[go: up one dir, main page]

JP3123009U - Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer - Google Patents

Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer Download PDF

Info

Publication number
JP3123009U
JP3123009U JP2005010785U JP2005010785U JP3123009U JP 3123009 U JP3123009 U JP 3123009U JP 2005010785 U JP2005010785 U JP 2005010785U JP 2005010785 U JP2005010785 U JP 2005010785U JP 3123009 U JP3123009 U JP 3123009U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particle size
diffracted
scattered light
size distribution
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2005010785U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
治夫 島岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2005010785U priority Critical patent/JP3123009U/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3123009U publication Critical patent/JP3123009U/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

【課題】単分散の急峻な分布を持つ被測定粒子群の測定結果にアンダーゴーストやアッパーゴーストが生じず、また、凝集物の存在を明確に評価することのできるレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置を提供する。
【解決手段】測定光学系(3,4,5,6)により測定された被測定粒子群による回折・散乱光の空間強度分布に、ファーストボトムB1が存在している場合には、小角度側からそのファーストボトムB1までの回折・散乱光の空間強度分布データを用いて粒度分布を算出する。
【選択図】図1
Laser diffraction / scattering particle size distribution measurement that does not cause under-ghosting or upper-ghosting in the measurement results of a group of particles to be measured with a monodisperse steep distribution, and can clearly evaluate the presence of aggregates Providing the device.
When a first bottom B1 is present in the spatial intensity distribution of diffracted / scattered light by a group of particles to be measured measured by a measuring optical system (3,4,5,6), a small angle side To the first bottom B1 is used to calculate the particle size distribution using the spatial intensity distribution data of the diffracted / scattered light.
[Selection] Figure 1

Description

本考案はレーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置に関し、更に詳しくは、特に単分散粒子の粒度分布を正確に測定することのできるレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置に関する。   The present invention relates to a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus, and more particularly to a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus capable of accurately measuring the particle size distribution of monodisperse particles.

レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置においては、一般に、分散状態の被測定粒子群にレーザ光を照射することによって生じる回折・散乱光の空間強度分布を測定し、その光強度分布がミーの散乱理論ないしはフラウンホーファの回折理論に則ることを利用し、回折・散乱光の空間強度分布の測定結果からミーの散乱理論ないしはフラウンホーファの回折理論に基づく演算によって被測定粒子群の粒度分布を算出する。   Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzers generally measure the spatial intensity distribution of diffracted / scattered light generated by irradiating a group of particles in a dispersed state with laser light. Based on the theory or the diffraction theory of Fraunhofer, the particle size distribution of the particle group to be measured is calculated from the measurement result of the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light by the calculation based on the Mie scattering theory or the Fraunhofer diffraction theory.

この種の測定装置においては、被測定粒子群による回折・散乱光の空間強度を測定するための光学系としては、図3に模式的に示すものが多用されている(例えば特許文献1参照)。   In this type of measuring apparatus, the one schematically shown in FIG. 3 is frequently used as an optical system for measuring the spatial intensity of diffracted / scattered light by the group of particles to be measured (see, for example, Patent Document 1). .

すなわち、被測定粒子群Pは媒液中に分散させてなる懸濁液などの形で例えばフローセル中に流され、その分散状態の被測定粒子群Pに対して、レーザ光源32aやコリメータレンズ32b等からなる照射光学系32からの平行なレーザ光が照射される。このレーザ光は分散状態の被測定粒子群Pによって回折・散乱し、空間的な光強度分布パターンが生じる。この回折・散乱光のうち、前方所定角度以内の回折・散乱角の光については、集光レンズ33によって集光され、その焦点位置に置かれたリングディテクタ34上に回折・散乱像を結ぶ。リングディテクタ34は、互いに半径の異なるリング状または半リング状もしくは1/4リング状の受光面を有する数十個の受光素子を、照射レーザ光の光軸を中心として同心状に配置したものであり、集光レンズ33によって集光された回折・散乱光の強度を微小角度ごとに連続的に測定することができる。また、集光レンズ33により集光されな側方への散乱光や後方への散乱光については、それぞれ単独のセンサからなる側方散乱光センサ35および後方散乱光センサ36によって検出される。   That is, the particle group P to be measured is caused to flow in, for example, a flow cell in the form of a suspension dispersed in a liquid medium, and the laser light source 32a and the collimator lens 32b are measured with respect to the particle group P in the dispersed state. A parallel laser beam is emitted from an irradiation optical system 32 composed of the same. This laser light is diffracted and scattered by the measurement target particle group P in a dispersed state, and a spatial light intensity distribution pattern is generated. Among the diffracted / scattered light, light having a diffracted / scattered angle within a predetermined forward angle is collected by the condensing lens 33 and a diffracted / scattered image is formed on the ring detector 34 placed at the focal position. The ring detector 34 is formed by arranging dozens of light receiving elements having ring-shaped, semi-ring shaped or quarter-ring shaped light receiving surfaces having different radii from each other in a concentric manner with the optical axis of the irradiated laser light as the center. In addition, the intensity of the diffracted / scattered light collected by the condenser lens 33 can be continuously measured for each minute angle. Further, the side scattered light and the back scattered light that are not collected by the condenser lens 33 are detected by the side scattered light sensor 35 and the back scattered light sensor 36 each composed of a single sensor.

このようにして測定された回折・散乱光の空間強度分布パターンは、A−D変換器によりデジタル化されて散乱光強度分布データとしてコンピュータに取り込まれ、以下に説明する原理に従って被測定粒子群Pの粒度分布に換算される。   The spatial intensity distribution pattern of the diffracted / scattered light measured in this way is digitized by an A / D converter and taken into a computer as scattered light intensity distribution data, and the measured particle group P is measured according to the principle described below. It is converted into a particle size distribution.

被測定粒子群Pによる散乱光の強度分布データは、粒子の大きさによって変化する。実際の被測定粒子群Pには、大きさの異なる粒子が混在しているため、粒子群Pから生じる散乱光の強度分布データは、それぞれの粒子からの散乱光の重ね合わせとなる。これをマトリクス(行列)で表現すると、   The intensity distribution data of scattered light from the particle group P to be measured varies depending on the size of the particles. Since particles having different sizes are mixed in the actual particle group P to be measured, the intensity distribution data of the scattered light generated from the particle group P is an overlay of the scattered light from the respective particles. If this is expressed in a matrix,

Figure 0003123009
となる。ただし、
Figure 0003123009
It becomes. However,

Figure 0003123009
である。
Figure 0003123009
It is.

上記の各式において、s(ベクトル)は散乱光の強度分布データ(ベクトル)である。その要素si (i=1,2,・・・m)は、リングディテクタ34の各素子および側方、後方散乱光センサ35,36によって検出される入射光量である。 In the above equations, s (vector) is intensity distribution data (vector) of scattered light. The element s i (i = 1, 2,... M) is the amount of incident light detected by each element and side of the ring detector 34 and the backscattered light sensors 35 and 36.

q(ベクトル)は頻度分布%として表現される粒度分布データ(ベクトル)である。測定対象となる粒子径範囲(最大粒子径;x1 ,最小粒子径;xn+1 )をn分割し、それぞれの粒子径区間は[xj ,xj+1 ](j=1,2,・・・n)とする。q(ベクトル)の要素qj (j=1,2,・・・n)は、粒子径区間[xj ,xj+1 ](j=1,2,・・・n)に対応する粒子量である。
通常は、体積基準が用いられ、
q (vector) is particle size distribution data (vector) expressed as a frequency distribution%. A particle diameter range (maximum particle diameter; x 1 , minimum particle diameter; x n + 1 ) to be measured is divided into n, and each particle diameter section is [x j , x j + 1 ] (j = 1, 2). ,... N). The element q j (j = 1, 2,... n) of q (vector) is a particle corresponding to the particle diameter section [x j , x j + 1 ] (j = 1, 2,... n). It is a quantity.
Usually a volume basis is used,

Figure 0003123009
となるように、つまり合計が100%となるように正規化(ノルマライズ)を行っている。
Figure 0003123009
In other words, normalization (normalization) is performed so that the total becomes 100%.

A(マトリクス)は粒度分布データ(ベクトル)qを光強度分布データ(ベクトル)sに変換する係数行列である。A(マトリクス)の要素ai,j (i=1,2,・・・m,j=1,2,・・・n)の物理的意味は、粒子区間[xj ,xj+1 ]に属する単位粒子量の粒子群によって散乱した光のi番目の素子に対する入射光量である。 A (matrix) is a coefficient matrix for converting the particle size distribution data (vector) q into light intensity distribution data (vector) s. The physical meaning of the element a i, j (i = 1, 2,... M, j = 1, 2,... N) of A (matrix) is the particle interval [x j , x j + 1 ]. Is the amount of light incident on the i-th element of light scattered by a particle group having a unit particle amount belonging to.

i,j の数値は、あらかじめ理論的に計算することができる。これには、粒子径が光源となるレーザ光の波長に比べて十分に大きい場合(10倍以上)にはフラウンホーファ回折理論を用いる。しかし、粒子径がレーザ光の波長と同程度か、あるいはそれより小さい領域では、ミー散乱理論を用いる必要がある。フラウンホーファ回折理論は、前方微小角散乱において、粒子径が波長に比べて十分に大きな場合に有効なミー散乱理論の優れた近似であると考えることができる。 The numerical value of a i, j can be theoretically calculated in advance. For this, the Fraunhofer diffraction theory is used when the particle diameter is sufficiently larger than the wavelength of the laser beam serving as the light source (10 times or more). However, it is necessary to use the Mie scattering theory in a region where the particle diameter is the same as or smaller than the wavelength of the laser beam. The Fraunhofer diffraction theory can be considered to be an excellent approximation of the Mie scattering theory that is effective when the particle diameter is sufficiently larger than the wavelength in forward small angle scattering.

ミー散乱理論を用いて係数行列A(マトリクス)の要素を計算するためには、粒子およびそれを分散させている媒体(媒液)の絶対屈折率(複素数)を設定するする必要がある。   In order to calculate the elements of the coefficient matrix A (matrix) using the Mie scattering theory, it is necessary to set the absolute refractive index (complex number) of the particles and the medium (liquid medium) in which the particles are dispersed.

さて、(1)式に基づいて粒度分布データ(ベクトル)qの最小自乗解を求める式を導出すると、   Now, when deriving an equation for obtaining a least square solution of the particle size distribution data (vector) q based on the equation (1),

Figure 0003123009
が得られる。
Figure 0003123009
Is obtained.

(5)式の右辺において光強度分布(ベクトル)sの角要素は、前記したようにリングディテクタおよび側方,後方散乱光センサで検出される数値である。また、係数行列(マトリクス)Aは、フラウンホーファ回折理論あるいはミー散乱理論を用いてあらかじめ計算しておくことができる。従って、それら既知のデータを用いて(5)式の計算を実行すれば、粒度分布データ(ベクトル)qが求められる。   The angular element of the light intensity distribution (vector) s on the right side of the equation (5) is a numerical value detected by the ring detector and the side and backscattered light sensors as described above. The coefficient matrix (matrix) A can be calculated in advance using Fraunhofer diffraction theory or Mie scattering theory. Therefore, if the calculation of equation (5) is executed using these known data, the particle size distribution data (vector) q is obtained.

この(5)式が、レーザ回折・散乱法において、光強度分布データから粒度分布を算出するための基本的な手法である。ただし、この式をそのまま実行するだけでは、かなり大きな誤差が生じるため、実際にコンピュータ上で実行される計算は、各種の条件を考慮した複雑なものとなっている。例えば、粒子量がマイナスの数値にならないとか、粒度分布はある程度連続的であるというような拘束条件を加えた計算になっている。また、粒度分布の測定時あるいは再計算時に、屈折率を選択するということは、実際には、その屈折率を用いて計算された係数行列A(マトリクス)を選択しているわけである。
特開平7−260669号公報
This equation (5) is a basic method for calculating the particle size distribution from the light intensity distribution data in the laser diffraction / scattering method. However, if this expression is executed as it is, a considerably large error is generated. Therefore, the calculation actually executed on the computer is complicated considering various conditions. For example, the calculation is performed with a constraint that the amount of particles does not become a negative value or the particle size distribution is continuous to some extent. In addition, selecting the refractive index when measuring or recalculating the particle size distribution actually selects the coefficient matrix A (matrix) calculated using the refractive index.
JP 7-260669 A

以上のようなレーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置においては、従来、図4に光強度分布の測定結果を表すグラフを、横軸にセンサの素子番号(換言すれば回折・散乱角度)を、縦軸に回折・散乱光強度をとって例示するように、光量があらかじめ設定しているしきい値を越えた散乱角度よりも大きな角度の全ての光強度分布データを用いて、粒度分布を算出している。なお、このグラフにおいて、左側の大きな矩形内に示されているのがリングディテクタの各素子による検出結果であり、右側の小さな矩形内に示されているのが側方散乱光センサおよび後方散乱光センサによる検出結果である。   In the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus as described above, conventionally, a graph showing the measurement result of the light intensity distribution is shown in FIG. 4, and the sensor element number (in other words, the diffraction / scattering angle) is shown on the horizontal axis. As shown by taking the intensity of diffracted / scattered light on the vertical axis, the particle size distribution is calculated using all the light intensity distribution data at an angle larger than the scattering angle at which the light intensity exceeds a preset threshold value. Calculated. In this graph, the detection result by each element of the ring detector is shown in the large rectangle on the left side, and the side scattered light sensor and the back scattered light are shown in the small rectangle on the right side. It is a detection result by a sensor.

ところで、急峻な分布を持つ単分散の被測定粒子群においては、屈折率の選択や濃度の条件によっては、従来の手法によっては、図5に例示するように、アンダーゴーストやアッパーゴーストが出現する場合がある。   By the way, in a monodisperse measured particle group having a steep distribution, an under ghost or an upper ghost appears as shown in FIG. There is a case.

また、逆に、図6に例示するように、急峻な分布を持つ単分散のサンプルの一部が、微量ではあるが凝集している場合、その凝集物を評価したい場合において、従来の手法によってはその存在を確認できなかったり、アッパーゴーストとの区別がつかなかったりするという問題があった。   Conversely, as illustrated in FIG. 6, when a part of a monodisperse sample having a steep distribution is agglomerated although it is a minute amount, when it is desired to evaluate the agglomerate, a conventional method is used. Could not be confirmed, or could not be distinguished from the upper ghost.

本考案はこのような実情に鑑みてなされたもので、単分散の急峻な分布を持つ被測定粒子群の測定結果にアンダーゴーストやアッパーゴーストが生じず、また、同様な被測定粒子群中の凝集物の存在を明確に評価することのできるレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置の提供をその課題としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and under-ghosts and upper ghosts do not occur in the measurement results of the measured particle groups having a monodisperse steep distribution. It is an object of the present invention to provide a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus that can clearly evaluate the presence of aggregates.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る考案のレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置は、分散状態の被測定粒子群に平行レーザ光を照射する照射光学系と、そのレーザ光の照射により生じる回折・散乱光の空間強度分布を測定する測定光学系と、その回折・散乱光の空間強度分布を用いて被測定粒子群の粒度分布を算出する演算手段を備えたレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置において、上記測定光学系により測定された回折・散乱光の空間強度分布における回折・散乱角度の小さい方から大きい方に向かって最初のボトムを検出するボトム検出手段を有し、最初のボトムが存在する場合には、上記演算手段は、小角度側からその最初のボトムまでの回折・散乱光の空間強度分布データを用いて被測定粒子群の粒度分布を算出することによって特徴づけられる。   In order to solve the above problems, a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device according to claim 1 is directed to an irradiation optical system for irradiating a group of particles to be measured in a dispersed state with parallel laser light, and irradiation with the laser light. Laser diffraction / scattering type equipped with a measurement optical system that measures the spatial intensity distribution of diffracted / scattered light generated by the laser and an arithmetic means for calculating the particle size distribution of the particles to be measured using the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light The particle size distribution measuring apparatus has a bottom detecting means for detecting the first bottom from the smaller diffraction / scattering angle in the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light measured by the measurement optical system toward the larger one. If there is a bottom, the calculation means calculates the particle size distribution of the particle group to be measured using the spatial intensity distribution data of the diffracted / scattered light from the small angle side to the first bottom. Thus characterized.

また、同じ課題を解決するため、請求項2に係る考案のレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置は、上記と同様に分散状態の被測定粒子群に平行レーザ光を照射する照射光学系と、そのレーザ光の照射により生じる回折・散乱光の空間強度分布を測定する測定光学系と、その回折・散乱光の空間強度分布を用いて被測定粒子群の粒度分布を算出する演算手段を備えたレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置において、上記測定光学系により測定された回折・散乱光の空間強度分布におけるピークおよびボトムを検出するピーク/ボトム検出手段と、そのピークおよびボトムの検出結果から、回折・散乱角度の小さい方から大きい方に向かって最初のピークと、最初のボトム、および2番目のピークの各値を用いて、最初のピーク値と最初のボトム値の差に対する2番目のピーク値の比があらかじめ設定されている値よりも大きいか否かを判定する判定手段と、その判定結果に基づき、上記比が大きい場合に限り、上記演算手段は小角度側から最初のボトムまでの回折・散乱光の空間強度分布を用いて被測定粒子群の粒度分布を算出することによって特徴づけられる。   In order to solve the same problem, the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device of the invention according to claim 2, as described above, an irradiation optical system that irradiates parallel laser light onto a group of particles to be measured in a dispersed state, A measurement optical system for measuring the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light generated by the laser light irradiation and an arithmetic means for calculating the particle size distribution of the particle group to be measured using the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light. In the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus, from the peak / bottom detection means for detecting the peak and bottom in the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light measured by the measurement optical system, and the detection result of the peak and bottom, Using the values of the first peak, the first bottom, and the second peak from the smallest diffraction / scattering angle to the largest, the first peak value and the first bottom A determination means for determining whether or not the ratio of the second peak value to the difference between the two is larger than a preset value, and based on the determination result, the calculation means is a small angle only when the ratio is large. It is characterized by calculating the particle size distribution of the particle group to be measured using the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light from the side to the first bottom.

本考案は、急峻な分布を持つ単分散の粒子群について鋭意研究を重ねた結果としてなされたもので、そのような粒子群の回折・散乱光の空間分布の測定結果には、回折・散乱角度が小さい方から大きい方へと向けて現れる第2のピークを含めてそれ以降のピークにおける光強度が、実際の光強度に比してより大きく現れることを確認することができた。そのことが、全ての回折・散乱光の空間強度分布を用いて粒度分布を算出したとき、前記したアンダーゴーストやアッパーゴースト等となって現れることが判った。   The present invention was made as a result of earnest research on monodisperse particles with a steep distribution, and the measurement result of the spatial distribution of diffracted / scattered light of such particles shows the diffraction / scattering angle. It was confirmed that the light intensity in the subsequent peaks including the second peak appearing from the smaller to the larger one appears larger than the actual light intensity. It has been found that when the particle size distribution is calculated using the spatial intensity distribution of all diffracted and scattered light, it appears as the above-described under ghost, upper ghost, and the like.

例えば図7,図8および図9は、平均粒子径がそれぞれ1μm,2μmおよび3μmであり、かつ、それぞれ急峻な粒度分布を持つ粒子群の回折・散乱光の空間強度分布の測定結果である。これらの光強度分布の測定結果において、回折・散乱角度が小さい方から大きい方へと向けて現れる最初のピーク(以下、ファーストピークと称する)の後に最初のボトム(以下、ファーストボトムと称する)が現れ、続いて2番目のピーク(セカンドピークと称する)が現れる。一方、図10は、平均粒子径が3μmと図9の粒子群と同等であるが、粒度分布の幅が広い粒子群であり、このような粒子群では回折・散乱光の空間強度分布にファーストボトムは現れない。そして、図7,図8および図9の測定結果を用いて粒度分布を算出したとき、屈折率の選択や濃度の条件によっては前記したようなアンダーゴーストやアッパーゴースト等が現れることがある。これに対し、図10の測定結果を用いて同様に粒度分布を算出しても、アンダーゴーストやアッパーゴーストは現れない。   For example, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 show the measurement results of the spatial intensity distribution of diffracted / scattered light of particle groups having average particle diameters of 1 μm, 2 μm, and 3 μm, respectively, and having steep particle size distributions. In these light intensity distribution measurement results, the first bottom (hereinafter referred to as the first peak) appears after the first peak (hereinafter referred to as the first peak) that appears from the smaller diffraction / scattering angle toward the larger one. Appears, followed by the second peak (referred to as the second peak). On the other hand, FIG. 10 shows a particle group having an average particle diameter of 3 μm, which is equivalent to the particle group of FIG. 9, but has a wide particle size distribution. Such a particle group has a fast spatial intensity distribution of diffracted / scattered light. The bottom does not appear. Then, when the particle size distribution is calculated using the measurement results of FIGS. 7, 8, and 9, the under ghost, the upper ghost, or the like as described above may appear depending on the selection of the refractive index and the concentration condition. On the other hand, even if the particle size distribution is calculated in the same manner using the measurement result of FIG. 10, no underghost or upper ghost appears.

図7,図8および図9の測定結果において、ファーストボトムよりも小角度のデータのみを用いて粒度分布を算出したところ、アンダーゴーストやアッパーゴーストは消滅し、正しく粒度分布を求めることができた。   In the measurement results of FIGS. 7, 8, and 9, when the particle size distribution was calculated using only data at a smaller angle than the first bottom, the under ghost and the upper ghost disappeared, and the particle size distribution could be obtained correctly. .

そこで、請求項1に係る考案では、回折・散乱光の空間強度分布の測定結果から、回折・散乱角度が小さい方から大きい方へと向けて最初のボトムを検出し、その最初のボトムまでの回折・散乱光の空間強度分布データのみを用いて粒度分布を算出する。これにより、単分散の被測定粒子群で、特に急峻な分布を持つ粒子群の測定に際してアンダーゴーストやアッパーゴーストの発生を抑制することができ、また、単分散粒子群中での凝集物をも正確に評価することが可能となる。   Therefore, in the device according to claim 1, the first bottom is detected from the measurement result of the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light from the smaller diffraction / scattering angle toward the larger one, The particle size distribution is calculated using only the spatial intensity distribution data of the diffracted / scattered light. As a result, it is possible to suppress the occurrence of under ghosts and upper ghosts in the measurement of monodisperse particles to be measured, particularly those having a steep distribution. It becomes possible to evaluate accurately.

請求項2に係る考案では、単分散ではあるものの、粒度分布の幅の広い粒子群ではファーストボトムは現れずゴーストも現れないことから、僅かな落ち込みのファーストボトムを検出してそれよりも大角度の回折・散乱光の空間強度分布データを用いずに粒度分布を算出することを避けることを可能とするものであり、具体的には、ファーストピークからのファーストボトムの落ち込み量に対して、ファーストボトムからのセカンドピークの増大量があらかじめ設定された比を越えている場合に限り、請求項1に係る考案と同等の処理を行う。   In the invention according to claim 2, since the first bottom does not appear and the ghost does not appear in the particle group having a wide particle size distribution although it is monodispersed, the first bottom with a slight drop is detected and a larger angle than that is detected. It is possible to avoid calculating the particle size distribution without using the spatial intensity distribution data of diffracted / scattered light. Specifically, the first bottom falls from the first peak. Only when the increase amount of the second peak from the bottom exceeds a preset ratio, processing equivalent to that of the device according to claim 1 is performed.

本考案によれば、単分散で急峻な分布を持つ粒子群の粒度分布測定結果にアンダーゴーストやアッパーゴーストが生じず、また、凝集の評価も正しく行うことができる。   According to the present invention, under ghost and upper ghost do not occur in the particle size distribution measurement result of a particle group having a monodisperse and steep distribution, and aggregation can be evaluated correctly.

また、請求項2に係る考案によると、単分散でもその分布が急進であるか否かを、回折・散乱光の空間強度分布のファーストピークとファーストボトムとの差に対してセカンドピークの大きさから自動的に判定し、急峻である場合に限り、ファーストボトムまでの光強度分布を用いて粒度分布を算出することで、アンダーゴーストやアッパーゴースト等を生じない正確な粒度分布を算出することができる。   Further, according to the second aspect of the present invention, whether the distribution is abrupt even in monodispersion, the magnitude of the second peak with respect to the difference between the first peak and the first bottom of the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light. It is possible to calculate an accurate particle size distribution that does not cause under ghost, upper ghost, etc. by calculating the particle size distribution using the light intensity distribution up to the first bottom only when it is automatically determined from it can.

以下、図面を参照しつつ本考案の実施の形態について説明する。
図1は考案の実施の形態の構成図であり、光学的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing an optical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.

フローセル1内には、被測定粒子群Pを媒液に分散させてなる懸濁液Sが流される。このフローセル1には、半導体レーザ等のレーザ光源2aと、集光レンズ2b、空間フィルタ2cおよびコリメートレンズ2dとからなる照射光学系2からの平行レーザ光が照射される。   In the flow cell 1, a suspension S in which the particle group P to be measured is dispersed in a liquid medium flows. The flow cell 1 is irradiated with parallel laser light from an irradiation optical system 2 including a laser light source 2a such as a semiconductor laser, a condenser lens 2b, a spatial filter 2c, and a collimator lens 2d.

被測定粒子群Pに平行レーザ光が照射されることによって生じる各粒子による回折・散乱光は、前方所定角度までの角度領域のものが集光レンズ3によって集光され、その焦点位置に置かれたリングディテクタ4によってその空間強度分布が測定される。また、側方への散乱光は側方散乱光センサ5により、後方への散乱光は後方散乱光センサ6によって測定される。これらの各センサ群からの出力は、アンプおよびA−D変換器を有してなるデータサンプリング回路7によって増幅およびデジタル化された後、回折・散乱光強度分布データとしてコンピュータ8に取り込まれる。   Diffracted / scattered light from each particle generated by irradiating the particle group P to be measured with parallel laser light is collected by the condenser lens 3 in an angle region up to a predetermined angle in front and placed at the focal position. The spatial intensity distribution is measured by the ring detector 4. Further, the side scattered light is measured by the side scattered light sensor 5, and the backward scattered light is measured by the back scattered light sensor 6. Outputs from each of these sensor groups are amplified and digitized by a data sampling circuit 7 having an amplifier and an A-D converter, and then taken into a computer 8 as diffracted / scattered light intensity distribution data.

コンピュータ8には、ミーの散乱理論ないしはフラウンホーファの回折理論に則った前記した(5)式に基づく演算を実行するプログラムのほか、以上のようにして取り込まれた回折・散乱光の強度分布データについて、ファーストピークとファーストボトム、およびセカンドピークを検出し、ファーストピーク値とファーストボトム値の差と、セカンドピーク値との比を算出し、その比があらかじめ設定されている値を越えているか否かを判定するプログラムがインストールされている。   In the computer 8, in addition to a program for executing the calculation based on the above equation (5) in accordance with Mie's scattering theory or Fraunhofer's diffraction theory, the intensity distribution data of the diffracted / scattered light taken in as described above is used. First peak, first bottom, and second peak are detected, and the ratio between the difference between the first peak value and the first bottom value and the second peak value is calculated, and whether or not the ratio exceeds the preset value Installed.

そして、例えば図2に示すように、測定された回折・散乱光の空間強度分布のファーストピークP1とファーストボトムB1の値の差と、セカンドピークP2の値との比が設定値を越えている場合には、図示のように、しきい値を越えた角度からファーストボトムB1の角度までの光強度分布データのみを用いて粒度分布を算出する。   For example, as shown in FIG. 2, the ratio between the difference between the first peak P1 and the first bottom B1 of the measured spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light and the value of the second peak P2 exceeds the set value. In this case, as shown in the figure, the particle size distribution is calculated using only the light intensity distribution data from the angle exceeding the threshold to the angle of the first bottom B1.

また、上記の比が設定値に達していない場合には、ファーストボトムが実質的に存在しないとして、従来と同様に全ての光強度分布データを用いて粒度分布を算出する。なお、粒度分布の算出結果、あるいは回折・散乱光の空間強度分布の測定結果は、表示器9に表示され、もしくはプリンタ10にプリントされる。   If the ratio does not reach the set value, the first bottom is substantially not present and the particle size distribution is calculated using all the light intensity distribution data as in the conventional case. The calculation result of the particle size distribution or the measurement result of the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light is displayed on the display 9 or printed on the printer 10.

以上の実施の形態によると、単分散の被測定粒子群について、その分布が急峻であるか否かを、比較的大きなファーストボトムの有無により判別し、比較的大きなファーストボトムがある場合には、そのファーストボトムよりも小さい角度における光強度分布のみを用いて粒度分布を算出するため、急峻な分布を持つ粒子群の測定に際してアンダーゴーストやアッパーゴーストが生じることがなく、また、そのような粒子群中に凝集物が存在している場合には、その評価を正確に行うことができる。   According to the above embodiment, for a monodisperse measured particle group, whether the distribution is steep or not is determined by the presence or absence of a relatively large first bottom, and when there is a relatively large first bottom, Since the particle size distribution is calculated using only the light intensity distribution at an angle smaller than the first bottom, there is no occurrence of under ghost or upper ghost when measuring particles having a steep distribution, and such particles In the case where aggregates are present, the evaluation can be performed accurately.

なお、以上の実施の形態においては、比較的大きなファーストボトムの存在をファーストピーク値とファーストボトム値との差に対するセカンドピーク値の比によって判定したが、回折・散乱光の空間強度分布データから、直ちにファーストボトムの有無を判定してもよい。   In the above embodiment, the presence of a relatively large first bottom is determined by the ratio of the second peak value to the difference between the first peak value and the first bottom value, but from the spatial intensity distribution data of diffracted / scattered light, The presence or absence of the first bottom may be determined immediately.

本考案の実施の形態の構成図で、光学的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。In the block diagram of embodiment of this invention, it is the figure which writes together and shows the schematic diagram showing an optical structure, and the block diagram showing an electric structure. 本考案の実施の形態において測定された回折・散乱光の空間強度分布の測定例を示すグラフと、そのうち粒度分布の算出に供するデータの範囲の説明図である。It is a graph which shows the example of a measurement of the spatial intensity distribution of the diffraction / scattered light measured in embodiment of this invention, and explanatory drawing of the range of the data with which it uses for calculation of a particle size distribution among them. レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置に用いられる回折・散乱光の空間強度の測定光学系の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the measurement optical system of the spatial intensity | strength of the diffraction / scattering light used for a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus. レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置による回折・散乱光の空間強度分布の測定例を示すグラフと、従来装置により粒度分布の算出に供されるデータの範囲の説明図である。It is a graph which shows the example of a measurement of the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light by the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device, and an explanatory diagram of the range of data used for calculation of the particle size distribution by the conventional device. 従来のレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置により、単分散で急峻な分布を持つ粒子群を測定したときに生じるゴーストの説明図である。It is explanatory drawing of the ghost produced when the particle group which has a monodisperse and steep distribution is measured with the conventional laser diffraction and scattering type particle size distribution measuring apparatus. 従来のレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置により、同じく単分散で急峻な分布を持つ粒子群の凝集物の評価を行う際の問題の説明図である。It is explanatory drawing of the problem at the time of evaluating the aggregate of the particle group which has the same monodispersed and steep distribution with the conventional laser diffraction and scattering type particle size distribution measuring apparatus. 平均粒子径1μmの急峻な分布を持つ単分散の粒子群の回折・散乱光の空間強度分布の測定結果の例と、ピークおよびボトムの説明図である。It is an explanatory diagram of an example of a measurement result of a spatial intensity distribution of diffracted / scattered light of a monodispersed particle group having a steep distribution with an average particle diameter of 1 μm, and a peak and a bottom. 平均粒子径2μmの急峻な分布を持つ単分散の粒子群の回折・散乱光の空間強度分布の測定結果の例と、ピークおよびボトムの説明図である。It is an explanatory view of an example of a measurement result of a spatial intensity distribution of diffracted / scattered light of a monodisperse particle group having a steep distribution with an average particle diameter of 2 μm, and a peak and a bottom. 平均粒子径3μmの急峻な分布を持つ単分散の粒子群の回折・散乱光の空間強度分布の測定結果の例と、ピークおよびボトムの説明図である。It is an explanatory diagram of an example of a measurement result of a spatial intensity distribution of diffracted / scattered light of a monodisperse particle group having a steep distribution with an average particle diameter of 3 μm, and a peak and a bottom. 平均粒子径3μmの分布幅の広い単分散の粒子群の回折・散乱光の空間強度分布の測定結果の例である。It is an example of the measurement result of the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light of a monodisperse particle group with a wide distribution width having an average particle diameter of 3 μm.

符号の説明Explanation of symbols

1 フローセル
2 照射光学系
3 集光レンズ
4 リングディテクタ
5 側方散乱光センサ
6 後方散乱光センサ
7 データサンプリング回路
8 コンピュータ
9 表示器
10 プリンタ
P 被測定粒子群
P1 ファーストピーク
P2 セカンドピーク
B1 ファーストボトム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow cell 2 Irradiation optical system 3 Condensing lens 4 Ring detector 5 Side scattered light sensor 6 Back scattered light sensor 7 Data sampling circuit 8 Computer 9 Display 10 Printer P Particle group to be measured P1 First peak P2 Second peak B1 First bottom

Claims (2)

分散状態の被測定粒子群に平行レーザ光を照射する照射光学系と、そのレーザ光の照射により生じる回折・散乱光の空間強度分布を測定する測定光学系と、その回折・散乱光の空間強度分布を用いて被測定粒子群の粒度分布を算出する演算手段を備えたレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置において、
上記測定光学系により測定された回折・散乱光の空間強度分布における回折・散乱角度の小さい方から大きい方に向かって最初のボトムを検出するボトム検出手段を有し、最初のボトムが存在する場合には、上記演算手段は、小角度側から最初のボトムまでの回折・散乱光の空間強度分布データを用いて被測定粒子群の粒度分布を算出することを特徴とするレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置。
Irradiation optical system that irradiates a group of particles in a dispersed state with parallel laser light, measurement optical system that measures the spatial intensity distribution of diffracted / scattered light generated by the laser light irradiation, and spatial intensity of the diffracted / scattered light In the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus equipped with a calculation means for calculating the particle size distribution of the particles to be measured using the distribution,
When there is a bottom detection means that detects the first bottom from the smaller diffraction / scattering angle in the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light measured by the measurement optical system, and the first bottom exists Wherein the calculation means calculates the particle size distribution of the particle group to be measured using the spatial intensity distribution data of the diffracted / scattered light from the small angle side to the first bottom. Distribution measuring device.
分散状態の被測定粒子群に平行レーザ光を照射する照射光学系と、そのレーザ光の照射により生じる回折・散乱光の空間強度分布を測定する測定光学系と、その回折・散乱光の空間強度分布を用いて被測定粒子群の粒度分布を算出する演算手段を備えたレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置において、
上記測定光学系により測定された回折・散乱光の空間強度分布におけるピークおよびボトムを検出するピーク/ボトム検出手段と、そのピークおよびボトムの検出結果から、回折・散乱角度の小さい方から大きい方に向かって最初のピークと、最初のボトム、および2番目のピークの各値を用いて、最初のピーク値と最初のボトム値の差に対する2番目のピーク値の比があらかじめ設定されている値よりも大きいか否かを判定する判定手段と、その判定結果に基づき、上記比が大きい場合に限り、上記演算手段は小角度側から最初のボトムまでの回折・散乱光の空間強度分布を用いて被測定粒子群の粒度分布を算出することを特徴とするレーザ回折・散乱式粒度分布測定装置。
Irradiation optical system that irradiates a group of particles in a dispersed state with parallel laser light, measurement optical system that measures the spatial intensity distribution of diffracted / scattered light generated by the laser light irradiation, and spatial intensity of the diffracted / scattered light In the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus equipped with a calculation means for calculating the particle size distribution of the particles to be measured using the distribution,
From the peak / bottom detection means for detecting the peak and bottom in the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light measured by the measurement optical system, and the detection result of the peak / bottom, from the smaller diffraction / scattering angle to the larger Using the values of the first peak, the first bottom, and the second peak, the ratio of the second peak value to the difference between the first peak value and the first bottom value is greater than the preset value. Only when the ratio is large based on the determination result, the calculation means uses the spatial intensity distribution of the diffracted / scattered light from the small angle side to the first bottom. A laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus characterized by calculating a particle size distribution of a group of particles to be measured.
JP2005010785U 2005-12-20 2005-12-20 Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer Ceased JP3123009U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005010785U JP3123009U (en) 2005-12-20 2005-12-20 Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005010785U JP3123009U (en) 2005-12-20 2005-12-20 Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008317835A Continuation JP4716055B2 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP3123009U true JP3123009U (en) 2006-07-06

Family

ID=43473035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005010785U Ceased JP3123009U (en) 2005-12-20 2005-12-20 Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3123009U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3412606B2 (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
US20220334047A1 (en) Method and device for determining features of particles by multiparametric capture of scattered light and extinction signals
JP5478501B2 (en) Two-dimensional optical imaging method and system for particle detection
JP2020109419A (en) Particle size measuring method and device therefor
US20170074768A1 (en) Common Radiation Path for Acquiring Particle Information by Means of Direct Image Evaluation and Differential Image Analysis
JP5517000B2 (en) Particle size measuring device and particle size measuring method
JP4915369B2 (en) Particle size distribution measuring apparatus and volume concentration calculation method using the same
JP2014521967A (en) Optical detection and analysis of particles
CN108291861A (en) particle characterization
JP6274104B2 (en) Laminar flow monitoring method, fine particle analysis method, and fine particle measurement device in fine particle measurement device
JP5662742B2 (en) Particle size measuring apparatus and particle size measuring method
JP5088288B2 (en) Particle size distribution measuring apparatus and particle size distribution measuring program
JP4716055B2 (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
JP3371816B2 (en) Particle concentration measuring method and device and particle measuring device
JPH0933423A (en) Vertical laser diffraction particle size distribution analyzer
JP2016048183A (en) Bubble diameter distribution measuring method and bubble diameter distribution measuring apparatus
JP2014190902A (en) Particulate detecting device and particulate detecting method
JP3123009U (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
US10436699B2 (en) Analyzing system and analyzing apparatus
JP6555164B2 (en) Particle size distribution measuring apparatus, data processing method, and data processing program
JP3531557B2 (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
KR20180082233A (en) Method and Apparatus for Predicting Movement of Nanoparticle in Fluid Flow
JP3528359B2 (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
JP2000002644A (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer
JP2001133385A (en) Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060417

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614

Year of fee payment: 3

S801 Written request for registration of abandonment of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R321801

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614

Year of fee payment: 3

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614

Year of fee payment: 3

ABAN Cancellation due to abandonment
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350