JPS631951A - Apparatus for measuring fine particle in liquid - Google Patents

Apparatus for measuring fine particle in liquid

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JPS631951A
JPS631951A JP61144849A JP14484986A JPS631951A JP S631951 A JPS631951 A JP S631951A JP 61144849 A JP61144849 A JP 61144849A JP 14484986 A JP14484986 A JP 14484986A JP S631951 A JPS631951 A JP S631951A
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JP
Japan
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liquid
bubbles
particles
cell
detecting
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JP61144849A
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Japanese (ja)
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Hiromichi Shimizu
博道 清水
Yoshitoshi Ito
嘉敏 伊藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To measure even fine particles extremely difficult to measure by conventional technique on-line, in an apparatus for detecting or counting insoluble fine particles contained in a liquid, by detecting air bubbles generated using said particles as nuclei. CONSTITUTION:A liquid 30 to be measured is supplied into a transparent detection cell 10 made of glass at a constant flow speed through piping 20. The beam emitted from a relatively intensive exciting beam source 40 such as argon ion laser is converged to the center part of the cell 10 by a lens 50 to locally heat a liquid in a range not exceeding b.p. of the liquid and the saturation at the locally heated part rises to generate air bubbles 80 in the liquid. The emitted beam from the cell 10 is condensed by a lens 60 to be guided to a beam trap 70. The air bubbles generated are detected by detecting the probe beam emitted from a beam source system constituted of a semiconductive laser 90 and a beam condenser 100 in the downstream part and said probe beam is amplified and subjected to signal processing by an electric circuit 120 to be detected and counted as a pulse.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液中の微小(1μm前後)な非溶解性微粒子の
検出、計数に係り、特に半導体素子製造に用いる純水中
の不純物固体粒子の計測に好適な液中微粒子計測装置に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to the detection and counting of minute (approximately 1 μm) insoluble particles in a liquid, and in particular to the detection and counting of impurity solid particles in pure water used in semiconductor device manufacturing. The present invention relates to an in-liquid particle measuring device suitable for measuring.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、液中の微小粒子(以Jく単に粒子と略す)の計数
方法として、粒子による光の吸収や散乱を利用する方法
が広く用いられている。−例として、特開昭54−24
683号公報に記載の方法が、光の吸収(粒子による遮
光)を利用して粒子の大きさを識別する方法としてあげ
られる。また粒子による光の散乱を利用する方法として
は、特開昭53−1.7773号公報に記載の方法等が
あげられる。
BACKGROUND ART Conventionally, as a method for counting microparticles (hereinafter simply referred to as particles) in a liquid, a method that utilizes absorption and scattering of light by particles has been widely used. -For example, JP-A-54-24
The method described in Japanese Patent No. 683 is cited as a method for identifying the size of particles by utilizing light absorption (light shielding by particles). Examples of methods that utilize scattering of light by particles include the method described in JP-A-53-1.7773.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

」二記従来技術のうち、粒子による光の吸収を利用する
方法では、粒径が3μm程度に小さくなると光の吸収能
力(光を遮る力)は粒径に依存するようになり、測定の
信頼性が低下する3、また、粒子による光の散乱を利用
する方法では、1μm以下の粒子に対する適用は可能で
あるものの、液体自体による散乱光の粒子からの散乱光
に対する割合は、粒径が減少する程増大するため、0.
5μm程度の粒子を検出しようとするとやはり信頼性が
低下するという問題があった。
” 2. Among the conventional techniques, in the method that utilizes light absorption by particles, when the particle size decreases to about 3 μm, the light absorption ability (power to block light) becomes dependent on the particle size, making the measurement reliable. In addition, although methods that utilize light scattering by particles can be applied to particles of 1 μm or less, the ratio of light scattered by the liquid itself to light scattered from the particles decreases as the particle size increases. 0.
When trying to detect particles of about 5 μm, there is still a problem in that reliability decreases.

本発明の目的は1μm前後の粒子に対する検出能力を改
善した液中微粒子計測装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an in-liquid particle measuring device that has improved detection ability for particles of around 1 μm.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、粒子を核として液中に気泡を発生させるこ
とにより見かけ上の粒子の寸法を増大させ、既存の光学
的方法あるいは音響的方法等を用いて気泡を検出、計数
することにより達成される。
The above objective is achieved by increasing the apparent size of the particles by generating bubbles in the liquid using the particles as nuclei, and detecting and counting the bubbles using existing optical or acoustic methods. Ru.

気泡生長の核となり得るためには液中の粒子は一定の半
径(臨界半径)以上の大きさでなければならないが、液
体を加圧あるいは液体に界面活性剤を添加することによ
り、臨界半径を減少させ得る。即ち、より微小な粒子ま
でも気泡化させ、“可視化”させ得ることになる。
Particles in a liquid must have a size larger than a certain radius (critical radius) in order to become a nucleus for bubble growth, but by pressurizing the liquid or adding a surfactant to the liquid, the critical radius can be increased. can be reduced. In other words, even the smallest particles can be turned into bubbles and made "visible".

〔作用〕 気泡は、適当な条件下で成長し、寸法が増大する。従っ
て、気泡による遮光効果を利用して気泡を検出する場合
には、用いる光の波長よりも十分大きな寸法に気泡を成
長させてから測定すれば、粒子の検出を容易にし、遮光
能力の粒径依存性に由来する測定誤差を除去できる。
[Operation] Bubbles grow and increase in size under appropriate conditions. Therefore, when detecting air bubbles using the light-shielding effect of air bubbles, it is best to grow the bubbles to a size sufficiently larger than the wavelength of the light being used before measurement to make particle detection easier. Measurement errors resulting from dependence can be removed.

また、光散乱によって気泡を検出する場合には、気泡を
成長させ、寸法を増大させることにより、液体自体の散
乱光によるバックグラウンド成分を気泡による散乱光に
対して相対的に低減させることができる。
Furthermore, when detecting bubbles by light scattering, by growing the bubbles and increasing their size, the background component caused by the scattered light of the liquid itself can be reduced relative to the light scattered by the bubbles. .

また、超音波の吸収、散乱などの効果を利用して粒子を
検出する場合には、固体粒子自体を測定するよりも、気
泡を形成して測定する方が、音響インピーダンスの差が
拡大されるため、感度的に有利である。
Additionally, when detecting particles using effects such as absorption and scattering of ultrasound waves, the difference in acoustic impedance is magnified when measuring the formation of air bubbles rather than measuring the solid particles themselves. Therefore, it is advantageous in terms of sensitivity.

さらに、適当な条件を選べば0.1 μm程度の粒子も
核として機能し、気泡を発生しつるので、従来光学的、
音響的に検出が困難であった微小な粒子も検出が可能と
なる。
Furthermore, if appropriate conditions are selected, particles of about 0.1 μm can also function as nuclei, generating bubbles, so conventional optical methods,
It is now possible to detect minute particles that were previously difficult to detect acoustically.

液体中での気泡発生の機構を考察すると、まず、液体は
空気で飽和していることが必要である([超音波技術便
覧・改訂新版」日刊工業新聞社(1,966年)参照)
。何らかの原因で気泡が液体中で発生した場合、液体が
不飽和ならば気泡内の空気は気泡表面液体に再び溶は込
み、気泡は消滅する。逆に液体が空気で過飽和の状態に
あれば余分の空気が析出し、気泡は成長する。しかし、
気泡が小さすぎると界面張力のため気泡内の圧力は高く
なるので多少過飽和であっても気泡は消滅する。気泡が
成長も消滅もしない臨界半径a。は次式で与えられるこ
とが知られている。
When considering the mechanism of bubble generation in a liquid, first of all, the liquid must be saturated with air (see [Ultrasonic Technology Handbook, Revised New Edition], Nikkan Kogyo Shimbun, 1966).
. When bubbles are generated in a liquid for some reason, if the liquid is unsaturated, the air within the bubbles dissolves into the bubble surface liquid again and the bubbles disappear. Conversely, if the liquid is supersaturated with air, excess air will precipitate and bubbles will grow. but,
If the bubbles are too small, the pressure inside the bubbles will increase due to interfacial tension, so the bubbles will disappear even if they are slightly oversaturated. Critical radius a at which bubbles neither grow nor disappear. is known to be given by the following equation.

ここでTは界面張力(dyne/cm) 、 Pa’ 
 は気泡が存在する場所での液体の静圧(’clyne
 / cxN )、Pvは液体の蒸気圧(dyne/ 
ri ) 、 Sは飽和度である。Sはある温度、圧力
の下で次式で表わされる。
Here, T is interfacial tension (dyne/cm), Pa'
is the static pressure of the liquid where the bubble is present ('clyne
/cxN), Pv is the liquid vapor pressure (dyne/
ri), S is the degree of saturation. S is expressed by the following formula under a certain temperature and pressure.

ここに飽和溶解度はHerryの法則により、空気の分
圧(液体の蒸気圧を全圧から差し引いた値)に比例する
According to Herry's law, the saturated solubility is proportional to the partial pressure of air (the value obtained by subtracting the vapor pressure of the liquid from the total pressure).

さて、−般に気泡は容器の壁や液中の異物の表面がなけ
れば発生し得ない。ここでは容器の壁は一応除外して考
えることにする。異物が存在しないとすると気泡が発生
するためにはその半径は零から始まって80以上に成長
しなければならないが、半径がac以下の気泡は消滅す
べきだから結局気泡は発生しない。他方、異物があれば
その表面に空気が析出することにより、気泡表面がac
以下の半径の状態を経由することなく成長し得る。
Now, in general, bubbles cannot occur without the walls of the container or the surface of foreign matter in the liquid. Here, we will consider excluding the container wall for the time being. Assuming that there are no foreign substances, in order for a bubble to be generated, its radius must start from zero and grow to 80 or more, but bubbles with a radius of ac or less should disappear, so no bubbles are generated after all. On the other hand, if there is a foreign substance, air will precipitate on its surface, causing the bubble surface to become ac
It can grow without passing through the following radius states.

この様子を第9図に示す。液体中の異物の形状は種々の
ものが考えられるが、仮に円板状と仮定するとその半径
とac との兼ね合いで気泡の核になり得るか否かを判
断できる。acの具体的な大きさは、液体が純水の場合
、Pv〜02丁)θ′=1.013X 10Bdyne
/cJ (latm) 、 T= 73dyne/G、
S=1.3  と仮定すると、nc=4.8pmとなる
This situation is shown in FIG. Various shapes can be considered for the shape of the foreign object in the liquid, but if it is assumed that it is disk-shaped, it can be determined whether or not it can become the nucleus of a bubble based on its radius and ac. The specific size of ac is, if the liquid is pure water, Pv ~ 02 dyne) θ' = 1.013X 10Bdyne
/cJ (latm), T=73dyne/G,
Assuming S=1.3, nc=4.8pm.

臨界半径を更に小さくするためには、液体に加圧し、静
圧Po’  を増大させる、液体を加熱し。
To further reduce the critical radius, pressurize the liquid, increase the static pressure Po', and heat the liquid.

飽和溶解度を減少させ、飽和度Sを増大させる。Decrease saturation solubility and increase saturation S.

液体に界面活性剤を添加し、界面張力Tを低ドさせる等
の方法が考えられる。−例としてやはり純水の場合、液
体を20℃+ +30 aL mを加圧し、同時トこ空
気で飽和させた後、80℃に加熱した場合、飽和度Sは
約2となるからaC〜0.048μmとなり、長辺の大
きさが約0.096 μm以−にの粒子から気泡が発生
することになる。
Possible methods include adding a surfactant to the liquid to lower the interfacial tension T. - As an example, in the case of pure water, if the liquid is pressurized to 20°C + +30 aL m, saturated with air at the same time, and then heated to 80°C, the degree of saturation S will be approximately 2, so aC ~ 0 0.048 .mu.m, and bubbles are generated from particles whose long sides are approximately 0.096 .mu.m or larger.

臨界半径は液体の静圧や飽和度(液体の温度に依存する
)の関係であるから静圧や液温が、場所ごとに変化する
ような工夫を施せば場所ごとに異なった臨界半径以上の
粒子が気泡を発生させるので、粒子の大きさを識別する
ことができる。
The critical radius is related to the static pressure and degree of saturation of the liquid (which depends on the temperature of the liquid), so if you take measures to make the static pressure and liquid temperature vary from place to place, you can make the critical radius different from place to place. The size of the particles can be identified because they generate bubbles.

液温を部分的に上昇させるためにはヒーターを投入しで
も良いが、より理想的には集光したレーザ光を照射する
のが良い。この場合、被測定液体を保持する容器、ある
いは配管の壁の近傍で集光の度合いを低くしておくこと
により、壁の近傍での液温の卜昇を抑制し、壁面での気
泡の発生を防止することができる。
Although a heater may be used to partially raise the temperature of the liquid, it is more ideal to irradiate it with a focused laser beam. In this case, by keeping the degree of light condensation low near the wall of the container holding the liquid to be measured or the pipe, the rise in liquid temperature near the wall can be suppressed, and the generation of air bubbles on the wall surface can be suppressed. can be prevented.

上述の手法では被測定液体は汚染されないから測定後了
後、もし必要ならば脱気処理を施せば、そのまま液体を
所定の目的のために使用し得る。
In the above-described method, the liquid to be measured is not contaminated, so after the measurement is completed, if necessary, the liquid can be used for a predetermined purpose by degassing the liquid.

流体を流した状態での測定も可能であり、oll−1i
neil測を行うことができる。
Measurement with fluid flowing is also possible, and oll-1i
Neil measurement can be performed.

液体を一部サンプリングして測定することを許せば、適
当な界面活性剤を添加し、界面張力を低下させてから前
述の加圧、飽和、加熱の手順を行うことにより、−・定
の臨界半径を得るのに必要とされる液中の静圧を低減し
、装置をより簡便なもので済ませることができろ。
If a portion of the liquid is allowed to be sampled and measured, the criticality of -. The static pressure in the liquid required to obtain the radius could be reduced, and the equipment could be simpler.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

a)実施例1 第】図は検出セルを示す図で、同図において配管20を
通して、被測定液体30は一定の流速でガラス製の透明
な検出セル10の内部へ供給される。アルゴンイオンレ
ーザ−等の比較的強力な励起光源40から発せられる光
はレンズ50によつてセル中心部に集束され、液体を局
部的に、液体の沸点を越えない範囲で加熱し、当該部分
における飽和度を上昇させることにより(温度と飽和度
の関係を模式的に第6図に示す。式(2)を合わせて参
照されたい。)、液中に気泡80を発生させる。セル1
0からの出射光はレンズ60で集光され、光トラップ7
0に導かれる。発生した気泡は下流部において半導体レ
ーザー90及び、ビームコンデンサー100で構成され
る光源系から発せられるプローブ光をフォトセル110
で検出し、電気回路120で増幅、信号処理することに
よってパルスとして検出、計数される。同図中では便宜
的に液体の流れは水平方向に描いであるが、流れを垂直
方向に設定すれば、セル壁への気泡の付着を防止し、測
定誤差を低激させることができる。
a) Example 1 Figure 1 shows a detection cell, in which a liquid to be measured 30 is supplied at a constant flow rate into a transparent detection cell 10 made of glass through a pipe 20. Light emitted from a relatively powerful excitation light source 40, such as an argon ion laser, is focused by a lens 50 onto the center of the cell, heating the liquid locally within a range that does not exceed the boiling point of the liquid. By increasing the degree of saturation (the relationship between temperature and degree of saturation is schematically shown in FIG. 6, please also refer to equation (2)), bubbles 80 are generated in the liquid. cell 1
The light emitted from
It leads to 0. The generated bubbles transmit probe light emitted from a light source system consisting of a semiconductor laser 90 and a beam condenser 100 downstream to a photocell 110.
The pulses are detected and counted as pulses by being amplified and signal-processed by the electric circuit 120. In the figure, the flow of the liquid is drawn horizontally for convenience, but if the flow is set vertically, it is possible to prevent air bubbles from adhering to the cell walls and to reduce measurement errors.

b)実施例2 第2図は液体の加圧機構を具備する一実施例を示す図で
検出セルを含む装置全体をブロック的に表しである。被
測定用純水は配管20を通して連続的に供給さ才し、加
圧装置130で30気圧に加圧さ、fb、容器140に
おいて空気ポンプ150から送入される空気によって飽
和状態に置かれる。
b) Embodiment 2 FIG. 2 is a diagram showing an embodiment equipped with a liquid pressurizing mechanism, and is a block diagram of the entire device including a detection cell. The pure water to be measured is continuously supplied through the pipe 20, pressurized to 30 atmospheres by the pressurizing device 130, and saturated with air fed from the air pump 150 in the container 140.

バブリング後、空気は減圧装置1.60から放出、排気
される。空気で飽和した純水は気泡検出器170へ導か
れ、プローブ光源180(半導体レーザーとビームコン
デンサー)及びフォトセル190から構成される光学的
検出装置によって気泡の有無が識別される。気泡は存在
しないことが望ましく、もし気泡が検出された場合には
加圧装置130の圧力設定値を下げ、純水中に存在する
粒子半径の最大値よりも臨界半径が小さくならないよう
にし、気泡の発生を防止する。、 Ili水は圧力検出
部200において水圧を測定し、コントローラー21−
〇を介して加圧測置をフィー1へバック制御することに
より、圧力が一定値に設定、維持される。次いで、第1
図に示したように、検出セル10において、励起光源4
0で純水を加熱することにより発生する気泡がプローブ
光源系240、フォトセル110によって光学的に検出
、計数され、電気的処理回路1.20で処理され5,1
1数値が(]0) 表示部230上に表示される。次いで純水は減圧・脱気
装置220へ導かれ、減圧・脱気処理がなされ、所定の
用途に供される。
After bubbling, the air is released and exhausted from the pressure reducer 1.60. The pure water saturated with air is guided to a bubble detector 170, and the presence or absence of bubbles is identified by an optical detection device consisting of a probe light source 180 (semiconductor laser and beam condenser) and a photocell 190. It is desirable that no air bubbles exist, and if air bubbles are detected, lower the pressure setting of the pressurizing device 130 to prevent the critical radius from becoming smaller than the maximum particle radius existing in pure water, and eliminate air bubbles. prevent the occurrence of , Ili water measures the water pressure in the pressure detection unit 200, and the controller 21-
The pressure is set and maintained at a constant value by controlling the pressurization measurement back to Fee 1 via 〇. Then the first
As shown in the figure, in the detection cell 10, an excitation light source 4
Bubbles generated by heating pure water at 0 are optically detected and counted by the probe light source system 240 and the photocell 110, and processed by the electrical processing circuit 1.20.
1 numeric value (]0) is displayed on the display section 230. The pure water is then led to a decompression/deaeration device 220, subjected to depressurization/deaeration treatment, and used for a predetermined purpose.

C)実施例3 上述の実施例においては検出セル10内の、加熱容積内
部で気泡を発生させうる粒子は該加熱容積内部の水温(
便宜的に一定と仮定する)で決まる臨界半径ac以上の
半径を有する全粒子である。
C) Example 3 In the above-described example, the particles in the detection cell 10 that are capable of generating air bubbles inside the heating volume are
All particles have a radius equal to or larger than the critical radius ac determined by (assumed to be constant for convenience).

従って加熱容積内部の実効的な水温がTIの時の臨界半
径をacJとし、水温がT2  (Tz <T2とする
)の時の臨界半径をRe”とすると、水温をT1からT
2へ上げて気泡の数を測定することにより、半径がac
2−からac” (a c”< a c”)の間に含ま
れる粒子数を得ることができる。この実施例を第3図に
示す。第3図の実施例においては、第1図に示した検出
セルが直列に2個接続され、2つの励起光源40は異な
った発光強度を有する。
Therefore, if the critical radius when the effective water temperature inside the heating volume is TI is acJ, and the critical radius when the water temperature is T2 (Tz < T2) is Re'', then the water temperature is changed from T1 to T.
By increasing it to 2 and measuring the number of bubbles, the radius is ac
The number of particles contained between 2- and ac"(ac"<ac") can be obtained. This example is shown in FIG. 3. In the example of FIG. The two detection cells shown are connected in series, and the two excitation light sources 40 have different emission intensities.

2つのフォトセルの出力は電気的処理回路120におい
て各々のフォトセルからのパルス数の差が計算される。
The outputs of the two photocells are processed in electrical processing circuit 120 to calculate the difference in the number of pulses from each photocell.

さて、気泡は粒子を核として一旦発生すると、時間の経
過と共に成長する。この様子を第4図に示す。従って発
生した地点において径が小さく、光遮断能が低いために
光学的に検出しにくい気泡でも、検出領域を加熱領域か
ら十分前して設置(第3図においてQlやQ2を十分大
きくとる)すれば、大きな光遮断能をもたせることがで
きる。
Once bubbles are generated using particles as nuclei, they grow over time. This situation is shown in FIG. Therefore, even if bubbles are difficult to detect optically due to their small diameter and low light blocking ability at the point where they are generated, it is necessary to set the detection area sufficiently in front of the heating area (by setting Ql and Q2 sufficiently large in Figure 3). For example, it can have a large light blocking ability.

d)実施例4 第5図に示す実施例においては、発生した気泡の全数を
検出できるようにするため、プローブビームを複数使用
し、フォトダイオードフレーの出力を電気的に加算して
いる。同図中、プローブ光源240から発するレーザー
光は光ファイバ250及び、シリンドリカルレンズ26
0によって微小な厚さを持つ平行光となって検出セル1
0へ入射する。セルを透過したレーザー光はフォトダイ
オードアレー270によって検出され、各フォトダイオ
ードの出力は加算回路120によって加算される。この
検出系を用いた場合は各フォトダイオードの出力を個別
に測定すれば、気泡の粒径分布に関する情報を得ること
もできる。
d) Embodiment 4 In the embodiment shown in FIG. 5, a plurality of probe beams are used and the outputs of the photodiode flares are electrically added together in order to be able to detect the total number of generated bubbles. In the figure, a laser beam emitted from a probe light source 240 is transmitted through an optical fiber 250 and a cylindrical lens 26.
0, it becomes parallel light with a minute thickness and passes through the detection cell 1.
incident on 0. The laser light transmitted through the cell is detected by a photodiode array 270, and the outputs of each photodiode are added by an adder circuit 120. When this detection system is used, information regarding the particle size distribution of bubbles can be obtained by measuring the output of each photodiode individually.

e)実施例5 第6図に示す実施例においては、励起光290によって
液体内部に温度分布が作り出され、励起光透領域内の各
地点における臨界半径は場所ごとに異なる値をもつよう
に設定されている。励起光透過領域内で発生する気泡8
0は第5図に示したものと同様な方法で(但し、ここで
はプローブ光300の光軸は励起光290の光軸に対し
て直交するように配置されており、かつ、プローブ光の
強度は十分低いのでプローブ光が温度分布に影響を及ぼ
すことは無い)、各フォトダイオードごとの信号が電気
的処理回路120に送られる。フォトダイオードの一つ
のチャンネルにおいてカウントされるパルス数は、該チ
ャンネルに入射するプローブ光が液温T℃の領域を通過
したものと仮定すると統計的に、 の関係を有する。ここでΔV (T)は光通過領域内部
の液温がT’Cの部分の総体積、N(r)は半径がrの
粒子の個数密度、ac(T)  は臨界半径で、液温T
の関数である。(3)式に適当な微分処理を施せば粒径
分布N(r)が得られる。
e) Example 5 In the example shown in FIG. 6, a temperature distribution is created inside the liquid by the excitation light 290, and the critical radius at each point within the excitation light transmission region is set to have a different value depending on the location. has been done. Bubbles 8 generated within the excitation light transmission region
0 in the same manner as shown in FIG. is sufficiently low that the probe light does not affect the temperature distribution), and the signal for each photodiode is sent to the electrical processing circuit 120. The number of pulses counted in one channel of the photodiode statistically has the following relationship, assuming that the probe light incident on the channel passes through a region where the liquid temperature is T°C. Here, ΔV (T) is the total volume of the part where the liquid temperature is T'C inside the light passage region, N(r) is the number density of particles with radius r, ac(T) is the critical radius, and the liquid temperature T
is a function of Particle size distribution N(r) can be obtained by applying appropriate differential processing to equation (3).

f)実施例6 第7図に示す実施例においては、気泡発生用熱源として
集束超音波発生器310が用いられ、配管を透過した超
音波は吸音材320へ入射する。
f) Example 6 In the example shown in FIG. 7, a focused ultrasonic generator 310 is used as a heat source for generating bubbles, and the ultrasonic waves transmitted through the piping are incident on the sound absorbing material 320.

この場合も、第1図の場合と同様に、加熱は超音波の焦
点付近で集中的に生ずるから配管壁への気泡の付着は低
減できる。発生した気泡は下流においてプローブ用超音
波発生器330と超音波検出器340により、気泡によ
る超音波の吸収・散乱効果を利用して検出・計数される
。この実施例の長所は、光学的に透明な検出セルを必要
としないため、配管をそのまま検出セルとして利用でき
る点である。
In this case, as in the case of FIG. 1, since heating occurs intensively near the focal point of the ultrasonic waves, the adhesion of air bubbles to the pipe wall can be reduced. The generated bubbles are detected and counted downstream by a probe ultrasonic generator 330 and an ultrasonic detector 340 using the absorption and scattering effects of ultrasonic waves by the bubbles. The advantage of this embodiment is that since an optically transparent detection cell is not required, the piping can be used as it is as a detection cell.

g)実施例7 また、図を省略した他の実施例においては、第2図に示
した加圧装置130の上流側に界面活性剤の混合容器を
設置し、液体の界面張力を低下させることにより臨界半
径at−を減少させれば、更に微小な粒子まで気泡化し
て検出できる。
g) Example 7 In another example whose illustration is omitted, a surfactant mixing container is installed upstream of the pressurizing device 130 shown in FIG. 2 to reduce the interfacial tension of the liquid. By reducing the critical radius at-, even smaller particles can be turned into bubbles and detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以1−のように本発明によれば、液中の微粒子を気泡化
することにより見かけ上の寸法を大きくできるので、既
存の光学的、音響的粒子検出法の測定精度を改善するこ
とができるばかりでなく、条件の設定のしかたによって
は0.1μm以下の、従来技術では極めて困難な微小粒
子をもon−1ineで計測することができる。
As described in 1-1 above, according to the present invention, the apparent size of fine particles in a liquid can be increased by making them bubbles, thereby improving the measurement accuracy of existing optical and acoustic particle detection methods. In addition, depending on how conditions are set, it is possible to measure on-one microparticles of 0.1 μm or less, which is extremely difficult with conventional techniques.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の−・実施例の検出セルを示す図、第2
図は一実施例の装置全体を示すブロック図、第3図は一
実施例の検出セルを示す図、第4図は気泡の半径の時間
変化を示す図、第5図は一実施例の検出セルを示す図、
第6図は同じく一実施例の検出セルを示す図、第7図は
一実施例を示す図、第8図は温度と飽和溶解度の関係を
示す図、第9図は微粒子を核とする気泡成長を示す図で
ある。 10・・・検出セル、20・・・配管、3(〉・・被測
定液体、40・・励起光源、50・・集光レンズ、C′
)0・集光レンズ、70・・・光トラップ、80・・気
泡、90・・半導体レーザー、100・・ビームコンデ
ンサー、110・・・フ第1〜セル、120・・・電気
的演算・処理回路、130・・・加圧装置、140・・
混合容器、150・・空気ポンプ、160・・・減圧・
排気装置。 170・・・気泡検出器、180・・・プローブ光源、
190・・・フ第1〜セル、200・・・圧力検出部、
210・・・コントローラー、220 ・減圧・脱気装
置。 230・・・表示部、240・プローブ光源、250・
・・光ファイバ、260・・・シリンドリカルレンズ、
270・・・フ第1ヘダイオードアレー、280・微小
粒子、290・・励起光ビーム、300・・プローブ光
ビーム、3]−〇・・・集束超音波発生器、320・・
・吸音材、330・・・プローブ用超音波発生器、34
0・・・超音波検出器。
FIG. 1 is a diagram showing a detection cell according to an embodiment of the present invention, and FIG.
Figure 3 is a block diagram showing the entire device of one embodiment, Figure 3 is a diagram showing a detection cell of one embodiment, Figure 4 is a diagram showing changes in bubble radius over time, and Figure 5 is a detection diagram of one embodiment. Diagram showing cells,
FIG. 6 is a diagram showing a detection cell of one embodiment, FIG. 7 is a diagram of one embodiment, FIG. 8 is a diagram showing the relationship between temperature and saturated solubility, and FIG. 9 is a diagram of bubbles with fine particles as the core. It is a figure showing growth. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10...Detection cell, 20...Piping, 3(>...Measurement liquid, 40...Excitation light source, 50...Condensing lens, C'
) 0 Condensing lens, 70... Optical trap, 80... Bubbles, 90... Semiconductor laser, 100... Beam condenser, 110... F1~Cell, 120... Electrical calculation/processing Circuit, 130... Pressure device, 140...
Mixing container, 150...Air pump, 160...Reducing pressure
Exhaust device. 170... Air bubble detector, 180... Probe light source,
190...F first to cell, 200...Pressure detection section,
210... Controller, 220 - Depressurization/deaeration device. 230...Display unit, 240・Probe light source, 250・
...Optical fiber, 260...Cylindrical lens,
270... First hediode array, 280... Microparticle, 290... Excitation light beam, 300... Probe light beam, 3]-〇... Focused ultrasound generator, 320...
・Sound absorbing material, 330...Ultrasonic generator for probe, 34
0... Ultrasonic detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、液体中に含まれる微小な非溶解性粒子を検出、ある
いは計数する装置に於て、該粒子を核として発生した気
泡を検出することを特徴とする液中微粒子計測装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の液中微粒子計測装置に
於て、被測定液体を加圧することにより、気泡成長に寄
与し得る微小粒子の粒径を小さくしてなることを特徴と
する液中微粒子計測装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の液中微粒子計測装置に
於て、被測定液体に界面活性剤を添加することにより、
気泡成長に寄与し得る微小粒子の粒径を小さくしてなる
ことを特徴とする液中微粒子計測装置。
[Claims] 1. A device for detecting or counting minute insoluble particles contained in a liquid, which is characterized by detecting bubbles generated using the particles as nuclei. Device. 2. The in-liquid particle measuring device according to claim 1 is characterized in that the particle size of microparticles that can contribute to bubble growth is reduced by pressurizing the liquid to be measured. Liquid particulate measurement device. 3. In the in-liquid particle measuring device according to claim 1, by adding a surfactant to the liquid to be measured,
An in-liquid particle measuring device characterized by reducing the particle size of microparticles that can contribute to bubble growth.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5179418A (en) * 1990-05-21 1993-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Doppler velocimeter and apparatus using the same
KR100733510B1 (en) * 2002-08-02 2007-06-28 한국기계연구원 Bubble detector of fuel line
JP2014157036A (en) * 2013-02-14 2014-08-28 Kurita Water Ind Ltd Underwater particulate number measurement method and warm pure water supply system
CN115575340A (en) * 2022-11-08 2023-01-06 杭州谱育科技发展有限公司 Absorbance detection device and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5179418A (en) * 1990-05-21 1993-01-12 Canon Kabushiki Kaisha Doppler velocimeter and apparatus using the same
KR100733510B1 (en) * 2002-08-02 2007-06-28 한국기계연구원 Bubble detector of fuel line
JP2014157036A (en) * 2013-02-14 2014-08-28 Kurita Water Ind Ltd Underwater particulate number measurement method and warm pure water supply system
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