要掩模23遮挡衍射光D0、衍射光D1、…，则也可相对于周期结构体22而倾斜。聚光透镜24被设置在掩模23的后方，S卩，关于掩模23而与周期结构体22设置在相反侧，检光器25被配置在该聚光透镜24的更后方。
[0051]当来自光源21的平行单色光L被照射至周期结构体22时，单色光L除了直接通过周期结构的O次衍射光DO以外，还被分成因周期结构而衍射的I次衍射光Dl、2次衍射光、…与以规定的角度行进的光。掩模23在这些衍射光D0、衍射光D1、…的光路的位置具有遮光部23a，因此不使这些衍射光D0、衍射光D1、…通过。
[0052]另一方面，当在周期结构体22上如图1b般存在有粒子P时，来自光源21的平行单色光L因这些粒子P而发生散射。散射的光S (虚线)独立于如上所述的衍射光D0、衍射光D1、…而朝向各个方向行进，因此通过掩模23的遮光部23a以外的部分并朝向聚光透镜24。这些散射光S由聚光透镜24予以聚光，并入射至检光器25。因而，在检光器25中，可仅对因周期结构体22上的粒子P而散射的光S进行检测。该光的量与存在于周期结构体22上的粒子P的量对应，因此通过预先制作检量线，便能够测定粒子P的量。
[0053]本发明的第三实施例的粒子量测定装置的概略结构如图6所示。本方案中，在周期结构体32的后方，首先设置有第一透镜33，随后配置掩模34、第二透镜35、检光器36。周期结构体32与第一透镜33之间的距离为第一透镜33的焦点距离f，第一透镜33与掩模34之间的距离也为相同的距离f。与所述两个实施例同样，允许第一透镜33、掩模34、第二透镜35的倾斜。
[0054]当来自光源31的平行单色光L被照射至周期结构体32时，单色光L除了直接通过周期结构的O次衍射光DO以外，还被分成因周期结构而衍射的I次衍射光Dl、2次衍射光、…(实线)与以规定的角度行进的光。这些衍射光D0、衍射光D1、…分别平行地朝各方向行进，因此第一透镜33将这些衍射光D0、衍射光D1、…聚光至掩模34的遮光部34a上。因而，衍射光D0、D1、…全部被该掩模34遮挡。
[0055]另一方面，当在周期结构体32上如图1b般存在有粒子P时，来自光源31的平行单色光L因这些粒子P而发生散射。散射的光S (虚线)独立于如上所述的衍射光D0、衍射光D1、…而朝向各个方向行进，但由于以周期结构体32为出发点，因此通过第一透镜33而成为平行光，并透射掩模34的遮光部34a以外的部分而朝向第二透镜35。来自这些粒子P的散射光由第二透镜35聚光至检光器36。由检光器36所测定的光的量与存在于周期结构体32上的粒子P的量对应，因此通过预先制作检量线，便能够测定粒子P的量。
[0056]通过图7来说明本发明的粒子量测定装置的一实施例。该粒子量测定装置是与本发明的第三实施例相关的实施例。
[0057]本实施例的粒子量测定装置40大体上包含光源部41与测定部42，在测定部42的上部设置有用于载置周期结构体(网)43的网载置部45。本实施例的粒子量测定装置40中所用的网43既可为金属制的网，只要可使光衍射，则也可为塑料(plastic)等其他材料的网。通过将该网43置于流体的流路中，从而能够捕捉浮游在流体中的粒子。可认为如此般被捕捉至网43上的粒子的量与空气中或流体中的浮游粒子量具有相关关系。
[0058]在光源部41中，具备激光(laser)光源51以及光学系统52，该光学系统52用于根据网43的大小来扩宽来自该激光光源51的光束。在网43小的情况下，则不需要该扩宽光学系统52。
[0059]在测定部42中，从上方开始依序设置有第一透镜55、掩模56、第二透镜57及检光器58，这些部件被收纳在内表面为吸光面的筒状的框体59中。第一透镜55被设置在距由网载置部45所载置的网43的面(形成有周期结构的面)为第一透镜55的焦点距离f的下方处，掩模56被设置在距第一透镜55为相同的距离f的下方处。检光器58被设置在第二透镜57下方的焦点位置处。
[0060]本实施例的粒子量测定装置40的作用如对于所述本发明的第三实施例(图6)所述，但此处进行与该光学系统的衍射光相关的计算。若将激光光源51发出的光(单色光)L的波长设为λ、网43的开口的间隔(间距(pitch))设为d，则当单色光L以入射角α而入射至网的面时，m次(m = O、±1、±2、…)衍射光的衍射角β可根据下述式来计算，即
[0061]d.(sin α 土 sin β ) = m.λ …(I)
[0062]例如，若使用d = 3μπι的网43来作为用于测定ΡΜ2.5的网，使用波长λ =0.78 μ m的激光光源来作为激光光源51 (该光源是作为光盘(Compact Disc，⑶)用而量产，能够以低成本获得)，则在入射角α = O时，衍射角β为
[0063]m = O (O 次衍射光):β = 0°
[0064]m = ± I (I 次衍射光):β = 15.1。
[0065]m = ±2(2 次衍射光):β =31.3。
[0066]m = ±3(3 次衍射光):β = 51.3°
[0067]因而，只要利用掩模56的遮光部56a来遮挡O次衍射光与I次衍射光，并利用框体59的侧壁来吸收2次以上的衍射光，则本实施例的粒子量测定装置40的本体便能够以相对较紧凑(compact)的框体来制作。
【主权项】
1.一种粒子量测定装置，其特征在于包括: 光源，发出平行的单色光； 周期结构体，在以与所述光源相向的方式而配置的面内，形成有周期结构，所述周期结构包含使所述单色光透射的透射部与不使所述单色光透射的非透射部；以及 检光器，夹着所述周期结构体而在所述光源的相反侧，被设置在因所述周期结构而形成的衍射光的阴影的位置。2.一种粒子量测定装置，其特征在于包括: 单色光源，发出平行的单色光； 周期结构体，在以与所述单色光源相向的方式而配置的面内，形成有周期结构，所述周期结构包含使所述单色光透射的透射部与不使所述单色光透射的非透射部； 掩模，夹着所述周期结构体而配置在所述单色光源的相反侧，且在因所述周期结构而形成的衍射光的光路的位置上具有遮光部； 聚光透镜，设置在所述掩模的后方；以及 检光器，设置在所述聚光透镜对来自所述周期结构体的光进行聚光的位置。3.一种粒子量测定装置，其特征在于包括: 单色光源，发出平行的单色光； 周期结构体，在以与所述单色光源相向的方式而配置的面内，形成有周期结构，所述周期结构包含使所述单色光透射的透射部与不使所述单色光透射的非透射部； 第一透镜，夹着所述周期结构体而配置在所述单色光源的相反侧，且将所述周期结构体作为焦点； 掩模，配置在所述第一透镜的后方，且在因所述周期结构而形成的衍射光的焦点位置具有遮光部； 第二透镜，设置在所述掩模的后方；以及 检光器，设置在所述第二透镜的焦点位置。4.根据权利要求3所述的粒子量测定装置，其特征在于，所述周期结构体与所述第一透镜、所述掩模、所述第二透镜、所述检光器被吸光性的筒所包围。
【专利摘要】本发明提供一种装置，无须使用现有装置所使用的光谱仪或阵列型检光器，而能够以低成本对载置于网上的粒子的量进行测定。对形成有周期结构的网(43)照射平行的单色光(L)，通过掩模(56)等，仅阻挡因该周期结构而形成的衍射光(D0、D1、…)的行进。由该网(43)所捕捉(载置)的粒子会使所述平行的单色光(L)朝各个方向散射，因此利用检光器(58)仅选择性地检测该散射光(S)。
【IPC分类】G01N15/06
【公开号】CN105527202
【申请号】CN201510624113
【发明人】畠堀贵秀, 田洼健二
【申请人】株式会社岛津制作所
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年9月25日