JPH10511452A - 粒子による光散乱を測定する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 キャリヤ媒体中に懸濁する粒子（３）の濃度、粒径あるいは粒径分布を求めるため、この粒子による光散乱を測定する装置は、前記懸濁する粒子を含むキャリヤ媒体中の散乱光中心（２）に光ビームを向ける少なくとも一つの光源（８）と、散乱光中心で発生した散乱光の一部に対する受光装置（４）と、この受光装置（４）に後続配置されている評価装置とを有する。この発明によれば、引き延ばして形成された検出室を設け、この検出室はその中心軸に対して半径方向にハウジング（１）の壁で仕切られている。その場合、このハウジング（１）は同時に粒子（３）を含む通過キャリヤ媒体の導管を形成する。光源（８）はハウジング（１３）の壁に配置され、検出室の中心軸の方向を向いているので、散乱光中心（２）は検出室の中心軸の周りの領域に形成される。この受光装置（４）はその軸（５）を検出室の中心軸に対して同軸に指向させている。その場合、受光装置（４）の視角が散乱光中心（２）を取り囲むハウジング（１）の壁を検出しないように、絞り装置（６，７）が受光装置（４）に付属している。

Description

【発明の詳細な説明】 粒子による光散乱を測定する装置 この発明は、請求の範囲第１項により、粒子の密度、粒径あるいは粒径分布を 測定するため、キャリヤ媒体中に懸濁する粒子による光散乱を測定する装置に関 する。 散乱光測定は、吸光測定の外に、空気や、他の気体中、あるいは水のような透 光性の液体中に懸濁する粒子を調べ、粒子の密度、粒径あるいは粒径分布を測定 するために一般的に知られている方法である。この場合、単色あるいは多色の光 源からの光をキャリヤ媒体へ導入する。この光ビームはキャリヤ媒体中に懸濁す る粒子に当たり、次いで主に光トラップで吸収される。光ビームが粒子に当たる と、この粒子は光の一部を所謂散乱光として最初の方向から偏向させる。受光装 置は散乱光を測定する。光源の光ビームや受光装置の視界角度で捕捉される交差 領域は散乱中心と称される。 特開平４−２６０１９７号明細書の英文抄録、第 17 巻、第 48 号（1993）P. 1447には、キャリヤ媒体中に懸濁する粒子の大きさ（直径）を測定するため、二 つの光源から光ビームを順次パルス化して共通の散乱中心に当てる。これ等の二 つの光源には、一つの共通の受光装置が付属し、この受光装置の中心軸が散乱中 心に指向している。両方の光源は光ビームを受光装置の中心軸に対して異なった 角度で出射するように配置されている。両方の光源はこの受光装置が前方散乱光 を検知するように配置されている。共通の受光装置から出力される信号はパルス 化された光ビームの時間シーケンスに対する制御装置を備えた評価装置へ順次導 入される。 キャリヤ媒体が流れているのか、案内されているのか、および、場合によって は、どのようにされているのか、分からない。この装置は特別なハウジングを備 えないので、ハウジングの壁で散乱光が生じることおよび／またはそれにより影 響される測定精度に結び付く問題が生じないように構成されている。 ドイツ公開特許第 38 31 654号明細書には、光を強く吸収する測定室を備えた 光学煙警報器が開示されている。僅かな経費で測定室の汚れによる散乱ビームが 不良の警報を与えることを阻害している。このため、ハウジングタイプの測定室 に第二の付加的な受光装置が使用されている。この装置の視界は一方の光源によ り照射される測定室の面に向いている。この第二の受光装置により比較値を求め 、この比較値は時間と共に上昇するハウジングの汚れの程度に相当し、この比較 値は、ハウジング内で変化した散乱ビームのバックグランドの悪い結果を測定精 度から排除するため、制御回路の中で適当に配慮される。 ドイツ公開特許第 33 34 545号明細書にも、受光装置の中心軸に対称に配置さ れている二つの光源を備えた光学煙警報器が開示されている。両方の光源は受光 装置の中心軸に対して鋭角に光ビームを放射するので、ここでは散乱光が後方ビ ームとして検知される。両方の光源とこの受光装置は、二つの開口を有する共通 のハウジングの中に入れてあり、これ等の開口を通して光源の光ビームが出射す るので、浮遊する反射散乱ビームの問題が解決され、多数の絞りを使用してはい ない。粒子を含むキャリヤ媒体は、同時に一方の開口を通過してハウジングの中 に導入される。 他の装置は、Bol，Roth und Wurzbacherによる「散乱光測定によるコロイド状 の空気や排水の汚染物の検出と研究」(“Erfassung und Untersuchung kolloide r Luft- und Abwasser-verunreinigungen durch Streulichtmessung”)バテル報 告書（Batellebericht）1969年、第 23 〜 29 頁に開示されている。ここでは、 レーザーの形のただ一つの光源が採用され、この光源の光ビームがレンズと絞り の複合体を経由して散乱光中心に進む。この散乱光中心は粒子を含むキャリヤ媒 体から90°横を通過する。光ビームは一方の光トラップに捕捉される。偏向鏡と 他のレンズおよび絞りにより、散乱光中心の粒子で生じた散乱光は偏向鏡を経由 して二次電子増倍管として形成されている受光装置に導入される。この周知の装 置によりキャリヤ媒体中に懸濁する粒子の大きさが求まる。この装置は光ビーム の前方方向で動作する。つまり、受光装置により光ビームの光軸に対して比較的 小さい角度の前方方向に放出される散乱光が検出される。粒子で生じた散乱光の 強度は角度に依存する。ここでは粒子の大きさが重要な役割を演じる。光ビーム の波長より相当大きな粒子に対して、殆ど全ての散乱光が前方に放射される。後 方散乱は実際には生じない。最大強度は光ビームの前方方向に対して散乱項の角 度が比較的小さい場合に確認される。粒径が波長と同程度の粒子に対して、前方 散乱と比較的小さいな強度の後方散乱が生じる。しかし、前方方向の散乱光円錐 は直径が波長より相当大きい粒子の散乱光円錐より短くて広い。直径が光ビーム の波長より著しく小さい粒子に対して、結局、散乱光は全空間方向に等しい強度 で放射される。この周知の装置はただ一つの光源と、一定波長の光ビームを用い て動作し、受光装置が光ビームの方向に対して配置されている角度も決まってい る。従って、この周知の装置は粒子の異なった粒径や粒径分布に対してどうにか 使用できる。測定精度は多くの場合十分ではない。 この発明の課題は、キャリヤ媒体中に懸濁する粒子の密度、粒径および／また は粒径分布を測定でき、比較的簡単な構成の部材を使用しても、この測定が粒子 の種々の直径や濃度の比較的広い範囲にわたり高精度で行える方法と装置を提示 することにある。この装置は簡単に構成され低価格で製造できるべきである。 上記の課題は、この発明により、請求の範囲第１項の構成により解決されてい る。最も簡単な構造上の処置を使用して、測定結果に対する検出室中の浮遊散乱 ビームの影響が抑制される。受光装置はハウジング内に導入されているが、ほぼ 散乱光中心の後ろの黒い穴の中で引き延ばされて形成されている検出室の中心軸 の方向を向いている。つまり、この新規な装置では、ハウジングの壁の汚れ、光 ビームを主として散乱中心へ集束させない光源、および散乱中心から出た後の光 ビームの不完全な吸収が問題にならない。これにより、特にケースや光源に低コ ストの部材を使用することができる。 ハウジング内に配設されている受光装置は必ずしも散乱光を電気信号に変換す る通常の光センサでなくてもよいが、ただ必ず信号に変換すべき散乱光を集める 装置でなくてはならない。散乱光を集める装置、この発明の狭い意味での受光装 置は、例えば集めた散乱光をハウジング外にある光センサへ案内する光導波路の 入射面であってもよい。 引き延ばして形成された検出室は、好ましくはその中心軸に対して軸対称ある いは回転対称に形成されている。理想的な場合、この検出室は丸く、断面が丸い 円管部分により仕切られハウジングと成っているため、この新規な装置を低価格 で作製できる。 この発明による絞り装置は、光学的な絞り、つまりレンズも有する。レンズは 絞り装置の構成要素であるが、必ずしも必要でなく好ましいものでもない。何故 なら、これ等の部材はこの新規な装置の構造上の経費を不必要に大きくするから である。 この新規な装置の有利な構成は請求の範囲の従属請求項に記載されている。 更に発展させると、この発明は、単にただ一つの光源からの光ビームを使用す んでなく、多数の光源からの光ビームを使用し、これ等を時間的に順次パルス化 して、つまり一定の時間間隔の間、別々あるいは共通の散乱光中心に向ける周知 の認識に基づいている。これには、この新規な装置の場合、比較的簡単な構成の 光源を使用し、これ等の光源が非常に低価格で、レンズと絞りの集合体を必要と しない。これ等の多数の光源あるいはそれ等の光ビームに、好ましくはただ一つ の受光装置が付属し、その場合、個々の光源の光ビームと受光装置の中心軸の間 の異なった相対配置を実現できる。 前方散乱や後方散乱も検出できる。こうして時間的に相次いで生じる粒子での 散乱光パルスが共通の受光装置で検出され、記憶され、そして評価される。この 場合、各光源と各散乱光パルスの間で光パルスの対応関係を決めることが大切で ある。従って、種々の角度関係でその時の散乱光を検出することができ、応用例 に応じて、光源と受光装置との間で個々の関係を選択できる。粒子の大きさが全 く不明で、粒径分布も未知である場合には、全ての光源を駆動すべきである。こ うして、全角度範囲を覆うことができ、一定の前方領域や一定の後方領域で測定 する今まで知られている種々の個別散乱光測定装置の利点を組み合わせた、言わ ば汎用散乱光測定装置を構築することが可能である。 その場合、種々の角度からおよび／または種々の波長からの光ビームを別々の 散乱光中心、あるいは共通の散乱光中心へ指向させると、特に有利である。ここ でも、散乱光パルスは時間的に順次ずらして共通の受光装置で検出されることが 分かる。 単色光の光ビームを使用しもよい、つまり例えばレーザーダイオードを使用し てもよい。 パルス化された光ビームの時間的な経過は、一つの共通な散乱光中心の場合、 粒子を伴うキャリヤ媒体の流速に比べてこの散乱光中心を通過して早く行われる 。こうして、一連の光ビームの全てを粒子に送り、一つの粒子からの散乱光パル スを検出できる。 多数の散乱光中心の場合には、光ビームの順序に関する散乱光中心の空間的お よび時間的な間隔を、好ましくは検出室を通過する粒子を伴うキャリヤ媒体の流 速に合わせる。 この新規な装置を用いると、周知のように、光源からの多数の光ビームをただ 一つの受光装置に合わせて利用できる。その場合、光源と受光装置との間の空間 に種々の相対配置を実現できる。受光装置は散乱光中心中に生じる散乱光の一部 のみを検知する。つまり受光装置の視界角度は散乱光中心から放出された散乱光 の狭い空間角度範囲を捕捉する。 光源は、単に多くだけでなく、その時の応用例に対して有効と思えるなら、受 光装置の中心軸に対して異なった角度にも配置される。実現された光源、あるい は全ての光源の一部のみを選択的に利用できる汎用装置を構築することもできる 。特に、波長の異なったパルス化された光ビームを放射する単色光源を使用する 。この場合も、制御装置により、その時の応用例に有効な光源の利用を選択する ことができる。 光源としては、特にレーザーダイオードまたは発光ダイオードを使用できる。 両方の光源の組み合わせも、特定な応用例に有効である。引き延ばして構成され ている検出室に、二つの共通の受光装置を設けてもよい。これ等の受光装置は散 乱光中心に対して互いに反対に向いるので、散乱光中心で生じるただ一つの光源 の前方の散乱光と後方の散乱光をそれぞれ検出できる。二つの受光装置は、互い に逆向きに、中心軸の方向に、そして黒い穴に同じように指向する。浮遊する散 乱光ビームおよび／または反射光ビームは、二つの受光装置の場合でも、対向す る受光装置から反射する限り、通常精度に対して不利とならない。必要な光源の 個数は、互いに対向している二つの受光装置の場合、半分になる。散乱光の検出 は二つの受光装置を用いて同時に行える。その場合、二つのパルスは自由に区別 される必要があり、通常別々にも処理される。 新規な装置の実施例に基づきこの発明を更に説明する。ここに示すのは、 第１図、検出室内の一つの受光装置に対する光源の模式的な相対配置、 第２図、検出室内の一つの受光装置に対する多数の光源の模式的な第一相対配 置、 第３図、検出室内の一つの受光装置に対する多数の光源の模式的な第二相対配 置、 第４図、検出室内の二つの受光装置に対する多数の光源の模式的な相対配置、 第５図、煙警報器を構成するため第３図の装置に関連する評価装置のブロック 回路図、 第６図、フィルター検査用のエアロゾル光度計を構成するブロック回路図、 第７図、汎用散乱光測定装置のブロック回路図、 である。 第１図には、円管状のハウジング１が示してあり、このハウジングの壁は引き 延ばして形成された検出室をこの検出室の中心軸に対して半径方向に仕切ってい る。この検出室の中心軸上には、散乱光中心があり、その中心点の中、あるいは 散乱光中心２内の何処かに粒子３が存在する。粒子３が懸濁するキャリヤ媒体は このハウジング１を矢印１４の方向にしかも中心軸に平行に通過する。 検出室の中心軸に対して同軸に一つの受光装置４が配設されているので、この 装置の軸５は散乱光中心２を指向する。この受光装置４は受光装置のハウジング ６の中に収納されている。このハウジングの中には、散乱光中心に向かう複数の 絞り７が配置されていて、ハウジング１の壁を検出しないように、受光装置のハ ウジング６の他端に設けてある受光装置の視界を規制している。第２〜７図でた だ一つあるいは二つの絞りが受光装置のハウジングにわたり配分して再現されて いる場合には、ここでも受光装置の視界の規制は検出室の中心軸の周りの狭い範 囲に対して行われている。 第１図では、受光装置４にはただ一つの光源９が付属している。この光源の光 ビームは受光装置４の視界を散乱光中心２で交差する。 第２図と第４図では、二つの光源８と９が設けてあり、これ等の光源の光ビー ムは受光装置４の視界を４つの散乱光中心２と２′で交差する。この場合、視界 を散乱光中心２で交差する光源９の光ビームとセンサの軸との間の角度は、それ ぞれ視界を散乱光中心２′で交差する光源８の光ビームとセンサの軸との間の角 度と等しい。 第３図では、ただ一つの受光装置４に対応して円管状のハウジング１の周囲に わたり配分されて多数の光源がある。これ等の光源の光ビームは一つの共通の散 乱光中心２に指向している。二つの光源８を用い、散乱光中心２を指向する光ビ ームの軸は受光装置４の軸５と円管状のハウジング１の軸とに垂直に配置されて いる。他の二つの光源９は後方散乱測定のため鋭角にして設けてある。これは、 受光装置４が後方散乱の散乱光パルスを、光源９から散乱光中心２へ向けて出射 する光ビームの方向に対して鋭角で検知することを意味する。他の光源は円管状 のハウジング１の壁に対して配分して配置され、これ等の他の光源も後方に向い た散乱光を検出するために使用される。二つの光源９の光ビームの平面で規制さ れる平面の他方の側には同じように他の光源１１が設けてある。これ等の光源は 前方散乱光の一部を検知する。これは、光源１１から散乱光中心２へ前方方向に 放射された光ビームの軸が受光装置４の軸５とで他の角度を形成することを意味 する。この側に他の光源を設けることできる。これ等の光源も同じように前方散 乱光の検出に使用される。受光装置４へ達した散乱光の強度は各散乱光の角度に 対して、光源８，９あるいは１１の個数を多くすることにより強くできることが 分かる。各角度あるいは角度範囲に対して、同じかあるいは異なった波長の多数 の光源を受光装置４の軸５に対して回転対称に配置できる。 ハイジング１は、図示するように、円管部分１３で形成され、この部分を矢印 １４の方向に浮遊する粒子を含むキャリヤ媒体が通過する。第２図と第３図にそ れぞれただ二つの光源８，９または１１のみが示してあるが、各平面の円管部分 １３の壁に沿って、あるいはその周囲に対して多数の光源８，９または１１が配 置されていてもよいことが分かる。受光装置４の軸５は同時に円管分１３で仕切 られる検出室の中心軸を形成する。光源８，９，１１は別々のあるいは一つの共 通な散乱光中心４に指向している。この場合、少なくとも光源が異なっている場 合、あるいは受光装置４の軸５に対して光ビームの角度が異なっている場合、光 パルスを散乱光中心２で発生させて、散乱光中心２の散乱光パルスを受光装置４ で検出し評価できるようにするため、光源８，９，１１を所定の順序で点灯ある いは消灯する。 第１〜３図に示すこの装置の部材には図示しない一つの評価装置が付属してい る。この評価装置は受光装置４の次に配置されている。最も簡単な場合、この装 置を用いてキャリヤ媒体中の粒子の濃度あるいは粒径分布の一定性を監視したい 場合、例えば煙監視器としての機能で、あるいはこの装置を浮遊物フィルターの 分離能力を測定するために利用する場合、評価装置の構成要素としてかなり動作 の緩慢な切換スイッチで十分である。このスイッチを用いて、光源８，９，１１ の一定の組み合わせも点灯させることができる。その限りでは、光源８のみを点 灯する散乱光測定を行える。この代わりに、光源１１のみ使用する場合、前方方 向の散乱光測定も行える。後方方向の散乱光測定では、光源９のみを駆動する。 この光源の組み合わせも選択でき、そのように駆動させることができる。 第４図は改良された装置を示す。ここでは、受光装置のハウジング６を有する 二つの受光装置４が対称の配置にして互いに対向設置されている。この場合、二 つの受光装置４は一つの共通の散乱光中心２に指向している。第３図の配置に比 べて、光源１１を欠いている。一方の受光装置４は後方方向の光源９の散乱光を 測定し、他方の受光装置４は前方方向の散乱光を測定する。特に、多数の光源を 異なった角度にして配置している場合、受光装置４の数を二倍にするが、光源を 節約できることが分かる。この場合でも、これ等の受光装置４は軸５の方向を向 き、黒い穴へ同じように向いている。その結果、測定精度が浮遊する散乱光ビー ムおよび／またはハウジング内で反射した光ビームにより影響されない。 第５図には、煙監視器の例で、付属する制御装置１５および評価装置１６の要 部が示してある。制御装置１５には、電源部分１７とこれに接続する切換自動器 １８がある。この自動器には、90°測定用の光源８と20°前方測定用の他の光源 １２を対応する導線２０と２１を介して交互に点灯させるスイッチ１９がある。 受光装置４は一方の導線２２を介して増幅器２３に接続し、この増幅器から導線 ２４が評価装置１６の構成要素である切換自動器２５へ通じている。この切換自 動器１５にも、受光した散乱光パルスを切り換えるスイッチ１６がある。一方の 導線１７を介して接続する限界値表示器２８は90°散乱に調整されている。導線 ２９は20°前方散乱へ指向している限界値表示器３０に通じている。導線３ １と３２は、火災の場合に発生した煙を通報するため、これ等の限界値表示器２ ８あるいは３０から警報装置３３に通じている。導線３４は二つの切換自動器１ ８と２５を接続し、適当な同期を与えるので、光源８あるいは１２から出射され た光ビームを受光装置４で受光された当該散乱光パルスへの対応をとることがで きる。この実施例では、二つの切換自動器１８と２５は、例えば１ Hz の周期で 光源８と１２を恒久的に交互に切り換える。光源８からの光ビームの散乱光パル スにより、空気の汚れの微粒子範囲が求まる。煙の出る火災が始まると、例えば 非常に微細な煙が生じる。この場合、限界値表示器２８が応答し、警報装置３３ を作動させる。これに反して、二つの限界値表示器２８と３０が同時に応答する と、警報装置３３により他の警報信号が生じる。何故なら、光源１２の光ビーム の散乱光ビームにより粒径の大きい粒子の存在を推定でき、これ等の粒子が火災 のために生じていない他の塵の源から生じるからである。その限りでは、塵芥の 異なった源の間を区別することができる。 第６図はこの装置をフィルター検査用のエアロゾル光度計として使用すること を示す。ここでは、第１図の装置に関連して、光源１１が設けてある。この光源 の光ビームは散乱光中心に向けて45°の角度を成している。対応する相対配置で は、光トラップ３５がハウジング１に設けてある。制御装置１５には、導線３６ を介して給電される光源用の電流源１７がある。評価装置１６の増幅器２３から 、導線３７がデジタル電圧計３８に通じ、導線３９がプリンター４０に通じてい る。 第６図の上記装置により、例えば試験エアロゾルを用いたフィルター検査が行 える。試験エアロゾルとして、例えば既知の粒径分布と一定の屈折率のパラフィ ン油の霧を使用できる。それ故、この光度計はエアロゾルの濃度を測定する役目 のみを有する。これには、光源１１が利用され、この光源は単色光源として配置 され、受光装置４の軸５を同時に形成する円管の軸に対してハウジング１の周囲 に半径方向に対称に配置されている。ただ二つの光源１１しか示してないが、そ の個数は２より多く、光源１１が円管状のハウジング１の周囲に配分されて配置 されていると理解すべきである。光強度が強いので、レーザーダイオードを光源 として使用する。これ等の光源１１は、ここでも共通の散乱光中心２に集束し、 フィルター試験体の後ろのエアロゾルの低濃度をも検証できる強い照度を発生す る。フィルター検査では、フィルターの透過度がフィルターの前後のエアロゾル 濃度の比として決める。ハウジング１の壁での光反射による散乱光を排除するた め、光トラップ１５が設けてある。 第７図は、汎用散乱光測定装置の実施例を示す。この場合でも、再び多数の光 源８，９，１０，１１，１２が使用される。その際、第３図の実施例に比べて角 度が変更できる。全ての光源の光ビームは散乱光中心２に指向している。軸５の 方向の散乱光パルスは受光装置４で捕捉される。制御装置１５には、電源部１７ ，マプチプレクサ４１およびパルス発生器４２がある。これ等の部材は、図示の ように導線を介して互いに、しかも光源８，９，１０，１１，１２に接続してい る。評価装置１６には、マイクロプロセッサ４３およびアナログ・デジタル変換 器４４が付属し、このアナログ・デジタル変換器は受光装置４に接続している。 データ導線４５はマルチプレクサ４１をマイクロプロセッサ４３に接続する。 この汎用散乱光測定装置を用いると、前方方向や後方方向の散乱光パルスを捕 捉でき、このパルスを粒子の粒径や粒径分布の測定に利用できる。図示する角度 範囲には、それぞれ二つの単色光源８，９，１０，１１または１２が装備されて いる。これ等の光源は互いに異なった波長の光ビームを放射する。ただ二つの光 源、例えば光源８しかそれぞれ示してないが、円管部分１３の軸に対して半径方 向に対称に配置された他の光源８が設けてある。粒子を含むキャリヤ媒体は矢印 １４の方向に円管部分１３を通過する。散乱光パルスは軸５の方向に受光装置４ に達する。この受光装置の視角度は円管部分１３の軸の周りの近傍に限られてい る。パルス発生器４２は必要に応じてマイクロプロセッサ４３によりパルスを出 力する。このパルスの幅は光源８，９，１０，１１または１２のその時の作動期 間を決める。マルチプレクサ４１により、マイクロプロセッサ４３は、パルス期 間中に作動させるべき光源を選ぶ。その時に動作している光源は散乱光中心２の 中にある粒子３を照らし、この粒子は光を散乱する。散乱光パルスは受光装置４ により電気パルスに変換され、このパルスの幅は光源の動作期間の時間によって 決まる。散乱光パルスは増幅器で増幅される。パルス波高は散乱光の強度の目安 となる。アナログ・デジタル変換器４４はパルス波高のデジタル値をマイクロプ ロセッサ４３へ出力し、このマイクロプロセッサは同時に記憶器として形成され ている。こうして、マイクロプロセッサ４３は、パルス期間中に同時に同じ角度 範囲に属する全ての光源を作動させる。例えば全ての光源８あるいは全ての光源 ９を作動させる。この場合、同じ波長を有するような光源を選ぶこともできる。 次のパルスでは、マイクロプロセッサ４３は他の波長の同じ散乱角度範囲の他の 光源を作動させる。例えば、他の光源８を作動させる。次に続くパルスでは、光 源８から光源９への切換が行われる。その場合、先ず再び第一波長を有する若干 の光源９が作動し、他の波長を有する他の光源９が作動する。散乱光パルスの波 高はその都度記憶される。周期的にマイクロプロセッサ４３が、各角度に配置さ れている各光源の散乱光パルスを記憶する。全ての光源が動作した後に、マイク ロプロセッサは散乱光の理論により粒子の粒径や粒径分布を算出し、その結果を 出力する。こうして、周期的な順が繰り返される。周期的な順のパルス列は粒子 ３が散乱光中心２の中に滞在する期間に比べて非常に長い。これは、粒子３によ り多数の散乱光パルスを調べて記憶できることを意味する。 参照符号のリスト １ ハウジング ２ 散乱光中心 ３ 粒子 ４ 受光装置 ５ 軸 ６ 受光装置のハウジング ７ 絞り ８ 光源 ９ 光源 １０ 光源 １１ 光源 １２ 光源 １３ 円管部分 １４ 矢印 １５ 制御装置 １６ 評価装置 １７ 電源部 １８ 切換自動器 １９ スイッチ ２０ 導線 ２１ 導線 ２２ 導線 ２３ 増幅器 ２４ 導線 ２５ 切換自動器 ２６ スイッチ ２７ 導線 ２８ 限界値表示器 ２９ 導線 ３０ 限界値表示器 ３１ 導線 ３２ 導線 ３３ 警報装置 ３４ 導線 ３５ 光トラップ ３６ 導線 ３７ 導線 ３８ デジタル電位計 ３９ 導線 ４１ マルチプレクサ ４３ パルス発生器 ４４ アナログ・デジタル変換器 ４５ データ導線

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１１月２０日 【補正内容】 請求の範囲 １．光ビームを浮遊する粒子（３）を含むキャリヤ媒体中の散乱光中心（２）に 向ける少なくとも一つの光源（８，９，１０，１１，１２）と、 散乱光中心で発生した散乱光の一部に対する受光装置（４）と、 受光装置（４）に後続配置された評価装置（１６）と を備え、 延ばして形成されている検出室を設け、この検出室がハウジング（１）の壁 により中心軸に対して半径方向に仕切られ、 このハウジング（１）が同時に粒子（３）を含み通過するキャリヤ媒体用の 導管を形成し、 光源（８，９，１０，１１，１２）をハウジング（１３）の壁に配置し、検 出室の中心軸へ向け、散乱光中心（２）が検出室の中心軸の周りの領域に形成さ れ、 受光装置（４）がその軸と共に検出室の中心軸に同軸に指向され、 受光装置（４）の視角が散乱光中心（２）を取り囲むハウジング（１）の壁 を捕捉せず、検出室の中心軸の周りの狭い領域のみを捕捉するように、受光装置 （４）に絞り装置（６，７）が付属し、 キャリヤ媒体中に懸濁する粒子（３）の密度、粒径あるいは粒径分布を求め るため、粒子（３）による光散乱を測定する装置において、 ハウジング（１）が円管部分（１３）で形成され、絞り装置が引き延ばされ て形成されている受光装置のハウジング（６）を有し、この受光装置のハウジン グが円管部分（１３）の検出室に突出し、受光装置（４）が受光装置のハウジン グ（６）の一方の端部に、また絞り（７）が他方の端部に配設されていることを 特徴とする装置。 ２．絞り装置は多数の絞り（７）を有し、これ等の絞りは受光装置のハウジング （６）に対して配分して配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の装置。 ３．ハウジング（１）の壁に対して配分して配置されている多数の光源（８，９ ，１０，１１，１２）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第１項または第 ２項に記載の装置。 ４．少なくとも二つの光源（８，９，１０，１２）は検出室と受光装置（４）の 共通の軸（５）に対して異なった角度に向けてあることを特徴とする請求の範囲 第３項に記載の装置。 ５．受光装置（４）が粒子（３）による前方散乱や後方散乱も検出するように、 光源（８，９，１０，１２）が配置されていることを特徴とする請求の範囲第４ 項に記載の装置。 ６．少なくとも二つの光源（８，９，１０，１２）は共通の散乱光中心（２）を 指向していることを特徴とする請求の範囲第３〜５項の何れか１項に記載の装置 。 ７．波長の異なる光ビームを放射する少なくとも二つの単色光源（８，９，１０ ，１２）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第１〜６項の何れか１項に記 載の装置。 ８．光源（８，９，１０，１２）はパルス化された光ビームを放射し、パルス化 された光ビームを順次時間的に経過させ、受光装置（４）の付属する信号への割 り付けを行う制御装置（１５）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第４〜 ７項の何れか１項に記載の装置。 ９．光源（８，９，１０，１２）はレーザーダイオードあるいは発光ダイオード であることを特徴とする請求の範囲第１〜８項の何れか１項に記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光ビームを浮遊する粒子（３）を含むキャリヤ媒体中の散乱光中心（２）に 向ける少なくとも一つの光源（８，９，１０，１１，１２）と、散乱光中心で発 生した散乱光の一部に対する受光装置（４）と、受光装置（４）に後続配置され た評価装置（１６）とを備え、キャリヤ媒体中に懸濁する粒子（３）による光散 乱を測定する装置において、引き延ばして形成されている検出室を設け、この検 出室がハウジング（１）の壁により中心軸に対して半径方向に仕切られ、このハ ウジング（１）が同時に粒子（３）を含むキャリヤ媒体を通す導管を形成し、光 源（８，９，１０，１１，１２）をハウジング（１３）の壁に配置し、検出室の 中心軸へ向け、散乱光中心（２）が検出室の中心軸の周りの領域に形成され、受 光装置（４）が検出室の中心軸に同軸の軸（５）を備え、受光装置（４）の視角 が散乱光中心（２）を取り囲むハウジング（１）の壁を捕捉しないように、受光 装置（４）に絞り装置（６，７）が付属していることを特徴とする装置。 ２．受光装置（４）の視角は検出室の中心軸の周りの狭い範囲のみを捕捉するこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．絞り装置には引き延ばして形成された受光装置のハウジング（６）と多数の 絞り（７）があり、受光装置は受光装置のハウジング（６）の一方の端部に、ま た絞り（７）は受光装置のハウジング（６）に対して他方の端部まで配分して配 置されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。 ４．ハウジング（１）は円管部分（１３）で形成されていることを特徴とする請 求の範囲第１〜３項の何れか１項に記載の装置。 ５．ハウジング（１）の壁に対して配分して配置されている多数の光源（８，９ ，１０，１１，１２）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第１〜４項の何 れか１項に記載の装置。 ６．少なくとも二つの光源（８，９，１０，１２）は検出室と受光装置（４）の 共通の軸（５）に対して異なった角度にして指向されていることを特徴とする請 求の範囲第５項に記載の装置。 ７．少なくとも二つの光源（８，９，１０，１１，１２）は共通の散乱光中心（ ４）へ指向されていることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の 装置。 ８．波長の異なった光ビームを放射する少なくとも二つの光源（８，９，１０， １１，１２）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第１〜７項の何れか１項 に記載の装置。 ９．光源（８，９，１０，１１，１２）はパルス化された光ビームを放射し、パ ルス化された光ビームを順次時間経過させ、受光装置（４）の付属信号へ対応さ せる制御装置（１５）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第６〜８項の何 れか１項に記載の装置。 10．光源（８，９，１０，１１，１２）としてレーザーダイオードか発光ダイオ ードが設けてあることを特徴とする請求の範囲第１〜９項の何れか１項に記載の 装置。