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微粒子可視化技術

微粒子可視化システムのご紹介(動画)

レーザービームのパワーと直進性を生かして生成した均一かつ強力なシート光や高輝度LEDと特殊レンズで生成したブロック光などの可視化光源と、光源の照射光に照らされた微粒子からの微弱な散乱光と周囲物体からの散乱光とを明確に切り分けながら高いダイナミックレンジで現象を鮮明に捉えることができるカメラ技術と、明るい現場での撮影技術とで構成される映像システムのことです。

どのくらい高感度なシステムなのか

世界で唯一の現場で微粒子が見える技術

下の図は、散乱光の強さを粒子径に対してミー(mie)散乱理論式からプロットしました。横軸は2桁の変化に対して、縦軸は6桁変化していることがわかります。当社では、このグラフからも外れる実験用暗室で0.1µm以下(数十nm)の微粒子の可視化に成功した超高感度なシステムを活用・販売しております。

どのくらい微粒子の撮影ノウハウがあるか

開発されて20年以上の間に、お客様の製造や開発の現場で1000件以上の撮影や評価の実績を持つ専門技術スタッフが継承されております。どのような微粒子の可視化がしたいかをお尋ねいただければ、確かな回答を持っている唯一の技術集団がいます。

粒子数計測技術

微粒子可視化技術を用いた光膜式のモニタリング計測技術です。高速かつリアルタイムに粒子の計数や分級を行うことができます。

【1】微粒子可視化システムを利用する

超高感度カメラ「パーティクルアイ」

附属のソフトウエアを用いると、可視化映像からリアルタイムに微粒子の計数と分級を行う ことができます。パーティクルアイシリーズ(3種類の高感度カメラ)と多様な専用光源の組み合わせにより、様々なシチュエーションにおいて粒子数を計測することができます。

常時モニタリング計測カメラシステム「パーティクルアイ CC」

ガス中の微粒子を定点にて常時監視し、同時に精度の高い計数と分級も行うことができる計測システムです。設備や用途に合わせたカスタマイズが可能です。カスタマイズ事例をパーティクルアイCCのページに掲載しておりますので、是非ご覧ください。

【2】計数に特化したシステムを利用する

Type-S

モバイル可視化計数装置「Type-S」

発塵源や漏洩箇所を、手元のモニターを見ながら高速で調査できる、現場での使い勝手に優れたモバイルタイプの計数装置です。詳しくはType-Sのページをご覧ください。

P-Windイメージ

P-Wind(イメージ)

微粒子発生量評価装置「P-Wind®」

クリーン環境で使用する製品からの発塵や、生産設備の機械要素からの異物漏洩を、定量的に評価することができます。微小量の粒子も逃さずに、正確に全量を検出・計数することができます。従来の吸引式計数器とは異なる、新しいタイプの計数評価装置です。詳詳しくは下記の発生粒子全量評価技術をご覧ください。

【3】新たに計数システムを構築する

液中微粒子モニタリングシステム(イメージ)

可視化技術を応用した、新たな微粒子検出計数システムの構築を個別に承ることができます。是非お気軽にご相談ください。
右図はその一例ですが、液中の微粒子をリアルタイムに検出できるシステムです。薬液配管などの内部を流れる液体中の異物をモニタリングすることにも利用できます。

気流可視化技術

微粒子が可視化できる高感度技術を使用すると、気流トレーサの選択肢が広がり、一度に大きな画枠の気流の可視化ができるメリットが生まれます。

気流可視化とは

気流中に高濃度の微粒子やミストをトレーサとして対流させて、光源から粒子に強い光を照射して、粒子からの散乱光の軌道や濃淡パターンの移動を映像化する方法です。汎用の光源とハイスピードカメラと組み合わせて、気流可視化装置として使用される方が一般的ですが、システム感度の制約でかなり高濃度で、比較的粒径が大きい(気流の追随性が低くなる)トレーサを用いる必要や画枠の制約による工数の増大が課題です。

高感度な可視化装置を用いるとどんなメリットがあるのか

微粒子可視化システムを用いた気流可視化事例

微粒子可視化技術を応用すると、散乱光に対する感度が極めて良いので、大きな画枠の気流撮影や製造環境を汚さないトレーサを使用できるメリットがあります。また、現場での微粒子可視化の豊富なノウハウにより、気流可視化のための撮影技術のご相談をお受けすることもできます。

画像処理で気流速度分布を出力

微粒子可視化システムを使用すると気流の可視化が容易になりますが、当社製品を用いると、可視化映像から画像処理によって気流速度分布を短時間で出力することも可能になります。詳しくは、簡易速度分布計測ソフトウェア「plus PIV」のページを是非ご覧ください。

表面付着異物可視化技術

微粒子可視化技術を使用すると平滑表面上の粒子を高感度で検出できます。また、粒子成分による蛍光を可視化することで表面異物や汚れを日常的に管理できます。

散乱光を使用する方法

散乱光を使用した表面異物のセンシング

高感度の微粒子可視化技術は、動く微粒子の散乱光を捉える技術です。製品表面に付着している異物も、製品が動いている状態の微弱な散乱光を捉えるという同じ原理を利用して感度良く検出することができます。特に、光が届きやすい平滑な製品(パネルやフィルムなど)への適用事例が豊富です。

蛍光を併用する方法

蛍光を使用した異物や汚れの識別

表面に付着する異物や汚れは、その成分に由来する蛍光色の光を返す場合があります。蛍光色を明確にするためには、照射する光に工夫が必要ですが、専用のフィルタで散乱光をカットすると、表面異物はとてもカラフルに見易くなります。この方法では、表面の平滑度とは無関係に光が届けば可視化が可能です。「Dライト」は無償でお貸し出しできます(2日間程度)。この機会に是非、手にとってお試しください。

発生粒子全量評価技術

高感度な光膜式モニタリング技術を応用した、発生微粒子を全量評価する技術です。
厳しい清浄度管理が要求される分野で用いる機械や器具の発塵性を検証することができます。

微粒子発生量評価装置「P-Wind®」

P-Wind®は、微粒子可視化技術の高感度性能と光膜式の粒子数計測技術を応用して開発された、まったく新しいタイプの発塵量測定装置です。供試体を試験チャンバ内に設置し、その供試体から発生した微粒子の全量を、検出部にてリアルタイムに直接測定します。

微粒子発生量評価装置「P-Wind」(イメージ)

主な仕様

  • 試験チャンバ:内寸870×600×(H)600mm、開口サイズ720×520mm
  • 粒径分級設定(標準モード):0.5/1.0/2.5/5.0/10.0μm
  • 粒径分級設定(高感度モード):0.3/0.5/1.0/2.5/5.0μm
  • サンプリング周期:30Hz~
  • 測定条件のカスタマイズは個別にご相談ください

試験結果(サンプル):各粒径の粒子発生量時間変化

評価装置の特長

  • 供試体から発生する粒子の全量を測定した結果を報告書として提出いたします。(JIS B9926 「クリーンルーム‐使用する機器の運動機構からの発じん量測定方法」に準拠)
  • 高速サンプリング技術により、応答性の高い測定が可能です。発生量に時間変化がある試験体も、その変化を忠実に計測できます。(下図)
  • クリーン用品等の静的な製品からロボット等の可動部を持つ機械まで幅広い試験が可能です。
  • 流体力学的に設計された風洞によって低乱かつ一様な気流が確保されているため、発生量の濃度換算が可能です。
  • 個数データとともに微粒子を可視化した動画も記録できます。データのエビデンスをリアルタイム映像としても確保できます。
  • 装置はViEST長野ラボ(超高清浄度クリーンルーム)に設置されており、データへの外的影響がほぼない環境で計測可能です。
  • 個別設計にてリーク検査に応用できます。
【参:Viest】お問い合わせ