JP3112691B2 - 粒子計数器を較正する方法および装置 - Google Patents
粒子計数器を較正する方法および装置Info
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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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエーロゾル粒子計数器、
すなわち、与えられたエーロゾルの濃度（単位容積当た
りの粒子の数）を、もし可能ならば、該粒子のグレイン
の大きさをも決定することが出来る装置を較正する方法
および装置に関する。
すなわち、与えられたエーロゾルの濃度（単位容積当た
りの粒子の数）を、もし可能ならば、該粒子のグレイン
の大きさをも決定することが出来る装置を較正する方法
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に言えば、種々の方法がすでに知
られており、上記したような装置を使用する方法が、大
気中に懸濁する粒子の大きさ、および／または濃度を決
定するために工業的に使用されている。これら計数器を
較正する方法の一つは、電気的移動度と称されているエ
ーロゾル粒子の特性量を検査することに基づいている。
静電界の影響の下で偏向されるこのような粒子の種々の
特性を規定するこの特性量は、次式で表わされる。
られており、上記したような装置を使用する方法が、大
気中に懸濁する粒子の大きさ、および／または濃度を決
定するために工業的に使用されている。これら計数器を
較正する方法の一つは、電気的移動度と称されているエ
ーロゾル粒子の特性量を検査することに基づいている。
静電界の影響の下で偏向されるこのような粒子の種々の
特性を規定するこの特性量は、次式で表わされる。
【数２】 粒子が得た移動速度である。上記２個の量の間の比例係
数Ｚが問題の電気的移動度である。この電気的移動度
は、一方においては粒子の電荷に比例し、他方において
はグレインの大きさに反比例し、直観と一致している。
さらに、移動度差分のための「分析器」または「選別
器」と称される機器があり、静電気的手段を用いて、所
与のエーロゾル束に属する種々の粒子を、その電気的移
動度の関数として分離することを可能にしている。
数Ｚが問題の電気的移動度である。この電気的移動度
は、一方においては粒子の電荷に比例し、他方において
はグレインの大きさに反比例し、直観と一致している。
さらに、移動度差分のための「分析器」または「選別
器」と称される機器があり、静電気的手段を用いて、所
与のエーロゾル束に属する種々の粒子を、その電気的移
動度の関数として分離することを可能にしている。
【０００３】現在では、このような電気的移動度選別器
の使用に基づく、エーロゾル粒子計数器の濃度またはグ
レイン大きさ較正方法が最も広く行われている。本発明
を詳細に説明する前に、これについてのある程度の情報
を提供する。エーロゾルの粒子計数器のグレイン大きさ
即ち寸法的な較正に関しては、今日までの完全に満足な
形態で使用される方法は、較正された粒子からエーロゾ
ルを製造する方法か、または、塩を水に溶解したものか
らエーロゾルを作る方法から構成されている。第１のケ
ースでは、直径が０．１から１０マイクロメータである
とされている乳液ポリスチレン極小球を使用し、空気機
械を用いて前記較正された粒子の懸濁液を霧化してい
る。霧化、乾燥の後、粒子束は数種のファミリーに分割
される、すなわち、 a) 乳液球を運ばない水滴の蒸発から生じる乾燥残滓
（これらは不純物）、 b) 単一の微小球を運ぶ水滴の蒸発から生じる乾燥残滓
（シングルレット）、 c) ２個の微小球を運ぶ水滴の蒸発から生じる残滓（ダ
ブレット）、など。かくて、不純物、シングルレット、
ダブレット、トリプレットなどによって構成された、不
連続な大きさの粒子のスペクトルが生じる。所与のグレ
イン大きさの標準束を得るためには、先に述べた粒子フ
ァミリーから特殊のファミリーを選別することが必要で
あり、このことは、電気的移動度選別器を用いて困難な
く実行出来る。
の使用に基づく、エーロゾル粒子計数器の濃度またはグ
レイン大きさ較正方法が最も広く行われている。本発明
を詳細に説明する前に、これについてのある程度の情報
を提供する。エーロゾルの粒子計数器のグレイン大きさ
即ち寸法的な較正に関しては、今日までの完全に満足な
形態で使用される方法は、較正された粒子からエーロゾ
ルを製造する方法か、または、塩を水に溶解したものか
らエーロゾルを作る方法から構成されている。第１のケ
ースでは、直径が０．１から１０マイクロメータである
とされている乳液ポリスチレン極小球を使用し、空気機
械を用いて前記較正された粒子の懸濁液を霧化してい
る。霧化、乾燥の後、粒子束は数種のファミリーに分割
される、すなわち、 a) 乳液球を運ばない水滴の蒸発から生じる乾燥残滓
（これらは不純物）、 b) 単一の微小球を運ぶ水滴の蒸発から生じる乾燥残滓
（シングルレット）、 c) ２個の微小球を運ぶ水滴の蒸発から生じる残滓（ダ
ブレット）、など。かくて、不純物、シングルレット、
ダブレット、トリプレットなどによって構成された、不
連続な大きさの粒子のスペクトルが生じる。所与のグレ
イン大きさの標準束を得るためには、先に述べた粒子フ
ァミリーから特殊のファミリーを選別することが必要で
あり、このことは、電気的移動度選別器を用いて困難な
く実行出来る。
【０００４】第２のケースにおいては、最初のエーロゾ
ルが予め較正された粒子の懸濁液から構成されていない
場合には、例えば、塩を水に溶かした溶液を霧化して得
られたエーロゾルであってもよい。この場合、乾燥後、
多分散粒子、すなわち、そのグレイン大きさが所定範囲
内で不規則、かつ連続な態様で変化する乾燥残滓が得ら
れる。この場合、その出口で準単分散粒子、すなわち、
全てが同じグレイン大きさを有し、計数器の較正のため
に直接使用できる粒子を得るためには、このエーロゾル
を差分移動度選別器に運ぶことが必要なだけである。
ルが予め較正された粒子の懸濁液から構成されていない
場合には、例えば、塩を水に溶かした溶液を霧化して得
られたエーロゾルであってもよい。この場合、乾燥後、
多分散粒子、すなわち、そのグレイン大きさが所定範囲
内で不規則、かつ連続な態様で変化する乾燥残滓が得ら
れる。この場合、その出口で準単分散粒子、すなわち、
全てが同じグレイン大きさを有し、計数器の較正のため
に直接使用できる粒子を得るためには、このエーロゾル
を差分移動度選別器に運ぶことが必要なだけである。
【０００５】本発明は、特に、濃度較正、すなわち、単
位容積中の粒子数に関する。問題はより困難であり、こ
の較正を実施するための現在使用されている既知の装置
の一つは、Ｊｕｇａｌ Ｋ．ＡｇａｒｗａｌとＭｉｃｈ
ｅｌ Ｐｏｕｒｐｒｉｘとによって、１９７７年、アイ
ルランド、ガルウエイにおける大気エーロゾル、凝結、
氷核に関する第９回国際会議で公刊された「単一粒子計
数可能な連続流ＣＮＣ」との表題の論文に記載されてい
る。この論文に記載された装置、方法は次の二つの本質
的特性に基づいている。第１に、操作が行われるエーロ
ゾルは単分散エーロゾルであり、その粒子は全て、単一
の電荷を運んでいる。識者は、後記する方法（すなわ
ち、電気的移動度選別器からの較正された乳液球）によ
ってこのような粒子の集団を如何にして入手するかを知
っている。さらに、探し出される濃度は、粒子が、試験
されるべき計数器に平行に配置された電気メータへと通
って行く間に、電荷された粒子束により誘起された電流
を用いて計測される。この電気メータにより計測された
電流ｉは、式ｉ＝ＱＮｅにより表現され、ここで、Ｑは
エーロゾル流量をcm3／ｓで表したものであり、Ｎはcm3
当たりの粒子濃度であり、ｅは１．６×１０ -19 クーロ
ンの基本電荷である。ｉとＱとが判れば、エーロゾル流
中のcm3当たりの粒子濃度の値Ｎを導き出すことは、少
なくとも理論的には容易に可能である。この既知の方法
には一つの欠点がある。較正されるべき計数器と計測電
気メータとの間におけるエーロゾル束の分布が判ってい
ると仮定することが必要なのである。
位容積中の粒子数に関する。問題はより困難であり、こ
の較正を実施するための現在使用されている既知の装置
の一つは、Ｊｕｇａｌ Ｋ．ＡｇａｒｗａｌとＭｉｃｈ
ｅｌ Ｐｏｕｒｐｒｉｘとによって、１９７７年、アイ
ルランド、ガルウエイにおける大気エーロゾル、凝結、
氷核に関する第９回国際会議で公刊された「単一粒子計
数可能な連続流ＣＮＣ」との表題の論文に記載されてい
る。この論文に記載された装置、方法は次の二つの本質
的特性に基づいている。第１に、操作が行われるエーロ
ゾルは単分散エーロゾルであり、その粒子は全て、単一
の電荷を運んでいる。識者は、後記する方法（すなわ
ち、電気的移動度選別器からの較正された乳液球）によ
ってこのような粒子の集団を如何にして入手するかを知
っている。さらに、探し出される濃度は、粒子が、試験
されるべき計数器に平行に配置された電気メータへと通
って行く間に、電荷された粒子束により誘起された電流
を用いて計測される。この電気メータにより計測された
電流ｉは、式ｉ＝ＱＮｅにより表現され、ここで、Ｑは
エーロゾル流量をcm3／ｓで表したものであり、Ｎはcm3
当たりの粒子濃度であり、ｅは１．６×１０ -19 クーロ
ンの基本電荷である。ｉとＱとが判れば、エーロゾル流
中のcm3当たりの粒子濃度の値Ｎを導き出すことは、少
なくとも理論的には容易に可能である。この既知の方法
には一つの欠点がある。較正されるべき計数器と計測電
気メータとの間におけるエーロゾル束の分布が判ってい
ると仮定することが必要なのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さらに、ある種の新し
い方法、特に、非常に高い純度を持つ、すなわち低い粒
子濃度の膨大な空気体積（ホワイトルーム）を作成する
電子的方法の発展が、典型的には立方フィート当たり１
０乃至１００粒子、すなわち２８，０００cm３当たり１
０乃至１００粒子の大気中濃度を算定出来ることを必要
とするようになった。しかし、最良の既知の方法、特に
上記したような方法は、２００粒子／cm３ 、すなわち
約５．６×１０6粒子／立方フィート以下の濃度を計数
することが出来ない。このように、既知の最良の較正方
法でも、超クリーン状態に適用される基準に整合する計
測範囲における較正を実施するために必要な濃度の１０
4倍程度の濃度に制限されているので、非常に重要な問
題が現在解決されていない。
い方法、特に、非常に高い純度を持つ、すなわち低い粒
子濃度の膨大な空気体積（ホワイトルーム）を作成する
電子的方法の発展が、典型的には立方フィート当たり１
０乃至１００粒子、すなわち２８，０００cm３当たり１
０乃至１００粒子の大気中濃度を算定出来ることを必要
とするようになった。しかし、最良の既知の方法、特に
上記したような方法は、２００粒子／cm３ 、すなわち
約５．６×１０6粒子／立方フィート以下の濃度を計数
することが出来ない。このように、既知の最良の較正方
法でも、超クリーン状態に適用される基準に整合する計
測範囲における較正を実施するために必要な濃度の１０
4倍程度の濃度に制限されているので、非常に重要な問
題が現在解決されていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は特に、簡単に実
行し得る手段を用いて、エーロゾルの粒子濃度、超クリ
ーン大気における濃度に対してさえも準絶対的な計測を
行い得るようにしたエーロゾル粒子計数器の較正方法に
関している。本発明の粒子計数器の較正方法の特徴は、
同じグレイン大きさの粒子のエーロゾル、即ち、単分散
エーロゾルを、ベクトルガス流の形態で形成する段階
と、該エーロゾルを、エーロゾル内に正負両方の符号の
ベクトルガスイオンを生成させ得る２極電荷器の作用に
曝し、ある部分の粒子を電荷し、該粒子を、各粒子に固
定された電荷数の分布が、ガン法則およびボルツマン法
則のタイプのガウスの法則に従う定常な電荷状態に置く
段階と、かく電荷されたエーロゾルを移動度選別器に導
き、該選別器が一方においては、電荷された粒子を、粒
子の基本的電荷ｅの数ｐの関数として分類しながら、電
極に固定し、他方においては、電気的に中性な粒子が逃
げ出すことを許容する段階と、これら中性の粒子を集
め、値Ｎ′oを表示する較正されるべき粒子計数器に導
く段階と、選別器により固定された電荷ｐｅと（ｐ＋
１）ｅとをそれぞれ有する粒子の数の値ＮpとＮ(p+1)と
を計算し、該値から下記式を用いて、計数器に実際供給
される中性粒子の数Ｎを演繹する段階と、
行し得る手段を用いて、エーロゾルの粒子濃度、超クリ
ーン大気における濃度に対してさえも準絶対的な計測を
行い得るようにしたエーロゾル粒子計数器の較正方法に
関している。本発明の粒子計数器の較正方法の特徴は、
同じグレイン大きさの粒子のエーロゾル、即ち、単分散
エーロゾルを、ベクトルガス流の形態で形成する段階
と、該エーロゾルを、エーロゾル内に正負両方の符号の
ベクトルガスイオンを生成させ得る２極電荷器の作用に
曝し、ある部分の粒子を電荷し、該粒子を、各粒子に固
定された電荷数の分布が、ガン法則およびボルツマン法
則のタイプのガウスの法則に従う定常な電荷状態に置く
段階と、かく電荷されたエーロゾルを移動度選別器に導
き、該選別器が一方においては、電荷された粒子を、粒
子の基本的電荷ｅの数ｐの関数として分類しながら、電
極に固定し、他方においては、電気的に中性な粒子が逃
げ出すことを許容する段階と、これら中性の粒子を集
め、値Ｎ′oを表示する較正されるべき粒子計数器に導
く段階と、選別器により固定された電荷ｐｅと（ｐ＋
１）ｅとをそれぞれ有する粒子の数の値ＮpとＮ(p+1)と
を計算し、該値から下記式を用いて、計数器に実際供給
される中性粒子の数Ｎを演繹する段階と、
【数３】 Ｎ′oとＮoとを比較する段階とを有することである。
【０００８】これから判るように、上記方法は本質的に
次の二つの物理現象に基づいている。第１に、２極イオ
ン化された媒体におけるエーロゾルの電荷法則は、各粒
子に固定された電荷の数の分布が次式の形式のガウス法
則（ボルツマン法則またはガン法則のタイプ）に従うよ
うな定常な電気状態へと導くことである。
次の二つの物理現象に基づいている。第１に、２極イオ
ン化された媒体におけるエーロゾルの電荷法則は、各粒
子に固定された電荷の数の分布が次式の形式のガウス法
則（ボルツマン法則またはガン法則のタイプ）に従うよ
うな定常な電気状態へと導くことである。
【０００９】
【数４】 ここで、 ｅは、基本電荷（４．８×１０-10ues cgs ）、 ｄは、粒子の直径（cm）、 Ｋは、ボルツマン定数（１．３８×１０-16erg ／
°）、 Ｔは、絶対温度（°Ｋ）、 ｐは、粒子により運ばれる電荷の数、
°）、 Ｔは、絶対温度（°Ｋ）、 ｐは、粒子により運ばれる電荷の数、
【数５】 ＮPは、体積単位（cm-3）毎の電荷ｐを運ぶ粒子数、 Ｚは、総粒子数（cm-3）である。
【００１０】最後に、非常に特殊な形式のこのガウス電
荷分布法則は、かく電荷されたエーロゾルの中性粒子の
数Ｎo と、ｐ基本電荷とｐ＋１基本電荷とをそれぞれ有
する前記エーロゾルの粒子数Ｎp とＮp+1 とを、次の公
式を用いてリンクさせることを可能にしている。
荷分布法則は、かく電荷されたエーロゾルの中性粒子の
数Ｎo と、ｐ基本電荷とｐ＋１基本電荷とをそれぞれ有
する前記エーロゾルの粒子数Ｎp とＮp+1 とを、次の公
式を用いてリンクさせることを可能にしている。
【００１１】
【数６】 従って、数Ｎp とＮp+1 とを選別して電荷粒子を分離し
て検知し、そこから上記公式に従ってエーロゾルに含ま
れる中性粒子数Ｎoを算出し、それらを試験されるべき
計数器に供給し、最後に、この計算された数を実際の計
数器の読み取り値と比較することは、粒子電気的移動度
選別器を使用することにより容易である。この構成は、
試験さるべき計数器と標準センサとの間における粒子分
布の不確実性、すなわち従来の方法の欠点の一つであっ
た不確実性を除去することを可能にしている。これはま
た、非常に正確な表面堆積物結合方法を利用することを
可能にしている。
て検知し、そこから上記公式に従ってエーロゾルに含ま
れる中性粒子数Ｎoを算出し、それらを試験されるべき
計数器に供給し、最後に、この計算された数を実際の計
数器の読み取り値と比較することは、粒子電気的移動度
選別器を使用することにより容易である。この構成は、
試験さるべき計数器と標準センサとの間における粒子分
布の不確実性、すなわち従来の方法の欠点の一つであっ
た不確実性を除去することを可能にしている。これはま
た、非常に正確な表面堆積物結合方法を利用することを
可能にしている。
【００１２】この方法は、絶対的方法であるという利点
を有している。これは本質的に、Ｎ p とＮp+1 を、典型
的な不確定範囲＋５％で計数することを可能にしている
正確度に依存している。さらに、これは、今日例えばホ
ワイトルームにおいて遭遇するような超低粒子濃度にお
いて計数器を較正することを可能にしている。従来の方
法と比較した場合、本発明は、ホワイトルームで使用さ
れる範囲において較正される計数器の較正を実行するの
に必要な粒子濃度を、約１０4 倍減少させることを可能
にしている。明らかに、本発明の方法に使用される移動
度選別器は、少なくとも理論的には、不規則な性格なも
のであってよく、また、今日まで広く使用されている、
長い平面形状または軸方向の円筒形状の選別器の一つで
あってもよい。しかし、本出願人は、新しい形式の移動
度選別器が、本発明の方法を実行するのに、より簡単で
より信頼性が高いことを発見した。この移動度選別器
は、２個の隔置された平行同心の導体円盤を有する静電
気センサであり、円盤の間には各円盤に異なった電位を
与えることにより電界が形成されており、２枚の円盤の
間の空間は、その周囲全体を通って検査されるべき大気
と連通されており、また、該空間に中心吸気装置が設け
られ、大気の一部を円盤の周辺から、安定な、中心に向
かう層流の形態で、該空間内を循環させるようにされて
いる。
を有している。これは本質的に、Ｎ p とＮp+1 を、典型
的な不確定範囲＋５％で計数することを可能にしている
正確度に依存している。さらに、これは、今日例えばホ
ワイトルームにおいて遭遇するような超低粒子濃度にお
いて計数器を較正することを可能にしている。従来の方
法と比較した場合、本発明は、ホワイトルームで使用さ
れる範囲において較正される計数器の較正を実行するの
に必要な粒子濃度を、約１０4 倍減少させることを可能
にしている。明らかに、本発明の方法に使用される移動
度選別器は、少なくとも理論的には、不規則な性格なも
のであってよく、また、今日まで広く使用されている、
長い平面形状または軸方向の円筒形状の選別器の一つで
あってもよい。しかし、本出願人は、新しい形式の移動
度選別器が、本発明の方法を実行するのに、より簡単で
より信頼性が高いことを発見した。この移動度選別器
は、２個の隔置された平行同心の導体円盤を有する静電
気センサであり、円盤の間には各円盤に異なった電位を
与えることにより電界が形成されており、２枚の円盤の
間の空間は、その周囲全体を通って検査されるべき大気
と連通されており、また、該空間に中心吸気装置が設け
られ、大気の一部を円盤の周辺から、安定な、中心に向
かう層流の形態で、該空間内を循環させるようにされて
いる。
【００１３】図１はその最も簡単な形態を示しており、
移動度選別器として使用されている前述の静電気センサ
は次のように構成されている。センサは本質的に、平ら
な円形の円筒ケース２を有し、その中心軸に沿って、ポ
ンプ６の作用により誘引ガスの噴射流Ｑoを通す入り口
４が設けられている。同じ軸に沿って、上部には、ポン
プ１０の作用の下に吸引される大気のための排出管８が
設けられている。ケース２の上部には、検査されるべき
大気をエーロゾル粒子容器の角部の下方に貫入させるた
めの円環状のスロット１２が設けられている。検査され
るべきガスをケース２へ流し込むサンプリング流量Ｑ１
は、ポンプ１０の作用によるガス吸引流量Ｑ２と、ポン
プ６の作用による入り口における噴射流量Ｑoとの間の
差により決定される。ケース２内には、導電体であって
もなくてもよい中実な厚い円盤１４が設けられ、該円盤
の上面に２個の同心導電円盤の一つ１６が置かれ、ケー
ス２の上部１８とともに、本発明の２個の同心導電円盤
特性を形成している。上部円盤１８は地面に接続され、
下部円盤１６は前記地面に比較して、高い正のまたは負
の電位にされている。ポンプ６により動かされ、管４内
に噴射される誘引ガスは、ケース２の下方部分を貫流
し、そこで矢印Ｆにより示された回転対称形に従って分
布し、環状フィルタ２０を横切り、該フィルタがガスを
完全に清浄化し、ガスに含まれる懸濁する粒子を全て除
去し、また流れを規制もする。ガスが濾過されると、ガ
スは厚い円盤１４の上部を回って通過し、検査されるべ
き大気流れＱ１に、２個の同心導電円盤１６と１８との
間の空間における安定な中心に向かう層流を与える。こ
のガスは、次いで、ポンプ１０の作用による装置中心に
おける菅８の吸引作用に委ねられる。開口１２を通って
サンプルされた大気流中に含まれるエーロゾル粒子を円
盤１６，１８上に静電気的に捕獲するに必要な作動時間
が経過すると、装置を開き、図２に示すような外見を有
し、もし粒子が全て同じグレイン大きさであり、それぞ
れ異なる電気的移動度、すなわちそれらの異なる電荷、
１，２，．．．ｐ，ｐ＋１に対応する同心円環状の領域
に堆積した場合には、そこに所与の符号をもつ粒子を見
ることが出来る円盤１６を観察することが可能になる。
移動度選別器として使用されている前述の静電気センサ
は次のように構成されている。センサは本質的に、平ら
な円形の円筒ケース２を有し、その中心軸に沿って、ポ
ンプ６の作用により誘引ガスの噴射流Ｑoを通す入り口
４が設けられている。同じ軸に沿って、上部には、ポン
プ１０の作用の下に吸引される大気のための排出管８が
設けられている。ケース２の上部には、検査されるべき
大気をエーロゾル粒子容器の角部の下方に貫入させるた
めの円環状のスロット１２が設けられている。検査され
るべきガスをケース２へ流し込むサンプリング流量Ｑ１
は、ポンプ１０の作用によるガス吸引流量Ｑ２と、ポン
プ６の作用による入り口における噴射流量Ｑoとの間の
差により決定される。ケース２内には、導電体であって
もなくてもよい中実な厚い円盤１４が設けられ、該円盤
の上面に２個の同心導電円盤の一つ１６が置かれ、ケー
ス２の上部１８とともに、本発明の２個の同心導電円盤
特性を形成している。上部円盤１８は地面に接続され、
下部円盤１６は前記地面に比較して、高い正のまたは負
の電位にされている。ポンプ６により動かされ、管４内
に噴射される誘引ガスは、ケース２の下方部分を貫流
し、そこで矢印Ｆにより示された回転対称形に従って分
布し、環状フィルタ２０を横切り、該フィルタがガスを
完全に清浄化し、ガスに含まれる懸濁する粒子を全て除
去し、また流れを規制もする。ガスが濾過されると、ガ
スは厚い円盤１４の上部を回って通過し、検査されるべ
き大気流れＱ１に、２個の同心導電円盤１６と１８との
間の空間における安定な中心に向かう層流を与える。こ
のガスは、次いで、ポンプ１０の作用による装置中心に
おける菅８の吸引作用に委ねられる。開口１２を通って
サンプルされた大気流中に含まれるエーロゾル粒子を円
盤１６，１８上に静電気的に捕獲するに必要な作動時間
が経過すると、装置を開き、図２に示すような外見を有
し、もし粒子が全て同じグレイン大きさであり、それぞ
れ異なる電気的移動度、すなわちそれらの異なる電荷、
１，２，．．．ｐ，ｐ＋１に対応する同心円環状の領域
に堆積した場合には、そこに所与の符号をもつ粒子を見
ることが出来る円盤１６を観察することが可能になる。
【００１４】従って、異なる次々の円環領域の粒子数
は、これまで使用された値Ｎ1 ，Ｎ2 ，．．．Ｎp ，Ｎ
p+1 にして、専門家がデータ処理器として知られている
表面堆積物分析器を用いて計数することが出来る値に関
連している。この形式の電気的移動度粒子選別器は、そ
の円形対称性と安定な中心向きのガス層流によって、電
荷粒子をの全て収集し（円盤１６，１８間の電位差と流
量Ｑ２をこの目的のために調整しながら）、また既知の
データ処理器を用いて円環領域の粒子を容易に計数する
ことを可能にしている。かくて、２個の連続した同心の
円環領域に堆積したｐとｐ＋１の電荷をもつ粒子を計数
することが、検査されるエーロゾルに含まれる中性粒子
の数Ｎo の正確な算定を可能にする。実際的には、この
計算は通常、１個および２個の基本電荷、すなわち二つ
の最初の円環領域の粒子の数Ｎ1 とＮ2 とに基づいて実
行される。もし、理論的に、Ｎp とＮp+1 とからＮo を
算定することが前述の公式に従って行われ得る場合に
は、下記の公式を利用する方がより普通である。この公
式は、第１の公式から演繹されており、Ｎo を、１個ま
たは２個の基本電荷をそれぞれにもつ粒子数Ｃ1 とＣ2
との関数として与え、それらは、堆積面上で、該堆積時
間Δｔの間に堆積されたものとして計数することが出来
るようになっている。この式は次のように書かれる。
は、これまで使用された値Ｎ1 ，Ｎ2 ，．．．Ｎp ，Ｎ
p+1 にして、専門家がデータ処理器として知られている
表面堆積物分析器を用いて計数することが出来る値に関
連している。この形式の電気的移動度粒子選別器は、そ
の円形対称性と安定な中心向きのガス層流によって、電
荷粒子をの全て収集し（円盤１６，１８間の電位差と流
量Ｑ２をこの目的のために調整しながら）、また既知の
データ処理器を用いて円環領域の粒子を容易に計数する
ことを可能にしている。かくて、２個の連続した同心の
円環領域に堆積したｐとｐ＋１の電荷をもつ粒子を計数
することが、検査されるエーロゾルに含まれる中性粒子
の数Ｎo の正確な算定を可能にする。実際的には、この
計算は通常、１個および２個の基本電荷、すなわち二つ
の最初の円環領域の粒子の数Ｎ1 とＮ2 とに基づいて実
行される。もし、理論的に、Ｎp とＮp+1 とからＮo を
算定することが前述の公式に従って行われ得る場合に
は、下記の公式を利用する方がより普通である。この公
式は、第１の公式から演繹されており、Ｎo を、１個ま
たは２個の基本電荷をそれぞれにもつ粒子数Ｃ1 とＣ2
との関数として与え、それらは、堆積面上で、該堆積時
間Δｔの間に堆積されたものとして計数することが出来
るようになっている。この式は次のように書かれる。
【００１５】
【数７】 ここで、Ｎo は標準中性粒子の濃度（粒子数／cm3 ）、
Ｑo は静電気センサの引き出し流量（cm3 ／ｓ）、Δｔ
は堆積が生じている時間（ｓ）であり、一方、Ｃ1 とＣ
2 とは１個および２個の電荷をもつ粒子の、堆積面上で
計数され、直接先に定義した濃度Ｎ1 とＮ2 とに関連す
る粒子の数を表している。
Ｑo は静電気センサの引き出し流量（cm3 ／ｓ）、Δｔ
は堆積が生じている時間（ｓ）であり、一方、Ｃ1 とＣ
2 とは１個および２個の電荷をもつ粒子の、堆積面上で
計数され、直接先に定義した濃度Ｎ1 とＮ2 とに関連す
る粒子の数を表している。
【００１６】本出願人は、粒子計数器の本発明の較正方
法が、円形対称性と中心へ向かう流れを備えた電気的移
動度選別器を用いて実行された場合には、使用を特に容
易にするために統合された非常に簡単な小型な較正装置
を得ることが可能になることを発見した。いくつかの不
連続なグレイン大きさをもつ第１エーロゾルを、第１移
動度選別器において、選別静電気濾過することにより、
同じグレイン大きさの粒子を生成するような粒子計数器
を較正する方法を実行するためのこの装置は、同じ円筒
状のケース内に積み重ねた状態で配置されて、単分散粒
子のエーロゾルを受け入れる円環円筒形の２極電荷空間
と、および、前記電荷空間と関連し、電極上に電極が受
け入れた全ての電荷粒子を、その電荷の関数として分布
させる移動度選別器とを有し、前記移動度選別器の吸引
流が、計数されるべき中性粒子だけを含んでいることを
特徴としている。
法が、円形対称性と中心へ向かう流れを備えた電気的移
動度選別器を用いて実行された場合には、使用を特に容
易にするために統合された非常に簡単な小型な較正装置
を得ることが可能になることを発見した。いくつかの不
連続なグレイン大きさをもつ第１エーロゾルを、第１移
動度選別器において、選別静電気濾過することにより、
同じグレイン大きさの粒子を生成するような粒子計数器
を較正する方法を実行するためのこの装置は、同じ円筒
状のケース内に積み重ねた状態で配置されて、単分散粒
子のエーロゾルを受け入れる円環円筒形の２極電荷空間
と、および、前記電荷空間と関連し、電極上に電極が受
け入れた全ての電荷粒子を、その電荷の関数として分布
させる移動度選別器とを有し、前記移動度選別器の吸引
流が、計数されるべき中性粒子だけを含んでいることを
特徴としている。
【００１７】好ましくは、本装置はまた、円形に対称な
電気的移動度前置選別器をさらに有している。この前置
選別器の結果として、入り口において、いくつかの異な
るグレイン大きさをもつ第１エーロゾルを受け入れるこ
とが出来る。好ましくは、本装置はまた、前記２極電荷
空間と直接に、または電気的移動度前置選別器を介して
リンクする一次エーロゾル噴射室をさらに有することを
特徴としている。好適な実施例においては、本発明の較
正装置は、同じ円筒形ケース内に４段重ねの形態で、第
１、第２移動度選別器の噴射機能と、２極電荷手段とを
組み合わせている。２個の移動度選別器の段は、例えば
アルファ放射能源を備えたイオン化室により分離されて
おり、該イオン化室はエーロゾル粒子の２極電荷をもた
らし、これは本発明の較正方法の一つの本質的な段階の
特質である。
電気的移動度前置選別器をさらに有している。この前置
選別器の結果として、入り口において、いくつかの異な
るグレイン大きさをもつ第１エーロゾルを受け入れるこ
とが出来る。好ましくは、本装置はまた、前記２極電荷
空間と直接に、または電気的移動度前置選別器を介して
リンクする一次エーロゾル噴射室をさらに有することを
特徴としている。好適な実施例においては、本発明の較
正装置は、同じ円筒形ケース内に４段重ねの形態で、第
１、第２移動度選別器の噴射機能と、２極電荷手段とを
組み合わせている。２個の移動度選別器の段は、例えば
アルファ放射能源を備えたイオン化室により分離されて
おり、該イオン化室はエーロゾル粒子の２極電荷をもた
らし、これは本発明の較正方法の一つの本質的な段階の
特質である。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を詳細に、制限的でない実施例
と付図とを参照して説明する。図１と図２とは、本発明
の方法の場合に特殊に適用された電気的移動度選別器の
特殊な構造を示している。
と付図とを参照して説明する。図１と図２とは、本発明
の方法の場合に特殊に適用された電気的移動度選別器の
特殊な構造を示している。
【００１９】図３から図６までは、エーロゾルのベクト
ルガス内に生成される両符号のイオンの助けにより、同
じエーロゾルの粒子を２極電荷させる段階の効果を理解
可能にしている。横軸には粒子の電荷数が、縦軸には粒
子総数に相対的な所与の電荷をもつ粒子数が示されてい
る。図３は、直径０．１マイクロメータの粒子に関連
し、図４は直径０．２マイクロメータの粒子に、図５は
直径０．５マイクロメータの粒子に、図６は直径１マイ
クロメータの粒子に関連している。図３から図６までに
示した仮説は、ボルツマン分布の仮説であり、そこで
は、エーロゾルが全体として中性であり、一方の符号の
電荷粒子の数が、反対の符号の電荷粒子の数と等しくな
っている。専門家には知られているように、粒子の直径
が大きくなれば、それだけ中性粒子の数が少なくなり、
基本電荷ｅの整数倍の電荷をもつ粒子の数が多くなって
いることが見られる。ボルツマン分布の興味ある点は、
本出願人により明らかにされたように、ｐ電荷をもつ粒
子の数と、ｐ＋１電荷をもつ粒子の数とを知れば、言い
換えると、上記曲線の２点が判ると、電荷されていない
粒子の数Ｎo を決定することが出来ることである。ここ
に記載したボルツマン形態の特殊な場合においては、理
論的にさえも、中性粒子の数Ｎ1 を決めるためには、例
えば、基本電荷をもつ粒子の数Ｎoを知るだけで充分で
ある。前述したように、２極電荷の一般的な場合には、
粒子の異なる電荷により得られた平衡は、図７に示され
たようなガンの法則に従う平衡であり、これまでに延べ
たものとは、電荷分布曲線が最早中性粒子の数Ｎo に対
応するバンドの回りに対称ではないという点で相違して
いる。両場合共、粒子の数の任意の２個の連続した値Ｎ
p とＮp+1 とを知れば、中性粒子の数Ｎo を決めること
が可能になり、中性粒子の数は、本発明の方法の実施を
可能にする本質的な条件である。このように、電荷スペ
クトルの前述したような特性を適用して、所与のエーロ
ゾル束に含まれた中性粒子の正確な数Ｎo を決定し、本
発明の方法を実行することを可能にするものは、所与の
エーロゾルの粒子のガスベクトルの２極電荷段階であ
る。
ルガス内に生成される両符号のイオンの助けにより、同
じエーロゾルの粒子を２極電荷させる段階の効果を理解
可能にしている。横軸には粒子の電荷数が、縦軸には粒
子総数に相対的な所与の電荷をもつ粒子数が示されてい
る。図３は、直径０．１マイクロメータの粒子に関連
し、図４は直径０．２マイクロメータの粒子に、図５は
直径０．５マイクロメータの粒子に、図６は直径１マイ
クロメータの粒子に関連している。図３から図６までに
示した仮説は、ボルツマン分布の仮説であり、そこで
は、エーロゾルが全体として中性であり、一方の符号の
電荷粒子の数が、反対の符号の電荷粒子の数と等しくな
っている。専門家には知られているように、粒子の直径
が大きくなれば、それだけ中性粒子の数が少なくなり、
基本電荷ｅの整数倍の電荷をもつ粒子の数が多くなって
いることが見られる。ボルツマン分布の興味ある点は、
本出願人により明らかにされたように、ｐ電荷をもつ粒
子の数と、ｐ＋１電荷をもつ粒子の数とを知れば、言い
換えると、上記曲線の２点が判ると、電荷されていない
粒子の数Ｎo を決定することが出来ることである。ここ
に記載したボルツマン形態の特殊な場合においては、理
論的にさえも、中性粒子の数Ｎ1 を決めるためには、例
えば、基本電荷をもつ粒子の数Ｎoを知るだけで充分で
ある。前述したように、２極電荷の一般的な場合には、
粒子の異なる電荷により得られた平衡は、図７に示され
たようなガンの法則に従う平衡であり、これまでに延べ
たものとは、電荷分布曲線が最早中性粒子の数Ｎo に対
応するバンドの回りに対称ではないという点で相違して
いる。両場合共、粒子の数の任意の２個の連続した値Ｎ
p とＮp+1 とを知れば、中性粒子の数Ｎo を決めること
が可能になり、中性粒子の数は、本発明の方法の実施を
可能にする本質的な条件である。このように、電荷スペ
クトルの前述したような特性を適用して、所与のエーロ
ゾル束に含まれた中性粒子の正確な数Ｎo を決定し、本
発明の方法を実行することを可能にするものは、所与の
エーロゾルの粒子のガスベクトルの２極電荷段階であ
る。
【００２０】図８を参照して、粒子計数器をグレイン大
きさについて較正するために、標準グレイン大きさのエ
ーロゾルが予め較正された乳液ポリスチレン微小球から
生成される場合に生じる物理現象を説明する。この目的
のため、最も広く使用される方法は、単分散のエーロゾ
ル、すなわち全ての粒子が同じグレイン大きさをもつエ
ーロゾルをガス、一般的には空気中に懸濁させることで
ある。この目的のため、いくつかの製造会社から市販さ
れており、その粒子直径が一般に０．１マイクロメータ
と１０マイクロメータとの間にあり、約１％の極端に小
さい標準偏差をもつ乳液ポリスチレン微小球が使用され
る。最初に、較正された粒子の懸濁液が一般に超純粋水
を用いて作られる。次いで、この液が空気装置により霧
化され、液滴をベクトルガス中に懸濁させる。上記作成
方法によれば、０，１，２またはｐ乳液微小球を持ち得
るのであるから、明らかに、違った寸法の粒子よりなる
エーロゾルが得られる。これら液滴を乾燥した後、得ら
れたガス流は、懸濁流体内に数種類の粒子、すなわち図
８に濃度が粒子の直径の関数として示された種類の粒子
を含んでいる。
きさについて較正するために、標準グレイン大きさのエ
ーロゾルが予め較正された乳液ポリスチレン微小球から
生成される場合に生じる物理現象を説明する。この目的
のため、最も広く使用される方法は、単分散のエーロゾ
ル、すなわち全ての粒子が同じグレイン大きさをもつエ
ーロゾルをガス、一般的には空気中に懸濁させることで
ある。この目的のため、いくつかの製造会社から市販さ
れており、その粒子直径が一般に０．１マイクロメータ
と１０マイクロメータとの間にあり、約１％の極端に小
さい標準偏差をもつ乳液ポリスチレン微小球が使用され
る。最初に、較正された粒子の懸濁液が一般に超純粋水
を用いて作られる。次いで、この液が空気装置により霧
化され、液滴をベクトルガス中に懸濁させる。上記作成
方法によれば、０，１，２またはｐ乳液微小球を持ち得
るのであるから、明らかに、違った寸法の粒子よりなる
エーロゾルが得られる。これら液滴を乾燥した後、得ら
れたガス流は、懸濁流体内に数種類の粒子、すなわち図
８に濃度が粒子の直径の関数として示された種類の粒子
を含んでいる。
【００２１】種々の濃度のピークが下記のケースに対応
して図８に示されている。ピークａは、液滴の蒸発から
生じた乾燥残滓に対応し、残された残滓は全て不純物で
あり、乳液微小球ではない。ピークｂは、単一の微小球
を運ぶ液滴（これら液滴はシングレット（ｓｉｎｇｌｅ
ｔｓ）と呼ばれることもある）の蒸発から生じる乾燥残
滓に対応する。ピークｃは、２個の微小球を運ぶ液滴
（これら液滴はダブルレット（ｄｏｕｂｌｅｔｓ）と呼
ばれることもある）の蒸発から生じる乾燥残滓に対応す
る。ピークｄは、トリップレットに対応する、等。粒子
の種々のファミリーは、霧化の間に生じる摩擦の結果と
して不規則な、しかし基本電荷ｅの整数倍に等しい数の
電荷を運んでいる。既知の手続きに従い、全てが同じグ
レイン大きさを持ち（単分散）、単一の電荷を有する粒
子束を、移動度選別器の出口において、選択されたセッ
ティング（ｓｅｔｔｉｎｇ）の関数として入手するため
には、単に、このような粒子束を移動度選別器内に導入
することが必要なだけである。言い換えれば、この電気
的移動度選別器へ通すことは、全ての粒子が基本電荷ｅ
を有する、図８のシングレットのｂ群を選択することを
可能にしている。
して図８に示されている。ピークａは、液滴の蒸発から
生じた乾燥残滓に対応し、残された残滓は全て不純物で
あり、乳液微小球ではない。ピークｂは、単一の微小球
を運ぶ液滴（これら液滴はシングレット（ｓｉｎｇｌｅ
ｔｓ）と呼ばれることもある）の蒸発から生じる乾燥残
滓に対応する。ピークｃは、２個の微小球を運ぶ液滴
（これら液滴はダブルレット（ｄｏｕｂｌｅｔｓ）と呼
ばれることもある）の蒸発から生じる乾燥残滓に対応す
る。ピークｄは、トリップレットに対応する、等。粒子
の種々のファミリーは、霧化の間に生じる摩擦の結果と
して不規則な、しかし基本電荷ｅの整数倍に等しい数の
電荷を運んでいる。既知の手続きに従い、全てが同じグ
レイン大きさを持ち（単分散）、単一の電荷を有する粒
子束を、移動度選別器の出口において、選択されたセッ
ティング（ｓｅｔｔｉｎｇ）の関数として入手するため
には、単に、このような粒子束を移動度選別器内に導入
することが必要なだけである。言い換えれば、この電気
的移動度選別器へ通すことは、全ての粒子が基本電荷ｅ
を有する、図８のシングレットのｂ群を選択することを
可能にしている。
【００２２】図９は、本発明の粒子計数器を較正する方
法を実行することを可能にする設備のタイアグラムを示
している。そこには、図８に関連して説明された態様で
機能する乳液微小球作成器２２が示されている。エーロ
ゾル生成器２２からの出口においては、粒子束は乾燥器
２４を通り、フィルタ３０を通り２８において外部に排
出されないエーロゾル束の部分２６は、第１電気的移動
度差分分析器すなわち電気的移動度選別器を貫通する。
後者は、その出口を通して単分散の粒子、すなわちすべ
ての粒子が同じ単一の電荷ｅを有するシングルレットを
通過させることだけを許容するような方法で制御され
る。このエーロゾル束は、次に、そこで例えばアルファ
イオン化放射能源がエーロゾルのベクトルガスをイオン
化し、両符号のガスイオンを出現させる空間である２極
電荷器３２へと運ばれる。このイオン化されたベクトル
ガスは、図３〜６、７の定常電気的平衡状態でエーロゾ
ルの粒子を電荷する。このように電荷されたエーロゾル
束は、次いで、以下説明するような方法で、第２の差分
移動度選別器内へと噴射される。２極電荷器３２の出口
３４において、ガス束は、過剰なガスをフィルタ４０を
通って排出させる菅３８を有する密封された３６内に噴
射される。定常な電気平衡状態でベクトルガスにより急
速完全に満たされた前記室３６内には、第２の移動度選
別器４２が配置され、該選別器は図９に示すように、円
形対称の、中心に向かうガス流をもつ電気的移動度選別
器であつてよい。この移動度選別器４２は、接地された
外側電極４４と、約１マイクロメータ直径の粒子の数千
ボルトの高電位±Ｖに接続された内側電極４６との２個
の電極を有している。移動度選別器４２は、入り口４８
をフィルタ５０を横切って選別器内に入り、５２におい
て選別器から出て行く誘引ガスによつて横切られる。本
発明によれば、選別器４２は、前述した誘引ガス束がエ
ーロゾルからベクトルガスを吸引し、電極４６近傍へ送
るための吸引スロツト５４を有している。電極４６が、
高い固定の正負の電位に充電されると、図２に示された
ように、エーロゾルの異なる電荷の粒子が、同心円環状
の領域に分布され、該領域はそれぞれ基本電荷の統合さ
れた数を有する粒子に対応している。原則として、移動
度選別器４２は、正負両方の全ての電気粒子を２個の電
極４４と４６上に固定し、濃度Ｎo の電荷されていない
中性の粒子が５２を通って出て行くことだけを許容する
ように調節されている。本発明によれば、前記中性粒子
束は較正されるべき計数器５８の入り口５６に供給さ
れ、次いで、粒子計数器の絶対値較正を実行するため
に、Ｎp 、Ｎp+1 およびＮo に関連した前述した公式に
基づいて計算された数Ｎo と、計数器５８の読み取り値
とを比較することだけが必要である。明らかに、検査さ
れるべき粒子計数器に供給される中性粒子の数Ｎo の正
確な算出のためには、場合に応じて、ここに与えられた
公式のいずれかが使用されるが、これら公式は同等であ
り、一方は他方から直接演繹される。
法を実行することを可能にする設備のタイアグラムを示
している。そこには、図８に関連して説明された態様で
機能する乳液微小球作成器２２が示されている。エーロ
ゾル生成器２２からの出口においては、粒子束は乾燥器
２４を通り、フィルタ３０を通り２８において外部に排
出されないエーロゾル束の部分２６は、第１電気的移動
度差分分析器すなわち電気的移動度選別器を貫通する。
後者は、その出口を通して単分散の粒子、すなわちすべ
ての粒子が同じ単一の電荷ｅを有するシングルレットを
通過させることだけを許容するような方法で制御され
る。このエーロゾル束は、次に、そこで例えばアルファ
イオン化放射能源がエーロゾルのベクトルガスをイオン
化し、両符号のガスイオンを出現させる空間である２極
電荷器３２へと運ばれる。このイオン化されたベクトル
ガスは、図３〜６、７の定常電気的平衡状態でエーロゾ
ルの粒子を電荷する。このように電荷されたエーロゾル
束は、次いで、以下説明するような方法で、第２の差分
移動度選別器内へと噴射される。２極電荷器３２の出口
３４において、ガス束は、過剰なガスをフィルタ４０を
通って排出させる菅３８を有する密封された３６内に噴
射される。定常な電気平衡状態でベクトルガスにより急
速完全に満たされた前記室３６内には、第２の移動度選
別器４２が配置され、該選別器は図９に示すように、円
形対称の、中心に向かうガス流をもつ電気的移動度選別
器であつてよい。この移動度選別器４２は、接地された
外側電極４４と、約１マイクロメータ直径の粒子の数千
ボルトの高電位±Ｖに接続された内側電極４６との２個
の電極を有している。移動度選別器４２は、入り口４８
をフィルタ５０を横切って選別器内に入り、５２におい
て選別器から出て行く誘引ガスによつて横切られる。本
発明によれば、選別器４２は、前述した誘引ガス束がエ
ーロゾルからベクトルガスを吸引し、電極４６近傍へ送
るための吸引スロツト５４を有している。電極４６が、
高い固定の正負の電位に充電されると、図２に示された
ように、エーロゾルの異なる電荷の粒子が、同心円環状
の領域に分布され、該領域はそれぞれ基本電荷の統合さ
れた数を有する粒子に対応している。原則として、移動
度選別器４２は、正負両方の全ての電気粒子を２個の電
極４４と４６上に固定し、濃度Ｎo の電荷されていない
中性の粒子が５２を通って出て行くことだけを許容する
ように調節されている。本発明によれば、前記中性粒子
束は較正されるべき計数器５８の入り口５６に供給さ
れ、次いで、粒子計数器の絶対値較正を実行するため
に、Ｎp 、Ｎp+1 およびＮo に関連した前述した公式に
基づいて計算された数Ｎo と、計数器５８の読み取り値
とを比較することだけが必要である。明らかに、検査さ
れるべき粒子計数器に供給される中性粒子の数Ｎo の正
確な算出のためには、場合に応じて、ここに与えられた
公式のいずれかが使用されるが、これら公式は同等であ
り、一方は他方から直接演繹される。
【００２３】図１０は、図９の装置の特に興味ある実施
例を示している。本出願人は、図９の２個の電気的移動
度選別器２９と４２とが半径方向の流れをもつ円形選別
器の形状で作られた場合には、装置の本質部を、単一の
円筒ケース内に集中することが可能であることを発見し
た。このようなケースは、図１０に示すように、積み重
ねて並べられた形態で、第１移動度選別器２９、第２移
動度選別器４２、および噴射室６０、２極電荷室６２を
備えている。これら種々の区画は対をなして互いに連通
している、すなわち、噴出室６０は円環スロット６４を
介して第１移動度選別器２９と連通し、第１移動度選別
器２９と２極電荷室６２とは円環スロット６６を介して
連通し、電荷室６２と第２電気的移動度選別器４２とは
円環スロット６８を介して連通している。２個の移動度
選別器２９と４２との誘引ガス入り口はそれぞれ誘引フ
ィルタ７４と７６を横切って７０と７２とに位置してい
る。図９の発生器２２からの一次エーロゾルは、７８に
おいて装置に導入され、噴射室６０へ入る。前記一次エ
ーロゾルの使用されない部分はダクト８０を通り排出さ
れる。第１移動度選別器２９は、該選別器に７０を通り
入って来たガス流を外部に排出する吸引菅８２に連結さ
れており、また第２移動度選別器４２の吸引菅は装置の
軸に一致して８４に位置している。本発明では、室６２
から引き出されるエーロゾルの中性粒子だけが該菅を通
過して出て行く。第１移動度選別器２９の環状出口スロ
ット６６は、グレイン大きさと、スロット６６を通り２
極電荷室６２に吸引されるエーロゾル部分の電気的特性
との関数として選択された距離だけ、装置の軸から半径
方向にはなされて位置している。図１０に略示されてい
るように、空間６２は放射能イオン化源８６を有し、ス
ロツト６６を通って電荷室６２に導入されたエーロゾル
部分のベクトルガスを、ボルツマンまたはガンの法則に
従って正負両符号のイオンに荷電している。第２電気的
移動度選別器４２の供給スロツト６８は選別器の周辺に
位置し、エーロゾル−電荷ガス相がエーロゾル−電荷粒
子の収集電極８８に沿って流れるようにしている。本発
明によれば、収集電極８８の電圧±Ｖは、選別器４２を
離れて菅８４へ入る吸引流が、選別器４２に入って来た
電荷を全て電極円盤８２上に収集し、中性粒子だけを出
口８４を通り吸引させ、次いで、図１０に図示されてい
ない検査されべき計数器５８に供給されるように選択さ
れる。
例を示している。本出願人は、図９の２個の電気的移動
度選別器２９と４２とが半径方向の流れをもつ円形選別
器の形状で作られた場合には、装置の本質部を、単一の
円筒ケース内に集中することが可能であることを発見し
た。このようなケースは、図１０に示すように、積み重
ねて並べられた形態で、第１移動度選別器２９、第２移
動度選別器４２、および噴射室６０、２極電荷室６２を
備えている。これら種々の区画は対をなして互いに連通
している、すなわち、噴出室６０は円環スロット６４を
介して第１移動度選別器２９と連通し、第１移動度選別
器２９と２極電荷室６２とは円環スロット６６を介して
連通し、電荷室６２と第２電気的移動度選別器４２とは
円環スロット６８を介して連通している。２個の移動度
選別器２９と４２との誘引ガス入り口はそれぞれ誘引フ
ィルタ７４と７６を横切って７０と７２とに位置してい
る。図９の発生器２２からの一次エーロゾルは、７８に
おいて装置に導入され、噴射室６０へ入る。前記一次エ
ーロゾルの使用されない部分はダクト８０を通り排出さ
れる。第１移動度選別器２９は、該選別器に７０を通り
入って来たガス流を外部に排出する吸引菅８２に連結さ
れており、また第２移動度選別器４２の吸引菅は装置の
軸に一致して８４に位置している。本発明では、室６２
から引き出されるエーロゾルの中性粒子だけが該菅を通
過して出て行く。第１移動度選別器２９の環状出口スロ
ット６６は、グレイン大きさと、スロット６６を通り２
極電荷室６２に吸引されるエーロゾル部分の電気的特性
との関数として選択された距離だけ、装置の軸から半径
方向にはなされて位置している。図１０に略示されてい
るように、空間６２は放射能イオン化源８６を有し、ス
ロツト６６を通って電荷室６２に導入されたエーロゾル
部分のベクトルガスを、ボルツマンまたはガンの法則に
従って正負両符号のイオンに荷電している。第２電気的
移動度選別器４２の供給スロツト６８は選別器の周辺に
位置し、エーロゾル−電荷ガス相がエーロゾル−電荷粒
子の収集電極８８に沿って流れるようにしている。本発
明によれば、収集電極８８の電圧±Ｖは、選別器４２を
離れて菅８４へ入る吸引流が、選別器４２に入って来た
電荷を全て電極円盤８２上に収集し、中性粒子だけを出
口８４を通り吸引させ、次いで、図１０に図示されてい
ない検査されべき計数器５８に供給されるように選択さ
れる。
【００２４】図１１を参照して、図１０の統合された構
造の工業的実施例を説明する。図１１は本質的に噴射室
６０、第１移動度選別器２９、２極電荷室６２、および
第２電気的移動度選別器４２を積み重ね形態で統合した
緊密な円筒ブロックを示している。図１１にはまた、一
次エーロゾルを導入する菅２８、移動度選別器２９と４
２とからガス流を誘引するための入り口７０と７２、第
１移動度選別器２９の吸引出口６２、較正された中性粒
子の逆にされた出口８４を見ることが出来る。放射能源
８６は２極電荷室６２の底部に位置し、２個の高電圧供
給源９０と９２がそれぞれ第１移動度選別器２９と第２
移動度選別器４２のために設けられている。さらに、ガ
ス流の有効部分を一つの段から次の段に流すための円環
状のスロツト６４，６６，６８が存在している。図１１
の構造は、同じ結果に導くのに必要な基本的機能に関し
て、図９に示された（参照番号２６から３２まで）構造
に比較して、その緊密さと使用の容易さが注目される。
造の工業的実施例を説明する。図１１は本質的に噴射室
６０、第１移動度選別器２９、２極電荷室６２、および
第２電気的移動度選別器４２を積み重ね形態で統合した
緊密な円筒ブロックを示している。図１１にはまた、一
次エーロゾルを導入する菅２８、移動度選別器２９と４
２とからガス流を誘引するための入り口７０と７２、第
１移動度選別器２９の吸引出口６２、較正された中性粒
子の逆にされた出口８４を見ることが出来る。放射能源
８６は２極電荷室６２の底部に位置し、２個の高電圧供
給源９０と９２がそれぞれ第１移動度選別器２９と第２
移動度選別器４２のために設けられている。さらに、ガ
ス流の有効部分を一つの段から次の段に流すための円環
状のスロツト６４，６６，６８が存在している。図１１
の構造は、同じ結果に導くのに必要な基本的機能に関し
て、図９に示された（参照番号２６から３２まで）構造
に比較して、その緊密さと使用の容易さが注目される。
【図１】円形対称であり、中心に向かう層流をもつ電荷
粒子電気的移動度選別器の図。
粒子電気的移動度選別器の図。
【図２】図１の装置の収集板上に粒子の電荷の関数とし
て、逐次の円環状帯の形状で分散された粒子の堆積の平
面図。
て、逐次の円環状帯の形状で分散された粒子の堆積の平
面図。
【図３】２極電荷器の作用に曝されたエーロゾル粒子の
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
【図４】２極電荷器の作用に曝されたエーロゾル粒子の
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
【図５】２極電荷器の作用に曝されたエーロゾル粒子の
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
【図６】２極電荷器の作用に曝されたエーロゾル粒子の
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
電荷粒子の、所謂ボルツマン対称分布の場合の分布。
【図７】ボルツマンとは異なりガン分布として知られる
平衡状態の場合の粒子束の同じ電荷粒子の分布。
平衡状態の場合の粒子束の同じ電荷粒子の分布。
【図８】較正された乳液ポリスチレン球またはボールの
溶液を霧化してエーロゾルを生成するときに得られる粒
子のグレイン大きさスペクトル。
溶液を霧化してエーロゾルを生成するときに得られる粒
子のグレイン大きさスペクトル。
【図９】本発明の較正方法を実行するための、一般的な
場合の設備の図。
場合の設備の図。
【図１０】本発明の粒子計数器の較正装置の図。
【図１１】図１０の装置の詳細な工業的実施例。
２ 円筒ケース １６ 上部円盤 １８ 下部円盤 ２２ 乳液微小球エーロゾル製造器 ２４ 乾燥器 ３０ フィルタ ２９、４２ 電気的移動度選別器 ３２，６２ ２極電荷器 ４４，４６ 電極 ５８ 計数器 ６０ 噴射室 ８６ 放射能イオン化源 ８８ 収集電極
Claims (4)
- 【請求項１】 粒子計数器を較正する方法にして、 同じグレイン大きさの粒子のエーロゾル、即ち、単分散
エーロゾルを、ベクトルガス流の形態で形成する段階
と、 該エーロゾルを、エーロゾル内に正負両方の符号のベク
トルガスイオンを生成させ得る２極電荷器（３２）の作
用に曝し、ある部分の粒子を荷電し、該粒子を、各粒子
に固定された電荷数の分布が、ガン法則およびボルツマ
ン法則のタイプのガウスの法則に従う定常な電荷状態に
置く段階と、 かく電荷されたエーロゾルを移動度選別器（４２）に導
入し、該選別器が一方においては、電荷された粒子を、
粒子の基本的電荷ｅの数ｐの関数として分類しながら、
電極に固定し、他方においては、電気的に中性な粒子が
逃げ出すことを許容する段階と、 これら中性の粒子を集め、値Ｎ′oを表示する較正され
るべき粒子計数器（５８）に導く段階と、 選別器により固定された、電荷ｐｅと（ｐ＋１）ｅとを
それぞれ有する粒子の数の値ＮpとＮ(p+1)とを計算し、
該値から下記式を用いて、計数器に実際供給される中性
粒子の数ＮOを演繹する段階と、 【数１】 Ｎ′oとＮoとを比較する段階とを有することを特徴とす
る方法。 - 【請求項２】 同じグレイン大きさの粒子が生成される
粒子計数器を較正する方法を実行する装置にして、同じ
シリンダ状のケース内に積み重ねた状態で配置された、
単分散粒子のエーロゾルを受け入れる円環円筒形の２極
電荷空間（６２）と、前記電荷空間（６２）とリンク
し、電極（８８）上に電極が受け入れた全ての電荷粒子
を、その電荷の関数として分布させる移動度選別器（４
２）とを有し、前記移動度選別器（４２）の吸引流（８
４）が、計数されるべき中性粒子だけを含んでいること
を特徴とする装置。 - 【請求項３】 円形対称の電気的移動度前置選別器（２
９）をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の
装置。 - 【請求項４】 前記２極電荷空間とリンクする一次エー
ロゾル噴射室（６０）をさらに有することを特徴とする
請求項２または請求項３に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9002414A FR2658913B1 (fr) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | Procede et dispositif d'etalonnage d'un compteur de particules. |
| FR9002414 | 1990-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04216439A JPH04216439A (ja) | 1992-08-06 |
| JP3112691B2 true JP3112691B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=9394172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03033193A Expired - Lifetime JP3112691B2 (ja) | 1990-02-27 | 1991-02-27 | 粒子計数器を較正する方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5150036A (ja) |
| EP (1) | EP0445022A3 (ja) |
| JP (1) | JP3112691B2 (ja) |
| FR (1) | FR2658913B1 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5922976A (en) | 1995-10-12 | 1999-07-13 | California Institute Of Technology | Method of measuring aerosol particles using automated mobility-classified aerosol detector |
| FR2745086B1 (fr) * | 1996-02-15 | 1998-03-13 | Commissariat Energie Atomique | Selecteur de particules chargees, en fonction de leur mobilite electrique et de leur temps de relaxation |
| FR2745084B1 (fr) * | 1996-02-15 | 1998-03-13 | Commissariat Energie Atomique | Selecteur de mobilite dynamique des particules d'un aerosol |
| US6003389A (en) * | 1996-09-05 | 1999-12-21 | California Institute Of Technology | Enhanced automated classified aerosol detector |
| US6043639A (en) * | 1997-12-01 | 2000-03-28 | Celestica International Inc. | Method and apparatus for real-time detection of airborne conductive contaminants |
| US6349668B1 (en) * | 1998-04-27 | 2002-02-26 | Msp Corporation | Method and apparatus for thin film deposition on large area substrates |
| US6607597B2 (en) | 2001-01-30 | 2003-08-19 | Msp Corporation | Method and apparatus for deposition of particles on surfaces |
| US6746539B2 (en) | 2001-01-30 | 2004-06-08 | Msp Corporation | Scanning deposition head for depositing particles on a wafer |
| US20030015045A1 (en) * | 2001-07-23 | 2003-01-23 | Takehito Yoshida | Particle counting method and particle counter |
| US6964189B2 (en) * | 2004-02-25 | 2005-11-15 | Westinghouse Savannah River Company, Llc | Portable aerosol contaminant extractor |
| DE102004011170B4 (de) * | 2004-03-08 | 2006-03-23 | Siemens Ag | Manipulationssichere Erzeugung von echten Zufallszahlen |
| US7514938B2 (en) * | 2004-05-11 | 2009-04-07 | Board Of Regents Of The University And College System Of Nevada, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno | Dielectric relaxation spectroscopy apparatus and methods of use |
| US7516019B2 (en) * | 2005-07-29 | 2009-04-07 | The Regents Of The University Of California | Method for online measurement of ultrafine aggregate surface area and volume distributions |
| US7343782B2 (en) * | 2006-04-10 | 2008-03-18 | Northrop Grumman Corporation | System and method for performing quantifiable release spore testing on bioaerosol detection technologies |
| DE102007040206B4 (de) * | 2007-08-25 | 2012-02-23 | Topas Gmbh Technologieorientierte Partikel-, Analysen- Und Sensortechnik | Einrichtung zur Bestimmung der Zahl der Partikel und ihrer Größenverteilung in Gasen |
| US8192523B1 (en) | 2008-02-22 | 2012-06-05 | Tsi Incorporated | Device and method for separating and increasing the concentration of charged particles in a sampled aerosol |
| WO2010136633A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Tampereen Teknillinen Yliopisto | Method and apparatus for generating test aerosol |
| JP2014153122A (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Azbil Corp | 粒子計数器の試験方法、エアロゾル発生装置、及びエアロゾルの発生方法 |
| JP6554100B2 (ja) * | 2013-08-16 | 2019-07-31 | バイオ−ラッド・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド | フローサイトメーターにおいて流体ストリームから液滴を分離及び／又は帯電させるタイミング及び／又は位相の調整 |
| US10539494B1 (en) * | 2016-05-02 | 2020-01-21 | Airflow Sciences Corporation | Portable apparatus for testing or calibration of a particulate emission monitor |
| CN108716992B (zh) * | 2018-06-18 | 2024-06-18 | 宁波工程学院 | 一种双极荷电-旋风除尘实验装置 |
| CN109579894A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-04-05 | 西人马联合测控（泉州）科技有限公司 | 一种滑油金属屑末传感器的标定方法及*** |
| US11543332B2 (en) * | 2021-04-23 | 2023-01-03 | Poppy Health, Inc. | System and method for characterizing, monitoring, and detecting bioaerosol presence and movement in an indoor environment |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3413545A (en) * | 1965-06-23 | 1968-11-26 | Univ Minnesota | Apparatus and method for determining aerosol particle concentration and particle size distribution |
| US4331862A (en) * | 1979-02-23 | 1982-05-25 | Ryan Wayne L | Method for calibrating a particle counting machine and a calibration standard therefor |
| US4556849A (en) * | 1983-03-01 | 1985-12-03 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Nerudnykh Stroitelnykh Materialov Gidromekhanizatsii | Apparatus for measuring the grain-size composition of powders |
| EP0270088B1 (en) * | 1986-12-05 | 1992-12-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Automatic calibration apparatus for a partial gas pressure measuring sensor |
-
1990
- 1990-02-27 FR FR9002414A patent/FR2658913B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-26 US US07/661,824 patent/US5150036A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-26 EP EP19910400518 patent/EP0445022A3/fr not_active Ceased
- 1991-02-27 JP JP03033193A patent/JP3112691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| FR2658913B1 (fr) | 1992-04-30 |
| US5150036A (en) | 1992-09-22 |
| FR2658913A1 (fr) | 1991-08-30 |
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| EP0445022A3 (en) | 1992-11-19 |
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