本發(fā)明涉及一種測(cè)量氣體中所包含的微粒的個(gè)數(shù)(Particle Number)的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器及微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

一般，作為測(cè)量微粒的測(cè)量器或測(cè)量方法，已知測(cè)量微粒的重量(Particle Mass)的重量測(cè)量器。

作為重量測(cè)量器，例如列舉了FCAE(Faraday cup Aerosol Electrometer，法拉第杯氣溶膠靜電計(jì))或日本特開2012-194078號(hào)公報(bào)所記載的PM傳感器。

另一方面，作為微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器，例如，如日本特開2012-026892號(hào)公報(bào)所示，有CPC(Condensation Particle Counter，粒子計(jì)數(shù)器)。CPC使酒精、丁醇等有機(jī)氣體在過飽和狀態(tài)下混入并附著在排出氣體中的微粒上，由此使該微粒成長為大直徑，從縫隙排出成長后的微粒，向排出的微粒照射激光來計(jì)數(shù)微粒的個(gè)數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，以往的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量是在基于PMP(Particle Measurement Program，粒子測(cè)量程序)的系統(tǒng)(PMP系統(tǒng))中以固定為前提的測(cè)定方法。例如在測(cè)量車輛排出氣體中的微粒的情況下，PMP系統(tǒng)的大小大于車輛。此外，測(cè)量器自身例如是將縱向30～50cm、橫向30～50cm、高度10～15cm左右的殼體多級(jí)重疊的大小，未考慮作為車載用或一般家庭用。并且，基于CPC的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量使用酒精、丁醇等有機(jī)氣體，因此存在管理較難的問題。

另外，作為測(cè)量微粒的個(gè)數(shù)的方法，例如根據(jù)微粒的重量和個(gè)數(shù)存在某種關(guān)聯(lián)的想法，考慮將特定的微粒的重量變換為個(gè)數(shù)的方法。但是，用于取得特定的微粒的重量和個(gè)數(shù)的關(guān)聯(lián)的作業(yè)需要時(shí)間，并且，根據(jù)使用環(huán)境等，關(guān)聯(lián)也發(fā)生變化，因此校正等中存在問題。

本發(fā)明是鑒于這樣的課題提出的，其目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且輕量化，適合于車載用或一般家庭用，并且能夠高精度地測(cè)量微粒的個(gè)數(shù)的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器及微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量方法。

[1]第1發(fā)明的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器的特征在于，具有：殼體，其由陶瓷構(gòu)成；電荷附加單元，其向?qū)氲缴鲜鰵んw內(nèi)的被測(cè)定氣體中的微粒附加電荷；電荷捕集單元，其捕集附加在上述微粒上的電荷；以及個(gè)數(shù)測(cè)定單元，其根據(jù)捕集的電荷的量測(cè)定微粒的個(gè)數(shù)。

[2]在第1發(fā)明中，也可以具有：加熱器，其對(duì)捕集上述電荷的部分進(jìn)行加熱。

[3]在第1發(fā)明中，該微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器具有：開關(guān)，其每隔一定時(shí)間電連接上述電荷捕集單元與上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元，上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元測(cè)定基于上述捕集的電荷的量的電流。

[4]在該情況下，電容器和電阻的串聯(lián)電路與上述電荷捕集單元連接，通過上述開關(guān)電連接上述電荷捕集單元與上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元時(shí)，基于上述電荷捕集單元捕集的電荷產(chǎn)生的電流經(jīng)由上述串聯(lián)電路作為瞬態(tài)響應(yīng)傳遞給上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元。

[5]在第1發(fā)明中，上述電荷捕集單元具有設(shè)置于上述殼體內(nèi)的測(cè)定電極和在上述殼體內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)的至少一個(gè)電場(chǎng)產(chǎn)生單元，通過上述電場(chǎng)將附加在上述微粒上的電荷捕集到上述測(cè)定電極上。

[6]在該情況下，上述電荷捕集單元的上述電場(chǎng)產(chǎn)生單元具有設(shè)置于比上述殼體內(nèi)的微粒的導(dǎo)入部更內(nèi)側(cè)的負(fù)極電極和與該負(fù)極電極相對(duì)地設(shè)置的正極電極，上述電荷捕集單元的上述測(cè)定電極設(shè)置于上述負(fù)極電極與上述正極電極之間，且靠近上述正極電極。

[7]在第1發(fā)明中，上述電荷附加單元具有朝向上述殼體內(nèi)的微粒的導(dǎo)入部設(shè)置的針狀電極和與上述針狀電極的前端相對(duì)地設(shè)置的相對(duì)電極，在上述針狀電極與上述相對(duì)電極之間產(chǎn)生因上述針狀電極與上述相對(duì)電極之間的電位差引起的電暈放電。

[8]在第1發(fā)明中，該微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器具有至少一個(gè)電場(chǎng)產(chǎn)生單元，并具有捕集沒有附加到上述微粒上的電荷的第2電荷捕集單元。

[9]第2發(fā)明的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器的特征在于，具有：殼體，其由陶瓷構(gòu)成；電荷附加單元，其向?qū)氲缴鲜鰵んw內(nèi)的被測(cè)定氣體中的微粒附加電荷；電荷捕集單元，其僅捕集沒有附加到上述微粒上的電荷；以及個(gè)數(shù)測(cè)定單元，其根據(jù)捕集的電荷的量測(cè)定微粒的個(gè)數(shù)。

[10]在第2發(fā)明中，該微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器具有：加熱器，其對(duì)捕集上述電荷的部分進(jìn)行加熱。

[11]在第2發(fā)明中，該微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器具有：開關(guān)，其電連接上述電荷捕集單元與上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元，上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元測(cè)定基于上述捕集的電荷的量的電流。

[12]在該情況下，電容器和電阻的串聯(lián)電路與上述電荷捕集單元連接，通過上述開關(guān)電連接上述電荷捕集單元與上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元時(shí)，基于上述電荷捕集單元捕集的電荷產(chǎn)生的電流經(jīng)由上述串聯(lián)電路作為瞬態(tài)響應(yīng)傳遞給上述個(gè)數(shù)測(cè)定單元。

[13]在第2發(fā)明中，上述電荷捕集單元具有設(shè)置于上述殼體內(nèi)的測(cè)定電極和在上述殼體內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)的至少一個(gè)電場(chǎng)產(chǎn)生單元，通過上述電場(chǎng)僅將沒有附加到上述微粒上的電荷捕集到上述測(cè)定電極上。

[14]在該情況下，上述電荷捕集單元的上述電場(chǎng)產(chǎn)生單元具有設(shè)置于比上述殼體內(nèi)的微粒的導(dǎo)入部更內(nèi)側(cè)的負(fù)極電極和與該負(fù)極電極相對(duì)地設(shè)置的正極電極，上述電荷捕集單元的上述測(cè)定電極設(shè)置于上述負(fù)極電極與上述正極電極之間，且靠近上述正極電極。

[15]在第2發(fā)明中，上述電荷附加單元具有朝向上述殼體內(nèi)的微粒的導(dǎo)入部設(shè)置的針狀電極和與上述針狀電極的前端相對(duì)地設(shè)置的相對(duì)電極，在上述針狀電極與上述相對(duì)電極之間產(chǎn)生因上述針狀電極與上述相對(duì)電極之間的電位差引起的電暈放電。

[16]在第2發(fā)明中，該微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器具有設(shè)置于上述微粒的導(dǎo)入部分，并去除大于預(yù)定大小的微粒的單元。

[17]第3發(fā)明的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量方法的特征在于，具有如下步驟：向?qū)氲接商沾蓸?gòu)成的上述殼體內(nèi)的被測(cè)定氣體中的微粒附加電荷的步驟；捕集附加在上述微粒上的電荷的步驟；以及根據(jù)捕集的電荷的量測(cè)定微粒的個(gè)數(shù)的步驟。

[18]第4發(fā)明的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量方法的特征在于，具有如下步驟：向?qū)氲接商沾蓸?gòu)成的上述殼體內(nèi)的被測(cè)定氣體中的微粒附加電荷的步驟；僅捕集沒有附加到上述微粒上的電荷的步驟；以及根據(jù)捕集的電荷的量測(cè)定微粒的個(gè)數(shù)的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器及微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量方法，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且輕量化，因此適合于作為車載用或一般家庭用，并且，能夠高精度地測(cè)量微粒的個(gè)數(shù)。

附圖說明

圖1是表示第1實(shí)施方式的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示第2實(shí)施方式的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是表示第3實(shí)施方式的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器(未導(dǎo)入包含微粒的被測(cè)定氣體的狀態(tài))的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是表示第3實(shí)施方式的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器(導(dǎo)入了包含微粒的被測(cè)定氣體的狀態(tài))的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照?qǐng)D1～圖4對(duì)本發(fā)明涉及的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器及微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量方法的實(shí)施例進(jìn)行說明。另外，在本說明書中，使用表示數(shù)值范圍的“～”，其含義為包含其前后記載的數(shù)值作為下限值和上限值。

首先，如圖1所示，第1實(shí)施方式的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器(以下，記載為第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A)具有由陶瓷構(gòu)成的殼體12、向?qū)氲綒んw12內(nèi)的被測(cè)定氣體14中的微粒16附加電荷18的電荷附加單元20、捕集附加到微粒16上的電荷18的第1電荷捕集單元22A、根據(jù)捕集的電荷18的量測(cè)定微粒的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù)測(cè)定單元24。

第1電荷捕集單元22A具有設(shè)置于殼體12內(nèi)的測(cè)定電極26和在殼體12內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)的第1電場(chǎng)產(chǎn)生單元28A，通過上述電場(chǎng)將附加了電荷18的微粒16附著于測(cè)定電極26上。即，將附加在微粒16上的電荷18捕集到測(cè)定電極26上。

個(gè)數(shù)測(cè)定單元24具有電流測(cè)定部30和個(gè)數(shù)計(jì)算單元32，其中，該個(gè)數(shù)計(jì)算單元32根據(jù)來自該電流測(cè)定部30的檢測(cè)信號(hào)Si(檢測(cè)出的電流值)，計(jì)算出在預(yù)定期間(例如，1～5分鐘)附著于測(cè)定電極26上的微粒16的個(gè)數(shù)。

并且，第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A具有每隔一定時(shí)間(例如，5～15秒)電連接第1電荷捕集單元22A的測(cè)定電極26與個(gè)數(shù)測(cè)定單元24的電流測(cè)定部30的開關(guān)34。

殼體12具有導(dǎo)入被測(cè)定氣體14的氣體導(dǎo)入口38、擴(kuò)散導(dǎo)入到殼體12內(nèi)的微粒16的中空部40、向殼體12外排出微粒16的氣體排出口42。

在氣體導(dǎo)入口38與中空部40之間配置有具有一定高度hi的氣體導(dǎo)入部44，在中空部40與氣體排出口42之間配置有具有一定高度ho的氣體排出部46。氣體導(dǎo)入部44和中空部40的高度hi及hc的關(guān)系為hc≥hi。此外，氣體導(dǎo)入部44和氣體排出部46的高度hi及ho可以列舉200μm～數(shù)cm，中空部40的高度hc可以列舉200μm～數(shù)cm。氣體導(dǎo)入部44和氣體排出部46的高度hi及ho既可以相同，也可以不同。

殼體12由陶瓷材料構(gòu)成。作為陶瓷材料，可以列舉氧化鋁、多鋁紅柱石、氮化硅等具有絕緣性、高耐熱性的陶瓷材料。

電荷附加單元20具有：朝向殼體12內(nèi)的氣體導(dǎo)入部44地設(shè)置，具有前端48a尖的形狀的針形狀或探針狀的針狀電極48；相對(duì)電極50，其與該針狀電極48的前端48a相對(duì)地設(shè)置；以及電源52，其向針狀電極48與相對(duì)電極50之間施加電壓Vp(例如，脈沖電壓等)。針狀電極48的前端48a與相對(duì)電極50的相對(duì)面50a(與針狀電極48相對(duì)的面)之間的距離Da為200μm～數(shù)cm。并且，通過向針狀電極48與相對(duì)電極50之間施加電壓Vp，產(chǎn)生因針狀電極48與相對(duì)電極50之間的電位差形成的電暈放電。被測(cè)定氣體14在該電暈放電中通過，由此向被測(cè)定氣體14中的微粒16附加1個(gè)電荷18(該例子中為電子)。分別附加了1個(gè)電荷18的微粒16進(jìn)入到中空部40。

在文獻(xiàn)：G.Biskos，E.Mastorakos，N.Collings“Monte-Carlo simulation of unipolar diffusion charging for spherical and non-spherical particles”中記載了向微粒16附加1個(gè)電荷18的理由。對(duì)于電荷，通過調(diào)整設(shè)計(jì)值，可以帶有2個(gè)或2個(gè)以上的電荷。這里的設(shè)計(jì)值為離子濃度和時(shí)間。

例如，煤等微粒16與電子碰撞而帶電。帶電的微粒16與電子之間產(chǎn)生斥力，因此很難進(jìn)一步帶電。換句話說，很難附加2個(gè)以上的電子。優(yōu)先向沒有帶電的微粒16附加電子。其結(jié)果，附加了1個(gè)電子的微粒16增加。

針狀電極48與相對(duì)電極50之間的距離Da為2cm時(shí)，為了在針狀電極48與相對(duì)電極50之間產(chǎn)生電暈放電，作為電壓Vp而需要2.5kV左右。

第1電荷捕集單元22A的第1電場(chǎng)產(chǎn)生單元28A具有配置于殼體12內(nèi)的中空部40的第1負(fù)極電極54a和與該第1負(fù)極電極54a相對(duì)地設(shè)置的第1正極電極56a。第1電荷捕集單元22A的測(cè)定電極26設(shè)置于第1負(fù)極電極54a與第1正極電極56a之間，且靠近第1正極電極56a。向第1負(fù)極電極54a施加負(fù)電位﹣V1，向第1正極電極56a施加接地電位Vss。負(fù)電位﹣V1的電平為－mV數(shù)量級(jí)至數(shù)10V。由此，產(chǎn)生從第1正極電極56a向第1負(fù)極電極54a的第1電場(chǎng)58A。因此，進(jìn)入到中空部40的微粒16(附加有電荷18)通過所產(chǎn)生的第1電場(chǎng)58A靠近第1正極電極56a，附著在設(shè)置于其途中的測(cè)定電極26上。

在此，若預(yù)先設(shè)定向氣體導(dǎo)入部44導(dǎo)入的被測(cè)定氣體14的流速，則優(yōu)選按照下述條件(a)及(b)設(shè)定第1電場(chǎng)產(chǎn)生單元28A的第1負(fù)極電極54a及第1正極電極56a的配置位置、向第1負(fù)極電極54a施加的電位的大小。

(a)將粒子直徑(質(zhì)量中央直徑或粒子數(shù)中央直徑)為2.5μm以上的大微粒16直接經(jīng)由氣體排出部46和氣體排出口42排出到外部。

(b)使粒子直徑(質(zhì)量中央直徑或粒子數(shù)中央直徑)不到2.5μm的小微粒16附著在測(cè)定電極26上。

此外，在第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A中，電容器60和電阻62的串聯(lián)電路64連接至測(cè)定電極26，在該串聯(lián)電路64與電流測(cè)定部30之間連接有上述的開關(guān)34。作為開關(guān)34，例如可以優(yōu)選采用半導(dǎo)體開關(guān)。

因此，開關(guān)34進(jìn)行接通動(dòng)作而電連接測(cè)定電極26和電流測(cè)定部30時(shí)，經(jīng)由串聯(lián)電路64向電流測(cè)定部30傳遞基于向附著于測(cè)定電極26的微粒16施加的電荷18的電流I，作為瞬態(tài)響應(yīng)。電流測(cè)定部30可以使用通常的電流計(jì)。例如，列舉了根據(jù)與串聯(lián)電路64串聯(lián)連接的內(nèi)部電阻的兩端電壓測(cè)量電流值的方式，或使用分流器的方式等。

電流I與電荷量q的關(guān)系如下。

I＝dq/(dt)

Q＝∫Idt

因此，個(gè)數(shù)計(jì)算單元32在開關(guān)34進(jìn)行接通動(dòng)作的期間(接通期間)對(duì)來自電流測(cè)定部30的電流值進(jìn)行積分(累計(jì))來求出電流值的積分值(積蓄電荷量)。經(jīng)過接通期間后，將積蓄電荷量除以1個(gè)電荷的電荷量，由此能夠求出在一定時(shí)間(例如，5～15秒)附著于測(cè)定電極26的微粒16的個(gè)數(shù)。然后，個(gè)數(shù)計(jì)算單元32在預(yù)定期間(例如，1～5分鐘)重復(fù)進(jìn)行計(jì)算一定時(shí)間的微粒16的個(gè)數(shù)的運(yùn)算來累計(jì)，由此能夠計(jì)算出在預(yù)定期間附著于測(cè)定電極26的微粒16的個(gè)數(shù)。

通過利用基于電容器60和電阻62的瞬態(tài)響應(yīng)，即使通過較小的電流也能夠測(cè)定，能夠高精度地檢測(cè)出微粒16的個(gè)數(shù)。若為pA(皮安)等級(jí)或nA(納安)等級(jí)的微小電流，則例如通過使用電阻值較大的電阻將時(shí)間常數(shù)設(shè)定得較大，能夠測(cè)定微小的電流。

此外，第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A具有對(duì)捕集電荷的部分(例如，測(cè)定電極26)進(jìn)行加熱的加熱器66。該加熱器66的效果如下。

(a)在消除了稱為SOF(Soluble Organic Fraction，可溶性有機(jī)成分)的高分子碳?xì)浠衔锏挠绊懙臓顟B(tài)下進(jìn)行測(cè)定，從而提高精度。

(b)定期地燃燒滯留于殼體內(nèi)的微粒(例如，煤)來更新。

如上所述，粒子直徑為2.5μm以上的大微粒16被排出到外部，但進(jìn)入到中空部40的粒子直徑不到2.5μm的微粒16通過第1電場(chǎng)58A向測(cè)定電極26移動(dòng)，因此不會(huì)排出到外部而附著在測(cè)定電極26上。因此，定期地通過加熱器66對(duì)測(cè)定電極26進(jìn)行加熱，由此能夠容易地去除附著在測(cè)定電極26上的微粒16。

這樣，如氣體導(dǎo)入部44及氣體排出部46的高度hi和ho為200μm～數(shù)cm、中空部40的高度hc為200μm～數(shù)cm那樣，第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A利用尺寸較小的空間向?qū)氲綒んw12內(nèi)的被測(cè)定氣體14中的微粒16附加電荷18，并且，通過第1電場(chǎng)58A使進(jìn)入到中空部40內(nèi)的微粒16附著在測(cè)定電極26上，因此通過開關(guān)34電連接測(cè)定電極26與電流測(cè)定部30，從而能夠容易地檢測(cè)出附著在測(cè)定電極26上的微粒16的個(gè)數(shù)。并且，能夠促進(jìn)尺寸的小型化、輕量化，因此也適合于作為車載用、一般家庭用(安裝于空調(diào)機(jī)的排氣部分等)。

接著，參照?qǐng)D2對(duì)第2實(shí)施方式的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器(以下，記載為第2個(gè)數(shù)測(cè)量器10B)進(jìn)行說明。

第2個(gè)數(shù)測(cè)量器10B具有與上述的第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A大致相同的結(jié)構(gòu)，但如圖2所示，不同點(diǎn)在于，具有捕集沒有附加到微粒16的電荷18的第2電荷捕集單元22B。第2電荷捕集單元22B具有第2電場(chǎng)產(chǎn)生單元28B和捕集電極70。

第2電場(chǎng)產(chǎn)生單元28B具有配置于中空部40中的氣體導(dǎo)入部44近旁的第2負(fù)極電極54b和與該第2負(fù)極電極54b相對(duì)地設(shè)置的第2正極電極56b。捕集電極70設(shè)置于第2負(fù)極電極54b與第2正極電極56b之間，且靠近第2正極電極56b。向第2負(fù)極電極54b施加第2負(fù)電位﹣V2，向第2正極電極56b施加接地電位Vss。第2負(fù)電位﹣V2的絕對(duì)值比向第1電荷捕集單元22A中的第1電場(chǎng)產(chǎn)生單元28A的第1負(fù)極電極54a施加的第1負(fù)電位﹣V1的絕對(duì)值小1位數(shù)以上。

由此，產(chǎn)生從第2正極電極56b向第2負(fù)極電極54b的弱的第2電場(chǎng)58B。因此，電荷附加單元20中的通過電暈放電產(chǎn)生的電荷18中沒有附加到微粒16的電荷18通過產(chǎn)生的弱的第2電場(chǎng)58B向第2正極電極56b靠近，經(jīng)由設(shè)置于其途中的捕集電極70向GND舍棄。

在此，對(duì)中空部40、各種電極的相對(duì)長度，即沿著從氣體導(dǎo)入口38向氣體排出口42的方向的相對(duì)長度進(jìn)行說明。

首先，將中空部40的長度La設(shè)為100時(shí)，第1負(fù)極電極54a和第1正極電極56a的長度Lb為28～34、測(cè)定電極26的長度Lc為74～78、第2負(fù)極電極54b和第2正極電極56b的長度Ld為5～10、捕集電極70的長度Le為5～10。此外，第2負(fù)極電極54b與第1負(fù)極電極54a的距離Db為28～34、從第1負(fù)極電極54a的氣體排出口側(cè)端部至氣體排出口42的距離Dc為28～34、捕集電極70與測(cè)定電極26的間隔距離Dd為2～5。

由此，沒有附加到微粒16的不需要的電荷18幾乎不會(huì)到達(dá)測(cè)定電極26。此外，附加了電荷18的微粒16也不會(huì)附著在捕集電極70上。

在該第2個(gè)數(shù)測(cè)量器10B中，也實(shí)現(xiàn)與上述的第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A同樣的作用/效果。尤其，在該第2個(gè)數(shù)測(cè)量器10B中，沒有附加到微粒16的不需要的電荷18幾乎不會(huì)到達(dá)測(cè)定電極26，經(jīng)由捕集電極70排出到GND，因此能夠減小不需要的電荷18引起的檢測(cè)誤差，提高檢測(cè)精度。此外，測(cè)定電極26相對(duì)于第1負(fù)極電極54a以及第1正極電極56a具有2倍以上的長度，因此能夠附著粒子直徑不到2.5μm，且各種粒子直徑的微粒16。

在上述的例子中，設(shè)置1個(gè)第1電荷捕集單元22A中的第1電場(chǎng)產(chǎn)生單元28A，但也可以設(shè)置多個(gè)第1電場(chǎng)產(chǎn)生單元28A。

接著，參照?qǐng)D3和圖4，對(duì)第3實(shí)施方式的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器(以下，記載為第3個(gè)數(shù)測(cè)量器10C)進(jìn)行說明。

第3個(gè)數(shù)測(cè)量器10C通過測(cè)量沒有附加到微粒16的電荷18的數(shù)量，間接地測(cè)定微粒16的個(gè)數(shù)。

具體地，第3個(gè)數(shù)測(cè)量器10C具有與上述的第1個(gè)數(shù)測(cè)量器10A大致相同的結(jié)構(gòu)，但如圖3和圖4所示，不同點(diǎn)在于代替第1電荷捕集單元22A而具有第3電荷捕集單元22C。

第3電荷捕集單元22C具有設(shè)置于殼體12內(nèi)的測(cè)定電極26和在殼體12內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)的第3電場(chǎng)產(chǎn)生單元28C，通過上述電場(chǎng)使沒有附加在微粒16上的電荷18附著于測(cè)定電極26。即，在測(cè)定電極26上捕集沒有附加在微粒16上的電荷18。

第3電場(chǎng)產(chǎn)生單元28C具有配置于中空部40中氣體排出部46近旁的第3負(fù)極電極54c和與該第3負(fù)極電極54c相對(duì)地設(shè)置的第3正極電極56c。測(cè)定電極26設(shè)置于第3負(fù)極電極54c與第3正極電極56c之間，且靠近第3正極電極56c。尤其，從中空部40的氣體導(dǎo)入部44的近旁向氣體排出部46的近旁形成了測(cè)定電極26。

向第3負(fù)極電極54c施加第3負(fù)電位﹣V3，向第3正極電極56c施加接地電位Vss。第3負(fù)電位﹣V3的絕對(duì)值為向第1電荷捕集單元22A的第1負(fù)極電極54a施加的第1負(fù)電位﹣V1的絕對(duì)值的1/5～1/20左右。

此外，中空部40與氣體排出部46的高度hc以及ho的關(guān)系既可以為hc≥ho，也可以為hc≤ho。優(yōu)選高度hc及ho大致相等。大致相同是指，|hc－h(huán)o|≤數(shù)cm的范圍。此外，將中空部40的長度La設(shè)為100時(shí)，第3負(fù)極電極54c的長度Lf和第3正極電極56c的長度Lg為5～10。

在此，參照?qǐng)D3和圖4對(duì)第3個(gè)數(shù)測(cè)量器10C的動(dòng)作進(jìn)行說明。

首先，如圖3所示，在幾乎不存在微粒16的環(huán)境下(例如，潔凈室)，使第3個(gè)數(shù)測(cè)量器10C工作。即，向第3負(fù)極電極54c施加－V3。由此，產(chǎn)生從第3正極電極56c向第3負(fù)極電極54c的第3電場(chǎng)58C。第3電場(chǎng)58C的強(qiáng)度低于第1電場(chǎng)58A的強(qiáng)度。此時(shí)，通過電荷附加單元20中的電暈放電而產(chǎn)生的電荷18通過產(chǎn)生的第3電場(chǎng)58C向第3正極電極56c靠近，被設(shè)置于其途中的測(cè)定電極26捕集。然后，通過接通開關(guān)34，經(jīng)由串聯(lián)電路64向電流測(cè)定部30傳遞基于被測(cè)定電極26捕集的電荷18的電流I作為瞬態(tài)響應(yīng)。

個(gè)數(shù)計(jì)算單元32在開關(guān)34進(jìn)行接通動(dòng)作的期間(接通期間)，每一定時(shí)間(例如，5～15秒)對(duì)來自電流測(cè)定部30的電流值進(jìn)行積分(累計(jì))來求出每一定時(shí)間的電流值的積分值(積蓄電荷量)。將所求出的每一定時(shí)間的積蓄電荷量除以1個(gè)電荷的電荷量，由此能夠求出每一定時(shí)間附著于測(cè)定電極26的電荷的個(gè)數(shù)。將該每一定時(shí)間的電荷的個(gè)數(shù)的變化進(jìn)行標(biāo)繪，將電荷個(gè)數(shù)最大的階段的電荷的個(gè)數(shù)定義為疑似不存在微粒時(shí)的電荷個(gè)數(shù)。

之后，如圖4所示，向第3個(gè)數(shù)測(cè)量器10C的殼體12內(nèi)導(dǎo)入包含微粒16的被測(cè)定氣體14。

通過電荷附加單元20中的電暈放電而產(chǎn)生的電荷18中的幾個(gè)被附加到被測(cè)定氣體14所包含的微粒16上，與微粒16一起經(jīng)由中空部40向氣體排出部46前進(jìn)。通過產(chǎn)生的第3電場(chǎng)58C，進(jìn)入到中空部40的微粒16向第3正極電極56c靠近。但是，第3正極電極56c設(shè)置于氣體排出部46的近旁，其長度Lg(參照?qǐng)D3)較短，為中空部40的長度La的1/20～1/10，因此通過第3電場(chǎng)58C開始變更微粒16的流通路徑(軌道)是在即將到達(dá)氣體排出部46之前。此外，第3電場(chǎng)58C用于大幅度變更電荷18的路徑，但由于低于第1電場(chǎng)58A的強(qiáng)度，因此不至于大幅度變更微粒16的路徑。因此，微粒16無法被測(cè)定電極26捕集而直接向氣體排出部46前進(jìn)。這樣，附加在微粒16上的電荷18與微粒16一起排出到外部，因此無法被測(cè)定電極26捕集。即，在導(dǎo)入了被測(cè)定氣體14的情況下，被測(cè)定電極26捕集的電荷18的個(gè)數(shù)與沒有導(dǎo)入被測(cè)定氣體14的情況相比，可以認(rèn)為減少相當(dāng)于微粒16個(gè)數(shù)的量。

因此，通過從上述的一定時(shí)間的電荷18的個(gè)數(shù)的最大值減去導(dǎo)入了被測(cè)定氣體14的階段的一定時(shí)間的電荷18的個(gè)數(shù)，能夠求出該一定時(shí)間的微粒16的數(shù)量。

當(dāng)然，也可以在一定時(shí)間的微粒16的個(gè)數(shù)為預(yù)定值，例如為預(yù)先設(shè)定的0限制值以上的階段發(fā)出警告。在該情況下，不進(jìn)行從上述的電荷18的個(gè)數(shù)的最大值減去導(dǎo)入了被測(cè)定氣體14的階段的電荷18的個(gè)數(shù)的操作，而是在導(dǎo)入了被測(cè)定氣體14的階段的一定時(shí)間的電荷18的個(gè)數(shù)超過預(yù)先設(shè)定的閾值并減少的情況下，直接發(fā)出警告。作為閾值，例如可以采用從上述的電荷個(gè)數(shù)的最大值減去限制值而得的值。

然而，還考慮使用第3個(gè)數(shù)測(cè)量器10C測(cè)定不到預(yù)定粒子直徑(例如，不到2.5μm)的微粒16的數(shù)量的情況。

在這樣的情況下，優(yōu)選例如在氣體導(dǎo)入口38設(shè)置用于去除預(yù)定粒子直徑以上的微粒16的單元72(在圖4中用二點(diǎn)劃線表示)，以便不會(huì)向殼體12內(nèi)導(dǎo)入預(yù)定粒子直徑以上的微粒16。作為該單元72，例如可以使用HEPA過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter，高效粒子空氣過濾器)等。由此，每一定時(shí)間(例如，5秒～15秒)可以測(cè)量粒子直徑例如為2.5μm以下的微粒16的個(gè)數(shù)。并且，能夠容易實(shí)現(xiàn)在粒子直徑為2.5μm以下的微粒16為限制值以上，或?yàn)橄拗浦档?/10或1/5等的時(shí)間點(diǎn)發(fā)出警告的應(yīng)用。

另外，本發(fā)明的微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量器及微粒的個(gè)數(shù)測(cè)量方法并不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)當(dāng)然可以采用各種結(jié)構(gòu)。