JPH02196943A - 微小物体計測用試料セル - Google Patents
微小物体計測用試料セルInfo
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- JPH02196943A JPH02196943A JP1017150A JP1715089A JPH02196943A JP H02196943 A JPH02196943 A JP H02196943A JP 1017150 A JP1017150 A JP 1017150A JP 1715089 A JP1715089 A JP 1715089A JP H02196943 A JPH02196943 A JP H02196943A
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- scattered light
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- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
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- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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】
本発明は、光散乱法を用いて微小物体を計ａｌｌするた
めの微小物体計測用試料セルに関するものである。 〔従来の技術〕 第４図は、光散乱法における従来の微小物体計ｎ１用試
料セルを示す断面図であり、第５図はそのＶ−■断面図
である。これらの図において、微小物体が含まれている
試料流体は紙面垂直方向に流れている。集束レンズ１で
細径にされた計測光ビーム２は試料流体の流れに垂直な
方向に、すなわち試料セル３の側壁に互いに対向して開
口された窓４および５を通過するように照射される。照
射された計測光ビーム２は試料流体中の微小物体で散乱
する。そして、散乱光６は窓７から取り出され、散乱光
６に基づいて微小物体の大きさ、個数、誘電率等が測定
される。このように、従来の微小物体計１１１１用試料
セルでは、試料流体の流れと直交する方向に計測光ビー
ムが導入されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、この従来の試料セルでは、たとえ試料流体の流
速を一定としても、微小物体の通過経路によって計測光
ビーム２を通過する時間が異なってしまう。このため、
検出される散乱光の波形は、第６図に示すように、パル
ス幅にバラツキが生じる。すなわち、経路８を通過した
微小物体からの散乱光は、第６図の波形ａのように幅の
広いものとなり、経路９を通過した微小物体からの散乱
光は、波形すのように幅の狭いものとなる。したがって
、パルス波形の高さでしか信号を認めることができず、
信号パルスと雑音パルスの弁別が困難である。検出系の
信号対雑音比が小さくなると、この弁別の困難性は、−
層大きなものとなる。 また、計測光ビーム２の入出射窓４．５と散乱光取出用
窓７とが構造上接近しているので、入出射窓４．５の近
傍にある壁面での反射光が、散乱光取出用窓７から洩れ
易く、検出される信号の背景の上昇を引き起こす。その
結果、信号対雑音比の低下を招き、あまり小さな微小物
体は検出することができなかった。 本発明の課題は、このような問題点を解消することにあ
る。 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、本発明の微小物体計ａｌ用
試料セルは、内部を試料流体が流れる筒体を有し、この
筒体の主軸方向に計測光ビームを照射して前記試料流体
中に混入している微小物体からの散乱光を前記主軸方向
とほぼ直交する方向に取り出すように構成されるもので
ある。 〔作用〕 試料流体は筒体中を層流を為して流れ、計測光ビームが
照射されている領域を流れている試料流体中の微小物体
は散乱光を発しながら移動する。 試料流体の流速が一定であれば、微小物体が散乱光取出
用窓の前を通過する時間が常に一定となり、散乱光取出
用窓から堰り出される散乱光の検出波形のパルス幅は常
に一定となる。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示すものであり、同図（Ａ
）は平断面図、同図（Ｂ）はそのＩ８■８断面図である
。 ここでは、純水中に混入している直径０．１μｍ前後の
微粒子を計！１−１する場合について説明する。微小物
体計測用試料セル１０は、直径数龍の筒体１１を有し、
筒体１１の両端には、計測光ビーム１２の入出射窓１３
．１４が設けられている。 入出射窓１３は、筒体１１の主軸方向（長手方向）に直
交する面から０１だけ僅かに傾けて取り付けられている
。入出射窓１４についても同様に取り付ければよいが、
主軸方向に直交する面との角度θ２は、θ１とは等しく
ないほうがよい。また、このように角度を付けるのは、
窓からの僅かの反射光等を避けることを目的とするもの
であるので、入出射窓１４については光トラップのよう
に絞った構造としてもよい。 入出射窓１３の外側には集束レンズ１が配置されている
。この集束レンズ１は、計測光ビーム１２を細径に絞り
込むためのものであり、本実施例ではビーム径をおよそ
２０μｍ程度としている。 筒体１１の長手方向のビーム径が絞られた部分を臨む位
置には、２つの散乱光取出用窓１５．１６が設けられて
いる。散乱光取出用窓１６の外側には、散乱光検出装置
１ｔ１９が配置されており、この散乱光検出装置１９は
散乱光取出用窓１６を介して取り出される微小物体から
の散乱光２０を受光して電気信号に変換する。 筒体１１の端部の側壁には、試料流体供給用バイブ１７
および試料流体排出用パイプ１８がそれぞれ筒体１１の
主軸方向にほぼ直角に設けられている。試料流体は供給
用パイプ１７から矢印Ａのように筒体１１中に送り込ま
れ、排出用パイプ１８から矢印Ｂのように取り出される
。なお、筒体１１は主軸方向にある程度の長さを持って
いるため、筒体１１の内部での試料流体の流れ、特に散
乱光取出用窓１５．１６の近傍での流れは層流を為して
いる。 筒体１１の内壁面は、例えば弗素樹脂等により黒色の艶
消面となっており、さらに、第２図の部分断面図に示さ
れるような凹凸加工が施されている。これは、後述する
ように、筒体１１の内壁面で反射して散乱光取出用窓１
６から出射してしまう測定に関与しない光を低減するた
めに為されているものである。 つぎに、このように構成された本実施例の動作を説明す
る。供給用バイブ１７から筒体１１に導入された試料流
体は、筒体１１の主軸方向にほぼ層流を為して一定速度
で流れる。したがって、試料流体中に混入している微小
物体は、筒体１１の主軸に垂直な面での位置をほとんど
変えることなく主軸方向に一定速度で移動する。そのた
め、筒体１１の主軸方向に照射されている計測光ビーム
１２内を移動する微小物体は、散乱光を発しながら散乱
光取出用窓１６の前を一定速度で通過する。 散乱光検出装置１９は、散乱光取出用窓１６の前を通過
中の微小物体からの散乱光を検出して電気信号に変換す
る。 第２図は散乱光検出装置１９で得られた検出波形を示す
ものであり、パルスＰ１〜Ｐ６がそれぞれ微小物体から
の散乱光に対応している。同図かられかるように、各パ
ルスＰ１〜Ｐ６の幅は、はぼ一定となっている。これは
、前述したように散乱光取出用窓１６の前を微小物体が
一定速度で通過するからである。また、前述したように
、筒体１１の内壁面が光吸収体による凹凸面となってい
るので、そこでの反射光を低減することができ、信号対
雑音比を向上させることができる。さらに、入出射窓１
３．１４が筒体１１の主軸に垂直な面に対してθだけ僅
かに傾けられているので、入出射窓１３．１４での反射
が原因となる反射散乱の影響も低減されている。 なお、他の窓１５からも微小物体からの散乱光を同時に
観１１ｔ１すれば、２種類の信号の相関をとることによ
り、微小物体の同定精度を向上させることができる。ま
た、必要に応じて、散乱光取出用窓の数を増加すれば、
同定精度をさらに向上させることができる。 長手方向に近接した２つの位置から散乱光を観７１１１
すれば、はとんど同じ出力信号を時間差をつけて得られ
る。これによって、従来は正確に知り得なかった細管中
心部の流速を計測し得るため、微粒子濃度を正確に求め
ることができる。このための窓は、長手方向に複数個設
けてもよいし、共通の窓でもよい。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の微小物体計Δ−１用試料
セルによれば、試料流体の流れの方向に計１１１１光ビ
ームを照射し、流れと直交する方向に微小物体からの散
乱光を取り出すので、パルス幅の等しい出力波形が得ら
れ、信号の識別が容易となる。 また、計測光ビームの入出射窓と散乱光取出用窓とが比
較的離れて配置されるので、入出射窓での計４１１光ビ
ームの反射散乱光が散乱光取出用窓から出射し難くなり
、信号対雑音比が優れている。
めの微小物体計測用試料セルに関するものである。 〔従来の技術〕 第４図は、光散乱法における従来の微小物体計ｎ１用試
料セルを示す断面図であり、第５図はそのＶ−■断面図
である。これらの図において、微小物体が含まれている
試料流体は紙面垂直方向に流れている。集束レンズ１で
細径にされた計測光ビーム２は試料流体の流れに垂直な
方向に、すなわち試料セル３の側壁に互いに対向して開
口された窓４および５を通過するように照射される。照
射された計測光ビーム２は試料流体中の微小物体で散乱
する。そして、散乱光６は窓７から取り出され、散乱光
６に基づいて微小物体の大きさ、個数、誘電率等が測定
される。このように、従来の微小物体計１１１１用試料
セルでは、試料流体の流れと直交する方向に計測光ビー
ムが導入されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、この従来の試料セルでは、たとえ試料流体の流
速を一定としても、微小物体の通過経路によって計測光
ビーム２を通過する時間が異なってしまう。このため、
検出される散乱光の波形は、第６図に示すように、パル
ス幅にバラツキが生じる。すなわち、経路８を通過した
微小物体からの散乱光は、第６図の波形ａのように幅の
広いものとなり、経路９を通過した微小物体からの散乱
光は、波形すのように幅の狭いものとなる。したがって
、パルス波形の高さでしか信号を認めることができず、
信号パルスと雑音パルスの弁別が困難である。検出系の
信号対雑音比が小さくなると、この弁別の困難性は、−
層大きなものとなる。 また、計測光ビーム２の入出射窓４．５と散乱光取出用
窓７とが構造上接近しているので、入出射窓４．５の近
傍にある壁面での反射光が、散乱光取出用窓７から洩れ
易く、検出される信号の背景の上昇を引き起こす。その
結果、信号対雑音比の低下を招き、あまり小さな微小物
体は検出することができなかった。 本発明の課題は、このような問題点を解消することにあ
る。 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するために、本発明の微小物体計ａｌ用
試料セルは、内部を試料流体が流れる筒体を有し、この
筒体の主軸方向に計測光ビームを照射して前記試料流体
中に混入している微小物体からの散乱光を前記主軸方向
とほぼ直交する方向に取り出すように構成されるもので
ある。 〔作用〕 試料流体は筒体中を層流を為して流れ、計測光ビームが
照射されている領域を流れている試料流体中の微小物体
は散乱光を発しながら移動する。 試料流体の流速が一定であれば、微小物体が散乱光取出
用窓の前を通過する時間が常に一定となり、散乱光取出
用窓から堰り出される散乱光の検出波形のパルス幅は常
に一定となる。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示すものであり、同図（Ａ
）は平断面図、同図（Ｂ）はそのＩ８■８断面図である
。 ここでは、純水中に混入している直径０．１μｍ前後の
微粒子を計！１−１する場合について説明する。微小物
体計測用試料セル１０は、直径数龍の筒体１１を有し、
筒体１１の両端には、計測光ビーム１２の入出射窓１３
．１４が設けられている。 入出射窓１３は、筒体１１の主軸方向（長手方向）に直
交する面から０１だけ僅かに傾けて取り付けられている
。入出射窓１４についても同様に取り付ければよいが、
主軸方向に直交する面との角度θ２は、θ１とは等しく
ないほうがよい。また、このように角度を付けるのは、
窓からの僅かの反射光等を避けることを目的とするもの
であるので、入出射窓１４については光トラップのよう
に絞った構造としてもよい。 入出射窓１３の外側には集束レンズ１が配置されている
。この集束レンズ１は、計測光ビーム１２を細径に絞り
込むためのものであり、本実施例ではビーム径をおよそ
２０μｍ程度としている。 筒体１１の長手方向のビーム径が絞られた部分を臨む位
置には、２つの散乱光取出用窓１５．１６が設けられて
いる。散乱光取出用窓１６の外側には、散乱光検出装置
１ｔ１９が配置されており、この散乱光検出装置１９は
散乱光取出用窓１６を介して取り出される微小物体から
の散乱光２０を受光して電気信号に変換する。 筒体１１の端部の側壁には、試料流体供給用バイブ１７
および試料流体排出用パイプ１８がそれぞれ筒体１１の
主軸方向にほぼ直角に設けられている。試料流体は供給
用パイプ１７から矢印Ａのように筒体１１中に送り込ま
れ、排出用パイプ１８から矢印Ｂのように取り出される
。なお、筒体１１は主軸方向にある程度の長さを持って
いるため、筒体１１の内部での試料流体の流れ、特に散
乱光取出用窓１５．１６の近傍での流れは層流を為して
いる。 筒体１１の内壁面は、例えば弗素樹脂等により黒色の艶
消面となっており、さらに、第２図の部分断面図に示さ
れるような凹凸加工が施されている。これは、後述する
ように、筒体１１の内壁面で反射して散乱光取出用窓１
６から出射してしまう測定に関与しない光を低減するた
めに為されているものである。 つぎに、このように構成された本実施例の動作を説明す
る。供給用バイブ１７から筒体１１に導入された試料流
体は、筒体１１の主軸方向にほぼ層流を為して一定速度
で流れる。したがって、試料流体中に混入している微小
物体は、筒体１１の主軸に垂直な面での位置をほとんど
変えることなく主軸方向に一定速度で移動する。そのた
め、筒体１１の主軸方向に照射されている計測光ビーム
１２内を移動する微小物体は、散乱光を発しながら散乱
光取出用窓１６の前を一定速度で通過する。 散乱光検出装置１９は、散乱光取出用窓１６の前を通過
中の微小物体からの散乱光を検出して電気信号に変換す
る。 第２図は散乱光検出装置１９で得られた検出波形を示す
ものであり、パルスＰ１〜Ｐ６がそれぞれ微小物体から
の散乱光に対応している。同図かられかるように、各パ
ルスＰ１〜Ｐ６の幅は、はぼ一定となっている。これは
、前述したように散乱光取出用窓１６の前を微小物体が
一定速度で通過するからである。また、前述したように
、筒体１１の内壁面が光吸収体による凹凸面となってい
るので、そこでの反射光を低減することができ、信号対
雑音比を向上させることができる。さらに、入出射窓１
３．１４が筒体１１の主軸に垂直な面に対してθだけ僅
かに傾けられているので、入出射窓１３．１４での反射
が原因となる反射散乱の影響も低減されている。 なお、他の窓１５からも微小物体からの散乱光を同時に
観１１ｔ１すれば、２種類の信号の相関をとることによ
り、微小物体の同定精度を向上させることができる。ま
た、必要に応じて、散乱光取出用窓の数を増加すれば、
同定精度をさらに向上させることができる。 長手方向に近接した２つの位置から散乱光を観７１１１
すれば、はとんど同じ出力信号を時間差をつけて得られ
る。これによって、従来は正確に知り得なかった細管中
心部の流速を計測し得るため、微粒子濃度を正確に求め
ることができる。このための窓は、長手方向に複数個設
けてもよいし、共通の窓でもよい。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の微小物体計Δ−１用試料
セルによれば、試料流体の流れの方向に計１１１１光ビ
ームを照射し、流れと直交する方向に微小物体からの散
乱光を取り出すので、パルス幅の等しい出力波形が得ら
れ、信号の識別が容易となる。 また、計測光ビームの入出射窓と散乱光取出用窓とが比
較的離れて配置されるので、入出射窓での計４１１光ビ
ームの反射散乱光が散乱光取出用窓から出射し難くなり
、信号対雑音比が優れている。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は筒体
１１の内壁面の形状を示す断面図、第３図は本実施例に
よって得られる検出信号の波形図、第４図および第５図
は従来技術を示す断面図、第６図はその従来技術によっ
て得られる検出信号の波形図である。 １・・・集束レンズ、１０・・・微小物体計測用試料セ
ル、１１・・・筒体、１２・・・計測光ビーム、１３． １５、 ４・・・計測光ビーム用人出射窓、 ６・・・散乱光取出用窓、 ２０・・・散乱光。
１１の内壁面の形状を示す断面図、第３図は本実施例に
よって得られる検出信号の波形図、第４図および第５図
は従来技術を示す断面図、第６図はその従来技術によっ
て得られる検出信号の波形図である。 １・・・集束レンズ、１０・・・微小物体計測用試料セ
ル、１１・・・筒体、１２・・・計測光ビーム、１３． １５、 ４・・・計測光ビーム用人出射窓、 ６・・・散乱光取出用窓、 ２０・・・散乱光。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内部を試料流体が流れる筒体を有し、この筒体の主
軸方向に計測光ビームを照射して前記試料流体中に混入
している微小物体からの散乱光を前記主軸方向とほぼ直
交する方向に取り出すように構成されている微小物体計
測用試料セル。 ２、筒体の端に計測光ビーム照射用の窓を備え、筒体の
側壁に散乱光を取り出すための窓を備えている請求項１
記載の微小物体計測用試料セル。 ３、筒体の内壁面から散乱光取出用窓に向けて反射され
る光が抑制されるように当該内壁面が表面加工されてい
る請求項２記載の微小物体計測用試料セル。 ４、筒体の内壁面が光吸収体で形成されている請求項２
記載の微小物体計測用試料セル。 ５、筒体の内壁面の表面加工が凹凸処理である請求項３
記載の微小物体計測用試料セル。 ６、計測光ビーム照射用窓が筒体の主軸方向に直交する
面に対して僅かに傾いて設けられている請求項２記載の
微小物体計測用試料セル。 ７、散乱光を取り出すための窓を複数個備え、これらの
窓は微小物体からの散乱光を同時に取り出すことができ
るように配置されている請求項２記載の微小物体計測用
試料セル。 ８、散乱光を取り出すための窓は、筒体の主軸方向に沿
った複数の位置で散乱光を取り出すことができるように
構成されている請求項２記載の微小物体計測用試料セル
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017150A JPH02196943A (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 微小物体計測用試料セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017150A JPH02196943A (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 微小物体計測用試料セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02196943A true JPH02196943A (ja) | 1990-08-03 |
Family
ID=11935959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1017150A Pending JPH02196943A (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 微小物体計測用試料セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02196943A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257706A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Otsuka Denshi Co Ltd | 光散乱測定プローブ |
-
1989
- 1989-01-26 JP JP1017150A patent/JPH02196943A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257706A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Otsuka Denshi Co Ltd | 光散乱測定プローブ |
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