粒子捕集装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种粒子捕集装置，以短时间高效地捕集分散在气体中的粒径范围较宽的微粒。在粒子产生部(1)生成的气体中的微粒由荷电部(2)进行荷电。浓缩部(3)将所导入的气体中的荷电粒子进行浓缩，捕集部(4)通过静电力使浓缩后的荷电粒子吸附到样品板(402)上来进行捕集。在浓缩部(3)中，在维持所导入的荷电粒子的数量的状态下，减少分散了粒子的气体(载气)的流量，由此对荷电粒子进行浓缩。通过气体的流量减少，粒子的空间密度提高，从而在捕集部(4)中能够高效地将荷电粒子捕集到较小的样品板(402)上，还能够缩短捕集时间。

【技术实现步骤摘要】
粒子捕集装置
本专利技术涉及为了分析气体中的微粒而将微粒捕集到板上的粒子捕集装置。
技术介绍
气体中漂浮的微小的液体或者固体的粒子称为气溶胶。汽车的废气、从工厂排出的煤烟中的污染物质大多也是气溶胶，尤其是粒径小于1μm的所谓纳米气溶胶可能对健康产生影响。正因为如此，该气溶胶的大小、形状、成分等的分析，在环境测量、评估等领域中变得非常重要。在气溶胶的分析中，使用原子力显微镜(AFM)、电子探针显微分析仪(EPMA)、透射式电子显微镜(TEM)、扫描式电子显微镜(SEM)、飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、荧光显微镜等各种分析装置。在利用这样的分析装置分析气溶胶时，首先需要将作为分析对象的大气中的微粒捕集到样品板上。在将微粒捕集到样品板上的情况下，认为难以引起粒子的凝聚的气相环境下比较适宜。作为在气相环境下将微粒捕集到样品板上的主要方法，众所周知有利用了撞击等粒子的惯性力的空气动力学捕集法和对带电的粒子利用其静电力进行捕集的静电捕集法。例如非专利文献1所公开的那样，空气动力学捕集法是如下方法，即，通过在使从喷嘴喷射的包含微粒的气体的流动方向急剧变化时，微粒由于惯性力而不能完全追随曲线前进的气体流而直线前进，碰撞到配置在其行进方向前方的样品板而附着于该板从而对微粒进行捕集。通过改变气体的流量、喷嘴的直径等，从而能够调整所进行捕集的微粒的大小。另一方面，例如非专利文献2所公开的那样，静电捕集法是如下方法，即，通过从放电电极产生的电场使微粒带电，通过静电力使该带电的微粒吸附于样品板。静电捕集法具有如下特征，即，不仅能够捕集由空气动力学捕集法能够捕集的比较大的尺寸的微粒，还能够捕集纳米级的细微的粒子。但是，在上述那样的现有的捕集法中存在如下这样的问题。空气动力学捕集法虽然简便，但是粒子的大小越小，则粒子的惯性力就越小，因此变得难以捕集。此外若打算增加所捕集的粒子的数量而增加气体的流量，则气体的流动变强从而以惯性力能够捕集的粒子尺寸的下限变大。因此，该捕集法不适于粒径为纳米级这样的较小的粒子的捕集。另一方面，如上所述静电捕集法还能够捕集纳米级水平的较小的粒子，但是若作为对象的粒子的浓度较低，则捕集时间会变得相当长。例如，在利用非专利文献3等所记载的电喷雾将液体中的样本微粒喷雾到气体流中进行捕集的情况下，存在为了避免电喷雾喷嘴、毛细管的堵塞而不能过分提高样本微粒的浓度的情况。因此，微粒的捕集必然会花费时间。此外，即使出于增加要捕集的粒子数的目的而增加气体流的流量，也由于相对于从气体的流动受到的力，静电力相对变小，因而附着于样品板的粒子的数量不会增加太多。因此，最终，难以缩短粒子捕集的所需时间。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2001-208673号公报非专利文献非专利文献1：“エアロゾルの採取慣性インパクタ一の構造(气溶胶的采集惯性撞击器的构造)”、[online]、福冈大学理学部地球科学系航天材料科学实验室、[2016年7月14日检索]、因特网<URL：http：//www.se.fukuoka-u.ac.jp/geophys/am/instrument/sampling.html>非专利文献2：“SSPM-100浮遊粒子サンプラ静電捕集方式(SSPM-100漂浮粒子采样器静电捕集方式)”、[online]、株式会社岛津制作所、[2016年7月14日检索]、因特网<URL：http：//www.an.shimadzu.co.jp/powder/products/06sspm/sample.htm>非专利文献3：“エレクトロスプレーModel3480(电喷雾模型3480)”、[online]、东京Dylec株式会社、[2016年7月14日检索]、因特网<URL：http：//www.t-dylec.net/products/pdf/tsi_3480.pdf>
技术实现思路
本专利技术为了解决上述课题而作，其目的在于提供一种如下的粒子捕集装置，即，能够以短时间将包含由以往的空气动力学捕集法所不能捕集的那样的尺寸较小的粒子的粒径范围较宽的粒子捕集到板上。为了解决上述课题而研发的本专利技术所涉及的粒子捕集装置，特征在于具备：a)荷电部，其接受包含作为分析对象的微粒的气体，使该气体中的微粒带电；b)浓缩部，其将由所述荷电部进行了带电的荷电粒子维持在气相状态下进行浓缩；和c)捕集部，其通过静电力使由所述浓缩部进行了浓缩的荷电粒子吸附到保持体上。在以往的粒子捕集装置中，一般紧接在由荷电部使微粒带电之后，通过电场来吸引该荷电粒子从而使其吸附到样品板等保持体上。与此相对，在本专利技术所涉及的粒子捕集装置中，在荷电部与捕集部之间设置浓缩部。浓缩部对由荷电部进行了带电的气体中的微粒在气相状态下进行浓缩，使微粒的空间密度增加。在捕集部中，与以往的静电捕集法同样地，利用静电力使荷电粒子吸附到样品板等保持体上从而捕集微粒。由于供给到捕集部的气体中的微粒(荷电粒子)的空间密度较高，因此与以往相比，能够在短时间内捕集相同量的微粒。这里，上述浓缩部可以构成为通过使荷电粒子从流量相对较大的气体流中移动到流量相对较小的气体流中，从而得到荷电粒子被浓缩的气体流。或者，上述浓缩部也可以构成为通过提取气体流中的荷电粒子并且减少该气体流的流量从而得到荷电粒子被浓缩的气体流。根据这种构成，即使从荷电部导入到浓缩部的气体的流量较大，由于从该浓缩部取出的混合了荷电粒子的气体的流量也较小，因而也能够抑制供给到捕集部的气体流的流量。由此，能够在捕集部中使静电力相对于从气体的流动受到的力相对变大，能够使荷电粒子高效地吸附到保持体。作为上述浓缩部的具体的一个方式，能够构成为，具备：流路形成部，在其内部，包含荷电粒子的第1气体流和包含荷电粒子的第2气体流相邻地在同一方向上流动；和电场形成部，在所述流路形成部中形成使所述第1气体流中的荷电粒子横穿该气体流而移动到所述第2气体流中的电场，向所述捕集部供给所述第2气体流。在该方式的粒子捕集装置中，若由电场形成部在流路形成部中形成电场，则第1气体流中的荷电粒子由于该电场的作用而向第2气体流的方向移动。另一方面，作为气体流的主要构成要素的空气等载气不受电场的影响。因此，仅第1气体流中的荷电粒子移动到第2气体流中，第2气体流中的荷电粒子的量增加。由此，与导入浓缩部的气体的总流量相比，其流量较小，并且与导入浓缩部的微粒的总量相比，其量几乎不变，也就是说，能够向捕集部供给微粒被浓缩的小流量的气体流。另外，在本专利技术所涉及的粒子捕集装置中，荷电部和浓缩部也能够实质上一体化。例如在上述方式的粒子捕集装置中，能够通过采用在流路形成部中配置放电电极并通过来自该放电电极的放电而使微粒带电这样的结构，或者通过采用将在外部通过放电等而生成的气体离子送入到流路形成部中与微粒接触而使微粒带电这样的结构，从而使荷电部和浓缩部实质上一体化。此外，本专利技术所涉及的粒子捕集装置可以导入包含污染物质等的气溶胶的大气，但该装置也可以在荷电部的前级具备生成气溶胶的微粒生成部。微粒生成部例如是雾化器、电喷雾等喷雾式粒子发生装置、蒸发冷凝式粒子发生装置等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子捕集装置，其特征在于，具备：a)荷电部，其接受包含作为分析对象的微粒的气体，并且使该气体中的微粒带电；b)浓缩部，其将由所述荷电部进行了带电的荷电粒子维持在气相状态下进行浓缩；和c)捕集部，其通过静电力使由所述浓缩部进行了浓缩的荷电粒子吸附到保持体上。

【技术特征摘要】
2016.11.10 JP 2016-2195841.一种粒子捕集装置，其特征在于，具备：a)荷电部，其接受包含作为分析对象的微粒的气体，并且使该气体中的微粒带电；b)浓缩部，其将由所述荷电部进行了带电的荷电粒子维持在气相状态下进行浓缩；和c)捕集部，其通过静电力使由所述浓缩部进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：关洋，上野良弘，奥田浩史，樱井博，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP