JPH0355779B2 - - Google Patents
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- JPH0355779B2 JPH0355779B2 JP60184567A JP18456785A JPH0355779B2 JP H0355779 B2 JPH0355779 B2 JP H0355779B2 JP 60184567 A JP60184567 A JP 60184567A JP 18456785 A JP18456785 A JP 18456785A JP H0355779 B2 JPH0355779 B2 JP H0355779B2
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- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 14
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明はガスタービン、デイーゼルエンジ
ン、ボイラ等の燃焼室に液体燃料を供給する噴射
弁から噴霧粒子、あるいは噴霧乾燥法による粉体
製造過程における固体粒子の代表粒径を計測する
装置に関するものである。
ン、ボイラ等の燃焼室に液体燃料を供給する噴射
弁から噴霧粒子、あるいは噴霧乾燥法による粉体
製造過程における固体粒子の代表粒径を計測する
装置に関するものである。
［従来技術］
従来この種の装置においては、テレビカメラに
より噴霧された粒子を撮影し、画像処理を行つて
代表粒径を計測する装置や、１個づつの粒子から
の散乱光の特徴からその粒径を求め、代表粒径を
計測する装置があるが、これらはいずれも画像処
理による統計上のサンプリングを必要とし、その
統計上十分なサンプルを得るためには時間がかか
ると共に、たとえばデイーゼルエンジン用の燃料
噴射弁からの噴霧のようにきわめて短時間に終了
する場合や、過渡的な変化を伴う噴霧の計測は不
可能である。更に、個々の粒子ではなく、粒子群
の光回折現像を利用し、代表粒径を計測する装置
があるが、この装置を利用するにはあらかじめ計
算された多数の回折パターンを形成してフアイル
しておき、これら回折パターンのフアイル中から
測定パターンに最も近いものを探し出してパター
ン合せをする必要があるので、その作業及び解析
に多くの時間を要すると共に、回折パターンの検
出部及び解析部の構成が複雑で大型化し、高価と
なる問題点がある。
より噴霧された粒子を撮影し、画像処理を行つて
代表粒径を計測する装置や、１個づつの粒子から
の散乱光の特徴からその粒径を求め、代表粒径を
計測する装置があるが、これらはいずれも画像処
理による統計上のサンプリングを必要とし、その
統計上十分なサンプルを得るためには時間がかか
ると共に、たとえばデイーゼルエンジン用の燃料
噴射弁からの噴霧のようにきわめて短時間に終了
する場合や、過渡的な変化を伴う噴霧の計測は不
可能である。更に、個々の粒子ではなく、粒子群
の光回折現像を利用し、代表粒径を計測する装置
があるが、この装置を利用するにはあらかじめ計
算された多数の回折パターンを形成してフアイル
しておき、これら回折パターンのフアイル中から
測定パターンに最も近いものを探し出してパター
ン合せをする必要があるので、その作業及び解析
に多くの時間を要すると共に、回折パターンの検
出部及び解析部の構成が複雑で大型化し、高価と
なる問題点がある。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は前記した従来例における粒径の計測の
ために多くの時間を要するという問題点を解消す
ると共に、過渡的変化を伴う噴霧粒子の計測不可
の問題点及び装置の複雑で且つ大型化の問題点を
解決しようとするものである。
ために多くの時間を要するという問題点を解消す
ると共に、過渡的変化を伴う噴霧粒子の計測不可
の問題点及び装置の複雑で且つ大型化の問題点を
解決しようとするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は前記問題点を解決する具体的手段とし
て、レーザ発振器と、レーザビームで照射した噴
霧粒子群から前方に散乱される光を集光する光学
レンズと、該光学レンズの焦点位置に配して２個
の同心円形状の光電素子と、それらの光電素子か
らの電流信号をそれぞれ増幅する対数増幅器と、
それら各増幅器からの出力差を出力する引算器
と、その出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換された出力から粒径を演算する演算器
と、該演算結果をデイジタル表示する表示器とか
らなる噴霧粒子の粒径計測装置を提供するもので
あつて、レーザビームを噴霧粒子群に照射し、噴
霧粒子群で散乱した光を集光し、光電素子により
受光して電流信号を取り出し、その電流信号に基
いて瞬時に演算しデジタル表示するものもである
から計測のための時間が著しく短縮されると共
に、装置自体も小型軽量化されるのである。
て、レーザ発振器と、レーザビームで照射した噴
霧粒子群から前方に散乱される光を集光する光学
レンズと、該光学レンズの焦点位置に配して２個
の同心円形状の光電素子と、それらの光電素子か
らの電流信号をそれぞれ増幅する対数増幅器と、
それら各増幅器からの出力差を出力する引算器
と、その出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換された出力から粒径を演算する演算器
と、該演算結果をデイジタル表示する表示器とか
らなる噴霧粒子の粒径計測装置を提供するもので
あつて、レーザビームを噴霧粒子群に照射し、噴
霧粒子群で散乱した光を集光し、光電素子により
受光して電流信号を取り出し、その電流信号に基
いて瞬時に演算しデジタル表示するものもである
から計測のための時間が著しく短縮されると共
に、装置自体も小型軽量化されるのである。
［実施例］
次に本発明を図示の実施例に基き更に詳しく説
明すると、１はレーザ発振器であり、該レーザ発
振器から照射されるレーザビームはコリメータレ
ンズ２によりコリメートされて平行なレーザビー
ム３として被測定噴霧粒子群３に照射される。噴
霧粒子群３を通過又は散乱した光を集光するため
の光学レンズ５が前記コルメーターレンズ２から
適宜の間隔をもつて配設され、該光学レンズ５の
略焦点位置に例えばシリコンフオトデイテクタ等
からなる環状を呈した２個の光電変換素子６，７
が同心円状に配設してある。この場合に、２個の
光電変換素子６，７は前記光学レンズ５の焦点位
置を中心にして光学レンズ５と対面するように同
心円状に配設される。
明すると、１はレーザ発振器であり、該レーザ発
振器から照射されるレーザビームはコリメータレ
ンズ２によりコリメートされて平行なレーザビー
ム３として被測定噴霧粒子群３に照射される。噴
霧粒子群３を通過又は散乱した光を集光するため
の光学レンズ５が前記コルメーターレンズ２から
適宜の間隔をもつて配設され、該光学レンズ５の
略焦点位置に例えばシリコンフオトデイテクタ等
からなる環状を呈した２個の光電変換素子６，７
が同心円状に配設してある。この場合に、２個の
光電変換素子６，７は前記光学レンズ５の焦点位
置を中心にして光学レンズ５と対面するように同
心円状に配設される。
このように配設された光電変換素子６，７は光
を受けることによつて電流を発生すると共に光量
によつて電流が増減し、それを電流信号として取
出すことができる。この電流信号を夫々同一特性
を有する対数増幅器８，９により増幅して引算回
路１０に入力させる。この引算回路１０により前
記対数増幅器８，９から入力された電流信号を引
算して出力され、Ａ／Ｄ変換器１１により変換さ
れて演算器１２に入力され、該演算器１２で演算
された結果が表示器１３によつてデジタル表示さ
れるようになつている。
を受けることによつて電流を発生すると共に光量
によつて電流が増減し、それを電流信号として取
出すことができる。この電流信号を夫々同一特性
を有する対数増幅器８，９により増幅して引算回
路１０に入力させる。この引算回路１０により前
記対数増幅器８，９から入力された電流信号を引
算して出力され、Ａ／Ｄ変換器１１により変換さ
れて演算器１２に入力され、該演算器１２で演算
された結果が表示器１３によつてデジタル表示さ
れるようになつている。
前記演算器１２での代表粒径算出について説明
すると、まず平行なレーザビーム３を受けて粒子
群４から前方に散乱される光の強度分布は、個々
の粒子からの散乱光強度の重ね合せであり、個々
の粒子から散乱光強度の分布は理論的に計算され
る。粒子群による散乱光の強度分布を種々の粒径
分布に対して検討したところ、焦点上での光強度
Ioと散乱角θによる焦点面での光強度Ｉ（θ）と
の比は、代表粒径Ｄと光の波長λとの比（πD／
λ）θの関係において、 Ｏ＜（πD／λ）θ＜2.5 の範囲では第３図のグラフに示したように、ほぼ
一定の関係にあることが分つた。そこで、Ｉ
（θ）／Ioと（πD／λ）θとの関係は、実用上充
分な精度で lnI（θ）／Io＝−β（πD／λθ）2 と表わせるので、所定の角度θ1とθ2における強度
の比から次式により計算される。
すると、まず平行なレーザビーム３を受けて粒子
群４から前方に散乱される光の強度分布は、個々
の粒子からの散乱光強度の重ね合せであり、個々
の粒子から散乱光強度の分布は理論的に計算され
る。粒子群による散乱光の強度分布を種々の粒径
分布に対して検討したところ、焦点上での光強度
Ioと散乱角θによる焦点面での光強度Ｉ（θ）と
の比は、代表粒径Ｄと光の波長λとの比（πD／
λ）θの関係において、 Ｏ＜（πD／λ）θ＜2.5 の範囲では第３図のグラフに示したように、ほぼ
一定の関係にあることが分つた。そこで、Ｉ
（θ）／Ioと（πD／λ）θとの関係は、実用上充
分な精度で lnI（θ）／Io＝−β（πD／λθ）2 と表わせるので、所定の角度θ1とθ2における強度
の比から次式により計算される。
従つて、測定しようとする噴霧粒子群４にレー
ザビーム３を照射し、光学レンズ５を通して集光
された光の内、焦点位置に集光する光は光電変換
素子７により受光されて所定の電流が出力され、
所定の角度に散乱した光が焦点面におけるリング
状の位置、即ち光電変換素子６により受光され、
その光量によつて所定の電流が出力される。そし
てこれら両電流は夫々対数増幅器８，９を介して
引算回路１０によりその差が出力され、該出力が
Ａ／Ｄ変換され前記演算器１２により上記式に基
いて直ちに演算され、その結果が速かに表示器１
３に表示されるのである。従つて、表示された数
値は噴霧粒子の径を示すのである。
ザビーム３を照射し、光学レンズ５を通して集光
された光の内、焦点位置に集光する光は光電変換
素子７により受光されて所定の電流が出力され、
所定の角度に散乱した光が焦点面におけるリング
状の位置、即ち光電変換素子６により受光され、
その光量によつて所定の電流が出力される。そし
てこれら両電流は夫々対数増幅器８，９を介して
引算回路１０によりその差が出力され、該出力が
Ａ／Ｄ変換され前記演算器１２により上記式に基
いて直ちに演算され、その結果が速かに表示器１
３に表示されるのである。従つて、表示された数
値は噴霧粒子の径を示すのである。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る噴霧粒子径の
計測装置は、被計測噴霧粒子群にレーザビームを
照射し、噴霧粒子群を通過した光、即ち散乱光を
光学レンズで集光し、その焦点位置の面に環状の
２個の光電変換素子を配設し、両光電変換素子の
出力差に基き、演算器により所定の演算を行うこ
とで直ちに粒径が測定できるものであり、従来例
のように膨大なサンプリングのデータ等を全く必
要とせず、しかもデータとの照合作業もなく、瞬
時にして粒径が計測できるという優れた効果を奏
する。
計測装置は、被計測噴霧粒子群にレーザビームを
照射し、噴霧粒子群を通過した光、即ち散乱光を
光学レンズで集光し、その焦点位置の面に環状の
２個の光電変換素子を配設し、両光電変換素子の
出力差に基き、演算器により所定の演算を行うこ
とで直ちに粒径が測定できるものであり、従来例
のように膨大なサンプリングのデータ等を全く必
要とせず、しかもデータとの照合作業もなく、瞬
時にして粒径が計測できるという優れた効果を奏
する。
又、その構成においても、レーザ発振器、光学
レンズ、一対の環状光電変換素子以下対数増幅
器、引算回路、演算器及び表示器が一体的に組込
んで形成できるので、全体が小型コンパクト化さ
れるという優れた効果も奏する。
レンズ、一対の環状光電変換素子以下対数増幅
器、引算回路、演算器及び表示器が一体的に組込
んで形成できるので、全体が小型コンパクト化さ
れるという優れた効果も奏する。
第１図は本発明に係る装置の略示的側面図、第
２図は同装置の主要部を略示的に示したブロツク
図、第３図は代表粒径と散乱光の強さとの関係を
示すグラフである。 １……レーザ発振器、２……コリメーターレン
ズ、３……平行ビーム、４……噴霧粒子群、５…
…光学レンズ、６，７……光電変換素子、８，９
……対数増幅器、１０……引算回路、１１……
Ａ／Ｄ変換器、１２……演算器、１３……表示
器。
２図は同装置の主要部を略示的に示したブロツク
図、第３図は代表粒径と散乱光の強さとの関係を
示すグラフである。 １……レーザ発振器、２……コリメーターレン
ズ、３……平行ビーム、４……噴霧粒子群、５…
…光学レンズ、６，７……光電変換素子、８，９
……対数増幅器、１０……引算回路、１１……
Ａ／Ｄ変換器、１２……演算器、１３……表示
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ発振器と、レーザビームで照射した噴
霧粒子群から前方に散乱される光を集光する光学
レンズと、該光学レンズの焦点位置に配した２個
の同心円形状の光電素子と、それらの光電素子か
らの電流信号をそれぞれ増幅する対数増幅器と、
それらの各増幅器からの出力差を出力する引算器
と、その出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換された出力から粒径を演算する演算器
と、該演算結果をデイジタル表示する表示器とか
らなる噴霧粒子の粒径計測装置。 ２ 前記レーザ発振器のレーザビームをコリメー
トするコリメータレンズを設けたことを特徴とす
る前記１項記載の噴霧粒子の粒径計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184567A JPS6244645A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 噴霧粒子の粒径計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184567A JPS6244645A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 噴霧粒子の粒径計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244645A JPS6244645A (ja) | 1987-02-26 |
| JPH0355779B2 true JPH0355779B2 (ja) | 1991-08-26 |
Family
ID=16155465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60184567A Granted JPS6244645A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 噴霧粒子の粒径計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6244645A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63223543A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Canon Inc | 粒子解析装置 |
| JPH02210247A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-21 | Asahi Eng Co Ltd | 油の汚染度測定器 |
| JPH0643950B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1994-06-08 | 株式会社島津製作所 | 粒度分布測定装置 |
| DE69129260T2 (de) * | 1990-11-03 | 1998-11-19 | Horiba Ltd | Gerät zur Messung der Teilchengrössenverteilung |
| KR100489437B1 (ko) * | 2002-10-25 | 2005-05-16 | 한국원자력연구소 | 입자의 광학적 크기와 동력학적 크기를 동시에 측정할 수있는 장치 및 그 방법 |
-
1985
- 1985-08-22 JP JP60184567A patent/JPS6244645A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244645A (ja) | 1987-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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