JP2007064893A - Electric mobility classifier and particle component measurement system - Google Patents
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Abstract
【課題】微粒子に付着又は含有する化学成分のみの分析を良好に行うことができる電気移動度分級装置を提供する。
【解決方法】第1の分級装置本体13−1内に配設され、分級粒子を排出する第1の環状スリット14−1を有すると共に第1の高電圧源15−1に接続されてなる第1のロッド16−1と、第1の分級装置本体内を循環するシースガス17と、分級粒子を排出する第1の分級管18−1とからなる第1の電気移動度分級部19−1と、連通管20を介して供給された分級粒子11aを導入する第2の分級装置本体13−2内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第2の環状スリット14−2を有すると共に高電圧源15−2に接続されてなる第2のロッド16−2と、第2の分級装置本体13−2内を循環するシースガス17と、分級された分級粒子11aを排出する第2の分級管18−2とからなる第2の電気移動度分級部19−2とを具備する。
【選択図】 図1
Disclosed is an electric mobility classifier capable of satisfactorily analyzing only chemical components attached to or contained in fine particles.
A first classifier main body 13-1, a first annular slit 14-1 for discharging classified particles, and a first high voltage source 15-1 connected thereto. A first electric mobility classifying unit 19-1 including a single rod 16-1, a sheath gas 17 circulating in the first classifying device main body, and a first classifying tube 18-1 for discharging classified particles. The second classifier main body 13-2 that introduces the classified particles 11a supplied through the communication pipe 20 has a second annular slit 14-2 that discharges fine particles having a predetermined particle diameter. The second rod 16-2 connected to the high voltage source 15-2, the sheath gas 17 circulating in the second classifier main body 13-2, and the second classification for discharging the classified particles 11a. The second electric mobility classifying unit 19-2 including the tube 18-2 Comprising a.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はガス中の微量元素成分を計測する電気移動度分級装置及び微粒子成分の計測システムに関する。 The present invention relates to an electric mobility classifier for measuring trace element components in a gas and a measurement system for fine particle components.
近年、半導体製造プロセスにおける粒子汚染の抑制、大気中における酸性雨やスモッグ等の発生機構の解明、および量子ナノ(nano)材料の開発等に関連して、大気等の雰囲気中に浮遊する粉塵やミスト等の微粒子が注目を集めている。
この微粒子成分の分析装置としては、質量分析装置等、測定試料である粒子状物質をイオン化させたのちに分析を行うものがある。このような質量分析装置としては、例えば、後記の特許文献1に記載されているような、飛行時間型質量分析計(TOFMS:Time−of−flight mass spectrometry)が知られている。
ところで、微粒子は量的に極微量なため、採取したガスを濃縮した後に化学分析により分析を行っているのが、微粒子の粒径毎に分級する必要があり、従来では微粒子に電荷をかけて、帯電した微粒子を電気移動度の違いを利用して粒径毎に分級して取り出す電気移動度分級装置が知られている(詳細については例えば非特許文献1参照)。
In recent years, in relation to the suppression of particle contamination in semiconductor manufacturing processes, the elucidation of the generation mechanism of acid rain and smog in the atmosphere, and the development of quantum nano materials, etc. Mist and other fine particles are attracting attention.
As an analysis apparatus for the fine particle component, there is an apparatus such as a mass spectrometer that performs analysis after ionizing a particulate material as a measurement sample. As such a mass spectrometer, a time-of-flight mass spectrometer (TOFMS: Time-of-flight mass spectrometry) as described in Patent Document 1 described below is known, for example.
By the way, since the fine particles are very small in quantity, the collected gas is concentrated and analyzed by chemical analysis. It is necessary to classify the fine particles according to the particle size of the fine particles. Conventionally, the fine particles are charged. There is known an electric mobility classifying device that classifies charged fine particles for each particle size by utilizing the difference in electric mobility (for example, refer to Non-Patent Document 1 for details).
この電気移動度分級装置を用いた粒子数の計測及び質量分析のシステムを図10に示す。図10に示すように、従来の計測システム100では、計測ガス101中の微粒子を帯電させる荷電装置102と、電荷が付与された後の荷電微粒子103を電気移動度の違いを利用して粒径毎に分級して取り出す電気移動度分級装置104と、該電気移動度分級装置104で分級した後の所定粒径の分級粒子103aの粒子数を計測する粒子数計測装置105と、所定粒径の微粒子をイオン化させたのちに分析を行う質量分析装置106とを具備するものである(特許文献1)。
FIG. 10 shows a particle number measurement and mass spectrometry system using this electric mobility classifier. As shown in FIG. 10, in the
図11に前記電気移動度分級装置の一例を示す。図11に示すように、電気移動度分級装置104は、帯電した荷電微粒子103を導入する分級装置本体112内に配設され、所定粒径の微粒子を分級粒子103aとして排出する環状スリット113を有すると共に高電圧源114に接続されてなるロッド115と、前記分級装置本体112内を循環するシースガス116と、分級された分級粒子103aを排出する分級管117とから構成されており、ここで分級された所定粒径の分級粒子103aを前述した粒子数計測装置105及び質量分析装置106に供給して分析している。
FIG. 11 shows an example of the electric mobility classifier. As shown in FIG. 11, the
しかしながら、図11に示すように、前記電気移動度分級装置104を用いて分級する際に、帯電された粒子の細かな微粒子が分級装置本体110内に配設されるロッド115に付着成分120として付着するという問題がある。この結果、該付着成分120からの気化したガス成分が不純物として、後流側における質量分析装置106に混入し、その成分評価の信頼性が低下するという問題がある。すなわち、付着成分120由来の揮発性成分が混入する結果、分析対象である分級粒子そのものに付着又は含有されている純粋な化学成分の同定及び定量が困難であるという問題がある。
However, as shown in FIG. 11, when classification is performed using the
よって、雰囲気中に浮遊する微粒子に付着又は含有されている化学成分のみを連続してしかも高感度で計測できる装置が望まれている。 Therefore, there is a demand for an apparatus that can continuously and highly sensitively measure only chemical components attached to or contained in fine particles floating in the atmosphere.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、微粒子に付着又は含有する化学成分のみの分析を良好に行うことができる電気移動度分級装置及び微粒子成分の計測システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an electric mobility classification device and a fine particle component measurement system that can satisfactorily analyze only chemical components attached to or contained in fine particles. This is the issue.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、帯電した微粒子を電気移動度に応じて粒径毎に分級する電気移動度分級装置であって、帯電した微粒子を導入する第1の分級装置本体内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第1のスリットを有すると共に高電圧源に接続されてなる第1のロッドと、第1の分級装置本体内を循環するシースガスと、分級された微粒子を排出する第1の分級管とからなる第1の電気移動度分級部と、
第1の電気移動度分級部の第1の分級管から供給された帯電した微粒子を導入する第2の分級装置本体内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第2のスリットを有すると共に高電圧源に接続されてなる第2のロッドと、第2の分級装置本体内を循環するシースガスと、分級された微粒子を排出する第2の分級管とからなる第2の電気移動度分級部とを具備することを特徴とする電気移動度分級装置にある。
A first invention of the present invention for solving the above-mentioned problem is an electric mobility classification device for classifying charged fine particles for each particle diameter according to the electric mobility, wherein the first introduces charged fine particles. A first rod having a first slit for discharging fine particles having a predetermined particle diameter and connected to a high voltage source, and a sheath gas circulating in the first classifier main body And a first electric mobility classification unit comprising a first classification tube for discharging the classified fine particles,
A second slit is provided in the second classifying device main body for introducing charged fine particles supplied from the first classifying tube of the first electric mobility classification unit, and discharges fine particles having a predetermined particle diameter. And a second electric mobility classification comprising a second rod connected to a high voltage source, a sheath gas circulating in the second classifying device main body, and a second classifying tube for discharging the classified fine particles. And an electric mobility classifying device.
第2の発明は、第1の発明において、前記第1の電気移動度分級部の第1分級管と第2の電気移動度分級部の第2分級装置本体とを連通する連通管を有することを特徴とする電気移動度分級装置にある。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first invention has a communication pipe that communicates the first classification tube of the first electric mobility classification unit and the second classification device main body of the second electric mobility classification unit. It is in the electric mobility classification device characterized by this.
第3の発明は、前記連通管に加熱部を有することを特徴とする電気移動度分級装置にある。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an electric mobility classifier having a heating section in the communication pipe.
第4の発明は、帯電した微粒子を電気移動度に応じて粒径毎に分級する電気移動度分級装置であって、帯電した微粒子を導入する第1の分級装置本体内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第1のスリットを有すると共に第1の高電圧源に接続されてなる第1のロッドと、第1の分級装置本体内を循環するシースガスと、分級された微粒子を排出する第1の分級管と、前記第1の分級管内に配設され、所定粒径の微粒子を排出すると共に第2の高電圧源に接続されてなる第2のスリットを有する第2のロッドと、分級された微粒子を排出する第2の分級管と、を具備することを特徴とする電気移動度分級装置にある。 A fourth invention is an electric mobility classification device for classifying charged fine particles for each particle size according to the electric mobility, and is provided in a first classification device main body for introducing charged fine particles, A first rod having a first slit for discharging fine particles of a particle size and connected to a first high voltage source, a sheath gas circulating in the first classifier body, and discharged classified particles A first classification tube, and a second rod disposed in the first classification tube and having a second slit for discharging fine particles having a predetermined particle diameter and connected to a second high voltage source And a second classifying tube for discharging the classified fine particles.
第5の発明は、第4の発明において、第1又は第2の分級管の中心に第3の高電圧源に接続されてなる内筒を有することを特徴とする電気移動度分級装置にある。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, there is provided an electric mobility classifier having an inner cylinder connected to the third high voltage source at the center of the first or second classifier tube. .
第6の発明は、第1乃至第5のいずれか一つの発明において、前記微粒子成分は、ガス中の粒径が100nm以下のナノ粒子であることを特徴とする電気移動度分級装置にある。 A sixth invention is the electric mobility classification device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the fine particle component is a nanoparticle having a particle size in a gas of 100 nm or less.
第7の発明は、第1乃至第6のいずれか一つの電気移動度分級装置と、前記電気移動度分級装置から分級された微粒子の化学成分を分析する微粒子成分計測装置とを具備することを特徴とする雰囲気中の微粒子成分の計測システムにある。 A seventh invention comprises any one of the first to sixth electric mobility classifiers and a fine particle component measuring device for analyzing chemical components of the fine particles classified from the electric mobility classifier. It is in the measurement system of the particulate component in the characteristic atmosphere.
本発明の電気移動度分級装置によれば、分級する際における付着成分由来の気化物の影響を排除することができる。そして、この電気移動度分級装置を用いることにより、微粒子由来の揮発性有機化合物の分析が可能となる。 According to the electric mobility classification device of the present invention, it is possible to eliminate the influence of vaporized substances derived from the adhering components when classification is performed. By using this electric mobility classifier, it is possible to analyze volatile organic compounds derived from fine particles.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
本発明による実施例1に係る電気移動度分級装置について、図面を参照して説明する。
図1は、実施例1に係る電気移動度分級装置を示す概略図である。図1に示すように、実施例1に係る電気移動度分級装置10Aは、図示しない荷電装置により電荷が付与された荷電微粒子11を含む測定ガス12中の当該荷電微粒子11を電気移動度に応じて粒径毎に分級する電気移動度分級装置であって、前記荷電微粒子11を導入する第1の分級装置本体13−1内に配設され、所定粒径の分級粒子11aを排出する第1の環状スリット14−1を有すると共に第1の高電圧源15−1に接続されてなる第1のロッド16−1と、第1の分級装置本体13−1内を循環するシースガス17と、分級された分級粒子11aを排出する第1の分級管18−1とからなる第1の電気移動度分級部19−1と、第1の電気移動度分級部19−1の第1の分級管18−1から連通管20を介して供給された分級粒子11aを導入する第2の分級装置本体13−2内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第2の環状スリット14−2を有すると共に高電圧源15−2に接続されてなる第2のロッド16−2と、第2の分級装置本体13−2内を循環するシースガス17と、分級された分級粒子11aを排出する第2の分級管18−2とからなる第2の電気移動度分級部19−2と、を具備するものである。
An electric mobility classification device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an electric mobility classification device according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the electric mobility classification device 10A according to the first embodiment uses the charged
また、本実施例では環状スリットを用いて分級しているが、スリット形状は特に限定されるものではない。
また、本実施例では連通管20で第1の電気移動度分級部19−1と第2の電気移動度分級部19−2とを連結しているが、第1の分級管18−1を第2の分級装置本体13−2に直接連結するようにしてもよい。
In the present embodiment, classification is performed using an annular slit, but the slit shape is not particularly limited.
In the present embodiment, the first electric mobility classifying unit 19-1 and the second electric mobility classifying unit 19-2 are connected by the
前記装置において、前記荷電微粒子11を含む測定ガス12を第1の分級装置本体13−1内に導入すると、前記第1の高電圧源15−1からの所定の電圧をかけることで、その粒径により、第1の環状スリット14−1から第1の分級管18−1に分離される。
この際、付着成分120が第1のロッド16−1の周囲に付着するが、シースガス17に同伴された分級粒子11aは第2の分級装置本体13−2でさらにシースガスにより希釈されつつ分級されるので、付着成分からの揮発物の影響を最小限とすることができる。
なお、従来の分級粒子11aの数を計測するために、第1の分級管18−1から配管21が図示しない粒子数計測装置につながれている。
In the apparatus, when the
At this time, the
In addition, in order to measure the number of conventional
ここで、第1の高電圧源15−1に印加する電圧と分級できる粒子の粒径(nm)との関係を図2に示す。図2に示すように、10〜100nmの任意の粒径を分級することができる。例えば20nm程度の粒子を分級する場合には、約50〜80Vの電圧を印加するようにすればよい。 Here, the relationship between the voltage applied to the first high voltage source 15-1 and the particle size (nm) of the particles that can be classified is shown in FIG. As shown in FIG. 2, an arbitrary particle size of 10 to 100 nm can be classified. For example, when particles of about 20 nm are classified, a voltage of about 50 to 80 V may be applied.
このように分級された分級粒子11aを2回の分級を行う結果、例えば粒子に付着している化学成分(例えばアントラセン)を分析する場合において、第1の分級部19−1の第1のロッド16−1の周囲に付着した付着成分120から気化した化学成分(例えばナフタレン)は不純物となるが、例えば第1の分級管18−1から供給される導入ガス量は約0.3Lであるのに対し、第2の分級部19−2において供給されるシースガス17の量は約3Lであるので、第2の分級部19−2において大量のシースガス17で分級することになり、ガス成分を極めて低減することができる。これにより、分級粒子11a由来の化学成分のみを計測することとなる。
As a result of classifying the
また、第1の分級部19−1の分級精度を50nm±1nmとした場合において、第2の分級部19−2の分級精度を第1の分級部19−1と同一又はそれよりもやや悪い分級精度(例えば50nm±5nm)とすることで、第2の分級部19−2の第2のロッド16−2に付着する付着成分が軽減されることとなる。 In addition, when the classification accuracy of the first classification unit 19-1 is 50 nm ± 1 nm, the classification accuracy of the second classification unit 19-2 is the same as or slightly worse than that of the first classification unit 19-1. By setting the classification accuracy (for example, 50 nm ± 5 nm), the adhesion component adhering to the second rod 16-2 of the second classification unit 19-2 is reduced.
このように、従来の分級装置においては、粒子のみの数を計測していたので、付着成分が存在しても何等問題はなかったが、近年のように粒子に付着しているガス成分を分析する場合には、分級部を少なくとも2台設けるようにすることで、分析精度の向上を図ることができる。 In this way, in the conventional classifier, only the number of particles was measured, so there was no problem even if there were adhering components, but the gas components adhering to the particles were analyzed as in recent years. In this case, it is possible to improve the analysis accuracy by providing at least two classification units.
本発明による実施例2に係る電気移動度分級装置について、図面を参照して説明する。
図3は、実施例2に係る電気移動度分級装置を示す概略図である。なお、実施例1の装置に係る構成部材と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図3に示すように、実施例2に係る電気移動度分級装置10Bは、第1の分級部19−1と第2の分級部19−2とを連通する前記連通管20の周囲に加熱部22を設けたものである。なお、第1及び第2の高電圧源15−1、15−2は省略している(以下同様。)。
前記加熱部22を設置することにより、分級された分級粒子11aに付着している測定対象成分以外の成分を除去することができる。
一例として計測対象の化学物質の脱離温度と回収率との関係を図4に示す。
例えば、分級粒子11a中の特定成分であるクリセンを分析する場合において、該クリセンよりも低揮発成分のフルオランテンを加熱部22において加熱(90℃)により除去することにより、特定の成分(クリセン)を残すことができる。
An electric mobility classification device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an electric mobility classification device according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the structural member which concerns on the apparatus of Example 1, and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 3, the electric mobility classification apparatus 10B according to the second embodiment includes a heating unit around the
By installing the heating unit 22, components other than the component to be measured attached to the
As an example, FIG. 4 shows the relationship between the desorption temperature of the chemical substance to be measured and the recovery rate.
For example, when analyzing chrysene, which is a specific component in the
このように、加熱部22を連通管20に設置することにより、第2の分級部19−2に導入される分級粒子11aに含有されている計測対象外の化学物質を除去することができ、分級粒子に当初から付着されているガス成分のみを分析する際の分析精度が向上する。
なお、第2の分級部19−2に供給するシースガス17を層流とすることにより、分離した計測対象成分の積極的な排出が可能となる。また、一度粒子の外部に揮発したガスについては、粒子への再付着は少ないものとなる。
Thus, by installing the heating unit 22 in the
In addition, by making the
本発明による実施例3に係る電気移動度分級装置について、図面を参照して説明する。
図5は、実施例3に係る電気移動度分級装置を示す概略図である。図6はその要部拡大図である。なお、実施例1の装置に係る構成部材と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図5及び図6に示すように、実施例3に係る電気移動度分級装置10Cは、第2の分級部19−2の第2の分級管18−2内の中心に第3の高電圧源15−3に接続されてなる内筒31を設けたものである。
なお、図中符号32はシースガス17の排出管である。
第2の分級管18−2の中心に内筒31を設けることにより、第2の分級管18−2内での微粒子の付着を防止すると共に、後流に設けた分析装置への粒子導入効率を高めるようにしている。
An electric mobility classification device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an electric mobility classifying device according to a third embodiment. FIG. 6 is an enlarged view of the main part. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the structural member which concerns on the apparatus of Example 1, and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIGS. 5 and 6, the electric mobility classification device 10C according to the third embodiment includes a third high voltage source at the center in the second classification tube 18-2 of the second classification unit 19-2. The
In the figure,
By providing the
前記内筒31に第3の高電圧源15−3から電圧を印加すると、分級粒子11aがその中心に錐もみ状態で集中することとなり、その濃縮効率が向上することとなる。
よって、電荷をかけて分級粒子のみを中心に集めることができ、分級粒子11aについて実施例1では105個/Nm3しか回収できないような場合において、さらに106個/Nm3の回収ができ、実施例1に較べて10倍の濃縮を行うことができる。
When a voltage is applied to the
Therefore, it is possible to centralize the only grain fractions over charge, when the classification in Example 1 for the
また、内筒31と第2の分級管18−2との関係は、特に限定されるものではないが、図6に示すように、例えば内筒31の幅D1を第2の分級管18−2の幅D2の1/2程度となるように設定すればよい。また、第2の分級管18−2内に配設される内筒31の頂部31aの設置位置の長さLは、第2の環状スリット14−2の開口から下方側に内筒31の幅D1の5〜10倍の長さとなるようにすればよい。
Further, the relationship between the
これにより、分級粒子11aの濃縮効率が実施例1に較べて大幅に向上することとなる。よって、付着成分の影響の除去と共に、分級粒子の回収率を向上させることができ、後流側に設置する例えば質量分析装置における分析精度の向上に寄与する。
Thereby, the concentration efficiency of the
本発明による実施例4に係る電気移動度分級装置について、図面を参照して説明する。
図7は、実施例4に係る電気移動度分級装置を示す概略図である。なお、実施例1〜3の装置に係る構成部材と同一の部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図7に示すように、実施例4に係る電気移動度分級装置10Dは、第1の分級部19−1の第1の分級管18−1内の中心にも第3の高電圧源15−3に接続されてなる内筒31を設けたものである。第1の分級管18−1の中心に内筒31を設けることにより、第1の分級管18−1内での微粒子の付着を防止することができ、第2の分級部19−2に供給する分級粒子11aの導入効率を高めるようにしている。
An electric mobility classification device according to Example 4 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an electric mobility classifying device according to a fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the structural member which concerns on the apparatus of Examples 1-3, and the description is abbreviate | omitted.
As illustrated in FIG. 7, the electric mobility classification device 10D according to the fourth embodiment includes the third high voltage source 15-at the center in the first classification tube 18-1 of the first classification unit 19-1. 3 is provided with an
よって、電荷をかけて分級粒子のみを中心に集めることができ、第1分級部19−1及び第2分級部19−2においてそれぞれ濃縮することとなるので、分級粒子11aについて実施例1では105個/Nm3しか回収できないような場合において、さらに107個/Nm3の回収ができ、実施例3に較べて10倍、実施例1に較べて100倍の濃縮を行うことができる。 Therefore, it is possible to collect only the classified particles by applying an electric charge and concentrate in the first classifying section 19-1 and the second classifying section 19-2, respectively. In the case where only 5 / Nm 3 can be recovered, 10 7 / Nm 3 can be further recovered, and the concentration can be 10 times that of Example 3 and 100 times that of Example 1.
本発明による実施例5に係る電気移動度分級装置について、図面を参照して説明する。
図8は、実施例5に係る電気移動度分級装置を示す概略図である。
図8に示すように、実施例5に係る電気移動度分級装置10Eは、帯電した微粒子を電気移動度に応じて粒径毎に分級する電気移動度分級装置であって、荷電粒子11を含む測定ガス12を導入する分級装置本体51内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第1の環状スリット52−1を有すると共に第1の高電圧源53−1に接続されてなる第1のロッド54−1と、分級装置本体51内を循環するシースガス17と、分級された分級粒子11aを排出する第1の分級管55−1と、前記第1の分級管55−1内に配設され、分級粒子11aを排出すると共に第2の高電圧源53−2に接続されてなる第2の環状スリット52−2を有する第2のロッド54−2と、分級粒子11aを排出する第2の分級管55−2とを具備するものである。
An electric mobility classifying device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an electric mobility classifying device according to a fifth embodiment.
As shown in FIG. 8, the electric mobility classification device 10E according to the fifth embodiment is an electric mobility classification device that classifies charged fine particles for each particle diameter according to the electric mobility, and includes charged
実施例1の電気移動度分級装置10Aでは、2台の分級部19−1、19−2を別々に設けているが、本実施例では、分級装置本体51内に第2の環状スリット52−2を有する第2のロッド54−2を設置して、付着成分120の影響を軽減するようにしている。
In the electric mobility classification device 10A of the first embodiment, the two classification units 19-1 and 19-2 are separately provided. In the present embodiment, the second annular slit 52- is provided in the classification device main body 51. The 2nd rod 54-2 which has 2 is installed, and the influence of the
前記装置において、前記荷電微粒子11を含む測定ガス12を分級装置本体51内に導入すると、前記第1の高電圧源53−1からの所定の電圧をかけることで、その粒径により、第1の環状スリット52−1から第1の分級管55−1に分離される。
この際、付着成分120が第1のロッド54−1の周囲に付着するが、シースガス17に同伴された分級粒子11aは第2の分級管55−2の第2の環状スリット52−2によりさらにシースガス17により希釈されつつ分級されるので、付着成分からの揮発物の影響を最小限とすることができる。
In the apparatus, when the
At this time, the adhering
本実施例では装置のコンパクト化を図ることができる。
第2の分級管55−2は少なくとも2以上とすることで希釈効率を向上させることができる。また、本実施例においても、前記した実施例3及び実施例4に示すような内筒を設置して回収効率を向上させるようにしてもよい。
In this embodiment, the apparatus can be made compact.
Dilution efficiency can be improved by setting the second classification tube 55-2 to at least two or more. Also in the present embodiment, an inner cylinder as shown in the above-described third and fourth embodiments may be installed to improve the recovery efficiency.
本発明による実施例6に係る微粒子成分の計測システムについて、図面を参照して説明する。
図9は、実施例6に係る微粒子成分の計測システムを示す概略図である。
本実施例に係る微粒子成分の計測システム60では、前記実施例1の電気移動度分級装置10Aを分級装置として用いている。本計測システム60は、計測ガス12中の微粒子に電荷を付与する荷電装置61と、荷電微粒子11を所定粒径に分級する第1の分級部19−1と第2の分級部19−2からなる電気移動度分級装置10Aと、第1の分級部19−1で分級された前記分級粒子11aの数を計測する粒子数計測装置62と、第2の分級部19−2で分級された分級粒子11aをイオン化させたのちに分析を行う飛行時間型質量分析装置63とから構成されている。
A fine particle component measurement system according to Example 6 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a fine particle component measurement system according to a sixth embodiment.
In the particulate
本計測システムにおいては、電気移動度分級装置10Aの第1の分級部19−1で分級された分級粒子11aを連通管20により第2の分級部19−2内に供給することで、さらにシースガス17で希釈しつつ分級することとなり、第2の分級部19−2で発生する付着成分由来の揮発ガスの影響を解消することができる。
In this measurement system, by supplying the
この結果、付着成分由来の揮発成分を排除することができ、計測対象の分級された粒子に付着又は含有している成分のみを飛行時間型質量分析装置63にて高精度に分析を行うことができる。
As a result, it is possible to eliminate the volatile component derived from the adhering component, and to analyze only the component adhering to or contained in the classified particles to be measured with the time-of-
以上のように、本発明に係る電気移動度分級装置は、浮遊微粒子の分析において、対象とする所定粒径の粒子本来の状態を分析することができ、例えば排ガス中のナノ粒子の組成解明に適用することができる。 As described above, the electromobility classification device according to the present invention can analyze the original state of a target particle having a predetermined particle size in the analysis of suspended fine particles, for example, for elucidation of the composition of nanoparticles in exhaust gas. Can be applied.
11 荷電微粒子
12 測定ガス
13−1 第1の分級装置本体
13−2 第2の分級装置本体
14−1 第1の環状スリット
14−2 第2の環状スリット
15−1〜15−3 第1〜第3の高電圧源
16−1 第1のロッド
16−2 第2のロッド
17 シースガス
18−1 第1の分級管
18−2 第2の分級管
19−1 第1の電気移動度分級部
19−2 第2の電気移動度分級部
20 連通管
DESCRIPTION OF
Claims (7)
帯電した微粒子を導入する第1の分級装置本体内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第1のスリットを有すると共に高電圧源に接続されてなる第1のロッドと、第1の分級装置本体内を循環するシースガスと、分級された微粒子を排出する第1の分級管とからなる第1の電気移動度分級部と、
第1の電気移動度分級部の第1の分級管から供給された帯電した微粒子を導入する第2の分級装置本体内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第2のスリットを有すると共に高電圧源に接続されてなる第2のロッドと、第2の分級装置本体内を循環するシースガスと、分級された微粒子を排出する第2の分級管とからなる第2の電気移動度分級部と、
を具備することを特徴とする電気移動度分級装置。 An electric mobility classification device for classifying charged fine particles for each particle diameter according to electric mobility,
A first rod which is disposed in a first classifier body for introducing charged fine particles, has a first slit for discharging fine particles having a predetermined particle diameter, and is connected to a high voltage source; A first electric mobility classification unit comprising a sheath gas circulating in the classification device main body and a first classification tube for discharging the classified fine particles;
A second slit is provided in the second classifying device main body for introducing charged fine particles supplied from the first classifying tube of the first electric mobility classification unit, and discharges fine particles having a predetermined particle diameter. And a second electric mobility classification comprising a second rod connected to a high voltage source, a sheath gas circulating in the second classifying device main body, and a second classifying tube for discharging the classified fine particles. And
An electric mobility classification device comprising:
前記第1の電気移動度分級部の第1分級管と第2の電気移動度分級部の第2分級装置本体とを連通する連通管を有することを特徴とする電気移動度分級装置。 In claim 1,
An electric mobility classifying device comprising a communication pipe that communicates the first classifying tube of the first electric mobility classifying unit and the second classifying device body of the second electric mobility classifying unit.
前記連通管に加熱部を有することを特徴とする電気移動度分級装置。 In claim 2,
An electric mobility classifier having a heating section in the communication pipe.
帯電した微粒子を導入する第1の分級装置本体内に配設され、所定粒径の微粒子を排出する第1のスリットを有すると共に第1の高電圧源に接続されてなる第1のロッドと、第1の分級装置本体内を循環するシースガスと、分級された微粒子を排出する第1の分級管と、
前記第1の分級管内に配設され、所定粒径の微粒子を排出すると共に第2の高電圧源に接続されてなる第2のスリットを有する第2のロッドと、
分級された微粒子を排出する第2の分級管と、
を具備することを特徴とする電気移動度分級装置。 An electric mobility classification device for classifying charged fine particles for each particle diameter according to electric mobility,
A first rod disposed in a first classifier main body for introducing charged fine particles, having a first slit for discharging fine particles having a predetermined particle diameter and connected to a first high voltage source; A sheath gas that circulates in the first classifier body, a first classifying tube that discharges the classified fine particles, and
A second rod disposed in the first classification tube and having a second slit for discharging fine particles having a predetermined particle diameter and connected to a second high voltage source;
A second classification tube for discharging the classified fine particles;
An electric mobility classification device comprising:
第1又は第2の分級管の中心に第3の高電圧源に接続されてなる内筒を有することを特徴とする電気移動度分級装置。 In claim 4,
An electric mobility classifier having an inner cylinder connected to a third high voltage source at the center of the first or second classifier tube.
前記微粒子成分は、ガス中の粒径が100nm以下のナノ粒子であることを特徴とする電気移動度分級装置。 In any one of Claims 1 to 5,
The fine particle component is a nanoparticle having a particle size in a gas of 100 nm or less.
前記電気移動度分級装置から分級された微粒子の化学成分を分析する微粒子成分計測装置とを具備することを特徴とする雰囲気中の微粒子成分の計測システム。 An electric mobility classification device according to any one of claims 1 to 6,
A fine particle component measurement system in an atmosphere, comprising: a fine particle component measurement device that analyzes a chemical component of fine particles classified from the electric mobility classification device.
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