微粒子组成分析装置的制作方法

本发明涉及一种微粒子组成分析装置。

背景技术：

大气中的粒子状物质(气雾)对健康的影响越来越受到关注，因而开发了对其成分、浓度等进行分析的装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6040574号说明书

专利文献2：国际公开第2011/114587

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

虽然希望对作为测定对象的气体试料中包含的微粒子的组成和浓度进行测定，但存在由于分析装置的例如捕捉微粒子的捕捉体上吸附的气体试料以外的物质的影响而无法准确测定的问题。特别是由于装置开始运行时测定条件的变更、测定环境的变化等因素，每个测定时刻下该物质的影响量会有变化，从而导致问题产生。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的实施方式1的微粒子组成成分分析装置对气体试料中包含的微粒子的组成进行分析，包括：气体分析器；以及将试料气体和比较气体依次导入气体分析器的控制部，该试料气体是由于对气体试料照射激光而生成的微粒子而产生的。

微粒子组成分析装置可以包括运算部，该运算部对由气体分析器分析后的、试料气体与比较气体各自包含的特定成分的差分量进行运算。

比较气体可以是对经过净化处理的处理空气照射激光而产生的气体。此时，微粒子组成分析装置也可以包括空气生成部，该空气生成部利用过滤器对气体试料进行净化处理来产生处理空气。

控制部依次切换气体试料和处理空气来提供给激光的照射部。此时，控制部可以将对气体试料以脉冲方式照射激光而产生的试料气体、和对处理空气以脉冲方式照射激光而产生的比较气体导入到气体分析器中。或者，控制部可以将对气体试料连续照射激光而产生的试料气体、和对处理空气连续照射激光而产生的比较气体交替重复地导入到气体分析器中。

在将试料气体和比较气体交替重复地导入气体分析器的情况下，控制部可以以预先确定的周期将试料气体和比较气体交替地导入到气体分析器中。或者，控制部可以在基于来自气体分析器的输出结果而调整后的时刻将试料气体和比较气体交替导入到气体分析器中。此时，控制部可以在气体试料和处理空气的切换所对应的期间内中断激光的照射。

比较气体可以不是基于处理空气的气体，而是在不对微粒子照射激光的期间内存在于激光的照射部附近的气体。

控制部也可以将对气体试料照射激光而产生的试料气体、和不照射激光而存在于照射部附近的比较气体交替重复地导入到气体分析器中。此时，控制部可以以预先确定的周期将试料气体和比较气体交替导入到气体分析器中。或者，控制部可以在基于来自气体分析器的输出结果而调整后的时刻将试料气体和比较气体交替导入到气体分析器中。

控制部可以决定将比较气体设为对经过了净化处理后的处理空气照射激光而产生的气体、或是在不对气体试料照射激光的期间存在于激光的照射部附近的气体。

本发明的实施方式2的微粒子组成分析装置除了上述实施方式1的微粒子组成分析装置的各要素以外，或者作为用于实现各要素的具体要素，包括：至少获取气体试料的获取部；用于捕捉从获取部释放出的微粒子的捕捉部；以及对捕捉部照射激光的激光装置。

另外，上述发明的概要并非列举本发明的全部特征。这些特征群的亚组合也能构成发明。

附图说明

图1是对实施方式1的微粒子组成分析装置的结构进行说明的示意图。

图2是用于说明气动透镜(aerodynamic lens)的示意图。

图3是对导入气体的切换进行说明的图。

图4是表示图3所示的导入气体分布所对应的来自气体分析器的输出变化的一个示例的图。

图5是对微粒子组成分析装置的动作的一个示例进行说明的流程图。

图6是对实施方式2的微粒子组成分析装置的结构进行说明的示意图。

图7是对激光的照射时刻进行说明的图。

图8是表示图7所示的激光的照射时刻所对应的来自气体分析器的输出值的时间变化的一个示例的图。

图9是对微粒子组成分析装置的动作的一个示例进行说明的流程图。

图10是对实施方式3的运算部的运算处理进行说明的图。

具体实施方式

以下，利用发明的实施方式来对本发明进行说明，但以下实施方式并不限定权利要求的范围所涉及的发明。此外，实施方式中说明的特征的组合对于本发明的解决手段而言并非全部必须。

图1是对实施方式1的微粒子组成分析装置100的结构进行说明的示意图。微粒子组成分析装置100是用于对气体试料(气雾)中包含的微粒子的组成和浓度进行分析的装置。

微粒子组成分析装置100包括气动透镜10、分离器(skimmer)12、捕捉体14、激光装置16、分析单元18、气体分析器20、以及处理空气供给部22。微粒子组成分析装置100还包括控制部24。

微粒子组成分析装置100包括减压腔26。减压腔26具有第一减压腔26a、第二减压腔26b、以及第三减压腔26c。第一减压腔26a的内部形成第一减压空间。第二减压腔26b的内部形成第二减压空间。第三减压腔26c的内部形成第三减压空间。第一减压腔26a和第二减压腔26b由第一隔壁28隔开。第二减压腔26b和第三减压腔26c由第二隔壁29隔开。因此，减压腔26整体上被一分为三。

第一减压腔26a包含第一排气装置27a。第二减压腔26b包含第二排气装置27b。第三减压腔26c包含第三排气装置27c。第一排气装置27a、第二排气装置27b、以及第三排气装置27c将第一减压空间、第二减压空间、以及第三减压空间减压到互不相同的预定的内压。第一减压空间、第二减压空间、以及第三减压空间内预定的内压例如分别为10^－3Torr、10^－5Torr、以及10^－7Torr。

气动透镜10设置成从第一减压腔26a的一侧面插入第一减压空间。具体而言，气动透镜10设置成导入气体试料等的导入口侧配置在第一减压腔26a外，射出粒子射线10a的射出口10c一侧配置在第一减压腔26a内。气动透镜10连接到选择性导入作为气体试料的试料空气以及后述的处理空气的导入管30。气动透镜10使从导入管30导入的气体中包含的微粒子聚焦，并作为粒子射线10a射出。微粒子组成分析装置100中的气动透镜10起到获取试料空气的获取部的作用。气动透镜10的细节将在下文利用附图阐述。

分离器12设置有将第一减压腔26a与第二减压腔26b隔开的第一隔壁28。分离器12是在顶点设置有连通孔12a的圆锥形状的构造体，并使连通孔12a朝向气动透镜10的射出口10c配置。如上所述，由于第二减压空间的内压设定得比第一减压空间的内压低，因此会产生从第一减压空间经由连通孔12a流向第二减压空间的气流。分离器12在从气动透镜10射出的粒子射线10a通过连通孔12a时，将粒子射线10a中包含的剩余气体的一部分去除。

分析单元18设置成前端部配置在第二减压腔26b内，后端部插入第二隔壁29，该第二隔壁29将第二减压腔26b与第三减压腔26c隔开。分析单元18的前端部设有分离器部18a。分离器18a与分离器12同样，呈顶点设有连通孔18b的圆锥形状。连通孔18b配置在将气动透镜10的射出口10c与分离器12的连通孔12a连接的直线上。分离器部18a进一步将粒子射线10a中包含的剩余气体去除。

此外，分析单元18的后端部也呈锥形，该端部具有微小孔18c。通过如上述那样将分析单元18的两端设为锥形，使得微粒子组成分析装置100能维持第二减压腔26b的第二减压空间与第三减压腔26c的第三减压空间的压力差。因此，会在分析单元18内产生从第二减压腔26b向第三减压腔26c的气流。此外，在分析单元18的中央部附近配置有捕捉体14，分析单元18整体呈曲轴状，使得由捕捉体14产生的气体集中并朝向微小孔18c。

捕捉体14配置在分析单元18内的分离器部18a的后方。捕捉体14设置成捕捉微粒子的面与粒子射线10a的流入方向倾斜相交。捕捉体14起到用于对从气动透镜10射出的微粒子进行捕捉的捕捉部的作用。捕捉体14具有网状结构，从而对入射的粒子射线10a中包含的微粒子进行捕捉。

入射到捕捉体14的粒子射线10a中包含的各个微粒子会以固有的概率与网状结构碰撞。与网状结构碰撞后的微粒子之后会与网状结构反复碰撞多次，且每一次碰撞都会被减速。该微粒子最终会失去速度从而被捕捉体14捕捉。

激光装置16配置在减压腔26的外部。激光装置16起振出激光16a。第二减压腔26b的与外界气氛接触的侧壁设有光学窗32。此外，分析单元18的侧壁设有光学窗33。激光装置16通过光学窗32以及光学窗33向捕捉体14照射激光16a，来对照射部分进行加热。本实施方式中，激光16a的一个例子为二氧化碳(CO₂)激光。

激光装置16利用激光16a使被捕捉体14捕捉到的微粒子气化、升华或反应，从而生成作为脱离成分的气体。这里，“脱离成分”是指从被捕捉体14捕捉的状态脱离而成为可移动状态的成分。在以下说明中，有时将导入试料空气时的作为脱离成分的气体称为试料气体。试料气体的成分具体而言是因微粒子的构成成分发生氧化而产生的CO₂、H₂O、NO₂、以及S O₂等。

气体分析器20配置在第三减压腔26c内。气体分析器20是利用质量分析法对导入的气体的成分进行分析的分析器。质量分析法由于检测下限较低，因此能良好地应用于微粒子浓度较低的试料空气。另外，本实施例中使用利用质量分析法来分析气体成分的分析器，但也可以采用根据作为分析对象的气体试料中微粒子的浓度、种类等，利用其它分析法来分析气体成分的分析器。例如，在作为分析对象的微粒子的浓度较高时，可以采用利用分光分析法的分析器。

气体分析器20具有离子化区域20a。气体分析器20配置成离子化区域20a与形成在分析单元18的后端部的锥形的微小孔18c相对。离子化区域20a将从分析单元18导入的气体离子化并提供给气体分析器20。气体分析器20将导入的气体中各个成分的含有量所对应的强度信号周期性地输出到后述的运算部25。

导入管30在中途分成第一路经30a和第二路径30b。第一路径30a与气动透镜10的导入口10b直接连接，第二路径30b与处理空气供给部22相连。处理空气供给部22从第二路经30b吸入试料空气。处理空气供给部22具有由HEPA过滤器、电除尘器等构成的过滤器，进行从试料空气中去除微粒子的净化处理。另外，以下说明中，有时将由处理空气供给部22实施了净化处理的试料空气称为处理空气。处理空气供给部22将处理空气排出到导入管30的第三路径30c。该一系列处理中，处理空气供给部22起到生成处理空气的空气生成部的作用。第三路径30c在气动透镜10的导入口10b附近与第一路径30a相连。

另外，在具有分支的导入管30中，第一路径30a与气动透镜10的导入口10b直线连接。即，所获取到的试料空气在其流动不受阻碍的情况下到达气动透镜10的导入口10b。另一方面，第二路经30b向与第一路径30a的下游成锐角的方向分支。然而，由于处理空气供给部22在进行净化处理时从第二路经30b吸入试料空气，因此能获取所需量的试料空气。

控制部24对微粒子组成分析装置100的各构成要素的动作、处理进行整体控制。此外，控制部24包含对气体分析器20的输出进行运算的运算部25。具体而言，运算部25利用由控制部24从气体分析器20获取到的特定成分的含有量所对应的强度信号来执行各种运算。作为一个例子，运算部25计算经气体分析器20分析后的试料气体与比较气体各自所包含的特定成分的差分量。本实施方式中，“比较气体”是对由处理空气供给部22进行了净化处理后的处理空气照射激光而生成的气体。

控制部24进行控制，使得因通过向试料空气照射激光而产生的试料空气中包含的微粒子而产生的试料气体与比较气体依次被导入到气体分析器中。具体而言，控制部24通过对处理空气供给部22进行控制来依次切换试料空气和处理空气来提供给处于激光16a的照射位置的捕捉体14。并且，利用激光16a照射捕捉体14，从而在提供试料空气时产生试料气体，在提供处理空气时产生比较气体，并交替重复地导入到气体分析器20中。此时，控制部24使激光装置16连续照射出激光16a。

这里，对控制部24切换试料空气和处理空气的方法进行说明。处理空气供给部22从第二路经30b吸入试料空气，从而能以比由气动透镜10的导入口10b的直径所决定的临界流量要多的流量将处理空气排出到第三路径30c。这里，导入口10b的直径为φ0.1mm时，临界流量约为100CCM。控制部24能在对处理空气供给部22进行控制从而以该临界流量以上的流量排出处理空气后，仅将处理空气提供给气动透镜10，而不会使未经过净化处理的试料空气到达导入口10b。

另外，试料空气和处理空气的切换方法不限于利用处理空气的流量增减的方法。例如，也可以在试料空气的流路与处理空气的流路的交叉点上配置三通阀，并由控制部24进行切换控制。上述所使用的三通阀优选为试料空气内的微粒子不会在阀内部被吸附的结构。三通阀可以采用电磁阀、球阀等。

另外，气体分析器20在导入由超过下限量的微粒子产生的气体时，能对该微粒子进行分析。单位时间内被捕捉体14捕捉到的微粒子的数量与单位时间内流入捕捉体14的微粒子的数量成正比。因此，一定时间内被捕捉体14捕捉到的微粒子的数量会根据粒子射线10a的流速以及粒子射线10a所包含的微粒子的密度而变化。在粒子射线10a的流速为一定的情况下，作为分析对象的试料空气的微粒子的含有浓度越高，则单位时间内被捕捉体14捕捉到的微粒子的数量越多。

在粒子射线10a的流速为一定的情况下，到捕捉体14捕捉到能进行微粒子分析的下限量为止的时间与试料空气中包含的微粒子的浓度大致成反比。因此，所导入的试料空气中包含的微粒子的浓度越高，则捕捉到超过分析下限量的微粒子的时间越短。即，所导入的试料空气中包含的微粒子的浓度越高，则气体分析器20能以越短的周期执行分析处理。

图2是用于说明气动透镜10的示意图。气动透镜10具有圆筒状的外观结构、即筐体10i。筐体10i的一端侧面设有从外部导入试料空气等的导入口10b。此外，筐体10i的另一端侧面上设有射出粒子射线10a的射出口10c。气动透镜10在筐体10i内具有节流孔10d、10e、10f、10g、10h。节流孔10d～10h为中心具有贯通孔的圆环形状的板材。如图2所示，节流孔10d～10h各自的贯通孔的直径构成为从节流孔10d向着节流孔10h依次变小。

如利用图1说明的那样，导入口10b和射出口10c分别设置在第一减压腔26a的外侧和内侧。因此，导入口10b与射出口10c上的压力差使得试料空气从导入口10b流向射出口10c。在通过气动透镜10时，试料空气的介质即空气一边扩散一边移动。因此，作为气体的空气的移动受到各节流孔的阻碍。

另一方面，由固体或液体构成的微粒子的直线传播性较高。因此，微粒子在通过第一个节流孔10d后，第二个之后的节流孔10e开始到节流孔10h，移动不会受到太大妨碍。此外，如上所述，由于贯通孔的直径从节流孔10d向节流孔10h逐渐变小，因此流路在从导入口10b向射出口10c的方向上被限制。因此，从导入口10b导入的试料空气中包含的微粒子排列成射束状从射出口10c射出。

图3是对控制部24进行的导入气体的切换进行说明的图。图3中，横轴表示时间。纵轴表示各时间内的目标空气导入量。带有网格线的部分表示处理空气，空心部分表示试料空气。如图所示，作为目标值的导入气体分布呈脉冲状地交替切换为处理空气和试料空气。此时，在处理空气与试料空气的切换时间段内设置作为空白时间的死区时间。另外，各个带网格线的部分的面积表示处理空气的目标导入量，各空心部分的面积表示试料空气的目标导入量。

在图3所示的示例中，控制部24进行控制，从而以预先决定的周期将处理空气和试料空气交替导入到气动透镜10。在图示例中，时间段A、时间段B、以及两个死区时间的总时间为一个周期。由此导入的处理空气和试料空气在捕捉体14的表面附近被气化，从而作为比较气体和试料气体交替导入到气体分析器20中。此外，控制部24在与死区时间所对应的时间段内不获取来自气体分析器20的输出信号。此时，控制部24也可以在与死区时间相对应的时间段内使激光16a的照射中断。

图4是表示图3所示的导入气体分布所对应的来自气体分析器20的输出变化的一个示例的图。更具体而言，示出了导入到气体分析器20的气体成分中的、作为观察对象的特定成分的信号强度的时间变化。图4中，纵轴表示信号强度，横轴表示时间。

图4中，带网格线的部分表示死区时间。时间段A表示导入处理空气的时间段内信号强度的时间变化。时间段B表示导入试料空气的时间段内信号强度的时间变化。

如利用图1说明的那样，处理空气是通过利用处理空气供给部22进行净化处理从而从试料空气中去除微粒子而得到的。因此，在时间段A内，从气体分析器20输出的信号强度应当表示为零。然而，有时会因例如捕捉微粒子的捕捉体14上吸附的气体试料以外的物质的影响等导致有限强度的截距分量作为噪音分量出现。图4示出时间段A内的该截距分量。此外，截距分量也包含在时间段B内的信号强度中。因此，导入试料空气的时间段B内的信号强度与导入处理空气的时间段A内的信号强度的差分是因试料空气所包含的微粒子的特定成分而产生的信号强度。通过在运算部25中对该信号强度的差分进行定量计算，从而能测定所导入的试料空气所包含的微粒子浓度。

图5是对微粒子组成分析装置100的动作的一个示例进行说明的流程图。本流程在微粒子组成分析装置100接收到来自用户的开始分析试料空气的指示时开始。

控制部24使激光装置16开始照射激光16a(步骤S101)。接着，控制部24根据导入气体分布将处理空气导入到气动透镜10(步骤S102)。

接着，控制部24从气体分析器20获取比较气体中特定成分的强度信号(步骤S103)。具体而言，控制部24以气体分析器20的采样周期获取强度值，在连续数个点的强度值变化收敛在预先确定的变动范围内时判定为输出稳定。然后，将该时刻的强度值定为该时间段的比较气体的代表强度值。当然，也可以在稳定之后将数个点的强度值平均化来决定代表强度值。另外，以下说明中有时将与比较气体相对应的代表强度值称为截距强度。

接着，控制部24根据导入气体分布将试料空气导入到气动透镜10(步骤S104)。具体而言，控制部24使来自处理空气供给部22的处理空气的供给停止。

接着，控制部24从气体分析器20获取试料气体中特定成分的强度信号(步骤S105)。具体而言，控制部24和对处理空气的处理同样地以气体分析器20的采样周期获取强度值，在连续数个点的强度值变化收敛在预先确定的变动范围内时判定为输出稳定。然后，将该时刻的强度值定为该时间段的试料气体的代表强度值。当然，也可以在稳定之后将数个点的强度值平均化来决定代表强度值。另外，以下说明中有时将与试料气体相对应的代表强度值称为试料强度。

接着，控制部24的运算部25对试料强度与截距强度的差分量进行运算(步骤S106)。具体而言，运算部25将试料强度与截距强度相减来确定差分量。运算部25根据所确定的差分量、气体分析器20的采样周期、试料空气的单位时间的导入量等来计算观察对象的微粒子浓度。然后，控制部24将运算结果显示在显示部中以呈现给用户，或存储在记录部中以作为记录保留。当然，也可以通过接口将运算结果发送给外部设备。

接着，控制部24判断用户是否发出了结束指示(步骤S107)。在判断为用户未发出结束指示的情况下，控制部24返回到步骤S102，并继续测定控制。另一方面，在判断用户发出了结束指示的情况下，控制部24使激光装置16停止照射激光16a(步骤S108)，结束一系列流程。

如上所述，本实施方式中，控制部24进行试料空气与处理空气的切换控制，从而以预先决定的周期将试料气体与比较气体交替导入到气体分析器。然而，控制部24也可以不以固定周期，而是通过反馈控制来调整切换试料气体和比较气体的时刻。具体而言，控制部24在气体分析器20的输出稳定从而能决定试料强度和截距强度后，立即将导入空气动力透镜10的对象从试料空气切换为处理空气，或从处理空气切换为试料空气。若能进行这种反馈控制，则能增加单位时间的分析次数。

图6是对实施方式2的微粒子组成分析装置200的结构进行说明的示意图。微粒子组成分析装置200除了将实施方式1的微粒子组成分析装置100中的处理空气供给部22去除以外，具有与微粒子组成分析装置100相同的结构。微粒子组成分析装置200由于不具备处理空气供给部22，因此导入管30以单一路径直接连接到气动透镜10的导入口10b。另外，在以下说明中，对相同的要素标注相同的参照编号并省略重复的说明。

本实施方式中，控制部24对激光装置16的激光16a的起振时刻进行控制。换言之，控制部24对开始照射激光16a和停止照射激光16a的时刻进行控制。并且，本实施方式的微粒子组成分析装置200将试料空气未受到激光16a照射的期间内激光16a的照射部、即捕捉体14的附近存在的气体作为比较气体，来分析试料空气所包含的微粒子。微粒子组成分析装置200适于在减弱激光装置16的起振输出时被捕捉体14捕捉到的微粒子会停止气化的难挥发性化合物(例如硫酸铵等)的微粒子分析。

图7是对由控制部24进行控制的激光16a的照射时刻进行说明的图。图7中，横轴表示时间，纵轴表示各时间内激光16a的目标照射强度。如图所示，作为目标值的照射分布呈脉冲状地交替切换激光16a的照射强度。激光16a具有照射强度的时间段表示试料空气受到加热的时间，照射强度为0的时间段表示未受到加热的时间。在图示例中，作为加热时间的时间段A和作为非加热时间的时间段B的总时间为一个周期。控制部24通过如上述那样控制激光16a的照射开始和照射停止的时刻，来使比较气体和试料气体交替导入气体分析器20。

图8是表示图7所示的照射分布所对应的来自气体分析器20的输出变化的一个示例的图。更具体而言，与图4同样，示出了导入到气体分析器20的气体成分中的、作为观察对象的特定成分的信号强度的时间变化。图8中，纵轴表示信号强度，横轴表示时间。另外，省略与利用图4说明的内容重复的记载。

时间段A表示照射激光16a的时间段内信号强度的时间变化。时间段B表示未照射激光16a的时间段内信号强度的时间变化。

若分析对象的微粒子是难挥发性，则在时间段B内，从气体分析器20输出的信号强度应当表示零。然而，有时会因为例如随时间变化的噪音成分的影响等使得有效强度的截距分量会以噪音成分的形式出现。图8示出时间段B内的该截距分量。此外，截距分量也包含在时间段A内的信号强度中。因此，照射激光16a的时间段A内的信号强度和未照射激光16a的时间段B内的信号强度的差分是因试料空气所包含的微粒子的特定成分而产生的信号强度。通过在运算部25中对该信号强度的差分进行定量计算，从而能测定所导入的试料空气所包含的微粒子浓度。

图9是对微粒子组成分析装置200的动作的一个示例进行说明的流程图。另外，在图7和图8中，作为控制部24进行的控制的一个例子，示出以预先决定的周期照射激光16a的例子。图9中，作为控制部24进行的其它控制的一个例子，对在基于来自气体分析器20的输出结果而调整的时刻照射激光16a的例子进行说明。与利用图5说明的流程同样，本流程在微粒子组成分析装置100接收到来自用户的开始分析试料空气的指示时开始。

控制部24导入试料空气(步骤S201)。控制部24例如控制设置在导入管30中的阀，从而在维持单位时间的流量的方式将试料空气导入气动透镜10。接着，控制部24使激光装置16开始激光16a的照射(步骤S202)。

接着，控制部24从气体分析器20获取试料气体中特定成分的强度信号(步骤S203)。具体而言，控制部24以气体分析器20的采样周期获取强度值，在连续数个点的强度值变化收敛在预先确定的变动范围内时判定为输出稳定。然后，将该时刻的强度值决定为作为该时间段的试料气体的代表强度值的试料强度。当然，也可以在稳定之后将数个点的强度值平均化来决定试料强度值。

一旦决定了试料强度值，控制部24停止激光16a的照射(步骤S204)。接着，控制部24从气体分析器20获取比较气体的强度信号(步骤S205)。具体而言，控制部24以气体分析器20的采样周期获取强度值，在连续数个点的强度值变化收敛在预先确定的变动范围内时判定为输出稳定。然后，将该时刻的强度值决定为作为该时间段的比较气体的代表强度值的截距强度。当然，也可以在稳定之后将数个点的强度值平均化来决定截距强度值。

接着，控制部24的运算部25对试料强度与截距强度的差分量进行运算(步骤S206)。具体而言，运算部25将试料强度与截距强度相减来确定差分量。运算部25根据所确定的差分量、气体分析器20的采样周期、试料空气的单位时间的导入量等来计算观察对象的微粒子浓度。然后，控制部24将运算结果显示在显示部中以呈现给用户，或存储在记录部中以作为记录保留。当然，也可以通过接口将运算结果发送给外部设备。

接着，控制部24判断用户是否发出了结束指示(步骤S207)。在判断为用户未发出结束指示的情况下，控制部24返回到步骤S202，并继续测定控制。另一方面，在判断为用户发出了结束指示的情况下，结束一系列流程。

以上说明的实施方式1适于如下目的：例如消除捕捉微粒子的捕捉体14上吸附的气体试料以外的物质的影响，实施方式2适于如下目的：例如消除随时间变化的噪音成分的影响。此外，若分析对象的微粒子是挥发性物质，则优选实施方式1，若为难挥发性物质，则实施方式1和实施方式2都适合。无论是实施方式1还是实施方式2，都将交替重复地将试料气体和比较气体导入气体分析器20作为一个特征，对于气体分析器20所输出的强度值不进行积分而直接计算差分量，从而实现了组成分析的高速化。

例如，在对大规模工厂等排出的废气中的微粒子进行分析的情况下，其浓度与该微粒子在大气中的浓度相比较高，因此无需积累该微粒子来进行测定。另一方面，在要将分析结果反映到工厂控制的情况下，则需要更高速的分析周期。因此，实施方式1以及实施方式2的微粒子组成分析装置适合应用到这种系统。

另一方面，例如在对居住环境中的大气所包含的有害物质进行测定的情况下，测定对象的微粒子浓度大体较低，因而需要积累该微粒子来进行测定。该情况下，分析周期大多不需要太快。为此，对能良好地适用于这种条件的实施方式3进行说明。

实施方式3的装置结构与实施方式1的微粒子组成分析装置100相同。控制和运算方法与实施方式1不同。具体而言，根据作为分析对象的微粒子的浓度将图3所说明的试料空气用的时间段B设定为长时间，从而在捕捉体14中积累到能对该微粒子进行分析的程度。与此相应，将处理空气用的时间段A也设定为长时间。控制部24对所积累的微粒子以脉冲方式照射激光16a来生成试料气体，并导入到气体分析器20。脉冲照射可以是一次照射，也可以是多次照射。同样，从处理空气中产生比较气体，并导入到气体分析器20。气体分析器20执行由图10示意性示出的运算。

图10是对实施方式3的运算部25的运算处理进行说明的图。图10(a)到图10(c)中，横轴表示时间，纵轴表示从气体分析器20输出的信号强度。

图10(a)表示试料气体所对应的气体分析器20的信号强度的时间变化。可知，导入后，信号强度立即急剧增高，之后逐渐减小。图10(b)表示比较气体所对应的气体分析器20的信号强度的时间变化。可知，导入后，信号强度立刻稍许增加，并在短时间内平缓降低。图10(c)是将图10(a)所示的信号强度的时间变化与图10(b)所示的信号强度的时间变化相减后的曲线图。图10(c)所示的时间变化可以认为是因试料空气所包含的微粒子的特定成分而产生的信号强度的变化。若对该曲线进行积分，则能计算出所获取的试料空气中的对象微粒子量。

以上对实施方式1到实施方式3进行了说明，实施方式2的微粒子组成分析装置200实质上涵盖在实施方式1和实施方式3的微粒子组成分析装置100的装置结构中。因此，能直接利用微粒子组成分析装置100的结构来执行实施方式2中说明的控制。即，只要是微粒子组成分析装置100的结构，则能根据作为分析对象的微粒子来选择性地切换为某一种控制。具体而言，控制部24决定将比较气体设为对经过净化处理的处理空气照射激光16a而产生的气体，或者在不对微粒子照射激光16a的期间存在于激光16a的照射部分附近的气体即可。

以上利用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。对本领域技术人员而言，显然能对上述实施方式施加多种变更或改进。由权利要求书的记载可以明确，施加了这种变更或改进的方式也包含在本发明的技术范围内。

请注意，对于权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序、以及方法中的动作、工序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特意明示为“之前”、“在…之前”等，或者在后续的处理中使用之前处理的输出，则能以任一的顺序实现。关于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，为便于说明而使用了“首先”、“接着”等，但并不意味着必须以该顺序来实施。

标号说明

10 气动透镜

10a 粒子射线

10b 导入口

10c 出射口

12 分离器

12a 连通孔

14 捕捉体

16 激光装置

16a 激光

18 分析单元

18a 分离器部

18b 连通孔

18c 微小孔

20 气体分析器

20a 离子化区域

22 处理空气供给部

24 控制部

25 运算部

26 减压腔

26a 第一减压腔

26b 第二减压腔

26c 第三减压腔

27a 第一排气装置

27b 第二排气装置

27c 第三排气装置

28 第一隔壁

29 第二隔壁

30 导入管

30a 第一路径

30b 第二路径

30c 第三路径

32 光学窗

33 光学窗

100 微粒子组成分析装置

200 微粒子组成分析装置