JP2016008967A - 粒子の収集および分析をするための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
条項1.
粒子の収集および分析に使用するシステムであって、
粒子生成装置に取り付けられるように構成された筺体であって、入口および出口を含む筺体と、
前記筺体の入口に結合されるように構成され、かつ入口を通って前記筺体に向けられる空気を濾過するように構成されたフィルタと、
前記筺体から真空源までのエアロゾルストリームを発生させるために前記筺体の出口と流れ連通して結合されるように構成された真空源であって、エアロゾルストリームが粒子生成装置によって生成された粒子を含む、真空源と、
前記真空源と前記筺体出口との間に結合されるように構成されたサンプリングタワーであって、前記サンプリングタワーの中に延伸し、前記筺体から前記真空源までのエアロゾルストリームをサンプリングするように構成された少なくとも1つのサンプリングノズルを含む、サンプリングタワーと
を備えるシステム。
条項2.
前記筺体に濾過済み空気を供給するために前記フィルタに結合されるように構成された送風機をさらに備える、条項1に記載のシステム。
条項3.
前記送風機が、前記筺体から空気を取り出すように構成された前記真空源がと略同じ速度で、前記筺体に空気を供給するように構成される、条項2に記載のシステム。
条項4.
前記少なくとも1つのサンプリングノズルが等速サンプリングノズルを備える、条項1に記載のシステム。
条項5.
エアロゾルストリーム中に含まれる粒子の少なくとも1つの特性を検出するように構成された検出機器をさらに備える、条項4に記載のシステム。
条項6.
前記検出機器から、エアロゾルストリーム中に含まれる粒子の検出された特性に関するデータを受け取るために、前記検出機器に通信可能に結合されるように構成された計算装置をさらに備える、条項5に記載のシステム。
条項7.
前記機器が、カスケードインパクタ、粒子計数器、質量濃度モニタ、および単段インパクタのうちの1つである、条項5に記載のシステム。
条項8.
前記サンプリングタワーが、前記サンプリングタワー内のエアロゾルストリームの速度を検出するために、差圧計に結合されたピトー管をさらに備える、条項4に記載のシステム。
条項9.
前記真空源が、前記筺体に濾過済み空気を供給するために、前記フィルタに結合されるように構成された送風機出口を含む、条項1に記載のシステム。
条項10.
粒子生成装置が粒子発生箇所を含み、前記筺体が、粒子発生箇所に対して前記筺体出口を略固定された箇所に維持するように構成される、条項1に記載のシステム。
条項11.
粒子生成装置が粒子発生箇所を含み、前記筺体は、前記筺体が粒子生成装置に取り付けられた場合に、粒子発生箇所の周りに略密閉された体積を設けるように構成される、条項1に記載のシステム。
条項12.
入口および出口を有する筺体内に収容された粒子生成源からの粒子の収集および分析をする方法であって、
濾過済み空気を入口から筺体の中に供給するステップと、
真空源を用いて、粒子を含むエアロゾルストリームを粒子生成源から出口を通り取り出すステップと、
エアロゾルストリームを筺体の出口からサンプリングタワー経由で真空源へ方向付けるステップであって、サンプリングタワーがエアロゾルストリームをサンプリングするための少なくとも1つのノズルを含む、ステップと、
ノズルに結合された検出機器を用いて、エアロゾルストリーム中の粒子の少なくとも1つの特性を検出するステップと、
エアロゾルストリーム中の粒子の検出された特性に関するデータを計算装置に出力するステップと
を含む方法。
条項13.
サンプリングタワーを通るサンプルエアロゾルストリームの速度を決定するステップと、
サンプルエアロゾルストリームの決定済み速度に少なくとも部分的に基づいて、少なくとも1つのノズルの中の速度が決定済み速度と略同じになるように少なくとも1つのノズルのサイズを決定するステップと、
決定済みサイズを有する少なくとも1つのノズルをサンプリングタワー内に設置するステップと
をさらに含む、条項12に記載の方法。
条項14.
粒子生成源が粒子生成装置の一部であり、
筺体が粒子生成源を略収容するように筺体を粒子生成装置に取り付けるステップであって、筺体が可撓性膜を備える、ステップをさらに含む、条項12に記載の方法。
条項15.
サンプリングタワーがエアロゾルストリームをサンプリングするための複数のノズルを含み、ノズルに結合された前記検出機器が、エアロゾルストリーム中の粒子の複数の特性を検出する、条項12に記載の方法。
条項16.
サンプリングタワーが略円形の断面を有し、前記方法が、サンプリングタワー内の複数のノズルをサンプリングタワーの周囲に円周方向に互い違いに配置するステップをさらに含む、条項15に記載の方法。
条項17.
粒子生成装置の粒子生成箇所に生成された粒子の収集および分析に使用するシステムであって、
粒子生成装置に取り付けられた筺体であって、前記筺体および粒子生成装置が、粒子生成箇所の周りに略密閉された体積を協働して作り出し、密閉された体積への入口および密閉された体積からの出口を含む筺体と、
前記筺体の入口に結合され、かつ入口を通って前記筺体に向けられる空気を濾過するように構成されたフィルタと、
入口および出口を有する第1の真空源であって、前記第1の真空源入口が、前記筺体から前記第1の真空源までのエアロゾルストリームを発生させるために前記筺体出口と流れ連通して結合され、エアロゾルストリームが粒子生成装置によって生成された粒子を含み、前記第1の真空源出口が、前記筺体に濾過済み空気を供給するために前記フィルタと流れ連通して結合される、第1の真空源と、
前記第1の真空源の入口と前記筺体出口との間に結合されたサンプリングタワーであって、前記サンプリングタワーの中に延伸し、前記筺体から前記真空源までのエアロゾルストリームをサンプリングするように構成された複数のサンプリングノズルを含む、サンプリングタワーと
を備えるシステム。
条項18.
入口および出口を有する第2の真空源をさらに備え、前記第2の真空源入口が、前記筺体の外側の体積と流れ連通して結合され、前記第2の真空源出口が、前記筺体に濾過済み空気を供給するために前記フィルタと流れ連通して結合される、条項17に記載のシステム。
条項19.
複数のノズルに結合された複数の検出機器をさらに備え、各検出機器がエアロゾルストリーム中の粒子の少なくとも1つの特性を検出するように構成される、条項17に記載のシステム。
条項20.
前記筺体が、前記粒子生成箇所に対して前記筺体出口を略固定された位置に維持するように構成される、条項17に記載のシステム。
Q=VA (1)
ただし、Q=流量、V=速度、A=面積であり、
A=πD2/4 (2)
ただし、Dはダクトの直径である。選択された直径はまた、ダクト内でノズル/管に対して十分な遊びがあるくらい大きくする必要がある。
202 粒子生成装置
204 粒子
206 筺体
207 体積
208 入口
210 出口
212 フィルタ
214 送風機
216 真空源
218 サンプリングタワー
220 ノズル
221 長さ
222 検出システム
224 ダクト
300 システム
302 工作機械
304 作業台
306 工作物
308 z軸コラム
310 切削工具
311 粒子生成箇所
312 第1の部分
314 第2の部分
316 出口ノズル
318,320 開口部
322,324 検出機器
326 カスケードインパクタ
328 サンプリングポンプ
330 ピトー管
332 圧力計
400 閉システム
402 筺体
404 空気取入れ口
406 体積
408 出力部
410 バランス弁
600 管
602 先端部
Claims (15)
- 粒子の収集および分析に使用するシステム(200)であって、
粒子生成装置(202)に取り付けられるように構成された筺体(206)であって、入口(208)および出口(210)を含む筺体(206)と、
前記筺体の前記入口に結合されるように構成され、かつ前記入口を通って前記筺体に向けられる空気を濾過するように構成されたフィルタ(212)と、
前記筺体から真空源までのエアロゾルストリームを発生させるために前記筺体の前記出口と流れ連通して結合されるように構成された真空源(216)であって、前記エアロゾルストリームが前記粒子生成装置によって生成された粒子(204)を含む、真空源(216)と、
前記真空源と前記筺体の出口との間に結合されるように構成されたサンプリングタワー(218)であって、前記サンプリングタワーの中に延伸し、前記筺体から前記真空源までの前記エアロゾルストリームをサンプリングするように構成された少なくとも1つのサンプリングノズル(220)を含む、サンプリングタワー(218)と
を備えるシステム(200)。 - 前記筺体(206)に濾過済み空気を供給するために前記フィルタ(212)に結合されるように構成された送風機(214)をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記送風機(214)が、前記筺体から空気を抽出するように構成された前記真空源と略同じ速度で、前記筺体(206)に空気を供給するように構成される、請求項2に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのサンプリングノズル(220)が等速サンプリングノズルを備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記エアロゾルストリーム中に含まれる粒子の少なくとも1つの特性を検出するように構成された検出機器(322、324)をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記検出機器から、前記エアロゾルストリーム中に含まれる前記粒子の検出された特性に関するデータを受け取るために、前記検出機器(322、324)に通信可能に結合されるように構成された計算装置(100)をさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記機器が、カスケードインパクタ、粒子計数器、質量濃度モニタ、および単段インパクタのうちの1つである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記サンプリングタワー(218)が、前記サンプリングタワー内の前記エアロゾルストリームの速度を検出するために、差圧計に結合されたピトー管(330)をさらに備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記真空源(216)が、前記筺体に濾過済み空気を供給するために、前記フィルタ(212)に結合されるように構成された送風機出口を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記粒子生成装置(202)が粒子発生箇所を含み、前記筺体が、前記粒子発生箇所に対して前記筺体の出口を略固定された位置に維持するように構成される、請求項1〜9のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記粒子生成装置(202)が粒子発生箇所を含み、前記筺体(206)は、前記筺体が前記粒子生成装置に取り付けられた場合に、前記粒子発生箇所の周りに略密閉された体積を設けるように構成される、請求項1〜10のいずれか一項に記載のシステム。
- 入口(208)および出口(210)を有する筺体(206)内に収容された粒子生成源からの粒子の収集および分析をする方法であって、
濾過済み空気を前記入口から前記筺体の中に供給するステップと、
真空源(216)を用いて、粒子を含むエアロゾルストリームを前記粒子生成源から前記出口(210)を通り取り出すステップと、
前記エアロゾルストリームを前記筺体の前記出口(210)からサンプリングタワー(218)経由で前記真空源(216)へ方向付けるステップであって、前記サンプリングタワーが前記エアロゾルストリームをサンプリングするための少なくとも1つのノズル(220)を含む、ステップと、
前記ノズルに結合された検出機器を用いて、前記エアロゾルストリーム中の粒子の少なくとも1つの特性を検出するステップと、
前記エアロゾルストリーム中の前記粒子の検出された特性に関するデータを計算装置に出力するステップと
を含む方法。 - 前記サンプリングタワー(218)を通るサンプルエアロゾルストリームの速度を決定するステップと、
前記サンプルエアロゾルストリームの決定済み速度に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも1つのノズルの中の速度が前記決定済み速度と略同じになるように前記少なくとも1つのノズル(220)のサイズを決定するステップと、
前記決定済みサイズを有する前記少なくとも1つのノズル(220)を前記サンプリングタワー内に設置するステップと
をさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 前記粒子生成源が粒子生成装置(202)の一部であり、
前記筺体が前記粒子生成源を略収容するように前記筺体(206)を前記粒子生成装置(202)に取り付けるステップであって、前記筺体が可撓性膜を備える、ステップ
をさらに含む、請求項12または13に記載の方法。 - 前記サンプリングタワー(218)が略円形の断面を有し、前記方法が、前記サンプリングタワー内の複数の前記ノズルを前記サンプリングタワーの周囲に円周方向に互い違いに配置するステップをさらに含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
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