(57)【要約】【課題】空気中の浮遊粒子数を高精度で検出できる安価な粒子計数装置を提供する。【解決手段】導入した空気を測定領域Ｒに導くとともに、発光手段２６によって測定領域Ｒに光を照射し、空気中に含まれる粒子からの散乱光を受光手段２８により受光し、受光手段２８からの出力を出力回路３０によってデジタルパルスに変換して出力する粒子計数用センサ１８と、センサ１８からの出力パルスに基づいて粒子数を計数する計数手段（マイコン３７）とを備えた粒子計数装置において、計数手段は、受光手段２８から出力されたデジタルパルスのパルス幅Ｗに基づいて測定領域Ｒを略同時に通過した１以上の粒子数を計数する構成とする。【選択図】図１
2006126137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入した空気を測定領域に導くとともに、発光手段によって前記測定領域に光を照射し、空気中に含まれる粒子からの散乱光を受光手段により受光し、該受光手段からの出力を出力手段によってデジタルパルスに変換して出力する粒子計数用センサと、
前記センサからの出力パルスに基づいて粒子数を計数する計数手段とを備えた粒子計数装置において、
前記計数手段は、前記受光手段から出力されたデジタルパルスのパルス幅に基づいて前記測定領域を略同時に通過した１以上の粒子数を計数するようにしたことを特徴とする粒子計数装置。
【請求項２】
前記粒子計数用センサの出力手段は、予め設定された計数対象粒子径以上の粒子が通過した場合にデジタルパルスを出力する比較回路と、最小の計数対象粒子径の粒子が通過した場合のパルス幅より小さいパルス幅の矩形波を出力する矩形波発生回路と、これら比較回路と矩形波発生回路との論理和を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の粒子計数装置。
【請求項３】
吸気口と排気口とを連通させた流路、該流路中の測定領域に前記吸引口から空気を導入して前記排気口から排出する空気導入手段、前記測定領域に光を照射する発光手段、該発光手段により照射された空気中の粒子からの散乱光を受光する受光可能に配設した受光手段、および、該受光手段からの出力をデジタルパルスに変換して出力する出力手段を備えた粒子計数用センサにおいて、
前記出力手段は、予め設定された計数対象粒子径以上の粒子が通過した場合にデジタルパルスを出力する比較回路と、最小の計数対象粒子径の粒子が通過した場合のパルス幅より小さいパルス幅の矩形波を出力する矩形波発生回路と、これら比較回路と矩形波発生回路との論理和を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする粒子計数用センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中に浮遊する粒子濃度を連続的に検出するための粒子計数装置および該装置に用いる粒子計数用センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密機械やその部品などの製造は、クリーンルーム内で行われている。このクリーンルームには、内部の空気中に浮遊する粒子濃度を基準値以下にする必要性から、空気中の浮遊粒子の数（濃度）を連続的に検出する光散乱式の粒子計数装置が設けられる。
【０００３】
この粒子計数装置は、吸引（サンプリング）した空気に含まれる粒子を検出する粒子計数用センサと、該粒子計数用センサの出力パルスに基づいてセンサ内を通過した粒子数を計数する計数手段とを備えている。
【０００４】
そのうち、前記粒子計数用センサは、吸気口と排気口とを連通させた流路と、該流路の測定領域に前記吸引口から空気を導入して前記排気口から排出する空気導入手段と、前記測定領域に光を照射する発光手段と、該発光手段により照射された空気中の粒子からの散乱光を受光する受光手段と、該受光手段からの出力をデジタルパルスに変換して出力する出力手段とを備えている。
【０００５】
検出した粒子の直径は、前記出力手段から出力されるデジタルパルスの波高値により判断できる。そのため、計数対象粒子径に相当する波高値（基準電圧値）を予め設定し、前記計数手段を構成するマイコンは、その基準電圧値以上のパルス数を計数することにより、通過した計数対象粒子径以上の粒子数を判断し、表示手段に表示する構成としている。
【０００６】
なお、本発明の粒子計数装置に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３７３２９号公報
【０００８】
しかしながら、従来の粒子計数装置は、矩形状の１つのパルスを１個の粒子として計数するため、前記センサにおける測定領域に同時に２個以上の粒子が通過した場合でも、１個の粒子として計数してしまう。そのため、実際にサンプリングした粒子数より少ない検出結果を表示手段に表示してしまい、精度が低くなるという問題がある。
【０００９】
ここで、この問題を解消するには、測定領域できる限り小さくする方法がある。この場合には、空気の流路も小さくしなければならない。一方、クリーンルームなどの粒子濃度が低い場所の測定では、浮遊している粒子個数が少ないため、精度良く検出するためには、多くの空気をサンプリングする必要がある。しかし、小さい流路で多くの空気をサンプリングする場合には、測定領域を通過する粒子の速度が速くなってしまう。それに伴い出力される光パルスは、高周波数で微弱なパルスになるため、それを検出するためには、高価な受光素子と高価な増幅器が必要になり、装置全体が非常にコスト高になるという問題がある。
【００１０】
また、この種の粒子計数装置は、単位流量当たりの粒子個数を検出するため、正確に一定流量のサンプリングを行う必要がある。その結果、流量の安定したポンプを使用するか、流量計を併用して一定の流量を確保できるように制御する必要があり、いずれにしてもコスト高になるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明では、空気中の浮遊粒子数を高精度で検出できる安価な粒子計数装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明の粒子計数装置は、導入した空気を測定領域に導くとともに、発光手段によって前記測定領域に光を照射し、空気中に含まれる粒子からの散乱光を受光手段により受光し、該受光手段からの出力を出力手段によってデジタルパルスに変換して出力する粒子計数用センサと、前記センサからの出力パルスに基づいて粒子数を計数する計数手段とを備えた粒子計数装置において、前記計数手段は、前記受光手段から出力されたデジタルパルスのパルス幅に基づいて前記測定領域を略同時に通過した１以上の粒子数を計数する構成としている。
【００１３】
この粒子計数装置では、前記粒子計数用センサの出力手段は、予め設定された計数対象粒子径以上の粒子が通過した場合にデジタルパルスを出力する比較回路と、最小の計数対象粒子径の粒子が通過した場合のパルス幅より小さいパルス幅の矩形波を出力する矩形波発生回路と、これら比較回路と矩形波発生回路との論理和を出力する論理和回路とを備えていることが好ましい。
【００１４】
また、この装置に用いる粒子計数用センサは、吸気口と排気口とを連通させた流路、該流路中の測定領域に前記吸引口から空気を導入して前記排気口から排出する空気導入手段、前記測定領域に光を照射する発光手段、該発光手段により照射された空気中の粒子からの散乱光を受光する受光可能に配設した受光手段、および、該受光手段からの出力をデジタルパルスに変換して出力する出力手段を備えた粒子計数用センサにおいて、前記出力手段は、予め設定された計数対象粒子径以上の粒子が通過した場合にデジタルパルスを出力する比較回路と、最小の計数対象粒子径の粒子が通過した場合のパルス幅より小さいパルス幅の矩形波を出力する矩形波発生回路と、これら比較回路と矩形波発生回路との論理和を出力する論理和回路とを備えた構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の粒子計数装置では、受光手段から出力されたパルス数を計数するのではなく、受光手段から出力されたパルスの幅に基づいて１以上の粒子数を計数できる構成としているため、計数漏れを大幅に無くし、高精度な計数を行うことができる。その結果、測定領域を小さくする必要はなく、これに伴い高価な受光素子や増幅器も必要ない。しかも、安定した空気のサンプリングを確保するために、高価なポンプを使用したり、流量計を併用する必要もない。その結果、高精度で安価な粒子計数装置を提供することができる。
【００１６】
また、前記装置に用いる粒子計数用センサは、受光手段によって検出した散乱光に相当するパルスを、複数の矩形波によって出力するため、受光手段が出力したパルスの幅を簡単かつ確実に検出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１８】
図１および図２は、本発明の実施形態に係る粒子計数装置を示す。この粒子計数装置は、外装体１０の内部に、空気をサンプリングする粒子計数用センサ（以下「センサ」と略す。）１８と、計数手段の役割をなすマイコン３７を実装した制御基板３６とが収容され、粒子濃度に対応する計数した粒子数を表示手段であるレベル表示部１２に表示可能としたものである。
【００１９】
前記外装体１０は、長方形状をなす前後一対のケースを備えている。この外装体１０の前ケースには、図２に示すように、左側の上下端部に、正面から側面にかけて延びるＬ字形状の通気孔１１が設けられている。また、前ケースの右側には、計数した粒子数をＬＥＤ（図示せず）によって１０段階で表示するレベル表示部１２が設けられている。このレベル表示部１２の下側には、アラームの作動状態を示すアラーム表示部１３と、計数した粒子数をクリアするためのリセットスイッチ１４と、許容濃度を設定するためのセットスイッチ１５とが配設されている。さらに、前ケースの側面には、周知のパーソナルピュータなどからなる集中管理装置に接続するための接続部や商用電源と接続するための接続部などの複数の端子接続部１６が設けられるとともに、放熱用の通気孔１７が設けられている。一方、外装体１０を構成する後ケースには、クリーンルームの壁面などに取り付けるための周知の取付構造が設けられている。
【００２０】
前記センサ１８は、図１に示すように、室内の空気を導入して浮遊粒子を検出するセンサ本体１９と、前記受光手段２８から出力されたアナログパルスをデジタルパルスに変換して出力する出力手段である出力回路３０とからなる。
【００２１】
前記センサ本体１９は、図３に示すように、遮光性を有するハウジング２０の内部に、空気導入手段であるヒータ２５と、発光手段２６と、受光手段２８とを配設したものである。
【００２２】
前記ハウジング２０は、空気を取り入れるための下端の吸気口２１ａと、空気を排出するための上端の排気口２１ｂとを直線的に連通させた流路２１を備え、後述するヒータ２５によって導入した空気をハウジング２０の下から上に向かって流動させるものである。このハウジング２０には、前記流路２１の略中央部に位置するように発光部２２と受光部２３とが左右対称に設けられている。本実施形態では、これら発光部２２と受光部２３とは、前記流路２１内における空気の流動方向に対して、約６０度で相対向する角度で設けられている。言い換えれば、発光部２２は、その内部に配置する発光手段２６の照射方向が、流路２１内での空気の流動方向に対して逆向きに約６０度の角度で交差するように設けられ、この発光部２２と対称に位置するように受光部２３が設けられている。なお、この流路２１、発光部２２および受光部２３の中心が交差する位置が、後述する測定領域Ｒの中心位置となる。また、前記流路２１には、測定領域Ｒに対して空気の流動方向上流側に位置するように、導入した空気を、測定領域Ｒの大きさと同等あるいは若干小さい大きさに絞るための気流誘導板２４が設けられている。
【００２３】
前記ヒータ２５は、前記ハウジング２０において、気流誘導板２４と吸気口２１ａとの間に配設した抵抗素子からなる。このヒータ２５は、通電により発熱することにより、ハウジング２０の内部の前記吸気口２１ａの近傍が負圧となり、これにより吸気口２１ａから室内の空気を吸引し、煙突効果により排気口２１ｂから排気する構成としている。
【００２４】
前記発光手段２６は半導体レーザーからなり、前記ハウジング２０の発光部２２における閉鎖端に配設され、前記流路２１、発光部２２および受光部２３が交差する中心位置を照射することにより、前記流路２１中を流動する気体に含まれる粒子を照射するものである。この発光手段２６の照射方向前方には、照射した光を集光するための第１集光レンズ２７が配設されている。この第１集光レンズ２７は、発光手段２６からの光を平行光として出力する。
【００２５】
前記受光手段２８はフォトダイオードからなり、前記ハウジング２０の受光部２３における閉鎖端に配設され、前記発光手段２６の照射による浮遊粒子からの散乱光を測定（検出）し、その受光した散乱光に相当するパルス電流を出力するものである。具体的には、この受光手段２８は、前記ハウジング２０の構成により入射光軸に対して約６０度の散乱角の方向に配置されている。言い換えれば、受光手段２８が入射光軸に対して約６０度の散乱角の方向に配置されるように、前記ハウジング２０を形成している。この受光手段２８の受光方向手前には、遊粒子からの散乱光を集光するための第２集光レンズ２９が配設されている。
【００２６】
そして、前記第１集光レンズ２７を介して発光手段２７から出力された平行光と、前記第２集光レンズ２９を介して受光手段２８が集光可能な範囲とが交わる領域が、空気中に含まれる浮遊粒子の測定領域Ｒとなる。
【００２７】
前記出力回路３０は、図１に示すように、前記受光手段２８から出力されたアナログのパルス電流をデジタルパルスに変換して出力するもので、電流電圧変換回路３１と、増幅回路３２と、電圧比較回路３３と、矩形波発生回路３４と、論理和回路３５とからなる。
【００２８】
前記電流電圧変換回路３１は、前記発光手段２６から出力されたパルス電流をパルス電圧に変換して出力するものである。
【００２９】
前記増幅回路３２は、前記電流電圧変換回路３１から入力された微弱なパルス電圧を増幅させて出力するものである。
【００３０】
前記電圧比較回路３３は、予め設定された計数対象粒子径以上の粒子が通過した場合にデジタルパルス電圧を出力するものである。具体的には、この電圧比較回路３３では、予め実験により検出対象の大きさの浮遊粒子の散乱強度が反映される光パルスの波高値（基準電圧値）を決定しておく。そして、この基準電圧値を電圧比較回路３３に設定しておき、その基準電圧値より大きなパルス電圧が入力された場合のみ、Highを出力し、基準電圧値より小さなパルス電圧が入力された場合は、Lowを出力する構成としている。その結果、この電圧比較回路３３では、前記測定領域Ｒに計数対象粒子径以上の浮遊粒子が通過した場合のみデジタルパルスが出力されることになる。なお、本実施形態のセンサ１８による計数対象粒子は、その径が０．３ミクロン以上となるように、前記基準電圧値を設定している。
【００３１】
前記矩形波発生回路３４は、最小の計数対象粒子径の粒子が通過した場合のパルス幅より小さいパルス幅の１ＫＨｚの矩形波を所定時間毎になど間隔で出力するものである。
【００３２】
前記論理和回路３５は、前記電圧比較回路３３から入力されたデジタルパルスと、矩形波発生回路３４から入力されたデジタルパルスとの論理和を出力するものである。
【００３３】
前記マイコン３７は、図示しない電源回路から供給された電圧により動作するもので、本実施形態では計数手段の役割をなし、計数した粒子数を前記レベル表示部１２の所定のＬＥＤを点灯させることにより段階表示する。また、入力手段である前記リセットスイッチ１４が操作されると、それまでに計数した粒子数をクリアする。さらに、セットスイッチ１５が操作されると、室内の汚染状況である浮遊粒子数に相当する許容濃度を変更するとともに、その設定状況を前記レベル表示部１２に表示（点灯または点滅）する。なお、このレベル表示部１２の表示は、セットが完了すると消灯する。さらにまた、このマイコン３７には、前記端子接続部１６に接続した外部出力手段３８が接続されている。
【００３４】
具体的には、計数手段としてマイコン３７は、前記出力回路３０を介して受光手段２８から入力されたパルス幅に基づいて、前記センサ１８の測定領域Ｒを通過した計数対象粒子径以上の１以上の粒子数を計数する構成としている。言い換えれば、本実施形態では、入力されたパルス幅に基づいて計数することにより、２以上の粒子が前記測定領域Ｒに同時に通過しても計数できるように構成している。
【００３５】
次に、前記出力回路３０によって受光手段２８が検出した散乱光に対応するパルスの出力について具体的に説明する。
【００３６】
まず、図４（Ａ）は、最小の計数対象粒子径である０．３ミクロンの１個の粒子が測定領域Ｒを通過した際に受光手段２８から出力されたアナログパルス電流を、前記電流電圧変換回路３１によって変換した後のアナログパルス電圧である。このパルス電圧は、増幅回路３２によって増幅された後、電圧比較回路３３によって、図４（Ｂ）に示すように、LighまたはLowのみの矩形波からなるデジタルパルス波形に変換されて出力される。同時に、図４（Ｃ）に示すように、矩形波発生回路３４から所定時間毎に矩形波が出力されている。そして、論理和回路３５では、図４（Ｄ）に示すように、デジタルパルスの波形幅に応じた複数の矩形波として出力される。
【００３７】
また、図４（Ｅ）は、最小の計数対象粒子径である０．３ミクロンの２個の粒子が測定領域Ｒを通過した際に受光手段２８から出力されたアナログパルス電流を、前記電流電圧変換回路３１によって変換した後のアナログパルス電圧である。このパルス電圧は、前記と同様に増幅された後、電圧比較回路３３によって、図４（Ｆ）に示すように、矩形波からなるデジタルパルス波形に変換される。同時に、図４（Ｇ）に示すように、矩形波発生回路３４から所定時間毎に矩形波が出力されている。そして、論理和回路３５では、図４（Ｈ）に示すように、デジタルパルスの波形幅に応じた複数の矩形波として出力される。ここで、この場合のパルスは、同一径の粒子が１個の通過した場合と比較すると、図４（Ａ），（Ｅ）に示すようにその波高には殆ど差異はないが、図４（Ｂ），（Ｆ）に示すように幅Ｗ１，Ｗ２には大きな差異が生じる。
【００３８】
また、図５（Ａ）は、計数対象粒子径である０．５ミクロンの１個の粒子が測定領域Ｒを通過した際に受光手段２８から出力されたアナログパルス電流を、前記電流電圧変換回路３１によって変換した後のアナログパルス電圧である。このパルス電圧は、前記と同様に増幅された後、電圧比較回路３３によって、図５（Ｂ）に示すように、矩形波からなるデジタルパルス波形に変換される。同時に、図５（Ｃ）に示すように、矩形波発生回路３４から所定時間毎に矩形波が出力されている。そして、論理和回路３５では、図５（Ｄ）に示すように、デジタルパルスの波形幅に応じた複数の矩形波として出力される。ここで、この場合のパルスは、０．３ミクロン粒子が１個の通過した場合と比較すると、その波高に大きな差異が生じ、幅Ｗ１，Ｗ３には若干の差異が生じる。そして、そのパルス幅Ｗ３は、０．３ミクロンの粒子が２個通過した場合のパルス幅Ｗ２より小さい。
【００３９】
また、図５（Ｅ）は、浮遊粒子としては略最大の計数対象粒子径である１ミクロンの１個の粒子が測定領域Ｒを通過した際に受光手段２８から出力されたアナログパルス電流を、前記電流電圧変換回路３１によって変換した後のアナログパルス電圧である。このパルス電圧は、前記と同様に増幅された後、電圧比較回路３３によって、図５（Ｅ）に示すように、矩形波からなるデジタルパルス波形に変換される。同時に、図５（Ｇ）に示すように、矩形波発生回路３４から所定時間毎に矩形波が出力されている。そして、論理和回路３５では、図５（Ｈ）に示すように、デジタルパルスの波形幅に応じた複数の矩形波として出力される。ここで、この場合のパルスは、０．３ミクロンおよび０．５ミクロンの粒子が１個の通過した場合と比較すると、その波高に大きな差異が生じ、幅Ｗ１，Ｗ３，Ｗ４には若干の差異が生じる。そして、そのパルス幅Ｗ４は、０．３ミクロンの粒子が２個通過した場合のパルス幅Ｗ２より小さい。
【００４０】
即ち、測定領域Ｒを通過した粒子の大きさ（径）は、受光手段２８から出力されたパルスの波高値により判断できる。そのため、電圧比較回路３３への基準電圧値の設定を変更することにより、検出する対象の粒子径を変更することができる。
【００４１】
また、測定領域Ｒを同時に通過した粒子数は、受光手段２８から出力されたパルス幅により判断できる。即ち、計数対象粒子径である０．３ミクロンの粒子が２個通過した際のパルス幅Ｗ２は、計数対象粒子径である１ミクロンの粒子が１個通過した際のパルス幅Ｗ４より大きい。そのため、この１ミクロンの粒子が通過した場合のパルス幅Ｗ４より大きなパルス幅を検出した場合には、計数対象粒子が２個通過したと計数する構成としている。そして、本実施形態では、出力回路３０は、基準となる矩形波を出力する矩形波発生回路３４を設け、その矩形波と検出パルスとの論理和を出力する構成としているため、マイコン３７は、その矩形波のパルス数を計数することにより、相当するパルス幅を演算できるように構成している。なお、パルス幅に相当するパルス数と、そのパルス数に相当する粒子数との関係を示すデータテーブルは、マイコン３７に内蔵した記憶手段であるＲＡＭに予め記憶されている。
【００４２】
次に、前記粒子計数装置による計数制御について具体的に説明する。
【００４３】
まず、商用電源に接続することにより電力が入力されると、ヒータ２５、発光手段２６および受光手段２８が動作を開始する。また、セットスイッチ１５の操作により汚染状態を判断するための許容濃度を設定して測定を開始すると、マイコン３７が計数を開始する。なお、この設定操作は、粒子計数装置が端子接続部１６を介して集中管理装置に接続されている場合には、この集中管理装置により行うことができるようにしてもよい。
【００４４】
そして、ヒータ２５が昇温すると、センサ１８のハウジング２０の煙突効果により上昇気流が生じ、下端の吸気口２１ａから室内の空気が吸引される。この吸引された空気は、気流誘導板２４によって測定領域Ｒを通過するように絞られ、該測定領域Ｒを通過して排気口２１ｂから室内に排気される。
【００４５】
測定領域Ｒでは、発光手段２６が空気中の浮遊粒子を照射することにより、該浮遊粒子から散乱光が発せられる。この散乱光を受光手段２８が受光すると、その受光量に応じたアナログパルス電流を受光手段２８が出力する。この受光手段２８から出力されたアナログパルス電流は、前述のように出力回路３０によってデジタルパルスとして出力される。
【００４６】
そして、制御基板３６に実装されたマイコン３７は、出力回路３０から入力されたそのパルス数を計数することにより相当するパルス幅を演算し、そのパルス幅に相当する粒子数をデータテーブルから読み込んで、レベル表示部１２に表示する。また、計数した粒子数が設定された上限値に達すると、圧電ブザーなどの基板に実装した音声出力手段によりアラームを出力する。
【００４７】
このように、本実施形態の粒子計数装置に適用するセンサ１８は、受光手段２８によって検出した散乱光を、複数の矩形波によって出力するため、受光手段２８が出力したパルスの幅を簡単かつ確実に検出することができる。
【００４８】
そして、粒子計数装置では、受光手段２８から出力されたパルス数を計数するのではなく、出力回路３０を介して受光手段２８から出力されたパルスの幅に基づいて１以上の粒子数を同時に計数できる構成としているため、計数漏れを大幅に無くし、高精度な計数を行うことができる。
【００４９】
なお、本発明者らは、前記構成および計数方法の精度を確認するために３種の実験を行った。
【００５０】
第１の実験では、２８３ｍＬの空気中に０〜５０００個の範囲の０．３ミクロンポリスチレンラテックス粒子を含有させた状態で、パルス幅に基づいて計数する本発明の装置と、パルス数に基づいて計数する従来の装置とで、センサ出力（計数値）を得た。
【００５１】
その結果、本発明の装置では、図６（Ａ）に示すように、含有量に相当する濃度が増えるのに比例して計数値が増え、直線的な検出結果を示した。これに対して、従来の装置では、図６（Ｂ）に示すように、濃度が増えるのに従って計数値が少しづつ減少し、曲線的な検出結果を示した。つまり、従来の装置では、粒子濃度が増えるに従い、測定領域Ｒを同時に通過する粒子の数が増えるために、測定領域Ｒを実際に通過した粒子の数よりも少なくカウントしているのに対し、本発明の構成では、測定領域Ｒを同時に２個以上通過しても、その影響を受け難いことを実証できている。
【００５２】
第２の実験では、２８３ｍＬの空気中に０〜２００００個の範囲の０．３ミクロンポリスチレンラテックス粒子を含有させることにより更に高濃度とした状態で、本発明の装置と従来の装置とで、センサ出力（計数値）を得た。
【００５３】
その結果、本発明の装置では、図７（Ａ）に示すように、粒子濃度が増えるに従い、少しづつ計数漏れが発生しているが、濃度が増えるに従って計数値も増えるという関係は維持されている。これに対して、従来の装置では、図７（Ｂ）に示すように、粒子濃度８０００個を越えると計数値の増加が少なくなり、１５０００個を越えると、逆に計数値が低下している。つまり、従来の装置では計数値が低下する高濃度の状態でも、本発明の装置では、濃度の影響を受ける度合いが低いことを実証できている。
【００５４】
第３の実験では、流路２１を通過する空気の流量の影響を判断するために、２８３ｍＬの空気中に０〜２００００個の範囲の０．３ミクロンポリスチレンラテックス粒子を含有させた状態で、本発明の装置と従来の装置に７種の流量で空気を供給することにより、センサ出力（計数値）を得た。
【００５５】
その結果、本発明の装置では、図８（Ａ）に示すように、空気の流量を変化させても殆ど変化することなく、各流量での計数値が集中する結果を示した。これに対して、従来の装置では、流量の変化に従って計数値も変化している。つまり、本発明の装置は、従来の装置と比較してサンプリングする空気の流量に対しても影響を受け難いことを実証できている。
【００５６】
このような実験結果からも理解できるように、本発明の粒子計数装置では、計数漏れを大幅に無くし、高精度な計数を行うことができる。また、室内の空気をサンプリングするための空気導入手段による影響も受けることはない。その結果、測定領域Ｒを小さくする必要はなく、これに伴い高価な受光素子や増幅器は必要ない。言い換えれば、本発明の構成によれば、従来と比較して測定領域Ｒを大きくすることが可能である。しかも、安定した空気の導入（サンプリング）を確保するために、高価なポンプを使用したり、流量計を併用する必要もない。その結果、高精度で安価な粒子計数装置を提供することができる。言い換えれば、本実施形態の粒子計数装置では、空気を導入するための手段に影響されないため、センサ１８に搭載する空気導入手段としては、従来では導入に係る安定性が低いことを理由に使用が避けられていた安価なヒータ２５による加熱方式を採用することができるものである。
【００５７】
なお、本発明の粒子計数装置、特に、センサ１８は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００５８】
例えば、前記実施形態では、受光部２３の散乱角は６０度に設定したが、０度から９０度の間であれば良い。また、発光部２２に配設する発光手段２６としては半導体レーザーを使用したが、必ずしも半導体レーザーである必要はなく、ＬＥＤやタングステンランプなどを使用してもよい。さらに、受光部２３に配設する受光手段２８としてはフォトダイオードを使用したが、必ずしもフォトダイオードである必要はなく、フォトトランジスタやフォトＩＣなどを使用してもよい。さらにまた、波形幅を測定する方法として１ＫＨｚの矩形波との論理和をとったが、必ずしも１ＫＨｚである必要はなく、光パルスの周波数より高い周波数であればよく、望ましくは、１０倍以上が好ましい。そして、波形幅を測定する方法であれば、必ずしも矩形波との論理和をとる必要はなく、直接、波形幅を測定してもよい。
【００５９】
また、前記実施形態では、１組の電圧比較回路３３、矩形波発生回路３４および論理和回路３５により、粒子径が０．３ミクロン以上の粒子を計数対象としたが、複数組の電圧比較回路３３、矩形波発生回路３４および論理和回路３５を増幅回路３２の下流に並列に接続するとともに、各電圧比較回路３３での基準電圧値を変更することにより、異なる計数対象粒子径の粒子数を同時に検出できるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係る粒子計数装置の構成を示すブロック図である。
【図２】粒子計数装置を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図である。
【図３】装置に搭載する粒子計数用センサを示す断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は０．３ミクロンの１個の粒子が通過した場合のパルスを示す図面、（Ｅ）〜（Ｈ）は０．３ミクロンの２個の粒子が通過した場合のパルスを示す図面である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は０．５ミクロンの１個の粒子が通過した場合のパルスを示す図面、（Ｅ）〜（Ｈ）は１ミクロンの１個の粒子が通過した場合のパルスを示す図面である。
【図６】（Ａ）は本発明の装置による第１の実験結果を示すグラフ、（Ｂ）は従来の装置による第１の実験結果を示すグラフである。
【図７】（Ａ）は本発明の装置による第２の実験結果を示すグラフ、（Ｂ）は従来の装置による第２の実験結果を示すグラフである。
【図８】（Ａ）は本発明の装置による第３の実験結果を示すグラフ、（Ｂ）は従来の装置による第３の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
１８…センサ
２１…流路
２１ａ…吸気口
２１ｂ…排気口
２５…ヒータ（空気導入手段）
２６…発光手段
２８…受光手段
３０…出力回路（出力手段）
３１…電流電圧変換回路
３２…増幅回路
３３…電圧比較回路
３４…矩形波発生回路
３５…論理和回路
３７…マイコン（計数手段）
Ｒ…測定領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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