(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルを収容する試料セルと、試料セルにレーザ光を照射する手段と、レーザ光の照射により得られるサンプル粒子群による回折／散乱光の強度分布を測定する手段とを備えたレーザ回折式粒度分布測定装置において、前記試料セルが、透光性の平板状の板にサンプル粒子の大きさとほぼ等しい深さを持つ凹部を形成したものであることを特徴とするレーザ回折式粒度分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少量かつ比較的高濃度のサンプルの粒度測定に用いられるレーザ回折式粒度分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ回折式粒度分布測定装置では通常液体に懸濁させた粒子をレーザビームの照射位置を通過させて循環させるか、あるいは乾燥した粉体を圧縮空気により分散させ、レーザビーム中に吹き込むことにより、測定が行われており、少量の試料の場合はガラス製の箱型のセル中に液体に懸濁した粒子を入れ、それをレーザビーム照射位置に固定するという方法を取っている。
【０００３】
液体に懸濁させた粒子を循環させる場合、ポンプ、液体の流路となるパイプ等が必要となり、構成が複雑になるとともに測定後試料粒子が残留し、次の測定に誤差を生じたり、洗浄が面倒である。
【０００４】
一方、圧縮空気で粒子を分散させる方法でも圧縮空気源、分散した粒子を集める集塵器等が必要であり、さらに粒子が飛散するため回収が不可能であるとともに、多量の試料が必要であり、毒物性のものには向かない。箱型のセルは少量の試料で構成も簡単だが、液体に懸濁させねばならず、レーザビーム透過のための希釈も必要である。
【０００５】
そこで、これらの欠点を解消するために開放型のセルに試料を入れ、これに対してレーザ光源を下方に配置して粒度分布を測定する方法が用いられている。
【０００６】
従来、この方式のレーザ回折式粒度分布測定では、図４に示すように、サンプル（試料）Ｓを入れた試料セル１０１を、レーザ光通過孔１０２ａを設けた設置台１０２上に置き、下方に設置されたレーザ光源１０３から、レーザ光を発射し、コリメータ１０４によって、所定断面積を持つ平行光束とした後、コリメータ１０４及びレーザ光源１０３保護用の透明カバー１０５を介して、試料１０１に直角に照射し上方から出る回折／散乱光を集光レンズ１０６で集光した後、リングデテクタ等の前方回折／散乱光センサ１０７によって検出し、サンプルＳの粒度分布を測定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の装置では構成が簡単であり、洗浄や測定試料の回収は容易に行えるものの、ペーストやスラリー等の高濃度のサンプルの粒度分布を測定する場合には、多重散乱光の発生を低減するために、レーザ光の光軸に対し、サンプルの厚さを極めて薄くする必要がある。
【０００８】
しかし、上記従来技術では、適当な深さの開放型セルを用いているのでサンプル層の厚さを簡単に薄くすることが困難であり、特に、試料が乾燥粉体の場合にはサンプル層の厚さが部分的に異なり測定データがばらついていた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために創案されたもので、乾燥状、液状の測定試料の種類を問わず簡単に薄いサンプル層をつくることができ、高濃度のサンプルであっても、多重散乱の発生を極めて少なくするとともに、サンプル層の厚さの不均一による測定データの誤差を少なくすることができるレーザ回折式粒度分布測定装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のレーザ回折式粒度分布測定装置は、サンプルを収容する試料セルと、試料セルにレーザ光を照射する手段と、レーザ光の照射により得られるサンプル粒子群による回折／散乱光の強度分布を測定する手段とを備えたレーザ回折式粒度分布測定装置において、前記試料セルが、透光性の平板状の板にサンプル粒子の大きさとほぼ等しい深さを持つ凹部を形成したものであることを特徴としている。
【００１１】
レーザ光を試料に照射し、これにより発生する回折／散乱光の強度分布を測定することによって粒度分布を測定するが、試料はおよそ試料粒子の大きさと等しい深さを持つ試料セルに入れられるので、簡単に試料をセットすることができるとともに、高濃度の試料を測定する場合でも、乾燥状、液状の測定試料の種類を問わず、レーザ光の透過が保証され、多重散乱の発生を極めて少なくすることができるので、正確な測定ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明によるレーザ回折式粒度分布測定装置における試料セルを示す。
図１（ａ）はセルの平面図であり、（ｂ）はセルの側面図である。
【００１４】
１は平面状のガラス等の透光性の物質で構成されたセル、２はセル１に設けられた円形状の窪み２（凹部）である。この窪み２はセル１を貫通せずに底面にある程度（１ｍｍ程度）の厚さを残しておく。そして、窪み２の底面はレーザビームが通過する関係上散乱等を起こさないように光学研磨をほどこしておく。また、窪み２の底面の大きさはレーザビームの断面積よりは大きく形成されている。ところで、種々の深さのセルが用意されており、測定時にはサンプルの種類に応じて、これらのセルを選択する。この場合、あらかじめ粒子の大きさを予測し、窪み２の深さは試料の最大粒子径よりもやや深いものを使用する。
【００１５】
この場合、試料が懸濁液であると、試料をセットした後にこのセルをレーザビームの照射位置に設置すれば良いが、試料が乾燥粉体であると、図２に示すようにセルの窪み２に乾燥粉体４を入れた後、プレート３でセル１の表面を擦り切って表面を平にするか、平板をセル１の窪み２の部分に押し当ててその表面を平にする必要がある。このようにすることによって、サンプル層の厚さを各部均一にすることができるとともに、粒子層が多層とならないために、多重散乱の発生を抑制することができる。
【００１６】
なお、窪み２の形状は円形でなくても良いが、円形の方が側面に角がなく、試料測定前や、試料測定後のセルの掃除には便利である。
【００１７】
次に、このようにして試料がセットされたセルを用いた粒度分布測定を行う方法を図４の装置により説明する。
【００１８】
上記のようにサンプル（試料）を入れた試料セル１を、レーザ光通過孔１０２ａを設けた設置台１０２上に置き、下方に設置されたレーザ光源１０３から、レーザ光を発射し、コリメータ１０４によって、所定断面積を持つ平行光束とした後、コリメータ１０４及びレーザ光源１０３保護用の透明カバー１０５を介して、試料１０１に直角に照射し、上方から出る回折／散乱光を集光レンズ１０６で集光した後、リングデテクタ等の前方回折／散乱光センサ１０７によって検出し、サンプルＳの粒度分布測定を行う。
【００１９】
この測定の時に、試料が懸濁液の場合には特にセル中の液面が水平になるように設置台１０２には水平調節機構が付いているのが望ましい。
【００２０】
上述の実施例では、セルの窪みの形状はその底面が完全にフラットになるようにしたが、図３に示すように窪み（凹部）６の形状を球面状としても良い。この場合には、凹部の曲率半径が極めて大きければ、底面はフラットとみなせ、底面を完全にフラットにするよりも研磨による加工が容易であり、窪みの深さを粒子の大きさに等しいか、それに極めて近い深さ、すなわち１０ｕｍ程度に容易に加工できる。
【００２１】
さらに、底面を球面状としているので、底面をフラットにしたときのような底面とこれに垂直な側面とで形成されるコーナー部分ができず、試料粒子が溜まらないので、セル５の清掃がよりいっそう簡単になる。
【００２２】
また、平面状のセルの窪みの上に光学的な歪みのない薄いカバーガラスを置いても良く、このカバーガラスとセルとの間にシール剤を入れれば、レーザ光源、コリメータ、セル、レンズ、センサを水平においた横型のレーザ回折式粒度分布測定装置にも使用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セルに凹部を設け、その窪みの深さを、測定試料の粒子の大きさとほぼ同じにしているので、乾燥状、液状の測定試料の種類を問わず簡単に薄いサンプル層をつくることができ、高濃度のサンプルであっても、多重散乱の発生を極めて少なくするとともに、サンプル層の厚さの不均一による測定データの誤差を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ回折式粒度分布測定装置のセルを示す図である。
【図２】乾燥粉体をセルにセットする方法例を示す図である。
【図３】セルに異なる形状の窪みを設けた例を示す図である。
【図４】縦型のレーザ回折式粒度分布測定装置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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