粒子数测定器制造技术

粒子数测定器包括：前处理部，其构成为使被导入测定区域的气溶胶为中和状态、正带电状态或者负带电状态中的某个电气状态；单极带电部，其位于所述测定区域的内侧，并构成为使被导入的气溶胶为与被导入测定区域时的电气状态不同的电气状态的正带电状态或者负带电状态中的某一个；离子阱，其在所述测定区域的内侧被配置于气溶胶的流向上的所述单极带电部的下游，并具有产生仅吸引气溶胶中的气体离子的电场的离子阱电极；排气机构，其以一定流量将气溶胶从所述测定区域排出；以及电流计，其将从所述单极带电部供给的电流与流入离子阱的电流之差作为与粒子数浓度相对应的测定值来进行检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】粒子数测定器包括：前处理部，其构成为使被导入测定区域的气溶胶为中和状态、正带电状态或者负带电状态中的某个电气状态；单极带电部，其位于所述测定区域的内侧，并构成为使被导入的气溶胶为与被导入测定区域时的电气状态不同的电气状态的正带电状态或者负带电状态中的某一个；离子阱，其在所述测定区域的内侧被配置于气溶胶的流向上的所述单极带电部的下游，并具有产生仅吸引气溶胶中的气体离子的电场的离子阱电极；排气机构，其以一定流量将气溶胶从所述测定区域排出；以及电流计，其将从所述单极带电部供给的电流与流入离子阱的电流之差作为与粒子数浓度相对应的测定值来进行检测。【专利说明】粒子数测定器
本专利技术涉及一种对气溶胶中的粒子数进行测定的装置，例如涉及主要对小于10nm左右的粒子的数量进行测定的装置。所谓气溶胶是指分散介质为气体、分散相为液体或者固体的胶体。在分散相为液体的情况下，气溶胶为雾、霭、云等，在分散相为固体的情况下，则为灰尘、烟等。 气溶胶中的微粒子的构成成分的测定在环境状态的评价、健康影响等的研究领域都具有重要的意义。作为气溶胶的测定，例如有大气污染测定。在成为环境污染、近年来的大气污染的原因的车等燃机的尾气或工业成套设备的废气中，含有硫化物(SOx，H2S等)、氮化物(NOx，NH3等)、碳氢化合物等，这些通过化学反应或者光化学反应而变成硫酸盐或者硝酸盐，吸收大气中的水蒸气而成为液体状的气溶胶。
技术介绍
作为对气溶胶中的粒子数或者粒子量的大致数量进行测定的技术，已知有使粒子带电，将粒子所持有的电荷量作为电流值进行测定，基于电流值与粒子数或者粒子表面积的相关系数估算粒子的量的方法，实施该方法的装置也有销售。该方式具有如下的特征:对于直径为10nm以下的小粒子，相比其他的方法能够以简单的结构容易地高灵敏度地进行测定。 该方法中具有两种方式。 (a)第一种方式为，通过DC电晕放电等使气相中的粒子(气溶胶)带正电或者负电并将带电粒子捕集到电极，将其电荷量作为电流值进行测定。接着，基于预先准备的电流与粒子数、或者电流与粒子表面积的关系式对粒子数或者粒子表面积进行估算(参照专利文献1、2)。 (b)第二种方式是作为第I种方式的改良法而被开发的。在第二种方式中，在使粒子带电之后，不进行捕集，而将从具有该带电粒子的空间区域取走的电荷量作为电流进行测定(参照专利文献3)。该方式由于不需要捕集带电粒子，所以具有检测部的维护比较容易这样的特征。 第二种方式的典型的方法为，通过高电压直流放电使空气离子化，将所做出的单极离子与气溶胶中的粒子混合，从而通过扩散使得粒子带电。接着，包含该带电粒子的气流在通过某空间内时对该空间附加规定的电场，从而捕集比粒子小的气体离子并将其去除。另一方面，在该空间没有被捕集的带电粒子离开该空间区域。对此时从该空间区域取走的电荷量进行测定。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:美国专利第7066037号公报 专利文献2:美国专利申请公开第2006/0156791号公报 专利文献3:国际公开第2009/109688号小册子
技术实现思路
专利技术要解决的课题 本专利技术涉及上述第二种方式的改良。在第二种方式中，由于测定的是流入测定器的电荷量与流出测定器的电荷量之差，所以不能测定从流入测定器之前就带电的粒子的量。因此，在流入的粒子所具有的带电量为未知的情况下，不能进行正确的测定。 本专利技术的目的在于，即使测定对象的气溶胶包含从流入测定器之前就带电的粒子，甚至在该带电粒子所具有的带电量为未知的情况下，也能够正确地对测定对象的气溶胶中的粒子数进行测定。 用于解决问题的手段 本专利技术是对流经测定区域的气溶胶的粒子数浓度进行测定的粒子数测定器，其包括:前处理部，其构成为使被导入所述测定区域的气溶胶为中和状态、正带电状态或者负带电状态中的某个电气状态；单极带电部，其位于所述测定区域的内侧，并构成为使被导入的气溶胶为与被导入测定区域时的电气状态不同的电气状态的正带电状态或者负带电状态中的某一个；离子阱，其在所述测定区域的内侧被配置于气溶胶的流路上的所述单极带电部的下游，并具有产生仅吸引气溶胶中的气体离子的电场的离子阱电极；排气机构，其位于所述测定区域的外侧，并构成为以一定流量将气溶胶从测定区域排出；以及电流计，其将从所述单极带电部供给的电流与流入所述离子阱的电流之差作为与所述粒子数浓度相对应的测定值来进行检测。而且，基于所述电流计的测定值在每个单位时间对流经所述测定区域的气溶胶的粒子数浓度进行测定。 本专利技术的第1局面为，所述前处理部是中和器，通过使从所述入口流入测定区域内的气溶胶的粒子的电荷量的总和总是大概为零，对被中和并被导入所述测定区域、带正电或者带负电地从该测定区域流出的粒子数浓度进行测定。在该情况下的更具体的例子中，所述前处理部是通过交流电晕放电使所述气溶胶为中和状态的放电式中和器，所述单极带电部是具有直流高压电源和电极的采用单极电晕放电的放电式带电部。 本专利技术的第2局面为，所述前处理部是进行正的直流放电的正带电器，其使从所述入口流入所述测定区域内的气溶胶的粒子带正电，然后，在所述单极带电部使气溶胶的粒子带电变为负带电状态。在该情况下，由于气溶胶的粒子带正电地流入所述测定区域，带负电地从该测定区域流出，所以根据电荷量之差来对粒子数浓度进行测定。在该情况下的更具体的例子中，所述前处理部是通过正直流电晕放电使所述气溶胶为正带电状态的放电式带电器，所述单极带电部是具有正直流高压电源和电极的采用负单极电晕放电的放电式负带电部。 本专利技术的第3局面是使带电状态与第2局面的带电状态相反的情况。即，所述前处理部是进行负的直流放电的负带电器，使从所述入口流入所述测定区域内的气溶胶的粒子带负电，然后，在所述单极带电部使气溶胶的粒子带电变为正带电状态。在该情况下，由于气溶胶的粒子带负电地流入所述测定区域，带正电地从测定区域流出，所以根据带电量之差来对粒子数浓度进行测定。在该情况下的更具体的例子中，所述前处理部是通过负直流电晕放电使所述气溶胶为负带电状态的放电式带电器，所述单极带电部是具有正直流高压电源和电极的采用正单极电晕放电的放电式正带电部。 在优选的一实施形态中，所述排气机构具有用于使排气流量为一定的流量调节部。流量调节部只要是能够使流量为一定的构件，并没有特别限定，可以采用临界流孔、调整阀、流量计、质量流量控制器等。为临界流孔的情况下，结构变得简单。临界流孔是气体以音速通过的孔，从临界流孔喷出的质量流量由孔的大小、上游侧的绝对压以及绝对温度来决定。 关于气溶胶中的粒子数浓度的监视，在例如以燃烧装置的尾气作为测定对象时，排气管道内的质量流量不是一定的，其依存于发动机的转速。即使在这样的情况下，在排气机构具有使排气流量为一定的流量调节部时，测定对象气体以一定的质量流量流过测定粒子数浓度的测定区域，从而能够稳定地对粒子数浓度进行测定。 在优选的其他的实施形态中，还包括由导电网构成的扩散过滤器，该扩散过滤器被配置在所述离子阱和所述测定区域的出口之间，去除粒径比规定的粒径小的带电粒子。在该情况下，所述电流计能够通过对从所述单极带电部供给的电流与流入所述离子阱以及所述扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子数测定器，其是对流经测定区域的气溶胶的粒子数浓度进行测定的粒子数测定器，其特征在于，包括：前处理部，其构成为使被导入所述测定区域的气溶胶为中和状态、正带电状态或者负带电状态中的某个电气状态；单极带电部，其位于所述测定区域的内侧，并构成为使被导入的气溶胶为与被导入测定区域时的电气状态不同的电气状态的正带电状态或者负带电状态中的某一个；离子阱，其在所述测定区域的内侧被配置于气溶胶的流向上的所述单极带电部的下游，并具有产生仅吸引气溶胶中的气体离子的电场的离子阱电极；排气机构，其位于所述测定区域的外侧，并构成为以一定流量将气溶胶从测定区域排出；以及电流计，其将从所述单极带电部供给的电流与流入所述离子阱的电流之差作为与所述粒子数浓度相对应的测定值来进行检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：奥田大二，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP