JPS6332365A

JPS6332365A - 液中異物の計測システム

Info

Publication number: JPS6332365A
Application number: JP61175615A
Authority: JP
Inventors: Shozo Sakai; 酒井　正三; Masayoshi Ezawa; 江澤　正義; Shigeru Wakana; 若菜　茂; Toshiyuki Matsumoto; 松本　敏志; Toshikazu Morishita; 敏和森下
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1988-02-12
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2604726B2

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、電子管、電子デバイス等に使用される構成部
品の清浄化および清浄後の構成部品の清浄度の評価に好
適な液中異物の計測システムに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の液中異物の計測装置には、断続方式によ
る粒径５〜１００μｓ程度の異物を計測する超音波照射
形の異物計測方式と、粒径０．５〜６０ｔｍ程度の異物
を計測するレーザ光線照射形の異物計測方式とが用いら
れていた。

なお、このような液中異物の計測装置の構造は、例えば
昭和５９年２月「第３回空気清浄とコンタミネーション
コントロールに関する技術研究大会」において発表され
た「液体中微粒子のオンライン測定」等に記載されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の液中異物の計測装置は、構成部品洗浄後の被検
体液を超音波照射法により異物粒子の計測を行なう場合
、５〜１０ａ／ｌｌｌ１ｎ程度の流量で異物レベルの測
定を行なっていたが１例えば流量が数百ｍ　Ｑ　／ｍｉ
ｎ程度の低流量での粒子計測については全く配慮されて
いなかった。すなわち低流量計測では被検体液の流れの
線速度が小さくなり、異物粒子の沈降、付着が生じ、測
定誤差が大きくなり、測定精度が低下するという問題が
あった６本発明の目的は、被検体液の線速度を増大させ
。

被検体液中の異物を連続かつ高精度で計測することがで
きる液中異物の計測システムを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による液中異物の計測システムは、被検体液から
異物を検知する異物計測手段の被検体液入出口部を、異
物計測手段から配管方向に向かってフロー径を順次小さ
くさせたものである。

〔作用〕

本発明においては、異物計測手段のフロー径が配管方向
に向かって小さくしたことにより、異物計測センサ内の
被検体液に線速度を増大させる。

〔実施例〕

次に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による液中異物の計測システムの一実施
例を示す構成図である。同図において。

１はサンプリング部であり、２は内部に電子管。

電子デバイス等に用いられる構成部品としての被検処理
体を浸漬し洗浄処理した洗浄液２ａを収容する洗浄層、
３は撹拌器を有しがっ内部に粒径０゜５〜４　、９−の
異物が６００００個／　１００　ｍ　Ｑおよび粒径５〜
１００ｐの異物が５１６６個７１００ｍＡの割合で含む
モニタ校正用の標準液３ａを収容した標準液貯水槽、４
は清浄部品評価洗浄液４ａを収容した洗浄液槽、５は洗
浄部品、６は洗浄部品５の洗浄評価容器、７は清浄部品
評価被検液、８は内部に評価容器６および洗浄水８ａを
収容し外部に超音波発生装置８ｂを有する超音波洗浄層
、９は洗浄液２ａのサンプリングチューブ。

１０は標準液３ａのサンプリングチューブ、１１は洗浄
液４ａのサンプリングチューブ、１２は被検液７のサン
プリングチューブ、１３は各チューブ９，１０．１２内
に流れる各液測定用切換弁である。なお、これらの各液
は約２０〜１０００ｍα／分の流速で順次送流されてい
る。

また、２０は超音波異物計測部であり、２１は被検液中
の混在気体を脱気する真空脱気装置、２２は被検液中の
粒径５〜１００ｐの異物を検知する超音波異物センサ、
２３は電源、２４はマイコン、２５はデイスプレィ、２
６はプリンタ、２７は被検液を２０〜１０００　ｍ　Ｑ
　７分の流速で吸引する吸引ポンプ、２８は検液後の排
液チューブである。

また、３０はレーザ異物計測部であり、このレーザ異物
計測部３０は、被検液中の粒径０．５〜２５ｔｍの異物
を検知するレーザ光異物センサ３１を有し、残部は前述
した超音波異物計測部２０と同様に構成されている。

なお、前述した真空脱気装置２１は、有機膜室内に有機
物からなるチューブを通し、この有機膜室内を真空とし
、この部分に被検液が通過する際有機チューブ内の被検
液中の混在気体を除去する有機膜製真空脱気装置または
低真空中で被検液を衝突板に噴霧し、低真空吸引による
液中混在気体を脱気する真空スプレー脱気装置が使用で
き、これらの脱気装置は、毎分２０〜１０１００Ｏの速
度で送液される被検液中の混在気体１〜１１００ｐｐを
脱気する機能を有している。

また、前述した超音波異物センサ２２は、第２図（ａ）
、（ｂ）に断面図で示すように被検体液を流通させる例
えばアクリル樹脂等の透光体からなる円筒状のチャンバ
２２ａの両端部には口径が順次小さくなる漏斗状のフロ
ー絞り管２２ｂ、２２ｃがそれぞれ一体的に結合され、
このフロー絞り管２２ｂ、２２ｃの小口径端には被検体
液を流入出させる配管２２ｄ、２２ｅが一体的に結合さ
れており、これらはアクリル樹脂等の透光体から形成さ
れている。また、このチャンバ２２ａの側面には円形状
の開口部が形成され、この開口部には音響レンズ２２ｆ
、クォーツクリスタル素子２２ｇおよび超音波センサ２
２ｈからなるセンサ部２２１が設けられている。なお、
前述したチャンバ２２ａの長さＬ工は約１５０ｍ、その
内径Ｄ□は約２４ｍｍ、フロー絞り管２２ｂ、２２ｃの
長さＬ２は約５０ｍｍおよび配管２２ｄ、２２ｅの内径
Ｄ２は約８ｍ程度の寸法を有して形成されている。

このように構成された超音波異物センサ２２は、第３図
に示すようにチャンバ２２ａ内に連続して流れる被検体
液４ｏの流路側面よりクォーツクリスタル素子２２ｇに
約４００Ｖの高周波電圧を印加して第３図に示すように
約１５　Ｍ　Ｈｚ超音波音圧に変換した超音波パルス４
１を１秒間に２００回（２μ５ｅｃ１回）連続して繰返
し照射する。その超音波エネルギーは音響レンズ２２ｆ
で集束させ、円錐状に焦点を結ばせると、被検体液４０
中に超音波が伝搬するため、その密度が最も高くなる領
域４２での異物粒子４３からの後方反射する反射エネル
ギー（粒子の大きさに比例する）を利用し、粒子１個か
らの１個の反射波をエコーとして返してくるため、反射
パルス受信ゲート４４の約１゜４ｍｍφ内の反射のみを
センサ２２ｈで受ける。なお、４５は超音波ビームであ
る。そして、１０００回の発射パルス４１によって返っ
て来た反射パルス計測値４６，４７．４８をカウントパ
ルスに変換することにより、粒径５〜１００岬の異物の
連続計測を行う。

また、前述したレーザ光異物センサ３１は、第４図に示
すようにセンサセル３１ａ内に連続して流れる被検液３
１ｂの流路測面より、Ｈｅ−Ｎｅレーザ３１ｃをプリズ
ム３１ｄで反射させ集束レンズ３１ｆで集光したレーザ
光３１ｓを照射し、被検液３１ｂ中の異物（粒径０．５
〜６ｏｔＭ）により散乱された光を集光レンズ３１ｆ′
で集め、高感度のフォトダイオード３１ｇでその大きさ
および数量を検出することにより、粒径０．５〜２５ρ
の異物の連続計測を行う。なお、非散乱はプリズム３１
ｈで反射させ、フォトダイオード３１ｇに入射されない
。

このような構成において、まず、製作された図示しない
例えば電子銃構体等の被検処理体を、洗浄槽２内に純水
を収容してその中に浸漬し、洗浄処理する。この場合、
この純水中には被検処理体の表面に付着していた各種粒
径の異物が除去され含有された洗浄液２ａとなる。次に
洗浄処理された被検処理体は洗浄部品として評価容器６
内に収容し、洗浄液槽４からサンプリングチューブ１１
を通して例えば純水等の洗浄液４ａを供給し、超音波発
生装置７により超音波を連続的に照射して再洗浄し、清
浄部品５に付着残存していた異物をさらに除去して含有
させて清浄品評価被検液７とする。次にこの清浄品評価
被検液７およびモニタ校正用標準液３ａは、それぞれサ
ンプリングチューブ１２．１０を通して各液測定用切換
弁１３により切換えられ、超音波異物計測部２０および
レーザ異物計測部３０の各吸引ポンプ２７により約１０
０ｍｆｌ／分の流速で各真空脱気装置２１に導入され、
被検液７および標準液３ａ内に含有されている気泡、ガ
ス等の混在気体を十分に脱気させた後、超音波異物計測
部２０では、被検液７および標準液３ａが超音波異物セ
ンサ２２に導入され。

第３図で説明したように粒径５〜１００−の液中異物の
みが計測される。一方、レーザ異物計測部３０では、同
様に脱気した被検液７および標準液３ａがレーザ光異物
センサ３１にそれぞれ導入され、第４図で説明したよう
に粒径０．５〜４．９ｔｍの液中異物のみが計測される
。この結果、標準液３ａは、前述した標準値（粒径０．
５〜４．９ｔＩｎの異物粒子数６００００個／ｌｏｏｍ
Ｍ、粒径５〜１００−の異物粒子数５１６６／１００ｗ
Ｑ）に対して変動係数が±１５％以内で計測され、がっ
前述した被検処理体を全体の水流量を約２０〜１００ｏ
ｆｆ＋２７分で洗浄した場合、評価容器６内の清浄品評
価被検液７中の異物は１３０００〜１６０００個／１０
０ｔａΩであった。また、製作後の被検処理体１０本を
サンプリング部１で評価容器６内での超音波洗浄による
再洗浄を行わないで、初期の洗浄槽２のみによる洗浄後
、超音波異物計測部２０で真空脱気装置２１を通して計
測した結果、粒径５〜１００ｐの付着異物の合計が３０
０００〜５００００個／本（Ｘ、、＝４６０００個／本
）テアッたのに対して本実施例の如き評価容器６内での
超音波洗浄による再洗浄を行った場合には３１００〜６
２ｏＯ個／本（Ｘ＝３７００個／本）となり、連続的な
異物の計測が可能となる。ここで真空脱気装置２１を用
いて液中異物を連続計測する場合、予め測定済みの異物
の粒子数および大きさの判明している既知試料を用い、
異物の大きさとその数の両者に対する照射超音波の反射
エネルギーとの関係曲線を作成し、マイコン２４に記憶
させ、これと被検液中の異物によるそれぞれの超音波異
物センサ２２による計測数を演算し、異物の数と大きさ
とをグラフ表示および作表し、同時にプリンタ２６にプ
リントアウトおよびデイスプレィ２５に表示することに
より、液中異物が連続計測される。

このように構成された液中異物の計測システムにおいて
、第２図に示したように超音波異物センサ２２は、円筒
状の透光性チャンバ２２ａとこのチャンバ２２ａより内
径の小さい配管２２ｄ、２２ｅとの間にフロー絞り管２
２ｂ、２２ｃを設けたことにより、チャンバ２２ａ内に
流れる被検体液４０の流量が前記寸法では１００〜５０
０ｍＱ／ｍｉｎの場合、線速度が２〜１０　ｍ／ｗｉｎ
と可変され。

異物粒子がチャンバ２２ａの内壁に付着、沈降されるこ
となく、チャンバ２２ａ内を通過し、被検体液４０中に
存在している異物粒子が全て連続的に検出することがで
きる。

また、この超音波異物センサ２２は、そのチャンバ２２
ａ、フロー絞り管２２ｂ、２２ｃおよび配管２２ｃｉ、
２２ｅが透光性のアクリル樹脂から形成されているので
、内部に流れる被検体液４０および異物粒子４３の流れ
状況等が視認でき、内部の変化を一目でａｍすることが
できる。

なお、前述した実施例においては、超音波異物センサ２
２を構成するチャンバ２２ａ、フロー絞り管２２ｂ、２
２ｃおよび配管２２ｄ、２２ｅを透光性のアクリル樹脂
で形成した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、テフロン、ポリ塩化ビニール等
の合成樹脂材で形成しても同様の効果が得られることは
勿論である。

また、前述した実施例においては、超音波異物センサ２
２を構成するフロー絞り管２２ｂ、２２Ｃの形状を、断
面で三角形状とした場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、第５図に示すように断
面で台形状をなすフロー絞り管２２ｃ’、第６図に示す
ように断面で楕円状をなすフロー絞り管２２０′あるい
は第７図に示すように断面で円形状をなすフロー絞り管
２２０″′であっても前述と全く同様の効果が得られる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、被検体液中の異物
を検知する超音波異物計測手段の被検体液入出口部を、
異物計測手段から配管方向に向かってフロー怪を順次小
さくさせたことにより、異物計測手段内の被検体液の線
速度が増大し、異物粒子を付着、沈降させることなく、
計測できるので、測定精度を向上させることができると
いう極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液中異物の計測システムの一実施
例を示す構成図、第２図は超音波異物センサを説明する
断面図、第３図は超音波異物センサの動作を説明する図
、第４図はレーザ光異物センサを説明する図、第５図な
いし第７図は本発明に係る超音波異物センサの他の実施
例を示す要部断面図である。１・・・サンプリング部、２・・・洗浄槽、２ａ・・・
洗浄液、３・・・標準液貯水槽、３ａ・・・標準液、４
・・・洗浄液槽、４ａ・・・清浄部品評価洗浄液、５・
・・清浄部品、６・・・清浄評価容器、７・・・清浄部
品評価被検液、８・・・超音波洗浄槽、８ａ・・・洗浄
水、８ｂ・・・超音波発生装置、９，１０，１１．１２
・・・サンプリングチューブ、１３・・・各液測定用切
換弁、２０・・・超音波異物計測部、２１・・・真空脱
気装置、２１ａ・・・合成樹脂チューブ、２１ｂ・・・
真空チャンバ、２１ｃ・・・圧力センサ、２１ｄ・・・
コントロールボックス、２１ｅ・・・真空ポンプ、２１
ｆ・・・真空装置、２２・・・超音波異物センサ、２２
ａ・・・チャンバ、２２ｂ、２２ｃ、２２０′、２２０
１，２２０″　・・・フロー絞り管、２２ｄ、２２ｅ・
・・配管、２２ｆ・・・音響レンズ、２２ｇ・・・クォ
ーツクリスタル素子、２２ｈ・・・超音波センサ、２２
ｉ・・・センサ部、２３・・・電源、２４・・・マイコ
ン、２５・・・デイスプレィ、２６・・・プリンタ、２
７・・・ポンプ、２８・・・排液チューブ、３０・・・
レーザ異物計測部、３１・・・し−ザ光異物センサ、４
ｏ・・・被検体液、４１・・・超音波パルス、４２・・
・領域、４３・・・異物粒子、４４・・・パルス受信ゲ
ート、４５・・・超音波ビーム、４６，４７．４８・・
・反射パルス計測値。￥見６図弔７図召

Claims

【特許請求の範囲】

１、粒径および数量が異なる各種の異物を含有する被検
体液と前記被検体液の既知量を含有する校正用標準液と
を作製するサンプリング手段と、前記被検体液中に含有
する異物を計測する異物計測手段とを備え、前記異物計
測手段の被検体液入出口部を、該異物計測手段から配管
方向に向ってフロー径を順次小さく形成したことを特徴
とする液中異物の計測システム。