JPH0621860B2 - 微粒子検出装置 - Google Patents
微粒子検出装置Info
- Publication number
- JPH0621860B2 JPH0621860B2 JP59070885A JP7088584A JPH0621860B2 JP H0621860 B2 JPH0621860 B2 JP H0621860B2 JP 59070885 A JP59070885 A JP 59070885A JP 7088584 A JP7088584 A JP 7088584A JP H0621860 B2 JPH0621860 B2 JP H0621860B2
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- JP
- Japan
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- laser
- resonator
- light
- aerosol
- mirror
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
- G01N2021/391—Intracavity sample
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、気体中に浮遊する微粒子を、微粒子からの散
乱光を試測することにより、検出する光散乱式微粒子検
出装置に関するものである。
乱光を試測することにより、検出する光散乱式微粒子検
出装置に関するものである。
従来から、被測定エアロゾルにレーザ光を照射して、そ
れからの散乱光を検出し、中に含まれる微粒子を計測す
る技術は公知である。この場合、検出性能を高めるため
には、照射光の強度を高めることが有効である。それに
は、レーザ出力を高めるための高出力レーザ装置を使用
するか、あるいは、レーザ共振器内に被測定エアロゾル
を通過させるなどの方法がとられていた。前者は装置の
大型化，入力電力の増大などを招き、後者では、レーザ
共振器のレーザビーム径はレーザ発振条件で決まり、検
出セル位置でのビーム径は必ずしも散乱光計測には最適
化されていない。また、検出セル配置の自由度が制約さ
れる。
れからの散乱光を検出し、中に含まれる微粒子を計測す
る技術は公知である。この場合、検出性能を高めるため
には、照射光の強度を高めることが有効である。それに
は、レーザ出力を高めるための高出力レーザ装置を使用
するか、あるいは、レーザ共振器内に被測定エアロゾル
を通過させるなどの方法がとられていた。前者は装置の
大型化，入力電力の増大などを招き、後者では、レーザ
共振器のレーザビーム径はレーザ発振条件で決まり、検
出セル位置でのビーム径は必ずしも散乱光計測には最適
化されていない。また、検出セル配置の自由度が制約さ
れる。
本発明の目的は、上述した従来技術の問題を改善し、性
能の安定化，高度化をはかつた微粒子検出装置を提供す
ることにある。
能の安定化，高度化をはかつた微粒子検出装置を提供す
ることにある。
上記の目的を達成するため、本発明においては、その内
部に設けられたレーザ共振器によりレーザを共振させて
レーザ光を出力するレーザ発振器と、この発振器からの
レーザ光に共振する外部光共振器とを有し、この光共振
器内に検出セルを配置する。検出セルは、被測定エアロ
ゾルを吸引・排気する吸引ノズルおよび排気ノズルと、
被測定エアロゾルからの散乱光を集光する集光光学系
と、集光された散乱光を光電変換する受光素子とで構成
され、上記のレーザ発振器と外部光共振器とを含めた全
体で光散乱式の微粒子検出装置を構成する。この場合、
本発明では光共振器内の光路とエアロゾル通路とを交叉
させることを１つ特徴とする。
部に設けられたレーザ共振器によりレーザを共振させて
レーザ光を出力するレーザ発振器と、この発振器からの
レーザ光に共振する外部光共振器とを有し、この光共振
器内に検出セルを配置する。検出セルは、被測定エアロ
ゾルを吸引・排気する吸引ノズルおよび排気ノズルと、
被測定エアロゾルからの散乱光を集光する集光光学系
と、集光された散乱光を光電変換する受光素子とで構成
され、上記のレーザ発振器と外部光共振器とを含めた全
体で光散乱式の微粒子検出装置を構成する。この場合、
本発明では光共振器内の光路とエアロゾル通路とを交叉
させることを１つ特徴とする。
このような構成をとることにより、外部光共振器の光強
度は、レーザ共振器内の強度とほぼ同等となり、しかも
エアロゾルに交叉するレーザビーム径を任意に変えるこ
とが可能であり、検出系全体の最適化がはかれる。さら
に、レーザ発振器の外部に共振器を設けて検出部分をレ
ーザ発振器とは完全に独立させることができるのでレー
ザ発振器が完全密閉できる。その結果、レーザ内部共振
器のレーザ発振用ミラーの汚れ、レーザ媒質端面の汚れ
を考慮する必要がなく、レーザ出力は常に安定である。
外部共振器は、フアブリーペロー型とし、２枚のミラー
を対向させて構成され、一方のミラーはレーザ光に対し
てほぼ完全な高反射性を有し、他方のミラーは、レーザ
光が一部内部に透過するよう部分透過性を有する高反射
性ミラーより構成されている。また、部分透過性ミラー
の代りにレーザ光出力側ミラーを使用し、これに対向さ
せて高反射ミラーを配置することも可能である。このよ
うな構成では、レーザの発振条件とは独立させて、外部
共振器の構成が可能となり、外部共振器内ミラーの曲率
を散乱光強度を増すよう適した値に選択したり、或は、
レーザビーム径収束用レンズを共振器内に配置すること
も可能である。したがつて、共振器内の光強度分布を変
えることが可能となり、より効率の高い測定が可能とな
る。
度は、レーザ共振器内の強度とほぼ同等となり、しかも
エアロゾルに交叉するレーザビーム径を任意に変えるこ
とが可能であり、検出系全体の最適化がはかれる。さら
に、レーザ発振器の外部に共振器を設けて検出部分をレ
ーザ発振器とは完全に独立させることができるのでレー
ザ発振器が完全密閉できる。その結果、レーザ内部共振
器のレーザ発振用ミラーの汚れ、レーザ媒質端面の汚れ
を考慮する必要がなく、レーザ出力は常に安定である。
外部共振器は、フアブリーペロー型とし、２枚のミラー
を対向させて構成され、一方のミラーはレーザ光に対し
てほぼ完全な高反射性を有し、他方のミラーは、レーザ
光が一部内部に透過するよう部分透過性を有する高反射
性ミラーより構成されている。また、部分透過性ミラー
の代りにレーザ光出力側ミラーを使用し、これに対向さ
せて高反射ミラーを配置することも可能である。このよ
うな構成では、レーザの発振条件とは独立させて、外部
共振器の構成が可能となり、外部共振器内ミラーの曲率
を散乱光強度を増すよう適した値に選択したり、或は、
レーザビーム径収束用レンズを共振器内に配置すること
も可能である。したがつて、共振器内の光強度分布を変
えることが可能となり、より効率の高い測定が可能とな
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す光散乱式微粒子検出
装置の断面略図であり、(ａ)を側面図、(ｂ)は平面図で
ある。レーザ発振器１からのレーザ出力光６は、ミラー
２，２′を対向させて構成したフアブリペロー光共振器
内に入射させる。共振器内に入つたレーザ光８は、ミラ
ー２，２′間をくり返し反射する。このときの光強度
は、ミラーの光損失を無視すれば、レーザ光に共振した
状態では、レーザ発振器１の内部に設けられたレーザ共
振器内の光強度にほぼ等しい値が得られる。一方、この
共振器内に検出セル３を配置し、吸引ノズル４より被測
定エアロゾル７をレーザ光束８と交叉するように通過さ
せ、ついで排気ノズル５で検出セル外に排出させる。こ
のとき、エアロゾル中に微粒子が含まれるとレーザ光を
散乱させる。この散乱光は集光レンズ光学系９により集
光され光検出器１０により、電気信号に変換される。ス
リツト１１は、不要な迷光を除去するものでＳ／Ｎ比を
向上させるためのものである。
装置の断面略図であり、(ａ)を側面図、(ｂ)は平面図で
ある。レーザ発振器１からのレーザ出力光６は、ミラー
２，２′を対向させて構成したフアブリペロー光共振器
内に入射させる。共振器内に入つたレーザ光８は、ミラ
ー２，２′間をくり返し反射する。このときの光強度
は、ミラーの光損失を無視すれば、レーザ光に共振した
状態では、レーザ発振器１の内部に設けられたレーザ共
振器内の光強度にほぼ等しい値が得られる。一方、この
共振器内に検出セル３を配置し、吸引ノズル４より被測
定エアロゾル７をレーザ光束８と交叉するように通過さ
せ、ついで排気ノズル５で検出セル外に排出させる。こ
のとき、エアロゾル中に微粒子が含まれるとレーザ光を
散乱させる。この散乱光は集光レンズ光学系９により集
光され光検出器１０により、電気信号に変換される。ス
リツト１１は、不要な迷光を除去するものでＳ／Ｎ比を
向上させるためのものである。
本発明の他の実施例を第２図に示す。この例では、レー
ザ発振器１′の出力側ミラー１２と別のミラー２′とで
光共振器を構成し、この中に検出セルを配置した場合で
あり、装置の簡素化が可能となる。なお、検出光学系は
省略してある。
ザ発振器１′の出力側ミラー１２と別のミラー２′とで
光共振器を構成し、この中に検出セルを配置した場合で
あり、装置の簡素化が可能となる。なお、検出光学系は
省略してある。
第３図は、本発明の別の実施例を示す図であり、レーザ
からの出力光６をレンズ１３により、エアロゾル７と最
適ビーム径１４で交叉するよう収束させる。このときの
光共振器はレーザ共振器用ミラー１２と別のミラー２と
で構成される。このような検出セル構造とすることによ
り、微粒子の検出精度を向上させることが可能となる。
尚、レンズとの組合せは第１図の例でも適用可能であ
る。
からの出力光６をレンズ１３により、エアロゾル７と最
適ビーム径１４で交叉するよう収束させる。このときの
光共振器はレーザ共振器用ミラー１２と別のミラー２と
で構成される。このような検出セル構造とすることによ
り、微粒子の検出精度を向上させることが可能となる。
尚、レンズとの組合せは第１図の例でも適用可能であ
る。
以上の如く、本発明によれば、レーザ共振器内に検出セ
ルを配置する方式と同等の検出感度を達成できると共
に、配置自由度がより高くなるうえ、レーザ発振器の発
振条件を変えないで、レーザビーム径をコントロールで
き、このため、レーザ出力も安定するので、実用的効果
の大なる微粒子検出装置の実現が可能となる。
ルを配置する方式と同等の検出感度を達成できると共
に、配置自由度がより高くなるうえ、レーザ発振器の発
振条件を変えないで、レーザビーム径をコントロールで
き、このため、レーザ出力も安定するので、実用的効果
の大なる微粒子検出装置の実現が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図及び第
３図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す断面略図であ
る。 １……レーザ共振器、２，２′……光共振器用ミラー、
３……検出セル、４……吸引ノズル、５……排気ノズ
ル、６……レーザ出力光、７……エアロゾルビーム、８
……光共振器内レーザビーム、９……集光レンズ、１０
……光検出器、１１……スリツト、１２……レーザ共振
器用ミラー、１３……レーザビーム収束用レンズ。
３図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す断面略図であ
る。 １……レーザ共振器、２，２′……光共振器用ミラー、
３……検出セル、４……吸引ノズル、５……排気ノズ
ル、６……レーザ出力光、７……エアロゾルビーム、８
……光共振器内レーザビーム、９……集光レンズ、１０
……光検出器、１１……スリツト、１２……レーザ共振
器用ミラー、１３……レーザビーム収束用レンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 匡 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 八掛 保夫 神奈川県足柄上郡中井町久所300番地 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 塚田 一也 神奈川県足柄上郡中井町久所300番地 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−42432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−165008（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−104980（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−138750（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】その内部に設けられたレーザ共振器により
レーザを共振させてレーザ光を出力するレーザ発振器
と、このレーザ発振器の外側に配置されこのレーザ発振
器の出力を受けるミラーを有しかつ前記レーザ光に共振
する外部光共振器と、内部に被測定エアロゾルを含む検
出セルと、前記被測定エアロゾルからの散乱光を電気信
号に変換する光検出素子とからなり、前記検出セルを前
記外部光共振器内に配置したことを特徴とする微粒子検
出装置。 - 【請求項２】前記外部光共振器の共振のためのミラーの
一方が前記レーザ共振器の出力側のミラーである特許請
求の範囲第１項記載の微粒子検出装置。 - 【請求項３】前記被測定エアロゾルのレーザ照射部分に
前記外部光共振器内のレーザビームを集束させる集束手
段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の微粒子検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070885A JPH0621860B2 (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 微粒子検出装置 |
| US06/721,904 US4685802A (en) | 1984-04-11 | 1985-04-10 | Small particle detection system |
| DE19853513035 DE3513035A1 (de) | 1984-04-11 | 1985-04-11 | System zum nachweis kleiner teilchen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070885A JPH0621860B2 (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 微粒子検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60214238A JPS60214238A (ja) | 1985-10-26 |
| JPH0621860B2 true JPH0621860B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=13444429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59070885A Expired - Lifetime JPH0621860B2 (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 微粒子検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621860B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9671325B2 (en) | 2015-07-02 | 2017-06-06 | Fuji Electric Co., Ltd. | Particle measuring device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH071227B2 (ja) * | 1986-03-07 | 1995-01-11 | 日立電子エンジニアリング株式会社 | 微粒子検出装置 |
| JPS63133041A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-04 | Rion Co Ltd | 光散乱式微粒子計 |
| JPH02118244U (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-21 | ||
| TWI408355B (zh) * | 2009-09-28 | 2013-09-11 | Chane Yu Lai | Immediate detection device and detection method of biogas glue |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58165008A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-30 | Chiesuto Kk | 微小粒子の粒径分布測定方法 |
| JPS5942432A (ja) * | 1982-09-01 | 1984-03-09 | Rion Co Ltd | 光散乱式浮遊粒子計数装置 |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP59070885A patent/JPH0621860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9671325B2 (en) | 2015-07-02 | 2017-06-06 | Fuji Electric Co., Ltd. | Particle measuring device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60214238A (ja) | 1985-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |