JPH01184442A - 光散乱式粒子計数装置 - Google Patents
光散乱式粒子計数装置Info
- Publication number
- JPH01184442A JPH01184442A JP63009267A JP926788A JPH01184442A JP H01184442 A JPH01184442 A JP H01184442A JP 63009267 A JP63009267 A JP 63009267A JP 926788 A JP926788 A JP 926788A JP H01184442 A JPH01184442 A JP H01184442A
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- Japan
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- plural pieces
- scattered light
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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〕
この発明は、光散乱式粒子計数装置に関し、さらに詳し
くいうと、半導体素子、医薬品、精密機械等の製造環境
を良好な状態に維持するため、空気中の塵埃数を低減し
た清浄空間の清浄度を計測する等に用いられる光散乱式
粒子計数装置に関するものである。
くいうと、半導体素子、医薬品、精密機械等の製造環境
を良好な状態に維持するため、空気中の塵埃数を低減し
た清浄空間の清浄度を計測する等に用いられる光散乱式
粒子計数装置に関するものである。
第４図は従来の光散乱式粒子計数装置を示し、レーザ光
１は、ヘリニウムネオンレーザ管２で励起され、ヘリニ
ウムネオンレーザ管２の前後に配置された２個の球面鏡
３ａ、３ｂによって形成された光些振器内を往復する。
１は、ヘリニウムネオンレーザ管２で励起され、ヘリニ
ウムネオンレーザ管２の前後に配置された２個の球面鏡
３ａ、３ｂによって形成された光些振器内を往復する。
採敢された試料空気は、清浄なシースエアにより外周を
囲まれた紙面に垂直な細い流れとして、レーザ光１と照
射領域４において交差させる。試料空気中の粒子は、照
射領域４を通過する際、レーザ光１を散乱し、散乱光の
強さと粒子の直径との間には比例関係がある。
囲まれた紙面に垂直な細い流れとして、レーザ光１と照
射領域４において交差させる。試料空気中の粒子は、照
射領域４を通過する際、レーザ光１を散乱し、散乱光の
強さと粒子の直径との間には比例関係がある。
散乱光は、レンズあるいは反射鏡などの集光光学系５で
集光され、光電変換素子６によりパルス状の電気信号に
変換されて出力される。この出力電気信号は、波高分析
器により粒径を、計数器によって粒子数をそれぞれ計測
される。
集光され、光電変換素子６によりパルス状の電気信号に
変換されて出力される。この出力電気信号は、波高分析
器により粒径を、計数器によって粒子数をそれぞれ計測
される。
また、試料空気の流れは乱流であってはならないので、
秒速２００ｍ程度が実用上の限界である。
秒速２００ｍ程度が実用上の限界である。
ここで、単位体積の空気中に浮遊している粒子の直径が
小さく、かつ、粒子数が少ないほど清浄度が高いという
。そうして、高清浄度をできるだけ短時間に評価する上
で、照射光線を強力に、吸４空気流量を大とする必要が
ある。
小さく、かつ、粒子数が少ないほど清浄度が高いという
。そうして、高清浄度をできるだけ短時間に評価する上
で、照射光線を強力に、吸４空気流量を大とする必要が
ある。
以上のような従来の光散乱式粒子計数装置では、試料の
流速には限界があり、一般には試料の流れの直径を大き
くする手段が採られる。そのため照射領域は体積が大と
なる。一方、空気の主な気体分子Ｎ２．０２等も粒子で
あり、照射光線によって散乱光を生じるが、照射領域の
体積が大であれば、その中に存在する全気体分子の散乱
光量が、検出すべき浮遊粒子１個の散乱光量に匹敵する
ものとなって、これが高精度の測定の障害となるという
課題があった。
流速には限界があり、一般には試料の流れの直径を大き
くする手段が採られる。そのため照射領域は体積が大と
なる。一方、空気の主な気体分子Ｎ２．０２等も粒子で
あり、照射光線によって散乱光を生じるが、照射領域の
体積が大であれば、その中に存在する全気体分子の散乱
光量が、検出すべき浮遊粒子１個の散乱光量に匹敵する
ものとなって、これが高精度の測定の障害となるという
課題があった。
この発明はかような課題を解決するためになされたもの
で、気体分子の散乱光による測定限界を排除することが
できる光散乱式粒子計数装置を提供するものである。
で、気体分子の散乱光による測定限界を排除することが
できる光散乱式粒子計数装置を提供するものである。
この発明に係る光散乱式粒子計数装置は、被測定試料を
複数個の流体流に分割して単一の光線の光路に分散して
交差させる試料分割手段と、複数個の流体流中の粒子に
よる散乱光をそれぞれ集光して光電変換する各複数個の
集光光学系および光電変換素子とを備えている。
複数個の流体流に分割して単一の光線の光路に分散して
交差させる試料分割手段と、複数個の流体流中の粒子に
よる散乱光をそれぞれ集光して光電変換する各複数個の
集光光学系および光電変換素子とを備えている。
この発明においては、試料空気量をｎ分割し、それぞれ
独立した検出系によって計測を行うので、流体の流速が
従来と同等とすると照射領域の体積は従来装置の’／ｎ
となる。したがって、粒子の散乱光によるパルス（信号
：Ｓ）と空気分子の散乱光によるパルス（雑音二Ｎ）と
の比率（Ｓ／Ｎ）は、従来装置のｎ倍となる。
独立した検出系によって計測を行うので、流体の流速が
従来と同等とすると照射領域の体積は従来装置の’／ｎ
となる。したがって、粒子の散乱光によるパルス（信号
：Ｓ）と空気分子の散乱光によるパルス（雑音二Ｎ）と
の比率（Ｓ／Ｎ）は、従来装置のｎ倍となる。
［実施例〕
第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図に
おいて、試料空気は複数個の流れに分割され、レーザ光
１の光路に紙面に垂直に交差され、複数個の照射領域４
ａ、４ｂ１・・・、４ｎが形成される。
おいて、試料空気は複数個の流れに分割され、レーザ光
１の光路に紙面に垂直に交差され、複数個の照射領域４
ａ、４ｂ１・・・、４ｎが形成される。
これらの照射領域４ａ、 ４ｂ、・・・、４ｎにおいて
試料中の粒子によって生じた散乱光は、各照射領域４ａ
、・・・、４ｎに対応して配置された複数個の集光光学
系５ａ、 ５ｂ、・・・、５ｎによって複数個の光電変
換素子６ａ、 ６ｂ、・・・、６ｎのそれぞれに入射さ
れる。
試料中の粒子によって生じた散乱光は、各照射領域４ａ
、・・・、４ｎに対応して配置された複数個の集光光学
系５ａ、 ５ｂ、・・・、５ｎによって複数個の光電変
換素子６ａ、 ６ｂ、・・・、６ｎのそれぞれに入射さ
れる。
光電変換素子５ａ、６ｂｘ・・・、６ｎからそれぞれ出
力される各系統の出力信号は、それぞれ信号保持回路７
ａ、７ｂ１・・・、７ｎに一時蓄積され、切換器８で順
次読出すと同時に消去、次の信号の到来に備え待機する
。
力される各系統の出力信号は、それぞれ信号保持回路７
ａ、７ｂ１・・・、７ｎに一時蓄積され、切換器８で順
次読出すと同時に消去、次の信号の到来に備え待機する
。
第２図は試料分割手段等の要部を示し、試料空気吸引口
９より吸引した試料空気は、分配チャンバ１０によって
ｎ個のノズル１１へほぼ等量ずつ分配される。−列に配
列されたノズル１１の先端はレーザ光１の中心軸を通り
、減圧ポンプ１２に接続された排出口１３に正対させる
。ｎ個のノズル１１の先端から噴出した試料空気流は、
シースエア吸引口１４から吸引された清浄空気に包まれ
、−様な、乱れの少ない流れとなり、排出口１３へ流入
する。
９より吸引した試料空気は、分配チャンバ１０によって
ｎ個のノズル１１へほぼ等量ずつ分配される。−列に配
列されたノズル１１の先端はレーザ光１の中心軸を通り
、減圧ポンプ１２に接続された排出口１３に正対させる
。ｎ個のノズル１１の先端から噴出した試料空気流は、
シースエア吸引口１４から吸引された清浄空気に包まれ
、−様な、乱れの少ない流れとなり、排出口１３へ流入
する。
試料空気中の粒子１５がレーザ光１と交差通過する際に
散乱する散乱光１６は、複数個の集光レンズでなる集光
光学系５によってそれぞれ集光され、それぞれ独立した
素子からなる光電変換素子アレイ６へ入射する。光電変
換素子アレイの素子数はｎ個以上で、ｎ個のノズル１１
のいずれから噴出された試料空気流に含まれる粒子の散
乱光であっても、必ずいずれかの光電変換素子で捕捉さ
れる構造になっている。光電変換素子アレイ６のｎ個以
上の光電変換素子はそれぞれ独立した電気゛量保持機能
を持ち、外部から与えられる指示信号により、逐次、試
料全量について出力し、そのあと次に到来する散乱光に
対して待機状態となる。上記の読出し指示信号は、水晶
振動子のような、周期が正確であって、かつ、同一変換
素子に１個以上の粒子散乱光が蓄積されない程度に高速
のものが好適である。
散乱する散乱光１６は、複数個の集光レンズでなる集光
光学系５によってそれぞれ集光され、それぞれ独立した
素子からなる光電変換素子アレイ６へ入射する。光電変
換素子アレイの素子数はｎ個以上で、ｎ個のノズル１１
のいずれから噴出された試料空気流に含まれる粒子の散
乱光であっても、必ずいずれかの光電変換素子で捕捉さ
れる構造になっている。光電変換素子アレイ６のｎ個以
上の光電変換素子はそれぞれ独立した電気゛量保持機能
を持ち、外部から与えられる指示信号により、逐次、試
料全量について出力し、そのあと次に到来する散乱光に
対して待機状態となる。上記の読出し指示信号は、水晶
振動子のような、周期が正確であって、かつ、同一変換
素子に１個以上の粒子散乱光が蓄積されない程度に高速
のものが好適である。
光電変換素子アレイ６から取出される信号は第３図のご
ときもので、この信号に基づき、そのパルス高から粒子
の大きさを、パルス数から粒子数（吸引試料空気量で除
せば個数濃度）を求めることができる。
ときもので、この信号に基づき、そのパルス高から粒子
の大きさを、パルス数から粒子数（吸引試料空気量で除
せば個数濃度）を求めることができる。
なお、光電変換素子アンイ６としては、たとえば浜松ホ
トニクス社製、ＰＣＤリニアイメージセンサを挙げるこ
とができる。これはホトダイオードをくし状に、最小１
２８個、最大１０２４個を１列に並べ、外部から加える
クロックパルスにより順次走査し、光により励起され、
ＰＮ接合間容量に蓄積された電荷を取出すことができる
ものである。
トニクス社製、ＰＣＤリニアイメージセンサを挙げるこ
とができる。これはホトダイオードをくし状に、最小１
２８個、最大１０２４個を１列に並べ、外部から加える
クロックパルスにより順次走査し、光により励起され、
ＰＮ接合間容量に蓄積された電荷を取出すことができる
ものである。
以上のように、吸引した全試料空気量をｎ分割し、それ
ぞれ独立した検出系によって計測を行うので、従来装置
のように試料を分割することなく、１本の流れで計測す
る場合と流速が互いに同等として比較すれば、上記実施
例では照射領域の体積はＩ／ｎとなり、粒子の散乱光に
よるパルス（信号：Ｓ）と空気分子散乱光によるパルス
（雑音二Ｎ）との比率Ｓ／Ｎは、従来装置に対してｎ倍
となる。
ぞれ独立した検出系によって計測を行うので、従来装置
のように試料を分割することなく、１本の流れで計測す
る場合と流速が互いに同等として比較すれば、上記実施
例では照射領域の体積はＩ／ｎとなり、粒子の散乱光に
よるパルス（信号：Ｓ）と空気分子散乱光によるパルス
（雑音二Ｎ）との比率Ｓ／Ｎは、従来装置に対してｎ倍
となる。
なお、上記実施例は、試料が空気の場合について説明し
たが、他の任意の流体であってもよく、同様の効果が得
られる。
たが、他の任意の流体であってもよく、同様の効果が得
られる。
以上説明したように、この発明は、複数個の流れに分割
した試料を単一の光線の光路に分散して交差させ、それ
ぞれ独立した検出′系によって散乱光を検知するように
したので、粒子の散乱光による信号と試料分子散乱光に
よる雑音との比が犬となり、検出可能な粒子径の下限を
拡大することができる。
した試料を単一の光線の光路に分散して交差させ、それ
ぞれ独立した検出′系によって散乱光を検知するように
したので、粒子の散乱光による信号と試料分子散乱光に
よる雑音との比が犬となり、検出可能な粒子径の下限を
拡大することができる。
第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
光学および電気回路図、第２図は要部の一部切欠き斜視
図、第３図は出方信号線図である。 第４図は従来の光散乱式粒子計数装置の回路図である。 １・・・レーザ光（光線）、５（５ａ〜５ｎ）・・・集
光光学系、６（６ａ〜６ｎ）・・・光電変換素子、１１
・・・複数個のノズル（試料分割手段）、１５・・・粒
子、１６・・・散乱光。
光学および電気回路図、第２図は要部の一部切欠き斜視
図、第３図は出方信号線図である。 第４図は従来の光散乱式粒子計数装置の回路図である。 １・・・レーザ光（光線）、５（５ａ〜５ｎ）・・・集
光光学系、６（６ａ〜６ｎ）・・・光電変換素子、１１
・・・複数個のノズル（試料分割手段）、１５・・・粒
子、１６・・・散乱光。
Claims (1)
- 被測定試料を複数個の流体流に分割して単一の光線の光
路に分散して交差させる試料分割手段と、前記複数個の
流体流中の粒子による散乱光をそれぞれ集光して光電変
換する各複数個の集光光学系および光電変換素子とを備
えてなる光散乱式粒子計数装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63009267A JPH01184442A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 光散乱式粒子計数装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63009267A JPH01184442A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 光散乱式粒子計数装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184442A true JPH01184442A (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=11715669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63009267A Pending JPH01184442A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 光散乱式粒子計数装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01184442A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100951104B1 (ko) * | 2009-07-22 | 2010-04-07 | 주식회사 모텍스 | 미소물체를 감지하기 위한 광막 센싱 장치 및 그 방법 |
| JP2012008059A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Rion Co Ltd | ガス中粒子計測システム |
| JP2013160514A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Shimadzu Corp | 粒子径計測装置 |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP63009267A patent/JPH01184442A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100951104B1 (ko) * | 2009-07-22 | 2010-04-07 | 주식회사 모텍스 | 미소물체를 감지하기 위한 광막 센싱 장치 및 그 방법 |
| JP2012008059A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Rion Co Ltd | ガス中粒子計測システム |
| JP2013160514A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Shimadzu Corp | 粒子径計測装置 |
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