JP5353626B2 - 粒度分布測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光学的手法（例えば、レーザ回折・散乱式や、誘導回折格子法（ＩＧ法）等）を用いて被測定物中の被測定粒子群の粒度分布を測定する粒度分布測定装置に関する。
レーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置においては、媒体（例えば、水等）中に分散状態の被測定粒子群（例えば、粉体等）にレーザ光を照射することにより、被測定粒子群で回折・散乱されたレーザ光の空間的な強度分布を光検出素子で検出して、その測定結果からフラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づく演算を行うことによって、被測定粒子群の粒度分布を算出する。
このような粒度分布測定装置において、例えば、被測定粒子群にレーザ光を照射するために、フローセルが使用されるものがあり、媒体中に被測定粒子群が均一に分散された被測定液がフローセル内を流れるようにして、フローセル内の被測定液にレーザ光を照射している。
このような粒度分布測定装置において、例えば、被測定粒子群にレーザ光を照射するために、フローセルが使用されるものがあり、媒体中に被測定粒子群が均一に分散された被測定液がフローセル内を流れるようにして、フローセル内の被測定液にレーザ光を照射している。
ここで、フローセルを使用した従来の粒度分布測定装置の一例について説明する（例えば、特許文献１参照）。図８は、従来の粒度分布測定装置の概略構成の一例を示す図である。なお、図８中で、光学系の構成を表す模式図と、データサンプリング回路やコンピュータからなる信号処理系の構成を表すブロック図とを併記して示している。
フローセル３０は、下端部に下側接続口を、上端部に上側接続口を有する。そして、フローセル３０の下側接続口は、配管２１を介して供給源１１と接続されている。また、上側接続口は、配管２０を介して排出ポンプ１２と接続されている。
このような構成において、排出ポンプ１２が駆動することによって、供給源１１内の被測定液Ｓが、下側接続口からフローセル３０内に流入し、そして、フローセル３０内を下方から上方へ流れ、その後、上側接続口から流出することになる。
なお、フローセル３０が粒度分布測定装置２０１の中央部の所定の位置に保持されると、フローセル３０の内部をレーザ光が通過するようになっている。
フローセル３０は、下端部に下側接続口を、上端部に上側接続口を有する。そして、フローセル３０の下側接続口は、配管２１を介して供給源１１と接続されている。また、上側接続口は、配管２０を介して排出ポンプ１２と接続されている。
このような構成において、排出ポンプ１２が駆動することによって、供給源１１内の被測定液Ｓが、下側接続口からフローセル３０内に流入し、そして、フローセル３０内を下方から上方へ流れ、その後、上側接続口から流出することになる。
なお、フローセル３０が粒度分布測定装置２０１の中央部の所定の位置に保持されると、フローセル３０の内部をレーザ光が通過するようになっている。
粒度分布測定装置２０１の左側部には、レーザ光源４１と集光レンズ４２と空間フィルタ４３とコリメータ４４とが左からこの順に配置されている。
このような構成において、レーザ光源４１で発生されたレーザ光は、集光レンズ４２、空間フィルタ４３、コリメータ４４を通過して平行光とされ、前方向（左から右へ）に向かうようにフローセル３０に照射される。このとき、フローセル３０内には、粒度分布を測定するための被測定液Ｓが下から上へ流れるように導入されている。
これにより、レーザ光は、フローセル３０内の被測定粒子群Ｐで回折・散乱して、空間的に回折・散乱光の強度分布パターンが生ずることになる。
このような構成において、レーザ光源４１で発生されたレーザ光は、集光レンズ４２、空間フィルタ４３、コリメータ４４を通過して平行光とされ、前方向（左から右へ）に向かうようにフローセル３０に照射される。このとき、フローセル３０内には、粒度分布を測定するための被測定液Ｓが下から上へ流れるように導入されている。
これにより、レーザ光は、フローセル３０内の被測定粒子群Ｐで回折・散乱して、空間的に回折・散乱光の強度分布パターンが生ずることになる。
粒度分布測定装置２０１の右側部には、集光レンズ５１とリングディテクタ（前方散乱光センサ）５２とが左からこの順に配置されている。
リングディテクタ５２は、互いに異なる半径を持つリング状ないしは半リング状の受光面を持つ複数（例えば、６４個）の光検出素子を、集光レンズ５１の光軸を中心とするように同心円状に配置してあり、各光検出素子には、それぞれの位置に応じた回折・散乱角度を持つ光が入射するようにしてある。したがって、各光検出素子の出力信号は、各回折・散乱角度ごとの光の強度を表すことになる。
このような構成において、前方向に対して６０°以内の回折・散乱光は、集光レンズ５１を介してリングディテクタ５２の受光面上に集光されて、リング状の回折・散乱像を結ぶようになる。
リングディテクタ５２は、互いに異なる半径を持つリング状ないしは半リング状の受光面を持つ複数（例えば、６４個）の光検出素子を、集光レンズ５１の光軸を中心とするように同心円状に配置してあり、各光検出素子には、それぞれの位置に応じた回折・散乱角度を持つ光が入射するようにしてある。したがって、各光検出素子の出力信号は、各回折・散乱角度ごとの光の強度を表すことになる。
このような構成において、前方向に対して６０°以内の回折・散乱光は、集光レンズ５１を介してリングディテクタ５２の受光面上に集光されて、リング状の回折・散乱像を結ぶようになる。
また、前方向に対して６０°を越えることになる側方（後上方向）への散乱光は、側方散乱光センサ５３によって検出される。
さらに、前方向に対して６０°を越えることになる後方（後下方向）への散乱光は、複数の後方散乱光センサ５４によって検出される。
後方散乱光センサ５４は、複数（例えば、５個）の光検出素子を、左から右へ一直線状に並ぶように配置してあり、各光検出素子には、それぞれの位置に応じた回折・散乱角度を持つ光が入射するようにしてある。したがって、各光検出素子の出力信号は、各回折・散乱角度ごとの光の強度を表すことになる。
リングディテクタ５２、側方散乱光センサ５３及び後方散乱光センサ５４の各光センサの出力信号は、アンプ、マルチプレクサ及びＡ−Ｄ変換器からなるデータサンプリング回路６０によって順次デジタル化され、回折・散乱光の空間強度分布データ（強度分布の測定結果）として汎用のコンピュータ２７０に送信される。
さらに、前方向に対して６０°を越えることになる後方（後下方向）への散乱光は、複数の後方散乱光センサ５４によって検出される。
後方散乱光センサ５４は、複数（例えば、５個）の光検出素子を、左から右へ一直線状に並ぶように配置してあり、各光検出素子には、それぞれの位置に応じた回折・散乱角度を持つ光が入射するようにしてある。したがって、各光検出素子の出力信号は、各回折・散乱角度ごとの光の強度を表すことになる。
リングディテクタ５２、側方散乱光センサ５３及び後方散乱光センサ５４の各光センサの出力信号は、アンプ、マルチプレクサ及びＡ−Ｄ変換器からなるデータサンプリング回路６０によって順次デジタル化され、回折・散乱光の空間強度分布データ（強度分布の測定結果）として汎用のコンピュータ２７０に送信される。
コンピュータ２７０は、ＣＰＵ２８０とメモリ９０とを備え、モニタ画面を有する表示装置７１と、キーボード７２ａやマウス７２ｂを有する入力装置とが連結されている。
ＣＰＵ２８０が処理する機能をブロック化して説明すると、回折・散乱光の空間強度分布データを取得する取得部８１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する算出部８２と、数値表とグラフとを表示する表示制御部２８３とを有する。
また、メモリ９０には、回折・散乱光の空間強度分布データが記憶される強度分布記憶領域９１と、粒子及び媒液Ｌの屈折率が記憶されるデータ記憶領域９２と、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算式を記憶する演算式記憶領域９３とを有する。
ＣＰＵ２８０が処理する機能をブロック化して説明すると、回折・散乱光の空間強度分布データを取得する取得部８１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する算出部８２と、数値表とグラフとを表示する表示制御部２８３とを有する。
また、メモリ９０には、回折・散乱光の空間強度分布データが記憶される強度分布記憶領域９１と、粒子及び媒液Ｌの屈折率が記憶されるデータ記憶領域９２と、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算式を記憶する演算式記憶領域９３とを有する。
取得部８１は、リングディテクタ５２、側方散乱光センサ５３及び後方散乱光センサ５４の各光センサからの光強度データ（デジタル化された増幅信号）、つまり回折・散乱光の空間強度分布データを取得する制御を行う。
算出部８２は、回折・散乱光の空間強度分布データと、粒子及び媒液Ｌの屈折率とを用いて、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算が行われることによって、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する制御を行う。また、算出部８２は、算出した被測定粒子群Ｐの粒度分布に基づいて、最小粒子径と、最大粒子径と、平均粒子径と、モード径（最頻粒子径）と、メディアン径（中位径、５０％粒子径）とを算出する制御も行う。
算出部８２は、回折・散乱光の空間強度分布データと、粒子及び媒液Ｌの屈折率とを用いて、フラウンホーファ回折理論やミーの散乱理論に基づいた公知の演算が行われることによって、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する制御を行う。また、算出部８２は、算出した被測定粒子群Ｐの粒度分布に基づいて、最小粒子径と、最大粒子径と、平均粒子径と、モード径（最頻粒子径）と、メディアン径（中位径、５０％粒子径）とを算出する制御も行う。
表示制御部２８３は、表示装置７１のモニタ画面に、算出された被測定粒子群Ｐの粒度分布を、粒子径と積算値と差分値との関係を示す数値表と、粒子径と積算値（相対粒子量（積算））と差分値（相対粒子量（頻度））との関係を示すグラフとで映し出す制御を行う。図９は、従来の粒度分布測定装置２０１で表示された数値表とグラフとの一例を示す図である。
数値表は、モニタ画面の下半分に表示され、番号と粒子径と積算値と差分値との４項目で構成されている。そして、番号（１項目目）と粒子径（２項目目）と積算値（３項目目）と差分値（４項目目）とがこの順番に右方向に並んでいる。
１項目目には各番号が示されており、１番から５５番まで順番に下方向に並んでいる。このとき、１番から５５番までは非常に多いので、測定者にとって見やすくするために、１番から１１番までと、１１番から２２番までと、２３番から３３番までと、３４番から４４番までと、４５番から５５番までとの５列となるように表示されている。
よって、数値表は、番号と粒子径と積算値と差分値との４項目で構成されているので、２０（＝４×５）列×１１行の升目となるように構成され、各升目内に数値が記載されている。なお、１個の升目は、例えば、縦5ｍｍ×横20ｍｍとなっており、各升目内には、小数点第３位までの数値が記載されている。
数値表は、モニタ画面の下半分に表示され、番号と粒子径と積算値と差分値との４項目で構成されている。そして、番号（１項目目）と粒子径（２項目目）と積算値（３項目目）と差分値（４項目目）とがこの順番に右方向に並んでいる。
１項目目には各番号が示されており、１番から５５番まで順番に下方向に並んでいる。このとき、１番から５５番までは非常に多いので、測定者にとって見やすくするために、１番から１１番までと、１１番から２２番までと、２３番から３３番までと、３４番から４４番までと、４５番から５５番までとの５列となるように表示されている。
よって、数値表は、番号と粒子径と積算値と差分値との４項目で構成されているので、２０（＝４×５）列×１１行の升目となるように構成され、各升目内に数値が記載されている。なお、１個の升目は、例えば、縦5ｍｍ×横20ｍｍとなっており、各升目内には、小数点第３位までの数値が記載されている。
そして、２項目目の升目内には各粒子径が示されており、大きい粒子径から小さい粒子径まで順番に下方向に並んでいる。具体的には、番号１には300.000μｍ、番号２には270.614μｍ、番号３には244.106μｍ、・・・、番号５５には1.147μｍとなるように並んでいる。
また、３項目目の升目内には２項目目の粒子径に対応する積算値が示されている。なお、積算値とは、２項目目の粒子径より小さい粒子径が、被測定粒子群Ｐに含まれている割合（重量％）のことをいう。
また、４項目目の升目内には２項目目の粒子径に対応する差分値が示されている。なお、差分値とは、２項目目の粒子径に対応する粒子径が、被測定粒子群Ｐに含まれている割合（重量％）のことをいう。
また、３項目目の升目内には２項目目の粒子径に対応する積算値が示されている。なお、積算値とは、２項目目の粒子径より小さい粒子径が、被測定粒子群Ｐに含まれている割合（重量％）のことをいう。
また、４項目目の升目内には２項目目の粒子径に対応する差分値が示されている。なお、差分値とは、２項目目の粒子径に対応する粒子径が、被測定粒子群Ｐに含まれている割合（重量％）のことをいう。
グラフは、モニタ画面の上半分に表示され、棒グラフと折れ線グラフとの２つのグラフで構成されている。
折れ線グラフは、縦軸には相対粒子量（積算）が示されているとともに、横軸には粒子径が示されている。なお、横軸のメモリは対数表示となっている。
棒グラフは、縦軸には相対粒子量（頻度）が示されているとともに、横軸には折れ線グラフと共通に用いられる粒子径が示されている。
折れ線グラフは、縦軸には相対粒子量（積算）が示されているとともに、横軸には粒子径が示されている。なお、横軸のメモリは対数表示となっている。
棒グラフは、縦軸には相対粒子量（頻度）が示されているとともに、横軸には折れ線グラフと共通に用いられる粒子径が示されている。
これにより、測定者は、図６に示すような数値表とグラフとを観察しながら、被測定粒子群Ｐにおいてどのような粒子径がどのような割合で含まれているかを判断している。例えば、品質管理や研究では、まず、折れ線グラフからメディアン径に該当する粒子径を読み取り、読み取った粒子径に該当する積算値と差分値とを数値表で確認する。次に、測定者は、棒グラフからだいたいの粒子径のあたりをつけ、数値表から粒子径と差分値とを追って探している。
しかしながら、上述したような粒度分布測定装置２０１では、測定者は、棒グラフから粒子径の大まかな数値しか読み取れないため、棒グラフからだいたいの粒子径のあたりをつけ、数値表から粒子径と差分値とを追って探さなければならなかった。また、数値表中の関心ある数値に対応する棒グラフ中の部分を見つける場合も、数値表から棒グラフの特徴を読み取り、棒グラフで特徴が一致する箇所を探さなければならなかった。つまり、直感的でなく手間がかかり、場合によっては数値を読み違う可能性があった。
本件発明者は、上記課題を解決するために、粒子径と粒子量との関係を示す数値表を表示する方法について検討を行った。そこで、入力装置で設定情報（例えば、「メディアン径」等）を設定すれば、粒子径と粒子量との関係を示す数値表中の設定情報に対応する部分を着色したり、模様をつけたり、数値の文字の書式を変更したりすること等によって指し示すことを見出した。また、数値表中の各粒子径に対応する部分を、各粒子径における粒子量の大きさを示す面積の大きさや色の種類で着色すること等を見出した。
すなわち、本発明の粒度分布測定装置は、被測定物にレーザ光を照射することにより回折・散乱光の強度分布を測定して、その強度分布の測定結果から被測定物に含まれる被測定粒子群の粒度分布を算出する算出部と、前記算出部で算出された被測定粒子群の粒度分布を、粒子径と粒子量との関係を示す数値表で表示する表示制御部とを備える粒度分布測定装置であって、前記表示制御部は、入力装置で設定された特定の粒子径又は特定の粒子量を示す設定情報に基づいて、前記数値表中の設定情報に対応する部分を指し示すように表示し、前記特定の粒子径は、最小粒子径から最大粒子径までの粒子径、第一設定粒子径から第二設定粒子径までの粒子径、平均粒子径、モード径、メディアン径、及び、標準偏差内の粒子径の群から選択される少なくとも一つの情報であり、前記特定の粒子量は、０より大きい粒子量から第一設定粒子量までの粒子量、及び、第二設定粒子量から第三設定粒子量までの粒子量の群から選択される少なくとも一つの情報であるようにしている。
本発明の粒度分布測定装置によれば、数値表中の一部分が指し示されているので、直感的であり、数値を読み違うことがなく、数値表を観察することができる。
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記発明において、前記特定の粒子径は、最小粒子径から最大粒子径までの粒子径、第一設定粒子径から第二設定粒子径までの粒子径、平均粒子径、モード径、メディアン径、及び、標準偏差内の粒子径の群から選択される少なくとも一つの情報であるようにしている。
ここで、「第一設定粒子径」及び「第二設定粒子径」とは、測定者や装置開発者等によって決められた任意の粒子径の数値である。例えば、測定者や装置開発者等によって「第一設定粒子径」が「10.000μｍ」であり、「第二設定粒子径」が「90.000μｍ」であることが設定情報として予め設定されていると、測定者は、「10.000μｍ」から「90.000μｍ」までの粒子径に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
また、「最小粒子径」、「最大粒子径」、「平均粒子径」、「モード径」、「メディアン径」及び「標準偏差内の粒子径」とは、算出部等によって算出された粒子径の数値である。例えば、測定者や装置開発者等によって最小粒子径から最大粒子径までの粒子径が設定情報として予め設定されていると、測定者は、「最小粒子径」から「最大粒子径」までの粒子径に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
上記発明において、前記特定の粒子径は、最小粒子径から最大粒子径までの粒子径、第一設定粒子径から第二設定粒子径までの粒子径、平均粒子径、モード径、メディアン径、及び、標準偏差内の粒子径の群から選択される少なくとも一つの情報であるようにしている。
ここで、「第一設定粒子径」及び「第二設定粒子径」とは、測定者や装置開発者等によって決められた任意の粒子径の数値である。例えば、測定者や装置開発者等によって「第一設定粒子径」が「10.000μｍ」であり、「第二設定粒子径」が「90.000μｍ」であることが設定情報として予め設定されていると、測定者は、「10.000μｍ」から「90.000μｍ」までの粒子径に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
また、「最小粒子径」、「最大粒子径」、「平均粒子径」、「モード径」、「メディアン径」及び「標準偏差内の粒子径」とは、算出部等によって算出された粒子径の数値である。例えば、測定者や装置開発者等によって最小粒子径から最大粒子径までの粒子径が設定情報として予め設定されていると、測定者は、「最小粒子径」から「最大粒子径」までの粒子径に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
また、上記発明において、前記特定の粒子量は、０より大きい粒子量から第一設定粒子量までの粒子量、及び、第二設定粒子量から第三設定粒子量までの粒子量の群から選択される少なくとも一つの情報であるようにしている。
ここで、「第一設定粒子量」、「第二設定粒子量」及び「第三設定粒子量」とは、測定者や装置開発者等によって決められた任意の積算値や差分値の数値である。例えば、測定者や装置開発者等によって「第一設定粒子量」が「無限」であることが設定情報として予め設定されていると、測定者は、「全重量の0.000重量％」より上である粒子量に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
ここで、「第一設定粒子量」、「第二設定粒子量」及び「第三設定粒子量」とは、測定者や装置開発者等によって決められた任意の積算値や差分値の数値である。例えば、測定者や装置開発者等によって「第一設定粒子量」が「無限」であることが設定情報として予め設定されていると、測定者は、「全重量の0.000重量％」より上である粒子量に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
また、上記発明において、前記表示制御部は、前記数値表中の特定の粒子径又は特定の粒子量に対応する部分を着色するか、模様をつけるか、或いは、数値の文字の書式を変更するかのいずれかによって指し示すようにしてもよい。
ここで、「数値の文字の書式を変更する」とは、太字にしたり、斜体にしたり、大きくしたり、小さくしたり、白抜き文字にしたり、フォントを変更したりすることをいう。
ここで、「数値の文字の書式を変更する」とは、太字にしたり、斜体にしたり、大きくしたり、小さくしたり、白抜き文字にしたり、フォントを変更したりすることをいう。
また、本発明の粒度分布測定装置は、被測定物にレーザ光を照射することにより回折・散乱光の強度分布を測定して、その強度分布の測定結果から被測定物に含まれる被測定粒子群の粒度分布を算出する算出部と、前記算出部で算出された被測定粒子群の粒度分布を、粒子径と粒子量との関係を示す数値表で表示する表示制御部とを備える粒度分布測定装置であって、前記表示制御部は、粒子径と粒子量との関係に基づいて、前記数値表中の各粒子径に対応する部分を、各粒子径における粒子量の大きさを示す面積の大きさ、又は、色の種類で着色するようにしている。
本発明の粒度分布測定装置によれば、数値表中に様々な大きさの面積で着色されたり、様々な種類の色で着色されたりしているので、直感的であり、数値を読み違うことがなく、数値表を観察することができる。
本発明の粒度分布測定装置によれば、数値表中に様々な大きさの面積で着色されたり、様々な種類の色で着色されたりしているので、直感的であり、数値を読み違うことがなく、数値表を観察することができる。
また、上記発明において、前記表示制御部は、前記算出部で算出された被測定粒子群の粒度分布を、粒子径と粒子量との関係を示す数値表で表示すると同時に、粒子径と粒子量との関係を示すグラフで表示するようにしてもよい。
そして、上記発明において、入力装置で指定されたグラフ中の指定部分に基づいて、前記数値表中の指定部分に対応する部分を指し示すようにしてもよい。
本発明の粒度分布測定装置によれば、測定者は、グラフ中の関心ある部分に対応する数値表中の部分を容易に見つけることができる。
そして、上記発明において、入力装置で指定されたグラフ中の指定部分に基づいて、前記数値表中の指定部分に対応する部分を指し示すようにしてもよい。
本発明の粒度分布測定装置によれば、測定者は、グラフ中の関心ある部分に対応する数値表中の部分を容易に見つけることができる。
さらに、上記発明において、入力装置で指定された数値表中の指定部分に基づいて、前記グラフ中の指定部分に対応する部分をマークすることによって指し示すようにしてもよい。
ここで、「マークする」とは、黒丸を表示したり、星印を表示したりすることをいう。
本発明の粒度分布測定装置によれば、測定者は、数値表中の関心ある部分に対応するグラフ中の部分を容易に見つけることができる。
ここで、「マークする」とは、黒丸を表示したり、星印を表示したりすることをいう。
本発明の粒度分布測定装置によれば、測定者は、数値表中の関心ある部分に対応するグラフ中の部分を容易に見つけることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
＜第一の実施形態＞
図１は、第一の実施形態に係るレーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置の概略構成の一例を示す図である。なお、図１中で、光学系の構成を表す模式図と、データサンプリング回路やコンピュータからなる信号処理系の構成を表すブロック図とを併記して示している。また、粒度分布測定装置２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
コンピュータ７０は、ＣＰＵ８０とメモリ９０とを備え、モニタ画面を有する表示装置７１と、キーボード７２ａやマウス７２ｂを有する入力装置とが連結されている。
ＣＰＵ８０が処理する機能をブロック化して説明すると、回折・散乱光の空間強度分布データを取得する取得部８１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する算出部８２と、数値表とグラフとを表示する表示制御部８３とを有する。
図１は、第一の実施形態に係るレーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置の概略構成の一例を示す図である。なお、図１中で、光学系の構成を表す模式図と、データサンプリング回路やコンピュータからなる信号処理系の構成を表すブロック図とを併記して示している。また、粒度分布測定装置２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
コンピュータ７０は、ＣＰＵ８０とメモリ９０とを備え、モニタ画面を有する表示装置７１と、キーボード７２ａやマウス７２ｂを有する入力装置とが連結されている。
ＣＰＵ８０が処理する機能をブロック化して説明すると、回折・散乱光の空間強度分布データを取得する取得部８１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する算出部８２と、数値表とグラフとを表示する表示制御部８３とを有する。
表示制御部８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と同様に、表示装置７１のモニタ画面に、算出された被測定粒子群Ｐの粒度分布を、粒子径と積算値と差分値との関係を示す数値表と、粒子径と積算値（相対粒子量（積算））と差分値（相対粒子量（頻度））との関係を示すグラフとで映し出す制御を行う。
さらに、表示制御部８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と異なり、キーボード７２ａやマウス７２ｂで設定された特定の粒子量を示す設定情報に基づいて、数値表中の設定情報に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景を、着色することによって指し示すことができるようになっている。
ここで、「特定の粒子量」とは、(1)０より大きい積算値（粒子量）から第一設定積算値（第一設定粒子量）までの積算値（粒子量）や、(2)第二設定積算値（第二設定粒子量）から第三設定積算値（第三設定粒子量）までの積算値（粒子量）や、(3)０より大きい差分値（粒子量）から第一設定差分値（第一設定粒子量）までの差分値（粒子量）や、(4)第二設定差分値（第二設定粒子量）から第三設定差分値（第三設定粒子量）までの差分値（粒子量）等のことである。測定者は、(1)と(2)と(3)と(4)とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意に設定することができるようになっており、被測定粒子群Ｐを分析する目的によって、(1)と(2)と(3)と(4)とのいずれかを設定したり、全てを設定しなかったりすることになる。
さらに、表示制御部８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と異なり、キーボード７２ａやマウス７２ｂで設定された特定の粒子量を示す設定情報に基づいて、数値表中の設定情報に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景を、着色することによって指し示すことができるようになっている。
ここで、「特定の粒子量」とは、(1)０より大きい積算値（粒子量）から第一設定積算値（第一設定粒子量）までの積算値（粒子量）や、(2)第二設定積算値（第二設定粒子量）から第三設定積算値（第三設定粒子量）までの積算値（粒子量）や、(3)０より大きい差分値（粒子量）から第一設定差分値（第一設定粒子量）までの差分値（粒子量）や、(4)第二設定差分値（第二設定粒子量）から第三設定差分値（第三設定粒子量）までの差分値（粒子量）等のことである。測定者は、(1)と(2)と(3)と(4)とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意に設定することができるようになっており、被測定粒子群Ｐを分析する目的によって、(1)と(2)と(3)と(4)とのいずれかを設定したり、全てを設定しなかったりすることになる。
また、測定者は、(1)や(3)を設定した場合には、第一設定粒子量を、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意の数値に設定することができ、例えば、第一設定積算値が「無限」であるように設定する。
また、測定者は、(2)や(4)を設定した場合には、第二設定粒子量と第三設定粒子量とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意の数値に設定することができ、例えば、第二設定積算値が「全重量の10.000重量％」であり、第三設定積算値が「全重量の90.000重量％」であるように設定する。
また、測定者は、(2)や(4)を設定した場合には、第二設定粒子量と第三設定粒子量とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意の数値に設定することができ、例えば、第二設定積算値が「全重量の10.000重量％」であり、第三設定積算値が「全重量の90.000重量％」であるように設定する。
図２は、第一の実施形態に係る粒度分布測定装置１で表示された数値表とグラフとの一例を示す図である。
このような図２は、測定者が、(2)第二設定積算値から第三設定積算値までの積算値を設定し、さらに第二設定積算値が「全重量の10.000重量％」であり、第三設定積算値が「全重量の90.000重量％」であるように設定したときに、表示されるものである。
これにより、図２では、「10.000重量％」から「90.000重量％」までの積算値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との全面積の背景が、「灰色」で着色されることによって指し示されている。
その結果、測定者は、「10.000重量％」から「90.000重量％」までの積算値に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
このような図２は、測定者が、(2)第二設定積算値から第三設定積算値までの積算値を設定し、さらに第二設定積算値が「全重量の10.000重量％」であり、第三設定積算値が「全重量の90.000重量％」であるように設定したときに、表示されるものである。
これにより、図２では、「10.000重量％」から「90.000重量％」までの積算値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との全面積の背景が、「灰色」で着色されることによって指し示されている。
その結果、測定者は、「10.000重量％」から「90.000重量％」までの積算値に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。
また、表示制御部８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と異なり、キーボード７２ａやマウス７２ｂで設定された特定の粒子径を示す設定情報に基づいて、数値表中の設定情報に対応する部分である数値の文字の書式を、斜め太字とすることによって指し示すことができるようになっている。
ここで、「特定の粒子径」は、(5)最小粒子径から最大粒子径までの粒子径や、(6)第一設定粒子径から第二設定粒子径までの粒子径や、(7)平均粒子径や、(8)モード径や、(9)メディアン径や、(10)標準偏差内の粒子径等である。測定者は、(5)と(6)と(7)と(8)と(9)と(10)とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意に設定することができるようになっており、被測定粒子群Ｐを分析する目的によって、(5)と(6)と(7)と(8)と(9)と(10)とのいずれかを設定したり、全てを設定しなかったり、(5)と(9)との２つの組み合わせを設定したりすることになる。
また、測定者は、(6)を設定した場合には、第一設定粒子径と第二設定粒子径とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意の数値に設定することができ、例えば、第一設定粒子径が「10.000μｍ」であり、第二設定粒子径が「100.000μｍ」であるように設定する。
ここで、「特定の粒子径」は、(5)最小粒子径から最大粒子径までの粒子径や、(6)第一設定粒子径から第二設定粒子径までの粒子径や、(7)平均粒子径や、(8)モード径や、(9)メディアン径や、(10)標準偏差内の粒子径等である。測定者は、(5)と(6)と(7)と(8)と(9)と(10)とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意に設定することができるようになっており、被測定粒子群Ｐを分析する目的によって、(5)と(6)と(7)と(8)と(9)と(10)とのいずれかを設定したり、全てを設定しなかったり、(5)と(9)との２つの組み合わせを設定したりすることになる。
また、測定者は、(6)を設定した場合には、第一設定粒子径と第二設定粒子径とを、キーボード７２ａやマウス７２ｂで任意の数値に設定することができ、例えば、第一設定粒子径が「10.000μｍ」であり、第二設定粒子径が「100.000μｍ」であるように設定する。
図３は、第一の実施形態に係る粒度分布測定装置１で表示された数値表とグラフとの他の一例を示す図である。
このような図３は、測定者が、(5)最小粒子径から最大粒子径までの粒子径と、(9)メディアン径とを設定したときに、表示されるものである。
これにより、図３では、最小粒子径「1.147μｍ」から最大粒子径「36.168μｍ」までの粒子径に対応する部分である粒子径の升目内の数値の文字の書式が、斜め太字となることによって指し示されている。また、メディアン径「4.380μｍ」の粒子径に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との数値の文字の書式が、斜め太字となることによって指し示されている。
その結果、測定者は、最小粒子径「1.147μｍ」から最大粒子径「36.168μｍ」までの粒子径に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。また、メディアン径「4.380μｍ」の粒子径に対応する部分も一目で見つけ出すことができる。
このような図３は、測定者が、(5)最小粒子径から最大粒子径までの粒子径と、(9)メディアン径とを設定したときに、表示されるものである。
これにより、図３では、最小粒子径「1.147μｍ」から最大粒子径「36.168μｍ」までの粒子径に対応する部分である粒子径の升目内の数値の文字の書式が、斜め太字となることによって指し示されている。また、メディアン径「4.380μｍ」の粒子径に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との数値の文字の書式が、斜め太字となることによって指し示されている。
その結果、測定者は、最小粒子径「1.147μｍ」から最大粒子径「36.168μｍ」までの粒子径に対応する部分を一目で見つけ出すことができる。また、メディアン径「4.380μｍ」の粒子径に対応する部分も一目で見つけ出すことができる。
以上のように、第一の実施形態の粒度分布測定装置１によれば、数値表中の一部分が指し示されているので、直感的であり、数値を読み違うことがなく、数値表を観察することができる。
＜第二の実施形態＞
図４は、第二の実施形態に係るレーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置の概略構成の一例を示す図である。なお、図４中で、光学系の構成を表す模式図と、データサンプリング回路やコンピュータからなる信号処理系の構成を表すブロック図とを併記して示している。また、粒度分布測定装置２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
コンピュータ１７０は、ＣＰＵ１８０とメモリ９０とを備え、モニタ画面を有する表示装置７１と、キーボード７２ａやマウス７２ｂを有する入力装置とが連結されている。
ＣＰＵ１８０が処理する機能をブロック化して説明すると、回折・散乱光の空間強度分布データを取得する取得部８１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する算出部８２と、数値表とグラフとを表示する表示制御部１８３とを有する。
図４は、第二の実施形態に係るレーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置の概略構成の一例を示す図である。なお、図４中で、光学系の構成を表す模式図と、データサンプリング回路やコンピュータからなる信号処理系の構成を表すブロック図とを併記して示している。また、粒度分布測定装置２０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
コンピュータ１７０は、ＣＰＵ１８０とメモリ９０とを備え、モニタ画面を有する表示装置７１と、キーボード７２ａやマウス７２ｂを有する入力装置とが連結されている。
ＣＰＵ１８０が処理する機能をブロック化して説明すると、回折・散乱光の空間強度分布データを取得する取得部８１と、被測定粒子群Ｐの粒度分布を算出する算出部８２と、数値表とグラフとを表示する表示制御部１８３とを有する。
表示制御部１８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と同様に、表示装置７１のモニタ画面に、算出された被測定粒子群Ｐの粒度分布を、粒子径と積算値と差分値との関係を示す数値表と、粒子径と積算値（相対粒子量（積算））と差分値（相対粒子量（頻度））との関係を示すグラフとで映し出す制御を行う。
さらに、表示制御部１８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と異なり、粒子径と差分値（粒子量）との関係に基づいて、数値表中の各粒子径に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景を、各粒子径における差分値の大きさを示す面積の大きさで赤色に着色するようになっている。
さらに、表示制御部１８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と異なり、粒子径と差分値（粒子量）との関係に基づいて、数値表中の各粒子径に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景を、各粒子径における差分値の大きさを示す面積の大きさで赤色に着色するようになっている。
図５は、第二の実施形態に係る粒度分布測定装置１０１で表示された数値表とグラフとの一例を示す図である。
まず、番号４２の差分値が、「6.530重量％」となっており、全ての差分値のうちで最大の数値となっている。そして、「6.530重量％」の差分値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景の全面積（例えば、300ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横 60ｍｍ）が、赤色で着色されている。
また、番号１の差分値が、「0.000重量％」となっており、差分値「0.000重量％」は、最大の差分値「6.530重量％」に対して「０％」の割合となる。そして、「0.000重量％」の差分値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景の全面積が、赤色で着色されていない。
さらに、番号３６の差分値が、「3.713重量％」となっており、差分値「3.713重量％」は、最大の差分値「6.530重量％」に対して「５６％」の割合となる。そして、「3.713重量％」の差分値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景の全面積の５６％（例えば、168ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横33.6ｍｍ）が、赤色で着色されている。このとき、２項目目の粒子径の升目の左側を「０」とし、４項目目の差分値の升目の右側を「１００」として右方向にメモリを設定することで、着色された面積は、粒子径の升目の左側に接している。つまり、粒子径の升目内の背景の全面積（例えば、100ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横20ｍｍ）は、赤色で着色され、積算値の升目内の背景の全面積の６８％（例えば、68ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横13.6ｍｍ）は、赤色で着色され、差分値の升目内の背景の全面積は、赤色で着色されていない。
このように番号１から番号５５までの各差分値が対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景が、各差分値の大きさを示す面積の大きさで着色されている。
その結果、測定者が数値表を観察すると、正確な数値とともに、グラフ的な特徴も読み取ることができる。
まず、番号４２の差分値が、「6.530重量％」となっており、全ての差分値のうちで最大の数値となっている。そして、「6.530重量％」の差分値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景の全面積（例えば、300ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横 60ｍｍ）が、赤色で着色されている。
また、番号１の差分値が、「0.000重量％」となっており、差分値「0.000重量％」は、最大の差分値「6.530重量％」に対して「０％」の割合となる。そして、「0.000重量％」の差分値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景の全面積が、赤色で着色されていない。
さらに、番号３６の差分値が、「3.713重量％」となっており、差分値「3.713重量％」は、最大の差分値「6.530重量％」に対して「５６％」の割合となる。そして、「3.713重量％」の差分値に対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景の全面積の５６％（例えば、168ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横33.6ｍｍ）が、赤色で着色されている。このとき、２項目目の粒子径の升目の左側を「０」とし、４項目目の差分値の升目の右側を「１００」として右方向にメモリを設定することで、着色された面積は、粒子径の升目の左側に接している。つまり、粒子径の升目内の背景の全面積（例えば、100ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横20ｍｍ）は、赤色で着色され、積算値の升目内の背景の全面積の６８％（例えば、68ｍｍ２＝縦5ｍｍ×横13.6ｍｍ）は、赤色で着色され、差分値の升目内の背景の全面積は、赤色で着色されていない。
このように番号１から番号５５までの各差分値が対応する部分である粒子径の升目内と積算値の升目内と差分値の升目内との背景が、各差分値の大きさを示す面積の大きさで着色されている。
その結果、測定者が数値表を観察すると、正確な数値とともに、グラフ的な特徴も読み取ることができる。
さらに、表示制御部１８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と異なり、マウス７２ｂで指定されたグラフ中の指定部分に基づいて、数値表中の指定部分に対応する部分である差分値の升目内の数値の文字の書式を、白抜き文字とすることによって指し示すことができるようになっている。
図６は、第二の実施形態に係る粒度分布測定装置１０１で表示された数値表とグラフとの他の一例を示す図である。
このような図６は、測定者が、折れ線グラフ中の関心ある一点をマウス７２ｂで指定したときに、表示されるものである。
これにより、図６では、数値表中の指定部分に対応する部分である差分値の升目内の数値「5.224」の文字の書式が、白抜き文字となることによって指し示されている。
その結果、測定者は、折れ線グラフ中の関心ある部分に対応する数値表中の部分を容易に見つけることができる。
図６は、第二の実施形態に係る粒度分布測定装置１０１で表示された数値表とグラフとの他の一例を示す図である。
このような図６は、測定者が、折れ線グラフ中の関心ある一点をマウス７２ｂで指定したときに、表示されるものである。
これにより、図６では、数値表中の指定部分に対応する部分である差分値の升目内の数値「5.224」の文字の書式が、白抜き文字となることによって指し示されている。
その結果、測定者は、折れ線グラフ中の関心ある部分に対応する数値表中の部分を容易に見つけることができる。
さらに、表示制御部１８３は、粒度分布測定装置２０１の表示制御部２８３と異なり、マウス７２ｂで指定された数値表中の指定部分に基づいて、折れ線グラフ中の指定部分に対応する部分を、マークすることによって指し示すことができるようになっている。
図７は、第二の実施形態に係る粒度分布測定装置１０１で表示された数値表とグラフとの他の一例を示す図である。
このような図７は、測定者が、数値表中の関心ある積算値の升目内の数値「71.552」をマウス７２ｂで指定したときに、表示されるものである。
これにより、図７では、折れ線グラフ中の指定部分に対応する部分が、黒丸となることによって指し示されている。
その結果、測定者は、数値表中の関心ある部分に対応する折れ線グラフ中の部分を容易に見つけることができる。
図７は、第二の実施形態に係る粒度分布測定装置１０１で表示された数値表とグラフとの他の一例を示す図である。
このような図７は、測定者が、数値表中の関心ある積算値の升目内の数値「71.552」をマウス７２ｂで指定したときに、表示されるものである。
これにより、図７では、折れ線グラフ中の指定部分に対応する部分が、黒丸となることによって指し示されている。
その結果、測定者は、数値表中の関心ある部分に対応する折れ線グラフ中の部分を容易に見つけることができる。
以上のように、第二の実施形態の粒度分布測定装置１０１によれば、数値表中に様々な大きさの面積で着色されているので、直感的であり、数値を読み違うことがなく、数値表を観察することができる。また、グラフ中の関心ある部分に対応する数値表中の部分を容易に見つけることができる。さらに、数値表中の関心ある部分に対応するグラフ中の部分を容易に見つけることができる。
（他の実施形態）
（ａ）上述した粒度分布測定装置１では、レーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置である構成としたが、誘導回折格子法の粒度分布測定装置であるような構成としてもよい。
（ｂ）上述した粒度分布測定装置１では、表示制御部８３は、数値表とグラフとを映し出す構成としたが、グラフを映し出さずに数値表のみを映し出すような構成としてもよい。
（ａ）上述した粒度分布測定装置１では、レーザ回折・散乱式の粒度分布測定装置である構成としたが、誘導回折格子法の粒度分布測定装置であるような構成としてもよい。
（ｂ）上述した粒度分布測定装置１では、表示制御部８３は、数値表とグラフとを映し出す構成としたが、グラフを映し出さずに数値表のみを映し出すような構成としてもよい。
（ｃ）上述した粒度分布測定装置１０１では、２項目目の粒子径の升目の左側を「０」とし、４項目目の差分値の升目の右側を「１００」として右方向にメモリを設定する構成としたが、２項目目の粒子径の升目の右側を「０」とし、３項目目の積算値の升目の左側を「１００」として左方向にメモリを設定するような構成としてもよい。
（ｄ）上述した粒度分布測定装置１０１では、各粒子径における差分値の大きさを示す面積の大きさで着色する構成としたが、各粒子径における積算値の大きさを示す色の種類で着色するような構成としてもよい。
（ｄ）上述した粒度分布測定装置１０１では、各粒子径における差分値の大きさを示す面積の大きさで着色する構成としたが、各粒子径における積算値の大きさを示す色の種類で着色するような構成としてもよい。
（ｅ）上述した粒度分布測定装置１０１では、１番から１１番までと、１１番から２２番までと、２３番から３３番までと、３４番から４４番までと、４５番から５５番までとの５列となるように表示されている構成としたが、１番から５５番までの１列となるように表示されているような構成としてもよい。
（ｆ）上述した粒度分布測定装置１０１では、各粒子径における差分値の大きさを示す面積の大きさで着色する構成としたが、各粒子径における差分値の大きさを示す色の種類で着色するような構成としてもよい。例えば、「0.000重量％」未満の差分値に対応する部分である背景が、「白色」で着色され、「0.000重量％」以上「3.000重量％」未満の差分値に対応する部分である背景が、「黄色」で着色され、「3.000重量％」以上「6.000重量％」未満の差分値に対応する部分である背景が、「赤色」で着色され、「6.000重量％」以上の差分値に対応する部分である背景が、「青色」で着色される。
（ｆ）上述した粒度分布測定装置１０１では、各粒子径における差分値の大きさを示す面積の大きさで着色する構成としたが、各粒子径における差分値の大きさを示す色の種類で着色するような構成としてもよい。例えば、「0.000重量％」未満の差分値に対応する部分である背景が、「白色」で着色され、「0.000重量％」以上「3.000重量％」未満の差分値に対応する部分である背景が、「黄色」で着色され、「3.000重量％」以上「6.000重量％」未満の差分値に対応する部分である背景が、「赤色」で着色され、「6.000重量％」以上の差分値に対応する部分である背景が、「青色」で着色される。
本発明は、光学的手法を用いて被測定粒子群の粒度分布を測定する場合に好適に利用できる。
１、１０１、２０１ 粒度分布測定装置
１２ 排出ポンプ
３０ フローセル
７２ 入力装置
８２ 算出部
８３、１８３、２８３ 表示制御部
Ｐ 被測定粒子群
Ｓ 被測定液
１２ 排出ポンプ
３０ フローセル
７２ 入力装置
８２ 算出部
８３、１８３、２８３ 表示制御部
Ｐ 被測定粒子群
Ｓ 被測定液
Claims (5)
- 被測定物にレーザ光を照射することにより回折・散乱光の強度分布を測定して、その強度分布の測定結果から被測定物に含まれる被測定粒子群の粒度分布を算出する算出部と、
前記算出部で算出された被測定粒子群の粒度分布を、粒子径と粒子量との関係を示す数値表で表示する表示制御部とを備える粒度分布測定装置であって、
前記表示制御部は、入力装置で設定された特定の粒子径又は特定の粒子量を示す設定情報に基づいて、前記数値表中の設定情報に対応する部分を指し示すように表示し、
前記特定の粒子径は、最小粒子径から最大粒子径までの粒子径、第一設定粒子径から第二設定粒子径までの粒子径、平均粒子径、モード径、メディアン径、及び、標準偏差内の粒子径の群から選択される少なくとも一つの情報であり、
前記特定の粒子量は、０より大きい粒子量から第一設定粒子量までの粒子量、及び、第二設定粒子量から第三設定粒子量までの粒子量の群から選択される少なくとも一つの情報であることを特徴とする粒度分布測定装置。 - 前記表示制御部は、前記数値表中の特定の粒子径又は特定の粒子量に対応する部分を着色するか、模様をつけるか、或いは、数値の文字の書式を変更するかのいずれかによって指し示すことを特徴とする請求項１に記載の粒度分布測定装置。
- 前記表示制御部は、前記算出部で算出された被測定粒子群の粒度分布を、粒子径と粒子量との関係を示す数値表で表示すると同時に、粒子径と粒子量との関係を示すグラフで表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粒度分布測定装置。
- 入力装置で指定されたグラフ中の指定部分に基づいて、前記数値表中の指定部分に対応する部分を指し示すことを特徴とする請求項３に記載の粒度分布測定装置。
- 入力装置で指定された数値表中の指定部分に基づいて、前記グラフ中の指定部分に対応する部分をマークすることによって指し示すことを特徴とする請求項３に記載の粒度分布測定装置。
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