JPH084599Y2 - 液体中の微粒子測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ｛産業上の利用分野｝ 本考案は、超純水その他の液体に混入した微粒子の
径、数などを測定する装置に関するものである。

｛従来の技術｝ 超純水その他の液体に混入した微粒子の測定装置とし
て、例えば、第３図に示したものが知られている。

第３図において、21はセルで、その内部下側にノズル
22が立設され、上部に排出ライン23が設けられている。
24はセル21の側壁に設けられた散乱光窓で、この散乱光
窓24と相対してセル21の側壁外側にパイプ状のライトト
ラップ25が突設されている。そして、液体供給ライン26
の分岐部27から分岐したノズルライン28が前記ノズル22
に接続されるとともに、前記分岐部27から分岐されたシ
ースライン29が前記ライトトラップ25の端部に接続され
ている。30はシースライン29に設けられた電磁弁で、こ
れでシースライン29を開閉、またはそれを流れる流量は
調整する。31はノズル22から噴出されたサンプル液の非
混合領域で、この非混合領域31に、入射光窓（図示省
略）から光線を入射する。32は散乱光窓24から射出され
た散乱光の集光レンズ、33はスリット、34は光検出器で
ある。

この測定装置は、例えば、セル21内などの洗浄（液体
置換）の時に電磁弁30を開いて、液体供給ライン26から
供給される液体をノズル22からセル21内に噴出させると
ともに、シースライン29からライトトラップ25に流入さ
せる。

この洗浄（液体置換）が終了し微粒子を測定するとき
に、電磁弁30を閉じてノズル22からサンプル液をセル21
内に噴出させ、かつセル21内に光線を入射して、ノズル
22から噴出したサンプル液の非混合領域31を透過させ
る。そして、サンプル液に微粒子が混合していると、そ
の微粒子に前記入射光が照射され散乱するから、散乱光
窓24から射出する散乱光Ｌを検出器34で検出して混入微
粒子を測定する。

または、電磁弁30の開度を調整して、シースライン29
からライトトラップ25にシースフロー液を適量導入しな
がら、ノズル22からサンプル液を噴出させて、前記のよ
うに、セル21内に光線を入射するものである。

｛考案が解決しようとする課題｝ 前記従来の測定装置において、その電磁弁30を閉じ
て、ノズル22からサンプル液を噴出させて、その混入微
粒子の測定を行った場合は、電磁弁30の下流側でシース
ライン29に滞留した液体が、ノズルライン28の方に逆流
拡散してサンプル液に混入するから、微粒子の測定精度
に影響を与える問題がある。

また、電磁弁30を開いてセル21などの洗浄（液体置
換）をするときに、電磁弁30に液溜まりが生じるから、
液体の置換に要する時間が長くなり、かつ高粘性の液体
を低粘性の液体で洗浄（液体置換）する場合は、より長
い時間を要する問題がある。

そして、電磁弁30を開いた状態で、ノズル22からサン
プル液を噴出させて混入微粒子の測定を行う場合は、電
磁弁30の開度を調整して、シースライン29からライトト
ラップ25に流入させたシースフロー液の流速が、ノズル
22から噴出するサンプル液の流速分布に影響を与えない
ように調整する手間が必要な問題がある。また、ノズル
22、ノズルライン28、シースライン29の各配管径に対す
る考慮がされていないから、これらの配管径の差による
圧力変化で、液体に気泡が生じて微粒子の測定に影響を
与える問題もある。

本考案は、上記のような課題を解決するものであっ
て、シースラインの液体によるノズルラインのサンプル
液汚染がなくて、液体の置換が速やかに行われ、かつシ
ースラインの流量調整が不要であるとともに、気泡発生
のおそれがない液体中の微粒子測定装置をうることを目
的とするものである。

｛課題を解決するための手段｝ 本考案の液体中の微粒子測定装置は、サンプル液を上
方に噴出させるノズルがセル内に設けられるとともに、
その上部に前記サンプル液の排出ラインが接続され、か
つ前記ノズルの直上方部位の測定領域に光を入射させる
入射窓と、その測定領域からの散乱光を前記セルの外部
に設けた検出器に向けて導出させるための散乱光窓とが
前記セルに設けられ、かつ前記測定領域に臨んで開口す
るライトトラップが、前記ノズルに接続されたノズルラ
インから分岐したシースラインに接続された液体中の微
粒子測定装置にあって、前記ノズルラインの配管内径と
シースラインの配管内径を同一に設定するとともに、前
記ノズルラインとシースラインの分岐点からノズル先端
までの長さと前記シースラインの長さとを等しく設定
し、前記ライトトラップから噴出されるシースフロー液
が前記測定領域を乱さない程度に、前記ライトトラップ
の長さを前記シースラインの長さよりも充分短く設定
し、かつ前記ライトトラップの内径を前記ノズルの内径
よりも充分大きく設定してなることを特徴としている。

上述のライトトラップの内径は、例えば、ノズルの内
径の２倍以上に、またライトトラップの長さはシースラ
インの長さの半分以下に設定されることが好ましい。

｛作用｝ この測定装置は、液体をノズルラインとシースライン
とに分流して、ノズルからサンプル液としてセル内に噴
出させるとともに、ライトトラップにシースフロー液と
して連続して流入させ、かつそのノズルから噴出するサ
ンプル液の測定領域（非混合領域）に光線を照射させて
混入している微粒子からの散乱光をセル外に導出させ、
これを検出器で検出し微粒子の測定をおこなうものであ
る。

そのノズルラインとシースライン及びノズルの各内径
が同一であり、かつノズルラインとシースラインの分岐
点からノズル先端までの長さと前記シースラインの長さ
とが等しく設定されていることにより、両ラインにおけ
る流体抵抗が等しくなるため、分岐点を経由しても圧力
変化が少なく、たとえ気泡の発生しやすい液体の場合で
も、気泡の発生を少なくすることができ、かつシースラ
インからノズルラインへの液体の逆流が発生しにくく、
そのシースラインに電磁弁を設けなくてもパージ液によ
るサンプル液の汚染を防ぐことができる。

そして、ノズルから噴出するサンプル液の流量とシー
スラインからライトトラップに流入する流量がほぼ同じ
になることから、粘性の異なる液体間における置換を速
やかにおこなうことができる。

一方、ライトトラップの長さをシースラインの長さよ
りも充分短く設定し、かつそのライトトラップの内径を
ノズルの内径よりも充分大きく設定して、ライトトラッ
プから噴出されるシースフロー液が測定領域（非混合領
域）を乱さないようにし、信頼性の高い高精度な測定値
を得ることができる。

例えば上述のライトトラップの内径をノズルの内径の
２倍以上に、また、ライトトラップの長さはシースライ
ンの長さの半分以下に設定した場合、そのライトトラッ
プでの流体抵抗は、ハーゲン・ポアズイユの法則から円
管の流体抵抗として求められ、シースラインの流体抵抗
の1/32（＝1/24×1/2）以下になり、かつそのライトト
ラップでの平均流速はノズルラインの平均流速の1/4
（＝1/2²）以下となる ｛実施例｝ 本考案の液体中の微粒子測定装置の実施例を第１〜２
図について説明する。

第１〜２図において、１はセルで、その内部下側にノ
ズル２が立設され、上部に排出ライン３が設けられてい
る。４はセル１の側壁に設けられた光線の入射窓で、こ
の入射窓４と相対してセル１に射出窓５が設けられてい
る。６はセル１に設けられた散乱光窓で、この散乱光窓
６と相対してセル１の側壁外側にパイプ状のライトトラ
ップ７が突設されている。そして、液体供給ライン８の
分岐部９から分岐したノズルライン10が前記ノズル２に
接続されるとともに、前記分岐部９から分岐されたシー
スライン11が前記ライトトラップの端部に接続されてい
る。12は集光レンズ、13はスリット、14は光検出器、15
はノズル２から噴出したサンプル液の非混合領域、L₁は
入射光、L₂は散乱光である。

そして、前記ノズルライン10とシースライン11の配管
内径がノズル２の内径と同一であり、かつノズル２とノ
ズルライン10との合計長さとシースライン11の長さとを
一致させている。（図面上では図示の都合で差が生じて
いる。）、また、ライトトラップ７の内径をノズル２内
径の約３倍に大きくし、かつライトトラップ７の長さを
シースライン11の長さの約1/10と短くしている。

上記測定装置は、液体供給ライン８の液がノズルライ
ン10とシースライン11とに分流されて、ノズルライン10
の液がサンプル液としてノズル２からセル１内に噴出
し、シースライン11の液がシースフロー液としてライト
トラップ７に連続して流入する。そして、入射窓４から
セル１内に入射光L₁を入射して、ノズル２から噴出した
サンプル液の非混合領域15を透過させる。サンプル液に
微粒子が混入していると、それに入射光L₁が照射散乱す
るから、散乱光窓６から射出された散乱光L₂を光検出器
14で検出し、前記微粒子を測定するものである。

このように、シースライン11からライトトラップ７に
シースフロー液を流入させた状態で混入微粒子の測定を
するが、シースライン11には開閉用などの弁を設けてい
ないから液溜まりがなく、かつノズル２、ノズルライン
10、シースライン11、ライトトラップ７の内径と長さ
が、前記のようにそれぞれ設定されている。

したがって、ノズル２から噴出するサンプル液の量と
ライトトラップ７に流入するシースフロー液の量とがほ
ぼ同じになるから、液の置換がむらなく速やかに進行
し、かつシースライン11の液がノズルライン10に逆流し
てサンプル液を汚染するおそれがないとともに、気泡の
発生もない。そして、ライトトラップ７の内径が十分に
大きく設定されているから、ライトトラップ７における
シースフロー液の平均流速は、ノズル２から噴出するサ
ンプル液の平均流速に比して大幅に小さくなり、このラ
イトトラップ７におけるシースフロー液の流速が、ノズ
ル２から噴出するサンプル液の非混合領域15を乱すこと
も少ないから、サンプル液の混入微粒子を精度よく測定
することができる。

｛考案の効果｝ 本考案の液体中の微粒子測定装置は、ノズルラインの
配管内径とシースラインの配管内径を同一に設定すると
ともに、前記ノズルラインとシースラインの分岐点から
ノズル先端までの長さと前記シースラインの長さとを等
しく設定して、ノズルから噴出するサンプル液の量とラ
イトトラップに流入するシースフロー液の量とがほぼ同
じになるようにするとともに、そのライトトラップの長
さを前記シースラインの長さよりも充分短く設定し、か
つ前記ライトトラップの内径を前記ノズルの内径よりも
充分大きく設定して、ライトトラップから噴出させるシ
ースフロー液が前記測定領域を乱さないようにしてい
る。

したがって、シースラインの流量を調整する手間が不
要であり、かつシースラインに液溜まりが生じるおそれ
がないから、液の置換がむらなく速やかに進行するか
ら、混入微粒子の量の変化に対する応答などが早くな
る。しかも、シースラインの液体も常に流動しているか
ら、シースラインの液体がノズルラインに逆流して、ノ
ズルラインのサンプル液を汚染するおそれもなく、かつ
ノズル、ノズルライン、シースラインの各内径が同じに
設定されており、これらを流れる液体に気泡が生じるこ
ともないから、サンプル液の混入微粒子を高精度で効率
よく測定することが可能である。

そして、ライトトラップの内径がノズルの内径に対し
て十分に大きく設定されているから、ライトトラップに
おけるシースフロー液の平均流速は、ノズルから噴出す
るサンプル液の平均流速に比して大幅に小さくなる。こ
のため、ライトトラップにおけるシースフロー液の流速
で、ノズルから噴出するサンプル液の非混合領域を乱す
ことも少ないので、この点からもサンプル液混入微粒子
の測定精度を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】 第１〜２図は本考案の実施例を示し、第１図は概略断正
面図、第２図は一部を省略した概略断側面図、第３図は
従来例の概略断正面図である。 1:セル、2:ノズル、4:入射窓、6:散乱光窓、7:ライトト
ラップ、9:分岐部、10:ノズルライン、11:シースライ
ン。

フロントページの続き (72)考案者 福嶋 良助 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 (72)考案者 秋山 重之 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプル液を上方に噴出させるノズルがセ
   ル内に設けられるとともに、その上部に前記サンプル液
   の排出ラインが接続され、かつ前記ノズルの直上方部位
   の測定領域に光を入射させる入射窓と、その測定領域か
   らの散乱光を前記セルの外部に設けた検出器に向けて導
   出させるための散乱光窓とが前記セルに設けられ、かつ
   前記測定領域に臨んで開口するライトトラップが、前記
   ノズルに接続されたノズルラインから分岐したシースラ
   インに接続された液体中の微粒子測定装置において、前
   記ノズルラインの配管内径とシースラインの配管内径を
   同一に設定するとともに、前記ノズルラインとシースラ
   インの分岐点からノズル先端までの長さと前記シースラ
   インの長さとを等しく設定し、前記ライトトラップから
   噴出されるシースフロー液が前記測定領域を乱さない程
   度に、前記ライトトラップの長さを前記シースラインの
   長さよりも充分短く設定し、かつ前記ライトトラップの
   内径を前記ノズルの内径よりも充分大きく設定してなる
   ことを特徴とする液体中の微粒子測定装置。