专利名称：颗粒数计数装置和饱和部的制作方法
技术领域：
本发明涉及颗粒数计数装置和饱和部，使动作液以作为测量对象的试样颗粒为核凝结并大粒径化后，利用激光光学系统、信号处理系统等对颗粒数进行计数。
背景技术：
如专利文献I所示，在这种颗粒数计数装置中，朝向使动作液(以乙醇、异丙醇、丁醇为代表的醇类)成为饱和蒸汽并扩散的流道中通入包含试样颗粒的测量对象气体，然后，通过对它们进行冷却，使动作液以试样颗粒为核凝结并生成动作液滴，再通过对所述动作液滴计数，来对试样颗粒的数量进行计数，从而测量试样颗粒的浓度。以往，由于所述流道充满动作液的饱和蒸汽，所以例如图9所示，在圆筒状的箱体中嵌入上下贯穿有所述流道的多孔构件(多孔性构件)，通过使所述多孔构件的下端部浸入动作液，动作液渗润多孔构件整体，其结果，贯穿所述多孔构件的所述流道成为动作液蒸汽饱和状态。专利文献1:日本专利公开公报特开2010-164566号但是，在上述结构中，当入口压力变化时，因未知的内在性原因，有时在未导入试样颗粒的状态下也对颗粒进行计数，从而产生测量误差。本发明人经过认真研究，其结果发现，多孔构件的外侧周面与箱体的内侧周面之间产生毛细管现象这样的现象，此时，动作液按照图9的箭头所示的路线到达多孔构件的上表面，并以液体状态原状漏出到流道成为液滴被计数。通常，多孔构件为多孔性并被动作液浸润，所以非常难以想到其外侧周面与箱体的内侧周面之间产生毛细管现象这样的作用。
发明内容
基于上述发现，本发明主要目的在于提供一种颗粒数计数装置和饱和部，即使入口压力变动，也能尽可能降低所述颗粒数计数装置的测量精度，特别是降低偏离误差。S卩，本发明的颗粒数计数装置包括:饱和部，具有使动作液成为蒸汽并扩散的流道，并使测量对象气体中包含的试样颗粒流过所述流道；冷凝部，从所述流道导入试样颗粒和动作液蒸汽，并且使动作液以所述试样颗粒为核凝结并生成动作液滴；以及计数部，对所述动作液滴进行计数，所述颗粒数计数装置的特征在于，所述饱和部包括:多孔构件，使所述流道以下侧为入口、上侧为出口的方式贯穿，并且规定部位上被供给动作液后整体浸润有所述动作液；以及箱体，具有收容所述多孔构件的收容空间，至少在比被供给动作液的所述规定部位靠向上侧的、所述多孔构件的外侧周面与所述箱体收容空间的内侧周面之间，设有间隙。根据本发明的颗粒数计数装置，所述间隙防止了动作液在箱体的内侧周面和多孔构件的外侧周面之间因毛细管现象的作用而上升。因此，即使在入口压力变动时，也可以防止动作液从以往那样的路线上升后作为液体原状漏出至流道并成为飞沫、从而产生计数误差的现象，与以往的装置相比提高了测量精度。更优选所述间隙无间断地环绕。当装置的气体导入口降低、导入动作液的动作液导入口的相对压力因某种原因上升，且大于导入所述测量对象气体的气体导入口的压力时，容易发生上述的动作液泄漏现象，如果设置将所述动作液导入口与测量气体导入口连接从而使各导入口的压力相等的连接配管，则能够降低因上述原因引起的现有装置那样的动作液泄漏现象。此外，根据所述发明，即使动作液导入口的压力过渡性上升，由于所述间隙的空间发挥压力缓冲的作用，所以也可以进一步可靠地防止动作液泄漏现象的发生。如果在所述多孔构件的内部配置非多孔构件，则由于利用所述非多孔构件减小了多孔构件的体积，所以能够防止多孔构件过多吸收动作液，也能减少因所述多孔构件内的气泡的膨胀导致的动作液泄漏。此外，本发明的饱和部应用于颗粒数计数装置，所述颗粒数计数装置包括:所述饱和部，具有使动作液成为蒸汽并扩散的流道，并使测量对象气体中包含的试样颗粒流过所述流道；冷凝部，从所述流道导入试样颗粒和动作液蒸汽，并且使动作液以所述试样颗粒为核凝结并生成动作液滴；以及计数部，对所述动作液滴进行计数，所述饱和部的特征在于包括:多孔构件，使所述流道以下侧为入口、上侧为出口的方式贯穿，并且规定部位上被供给动作液后整体浸润有所述动作液；以及箱体，具有收容所述多孔构件的收容空间，至少在比被供给动作液的所述规定部位靠向上侧的、所述多孔构件的外侧周面与所述箱体收容空间的内侧周面之间，设有间隙。这样，按照本发明，由于所述间隙能够防止动作液在箱体的内侧周面与多孔构件的外侧周面之间因毛细管现象的作用而上升，所以能防止动作液上升后作为液体原状漏出至流道而产生计数误差的现象，可以提高测量精度。
图1是表示本发明一个实施方式的颗粒数计数装置的内部结构的示意性断面图。图2是同一实施方式的多孔构件的立体图。图3是表示本发明另一实施方式的饱和部的示意性断面图。图4是表示本发明又一实施方式的饱和部的示意性断面图。图5是表示本发明又一实施方式的饱和部的示意性断面图。图6是表示本发明又一实施方式的饱和部的示意性断面图。图7是表示本发明又一实施方式的饱和部的示意性断面图。图8是表示本发明又一实施方式的多孔构件的示意性断面图。图9是表示以往的颗粒数计数装置的内部结构的示意性断面图。附图标记说明100 颗粒数计数装置2 饱和部21 箱体21b 箱体收容空间的内侧周面22 多孔构件
22a多孔构件的外侧周面23流道23a入口23b出口24非多孔构件3冷凝部4计数部5连接配管S间隙
具体实施例方式以下，参照
本实施方式的颗粒数计数装置100。所述颗粒数计数装置100为了对测量对象气体(例如大气和排出气体)所含的微粒的浓度进行测量，对所述微粒的数量进行计数，如图1所示，所述颗粒数计数装置100包括:导入部1，导入包含所述微粒的测量对象气体；饱和部2，将所述测量对象气体与以乙醇、丁醇为代表的醇类、水等动作液的饱和蒸汽混合；冷凝部3，将所述混合气体冷却，使动作液凝结在微粒的周围，形成以该微粒为核的动作`液滴；以及计数部4，对所述动作液滴进行计数。以下说明各部分。导入部I例如为块状，内部形成有气体通道11，所述气体通道11的一端作为气体导入口 Ila开口于导入部I的侧面，另一端作为气体导出口 Ilb开口于导入部I的上表面。饱和部2为设置在所述导入部I上方的柱状构件，包括上下延伸的筒状的箱体21以及收容于所述箱体21的内部收容空间的多孔性的多孔构件22。所述多孔构件22形成有上下贯穿的流道23，开口于所述流道23下端的入口 23a与所述气体通道11的气体导出口Ilb连接。此外，箱体21的下端部设有向侧方开口的动作液导入口 21a。所述动作液导入口 21a与未图示的动作液罐连接，从该动作液导入口 21a导入的动作液供给到所述多孔构件22的下端部，并从此处利用毛细管现象浸润多孔构件22整体。更具体而言，多孔构件22的下端设定成比动作液导入口 21a的上端位于下方，动作液的液面始终处于比所述多孔构件22的下端靠向上方的高度，该多孔构件22的下端部始终处于浸在动作液中的状态。此外，所述箱体21设有未图示的调温器且其内部保持规定的第一温度，在所述流道23中，成为气体的动作液(以下也称为动作液蒸汽)以饱和状态扩散。冷凝部3为设置在所述饱和部2上方的柱状构件，也作为收容所述多孔构件22的箱体发挥作用。冷凝部3内部设有与所述流道23的上端出口 23b连接的凝结管31，所述凝结管31被设定为低于所述饱和部2内部温度的第二温度。因此，从所述流道23流入的动作液蒸汽在所述凝结管31中以同样流入的微粒为核凝结、液化，如前所述，微粒增大后形成更大粒径的动作液滴。所述动作液滴从该凝结管31的前端形成的喷嘴32依次不重叠地吹出。计数部4具有出射例如激光和LED等的光的光射出部41以及接收所述光的光传感器等光接收部42，并设置为从喷嘴32吹出的动作液滴通过光射出部41和光接收部42之间的光轴。由于每当动作液滴通过所述光轴时光发生散射,光接收部42的光强度会发生变化，所以通过由未图示的信息处理部对所述光强度的变化进行计数，来对动作液滴进行计数。而且在本实施方式中，至少在比所述多孔构件22被供给动作液的规定部位即多孔构件22上的动作液的液面靠向上侧的、该多孔构件22的外侧周面22a与所述箱体收容空间的内侧周面21b之间，设有环绕的间隙S。进一步具体说明，如图1、图2所示，在本实施方式中，多孔构件22设为上半部小直径、下半部大直径，将所述下半部嵌入箱体I的收容空间，并且所述上半部的外侧周面22a与箱体收容空间的内侧周面21b之间形成有不会发生毛细管现象的宽度的所述间隙S。此外，在本实施方式中，多孔构件22的中心轴部分设有贯穿孔，该贯穿孔中无晃动地嵌入具有规定性质的柱状的非多孔构件24，所述非多孔构件24的内部不吸收动作液。所述非多孔构件24为具有规定刚性的例如树脂制品，由未图示的螺钉等固定在所述导入部I的上表面。另外，此处为了使所述气体导入口 Ila与动作液导入口 21a的压力相等,在两者之间连接有连接配管5。根据所述结构，如图1的箭头所示，所述间隙S防止了动作液在箱体21的内侧周面21b和多孔构件22的外侧周面22a之间因毛细管现象的作用而上升。因此，能够防止像以往那样动作液从某个未知路线上升后作为液体原状漏出到流道23中并成为飞沫而产生计数误差的现象，可以提高测量精度。此外，当动作液导入口 21a的压力因某种原因上升，并大于气体导入口 Ila的压力时，有可能容易发生上述的动作液泄漏现象，但是在本实施方式中，动作液导入口 21a与气体导入口 Ila连接而基本不会产生压力差，而且即使动作液导入口 21a的压力过渡性上升，按照所述装置，由于所述间隙S的空间发挥压力缓冲的作用，所以能进一步可靠地防止动作液泄漏现象的发生。而且，由于利用非多孔构件24减小了多孔构件22的体积，所以可以防止多孔构件22过多吸收动作液，也能减少因所述多孔构件22内的气泡的膨胀而发生的动作液泄漏。此夕卜，所述非多孔构件24将多孔构件22可靠地定位，还发挥了适当保持多孔构件22的外侧周面22a与箱体21的内侧周面21b之间的间隙的作用。另外，本发明不限于上述实施方式。如图3所示，例如间隙S可以设置在多孔构件22的下半部，如图4所示，也可以从多孔构件22的上端至下端设置间隙S。此外如图5所示，可以设置多层所述间隙S。如图6所示，可以不在多孔构件一侧、而是在箱体21的内侧周面21b上设置环绕的槽来形成间隙S。另外如图7所示，还可以在多孔构件22的上表面的比流道23靠向外周侧环绕形成间隙
S。优选所述间隙S设置为环绕不间断的状态，即箱体21的内侧周面与多孔构件22的外侧周面的紧密接触面，在从多孔构件22的动作液浸溃面至流道出口 23b为止产生间断。但是，即使间隙S局部间断也可以得到一定的效果。例如图8所示，以间隙S的间断部分彼此偏置的方式设置多层间隙S。也就是说，只要能够使动作液沿从所述紧密接触面的动作液浸溃部位至流道出口 23b为止上升的距离变长，或者使所述紧密接触面的面积变小，则在需要部位设置间隙S即可。此外，如上述图3 图8所示，不一定需要非多孔构件和连接配管，即使没有上述构件，与以往装置相比也能够大幅提高测量精度。在圆筒形的多孔构件22的情况下(参照图4),优选形成0.5mm至2.0mm左右、最好是Imm左右的间隙S。此外，在由上半部和下半部构成且上半部为小直径、下半部为大直径形状的多孔构件22 (参照图2)中，可以将用于防止毛细管现象的间隙S扩大到例如6.0mm左右。当多孔构件22的径向的厚度过薄时，考虑到难以保证嵌入保持在箱体21的收容空间中的嵌合部(下端部分)的强度、会发生动作液泄漏现象，如果调整成下半部为大直径等且仅仅减小上半部的直径的状态，与单纯的圆筒形的情况相比，不仅确保了嵌合部(下端部分)的强度，而且还能够扩大间隙S，从而能可靠地防止毛细管现象的发生。另外，此处2.0mm和6.0mm的间隙S的值，是考虑了嵌入保持部分的强度、多孔构件22的径向厚度、能含浸动作液的量等因素的值，如果可以通过改造多孔构件22的形状和结构等来确保，则可以按照本发明的发明思想进一步扩大间隙S。此外，本发明不限于所述实施方式，可以适当组合前述实施方式和变形实施方式的一部分，另外，可以在不脱离本发明思想的范围内进行各种变形。
权利要求
1.一种颗粒数计数装置，包括:饱和部，具有使动作液成为蒸汽并扩散的流道，并使测量对象气体中包含的试样颗粒流过所述流道；冷凝部，从所述流道导入试样颗粒和动作液蒸汽，并且使动作液以所述试样颗粒为核凝结并生成动作液滴；以及计数部，对所述动作液滴进行计数，所述颗粒数计数装置的特征在于， 所述饱和部包括:多孔构件，使所述流道以下侧为入口、上侧为出口的方式贯穿，并且规定部位上被供给动作液后整体浸润有所述动作液；以及箱体，具有收容所述多孔构件的收容空间， 至少在比被供给动作液的所述规定部位靠向上侧的、所述多孔构件的外侧周面与所述箱体收容空间的内侧周面之间,设有间隙。
2.根据权利要求1所述的颗粒数计数装置，其特征在于，所述间隙无间断地环绕。
3.根据权利要求1所述的颗粒数计数装置，其特征在于，还包括连接配管，所述连接配管连接导入所述动作液的动作液导入口以及导入所述测量对象气体的测量气体导入口，使所述动作液导入口和所述测量气体导入口的压力相等。
4.根据权利要求1所述的颗粒数计数装置，其特征在于，在所述多孔构件的内部配置有非多孔构件。
5.一种饱和部，应用于颗粒数计数装置，所述颗粒数计数装置包括:所述饱和部，具有使动作液成为蒸汽并扩散的流道，并使测量对象气体中包含的试样颗粒流过所述流道；冷凝部，从所述流道导入试样颗粒和动作液蒸汽，并且使动作液以所述试样颗粒为核凝结并生成动作液滴；以及计数部，对所述动作液滴进行计数，所述饱和部的特征在于包括: 多孔构件，使所述流道以下侧为入口、上侧为出口的方式贯穿，并且规定部位上被供给动作液后整体浸润有所述动作液；以及 箱体，具有收容所述多孔构件的收容空间， 至少在比被供给动作液的所述规定部位靠向上侧的、所述多孔构件的外侧周面与所述箱体收容空间的内侧周面之间,设有间隙。
全文摘要
本发明提供颗粒数计数装置和饱和部，所述颗粒数计数装置(100)使动作液以试样颗粒为核凝结而生成动作液滴，并对所述动作液滴进行计数，能提高偏差精度。所述颗粒数计数装置包括多孔构件(22)，贯穿有下侧为口(23a)、上侧为出口(23b)的流道(23)，并且规定部位上被供给动作液后整体浸润该动作液；以及箱体(21)，具有收容该多孔构件(22)的收容空间，至少在比被供给动作液的所述规定部位靠向上侧的、所述多孔构件(22)的外侧周面(22a)与所述箱体(21)收容空间的内侧周面(21b)之间设有间隙(S)。
文档编号G01N15/10GK103175767SQ201210564468
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月21日 优先权日2011年12月22日
发明者篠原政良, 花田和郎, 大槻喜则, 近藤谦次, 史蒂夫·克里根 申请人:株式会社堀场制作所