JPH0462455A - 粒度分布測定装置 - Google Patents

粒度分布測定装置

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JPH0462455A
JPH0462455A JP2173919A JP17391990A JPH0462455A JP H0462455 A JPH0462455 A JP H0462455A JP 2173919 A JP2173919 A JP 2173919A JP 17391990 A JP17391990 A JP 17391990A JP H0462455 A JPH0462455 A JP H0462455A
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ring detector
particles
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JP2173919A
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Takeshi Niwa
丹羽　猛
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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    • 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
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
    • G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4711—Multiangle measurement
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置に関する
。
〈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、試料セル内で分散飛翔状態の試料粒子にレーザ光
を照射し、粒子によって回折または散乱したレーザ光の
強度分布を測定することによって、試料粒子の粒度分布
衣める。
回折／散乱光の強度分布は、一般にはリングデテクタに
よって測定される。リングデテクタは、互いに異なる半
径を持つ円形もしくは半円形の受光面を持つ複数のフォ
トセンサを同心状に配設したもので、粒子により回折／
散乱光を、リングデテクタの中心を通る光軸上のレンズ
で集光することによって、光りの回折／散乱角分布を測
定する。
このような粒度分布測定装置においては、検出し得る最
小回折／散乱角により測定粒子径の上限か制限され、試
料中に測定範囲より大きい粒子か存在しても測定結果に
は現れず、存在しないものとして扱われる。
すなわち、測定範囲から極端に外れていない大粒子によ
る回折／散乱光は、内側のリング状フ才トセンサにも入
射するが、回折／散乱光強度のピークは更に内側にあり
、粒径は求まらない。また粒子数が少ない場合には、リ
ング状フォトセンサで受ける平均光強度は、存在を検出
するに到らない。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、以上のような測定装置を使用するとき、試料
中に、測定範囲外の粒子か多数の割合で存在する場合に
は、測定範囲か不適当であり、データか不正確になって
しまうのはやむを得ないか、わずかに測定範囲外の粒子
か存在する場合において、これを存在しないとして測定
されるのは、きわめて不正確であるといわざるを得ない
。特に、凝集が問題となる試料の測定では、測定結果の
信用性かなくなってしまうことになる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、リング
デテクタによる測定範囲を越える粒子か存在している場
合には、少なくともその存在を確認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。
く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本発明では、実施例に対応
する第１図に示すように、リングデテクタ５の中心部に
試料セル３を透過した光の強度を検出するフォトセンサ
６を設けるとともに、その中心部のフォトセンサ６の出
力の変化量から、リングデテクタ５による測定範囲外の
粒子の存在または概略粒径を算出する演算手段（コンピ
ュータ１０）を設けている。
く作用〉 リングデテクタ５の中心に、試料セル３の透過光の光量
を検出するフォトセンサ６を設けることにより、遮光法
の原理によって測定範囲外の粒子の存在ないしは概略粒
径を求めることか可能となる。
すなわち、遮光法は第３図にその光学系を例示するよう
に、均一な光束３１中に粒子３２か入ると、その投影面
積に相当する部分か遮光され、その面積割合で透過光光
量か減少することを利用したもので、この透過光光量を
フォトセンサ３３て検出してその減少量から粒径を求め
ることがてきる。
レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置に用いるレーザ
光は、光強度に分布かあり、正確には粒径を求めること
はできないが、概略値の計測、あるいはリングデテクタ
５による測定範囲外の粒子の存在の有無は確実に判定す
ることか可能である。
〈実施例〉 第１図は本発明実施例の構成図で、（ａ＋は測定部の全
体構成図、（ｂ）はそのリングデテクタ５の正面図であ
る。
レーザ元厚１から出力されたレーザ光は、ビームエキス
パンダ２によって所定径の平行光束となって試料セル３
に照射される。
試料セル３内には、媒液中に均一に分散された試料粒子
か流されており、レーザ光は各粒子によりそれぞれの粒
径に応じた回折／散乱を受ける。
試料セル３を挟んでビームエキスパンダ２と反対側の光
軸上には、フーリエ変換レンズ４か配設されているとと
もに、そのフーリエ変換レンズ４の焦点上には、光軸を
中心としたリングデテクタ５か配設されている。この構
成により、粒子による回折／散乱光はフーリエ変換レン
ズ４によって集光され、リングデテクタ５上に回折／散
乱像を結ぶ。
この実施例において光学系での特徴は、リングデテクタ
５の中心部にフォトセンサ６が設けられていることであ
る。この中心部のフォトセンサ６により、試料セル３を
透過したレーザ光の光量か検出される。
そして、リングデテクタ５の各リング状フォトセンサお
よび中心部のフォトセンサ６の出力は、増幅器（図示せ
ず）経てＡ−Ｄ変換器（図示せず）によってデジタル化
された後、コンピュータ１０に採り込まれる。
コンピュータ１０ては、リングデテクタ５の各リング状
フォトセンサの出力による回折／散乱光強度分布から、
フラウンホーファ回折ないしはミーの散乱理論に基つく
公知のアルゴリズムによって試料粒子の粒度分布を演算
するとともに、中心部のフォトセンサ６の出力から、以
下に示すような遮光法に基づく計算により、リングデテ
クタ５による測定範囲上限を越えた粒子の存在とその概
略粒径を算出する。
第２図はその計算方法の説明図である。
今、粒子が存在しない状態での透過光の光量をＡとし、
その状態から粒子か光路を通過したとすると、その粒子
による遮光により、透過光の光量が減少する。粒子によ
る遮光による減少後の光量がＢであったとすると、以下
の計算によりその粒子の径を算出することができる。
すなわち、粒子投影面積Δは、ビーム面積をＳｌ、ビー
ム径をｄ、とすると、 従って、粒子径りは となる。
実際には、中心部のフォトセンサ６の出力をモニタし、
一定値以上の変化かあった場合、その変化量から、上記
の計算を行うとともに、その回数（個数）を求めるソフ
トウェアをコンピュータ１０に持たせればよい。
なお、透過光量の変化量と粒径の関係は、上記のような
計算で求めるほか、あらかじめ変換テーブルを記憶して
おいてもよい。
ここで、レーザ回折／散乱式の粒度分布測定装置では、
平行レーザ光の径は、通常てはフーリエ変換レンズ４の
径と測定可能な最大回折／散乱角および試料セル３〜フ
ーリエ変換レンズ４の距離の関係での制約があるか、本
発明における遮光法を利用した大径粒子の測定では、試
料セル３に照射するレーザ光径はできるだけ小さい方が
望ましい。
すなわち、例えばレーザ光のビーム径を１０ｍｍとし、
粒子径４００μｍとすると、その面積割合は０．１６％
にしかならず、遮光法で高精度に粒径を検出することか
困難となるからである。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、リングデテクタ
の中心部に、試料セルを透過したレーザ光の光量を測定
するためのフォトセンサを設け、遮光法の原理を利用し
て、リングデテクタによる測定範囲外の大径の粒子の概
略径や、その存在を検出するように構成したので、従来
のように測定範囲を越える径の粒子か存在しているにも
拘らず存在しないという測定結果を得る不合理が解消さ
れ、特に凝集が問題となる試料の測定に対してはその測
定の信頼性が向上する。
また、ハード的には、リングデテクタの中心部に１個の
フォトセンサを追加するだけでよく、装置のコストアッ
プは殆ど無い。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の構成図、 第２図はその中心部のフォトセンサの出力による粒子径
の計算法の説明図 第３図は遮光法による粒径測定の原理説明図である。 １・・・・レーザ光源 ２・・・・ビームエキスパンタ ３・・・・試料セル ４・・・・フーリエ変換レンズ ５・・・・リングデテクタ ６・・・・フォトセンサ １０・・・・コンピュータ 特許呂願人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 試料セル内で分散飛翔状態の試料粒子にレーザ光を照射
    して得られる回折／散乱光を、互いに異なる半径を有す
    る複数個のリング状フォトセンサを同心に配設してなる
    リングデテクタで受光してその強度分布を測定し、その
    強度分布から試料粒子の粒度分布を測定する装置におい
    て、上記リングデテクタの中心部に上記試料セルの透過
    光強度を検出するフォトセンサを設けるとともに、その
    中心部のフォトセンサの出力の変化量から、上記リング
    デテクタによる測定範囲外の粒子の存在または概略粒径
    を算出する演算手段を設けたことを特徴とする粒度分布
    測定装置
JP2173919A 1990-06-29 1990-06-29 粒度分布測定装置 Pending JPH0462455A (ja)

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KR1019910011018A KR920001192A (ko) 1990-06-29 1991-06-29 입도분포측정장치
CN91105283A CN1059792A (zh) 1990-06-29 1991-06-29 粒子尺寸分布测量仪
EP91305972A EP0465205B1 (en) 1990-06-29 1991-07-01 Particle size distribution measuring apparatus
DE69128922T DE69128922T2 (de) 1990-06-29 1991-07-01 Vorrichtung für die Bestimmung der Grössenverteilung von Teilchen

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DE69128922T2 (de) 1998-06-25
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EP0465205A1 (en) 1992-01-08
CN1059792A (zh) 1992-03-25
KR920001192A (ko) 1992-01-30

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