JPS62225926A

JPS62225926A - 粒子計測方法

Info

Publication number: JPS62225926A
Application number: JP61069640A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ono; 大野　壽彦; Kiminari Sekikawa; 公成関川
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1987-10-03

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〕この発明は、粒子計測方法に関し、特に、蒸気混合型凝
縮核カウンタを利用して試料気体中の超微小粒子を計数
するための粒子計測方法に関するものである。

〔従来の技術〕

蒸気混合型の凝縮核カウンタは、光散乱式パーティクル
カウンタ、或は光遮断方式の粒子計測器等の光学的手段
では直接計測することの困難な、気体中に浮遊する粒径
０．１μｍ以下の超微小粒子を計測するための装置であ
り、特開昭５７−４２８３９号公報および特開昭６０−
１４７６３８号公報に記載されたものがある。

上記のような凝縮核カウンタによる従来の粒子計測方法
を、試料気体を空気として、第４図を参照して説明する
と、大気温度（室温）の試料空気（１）は、第１の弁（
２）、第１の流量計（３）を経て混合室（４）に導かれ
る。

一方、飽和蒸気製造槽（５）内には飽和蒸気となるべき
液体（６）が収納されており、加熱装置（７）で加熱さ
れて液体（６）が蒸発するようになっている。この液体
（６）（！ニジては、通常、水、アルコール類、エステ
ル類等が用いられる。

飽和蒸気製造槽（５）内で製造された高温の飽和蒸気（
８）は、フィルタ（９）、第２の弁（１０）、第２の流
量計（１１）を経て飽和蒸気製造槽（５）に送られる清
浄空気によって押し出され、混合室（４）に導かれる。

かようにして、常温の試料空気（１）は高温の飽和蒸気
（８）と、混合室（４）内で瞬時に混合される。この混
合により、飽和蒸気（８）は温度が低下して過飽和状態
となり、余分の蒸気は試料空気（１）中の粒子を核とし
てその表面に凝縮する。この結果、粒子は、混合室（４
）から滞留室（１２）を流れる間に成長、粗大化して光
学的に検出可能な大きさとなり、光学センサ（１３）に
よって計測される。

ここで、粒子の成長粗大化は、トムスンの法則により、
ある粒径よりも大きな粒子にのみ起こる。

上記の凝縮核カウンタにおいてトムスンの法則に関与す
る条件は、（ａｌ試料空気（１）の温度、（ｂ）高温飽
和蒸気（８）の温度、（Ｃ）試料空気（１）と高温飽和
蒸気（８）の流量比、（ｄ）使用液体（６）の種類等で
、これらの条件が変われば、上記法則により、成長粗大
化が可能な最小の粒子径、すなわち凝縮核カウンタで検
出可能な最小粒子径が変動してしまうことになる。

従来の凝縮核カウンタでは、上記の各条件のうち、（１
）ｌ、（Ｃ）、（ｄ）はあらかじめ適当に設定し、実際
の稼動時には最初の設定状態のままに固定しておくのが
通例である。

ところが、条件（ａ）の試料空気温度は、周囲の状態に
よって変動するため、それに伴って測定可能な最小粒径
が変動してしまう。第５図はかような現象を示す一例で
、アルコールの一種であるトリエチレングリコールの飽
和蒸気を７０°Ｃ一定とし、混合比、すなわち、（飽和
蒸気流量）／（飽和蒸気流量＋試料空気流量）を０．２
としたときの、試料空気温度の変化に伴う最小検出粒径
の変動を計算して表わしたものである。この図かられか
るように、試料空気温度がＯｏＣから３０°Ｃに変化す
る間に、最小検出粒径は約０．００３５μｍから約０．
００９６μｍに変化してしまう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のような従来の粒子計測方法では、試料気体の温度
変化に伴って最小検出粒径が変動することから、粒子濃
度計測の信頼性が著しく阻害されるという問題点があっ
た。

この発明はかかる問題点を解消するためになされたもの
で、最小検出粒径の変動を抑制して計測の信頼性を向上
することができる粒子計測方法を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る粒子計測方法は、蒸気混合型の凝縮核カ
ウンタを用いて超微小粒子を光学センサで計測するに際
し、囚混合室へ入る試料気体を一定温度に制御する。

（Ｂ）混合室へ入る飽和蒸気の温度を、試料気体の温度
の関数として制御する。

（Ｃ）試料気体と飽和蒸気との混合比を、試料気体の温
度の関数として制御する。

の少なくともいずれかの制御を行う。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図を参照して説明する
。試料気体は空気を例にとる。また、第１図において第
４図と同一符号は同一機能部分を示している。さらに、
第１図には上記（５）（Ｂ）ｆｃ）の制御がすべて行い
うるように記載したが、これらは、単独でも、または組
合わせて用いてもよい。

制御（５）の試料空気（１）を一定温度に制御するため
に、混合室（４）の前段に恒温装置（１４）が付設され
ている。恒温装置（１４）は、加熱および冷却のいずれ
か、もしくは双方の機能を有し、混合室（４）へ入る直
前の試料空気（１）の温度を一定に保持する。

制御（′Ｉ３）の飽和蒸気温度の制御は、試料空気（１
）の温度を検出する温度センサ（１５）およびこれに接
続されて加熱装置（７）を調節する温度調節装置（１６
）とが担持する。温度センサ（１５）は試料空気（１）
の温度を読みとり、その信号を温度調節装置（１６）に
送る。

温度調節装置（１６）は、試料空気温度から予め設定さ
れている関数に従って、達成すべき飽和蒸気（８）の温
度を演算し、加熱装置（７）を介して飽和蒸気（８）の
温度を調節する。飽和蒸気（８）の温度は、温度センサ
（１７）によって監視され、その監視結果は温度調節装
置（１６）にフィードバックされる。

次に、制御（Ｃ）の混合比制御は、温度センサ（１５）
吉流量調節装置（１８）を用いて実現される。流量の調
節は、試料空気流量と飽和蒸気流量のどぢらで行っても
よい。また、双方で行ってもかまわない。

第１図の場合は、飽和蒸気（８）の流量を調節して混合
比制御を行う例である。温度センサ（］５）は試料空気
温度を読みきり、その信号を流量調節装置（Ｊ８）に送
る。流量調節装置（１８）は試料空気（１）の温度から
、予め設定されている関数に従って達成すべき飽和蒸気
流量を演算し、また、実際に自ら流量調節を行う。

以上、３つの制御（Ａ）（Ｂｌ　（Ｃ）の少なくともい
ずれかの制御を実行することにより、周囲条件による試
料空気温度の変動に伴う最小検出粒径の変動を抑制する
ことができる。

第２図は試料空気温度（Ｔ＋）が変化したとき、飽和蒸
気温度（Ｔｈ）を、Ｔｈ　＝　６５　＋１．３３　ＴＩ
なる関数で変化させた制御（１３＋の場合の、最小検出
粒径の計算例である。使用液体は第５図の場合と同じで
ある。

第２図から明らかなように、最小検出粒径の変動は除去
されている。

第３図は（’Ｂ）と（Ｃ）の制御を組合わせた例であり
、飽和蒸気温度（Ｔｈ　）は、Ｔｈ　＝　７５　＋０．
６８　Ｔ＋なる関数で変化させ、混合比Ｒ１すなわぢ（
飽和蒸気流量）／（飽和蒸気流量」−試料空気流量）は
、且−０、５５−０，００２５ＴＩ　−０，０００２３
Ｔ＋　２なる関数で変化させた場合の例である。この場
合も、最小検出粒径の変化は、第５図の場合に比べて格
段に低減されていることがわかる。また、この場合には
、第２図の場合よりも飽和蒸気温度の変化幅を小さくす
ることができる利点がある。

以上のように、制御（Ａ）（Ｂ）（Ｑの少なくとも１つ
を用いることにより、試料空気温度の変動に伴う最小検
出粒径の変動を有効に抑制することができる。

なお、以上の計測方法において、最小検出粒径が、ある
程度は変動しても支障がないような場合には、各制御に
おける機能を弱くしてもよい。ずなわぢ、制御ＧＡ＋で
は、加熱、冷却の程度を弱めて、混合室入口における試
料空気温度が、ある程度変動するのを許容する。才た、
制御（Ｂ）および（Ｃ）では、関数を少し変えて、試料
空気温度の変動量に対する飽和蒸気温度または流量の変
化量を小さくすればよい。

また、凝縮核カウンタの実際の使用に当っては、その使
用目的に合った最小検出粒径の変動許容量を見積り、そ
れに適応するように上記３つの制御人出）および（Ｃ）
の組合わせや、それらの作用、精度を設定するこ吉にな
る。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、この発明は、試の混合比
の制御の少なくともいずれかの制御を行うことにより、
試料気体温度の変動に伴う最小検出粒径の変動を防止す
ることができ、このことは、試料気体の温度が変動する
場合、あるいは測定場所によって試料気体の温度が異な
る場合においても常に同一の最小検出粒径によって計測
できることを意味しており、凝縮核カウンタによる超微
小粒子計測の信頼性を著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するための凝縮核カ
ウンタの回路図、第２図および第３図はそれぞれ当該実
施例による試制空気温度−最小検出粒径特性線図、第４
図は従来の粒子計測方法を説明するための凝縮核カウン
タの回路図、第５図は従来方法における試料空気温度−
最小検出粒径特性線図である。（１）・・試料空気（試料気体）、（４）・・混合室、
（５）・・飽和蒸気製造槽、（６）・・液体、（７）・
・加熱装置、（８）・・・飽和蒸気、（１３）・・・光
学センサ、（１４）・・・恒温装置、（１６）・・・温
度調節装置、（１８）・・流量調節装置。

Claims

【特許請求の範囲】試料気体と高温の飽和蒸気を混合室に導入し、前記試料
気体中の粒子を核として前記飽和蒸気を凝縮させ、粗大
化した前記粒子を光学的に検出する粒子計測方法におい
て、（Ａ）前記混合室へ入る前記試料気体を一定温度に制御
する、（Ｂ）前記混合室へ入る前記飽和蒸気の温度を、前記試
料気体の温度の関数として制御する、（Ｃ）前記試料気体と前記飽和蒸気との混合比を、前記
試料気体の温度の関数として制御する、の少なくともい
ずれかの制御を行うことを特徴とする粒子計測方法。