KR100554531B1 - Collecting and measuring method of yellow sand particles - Google Patents

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Abstract

대기를 펌프에 의해, 포집 용기내에 흡인하고, 그 내부에 배치한 방전 전극에 의해 발생된 단극 이온으로, 대기중에 포함되는 황사입자를 포함하는 입자를 대전시켜, 방전 전극에 대하여 전위차가 주어진 집진 전극상에 포집하는 것에 의해, 포집한 입자를 각각 추출하는 것을 용이하게 한다. 포집한 입자를 측정 대상으로 하여, 레이저 회절·산란식 입도분포 측정을 사용하고, 미리 설정한 황사입자의 입경 범위만의 입도분포와 입자농도를 구하는 것에 의해, 대기중의 황사입자의 입도분포를 높은 분해(分解)능력으로 측정하는 것을 가능하게 하고, 또한, 대기중의 황사입자 농도의 측정도 가능하게 한다.The dust is sucked into the collection container by a pump, and the dust containing the yellow dust particles contained in the atmosphere is charged by the monopolar ions generated by the discharge electrode disposed therein, and the dust collecting electrode given a potential difference with respect to the discharge electrode. By collecting on a phase, it is easy to extract each collected particle | grains. The particle size distribution of the yellow dust particles in the atmosphere is determined by using the laser diffraction and scattering particle size distribution measurement to obtain the particle size distribution and the particle concentration only in the particle diameter range set in advance. It is possible to measure with high decomposition ability, and also to measure the concentration of yellow dust particles in the atmosphere.

캐스케이드 임팩터, 레이저 회절·산란식 입도분포Cascade Impactor, Laser Diffraction and Scattering Particle Size Distribution

Description

황사입자의 포집방법 및 그 측정방법{COLLECTING AND MEASURING METHOD OF YELLOW SAND PARTICLES}Collection method of yellow dust and its measuring method {COLLECTING AND MEASURING METHOD OF YELLOW SAND PARTICLES}

도 1은 본 발명의 실시 형태의 구성도이며, 포집 장치(10)와, 그 포집 장치 (10)에 의해 포집한 황사입자의 입도분포 및 입자농도를 측정하기 위한 레이저 회절·산란식 입도분포 측정 장치(20)를 병기해서 나타내는 도면이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, in which a laser diffraction / scattering particle size distribution measurement for measuring particle size distribution and particle concentration of a dust collecting device 10 and the yellow dust particles collected by the collecting device 10 is shown. It is a figure which shows the apparatus 20 in parallel.

도 2는 본 발명의 포집 장치(10)에 사용하는 것이 가능한 집진 전극(4)의 다른 구성예를 나타내는 모식적인 단면도이다.FIG. 2: is a schematic cross section which shows the other structural example of the dust collection electrode 4 which can be used for the collection apparatus 10 of this invention.

도 3은 도 2의 집진 전극(4)을 사용하는 경우의 레이저 회절·산란식 입도분포 측정 장치의 요부 구성예를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing an example of main components of a laser diffraction scattering particle size distribution measuring apparatus when the dust collecting electrode 4 of FIG. 2 is used.

본 발명은 대기중에 부유하는 황사입자의 포집방법 및 그 방법에 의해 포집한 황사입자의 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for collecting the yellow dust particles suspended in the atmosphere and a method for measuring the yellow dust particles collected by the method.

황사는 중국 대륙 오지의 사막의 모래가 강풍에 의해 날아올라, 상공의 편서풍을 타고 바다를 건너서, 일본까지 날아 온다. 황사의 입자경은 장소에 따라 다르다. 황사의 발생원에 가까운 중국대륙에서는, 황사의 입자경이 20~30㎛이다. 또한, 황사의 발생원에서 먼 일본에서는, 황사의 입자경은 4~5㎛ 정도라고 알려져 있다.The yellow dust flies by the strong winds of the desert sands of the outland China, crosses the sea in a whistle of the sky and flies to Japan. The particle size of the yellow dust varies from place to place. In mainland China, which is close to the origin of yellow sand, the particle diameter of the yellow sand is 20-30 m. Moreover, in Japan far from the yellow dust generation source, it is known that the particle diameter of yellow sand is about 4-5 micrometers.

대기중의 황사입자의 형상 등을 조사하거나, 또는 이에 포함되어 있는 화학물질을 동정하기 위하여, 대기중의 황사입자를 필터를 사용하여 포집하고, 현미경으로 관찰하거나, 또는 화학분석을 행한다.In order to examine the shape of the yellow dust particles in the atmosphere, or to identify chemical substances contained therein, the yellow dust particles in the atmosphere are collected using a filter, observed under a microscope, or chemical analysis is performed.

또한, 황사입자의 입도(粒度) 분포를 측정하는 장치로는, 종래, 캐스케이드 임팩터(cascade impactor) 방식에 기초한 장치가 실용화 되어있다. 이 캐스케이드 임팩터 방식에 기초한 측정장치는 유체를 포집판에 충돌시켜서 그 흐름의 방향을 급변시키므로써 입자를 유체로부터 분리하는 임팩터법을 이용한 것이다. 50%의 포집 효율의 입자경을 순차적으로 변화시킨 임팩터를 다단으로 직렬 접속하고, 각 단에 있어서의 50%의 포집 효율의 입자경을 각 단의 대표경으로 하여, 각 단에 있어서의 포집량의 측정결과로부터, 유체중의 입도분포를 구하는 것이다.Moreover, as an apparatus which measures the particle size distribution of yellow dust particle | grains, the apparatus based on the cascade impactor system is conventionally utilized. The measuring device based on this cascade impactor method uses an impactor method that separates particles from the fluid by colliding the fluid with the collecting plate and rapidly changing the direction of the flow. Measuring the collection amount in each stage by connecting in series the impactor which changed the particle diameter of 50% collection efficiency in multiple stages, and making the particle diameter of 50% collection efficiency in each stage into the representative diameter of each stage. From the results, the particle size distribution in the fluid is obtained.

그런데, 대기중에 부유하는 황사입자를 현미경으로 관찰하거나, 또는 각종 화학분석 기기에 제공하기 위해, 필터에 의해 포집하는 방법에는, 특히 일본으로 날아오는 황사의 입자가 4∼5㎛정도로 미세하기 때문에, 각각의 입자를 단독으로 추출하는 것이 극히 곤란하다. 또한, 현미경에 의해 관찰하는 경우에는, 필터에 부착된 상태의 황사입자를 관찰하게 되고, 배경의 필터상(像)에 의해, 입자의 상이 불선명하게 된다. 그 결과, 황사입자를 관찰하기 어렵다고 하는 문제가 있다. 또한, 포집한 황사입자를 각종 분석 기기에 제공하는 경우에 있어서도, 필터로부터 황사입자를 단독으로 추출하는 것이 곤란하기때문에, 기기에 따라서는 필터에 부착한 상태에서 분석을 행할 필요가 있다. 그 경우, 예를 들면 형광 X선 분석장치 등 에 있어서는 입자에만 X선을 조사하는 것이 어려워서, 실질적으로 분석이 불가능하게 되거나, 또는, 전처리가 어렵다고하는 등의 문제가 있다.By the way, in order to observe the yellow dust particles suspended in the air under a microscope or to provide them to various chemical analysis equipment, the method of collecting by the filter is particularly fine in the range of about 4 to 5 μm of the yellow dust particles flying to Japan. It is extremely difficult to extract each particle alone. In addition, when observing with a microscope, the yellow dust particle of the state attached to the filter is observed, and the phase of a particle becomes unclear by the filter image of a background. As a result, there is a problem that it is difficult to observe yellow dust particles. In addition, even when the collected yellow dust particles are provided to various analytical instruments, it is difficult to extract the yellow dust particles alone from the filter. Therefore, it is necessary to perform analysis in a state where the yellow dust particles are attached to the filter. In such a case, for example, in a fluorescent X-ray analyzer or the like, it is difficult to irradiate X-rays only to particles, and thus there is a problem such that the analysis becomes impossible or the pretreatment is difficult.

또한, 종래의 캐스케이드 임팩터 방식에 근거한 종래의 측정 장치를 사용하여, 황사입자의 입도 분포를 측정할 경우, 그 원리상, 입경의 분해능력이 포집판의 수에 의해 결정되어버리기 때문에, 높은 분해능력으로 입도 분포를 측정하는 것은 기대할 수 없다.In addition, when measuring the particle size distribution of the yellow dust particles using a conventional measuring device based on the conventional cascade impactor method, since the resolution of the particle size is determined by the number of collecting plates, the high resolution is It can not be expected to measure the particle size distribution.

본 발명은, 대기중에 존재하는 황사입자를 효율적으로 포집하고, 또한 포집한 황사입자를 현미경으로 관찰하거나, 혹은 각종 분석 기기에 제공하는 것이 극히 용이한 황사입자의 포집 방법, 상기 포집 방법에 의해 포집한 황사입자의 입도분포 및 입자농도를 높은 분해능력으로 측정하는 것이 가능한 황사입자의 측정 방법의 제공을 목적으로 하고 있다.This invention collects the yellow dust particles which are extremely easy to collect the yellow dust particle which exists in air | atmosphere efficiently, and to observe the collected yellow dust particle under a microscope, or to provide it to various analysis instruments, and the said collection method. An object of the present invention is to provide a method for measuring yellow dust particles, which can measure the particle size distribution and the particle concentration of a yellow dust particle with high decomposition ability.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 황사입자의 포집 방법은 대기중 에 포함되어 있는 황사입자를 포집하는 방법으로서, 대기를 펌프에 의해 용기내에 흡인(吸引)하는 동시에, 그 용기내에 배치한 방전 전극에서 발생시킨 단극(單極) 이온에 의해, 대기중의 황사입자를 포함하는 부유 입자를 대전시키고, 그 대전 입자를 상기 용기내에서 방전 전극에 대하여 전위차가 주어진 집진 전극상에 포집하는 것에 의해 특징지을 수 있다.In order to achieve the above object, the method for capturing the yellow dust particles of the present invention is a method for collecting the yellow dust particles contained in the air, and the air is sucked into the container by a pump and placed in the container. The monopolar ions generated by the discharge electrode charge the floating particles including the yellow dust particles in the atmosphere, and collect the charged particles on the dust collecting electrode given a potential difference with respect to the discharge electrode in the container. It can be characterized by.

본 발명의 황사입자의 포집 방법에 있어서는, 내부에 방전 전극과 집진 전극 을 배치한 용기내에 대기를 흡인하고, 방전 전극으로부터의 단극 이온으로 대기중의 황사입자를 대전시켜서 집진 전극의 표면에 포집하기 때문에, 포집한 황사입자를 용이하게 단독으로 추출하는 것이 가능하며, 각종 분석 기기에 용이하게 제공하는 것이 가능하고, 현미경에 의한 관찰도 용이하게 된다.In the method for collecting the yellow dust particles of the present invention, the atmosphere is sucked into a container in which the discharge electrode and the dust collecting electrode are disposed, and the yellow dust particles in the atmosphere are charged with the monopolar ions from the discharge electrode and collected on the surface of the dust collecting electrode. Therefore, it is possible to easily extract the collected yellow dust particles alone, to provide them to various analytical instruments easily, and to easily observe by a microscope.

또한, 본 발명의 황사입자의 측정 방법은 상기 황사입자의 포집 방법에 의해 포집한 입자를 분산 상태를 유지한 상태에서, 레이저광을 조사해서 얻어지는 회절·산란광의 공간강도분포를 측정하고, 그 측정 결과로부터, 황사입자가 포함되어 있는 입경범위만의 입도분포와 입자농도를 구하는 것에 의해 특징지을 수 있다.In addition, the measuring method of the yellow dust particle of this invention measures the spatial intensity distribution of the diffraction and scattered light obtained by irradiating a laser beam, in the state which hold | maintained the particle | grains collect | collected by the said method for collecting the yellow dust particle, and the measurement From the results, it can be characterized by obtaining the particle size distribution and particle concentration only in the particle size range in which the yellow dust particles are contained.

본 발명의 황사입자의 측정 방법에 있어서는, 상기한 바와 같이 집진 전극상에 포집한 황사입자를, 레이저 회절·산란식의 입도분포 측정법을 사용해서 입도분포를 구하는 것에 의해, 높은 분해능력으로 황사입자의 입도분포와 입자농도의 측정을 가능하게 하는 것이다.In the method for measuring the yellow dust particles of the present invention, the yellow dust particles collected on the dust collecting electrode as described above are obtained by obtaining a particle size distribution using a particle diffraction measurement method of laser diffraction / scattering equation. This enables the measurement of particle size distribution and particle concentration.

즉, 레이저 회절·산란식의 입도분포 측정에 있어서는, 일반적으로, 분산 상태의 피측정 입자군에 레이저광을 조사해서 얻어지는 회절·산란광의 공간강도분포를 측정하고, 그 광강도분포가 미(Mie)의 산란이론 또는 프라운호퍼(Fraunhofer)의 회절이론에 따른 것을 이용하여, 회절·산란광의 공간강도분포의 측정 결과로부터 미의 산란 이론 또는 프라운호퍼 회절이론에 근거하는 연산에 의해 피측정 입자군의 입도분포를 구한다. 이 레이저 회절·산란식의 입도분포 측정에 의하면, 피측정 입자군을 분산시키기 위한 매체중의 농도를 적정범위로 하는 것에 의해, 넓은 입경범위에 있어서 높은 분해능력으로 입도분포를 구할 수 있다.That is, in the particle size distribution measurement of the laser diffraction scattering equation, in general, the spatial intensity distribution of the diffraction scattered light obtained by irradiating a laser beam to the particle group to be measured in a dispersed state is measured, and the light intensity distribution is not (Mie). Particle size distribution of the population of particles to be measured by calculation based on the scattering theory or the Fraunhofer diffraction theory from the measurement result of the spatial intensity distribution of diffraction and scattered light, using the scattering theory of) or the diffraction theory of Fraunhofer Obtain According to the particle size distribution measurement of the laser diffraction / scattering equation, the particle size distribution can be obtained with a high resolution in a wide particle size range by setting the concentration in the medium for dispersing the group of particles to be measured in an appropriate range.

그러나, 대기중의 황사입자에 직접적으로 레이저광을 조사해서 회절·산란 광을 측정하려고 해도, 대기중에 있는 황사입자의 농도가 지나치게 낮은 관계상, 입도분포를 구하기에 충분한 회절·산란광을 얻을 수 없다.However, even when trying to measure diffraction and scattered light by directly irradiating laser light on the yellow dust particles in the atmosphere, since the concentration of the yellow dust particles in the atmosphere is too low, sufficient diffraction and scattered light to obtain a particle size distribution cannot be obtained. .

그래서, 본 발명에 있어서는, 대기를 용기내에 흡인해서 그 용기내에서 황사입자를 포함하는 입자를 대전시켜 포집 전극상에 포집하고, 그 포집한 입자를 레이저 회절·산란식의 입도분포 측정에 적합한 농도범위로 분산시켜 레이저광을 조사해서 회절·산란광의 공간강도분포를 측정한다. 이것에 의해, 통상의 레이저 회절·산란식의 입도분포 측정과 동등한 넓은 입경범위에 있어서 높은 분해능력으로 용기내에 흡인한 대기중에 존재하는 입자의 입도분포를 측정할 수 있다. 그리고, 측정점에 있어서의 황사입자의 입경범위는 예비조사 등에 의해 판명되므로, 그 입경범위의 입도분포만을 측정하면, 그 입도분포를 구성하는 입자는 황사입자가 지배적으로 되고, 따라서 그 측정 결과는 대기중에 부유하고 있는 황사입자의 입도분포를 거의 정확하게 나타내는 것이 된다.Therefore, in the present invention, the air is sucked into the container, the particles containing the yellow dust particles are charged in the container and collected on the collecting electrode, and the collected particles are suitable for the particle size distribution measurement of the laser diffraction scattering type. It is dispersed in a range and irradiated with laser light to measure the spatial intensity distribution of diffraction and scattered light. Thereby, the particle size distribution of the particle | grains which exist in the air drawn in the container with high resolution in the wide particle size range equivalent to the particle size distribution measurement of a normal laser diffraction scattering type can be measured. Since the particle size range of the yellow dust particles at the measuring point is determined by preliminary investigation or the like, when only the particle size distribution of the particle size range is measured, the particles constituting the particle size distribution become dominated by the yellow dust particles, and thus the measurement result is atmospheric. The particle size distribution of the yellow dust particles suspended therein is almost accurately represented.

또한, 그 입도분포 측정에 사용하는 레이저 회절·산란식 입도분포 측정 장치를, 미리 농도를 알고있는 입자로 검정(calibration)을 해두는 것에 의해, 용기내에 흡인한 대기의 양은 펌프의 유량과 그 구동 시간으로부터 용이하게 산출할 수 있으므로, 대기중의 황사입자의 농도를 구하는 것이 가능하다.In addition, by calibrating the laser diffraction and scattering particle size distribution measuring apparatus used for the particle size distribution measurement with particles whose concentration is known in advance, the amount of air drawn into the container is determined by the flow rate of the pump and its driving. Since it can calculate easily from time, it is possible to calculate | require the density | concentration of the yellow dust particle in air | atmosphere.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings.

도 1은 본 발명의 실시예의 구성도이다. 포집 장치(10)와, 그 포집 장치(10)에 의해 포집한 황사입자의 입도분포 및 입자농도를 측정하기 위한 레이저 회절·산란식 입도분포 측정 장치(20)를 병기해서 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the collecting apparatus 10 and the laser diffraction and scattering particle size distribution measuring apparatus 20 for measuring the particle size distribution and particle concentration of the yellow dust particle collected by the collecting device 10 in parallel.

포집 장치(10)는, 포집 용기(1)와 펌프(2) 및 포집 용기(1)내에 배치된 방전 전극(3) 및 집진 전극(4)을 주체로 하여 구성되어 있다. 개폐가 자유로운 뚜껑(1a)을 구비한 포집 용기(1)에는, 대기 유입구(1b)와, 펌프(포집용 압축기)(2)의 흡인구로의 연통구(1c)가 형성되어 있다. 뚜껑(1a)을 닫은 상태로 펌프(2)를 구동하는 것에 의해, 유입구(1b)를 통하여 대기가 포집 용기(1)내에 흡인된다. 포집 용기 (1)내에는, 그 상부에 방전 전극(3)이 설치되어 있다. 그 방전 전극(3)에 대향하여, 그 아래쪽으로는 집진 전극(4)이 배치되어 있다. 방전 전극(3)에는 고압전원(5)에 의해 고압전원이 인가(印加)되어, 방전 전극(3)의 근방의 공기가 전리하여, 단극 이온이 발생한다.The collection apparatus 10 is mainly comprised by the collection container 1, the pump 2, and the discharge electrode 3 and the dust collection electrode 4 arrange | positioned in the collection container 1 mainly. In the collection container 1 provided with the lid 1a freely opened and closed, an air inlet 1b and a communication port 1c to the suction port of the pump (collection compressor) 2 are formed. By driving the pump 2 with the lid 1a closed, the atmosphere is sucked into the collection container 1 through the inlet 1b. In the collection container 1, the discharge electrode 3 is provided in the upper part. The dust collection electrode 4 is arrange | positioned under the discharge electrode 3 below. The high voltage power supply 5 is applied to the discharge electrode 3 by the high voltage power supply 5, and the air in the vicinity of the discharge electrode 3 is ionized to generate monopolar ions.

한편, 집진 전극(4)은 접지 전위에 접속된다. 이 집진 전극(4)과 방전 전극 (3)과의 전위차에 의해, 단극 이온은 집진 전극(4)을 향해서 이동한다. 단극 이온이 이동하는 과정에서, 포집 용기(1)내의 대기중에 포함되어 있는 황사 등의 부유 입자(P)와 접촉하여, 이것을 대전시킨다. 대전한 황사를 포함하는 부유 입자(P)는, 방전 전극(3)과 집진 전극(4)의 전위차에 의해 집진 전극(4)을 향해서 이동하고, 집진 전극(4)의 표면에 포집된다.On the other hand, the dust collecting electrode 4 is connected to the ground potential. Due to the potential difference between the dust collecting electrode 4 and the discharge electrode 3, the monopolar ions move toward the dust collecting electrode 4. In the process of moving monopolar ions, it contacts with floating particle P, such as yellow sand contained in the air | atmosphere in the collection container 1, and charges it. The suspended particles P including the charged yellow sand move toward the dust collecting electrode 4 due to the potential difference between the discharge electrode 3 and the dust collecting electrode 4, and are collected on the surface of the dust collecting electrode 4.

집진 전극(4)으로, 평활한 평면을 가지는 금속 등의 도체, 또는 투명한 유리나 플라스틱 등의 표면에 투명전극을 코팅한 것을 사용하면, 포집한 황사입자 등의 입자(P)는, 용이하게 각각을 추출하는 것이 가능하다. 따라서, 현미경으로 관찰하는 경우, 샘플링(sampling)이 간단해서 선명한 상을 얻을 수 있다. 또한, 각종 분 석 기기에 의한 분석에 제공하는 경우에 있어서도, 샘플링이나 전처리가 극히 용이하게 된다.When the dust collecting electrode 4 uses a conductor such as a metal having a smooth plane or a transparent electrode coated on the surface of transparent glass or plastic, the particles P such as the collected yellow dust particles can be easily It is possible to extract. Therefore, when observing with a microscope, sampling is simple and a clear image can be obtained. In addition, sampling and pretreatment become extremely easy even in the case of providing for analysis by various analyzers.

포집한 황사입자의 입도분포를 측정하는 경우, 집진 전극(4)상에 포집한 모든 입자(P)를 레이저 회절·산란식 입도분포 측정 장치(20)에 의한 측정에 제공한다. 도 1에 나타난 예는 습식측정을 행하는 경우의 예를 나타내고 있다. 습식측정의 경우, 분산조(21)내에, 예컨데 증류수 혹은 유기용매, 또는 이에 계면활성제 등의 분산제를 첨가한 액체로 이루어지는 매액(媒液)(L)을 수용하고, 그 매액(L)중에 집진 전극(4)상에 포집한 입자(P)를 투입해서 분산시킨다.In the case of measuring the particle size distribution of the collected yellow dust particles, all the particles P collected on the dust collecting electrode 4 are provided for the measurement by the laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device 20. The example shown in FIG. 1 has shown the example in the case of performing a wet measurement. In the case of the wet measurement, a liquid L consisting of, for example, distilled water or an organic solvent, or a liquid in which a dispersant such as a surfactant is added thereto is contained in the dispersion tank 21, and dust is collected in the liquid L. Particles P collected on the electrode 4 are added and dispersed.

분산조(21)는, 교반기(21a) 및 초음파 진동자(21b)를 구비하고 있는 동시에, 그 저부에는 순환용 배관(21c)의 한쪽 말단이 연통(連通)되어 있다. 이 순환용 배관(21c)은, 순환용 펌프(21d)를 통하여 플로우 셀(flow cell)(22)의 입구에 연통한다. 또한, 순환용 배관(21c)은, 그 플로우 셀(22)의 입구로부터 분산조(21)의 윗쪽에까지 이르러 입구가 열려져 있다. 또한, 이 분산조(21)의 저부에는, 내용물을 배출하기 위한 배출 밸브(21e)가 설치되어 있다.The dispersion tank 21 is equipped with the stirrer 21a and the ultrasonic vibrator 21b, and the one end of the circulation piping 21c is communicated with the bottom part. This circulation pipe 21c communicates with the inlet of the flow cell 22 via the circulation pump 21d. In addition, the circulation pipe 21c reaches the upper part of the dispersion tank 21 from the inlet of the flow cell 22, and the inlet is opened. In addition, a discharge valve 21e for discharging the contents is provided at the bottom of the dispersion tank 21.

분산조(21)내의 매액(L)중에 입자(P)가 투입된 상태에서, 교반기(21a) 및 초음파진동자(21b)를 구동하는 것에 의해, 입자(P)는 매액(L)중에 균일하게 분산되는 동시에, 매액(L)중에 포함되어 있는 기포가 제거된다. 매액(L) 및 이에 분산되어 있는 입자(P)는, 순환용 펌프(21d)의 구동에 의해 순환용 배관(21c)을 통하여 플로우 셀 (22)내를 흐른후, 분산조(21)내로 되돌려진다.By driving the stirrer 21a and the ultrasonic vibrator 21b in a state where the particles P are introduced into the liquid L in the dispersion tank 21, the particles P are uniformly dispersed in the liquid L. At the same time, bubbles contained in the liquid L are removed. The liquid medium L and the particles P dispersed therein flow through the circulation pipe 21c through the circulation pipe 21c by the driving of the circulation pump 21d and then return to the dispersion tank 21. Lose.

레이저 회절·산란식 입도분포 측정 장치(20)의 측정부는, 상기 플로우 셀 (22)과, 그 플로우 셀(22)에 대하여 레이저광을 조사하는 조사광학계(23)와, 그 조사광학계(23)로부터의 레이저광의 회절·산란광의 공간강도분포를 측정하는 측정광학계(24)를 주체로 해서 구성되어 있다.The measuring unit of the laser diffraction scattering particle size distribution analyzer 20 includes the flow cell 22, an irradiation optical system 23 for irradiating a laser beam to the flow cell 22, and the irradiation optical system 23. The measurement optical system 24 mainly measures the spatial intensity distribution of the diffracted and scattered light of the laser beam from the laser beam.

조사광학계(23)는 레이저 광원(23a), 집광 렌즈(23b), 공간 필터(23c), 콜리메이터(collimator) 렌즈(23d)에 의해 구성된다. 레이저 광원(23a)으로부터 출력된 레이저광을 평행 광속으로 해서 플로우 셀(22)에 조사한다. 이 플로우 셀(22)에 조사된 레이저광은 그 내부를 흐르는 매액(L)중의 입자(P)에 의해 회절·산란을 받는다. 이 회절·산란광의 공간강도분포는 측정광학계(24)에 의해 측정된다.The irradiation optical system 23 is composed of a laser light source 23a, a condenser lens 23b, a spatial filter 23c, and a collimator lens 23d. The laser beam output from the laser light source 23a is irradiated to the flow cell 22 as a parallel beam. The laser beam irradiated to the flow cell 22 is diffracted and scattered by the particles P in the liquid L flowing through the inside thereof. The spatial intensity distribution of this diffraction and scattered light is measured by the measuring optical system 24.

측정광학계(24)는 조사광학계(23)의 광축상에 플로우 셀(22)을 끼워서 배치된 집광 렌즈(24a) 및 링 디텍터(ring detector)(24b)와, 그 외측에 배치된 전방광각도 산란광 센서군(24c)과, 플로우 셀(22)의 측방 및 후방(조사광학계(23측))에 배치된 측방/후방 산란광 센서군(24d)에 의해 구성되어 있다. 링 디텍터(24b)는 서로 다른 반경의 링모양 또는 1/2 링모양 혹은 1/4 링모양의 수광면(受光面)을 갖는 광 센서를 동심상에 배치한 광 센서 어레이(array)이다. 집광 렌즈(24a)에 의해 집광된 전방 소정 각도이내의 회절·산란광의 강도분포를 검출할 수 있다. 따라서, 이들 센서 군으로 이루어지는 측정광학계(24)에 의해, 플로우 셀(22)내의 매액(L)중에 분산되어 있는 입자(P)에 의한 회절·산란광의 공간강도분포가 전방 미소각도로부터 후방에 이르는 넓은 범위에서 측정된다.The measuring optical system 24 includes a condenser lens 24a and a ring detector 24b arranged by sandwiching the flow cell 22 on the optical axis of the irradiating optical system 23, and a front light angle scattered light arranged outside thereof. The sensor group 24c and the side / rear scattered light sensor group 24d arrange | positioned at the side and the back (irradiation optical system 23 side) of the flow cell 22 are comprised. The ring detector 24b is an optical sensor array having concentrically arranged optical sensors having light radiating surfaces having rings of different radii or half rings or quarter rings. The intensity distribution of diffraction and scattered light within the front predetermined angle collected by the condenser lens 24a can be detected. Therefore, by the measurement optical system 24 which consists of these sensor groups, the spatial intensity distribution of the diffraction and scattered light by the particle | grains P which are disperse | distributed in the liquid L in the flow cell 22 reaches from the front microangle to the rear. Measured over a wide range.

이상의 측정광학계(24)에 의한 각 회절·산란 각도마다의 광강도 검출 신호는, 각각의 앰프 및 A-D 변환기를 가지는 데이터 샘플링 회로(25)에 의해 증폭된 후 디지탈화되어, 회절·산란광의 공간강도분포 데이터로서 컴퓨터(26)에 입력된다.The light intensity detection signal for each diffraction / scattering angle by the measuring optical system 24 is amplified by the data sampling circuit 25 having the respective amplifiers and AD converters, and then digitalized, and the spatial intensity distribution of the diffracted scattering light is obtained. It is input to the computer 26 as data.

컴퓨터(26)에서는, 그 회절·산란광의 공간강도분포를 사용하여, 레이저 회절·산란식의 입도분포 측정에 있어서, 공지의 미의 산란이론 및 프라운호퍼의 회절이론에 근거하는 연산 수법에 의해, 레이저광이 회절·산란한 원인 입자인 플로우 셀(22)내의 입자(P)의 입도분포를 산출한다.In the computer 26, in the particle size distribution measurement of the laser diffraction and scattering equations using the spatial intensity distribution of the diffraction and scattered light, the laser method is based on known scattering theory and the Fraunhofer diffraction theory. The particle size distribution of the particle P in the flow cell 22 which is the causal particle diffracted and scattered is calculated.

이 때, 황사입자의 입도분포를 산출하기 위해서는, 미리 황사입자의 입경범위를, 예컨대 현미경 관찰 등에 의해 조사하고, 그 입경범위를 컴퓨터(26)에 설정해 둔다. 컴퓨터(26)에서는, 이 설정에 근거하여, 집진 전극(4)상에 포집한 대기중의 모든 입자(P)의 입도분포중에서, 황사입자의 입경범위의 입도분포만을 픽업(pick up)하여, 그 입경범위의 분포 데이터를 정규화하고, 대기중의 황사입자의 입도분포로서 표시기(도시하지 않음)에 표시하고, 또는 프린터(도시하지 않음)에 의해 인쇄한다.At this time, in order to calculate the particle size distribution of the yellow dust particles, the particle diameter range of the yellow dust particles is previously investigated by, for example, microscopic observation, and the particle diameter range is set in the computer 26. Based on this setting, the computer 26 picks up only the particle size distribution of the particle size range of the yellow dust particles in the particle size distribution of all the particles P in the air collected on the dust collecting electrode 4, The distribution data of the particle size range is normalized and displayed on an indicator (not shown) as a particle size distribution of yellow dust particles in the atmosphere, or printed by a printer (not shown).

또한, 측정에 앞서서, 단위부피중에 포함되는 갯수가 이미 알려져 있는 표준입자를 사용하여, 산란광의 절대강도를 측정해서 검정을 해둔다. 이것에 의해, 입자(P)의 회절·산란광의 절대강도와, 포집 용기(1)에 들어온 대기의 총량, 즉 펌프(2)의 유량과 구동 시간으로부터, 단위부피중에 포함되는 입자경과 갯수의 관계를 구할 수 있다. 그 산출 결과와 상기한 황사입자가 포함되는 입경범위로부터, 단위부피의 대기에 포함되는 황사입자의 농도를 산출할 수 있다.In addition, prior to the measurement, the absolute intensity of the scattered light is measured and tested using standard particles of known number included in the unit volume. Thereby, the relationship between the absolute intensity of diffraction and scattered light of the particles P and the particle diameter contained in the unit volume and the number from the total amount of the atmosphere entering the collection container 1, that is, the flow rate and the driving time of the pump 2 Can be obtained. From the result of the calculation and the particle size range in which the yellow dust particles are contained, the concentration of the yellow dust particles contained in the atmosphere of the unit volume can be calculated.

그리고, 이상의 측정을 일정시간마다 반복 실시하는 것에 의해, 연속적으로 대기중의 황사입자의 상황을 감시할 수가 있고, 예컨데 황사입자의 농도가 미리 설정한 농도를 초과한 경우에, 경보(警報)를 발(發)해서 그 취지를 알리는 것이 가능하게 된다.By repeating the above measurement every fixed time, it is possible to continuously monitor the condition of the yellow dust particles in the air. For example, when the concentration of the yellow dust particles exceeds the preset concentration, an alarm is issued. It is possible to tell the purpose by foot.

또한, 이상의 실시 형태에 있어서는, 포집 전극(4)상에 포집한 입자(P)를 매액(L)중에 분산시켜서 입도분포의 측정을 행하는 예를 나타냈다. 본 발명에서는, 이러한 습식측정에 의한 레이저 회절·산란식 입도분포 측정 외에, 매액을 사용하지 않고, 건식측정에 의한 레이저 회절·산란식 입도분포 측정을 채용하는 것도 가능하다.In addition, in the above embodiment, the particle | grains P collected on the collection electrode 4 were disperse | distributed in the liquid medium L, and the example which measures the particle size distribution was shown. In the present invention, in addition to the laser diffraction scattering particle size distribution measurement by the wet measurement, it is also possible to employ the laser diffraction scattering particle size distribution measurement by dry measurement without using a liquid medium.

건식측정을 채용하는 경우, 집진 전극(4)으로서, 도 2에 그 모식적인 단면도를 나타낸 바와 같이, 유리나 플라스틱 등의 투명판(4a)의 표면에 투명전극막(4b)을 코팅한 것을 사용한다. 이 구성에 의해, 입자(P)를 포집한 집진 전극(4)에 대하여 직접적으로 레이저광을 조사하고, 그 회절·산란광의 공간강도분포를 측정하는 것이 가능해지고, 그 측정 작업을 용이화할 수 있다.In the case of employing dry measurement, as the dust collecting electrode 4, a typical cross-sectional view is shown in FIG. . This configuration makes it possible to directly irradiate the laser light to the dust collecting electrode 4 which collected the particles P, and to measure the spatial intensity distribution of the diffraction and scattered light, thereby facilitating the measurement work. .

이 경우의 레이저 회절·산란식 입도분포 측정 장치의 요부 구성예를 도 3에 나타내었다. 이 구성은 도 1에 나타낸 플로우 셀(22) 대신에 입자(P)를 표면에 포집한 투명판(4a)과 투명전극막(4b)으로 이루어지는 집진 전극(4)을 배치한 점에 특징이 있다. 매액(L)을 사용하지 않기 때문에 분산조(21)도 불필요하게 된다. 또한, 측정광학계 이하의 구성은 도 1의 것과 완전히 동일하다. 이러한 건식측정에 의해서도, 집진 전극(4)상의 입자(P)가 적당한 농도(단위면적당 입자(P)의 존재량)로 되어 있는 한, 상기한 습식측정과 동일하게 입자(P)에 의한 레이저광의 회절·산란 광의 공간강도분포를 정확하게 측정할 수 있고, 상기한 실시 형태와 동일한 작용 효과를 나타낼 수 있다.The structural example of a principal part of the laser diffraction scattering particle size distribution analyzer in this case is shown in FIG. This configuration is characterized in that instead of the flow cell 22 shown in Fig. 1, a dust collecting electrode 4 composed of a transparent plate 4a and a transparent electrode film 4b having collected particles P on the surface thereof is arranged. . Since the liquid L is not used, the dispersion tank 21 is also unnecessary. In addition, the structure below a measurement optical system is exactly the same as that of FIG. Also by such dry measurement, as long as the particles P on the dust collecting electrode 4 have a suitable concentration (amount of particles P per unit area), the laser beam by the particles P is the same as the wet measurement described above. The spatial intensity distribution of diffraction and scattered light can be measured accurately, and the same effect as that of the above-described embodiment can be exhibited.

또한, 이러한 투명판(4a)과 투명전극(4b)으로 이루어지는 집진 전극(4)을 사용하는 것에 의해, 그 집진 전극(4)에 포집한 채로 황사입자의 현미경 관찰을 할 수 있다.Moreover, by using the dust collection electrode 4 which consists of such a transparent plate 4a and the transparent electrode 4b, the microscopic observation of yellow dust particle | grains can be carried out while being collected by the dust collection electrode 4.

이상과 같이, 본 발명의 황사입자의 포집 방법에 의하면, 대기중에 부유하는 황사입자를 효율적으로 포집할 수 있는 동시에, 각각의 황사입자의 추출이 간단하기 때문에, 현미경 관찰이나 각종 분석 기기에 의한 분석에 용이하게 제공할 수 있다.As mentioned above, according to the collection method of the yellow dust particle of this invention, since the yellow dust particle which floats in air | atmosphere can be collected efficiently, and each yellow dust particle is easy to extract, it is analyzed by microscope observation or various analysis apparatuses. It can be provided easily.

또한, 본 발명의 황사입자의 측정 방법에 의하면, 높은 분해능력으로 황사입자의 입도분포를 측정할 수 있다. 또한, 대기중의 황사입자의 농도를 정확하게 측정하는 것이 가능해지고, 황사입자의 농도변화의 감시나, 그 결과에 따라서 경보를 발하는 것도 가능해진다.






Moreover, according to the measuring method of the yellow dust particle of this invention, the particle size distribution of a yellow dust particle can be measured with a high decomposition ability. In addition, it is possible to accurately measure the concentration of yellow dust particles in the atmosphere, and it is also possible to monitor the concentration change of the yellow dust particles and to alert an alarm depending on the result.






Claims (2)

황사입자를 포함하는 부유 입자가 포함된 대기를 펌프에 의해 용기내에 흡인하는 단계와, Aspirating the atmosphere containing the suspended particles including the yellow dust particles into the container by a pump; 상기 용기내에 배치된 방전 전극에서 단극 이온을 발생시켜서, 상기 황사입자가 포함된 부유 입자를 대전시키는 단계와,Generating monopolar ions from a discharge electrode disposed in the container, thereby charging the floating particles containing the yellow dust particles; 상기 용기내에 배치되어, 상기 방전 전극에 대하여 전위차가 주어진 집진 전극상에, 상기 대전한 부유 입자를 포집하는 단계Collecting the charged suspended particles on the dust collecting electrode disposed in the vessel and given a potential difference with respect to the discharge electrode; 를 갖는 것을 특징으로 하는, 대기중에 포함된 황사입자를 포집하는 방법.Characterized in that it has a, yellow dust particles contained in the atmosphere. 제 1항에 따른 방법에 의해 포집된 부유 입자를 분산 상태를 유지한 상태에서, 레이저광을 상기 분산 상태에 있는 부유 입자에 조사해서 얻어지는 회절광 및 산란광의 공간강도분포를 측정하는 단계와,Measuring spatial intensity distributions of diffracted light and scattered light obtained by irradiating the suspended particles in the dispersed state with the suspended particles collected by the method according to claim 1 in a dispersed state; 상기 회절광 및 산란광의 공간강도분포의 측정 결과로부터, 황사입자가 포함되어 있는 입경범위만의 입도분포 및 입자농도를 구하는 단계Obtaining a particle size distribution and particle concentration only in a particle size range in which yellow dust particles are included, from the measurement results of the spatial intensity distributions of the diffracted and scattered light 를 갖는 것을 특징으로 하는, 대기중에 포함된 황사입자의 입도분포 및 입자농도를 측정하는 방법.Characterized in that the particle size distribution and particle concentration of the yellow dust particles contained in the atmosphere.
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