JP6112025B2 - Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement - Google Patents
Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement Download PDFInfo
- Publication number
- JP6112025B2 JP6112025B2 JP2014012095A JP2014012095A JP6112025B2 JP 6112025 B2 JP6112025 B2 JP 6112025B2 JP 2014012095 A JP2014012095 A JP 2014012095A JP 2014012095 A JP2014012095 A JP 2014012095A JP 6112025 B2 JP6112025 B2 JP 6112025B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- particle size
- size distribution
- intensity
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 107
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 41
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 40
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 32
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
本発明は、試料からの光を複数の受光素子で受光することにより得られる光強度分布データに基づいて、粒度分布データを算出するための粒度分布測定用データ処理装置及びこれを備えた粒度分布測定装置、並びに、粒度分布測定用データ処理方法及び粒度分布測定用データ処理プログラムに関するものである。 The present invention relates to a data processing apparatus for particle size distribution measurement for calculating particle size distribution data based on light intensity distribution data obtained by receiving light from a sample with a plurality of light receiving elements, and a particle size distribution including the same. The present invention relates to a measurement apparatus, a particle size distribution measurement data processing method, and a particle size distribution measurement data processing program.
従来から、試料中の粒子群の粒度分布を測定するために、粒度分布測定装置が用いられている。一般的な粒度分布測定装置では、測定対象となる試料に対してレーザ光を照射し、試料からの回折散乱光を複数の受光素子で受光することにより、各受光素子における受光強度に基づいて、試料中の粒子群の粒度分布を測定することができるようになっている。 Conventionally, a particle size distribution measuring apparatus has been used to measure the particle size distribution of a particle group in a sample. In a general particle size distribution measuring device, a sample to be measured is irradiated with laser light, and diffracted and scattered light from the sample is received by a plurality of light receiving elements. The particle size distribution of the particles in the sample can be measured.
この種の粒度分布測定装置では、エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光のみを受光素子で受光できれば、より正確な粒度分布を測定することが可能である。しかしながら、試料には、例えば蛍光のように回折散乱光以外の背景光を発する粒子が含まれている場合がある(例えば、下記特許文献1参照)。 In this type of particle size distribution measuring apparatus, it is possible to measure a more accurate particle size distribution if only the diffracted and scattered light that is diffracted and scattered by the sample while maintaining energy can be received by the light receiving element. However, the sample may include particles that emit background light other than diffracted and scattered light, such as fluorescence (see, for example, Patent Document 1 below).
このような場合には、背景光の影響により、粒度分布を正確に測定できないおそれがある。そこで、測定波長以外の光を遮断する光学フィルタなどを用いて、背景光の影響を除去することができるような構成が一般的に採用されている。なお、上記背景光には、蛍光だけでなく、エネルギー変化を伴いながら試料で散乱するラマン散乱光なども含まれる。 In such a case, the particle size distribution may not be accurately measured due to the influence of background light. Therefore, a configuration is generally employed in which the influence of background light can be removed using an optical filter that blocks light other than the measurement wavelength. The background light includes not only fluorescence but also Raman scattered light that scatters on the sample with energy changes.
しかしながら、上記のような従来の構成では、光学フィルタを設けることによりコストが高くなるという問題がある。また、測定波長と背景光の波長が近い場合には、光学フィルタで背景光を除去することができない場合もある。 However, the conventional configuration as described above has a problem that the cost is increased by providing the optical filter. In addition, when the measurement wavelength and the background light wavelength are close, the background light may not be removed by the optical filter.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、光学フィルタを設けることなく粒度分布を正確に測定することができる粒度分布測定用データ処理装置及びこれを備えた粒度分布測定装置、並びに、粒度分布測定用データ処理方法及び粒度分布測定用データ処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, a data processing device for particle size distribution measurement capable of accurately measuring the particle size distribution without providing an optical filter, a particle size distribution measuring device equipped with the same, and An object is to provide a data processing method for particle size distribution measurement and a data processing program for particle size distribution measurement.
本発明に係る粒度分布測定用データ処理装置は、入力受付部と、記憶部と、演算部とを備える。前記入力受付部は、試料からの光を複数の受光素子で受光することにより得られる光強度分布データの入力を受け付ける。前記記憶部は、エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光、及び、前記回折散乱光以外の背景光のそれぞれについて、各受光素子における受光強度の相対的な関係を強度情報として記憶する。前記演算部は、前記強度情報を用いて前記光強度分布データに対する行列演算を行うことにより、前記背景光の影響が除去された粒度分布データとともに、前記背景光の光量を算出する。前記強度情報は、前記回折散乱光が前記複数の受光素子に向かう強度を要素に持つ行列に、前記背景光が前記複数の受光素子に向かう比率に応じた値を要素に持つ列を追加したものである。 The particle size distribution measurement data processing apparatus according to the present invention includes an input reception unit, a storage unit, and a calculation unit. The input receiving unit receives input of light intensity distribution data obtained by receiving light from a sample with a plurality of light receiving elements. The storage unit stores, as intensity information, the relative relationship between the received light intensity of each light receiving element for each of diffracted and scattered light diffracted and scattered by the sample while maintaining energy and background light other than the diffracted and scattered light. To do. The arithmetic unit by performing a matrix operation on the light intensity distribution data using the strong degree information, the influence of the background light together with the particle size distribution data that has been removed, calculates the amount of the background light. The intensity information is obtained by adding a column having an element with a value corresponding to a ratio of the background light toward the plurality of light receiving elements to a matrix having the intensity of the diffracted scattered light toward the plurality of light receiving elements. It is.
このような構成によれば、回折散乱光についての各受光素子における受光強度の相対的な関係だけでなく、回折散乱光以外の背景光についての各受光素子における受光強度の相対的な関係も用いて、光強度分布データに対する演算を行うことにより、背景光の影響が除去された粒度分布データを算出することができる。このように、演算によって背景光の影響を除去することができるため、光学フィルタを設けることなく粒度分布を正確に測定することができる。 According to such a configuration, not only the relative relationship of the received light intensity in each light receiving element with respect to diffracted scattered light but also the relative relationship of the received light intensity in each light receiving element with respect to background light other than the diffracted scattered light is used. Thus, by performing calculations on the light intensity distribution data, it is possible to calculate the particle size distribution data from which the influence of background light has been removed. Thus, since the influence of background light can be removed by calculation, the particle size distribution can be accurately measured without providing an optical filter.
また、背景光の影響が除去された粒度分布データとともに、背景光の光量も演算により算出することができるため、粒度分布と背景光を同時に解析することができる。 Moreover , since the light quantity of background light can be calculated by calculation together with the particle size distribution data from which the influence of background light has been removed, the particle size distribution and the background light can be analyzed simultaneously.
また、行列演算を用いて、背景光の影響が除去された粒度分布データを容易に算出することができる。前記行列には、回折散乱光についての各受光素子における受光強度の相対的な関係を表す要素、及び、回折散乱光以外の背景光についての各受光素子における受光強度の相対的な関係を表す要素が含まれている。 In addition , it is possible to easily calculate the particle size distribution data from which the influence of background light has been removed using matrix calculation. The front SL matrix elements representing relative relationship of the light-receiving intensity in each light receiving element for diffracting the scattered light, and represents a relative relationship of the light-receiving intensity in the light-receiving elements of the background light other than the diffracted scattered light elements that have been included.
前記背景光には、試料から等方的に発せられる光が含まれていてもよい。 The background light may include light isotropically emitted from the sample.
このような構成によれば、試料から等方的に発せられる光の影響が除去された粒度分布データを算出することができる。試料から等方的に発せられる光についての各受光素子における受光強度の相対的な関係は、各受光素子の配置に基づいて容易に算出することができるため、正確な粒度分布を容易に測定することができる。 According to such a configuration, it is possible to calculate particle size distribution data from which the influence of light isotropically emitted from the sample is removed. Since the relative relationship of the light receiving intensity in each light receiving element with respect to light emitted isotropically from the sample can be easily calculated based on the arrangement of each light receiving element, an accurate particle size distribution is easily measured. be able to.
前記背景光には、蛍光が含まれていてもよい。 The background light may include fluorescence.
このような構成によれば、蛍光の影響が除去された粒度分布データを算出することができる。蛍光は、試料から等方的に発せられる光と考えられるため、蛍光についての各受光素子における受光強度の相対的な関係は、各受光素子の配置に基づいて容易に算出することができる。 According to such a configuration, the particle size distribution data from which the influence of fluorescence is removed can be calculated. Since fluorescence is considered to be light emitted isotropically from the sample, the relative relationship between the received light intensity of each light receiving element with respect to the fluorescence can be easily calculated based on the arrangement of each light receiving element.
本発明に係る粒度分布測定装置は、試料に光を照射する光源と、試料からの光を受光する複数の受光素子と、前記粒度分布測定用データ処理装置とを備える。 A particle size distribution measuring apparatus according to the present invention includes a light source that irradiates a sample with light, a plurality of light receiving elements that receive light from the sample, and the data processing apparatus for particle size distribution measurement.
本発明に係る粒度分布測定用データ処理方法は、入力受付ステップと、読出ステップと、演算ステップとを備える。前記入力受付ステップでは、試料からの光を複数の受光素子で受光することにより得られる光強度分布データの入力を受け付ける。前記読出ステップでは、エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光、及び、前記回折散乱光以外の背景光のそれぞれについて、各受光素子における受光強度の相対的な関係を強度情報として記憶する記憶部から、前記強度情報を読み出す。前記演算ステップでは、読み出された前記強度情報を用いて前記光強度分布データに対する行列演算を行うことにより、前記背景光の影響が除去された粒度分布データとともに、前記背景光の光量を算出する。前記強度情報は、前記回折散乱光が前記複数の受光素子に向かう強度を要素に持つ行列に、前記背景光が前記複数の受光素子に向かう比率に応じた値を要素に持つ列を追加したものである。 The particle size distribution measurement data processing method according to the present invention includes an input receiving step, a reading step, and a calculation step. In the input receiving step, input of light intensity distribution data obtained by receiving light from the sample with a plurality of light receiving elements is received. In the reading step, the relative relationship of the received light intensity in each light receiving element is stored as intensity information for each of the diffracted and scattered light diffracted and scattered by the sample while maintaining energy and the background light other than the diffracted and scattered light. The intensity information is read from the storage unit. In the calculation step, by performing matrix calculation on the light intensity distribution data using the read intensity information, the light amount of the background light is calculated together with the particle size distribution data from which the influence of the background light has been removed. . The intensity information is obtained by adding a column having an element with a value corresponding to a ratio of the background light toward the plurality of light receiving elements to a matrix having the intensity of the diffracted scattered light toward the plurality of light receiving elements. It is.
本発明に係る粒度分布測定用データ処理プログラムは、入力受付部と、読出部と、演算部としてコンピュータを機能させる。前記入力受付部は、試料からの光を複数の受光素子で受光することにより得られる光強度分布データの入力を受け付ける。前記読出部は、エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光、及び、前記回折散乱光以外の背景光のそれぞれについて、各受光素子における受光強度の相対的な関係を強度情報として記憶する記憶部から、前記強度情報を読み出す。前記演算部は、読み出された前記強度情報を用いて前記光強度分布データに対する行列演算を行うことにより、前記背景光の影響が除去された粒度分布データとともに、前記背景光の光量を算出する。前記強度情報は、前記回折散乱光が前記複数の受光素子に向かう強度を要素に持つ行列に、前記背景光が前記複数の受光素子に向かう比率に応じた値を要素に持つ列を追加したものである。
The data processing program for particle size distribution measurement according to the present invention causes a computer to function as an input receiving unit, a reading unit, and a calculation unit. The input receiving unit receives input of light intensity distribution data obtained by receiving light from a sample with a plurality of light receiving elements. The reading unit stores, as intensity information, the relative relationship between the received light intensity of each light receiving element for each of diffracted and scattered light that is diffracted and scattered by the sample while maintaining energy, and background light other than the diffracted and scattered light. The intensity information is read from the storage unit. The calculation unit calculates the amount of the background light together with the particle size distribution data from which the influence of the background light has been removed by performing a matrix calculation on the light intensity distribution data using the read intensity information. . The intensity information is obtained by adding a column having an element with a value corresponding to a ratio of the background light toward the plurality of light receiving elements to a matrix having the intensity of the diffracted scattered light toward the plurality of light receiving elements. It is.
本発明によれば、演算によって背景光の影響を除去することができるため、光学フィルタを設けることなく粒度分布を正確に測定することができる。 According to the present invention, since the influence of background light can be removed by calculation, the particle size distribution can be accurately measured without providing an optical filter.
図1は、本発明の一実施形態に係る粒度分布測定装置の構成例を示した概略図である。この粒度分布測定装置は、試料に含まれる粒子群の粒子径と粒子量との関係を測定することにより、粒度分布データを生成するためのものであり、試料の測定を行うための測定部1を備えている。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a particle size distribution measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. This particle size distribution measuring apparatus is for generating particle size distribution data by measuring the relationship between the particle size and the amount of particles of a particle group contained in a sample, and is a measuring unit 1 for measuring a sample. It has.
測定部1には、光源11、集光レンズ12、空間フィルタ13、コリメータレンズ14、フローセル15、集光レンズ16及び検出器17などが備えられている。測定対象となる試料は、例えば超音波振動子が内蔵された循環式サンプラ2などの供給源からフローセル15に供給されるようになっている。
The measurement unit 1 includes a
光源11は、例えばレーザ光源からなり、当該光源11から照射された測定光が、集光レンズ12、空間フィルタ13及びコリメータレンズ14を通過することにより平行光となる。このようにして平行光とされた測定光は、試料が供給されているフローセル15に照射され、フローセル15内の試料に含まれる粒子群で回折及び散乱した後、集光レンズ16を通って検出器17により受光されるようになっている。
The
このとき、レイリー散乱光やミー散乱光などの通常の回折散乱光は、エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱し、検出器17により受光される。しかし、試料によっては、通常の回折散乱光以外の背景光を発する粒子が含まれている場合がある。当該背景光は、測定対象となる光(通常の回折散乱光)以外の入射光であり、蛍光や、エネルギー変化を伴いながら試料で散乱するラマン散乱光などを例示することができる。
At this time, normal diffracted scattered light such as Rayleigh scattered light and Mie scattered light is diffracted and scattered by the sample while retaining energy, and is received by the
検出器17は、試料からの光を検出するためのものであり、例えばフォトダイオードアレイにより構成される。検出器17は、例えば互いに異なる半径を有するリング状又は半リング状の検出面が形成された複数(例えば、64個)の受光素子171を、集光レンズ16の光軸を中心として同心円状に配置することにより構成されており、各受光素子171には、それぞれの位置に応じた角度で試料からの光が入射する。したがって、検出器17の各受光素子171の検出信号は、入射角度に対応する光の強度を表すことになる。
The
検出器17の各受光素子171の検出信号は、A/D変換器3によりアナログ信号からデジタル信号に変換された後、通信部4を介してデータ処理装置5に入力されるようになっている。これにより、検出器17の各受光素子171の素子番号と各受光素子171における受光強度とが対応付けられた光強度分布データが、データ処理装置5に入力される。
The detection signal of each light receiving
データ処理装置5は、試料の粒度分布を測定する際のデータを処理するための粒度分布測定用データ処理装置を構成している。データ処理装置5は、例えばコンピュータにより構成され、制御部51、操作部52、表示部53及び記憶部54などを備えている。
The data processing device 5 constitutes a data processing device for particle size distribution measurement for processing data when measuring the particle size distribution of the sample. The data processing device 5 is configured by a computer, for example, and includes a
制御部51は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む構成であり、操作部52、表示部53及び記憶部54などの各部が電気的に接続されている。操作部52は、例えばキーボード及びマウスを含む構成であり、ユーザが操作部52を操作することにより入力作業などを行うことができるようになっている。
The
表示部53は、例えば液晶表示器などにより構成することができ、ユーザが表示部53の表示内容を確認しながら作業を行うことができるようになっている。記憶部54は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びハードディスクなどにより構成することができる。
The
図2は、図1のデータ処理装置5の具体的構成について説明するためのブロック図である。本実施形態における制御部51は、CPUがプログラムを実行することにより、入力受付部511、演算部512及び読出部513などとして機能する。記憶部54には、光強度分布データ記憶部541、粒度分布データ記憶部542及び強度情報記憶部543などが割り当てられている。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a specific configuration of the data processing device 5 of FIG. The
入力受付部511は、測定部1から通信部4を介して入力されるデータを受け付ける。試料からの光を検出器17の複数の受光素子171で受光することにより得られる光強度分布データは、入力受付部511により入力が受け付けられ、光強度分布データ記憶部541に記憶される。
The
演算部512は、光強度分布データ記憶部541に記憶されている光強度分布データに対する演算を行うことにより、粒度分布データを算出する。本実施形態では、検出器17の各受光素子171における受光強度の相対的な関係が、強度情報として強度情報記憶部543に記憶されており、当該強度情報を用いて演算部512による演算が行われるようになっている。このとき、強度情報記憶部543に記憶されている強度情報は、読出部513により読み出され、読み出された強度情報を用いて演算部512による演算が行われる。
The
粒度分布データを演算する際には、下記式(1)の関係を用いることができる。
ここで、s、q及びAは、下記式(2)〜(4)で表される。
上記sは、光強度分布データ(ベクトル)である。上記sにおける各要素si(i=1,2,・・・,m)は、検出器17の各受光素子171の他、フローセル15の側方に設けられた側方センサや、フローセル15に対して検出器17側とは反対側に設けられた後方センサ(いずれも図示せず)などにおける受光強度である。
The s is light intensity distribution data (vector). Each element s i (i = 1, 2,..., M) in s is connected to the side sensor provided on the side of the
上記qにおける各要素qj(j=1,2,・・・,n,n+1)のうち、要素q1〜qnは、頻度分布%として表現される粒度分布データ(ベクトル)である。測定対象となる粒子径範囲(最大粒子径がx1、最小粒子径がxn+1)をn分割し、それぞれの粒子径区間を[xj,xj+1]とすると、要素q1〜qnは、各粒子径区間[xj,xj+1]に対応する粒子量である。 Of each element q j (j = 1, 2,..., N, n + 1) in q, elements q 1 to q n are granularity distribution data (vectors) expressed as frequency distribution%. When the particle size range to be measured (maximum particle size is x 1 , minimum particle size is x n + 1 ) is divided into n and each particle size interval is [x j , x j + 1 ], elements q 1 to q n are , The particle amount corresponding to each particle diameter section [x j , x j + 1 ].
これらの要素q1〜qnのみを用いて粒度分布データを演算する方法は公知であるが、本実施形態では、これらの要素q1〜qnに対して、さらに別の要素qn+1を追加したベクトルqが用いられる点に特徴がある。当該要素qn+1は、通常の回折散乱光以外の背景光の光量を表している。 A method for calculating the particle size distribution data by using only those elements q 1 to q n are known, in the present embodiment, added to the elements q 1 to q n, yet another element q n + 1 The feature is that the vector q is used. The element q n + 1 represents the amount of background light other than normal diffraction scattered light.
qn+1以外の各要素q1〜qnについては、通常、体積基準が用いられ、下記式(5)を満たすように、すなわち各要素q1〜qnの合計が100%となるように正規化が行われる。
上記Aは、上記qを光強度分布データsに変換する係数行列である。上記Aにおける各要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=1,2,・・・,n,n+1)のうち、要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=1,2,・・・,n)は、各粒子径区間[xj,xj+1]に属する単位体積の粒子群に単位強度の測定光を照射したときのi番目の受光素子171における通常の回折散乱光の受光強度である。すなわち、エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光について、各受光素子171における受光強度の相対的な関係が、各要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=1,2,・・・,n)により表されている。
A is a coefficient matrix for converting q to light intensity distribution data s. Of the elements a i, j (i = 1, 2,..., M, j = 1, 2,..., N, n + 1) in A, the elements a i, j (i = 1, 2, ,..., M, j = 1, 2,..., N) are obtained when unit intensity particle beams belonging to each particle diameter section [x j , x j + 1 ] are irradiated with unit intensity measurement light. This is the received light intensity of normal diffracted scattered light in the i-th
上記Aにおける各要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=1,2,・・・,n)の値は、粒子の屈折率をパラメータの一つとして用いて予め理論的に計算することができる。例えば、粒子径が光源11からの測定光の波長に比べて十分に大きい場合(例えば10倍以上)には、フラウンホーファ回折理論を用いて計算することができる。一方、粒子径が光源11からの測定光の波長と同程度、又は、それより小さい場合には、ミー散乱理論を用いて計算することができる。
The value of each element a i, j (i = 1, 2,..., M, j = 1, 2,..., N) in A is obtained using the refractive index of the particle as one of the parameters. It can be theoretically calculated in advance. For example, when the particle diameter is sufficiently larger than the wavelength of the measurement light from the light source 11 (for example, 10 times or more), it can be calculated using Fraunhofer diffraction theory. On the other hand, when the particle diameter is about the same as or smaller than the wavelength of the measurement light from the
一方、上記Aにおける各要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=1,2,・・・,n,n+1)のうち、要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=n+1)は、単位体積の粒子群に単位強度の測定光を照射したときのi番目の受光素子171における背景光の受光強度である。すなわち、通常の回折散乱光以外の背景光について、各受光素子171における受光強度の相対的な関係が、各要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=n+1)により表されている。
On the other hand, each element a i of the A, j (i = 1,2, ···, m, j = 1,2, ···, n, n + 1) of the element a i, j (i = 1 , 2,..., M, j = n + 1) is the received light intensity of the background light in the i-th
本実施形態では、背景光が蛍光である場合について説明する。試料に照射した測定光により試料が蛍光を発した場合、その蛍光は試料から等方的に発せられると考えられる。ここで、等方的とは、例えば試料を中心とする全ての方向に一様に光が発せられることを意味している。このように、蛍光が試料から等方的に発せられる場合には、上記Aにおける要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=n+1)の値は、各受光素子171の配置に依存する値となり、例えば蛍光が発せられる試料中の粒子を各受光素子171が臨む立体角に比例する値となる。
In the present embodiment, a case where the background light is fluorescent will be described. When the sample emits fluorescence by the measurement light irradiated to the sample, it is considered that the fluorescence is emitted isotropically from the sample. Here, isotropic means that light is emitted uniformly in all directions centered on the sample, for example. Thus, when fluorescence is emitted from the sample isotropically, the values of the elements a i, j (i = 1, 2,..., M, j = n + 1) in A are as follows. For example, the value is proportional to the solid angle at which each light receiving
このように、本実施形態における上記Aは、通常の回折散乱光及び蛍光のそれぞれについて、各受光素子171における受光強度の相対的な関係を表す行列であり、当該行列Aが強度情報として強度情報記憶部543に記憶されている。図2に示すように、強度情報記憶部543に強度情報として記憶されている行列Aは、読出部513により読み出され、当該行列Aを用いて演算部512が光強度分布データに対する行列演算を行うことにより、蛍光の影響が除去された粒度分布データ及び蛍光量を容易に算出することができる。算出された粒度分布データ及び蛍光量は、粒度分布データ記憶部542に記憶される。
As described above, A in the present embodiment is a matrix representing the relative relationship of the received light intensity at each light receiving
演算部512による行列演算では、上記式(1)に基づいて、下記式(6)によりベクトルqが求められる。ただし、ATはAの転置行列である。この場合、求められたベクトルqにおける要素q1〜qnが粒度分布データであり、要素qn+1が蛍光量である。
本実施形態では、通常の回折散乱光についての各受光素子171における受光強度の相対的な関係だけでなく、蛍光についての各受光素子171における受光強度の相対的な関係も用いて、一括して粒度分布を算出する演算を行うことにより、蛍光の影響が除去された粒度分布データ(要素q1〜qn)と蛍光の光量に基づいて仮に想定される蛍光量を同時に算出することができる。このように、演算によって蛍光の影響を除去することができるため、光学フィルタを設けることなく粒度分布を正確に測定することができる。
In the present embodiment, not only the relative relationship of the received light intensity at each light receiving
また、蛍光の影響が除去された粒度分布データ(要素q1〜qn)とともに、蛍光量(要素qn+1)も演算により算出することができるため、粒度分布と蛍光を同時に解析することができる。これは、上記行列Aにおける各要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=n+1)が、単位体積の粒子群に単位強度の測定光を照射したときのi番目の受光素子171における蛍光の受光強度として正確に設定されていることによるものである。
In addition, since the fluorescence amount (element q n + 1 ) can be calculated together with the particle size distribution data (elements q 1 to q n ) from which the influence of fluorescence has been removed, the particle size distribution and fluorescence can be analyzed simultaneously. . This is the i- th when each element a i, j (i = 1, 2,..., M, j = n + 1) in the matrix A irradiates a unit volume of particle light with unit intensity measurement light. This is because the light receiving intensity of fluorescence in the
ただし、蛍光の影響が除去された粒度分布データ(要素q1〜qn)を算出する上で、上記行列Aにおける要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=n+1)の絶対的な値が正確である必要はない。すなわち、上記行列Aにおける要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=n+1)の相対的な比率が正確であれば、算出される粒度分布データ(要素q1〜qn)はほぼ正確な値となり、蛍光の影響が除去された粒度分布データを良好に算出することができる。ただし、各要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=n+1)の値が、上記行列Aにおける他の要素ai,j(i=1,2,・・・,m、j=1,2,・・・,n)の値に近い方が、演算時に計算する上での誤差が生じにくく、演算の精度はより高くなる。 However, in calculating the particle size distribution data (elements q 1 to q n ) from which the influence of fluorescence has been removed, elements a i, j (i = 1, 2,..., M, j = The absolute value of n + 1) need not be exact. That is, if the relative proportions of the elements a i, j (i = 1, 2,..., M, j = n + 1) in the matrix A are accurate, the calculated particle size distribution data (elements q 1 to q q n ) is an almost accurate value, and the particle size distribution data from which the influence of fluorescence is removed can be favorably calculated. However, the value of each element a i, j (i = 1, 2,..., M, j = n + 1) is equal to the other element a i, j (i = 1, 2,...) In the matrix A. , M, j = 1, 2,..., N) is less likely to cause an error in calculation during calculation, and the calculation accuracy is higher.
特に、本実施形態では、試料から等方的に発せられる光の一例として、蛍光の影響が除去された粒度分布データを算出することができる。試料から等方的に発せられる光についての各受光素子171における受光強度の相対的な関係は、各受光素子171の配置に基づいて容易に算出することができるため、正確な粒度分布を容易に測定することができる。
In particular, in this embodiment, as an example of light isotropically emitted from a sample, particle size distribution data from which the influence of fluorescence is removed can be calculated. Since the relative relationship of the light receiving intensity in each light receiving
図3は、粒度分布データ及び蛍光量を算出する際の制御部51による処理の一例を示したフローチャートである。まず、測定部1において測定が行われることにより、検出器17の各受光素子171で試料からの光が受光され、これにより得られた光強度分布データsが入力受付部511により受け付けられる(ステップS101:入力受付ステップ)。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing by the
その後、強度情報としての行列Aが読出部513により強度情報記憶部543から読み出される(ステップS102:読出ステップ)。そして、上記式(6)のように、演算部512が行列Aを用いて光強度分布データsに対する演算を行うことにより、蛍光の影響が除去された粒度分布データ及び蛍光量が算出される(ステップS103:演算ステップ)。
Thereafter, the matrix A as intensity information is read from the intensity
試料から等方的に発せられる背景光であれば、蛍光に限らず、ラマン散乱光などの他の背景光が試料から発せられる場合であっても、上記行列Aを用いた演算により背景光の影響が除去された粒度分布データを算出することができる。したがって、背景光は蛍光のみに限らず、ラマン散乱光などの蛍光以外の背景光が含まれていてもよいし、蛍光を含まない背景光であってもよい。 As long as the background light isotropically emitted from the sample, not only the fluorescence but also other background light such as Raman scattered light is emitted from the sample, the calculation of the background light is performed by the above matrix A. The particle size distribution data from which the influence has been removed can be calculated. Therefore, the background light is not limited to fluorescence but may include background light other than fluorescence, such as Raman scattered light, or may be background light that does not include fluorescence.
ただし、試料から発せられる背景光が等方的でない場合には、各受光素子171に向かう光の比率に応じた列を上記行列Aに追加する必要がある。このように、上記行列Aの各要素を適切に設定すれば、背景光は、試料から等方的に発せられる光だけでなく、等方的でない光が含まれていてもよいし、等方的に発せられる光が含まれていなくてもよい。
However, when the background light emitted from the sample is not isotropic, it is necessary to add a column corresponding to the ratio of the light toward each light receiving
以上の実施形態では、粒度分布データを生成するためのデータ処理装置5が、粒度分布測定装置に備えられた構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、粒度分布測定装置とは別にデータ処理装置5が設けられた構成であってもよい。この場合、粒度分布測定装置の測定部1から出力される光強度分布データは、有線通信又は無線通信を介してデータ処理装置5に入力されるような構成であってもよいし、記憶媒体(図示せず)に一旦記憶された後、当該記憶媒体からデータ処理装置5に入力されるような構成などであってもよい。 In the above embodiment, the configuration in which the data processing device 5 for generating the particle size distribution data is provided in the particle size distribution measuring device has been described. However, the configuration is not limited to such a configuration, and a configuration in which the data processing device 5 is provided separately from the particle size distribution measuring device may be used. In this case, the light intensity distribution data output from the measurement unit 1 of the particle size distribution measuring device may be configured to be input to the data processing device 5 via wired communication or wireless communication, or a storage medium ( It may be configured such that the data is once stored in (not shown) and then input to the data processing device 5 from the storage medium.
また、データ処理装置5は、測定部1から入力される光強度分布データを、光強度分布データ記憶部541に一旦記憶してから演算に用いるような構成に限らず、外部から入力される光強度分布データが、演算部512の演算にそのまま用いるような構成であってもよい。なお、演算部512は、光強度分布データに対して行列を用いた演算を行うような構成に限らず、行列を用いずに演算を行うような構成であってもよい。
The data processing device 5 is not limited to a configuration in which the light intensity distribution data input from the measurement unit 1 is temporarily stored in the light intensity distribution
また、上記実施形態に係るデータ処理装置5のように、粒度分布データを生成するための粒度分布測定用データ処理装置を提供することができるだけでなく、粒度分布測定用データ処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム(粒度分布測定用データ処理プログラム)を提供することも可能である。この場合、上記プログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されるような構成であってもよいし、有線通信又は無線通信を介してプログラム自体が提供されるような構成であってもよい。 In addition to providing the data processing device for particle size distribution measurement for generating the particle size distribution data, like the data processing device 5 according to the above embodiment, the computer functions as the data processing device for particle size distribution measurement. It is also possible to provide a program (data processing program for particle size distribution measurement) for the purpose. In this case, the program may be configured to be provided in a state stored in a storage medium, or may be configured to provide the program itself via wired communication or wireless communication. .
1 測定部
2 循環式サンプラ
3 A/D変換器
4 通信部
5 データ処理装置
11 光源
12 集光レンズ
13 空間フィルタ
14 コリメータレンズ
15 フローセル
16 集光レンズ
17 検出器
51 制御部
52 操作部
53 表示部
54 記憶部
171 受光素子
511 入力受付部
512 演算部
513 読出部
541 光強度分布データ記憶部
542 粒度分布データ記憶部
543 強度情報記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光、及び、前記回折散乱光以外の背景光のそれぞれについて、各受光素子における受光強度の相対的な関係を強度情報として記憶する記憶部と、
前記強度情報を用いて前記光強度分布データに対する行列演算を行うことにより、前記背景光の影響が除去された粒度分布データとともに、前記背景光の光量を算出する演算部とを備え、
前記強度情報は、前記回折散乱光が前記複数の受光素子に向かう強度を要素に持つ行列に、前記背景光が前記複数の受光素子に向かう比率に応じた値を要素に持つ列を追加したものであることを特徴とする粒度分布測定用データ処理装置。 An input receiving unit that receives input of light intensity distribution data obtained by receiving light from a sample with a plurality of light receiving elements;
A storage unit that stores, as intensity information, a relative relationship of received light intensity in each light receiving element for each of diffracted scattered light that is diffracted and scattered by a sample while retaining energy, and background light other than the diffraction scattered light,
By performing the matrix operation with respect to the light intensity distribution data using the strong degree information, wherein with the background light particle size distribution data is removed the effect of, and an arithmetic unit for calculating the amount of the background light,
The intensity information is obtained by adding a column having an element with a value corresponding to a ratio of the background light toward the plurality of light receiving elements to a matrix having the intensity of the diffracted scattered light toward the plurality of light receiving elements. A data processing apparatus for particle size distribution measurement, characterized in that
試料からの光を受光する複数の受光素子と、
請求項1〜3のいずれかに記載の粒度分布測定用データ処理装置とを備えたことを特徴とする粒度分布測定装置。 A light source for irradiating the sample with light;
A plurality of light receiving elements for receiving light from the sample;
A particle size distribution measuring device comprising the data processing device for particle size distribution measurement according to any one of claims 1 to 3 .
エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光、及び、前記回折散乱光以外の背景光のそれぞれについて、各受光素子における受光強度の相対的な関係を強度情報として記憶する記憶部から、前記強度情報を読み出す読出ステップと、
読み出された前記強度情報を用いて前記光強度分布データに対する行列演算を行うことにより、前記背景光の影響が除去された粒度分布データとともに、前記背景光の光量を算出する演算ステップとを備え、
前記強度情報は、前記回折散乱光が前記複数の受光素子に向かう強度を要素に持つ行列に、前記背景光が前記複数の受光素子に向かう比率に応じた値を要素に持つ列を追加したものであることを特徴とする粒度分布測定用データ処理方法。 An input receiving step for receiving input of light intensity distribution data obtained by receiving light from the sample by a plurality of light receiving elements;
From each of the diffracted scattered light that is diffracted and scattered by the sample while retaining energy, and the background light other than the diffracted scattered light, from the storage unit that stores the relative relationship of the received light intensity in each light receiving element as intensity information, A reading step of reading the intensity information;
A calculation step of calculating the amount of the background light together with the particle size distribution data from which the influence of the background light has been removed by performing a matrix operation on the light intensity distribution data using the read intensity information. ,
The intensity information is obtained by adding a column having an element with a value corresponding to a ratio of the background light toward the plurality of light receiving elements to a matrix having the intensity of the diffracted scattered light toward the plurality of light receiving elements. A data processing method for particle size distribution measurement, characterized by
エネルギーを保持したまま試料で回折及び散乱する回折散乱光、及び、前記回折散乱光以外の背景光のそれぞれについて、各受光素子における受光強度の相対的な関係を強度情報として記憶する記憶部から、前記強度情報を読み出す読出部と、
読み出された前記強度情報を用いて前記光強度分布データに対する行列演算を行うことにより、前記背景光の影響が除去された粒度分布データとともに、前記背景光の光量を算出する演算部としてコンピュータを機能させ、
前記強度情報は、前記回折散乱光が前記複数の受光素子に向かう強度を要素に持つ行列に、前記背景光が前記複数の受光素子に向かう比率に応じた値を要素に持つ列を追加したものであることを特徴とする粒度分布測定用データ処理プログラム。 An input receiving unit that receives input of light intensity distribution data obtained by receiving light from a sample with a plurality of light receiving elements;
From each of the diffracted scattered light that is diffracted and scattered by the sample while retaining energy, and the background light other than the diffracted scattered light, from the storage unit that stores the relative relationship of the received light intensity in each light receiving element as intensity information, A reading unit for reading the intensity information;
By performing a matrix operation on the light intensity distribution data using the read intensity information, a computer as a calculation unit that calculates the amount of the background light together with the particle size distribution data from which the influence of the background light has been removed. to function,
The intensity information is obtained by adding a column having an element with a value corresponding to a ratio of the background light toward the plurality of light receiving elements to a matrix having the intensity of the diffracted scattered light toward the plurality of light receiving elements. A data processing program for particle size distribution measurement characterized by
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014012095A JP6112025B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014012095A JP6112025B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015141025A JP2015141025A (en) | 2015-08-03 |
JP6112025B2 true JP6112025B2 (en) | 2017-04-12 |
Family
ID=53771481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014012095A Active JP6112025B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6112025B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3279635B1 (en) | 2016-08-04 | 2022-06-01 | Malvern Panalytical Limited | Method, processor and machine-readable, non-transient storage medium for characterising particles suspended in a fluid dispersant |
JP6900789B2 (en) * | 2017-05-31 | 2021-07-07 | 株式会社島津製作所 | Data processing method, data processing device and data processing program for measuring bubble diameter distribution |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2876253B2 (en) * | 1990-11-03 | 1999-03-31 | 株式会社堀場製作所 | Particle size distribution analyzer |
JPH0792076A (en) * | 1993-09-24 | 1995-04-07 | Canon Inc | Grain analyzing device |
JP2827901B2 (en) * | 1994-05-31 | 1998-11-25 | 株式会社島津製作所 | Particle size distribution measurement method |
JP2862077B2 (en) * | 1996-08-28 | 1999-02-24 | 株式会社島津製作所 | Particle size distribution analyzer |
JP3282580B2 (en) * | 1998-04-01 | 2002-05-13 | 株式会社島津製作所 | Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer |
JP3531557B2 (en) * | 1999-11-05 | 2004-05-31 | 株式会社島津製作所 | Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer |
-
2014
- 2014-01-27 JP JP2014012095A patent/JP6112025B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015141025A (en) | 2015-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4915369B2 (en) | Particle size distribution measuring apparatus and volume concentration calculation method using the same | |
JP6015735B2 (en) | Fine particle measuring device | |
JP6880059B2 (en) | Program for particle size distribution measuring device and particle size distribution measuring device | |
JP6112025B2 (en) | Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement | |
JP6555164B2 (en) | Particle size distribution measuring apparatus, data processing method, and data processing program | |
JP6264229B2 (en) | Bubble diameter distribution measuring method and bubble diameter distribution measuring apparatus | |
JP2008111810A (en) | Comparison method of light intensity distribution data of diffracted/scattered light, and particle size distribution measuring device | |
JP6579059B2 (en) | Data processing method, data processing apparatus, and data processing program | |
JP6277973B2 (en) | Bubble diameter distribution measuring method and bubble diameter distribution measuring apparatus | |
JP2016211945A (en) | Particle size distribution measuring apparatus, particle size distribution measuring method and particle size distribution measuring program | |
JP6065127B2 (en) | Data processing device for particle size distribution measurement, particle size distribution measuring device equipped with the same, data processing method for particle size distribution measurement, and data processing program for particle size distribution measurement | |
WO2019230624A1 (en) | Particle size distribution measuring device and program for particle size distribution measuring device | |
JP5381941B2 (en) | Particle size distribution measuring device | |
JP6787278B2 (en) | Particle size distribution measuring device and particle size distribution measuring method | |
JP5915758B2 (en) | Particle size distribution data processing device, particle size distribution measuring device including the same, particle size distribution data processing method, and particle size distribution data processing program | |
JP6900789B2 (en) | Data processing method, data processing device and data processing program for measuring bubble diameter distribution | |
JP6729724B2 (en) | Data processing device and data processing program | |
JP6872557B2 (en) | Program for particle size distribution measuring device and particle size distribution measuring device | |
JP6543318B2 (en) | Particle size distribution measuring device | |
JP3282580B2 (en) | Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer | |
JP5353626B2 (en) | Particle size distribution measuring device | |
JP5443411B2 (en) | Method and apparatus for detecting the size of particles in a liquid | |
JP6488973B2 (en) | Aggregation measuring apparatus and aggregation measuring method | |
JP5549394B2 (en) | Particle size distribution measuring device | |
JP4222537B2 (en) | Static light scattering particle size distribution analyzer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160511 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170227 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6112025 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |