專利名稱：粒子計數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測定樣品中所含漂浮粒子的個數(shù)、求得樣品中的 粒子濃度的粒子計數(shù)器。
背景技術(shù)：
即使樣品中不存在大小可測定的粒子，粒子計數(shù)器中也存在顯示為離散值(discrete value)的所謂的亂真計數(shù)。作為亂真計數(shù)產(chǎn)生的原 因，被認(rèn)為是激光光源產(chǎn)生的噪聲、光電變換器產(chǎn)生的噪聲、各電路 中的隨機的電壓變動所導(dǎo)致的噪聲、從外部侵入的宇宙射線等。因此，為了減少激光光源產(chǎn)生的噪聲，已知如下技術(shù)(例如，參 照專利文獻(xiàn)1):利用輸出在直流電流中疊加有高頻成分的驅(qū)動電流的 激光驅(qū)動電路來驅(qū)動激光二極管，將激光二極管的縱模設(shè)定為多模。專利文獻(xiàn)1:特開平9-178645號公報但是，在專利文獻(xiàn)1中所記載的粒子計數(shù)器中，可降低激光二極 管所導(dǎo)致的亂真計數(shù)，但是，存在無法應(yīng)付其他因素所造成的亂真計 數(shù)的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的這樣的問題而提出，其目的是 提供一種利用比較簡單的結(jié)構(gòu)就能夠有效地降低由于各種原因所產(chǎn)生 的亂真計數(shù)的粒子計數(shù)器。用于解決上述課題的第1方面的發(fā)明是一種粒子計數(shù)器，測定樣 品中所含漂浮粒子的個數(shù)，求得樣品中的粒子濃度，其具有存儲部， 存儲預(yù)先求得的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率；減法處理部，從測定開始后的 離散值中減去基于該存儲部中存儲的上述亂真計數(shù)的發(fā)生頻率的值。第2方面的發(fā)明是一種粒子計數(shù)器，測定樣品中所含漂浮粒子的 個數(shù)，求得樣品中的粒子濃度，其具有存儲部，存儲不存在粒子時 粒子檢測部所輸出的直流電平與亂真計數(shù)的發(fā)生頻率的關(guān)系式；減法 處理部，參照該存儲部中存儲的上述關(guān)系式，求得測定開始時刻與上
述粒子檢測部所輸出的直流電平相對應(yīng)的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率，從測 定開始后的離散值中減去基于該亂真計數(shù)的發(fā)生頻率的值。第3方面的發(fā)明是在第l方面或第2方面的粒子計數(shù)器中，上述減 法處理部將所求得的上述亂真計數(shù)的發(fā)生頻率(m)的倒數(shù)(1/m) 作為減法處理的最小時間區(qū)間，利用該時間區(qū)間分割測定時間，如果 在某個時間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生了使離散值增加的信號，則從離散值中減去應(yīng) 減去的數(shù)目，如果沒有產(chǎn)生使離散值增加的信號，則將應(yīng)減去的數(shù)目 保留至下一時間區(qū)間。按照如上述說明的第1方面的發(fā)明，掌握亂真計數(shù)的發(fā)生頻率， 由此，可以將亂真計數(shù)的影響抑制在某個范圍內(nèi)，可獲得更準(zhǔn)確的離 散值。根據(jù)第2方面的發(fā)明，可以掌握考慮了使用條件變化的亂真計數(shù) 的發(fā)生頻率，將亂真計數(shù)的影響抑制在某個范圍內(nèi)，能夠獲得更準(zhǔn)確 的離散值。根據(jù)第3方面的發(fā)明，如果在某個時間區(qū)間內(nèi)沒有產(chǎn)生使離散值 增加的信號，則將應(yīng)該減去的數(shù)目保留至下一時間區(qū)間，因此在沒有 產(chǎn)生使離散值增加的信號的情況下，不執(zhí)行減法處理，所以不會出現(xiàn) 已經(jīng)顯示出來的離散值被減小的情況。


圖l是本發(fā)明的粒子計數(shù)器的第1實施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的粒子計數(shù)器的笫1實施方式的動作的流程圖。圖3是本發(fā)明的粒子計數(shù)器的第2實施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖4是光電變換器的輸出電壓波形圖，(a)表示光散射方式的情況，(b)表示消光方式的情況。圖5是表示光電變換器的直流電平與亂真計數(shù)的發(fā)生頻率的關(guān)系的圖。圖6是表示本發(fā)明的粒子計數(shù)器的第2實施方式的動作的流程圖。圖7是表示在測定時間的某個時間區(qū)間的減法處理的步驟的流程圖。
具體實施方式
下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。這里，圖1是本發(fā)明的粒子計數(shù)器的第1實施方式的結(jié)構(gòu)圖，圖2是同樣地表示動作的 流程圖，圖3是本發(fā)明的粒子計數(shù)器的笫2實施方式的結(jié)構(gòu)圖，圖4 是光電變換器的輸出電壓波形圖，圖5是表示光電變換器的直流電平 與亂真計數(shù)的發(fā)生頻率的關(guān)系的圖，圖6是表示第2實施方式的動作的 流程圖，圖7是表示在測定時間的某個時間區(qū)間的減法處理的步驟的 流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的粒子計數(shù)器的笫1實施方式由利用光對樣品 中的粒子進行檢測的粒子檢測部1、按照每一粒徑劃分來捕捉粒子的脈 沖高度分析部2、考慮了亂真計數(shù)進行運算處理的運算部3、對運算部 3的處理結(jié)果進行顯示或直接以電信號方式輸出的顯示/輸出部4構(gòu) 成。粒子檢測部1具備流過樣品的流道6、向流道6照射激光La以形 成粒子檢測區(qū)域的光源7、將通過粒子檢測區(qū)域的粒子所產(chǎn)生的散射光 Ls匯聚起來的聚光透鏡8、將聚光透鏡8所匯聚起來的光變換為與光 的強度相應(yīng)的電壓的光電變換器9等。脈沖高度分析部2接收粒子檢測部1的輸出信號，將預(yù)定電平以上 的信號作為與該電平相當(dāng)?shù)牧降牧Ｗ影凑樟絼澐诌M行輸出。從輸 入到脈沖高度分析部2的光電變換器9的輸出信號中除去直流電平。這里所說的光電變換器9輸出的直流電平指的是在不存在因粒子 所導(dǎo)致的散射光Ls的情況下與入射到光電變換器9的背景光的光量相 當(dāng)?shù)碾妷?。運算部3具備如下等部分計數(shù)器部10，接收脈沖高度分析部2 的輸出信號，與粒徑劃分對應(yīng)地對脈沖進行計數(shù)；存儲部11，存儲出 廠時或制造時的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率；減法處理部12，執(zhí)行運算處理， 使計數(shù)器部10所輸出的計數(shù)數(shù)目中與最小粒徑相對應(yīng)的峰值(peak value)的計數(shù)值(count value)不會增加與亂真計數(shù)的發(fā)生頻率相當(dāng) 的量。利用圖2所示的流程圖說明具有如上所述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的粒子計 數(shù)器的第1實施方式的動作。
首先，測定開始后，在步驟SP1中，由減法處理部12從存儲部11中讀取預(yù)先求出并保存的出廠時或制造時的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率 m0。接著，在步驟SP2中，以亂真計數(shù)的發(fā)生頻率mO的倒數(shù)1/mO 的時間劃分對測定時間進行分割，進行減法處理。這意味著，相對于 計數(shù)器部10所輸出的最小粒徑的離散值，按照每1/mO時間執(zhí)行減 "1"處理。但是，在最初的時間區(qū)間(0~l/2mO)內(nèi)并不執(zhí)行減法 處理，而是將計數(shù)器部10的離散值作為測定結(jié)果直接輸出到顯示/輸出 部4。從測定開始時經(jīng)過了 1/2m0時間后，按每1/mO時間執(zhí)行減"1" 處理。在該時間區(qū)間內(nèi)沒有執(zhí)行減法處理的情況下，將應(yīng)減去的數(shù)目 保留至下一時間區(qū)間累積起來。例如，將使離散值增加的信號輸入到計數(shù)器部10時，計數(shù)器部10 對該信號進行計數(shù)。但是，在減法處理部12中，如果這是與最小粒徑 相對應(yīng)的計數(shù)值，則進行不使離散值增加與應(yīng)減去的數(shù)目相當(dāng)?shù)牧康?處理，由此，結(jié)果是能夠獲得與減法同等的效果。這樣，如果在與出廠時或制造時的使用條件基本相同的條件下使 用粒子計數(shù)器，基于在出廠時或制造時的使用條件下求得的亂真計數(shù) 的發(fā)生頻率mO進行減法處理，由此，能夠獲得更準(zhǔn)確的離散值。接著，如圖3所示，本發(fā)明的粒子計數(shù)器的笫2實施方式由利用光 對樣品中的粒子進行檢測的粒子檢測部1、按照每一粒徑劃分來捕捉粒 子的脈沖高度分析部2、考慮了亂真計數(shù)進行運算處理的運算部13、 對運算部13的處理結(jié)果進行顯示或直接以電信號方式輸出的顯示/輸 出部4構(gòu)成。運算部13具備如下等部分計數(shù)器部IO，接收脈沖高度分析部2 的輸出信號，與粒徑劃分對應(yīng)地對脈沖進行計數(shù)；存儲部21，對出廠 時或制造時的不存在粒子時的光電變換器9所輸出的直流電平與亂真 計數(shù)的發(fā)生頻率的關(guān)系式進行存儲；減法處理部22，執(zhí)行運算處理， 使計數(shù)器部10所輸出的計數(shù)數(shù)目之中與最小粒徑相對應(yīng)的峰值的計數(shù) 值不會增加與亂真計數(shù)的發(fā)生頻率相當(dāng)?shù)牧?。并且，除了計?shù)器部IO的輸出信號之外，也將光電變換器9所輸 出的直流電平輸入到減法處理部22中。此外，對于與圖l所示的第l實施方式符號相同的結(jié)構(gòu)要素，因其功能相同，所以省略其說明。此外，在本發(fā)明的實施方式中對針對光散射方式的粒子計數(shù)器的 應(yīng)用進行了說明，但本發(fā)明也適用于消光方式的粒子計數(shù)器。如圖4 (a)所示，在光散射方式的粒子計數(shù)器的光電變換器9的 輸出電壓波形中，背景光所導(dǎo)致的直流電平N1總是顯現(xiàn)出來，該直流 電平N1中重疊了激光La的噪聲或光電變換器9的噪聲等。此處，若 出現(xiàn)粒子，則從直流電平N1突出并在正(plus)側(cè)出現(xiàn)脈沖Pl。并且， 在重疊在直流電平Nl上的噪聲的峰值相當(dāng)于與最小粒徑相對應(yīng)的峰 值的情況下，例如，脈沖Fl作為亂真計數(shù)而被計數(shù)。另外，如圖4 (b)所示，在消光方式的粒子計數(shù)器的光電變換器 的輸出電壓波形中，光源照射的光所產(chǎn)生的直流電平N2總是顯現(xiàn)出 來，該直流電平N2中重疊了光源光的噪聲或光電變換器9的噪聲等。 此處若出現(xiàn)比最小粒徑大的粒子，則從直流電平N2突出并在負(fù) (minus)側(cè)出現(xiàn)脈沖P2。并且，重疊在直流電平N2上的噪聲的正側(cè) 的峰值例如脈沖F2沒有被計數(shù)，但是，在重疊在直流電平N2上的噪 聲的負(fù)側(cè)的峰值相當(dāng)于與最小粒徑相對應(yīng)的峰值的情況下，例如脈沖 F3作為亂真計數(shù)而被計數(shù)。這里，成為亂真計數(shù)對象的現(xiàn)象表現(xiàn)為大致與最小粒徑相對應(yīng)程 度的較小的峰(peak)。因此，對于粒子計數(shù)器來說，減法處理以與最 小粒徑相對應(yīng)的峰值為對象。因此，即使檢測到與比最小粒徑大的粒 徑相對應(yīng)的峰值，也不作為亂真計數(shù)，不作為減法處理的對象。為了求得亂真計數(shù)的發(fā)生頻率，在出廠時或制造時的使用條件下 粒子計數(shù)器沒有檢測到粒子的狀態(tài)下，例如使其工作24小時，在這種 狀態(tài)下求得與最小粒徑相對應(yīng)的峰值的離散值。此外，將與最小粒徑 相對應(yīng)的峰值的離散值除以工作時間，求出與該時間相應(yīng)的發(fā)生頻 率。此時的光電變換器9的直流電平DO和亂真計數(shù)的發(fā)生頻率m0成 為參數(shù)。為便于說明，采用"個/分"作為發(fā)生頻率mO的單位。亂真計數(shù)的發(fā)生頻率m依賴于光電變換器9的直流電平D。該直 流電平D以及粒子檢測區(qū)域中粒子發(fā)出的散射光Ls的電平與激光La 的強度成比例。這里，若假定激光La的強度變?yōu)橐话?，則光電變換器 9的直流電平D或粒子發(fā)出的散射光Ls的電平也會變?yōu)橐话搿５牵?光電變換器9所導(dǎo)致的噪聲等電平不變。因此，如果激光La的強度降
低、即光電變換器9的直流電平D降低，則光電變換器9所導(dǎo)致的噪 聲等相對變得明顯。換句話說，如果直流電平D降低，則亂真計數(shù)的 發(fā)生頻率m增大。為了求得亂真計數(shù)的發(fā)生頻率m和光電變換器9的直流電平D的 關(guān)系，改變光電變換器9的直流電平D，例如如上所述求出多種直流電 平的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率?？梢约俣ㄋ鼈兊年P(guān)系是直線(一次式)，因 此，若以縱軸作為亂真計數(shù)的發(fā)生頻率m、以橫軸作為光電變換器9 的直流電平D，求得2個不同直流電平下的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率，得到 穿過這2點的斜率為a的直線(m = aD + b)。使用直流電平DO和發(fā)生 頻率mO求得常數(shù)b，即b-m0-aDO。因此，如圖5所示，亂真計數(shù)的發(fā)生頻率m和光電變換器9的直 流電平D的關(guān)系式為m = aD + mO-aD0。這些參數(shù)a、 mO、 D(M呆存在 存儲部11中。此外，在測定開始時讀出這些參數(shù)a、 mO、 D0，用于減 法處理部12的減法處理。利用圖6所示的流程圖說明具有如上所述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的粒子計 數(shù)器的第2實施方式的動作。首先，測定開始后，在步驟SP11中，減法處理部22從存儲部21 中讀取預(yù)先求出并保存起來的表示亂真計數(shù)的發(fā)生頻率m與光電變換 器9的直流電平D的關(guān)系的斜度a、亂真計數(shù)的發(fā)生頻率mO和此時的 光電變換器9的直流電平DO。接著，在步驟SP12中對測定開始時刻的光電變換器9的直流電平 Dl進行測定，在步驟SP13中使用從存儲部21讀取的參數(shù)a、 m0、 D0 計算出與光電變換器9的直流電平Dl相對應(yīng)的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率 ml。接著，在步驟SP14中，以亂真計數(shù)的發(fā)生頻率ml的倒數(shù)l/ml 的時間劃分對測定時間進行分割，執(zhí)行減法處理。這意味著，相對于 計數(shù)器部10所輸出的最小粒徑的離散值，按照每1/ml時間執(zhí)行減 "1"處理。但是，在最初的時間區(qū)間(0~l/2ml)內(nèi)并不執(zhí)行減法 處理，而是將計數(shù)器部10的離散值作為測定結(jié)果直接輸出到顯示/輸出 部4。在從測定開始時經(jīng)過1 / 2ml時間后，按每1 / ml時間執(zhí)行減"1" 處理。在該時間區(qū)間內(nèi)沒有執(zhí)行減法處理的情況下，將應(yīng)減去的數(shù)目 保留至下一時間區(qū)間累積起來。例如，當(dāng)使離散值增加的信號輸入到計數(shù)器部io時，計數(shù)器部IO對該信號進行計數(shù)。但是，在減法處理部22中，如果這是與最小粒徑 相對應(yīng)的計數(shù)值，則執(zhí)行不使離散值增加與應(yīng)減去的數(shù)目相當(dāng)?shù)牧康?處理，由此，其結(jié)果是能夠獲得與減法同等的效果。這樣，在出廠時或制造時的使用條件下，求得光電變換器9的直 流電平DO與亂真計數(shù)的發(fā)生頻率m0，并且，將亂真計數(shù)的發(fā)生頻率 m與光電變換器9的直流電平D的關(guān)系表示為一次式(linear expression),多次改變光電變換器9的直流電平D，求得其斜率a，并 在不同的使用條件下根據(jù)光電變換器9的直流電平D計算出亂真計數(shù) 的發(fā)生頻率m，執(zhí)行減法處理，由此得到更準(zhǔn)確的離散值。接著，利用圖7所示的流程圖說明測定時間的某個時間區(qū)間的減 法處理的步驟。該流程圖表示在應(yīng)該減去的數(shù)目從上一個時間區(qū)間保 留下來的情況下的減法處理步驟。在本發(fā)明的第1實施方式和第2實施 方式中該減法處理步驟是相同的。首先，在步驟SP21中，加上從上一個時間區(qū)間保留下來的應(yīng)該減 去的數(shù)目，求得該時間區(qū)間內(nèi)應(yīng)該減去的數(shù)目。在步驟SP22中，減法 處理部12、 22判斷是否產(chǎn)生了使離散值增加的信號。如果發(fā)生了使離 散值增加的信號，則進入步驟SP23，如果沒有發(fā)生使離散值增加的信 號，則進入步驟SP26。接著，在步驟SP23中，判斷在該時間區(qū)間內(nèi)是否減去了應(yīng)該減去 的數(shù)目。如果在該時間區(qū)間內(nèi)沒有減去應(yīng)該減去的數(shù)目，則進入步驟 SP24，不對所發(fā)生的使離散值增加的信號進行計數(shù)。另一方面，如果 已經(jīng)在該時間區(qū)間內(nèi)減去了應(yīng)該減去的數(shù)目，則在步驟SP25中正常地 對所發(fā)生的使離散值增加的信號進行計數(shù)。接著，在步驟SP26中，判斷該時間區(qū)間是否結(jié)束，即判斷是否經(jīng) 過了 1/ml時間。如果經(jīng)過了 1/ml時間，則進入步驟SP27，如果尚 未經(jīng)過l/ml時間，則返回步驟SP22。在步驟SP27中，判斷在該時間區(qū)間內(nèi)是否已經(jīng)用完了應(yīng)該減去的 數(shù)目。如果在該時間區(qū)間內(nèi)已經(jīng)用完了應(yīng)該減去的數(shù)目，則該時間區(qū) 間的減法處理結(jié)束。另一方面，如果在該時間區(qū)間內(nèi)尚未用完應(yīng)該減 去的數(shù)目，則在步驟SP28中執(zhí)行了將應(yīng)該減去的數(shù)目保留至下一個時
間區(qū)間的處理之后，該時間區(qū)間的減法處理結(jié)束。 工業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，能夠構(gòu)成一種粒子計數(shù)器，可掌握考慮了使用條件 的變化后的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率，可將亂真計數(shù)的影響抑制在某個范 圍內(nèi)，獲得更準(zhǔn)確的離散值。另外，不需要用戶從測定結(jié)果的離散值中減去預(yù)先記載在說明書 等之中的亂真計數(shù)，從而使粒子計數(shù)器更便于使用。
權(quán)利要求
1. 一種粒子計數(shù)器，測定樣品中所含的漂浮粒子的個數(shù)，求得樣品中的粒子濃度，其特征在于，具有存儲部，存儲預(yù)先求得的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率；減法處理部，從 測定開始后的離散值中減去基于該存儲部中存儲的上述亂真計數(shù)的發(fā) 生頻率的值。
2. —種粒子計數(shù)器，測定樣品中所含的漂浮粒子的個數(shù)，求得樣 品中的粒子濃度，其特征在于，具有存儲部，存儲不存在粒子時粒子檢測部所輸出的直流電平與亂真 計數(shù)的發(fā)生頻率的關(guān)系式；減法處理部，參照該存儲部中存儲的上述 關(guān)系式，求得測定開始時刻與上述粒子檢測部所輸出的直流電平相對 應(yīng)的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率，從測定開始后的離散值中減去基于該亂真 計數(shù)的發(fā)生頻率的值。
3. 如權(quán)利要求1或2的粒子計數(shù)器，其特征在于， 上述減法處理部將所求得的上述亂真計數(shù)的發(fā)生頻率(m )的倒數(shù)(1 / m )作為減法處理的最小時間區(qū)間，以該時間區(qū)間分割測定時間， 如果產(chǎn)生了在某個時間區(qū)間內(nèi)使離散值增加的信號，則從離散值中減 去應(yīng)減去的數(shù)目，如果沒有產(chǎn)生使離散值增加的信號，則將應(yīng)減去的 數(shù)目保留至下一時間區(qū)間。
全文摘要
提供一種能夠利用比較簡單的結(jié)構(gòu)有效地降低因各種原因所導(dǎo)致的亂真計數(shù)的粒子計數(shù)器。本發(fā)明的用于測定樣品中所含的漂浮粒子的個數(shù)、求得樣品中的粒子濃度的粒子計數(shù)器具備存儲部(21)，存儲不存在粒子時的光電變換器(9)所輸出的直流電平與亂真計數(shù)的發(fā)生頻率的關(guān)系式；減法處理部(22)，參照該存儲部(21)中存儲的上述關(guān)系式，求得測定開始時刻與光電變換器(9)所輸出的直流電平相對應(yīng)的亂真計數(shù)的發(fā)生頻率，從測定開始后的離散值中減去基于該亂真計數(shù)的發(fā)生頻率的值。
文檔編號G01N15/06GK101124471SQ200580048518
公開日2008年2月13日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者中島康貴, 松田朋信 申請人:理音株式會社