JPH0737936B2 - 光散乱方式による微粒子検出装置 - Google Patents
光散乱方式による微粒子検出装置Info
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- JPH0737936B2 JPH0737936B2 JP62186403A JP18640387A JPH0737936B2 JP H0737936 B2 JPH0737936 B2 JP H0737936B2 JP 62186403 A JP62186403 A JP 62186403A JP 18640387 A JP18640387 A JP 18640387A JP H0737936 B2 JPH0737936 B2 JP H0737936B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造工場のクリーンルーム等において用
いられ微小な粒子を光学的に検知する微粒子検出装置に
関し、特にその光学系部分の改良に関するものである。
いられ微小な粒子を光学的に検知する微粒子検出装置に
関し、特にその光学系部分の改良に関するものである。
半導体工場のクリーンルーム等において用いられる微粒
計数装置は、工場内のエアロゾルを抽出してノズルより
所定の測定領域内に噴出させそこにレーザ光等を照射
し、散乱光の有無に基づいて粒子数を計測する微粒子計
数装置が知られている。又特開昭57−42839号に示され
ているように、微粒子を核としてアルコール等の蒸気を
凝縮させ成長させて光学的に検出するようにした微粒子
検出装置も知られている。このような微粒子検出装置で
は、レーザ光等の光源を集束させて測定領域に照射する
と共に、測定領域に微粒子を含むエアロゾルを通過させ
てその散乱光を集光し、電気信号に変換してその信号を
所定閾値レベルで弁別し微粒子の有無を検出するように
している。そして散乱光を効率良く集光するために集光
レンズが用いられていた。
計数装置は、工場内のエアロゾルを抽出してノズルより
所定の測定領域内に噴出させそこにレーザ光等を照射
し、散乱光の有無に基づいて粒子数を計測する微粒子計
数装置が知られている。又特開昭57−42839号に示され
ているように、微粒子を核としてアルコール等の蒸気を
凝縮させ成長させて光学的に検出するようにした微粒子
検出装置も知られている。このような微粒子検出装置で
は、レーザ光等の光源を集束させて測定領域に照射する
と共に、測定領域に微粒子を含むエアロゾルを通過させ
てその散乱光を集光し、電気信号に変換してその信号を
所定閾値レベルで弁別し微粒子の有無を検出するように
している。そして散乱光を効率良く集光するために集光
レンズが用いられていた。
しかるにこのような従来の光散乱方式による微粒子検出
装置では、散乱した光一部のみが検出されることとなっ
て検出効率があまり良くないという問題点があった。
装置では、散乱した光一部のみが検出されることとなっ
て検出効率があまり良くないという問題点があった。
本発明はこのような従来の光散乱方式による微粒子検出
装置の問題点に鑑みてなされたものであって、高い効率
で微粒子を検出できるようにすると共にノイズ等による
誤動作をなくするようにすることを技術的課題とする。
装置の問題点に鑑みてなされたものであって、高い効率
で微粒子を検出できるようにすると共にノイズ等による
誤動作をなくするようにすることを技術的課題とする。
本願第１の発明は第１図及び第２図に示すように、微粒
子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し測定領域に
噴出させる吸引手段と、測定領域に光ビームを照射する
光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の通過に伴う散乱
光に基づいて微粒子を検出する光散乱方式による微粒子
検出装置であって、測定領域を取り囲み、該測定領域内
で夫々焦点を近接させて相対向させた回転楕円面を有す
る一対の凹面鏡と、凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対
向する他方の回転楕円面の焦点位置に配置されて相対向
する凹面で反射された散乱光を受光して電気信号に変換
する一対の光電変換器と、対の光電変換器の出力を加算
して散乱検知信号とする加算回路と、を具備することを
特徴とするものである。
子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し測定領域に
噴出させる吸引手段と、測定領域に光ビームを照射する
光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の通過に伴う散乱
光に基づいて微粒子を検出する光散乱方式による微粒子
検出装置であって、測定領域を取り囲み、該測定領域内
で夫々焦点を近接させて相対向させた回転楕円面を有す
る一対の凹面鏡と、凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対
向する他方の回転楕円面の焦点位置に配置されて相対向
する凹面で反射された散乱光を受光して電気信号に変換
する一対の光電変換器と、対の光電変換器の出力を加算
して散乱検知信号とする加算回路と、を具備することを
特徴とするものである。
又本願の第２の発明は第４図に示すようにこれらに加え
て、対の光電変換器の出力の一致を判別することにより
加算出力を断続する一致判別手段を具備するものであ
り、本願の第３の発明は第１の発明に加えて加算回路の
出力を所定の時定数で積分する積分回路を具備すること
を特徴とするものである。
て、対の光電変換器の出力の一致を判別することにより
加算出力を断続する一致判別手段を具備するものであ
り、本願の第３の発明は第１の発明に加えて加算回路の
出力を所定の時定数で積分する積分回路を具備すること
を特徴とするものである。
このような特徴を有する本願の第１の発明によれば、回
転楕円面を有する二つの凹面鏡を対向させその焦点を測
定領域内で近接させるようにしている。そして各回転楕
円面を持つ凹面鏡の他方の焦点位置に夫々光電変換器を
配置しているため、いずれの方向に散乱光が散乱しても
いずれかの凹面鏡で反射されて他方の光電変換器に導か
れる。ここで相対向する凹面鏡の焦点を測定領域内でわ
ずかに異ならせ近接するようにしているため、散乱光の
信号強度はダクトを通過するエアロゾルの位置にほとん
ど依存しなくなる。そして２つの光電変換器の出力を加
算して散乱検知信号として出力している。又本願の第２
の発明では夫々の光電変換器のいずれか一方にのみ信号
が得られる場合には、ノイズとしてそのときの出力を禁
止するようにしている。又本願の第３の発明では光電変
換器の出力を加算し、その出力を更に所定の時定数を有
する積分回路に与えることによってダクトを通過する微
粒子の位置による信号強度の変化を少なくするようにし
ている。
転楕円面を有する二つの凹面鏡を対向させその焦点を測
定領域内で近接させるようにしている。そして各回転楕
円面を持つ凹面鏡の他方の焦点位置に夫々光電変換器を
配置しているため、いずれの方向に散乱光が散乱しても
いずれかの凹面鏡で反射されて他方の光電変換器に導か
れる。ここで相対向する凹面鏡の焦点を測定領域内でわ
ずかに異ならせ近接するようにしているため、散乱光の
信号強度はダクトを通過するエアロゾルの位置にほとん
ど依存しなくなる。そして２つの光電変換器の出力を加
算して散乱検知信号として出力している。又本願の第２
の発明では夫々の光電変換器のいずれか一方にのみ信号
が得られる場合には、ノイズとしてそのときの出力を禁
止するようにしている。又本願の第３の発明では光電変
換器の出力を加算し、その出力を更に所定の時定数を有
する積分回路に与えることによってダクトを通過する微
粒子の位置による信号強度の変化を少なくするようにし
ている。
第１図は本発明の一実施例による微粒子検出装置の光学
系部分を示す断面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図であ
る。これらの図においてダクト１は一端よりエアロゾル
が導かれるダクトであって、その他端はテーパ状に形成
されたノズル２として光測定室３に開放されている。そ
してノズルの先端は後述するように偏平に構成されてい
る。ノズル２の先端部に対向し、後述するようにレーザ
ビームの光行路４を挟んでダクト５が設けられる。ダク
ト５は光検出室３においてノズル２からの微粒子を含む
エアロゾルを所定の流量で吸引するものであって、その
端部は流量計６及びポンプ７に連結されている。ポンプ
７はダクト１を介してエアロゾルを吸引する吸引手段で
あり、吸引したエアロゾルをフィルタ８を介して外部に
放出するようにしている。
系部分を示す断面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図であ
る。これらの図においてダクト１は一端よりエアロゾル
が導かれるダクトであって、その他端はテーパ状に形成
されたノズル２として光測定室３に開放されている。そ
してノズルの先端は後述するように偏平に構成されてい
る。ノズル２の先端部に対向し、後述するようにレーザ
ビームの光行路４を挟んでダクト５が設けられる。ダク
ト５は光検出室３においてノズル２からの微粒子を含む
エアロゾルを所定の流量で吸引するものであって、その
端部は流量計６及びポンプ７に連結されている。ポンプ
７はダクト１を介してエアロゾルを吸引する吸引手段で
あり、吸引したエアロゾルをフィルタ８を介して外部に
放出するようにしている。
一方光源室10には第１図及び第２図に示すようにレーザ
ダイオード11等のレーザ光源が配置され、その光軸上に
光径を平行に拡大するコリメートレンズ12及び集光レン
ズ13が設けられる。光源室10の先端部はレーザビームを
照射する開口10aが形成されている。そして光源室10の
開口10aに対向してダクト１とダクト５との間隙を通る
光行路４を挟んでレーザビームを反射させないで吸収す
る光トラップ14が設けられている。そしてレーザビーム
とダクト１及び５とのエアロゾルによって散乱光を発生
させる測定領域15を構成している。ここで光源室10は測
定領域15に光ビームを照射する光ビーム照射手段を構成
している。
ダイオード11等のレーザ光源が配置され、その光軸上に
光径を平行に拡大するコリメートレンズ12及び集光レン
ズ13が設けられる。光源室10の先端部はレーザビームを
照射する開口10aが形成されている。そして光源室10の
開口10aに対向してダクト１とダクト５との間隙を通る
光行路４を挟んでレーザビームを反射させないで吸収す
る光トラップ14が設けられている。そしてレーザビーム
とダクト１及び５とのエアロゾルによって散乱光を発生
させる測定領域15を構成している。ここで光源室10は測
定領域15に光ビームを照射する光ビーム照射手段を構成
している。
さて光検出室３は図示のように回転楕円面を有する一対
の凹面鏡16,17から構成される。第３図（ａ）は凹面鏡1
6,17の回転楕円面を示す断面図である。本図に示すよう
に楕円の焦点をF1,F2とすると、一方の焦点より照射さ
れた光は回転楕円面内で反射されて全て他方の焦点に与
えられる。従って焦点F1,F2間の距離ａとすると、長軸
上の点Ａと焦点F1,長軸上の点Ｂと焦点F2の間の距離が
夫々距離ａとなるように球に近い楕円とし、夫々長軸上
の点A,Bの位置にPINダイオード等の光電変換器21,22を
設ける。そして第３図（ｂ）に示すように焦点F1,F2を
近接させて焦点F1,F2をレーザビームの光行路４とノズ
ル２及びダクト５の開口部が対向する測定領域15内に含
まれるようにする。即ち凹面鏡16の鏡面を構成する楕円
は測定領域15内の焦点F1と光源変換器21の近傍の点Ｃを
夫々一対の焦点とする回転楕円面を構成している。又凹
面鏡17も同様にして測定領域15内の焦点F2と光電変換器
22の近傍の点Ｄを焦点とする回転楕円面を構成してい
る。そうすれば測定領域15より散乱した光のうち一方の
凹面鏡16に照射される散乱光は他方の凹面鏡17の中心に
配置された光電変換器21に照射される。又測定領域15よ
り散乱した光のうち他方の凹面鏡17に照射された散乱光
は凹面鏡16の中心に配置された光電変換器22に照射され
ることとなる。従って全ての立体角で反射された散乱光
をいずれかの光電変換器21,22に与えることができる。
光電変換器21,22は夫々他方の回転楕円面から反射され
た散乱光を電気信号に変換するものである。
の凹面鏡16,17から構成される。第３図（ａ）は凹面鏡1
6,17の回転楕円面を示す断面図である。本図に示すよう
に楕円の焦点をF1,F2とすると、一方の焦点より照射さ
れた光は回転楕円面内で反射されて全て他方の焦点に与
えられる。従って焦点F1,F2間の距離ａとすると、長軸
上の点Ａと焦点F1,長軸上の点Ｂと焦点F2の間の距離が
夫々距離ａとなるように球に近い楕円とし、夫々長軸上
の点A,Bの位置にPINダイオード等の光電変換器21,22を
設ける。そして第３図（ｂ）に示すように焦点F1,F2を
近接させて焦点F1,F2をレーザビームの光行路４とノズ
ル２及びダクト５の開口部が対向する測定領域15内に含
まれるようにする。即ち凹面鏡16の鏡面を構成する楕円
は測定領域15内の焦点F1と光源変換器21の近傍の点Ｃを
夫々一対の焦点とする回転楕円面を構成している。又凹
面鏡17も同様にして測定領域15内の焦点F2と光電変換器
22の近傍の点Ｄを焦点とする回転楕円面を構成してい
る。そうすれば測定領域15より散乱した光のうち一方の
凹面鏡16に照射される散乱光は他方の凹面鏡17の中心に
配置された光電変換器21に照射される。又測定領域15よ
り散乱した光のうち他方の凹面鏡17に照射された散乱光
は凹面鏡16の中心に配置された光電変換器22に照射され
ることとなる。従って全ての立体角で反射された散乱光
をいずれかの光電変換器21,22に与えることができる。
光電変換器21,22は夫々他方の回転楕円面から反射され
た散乱光を電気信号に変換するものである。
次に本実施例の信号処理部の構成について第４図を参照
しつつ説明する。一対の光電変換器21,22の出力は夫々
増幅器23,24に与えられる。増幅器23,24は同一の増幅率
で与えられた信号を増幅するものであって、その出力は
加算器25及び乗算器26に与えられる。乗算器26はこれら
の信号を乗算するものであってその出力は比較器27に与
えられる。比較器27は所定の閾値が設定されており、そ
の閾値レベルで信号を弁別して所定値以上のときに出力
をアナログスイッチ28に与えるものである。アナログス
イッチ28は比較器27より信号が与えられるときに加算出
力を積分回路29に与える。積分回路29は後述するように
ノズル２の中心を通る微粒子が光ビームを通過する時間
を中心とする時定数を有する積分回路であって、その出
力は第２の比較器30に与えられる。この装置を粒子数の
計数装置とすれば、比較器30は所定の閾値レベルが設定
されており、そのレベルを越える信号を弁別するもので
あって、その出力はカウンタ31に与えられる。カウンタ
31は比較出力に基づいて粒子数を計数するものである。
又第４図に破線で示すように本実施例を散乱光レベルに
よって粒径を検出する検出装置とすれば、積分出力は相
異なった閾値レベルを有する比較器30,32を介してカウ
ンタ31,33に与えるものとする。ここで乗算器26,比較器
27及びアナログスイッチ28は本願の第２発明の一致判別
手段を構成している。
しつつ説明する。一対の光電変換器21,22の出力は夫々
増幅器23,24に与えられる。増幅器23,24は同一の増幅率
で与えられた信号を増幅するものであって、その出力は
加算器25及び乗算器26に与えられる。乗算器26はこれら
の信号を乗算するものであってその出力は比較器27に与
えられる。比較器27は所定の閾値が設定されており、そ
の閾値レベルで信号を弁別して所定値以上のときに出力
をアナログスイッチ28に与えるものである。アナログス
イッチ28は比較器27より信号が与えられるときに加算出
力を積分回路29に与える。積分回路29は後述するように
ノズル２の中心を通る微粒子が光ビームを通過する時間
を中心とする時定数を有する積分回路であって、その出
力は第２の比較器30に与えられる。この装置を粒子数の
計数装置とすれば、比較器30は所定の閾値レベルが設定
されており、そのレベルを越える信号を弁別するもので
あって、その出力はカウンタ31に与えられる。カウンタ
31は比較出力に基づいて粒子数を計数するものである。
又第４図に破線で示すように本実施例を散乱光レベルに
よって粒径を検出する検出装置とすれば、積分出力は相
異なった閾値レベルを有する比較器30,32を介してカウ
ンタ31,33に与えるものとする。ここで乗算器26,比較器
27及びアナログスイッチ28は本願の第２発明の一致判別
手段を構成している。
次に本実施例の動作について説明する。まずポンプ７を
駆動してダクト５よりエアロゾルを吸引することにより
エアロゾルをダクト１に導く。そうすればノズル２の先
端より微粒子を含むエアロゾルが噴出してダクト５に吸
引されることとなる。このときレーザダイオード等のレ
ーザ光源11を駆動してコリメートレンズ12,集光レンズ1
3を介して平行なレーザビームを光トラップ14側に向け
て照射する。そうすれば第１図に示すようにノズル２と
ダクト５が対向する測定領域15を光ビームが通過するこ
ととなる。
駆動してダクト５よりエアロゾルを吸引することにより
エアロゾルをダクト１に導く。そうすればノズル２の先
端より微粒子を含むエアロゾルが噴出してダクト５に吸
引されることとなる。このときレーザダイオード等のレ
ーザ光源11を駆動してコリメートレンズ12,集光レンズ1
3を介して平行なレーザビームを光トラップ14側に向け
て照射する。そうすれば第１図に示すようにノズル２と
ダクト５が対向する測定領域15を光ビームが通過するこ
ととなる。
第５図（ａ），（ｂ）は測定領域15を示す拡大斜視図及
び上面図である。本図に示すように２つの凹面鏡16,17
の焦点が夫々わずかに隔たっている。夫々の焦点から異
なった距離離れた位置を通過する粒子は光電変換器21,2
2の近傍に焦点を結ぶこととなって光電変換器21,22に散
乱光信号が伝えられる。例えば焦点F1の近傍を微粒子が
通過する場合には、その距離ｌに対応して第６図（ａ）
に示すような受光曲線が得られることとなる。そしてこ
の感度低下がペーク値の となる距離をl1とすると、第５図（ｂ）に示すように焦
点F1,F2間を2l1となるようにあらかじめ光学系を構成し
ておく。さて微粒子が通過すると２つの凹面鏡16,17に
ほぼ一様に散乱することとなるが、前述のように凹面鏡
16,17の球面に夫々照射された散乱光は測定領域15とは
異なる他方の焦点、即ち夫々光電変換器21と22に照射さ
れる。従って光電変換器21,22よりほぼ同一の受光信号
が得られることとなり、夫々の出力は増幅器23及び24を
介して増幅される。そうすれば測定領域15を通過する微
粒子の位置によって光電変換器21,22の出力を加算する
と、その出力と微粒子の位置に対する特性は合成された
曲線として示される。そして加算出力はアナログスイッ
チ28に加えられる。又増幅器23,24の出力が乗算器26に
より乗算され比較器27に伝えられる。従って比較器27の
閾値レベルを越える信号が与えられればアナログスイッ
チ28が閉成され、加算信号が積分回路29に伝えられる。
ここで積分回路29の時定数を異ならせることによって種
々の異なった特性曲線を得ることができる。
び上面図である。本図に示すように２つの凹面鏡16,17
の焦点が夫々わずかに隔たっている。夫々の焦点から異
なった距離離れた位置を通過する粒子は光電変換器21,2
2の近傍に焦点を結ぶこととなって光電変換器21,22に散
乱光信号が伝えられる。例えば焦点F1の近傍を微粒子が
通過する場合には、その距離ｌに対応して第６図（ａ）
に示すような受光曲線が得られることとなる。そしてこ
の感度低下がペーク値の となる距離をl1とすると、第５図（ｂ）に示すように焦
点F1,F2間を2l1となるようにあらかじめ光学系を構成し
ておく。さて微粒子が通過すると２つの凹面鏡16,17に
ほぼ一様に散乱することとなるが、前述のように凹面鏡
16,17の球面に夫々照射された散乱光は測定領域15とは
異なる他方の焦点、即ち夫々光電変換器21と22に照射さ
れる。従って光電変換器21,22よりほぼ同一の受光信号
が得られることとなり、夫々の出力は増幅器23及び24を
介して増幅される。そうすれば測定領域15を通過する微
粒子の位置によって光電変換器21,22の出力を加算する
と、その出力と微粒子の位置に対する特性は合成された
曲線として示される。そして加算出力はアナログスイッ
チ28に加えられる。又増幅器23,24の出力が乗算器26に
より乗算され比較器27に伝えられる。従って比較器27の
閾値レベルを越える信号が与えられればアナログスイッ
チ28が閉成され、加算信号が積分回路29に伝えられる。
ここで積分回路29の時定数を異ならせることによって種
々の異なった特性曲線を得ることができる。
ここで第６図（ｂ）は積分回路29の時定数を異ならせた
ときのレーザビームの異なる位置を通過する粒子に対す
る散乱光強度の変化を示す図である。本図に示すよう
に、時定数ｄは最も速いノズル２の中心を通過する微粒
子が測定領域15内のレーザビームを横切る時間を１とし
て示すものであって、曲線Ａを時定数ｄ＝０、即ち積分
回路29がない場合、曲線Ｂ〜Ｄを夫々時定数ｄ＝0.5,1,
1.5と変化させたときの信号強度の変化を示す図であ
る。本図に示すように積分回路29によってレーザビーム
の全ての位置を通過する微粒子の信号強度の変化を少な
くすることができる。そして時定数を１〜1.5となるよ
うに選択した場合にその変化を最も少なくすることが可
能となる。そして積分回路29の出力は比較器30によって
弁別されカウンタ31で計数されるため、測定領域15を通
過する微粒子数を測定することが可能である。又波高値
レベルによって粒子径を測定する場合にも異なった閾値
レベルを有する比較器30,32……を多数設けておくこと
によってそのレベルに基づいた波高値の微粒子を計数す
ることができる。
ときのレーザビームの異なる位置を通過する粒子に対す
る散乱光強度の変化を示す図である。本図に示すよう
に、時定数ｄは最も速いノズル２の中心を通過する微粒
子が測定領域15内のレーザビームを横切る時間を１とし
て示すものであって、曲線Ａを時定数ｄ＝０、即ち積分
回路29がない場合、曲線Ｂ〜Ｄを夫々時定数ｄ＝0.5,1,
1.5と変化させたときの信号強度の変化を示す図であ
る。本図に示すように積分回路29によってレーザビーム
の全ての位置を通過する微粒子の信号強度の変化を少な
くすることができる。そして時定数を１〜1.5となるよ
うに選択した場合にその変化を最も少なくすることが可
能となる。そして積分回路29の出力は比較器30によって
弁別されカウンタ31で計数されるため、測定領域15を通
過する微粒子数を測定することが可能である。又波高値
レベルによって粒子径を測定する場合にも異なった閾値
レベルを有する比較器30,32……を多数設けておくこと
によってそのレベルに基づいた波高値の微粒子を計数す
ることができる。
さていずれか一方の光電変換器、例えば光電変換器21に
ノイズが重量され増幅器23を介して信号が加算器25及び
乗算器26に与えられ、他方の光電変換器22には信号が得
られない場合には乗算器26の出力は低いレベルとなる。
そしてそのレベルが比較器27の閾値レベル以下であれば
アナログスイッチ28には信号が伝えられず加算出力は比
較器29にも与えられない。従って光電変換器21,22の出
力を単に加算しただけでなく、一致判別手段によりその
信号が同時に得られるか否かを判別すればノイズ除去効
果を向上することが可能となる。
ノイズが重量され増幅器23を介して信号が加算器25及び
乗算器26に与えられ、他方の光電変換器22には信号が得
られない場合には乗算器26の出力は低いレベルとなる。
そしてそのレベルが比較器27の閾値レベル以下であれば
アナログスイッチ28には信号が伝えられず加算出力は比
較器29にも与えられない。従って光電変換器21,22の出
力を単に加算しただけでなく、一致判別手段によりその
信号が同時に得られるか否かを判別すればノイズ除去効
果を向上することが可能となる。
尚本実施例はレーザビームを細い平行なレーザビームと
なるようにしているが、測定領域で集光するようにして
もよい。この場合にも収束されたレーザビームを通過す
る時間を基準として積分回路の時定数を算出するものと
する。
なるようにしているが、測定領域で集光するようにして
もよい。この場合にも収束されたレーザビームを通過す
る時間を基準として積分回路の時定数を算出するものと
する。
又本実施例の一致判別手段はアナログ信号の状態で２つ
の信号を乗算してその一致を判別するようにしている
が、増幅器23,24の出力を比較器に与えて方形波に変換
しその一致を論理積信号に基づいて判別するようにする
ことも可能である。又２つの増幅器23,24の出力を差動
増幅器に与え、差動出力が所定レベル以下のときに一致
を判別するようにしてもよい。
の信号を乗算してその一致を判別するようにしている
が、増幅器23,24の出力を比較器に与えて方形波に変換
しその一致を論理積信号に基づいて判別するようにする
ことも可能である。又２つの増幅器23,24の出力を差動
増幅器に与え、差動出力が所定レベル以下のときに一致
を判別するようにしてもよい。
更に本実施例は２つの凹面鏡の焦点F1,F2をわずかに離
して配置するようにしているが、第３図（ｃ）に示すよ
うにそれらの焦点を位置を交差させその焦点F1,F2を所
定間隔例えばl1だけ隔てるように構成しても同一の効果
が得られる。
して配置するようにしているが、第３図（ｃ）に示すよ
うにそれらの焦点を位置を交差させその焦点F1,F2を所
定間隔例えばl1だけ隔てるように構成しても同一の効果
が得られる。
このようにして本願の第１の発明によれば、光検出室は
夫々の一方の焦点を測定領域に含み相対向させた回転楕
円面を有する一対の凹面鏡によって被われているため、
全ての散乱光をいずれか一方の凹面鏡に反射させ光電変
換器に導くことができる。従って測定領域を通過する散
乱光の集光効率を大幅に改善することができるという効
果が得られる。又レーザビームの幅が広くても焦点をわ
ずかにずらせて配置しているため、レーザビームのビー
ム幅内ではほぼ一様な感度特性を得ることができる。
夫々の一方の焦点を測定領域に含み相対向させた回転楕
円面を有する一対の凹面鏡によって被われているため、
全ての散乱光をいずれか一方の凹面鏡に反射させ光電変
換器に導くことができる。従って測定領域を通過する散
乱光の集光効率を大幅に改善することができるという効
果が得られる。又レーザビームの幅が広くても焦点をわ
ずかにずらせて配置しているため、レーザビームのビー
ム幅内ではほぼ一様な感度特性を得ることができる。
又本願の第２の発明によれば、光電変換器のいずれか一
方にノイズが重量した場合には、一方の光電変換器のみ
から信号が得られるのでその不一致に基づいて加算した
信号を停止するようにしている。こうすればノイズが重
量されても誤った検知信号を出力する恐れがなくなる。
方にノイズが重量した場合には、一方の光電変換器のみ
から信号が得られるのでその不一致に基づいて加算した
信号を停止するようにしている。こうすればノイズが重
量されても誤った検知信号を出力する恐れがなくなる。
更に本願の第３の発明によれば、この出力を積分回路に
導くようにしているためエアロゾルを噴出させるノズル
の開口の全ての領域でほぼ均一した波高値を得ることが
できるという効果が得られる。
導くようにしているためエアロゾルを噴出させるノズル
の開口の全ての領域でほぼ均一した波高値を得ることが
できるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例による微粒子検出装置の光学
系部分を示す図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図
（ａ）は本実施例の凹面鏡の球面を示す図、第３図
（ｂ）はその中心部分を削除して一対の凹面鏡からなる
光測定室を構成した状態を示す概略図、第３図（ｃ）は
凹面鏡から成る光測定室の他の例を示す概略図、第４図
は本実施例の信号処理部の構成を示すブロック図、第５
図（ａ）は本実施例の測定領域を拡大して示す拡大斜視
図、第５図（ｂ）はその上面図、第６図（ａ）は一方の
光電変換器に得られる感度曲線を示す図、第６図（ｂ）
は２つの光電変換器出力を加算し本実施例の積分回路の
積分時定数を変化させたときの微粒子の通過位置に対す
る信号強度の変化を示す図である。 1,5……ダクト、２……ノズル、３……光測定室、４…
…光行路、７……ポンプ、10……光源室、11……レーザ
ダイオード、15……測定領域、16,17……凹面鏡、21,22
……光電変換器、23,24……増幅器、25……加算器、26
……乗算器、27,30,32……比較器、28……アナログスイ
ッチ、29……積分回路、31,33……カウンタ
系部分を示す図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図
（ａ）は本実施例の凹面鏡の球面を示す図、第３図
（ｂ）はその中心部分を削除して一対の凹面鏡からなる
光測定室を構成した状態を示す概略図、第３図（ｃ）は
凹面鏡から成る光測定室の他の例を示す概略図、第４図
は本実施例の信号処理部の構成を示すブロック図、第５
図（ａ）は本実施例の測定領域を拡大して示す拡大斜視
図、第５図（ｂ）はその上面図、第６図（ａ）は一方の
光電変換器に得られる感度曲線を示す図、第６図（ｂ）
は２つの光電変換器出力を加算し本実施例の積分回路の
積分時定数を変化させたときの微粒子の通過位置に対す
る信号強度の変化を示す図である。 1,5……ダクト、２……ノズル、３……光測定室、４…
…光行路、７……ポンプ、10……光源室、11……レーザ
ダイオード、15……測定領域、16,17……凹面鏡、21,22
……光電変換器、23,24……増幅器、25……加算器、26
……乗算器、27,30,32……比較器、28……アナログスイ
ッチ、29……積分回路、31,33……カウンタ
Claims (3)
- 【請求項１】微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して
吸引し測定領域に噴出させる吸引手段と、 前記測定領域に光ビームを照射する光ビーム照射手段
と、を有し、微粒子の通過に伴う散乱光に基づいて微粒
子を検出する光散乱方式による微粒子検出装置におい
て、 前記測定領域を取り囲み、該測定領域内で夫々焦点を近
接させて相対向させた回転楕円面を有する一対の凹面鏡
と、 前記凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対向する他方の回
転楕円面の焦点位置に配置されて相対向する凹面で反射
された散乱光を受光して電気信号に変換する一対の光電
変換器と、 前記対の光電変換器の出力を加算して散乱検知信号とす
る加算回路と、 を具備することを特徴とする光散乱方式による微粒子検
出装置。 - 【請求項２】微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して
吸引し測定領域に噴出させる吸引手段と、 前記測定領域に光ビームを照射する光ビーム照射手段
と、を有し、微粒子の通過に伴う散乱光に基づいて微粒
子を検出する光散乱方式による微粒子検出装置におい
て、 前記測定領域を取り囲み、該測定領域内で夫々焦点を近
接させて相対向させた回転楕円面を有する一対の凹面鏡
と、 前記凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対向する他方の回
転楕円面の焦点位置に配置されて相対向する凹面で反射
された散乱光を受光して電気信号に変換する一対の光電
変換器と、 前記対の光電変換器の出力を加算して散乱検知信号とす
る加算回路と、 前記対の光電変換器の出力の一致を判別することにより
加算出力を断続する一致判別手段と、 を具備することを特徴とする光散乱方式による微粒子検
出装置。 - 【請求項３】微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して
吸引し測定領域に噴出させる吸引手段と、 前記測定領域に光ビームを照射する光ビーム照射手段
と、を有し、微粒子の通過に伴う散乱光に基づいて微粒
子を検出する光散乱方式による微粒子検出装置におい
て、 前記測定領域を取り囲み、該測定領域内で夫々焦点を近
接させて相対向させた回転楕円面を有する一対の凹面鏡
と、 前記凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対向する他方の回
転楕円面の焦点位置に配置されて相対向する凹面で反射
された散乱光を受光して電気信号に変換する一対の光電
変換器と、 前記対の光電変換器の出力を加算して散乱検知信号とす
る加算回路と、 前記加算回路の出力を所定の時定数で積分する積分回路
と、 を具備することを特徴とする光散乱方式による微粒子検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62186403A JPH0737936B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 光散乱方式による微粒子検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62186403A JPH0737936B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 光散乱方式による微粒子検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6429737A JPS6429737A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0737936B2 true JPH0737936B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=16187796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62186403A Expired - Lifetime JPH0737936B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 光散乱方式による微粒子検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737936B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010032235A (ko) | 1997-11-19 | 2001-04-16 | 마루야마 다카시 | 광학각도 특성 측정장치 |
| CN120685542A (zh) * | 2024-03-21 | 2025-09-23 | 上海镭慎光电科技有限公司 | 一种光散射式尘埃粒子计数器 |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62186403A patent/JPH0737936B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6429737A (en) | 1989-01-31 |
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