JPH03239949A - 粒子検出器用セル - Google Patents
粒子検出器用セルInfo
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- JPH03239949A JPH03239949A JP2035613A JP3561390A JPH03239949A JP H03239949 A JPH03239949 A JP H03239949A JP 2035613 A JP2035613 A JP 2035613A JP 3561390 A JP3561390 A JP 3561390A JP H03239949 A JPH03239949 A JP H03239949A
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- Japan
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- light beam
- cell body
- cylindrical cell
- light
- irradiation 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〕
本発明は粒子検出器用セルに関し、特に光散乱型粒子検
出器に適用して好適なものである。
出器に適用して好適なものである。
本発明は、粒子検出器用セルにおいて、円筒状セルを用
いてその内部流路に平行光線でなる有効照射光線を形成
するようにしたことにより、検出感度が高くかつ加工が
容品なセルを得ることできる。
いてその内部流路に平行光線でなる有効照射光線を形成
するようにしたことにより、検出感度が高くかつ加工が
容品なセルを得ることできる。
〔従来の技術］
従来、光散乱型粒子検出器１として第４図に示すように
、レーザ２から射出したレーザ光ＬＡＩを集束レンズ３
によって例えば円筒状セル４の中６軸４Ａに集束させ、
円筒状セル４の内部流路４Ｂに気体又は液体（以下これ
を流体と呼ぶ）試料を流すことにより、当該流体内に粒
子が浮遊したとき当該粒子によって照射光ＬＡ２を散乱
させ、その一部の散乱光ＬＡ３を集光レンズ５によって
光検出器６に集光させる構成のものが用いられていた。
、レーザ２から射出したレーザ光ＬＡＩを集束レンズ３
によって例えば円筒状セル４の中６軸４Ａに集束させ、
円筒状セル４の内部流路４Ｂに気体又は液体（以下これ
を流体と呼ぶ）試料を流すことにより、当該流体内に粒
子が浮遊したとき当該粒子によって照射光ＬＡ２を散乱
させ、その一部の散乱光ＬＡ３を集光レンズ５によって
光検出器６に集光させる構成のものが用いられていた。
かくして光検出器６から得られる粒子検出信号Ｓｔは、
円筒状セル４の断面を通過する流体のうち、照射光ＬＡ
２が照射している部分を粒子が通過するごとに電気的信
号を発生させることができ、従って円筒状セル４の断面
積に対する照射光ＬＡ２の照射面積の比率に相当する係
敞を粒子検出信号Ｓ１によって検出した粒子数に乗算す
ることにより、円筒状セル４を通過した流体中に浮遊す
る粒子数を算出することができる。
円筒状セル４の断面を通過する流体のうち、照射光ＬＡ
２が照射している部分を粒子が通過するごとに電気的信
号を発生させることができ、従って円筒状セル４の断面
積に対する照射光ＬＡ２の照射面積の比率に相当する係
敞を粒子検出信号Ｓ１によって検出した粒子数に乗算す
ることにより、円筒状セル４を通過した流体中に浮遊す
る粒子数を算出することができる。
ところが実際上かかる構成の光散乱型粒子検出器１を用
いると、試料に含まれている粒子の数が少ない場合に計
数誤差が大きくなる欠点がある。
いると、試料に含まれている粒子の数が少ない場合に計
数誤差が大きくなる欠点がある。
この欠点を改善する手法として従来第５図に示すように
、セルの内部流路全体を照射光によって照射する構成の
光散乱型粒子検出器１１が提案されている。
、セルの内部流路全体を照射光によって照射する構成の
光散乱型粒子検出器１１が提案されている。
この場合レーザ１２から発生されたレーザ光ＬＡｌｌは
ビームエキスパンダ１３において平行光でなる照射光Ｌ
Ａ１２に変換され、この照射光ＬＡ１２が角筒状セル１
４の内部流路１４Ａ全体を照射する。
ビームエキスパンダ１３において平行光でなる照射光Ｌ
Ａ１２に変換され、この照射光ＬＡ１２が角筒状セル１
４の内部流路１４Ａ全体を照射する。
かくして内部流路１４Ａを通る流体内に浮遊する全ての
粒子に対して照射光ＬＡ１２が照射されることにより、
照射光ＬＡ１２の位置を通る全ての粒子について散乱光
ＬＡ１３が得られ、これが集光レンズ１５を介して光検
出器１６に入射されることにより、光検出器１６から角
筒状セル１４を通過する全ての粒子に対応する粒子検出
信号Ｓ１１を得ることができる。
粒子に対して照射光ＬＡ１２が照射されることにより、
照射光ＬＡ１２の位置を通る全ての粒子について散乱光
ＬＡ１３が得られ、これが集光レンズ１５を介して光検
出器１６に入射されることにより、光検出器１６から角
筒状セル１４を通過する全ての粒子に対応する粒子検出
信号Ｓ１１を得ることができる。
ところが第５図のように構成した場合、散乱光ＬＡ１３
として実用上光検出器１６において検出するに十分な光
量を得ようとすれば、照射光ＬＡ１２を十分に集束して
エネルギー密度を大きくする必要があり、実用上内部流
路１４Ａの断面積を１ （ｍ） Ｘ １ （＋＋ａ）程
度に小型化する方法が採用されている。
として実用上光検出器１６において検出するに十分な光
量を得ようとすれば、照射光ＬＡ１２を十分に集束して
エネルギー密度を大きくする必要があり、実用上内部流
路１４Ａの断面積を１ （ｍ） Ｘ １ （＋＋ａ）程
度に小型化する方法が採用されている。
しかしながらこのように小型化すると、溶着加工ができ
ないサファイア等の単結晶を材料として角筒状セル１４
を形成しようとする場合には、角柱状サファイア材料に
穴を開け、当該穴を方形に研磨することによって１（ｓ
＊）ＸＩ（腫〕の内部流路１４Ａを形成するといった煩
雑かつ困難な加工作業をしなければならない問題がある
。
ないサファイア等の単結晶を材料として角筒状セル１４
を形成しようとする場合には、角柱状サファイア材料に
穴を開け、当該穴を方形に研磨することによって１（ｓ
＊）ＸＩ（腫〕の内部流路１４Ａを形成するといった煩
雑かつ困難な加工作業をしなければならない問題がある
。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、セルの内
部流路全体に照射光を照射してその散乱光に基づいて粒
子を検出するにつき、−段と検出怒度が高く、かつ加工
が容易な粒子検出器用セルを提案しようとするものであ
る。
部流路全体に照射光を照射してその散乱光に基づいて粒
子を検出するにつき、−段と検出怒度が高く、かつ加工
が容易な粒子検出器用セルを提案しようとするものであ
る。
かかる課題を解決するため本発明においては、円筒状セ
ル本体２４Ａを有し、この円筒状セル本体２４Ａの内部
流路２４Ｂを流れる流体２５に対して外部から照射光Ｌ
Ａ２２を照射することにより流体２５中を浮遊する粒子
ＰＩＣから散乱光でなる検出光ＬＡ２３を得るようにな
された粒子検出器用セル２４において、照射光ＬＡ２２
として平行光線でなる照射光線ＬＡ２２Ａが照射された
とき円筒状セル本体２４Ａの外部表面において生ずる凸
レンズ効果によって照射光線ＬＡ２２Ａを当該照射光線
ＬＡ２２Ａの中心光線に集まる方向に内側に屈折させて
円筒状セル本体２４Ａ内を内部流路２４Ｂに集束するよ
うに通る透過光線ＬＡ２２Ｃを形成させ、円筒状セル本
体２４Ａの内部表面において生ずる凹レンズ効果によっ
て透過光線１．Ａ２２Ｃを当該透過光線ＬＡ２２Ｃの中
心光線から離れる方向に外側に屈折させて内部流路２４
Ｂを流れる流体２５内を中心光線とほぼ平行になるよう
に通る有効照射光線ＬＡ２２Ｂを形成させるようにする
。
ル本体２４Ａを有し、この円筒状セル本体２４Ａの内部
流路２４Ｂを流れる流体２５に対して外部から照射光Ｌ
Ａ２２を照射することにより流体２５中を浮遊する粒子
ＰＩＣから散乱光でなる検出光ＬＡ２３を得るようにな
された粒子検出器用セル２４において、照射光ＬＡ２２
として平行光線でなる照射光線ＬＡ２２Ａが照射された
とき円筒状セル本体２４Ａの外部表面において生ずる凸
レンズ効果によって照射光線ＬＡ２２Ａを当該照射光線
ＬＡ２２Ａの中心光線に集まる方向に内側に屈折させて
円筒状セル本体２４Ａ内を内部流路２４Ｂに集束するよ
うに通る透過光線ＬＡ２２Ｃを形成させ、円筒状セル本
体２４Ａの内部表面において生ずる凹レンズ効果によっ
て透過光線１．Ａ２２Ｃを当該透過光線ＬＡ２２Ｃの中
心光線から離れる方向に外側に屈折させて内部流路２４
Ｂを流れる流体２５内を中心光線とほぼ平行になるよう
に通る有効照射光線ＬＡ２２Ｂを形成させるようにする
。
平行光線でなる照射光線ＬＡ２２Ａは円筒状セル本体２
４Ａの外部表面において生ずる凸レンズ効果と、内部表
面において生ずる凹レンズ効果とによって内部流路２４
Ｂを流れる流体２５内にその全域に亘って実用上はぼ平
行な平行光線でなる有効照射光線ＬＡ２２Ｂを形成させ
ることができ、かくして流体２５のどこの位置に粒子Ｐ
ＩＣが浮遊していてもこれを高い精度で検出することが
でき、また照射光線ＬＡ２２Ａを内部流路２４Ｂに集束
させることにより、エネルギー密度を高めることができ
る分検出感度を高めることができ、さらに研磨加工が一
段と容品な粒子検出用セルを得ることができる。
４Ａの外部表面において生ずる凸レンズ効果と、内部表
面において生ずる凹レンズ効果とによって内部流路２４
Ｂを流れる流体２５内にその全域に亘って実用上はぼ平
行な平行光線でなる有効照射光線ＬＡ２２Ｂを形成させ
ることができ、かくして流体２５のどこの位置に粒子Ｐ
ＩＣが浮遊していてもこれを高い精度で検出することが
でき、また照射光線ＬＡ２２Ａを内部流路２４Ｂに集束
させることにより、エネルギー密度を高めることができ
る分検出感度を高めることができ、さらに研磨加工が一
段と容品な粒子検出用セルを得ることができる。
（実施例〕
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
第２回において、２１は全体として光散乱型粒子検出器
を示し、レーザ２２から送出されるレーザ光１．Ａ２１
をビームエキスパンダ２３において平行光線でなる照射
光ＬＡ２２に変換してセル２４のを円筒状セル２４Ａに
照射する。
を示し、レーザ２２から送出されるレーザ光１．Ａ２１
をビームエキスパンダ２３において平行光線でなる照射
光ＬＡ２２に変換してセル２４のを円筒状セル２４Ａに
照射する。
ここで照射光ＬＡ２２はその中心光線ＪＡが円筒状セル
本体２４Ａの軸線と交差するように照射され、円筒状セ
ル本体２４Ａの内部流路２４Ｂを流れる流体２５内に浮
遊する粒子ＰＩＣにおいて散乱された散乱光のうち、中
心光線ＪＡと直交する方向に向かう散乱光が検出光ＬＡ
２３として集光レンズ２６によって光検出器２７に集光
され、かくして光検出器２７から粒子検出信号Ｓ２１を
得るようになされている。
本体２４Ａの軸線と交差するように照射され、円筒状セ
ル本体２４Ａの内部流路２４Ｂを流れる流体２５内に浮
遊する粒子ＰＩＣにおいて散乱された散乱光のうち、中
心光線ＪＡと直交する方向に向かう散乱光が検出光ＬＡ
２３として集光レンズ２６によって光検出器２７に集光
され、かくして光検出器２７から粒子検出信号Ｓ２１を
得るようになされている。
この実施例の場合円筒状セル本体２４Ａの内部流路２４
Ｂには濃度が５０〔％〕のフッ化水素酸（フッｆｌり水
溶液を流すようになされ、当該フッ化水素酸水溶液に対
して不活性なサファイアによって円筒状セル本体２４Ａ
が構成されている。
Ｂには濃度が５０〔％〕のフッ化水素酸（フッｆｌり水
溶液を流すようになされ、当該フッ化水素酸水溶液に対
して不活性なサファイアによって円筒状セル本体２４Ａ
が構成されている。
かくして流体２５中に浮遊する粒子ＰＩＣが１つずつ円
筒状セル本体２４Ａを通過すると、これに応じて発生す
る検出光ＬＡ２３に対応する粒子検出信号Ｓ２１が光検
出器２７から送出される。
筒状セル本体２４Ａを通過すると、これに応じて発生す
る検出光ＬＡ２３に対応する粒子検出信号Ｓ２１が光検
出器２７から送出される。
円筒状セル本体２４Ａは第３図に示すように、照射光Ｌ
Ａ２２として平行光線でなる照射光線ＬＡ２２Ａが照射
されたとき、内部流路２４Ｂに実用上はぼ平行光線でな
る有効照射光線ＬＡ２２Ｂを発生するような光学的条件
を満足するように構成されていえる。
Ａ２２として平行光線でなる照射光線ＬＡ２２Ａが照射
されたとき、内部流路２４Ｂに実用上はぼ平行光線でな
る有効照射光線ＬＡ２２Ｂを発生するような光学的条件
を満足するように構成されていえる。
すなわち、円筒上セル本体２４Ａの内径Ｒ１及び外径Ｒ
２は、 Ｒ１： Ｒｚ ＝１ ： ２ （±１０ Ｃ％〕 ） ・・・・・・ （１）
のように、はぼｌ：２の関係に選定され、また円筒状セ
ル本体２４Ａの外側に媒質、すなわち空気１の屈折率ｎ
、 と、円筒状セル本体２４Ａを構成する媒質、すなわ
ちサファイヤの屈折率ｎ２と、内部流路２４Ｂを流れる
流体２５の屈折率ｎ３は、ｎ、 ＜ｎ、＜ｎ２ ・・・・・・ （２） の関係ムこ選定され、さらに流体２５（この場合濃度が
５０〔％〕フッ化水素酸水溶液）の屈折率ｎ３は、 １．２０＜ ｎ ！ ＜１．３５
・・・・・・ （３）に選定されている。
２は、 Ｒ１： Ｒｚ ＝１ ： ２ （±１０ Ｃ％〕 ） ・・・・・・ （１）
のように、はぼｌ：２の関係に選定され、また円筒状セ
ル本体２４Ａの外側に媒質、すなわち空気１の屈折率ｎ
、 と、円筒状セル本体２４Ａを構成する媒質、すなわ
ちサファイヤの屈折率ｎ２と、内部流路２４Ｂを流れる
流体２５の屈折率ｎ３は、ｎ、 ＜ｎ、＜ｎ２ ・・・・・・ （２） の関係ムこ選定され、さらに流体２５（この場合濃度が
５０〔％〕フッ化水素酸水溶液）の屈折率ｎ３は、 １．２０＜ ｎ ！ ＜１．３５
・・・・・・ （３）に選定されている。
（１）弐〜（３）式のような関係に選定されると、照射
光ＬＡ２２の中心光線ＪＡが円筒状セル本体２４Ａの中
心軸Ｏの位置を通るように照射している状態においては
、照射光ＬＡ２２の各照射光線ＬＡ２２Ａが円筒状セル
本体２４Ａに入射したとき、空気層及び円筒状セル本体
２４Ａの外部表面間の境界において生ずる屈折と、円筒
状セル本体２４Ａの内部表面及び内部流路２４Ｂを流れ
る流体２５間の境界において生ずる屈折とによって、内
部流路２４Ｂを横切る光線、すなわち有効照射光線ＬＡ
２２Ｂをその中心光線Ｊ、に対して実用上はぼ平行にな
るような光路を通って透過させることができる。
光ＬＡ２２の中心光線ＪＡが円筒状セル本体２４Ａの中
心軸Ｏの位置を通るように照射している状態においては
、照射光ＬＡ２２の各照射光線ＬＡ２２Ａが円筒状セル
本体２４Ａに入射したとき、空気層及び円筒状セル本体
２４Ａの外部表面間の境界において生ずる屈折と、円筒
状セル本体２４Ａの内部表面及び内部流路２４Ｂを流れ
る流体２５間の境界において生ずる屈折とによって、内
部流路２４Ｂを横切る光線、すなわち有効照射光線ＬＡ
２２Ｂをその中心光線Ｊ、に対して実用上はぼ平行にな
るような光路を通って透過させることができる。
すなわち照射光ＬＡ２２を構成する照射光線ＬＡ２２Ａ
は屈折率ｎ１の空気層から屈折率ｎ２の円筒状セル本体
２４Ａの媒質内に入射する際に、円筒状セル本体２４Ａ
の外部表面が円筒形状であることに基づいて凸レンズの
効果を受けて中心光線ＪＡに対して平行な照射光線ＬＡ
２２Ａを中心光線ＪＡの方に内側に向かうように屈折す
る。
は屈折率ｎ１の空気層から屈折率ｎ２の円筒状セル本体
２４Ａの媒質内に入射する際に、円筒状セル本体２４Ａ
の外部表面が円筒形状であることに基づいて凸レンズの
効果を受けて中心光線ＪＡに対して平行な照射光線ＬＡ
２２Ａを中心光線ＪＡの方に内側に向かうように屈折す
る。
かくして円筒状セル本体２４Ａの媒質内を透過する透過
光線ＬＡ２２Ｃは円筒状セル本体２４Ａの厚みをそのま
ま直進して円筒状セル本体２４Ａの内部表面から内部流
路２４Ｂに射出するが、このとき透過光線ＬＡ２２Ｃは
大きい屈折率ｎ２の円筒状セル本体２４Ａから小さい屈
折率ｎ３の流体２５に射出することにより、凹レンズの
効果を受けて透過光線ＬＡ２２Ｃの中心光線ＪｃＯ方に
内側に向かうように直進する透過光ｆｉＬＡ２２ｃを外
側に向かうように屈折させることにより、有効照射光線
ＬＡ２２Ｂをその中心光線Ｊ、とほぼ平行になるような
方向に折り曲げる。
光線ＬＡ２２Ｃは円筒状セル本体２４Ａの厚みをそのま
ま直進して円筒状セル本体２４Ａの内部表面から内部流
路２４Ｂに射出するが、このとき透過光線ＬＡ２２Ｃは
大きい屈折率ｎ２の円筒状セル本体２４Ａから小さい屈
折率ｎ３の流体２５に射出することにより、凹レンズの
効果を受けて透過光線ＬＡ２２Ｃの中心光線ＪｃＯ方に
内側に向かうように直進する透過光ｆｉＬＡ２２ｃを外
側に向かうように屈折させることにより、有効照射光線
ＬＡ２２Ｂをその中心光線Ｊ、とほぼ平行になるような
方向に折り曲げる。
このような屈折作用は、照射光ＬＡ２２を構成する全て
の光線について生し、かくして内部流路２４Ｂを流れる
流体には、その断面の全域に亘つて実用上はぼ平行な光
線を有効照射光線ＬＡ２２Ｂとして透過させることがで
きる。
の光線について生し、かくして内部流路２４Ｂを流れる
流体には、その断面の全域に亘つて実用上はぼ平行な光
線を有効照射光線ＬＡ２２Ｂとして透過させることがで
きる。
その結果内部流路２４Ｂの断面においてどの位置を粒子
ＰＩＣが通過しても、これに有効照射光線ＬＡ２２Ｂを
構成する平行光線が照射することにより、必ず散乱光を
発生させることができる。
ＰＩＣが通過しても、これに有効照射光線ＬＡ２２Ｂを
構成する平行光線が照射することにより、必ず散乱光を
発生させることができる。
しかも有効照射光線ＬＡ２２Ｂは平行光線であることに
より、どの位置においてもほぼ均一な光エネルギー密度
になるようなの分布をもっており、これにより、集光レ
ンズ２６（第２図）によって集光される検出光ＬＡ２３
として明るさの変動が少ない、従って光ノイズが小さい
光束を得ることができる。
より、どの位置においてもほぼ均一な光エネルギー密度
になるようなの分布をもっており、これにより、集光レ
ンズ２６（第２図）によって集光される検出光ＬＡ２３
として明るさの変動が少ない、従って光ノイズが小さい
光束を得ることができる。
また有効照射光線ＬＡ２２Ｂは照射光線ＬＡ２２Ａを集
束したものであることによりこの分光エネルギー密度が
高くなり、かくして光検出器２７から得られる粒子検出
信号Ｓ２１の感度が一段と高くなる。
束したものであることによりこの分光エネルギー密度が
高くなり、かくして光検出器２７から得られる粒子検出
信号Ｓ２１の感度が一段と高くなる。
第２図の実施例の場合、円筒状セル本体２４Ａとして屈
折率ｎｚ＝１．８のサファイアが用いられると共に、内
部流路２４Ｂを流れる流体として屈折率ｎｘ＝１．２９
の濃度５０〔％〕のフッ化水素酸水溶液を用いると共に
、円筒状セル本体２４Ａの内径Ｒ１及び外径Ｒ７をそれ
ぞれ２．７〔■〕及び５．０［ａ＋］に選定することに
より、次式、Ｒ，＝２．７ （ｍｌ） ・・・・・・ （４） Ｒ１＝５．０ Ｃ履〕 ・・・・・・ （５） ｎ＋＝１ ・・・・・・ （６） ｎｚ −１，８ ・・・・・・ （７） ｎ：＋＝１．２９ ・・・・・・ （８） の条件の下に、有効照射光線ＬＡ２２Ｂとして実質上は
ぼ平行な光線を内部流路２４Ｂに発生させることができ
た。
折率ｎｚ＝１．８のサファイアが用いられると共に、内
部流路２４Ｂを流れる流体として屈折率ｎｘ＝１．２９
の濃度５０〔％〕のフッ化水素酸水溶液を用いると共に
、円筒状セル本体２４Ａの内径Ｒ１及び外径Ｒ７をそれ
ぞれ２．７〔■〕及び５．０［ａ＋］に選定することに
より、次式、Ｒ，＝２．７ （ｍｌ） ・・・・・・ （４） Ｒ１＝５．０ Ｃ履〕 ・・・・・・ （５） ｎ＋＝１ ・・・・・・ （６） ｎｚ −１，８ ・・・・・・ （７） ｎ：＋＝１．２９ ・・・・・・ （８） の条件の下に、有効照射光線ＬＡ２２Ｂとして実質上は
ぼ平行な光線を内部流路２４Ｂに発生させることができ
た。
因に第３図において、照射光ＬＡ２２のうち、中心光線
ｊＡから高さｈ＝２〔■〕で入射した照射光線ＬＡ２２
Ａについてその光路を求めると、円筒状セル本体２４Ａ
の外部表面への入射点Ｐにおける照射光線Ｌ Ａ ２２
Ａ、と法線とのなす角θ、はθ、 ＝２３．６’とな
り、スネルの法則によると、点Ｐ、において次式、 ｎ、ｓｉｎθ、 ＝ ｎ 、ｓｉｎθ２・・・・・・
（９） が成り立つ。
ｊＡから高さｈ＝２〔■〕で入射した照射光線ＬＡ２２
Ａについてその光路を求めると、円筒状セル本体２４Ａ
の外部表面への入射点Ｐにおける照射光線Ｌ Ａ ２２
Ａ、と法線とのなす角θ、はθ、 ＝２３．６’とな
り、スネルの法則によると、点Ｐ、において次式、 ｎ、ｓｉｎθ、 ＝ ｎ 、ｓｉｎθ２・・・・・・
（９） が成り立つ。
そこで点Ｐ、から円筒状セル本体２４Ａに入射した透過
光線ＬＡ２２Ｃについて、法線とのなす角θ２は、 ２ が成り立ち、結局、 θｚ ＝１２．８゜ （１１） となる。
光線ＬＡ２２Ｃについて、法線とのなす角θ２は、 ２ が成り立ち、結局、 θｚ ＝１２．８゜ （１１） となる。
この透過光線ＬＡ２２ Ｃは円筒状セル本体２４Ａの内
部表面上の点Ｐ２がら入射角Ｔ１で入射して有効照射光
線ＬＡ２２Ｂとして内部流路２４Ｂを流れるフッ化水素
酸水溶液に射出する。
部表面上の点Ｐ２がら入射角Ｔ１で入射して有効照射光
線ＬＡ２２Ｂとして内部流路２４Ｂを流れるフッ化水素
酸水溶液に射出する。
ここで中心光線Ｊ１と、点Ｐ２を通る法線とのなす角β
は、 から有効照射光線ＬＡ２２Ｂと点Ｐ２における法線との
なす角γ、については次式、 ３ β−３５，０４ ・・・ ・・・ （１２ン のようになるのに対して、点Ｐ、において透過光線ＬＡ
２２Ｃと法線とのなす角Ｔ１は次式、Ｔ、−β−（θ、
−θ２） ＝３５．０４° −（２３，６° −１２，８° ）＝
２４．２４° 川・・・（１３）のよ
うに、２４．２４°になる。従って点Ｐ２から射出する
有効照射光線ＬＡ２２Ｂについて、点Ｐ。
は、 から有効照射光線ＬＡ２２Ｂと点Ｐ２における法線との
なす角γ、については次式、 ３ β−３５，０４ ・・・ ・・・ （１２ン のようになるのに対して、点Ｐ、において透過光線ＬＡ
２２Ｃと法線とのなす角Ｔ１は次式、Ｔ、−β−（θ、
−θ２） ＝３５．０４° −（２３，６° −１２，８° ）＝
２４．２４° 川・・・（１３）のよ
うに、２４．２４°になる。従って点Ｐ２から射出する
有効照射光線ＬＡ２２Ｂについて、点Ｐ。
においてスネルの法則を通用した式、
ｎ ２ｓ＋ｎ ｒ ＋ ＝ ｎ ＊Ｓｌｎ ｒ ｔ
−−（１４）が成り立ち、これにより角Ｔ
２は、 ｒｚ ＝３４．９５° ・・・
・・・（１６〕のように、３４．９５°になる。
−−（１４）が成り立ち、これにより角Ｔ
２は、 ｒｚ ＝３４．９５° ・・・
・・・（１６〕のように、３４．９５°になる。
この値は中心光’５−ｙａと法線とのなす角β−３５，
０４＠とばば等しい値であり、このことは有効照射光線
ＬＡ２２Ｂが中心光線ｊ、と実用上はぼ平行であること
を表している。
０４＠とばば等しい値であり、このことは有効照射光線
ＬＡ２２Ｂが中心光線ｊ、と実用上はぼ平行であること
を表している。
第３図においては、高さｈ＝２〔圓〕の照射光ｖＡＬＡ
２２Ａについてその光路を求めたが、その他の高さにあ
る照射光線ＬＡ２２Ａについても同様に巳で透過光線Ｌ
Ａ２２Ｃ及び有効照射光線ＬＡ２２Ｂの光路を求めるこ
とができ、これを第１図に示す。
２２Ａについてその光路を求めたが、その他の高さにあ
る照射光線ＬＡ２２Ａについても同様に巳で透過光線Ｌ
Ａ２２Ｃ及び有効照射光線ＬＡ２２Ｂの光路を求めるこ
とができ、これを第１図に示す。
第１図から明らかなように、円筒状セル本体２４Ａの内
部流路２４Ｂを流れる流体２５の屈折率ｎ、を円筒状セ
ル本体２４Ａの媒質の屈折率ｎ。
部流路２４Ｂを流れる流体２５の屈折率ｎ、を円筒状セ
ル本体２４Ａの媒質の屈折率ｎ。
に応して所定の値に選定すると共に、内径Ｒ１及び外径
Ｒ２の値を所定の値に選定すれば、当該流体２５を透過
する有効照射光線ＬＡ２２Ｂは実用上平行になり、この
ことは内部流路２４Ｂの断面についてほぼ−様な光エネ
ルギー分布をもつ有効照射光線ＬＡ２２Ｂを形成できる
ことを表していつゆ 以上の構成によれば、円筒状セル本体２４Ａの内部流路
２４Ｂを流れる流体２５に対して実用上はぼ平行な光線
でなる有効照射光線ＬＡ２２Ｂを照射することができる
ことにより、内部流路２４Ｂを通過する全ての粒子につ
いて対応する粒子検出信号Ｓ２１を発生することができ
る。
Ｒ２の値を所定の値に選定すれば、当該流体２５を透過
する有効照射光線ＬＡ２２Ｂは実用上平行になり、この
ことは内部流路２４Ｂの断面についてほぼ−様な光エネ
ルギー分布をもつ有効照射光線ＬＡ２２Ｂを形成できる
ことを表していつゆ 以上の構成によれば、円筒状セル本体２４Ａの内部流路
２４Ｂを流れる流体２５に対して実用上はぼ平行な光線
でなる有効照射光線ＬＡ２２Ｂを照射することができる
ことにより、内部流路２４Ｂを通過する全ての粒子につ
いて対応する粒子検出信号Ｓ２１を発生することができ
る。
かくするにつき、円筒状セル本体２４Ａの外部表面に照
射される照射光線Ｌ Ａ ２２ Ａを円筒状セル本体２
４ＡＯ凸し・ンズ効果を利用して内部流路２４Ｂに集光
させることができることにより、内部流路２４Ｂを透過
する有効照射光線ＬＡ２２Ｂの光エネルギー密度を一段
と高めることができ、この分粒予検出感度を一段と高め
ることができる。
射される照射光線Ｌ Ａ ２２ Ａを円筒状セル本体２
４ＡＯ凸し・ンズ効果を利用して内部流路２４Ｂに集光
させることができることにより、内部流路２４Ｂを透過
する有効照射光線ＬＡ２２Ｂの光エネルギー密度を一段
と高めることができ、この分粒予検出感度を一段と高め
ることができる。
またセルとして外部表面及び内部表面共に円筒状にでき
ることにより、これを研慶加工を用いることによって容
易に成形し得、従ってサファイア等のように化学的安定
性は高いが単結晶のために加工をし難い媒質のものを通
用する場合にも、これを容易に加工し得る。
ることにより、これを研慶加工を用いることによって容
易に成形し得、従ってサファイア等のように化学的安定
性は高いが単結晶のために加工をし難い媒質のものを通
用する場合にも、これを容易に加工し得る。
なお上述の実施例においては、円筒状セル本体２４Ａと
してサファイアを用いてフッ化水素酸水溶液中に浮遊す
る粒子を検出するようにした場合について述べたが、円
筒状セル本体２４Ａの媒質としてガラスなどのようにそ
の他の媒質のものを用いても良く、これに応じて流体と
して水等のような他の媒質のものを用いても上述の場合
と同様の効果を得ることができる。
してサファイアを用いてフッ化水素酸水溶液中に浮遊す
る粒子を検出するようにした場合について述べたが、円
筒状セル本体２４Ａの媒質としてガラスなどのようにそ
の他の媒質のものを用いても良く、これに応じて流体と
して水等のような他の媒質のものを用いても上述の場合
と同様の効果を得ることができる。
：発明の効果〕
上述のように本発明によれば、円筒状セルを用いてその
内部流路に平行光線でなる有効照射光線を透過させるよ
うにしたことにより、検出感度が高く、かつ加工が容易
な粒子検出用セルを容易に得ることができる。
内部流路に平行光線でなる有効照射光線を透過させるよ
うにしたことにより、検出感度が高く、かつ加工が容易
な粒子検出用セルを容易に得ることができる。
第１図は本発明による粒子検出器用セルの全ての照射光
線の光路を示す光路図、第２図は本発明による粒子検出
器用セルを用いた光散乱型粒子検出器を示す路線的系統
図、第３図は各照射光線の光路の説明に供する光路図、
第４図及び第５図は従来の光散乱型粒子検出器の構成を
示す路線的系統図である。 ｌ、１１．２１・・・・・・光散乱型粒子検出器、２．
１２．２２・・・・・・レーザ、１３．２３・・・・・
・ビームエキスパンダ、４．１４．２４・・・・・・セ
ル、５．１５．２６・・・・・・集光レンズ、６．１６
．２７・・・・・・光検出器。 ２Ｉ光敷舌Ｌｇｌ 実−施ｆ７１１／）’Ｉ八。 芋 ２ 図 従来／）ｉｌｌ八 尋４ 目 従来の構成 苓 ５ 図 Ｉｆ 九１シン６し変
線の光路を示す光路図、第２図は本発明による粒子検出
器用セルを用いた光散乱型粒子検出器を示す路線的系統
図、第３図は各照射光線の光路の説明に供する光路図、
第４図及び第５図は従来の光散乱型粒子検出器の構成を
示す路線的系統図である。 ｌ、１１．２１・・・・・・光散乱型粒子検出器、２．
１２．２２・・・・・・レーザ、１３．２３・・・・・
・ビームエキスパンダ、４．１４．２４・・・・・・セ
ル、５．１５．２６・・・・・・集光レンズ、６．１６
．２７・・・・・・光検出器。 ２Ｉ光敷舌Ｌｇｌ 実−施ｆ７１１／）’Ｉ八。 芋 ２ 図 従来／）ｉｌｌ八 尋４ 目 従来の構成 苓 ５ 図 Ｉｆ 九１シン６し変
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 円筒状セル本体を有し、上記円筒状セル本体の内部流路
を流れる流体に対して外部から照射光を照射することに
より上記流体中を浮遊する粒子から散乱光でなる検出光
を得るようになされた粒子検出器用セルにおいて、 上記照射光として平行光線でなる照射光線が照射された
とき上記円筒状セル本体の外部表面において生ずる凸レ
ンズ効果によつて上記照射光線を当該照射光線の中心光
線に集まる方向に内側に屈折させて上記円筒状セル本体
内を上記内部流路に集束するように通る透過光線を形成
させ、上記円筒状セル本体の内部表面において生ずる凹
レンズ効果によつて上記透過光線を当該透過光線の中心
光線から離れる方向に外側に屈折させて上記内部流路を
流れる流体内を中心光線とほぼ平行になるように通る有
効照射光線を形成させる ことを特徴とする粒子検出器用セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035613A JPH03239949A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 粒子検出器用セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035613A JPH03239949A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 粒子検出器用セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239949A true JPH03239949A (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=12446697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035613A Pending JPH03239949A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 粒子検出器用セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03239949A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010124347A1 (en) * | 2009-05-01 | 2010-11-04 | Xtralis Technologies Ltd | Improvements to particle detectors |
| US8804119B2 (en) | 2008-06-10 | 2014-08-12 | Xtralis Technologies Ltd | Particle detection |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631622A (en) * | 1979-08-23 | 1981-03-31 | Chugai Pharmaceut Co Ltd | Optical measuring cell |
| JPH0266427A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-03-06 | Pacific Scientific Co | 直接散乱ライト検出による微粒子測定装置 |
-
1990
- 1990-02-16 JP JP2035613A patent/JPH03239949A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631622A (en) * | 1979-08-23 | 1981-03-31 | Chugai Pharmaceut Co Ltd | Optical measuring cell |
| JPH0266427A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-03-06 | Pacific Scientific Co | 直接散乱ライト検出による微粒子測定装置 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8804119B2 (en) | 2008-06-10 | 2014-08-12 | Xtralis Technologies Ltd | Particle detection |
| US9267884B2 (en) | 2008-06-10 | 2016-02-23 | Xtralis Technologies Ltd | Particle detection |
| US9645081B2 (en) | 2008-06-10 | 2017-05-09 | Xtralis Technologies Ltd | Particle detection |
| US10309898B2 (en) | 2008-06-10 | 2019-06-04 | Garrett Thermal Systems Limited | Particle detection |
| WO2010124347A1 (en) * | 2009-05-01 | 2010-11-04 | Xtralis Technologies Ltd | Improvements to particle detectors |
| US8797531B2 (en) | 2009-05-01 | 2014-08-05 | Xtralis Technologies Ltd | Particle detectors |
| US9057485B2 (en) | 2009-05-01 | 2015-06-16 | Xtralis Technologies Ltd | Particle detectors |
| US9448168B2 (en) | 2009-05-01 | 2016-09-20 | Xtralis Technologies Ltd | Particle detectors |
| US10094777B2 (en) | 2009-05-01 | 2018-10-09 | Garrett Thermal Systems Limited | Particle detectors |
| US10971611B2 (en) | 2009-05-01 | 2021-04-06 | Honeywell International Inc. | Particle detectors |
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