JP3136745B2 - 粒度分布測定装置 - Google Patents
粒度分布測定装置Info
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- Optical Measuring Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ回折／散乱式の粒
度分布測定装置に関する。
度分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置
においては、一般に、分散飛翔状態の被測定粒子群にレ
ーザ光を照射し、被測定粒子群による回折／散乱光の強
度の空間分布を測定して、フラウンホーファ回折理論な
いしはミーの散乱理論等に基づく演算によって被測定粒
子群の粒度分布を求める。
においては、一般に、分散飛翔状態の被測定粒子群にレ
ーザ光を照射し、被測定粒子群による回折／散乱光の強
度の空間分布を測定して、フラウンホーファ回折理論な
いしはミーの散乱理論等に基づく演算によって被測定粒
子群の粒度分布を求める。
【０００３】このようなレーザ回折／散乱式の粒度分布
測定装置を用いた湿式測定では、通常、被測定粒子群を
媒液中に分散させてなる懸濁液もくしは乳濁液を透光性
材料からなるフローセル内に流しつつ、そのセルの外部
からレーザ光を照射する。
測定装置を用いた湿式測定では、通常、被測定粒子群を
媒液中に分散させてなる懸濁液もくしは乳濁液を透光性
材料からなるフローセル内に流しつつ、そのセルの外部
からレーザ光を照射する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の粒度
分布測定装置における湿式測定では、試料懸濁液もしく
は乳濁液がフローセル内を流れるため、セルの内面への
被測定粒子の付着が生じやすい。セルの内面に粒子が付
着すると回折／散乱光に測定誤差が含まれる原因ともな
る。
分布測定装置における湿式測定では、試料懸濁液もしく
は乳濁液がフローセル内を流れるため、セルの内面への
被測定粒子の付着が生じやすい。セルの内面に粒子が付
着すると回折／散乱光に測定誤差が含まれる原因ともな
る。
【０００５】また、試料懸濁液もしくは乳濁液の濃度
は、レーザ光が多重回折（散乱）を起こさない程度の濃
度にまで低くする必要があるが、多重回折（散乱）生じ
る濃度の上限は懸濁液もしくは乳濁液内におけるレーザ
光の光路長に影響され、光路長を短くすることによって
より高濃度の試料の測定が可能となる。光路長を短くす
るためには、フローセルの内幅（照射レーザ光の光軸方
向へのセル内面間距離）を小さくする必要があるが、こ
れを小さくすると内面に付着した粒子等による汚れの洗
浄作業が困難となってしまうという問題もある。
は、レーザ光が多重回折（散乱）を起こさない程度の濃
度にまで低くする必要があるが、多重回折（散乱）生じ
る濃度の上限は懸濁液もしくは乳濁液内におけるレーザ
光の光路長に影響され、光路長を短くすることによって
より高濃度の試料の測定が可能となる。光路長を短くす
るためには、フローセルの内幅（照射レーザ光の光軸方
向へのセル内面間距離）を小さくする必要があるが、こ
れを小さくすると内面に付着した粒子等による汚れの洗
浄作業が困難となってしまうという問題もある。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、湿式測定時におけるフローセルの内面に被測定粒
子が付着しにくく、かつ、光路長を短くしてもセルの内
面の洗浄が容易で、実質的により高濃度の試料の測定を
可能とすることのできる粒度分布測定装置の提供を目的
としている。
ので、湿式測定時におけるフローセルの内面に被測定粒
子が付着しにくく、かつ、光路長を短くしてもセルの内
面の洗浄が容易で、実質的により高濃度の試料の測定を
可能とすることのできる粒度分布測定装置の提供を目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の粒度分布測定装置は、被測定粒子群を媒液
中に分散させた懸濁液もしくは乳濁液をセル内に流し、
そのセルの外方から上記懸濁液もしくは乳濁液にレーザ
光を照射することにより得られる回折／散乱光の強度分
布を測定し、その測定結果から被測定粒子群の粒度分布
を算出する粒度分布測定装置において、上記セルは、そ
の内部にスリット状の吐出口を持つノズルが当該吐出口
の長手方向が照射レーザ光の光路と直交する方向に沿う
よう配設されているとともに、このノズルとは別に導入
口を有し、この導入口を介して媒液がセル内に流される
とともに、上記ノズルの吐出口から上記懸濁液もしくは
乳濁液が上記吐出口の幅を保った状態で上記媒液の流れ
に沿ってその略中央部に流されるよう構成されているこ
とによって特徴づけられる。
め、本発明の粒度分布測定装置は、被測定粒子群を媒液
中に分散させた懸濁液もしくは乳濁液をセル内に流し、
そのセルの外方から上記懸濁液もしくは乳濁液にレーザ
光を照射することにより得られる回折／散乱光の強度分
布を測定し、その測定結果から被測定粒子群の粒度分布
を算出する粒度分布測定装置において、上記セルは、そ
の内部にスリット状の吐出口を持つノズルが当該吐出口
の長手方向が照射レーザ光の光路と直交する方向に沿う
よう配設されているとともに、このノズルとは別に導入
口を有し、この導入口を介して媒液がセル内に流される
とともに、上記ノズルの吐出口から上記懸濁液もしくは
乳濁液が上記吐出口の幅を保った状態で上記媒液の流れ
に沿ってその略中央部に流されるよう構成されているこ
とによって特徴づけられる。
【０００８】
【作用】ノズルの吐出口から出た試料懸濁液もしくは乳
濁液は、媒液に囲まれた状態でセル内を流れることにな
り、被測定粒子はセルの内面に接触しない。
濁液は、媒液に囲まれた状態でセル内を流れることにな
り、被測定粒子はセルの内面に接触しない。
【０００９】また、レーザ光の光路長はセルのレーザ光
軸方向の内幅に係わりなくノズルの吐出口の同方向幅に
よって決まるため、セルの内幅を広くしてその内面の洗
浄を容易としても、短い光路長での測定が可能となり、
従来に比して実質的により高濃度の試料の測定が可能と
なる。
軸方向の内幅に係わりなくノズルの吐出口の同方向幅に
よって決まるため、セルの内幅を広くしてその内面の洗
浄を容易としても、短い光路長での測定が可能となり、
従来に比して実質的により高濃度の試料の測定が可能と
なる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明実施例の構成図で、図２はその
セル３の構造を示す斜視図、図３はそのセル３をレーザ
光軸Ｌを含む平面で切断した縦断面図である。
セル３の構造を示す斜視図、図３はそのセル３をレーザ
光軸Ｌを含む平面で切断した縦断面図である。
【００１１】被測定粒子群を媒液中に分散させた試料懸
濁液もしくは乳濁液（以下、単に懸濁液と称する）Ｓ
は、攪拌装置１ａを備えた懸濁液溜１内に収容され、後
述するようにストップバルブ２を開放することによって
セル３内に導入される。
濁液もしくは乳濁液（以下、単に懸濁液と称する）Ｓ
は、攪拌装置１ａを備えた懸濁液溜１内に収容され、後
述するようにストップバルブ２を開放することによって
セル３内に導入される。
【００１２】セル３は互いに平行なガラス板３１および
３２を備えた矩形状のもので、その側壁の下方部分に媒
液導入口３３が、また、上方部分に排出口３４が形成さ
れているともに、これらとは別に、その底面部からその
内部にノズル３５が水密に挿入されている。このノズル
３５は先端にスリット状の吐出口３５ａが形成され、こ
の吐出口３５ａの長手方向は後述するレーザ光の光軸Ｌ
と直交するような姿勢で、つまり、ガラス板３１，３２
と平行となる状態で、ガラス板３１と３２との中央部分
においてセル３に対して固定されている。
３２を備えた矩形状のもので、その側壁の下方部分に媒
液導入口３３が、また、上方部分に排出口３４が形成さ
れているともに、これらとは別に、その底面部からその
内部にノズル３５が水密に挿入されている。このノズル
３５は先端にスリット状の吐出口３５ａが形成され、こ
の吐出口３５ａの長手方向は後述するレーザ光の光軸Ｌ
と直交するような姿勢で、つまり、ガラス板３１，３２
と平行となる状態で、ガラス板３１と３２との中央部分
においてセル３に対して固定されている。
【００１３】前記したストップバルブ２は配管４を介し
てノズル３５に連通しており、ストップバルブ２を開放
することにより懸濁液Ｓはノズル３５の吐出口３５ａか
らセル３内に導入される。
てノズル３５に連通しており、ストップバルブ２を開放
することにより懸濁液Ｓはノズル３５の吐出口３５ａか
らセル３内に導入される。
【００１４】一方、セル３の導入口３３は、調圧バルブ
５を介して、懸濁液Ｓに使用されている媒液と同種の媒
液Ｍを収容した媒液溜７に連通している。また、セル３
の排出口３４はポンプ６の吸引口に連通しており、従っ
て、ポンプ６を駆動することにより、媒液Ｍがセル３内
にその導入口３３を介して調圧バルブ５で設定された一
定圧力（流速）のもとに流入するようになっている。
５を介して、懸濁液Ｓに使用されている媒液と同種の媒
液Ｍを収容した媒液溜７に連通している。また、セル３
の排出口３４はポンプ６の吸引口に連通しており、従っ
て、ポンプ６を駆動することにより、媒液Ｍがセル３内
にその導入口３３を介して調圧バルブ５で設定された一
定圧力（流速）のもとに流入するようになっている。
【００１５】セル３の外方の一方側にはレーザ光源８が
配設されているとともに、セル３を挟んでこれと反対側
のレーザ光の光軸Ｌ上には、集光レンズ９およびその焦
点面上のデテクタ１０が配設されており、セル３内の被
測定粒子群による回折／散乱光は集光レンズ９によって
デテクタ１０の受光面上に回折／散乱光を結ぶ。デテク
タ１０は、例えば互いに異なる半径を有する半リング状
の受光面を持つ複数個のフォトセンサがレーザ光軸Ｌを
中心として同心円状に並べられたもので、各センサの出
力から回折／散乱光強度の空間分布（回折／散乱角ごと
の光強度）が得られるようになっている。このデテクタ
１０の出力は増幅器およびＡ−Ｄ変換器１１を介してコ
ンピュータ１２に採り込まれ、ブランク測定値（媒液の
みを流した状態でのデテクタ１０の出力）に基づくベー
スライン測定結果等を合わせて、公知の演算により被測
定粒子群の粒度分布に換算される。
配設されているとともに、セル３を挟んでこれと反対側
のレーザ光の光軸Ｌ上には、集光レンズ９およびその焦
点面上のデテクタ１０が配設されており、セル３内の被
測定粒子群による回折／散乱光は集光レンズ９によって
デテクタ１０の受光面上に回折／散乱光を結ぶ。デテク
タ１０は、例えば互いに異なる半径を有する半リング状
の受光面を持つ複数個のフォトセンサがレーザ光軸Ｌを
中心として同心円状に並べられたもので、各センサの出
力から回折／散乱光強度の空間分布（回折／散乱角ごと
の光強度）が得られるようになっている。このデテクタ
１０の出力は増幅器およびＡ−Ｄ変換器１１を介してコ
ンピュータ１２に採り込まれ、ブランク測定値（媒液の
みを流した状態でのデテクタ１０の出力）に基づくベー
スライン測定結果等を合わせて、公知の演算により被測
定粒子群の粒度分布に換算される。
【００１６】次に、以上の本発明実施例の作用をその使
用方法とともに述べる。まず、ストップバルブ２を閉じ
た状態でポンプ６を駆動して、セル３内に媒液Ｍを一定
の圧力（流速）下で流し、ブランク測定を行う。その状
態でストップバルブ２を開放すると、ノズル３５側は負
圧状態であるから、懸濁液Ｓが吸引されてその吐出口３
５ａから媒液Ｍの流れの中に流れ出し、これらは排出口
３４からセル３外に流出する。図４はこの状態を示すセ
ル３の断面図である。レーザ光の光路空間においては、
懸濁液Ｓは媒液Ｍ内で吐出口３５ａの光軸Ｌ方向の幅ｗ
をほぼ保った状態で流れ、従って実質的な光路長はこの
吐出口３５ａの幅ｗと等しくなるとともに、セル３のガ
ラス板３１，３２の内面には少なくともレーザ光照射部
分近傍において懸濁液Ｓは接触せず、ここに被測定粒子
が付着することがなく、また、セル３のガラス板３１，
３２の内面間距離を大きくして洗浄を容易化しても、短
い光路長のもとでの測定が可能となる。
用方法とともに述べる。まず、ストップバルブ２を閉じ
た状態でポンプ６を駆動して、セル３内に媒液Ｍを一定
の圧力（流速）下で流し、ブランク測定を行う。その状
態でストップバルブ２を開放すると、ノズル３５側は負
圧状態であるから、懸濁液Ｓが吸引されてその吐出口３
５ａから媒液Ｍの流れの中に流れ出し、これらは排出口
３４からセル３外に流出する。図４はこの状態を示すセ
ル３の断面図である。レーザ光の光路空間においては、
懸濁液Ｓは媒液Ｍ内で吐出口３５ａの光軸Ｌ方向の幅ｗ
をほぼ保った状態で流れ、従って実質的な光路長はこの
吐出口３５ａの幅ｗと等しくなるとともに、セル３のガ
ラス板３１，３２の内面には少なくともレーザ光照射部
分近傍において懸濁液Ｓは接触せず、ここに被測定粒子
が付着することがなく、また、セル３のガラス板３１，
３２の内面間距離を大きくして洗浄を容易化しても、短
い光路長のもとでの測定が可能となる。
【００１７】図５は本発明の他の実施例のセル３０の要
部断面図である。この例におけるセル３０が先の例にお
けるセル３と相違する点は、セル３０にレーザ光が照射
されるガラス板３０１とこれに対向するガラス板３０２
が、レーザ光の照射部よりも懸濁液Ｓおよび媒液Ｍの流
れの上流側においてそれぞれ内側に向かって絞られ、こ
の絞り部３００の存在によってレーザ光の光軸Ｌ上では
両者の対向面間距離が上流側に比して狭くなっている点
であり、その他の構成は先の例と同等である。
部断面図である。この例におけるセル３０が先の例にお
けるセル３と相違する点は、セル３０にレーザ光が照射
されるガラス板３０１とこれに対向するガラス板３０２
が、レーザ光の照射部よりも懸濁液Ｓおよび媒液Ｍの流
れの上流側においてそれぞれ内側に向かって絞られ、こ
の絞り部３００の存在によってレーザ光の光軸Ｌ上では
両者の対向面間距離が上流側に比して狭くなっている点
であり、その他の構成は先の例と同等である。
【００１８】この例においては、媒液Ｍを流した状態で
先の例のようにストップバルブ２を開放すると、同様に
して懸濁液Ｓがノズル３５の吐出口３５ａから媒液Ｍ内
に流れ出すが、絞り部３００において流れの全体がレー
ザ光の光軸Ｌに沿う方向に絞られるので、懸濁液Ｓの流
れの光軸Ｌ方向の厚さは、ノズル３５の吐出口３５ａの
光軸Ｌ方向の幅ｗよりも狭くなり、先の実施例に比して
光路長をより小さくすることが可能となる。
先の例のようにストップバルブ２を開放すると、同様に
して懸濁液Ｓがノズル３５の吐出口３５ａから媒液Ｍ内
に流れ出すが、絞り部３００において流れの全体がレー
ザ光の光軸Ｌに沿う方向に絞られるので、懸濁液Ｓの流
れの光軸Ｌ方向の厚さは、ノズル３５の吐出口３５ａの
光軸Ｌ方向の幅ｗよりも狭くなり、先の実施例に比して
光路長をより小さくすることが可能となる。
【００１９】従ってこの実施例においては、ノズル３５
の吐出口３５ａの光軸Ｌ方向への幅寸法ｗを、予想され
る最大の粒子が通過できる程度としておくことで、光路
長は更に短くなることになり、測定可能な懸濁液濃度の
上限を従来に比して大幅に上昇させることが可能とな
る。
の吐出口３５ａの光軸Ｌ方向への幅寸法ｗを、予想され
る最大の粒子が通過できる程度としておくことで、光路
長は更に短くなることになり、測定可能な懸濁液濃度の
上限を従来に比して大幅に上昇させることが可能とな
る。
【００２０】すなわち、レーザ回折／散乱法では、試料
懸濁液もしくは乳濁液の濃度は、通常０．１％以下にし
なければならない。その理由は、濃度が高いと１つの粒
子で回折／散乱された光が他の粒子に当たって再び回折
／散乱される、という多重回折（散乱）が起こるからで
ある。この現象を少なくするには、濃度を薄くする以外
に、光路長を短くする方法がある。従来装置において
は、セルの光軸方向への厚みを薄くすることにより光路
長の短縮を図っていたが、この対策では大きな粒子がセ
ル内につまるばかりでなく、洗浄が極めて困難となる。
図５に示す実施例のセル３０を用いて、そのノズル３５
の吐出口３５ａの幅ｗを上記したように最大粒子の径寸
法よりも僅かに大きくしておくことにより、懸濁液Ｓの
流れの光軸Ｌ上におけるＬ方向の厚み、従って光路長
は、その最大粒子径よりも更に短くなり得ることにな
り、多重回折（散乱）を生じない濃度の上限は大幅に緩
和され、高濃度の試料の測定が可能となる。
懸濁液もしくは乳濁液の濃度は、通常０．１％以下にし
なければならない。その理由は、濃度が高いと１つの粒
子で回折／散乱された光が他の粒子に当たって再び回折
／散乱される、という多重回折（散乱）が起こるからで
ある。この現象を少なくするには、濃度を薄くする以外
に、光路長を短くする方法がある。従来装置において
は、セルの光軸方向への厚みを薄くすることにより光路
長の短縮を図っていたが、この対策では大きな粒子がセ
ル内につまるばかりでなく、洗浄が極めて困難となる。
図５に示す実施例のセル３０を用いて、そのノズル３５
の吐出口３５ａの幅ｗを上記したように最大粒子の径寸
法よりも僅かに大きくしておくことにより、懸濁液Ｓの
流れの光軸Ｌ上におけるＬ方向の厚み、従って光路長
は、その最大粒子径よりも更に短くなり得ることにな
り、多重回折（散乱）を生じない濃度の上限は大幅に緩
和され、高濃度の試料の測定が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
試料懸濁液もしくは乳濁液を流すためのセル内に、スリ
ット状の吐出口を持つノズルを、その吐出口の長手方向
が照射レーザ光の光軸と直交するように配置し、このノ
ズルとは別に導入する導入口を設けて媒液をセル内に流
すとともに、ノズルの吐出口から、その媒液の流れに沿
って試料懸濁液もしくは乳濁液を媒液に囲まれた状態で
流すように構成しているので、試料懸濁液もしくは乳濁
液の流れのレーザ光軸方向への厚みはノズルの吐出口の
同方向への幅とほぼ同じ寸法となり、被測定粒子がセル
の内面に付着して回折／散乱光の測定誤差を生じること
がないとともに、内面の洗浄作業を容易化すべくセルの
レーザ光軸方向の内面幅を広くしても短い光路長での測
定が可能となり、実質的により高濃度の試料の測定が可
能となる。
試料懸濁液もしくは乳濁液を流すためのセル内に、スリ
ット状の吐出口を持つノズルを、その吐出口の長手方向
が照射レーザ光の光軸と直交するように配置し、このノ
ズルとは別に導入する導入口を設けて媒液をセル内に流
すとともに、ノズルの吐出口から、その媒液の流れに沿
って試料懸濁液もしくは乳濁液を媒液に囲まれた状態で
流すように構成しているので、試料懸濁液もしくは乳濁
液の流れのレーザ光軸方向への厚みはノズルの吐出口の
同方向への幅とほぼ同じ寸法となり、被測定粒子がセル
の内面に付着して回折／散乱光の測定誤差を生じること
がないとともに、内面の洗浄作業を容易化すべくセルの
レーザ光軸方向の内面幅を広くしても短い光路長での測
定が可能となり、実質的により高濃度の試料の測定が可
能となる。
【図１】本発明実施例の全体構成図
【図２】そのセル３の構造を示す斜視図
【図３】同じくセル３の構造を示す縦断面図
【図４】セル３の要部断面図で示す本発明実施例の作用
説明図
説明図
【図５】本発明の他の実施例のセルの要部縦断面図
１ 懸濁液溜 ２ ストップバルブ ３ セル ３１，３２ ガラス板 ３３ 導入口 ３４ 排出口 ３５ ノズル ３５ａ 吐出口 ６ ポンプ ７ 媒液溜 ８ レーザ光源 ９ 集光レンズ １０ デテクタ １２ コンピュータ Ｓ 懸濁液 Ｍ 媒液 Ｌ レーザ光軸
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定粒子群を媒液中に分散させた懸濁
液もしくは乳濁液をセル内に流し、そのセルの外方から
上記懸濁液もしくは乳濁液にレーザ光を照射することに
より得られる回折／散乱光の強度分布を測定し、その測
定結果から被測定粒子群の粒度分布を算出する装置にお
いて、上記セルは、その内部にスリット状の吐出口を持
つノズルが当該吐出口の長手方向が照射レーザ光の光路
と直交する方向に沿うよう配設されているとともに、こ
のノズルとは別に導入口を有し、この導入口を介して媒
液がセル内に流されるとともに、上記ノズルの吐出口か
ら上記懸濁液もしくは乳濁液が上記吐出口の幅を保った
状態で上記媒液の流れに沿ってその略中央部に流される
よう構成されていることを特徴とする粒度分布測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04070912A JP3136745B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 粒度分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04070912A JP3136745B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 粒度分布測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273109A JPH05273109A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3136745B2 true JP3136745B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=13445204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04070912A Expired - Fee Related JP3136745B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 粒度分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136745B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6257109B1 (en) | 1997-08-29 | 2001-07-10 | Citizen Watch Co., Ltd. | Automatic lathe and method of controlling same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4701891B2 (ja) * | 2005-07-20 | 2011-06-15 | 株式会社島津製作所 | 粒度分布測定装置 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP04070912A patent/JP3136745B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6257109B1 (en) | 1997-08-29 | 2001-07-10 | Citizen Watch Co., Ltd. | Automatic lathe and method of controlling same |
| USRE38571E1 (en) | 1997-08-29 | 2004-08-31 | Citizen Watch Co., Ltd. | Automatic lathe and method of controlling same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05273109A (ja) | 1993-10-22 |
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