(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から光をセル内の試料に対して照射し、そのとき生ずる散乱光を集光レンズを介してアレイ状検出器に入射させ、このとき得られる散乱光強度パターンに基づいて試料中の粒子径分布を測定する散乱式粒子径分布測定装置において、光軸調整に際して、前記光源とアレイ状検出器とを結ぶ光路上のいずれかに回折光発生手段を設けた状態で光源から光を照射して、前記アレイ状検出器上に回折像を生じさせ、前記アレイ状検出器の複数の受光素子で受光した０次回折光の強度を解析することにより、照射した光の中心がアレイ状検出器の中心からどれだけずれているかを判別できるようにし、
０次回折光を受光する前記複数の受光素子として、透過光受光素子を中心にして同心円状に配置され、かつ前記透過光受光素子からの距離が互いに異なり前記透過光受光素子からの方向は略同一となる複数の円弧状帯体の散乱光受光素子から構成される受光素子群が複数設けられ、隣り合う前記受光素子群どうしが、前記透過光受光素子から延びる不感領域を挟むように配置され、
０次回折光を検出した複数の前記散乱光受光素子の位置情報と検出信号の強度とに基づいて前記判別を行う演算部を有することを特徴とする散乱式粒子径分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源からの光を試料に対して照射し、そのとき生ずる散乱光を集光レンズを介してアレイ状検出器に入射させ、このとき得られる散乱光強度パターンに基づいて試料中の粒子径分布を測定する散乱式粒子径分布測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の散乱式粒子径分布測定装置の要部を示すもので、この図において、１は例えばレーザ光２を発する光源、３はレーザ光２を適宜拡大するビーム拡大器、４は試料を収容する例えばフローセル、５はフローセル４の後方に設けられる集光レンズ、６は集光レンズ５からの散乱光や透過光を検出するアレイ状検出器、７はアレイ状検出器６からの信号を取り込むマルチプレクサ、８はマルチプレクサ７からの信号が入力され、散乱光強度パターンに基づいて演算を行って粒子径分布を求めるＣＰＵ、９は装置全体を制御するパソコンで、演算結果などを表示するカラーディスプレイなどの表示装置１０を備えている。
【０００３】
前記散乱式粒子径分布測定装置においては、フローセル４に試料を収容して、レーザ光２を試料フローセル４に対して照射すると、レーザ光２の一部がフローセル４内の試料中の粒子を照射して散乱光１１となり、残りの光は粒子と粒子との間を通過して透過光１２となる。そして、これら散乱光１１および透過光１２はともに、集光レンズ５を経てアレイ状検出器６に至る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記アレイ状検出器６は、図６に示すように、透過光受光素子６ａを中心にして複数の円弧状帯体の散乱光受光素子６ｂを同心円状に配置してなるものであるが、このようなアレイ状検出器６の中心に位置する透過光受光素子６ａの直径は数μｍ〜数１０μｍ程度であり、また、レーザ光２の光束径は数μｍ〜１０数μｍ程度であるが、この種の散乱式粒子径分布測定装置においては、レーザ光２の光軸とアレイ状検出器６の中心（透過光受光素子６ａの中心位置）とが厳密に一致している必要がある。
【０００５】
しかしながら、装置をユーザに納入して据え付けを行うような場合や、定期点検時において部品を取り替えたりする場合、前記レーザ光軸とアレイ状検出器６の中心とに食い違いが生じ、場合によっては大きくずれることがある。この場合、光軸がいずれかの散乱光受光素子６ｂ上にある場合には、レーザ光軸とアレイ状検出器６の中心とのおおよその位置関係が分かるため、レーザ光軸またはアレイ状検出器６を移動させる方向および移動量を推定でき、これに基づいて光軸調整を行うことができる。
【０００６】
しかし、図６からも分かるように、アレイ状検出器６には受光素子６ａ，６ｂが形成されていない領域（不感領域）６ｃがあるため、この不感領域６ｃにレーザ光軸２ａが位置する場合には、調整方向やその移動量の推測もできない。このような場合には、アレイ状検出器６を一つの方向（図示例ではアレイ状検出器６を下方に）大きく一旦移動させ、レーザ光２がどれかの検出素子６ａ，６ｂ上にくるようにして、レーザ光軸２ａの位置が分かる状態とし、その後に所定の光軸調整を行えばよいが、上述の説明から理解されるように、光軸調整のための手間が増えるといった問題がある。
【０００７】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、光軸がアレイ状検出器の不感領域に位置していても、これを確実に検出し、所定の光軸調整を簡単に行うことができる散乱式粒子径分布測定装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、光源から光をセル内の試料に対して照射し、そのとき生ずる散乱光を集光レンズを介してアレイ状検出器に入射させ、このとき得られる散乱光強度パターンに基づいて試料中の粒子径分布を測定する散乱式粒子径分布測定装置において、光軸調整に際して、前記光源とアレイ状検出器とを結ぶ光路上のいずれかに回折光発生手段を設けた状態で光源から光を照射して、前記アレイ状検出器上に回折像を生じさせ、前記アレイ状検出器の複数の受光素子で受光した０次回折光の強度を解析することにより、照射した光の中心がアレイ状検出器の中心からどれだけずれているかを判別できるようにし、０次回折光を受光する前記複数の受光素子として、透過光受光素子を中心にして同心円状に配置され、かつ前記透過光受光素子からの距離が互いに異なり前記透過光受光素子からの方向は略同一となる複数の円弧状帯体の散乱光受光素子から構成される受光素子群が複数設けられ、隣り合う前記受光素子群どうしが、前記透過光受光素子から延びる不感領域を挟むように配置され、０次回折光を検出した複数の前記散乱光受光素子の位置情報と検出信号の強度とに基づいて前記判別を行う演算部を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１〜図４は、この発明の一つの実施例を示す。なお、以下の図において、図５および図６に示した符号と同一のものは、同一物を示している。
【００１０】
まず、図１は、この発明の散乱式粒子径分布測定装置の要部の構成を概略的に示すもので、この散乱式粒子径分布測定装置が、図５に示した散乱式粒子径分布測定装置と大きく異なる点は、光源１とアレイ状検出器６とを結ぶ光路１３上のいずれかの位置に回折光発生手段１４を光路１３に対して挿入、退避自在に設けたことである。
【００１１】
前記回折光発生手段１４としては、例えば、図２に示すように、光遮断性の材料よりなる適宜の大きさの板材１５の中央にピンホール１６を設けたものを好適に用いることができる。そして、この実施の形態においては、回折光発生手段１４をビーム拡大器３とフローセル４との間の光路１３中において、矢印ＵまたはＶ方向に手動またはモータなどによる駆動機構により移動できるように設けられている。
【００１２】
次に、上記構成の散乱式粒子径分布測定装置の動作について、図３および図４をも参照しながら説明する。測定を行うときは、回折光発生手段１４を、図１において矢印Ｕ方向に移動して退避させて光路１３を遮断しない状態にする。そして、フローセル４に試料を供給し、その状態で、光源１からフローセル４に向けてレーザ光２を照射する。これにより、従来の散乱式粒子径分布測定装置と同様の測定を行うことができる。
【００１３】
そして、光軸調整を行うときには、回折光発生手段１４を、矢印Ｖ方向に移動して光路１３内に光路に挿入し、光路１３に直交するように位置させる。そして、セル４には分散媒を供給しておく。
【００１４】
前記状態において、光源１からセル４に向けてレーザ光２を照射する。このレーザ光２は、回折光発生手段１４のピンホール１６を通過する際、回折光を生じ、この回折光は、セル４および集光レンズ５を経てアレイ状検出器６上に回折像を生じさせる。
【００１５】
図３は、上述のように、光路１３内に回折光発生手段１４を設けたときにおけるレーザ光２の状態を模式的に示すもので、図中、１７はアレイ状検出器６上の回折光の強度分布を示している。前記回折光は、同心円状の縞模様をしており、その中心の強度の大きい円内は、回折光のエネルギーの大半を含んでおり、０次回折光１８と呼ばれる。なお、１９は０次回折光１８に連なる１次回折光である。
【００１６】
そして、前記０次回折光１８の大きさは、レーザ光２の波長や集光レンズ５の光学特性および回折光発生手段１４におけるピンホール１６の径によって定められるので、特に、ピンホール径を選択することにより、前記照射されたレーザ光２の光軸中心に受光素子６ａ，６ｂがないような場合であっても、０次回折光１８の大きさを、図４に示すように、２以上の複数の受光素子６ａ，６ｂによって検出できるように設定することができる。
【００１７】
上述のように、０次回折光１８は、通常、２以上の複数の散乱光受光素子６ａ，６ｂによって検出されるので、この検出した各受光素子６ａ，６ｂの位置情報と、検出信号の強度を、ＣＰＵ８において演算処理することによって、前記照射されたレーザ光２の光軸中心を求めることができ、さらに、この求められた光軸中心の位置から調整方向および調整量を求めることができ、これらをパソコン９に表示装置の表示画面１０ａに表示することができる。
【００１８】
そして、前記表示に基づいてアレイ状検出器６を、手動またはモータ駆動のアクチュエータを用いた光軸調整機構により所定の方向に移動させることにより、光軸調整を短時間に確実に行うことができる。
【００１９】
上述の実施例においては、回折光発生手段１４を、ビーム拡大器３とフローセル４との間の光路１３に対して挿入または退避するようにしていたが、これに限られるものではなく、光源１とアレイ状検出器６とを結ぶ光路１３のいずれかにおいて挿入または退避できるようにしてあればよい。
【００２０】
そして、回折光発生手段１４としては、透光性部材に小径の遮光部を形成したものを用いてもよい。すなわち、図２に示した板材１５を透光性とし、ピンホール１６に代えて、この部分に遮光性素材よりなる球形または円形の粒子を形成してもよい。
【００２１】
また、上述の実施例においては、セル４を光路１３に設けた状態で、回折光発生手段１４を挿入するようにしていたので、セル４を取外しできないような散乱式粒子径分布測定装置に好適であるが、この手法に代えて、セル４を光路１３から外し、その位置に回折光発生手段１４をセットするようにしてもよい。
【００２２】
さらに、この発明は、レーザ光以外の他の光線を用いた散乱式粒子径分布測定装置にも適用できることはいうまでもない。また、セル２はフローセル以外の所謂バッチ処理方式のセルであってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の散乱式粒子径分布測定装置においては、光軸がアレイ状検出器の不感領域に位置していても、これを確実に検出し、所定の光軸調整を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の散乱式粒子径分布測定装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】回折光発生手段の一例を示す図である。
【図３】光軸調整を行っている状態を示す図である。
【図４】光軸調整のためにアレイ状検出器の表面に回折光を集光させたときの状態を示す図である。
【図５】従来の散乱式粒子径分布測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】従来技術の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１…光源、２…光、４…セル、５…集光レンズ、６…アレイ状検出器、６ａ，６ｂ…受光素子、１１…散乱光、１３…光路、１４…回折光発生手段、１８…０次回折光。
【図１】
0004818527.tif 000002
【図２】
0004818527.tif 000003
【図３】
0004818527.tif 000004
【図４】
0004818527.tif 000005
【図５】
0004818527.tif 000006
【図６】
0004818527.tif 000007