[發明專利]粒子測定裝置、校正方法以及測定裝置

在審

• 申請號: 201980065132.3
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN112840199A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 加藤晴久;松浦有祐;中村文子;近藤郁;田渕拓哉;冨田寬;林秀和
• 申請（專利權）人: 國立研究開發法人產業技術綜合研究所;理音株式會社;鎧俠股份有限公司
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 李成必;李雪春

本發明提供粒子測定裝置、校正方法和測定裝置，能使用校正用粒子簡單地進行拍攝目標粒子等對象物的測定裝置的校正。圖像分析部(21)取得以時間間隔Δt得到的多個拍攝圖像，(a)在校正模式下，根據所述多個拍攝圖像中的校正用粒子的像素單位的光點的位移，確定校正用粒子的光點的均方位移Δ_MS－cal，(b)在測定模式下，根據所述多個拍攝圖像中的目標粒子的光點的像素單位的位移，確定目標粒子的光點的均方位移Δ_MS。并且粒徑分析部(22)(c)在分析模式下，根據校正用粒子的光點的均方位移Δ_MS－cal以及校正用粒子的粒徑d_cal，從目標粒子的光點的均方位移Δ_MS導出所述目標粒子的粒徑d。

技術領域

本發明涉及粒子測定裝置、校正方法以及測定裝置。

背景技術

作為測量分散介質中的粒子的粒徑的方法，有PTA(Particle TrackingAnalysis)法，該方法是向粒子照射激光，使用光學系統觀察被激光照射的粒子的散射光的聚光點(光點)，利用斯托克斯-愛因斯坦公式，根據各個粒子的布朗運動計算出粒徑。

PTA法中，對使用攝像機等以時間間隔Δt拍攝的一系列圖像計算光點的重心，通過將相鄰的幀的光點進行對應，取得粒子布朗運動的軌跡，并按照關系式(Δ_MS＝4DΔt)，從上述2維的均方位移Δ_MS，得到粒子的擴散系數D。接著，按照斯托克斯-愛因斯坦公式(D＝(k_B·T)/(3πηd)；k_B：玻爾茲曼常數，η：分散介質的粘度，π：圓周率，T：絕對溫度)，根據得到的擴散系數D計算粒徑d。

某些粒徑測定方法是在有關流場內的粒子的PTA法中，通過從光點的游動中減掉流場的流速成分，修正光點的游動，可以不受流場影響地測定粒徑(例如參照專利文獻1)。

與此相關，提出有測量上述修正中使用的流速成分的方法(例如參照非專利文獻1)，此外，作為使用該流速測量法的流動中的粒徑測量方法提出有FPT(Flow ParticleTracking)法(例如參照非專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開公報第2016/159131號

非專利文獻

非專利文獻1：Y Matsuura,A Nakamura,H Kato；Sensors and Actuators B 2561078-1085

非專利文獻2：Y Matsuura,A Nakamura,H Kato；Analytical Chemistry 904182-4187

如上所述，當通過PTA法等測量粒徑時，需要知道(a)物理單位下的均方位移Δ_MS的長度，以及(b)斯托克斯-愛因斯坦公式中的粘度η和溫度T。即，通過拍攝得到的拍攝圖像上的均方位移Δ_MS，由于是像素單位，所以需要轉換成物理單位的長度。這里，“像素單位”是指將攝像元件的像素(或者拍攝圖像的像素)的大小作為單位?！拔锢韱挝弧笔侵该椎任锢砹康膯挝?。

這種分度比例(物理單位和像素單位的對應關系)能預先通過實驗等測定，此外，分散介質的粘度η和溫度T也可測定，但盡管如此，需要各種設備。此外，用顯微鏡觀測的場所的溫度測量很困難。

發明內容

鑒于上述的問題，本發明的目的在于提供使用例如標準粒子等粒徑被明確規定的校正用的粒子(以下，稱校正用粒子)、進行拍攝目標粒子等對象物的測定裝置的校正的粒子測定裝置、校正方法以及測定裝置。