粒子量測(cè)定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)顆粒物(Particulate Matter，PM2.5)等浮游微粒子或液滴中的懸浮粒子等粒子的量進(jìn)行測(cè)定的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為對(duì)空氣中的浮游微粒子或液滴中的懸浮粒子等的量進(jìn)行測(cè)定的方法之一，有如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的、使用網(wǎng)(mesh)中的電磁波共振的方法。該方法的概要如下:首先，準(zhǔn)備圖1a般的周期結(jié)構(gòu)體(網(wǎng))101，該網(wǎng)101周期性地配置有與想要測(cè)定的微粒子的大小相應(yīng)的開(kāi)口 102，朝向該網(wǎng)101放射規(guī)定波長(zhǎng)范圍的電磁波，對(duì)透射網(wǎng)101的電磁波的透射率波譜(spectrum)進(jìn)行測(cè)定。該透射率波譜(圖2的實(shí)線(xiàn))中，在與開(kāi)口 102的周期相應(yīng)的頻率(波長(zhǎng))產(chǎn)生因電磁波共振引起的透射率的波谷。接下來(lái)，利用該網(wǎng)101來(lái)捕捉空氣中或液滴中的微粒子103，對(duì)載置有微粒子103的網(wǎng)101 (圖1b)照射相同的電磁波，以測(cè)定透射率波譜(圖2的虛線(xiàn))。
[0003]該透射率波譜中的透射率的波谷位置(頻率)從未載置有微粒子103的網(wǎng)101的情況發(fā)生偏移(shift)(Af)。而且，波谷的深度也會(huì)發(fā)生變化(圖2)。預(yù)先測(cè)定各種已知的微粒子的載置量與偏移(及深度的變化)的關(guān)系，并預(yù)先制作圖3所示的檢量線(xiàn)，由此能夠確定未知微粒子的捕捉量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:W02012/132111號(hào)公報(bào)
[0007][發(fā)明所要解決的問(wèn)題]
[0008]在所述現(xiàn)有的方法中，為了獲得通過(guò)網(wǎng)后的電磁波的波譜，需要光譜儀或陣列(array)型檢測(cè)器。而且，透射率波譜中出現(xiàn)的波谷的頻率是由網(wǎng)的周期所決定，但在必須使流體通過(guò)網(wǎng)的情況下，為了使網(wǎng)具備機(jī)械強(qiáng)度，網(wǎng)的周期為數(shù)ym左右。與此對(duì)應(yīng)的電磁波為中紅外線(xiàn)?遠(yuǎn)紅外線(xiàn)區(qū)域，但一般而言，在此種頻帶內(nèi)具有充分強(qiáng)度的光源或具有充分靈敏度的檢測(cè)器的成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提出一種粒子量測(cè)定裝置，其要解決的技術(shù)問(wèn)題在于該裝置的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，能夠以低成本而對(duì)載置于透射網(wǎng)上的粒子的量進(jìn)行測(cè)定。
[0010][解決問(wèn)題的技術(shù)手段]
[0011]為了解決所述問(wèn)題而完成的本發(fā)明的粒子量測(cè)定裝置的第一形態(tài)的特征在于包括:
[0012]a)光源，發(fā)出平行的單色光；
[0013]b)周期結(jié)構(gòu)體，在以與所述光源相向的方式而配置的面內(nèi)，形成有周期結(jié)構(gòu)，所述周期結(jié)構(gòu)包含使所述單色光透射的透射部與不使所述單色光透射的非透射部；以及
[0014]c)檢光器，夾著所述周期結(jié)構(gòu)體而在所述光源的相反側(cè)，被設(shè)置在因所述周期結(jié)構(gòu)而形成的衍射光的陰影的位置。
[0015]為了解決所述問(wèn)題而完成的本發(fā)明的粒子量測(cè)定裝置的第二形態(tài)的特征在于包括:
[0016]a)單色光源，發(fā)出平行的單色光；
[0017]b)周期結(jié)構(gòu)體，在以與所述單色光源相向的方式而配置的面內(nèi)，形成有周期結(jié)構(gòu)，所述周期結(jié)構(gòu)包含使所述單色光透射的透射部與不使所述單色光透射的非透射部；
[0018]c)掩模，夾著所述周期結(jié)構(gòu)體而配置在所述單色光源的相反側(cè)，且在因所述周期結(jié)構(gòu)而形成的衍射光的光路的位置上具有遮光部；
[0019]d)聚光透鏡，設(shè)置在所述掩模的后方；以及
[0020]e)檢光器，設(shè)置在所述聚光透鏡對(duì)來(lái)自所述周期結(jié)構(gòu)體的光進(jìn)行聚光的位置。
[0021]為了解決所述問(wèn)題而完成的本發(fā)明的粒子量測(cè)定裝置的第三形態(tài)的特征在于包括:
[0022]a)單色光源，發(fā)出平行的單色光；
[0023]b)周期結(jié)構(gòu)體，在以與所述單色光源相向的方式而配置的面內(nèi)，形成有周期結(jié)構(gòu)，所述周期結(jié)構(gòu)包含使所述單色光透射的透射部與不使所述單色光透射的非透射部；
[0024]c)第一透鏡，夾著所述周期結(jié)構(gòu)體而配置在所述單色光源的相反側(cè)，且將所述周期結(jié)構(gòu)體作為焦點(diǎn)；
[0025]d)掩模，配置在所述第一透鏡的后方，且在因所述周期結(jié)構(gòu)而形成的衍射光的焦點(diǎn)位置具有遮光部；
[0026]e)第二透鏡，設(shè)置在所述掩模的后方；以及
[0027]f)檢光器，設(shè)置在所述第二透鏡的焦點(diǎn)位置。
[0028][發(fā)明的效果]
[0029]本發(fā)明的粒子量測(cè)定裝置中，在任一形態(tài)中，均不需要現(xiàn)有的光譜儀或陣列型檢測(cè)器，能夠以低成本測(cè)定粒子量。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖la、圖1b是粒子量測(cè)定裝置中所用的周期結(jié)構(gòu)體(網(wǎng))的一例的平面圖(圖1a)及附著有粒子的狀態(tài)的平面圖(圖1b);
[0031]圖2是表示因粒子附著于周期結(jié)構(gòu)體上引起的電磁波透射波譜的偏移狀態(tài)的說(shuō)明圖；
[0032]圖3是表示電磁波透射波譜的頻率偏移與附著粒子的量的關(guān)系的檢量線(xiàn)的一例的圖；
[0033]圖4是本發(fā)明的粒子量測(cè)定裝置的第一實(shí)施例的概略結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖5是本發(fā)明的粒子量測(cè)定裝置的第二實(shí)施例的概略結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖6是本發(fā)明的粒子量測(cè)定裝置的第三實(shí)施例的概略結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖7是本發(fā)明的一實(shí)施例即粒子量測(cè)定裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0037]【主要組件符號(hào)說(shuō)明】
[0038]11、21、31、51:光源12、22、32、43:周期結(jié)構(gòu)體
[0039]13、25、36、58:檢光器23、34、56:掩模
[0040]23a、34a、56a:遮光部24:聚光透鏡
[0041]33,55:第一透鏡35、57:第二透鏡
[0042]40:粒子量測(cè)定裝置41:光源部
[0043]42:測(cè)定部45:網(wǎng)載置部
[0044]52:擴(kuò)寬光學(xué)系統(tǒng)59:框體
[0045]101:網(wǎng)102:開(kāi)口
[0046]103:微粒子
【具體實(shí)施方式】
[0047]本發(fā)明的第一實(shí)施例的粒子量測(cè)定裝置的概略結(jié)構(gòu)如圖4所示。檢光器13被設(shè)置在如下所述的位置，即，關(guān)于周期結(jié)構(gòu)體12而與光源11為相反側(cè)，且與來(lái)自光源11的平行單色光L因周期結(jié)構(gòu)體12的周期結(jié)構(gòu)而衍射并朝向的衍射光D0、衍射光Dl偏離的位置(“衍射光的陰影的位置”)。另外，在圖4中，周期結(jié)構(gòu)體12(形成有周期結(jié)構(gòu)的面)是與來(lái)自光源11的平行單色光L垂直地配置，但其也可傾斜。
[0048]當(dāng)來(lái)自光源11的平行單色光L被照射至周期結(jié)構(gòu)體12時(shí)，單色光L除了直接通過(guò)周期結(jié)構(gòu)的O次衍射光DO以外，還被分成因周期結(jié)構(gòu)而衍射的I次衍射光Dl、2次衍射光、…(均為實(shí)線(xiàn))與以規(guī)定的角度行進(jìn)的光。檢光器13被設(shè)置在并非這些衍射光D0、衍射光D1、…的光路的位置(“衍射光的陰影的位置”)，因此在通常的狀態(tài)下，光不會(huì)進(jìn)入該檢光器13。
[0049]另一方面，當(dāng)在周期結(jié)構(gòu)體12上如圖1b般存在有粒子P時(shí)，來(lái)自光源11的平行單色光L因這些粒子P而發(fā)生散射。散射的光S (虛線(xiàn))獨(dú)立于如上所述的衍射光D0、衍射光D1、…而朝向各個(gè)方向行進(jìn)，因此能夠利用位于所述位置的檢光器13來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。此時(shí)，由檢光器13所檢測(cè)的光的量與存在于周期結(jié)構(gòu)體12上的粒子P的量對(duì)應(yīng)，因此通過(guò)預(yù)先制作檢量線(xiàn)，便能夠測(cè)定粒子P的量。另外，圖4中，檢光器13設(shè)置有2個(gè)，但其當(dāng)然也可為I個(gè)，為了提高靈敏度，還可設(shè)置2個(gè)以上。
[0050]本發(fā)明的第二實(shí)施例的粒子量測(cè)定裝置的概略結(jié)構(gòu)如圖5所示。掩模23關(guān)于周期結(jié)構(gòu)體22而與光源21設(shè)置在相反側(cè)，在來(lái)自光源21的平行單色光L因周期結(jié)構(gòu)體22的周期結(jié)構(gòu)而衍射并朝向的衍射光D0、衍射光D1、…(實(shí)線(xiàn))的位置具有遮光部23a。其他部位的光可透射。與圖4的情況同樣，在圖5中，周期結(jié)構(gòu)體22(形成有周期結(jié)構(gòu)的面)也是與來(lái)自光源21的平行單色光L垂直地配置，但其也可為傾斜。而且，只