(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ共振器内で共振するレーザ光を用いて、清浄な気体のパージエアをレーザ媒質や反射鏡などに吹き付けながら試料気体中に含まれる粒子を検出する粒子検出器において、板部材に形成した前記レーザ光と前記パージエアが通過するピンホールの他に、前記パージエアがアウトレットに抜ける通路を前記板部材又はケースの壁部に設けたことを特徴とする粒子検出器。
【請求項２】
前記板部材に設けた通路は、通気孔である請求項１に記載の粒子検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にレーザ光を用いて試料気体中に含まれる粒子を検出する粒子検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粒子検出器としては、図４に示すように、レーザ共振器１００を構成するレーザ媒質１０１と反射鏡１０２間に検出対象となる気体をインレット１０３からアウトレット１０４へ通過させる流路１０５を形成し、レーザ媒質１０１と流路１０５の間及び反射鏡１０２と流路１０５の間にそれぞれ板部材１０６を配置し、共振するレーザ光Ｌａと清浄な気体のパージエアＰａが通過するピンホール１０７を板部材１０６に形成したものが知られている。
【０００３】
ピンホール１０７とは、共振するレーザ光Ｌａのみを通過させる大きさの開口である。また、パージエアＰａとは、レーザ媒質１０１及び反射鏡１０２が検出対象となる気体中に含まれる塵埃やミストなどによって汚れたりするのを防ぐ目的で、レーザ媒質１０１、反射鏡１０２やその近傍に吹き付ける清浄な気体である。なお、１０９はパージエア導入口である。
【０００４】
このように、ピンホール１０７を開けた板部材１０６をケース１０８内に配置したのは、共振するレーザ光Ｌａについてはピンホール１０７を通して検出対象となる気体に照射させるものの、レーザ媒質１０１と反射鏡１０２との間でレーザ光Ｌａが共振する際にレーザ媒質１０１と反射鏡１０２で発生する散乱光Ｓについては板部材１０６によって検出部（受光部）に入射するのを防止するためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の粒子検出器においては、ピンホール１０７を粒子検出に用いるレーザ光Ｌａが通過すると共に、パージエア導入口１０９からケース１０８内に圧送され検出対象となる気体と一緒にアウトレット１０４へ抜けていくパージエアＰａも通過するため、パージエアＰａの流れによりピンホール１０７においてレーザ光Ｌａに乱れが生じ、これが光ノイズとなって粒子検出の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パージエアの流れによって生じる光の乱れを抑えて粒子検出の信号対雑音比を向上させ微小粒子の検出が可能な粒子検出器を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、レーザ共振器内で共振するレーザ光を用いて、清浄な気体のパージエアをレーザ媒質や反射鏡などに吹き付けながら試料気体中に含まれる粒子を検出する粒子検出器において、板部材に形成した前記レーザ光と前記パージエアが通過するピンホールの他に、前記パージエアがアウトレットに抜ける通路を前記板部材又はケースの壁部に設けたものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の粒子検出器において、前記板部材に設けた通路は、通気孔とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る粒子検出器の概略構成断面図、図２は同じく概略構成断面図、図３は板部材の他の実施の形態の断面図である。
【００１０】
本発明に係る粒子検出器は、図１に示すように、ケース１内にレーザ共振器２を構成するレーザ媒質３と反射鏡４を対向させて配置し、レーザ媒質３と反射鏡４の中間に検出対象となる気体をインレット５からアウトレット６へ通過させる流路７を形成し、更にレーザ媒質３と流路７の間及び反射鏡４と流路７の間にそれぞれ板部材８，９を配置している。
【００１１】
レーザ媒質３としては、ルビーレーザやＹＡＧレーザなどの固体レーザ、へリウムネオンレーザや炭酸ガスレーザなどの気体レーザが用いられる。なお、レーザ共振器２は、レーザ媒質３を励起する励起光源（不図示）を備えている。
【００１２】
また、レーザ媒質３及び反射鏡４近傍のケース１壁面には、清浄な気体のパージエアＰａをケース１内に供給するパージエア導入口１０，１１が設けられている。なお、１２はレーザ光Ｌａと流路７が交差する粒子検出領域である。
【００１３】
更に、図２に示すように、レーザ光Ｌａが照射されることにより粒子検出領域１２において生じる散乱光を受光する受光部１３がケース１内又はケース１外に設けられている。なお、図２は、図１に示す流路７の方向（アウトレット６側）から見た粒子検出器の概略構成図であり、インレット５、パージエア導入口１０，１１の記載は省略している。
【００１４】
受光部１３は、共振するレーザ光Ｌａと直交する方向で粒子検出領域１２に対向して、インレット５からアウトレット６に至る検出対象となる気体が形成する流路７と干渉しない場所に設置されている。受光部１３は、集光レンズ１４、光電変換素子（例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタなど）１５などを備え、粒子検出領域１２における散乱光の強度に応じた電気信号を出力する。
【００１５】
板部材８，９には、主として共振するレーザ光Ｌａが通過するピンホール１６と、清浄な気体のパージエアＰａが通過する通気孔１７が形成されている。通気孔１７は、板部材８，９の両面に垂直に開口する円形や四角形などの単なる孔である。通気孔１７は、レーザ光Ｌａによってレーザ媒質３と反射鏡４で発生する散乱光Ｓが直接受光部１３に入射する虞がない位置に複数設けられている。
【００１６】
粒子の検出対象となる気体は、アウトレット６の下流に接続された吸引ポンプ（不図示）がケース１内の気体を吸引することによって、インレット５から流路７を形成する。
なお、本発明に係る粒子検出器は、板部材８，９に通気孔１７を形成した以外は、図４に示す従来の粒子検出器と同様な構成である。
【００１７】
以上のように構成した本発明に係る粒子検出器の動作について説明する。レーザ媒質３と反射鏡４の間で共振するレーザ光Ｌａを発生させる。このレーザ光Ｌａは、ピンホール１６を通過する。
【００１８】
更に、２つのパージエア導入口１０，１１からケース１内に清浄な気体のパージエアＰａが供給されると、パージエアＰａはレーザ媒質３、反射鏡４やその近傍に吹き付けられた後、主に通気孔１７を通過してアウトレット６へ抜ける。なお、パージエアＰａの一部は、ピンホール１６を通過してアウトレット６へ抜ける。
【００１９】
この状態で、吸引ポンプによりケース１内の気体を吸引することによって、インレット５から粒子の検出対象となる気体がケース１内に流入し、流路７を形成する。すると、レーザ光Ｌａと流路７が交差することで粒子検出領域１２が形成される。
【００２０】
そして、気体中に粒子が含まれていれば、粒子検出領域１２で散乱光が生じ、散乱光を受光部１３が受光し、散乱光の強度に応じた電気信号のレベルから気体に含まれる粒子の存在を確認することができる。
【００２１】
ここで、レーザ媒質３、反射鏡４やその近傍に吹き付けられたパージエアＰａは、主に通気孔１７を通って検出対象となる気体と共にアウトレット６から排出される。
【００２２】
従って、ピンホール１６を通過するパージエアＰａは、従来の粒子検出器より少なくなるので、パージエアＰａがピンホール１６を通過することによって生じるレーザ光Ｌａの強度のゆらぎが低減される。その結果、レーザ光Ｌａの強度のゆらぎが原因となって生じる粒子検出の信号対雑音比の低下を防ぐことができる。
【００２３】
なお、上述の実施の形態においては、ピンホール１６の他に、パージエアＰａが板部材８，９を通過する通路として、板部材８，９の両面に垂直に開口する単なる円形や四角形などの通気孔１７を採用した。
しかし、レーザ媒質３や反射鏡４で発生する散乱光Ｓが、板部材８，９に形成した通気孔を通して、直接受光部１３に入射せず、しかもパージエアＰａがピンホール１６をほとんど通過せず円滑にアウトレット６に抜ける構成であればよい。
【００２４】
そこで、パージエアＰａが板部材８，９を通過する通路としては、単純に板部材８，９の両面に垂直に開口する通気孔１７ではなく、図３に示すように、鎧戸状の通気孔１８を板部材８，９に形成することもできる。
【００２５】
また、図１又は図２に示すように、レーザ媒質３または反射鏡４が配置されたケース１と板部材８，９で形成される空間１９，２０内に供給されるパージエアＰａがアウトレット６に抜ける通路としては、パージエアＰａがレーザ媒質３または反射鏡４に吹き付けられた後、板部材８，９とケース１で形成される空間２１に導かれる通路、例えばケース１の壁部に形成した空間１９，２０と空間２１を連通する通路（不図示）でもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る発明によれば、ピンホールの他に、パージエアがアウトレットに抜ける通路を前記板部材又はケースの壁部に設けたので、ピンホールを通過するパージエアの量が減り、共振するレーザ光のゆらぎの程度が低減されるため、粒子検出における信号対雑音比を十分高くでき、比較的小さい粒径の粒子を正確に検出できる。
【００２７】
請求項２に係る発明によれば、ピンホールを設けた板部材に通気孔を形成するだけの簡易な構成で、ピンホールを通過するパージエアの量を減らして、共振するレーザ光のゆらぎの程度を低減でき、粒子検出における信号対雑音比が十分高くなり、比較的小さい粒径の粒子を正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粒子検出器の概略構成断面図
【図２】本発明に係る粒子検出器の概略構成断面図
【図３】板部材の他の実施の形態の断面図
【図４】従来の粒子検出器の概略構成断面図
【符号の説明】
１…ケース、２…レーザ共振器、３…レーザ媒質、４…反射鏡、５…インレット、６…アウトレット、７…流路、８，９…板部材、１０，１１…パージエア導入口、１２…粒子検出領域、１３…受光部、１６…ピンホール、１７，１８…通気孔、１９，２０，２１…空間、Ｌａ…レーザ光、Ｐａ…パージエア。
【図１】
0003615140.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003615140.tif 000004
【図４】
0003615140.tif 000005