(57)【要約】【課題】従来の液中粒子検出装置における液中粒子と気泡の判別の不完全性を解消し、簡便な構成で液中粒子のみを計測できる液中粒子検出装置を提供する。【解決手段】本発明の液中粒子検出装置は、検出対象である粒子や気泡を含有する試料液体を流路１の検出セル２の上流に配設した粒子気泡分離手段３内に流し、検出セル２の下流側に配設した粒子検出手段４から検出光を照射し、液中の粒子１３を光散乱方式により検出し、検出された粒子の出力信号を信号処理手段５に伝達して、粒径及び粒数として計数する。粒子気泡分離手段３の流入口側と流出口側の間には電極がそれぞれ設けられており、電極間に加わる電界とこれと垂直に加えられた磁界とによるローレンツ力を粒子１３に加えて気泡の軌道１１と分離する構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に設けられた検出セルと、
前記検出セルの上流側に配設された流路を通過する試料液体中に存在する粒子や泡などを分離する粒子・気泡分離手段と、
前記検出セルの下流側に配設された試料液体中に存在する粒子や泡などの粒径に対応した信号を出力する粒子検出手段と、
前記粒子検出手段の出力信号を演算処理して粒子や泡などの粒径及び粒数を算出する信号処理手段を具備したことを特徴とする液中粒子検出装置。
【請求項２】
前記粒子・気泡分離手段は、前記試料液体の流入口及び流出口にそれぞれ電極を備え、かつ前記電極間で発生する電解と垂直な方向に磁界を印加するための磁界発生手段を有することを特徴とする請求項１記載の液中粒子検出装置。
【請求項３】
前記流路の途中には、前記試料液体の流れと平行な方向に分離壁が設けられており、前記分離壁で分離された前記流路の一方側に前記粒子検出手段が配置されていることを特徴とする請求項２記載の液中粒子検出装置。
【請求項４】
流路中に設けられた検出セルに測定対象とする試料液体を流す工程と、
前記検出セルの上流側に配設された流路において、前記流路と平行な方向に電界を印加し、かつ前記電界と垂直な方向に磁界を印加して、前記試料液体中に含まれる粒子と気泡との軌道を変えることにより前記粒子と前記気泡を分離する工程と、
分離された前記粒子の粒径、粒数を計数する工程を備えた液中粒子検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子と気泡が混在している液中の粒子と気泡を分離して粒子の粒径及び粒数を検出する液中粒子検出装置とその検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液中の粒子と気泡を分離して粒子と気泡の粒径及び粒数を検出する液中粒子検出装置としては、温度変化を利用する方法や液中の圧力を変化させることで、変化前後での光強度の差を利用したものがあった。
【０００３】
例えば、特許文献１には、測定セル内に試料液を流通させた状態で測定セルに対して光を照射し、試料液に含まれる微粒子から生ずる散乱光を光検出器で検出し、その出力に基づいて微粒子の数を計数する液中微粒子測定システムであって、前記測定セルの上流側に、試料液を冷却して試料液中に混在する気泡を溶解させるための冷却装置と、試料液中に混在する気泡を試料液から分離除去するための脱泡装置とを互いに直列にした状態で設けるとともに、前記脱泡装置の上部に設けられる気泡排出口を前記測定セルの下流側に接続することにより、粒子だけを検出することが可能になる構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、流路を通過する試料液体中に存在する粒子や泡などの粒径に対応した信号を出力する第１および第２の光散乱式粒子検出器と、第１および第２の光散乱式粒子検出器の間の流路に設置されて通過する試料液体を所定温度に冷却する冷却器と、第１および第２の光散乱式粒子検出器の出力信号を比較演算処理して粒子や泡などの粒径及び粒数を算出する信号処理部を備えることにより、粒子だけを検出することが可能になる構成が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、測定対象となる試料液体を収納する密閉容器で形成される検知セルと、この検知セルに収納された測定対象液に所定の圧力を付与する圧力付与部が加圧し、この圧力付与部が付与する圧力を変化させるように制御する圧力制御部が変化させ、前記収納手段に収納された液体に光学検出部が光を照射して検出光を検出信号として出力し、前記変化させた圧力状態の前後で検出された検出信号に基づいて演算処理部が液体に含有される気泡を除く微粒子のみの検出データを演算することにより、液体に含有される気泡を除く微粒子のみの検出データを抽出して、粒子と気泡の選別を行う構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３１６１８５号公報
【特許文献２】特開平１０−１０４１５０号公報
【特許文献３】特開２０００−１０５１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された液中粒子検出装置では、気泡を完全に除去できない場合があり、また、特許文献２に開示された構成では、検出器が２個以上必要で第一の検出器で検出した粒子が第２以降の検出器で検出したとき同じ粒子である保証が出来ないかぎり粒子と気泡の判別は困難であった。さらに特許文献３に開示された圧力変化による気泡の選別方式では、圧力を変化させるために密閉にする必要があり、インラインなどでの液中の粒子と気泡の判別は困難である。したがって、粒子と気泡が混在した試料液体の粒子数を検出することは困難である。
【０００７】
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、その目的は、試料液体中の粒子と気泡とを区別して粒子数を計数する液中粒子検出装置および検出方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の液中粒子検出装置は、流路に設けられた検出セルと、前記検出セルの上流側に配設された流路を通過する試料液体中に存在する粒子や泡などを分離する粒子・気泡分離手段と、前記検出セルの下流側に配設された試料液体中に存在する粒子や泡などの粒径に対応した信号を出力する粒子検出手段と、粒子検出手段の出力信号を演算処理して粒子や泡などの粒径及び粒数を算出する信号処理手段を具備したことを特徴とする。
【０００９】
前記粒子・気泡分離手段は、前記試料液体の流入口及び流出口にそれぞれ電極を備え、かつ前記電極間で発生する電解と垂直な方向に磁界を印加するための磁界発生手段を有することが好ましい。
【００１０】
前記流路の途中には、前記試料液体の流れと平行な方向に分離壁が設けられており、前記分離壁で分離された前記流路の一方側に前記粒子検出手段が配置されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の液中粒子の検出方法は、流路中に設けられた検出セルに測定対象とする試料液体を流す工程と、前記検出セルの上流側に配設された流路において、前記流路と平行な方向に電界を印加し、かつ前記電界と垂直な方向に磁界を印加して、前記試料液体中に含まれる粒子と気泡との軌道を変えることにより前記粒子と前記気泡を分離する工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液中粒子検出装置および方法は、上記構成を有し、流路内を流れる液中の粒子と気泡を分離することが可能になり、液中の粒子数を正確に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態における液中粒子検出装置の構成概略図であり、図２は本発明の実施の形態における液中粒子検出装置を用いた粒子検出方法の原理説明図である。
【００１５】
図１において、検出対象である粒子や気泡を含有する試料液体を流路１の検出セル２の上流に配設した粒子気泡分離手段３内に流す。この粒子気泡分離手段３の流入口側と流出口側の間には電極がそれぞれ設けられており、これらの電極はそれぞれ図示していない電源に接続されている。検出セル２の下流側に配設した粒子検出手段４から検出光を照射し、液中の粒子を光散乱方式により検出する。ここで検出された粒子の出力信号は信号処理手段５に伝達され、粒径及び粒数として計数される。
【００１６】
次に、図２を使って液中粒子検出装置内で粒子と気泡を分離する方法の原理について説明する。
【００１７】
試料液体中の粒子１３が持っているエネルギーをＥとすると、次式で示される。
【００１８】
Ｅ＝ｑ・ｅ・Ｖ＝１／２・ｍ・ｖ2                                    （式１）
ここで、ｑは試料液体中の粒子１３の電荷数、ｅは電子の電荷、Ｖはそれぞれの電極間の印加電圧、ｍは粒子１３の質量、ｖは試料液体の流れの速さである。
【００１９】
また、粒子気泡分離手段３には、試料液体の流れに直交するように磁界６を印加しているので、試料液体中の粒子１３には、ローレンツ力が作用する。磁界６の向きは紙面の奥から手前に向かう方向であり、磁界は、例えば、流路を挟んで磁石を配置することにより発生させることができる。ローレンツ力は（式２）で示される。
【００２０】
Ｆ１＝ｖ・ｑ・ｅ・Ｂ                                                （式２）
ここで、Ｆ１はローレンツ力であり、ローレンツ力Ｆ１を受けた粒子の軌道８を図中に示した。Ｂは磁界の強さである。
【００２１】
ローレンツ力を受けた粒子１３は軌道半径７の円運動をとるため遠心力が作用する。遠心力は（式３）で示される。
【００２２】
Ｆ２＝ｍ・ｖ2／Ｒ                                                  （式３）
ここで、Ｆ２は遠心力であり、遠心力を受けた粒子の軌道９を図中に示した。Ｒは粒子１３の軌道半径７である。
【００２３】
粒子気泡分離手段３中での平衡状態では、ローレンツ力８と遠心力９が釣り合った状態、すなわちＦ１＝Ｆ２が成り立つので、粒子気泡分離手段３中の磁界６を通る粒子１３には次式のような関係が成り立つ。
【００２４】
ＢＲ＝ｋ（（ｍＥ）／ｑ）1/2                                        （式４）
（式４）から分かるように、粒子気泡分離手段３中の粒子１３の軌道半径７は、試料液体の流れの速さｖを一定、すなわち粒子１３が持っているエネルギーＥを一定にすれば磁界６の強さに反比例するため、粒子気泡分離手段３中を通過する粒子１３は磁界６の強さに応じた軌道１０を通ることになる。
【００２５】
この磁界印加部より下流側に分離壁１２を設け、液中の粒子１３は分離壁１２の一方側を流れ、気泡１４は分離壁１２の他方側を流れることにより分離することができる。
【００２６】
液中の粒子１３と気泡１４を分離したのち、粒子１３のみを検出セル２の下流側で分離壁１２の一方側に配設した粒子検出手段４から検出光を照射し、液中の粒子１３を光散乱方式により検出する。ここで検出された粒子１３の出力信号は信号処理手段５に伝達され、粒径及び粒数として計数される。
【００２７】
液中の粒子１３と気泡１４を分離したのち、粒子１３のみを係数するため、粒子検出手段４は光散乱方式以外の方法でもかまわない。
【００２８】
なお、上記粒子検出手段４は光源と光検出器とを配設し、光源から発せられた光が粒子１３を含む試料液中を透過し粒子１３から発生する散乱光を検出し、この散乱光強度値から粒子１３の径、数を求めるものとしてもよい。
【００２９】
あるいは、ＣＣＤカメラでローレンツ力８により移動する粒子１３を計測し、粒子１３の径、数を求めるものとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の液中粒子検出装置及び方法は、液中粒子計測分野において液中の粒子と気泡を選別して、粒子のみの計測ができる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態における液中粒子検出装置の構成概略図
【図２】本発明の実施の形態における液中粒子検出装置を用いた粒子検出方法の原理説明図
【符号の説明】
【００３２】
１  流路
２  検出セル
３  粒子気泡分離手段
４  粒子検出手段
５  信号処理手段
６  磁界
７  粒子の軌道半径
８  ローレンツ力を受けた粒子の軌道
９  遠心力を受けた粒子の軌道
１０  実際の粒子の軌道
１１  気泡の軌道
１２  分離壁
１３  粒子
１４  気泡
【図１】
2005351782.tif 000003
【図２】
2005351782.tif 000004