒーレント光源からの光束を照射して粒子から
の散乱光を測定し、粒子の特性を測定する粒子測定方法
および装置において、前記光束を被測定粒子の存在する
測定領域で複数回反射させることによって測定領域内に
複数のコヒーレント光束を形成し、このコヒーレント光
束の間隔を変化させつつ測定領域内の散乱光を測定し、
前記コヒーレント光束の間隔の変化に応じた散乱光測定
値の統計的性質の変化から被測定粒子の数密度を検出す
る構成を採用した。
［作用コ
以上の構成によれば、複数本のコヒーレント光束により
空間的に広い測定領域をカバーすることが可能となり、
希薄な被測定体であっても測定の誤差を小さく抑えるこ
とができる。また、コヒーレント光束の間隔を変化させ
てそれに応じた散乱光強度の統計的性質の変化から粒子
数密度を測定するようにしているので、粒子の散乱特性
をもとめるプロセスを必要とせず、直接粒子数密度を算
定することが可能である。
空間的に広い測定領域をカバーすることが可能となり、
希薄な被測定体であっても測定の誤差を小さく抑えるこ
とができる。また、コヒーレント光束の間隔を変化させ
てそれに応じた散乱光強度の統計的性質の変化から粒子
数密度を測定するようにしているので、粒子の散乱特性
をもとめるプロセスを必要とせず、直接粒子数密度を算
定することが可能である。
［実施例］
以下、図面に示す実施例にもとすき本発明の詳細な説明
する。
する。
第１図は本発明による粒子数密度の測定方法およびその
ための装置の構成を説明するもので、実施例として清浄
空気や純粋中の粒子数を測定するＨ置を示している。フ
ローセル３中の流体の流れ（Ｋ方向）に沿って、ミラー
５，６の間を往復する複数の光束【こよって形成された
測定領域４を横切る微粒子２０からの散乱光は、受光レ
ンズ９を介して光電子増倍管！０および信号処理回路１
１によって光電パルスに変換され、マイクロコンピュー
タ１３に制御された光電パルス計数回路１２により計数
される。
ための装置の構成を説明するもので、実施例として清浄
空気や純粋中の粒子数を測定するＨ置を示している。フ
ローセル３中の流体の流れ（Ｋ方向）に沿って、ミラー
５，６の間を往復する複数の光束【こよって形成された
測定領域４を横切る微粒子２０からの散乱光は、受光レ
ンズ９を介して光電子増倍管！０および信号処理回路１
１によって光電パルスに変換され、マイクロコンピュー
タ１３に制御された光電パルス計数回路１２により計数
される。
第２図に測定領域の構成を示している。ガルバノミラ−
などから成る揺動ミラー２により半導体レーザーなどか
ら成るレーザー光源からのレーザー光束１ａが平面鏡５
に入射される。ミラー２０回転軸は、平行に対向した平
面鏡５，６間を往復して形成される複数の光束により形
成される測定領域４の面に直交する方向に設定されてお
り、従って揺動ミラー２の角度を変更することによりミ
ラー５，６への入・反射角を変化させて測定領域内の光
束の間隔すなわち本数を制御することができる０図にお
いて符号Ａは揺動ミラー２を介してミラー５に入射され
る光束の入射角を大きくとって測定領域内の光束の間隔
を大きくした場合の光束を示している。また符号Ｂ ！
、を揺動ミラー２によりミラー５に対する入射角を小さ
くし測定領域内で往復する光束の本数を多くした場合の
光束を示している。
などから成る揺動ミラー２により半導体レーザーなどか
ら成るレーザー光源からのレーザー光束１ａが平面鏡５
に入射される。ミラー２０回転軸は、平行に対向した平
面鏡５，６間を往復して形成される複数の光束により形
成される測定領域４の面に直交する方向に設定されてお
り、従って揺動ミラー２の角度を変更することによりミ
ラー５，６への入・反射角を変化させて測定領域内の光
束の間隔すなわち本数を制御することができる０図にお
いて符号Ａは揺動ミラー２を介してミラー５に入射され
る光束の入射角を大きくとって測定領域内の光束の間隔
を大きくした場合の光束を示している。また符号Ｂ ！
、を揺動ミラー２によりミラー５に対する入射角を小さ
くし測定領域内で往復する光束の本数を多くした場合の
光束を示している。
本実施例では、第３図に示すように測定領域内に流入す
る気体または液体の移動速度より十分速い速度で揺動ミ
ラー２を揺動させて測定領域内の光束の本数を変化させ
、これに同＋１ＪＩ Ｌ／て各サンプル時間毎に交互に
微粒子からの散乱光測定を行い、光束の本数に対応した
光電パルスを別々に計数して冨積する。
る気体または液体の移動速度より十分速い速度で揺動ミ
ラー２を揺動させて測定領域内の光束の本数を変化させ
、これに同＋１ＪＩ Ｌ／て各サンプル時間毎に交互に
微粒子からの散乱光測定を行い、光束の本数に対応した
光電パルスを別々に計数して冨積する。
測定領域内の粒子数が希薄で、光束を横切る粒子数が数
個という場合には光電パルスの計数頻度は第４図のよう
に模式的に表され、背景光に重丑して粒子に対応した散
乱強度のピークが現れる。
個という場合には光電パルスの計数頻度は第４図のよう
に模式的に表され、背景光に重丑して粒子に対応した散
乱強度のピークが現れる。
図中の粒子ピークｌ’ｌ 、Ｐ２ 、Ｆ３は、測定領域
内に存在する粒子数が数個と少ないために粒子数のゆら
ぎが粒子群の特徴である。測定粒子数が多くなると粒子
散乱強度は連続的な変化をするようになり、上記の解析
は適用できない。
内に存在する粒子数が数個と少ないために粒子数のゆら
ぎが粒子群の特徴である。測定粒子数が多くなると粒子
散乱強度は連続的な変化をするようになり、上記の解析
は適用できない。
本発明ではこの光電パルス計数頻度を数密度算出に用い
るが、測定粒子に対応した光電パルス計数値に不連続性
が現れるように適正に測定領域内の光束の本数が設定さ
れているかどうかをチェックするために、上記光束の本
数を変化させて対応計数頻度の変化を示したものである
。各サンプルごとに測定領域内の光束の本数を１対２で
変化さ子ピークがＰｌの隣のＰ２で最大頻度と成って、
測定領域内の光束の本数の増加割合と同じ傾向で増加し
ていることから、光束本数Ａの粒子ピークＰ１は粒子１
個の散乱に相当していることが分かる。従って測定領域
内に平均的に存在する粒子数は光束本数Ａの場合に１個
となって光束が覆っている体積をもとに粒子数密度を算
出することができる。
るが、測定粒子に対応した光電パルス計数値に不連続性
が現れるように適正に測定領域内の光束の本数が設定さ
れているかどうかをチェックするために、上記光束の本
数を変化させて対応計数頻度の変化を示したものである
。各サンプルごとに測定領域内の光束の本数を１対２で
変化さ子ピークがＰｌの隣のＰ２で最大頻度と成って、
測定領域内の光束の本数の増加割合と同じ傾向で増加し
ていることから、光束本数Ａの粒子ピークＰ１は粒子１
個の散乱に相当していることが分かる。従って測定領域
内に平均的に存在する粒子数は光束本数Ａの場合に１個
となって光束が覆っている体積をもとに粒子数密度を算
出することができる。
上記の散乱光強度測定を行うための光電パルス計数回路
と制御系のブロック図を第６図に示す。
と制御系のブロック図を第６図に示す。
−の計数値がマイクロコンピユー性読み込まれ以上のよ
うに本実施例によれば測定領域内の光束の本数を各サン
プルごとに２つの値で交互に変化させつつ散乱光測定を
行うことにより単一の粒子の散乱特性を考慮することな
く、直接粒子数密度を判定することができる。すなわち
、従来方式では固定の光束間隔により散乱光強度をもと
に粒子数を測定することになるが、その場合得られた散
乱光強度がどれだけの数の粒子数に対応するかを決定す
ることが出来ないのに対して、本実施例によればある間
隔を有する光束から異なる間隔を有する光束への遷移過
程において計数値の頻度分布がどのように変化するかを
考慮することにより粒子の光散乱特性にかかわらず直接
粒子数密度を度測定方法の例を挙げたが、粒子数密度が
いかなるものかが十分把握できていない場合には実施例
第４図の粒子ピークに不連続性が現れる光束間隔を見い
だすために光束の間隔を段階的に変更して行きながら計
数頻度グラフを解析して行く方法も考えられる。
うに本実施例によれば測定領域内の光束の本数を各サン
プルごとに２つの値で交互に変化させつつ散乱光測定を
行うことにより単一の粒子の散乱特性を考慮することな
く、直接粒子数密度を判定することができる。すなわち
、従来方式では固定の光束間隔により散乱光強度をもと
に粒子数を測定することになるが、その場合得られた散
乱光強度がどれだけの数の粒子数に対応するかを決定す
ることが出来ないのに対して、本実施例によればある間
隔を有する光束から異なる間隔を有する光束への遷移過
程において計数値の頻度分布がどのように変化するかを
考慮することにより粒子の光散乱特性にかかわらず直接
粒子数密度を度測定方法の例を挙げたが、粒子数密度が
いかなるものかが十分把握できていない場合には実施例
第４図の粒子ピークに不連続性が現れる光束間隔を見い
だすために光束の間隔を段階的に変更して行きながら計
数頻度グラフを解析して行く方法も考えられる。
また測定領域内に複数の光束を配置する方法として以上
では平行対向させた２枚のミラー５，６を用いたが、３
枚以上の反射手段を用いて測定領域内に同一方向に走る
複数本のコヒーレント光束群を測定領域を周回するよう
に形成してもよい。
では平行対向させた２枚のミラー５，６を用いたが、３
枚以上の反射手段を用いて測定領域内に同一方向に走る
複数本のコヒーレント光束群を測定領域を周回するよう
に形成してもよい。
このような方法によれば、光束の進行方向を一斉に変更
することも可能になり、粒子の方向の異なる散乱光強度
を測定するなど、測定対象の幅を拡げることができる。
することも可能になり、粒子の方向の異なる散乱光強度
を測定するなど、測定対象の幅を拡げることができる。
［効果］
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被測
定粒子にコヒーレント光源からの光束を照射して粒子か
らの散乱光を測定し、粒子の特性を測定する粒子測定方
法および装置において、前記光束を被測定粒子の存在す
る１ＵＩＩ定領域で複数回反射させることによって測定
領域内に複数のコヒーレント光束を形成し、このコヒー
レント光束の間隔を変化させつつ測定領域内の散乱光を
測定し、前記コヒーレント光束の間隔の変化に応じた散
乱光測定値の統計的性質の変化から被測定粒子の数密度
を検出する構成を採用しているので、純水、清浄空気な
どの希蓮な被測定体であっても粒子数密度の測定峡差を
低減するとともに、粒子の散乱光強度の絶対値などの緒
特性を求める必要がなく、直接粒子数密度を算定できる
という優れた効果を得られる。
定粒子にコヒーレント光源からの光束を照射して粒子か
らの散乱光を測定し、粒子の特性を測定する粒子測定方
法および装置において、前記光束を被測定粒子の存在す
る１ＵＩＩ定領域で複数回反射させることによって測定
領域内に複数のコヒーレント光束を形成し、このコヒー
レント光束の間隔を変化させつつ測定領域内の散乱光を
測定し、前記コヒーレント光束の間隔の変化に応じた散
乱光測定値の統計的性質の変化から被測定粒子の数密度
を検出する構成を採用しているので、純水、清浄空気な
どの希蓮な被測定体であっても粒子数密度の測定峡差を
低減するとともに、粒子の散乱光強度の絶対値などの緒
特性を求める必要がなく、直接粒子数密度を算定できる
という優れた効果を得られる。
第１図は未発明による粒子測定方法の構成を示した説明
図、第２１ご１は第１図の４１１Ｉ定領域の構成を示し
た説明図、第３図は第１図における光束偏光角の変化に
ともなう光重本数の変化を示したタイミング図、第４図
は微粒子散乱光に対応する光電パルス計数頻度を示した
線図、第５図（Ａ）。 （Ｂ）は光重本数の倍化測定における計数頻度変化をそ
れぞれ示した線図、第６図は計δ１１！制御系のより詳
細なブロック図である。 ７・・・レーザー光源 ２・・・光路偏光用ミラー３
・・・フローセル ５．６・・・反射ｔｔ１１０・
・・光電子増倍管 １２・・・光電パルス計数回路
図、第２１ご１は第１図の４１１Ｉ定領域の構成を示し
た説明図、第３図は第１図における光束偏光角の変化に
ともなう光重本数の変化を示したタイミング図、第４図
は微粒子散乱光に対応する光電パルス計数頻度を示した
線図、第５図（Ａ）。 （Ｂ）は光重本数の倍化測定における計数頻度変化をそ
れぞれ示した線図、第６図は計δ１１！制御系のより詳
細なブロック図である。 ７・・・レーザー光源 ２・・・光路偏光用ミラー３
・・・フローセル ５．６・・・反射ｔｔ１１０・
・・光電子増倍管 １２・・・光電パルス計数回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）被測定粒子にコヒーレント光源からの光束を照射し
て粒子からの散乱光を測定し、粒子の特性を測定する粒
子測定方法において、前記光束を被測定粒子の存在する
測定領域で複数回反射させることによって測定領域内に
複数のコヒーレント光束を形成するプロセスと、このコ
ヒーレント光束の間隔を変化させつつ測定領域内の散乱
光を測定するプロセスから成り、前記コヒーレント光束
の間隔の変化に応じた散乱光測定値の統計的性質の変化
から被測定粒子の数密度を検出することを特徴とする粒
子測定方法。 ２）被測定粒子にコヒーレント光源からの光束を照射し
て粒子からの散乱光を測定し、粒子の特性を測定する粒
子測定装置において、複数の反射手段を測定領域の周囲
に前記コヒーレント光源からの光束を順次反射させるよ
う配置するとともに、前記コヒーレント光源からの光束
の前記各反射手段に対する入反射角を変更する偏向手段
と、測定領域における散乱光を測定する手段を設け、こ
の偏向手段により、測定領域に形成される複数のコヒー
レント光束群の間隔を変化させ、光束間隔の変化に応じ
た測定領域内の散乱光測定値の統計的性質の変化から被
測定粒子の数密度を検出することを特徴とする粒子測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018114A JPS62177432A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 粒子測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018114A JPS62177432A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 粒子測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62177432A true JPS62177432A (ja) | 1987-08-04 |
Family
ID=11962586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61018114A Pending JPS62177432A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 粒子測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62177432A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0321265A2 (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-21 | Fujitsu Limited | Optoelectrical particle detection apparatus |
| CN103364317A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-10-23 | 南通大学 | 检测微小颗粒大小及形状的光学系统 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61018114A patent/JPS62177432A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0321265A2 (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-21 | Fujitsu Limited | Optoelectrical particle detection apparatus |
| US5094533A (en) * | 1987-12-18 | 1992-03-10 | Fujitsu Limited | Optoelectrical particle detection apparatus |
| CN103364317A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-10-23 | 南通大学 | 检测微小颗粒大小及形状的光学系统 |
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