JP6779106B2 - Particle detection system and particle detection method - Google Patents
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Description
本発明は環境評価技術に関し、特に粒子検出システム及び粒子検出方法に関する。 The present invention relates to an environmental evaluation technique, particularly to a particle detection system and a particle detection method.
バイオクリーンルーム等のクリーンルームにおいては、粒子検出装置を用いて、飛散している微生物粒子や非微生物粒子が検出され、記録される。粒子の検出結果から、クリーンルームの空調機器の劣化具合を把握可能である。また、クリーンルームで製造された製品に、参考資料として、クリーンルーム内の粒子の検出記録が添付されることもある。光学式の粒子検出装置は、例えば、クリーンルーム中の気体を吸引し、吸引した気体に励起光を照射する。気体に微生物粒子や非微生物蛍光粒子が含まれていると、励起光を照射された粒子が蛍光を発するため、気体に含まれる微生物粒子や非微生物蛍光粒子の数や大きさ等を検出することが可能となる（例えば、非特許文献１、２参照。）。また、クリーンルームを飛散する粒子は、通常、低濃度であるため、粒子を濃縮してから、粒子を検出することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 In a clean room such as a bio-clean room, scattered microbial particles and non-microbial particles are detected and recorded by using a particle detection device. From the particle detection results, it is possible to grasp the degree of deterioration of the air conditioning equipment in the clean room. In addition, the detection record of particles in the clean room may be attached to the product manufactured in the clean room as reference material. The optical particle detector, for example, sucks a gas in a clean room and irradiates the sucked gas with excitation light. When the gas contains microbial particles or non-microbial fluorescent particles, the particles irradiated with the excitation light fluoresce, so the number and size of the microbial particles and non-microbial fluorescent particles contained in the gas must be detected. (See, for example, Non-Patent Documents 1 and 2). Further, since the particles scattered in the clean room usually have a low concentration, it has been proposed to concentrate the particles before detecting the particles (see, for example, Patent Document 1).
本発明は、粒子を正確に検出可能な粒子検出システム及び粒子検出方法を提供することを目的の一つとする。 One object of the present invention is to provide a particle detection system and a particle detection method capable of accurately detecting particles.
本発明の態様によれば、（ａ）粒子を含む流体から、粒子が濃縮された検査流体と、排流体と、を生成する濃縮器と、（ｂ）濃縮器に接続され、検査流体が流れるマイナー流路と、（ｃ）濃縮器に接続され、検査流体より流量が大きい排流体が流れるメジャー流路と、を備え、マイナー流路が、（ｄ）濃縮器に接続され、検査流体中の粒子を検出する粒子検出装置と、（ｅ）粒子検出装置に接続され、濃縮器及び粒子検出装置から検査流体を吸引する検査流体吸引機と、を備え、メジャー流路が、（ｆ）濃縮器に接続され、濃縮器から排流体を吸引する、検査流体吸引機より吸引圧力が弱い排流体吸引機を備え、（ｇ）マイナー流路を流れる検査流体の流量と、メジャー流路を流れる排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるよう、排流体吸引機が、メジャー流路を流れる排流体の流量を調整する、粒子検出システムが提供される。 According to the aspect of the present invention, a concentrator that produces (a) a test fluid in which particles are concentrated and a drain fluid from a fluid containing particles, and (b) a concentrator are connected to flow the test fluid. It is provided with a minor flow path and (c) a major flow path connected to the concentrator and through which an exhaust fluid having a flow rate larger than that of the inspection fluid flows, and the minor flow path is connected to (d) the concentrator and is in the inspection fluid. A particle detection device for detecting particles and (e) a test fluid suction device connected to the particle detection device and sucking a test fluid from the concentrator and the particle detection device are provided, and a major flow path is (f) a concentrator. It is equipped with a drainage fluid suction machine that is connected to and sucks the drainage fluid from the concentrator and has a weaker suction pressure than the inspection fluid suction machine. (G) The flow rate of the test fluid flowing through the minor flow path and the drainage fluid flowing through the major flow path. A particle detection system is provided in which the effluent aspirator adjusts the effluent flow through the major flow path so that the effluent and the total flue flow are within a predetermined range.
上記の粒子検出システムが、マイナー流路を流れる検査流体の流量と、メジャー流路を流れる排流体の流量と、の合計流量を算出する算出部をさらに備えていてもよい。 The particle detection system may further include a calculation unit that calculates the total flow rate of the flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path and the flow rate of the exhaust fluid flowing through the major flow path.
上記の粒子検出システムにおいて、検査流体吸引機がポンプであり、排流体吸引機がファンであってもよい。 In the above particle detection system, the inspection fluid suction machine may be a pump and the drain fluid suction machine may be a fan.
上記の粒子検出システムにおいて、ポンプが、ダイアフラムポンプであってもよい。 In the above particle detection system, the pump may be a diaphragm pump.
上記の粒子検出システムにおいて、ポンプが、ロータリーベーンポンプであってもよい。 In the above particle detection system, the pump may be a rotary vane pump.
上記の粒子検出システムにおいて、ポンプが、リニアポンプであってもよい。 In the above particle detection system, the pump may be a linear pump.
上記の粒子検出システムにおいて、ファンが、ターボファンであってもよい。 In the above particle detection system, the fan may be a turbofan.
上記の粒子検出システムにおいて、ファンが、シロッコファンであってもよい。 In the above particle detection system, the fan may be a sirocco fan.
上記の粒子検出システムにおいて、検査流体吸引機が、排流体吸引機より多数の吸引機構を備えていてもよい。 In the above particle detection system, the inspection fluid suction machine may have more suction mechanisms than the drain fluid suction machine.
また、本発明の態様によれば、（ａ）粒子を含む流体から、粒子が濃縮された検査流体と、排流体と、を濃縮器で生成することと、（ｂ）濃縮器に接続されたマイナー流路に、検査流体が流れることと、（ｃ）濃縮器に接続されたメジャー流路に、検査流体より流量が大きい排流体が流れることと、を含み、マイナー流路が、（ｄ）濃縮器に接続され、検査流体中の粒子を検出する粒子検出装置と、（ｅ）粒子検出装置に接続され、濃縮器及び粒子検出装置から検査流体を吸引する検査流体吸引機と、を備え、メジャー流路が、（ｆ）濃縮器に接続され、濃縮器から排流体を吸引する、検査流体吸引機より吸引圧力が弱い排流体吸引機を備え、（ｇ）マイナー流路を流れる検査流体の流量と、メジャー流路を流れる排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるよう、排流体吸引機が、メジャー流路を流れる排流体の流量を調整することをさらに含む、粒子検出方法が提供される。 Further, according to the aspect of the present invention, (a) a test fluid in which particles are concentrated and a drainage fluid are generated from a fluid containing particles by a concentrator, and (b) the fluid is connected to the concentrator. The minor flow path includes (c) a drainage fluid having a flow rate larger than that of the test fluid flows through the major flow path connected to the concentrator, and the minor flow path is (d). It is provided with a particle detection device connected to a concentrator to detect particles in the test fluid, and (e) a test fluid suction device connected to the particle detection device to suck the test fluid from the concentrator and the particle detection device. The major flow path is (f) connected to the concentrator and is equipped with a drain fluid suction machine that sucks the exhaust fluid from the concentrator and has a weaker suction pressure than the test fluid suction machine, and (g) the test fluid flowing through the minor flow path. The drain fluid suction machine further includes adjusting the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path so that the total flow rate of the flow rate and the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path is within a predetermined range. A particle detection method is provided.
本発明によれば、粒子を正確に検出可能な粒子検出システム及び粒子検出方法を提供可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a particle detection system and a particle detection method capable of accurately detecting particles.
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Embodiments of the present invention will be described below. In the description of the drawings below, the same or similar parts are represented by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic. Therefore, the specific dimensions and the like should be determined in light of the following explanations. In addition, it goes without saying that the drawings include parts having different dimensional relationships and ratios from each other.
実施の形態に係る粒子検出システムは、図１に示すように、粒子を含む流体から、粒子が濃縮された検査流体と、排流体と、を生成する濃縮器１３と、濃縮器１３に接続され、検査流体が流れるマイナー流路１４と、濃縮器１３に接続され、検査流体より流量が大きい排流体が流れるメジャー流路１７と、を備える。 As shown in FIG. 1, the particle detection system according to the embodiment is connected to a concentrator 13 and a concentrator 13 for producing a test fluid in which particles are concentrated and a drainage fluid from a fluid containing particles. A minor flow path 14 through which the inspection fluid flows, and a major flow path 17 connected to the concentrator 13 through which the exhaust fluid having a flow rate larger than that of the inspection fluid flows.
マイナー流路１４は、濃縮器１３に接続され、検査流体中の粒子を検出する粒子検出装置２２と、粒子検出装置２２に接続され、濃縮器１３及び粒子検出装置２２から検査流体を吸引する検査流体吸引機３０と、を備える。メジャー流路１７は、濃縮器１３に接続され、濃縮器１３から排流体を吸引する、検査流体吸引機３０より吸引圧力が弱い排流体吸引機７６を備える。具体的には、排流体吸引機７６の静圧は、検査流体吸引機３０の静圧よりも弱い。なお、吸引機の吸引圧力は、吸引機全圧ともいわれ、吸引機の吐出口と吸引口の全圧の差で表される。また、吸引機の静圧は、吸引機全圧から、吸引機吐出口における動圧を引いた値で表される。 The minor flow path 14 is connected to the concentrator 13 and is connected to a particle detection device 22 for detecting particles in the inspection fluid and an inspection which is connected to the particle detection device 22 and sucks the inspection fluid from the concentrator 13 and the particle detection device 22. A fluid suction machine 30 is provided. The major flow path 17 includes a drainage fluid suction machine 76 which is connected to the concentrator 13 and sucks the drainage fluid from the concentrateer 13 and whose suction pressure is weaker than that of the inspection fluid suction machine 30. Specifically, the static pressure of the drain fluid suction machine 76 is weaker than the static pressure of the inspection fluid suction machine 30. The suction pressure of the suction machine is also called the total pressure of the suction machine, and is represented by the difference between the total pressure of the discharge port and the suction port of the suction machine. The static pressure of the suction machine is represented by a value obtained by subtracting the dynamic pressure at the suction machine discharge port from the total pressure of the suction machine.
実施の形態に係る粒子検出システムにおいて、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量と、メジャー流路１７を流れる排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるよう、排流体吸引機７６が、メジャー流路１７を流れる排流体の流量を調整する。 In the particle detection system according to the embodiment, the exhaust fluid suction is performed so that the total flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14 and the exhaust fluid flow rate flowing through the major flow path 17 is within a predetermined range. The machine 76 adjusts the flow rate of the exhaust fluid flowing through the major flow path 17.
通常、マイナー流路１４より多くの流体がメジャー流路１７を流れ、メジャー流路１７より少ない流体がマイナー流路１４を流れる。ただし、検査流体吸引機３０及び排流体吸引機７６が吸引を開始した直後、並びに検査流体吸引機３０及び排流体吸引機７６が吸引を停止する直前等には、メジャー流路１７より多くの流体がマイナー流路１４を流れる場合があり得る。 Normally, more fluid than the minor flow path 14 flows through the major flow path 17, and less fluid than the major flow path 17 flows through the minor flow path 14. However, immediately after the inspection fluid suction machine 30 and the exhaust fluid suction machine 76 start suction, and immediately before the inspection fluid suction machine 30 and the drain fluid suction machine 76 stop suction, more fluid than the major flow path 17 is used. May flow through the minor flow path 14.
しかし、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量と、メジャー流路１７を流れる排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるよう、排流体吸引機７６が、メジャー流路１７を流れる排流体の流量を調整する際には、マイナー流路１４より多くの流体がメジャー流路１７を流れ、メジャー流路１７より少ない流体がマイナー流路１４を流れている。 However, the drainage fluid suction machine 76 sets the major flow path 17 so that the total flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14 and the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path 17 is within a predetermined range. When adjusting the flow rate of the effluent flowing through the minor flow path 14, more fluid than the minor flow path 14 flows through the major flow path 17, and less fluid than the major flow path 17 flows through the minor flow path 14.
粒子を含む流体は、例えばクリーンルーム２００等の清浄空間内の空気であるが、これに限定されない。クリーンルーム２００内には、流体を吸引するためのノズル１１が配置されている。ノズル１１と濃縮器１３の間には、チューブ等の流路１２が配置されている。検査流体吸引機３０及び排流体吸引機７６の少なくとも一方の吸引圧力によってノズル１１から吸引された流体は、流路１２を経て濃縮器１３に到達する。 The fluid containing particles is, for example, air in a clean space such as a clean room 200, but is not limited thereto. A nozzle 11 for sucking a fluid is arranged in the clean room 200. A flow path 12 such as a tube is arranged between the nozzle 11 and the concentrator 13. The fluid sucked from the nozzle 11 by the suction pressure of at least one of the inspection fluid suction machine 30 and the exhaust fluid suction machine 76 reaches the concentrator 13 via the flow path 12.
濃縮器１３は、流体から、濃縮された検査対象の粒子を含む検査流体と、検査対象の粒子を実質的に含まない排流体と、を生成する。ただし、排流体は、検査対象の粒子を低濃度で含み得る。また、排流体は、検査対象以外の粒子を含み得る。検査流体の流れはマイナーフローとも呼ばれ、廃流体の流れはメジャーフローとも呼ばれる。濃縮器１３において、排流体が検査対象粒子を含まないようにすると、通常、メジャー流路１７の圧力損失のほうが、マイナー流路１４の圧力損失よりも大きくなる。濃縮器１３としては、カスケードインパクタ法を用いる分粒器、サイクロン法を用いる分粒器、及びバーチャルインパクタ法を用いる分粒器等が使用可能である。 The concentrator 13 produces from the fluid an inspection fluid containing the concentrated particles to be inspected and a drainage fluid substantially free of the particles to be inspected. However, the effluent may contain low concentrations of particles to be inspected. In addition, the drainage fluid may contain particles other than those to be inspected. The flow of inspection fluid is also called minor flow, and the flow of waste fluid is also called major flow. In the concentrator 13, when the exhaust fluid does not contain the particles to be inspected, the pressure loss of the major flow path 17 is usually larger than the pressure loss of the minor flow path 14. As the concentrator 13, a sizing device using the cascade impactor method, a sizing device using the cyclone method, a sizing device using the virtual impactor method, and the like can be used.
濃縮器１３で生成された検査流体は、検査流体吸引機３０によって吸引され、マイナー流路１４が備える流路２１を経て粒子検出装置２２に到達する。粒子検出装置２２は、例えば検査流体の気流に光を照射し、光を照射された粒子で生じる散乱光や蛍光を検出して、粒子の数を計測する。 The test fluid generated by the concentrator 13 is sucked by the test fluid suction machine 30 and reaches the particle detection device 22 via the flow path 21 provided in the minor flow path 14. The particle detection device 22 irradiates the airflow of the inspection fluid with light, for example, detects scattered light and fluorescence generated by the irradiated particles, and measures the number of particles.
濃縮器１３で生成された検査流体の一部は、マイナー流路１４が備えるバイパス流路に送られる。バイパス流路は、流路２１から分岐する流路４１、及び流路４１に接続された吸引フィルター４２を備える。吸引フィルター４２は、検査流体から粒子を除去し、圧力調整用流体を生成する。検査流体に含まれる粒子が、後述するバイパス流量計４６の感度及び性能に影響しない場合、吸引フィルター４２は省略してもよい。 A part of the inspection fluid generated by the concentrator 13 is sent to the bypass flow path provided in the minor flow path 14. The bypass flow path includes a flow path 41 branching from the flow path 21 and a suction filter 42 connected to the flow path 41. The suction filter 42 removes particles from the test fluid to produce a pressure regulating fluid. The suction filter 42 may be omitted if the particles contained in the test fluid do not affect the sensitivity and performance of the bypass flow meter 46 described later.
バイパス流路は、さらに、吸引フィルター４２に接続された流路４３、流路４３に接続されたスピードコントローラー４４、スピードコントローラー４４に接続された流路４５、及び流路４５に接続されたバイパス流量計４６を備える。スピードコントローラー４４は、バイパス流路を流れる圧力調整用流体の流速を調整する。バイパス流量計４６は、バイパス流路を流れる圧力調整用流体の流速及び流量を計測する。 The bypass flow path further includes a flow path 43 connected to the suction filter 42, a speed controller 44 connected to the flow path 43, a flow path 45 connected to the speed controller 44, and a bypass flow rate connected to the flow path 45. A total of 46 are provided. The speed controller 44 adjusts the flow velocity of the pressure adjusting fluid flowing through the bypass flow path. The bypass flow meter 46 measures the flow velocity and flow rate of the pressure adjusting fluid flowing through the bypass flow path.
バイパス流路は、さらに、バイパス流量計４６に接続された流路４７、流路４７に接続されたＨＥＰＡフィルター等の清浄フィルター４８、及び清浄フィルター４８と粒子検出装置２２の間に接続された流路４９を備える。清浄フィルター４８は、吸引フィルター４２を通過した粒子や、スピードコントローラー４４及びバイパス流量計４６等で生じうる塵等を圧力調整用流体から除去する。 The bypass flow path further includes a flow path 47 connected to the bypass flow meter 46, a cleaning filter 48 such as a HEPA filter connected to the flow path 47, and a flow connected between the cleaning filter 48 and the particle detection device 22. The road 49 is provided. The cleaning filter 48 removes particles that have passed through the suction filter 42, dust that may be generated by the speed controller 44, the bypass flow meter 46, and the like from the pressure adjusting fluid.
バイパス流路を経て粒子検出装置２２に到達した圧力調整用流体は、粒子検出装置２２内の圧力を調整し、粒子検出装置２２内の検査流体の気流の拡散を抑制する。圧力調整用流体が粒子等を含むと、粒子検出装置２２が検出する粒子の数や濃度に誤差が生じうる。そのため、圧力調整用流体は、清浄フィルター４８でろ過される。 The pressure adjusting fluid that has reached the particle detection device 22 via the bypass flow path adjusts the pressure in the particle detection device 22 and suppresses the diffusion of the air flow of the inspection fluid in the particle detection device 22. If the pressure adjusting fluid contains particles or the like, an error may occur in the number and concentration of particles detected by the particle detection device 22. Therefore, the pressure adjusting fluid is filtered by the cleaning filter 48.
流路２１を備える検査流路を流れる流体の流量と、バイパス流路を流れる流体の流量と、の分岐比は、所定の値に設定される。スピードコントローラー４４は、例えば、吸引フィルター４２、バイパス流量計４６、及び清浄フィルター４８の圧力損失が低く、所定の分岐比を設定できない場合に用いられる。分岐比の所定の値は、粒子検出装置２２内の光の照射領域、及び散乱光又は蛍光の受光領域の大きさに応じて、適宜設定される。 The branching ratio of the flow rate of the fluid flowing through the inspection flow path provided with the flow path 21 and the flow rate of the fluid flowing through the bypass flow path is set to a predetermined value. The speed controller 44 is used, for example, when the pressure loss of the suction filter 42, the bypass flow meter 46, and the cleaning filter 48 is low and a predetermined branching ratio cannot be set. A predetermined value of the branching ratio is appropriately set according to the size of the light irradiation region in the particle detection device 22 and the light receiving region of scattered light or fluorescence.
マイナー流路１４は、粒子検出装置２２に接続された流路２３、流路２３に接続された吸引フィルター２４、吸引フィルター２４に接続された流路２５、流路２５に接続された検査流体流量計２６、検査流体流量計２６に接続された流路２７、流路２７に接続されたスピードコントローラー２８、及びスピードコントローラー２８に接続された流路２９をさらに備える。 The minor flow path 14 includes a flow path 23 connected to the particle detection device 22, a suction filter 24 connected to the flow path 23, a flow path 25 connected to the suction filter 24, and an inspection fluid flow rate connected to the flow path 25. A total of 26, a flow path 27 connected to the inspection fluid flow meter 26, a speed controller 28 connected to the flow path 27, and a flow path 29 connected to the speed controller 28 are further provided.
粒子検出装置２２内を通過した流体は、流路２３、吸引フィルター２４、流路２５、検査流体流量計２６、流路２７、スピードコントローラー２８、及び流路２９を介して、検査流体吸引機３０によって吸引される。 The fluid that has passed through the particle detection device 22 passes through the flow path 23, the suction filter 24, the flow path 25, the inspection fluid flow meter 26, the flow path 27, the speed controller 28, and the flow path 29, and the inspection fluid suction machine 30 Is sucked in.
吸引フィルター２４は、流体から粒子を除去する。粒子検出装置２２内を通過した流体に含まれる粒子が、検査流体流量計２６の感度及び性能に影響しない場合、吸引フィルター２４は省略してもよい。検査流体流量計２６は、粒子検出装置２２を通過した、検査流体吸引機３０が吸引する流体の流速及び流量を計測する。検査流体流量計２６が計測した流量は、マイナー流路１４を流れる流体の流量とみなすことができる。スピードコントローラー２８は、粒子検出装置２２を通過する流体の流速を調整する。スピードコントローラー２８は、省略してもよい。 The suction filter 24 removes particles from the fluid. The suction filter 24 may be omitted if the particles contained in the fluid passing through the particle detector 22 do not affect the sensitivity and performance of the inspection fluid flow meter 26. The inspection fluid flow meter 26 measures the flow velocity and the flow rate of the fluid sucked by the inspection fluid suction machine 30 that has passed through the particle detection device 22. The flow rate measured by the inspection fluid flow meter 26 can be regarded as the flow rate of the fluid flowing through the minor flow path 14. The speed controller 28 adjusts the flow velocity of the fluid passing through the particle detector 22. The speed controller 28 may be omitted.
検査流体吸引機３０としては、ポンプ等が使用可能である。ポンプの例としては、ダイアフラムポンプ、ロータリーベーンポンプ、リニアポンプ、及び真空ポンプが挙げられるが、これらに限定されない。マイナー流路１４は、検査流体吸引機３０に接続された流路３１、流路３１に接続された清浄フィルター３２、及び清浄フィルター３２に接続された流路３３をさらに備える。検査流体吸引機３０から排出される流体は、検査流体吸引機３０に接続された流路３１、流路３１に接続された清浄フィルター３２、及び清浄フィルター３２に接続された流路３３を介して、外部に排出される。なお、流体が有害物質等を含まない場合は、清浄フィルター３２を省略してもよい。 As the inspection fluid suction machine 30, a pump or the like can be used. Examples of pumps include, but are not limited to, diaphragm pumps, rotary vane pumps, linear pumps, and vacuum pumps. The minor flow path 14 further includes a flow path 31 connected to the inspection fluid suction machine 30, a cleaning filter 32 connected to the flow path 31, and a flow path 33 connected to the cleaning filter 32. The fluid discharged from the inspection fluid suction machine 30 passes through the flow path 31 connected to the inspection fluid suction machine 30, the cleaning filter 32 connected to the flow path 31, and the flow path 33 connected to the cleaning filter 32. , Is discharged to the outside. If the fluid does not contain harmful substances or the like, the cleaning filter 32 may be omitted.
制御部１０１Ａは、検査流体流量計２６から流量を示す電流又は電圧信号を受け取り、検査流体吸引機３０の回転数又は吸引圧力を制御する制御信号を検査流体吸引機３０に送る。制御部１０１Ａは、例えば、ＰＩＤ制御により、検査流体吸引機３０を制御する。 The control unit 101A receives a current or voltage signal indicating the flow rate from the inspection fluid flow meter 26, and sends a control signal for controlling the rotation speed or suction pressure of the inspection fluid suction machine 30 to the inspection fluid suction machine 30. The control unit 101A controls the inspection fluid suction machine 30 by, for example, PID control.
メジャー流路１７は、濃縮器１３に接続された流路７１、流路７１に接続された吸引フィルター７２、吸引フィルター７２に接続された流路７３、流路７３に接続された排流体流量計７４、及び排流体流量計７４に接続された流路７５を備える。濃縮器１３で生成された排流体は、流路７１、吸引フィルター７２、流路７３、排流体流量計７４、及び流路７５を介して、排流体吸引機７６によって吸引される。 The major flow path 17 includes a flow path 71 connected to the concentrator 13, a suction filter 72 connected to the flow path 71, a flow path 73 connected to the suction filter 72, and a drainage fluid flow meter connected to the flow path 73. A flow path 75 connected to the 74 and the drain fluid flow meter 74 is provided. The drainage fluid generated by the concentrator 13 is sucked by the drainage fluid suction machine 76 via the flow path 71, the suction filter 72, the flow path 73, the drainage fluid flow meter 74, and the flow path 75.
吸引フィルター７２は、流体から粒子を除去する。廃流体に含まれる粒子が、排流体流量計７４の感度及び性能に影響しない場合、吸引フィルター７２は省略してもよい。排流体流量計７４は、排流体吸引機７６が吸引する流体の流速及び流量を計測する。排流体流量計７４が計測した流量は、メジャー流路１７を流れた流体の流量とみなすことができる。 The suction filter 72 removes particles from the fluid. If the particles contained in the waste fluid do not affect the sensitivity and performance of the drain fluid flow meter 74, the suction filter 72 may be omitted. The drainage fluid flow meter 74 measures the flow velocity and flow rate of the fluid sucked by the drainage fluid suction machine 76. The flow rate measured by the exhaust fluid flow meter 74 can be regarded as the flow rate of the fluid flowing through the major flow path 17.
検査流体吸引機３０がポンプである場合、排流体吸引機７６としては、ポンプよりも吸引圧力が弱いファン等が使用可能である。ファンの例としては、ターボファン及びシロッコファンが挙げられるが、これらに限定されない。なお、吸引圧力が検査流体吸引機３０より低ければ、排流体吸引機７６としてポンプを使用してもよい。メジャー流路１７は圧力損失が大きいため、検査流体吸引機３０の回転数は高くなる傾向にある。 When the inspection fluid suction machine 30 is a pump, a fan or the like having a weaker suction pressure than the pump can be used as the exhaust fluid suction machine 76. Examples of fans include, but are not limited to, turbofans and sirocco fans. If the suction pressure is lower than that of the inspection fluid suction machine 30, a pump may be used as the drainage fluid suction machine 76. Since the pressure loss of the major flow path 17 is large, the rotation speed of the inspection fluid suction machine 30 tends to be high.
メジャー流路１７は、排流体吸引機７６に接続された流路７７、流路７７に接続された清浄フィルター７８、及び清浄フィルター７８に接続された流路７９をさらに備える。排流体吸引機７６から排出される流体は、排流体吸引機７６に接続された流路７７、流路７７に接続された清浄フィルター７８、及び清浄フィルター７８に接続された流路７９を介して、外部に排出される。なお、流体が有害物質等を含まない場合は、清浄フィルター７８を省略してもよい。 The major flow path 17 further includes a flow path 77 connected to the drainage fluid suction machine 76, a cleaning filter 78 connected to the flow path 77, and a flow path 79 connected to the cleaning filter 78. The fluid discharged from the drain fluid suction machine 76 passes through the flow path 77 connected to the drain fluid suction machine 76, the cleaning filter 78 connected to the flow path 77, and the flow path 79 connected to the cleaning filter 78. , Is discharged to the outside. If the fluid does not contain harmful substances or the like, the cleaning filter 78 may be omitted.
制御部１０１Ｂは、排流体流量計７４から流量を示す電流又は電圧信号を受け取り、排流体吸引機７６の回転数又は吸引圧力を制御する制御信号を排流体吸引機７６に送る。制御部１０１Ｂは、例えば、ＰＩＤ制御により、排流体吸引機７６の回転数や吸引量を制御する。 The control unit 101B receives a current or voltage signal indicating the flow rate from the drain fluid flow meter 74, and sends a control signal for controlling the rotation speed or suction pressure of the drain fluid suction machine 76 to the drain fluid suction machine 76. The control unit 101B controls the rotation speed and the suction amount of the drainage fluid suction machine 76 by, for example, PID control.
実施の形態に係る粒子検出システムは、検査流体流量計２６が計測した流量と、排流体流量計７４が計測した流量と、の合計流量を算出する算出部１０２をさらに備える。算出部１０２は、例えばコンピューターに含まれている。算出部１０２は、検査流体流量計２６から直接流量の情報を受け取ってもよいし、制御部１０１Ａを介して、流量の情報を受け取ってもよい。また、算出部１０２は、排流体流量計７４から直接流量の情報を受け取ってもよいし、制御部１０１Ｂを介して、流量の情報を受け取ってもよい。 The particle detection system according to the embodiment further includes a calculation unit 102 for calculating the total flow rate of the flow rate measured by the inspection fluid flow meter 26 and the flow rate measured by the exhaust fluid flow meter 74. The calculation unit 102 is included in, for example, a computer. The calculation unit 102 may receive the flow rate information directly from the inspection fluid flow meter 26, or may receive the flow rate information via the control unit 101A. Further, the calculation unit 102 may receive the flow rate information directly from the drainage fluid flow meter 74, or may receive the flow rate information via the control unit 101B.
ここで、粒子検出装置２２が流体の体積当たりの粒子数を正確に計数するためには、濃縮器１３に吸引される流体の流量が、所定の範囲内にあることが好ましい。濃縮器１３に吸引される流体の流量は、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量と、メジャー流路１７を流れる排流体の流量と、の合計流量に相当する。また、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量は、検査流体流量計２６が計測した流量に相当する。メジャー流路１７を流れる排流体の流量は、排流体流量計７４が計測した流量に相当する。 Here, in order for the particle detection device 22 to accurately count the number of particles per volume of the fluid, it is preferable that the flow rate of the fluid sucked into the concentrator 13 is within a predetermined range. The flow rate of the fluid sucked into the concentrator 13 corresponds to the total flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14 and the flow rate of the exhaust fluid flowing through the major flow path 17. The flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14 corresponds to the flow rate measured by the inspection fluid flow meter 26. The flow rate of the exhaust fluid flowing through the major flow path 17 corresponds to the flow rate measured by the exhaust fluid flow meter 74.
算出部１０２には出力装置１０３が接続されていてもよい。検査流体流量計２６が計測した流量と、排流体流量計７４が計測した流量と、の合計流量が所定の範囲外となった場合、出力装置１０３は警告を発する。また、出力装置１０３は、検査流体流量計２６が計測した流量と、排流体流量計７４が計測した流量と、のそれぞれを出力してもよい。 The output device 103 may be connected to the calculation unit 102. When the total flow rate of the flow rate measured by the inspection fluid flow meter 26 and the flow rate measured by the drain fluid flow meter 74 is out of the predetermined range, the output device 103 issues a warning. Further, the output device 103 may output each of the flow rate measured by the inspection fluid flow meter 26 and the flow rate measured by the drain fluid flow meter 74.
算出部１０２は、合計流量が、所定の範囲よりも多い場合、制御部１０１Ｂを介して、排流体吸引機７６の吸引風量を低下させ、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量と、メジャー流路１７を流れる排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるようにする。また、算出部１０２は、合計流量が、所定の範囲よりも少ない場合、制御部１０１Ｂを介して、排流体吸引機７６の吸引風量を増加させ、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量と、メジャー流路１７を流れる排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるようにする。 When the total flow rate is larger than the predetermined range, the calculation unit 102 reduces the suction air volume of the exhaust fluid suction machine 76 via the control unit 101B, and the flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14 and the major flow rate. The total flow rate of the exhaust fluid flowing through the path 17 is set to be within a predetermined range. Further, when the total flow rate is less than a predetermined range, the calculation unit 102 increases the suction air volume of the exhaust fluid suction machine 76 via the control unit 101B, and determines the flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14. The total flow rate of the exhaust fluid flowing through the major flow path 17 is set to be within a predetermined range.
マイナー流路１４を流れる検査流体の流量と、メジャー流路１７を流れる排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるよう、排流体吸引機７６が、メジャー流路１７を流れる排流体の流量を調整している間、検査流体吸引機３０の駆動エネルギーは例えば一定に保たれる。 The drainage fluid suction machine 76 flows through the major flow path 17 so that the total flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14 and the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path 17 is within a predetermined range. While adjusting the flow rate of the exhaust fluid, the driving energy of the inspection fluid suction machine 30 is kept constant, for example.
図２は、ターボファンの回転数と、吸引風量と、静圧と、の関係を示す模式的なグラフである。図１に示す制御部１０１Ｂは、目標とする吸引風量と、メジャー流路１７の圧力損失に応じて、排流体吸引機７６の回転数を決定する。 FIG. 2 is a schematic graph showing the relationship between the rotation speed of the turbofan, the suction air volume, and the static pressure. The control unit 101B shown in FIG. 1 determines the rotation speed of the exhaust fluid suction machine 76 according to the target suction air volume and the pressure loss of the major flow path 17.
メジャー流路１７を流れる排流体の流量は、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量よりも多いため、メジャー流路１７を流れる排流体の流量の調整幅は大きい。一方、排流体吸引機７６の静圧は、検査流体吸引機３０の静圧よりも弱いため、排流体吸引機７６によってメジャー流路１７を流れる排流体の流量を増減させても、メジャー流路１７内の内圧の変化量は小さい。さらに、マイナー流路１４を流れる検査流体は、排流体吸引機７６より静圧の強い検査流体吸引機３０で吸引されている。そのため、マイナー流路１４内の内圧は、メジャー流路１７内の内圧の変化の影響を受けにくい。そのため、排流体吸引機７６の吸引風量が変化しても、マイナー流路１４内の内圧の変化量は小さくなる。 Since the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path 17 is larger than the flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14, the adjustment range of the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path 17 is large. On the other hand, since the static pressure of the drain fluid suction machine 76 is weaker than the static pressure of the inspection fluid suction machine 30, even if the flow rate of the drain fluid flowing through the major flow path 17 is increased or decreased by the drain fluid suction machine 76, the major flow path The amount of change in the internal pressure in 17 is small. Further, the inspection fluid flowing through the minor flow path 14 is sucked by the inspection fluid suction machine 30 having a stronger static pressure than the drain fluid suction machine 76. Therefore, the internal pressure in the minor flow path 14 is not easily affected by the change in the internal pressure in the major flow path 17. Therefore, even if the suction air volume of the exhaust fluid suction machine 76 changes, the change amount of the internal pressure in the minor flow path 14 becomes small.
仮に、排流体吸引機の静圧が、検査流体吸引機の静圧よりも強い場合、排流体吸引機によってメジャー流路を流れる排流体の流量を増減させると、メジャー流路内の内圧の変化量が大きくなる。さらに、検査流体吸引機の静圧が、排流体吸引機の静圧よりも弱い場合、マイナー流路内の内圧は、メジャー流路内の内圧の変化の影響を受けやすくなる。そのため、排流体吸引機の吸引風量が変化すると、マイナー流路内の内圧の変化量が大きくなる。 If the static pressure of the drain fluid suction machine is stronger than the static pressure of the inspection fluid suction machine, if the flow rate of the drain fluid flowing through the major flow path is increased or decreased by the drain fluid suction machine, the internal pressure in the major flow path changes. The amount increases. Further, when the static pressure of the inspection fluid suction machine is weaker than the static pressure of the exhaust fluid suction machine, the internal pressure in the minor flow path is easily affected by the change in the internal pressure in the major flow path. Therefore, when the suction air volume of the exhaust fluid suction machine changes, the change amount of the internal pressure in the minor flow path becomes large.
マイナー流路１４内の内圧が変動すると、マイナー流路１４内で検査流体の逆流が生じ得る。マイナー流路１４内で検査流体の逆流が生じると、粒子検出装置２２で一度検出された下流の粒子が、粒子検出装置２２で再び検出され、粒子の計数に誤りが生じうる。これに対し、実施の形態に係る粒子検出システムにおいては、マイナー流路１４内の内圧の変動が抑制されるため、粒子検出装置２２で粒子を正確に計数することが可能である。 When the internal pressure in the minor flow path 14 fluctuates, backflow of the inspection fluid may occur in the minor flow path 14. When the backflow of the inspection fluid occurs in the minor flow path 14, the downstream particles once detected by the particle detection device 22 are detected again by the particle detection device 22, and an error may occur in the counting of the particles. On the other hand, in the particle detection system according to the embodiment, since the fluctuation of the internal pressure in the minor flow path 14 is suppressed, the particles can be accurately counted by the particle detection device 22.
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。 Although the present invention has been described by embodiment as described above, the descriptions and drawings that form part of this disclosure should not be understood to limit the invention. This disclosure should reveal to those skilled in the art various alternative embodiments, examples and operational techniques.
例えば、粒子検出システムにおいて、図３に示すように、検査流体吸引機３０Ａ、３０Ｂが、排流体吸引機７６より多数の吸引機構を備えていてもよい。検査流体吸引機３０Ａ、３０Ｂと、排流体吸引機７６と、が、それぞれ、同じ最大吸引圧力を有するファンであってもよい。検査流体吸引機３０Ａ、３０Ｂが２台ある場合、検査流体吸引機３０Ａ、３０Ｂの合計最大吸引圧力は、排流体吸引機７６の最大吸引圧力の２倍になる。制御部１０１Ａは、検査流体吸引機３０Ａ、３０Ｂに同じ制御信号を送ってもよいし、別々の制御信号を送ってもよい。 For example, in the particle detection system, as shown in FIG. 3, the inspection fluid suction machines 30A and 30B may have more suction mechanisms than the exhaust fluid suction machine 76. The inspection fluid suction machines 30A and 30B and the drainage fluid suction machine 76 may be fans having the same maximum suction pressure, respectively. When there are two inspection fluid suction machines 30A and 30B, the total maximum suction pressure of the inspection fluid suction machines 30A and 30B is twice the maximum suction pressure of the exhaust fluid suction machine 76. The control unit 101A may send the same control signal to the inspection fluid suction machines 30A and 30B, or may send different control signals.
例えば、下流側の検査流体吸引機３０Ｂの吸引圧力を最大にして、上流側の検査流体吸引機３０Ａの吸引圧力を調整して、マイナー流路１４を流れる検査流体の流量を調整してもよい。上流側の検査流体吸引機３０Ａの吸引圧力を最大にすると、上流側の検査流体吸引機３０Ａで生じた熱が、下流側の検査流体吸引機３０Ｂに影響を与える場合があり得る。 For example, the suction pressure of the inspection fluid suction machine 30B on the downstream side may be maximized, and the suction pressure of the inspection fluid suction machine 30A on the upstream side may be adjusted to adjust the flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path 14. .. When the suction pressure of the inspection fluid suction machine 30A on the upstream side is maximized, the heat generated by the inspection fluid suction machine 30A on the upstream side may affect the inspection fluid suction machine 30B on the downstream side.
図１に示す検査流体吸引機３０にポンプを用いて脈動が生じる場合、図３に示すように、複数のファンである検査流体吸引機３０Ａ、３０Ｂを用いると、脈動を抑制しつつ、高い吸引圧力を得ることが可能になる。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。 When pulsation is generated by using a pump in the inspection fluid suction machine 30 shown in FIG. 1, as shown in FIG. 3, when the inspection fluid suction machines 30A and 30B which are a plurality of fans are used, high suction is performed while suppressing the pulsation. It becomes possible to obtain pressure. As described above, it should be understood that the present invention includes various embodiments not described here.
１１・・・ノズル、１２、２１、２３、２５、２７、２９、３１、３３、４１、４３、４５、４７、４９、７１、７３、７５、７７、７９・・・流路、１３・・・濃縮器、１４・・・マイナー流路、１７・・・メジャー流路、２２・・・粒子検出装置、２４、４２、７２・・・吸引フィルター、２６・・・検査流体流量計、２８、４４・・・スピードコントローラー、３０、３０Ａ、３０Ｂ・・・検査流体吸引機、３２、４８、７８・・・清浄フィルター、４６・・・バイパス流量計、７４・・・排流体流量計、７６・・・排流体吸引機、１０１Ａ、１０１Ｂ・・・制御部、１０２・・・算出部、１０３・・・出力装置、２００・・・クリーンルーム 11 ... Nozzle, 12, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 41, 43, 45, 47, 49, 71, 73, 75, 77, 79 ... Flow path, 13 ...・ Concentrator, 14 ... minor flow path, 17 ... major flow path, 22 ... particle detector, 24, 42, 72 ... suction filter, 26 ... inspection fluid flow meter, 28, 44 ... Speed controller, 30, 30A, 30B ... Inspection fluid suction machine, 32, 48, 78 ... Cleaning filter, 46 ... Bypass flow meter, 74 ... Drainage fluid flow meter, 76.・ ・ Drainage fluid suction machine, 101A, 101B ・ ・ ・ Control unit, 102 ・ ・ ・ Calculation unit, 103 ・ ・ ・ Output device, 200 ・ ・ ・ Clean room
Claims (10)
前記濃縮器に接続され、前記検査流体が流れるマイナー流路と、
前記濃縮器に接続され、前記検査流体より流量が大きい前記排流体が流れるメジャー流路と、
を備え、
前記マイナー流路が、
前記濃縮器に接続され、前記検査流体中の前記粒子を検出する粒子検出装置と、
前記粒子検出装置に接続され、前記濃縮器及び前記粒子検出装置から前記検査流体を吸引する検査流体吸引機と、
を備え、
前記メジャー流路が、前記濃縮器に接続され、前記濃縮器から前記排流体を吸引する、前記検査流体吸引機より吸引圧力が弱い排流体吸引機を備え、
前記マイナー流路を流れる前記検査流体の流量と、前記メジャー流路を流れる前記排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるよう、前記排流体吸引機が、前記メジャー流路を流れる前記排流体の流量を調整する、
粒子検出システム。 A concentrator that produces an inspection fluid in which the particles are concentrated and a drainage fluid from the fluid containing the particles.
A minor flow path connected to the concentrator and through which the test fluid flows,
A major flow path connected to the concentrator and through which the exhaust fluid having a flow rate larger than that of the inspection fluid flows,
With
The minor flow path
A particle detector connected to the concentrator to detect the particles in the test fluid, and
An inspection fluid aspirator connected to the particle detector and sucking the inspection fluid from the concentrator and the particle detector.
With
A drainage fluid suction machine having a suction pressure weaker than that of the inspection fluid suction machine, wherein the major flow path is connected to the concentrator and sucks the drainage fluid from the concentrator.
The drainage fluid suction machine causes the major flow path so that the total flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path and the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path are within a predetermined range. Adjust the flow rate of the exhaust fluid flowing through the
Particle detection system.
前記濃縮器に接続されたマイナー流路に、前記検査流体が流れることと、
前記濃縮器に接続されたメジャー流路に、前記検査流体より流量が大きい前記排流体が流れることと、
を含み、
前記マイナー流路が、
前記濃縮器に接続され、前記検査流体中の前記粒子を検出する粒子検出装置と、
前記粒子検出装置に接続され、前記濃縮器及び前記粒子検出装置から前記検査流体を吸引する検査流体吸引機と、
を備え、
前記メジャー流路が、前記濃縮器に接続され、前記濃縮器から前記排流体を吸引する、前記検査流体吸引機より吸引圧力が弱い排流体吸引機を備え、
前記マイナー流路を流れる前記検査流体の流量と、前記メジャー流路を流れる前記排流体の流量と、の合計流量が、所定の範囲内になるよう、前記排流体吸引機が、前記メジャー流路を流れる前記排流体の流量を調整することをさらに含む、
粒子検出方法。 From the fluid containing the particles, the inspection fluid in which the particles are concentrated and the drainage fluid are generated by a concentrator.
The inspection fluid flows through the minor flow path connected to the concentrator, and
The exhaust fluid having a flow rate larger than that of the inspection fluid flows through the major flow path connected to the concentrator.
Including
The minor flow path
A particle detector connected to the concentrator to detect the particles in the test fluid, and
An inspection fluid aspirator connected to the particle detector and sucking the inspection fluid from the concentrator and the particle detector.
With
A drainage fluid suction machine having a suction pressure weaker than that of the inspection fluid suction machine, wherein the major flow path is connected to the concentrator and sucks the drainage fluid from the concentrator.
The drainage fluid suction machine causes the major flow path so that the total flow rate of the inspection fluid flowing through the minor flow path and the flow rate of the drainage fluid flowing through the major flow path are within a predetermined range. Further including adjusting the flow rate of the drainage fluid flowing through the
Particle detection method.
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