JP2018151381A - 微粒子数検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】電界発生電極と捕集電極との間に印加する電圧が低くても微粒子数を精度よく検出する。【解決手段】微粒子数検出器１０は、電荷発生素子２０と、捕集装置５０と、個数測定装置５６と、ガス排出部６０とを備える。電荷発生素子２０は、ガス中の微粒子１６に電荷１８を付加して帯電微粒子Ｐにする。捕集装置５０は、電界発生電極５２と捕集電極５４との間に電圧Ｖｐが印加されて帯電微粒子Ｐを捕集電極５４に捕集する。個数測定装置５６は、捕集電極５４に捕集された帯電微粒子Ｐの数に応じて変化する電流に基づいて帯電微粒子Ｐの数を検出する。ガス排出部６０は、捕集電極５４よりも下流側に設けられている。電荷蓄積部６６に蓄積された帯電微粒子Ｐは、捕集電極５４で捕集されなかった帯電微粒子Ｐをクーロン斥力により捕集電極側に押し戻す。【選択図】図１

Description

本発明は、微粒子数検出器に関する。

微粒子数検出器としては、電荷発生素子でコロナ放電によりイオンを発生させ、そのイオンにより被測定ガス中の微粒子を帯電し、帯電した微粒子を捕集電極で捕集し、捕集された微粒子の電荷の量に基づいて微粒子の個数を測定するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１５／１４６４５６号パンフレット

しかしながら、特許文献１では、捕集電極にかかる電界強度が低いと、捕集電極で捕集しきれない帯電微粒子が発生して通気管の外へ排出されてしまうため、微粒子数の検出精度が低下するという問題があった。この問題を回避するためには、捕集電極にかかる電界強度を高くする必要があった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、捕集電極にかかる電界強度が低くても微粒子数を精度よく検出することを主目的とする。

本発明の微粒子数検出器は、
通気管内に導入されたガス中の微粒子に電荷を付加して帯電微粒子にする電荷発生部と、
前記電荷発生部よりも前記ガスの流れの下流側に電界を発生させ、前記電界に配置された捕集電極で前記帯電微粒子を捕集する帯電微粒子捕集部と、
前記捕集電極に捕集された前記帯電微粒子の数に応じて変化する物理量に基づいて、前記帯電微粒子の数を検出する個数検出部と、
前記捕集電極よりも前記ガスの流れの下流側に設けられたガス排出部と、
を備え、
前記ガス排出部は、前記捕集電極で捕集されなかった前記帯電微粒子を蓄積する電荷蓄積部を有し、前記電荷蓄積部に蓄積された前記帯電微粒子は、前記捕集電極で捕集されなかった前記帯電微粒子をクーロン斥力により前記捕集電極側に押し戻す、
ものである。

この微粒子数検出器では、電荷発生部で発生した電荷を通気管内に導入されたガス中の微粒子に付加して帯電微粒子にする。帯電微粒子は、電荷発生部よりもガス流れの下流側に設けられた捕集電極に捕集される。そして、捕集電極に捕集された帯電微粒子の数に応じて変化する物理量に基づいてガス中の微粒子の数を検出する。ここで、捕集電極よりもガスの流れの下流側に設けられたガス排出部には、捕集電極で捕集されなかった帯電微粒子を蓄積する電荷蓄積部が設けられている。電荷蓄積部に蓄積された帯電微粒子は、捕集電極で捕集されなかった帯電微粒子をクーロン斥力により捕集電極側に押し戻す。そのため、捕集電極が配置された電界の強度が低くて捕集電極で捕集されずにガス排出部へ流れる帯電微粒子が発生したとしても、それらは電荷蓄積部に蓄積された帯電微粒子によって捕集電極側に押し戻され、最終的には捕集電極に捕集される。したがって、捕集装置にかかる電界の強度が低くても微粒子数を精度よく検出することができる。

なお、本明細書において、「電荷」とは、正電荷や負電荷のほかイオンを含むものとする。「微粒子の数を検出する」とは、微粒子の数を測定する場合のほか、微粒子の数が所定の数値範囲に入るか否か（例えば所定のしきい値を超えるか否か）を判定する場合も含むものとする。「物理量」とは、帯電微粒子の数（電荷量）に基づいて変化するパラメータであればよく、例えば電流などが挙げられる。

本発明の微粒子数検出器において、前記ガス排出部は前記捕集電極が設けられた部分よりもガス流路面積の小さいガス通過穴を有し、前記電荷蓄積部は前記ガス通過穴の内壁に設けられていてもよい。こうすれば、電荷蓄積部の静電容量が高まり、電荷蓄積部に蓄積される帯電微粒子の量が多くなるため、捕集電極で捕集されなかった帯電微粒子を捕集電極側に一層押し戻しやすくなる。この場合、前記ガス排出部は、前記通気管の軸方向と交差する方向に設けられた絶縁性の支持板を有し、前記支持板は、前記捕集電極との間で電界を発生させるロッド状の電界発生電極が貫通しており、前記ガス通過穴は、前記支持板を貫通するように設けられていてもよい。こうすれば、ガス通過穴が設けられた支持板は電界発生電極を支持する役割も果たすため、電界発生電極を別途支持する部材を設ける必要がなく、構造が簡易になる。また、前記通気管は、断面が円形であり、前記支持板は、円板であり中心に前記電界発生電極が貫通しており、前記ガス通過穴は、前記支持板と同心の円周上に等間隔となるように複数設けられていてもよい。こうすれば、ガスの流れ場が通気管の中心軸に対して回転対称になるため、拡散して一様な流れ場を形成するまでの距離を短縮することができ、その結果、装置をコンパクト化できる。

本発明の微粒子数検出器において、前記電荷蓄積部は、誘電分極した誘電体を含んでいてもよい。誘電分極した誘電体の表面には正又は負の電荷が現れる。そのため、その電荷の極性とは逆の極性を持つ帯電微粒子が誘電体の表面に引き付けられる。この場合、帯電微粒子捕集部の電界を利用して誘電体を誘電分極させてもよい。こうすれば、誘電分極させるための電界を生成する装置を別途設ける必要がない。また、電荷蓄積部は、絶縁性のベース部材の表面に前記ベース部材よりも比誘電率の高い被覆部材を備えた構造としてもよい。被覆部材はベース部材よりも比誘電率が高いため、より多くの帯電微粒子を蓄積することができる。そのため、ガス排出部へ流れてきた帯電微粒子を捕集電極側へ押し戻しやすくなる。

本発明の微粒子数検出器において、前記電荷蓄積部は、一方の電極板がグランドに接続されたコンデンサの他方の電極板を利用したものであってもよい。このようにしても、電荷蓄積部に帯電微粒子を蓄積することができる。

本発明の微粒子数検出器は、特に限定するものではないが、例えば、大気環境調査、屋内環境調査、汚染調査、自動車などの燃焼粒子計測、粒子生成環境監視、粒子合成環境監視等で用いられる。

微粒子数検出器１０の概略構成を表す断面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 電荷蓄積部６６の周辺の断面図（図１の円内の拡大図）。 電荷蓄積部１６６の周辺の断面図。 電荷蓄積部２６６の周辺の断面図。 電荷蓄積部３６６の周辺の断面図。 電荷蓄積部４６６の周辺の断面図。 電荷発生素子１２０の説明図。 ガス通気穴１６４の説明図。

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は微粒子数検出器１０の概略構成を表す断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１の円内の拡大図である。

微粒子数検出器１０は、ガス（例えば自動車の排ガス）に含まれる微粒子の数を検出するものである。この微粒子数検出器１０は、通気管１２内のガスの流れ方向に沿って、電荷発生素子２０、余剰電荷除去装置４０、捕集装置５０及びガス排出部６０を備えている。また、捕集装置５０は、個数測定装置５６を備えている。

通気管１２は、ガスの流れ方向に沿って延びる断面円形のパイプ状の部材であり、電気絶縁性のセラミック部分１２ａ，１２ｃ，１２ｅと導電性の金属部分１２ｂ，１２ｄ，１２ｆとが存在する。ガスは、通気管１２の一端（図１の左端）から通気管１２内に導入された後、通気管１２内を通過してガス排出部６０（図１の右端）を経て外部へ排出される。なお、通気管１２の下流側端部をなす金属部分１２ｆ及びその金属部分１２ｆと同軸同径の排気パイプ７０の外側には、金属製で段差付きのアウタパイプ１４が配置されている。

電荷発生素子２０は、通気管１２のガス入口側に設けられている。電荷発生素子２０は、先端の尖った針状電極２２と、針状電極２２の先端に対向して設置された対向電極２４と、針状電極２２と対向電極２４との間に電圧を印加する放電用電源２６とを有している。針状電極２２の先端以外の部分は、通気管１２のうちセラミック部分１２ａによって取り囲まれている。対向電極２４は、通気管１２のうち金属部分１２ｂと一体化されている。針状電極２２と対向電極２４との間に所定の電圧が印加されると、両電極２２，２４の間にコロナ放電が発生する。このコロナ放電中をガスが通過することにより、ガス中の微粒子１６に電荷１８（例えば正電荷）が付加される。なお、電荷１８が付加された微粒子１６を帯電微粒子Ｐと称する。なお、針状電極２２は、平らな形状にして通気管１２の内面に印刷することにより形成してもよい。

余剰電荷除去装置４０は、微粒子１６に付加されなかった電荷１８を除去する装置であり、電荷発生素子２０と捕集装置５０との間に設けられている。余剰電荷除去装置４０は、通気管１２の中心軸上に配置されたロッド状の電界発生電極４２と、電界発生電極４２を取り囲む除去電極４４とを備えている。除去電極４４は、通気管１２の金属部分１２ｄである。除去電極４４と対向電極２４との間にはセラミック部分１２ｃが存在しているため両者は電気的に絶縁されている。電界発生電極４２と除去電極４４との間には、後述する捕集装置５０の電界発生電極５２と捕集電極５４との間に印加される電圧よりも１桁以上小さい電圧Ｖｉが印加される。これにより、余剰電荷除去装置４０の電界発生電極４２と除去電極４４との間には弱い電界が発生する。したがって、電荷発生素子２０で発生した電荷１８のうち、微粒子１６に付加されなかった余剰の電荷１８は、この弱い電界によって除去電極４４に引き寄せられる。これによって除去電極４４に接続された電流計４６には余剰の電荷１８の量に応じた電流Ｉｉが流れる。なお、電流Ｉｉは余剰電荷量を調べるときには測定するが、微粒子数の検出には特に必要ではない。

捕集装置５０は、帯電微粒子Ｐを捕集する装置である。捕集装置５０は、通気管１２の中心軸上に配置されたロッド状の電界発生電極５２と、電界発生電極５２の周囲を取り囲む捕集電極５４とを備えている。捕集電極５４は、通気管１２の金属部分１２ｆである。捕集電極５４と除去電極４４との間にはセラミック部分１２ｅが存在しているため両者は電気的に絶縁されている。電界発生電極５２と捕集電極５４との間に図示しない電界発生用電源の電圧Ｖｐが印加されると、電界発生電極５２と捕集電極５４との間に電界が発生する。通気管１２のうち捕集装置５０が設けられている部分に流れてきた帯電微粒子Ｐは、この電界によって捕集電極５４に引き寄せられて捕集電極５４上に捕集される。捕集電極５４は、個数測定装置５６に接続されている。

個数測定装置５６は、捕集電極５４に捕集された帯電微粒子Ｐの電荷量に基づいて微粒子１６の個数を測定する装置である。個数測定装置５６と捕集電極５４との間には、捕集電極５４側からコンデンサ５５ａと抵抗器５５ｂとスイッチ５５ｃ（例えば半導体スイッチ）とが直列に接続されている。このスイッチ５５ｃがオンされると、捕集電極５４に捕集された帯電微粒子Ｐの電荷１８に基づく電流が、コンデンサ５５ａと抵抗器５５ｂからなる直列回路を介して過渡応答として個数測定装置５６に伝達される。個数測定装置５６は、電流計を用いて電流値を測定し、その電流値に基づいて微粒子１６の個数を演算する。

ガス排出部６０は、捕集電極５４の下流側に設けられセラミック製の支持板６２と、支持板６２に設けられたガス通過穴６４と、帯電微粒子Ｐを蓄積可能な電荷蓄積部６６とを備えている。支持板６２は、円板状であり、アウタパイプ１４の内側に、ガスの流れ方向と直交するように配置されている。アウタパイプ１４は接地されており、捕集電極５４を静電遮蔽してノイズを抑制する効果を持つ。この支持板６２の中心には、捕集装置５０の電界発生電極５２が貫通している。また、支持板６２には、捕集電極５４（通気管１２の金属部分１２ｆ）の下流側端部が非貫通状態で差し込まれている。図２に示すように、支持板６２のうち電界発生電極５２と捕集電極５４との間には、ガスの流れる方向から見た形状がリング状のガス通過穴６４が設けられている。電荷蓄積部６６は、ガス通過穴６４の内壁であり、セラミックつまり誘電体で構成されている。そのため、電界発生電極５２と捕集電極５４との間に電圧Ｖｐが印加されると、電界発生電極５２と捕集電極５４との間に電界が発生して、電荷蓄積部６６であるガス通過穴６４の内壁の誘電体は誘電分極した状態となる。なお、捕集電極５４が支持板６２に差し込まれていなくても、電界発生電極５２とアウタパイプ１４との間に発生する電界によって誘電分極が生じる。なお、支持板６２の比誘電率は、特に限定するものではないが、７以上が好ましく、９以上がより好ましい。

また、ガス通過穴６４は、捕集電極５４が設けられた部分よりもガス流路面積の小さくなっている。つまり、ガス通過穴６４をガス流れの方向に垂直になるように切断したときの断面積は、支持板６２よりもガス流れの上流側のガス通路を同様に切断したときの断面積よりも小さくなっている。図２に示すリング状のガス通過穴６４の内径ｄ１と外径ｄ２との比ｄ２／ｄ１は、電荷蓄積部６６に蓄積される電荷量に影響を与えるパラメータである。このｄ２／ｄ１が小さいほど、直径ｄ２の円形状のガス通過穴に比べて電荷蓄積部６６の静電容量が高まり、蓄積される電荷量を高めることができるため好ましい。例えば、ｄ２／ｄ１が２以下であれば、直径ｄ２の円形状のガス通過穴に比べて蓄積される電荷量を２倍程度に高めることができる。また、外径ｄ２と内径ｄ１との差Δｄ（＝ｄ２−ｄ１）は流路幅に相当するが、流路幅が一定の場合には内径ｄ１が大きいほどｄ２／ｄ１が小さくなるため好ましい。

次に、微粒子数検出器１０の使用例について説明する。自動車の排ガスに含まれる微粒子を計測する場合、エンジンの排気管内に微粒子数検出器１０を取り付ける。このとき、排ガスが微粒子数検出器１０の入口（図１の左端）から通気管１２内に導入され、出口（図１の右端）から排出されるように微粒子数検出器１０を取り付ける。自動車の排ガスに含まれる微粒子１６は、電荷発生素子２０を通過する際に電荷１８が付加されて帯電微粒子Ｐになる。帯電微粒子Ｐは、電界が弱く除去電極４４の長さが短い余剰電荷除去装置４０をそのまま通過して捕集装置５０に至る。また、電荷発生素子２０で発生した電荷１８のうち微粒子１６に付加されなかった余剰の電荷１８は、電界が弱くても余剰電荷除去装置４０の除去電極４４に引き寄せられ、ＧＮＤに捨てられる。これにより、微粒子１６に付加されなかった余剰な電荷１８は捕集装置５０にほとんど到達することがない。帯電微粒子Ｐは、捕集装置５０に至ると、捕集電極５４に引き寄せられて捕集される。捕集電極５４に付着された帯電微粒子Ｐの電荷１８に基づく電流が、コンデンサ５５ａと抵抗器５５ｂからなる直列回路を介して過渡応答として個数測定装置５６に伝達される。

電流Ｉと電荷量ｑの関係は、Ｉ＝ｄｑ／（ｄｔ）、ｑ＝∫Ｉｄｔである。したがって、個数測定装置５６は、スイッチ５５ｃがオンされている期間（スイッチオン期間）にわたって電流値を積分（累算）して電流値の積分値（蓄積電荷量）を求める。スイッチオン期間の経過後に、蓄積電荷量を素電荷で除算して電荷の総数（捕集電荷数）を求め、その捕集電荷数を１つの微粒子１６に付加する電荷の数の平均値で除算することで、一定時間（例えば５〜１５秒）にわたって捕集電極５４に付着していた微粒子１６の個数を求めることができる。そして、個数測定装置５６は、一定時間における微粒子１６の個数を算出する演算を、所定期間（例えば１〜５分）にわたって繰り返し行って積算することで、所定期間にわたって捕集電極５４に付着した微粒子１６の個数を算出することができる。また、コンデンサ５５ａと抵抗器５５ｂによる過渡応答を利用することで、小さな電流でも測定することが可能となり、微粒子１６の個数を高精度に検出することができる。ｐＡ（ピコアンペア）レベルやｎＡ（ナノアンペア）レベルの微小な電流であれば、例えば抵抗値の大きい抵抗器５５ｂを使用して時定数を大きくすることで、微小な電流の測定が可能となる。

ここで、電界発生電極５２と捕集電極５４との間に印加する電圧Ｖｐが高い場合、捕集装置５０に発生する電界の強度が高いため、捕集装置５０を通過する帯電微粒子Ｐはほぼ全量が捕集電極５４に捕集される。一方、電圧Ｖｐが低い場合（例えば上述した高い電圧に比べて１桁小さい場合）、捕集装置５０に発生する電界の強度が低いため、捕集装置５０を通過する帯電微粒子Ｐの一部が捕集電極４に捕集されずにガス排出部６０のガス通過穴６４に至ることがある。このとき、ガス通過穴６４の内壁（つまり電荷蓄積部６６）を構成する誘電体は、電界発生電極５２と捕集電極５４との間に発生している電界によって誘電分極した状態となる。初期状態（帯電微粒子Ｐが蓄積されていない状態）の電荷蓄積部６６を帯電微粒子Ｐが通過する場合、その帯電微粒子Ｐは誘電分極した誘電体によって電荷蓄積部６６に引き寄せられて蓄積される。しかし、帯電微粒子Ｐが蓄積されたあとの電荷蓄積部６６を新たな帯電微粒子Ｐが通過する場合、電荷蓄積部６６に蓄積された帯電微粒子Ｐはその新たな帯電微粒子Ｐをクーロン斥力により捕集電極５４側に押し戻す。このときの様子を図３の点線矢印で示す。押し戻された帯電微粒子Ｐは最終的に捕集電極５４に捕集される。したがって、電圧Ｖｐが低い場合であっても、捕集電極５４に捕集されずに通気管１２の外へ排出されてしまう帯電微粒子Ｐの数を抑制することができる。

なお、捕集電極５４のうち通気管１２の内部空間に露出している部分が、実質的に帯電微粒子Ｐを捕集する部分になる。

以上詳述した微粒子数検出器１０では、個数測定装置５６は、捕集装置５０の電界が高い場合はもちろんのこと低くても、微粒子数を精度よく検出することができる。

また、ガス排出部６０は捕集電極５４が設けられた部分よりもガス流路面積の小さいガス通過穴６４を有し、電荷蓄積部６６はガス通過穴６４の内壁に設けられている。これにより、電荷蓄積部６６の静電容量が高まり、電荷蓄積部６６に蓄積される帯電微粒子Ｐの量が多くなるため、捕集電極５４で捕集されなかった帯電微粒子Ｐを捕集電極側に一層押し戻しやすくなる。

更に、電荷蓄積部６６は誘電分極した誘電体であり表面に正又は負の電荷が現れるため、その電荷の極性とは逆の極性を持つ帯電微粒子Ｐを誘電体の表面に引き付けて蓄積することができる。

更にまた、捕集装置５０に発生させた電界を利用して電荷蓄積部６６を構成する誘電体を誘電分極させているため、誘電分極させるための電界を生成する装置を別途設ける必要がない。

そしてまた、支持板６２は電界発生電極５２を支持する役割を果たすため、電界発生電極５２を別途支持する部材を設ける必要がなく、構造が簡易になる。

なお、本発明は上述した第１実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、支持板６２に設けたガス通過穴６４の内壁をそのまま電荷蓄積部６６としたが、図４〜図６に示す電荷蓄積部１６６、２６６，３６６を採用してもよい。図４では、ガス通過穴６４の内壁を、支持板６２よりも比誘電率の高い被覆部材１６３で被覆し、その被覆部材１６３の表面を電荷蓄積部１６６としている。図５では、支持板６２のガス上流側の端面のうちガス通過穴６４の周辺部分６２ａを、支持板６２よりも比誘電率の高い被覆部材２６３で被覆し、その被覆部材２６３の表面を電荷蓄積部２６６としている。図６では、ガス通過穴６４の内壁及びガス通過穴６４の周辺部分６２ａを、支持板６２よりも比誘電率の高い被覆部材３６３で被覆し、その被覆部材３６３の表面を電荷蓄積部３６６としている。図４〜図６に示す電荷蓄積部１６６，２６６，３６６は、被覆部材１６３，２６３，３６３の比誘電率が支持板６２（ベース部材）よりも高いため、上述した実施形態よりも多くの帯電微粒子Ｐを蓄積することができる。そのため、ガス排出部６０へ流れてきた帯電微粒子Ｐを捕集電極側へ押し戻しやすくなる。なお、主なセラミックの比誘電率を下記表１に示す。

あるいは、図７に示す電荷蓄積部４６６を採用してもよい。図７では、支持板６２に設けたガス通過穴６４の内壁に金属電極４６３を設け、外部コンデンサ４６４の片方の電極板をこの金属電極４６３に接続し、もう片方の電極板をグランド（ＧＮＤ）に接続している。この場合、金属電極４６３の表面が電荷蓄積部４６６になる。この電荷蓄積部４６６も、上述した実施形態と同様に帯電微粒子Ｐを蓄積することができ、蓄積された帯電微粒子Ｐは新たな帯電微粒子Ｐをクーロン斥力により捕集電極５４側に押し戻す。したがって、上述した実施形態と同様の効果が得られる。

上述した実施形態では、電荷発生素子２０として、針状電極２２と対向電極２４とを用いたが、特にこれに限定されない。例えば、図８に示すように、通気管１２の内面に露出する放電電極１２２と、その放電電極１２２と対向し通気管１２の内壁に埋設された誘導電極１２４とを用いてもよい。この場合、両電極１２２，１２４に挟まれた通気管１２の内壁が誘電体層として機能する。放電電極１２２は、外周に複数の突起を備えていることが好ましい。このような放電電極１２２と誘導電極１２４との間に電圧を印加しても気中放電によって電荷が発生する。

上述した実施形態では、ガス通過穴６４は図２に示すようにリング状の穴としたが、特にリング状に限定されるものではなく、例えば矩形状の穴であってもよい。また、図１のＡ−Ａ断面図は図２ではなく図９となるようにしてもよい。図９では、支持板６２のうち電界発生電極５２と捕集電極５４との間に複数の小径のガス通過穴１６４が設けられている。電界蓄積部１６６は、ガス通過穴１６４の内壁部分となる。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。複数のガス通過穴１６４は同一円周上に等間隔となるように設けることが好ましい。こうすれば、ガスの流れ場が通気管１２の中心軸に対して回転対称になるため、拡散して一様な流れ場を形成するまでの距離を短縮することができ、その結果、装置をコンパクト化できる。なお、図９にはガス通過穴１６４を６個設けた例を示したが、ガス通過穴１６４の個数は２個以上であればいくつでもよい。

上述した実施形態では、余剰電荷除去装置４０を設けたが、余剰電荷除去装置４０を設けなくてもよい。

上述した実施形態では、正に帯電した帯電微粒子Ｐの個数を測定する場合について説明したが、負に帯電した帯電微粒子Ｐの個数を測定するようにしてもよい。

１０ 微粒子数検出器、１２ 通気管、１２ａ，１２ｃ，１２ｅ セラミック部分、１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ 金属部分、１４ アウタパイプ、１６ 微粒子、１８ 電荷、２０ 電荷発生素子、２２ 針状電極、２４ 対向電極、２６ 放電用電源、４０ 余剰電荷除去装置、４２ 電界発生電極、４４ 除去電極、４６ 電流計、５０ 捕集装置、５２ 電界発生電極、５４ 捕集電極、５５ａ コンデンサ、５５ｂ 抵抗器、５５ｃ スイッチ、５６ 個数測定装置、６０ ガス排出部、６２ 支持板、６２ａ 周辺部分、６４，１６４ ガス通過穴、６６，１６６，２６６，３６６，４６６ 電荷蓄積部、７０ 排気パイプ、１２０ 電荷発生素子、１２２ 放電電極、１２４ 誘導電極、１６３，２６３，３６３ 被覆部材、４６３ 金属電極、４６４ 外部コンデンサ、Ｐ 帯電微粒子。

Claims (8)

1. 通気管内に導入されたガス中の微粒子に電荷を付加して帯電微粒子にする電荷発生部と、
   前記電荷発生部よりも前記ガスの流れの下流側に電界を発生させ、前記電界に配置された捕集電極で前記帯電微粒子を捕集する帯電微粒子捕集部と、
   前記捕集電極に捕集された前記帯電微粒子の数に応じて変化する物理量に基づいて、前記帯電微粒子の数を検出する個数検出部と、
   前記捕集電極よりも前記ガスの流れの下流側に設けられたガス排出部と、
   を備え、
   前記ガス排出部は、前記捕集電極で捕集されなかった前記帯電微粒子を蓄積する電荷蓄積部を有し、前記電荷蓄積部に蓄積された前記帯電微粒子は、前記捕集電極で捕集されなかった前記帯電微粒子をクーロン斥力により前記捕集電極側に押し戻す、
   微粒子数検出器。
2. 前記ガス排出部は、前記捕集電極が設けられた部分よりもガス流路面積の小さいガス通過穴を有し、前記電荷蓄積部は、前記ガス通過穴の内壁に設けられている、
   請求項１に記載の微粒子数検出器。
3. 前記ガス排出部は、前記通気管の軸方向と交差する方向に設けられた絶縁性の支持板を有し、前記支持板は、前記捕集電極との間で電界を発生させるロッド状の電界発生電極が貫通しており、前記ガス通過穴は、前記支持板を貫通するように設けられている、
   請求項２に記載の微粒子数検出器。
4. 前記通気管は、断面が円形であり、
   前記支持板は、円板であって中心に前記電界発生電極が貫通しており、
   前記ガス通過穴は、前記支持板と同心の円周上に等間隔となるように複数設けられている、
   請求項３に記載の微粒子数検出器。
5. 前記電荷蓄積部は、誘電分極した誘電体を含む、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の微粒子数検出器。
6. 前記電荷蓄積部は、前記帯電微粒子捕集部の前記電界を利用して前記誘電体を誘電分極させたものである、
   請求項５に記載の微粒子数検出器。
7. 前記電荷蓄積部は、絶縁性のベース部材の表面に前記ベース部材よりも比誘電率の高い被覆部材を備えた構造である、
   請求項５又は６に記載の微粒子数検出器。
8. 前記電荷蓄積部は、一方の電極板がグランドに接続されたコンデンサの他方の電極板を利用したものである、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の微粒子数検出器。

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