JPS6318244A - 液中微粒子測定方法及び装置 - Google Patents
液中微粒子測定方法及び装置Info
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- JPS6318244A JPS6318244A JP61160831A JP16083186A JPS6318244A JP S6318244 A JPS6318244 A JP S6318244A JP 61160831 A JP61160831 A JP 61160831A JP 16083186 A JP16083186 A JP 16083186A JP S6318244 A JPS6318244 A JP S6318244A
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- particles
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、液中微粒子ＩＩＩ定方決方法装置、さらに詳
細には、流体液中にレーザ光を照射し、液中に浮遊する
微粒子からの散乱光を検出して粒径や粒子数等粒子の特
性を測定する液中微粒子測定方法及び装置に関するもの
である。
細には、流体液中にレーザ光を照射し、液中に浮遊する
微粒子からの散乱光を検出して粒径や粒子数等粒子の特
性を測定する液中微粒子測定方法及び装置に関するもの
である。
［従来の技術］
従来より、測定領域内に光を入射させ、その透過光量や
散乱特性をａｔｌＩ定することにより同領域内における
粒子の粒径、ａ等の特性を測定する技術が知られている
。
散乱特性をａｔｌＩ定することにより同領域内における
粒子の粒径、ａ等の特性を測定する技術が知られている
。
例えば、純水中の不純物粒子の測定にもこの技術が用い
られているが、純水中の微粒子は径が小さく、またまば
らにしか存在しないため、測定には困難が伴なう、その
ため、従来から微粒子からの散乱強度を増加させるため
にレーザ光源等からの入射光束を小さな領域に集光させ
、高輝度の測定領域を設け、この領域を通過する粒子か
らの散乱光を受光する方法が用いられている。
られているが、純水中の微粒子は径が小さく、またまば
らにしか存在しないため、測定には困難が伴なう、その
ため、従来から微粒子からの散乱強度を増加させるため
にレーザ光源等からの入射光束を小さな領域に集光させ
、高輝度の測定領域を設け、この領域を通過する粒子か
らの散乱光を受光する方法が用いられている。
粒子にレーザ光を照射し、その粒子からの散乱光を解析
する粒子計測器においては、粒子を通過させる測定部分
をいかに設定するかが重要である。
する粒子計測器においては、粒子を通過させる測定部分
をいかに設定するかが重要である。
特に粒子検出領域を構成する入射レーザ光束の形状１粒
子の通過方向及び粒子からの散乱光を受光する部分に設
けたマスクの設定方法は検出する粒子の散乱光から粒径
を求める場合の流径分解能に直接依存するため種々の工
夫が成されている。
子の通過方向及び粒子からの散乱光を受光する部分に設
けたマスクの設定方法は検出する粒子の散乱光から粒径
を求める場合の流径分解能に直接依存するため種々の工
夫が成されている。
第６図は粒子の検出効率を高める目的で用いられている
粒子検出領域の設定例を示したものである。四角柱の透
明セル２０にレーザ光束２１を円筒レンズ３０で入射さ
せセルの全断面にわたってシート状の光束を形成する。
粒子検出領域の設定例を示したものである。四角柱の透
明セル２０にレーザ光束２１を円筒レンズ３０で入射さ
せセルの全断面にわたってシート状の光束を形成する。
このセル２０に微粒子２３を含む試料液（例えば純水）
を流すと、レーザ光束が集光する集光償球（＃１１目部
全体）２１ａを通過する粒子から散乱光２４が得られる
。この散乱光２４は受光レンズ２５を経て光電検出器２
７上に結像され、散乱光強度から粒子径を算出し、粒子
特性を求めている。
を流すと、レーザ光束が集光する集光償球（＃１１目部
全体）２１ａを通過する粒子から散乱光２４が得られる
。この散乱光２４は受光レンズ２５を経て光電検出器２
７上に結像され、散乱光強度から粒子径を算出し、粒子
特性を求めている。
［発明が解決しようとする問題点］
このセルに試料液体を流すと、液中の粒子はその位置に
よらずセル断面を通過するごとにレーザ光を散乱する。
よらずセル断面を通過するごとにレーザ光を散乱する。
しかし、粒子径がサブミクロンと小さくなると１個の粒
子からの散乱光が弱くなるため上記シート状の光束では
光強度密度が足らず微粒子の検出に適さない、一方レー
ザ光束を円形に集束させる方法では集光点における断面
上の光強度密度を高めることができるが、粒子の通過断
面積を大きくできない。
子からの散乱光が弱くなるため上記シート状の光束では
光強度密度が足らず微粒子の検出に適さない、一方レー
ザ光束を円形に集束させる方法では集光点における断面
上の光強度密度を高めることができるが、粒子の通過断
面積を大きくできない。
本発明は、レーザ光強度を減することなく粒子の捕捉率
を上げしかも粒子検出領域の通過距離を短くして粒子の
通過に伴なう散乱光強度変化を急峻にして際立たせるこ
とが可能な液中微粒子１ｉ１定方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
を上げしかも粒子検出領域の通過距離を短くして粒子の
通過に伴なう散乱光強度変化を急峻にして際立たせるこ
とが可能な液中微粒子１ｉ１定方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、この問題点を解決するために、レーザ光束に
楕円光束を用い、このレーザ光束によって形成された粒
子検出領域を通過する微粒子からの散乱光を粒子の通過
方向から受光して粒子特性を測定する構成を採用した。
楕円光束を用い、このレーザ光束によって形成された粒
子検出領域を通過する微粒子からの散乱光を粒子の通過
方向から受光して粒子特性を測定する構成を採用した。
［作 用］
このような構成では、集光点におけるレーザ光束の光強
度密度を減することなく粒子通過方向に垂直な断面積を
大きくすることができ、効果的な微粒子検出が可能にな
る。
度密度を減することなく粒子通過方向に垂直な断面積を
大きくすることができ、効果的な微粒子検出が可能にな
る。
［実施例］
以下、図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する
。
。
本発明の目的を達成するには、１つは入射光束として楕
円光束を用いること、２つには形成された粒子検出領域
を通過する粒子の散乱光を粒子の通過方向から受光する
ことの条件を満たすようにする。
円光束を用いること、２つには形成された粒子検出領域
を通過する粒子の散乱光を粒子の通過方向から受光する
ことの条件を満たすようにする。
第１図に上記条件を満たす粒子検出領域の設定例を示す
、楕円光束ｌを示す２重の円のうち、外円は光束の光強
度が中心強度のｌ／ｅ２になる位置を示しており、通常
この外円の直径は光束の径と呼ばれている。一方、内円
は光束の強度が中心強度の １７２になる位置を示して
おり、この直径を光束の半値全幅と呼ぶ、楕円光束１に
よって形成された粒子検出領域２を矢印Ａで示した方向
に通過する粒子からの散乱光３を受光レンズ２５で受け
てスリ７）２６ａ上に結像し、光電検出器２７で受けて
電気信号として捉える。この時スリット２６ａによって
制限され粒子の検出に有効に働く領域は図中の斜線部で
示した半値全幅の領域２とするが、深度Ｆ方向の光束１
の厚みが薄いために光強度分布４が急峻になって実質的
な検出領域は深度方向では浅いものとなる。
、楕円光束ｌを示す２重の円のうち、外円は光束の光強
度が中心強度のｌ／ｅ２になる位置を示しており、通常
この外円の直径は光束の径と呼ばれている。一方、内円
は光束の強度が中心強度の １７２になる位置を示して
おり、この直径を光束の半値全幅と呼ぶ、楕円光束１に
よって形成された粒子検出領域２を矢印Ａで示した方向
に通過する粒子からの散乱光３を受光レンズ２５で受け
てスリ７）２６ａ上に結像し、光電検出器２７で受けて
電気信号として捉える。この時スリット２６ａによって
制限され粒子の検出に有効に働く領域は図中の斜線部で
示した半値全幅の領域２とするが、深度Ｆ方向の光束１
の厚みが薄いために光強度分布４が急峻になって実質的
な検出領域は深度方向では浅いものとなる。
この検出領域２の形状及び大きさは、受光レンズ２５の
Ｆ値、焦点距離１倍率、スリット２６ａの＃Ａ等によっ
て決められる０粒子の通過方向Ａを深度Ｆ方向に一致さ
せると、粒子の受けるレーザ光強度は有効光束域Ｅの範
囲に限定することができ、さらに精度の高い検出が可能
になる。
Ｆ値、焦点距離１倍率、スリット２６ａの＃Ａ等によっ
て決められる０粒子の通過方向Ａを深度Ｆ方向に一致さ
せると、粒子の受けるレーザ光強度は有効光束域Ｅの範
囲に限定することができ、さらに精度の高い検出が可能
になる。
また粒子検出領域の形状は第２図のようにａ。
ｂ、ｃの３つの長さで特徴づけられる。ａ、ｂは楕円光
束２１の集光点における光束の直径をあられし、Ｃは光
軸方向の長さを示している。光束の光強度工、有効な粒
子検出領域内の試料液体からの散乱光量をＷｂ２通過す
る粒子からの散乱光量をＷとすると 工区＝− ｂ ＷｂＤＣ工・ａｂＣ ＱＣ１ と表わされる。
束２１の集光点における光束の直径をあられし、Ｃは光
軸方向の長さを示している。光束の光強度工、有効な粒
子検出領域内の試料液体からの散乱光量をＷｂ２通過す
る粒子からの散乱光量をＷとすると 工区＝− ｂ ＷｂＤＣ工・ａｂＣ ＱＣ１ と表わされる。
よって粒子からの散乱光量と試料液体からの散乱光量の
比を求めると となり、粒子からの信号のＳＩＮを一定にした時、粒子
の捕捉率を上げるにはｂｃの蹟を大きくすること即ちａ
を小さく設定すれば良い。
比を求めると となり、粒子からの信号のＳＩＮを一定にした時、粒子
の捕捉率を上げるにはｂｃの蹟を大きくすること即ちａ
を小さく設定すれば良い。
第３図〜第５図には、本発明装置の実施例が図示されて
おり、同図において符号１０で示すものは測定セルであ
り、円筒部１０ａを有し、この周囲にレーザ光束の入射
窓１６．出射窓１７．散乱光の受光窓１８並びに壁面反
射防止窓１９が配置される。′Ｉ１４定セル１０には計
測すべき微粒子２３を含んだ純水等の試料液２２を流入
させる流入管１２並びに試料液２２を測定セルｌｏ内か
ら排出させる流出管１３が設けられる。
おり、同図において符号１０で示すものは測定セルであ
り、円筒部１０ａを有し、この周囲にレーザ光束の入射
窓１６．出射窓１７．散乱光の受光窓１８並びに壁面反
射防止窓１９が配置される。′Ｉ１４定セル１０には計
測すべき微粒子２３を含んだ純水等の試料液２２を流入
させる流入管１２並びに試料液２２を測定セルｌｏ内か
ら排出させる流出管１３が設けられる。
楕円レーザ光束２１が第５図に示した構成によりつくら
れる。レーザ光源３１からのレーザ光がビームエキスパ
ンダー３２を経て拡張され、楕円光束を発生させる円筒
レンズ３３．集光レンズ３４を経て集光点２１ａに集光
される。この集光点２１ａの近傍は粒子検出領域３５と
なっており、レーザ光束は検出領域の前後ｂｌ、ｂ５で
は横に偏平になっているが、検出領域ｂ２ 、 ｂ３
。
れる。レーザ光源３１からのレーザ光がビームエキスパ
ンダー３２を経て拡張され、楕円光束を発生させる円筒
レンズ３３．集光レンズ３４を経て集光点２１ａに集光
される。この集光点２１ａの近傍は粒子検出領域３５と
なっており、レーザ光束は検出領域の前後ｂｌ、ｂ５で
は横に偏平になっているが、検出領域ｂ２ 、 ｂ３
。
ｂ４では縦に偏平な光束となっている。
このようにして形成された楕円レーザ光束２１は、入射
窓１６を経て集光点２１ａに集光され。
窓１６を経て集光点２１ａに集光され。
出射窓１７を経て出射される。第４図に図示したように
レーザ光軸に垂直に粒子が通過するようにＡで示す−様
な流れが形成される。この−様な流れは、円筒部２０ａ
の形状により形成されるが、適当な攪拌手段を用い循環
流を形成することによっても形成される。
レーザ光軸に垂直に粒子が通過するようにＡで示す−様
な流れが形成される。この−様な流れは、円筒部２０ａ
の形状により形成されるが、適当な攪拌手段を用い循環
流を形成することによっても形成される。
このような構成で、流入管１２から流入した試料液２２
は、測定セル１０の円筒部１０ａに沿って流れ、その一
部は流出管１３から流出する。この例では、楕円レーザ
光束２１は円筒部１０ａの中心と円筒壁面の中間領域２
１ａに集光する０粒子は円筒内の試料液の流れに乗って
レーザ光束の光軸に垂直に粒子検出領域を通過する６粒
子からの散乱光２４は受光レンズ２５でマスク面２６上
に結像されスリ７）２６ａにより制限された散乱光が光
電検出器２７に達して測定される。
は、測定セル１０の円筒部１０ａに沿って流れ、その一
部は流出管１３から流出する。この例では、楕円レーザ
光束２１は円筒部１０ａの中心と円筒壁面の中間領域２
１ａに集光する０粒子は円筒内の試料液の流れに乗って
レーザ光束の光軸に垂直に粒子検出領域を通過する６粒
子からの散乱光２４は受光レンズ２５でマスク面２６上
に結像されスリ７）２６ａにより制限された散乱光が光
電検出器２７に達して測定される。
［効 果］
以上説明したように１本発明では、レーザ光束に楕円光
束を用い、このレーザ光束によって形成された粒子検出
領域を通過する微粒子からの散乱光を粒子の通過方向か
ら受光して粒子特性を測定するようにしているので、レ
ーザ光束の光強度を維持したままで粒子の通過する方向
に垂直な粒子検出領域の断面積を大きくして粒子像の捕
捉率を高めることができて微粒子の検出に適した検出領
域の設定が可能になる。
束を用い、このレーザ光束によって形成された粒子検出
領域を通過する微粒子からの散乱光を粒子の通過方向か
ら受光して粒子特性を測定するようにしているので、レ
ーザ光束の光強度を維持したままで粒子の通過する方向
に垂直な粒子検出領域の断面積を大きくして粒子像の捕
捉率を高めることができて微粒子の検出に適した検出領
域の設定が可能になる。
第１図は、粒子検出領域の設定例を説明する説明図、第
２図は粒子検出領域の形状を示す説明図、第３図は本発
明装置の実施例の構成を示す斜視図、第４図は第３図装
置の断面図、第５図は楕円光束形成装置の構成図、第６
図はシート状光束を用いた方法の説明図である。
２図は粒子検出領域の形状を示す説明図、第３図は本発
明装置の実施例の構成を示す斜視図、第４図は第３図装
置の断面図、第５図は楕円光束形成装置の構成図、第６
図はシート状光束を用いた方法の説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）流体液中にレーザ光を照射し、液中に浮遊する微粒
子からの散乱光を検出して粒子特性を測定する液中微粒
子測定方法において、レーザ光束に楕円光束を用い、こ
のレーザ光束によって形成された粒子検出領域を通過す
る微粒子からの散乱光を粒子の通過方向から受光して粒
子特性を測定することを特徴とする液中微粒子測定方法
。 ２）粒子の通過する方向に垂直な断面積を大きくし、通
過方向の粒子検出深度を浅くするように楕円光束の縦横
比を設定することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の液中微粒子測定方法。 ３）流体液中にレーザ光を照射し、液中に浮遊する微粒
子からの散乱光を検出して粒子特性を測定する液中微粒
子測定装置において、 測定すべき微粒子を含んだ試料液を入れる測定セルと、 楕円レーザ光束を発生する手段と、 楕円レーザ光束が集光する測定セル内の粒子検出領域に
レーザ光軸に垂直方向に微粒子を通過させる流れを発生
させる手段と、 前記流れの方向に配置された散乱光を受光する光学系と
を設け、 微粒子からの散乱光を粒子の通過方向から受光して粒子
特性を測定することを特徴とする液中微粒子測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61160831A JPS6318244A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 液中微粒子測定方法及び装置 |
| US07/072,228 US4830494A (en) | 1986-07-10 | 1987-07-09 | Method and apparatus for measuring particles in a fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61160831A JPS6318244A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 液中微粒子測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318244A true JPS6318244A (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15723352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61160831A Pending JPS6318244A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 液中微粒子測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318244A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5205216A (en) * | 1990-10-03 | 1993-04-27 | Kabushiki Kaisha Tokyo Kikai Seisakusho | Inking unit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518909A (en) * | 1978-07-25 | 1980-02-09 | Berber Viktor A | Particle size measuring and analysing apparatus of particles within fluid |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP61160831A patent/JPS6318244A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518909A (en) * | 1978-07-25 | 1980-02-09 | Berber Viktor A | Particle size measuring and analysing apparatus of particles within fluid |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5205216A (en) * | 1990-10-03 | 1993-04-27 | Kabushiki Kaisha Tokyo Kikai Seisakusho | Inking unit |
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