JPH0228537A - Device for measuring particle size distribution - Google Patents
Device for measuring particle size distributionInfo
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- JPH0228537A JPH0228537A JP63178785A JP17878588A JPH0228537A JP H0228537 A JPH0228537 A JP H0228537A JP 63178785 A JP63178785 A JP 63178785A JP 17878588 A JP17878588 A JP 17878588A JP H0228537 A JPH0228537 A JP H0228537A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、分散状態の粒子に光を照射して生ずる回折現
象もしくは光散乱現象を利用した粒度分布測定装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a particle size distribution measuring device that utilizes a diffraction phenomenon or a light scattering phenomenon that occurs when particles in a dispersed state are irradiated with light.
〈従来の技術〉
粒子による光の回折ないしは散乱現象を利用した粒度分
布測定装置では、回折光ないしは散乱光の強度分布(回
折角ないしは散乱角と光強度の関係)を測定し、これに
フラウンホーファ回折ないしはミー散乱の理論に基づく
演算処理を施すことによって、粒度分布を算出する。<Prior art> A particle size distribution measuring device that utilizes the phenomenon of light diffraction or scattering by particles measures the intensity distribution of diffracted light or scattered light (the relationship between the diffraction angle or scattering angle and light intensity), and then uses Fraunhofer diffraction to measure the intensity distribution (the relationship between the diffraction angle or scattering angle and light intensity). Alternatively, the particle size distribution is calculated by performing arithmetic processing based on the theory of Mie scattering.
回折光ないしは散乱光の強度分布の測定は、通常、集光
用レンズを用いてその焦点位置に回折像ないしは散乱像
を結ばせ、その像の光強度分布をリングデテクタまたは
フォトダイオードアレイ等の光検出器で検出することに
よって行われる。To measure the intensity distribution of diffracted light or scattered light, a diffraction image or scattered image is usually formed at the focal point using a condensing lens, and the light intensity distribution of the image is measured using a ring detector or a photodiode array. This is done by detecting it with a detector.
ところで、このような現象を利用した粒度分布の測定法
では、一般に、粒径がlpm以上の場合には主としてフ
ラウンホーファ回折理論を、それ以下の場合にはミー散
乱理論を用いて光強度分布を粒度分布に換算することに
なるが、径の大きい粒子を測定するためには回折角の小
さい光を高精度に測定する必要があり、また、径の小さ
い粒子を測定するためには回折角(散乱角)の大きい光
を測定する必要がある。By the way, in the method of measuring particle size distribution that utilizes such a phenomenon, in general, when the particle size is lpm or more, the Fraunhofer diffraction theory is mainly used, and when the particle size is smaller than that, the light intensity distribution is calculated based on the particle size using the Mie scattering theory. In order to measure particles with large diameters, it is necessary to measure light with a small diffraction angle with high precision, and in order to measure particles with small diameters, it is necessary to measure light with a small diffraction angle It is necessary to measure light with a large angle).
そこで、従来、測定すべき粒子の大きさに応じて、集光
用レンズの焦点距離を適宜に変更して強度分布を測定し
ている。すなわち、試料粒子の粒度分布が比較的小径側
にあると予想されるときには、焦点距離の短かいレンズ
を、また、比較的大径側にあると予想される場合には焦
点距離の長いレンズを使用して強度分布を測定するわけ
である。Therefore, conventionally, the intensity distribution has been measured by appropriately changing the focal length of the condensing lens depending on the size of the particles to be measured. In other words, when the particle size distribution of sample particles is expected to be on the relatively small diameter side, a lens with a short focal length is used, and when the particle size distribution is expected to be on the relatively large diameter side, a lens with a long focal length is used. It is used to measure the intensity distribution.
また、検出器としては、粒度の広範囲に亘る分布を一度
に測定できるように、例えばリングデテクタでは径を大
きくするとともに、微小な回折角の光の検知を可能とす
べく高分解能のものを使用している。In addition, the detector used is a ring detector, for example, with a large diameter so that a wide range of particle size distributions can be measured at once, and with a high resolution so that it can detect light with minute diffraction angles. are doing.
更に、試料に照射する光束も、微小角度の回折光を検知
するために、極めて細く絞り込んでいる。Furthermore, the light beam irradiated onto the sample is narrowed down to an extremely narrow beam in order to detect diffracted light at minute angles.
〈発明が解決しようとする課題〉
集光用レンズを試料粒子の粒径に応℃て変更して測定す
る方式では、粒度分布の範囲が比較的狭いものについて
はその分布に応じて高分解能の測定ができて有効である
ものの、広い範囲に亘る粒度分布を持つ試料を測定する
ことはできない。<Problems to be Solved by the Invention> In the method of measuring by changing the condensing lens according to the particle size of the sample particles, it is difficult to obtain high resolution according to the particle size distribution when the particle size distribution range is relatively narrow. Although measurement is possible and effective, it is not possible to measure samples with particle size distribution over a wide range.
検出器の検出範囲(角度、リングデテクタでは径)を大
きくしたり、光束を細く絞り込むことで上述の方式でも
ある程度測定範囲を広くすることは可能であるが、いず
れも精度的に限界があるばかりでなく、コストも高くつ
く。It is possible to widen the measurement range to some extent with the above method by increasing the detection range (angle, diameter for a ring detector) of the detector or narrowing down the luminous flux, but both have limits in terms of accuracy. Moreover, the cost is also high.
本発明の目的は、粒度分布が広範囲に亘る試料を、検出
範囲の大きな検出器等を用いることなく高精度に測定す
ることのできる粒度分布測定装置を提供することにある
。An object of the present invention is to provide a particle size distribution measuring device that can measure samples with a wide range of particle size distributions with high precision without using a detector with a large detection range.
く課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するため、本発明では、焦点距離の互
いに異なる複数の集光用レンズを備え、その各集光用レ
ンズそれぞれを用いて光強度分布を測定するよう構成す
るとともに、得られた複数の光強度分布を補正演算によ
って一つの光強度分布に合成する演算手段を設け、合成
後の光強度分布から粒度分布を算出するよう構成してい
る。Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of condensing lenses having different focal lengths, and measures the light intensity distribution using each of the condensing lenses. In addition, a calculation means is provided for combining the obtained plurality of light intensity distributions into one light intensity distribution by a correction calculation, and the particle size distribution is calculated from the combined light intensity distribution.
く作用〉
第3図に示すように、焦点距離の短かい集光用レンズ5
aを用いて回折光(散乱光)を集光すれば、大角度の光
の分布を高精度に測定できるが、小角度の光の分布の分
解能は低い。逆に、焦点距離の長い集光用レンズ5bな
いし5Cを用いて集光すれば、小角度の光の分布を高分
解能で測定できるものの、大角度の光は測定できない。Effect> As shown in Fig. 3, the condensing lens 5 with a short focal length
If diffracted light (scattered light) is focused using a, the distribution of light at large angles can be measured with high precision, but the resolution of the distribution of light at small angles is low. Conversely, if the light is focused using the focusing lenses 5b to 5C having a long focal length, the distribution of light at small angles can be measured with high resolution, but the light at large angles cannot be measured.
各集光用レンズ5a〜5Cそれぞれを用いて検出器8上
に回折光(散乱光)を集光してその強度分布を測定する
と、その測定結果は第4図(al〜(C)に示す通りと
なる。得られた各光強度分布測定結果は、それぞれの集
光用レンズ5a〜5Cの焦点距離に応じた角度範囲にお
いて検出器8の検出能を有効に生かしたものとなり、こ
れらを例えば角度ψ2およびψ3において互いの強度■
、2と■、2゜およびIbffとIc3が一致するよう
いずれかを補正して合成すると、O〜ψ1の広角度範囲
に亘り高分解能の光強度分布が得られる。When diffracted light (scattered light) is focused on the detector 8 using each of the focusing lenses 5a to 5C and its intensity distribution is measured, the measurement results are shown in FIGS. The obtained light intensity distribution measurement results make effective use of the detection ability of the detector 8 in the angular range corresponding to the focal length of each of the condensing lenses 5a to 5C, and these results are, for example, Mutual strength at angles ψ2 and ψ3 ■
, 2 and ■, 2 degrees, and Ibff and Ic3 are corrected and synthesized so that they match, a high-resolution light intensity distribution can be obtained over a wide angle range of O to ψ1.
〈実施例〉 第1図は本発明実施例の構成図である。<Example> FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
レーザ光源1から出射したレーザ光は、コリメータレン
ズ2によって所定断面を持つ平行光束となってフローセ
ル3に照射される。A laser beam emitted from a laser light source 1 is converted into a parallel beam having a predetermined cross section by a collimator lens 2 and is irradiated onto a flow cell 3 .
フローセル3内には試料粒子を媒体中に分散させてなる
試料懸濁液4が流されており、照射された光は粒子の径
に応じた角度で回折もくしは散乱する。A sample suspension 4 in which sample particles are dispersed in a medium is flowing inside the flow cell 3, and the irradiated light is diffracted or scattered at an angle depending on the diameter of the particles.
フローセル3の後方には、互いに焦点距離の異なる3個
の集光用レンズ5a、5bおよび5Cが選択自在に配設
されている。すなわち、各集光用レンズ5a〜5cは、
レンズ駆動機構6によってそのいずれかを択一的に照射
光の光軸上にセットできるように構成されている。At the rear of the flow cell 3, three condensing lenses 5a, 5b, and 5C having mutually different focal lengths are selectively arranged. That is, each of the condensing lenses 5a to 5c is
The lens driving mechanism 6 is configured to selectively set one of them on the optical axis of the irradiated light.
レンズ駆動機構6は、各レンズ5a〜5Cを支承して移
動自在のラック61とこのラック61と噛合するピニオ
ンギア62.およびこのピニオンギア62を回動させる
モータ63等によって構成されており、モニタ63は後
述するコンピュータシステム15からの指令に基づいて
駆動される。The lens drive mechanism 6 includes a rack 61 that supports each of the lenses 5a to 5C and is movable, and a pinion gear 62 that meshes with the rack 61. The monitor 63 is configured to include a motor 63 that rotates the pinion gear 62, and the like, and the monitor 63 is driven based on instructions from a computer system 15, which will be described later.
ここで、ラック61には突起64が形成されているとと
もに、ラック61の移動方向に沿って、各レンズ5a、
5bおよび5cの配設ピッチに応じたピッチで位置検出
器7a、7bおよび7Cが配設されている。コンピュー
タシステム15は、位置検出器7a、7bまたは7cの
配設位置に突起64が到来することによって各検出器7
a、7bまたは7Cから出力される検出信号により、各
集光用レンズ5a、5bまたは5cが光軸上に位置して
いることを検知するよう構成されている。Here, a protrusion 64 is formed on the rack 61, and along the moving direction of the rack 61, each lens 5a,
Position detectors 7a, 7b and 7C are arranged at a pitch corresponding to the arrangement pitch of 5b and 5c. The computer system 15 detects each detector 7 by the projection 64 arriving at the position where the position detector 7a, 7b or 7c is disposed.
It is configured to detect that each condensing lens 5a, 5b, or 5c is located on the optical axis by a detection signal output from a, 7b, or 7C.
さて、集光用レンズ53〜5Cのいずれかによって集光
された光は、その集光面、つまり使用したレンズの焦点
位置に位置決めされた光検出器8によってその強度分布
が検出される。Now, the intensity distribution of the light focused by any one of the focusing lenses 53 to 5C is detected by the photodetector 8 positioned at the focusing surface, that is, the focal position of the used lens.
光検出器8は、例えば光軸を中心として、互いに半径の
異なるリング状の受光面を持つ複数の光電変換素子を同
心円状に配列してなる、いわゆるリングデテクタであっ
て、回折(散乱)角の大きな光は外側の素子に、小さな
光は内側の素子に入射することから、各素子の出力は回
折(散乱)角ごとの光強度信号を表わし、これに基づい
て回折(散乱)光の強度分布を得ることができる。The photodetector 8 is a so-called ring detector in which, for example, a plurality of photoelectric conversion elements each having a ring-shaped light-receiving surface having different radii are arranged concentrically around the optical axis, and the diffraction (scattering) angle Since large light enters the outer element and small light enters the inner element, the output of each element represents a light intensity signal for each diffraction (scattering) angle, and based on this, the intensity of the diffracted (scattered) light is calculated. distribution can be obtained.
また、光検出器8は上述の各焦点位置に移動させるべく
、検出器駆動機構10によって変位される台車9上に支
承されている。Further, the photodetector 8 is supported on a cart 9 that is displaced by a detector drive mechanism 10 in order to move it to each of the above-mentioned focal positions.
検出器駆動機構10はガイド101.ワイヤ102゜プ
ーリ103〜106およびモータ107によって構成さ
れている。ガイド101は台車9を載せて光軸方向に伸
び、台車9にはワイヤ102が接続されている。このワ
イヤ102はプーリ103〜106によって緊張され、
プーリ103を介してモータ107によって駆動される
。そして、モータ107はコンピュータシステム15か
らの指令に基づいて駆動制御される。台車9には突起9
1が設けられており、また、ガイド101に沿って、各
集光用レンズ5a、5bおよび5cの焦点位置に対応す
る位置には位置検出器11a、llbおよびllcが配
設されている。コンピュータシステム15は、位置績出
器11a、flbまたは1.lcの配設位置に突起91
が到来することにより各検出器11a、llbまたはl
lcから出力される検出信号によって、光検出器8が各
集光用レンズ5a、5bまたは5Cの焦点位置に位置し
ていることを検知するよう構成されている。The detector drive mechanism 10 includes a guide 101. It is composed of a wire 102, pulleys 103 to 106, and a motor 107. The guide 101 carries a cart 9 and extends in the optical axis direction, and a wire 102 is connected to the cart 9. This wire 102 is tensioned by pulleys 103-106,
It is driven by a motor 107 via a pulley 103. The motor 107 is driven and controlled based on instructions from the computer system 15. Protrusion 9 on trolley 9
1 is provided, and position detectors 11a, llb, and llc are provided along the guide 101 at positions corresponding to the focal positions of the respective condensing lenses 5a, 5b, and 5c. The computer system 15 includes a position calculator 11a, flb or 1. Protrusion 91 at the location of lc
The arrival of each detector 11a, llb or l
It is configured to detect that the photodetector 8 is located at the focal position of each of the condensing lenses 5a, 5b, or 5C based on the detection signal output from the lc.
光検出器8の各光電変換素子の出力は、それぞれプリア
ンプ12−12によって増幅された後、マルチプレクサ
13を介して順次A−D変換器14に導かれ、デジタル
変換されてコンピュータシステム15に採り込まれる。The output of each photoelectric conversion element of the photodetector 8 is amplified by a preamplifier 12-12, and then sequentially guided to an A-D converter 14 via a multiplexer 13, where it is digitally converted and input into a computer system 15. It will be done.
コンピュータシステム15は、CPU151゜ROM1
52.RAM153のほか、粒度分布測定結果等を表示
するCPU151.測定条件やシステムの起動指令等を
入力するためのキーボード155、および各種外部機器
との接続のための入出力インターフェース156を備え
、ROM152に書き込まれたプログラムに基づいて、
各部を制御しつつ光検出器8からのデータをRAM15
3内に採り込んだ後、粒度分布を算出してCRT15に
表示することができる。The computer system 15 includes a CPU 151° ROM 1
52. In addition to the RAM 153, a CPU 151 that displays particle size distribution measurement results, etc. It is equipped with a keyboard 155 for inputting measurement conditions, system startup commands, etc., and an input/output interface 156 for connecting with various external devices, and based on the program written in the ROM 152,
Data from the photodetector 8 is stored in the RAM 15 while controlling each part.
3, the particle size distribution can be calculated and displayed on the CRT 15.
第2図はROM152に書き込まれたプログラムの内容
の要旨を示すフローチャートで、この図を参照しつつ以
下に動作を説明する。FIG. 2 is a flowchart showing the gist of the contents of the program written in the ROM 152, and the operation will be explained below with reference to this diagram.
測定条件等の設定の後に起動指令を与えると、まず、集
光用レンズ5aが選択されて光軸上に位置決めされる。When a start command is given after setting measurement conditions, etc., first, the condensing lens 5a is selected and positioned on the optical axis.
同時に、光検出器8はこのレンズ5aの焦点位置上に位
置決めされる。そして、この状態で光検出器8からの光
強度分布データが採取され、RAM153内に格納され
る。At the same time, the photodetector 8 is positioned on the focal point of this lens 5a. In this state, light intensity distribution data from the photodetector 8 is collected and stored in the RAM 153.
次に、モータ62の駆動によって集光用レンズ5bが光
軸上に位置決めされるとともに、モータ107の駆動に
より光検出器8がこのレンズ5bの焦点位置に位置決め
される。そして、この状態で同様に光強度分布データが
採取され、RAM153内に格納される。Next, the condensing lens 5b is positioned on the optical axis by driving the motor 62, and the photodetector 8 is positioned at the focal point of the lens 5b by driving the motor 107. In this state, light intensity distribution data is similarly collected and stored in the RAM 153.
その後、更に集光用レンズ5cが選択され、このレンズ
5Cの焦点位置に光検出器8を位置決めした状態で、同
様に光強度分布データが採取され、RAM153内に格
納される。Thereafter, the condensing lens 5c is further selected, and with the photodetector 8 positioned at the focal position of this lens 5C, light intensity distribution data is similarly collected and stored in the RAM 153.
以上の動作によって得られた3種の光強度分布データは
、補正演算によって1つの光強度分布に合成される。そ
の合成法を以下に示す。The three types of light intensity distribution data obtained through the above operations are combined into one light intensity distribution by a correction calculation. The synthesis method is shown below.
第3図は、集光用レンズ5a〜5Cの焦点距離の相違に
よる、回折(散乱)角と像高(検出面での光の到達半径
)の関係の変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing changes in the relationship between the diffraction (scattering) angle and the image height (radius of arrival of light on the detection surface) due to differences in the focal lengths of the condensing lenses 5a to 5C.
同図(alに示すように、焦点距離の短かいレンズ5a
を使用すると、ψ1の角度の光は光検出器8上のrlの
位置に、また、ψ2の角度の光は同じ< ratの位置
に投影される。これに対し同図(b)に示すように焦点
距離のより長いレンズ5bを使用すると、ψ2の角度の
光は、rbZの位置に投影され、O〜ψ2の角度の光が
拡大されて光検出器8に投影される。更に焦点距離の長
いレンズ5Cを使用すると、同図(C1に示すように、
微小角ψ3の光がTc3の位置に投影されることになり
、O〜ψ3の角度の光が拡大されて光検出器8に入射す
る。As shown in the same figure (al), a lens 5a with a short focal length
When using , the light at an angle of ψ1 is projected on the photodetector 8 at a position rl, and the light at an angle ψ2 is projected at the same position < rat. On the other hand, if a lens 5b with a longer focal length is used as shown in FIG. It is projected onto the vessel 8. If a lens 5C with an even longer focal length is used, as shown in the same figure (C1),
The light at the small angle ψ3 is projected onto the position Tc3, and the light at the angle O to ψ3 is magnified and enters the photodetector 8.
以上のような各集光用レンズ58〜5Cを用いて得られ
る光強度分布測定結果をグラフで表わした例を第4図に
示す。この図において(al、 (b)および゛(C)
はそれぞれ集光用レンズ5a、5bおよび5Cを用いて
同じ試料を測定したときの光強度分布を示している。(
81図における0−911□、O〜ψ、の間の分布がそ
・れぞれ拡大されて(b1図、+01図になっているこ
とになる。すなわち、(81図における強度1.!と+
b1図における強度tbzは、それぞれ同一の角度ψ2
の光であるから等しい強度となるはずであり、従って、
例えば(bJ図における■、tの値が■1□と等しくな
るよう、光検出器8の感度を考慮して(b1図の全体の
データを補正すれば、(81図のψ1〜ψ2のデータと
(bJ図のψ2〜ψ、のデータを接続することができる
。更に、(b)図のψ、と(C1図のψ3も同じ角度の
光であるから、Ib3とTc3は同一値となるはずであ
り、+01図における■。が、上述の補正後の(b1図
のIb3と等しくなるよう同様に(C1図の全体データ
を補正することで、(81図、(b)図および(C1図
におけるψ、〜ψ2.ψ2〜ψ3およびψ3〜Oのデー
タの接続が可能となり、3種のデータを1つの光強度分
布データに合成できる。FIG. 4 shows an example of a graph representing the light intensity distribution measurement results obtained using each of the condensing lenses 58 to 5C as described above. In this figure, (al, (b) and ゛(C)
1 shows the light intensity distribution when the same sample was measured using condensing lenses 5a, 5b, and 5C, respectively. (
The distributions between 0-911□ and O~ψ in Figure 81 have been expanded to become (b1 diagram and +01 diagram).In other words, (intensity 1.! in Figure 81) +
The intensity tbz in figure b1 is the same angle ψ2
Since the light is the same, the intensity should be equal, so
For example, if the sensitivity of the photodetector 8 is corrected (taking into account the sensitivity of the photodetector 8 so that the values of ■ and t in the bJ diagram are equal to The data of ψ2 to ψ in the (b) diagram can be connected. Furthermore, since ψ in the (b) diagram and ψ3 in the (C1 diagram) are also lights at the same angle, Ib3 and Tc3 have the same value. By correcting the entire data in Figure (C1) in the same way so that ■. in Figure +01 becomes equal to Ib3 in Figure (b1) after the above correction, (Figure 81, (b) and (C1 It becomes possible to connect the data of ψ, ψ2, ψ2 to ψ3, and ψ3 to O in the figure, and three types of data can be combined into one light intensity distribution data.
さて、このように合成された光強度分布データは、次に
、粒度分布に変換され、CRT155に表示される。The light intensity distribution data thus synthesized is then converted into a particle size distribution and displayed on the CRT 155.
粒度分布への変換法は公知であるが、その概略を以下に
示す。The conversion method to particle size distribution is known, and an outline thereof is shown below.
回折(散乱)角に対する光強度分布をl(ψ)。The light intensity distribution with respect to the diffraction (scattering) angle is l(ψ).
粒度分布関数をf(D)、フラウンホーファないしはミ
ーの式から理論的に計算される単位粒子量当りの回折(
散乱)光強度をK(ψ、D)とすると、回折(散乱)光
と粒度分布との関係は、!(ψ) =j’:’K (ψ
、 D)・f (D) dD−・・・・・(])で示さ
れる。The particle size distribution function is f(D), and the diffraction per unit particle amount calculated theoretically from the Fraunhofer or Mie equation (
If the intensity of the scattered (scattered) light is K(ψ, D), the relationship between the diffracted (scattered) light and the particle size distribution is! (ψ) =j':'K (ψ
, D)・f (D) dD−...(]).
いま、回折(散乱)光の強度分布は有限m個の光電変換
素子によって測定されるものとし、粒度分布もその範囲
を有限としてこれをn分割し、それぞれの分割区間は1
つの粒子径で代表されるものとすると、(1)式は、
と近似できる。この(2)式は線形であるから、ベクト
ル、行列で表わすと、
J=Af ・−・−−−−(3)となる。これ
をfについて解くと、
f= (A’ A)−’A’ J−−−−−−・(4)
となる。なお、ここでAはK (a、D)による係数行
列、A′は転置行列、()−’は逆行列を示している。Now, it is assumed that the intensity distribution of diffracted (scattered) light is measured by a finite m number of photoelectric conversion elements, and that the particle size distribution also has a finite range and is divided into n parts, each of which has a division interval of 1.
Assuming that the particle size is represented by one particle size, equation (1) can be approximated as follows. Since this equation (2) is linear, when expressed as a vector and a matrix, it becomes J=Af (3). Solving this for f, f= (A'A)-'A' J----- (4)
becomes. Note that here, A is a coefficient matrix based on K (a, D), A' is a transposed matrix, and ()-' is an inverse matrix.
この(4)式により、光強度分布lの測定結果から粒度
分布fを求めることができる。本発明実施例ではlとし
て上述の合成後の光強度分布データを用いるわけである
。Using this equation (4), the particle size distribution f can be determined from the measurement results of the light intensity distribution l. In the embodiment of the present invention, the above-mentioned combined light intensity distribution data is used as l.
合成によって得られた光強度分布は、ψ1から0°近傍
までの広角度範囲の光強度情報を高分解能のもとに含ん
でいるから、得られる粒度分布もそれに相応して高分解
能で微粒子から粗粒子までの広い粒度範囲のものとなる
。Since the light intensity distribution obtained by synthesis includes light intensity information in a wide angle range from ψ1 to around 0° with high resolution, the obtained particle size distribution also has a correspondingly high resolution and can be used to analyze fine particles. It has a wide particle size range up to coarse particles.
ちなみに、このような測定結果を従来のように1個のレ
ンズによる光強度分布データを用いて達成するためには
、光検出器8の分解能を極めて高くしなければならない
。すなわち、例えば第3図(alに示すレンズ5aを用
いて達成するには、光検出器8の0””’rmZの間に
、光電変換素子を極端に細かく、かつ、位置精度を高く
して多数個配列する必要がある。つまり、0〜r、zの
間に、第3図(b)の0〜rb2間の素子群と同等の性
能を持たす必要がある。また、第3図中)または(C)
に示すレンズ5bまたは5cを用いる場合、光検出器8
を極めて大きくする必要があり、いずれも非現実的であ
る。Incidentally, in order to achieve such measurement results using light intensity distribution data from a single lens as in the past, the resolution of the photodetector 8 must be extremely high. That is, for example, to achieve this using the lens 5a shown in FIG. It is necessary to arrange a large number of elements.In other words, it is necessary to have the same performance as the element group between 0 and rb2 in FIG. 3(b) between 0 and r and z. or (C)
When using the lens 5b or 5c shown in the photodetector 8
needs to be extremely large, both of which are unrealistic.
なお、以上の実施例では、集光用レンズを3個設けた例
を示したが、その個数は2個以上任意個数とすることが
でき、また、使用するレンズの順番は任意であることは
勿論である。さらに、レンズの変更および光検出器の移
動は、自動的に行う必要はなく、手動によって測定者が
位置決めするよう構成することもできる。更にまた、光
検出器としては、リングデテクタのほか、フォトダイオ
ードアレイでもよく、あるいはフォトマルをスキャニン
グする方式をも使用することができる。In addition, in the above embodiment, an example was shown in which three condensing lenses were provided, but the number may be any number greater than or equal to two, and the order of the lenses used may be arbitrary. Of course. Further, changing the lens and moving the photodetector do not need to be performed automatically, and may be configured to be manually positioned by the measurer. Furthermore, as the photodetector, in addition to a ring detector, a photodiode array may be used, or a method of scanning a photomultiple may also be used.
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、複数の集光用レ
ンズそれぞれを用いて測定された複数の光強度分布を演
算によって1つの光強度分布に合成し、その合成後の光
強度分布を用いて粒度分布を求めるから、広角度範囲に
亘って高分解能の光強度分布の測定が可能になり、従っ
て、広い粒度範囲で高精度の粒度分布を得ることができ
る。しかも、測定範囲の大きな(受光面積が大きな)検
出器や、あるいは位置分解能の高い検出器が不要であり
、コストを高くすることなく上記の効果を達成できる。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, a plurality of light intensity distributions measured using each of a plurality of condensing lenses are combined into one light intensity distribution by calculation, and after the combination, Since the particle size distribution is determined using the light intensity distribution, it is possible to measure the light intensity distribution with high resolution over a wide angular range, and therefore, it is possible to obtain a highly accurate particle size distribution over a wide particle size range. Moreover, there is no need for a detector with a large measurement range (large light-receiving area) or a detector with high positional resolution, and the above effects can be achieved without increasing costs.
第1図は本発明実施例の構成図、
第2図はそのROM152に書き込まれたプログラムの
内容を示すフローチャート、
第3図はその集光用レンズ5a〜5Cの焦点距離の相違
による、回折(散乱)角と像高の関係の説明図、
第4図はその各集光用レンズ5a〜5Cを用いて光強度
分布を測定した例を示すグラフである。
1・・・・・′・・・・レーザ光源
2・・・・・・・・・コリメータレンズ3・・・・・・
・・・フローセル
4・・・・・・・・・試料懸濁液
5a、5b、5c・・集光用レンズ
6・・・・・・・・・レンズ駆動機構
8・・・・・・・・・光検出器
10・・・・・・・・検出器駆動機構
13・・・・・・・・マルチプレクサ
14・・・・・・・・A−D変換器FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the program written in the ROM 152, and FIG. 3 is a diffraction ( FIG. 4 is a graph showing an example of measuring the light intensity distribution using each of the condensing lenses 5a to 5C. 1...'...Laser light source 2...Collimator lens 3...
...Flow cell 4...Sample suspension 5a, 5b, 5c...Condensing lens 6...Lens drive mechanism 8... ...Photodetector 10...Detector drive mechanism 13...Multiplexer 14...A-D converter
Claims (1)
れる回折光もしくは散乱光の強度分布を測定し、その測
定結果から試料粒子の粒度分布を算出する装置において
、互いに焦点距離の異なる複数の集光用レンズを備え、
その各集光用レンズそれぞれを使用して上記回折光もし
くは散乱光を集光してその強度分布を順次測定し得るよ
う構成するとともに、上記複数の集光用レンズをそれぞ
れ用いて得られた複数の強度分布測定結果を所定の補正
演算によって一つの強度分布に合成する演算手段を有し
、合成後の強度分布から粒度分布を算出するよう構成し
たことを特徴とする、粒度分布測定装置。In a device that measures the intensity distribution of diffracted light or scattered light obtained by irradiating sample particles dispersed in a medium with a parallel light beam, and calculates the particle size distribution of sample particles from the measurement results, multiple devices with different focal lengths are used. Equipped with a condensing lens,
Each of the plurality of condensing lenses is used to condense the diffracted light or scattered light and the intensity distribution thereof can be sequentially measured. What is claimed is: 1. A particle size distribution measuring device, comprising a calculation means for combining the intensity distribution measurement results of 1 to 1 into a single intensity distribution by a predetermined correction calculation, and configured to calculate a particle size distribution from the combined intensity distribution.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178785A JPH065211B2 (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Particle size distribution measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178785A JPH065211B2 (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Particle size distribution measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228537A true JPH0228537A (en) | 1990-01-30 |
| JPH065211B2 JPH065211B2 (en) | 1994-01-19 |
Family
ID=16054597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63178785A Expired - Lifetime JPH065211B2 (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Particle size distribution measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065211B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100489437B1 (en) * | 2002-10-25 | 2005-05-16 | 한국원자력연구소 | System and Method for measuring simultaneously both optical size and aerodynamic size for atmospheric aerosol particles |
| RU2507502C2 (en) * | 2012-05-15 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device to calibrate optical equipment that measures average diameter of dispersed particles |
| CN110595961A (en) * | 2019-08-29 | 2019-12-20 | 南京理工大学 | On-line test device and test method for particle size distribution of engine combustion exhaust gas |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63178785A patent/JPH065211B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100489437B1 (en) * | 2002-10-25 | 2005-05-16 | 한국원자력연구소 | System and Method for measuring simultaneously both optical size and aerodynamic size for atmospheric aerosol particles |
| RU2507502C2 (en) * | 2012-05-15 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Device to calibrate optical equipment that measures average diameter of dispersed particles |
| CN110595961A (en) * | 2019-08-29 | 2019-12-20 | 南京理工大学 | On-line test device and test method for particle size distribution of engine combustion exhaust gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065211B2 (en) | 1994-01-19 |
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