JPH03500815A - 可搬形の粒子分析装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 可搬形の粒子分析装置 本発明は、流体中に担持された粒子の分析のための装置１こ係わる。例えば、エ ーロゾル、エーロゾル分散及び空気中；こ担持された粒子汚染抑制の研究調査に おいては、個々の粒子の幾何学的形状及び対称性に関する情報と共に、特に直径 １〜１０ミクロンの範囲における粒度分布の迅速な測定が必要とされて（する。

例えば粒子の幾何学的形状及び対称性に関する情報（ま、球状対称性を有する粒 子が識別されるのを可能にし、従って他の非球状の固体粒子を含む環境内の液体 の小滴を計数／監視することを可能にする。本明細書の文脈においては、術語「 粒子１番よ、固体物体と液体の滴粒との両方に適用されるように意図されている 。

そうした装置では、典型的には毎秒２０．０００個の粒子の速度で試料内の個々 の粒子を計数することが可能であることと、球状粒子と非球状粒子とを区別し且 つその各タイプを計数することが可能であることとが望ましい。別の望ましい特 徴は、数ミクロンの直径を持つ球状粒子を幾つかのサイズ範囲に類別し、これに 関連して非球状の粒子を分類し、また粒子が球状であるという仮定に基づく粒度 スペクトル収集においては、そうした非球状粒子を無視するということである。

市販の幾つかの装置に使用されているような粒子測定のための通常の技術は、粒 子によって散乱される電磁放射光の検出及び分析を用いる。そうした装置は全て 、「検出容積」を通過するように試料空気を流動させる機械的メカニズムを使用 し、またその「検出容積」内では、運ばれる粒子が入射電磁放射光によって照射 される。粒子によって散乱された放射光は１つ以上の検出器によって受り取られ 、これらの検出器はそのエネルギーを電気信号に変換し、更にこの電気信号から 適切な電気回路によって情報が抽出される。

例えば英国特許出願第８６１９０５０号、第２０４１５１６人号、第２［１４４ ９５１Ａ号、及び米国特許第３９４６２３９号に開示されるような粒子分析装置 が公知である。これらの文献の全ては、散乱チャンバ内の１つの凹面反射鏡と放 射光ビームによって交差される試料流体流れとから成る分析装置を開示する。試 料流体中の個々の粒子によって散乱された光は、前記反射鏡によって放射光収集 器に向けられ、それに続いて分析される。しかしこれらの分析装置の全ては取り 扱い難く且つ壊れ易く、従ってその運搬は容易ではない。更に試料内の粒子から 低い角度で散乱された光は、上記の従来技術のシステムのいずれによっても検出 されない。

従って運搬可能で及びコンパクトであり、並びに試料流体内の粒子の粒度、幾何 学的形状及び粒子数を測定することが可能であり、更に：れに加えて、試料内の 個々の粒子から低い角度で散乱された光を検出し且つ分析することが可能な粒子 分析装置が必要とされている。

本発明の１つの態様に従って、粒子分析装置は、第１の散乱チャンバと、層流の 形で流体試料を前記第１散乱チヤンバを通して供給するための手段と、第１の凹 面反射鏡の焦点において試料流れ方向に対して直角に試料と交差するように適合 された放射光ビームと、試料内の個々の粒子によって散乱された反射光を少なく とも１のつ放射光収集器に向けて方向付けるために使用される前記第１凹面反射 鏡と、収集された放射光を処理及び分析するための電気信号に変換する手段と、 前記第１凹面反射鏡内の１つの開口が第２の散乱チャンバに通じる状態で非散乱 放射光を排除するための手段とから成る。

前記放射光ビームは、試料流れと直角に交差するように、幾つかの方法のいずれ か１つによって取り付けられることが可能なレーザによって供給されてよい。例 えばレーザは、前記第１凹面反射鏡の主軸と一直線上に取り付けられてもよく、 そうした配置はこの装置をより頑丈でコンパクトなものにすることだろう。

第１凹面反射鏡は、散乱光を単一の検出点−１と反射する放物面鏡又は楕円面鏡 であってよい。

第１チヤンバと共軸に取り付けられる第２のチャンバを有することの利点は、試 料内の個々の粒子から低い角度で散乱される光をも検出及び分析することが可能 であるということである。

こうした情報は、粒度を測定する上で特にを用である。第２チヤンバは第２の凹 面反射鏡を含んでも含まなくてもよい。第２凹面反射鏡を使用しない場合には、 第２チヤンバは、例えば同心的な環の形に非散乱ビームの周りに取り付けられた 放射光収集器を含んでもよい。第２凹面反射鏡が使用される場合には、その第２ 凹面反射鏡が楕円面鏡であり、並びに、その近位焦点に位置する放射光収集器を 有し且つ放射ビームと試料との交差する点に位置する遠位焦点を有することが好 ましい。従って低い角度で散乱される光が楕円面鏡によってその近位焦点に反射 され、且つそこで放射光収集器によって収集される。

いずれの適したタイプの放射光収集器も本発明において使用されてよく、またそ うした放射光収集器は、光電子倍増管ユニット、前記ユニットに通じる光ファイ バ、又は放射光を前記光電子倍増管ユニットもしくは前記光ファイバに向けて方 向付けるレンズを含んでもよい。

本発明の第２の態様により、粒子分析の方法は、層流の形で流体試料を第１の散 乱チャンバを通過させる段階と、 少な（とも１つの放射光収集器に向けて放射光を方向付けるために使用される第 １凹面反射鏡の焦点において、流体試料流れ方向に直角に流体試料と交差するよ うに、放射光ビームを前記第１散乱チヤンバを通過させる段階と、前記第１凹面 反射鏡内の開口から通じる第２のチャンバの中に設置された少なくとも１つの放 射光収集器を用いて散乱放射光を収集する段階と、 収集された放射光を電気信号に変換する段階と、前記電気信号を処理及び分析す る段階と、非散乱放射光を排除する段階とを含む。

試料はエーロゾルであってもよい。

さて以下では本発明の幾つかの実施例が、次のような添付の図面を参照して単な る本発明の例示として説明されることとなる。

第１図は本発明の好ましい実施例の１つの側面断面図、第１ａ、図は第１図の線 ＸＸに沿った断面図、第２図は本発明の別の実施例の側面断面図、第３図は本発 明の更に別の実施例の側面断面図である。

第１図に示されるように、第１の散乱チャンバ１０は、放物面鏡１１の形の第１ の凹面反射鏡と、レンズ１２と、放射光収集器１３とを含む。レーザ１４が放物 面鏡１１の主軸と一直線上に取り付けられ、また放射光ビーム１５を放物面鏡１ １の焦点１６に向け、この焦点１６において放射光ビームが層流の形の試料流体 １７と交差する。開口１８が第２チヤンバ１９に通じ、この第２チヤンバ１９は 、楕円面反射鏡２０の形の第２の凹面反射鏡と、楕円面反射＠２０の近位焦点に 置かれた放射光収集器２Ｉとを含み、更に楕円面反射鏡２０は、その遠位焦点が 第１放物面反射鏡ＩＬの焦点１６に位置するように配置される。典型的にはレイ リーホーン（ＲＢＩｓｉｇｂｈｏｒｎ）であるビームダンプ２２が、非散乱放射 光を収集するために楕円面鏡２０内の開口に設置されている。放射光収集器１３ 及び２１が光電子倍増管２３に接続されている。第１ａ図は、レーザ１４の周囲 の放射光収集器１３０１つの実現可能な配置を示す。ここでは３つの収集器だけ が示されるが、任意の数の検出器もレーザ１４の周囲に放射状方向に配置されて よい。

第２図は本発明の別の実施例を示し、この実施例では、楕円面反射鏡４Ｇである 第１凹面反射鏡の主軸に対して９０°の角度でレーザ１４が取り付けられている 。４５°の鏡４１が反射鏡４０の主軸上に取り付けられ、鏡は、その主軸に沿っ て且つ楕円面反射鏡４０内の開口１８に向けてレーザビーム１５を方向付けるた めに使用される。実際にはレーザ１４は、前記軸上で適切な角度をなす鏡４１を 用いて、第１散乱チヤンバ１０内の殆どどんな場所にも取り付けられてよい。層 流１７内の流体試料は楕円面反射鏡４０の焦点１６において、ビーム１５と交差 すべく紙に対して直角に方向付けられる。収集レンズ１２は、光ファイバ４２を 経由して光電子倍増管２３に接続されている放射光収集器１３に向けて散乱光を 方向付ける。第２チヤンバ１９は無反射であり、ビーム１５の周囲に配置され且 つ光電子倍増管２３に接続されている複数の光ファイバ４３を含む。光ファイバ ４３はビーム１５の周りに同心の環の形に配置されてよい。

本発明の更に別の実施例が第３図に示される。この実施例では、第１反射鏡５０ 及び第２反射鏡５１の両方が楕円面鏡である。

前記実施例と同様に、レーザ１４は反射鏡の主軸に対し９０°の角度をなしてお り、従って鏡４１はビーム１５をその主軸に沿って方向付ける。試料１７はレー ザビーム１５に対して直角に方向付けられ、且つ第１の楕円面反射鏡５０の近位 焦点１６においてレーザビーム−１５と交差する。第２の楕円面反射鏡５１が、 その遠位焦点力（近位焦点１６と一致するように設置されている。散乱された放 射光を収集するために、光電子倍増管２３が、第１楕円面反射鏡５０の遠位焦点 に及び第２楕円面反射鏡５１の近位焦点に配置されている。非散乱放射光を排出 するために、ビームダンプ２２が第２散乱チヤンバ１９内に設置されている。

第３図の放射光収集器２３は第１チヤンツク１０内の開口１８の正面に面するよ うに設置されるが、これは第１図に示されるような、この方向に対して９０°の 角度で放射光収集器が設置される場合とは対照的である。後者の配置は、低い角 度で偏向した放射光を相対的により多く収集するが、収集器の正面方向への偏向 だけが登録されるだろうが故に、全体としては放射光の収集はより少ないものと なる。

使用の際には流体試料１７は、第１図及び第３図に示されるように、その試料の 周囲に供給される定速度の空気シースによって、層流の形で供給される。これに よってその試料流れの外側部分は、その内側部分と同一の速度を有することにな る。さもなければ試料の外側部分は、その試料流れに隣接する静止空気との摩擦 の故により遅い速度で流れることになろう。これに加えて空気シースを供給する 同軸の管は、粒子の層流を与えるために、その試料内の粒子を力学的に集束させ るように設計されている。レーザビーム１５は流体１７の流れと直角に交差し、 その流体内に含まれる個々の粒子によってその光が散乱させられる。

その散乱された放射光は、第１散乱チヤンバ１０内の第１凹面反射鏡の壁から反 射する。第１凹面反射鏡が放物面反射鏡１１（第１図）であるならば、放射光は その主軸に平行に反射され、また第１凹面反射鏡が楕円面鏡４０及び５０（第２ 図及び第３図）であるならば、放射光はその鏡の遠位焦点に向けられる。その後 でこの偏向された放射光は第３図のように直接的に、または第１図に示されるよ うに光電子倍増管ユニット２３に向けて放射光を方向付けるレンズ１２を使用す ることによって、又は第２図に示されるように光電子倍増管ユニット２３に向け て放射光ζ二方向付けるレンズ１２及び光ファイバ４２を使用することによって 、光電子倍増管ユニット２３に向けて方向付けられる。

粒子によって低い角度で散乱された放射光は第２チヤン／＜１９内に収集され、 第２チヤンバ１９は、第１図及び第３図で番よ楕円面鏡２０及び５１を含んでよ （、また第３図の場合のように光電子倍増管ユニット２３であってよい放射光収 集器を、又は第１図の場合のように前記光電子倍増管ユニット２３に向けて放射 光を方向付けるレンズ１２を含んでよい。この代わりに第２チヤンノくは反射鏡 を含まなくともよく、この場合には、散乱された放射光は非散乱ビーム１５を囲 む光ファイバ４３によって収集される。非散乱放射光は、典型的にはレイリーホ ーンであるビームダンプ２２によって全て排除される。

その後で、収集された全ての放射光は電気信号に変換され、処理され及び分析さ れ、更にその情報が適切な電子回路によって抽出されることが可能である。

本発明はその一例として、及びその実現可能な実施例を参照して説明されてきた が、添付の請求に定義される本発明の範囲を逸脱することなしに、変形又は改善 が行われることが可能であることが理解されるべきである。

ト０ へ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成２年５月１０日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＧＢ　８８１００９７４２、発明の名称　可搬形 の粒子分析装置３、特許出願人 住　所　イギリス国、ロンドン・ニス・ダブリュ・　トエイ・　２・エイチ・ビ イ、ホワイトホール（番地なし）名　称　イギリス国 ５、補正書の提出年月日　１９８９年１１月１日６、添附書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 別埃１ 本発明は、流体中に担持された粒子の分析のための装置に係わる。例えば、エー ロゾル、エーロゾル分散及び空気中に担持された粒子汚染抑制の調査においては 、個々の粒子の幾何学的の範囲における粒度分布の迅速な測定が必要とされてい る。例えば粒子の幾何学的形状及び対称性に関する情報は、球状対称性を有する 粒子が識別されるのを可能にし、従って他の非球状の固体粒子を含む環境内の液 体の小滴を計数／監視することを可能にする。本明細書の文脈においては、術語 「粒子」は、固体物体と液体の滴粒との両方に適用されるように意図されている 。

そうした装置では、典型的には毎秒２０．０００つの粒子の速度で試料内の個々 の粒子を計数することが可能であることと、球状粒子と非球状粒子とを区別し且 つその各タイプを計数することが可能であることとが望ましい。別の望ましい特 徴は、数ミクロンの直径を持つ球状粒子を幾つかのサイズ範囲に類別し、これに 関連して非球状の粒子を分類し、また、粒子が球状であるという仮定に基づく粒 度スペクトル収集においては、そうした非球状粒子を無視するということである 。

市販の幾つかの装置に使用されているような粒子測定のための通常の技術は、粒 子によって散乱される電磁放射光の検出及び分析を用いる。そうした装置は全て 、「検出容積」を通過するように試料空気を流動させる機械的メカニズムを使用 し、またその「検出容積」内では、運ばれる粒子が入射電磁放射光によって照射 される。粒子によって散乱された放射光は１つ以上の検出器によって受け取られ 、これらの検出器はそのエネルギーを電気信号に変換し、更にこの電気信号から 適切な電気回路によって情報が抽出される。

例えば、英国特許出願第８６１９０５０号、第２０４４９５１Ａ号、及び米国特 許第３９４６２３９号に開示さ°れるような粒子分析装置が公知である。これら の文献の全ては、散乱チャンバ内の１つの凹面反射鏡と放射ビームによって交差 される試料流体流れとから成る分析装置を開示する。試料流体中の個々の粒子に よって散乱された光は、前記反射鏡によって放射光収集器に向けられ、それに続 いて分析される。しかしこれらの分析装置の全ては取り扱い難く且つ壊れ易く、 従ってその運搬は容易ではない。更に試料内の粒子から低い角度で散乱された光 は、上記の従来技術のシステムのいずれによっても検出されない。

別の分析装置が英国特許第２０４１５１．６号に説明され、この文献は、レンズ 及び光電子倍増管を使用することによって後方散乱光を収集するために用いられ る１つの透明窓が、凹面反射鏡内に含まれるという追加的な特徴を持つ上記のタ イプの粒子分析装置を開示する。この装置によって受け取られる後方散乱光の強 さは非常に低く、また光は光電子倍増管によって収集されないうちに規準手段を 通過する。このことは、後方散乱放射光のすべてが検出されるとは限らないとい うことを意味し、更にその光を収集するために必要な装置は、複雑で扱い難く且 つ比較的高価なものである。更にそうした装置は携帯が不可能である。

従って運搬可能で、コンパクトで、且つ比較的安価であり、並びに試料流体内の 粒子の粒度、幾何学的形状及び粒子数を測定することが可能であり、更にこれに 加えて、試料内の個々の粒子から低い角度で散乱された光を効果的に且つ効率的 に検出し且つ分析することが可能な粒子分析装置が必要とされている。

本発明の１つの態様に従って、粒子分析装置は、第１の散乱チャンバと、層流の 形で流体試料を前記第１散乱チヤンバを通して供給するための手段と、第１の凹 面反射鏡の焦点において試料流れ方向に対して直角に試料と交差するように適合 された放射光ビームと、試料内の個々の粒子によって散乱された反射光を少なく とも１つの放射光収集器に向けて方向付けるために使用される前記第１凹面反射 鏡と、収集された放射光を処理及び分析するための電気信号に変換する手段と、 非散乱放射光を排除するための手段とから成り、更に、前記放射光ビームと前記 試料とが交差する点にその遠位焦点が位置するように設置される第２凹面反射鏡 とその第２反射鏡の近位焦点に設置された１つの放射光収集器とから成る第２の 散乱チャンバに、前記第１凹面反射鏡内の１つの開口が通じることを特徴とする 。

前記放射光ビームは、試料流れと直角に交差するように、幾つかの方法のいずれ か１つによって取り付けられることが可能なレーザによって供給されてよい。例 えばレーザは、前記第１凹面反射鏡の主軸と一直線上に取り付けられてもよく、 そうした配置はこの装置をより頑丈でコンパクトなものにすることだろう。

第１凹面反射鏡は、散乱光を単一の検出点へと反射する放物面鏡又は楕円面鏡で あってよい。

第１チヤンバと共軸に取り付けられる第２のチャンバを有することの利点は、試 料内の個々の粒子から低い角度で散乱される光をも検出及び分析することが可能 であるということである。

こうした情報は、粒度を測定する上で特に有用である。第２チヤンバは第２の凹 面反射鏡も含む。その第２凹面反射鏡は楕円面鏡であり、並びにその近位焦点に 位置する放射光収集器を有し且つ放射ビームと試料との交差する点にその遠位焦 点を有することが好ましい。従って低い角度で散乱される光が楕円面鏡によって その近位焦点に反射され、且つそこで放射光収集器によって収集される。

いずれの適したタイプの放射光収集器も本発明において使用されてよく、またそ うした放射光収集器は、光電子倍増管ユニット、前記ユニットに通じる光ファイ バ、又は放射光を前記光電子倍増管ユニットもしくは前記光ファイバに向けて方 向付けるレンズを含んでもよい。

本発明の第２の態様により、粒子分析の方法は、層流の形で流体試料を第１の散 乱チャンバを通過させる段階と、 少な（とも１つの放射光収集器に向けて放射光を方向付けるために使用される第 １凹面反射鏡の焦点において、流体試料流れ方向に直角に流体試料と交差するよ うに、放射光ビームを前記第１散乱チヤンバを通過させる段階と、第２凹面反射 鏡を含み且つ前記第１凹面反射鏡内の開口から通じる第２チヤンバ内で、前記放 射光ビームと前記試料とが交差する点にその遠位焦点が位置するようにも設置さ れた前記第２凹面反射鏡の近位焦点に置かれた１つの放射光収集器を使用するこ とによって、その後方散乱放射光が収集されることを特徴とする段階と、 収集された放射光を電気信号に変換する段階と、前記電気信号を処理及び分析す る段階と、非散乱放射光を排除する段階とを含む。

試料はエーロゾルであってもよい。

さて以下では本発明の幾つかの実施例が、次のような添付の図面を参照して単な る本発明の例示として説明されることとなる。

第１図は本発明の好ましい実施例の１つの側面断面図、第１ａ図は第１図の線Ｘ Ｘに沿った断面図、第２図は本発明の別の実施例の側面断面図、第３図は本発明 の更に別の実施例の側面断面図である。

第１図に示されるように、第１の散乱チャンｔ＜Ｕは、放物面鏡１１の形の第１ の凹面反射鏡と、レンズ１２と、放射光収集器１３とを含む。レーザＩ４が放物 面鏡Ｉｔの土納と一直線上に取り付けられ、また放射光ビーム１５を放物面鏡１ １の焦点１６に向け、この焦点Ｉ６において放射光ビームが層流の形の試料流体 １７と交差する。開口１８が第２チヤンバ１９に通じ、この第２チヤンノ＜１９ は、楕円面反射鏡２０の形の第２の凹面反射鏡と、楕円面反射鏡２０の近位焦点 に置かれた放射光収集器２１とを含み、更に楕円面反射鏡２０は、その遠位焦点 が第１放物面反射鏡１１の焦点１６に位置するように配置される。典型的にはレ イリーホーン（Ｒｓｙｌｅｉｇｈｂｏｒｎ）であるビームダンプ２２が、非散乱 放射光を収集するために楕円面鏡２Ｇ内の開口に設置されている。放射光収集器 １３及び２１が光電子倍増管２３に接続されている。第１ａ図は、レーザ１４の 周囲の放射光収集器１３の１つの実現可能な配置を示す。ここでは３つの収集器 だけが示されるが、任意の数の検出器もレーザ１４の周囲に放射状方向に配置さ れてよい。

本発明の別の実施例が第３図に示される。この実施例では、第１反射鏡５０及び 第２反射鏡５１の両方が楕円面鏡である。前記補正書の写しく翻訳文）提出書（ 特許法第１８４条の８）平成２年５月１０日 ば 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＧＢ　８８１００９７４２、発明の名称　可搬形 の粒子分析装置３、特許出願人 住　所　イギリス国、ロンドン・ニス・ダブリュ・　トエイ・　２・エイチ・ビ イ、ホワイトホール（番地なし）５、補正書の提出年月日　１９８９年ｌユ月シ ／日６、添附書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 点囁１ 実施例と同様にレーザ１４は反射鏡の主軸に対し９０°の角度をなしており、従 って鏡４１はビーム１５をその主軸に沿って方向付ける。試料１７はレーザビー ム１５に対して直角に方向付けられ、且つ第１の楕円面反射鏡５０の近位焦点１ ６においてレーザビーム１５と交差する。第２の楕円面反射鏡５１が、その遠位 焦点が近位焦点１６と一致するように設置される。散乱された放射光を収集する ために、光電子倍増管２３が、第１楕円面反射鏡５０の遠位焦点に及び第２楕円 面反射鏡５１の近位焦点に配置されている。非散乱放射光を排出するために、ビ ームダンプ２２が第２散乱チヤンバ１９内に設置されている。

第２図の放射光収集器２３は第１チヤンバｌＯ内の開口１８の正面に面するよう に設置されるが、これは、第１図に示されるような、この方向に対して９０°の 角度で放射光収集器が設置される場合とは対照的である。後者の配置は、低い角 度で偏向した放射光を相対的により多く収集するが、収集器の正面方向への偏向 だけが登録されるだろうが故に、全体としては放射光の収集はより少ないものと なる。

使用の際には、流体試料１７は、第１図及び第３図に示されるように、その試料 の周囲に供給される定速度の空気シースによって、層流の形で供給される。これ によってその試料流れの外側部分は、その内側部分と同一の速度を有すること： こなる。さもなければ試料の外側部分は、その試料流れに隣接する静止空気との 摩擦の故により遅い速度で流れることになろう。これ１こ加えて空気シースを供 給する同軸の管は、粒子の層流を与えるために、その試料内の粒子を力学的に集 束させるよう（こ設計されている。レーザビーム１５は流体１７の流れと直角に 交差し、その流体内に含まれる個々の粒子によってその光が散乱させられる。そ の散乱された放射光は、第１散乱チヤンノ＜１０内の第１凹面反射鏡の壁から反 射する。第１凹面反射鏡が放物面反射鏡１１（第１図）であるならば、放射光は その主軸に平行に反射され、また第１凹面反射鏡が楕円面鏡４０及び５０（第２ 図及び第３図）であるならば、放射光はその鏡の遠位焦点に向けられる。その後 で、この偏向された放射光は、第２図のように直接的に、又は第１図に示される ように光電子倍増管ユニット２３に向けて放射光を方向付けるレンズ１２を使用 することによって、光電子倍増管ユニット２３に向けて方向付けられる。

粒子によって低い角度で散乱された放射光は第２チヤンノ（１９内に収集され、 第２チヤンバ１９は、第１図及び第３図で【よ楕円面鏡２０及び５１を含んでよ （、また第２図の場合のように、光電子倍増管ユニット２３であってよい放射光 収集器を、又は第１図の場合のように、前記光電子倍増管ユニット２３に向けて 放射光を方向付けるレンズ１２を含んでよい。

その後で、収集された全ての放射光は電気信号に変換され、処理され及び分析さ れ、更にその情報が適切な電子回路によって抽出されることが可能である。

本発明はその一例として、及びその実現可能な実施例を参照して説明されてきた が、添付の請求に定義される本発明の範囲を逸脱することなしに、変形又は改善 が行われることが可能であることが理解されるべきである。

別、８代２ 請　求　の　範　囲 １、粒子分析装置であって、第１の散乱チャンバと、層流の形で流体試料を前記 第１散乱チヤンバを通して供給するための手段と、第１の凹面反射鏡の焦点にお いて試料流れ方向に対して直角に試料と交差するように適合された放射光ビーム と、試料内の個々の粒子によって散乱された放射光を少なくとも１つの放射光収 集器に向けて方向付けるために使用される前記第１凹面反射鏡と、収集された放 射光を処理及び分析するための電気信号に変換する手段と、非散乱放射光を排除 するための手段とから成り、更に、前記放射光ビームと前記試料とが交差する点 にその遠位焦点が位置するように設置される第２凹面反射鏡と前記第２反射鏡の 近位焦点に設置された放射光収集器とから成る第２の散乱チャンバに、前記第１ 凹面反射鏡内の開口が通じていることを特徴とする粒子分析装置。

２、前記放射光ビームがレーザによって供給されることを特徴とする請求項１に 記載の粒子分析装置。

３、前記レーザが前記第１凹面反射鏡の主軸の上で且つ前記主軸と一直線上に設 置されていることを特徴とする請求項２に記載の粒子分析装置。

４、前記第１凹面反射鏡の主軸に対し一定の角度で取り付けられた前記レーザか らの前記ビームを反射させるために、前記第１凹面反射鏡の主軸上に小型の反射 鏡が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の粒子分析装置 。

５、前記角度が９０°であることを特徴とする請求項４に記載の粒子分析装置。

６、前記第１凹面反射鏡が放物面反射鏡であることを特徴とする請求項１から５ のいずれか一項に記載の粒子分析装置。

７、前記第１凹面反射鏡が、前記放射光ビームと前記試料流れとが交差する点を その近位焦点に存し且つ前記放射光収集器をその遠位焦点に又はその付近に有す る楕円面反射鏡であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の 粒子分析装置。

８、前記第２凹面反射鏡が放物面反射鏡であることを特徴とする請求項１に記載 の粒子分析装置。

９、前記第２凹面反射鏡が楕円面反射鏡であることを特徴とする請求項１に記載 の粒子分析装置。

１０、前記放射光収集器が又はその各々が、光電子倍増管二ニットであることを 特徴とする請求項１から９のｔｌずれか一項：こ記載の粒子分析装置。

比前記放射光収集器が又はその各々が、光電子倍増管ユニットに通じる光ファイ バであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の粒子分析装置 。

１２、前記放射光収集器が又はその各々が、放射光を光電子ｆ音増管ユニット又 は光ファイバにまで方向付けるレンズであることを特徴とする請求項１から９の いずれか一項に記載の粒子分析装置。

１３、粒子分析の方法であって、 層流の形で流体試料を第１散乱チヤンノくを通過させる段階と、少なくとも１の つ放射光収集器に向けて放射光を方向付けるために使用される第１凹面反射鏡の 焦点におｔ）で、流体試料流れ方向に直角に流体試料と交差するように放射光ビ ームを前Ｓ己第１散乱チャンバを通過させる段階と、第２凹面反射鏡を含み且つ 前記第１凹面反射鏡内の開口から通じる第２チヤンバ内で、前記放射光ビームと 前記試料とが交差する点にその遠位焦点が位置するように設置された前記第２凹 面反射鏡の近位焦点に置かれた放射光収集器を使用することによって、その散乱 放射光が収集されることを特徴とする段階と、 収集された放射光を電気信号に変換する段階と、前記電気信号を処理及び分析す る段階と、非散乱放射光を排除する段階とを含む粒子分析方法。

１４、前記試料がエーロゾルであることを特徴とする請求項１３に記載の粒子分 析方法。

国際調査報告 ＧＲ８８００９７４ Ｓ＾　２５１６２

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．粒子分析装置であって、第１の散乱チャンバと、層流の形で流体試料を前記 第１散乱チャンバを通して供給するための手段と、第１の凹面反射鏡の焦点にお いて試料流れ方向に対して直角に試料と交差するように適合された放射光ビーム と、試料内の個々の粒子によって散乱された放射光を少なくとも１つの放射光収 集器に向けて方向付けるために使用される前記第１凹面反射鏡と、収集された放 射光を処理及び分析するための電気信号に変換する手段と、前記第１凹面反射鏡 内の開口が第２の散乱チャンバに通じる状態で非散乱放射光を排除するための手 段とから成る粒子分析装置。
2. ２．前記放射光ビームがレーザによって供給される請求項１に記載の粒子分析装 置。
3. ３．前記レーザが前記第１凹面反射鏡の主軸の上で且つ前記主軸と一直線上に設 置されている請求項２に記載の粒子分析装置。
4. ４．前記凹面反射鏡の主軸に一定の角度で取り付けられた前記レーザからのビー ムを反射させるために、前記凹面反射鏡の主軸上に小型の反射鏡が取り付けられ ている請求項１又は２に記載の粒子分析装置。
5. ５．前記角度が９０°である請求項４に記載の粒子分析装置。
6. ６．前記レーザが、前記反射鏡主軸と試料流れ方向との両方に対して直角をなす 軸の上で且つ前記軸と一直線上に取り付けられている請求項２に記載の粒子分析 装置。
7. ７．前記第１凹面反射鏡が放物面反射鏡である請求項１から６のいずれか一項に 記載の粒子分析装置。
8. ８．前記第１凹面反射鏡が、前記放射光ビームと前記試料流れとが交差する点を その近位焦点に有し且つ前記放射光収集器をその遠位焦点に又はその付近に有す る楕円面反射鏡である請求項１から６のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
9. ９．前記第２散乱チャンバが、第２の凹面反射鏡とその反射鏡の近位焦点に設置 された放射光収集器とから成り、前記第２凹面反射鏡が、その遠位焦点が前記放 射光ビームと前記試料との交差する点にあるように設置されている請求項１から ８のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
10. １０．前記第２凹面反射鏡が放物面反射鏡である請求項９に記載の粒子分析装置 。
11. １１．前記第２凹面反射鏡が楕円面反射鏡である請求項９に記載の粒子分析装置 。
12. １２．前記第２散乱チャンバが非散乱ビームの周囲に取り付けられた放射光収集 器を含む請求項１に記載の粒子分析装置。
13. １３．前記放射光収集器が又はその各々が、光電子倍増管ユニットである請求項 １から１２のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
14. １４．前記放射光収集器が又はその各々が、光電子倍増管ユニットに通じる光フ ァイバである請求項１から１２のいずれか一項に記載の粒子分析装置。
15. １５．前記放射光収集器が又はその各々が、放射光を光電子倍増管ユニット又は 光ファイバにまで方向付けるレンズである請求項１から１２のいずれか一項に記 載の粒子分析装置。
16. １６．粒子分析の方法であって、 層流の形で流体試料を第１散乱チャンバを通過させる段階と、少なくとも１のつ 放射光収集器に向けて放射光を方向付けるために使用される第１凹面反射鏡の焦 点において、流体試料流れ方向に直角に流体試料と交差するように放射光ビーム を前記第１散乱チャンバを通過させる段階と、前記第１凹面反射鏡内の開口から 通じる第２チャンバの中に配置された少なくとも１つの放射光収集器を用いて散 乱放射光を収集する段階と、 収集された放射光を電気信号に変換する段階と、前記電気信号を処理及び分析す る段階と、非散乱放射光を排除する段階とを含む粒子分析方法。
17. １７．前記試料がエーロゾルである請求項１６に記載の粒子分析方法。
18. １８．本明細書において添付の図面を参照して実質的に説明される通りの粒子分 析装置。