JPH0718787B2 - Particle measuring device - Google Patents
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- JPH0718787B2 JPH0718787B2 JP63212147A JP21214788A JPH0718787B2 JP H0718787 B2 JPH0718787 B2 JP H0718787B2 JP 63212147 A JP63212147 A JP 63212147A JP 21214788 A JP21214788 A JP 21214788A JP H0718787 B2 JPH0718787 B2 JP H0718787B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビームで照射された測定流体から出射
される直接散乱光または蛍光散乱光を受光して該測定流
体に含まれる無機性または有機性微粒子の個数、粒径、
性状等を測定する微粒子測定装置、特に、微粒子測定の
結果が正確な装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention receives direct scattered light or fluorescent scattered light emitted from a measurement fluid irradiated with a laser beam, and detects an inorganic substance contained in the measurement fluid. Number of organic fine particles, particle size,
The present invention relates to a fine particle measuring device for measuring properties and the like, and more particularly to a device having accurate results of fine particle measurement.
半導体や医薬品の製造プロセスでは環境空気の清浄度や
超純水、薬品の品質等を検査するために、また、医学、
生物学等の分野では生体組織、血液等の状態を検査する
ために、塵埃等の無機性微粒子や細胞等の有機性微粒子
の個数、粒径、性状等を測定する上述の微粒子測定装置
が用いられていて、この微粒子測定装置は、従来、たと
えば、第３図に示したように構成されている。In the manufacturing process of semiconductors and pharmaceuticals, in order to inspect the cleanliness of ambient air, ultrapure water, the quality of chemicals, etc.
In the field of biology and the like, in order to inspect the state of biological tissues, blood, etc., the above-mentioned particle measuring device for measuring the number, particle size, properties, etc. of inorganic particles such as dust and organic particles such as cells is used. The particulate matter measuring apparatus is conventionally constructed, for example, as shown in FIG.
すなわち、第３図において、１は測定流体２が本図の紙
面に垂直に貫流するようにした透明な筒体状フローセ
ル、３は、レーザ光4aを出射するレーザ装置４と、レー
ザ光4aを集束してフローセル１中の所定領域1aを集束さ
れたレーザビーム６で照射するようにした集束レンズ５
とからなる投光部で、７はフローセル１を透過したレー
ザビーム６を吸収することによって、この透過したレー
ザビーム６が後述する微粒子測定に影響を与えることの
ないようにしたビームブロックである。８は、上述の所
定領域1aに存在する微粒子９がレーザビーム６で照射さ
れることによって、この微粒子９からレンズ５の光軸に
対して垂直な方向に出射される直接散乱光10を集光して
光検出器11に入射させるようにした集光レンズ、12は検
出器11の受光面11aがレンズ８を介して眺める視野を限
定して迷光が受光面11aに入射しないようにした絞り
で、13はレンズ８と検出器11と絞り12とからなる受光部
である。この場合、検出器11は受光面11aに入射した光
の光量に応じた受光信号11bを出力するように構成され
ている。That is, in FIG. 3, 1 is a transparent cylindrical flow cell in which the measurement fluid 2 flows perpendicularly to the plane of the drawing, and 3 is a laser device 4 for emitting a laser beam 4a and a laser beam 4a. Focusing lens 5 which is focused to irradiate a predetermined region 1a in the flow cell 1 with a focused laser beam 6.
Numeral 7 is a light projecting section consisting of a beam block 7 which absorbs the laser beam 6 transmitted through the flow cell 1 so that the transmitted laser beam 6 does not affect the particle measurement described later. The reference numeral 8 collects the direct scattered light 10 emitted from the fine particles 9 in the direction perpendicular to the optical axis of the lens 5 by irradiating the fine particles 9 existing in the predetermined region 1a with the laser beam 6. Then, a condenser lens 12 is made to enter the photodetector 11, and 12 is a diaphragm that limits the field of view of the light receiving surface 11a of the detector 11 through the lens 8 and prevents stray light from entering the light receiving surface 11a. , 13 are light receiving portions each including a lens 8, a detector 11 and a diaphragm 12. In this case, the detector 11 is configured to output a light reception signal 11b according to the amount of light incident on the light receiving surface 11a.
14は入力される受光信号11bを内蔵のしきい値Vsで二値
化してその結果に応じた二値化信号14aを出力するコン
パレータ、15はセット信号16aが入力されると光検出器1
1から入力される受光信号11bの値のピーク値に応じたピ
ークホールド信号15aを出力し（以後、信号11bの値のピ
ーク値に応じた信号15aを出力する動作をピークホール
ド動作ということがある。）、リセット信号16bが入力
されると出力信号15aをリセットさせるピークホールド
回路、16は二値化信号14aが入力され、この信号14a中に
方形波パルス17が現れると前述のセット信号16aを出力
し該方形波パルス17が消滅すると所定の時間γを経過し
た後前述のリセット信号16bを出力するリセット回路
で、18は信号14aに含まれる方形波パルス17の個数を計
数してこの計数結果に応じた信号18aを出力する計数回
路である。19はピークホールド信号15aと二値化信号14a
とがそれぞれ第１入力端子191、第２入力端子192に入力
され、信号14aに現れる前述の方形波パルスが消滅する
と信号15aの値を読み取ってこの読み取り結果に応じた
信号19aを出力する信号値読取回路、20は上述の各部か
らなる微粒子測定装置である。Reference numeral 14 is a comparator that binarizes the received light receiving signal 11b with a built-in threshold value V s and outputs a binarized signal 14a according to the result, and 15 is a photodetector 1 when the set signal 16a is input.
The peak hold signal 15a corresponding to the peak value of the received light signal 11b input from 1 is output (hereinafter, the operation of outputting the signal 15a according to the peak value of the signal 11b value is sometimes referred to as a peak hold operation. ), A peak hold circuit for resetting the output signal 15a when the reset signal 16b is input, 16 is input with the binarized signal 14a, and when the square wave pulse 17 appears in this signal 14a, the set signal 16a described above is output. When the square wave pulse 17 is output and disappears, the reset circuit outputs the reset signal 16b after a predetermined time γ has passed, and 18 counts the number of the square wave pulse 17 included in the signal 14a and the counting result Is a counting circuit that outputs a signal 18a according to 19 is the peak hold signal 15a and the binarized signal 14a
Are input to the first input terminal 191 and the second input terminal 192, respectively, and when the above-mentioned square wave pulse appearing in the signal 14a disappears, the value of the signal 15a is read and the signal value for outputting the signal 19a according to the read result is output. The reading circuit, 20 is a fine particle measuring device including the above-mentioned components.
次に微粒子測定装置20の動作を第４図の要部波形図をも
参照して説明する。すなわち、フローセル１における領
域1aに微粒子９が現れて散乱光10が出射されると、受光
信号11bの大きさＶがたとえば第４図に示したようにコ
ンパレータ14内蔵のしきい値Vsをこえて変化する。この
ため、コンパレータ14が出力する二値化信号14aに時刻t
1でＬレベルからＨレベルに変化し時刻t2でＨレベルか
らＬレベルに変化する方形波パルス17が現れるが、この
場合、リセット回路16はＬレベルである前述のセット信
号16aとＨレベルである前述のリセット信号16bとからな
る二値信号161を出力するように構成されていて、さら
に、このリセット回路16は入力される二値化信号14aに
応じて上述のような信号出力動作をするように構成され
ているので、信号14aにパルス17が現れるとリセット回
路出力信号161のレベルが第４図図示のように変化す
る。したがって、ピークホールド信号15aの値Ｕが時刻t
1以後信号11bの値Ｖに比例して増大して、信号値Ｖがピ
ーク値Vpに達する時刻t0以後このピーク値Vpに比例した
Upに保持されることになり、信号値Ｕは時刻t2から時間
τを経過した時刻t3に０になる。Next, the operation of the fine particle measuring device 20 will be described with reference to the waveform chart of the main part of FIG. That is, when the particles 9 appear in the region 1a of the flow cell 1 and the scattered light 10 is emitted, the magnitude V of the received light signal 11b exceeds the threshold V s built in the comparator 14 as shown in FIG. 4, for example. Change. Therefore, the binarized signal 14a output from the comparator 14 has the time t
A square wave pulse 17 that changes from the L level to the H level at 1 and changes from the H level to the L level at time t 2 appears, but in this case, the reset circuit 16 is at the H level and the set signal 16a which is the L level. It is configured to output a binary signal 161 composed of a certain reset signal 16b described above, and further, this reset circuit 16 performs the signal output operation as described above according to the input binarized signal 14a. As a result, when the pulse 17 appears in the signal 14a, the level of the reset circuit output signal 161 changes as shown in FIG. Therefore, the value U of the peak hold signal 15a is the time t
After 1 it increases in proportion to the value V of the signal 11b, and after time t 0 when the signal value V reaches the peak value V p, it is proportional to this peak value V p
The signal value U is held at Up, and becomes 0 at time t 3 when time τ has elapsed from time t 2 .
微粒子測定装置20においては各部が上述のように構成さ
れていて、かつ受光信号11bのピーク値Vpが微粒子９の
粒径に対応しているので、計数回路18の出力信号18aに
よって微粒子９の個数を測定することができ、信号値読
取回路19の出力信号19aによって微粒子９の粒径を測定
することができることが明らかである。In the fine particle measuring device 20, each part is configured as described above, and the peak value V p of the received light signal 11b corresponds to the particle size of the fine particles 9. Therefore, the output signal 18a of the counting circuit 18 outputs the fine particles 9 It is clear that the number of particles can be measured and the particle size of the fine particles 9 can be measured by the output signal 19a of the signal value reading circuit 19.
微粒子測定装置20は上述のように構成されているが、レ
ーザ装置４が半導体レーザであると、一般にレーザビー
ム６の横断面内における光の強度分布は第５図に示した
ようになっている。すなわち、第５図（Ａ）はレーザビ
ーム６のレンズ８の光軸8aを含む模式的横断面図、第５
図（Ｂ）は第５図（Ａ）における光軸8aにほぼ垂直に交
わる直線Ｐに沿ったレーザビーム６の強度分布図、第５
図におけるx,x1〜x7は直線Ｐ上の位置で、これらの図か
らわかるように、横断面がほぼ楕円状に形成されたレー
ザビーム６の該横断面における光の強度分布は該ビーム
の中央部において光強度のピーク値を示すガウス分布を
なしているが、ビーム６の周辺部においては干渉縞21に
応じて光の強弱が交互にくり返す、ビーム６の中央部に
おける光強度のピーク値よりもはるかに小さいピーク値
が複数個出現する分布となっている。また、レーザ装置
４がHe-NeレーザやArイオンレーザであると、これらの
レーザ装置では通常レーザ装置４が出射するレーザ光4a
に上記のような干渉縞が発生していることは少ないが、
それでも出射角が主ビームのそれと異なる副次ビームを
遮断するなどの目的で、レーザビーム６に図示していな
いスリットを通過させるようにする場合、前記主ビーム
回折縞が発生するので、このような場合、矢張り、レー
ザビーム６の横断面内の光強度分布は第５図（Ｂ）に示
したようになる。The fine particle measuring device 20 is configured as described above, but when the laser device 4 is a semiconductor laser, the light intensity distribution in the transverse section of the laser beam 6 is generally as shown in FIG. . That is, FIG. 5 (A) is a schematic cross-sectional view including the optical axis 8a of the lens 8 of the laser beam 6, FIG.
FIG. 5B is an intensity distribution diagram of the laser beam 6 along a straight line P that intersects substantially perpendicularly to the optical axis 8a in FIG.
In the figures, x and x 1 to x 7 are positions on the straight line P, and as can be seen from these figures, the light intensity distribution of the laser beam 6 formed in a substantially elliptical cross section in the cross section is the beam. Has a Gaussian distribution showing the peak value of the light intensity in the central part of the beam, but in the peripheral part of the beam 6, the intensity of the light repeats alternately according to the interference fringes 21. The distribution has a plurality of peak values that are much smaller than the peak values. Further, when the laser device 4 is a He-Ne laser or an Ar ion laser, the laser light 4a emitted by the normal laser device 4 is used in these laser devices.
It is unlikely that the above interference fringes occur in
However, when the laser beam 6 is allowed to pass through a slit (not shown) for the purpose of blocking a secondary beam having an emission angle different from that of the main beam, the main beam diffraction fringes are generated. In this case, the light intensity distribution in the cross section of the laser beam 6 is as shown in FIG. 5 (B).
したがって、第５図（Ａ）と同じ光強度分布を有するレ
ーザビーム６の横断面内を、第６図（Ａ）に示したよう
に一個の微粒子９が直線Ｐに沿って図示の矢印方向に横
切ると、第３図に示した光検出器11が出力する受光信号
11bの波形は第６図（Ｂ）に示したようになることが明
らかで、この場合、信号11bにおける雑音を除去するた
めに設けられているコンパレータ14内蔵のしきい値V
sが、第６図（Ｂ）に示したように設定されていると、
一個の微粒子９に対してコンパレータ14が出力する二値
化信号14a中に複数個の方形波パルス17が現れることに
なる。Therefore, within the cross section of the laser beam 6 having the same light intensity distribution as in FIG. 5 (A), one fine particle 9 is directed along the straight line P in the direction of the arrow shown in FIG. 6 (A). When it crosses, the photodetection signal output from the photodetector 11 shown in FIG.
It is clear that the waveform of 11b is as shown in FIG. 6 (B), and in this case, the threshold value V built in the comparator 14 for removing noise in the signal 11b is provided.
When s is set as shown in FIG. 6 (B),
A plurality of square wave pulses 17 appear in the binarized signal 14a output from the comparator 14 for one particle 9.
つまり、微粒子測定装置20においては、二値化信号14a
に現れる方形波パルス17の個数を計数することによって
微粒子９の個数を測定するようにしていて、微粒子９が
小さいために受光信号11bの波高が低い時には、該信号1
1bにおける第６図（Ｂ）に示した副パルス11b2の波高が
しきい値Vsよりも低くなって、このパルス11b2にもとづ
く方形波パルス17が発生することはないが、微粒子９が
大きいために信号11bの波高が高い時には、前記副パル
ス11b2の波高がしきい値Vsよりも高くなって、二値化信
号14aには第６図（Ｂ）に示した信号11bにおける主パル
ス11b1にもとづく方形波パルス17のほかに副パルス11b2
にもとづく方形波パルス17が現れて、この結果一個の微
粒子９に対して複数個の方形波パルス17が計数回路18で
計数されることになる。故に、微粒子測定装置20には測
定結果が不正確であるという問題点がある。That is, in the particle measuring device 20, the binarized signal 14a
The number of the fine particles 9 is measured by counting the number of square wave pulses 17 appearing in the signal. When the wave height of the received light signal 11b is low because the fine particles 9 are small, the signal 1
The wave height of the sub-pulse 11b2 shown in FIG. 6 (B) in 1b does not become lower than the threshold value Vs and the square wave pulse 17 based on this pulse 11b2 does not occur, but since the fine particles 9 are large, When the wave height of the signal 11b is high, the wave height of the sub-pulse 11b2 becomes higher than the threshold value V s , and the binarized signal 14a is based on the main pulse 11b1 in the signal 11b shown in FIG. 6 (B). Secondary pulse 11b2 in addition to square wave pulse 17
Based on this, a square wave pulse 17 appears, and as a result, a plurality of square wave pulses 17 are counted by the counting circuit 18 for one particle 9. Therefore, the particle measuring device 20 has a problem that the measurement result is inaccurate.
本発明の目的は、レーザビーム６における干渉縞や回折
縞のために受光信号11bに現れる副パルス11b2に起因す
る方形波パルス17を計数しないようにして、正確な微粒
子測定結果が得られるようにすることにある。An object of the present invention is to prevent the square wave pulse 17 caused by the sub-pulse 11b2 appearing in the received light signal 11b due to interference fringes and diffraction fringes in the laser beam 6 from being counted so that an accurate particle measurement result can be obtained. To do.
上記目的を達成するため、本発明によれば、微粒子を含
む測定流体にレーザビームを照射する投光部と、前記レ
ーザビームの照射によって、前記微粒子から出射される
散乱光を受光してこの受光結果に応じた受光信号を出力
する受光部と、前記受光信号を所定の閾値で二値化して
その結果に応じた二値化信号を出力するコンパレータ
と、前記二値化信号に含まれる方形波パルスが入力され
ると所定時間継続する第１信号を出力する第１信号処理
手段と、入力される前記受光信号の最大ピーク値に応じ
た第２信号を出力する第２信号処理手段とを備え、前記
第１信号にもとづき前記微粒子の個数を測定すると共
に、前記第２信号にもとづき前記微粒子の粒径を測定す
る装置において、受光信号中に現れる微粒子に起因して
生じる主パルスまたはレーザビームの干渉あるいは回折
に起因して生じる副パルスのレベルが前記コンパレータ
の閾値を上回った時点を基準に、前記主パルスまたは副
パルスのレベルが前記コンパレータの閾値を下回り、さ
らに、前記主パルスまたは副パルスに続いて発生する後
発の主パルスまたは副パルスのレベルが前記コンパレー
タの閾値を上回るまでの時間にもとづいて、前記第１信
号処理手段における第１信号の継続時間を設定するもの
とする。To achieve the above object, according to the present invention, a light projecting unit that irradiates a measurement fluid containing fine particles with a laser beam, and the scattered light emitted from the fine particles is received by the irradiation of the laser beam. A light receiving unit that outputs a light receiving signal according to the result, a comparator that binarizes the light receiving signal with a predetermined threshold value and outputs a binarized signal according to the result, and a square wave included in the binarized signal. It is provided with first signal processing means for outputting a first signal that continues for a predetermined time when a pulse is input, and second signal processing means for outputting a second signal according to the maximum peak value of the received light receiving signal. In a device for measuring the number of the fine particles based on the first signal and measuring the particle size of the fine particles based on the second signal, a main pulse generated due to the fine particles appearing in the light reception signal or The level of the main pulse or the sub-pulse is below the threshold of the comparator, and the level of the main pulse or the sub-pulse is further lower than the threshold of the comparator. It is assumed that the duration of the first signal in the first signal processing means is set based on the time until the level of the subsequent main pulse or the sub pulse generated following the pulse exceeds the threshold value of the comparator.
上記のように構成すると、レーザビームにおける干渉縞
や回折縞によってコンパレータが出力する二値化信号中
に短い時間間隔で複数個の方形パルスが現れても、第１
信号が継続する所定時間を適宜設定することによって第
１信号処理手段からは一個の微粒子に対して一個の第１
信号が出力されるようにすることができ、また、第２信
号処理手段が出力する第２信号の値を上記第１信号にも
とづいて読み取ることによってこの読み取り値を上記微
粒子の粒径に応じた値とすることができるので、正確な
測定を行うことができる微粒子測定装置が得られること
になる。With the above configuration, even if a plurality of square pulses appear at short time intervals in the binarized signal output from the comparator due to interference fringes or diffraction fringes in the laser beam,
By appropriately setting a predetermined time during which the signal continues, the first signal processing means outputs one first particle to one fine particle.
A signal can be output, and by reading the value of the second signal output by the second signal processing means based on the first signal, the read value can be adjusted according to the particle size of the fine particles. Since the value can be set, a fine particle measuring device that can perform accurate measurement can be obtained.
第１図は本発明の一実施例の構成図で、本図の第３図と
異なる所は、方形波パルス17が入力されると所定時間Ｔ
の間Ｈレベルを継続し、第１方形波パルス17が入力され
た後時間Ｔを経過しない時刻に第２方形波パルス17が入
力されるとこの第２方形波パルス17が入力された時刻か
ら更めて時間Ｔを経過する間Ｈレベルを継続する二値信
号22aを出力するワンシヨット回路22が、第３図に示し
た各部に追加されていることで、この場合、図から明ら
かなように、信号22aがリセット回路16と計数回路18と
信号値読取回路19とに入力されている。23は第１図に図
示した各部からなる微粒子測定装置である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. The difference from FIG. 3 of the present invention is that when a square wave pulse 17 is input, a predetermined time T
If the second square wave pulse 17 is input at a time that does not elapse the time T after the first square wave pulse 17 is input during the period H, the second square wave pulse 17 is input from the time when the second square wave pulse 17 is input. Furthermore, since the one-sail yacht circuit 22 that outputs the binary signal 22a that maintains the H level while the time T has elapsed is added to each part shown in FIG. 3, in this case, as is clear from the figure. The signal 22a is input to the reset circuit 16, the counting circuit 18, and the signal value reading circuit 19. Reference numeral 23 is a fine particle measuring device comprising the respective parts shown in FIG.
次に、微粒子測定装置23の動作を第２図の要部波形図を
も参照して説明する。すなわち、受光信号11bに発生し
た前述の副パルス11b2のうちの最初の副パルス11b21が
時刻t1においてコンパレータ14におけるしきい値Vsを上
まわると、コンパレータ14が出力する二値化信号14aが
Ｈレベルになってこのためワンシヨット回路22から時間
ＴのＨレベルを継続する二値信号22aが出力され、この
結果、リセット回路16が出力する二値信号161がＨレベ
ルからＬレベルに変化してピークホールド回路15にピー
クホールド動作をさせるセット信号16aになる。したが
って、受光信号11bにおける副パルス11b21がピーク値V
p1を呈した後、時刻t1から時間Ｔを経過しない時刻t2に
おいて副パルス11b21の値がしきい値Vsを下まわった
時、ピークホールド信号15aの値Ｕはピーク値Vp1に対応
したUp1になっているが、時刻t2では二値信号22aのレベ
ルがＨレベルのままで、信号22aがＨレベルからＬレベ
ルに変化しない限り信号値読取回路19は信号15aに対す
る信号値読み取り動作をしないように構成されているの
で信号値読取回路19の出力信号19aには変化が現れな
い。また、計数回路18は信号22aがＨレベルになる都度
計数動作をするように構成されているので、時刻t1では
出力信号18aが数値１に応じた信号になるが、時刻t2で
は信号22aがＨレベルを継続しているので信号18aにも変
化が現れない。Next, the operation of the particle measuring apparatus 23 will be described with reference to the waveform chart of the main part of FIG. That is, when the first sub-pulse 11b21 of the above-mentioned sub-pulses 11b2 generated in the light reception signal 11b exceeds the threshold V s in the comparator 14 at time t 1 , the binarized signal 14a output by the comparator 14 is As a result, the binary signal 22a that is at the H level and continues to be at the H level for the time T is output from the one-yacht circuit 22. As a result, the binary signal 161 output from the reset circuit 16 changes from the H level to the L level. It becomes the set signal 16a for causing the peak hold circuit 15 to perform the peak hold operation. Therefore, the sub-pulse 11b21 in the received light signal 11b has the peak value V
After exhibited p1, when the value of the sub-pulse 11b21 at time t 2 from time t 1 has not yet passed time T falls below the threshold V s, the value U of the peak hold signal 15a corresponding to the peak value V p1 Although turned U p1 that, while the level of the time t 2 the binary signal 22a is at H level, the signal value read circuit 19 as long as the signal 22a does not change from H level to L level, the signal values read to the signal 15a Since it is configured so as not to operate, no change appears in the output signal 19a of the signal value reading circuit 19. Further, since the counting circuit 18 is configured to perform the counting operation each time the signal 22a becomes the H level, the output signal 18a becomes a signal corresponding to the numerical value 1 at the time t 1 , but the signal 22a at the time t 2. Remains at the H level, the signal 18a does not change.
次に、受光信号11bに、時刻t1から時間Ｔを経過しない
時刻t3で、信号値Ｖがしきい値Vsを上まわる第２の副パ
ルス11b22が現れると二値化信号14aが再びＨレベルにな
るので、この時既にＨレベルにある二値信号22aは時刻t
3から更めて時間Ｔの間Ｈレベルを継続する信号とな
り、したがって、時刻t3では信号22aのレベルに変化が
ないから計数回路の出力信号18aにも変化が現れない。
また、時刻t3から時間Ｔを経過しない時刻t4で副パルス
11b22の信号値ＶがVsを下まわった時、ピークホールド
信号15aの値Ｕは副パルス11b22のピーク値Vp2に応じた
値Up2になっているが信号22aのレベルに変化がないの
で、信号値読取回路の出力信号19aにも変化が現れな
い。Next, when the second sub-pulse 11b22 in which the signal value V exceeds the threshold value V s appears at the time t 3 when the time T does not elapse from the time t 1 in the light reception signal 11b, the binarized signal 14a is again generated. Since it becomes H level, the binary signal 22a already at H level at this time is t
Further up from the 3 Te becomes a signal to continue the H level during the time T, therefore, the change does not appear in the output signal 18a of the counting circuit since there is no change in the level at time t 3 the signal 22a.
Also, at time t 4 when time T does not elapse from time t 3 , the sub pulse
When the signal value V of 11b22 falls below the V s, because the value U of the peak hold signal 15a is in the value U p2 corresponding to the peak value V p2 of the secondary pulse 11b22 there is no change in the level of the signal 22a No change appears in the output signal 19a of the signal value reading circuit.
そうして、微粒子測定装置23においては、時刻t3以後、
前記と同様に、受光信号11b中に先に発生した先発副パ
ルス11b2または主パルス11b1がVsを上まわる時刻ｔから
時間Ｔを経過しない間に当該先発副パルス11b2または主
パルス11b1がVsを下まわり、さらに、上記時刻t1ｔから
時間Ｔを経過しない間に前記の先発副パルス11b2または
主パルス11b1に続いて受光信号11b中に発生する後発副
パルス11b2または主パルス11b1がVsを上まわるように時
間Ｔが設定されているので、第２図において、信号11b
に副パルス11b24が発生してこのパルスが時刻t5でVsを
上まわった時、出力信号18a,19aには何等の変化もない
が、第２図の場合、時刻t5から時間Ｔを経過した時刻t6
までの間に後続してVsを上まわるパルス11b1,11b2の発
生がないので、時刻t6で信号22aがＬレベルになる。し
かるに、時刻t6では図から明らかなようにピークホール
ド信号15aの値Ｕは主パルス11b1のピーク値Vp3に対応し
たUp3になっている。したがって、時刻t6で信号値読取
回路19が信号15aに対する信号値読み取り動作を行って
出力信号19aが信号値Up3に応じた信号になり、この時、
既に計数回路の出力信号18aは１に対応した信号になっ
ていて、この信号値は信号22aがＨレベルからＬレベル
に変化しても変化しないように計数回路18が構成されて
いるので、したがって、時刻t6において、信号19aと18a
とによって主パルス11b1を発生させた微粒子９の粒径と
個数とを測定することができることになる。Then, in the particle measuring device 23, after time t 3 ,
As before, the light receiving signal 11b the starting sub pulse 11b2 or main pulse 11b1 while starting occurs earlier sub pulse 11b2 or main pulse 11b1 has not elapsed time T from the time t to exceed the V s during the V s And the subsequent sub-pulse 11b2 or main pulse 11b1 generated in the photodetection signal 11b following the preceding sub-pulse 11b2 or main pulse 11b1 before the time T has elapsed from the time t 1 t is V s. Since the time T is set so as to exceed the signal, in FIG.
When the pulse sub pulse 11b24 is generated has exceeded the V s at time t 5, the output signal 18a, but there is no change in any way the 19a, when the second view, the time T from the time t 5 Elapsed time t 6
Until then, there is no generation of pulses 11b1 and 11b2 exceeding V s , so that the signal 22a becomes L level at time t 6 . However, at time t 6 , the value U of the peak hold signal 15a becomes U p3 corresponding to the peak value V p3 of the main pulse 11b1 as is apparent from the figure. Therefore, at time t 6 , the signal value reading circuit 19 performs a signal value reading operation on the signal 15a and the output signal 19a becomes a signal according to the signal value U p3 .
Since the output signal 18a of the counting circuit has already become a signal corresponding to 1, the counting circuit 18 is configured so that the signal value does not change even when the signal 22a changes from the H level to the L level. , At time t 6 , signals 19a and 18a
With, it is possible to measure the particle size and the number of the fine particles 9 that have generated the main pulse 11b1.
なお、第２図においては、時刻t6から時間τを経過した
時刻t7でリセット回路の出力信号161がピークホールド
回路15にリセット動作をさせるリセット信号16bである
Ｈレベル信号になるように、当該リセット回路16が構成
されている。したがって、時刻t7でピークホールド信号
15aがリセット状態になる。Note that, as in the second diagram, the output signal 161 of the reset circuit at time t 7 after the elapse of time τ from the time t 6 becomes H level signal is a reset signal 16b for the reset operation to the peak hold circuit 15, The reset circuit 16 is configured. Therefore, at time t 7 , the peak hold signal
15a goes into reset state.
第１図においては、各部の構成並びに動作が上述の通り
であるので、ワンシヨット回路22を、二値化信号14aに
含まれる方形波パルス17が入力されると所定時間Ｔの間
継続する第１信号としての二値信号22aにおけるＨレベ
ル信号を出力する第１信号処理手段であるということが
でき、また、ピークホールド回路15を、入力される受光
信号11bの最大ピーク値に応じた第２信号としてのピー
クホールド信号15aを出力する第２信号処理手段である
ということができて、さらに、測定装置23を、前記第１
信号としての信号22aにおけるＨレベル信号にもとづき
微粒子９の個数を測定すると共に、前記第２信号として
のピークホールド信号15aにもとづき微粒子９の粒径を
測定する微粒子測定装置であるということができる。In FIG. 1, since the configuration and operation of each part are as described above, the one-sailboat circuit 22 continues for a predetermined time T when the square wave pulse 17 included in the binarized signal 14a is input. It can be said that the first signal processing means outputs an H level signal in the binary signal 22a as a signal, and the peak hold circuit 15 is used as a second signal according to the maximum peak value of the received light signal 11b. It can be said that it is a second signal processing means for outputting the peak hold signal 15a as
It can be said that the particle measuring device measures the number of the particles 9 based on the H level signal in the signal 22a as a signal and the particle size of the particles 9 based on the peak hold signal 15a as the second signal.
微粒子測定装置23は上述のように構成されているので、
レーザビーム６における干渉縞や回折縞によってコンパ
レータ14が出力する二値化信号14a中に時間Ｔをこえな
い短い時間間隔で複数個の方形波パルス17が現れても、
ワンシヨット回路22からは一個の微粒子９に対して一回
だけ二値信号22aにおけるＨレベル信号が第１信号とし
て出力され、かつ、この第１信号が消滅して信号22aが
Ｌレベルとなることによって読取回路19に読み取られる
ピークホールド信号15aの値は、前記第１信号が継続し
ている間に受光信号11bに発生した主パルス11b1のピー
ク値Vp3に応じた値Up3であって、このUp3が主パルス11b
1を発生させた微粒子９の粒径に対応していることは明
らかであるから、このような微粒子測定装置23によれ
ば、計数回路18及び信号値読取回路19が一個の副パルス
11b2を一個の微粒子と誤認して動作することがなくなっ
て、このため、微粒子９に対する個数並びに粒径の測定
を正確に行うことができることになる。Since the particle measuring device 23 is configured as described above,
Even if a plurality of square wave pulses 17 appear at short time intervals not exceeding time T in the binarized signal 14a output from the comparator 14 due to interference fringes or diffraction fringes in the laser beam 6,
Since the H-level signal in the binary signal 22a is output as the first signal only once from the one-boat circuit 22 to one particle 9, and the first signal disappears and the signal 22a becomes the L-level. The value of the peak hold signal 15a read by the reading circuit 19 is a value U p3 corresponding to the peak value V p3 of the main pulse 11b1 generated in the light receiving signal 11b while the first signal is continuing. U p3 is the main pulse 11b
Since it is clear that this corresponds to the particle size of the fine particles 9 that generated 1, according to such a fine particle measuring device 23, the counting circuit 18 and the signal value reading circuit 19 have one sub-pulse.
The 11b2 is not mistakenly recognized as one fine particle and does not operate. Therefore, the number and the particle size of the fine particles 9 can be accurately measured.
上述の実施例は、微粒子９を含む測定流体２がフローセ
ル１中を貫流し、かつ受光部13が集束レンズ５の光軸に
対して90°側方に散乱する直接散乱光10を受光する方式
の微粒子測定装置であったが、本発明においては、測定
流体２が鞘状に形成された清浄気流中を貫流するように
構成されていてもよく、また、受光部13がレンズ５の光
軸に対して90°以外の角度で散乱する直接散乱光を受光
するように構成されていてもよいことは上述した所から
明らかである。そうして、また、本発明は、光検出器11
の前面に光学フィルタや分光器を配置することによって
散乱光10中の蛍光成分を該検出器11で検出して微粒子９
の性状を調査するようにした微粒子測定装置にも適用で
きるものである。In the above-described embodiment, the measurement fluid 2 containing the fine particles 9 flows through the flow cell 1, and the light receiving portion 13 receives the direct scattered light 10 scattered 90 ° laterally with respect to the optical axis of the focusing lens 5. However, in the present invention, the measurement fluid 2 may be configured so as to flow through a clean air stream formed in a sheath shape, and the light receiving unit 13 may be configured to have the optical axis of the lens 5. It is apparent from the above that the direct scattered light scattered at an angle other than 90 ° may be received. And so again, the present invention provides a photodetector 11
By disposing an optical filter or a spectroscope on the front surface of the particle, the fluorescent component in the scattered light 10 is detected by the detector 11 and the fine particles 9 are detected.
It can also be applied to a fine particle measuring device designed to investigate the properties of.
上述したように、本発明においては、微粒子を含む測定
流体にレーザビームを照射する投光部と、このレーザビ
ームの照射によって微粒子から出射される散乱光を受光
してこの受光結果に応じた受光信号を出力する受光部
と、この受光信号を二値化してその結果に応じた二値化
信号を出力するコンパレータと、二値化信号に含まれる
方形波パルスが入力されると所定時間継続する第１信号
を出力する第１信号処理手段と、入力される受光信号の
最大ピーク値に応じた第２信号を出力する第２信号処理
手段とを備え、第１信号にもとづき微粒子の個数を測定
すると共に、第２信号にもとづき微粒子の粒径を測定す
るように微粒子測定装置を構成した。As described above, in the present invention, the light projecting unit that irradiates the measurement fluid containing the fine particles with the laser beam, the scattered light emitted from the fine particles by the irradiation of the laser beam, and receives the light according to the light receiving result. A light-receiving unit that outputs a signal, a comparator that binarizes the light-receiving signal and outputs a binarized signal corresponding to the result, and a square wave pulse included in the binarized signal is input, and continues for a predetermined time. The first signal processing means for outputting the first signal and the second signal processing means for outputting the second signal according to the maximum peak value of the received light input signal are provided, and the number of fine particles is measured based on the first signal. In addition, the particle measuring device was configured to measure the particle size of the particles based on the second signal.
このため、上記のように構成すると、レーザビームにお
ける干渉縞や回折縞によってコンパレータが出力する二
値化信号中に短い時間間隔で複数個の方形パルスが現れ
ても、第１信号が継続する所定時間を適宜設定すること
によって第１信号処理手段からは一個の微粒子に対して
一個の第１信号が出力されるようにすることができ、ま
た、第２信号処理手段が出力する第２信号の値を上記第
１信号にもとづいて読み取ることによってこの読み取り
値を上記微粒子の粒径に応じた値とすることができるの
で、本発明には正確な測定を行うことができる微粒子測
定装置が得られる効果がある。Therefore, with the above configuration, even if a plurality of rectangular pulses appear at short time intervals in the binarized signal output from the comparator due to interference fringes or diffraction fringes in the laser beam, the first signal continues to be predetermined. By appropriately setting the time, the first signal processing means can output one first signal for one particle, and the second signal processing means outputs the second signal. By reading the value based on the first signal, the read value can be set to a value corresponding to the particle size of the fine particles, so that the present invention provides a fine particle measuring apparatus capable of performing accurate measurement. effective.
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
おける要部の波形説明図、第３図は従来の微粒子測定装
置の構成図、第４図は第３図における要部の波形説明
図、第５図（Ａ）は第３図におけるレーザビームの模式
的横断面図、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）における要部
の光強度分布図、第６図（Ａ）は第５図（Ａ）に対応し
たレーザビームの模式的横断面図、第６図（Ｂ）は第３
図における要部の第４図とは異なる波形説明図である。 ２……測定流体、３……投光部、６……レーザビーム、
９……微粒子、10……直接散乱光、11b……受光信号、1
3……受光部、14……コンパレータ、14a……二値化信
号、15……ピークホールド回路、15a……ピークホール
ド信号、17……方形波パルス、20,23……微粒子測定装
置、22……ワンシヨット回路、22a……二値信号。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform explanatory diagram of a main part in FIG. 1, FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional fine particle measuring device, and FIG. 4 is FIG. FIG. 5 (A) is a schematic cross-sectional view of the laser beam in FIG. 3, FIG. 5 (B) is a light intensity distribution diagram of the main part in FIG. 5 (A), and FIG. FIG. 6 (A) is a schematic cross-sectional view of the laser beam corresponding to FIG. 5 (A), and FIG.
FIG. 6 is a waveform explanatory diagram different from FIG. 4 of the main part in the figure. 2 ... Measuring fluid, 3 ... Projector, 6 ... Laser beam,
9: fine particles, 10: direct scattered light, 11b: received light signal, 1
3 ... Light receiving part, 14 ... Comparator, 14a ... Binary signal, 15 ... Peak hold circuit, 15a ... Peak hold signal, 17 ... Square wave pulse, 20, 23 ... Particle measuring device, 22 ...... One-sailboat circuit, 22a …… Binary signal.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星川 寛 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 外山 文生 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−178643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−123334（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroshi Hoshikawa No. 1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fuji Electric Co., Ltd. (72) Fumio Sotoyama No. 1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 within Fuji Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-61-178643 (JP, A) JP-A-62-123334 (JP, A)
Claims (1)
射する投光部と、前記レーザビームの照射によって、前
記微粒子から出射される散乱光を受光してこの受光結果
に応じた受光信号を出力する受光部と、前記受光信号を
所定の閾値で二値化してその結果に応じた二値化信号を
出力するコンパレータと、前記二値化信号に含まれる方
形波パルスが入力されると所定時間継続する第１信号を
出力する第１信号処理手段と、入力される前記受光信号
の最大ピーク値に応じた第２信号を出力する第２信号処
理手段とを備え、前記第１信号にもとづき前記微粒子の
個数を測定すると共に、前記第２信号にもとづき前記微
粒子の粒径を測定する装置において、 前記受光信号中に現れる微粒子に起因して生じる主パル
スまたはレーザビームの干渉あるいは回折に起因して生
じる副パルスのレベルが前記コンパレータの閾値を上回
った時点を基準に、前記主パルスまたは副パルスのレベ
ルが前記コンパレータの閾値を下回り、さらに、前記主
パルスまたは副パルスに続いて発生する後発の主パルス
または副パルスのレベルが前記コンパレータの閾値を上
回るまでの時間にもとづいて、前記第１信号処理手段に
おける第１信号の継続時間を設定したことを特徴とする
微粒子測定装置。1. A light projecting unit for irradiating a measurement fluid containing fine particles with a laser beam, and scattered light emitted from the fine particles by the irradiation of the laser beam, and outputs a light reception signal according to the light reception result. A light-receiving unit, a comparator that binarizes the light-receiving signal with a predetermined threshold and outputs a binarized signal according to the result, and a square wave pulse included in the binarized signal is input for a predetermined time. First signal processing means for outputting a continuous first signal and second signal processing means for outputting a second signal according to the maximum peak value of the received light receiving signal are provided, and the first signal processing means outputs the second signal based on the first signal. In an apparatus for measuring the number of fine particles and measuring the particle size of the fine particles based on the second signal, there is interference of a main pulse or a laser beam caused by the fine particles appearing in the received light signal. The level of the main pulse or the sub-pulse is below the threshold value of the comparator, based on the time when the level of the sub-pulse generated due to diffraction exceeds the threshold value of the comparator, and further, following the main pulse or the sub-pulse. The duration of the first signal in the first signal processing means is set based on the time until the level of the subsequently generated main pulse or sub pulse exceeds the threshold value of the comparator. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63212147A JPH0718787B2 (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Particle measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63212147A JPH0718787B2 (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Particle measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261538A JPH0261538A (en) | 1990-03-01 |
| JPH0718787B2 true JPH0718787B2 (en) | 1995-03-06 |
Family
ID=16617668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63212147A Expired - Lifetime JPH0718787B2 (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Particle measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718787B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07306133A (en) * | 1994-03-14 | 1995-11-21 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | Fine-grain detector |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61178643A (en) * | 1985-02-05 | 1986-08-11 | Toa Medical Electronics Co Ltd | Particle analyser |
| JPS62123334A (en) * | 1985-11-22 | 1987-06-04 | Toshiba Corp | Particle diameter measuring apparatus |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63212147A patent/JPH0718787B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0261538A (en) | 1990-03-01 |
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