スタック中を流れる粒子をモニタリングするためのモニター
【課題】粒子検知器を提供する。
【解決手段】スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、（ａ）光ビームを供給する光源と、（ｂ）センサーと、（ｃ）プローブハウジングを有する。前記プローブハウジングは、（ｉ）マウントと、（ｉｉ）前記光ビームが通過する第一の開口を有する近位部分と、（ｉｉｉ）前記光ビームからの光が、前記スタック中に流れる粒子から散乱された後に通過する第二の開口と、前記散乱光を反射し、焦点を合わせるための集束鏡とを有する末端部分と、（ｉｖ）前記末端部分を前記近位部分に接続する中間部分と、（ｖ）前記末端部分から前記中間部分及び前記近位部分を通過し、前記センサーへと達し、前記集束鏡によって反射され焦点を合わせられた前記光を前記センサーに導くように配置された導波路とを有する機器。
【解決手段】スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、（ａ）光ビームを供給する光源と、（ｂ）センサーと、（ｃ）プローブハウジングを有する。前記プローブハウジングは、（ｉ）マウントと、（ｉｉ）前記光ビームが通過する第一の開口を有する近位部分と、（ｉｉｉ）前記光ビームからの光が、前記スタック中に流れる粒子から散乱された後に通過する第二の開口と、前記散乱光を反射し、焦点を合わせるための集束鏡とを有する末端部分と、（ｉｖ）前記末端部分を前記近位部分に接続する中間部分と、（ｖ）前記末端部分から前記中間部分及び前記近位部分を通過し、前記センサーへと達し、前記集束鏡によって反射され焦点を合わせられた前記光を前記センサーに導くように配置された導波路とを有する機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタック中を流れる粒子をモニタリングすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
光が粒子と相互作用すると、粒子は光を反射し、屈折させ、回折し、又は吸収する。相互作用の性質は、粒子のサイズ、屈折率及び表面の形状、及び相互作用する光の波長による。
【０００３】
光の波長に比較して小さい物体については、光は、レイリー散乱を受け、光の一部は全ての方向に方向を変えられる、物体のサイズが、光の波長に匹敵するほど大きくなるにつれ、散乱光の大部分が、明確な角のあるローブ内の前方方向へ方向を変えられる。この現象は、前方光散乱又はミー散乱として知られている。物体のサイズが、さらに光の波長よりも大きくなるにつれて、古典的な幾何学的光学が支配するようになる。
【０００４】
光散乱によるダスト測定は、入射光から散乱された光及び外れた光又は残りの光を確実に識別することに関し、問題がある。粒子のモニタリングシステムは、多くの汚れる過程にインストールされるので、光学表面の汚染が重要な問題である。同時に、存在するモニタリングシステムのキャリブレーションは、汚染の効果を最適となるよう計算するようになっていない。モニター自身の光学表面の汚染は、モニターによって測定される望ましくない散乱光を生じ、誤った測定をもたらす。上述のように、異なるサイズの粒子は、光を異なった方向へ散乱させ、先行技術のプローブの受ける光の量は、流れにおける粒子のサイズ、数、密度に依存し、そのことは測定を誤らせる。先行技術のモニターは、相対的に短い相互作用の長さを用い、短い相互作用の長さは、測定を、粒子の流れの部分的な不均等性の攻撃を受けやすくする。先行技術のモニターから測定すると、多くのスタック中で一般的である厳しい環境の影響を受ける。例えば、ガラス繊維を用いたプローブは、３５０℃〜４００℃以上での操作に向かない。なぜなら繊維の被覆の温度的制限やその温度でも操作可能であるサファイヤを基本とする繊維は高価すぎることによる。先行技術の設計の特に不都合な点は、プローブのキャリブレーションをチェックする機構を提供しているにもかかわらず、それらの機構は、キャリブレーション測定の信頼性に疑いを投げかける方法でキャリブレートされるシステムの１又は複数の部分を動かすことにより行なわれる。
【０００５】
特許文献１は、スタック中を流れる粒子をモニタリングするための粒子モニターについて記載している。光源は、粒子の流れの第一の側に測定ビームを生成する。測定ビームは、光学システムにより、粒子により散乱されることなく粒子の流れの反対側の方向を向く。その反対側の流れにおいて、反射体は、測定ビームを粒子の流れの方向に向ける光学システムを経由して、測定ビームを粒子の流れの第一の側に戻すよう反射する。測定ビームからの光は、そうして粒子によって散乱され、散乱された光は粒子の第一の側で検知器によって検知される。前記国際出願に記載された機器は、キャリブレートされるべきシステムのどの部分も動かすことなく、汚染とキャリブレーションのチェックを行なう点で優れており、このことは、キャリブレーション測定の信頼度を高める。しかしながら、前記機器は重要な問題があることを、我々は発見した。
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００４／００８１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、先行技術の検知器の問題点がない、または問題点が減少した粒子検知器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様によれば、スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）プローブハウジングとを備え、前記プローブハウジングが、
（ｉ）前記ハウジングをスタックの壁に固定するマウントと、
（ｉｉ）前記マウントに近い近位部分であって、前記スタック中に突き出して配置され、前記光ビームが前記近位部分から出るために用いられる第一の開口を有する近位部分と、
（ｉｉｉ）前記マウントに遠い末端部分であって、前記光ビームからの光が、前記スタック中に流れる粒子から散乱された後に前記末端部分に入るために用いられる第二の開口と、前記散乱光を反射し焦点を合わせるための集束鏡とを有する末端部分と、
（ｉｖ）前記近位部分と前記末端部分の間に散乱が生じるための空間があるように前記末端部分を前記近位部分に接続する中間部分と、
（ｖ）前記末端部分から前記中間部分及び前記近位部分を通過し、前記センサーへと達する導波路であって、前記集束鏡によって反射され焦点を合わせられた前記光を前記センサーに導くように配置された導波路とを有する機器である。
【０００８】
我々は、本発明の機器は、特許文献１に記載された発明よりもかなり優れることを見出した。特に、本発明は、特許文献１に開示された機器よりも光学的表面がかなり少なくてよい。我々は光学的表面の数を減少させることにより２つの際立った利点があることを見出した。第一に、機器中の要素の配置がより強固になり、再キャリブレーションがほとんど必要ない。第二に、汚染の効果に対する感度が減少する。
【０００９】
光源は、レーザーであってもよい。センサーは、大面積フォトダイオードであってもよい。好ましくは、第一と第二の開口は、孔である。しかしながら、第一及び／又は第二の開口は、その代わりにガラスを入れた窓であってもよい。その場合、それぞれの窓に外付けの空気パージを備えることが望ましい。
【００１０】
有利に、本発明の機器が、スタックに取り付けられると、光源及び／又はセンサーは、スタックの外側に配置され、一方末端部分は（集束鏡を含む）は、スタックの内側に配置される。光源及びセンサーは、互いにスタックの同じ側に位置する、好ましくは互いに近接する。光源及びセンサーは、外部のハウジングに含まれる。機器がスタックに取り付けられると、マウントは、プローブハウジングがスタックの内側に突き抜け、外付けのハウジングがスタックの壁の外にあるように配置される。
【００１１】
集束鏡は、光を非散乱光の方向から３°から１７°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。集束鏡は光を非散乱光の方向から４°から１６°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。集束鏡は、光を測定体積の中間点で測定したときに、７°から１２°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。集束鏡は、光を測定体積の中間点で測定したときに、８°から１１°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。
【００１２】
導波路は、硬いロッド（柔らかい繊維に対して）であってもよい、ガラスロッドでもよく、例えば石英ロッドが挙げられる。我々は、硬いロッドが、例えば光学繊維を用いるのが優れていることを見出した；我々は集束鏡を導波路ロッドと組み合わせて用いるのが、特に優れていることを見出した。散乱光が鏡を必要とすることなく、その中に集合して入ることができるように光学繊維が曲がっているのにもかかわらず、大きい受容角度と断面領域を有するロッド及び大きく収集する断面を有する鏡を組み合わせた効果は、散乱光の極めて多くの量を結集させ、導波路中に導く。この利点は、第二の光学的要素（鏡）を用いることによる不利な点を上回る。さらに、上述のように、被覆ガラス繊維は、通常スタック中に用いられる高温に適さない。好ましくは、ロッドは、３５０℃以上の温度、好ましくは４００℃以上の温度の機器中で用いられるのに適している。
【００１３】
ロッドは４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有していてもよい。
【００１４】
熱吸収フィルターは、センサーの近くの導波路の端に備えられていてもよい。そのようなフィルターは、センサーに達する赤外線の量を減らす。そのような減少は、熱い表面からの赤外線の放出（粒子を含む）が散乱した測定光を制圧するスタックにおいて特に望ましい。
【００１５】
導波路は、実質的に真っ直ぐであってもよく、ハウジングの中間部分又は末端部分に位置する導波路の端の部分は曲がっており、集束鏡に向かっており、そのような配置は、集束鏡から導波路中への光の結集を増加させる。集束鏡は、１０ｍｍから１５０ｍｍの間、好ましくは２５ｍｍから１００ｍｍの間の曲率半径を有する。近位部分、中間部分及び末端部分は、管であってもよく、円形の断面を有していてもよい。
【００１６】
集束鏡は、孔を有し、粒子によって散乱されなかった光ビームの光は、その孔を通過する。残りの非散乱光は、プローブハウジングの末端部分に備えられたビームダンプに吸収される。
【００１７】
プローブハウジングの近位部分は、絞りを有し、その絞りは調節可能であり、集束鏡に到達し、導波路を経由してセンサーに達する主ビームからそれた光を減少させる。近位部分は多くの絞りを備えていてもよい。
【００１８】
機器はさらに第一及び／又は第二の開口に隣接した空気流パージを備えていてもよい。
【００１９】
機器はさらに、ハウジングの近位部分内に、光ビームの経路に回転して入るように配置されたディフューザーを有していてもよい。そのようなフィルターを多数有していてもよい。汚染及び直線性のチェックは、１又は複数のディフューザーを用いて行なうことができる。それらのディフューザーは、第一の開口の後ろで光ビームの通路に回転して入り、既知の散乱シグナルを生じる。
【００２０】
本発明の第二の態様においては、スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）粒子流に突き出すように配置されているプローブハウジングであって、
（ｉ）前記光源からの光が、前記粒子流から散乱する領域である散乱領域と、
（ｉｉ）前記光源に対し、前記散乱領域と反対側に配置された反射体と、
（ｉｉｉ）前記反射体から前記センサーへ散乱光を導くように配置された導波路とを有するプローブハウジングとを有し、使用に際しては、前記光ビームは前記光源から発せられ、前記プローブハウジングを通過して前記散乱領域に達し、前記散乱領域において前記光ビームから散乱された光は前記反射体により反射され、前記導波路に入り、前記導波路に導かれて前記センサーに達し、検出されることを特徴とする機器である。
【００２１】
本発明の第三の態様においては、スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、散乱領域において、前記流れる粒子により散乱された前記光ビームからの散乱光を検知するセンサーとを有し、前記光源と前記センサーは前記散乱領域に対し第一の側に配置され、さらに、
（ｂ）前記散乱光を前記センサーに導く導波路と、
（ｃ）前記散乱領域に対し反対側の第二の側にある反射体とを有し、前記反射体は、前記散乱光を前記散乱領域から前記導波路中に反射するように配置されていることを特徴とする機器である。
【００２２】
機器は本発明のどの態様においても、本発明の他の態様の特徴を有していてもよい。
【００２３】
本発明の第四の態様は、本発明の第一の態様、第二の態様及び第三の態様を含むスタック装置を提供する。
【００２４】
本発明の第五の態様は、スタック中を流れる粒子をモニタリングする方法であって、
（ａ）光ビームを光源から散乱領域に通過させ、前記散乱領域で、光が、前記光ビームを通って流れる粒子流から散乱するステップと、
（ｂ）前記光ビームから散乱された前記光を導波路中へ反射させるステップと、
（ｃ）前記散乱光を前記導波路を通過させ、センサーに導くステップと、
（ｄ）前記散乱光を検出するステップとからなる方法である。
【００２５】
本発明は、そのような方法における導波路もまた提供する。
【００２６】
好ましくは、導波路は、硬いロッドである。ロッドは、ガラス製のロッドであってもよい。ロッドは、４ｍｍから１２ｍｍの間の直径であってもよい。
【００２７】
前記方法は、さらに散乱光を散乱光の検出に先立って、熱吸収フィルターを通過させるステップを有する。
【００２８】
好ましくは、光は、集束鏡により反射され、鏡により導波路に焦点を合わせる。導波路は、実質的に真っ直ぐなロッドであってもよく、端の部分が曲がっている。曲がった端の部分は、集束鏡の方を向けられている。
【００２９】
集束鏡は、光ビームからの非散乱光が通過するための孔を有する。
【００３０】
前記方法は、上述したいずれの発明の態様において述べられたいずれの態様も、特徴も含んでいてよい。
【００３１】
図１に示す本発明の一例の機器１０は、レーザー及び大面積フォトダイオード（図示されていない）を含む外部ハウジング２０と円筒型の金属チューブであって、円形の断面の近位部分３０、中間部分４０、及び末端部分５０を有するプローブハウジングを有する。近位部分と末端部分は同じ直径である。中間部分４０は末端部分を、末端部分より小さい直径の中間部分に接合させる。
【００３２】
機器は、円形の断面を有したプレートであって近位部分３０を囲みスタックの壁にボルト留めするためのマウント２５もまた有する。機器１０がスタックに取り付けられている場合、外部ハウジング２０は、スタックの壁の外側に位置し、粒子が浮遊する厳しい環境の外にある。一方、末端部分（５０）、中間部分（４０）及び少なくとも近位部分（３０）の一部は、スタック中に突き出ており、中間部分は粒子の流れの中にあるので、スタックの壁と関連付けられて流れの効果の影響が減じられるため、流速等の信頼できる測定を可能とする。
【００３３】
レーザーは外部ハウジング２０から進行し、近位部分を通過して、開口３５を経て散乱体積６５となる光ビーム６０を発生させる（図２）。散乱体積６５は、中間部分４０の直径が小さいことにより生じる近位部分３０と末端部分５０の間の空間である。
【００３４】
粒子の流れ６７は、その特性は機器によって測定され、散乱体積６５を通過して流れる。光ビーム６０が粒子に作用すると、光は、とりわけ粒子のサイズに依存した角度で散乱する。散乱した光の前方は、第二の開口を通過して末端部分５０へと進む。
【００３５】
末端部分５０において、散乱した光９０は、鏡７０（図３）の上に注ぐ。鏡７０は、曲率半径５０mmの集束鏡である。主光ビーム６０の方向から３．８°から１６．４°の間（測定体積の中間点で測定すると７．７°から１１．４°の間に相当する）で散乱した光は、鏡７０に投射され、鏡７０によって導波路８０の端の中へ反射され収束する。光ビーム６０が粒子の流れ６７に作用する体積の近位端と末端は、機器１０に検出される最大と最小の角度を定義する。
【００３６】
鏡７０は、その中心に直径１７ｍｍの孔を有する。粒子の流れによって散乱されない（又は４°未満で散乱される）光ビーム６０からの光は、前記孔を通過しビームダンプ中へと方向を変え、そこで吸収される。
【００３７】
導波路８０（図５）は直径８ｍｍの石英ロッドである。導波路は、ハウジングの末端部分５０のまさに内側を起点に、中間部分４０の内側を通過し、近位部分３０を通過し、ハウジング２０のセンサーに達する。導波路８０は鏡７０に近い端１３０で、曲がっており、そのため端１３０が、鏡７０の方を向いており、光の量の増加した反射した散乱光の方に直接向くことができ、それらを結集させて導波路中に導く。導波路８０の残りの部分は、プローブハウジングの縦軸と平行に走る。
【００３８】
導波路８０の他端 において、センサーに接近して、小さい熱吸収フィルターが備えられ、センサーに届く赤外線（一般的に測定に好ましくない）の量を減らす。
【００３９】
導波路８０はプローブの長さに沿って走る細長い管４５の内側を走る。管４５の一部は、中間部分４０を形成し、残りの部分は末端部分５０及び近位部分３０の内側を走る。管４５は、機器の機構的な支持及びパージ用空気の導管であるばかりでなく、光がそれるのを妨げ、中間部分において、粒子が導波路の作用を受けることを妨げる。
【００４０】
近位部分３０に２つの絞り出口１００が備えられる（図４）。絞りは、光ビーム６０の多くが、散乱体積６５中へと通過し、一方、望ましくない量すなわち、近位部分３０の外を通過することが可能である、それた光を減じる。
【００４１】
２つの空気パージ１１０が備えられ、一方は開口３５の近くにあり、もう一方は開口５５の近くにある。パージ１１０は、スタック流れの粒子による機器１０の光学表面の汚染を減少させる役割を果たす。
【００４２】
そのような予防にもかかわらす、光学表面の汚染は、長期にわたると必然的に生じる。そのような汚染の範囲をはっきりさせ、機器１０が測定を続けられることをチェックするため、定期的にチェックを行う。このチェックは、近位部分の第２の絞り１００の間にあり、第２の絞り１００に近い近位部分３０の内側の回転式キャディー１５０に備えられたディフューザー１４０を用いて行なわれる。そうして第２の絞り１００は得られる屈折力の最大値を大きく損なうことなく、拡散した光ビームを調節するのに用いられることが可能である。キャディー１５０はロッド１５５の回転により開口３５を横切って揺れる。３つのディフューザー１４０が備えられ、ロッド１５５の適切な回転により選ばれることが可能である。
【００４３】
汚染をチェックするため、選択されたディフューザー１４０は、開口３５の前で光ビーム６０の通路へと回転して入る。光ビーム６０は、ディフューザーによって拡張され、散乱体積６５として氾濫する。拡張された光ビームは、鏡７０により反射され、焦点を合わされた光の圧倒的な割合が、拡散されたレーザー光となるように、散乱体積６５中の粒子からのいかなる散乱も、重要でない散乱光とともに支配する。もしディフューザー１４０とセンサーの間の光学が、実質的に汚染の影響を受けなければ、センサーによって検知される信号は、ディフューザー１４０が光ビーム６０に回転して入る度に同じである。逆にいえば、検知された信号に、減少があれば、それは、光学的表面の汚染に起因する可能性があり、もし減少が十分厳格にそのことを示すとすれば、機器はスタックから外され、洗浄される。
【００４４】
同時に、機器のキャリブレーション及び直線性をチェックすることが望まれる際、他の２つのディフューザー１４０が光ビーム６０中に交互に置かれる。１つのディフューザーは、相対的に高い減光（ＮＤ）であり、もう一方は、相対的に低い減光である、その結果機器を取り付ける前に知られている光の低い量及び高い量はそれぞれ、それぞれのディフューザーが、定位置にあるときにセンサーに届く。これらの光のレベルを測定することによって、機器のキャリブレーション必要な変更は推測される。
【００４５】
そのような汚染及びキャリブレーションのチェックの方法は特に優れている、なぜならその方法は、通常の測定に含まれる機器のどの部分も動かすことなく達成できるからである。むしろ、ディフューザー１４０により拡散された光は、粒子の流れから散乱した光として鏡７０及び導波路８０の同じ部分に投射され、表面の上でチェックが行なわれるので、実際に通常の測定に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
本発明の態様を、例示としてであり、図を参照して述べる。
【図１】本発明の機器の遠近法による図である。
【図２】図１の機器の近位部分、中間部分、末端部分の断面図である。
【図３】図２に対応する断面図であり、近位部分と末端部分の間に散乱光が描かれている。
【図４】図１の機器の断面図であり、近位部分と末端部分の内部の特徴を示す。
【図５】図１の機器における導波路の遠近法による図である。
【図６】図１の機器の更なる要素を示す遠近法による図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタック中を流れる粒子をモニタリングすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
光が粒子と相互作用すると、粒子は光を反射し、屈折させ、回折し、又は吸収する。相互作用の性質は、粒子のサイズ、屈折率及び表面の形状、及び相互作用する光の波長による。
【０００３】
光の波長に比較して小さい物体については、光は、レイリー散乱を受け、光の一部は全ての方向に方向を変えられる、物体のサイズが、光の波長に匹敵するほど大きくなるにつれ、散乱光の大部分が、明確な角のあるローブ内の前方方向へ方向を変えられる。この現象は、前方光散乱又はミー散乱として知られている。物体のサイズが、さらに光の波長よりも大きくなるにつれて、古典的な幾何学的光学が支配するようになる。
【０００４】
光散乱によるダスト測定は、入射光から散乱された光及び外れた光又は残りの光を確実に識別することに関し、問題がある。粒子のモニタリングシステムは、多くの汚れる過程にインストールされるので、光学表面の汚染が重要な問題である。同時に、存在するモニタリングシステムのキャリブレーションは、汚染の効果を最適となるよう計算するようになっていない。モニター自身の光学表面の汚染は、モニターによって測定される望ましくない散乱光を生じ、誤った測定をもたらす。上述のように、異なるサイズの粒子は、光を異なった方向へ散乱させ、先行技術のプローブの受ける光の量は、流れにおける粒子のサイズ、数、密度に依存し、そのことは測定を誤らせる。先行技術のモニターは、相対的に短い相互作用の長さを用い、短い相互作用の長さは、測定を、粒子の流れの部分的な不均等性の攻撃を受けやすくする。先行技術のモニターから測定すると、多くのスタック中で一般的である厳しい環境の影響を受ける。例えば、ガラス繊維を用いたプローブは、３５０℃〜４００℃以上での操作に向かない。なぜなら繊維の被覆の温度的制限やその温度でも操作可能であるサファイヤを基本とする繊維は高価すぎることによる。先行技術の設計の特に不都合な点は、プローブのキャリブレーションをチェックする機構を提供しているにもかかわらず、それらの機構は、キャリブレーション測定の信頼性に疑いを投げかける方法でキャリブレートされるシステムの１又は複数の部分を動かすことにより行なわれる。
【０００５】
特許文献１は、スタック中を流れる粒子をモニタリングするための粒子モニターについて記載している。光源は、粒子の流れの第一の側に測定ビームを生成する。測定ビームは、光学システムにより、粒子により散乱されることなく粒子の流れの反対側の方向を向く。その反対側の流れにおいて、反射体は、測定ビームを粒子の流れの方向に向ける光学システムを経由して、測定ビームを粒子の流れの第一の側に戻すよう反射する。測定ビームからの光は、そうして粒子によって散乱され、散乱された光は粒子の第一の側で検知器によって検知される。前記国際出願に記載された機器は、キャリブレートされるべきシステムのどの部分も動かすことなく、汚染とキャリブレーションのチェックを行なう点で優れており、このことは、キャリブレーション測定の信頼度を高める。しかしながら、前記機器は重要な問題があることを、我々は発見した。
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００４／００８１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、先行技術の検知器の問題点がない、または問題点が減少した粒子検知器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様によれば、スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）プローブハウジングとを備え、前記プローブハウジングが、
（ｉ）前記ハウジングをスタックの壁に固定するマウントと、
（ｉｉ）前記マウントに近い近位部分であって、前記スタック中に突き出して配置され、前記光ビームが前記近位部分から出るために用いられる第一の開口を有する近位部分と、
（ｉｉｉ）前記マウントに遠い末端部分であって、前記光ビームからの光が、前記スタック中に流れる粒子から散乱された後に前記末端部分に入るために用いられる第二の開口と、前記散乱光を反射し焦点を合わせるための集束鏡とを有する末端部分と、
（ｉｖ）前記近位部分と前記末端部分の間に散乱が生じるための空間があるように前記末端部分を前記近位部分に接続する中間部分と、
（ｖ）前記末端部分から前記中間部分及び前記近位部分を通過し、前記センサーへと達する導波路であって、前記集束鏡によって反射され焦点を合わせられた前記光を前記センサーに導くように配置された導波路とを有する機器である。
【０００８】
我々は、本発明の機器は、特許文献１に記載された発明よりもかなり優れることを見出した。特に、本発明は、特許文献１に開示された機器よりも光学的表面がかなり少なくてよい。我々は光学的表面の数を減少させることにより２つの際立った利点があることを見出した。第一に、機器中の要素の配置がより強固になり、再キャリブレーションがほとんど必要ない。第二に、汚染の効果に対する感度が減少する。
【０００９】
光源は、レーザーであってもよい。センサーは、大面積フォトダイオードであってもよい。好ましくは、第一と第二の開口は、孔である。しかしながら、第一及び／又は第二の開口は、その代わりにガラスを入れた窓であってもよい。その場合、それぞれの窓に外付けの空気パージを備えることが望ましい。
【００１０】
有利に、本発明の機器が、スタックに取り付けられると、光源及び／又はセンサーは、スタックの外側に配置され、一方末端部分は（集束鏡を含む）は、スタックの内側に配置される。光源及びセンサーは、互いにスタックの同じ側に位置する、好ましくは互いに近接する。光源及びセンサーは、外部のハウジングに含まれる。機器がスタックに取り付けられると、マウントは、プローブハウジングがスタックの内側に突き抜け、外付けのハウジングがスタックの壁の外にあるように配置される。
【００１１】
集束鏡は、光を非散乱光の方向から３°から１７°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。集束鏡は光を非散乱光の方向から４°から１６°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。集束鏡は、光を測定体積の中間点で測定したときに、７°から１２°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。集束鏡は、光を測定体積の中間点で測定したときに、８°から１１°で散乱するように反射し、焦点をあわせるように配置されていてもよい。
【００１２】
導波路は、硬いロッド（柔らかい繊維に対して）であってもよい、ガラスロッドでもよく、例えば石英ロッドが挙げられる。我々は、硬いロッドが、例えば光学繊維を用いるのが優れていることを見出した；我々は集束鏡を導波路ロッドと組み合わせて用いるのが、特に優れていることを見出した。散乱光が鏡を必要とすることなく、その中に集合して入ることができるように光学繊維が曲がっているのにもかかわらず、大きい受容角度と断面領域を有するロッド及び大きく収集する断面を有する鏡を組み合わせた効果は、散乱光の極めて多くの量を結集させ、導波路中に導く。この利点は、第二の光学的要素（鏡）を用いることによる不利な点を上回る。さらに、上述のように、被覆ガラス繊維は、通常スタック中に用いられる高温に適さない。好ましくは、ロッドは、３５０℃以上の温度、好ましくは４００℃以上の温度の機器中で用いられるのに適している。
【００１３】
ロッドは４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有していてもよい。
【００１４】
熱吸収フィルターは、センサーの近くの導波路の端に備えられていてもよい。そのようなフィルターは、センサーに達する赤外線の量を減らす。そのような減少は、熱い表面からの赤外線の放出（粒子を含む）が散乱した測定光を制圧するスタックにおいて特に望ましい。
【００１５】
導波路は、実質的に真っ直ぐであってもよく、ハウジングの中間部分又は末端部分に位置する導波路の端の部分は曲がっており、集束鏡に向かっており、そのような配置は、集束鏡から導波路中への光の結集を増加させる。集束鏡は、１０ｍｍから１５０ｍｍの間、好ましくは２５ｍｍから１００ｍｍの間の曲率半径を有する。近位部分、中間部分及び末端部分は、管であってもよく、円形の断面を有していてもよい。
【００１６】
集束鏡は、孔を有し、粒子によって散乱されなかった光ビームの光は、その孔を通過する。残りの非散乱光は、プローブハウジングの末端部分に備えられたビームダンプに吸収される。
【００１７】
プローブハウジングの近位部分は、絞りを有し、その絞りは調節可能であり、集束鏡に到達し、導波路を経由してセンサーに達する主ビームからそれた光を減少させる。近位部分は多くの絞りを備えていてもよい。
【００１８】
機器はさらに第一及び／又は第二の開口に隣接した空気流パージを備えていてもよい。
【００１９】
機器はさらに、ハウジングの近位部分内に、光ビームの経路に回転して入るように配置されたディフューザーを有していてもよい。そのようなフィルターを多数有していてもよい。汚染及び直線性のチェックは、１又は複数のディフューザーを用いて行なうことができる。それらのディフューザーは、第一の開口の後ろで光ビームの通路に回転して入り、既知の散乱シグナルを生じる。
【００２０】
本発明の第二の態様においては、スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）粒子流に突き出すように配置されているプローブハウジングであって、
（ｉ）前記光源からの光が、前記粒子流から散乱する領域である散乱領域と、
（ｉｉ）前記光源に対し、前記散乱領域と反対側に配置された反射体と、
（ｉｉｉ）前記反射体から前記センサーへ散乱光を導くように配置された導波路とを有するプローブハウジングとを有し、使用に際しては、前記光ビームは前記光源から発せられ、前記プローブハウジングを通過して前記散乱領域に達し、前記散乱領域において前記光ビームから散乱された光は前記反射体により反射され、前記導波路に入り、前記導波路に導かれて前記センサーに達し、検出されることを特徴とする機器である。
【００２１】
本発明の第三の態様においては、スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、散乱領域において、前記流れる粒子により散乱された前記光ビームからの散乱光を検知するセンサーとを有し、前記光源と前記センサーは前記散乱領域に対し第一の側に配置され、さらに、
（ｂ）前記散乱光を前記センサーに導く導波路と、
（ｃ）前記散乱領域に対し反対側の第二の側にある反射体とを有し、前記反射体は、前記散乱光を前記散乱領域から前記導波路中に反射するように配置されていることを特徴とする機器である。
【００２２】
機器は本発明のどの態様においても、本発明の他の態様の特徴を有していてもよい。
【００２３】
本発明の第四の態様は、本発明の第一の態様、第二の態様及び第三の態様を含むスタック装置を提供する。
【００２４】
本発明の第五の態様は、スタック中を流れる粒子をモニタリングする方法であって、
（ａ）光ビームを光源から散乱領域に通過させ、前記散乱領域で、光が、前記光ビームを通って流れる粒子流から散乱するステップと、
（ｂ）前記光ビームから散乱された前記光を導波路中へ反射させるステップと、
（ｃ）前記散乱光を前記導波路を通過させ、センサーに導くステップと、
（ｄ）前記散乱光を検出するステップとからなる方法である。
【００２５】
本発明は、そのような方法における導波路もまた提供する。
【００２６】
好ましくは、導波路は、硬いロッドである。ロッドは、ガラス製のロッドであってもよい。ロッドは、４ｍｍから１２ｍｍの間の直径であってもよい。
【００２７】
前記方法は、さらに散乱光を散乱光の検出に先立って、熱吸収フィルターを通過させるステップを有する。
【００２８】
好ましくは、光は、集束鏡により反射され、鏡により導波路に焦点を合わせる。導波路は、実質的に真っ直ぐなロッドであってもよく、端の部分が曲がっている。曲がった端の部分は、集束鏡の方を向けられている。
【００２９】
集束鏡は、光ビームからの非散乱光が通過するための孔を有する。
【００３０】
前記方法は、上述したいずれの発明の態様において述べられたいずれの態様も、特徴も含んでいてよい。
【００３１】
図１に示す本発明の一例の機器１０は、レーザー及び大面積フォトダイオード（図示されていない）を含む外部ハウジング２０と円筒型の金属チューブであって、円形の断面の近位部分３０、中間部分４０、及び末端部分５０を有するプローブハウジングを有する。近位部分と末端部分は同じ直径である。中間部分４０は末端部分を、末端部分より小さい直径の中間部分に接合させる。
【００３２】
機器は、円形の断面を有したプレートであって近位部分３０を囲みスタックの壁にボルト留めするためのマウント２５もまた有する。機器１０がスタックに取り付けられている場合、外部ハウジング２０は、スタックの壁の外側に位置し、粒子が浮遊する厳しい環境の外にある。一方、末端部分（５０）、中間部分（４０）及び少なくとも近位部分（３０）の一部は、スタック中に突き出ており、中間部分は粒子の流れの中にあるので、スタックの壁と関連付けられて流れの効果の影響が減じられるため、流速等の信頼できる測定を可能とする。
【００３３】
レーザーは外部ハウジング２０から進行し、近位部分を通過して、開口３５を経て散乱体積６５となる光ビーム６０を発生させる（図２）。散乱体積６５は、中間部分４０の直径が小さいことにより生じる近位部分３０と末端部分５０の間の空間である。
【００３４】
粒子の流れ６７は、その特性は機器によって測定され、散乱体積６５を通過して流れる。光ビーム６０が粒子に作用すると、光は、とりわけ粒子のサイズに依存した角度で散乱する。散乱した光の前方は、第二の開口を通過して末端部分５０へと進む。
【００３５】
末端部分５０において、散乱した光９０は、鏡７０（図３）の上に注ぐ。鏡７０は、曲率半径５０mmの集束鏡である。主光ビーム６０の方向から３．８°から１６．４°の間（測定体積の中間点で測定すると７．７°から１１．４°の間に相当する）で散乱した光は、鏡７０に投射され、鏡７０によって導波路８０の端の中へ反射され収束する。光ビーム６０が粒子の流れ６７に作用する体積の近位端と末端は、機器１０に検出される最大と最小の角度を定義する。
【００３６】
鏡７０は、その中心に直径１７ｍｍの孔を有する。粒子の流れによって散乱されない（又は４°未満で散乱される）光ビーム６０からの光は、前記孔を通過しビームダンプ中へと方向を変え、そこで吸収される。
【００３７】
導波路８０（図５）は直径８ｍｍの石英ロッドである。導波路は、ハウジングの末端部分５０のまさに内側を起点に、中間部分４０の内側を通過し、近位部分３０を通過し、ハウジング２０のセンサーに達する。導波路８０は鏡７０に近い端１３０で、曲がっており、そのため端１３０が、鏡７０の方を向いており、光の量の増加した反射した散乱光の方に直接向くことができ、それらを結集させて導波路中に導く。導波路８０の残りの部分は、プローブハウジングの縦軸と平行に走る。
【００３８】
導波路８０の他端 において、センサーに接近して、小さい熱吸収フィルターが備えられ、センサーに届く赤外線（一般的に測定に好ましくない）の量を減らす。
【００３９】
導波路８０はプローブの長さに沿って走る細長い管４５の内側を走る。管４５の一部は、中間部分４０を形成し、残りの部分は末端部分５０及び近位部分３０の内側を走る。管４５は、機器の機構的な支持及びパージ用空気の導管であるばかりでなく、光がそれるのを妨げ、中間部分において、粒子が導波路の作用を受けることを妨げる。
【００４０】
近位部分３０に２つの絞り出口１００が備えられる（図４）。絞りは、光ビーム６０の多くが、散乱体積６５中へと通過し、一方、望ましくない量すなわち、近位部分３０の外を通過することが可能である、それた光を減じる。
【００４１】
２つの空気パージ１１０が備えられ、一方は開口３５の近くにあり、もう一方は開口５５の近くにある。パージ１１０は、スタック流れの粒子による機器１０の光学表面の汚染を減少させる役割を果たす。
【００４２】
そのような予防にもかかわらす、光学表面の汚染は、長期にわたると必然的に生じる。そのような汚染の範囲をはっきりさせ、機器１０が測定を続けられることをチェックするため、定期的にチェックを行う。このチェックは、近位部分の第２の絞り１００の間にあり、第２の絞り１００に近い近位部分３０の内側の回転式キャディー１５０に備えられたディフューザー１４０を用いて行なわれる。そうして第２の絞り１００は得られる屈折力の最大値を大きく損なうことなく、拡散した光ビームを調節するのに用いられることが可能である。キャディー１５０はロッド１５５の回転により開口３５を横切って揺れる。３つのディフューザー１４０が備えられ、ロッド１５５の適切な回転により選ばれることが可能である。
【００４３】
汚染をチェックするため、選択されたディフューザー１４０は、開口３５の前で光ビーム６０の通路へと回転して入る。光ビーム６０は、ディフューザーによって拡張され、散乱体積６５として氾濫する。拡張された光ビームは、鏡７０により反射され、焦点を合わされた光の圧倒的な割合が、拡散されたレーザー光となるように、散乱体積６５中の粒子からのいかなる散乱も、重要でない散乱光とともに支配する。もしディフューザー１４０とセンサーの間の光学が、実質的に汚染の影響を受けなければ、センサーによって検知される信号は、ディフューザー１４０が光ビーム６０に回転して入る度に同じである。逆にいえば、検知された信号に、減少があれば、それは、光学的表面の汚染に起因する可能性があり、もし減少が十分厳格にそのことを示すとすれば、機器はスタックから外され、洗浄される。
【００４４】
同時に、機器のキャリブレーション及び直線性をチェックすることが望まれる際、他の２つのディフューザー１４０が光ビーム６０中に交互に置かれる。１つのディフューザーは、相対的に高い減光（ＮＤ）であり、もう一方は、相対的に低い減光である、その結果機器を取り付ける前に知られている光の低い量及び高い量はそれぞれ、それぞれのディフューザーが、定位置にあるときにセンサーに届く。これらの光のレベルを測定することによって、機器のキャリブレーション必要な変更は推測される。
【００４５】
そのような汚染及びキャリブレーションのチェックの方法は特に優れている、なぜならその方法は、通常の測定に含まれる機器のどの部分も動かすことなく達成できるからである。むしろ、ディフューザー１４０により拡散された光は、粒子の流れから散乱した光として鏡７０及び導波路８０の同じ部分に投射され、表面の上でチェックが行なわれるので、実際に通常の測定に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
本発明の態様を、例示としてであり、図を参照して述べる。
【図１】本発明の機器の遠近法による図である。
【図２】図１の機器の近位部分、中間部分、末端部分の断面図である。
【図３】図２に対応する断面図であり、近位部分と末端部分の間に散乱光が描かれている。
【図４】図１の機器の断面図であり、近位部分と末端部分の内部の特徴を示す。
【図５】図１の機器における導波路の遠近法による図である。
【図６】図１の機器の更なる要素を示す遠近法による図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）プローブハウジングとを備え、前記プローブハウジングが、
（ｉ）前記ハウジングをスタックの壁に固定するマウントと、
（ｉｉ）前記マウントに近い近位部分であって、前記スタック中に突き出して配置され、前記光ビームが前記近位部分から出るために用いられる第一の開口を有する近位部分と、
（ｉｉｉ）前記マウントに遠い末端部分であって、前記光ビームからの光が、前記スタック中に流れる粒子から散乱された後に前記末端部分に入るために用いられる第二の開口と、前記散乱光を反射し焦点を合わせるための集束鏡とを有する末端部分と、
（ｉｖ）前記近位部分と前記末端部分の間に散乱が生じるための空間があるように前記末端部分を前記近位部分に接続する中間部分と、
（ｖ）前記末端部分から前記中間部分及び前記近位部分を通過し、前記センサーへと達する導波路であって、前記集束鏡によって反射され焦点を合わせられた前記光を前記センサーに導くように配置された導波路とを有する機器。
【請求項２】
前記第一の開口及び前記第二の開口が孔である請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記集束鏡が、測定体積の中間点から測定した角度が３°から１７°の間で散乱される光を反射し、焦点を合わせるように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記導波路が硬いロッドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の機器。
【請求項５】
前記ロッドがガラスロッドであることを特徴とする請求項４に記載の機器。
【請求項６】
前記ロッドが４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有することを特徴とする請求項５に記載の機器。
【請求項７】
前記導波路が実質的に真っ直ぐであり、ハウジングの中間部分又は末端部分に位置する導波路の端の部分が曲がっており、集束鏡に向かっていることを特徴とする請求項４〜６に記載の機器。
【請求項８】
熱吸収フィルターが、センサーの近くの導波路の端に備えられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の機器。
【請求項９】
前記集束鏡が、孔を有し、粒子によって散乱されなかった前記光ビームの光が、前記孔を通過することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の機器。
【請求項１０】
前記プローブハウジングの前記近位部分が絞りを有し、前記絞りは、前記集束鏡に到達し、前記導波路を経由して前記センサーに達する主ビームからそれた光を減少させるために調節可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の機器。
【請求項１１】
前記ハウジングの前記近位部分内に、前記光ビームの経路に回転して入るように配置されたディフューザーをさらに有することを特徴とする請求項１〜１０に記載の機器。
【請求項１２】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）粒子流に突き出すように配置されているプローブハウジングであって、
（ｉ）前記光源からの光が、前記粒子流から散乱する領域である散乱領域と、
（ｉｉ）前記光源に対し、前記散乱領域と反対側に配置された反射体と、
（ｉｉｉ）前記反射体から前記センサーへ散乱光を導くように配置された導波路とを有するプローブハウジングとを有し、使用に際しては、前記光ビームは前記光源から発せられ、前記プローブハウジングを通過して前記散乱領域に達し、前記散乱領域において前記光ビームから散乱された光は前記反射体により反射され、前記導波路に入り、前記導波路に導かれて前記センサーに達し、検出されることを特徴とする機器。
【請求項１３】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、散乱領域において、前記流れる粒子により散乱された前記光ビームからの散乱光を検知するセンサーとを有し、前記光源と前記センサーは前記散乱領域に対し第一の側に配置され、さらに、
（ｂ）前記散乱光を前記センサーに導く導波路と、
（ｃ）前記散乱領域に対し反対側の第二の側にある反射体とを有し、前記反射体は、前記散乱光を前記散乱領域から前記導波路中に反射するように配置されていることを特徴とする機器。
【請求項１４】
前記導波路が硬いロッドであることを特徴とする請求項１３に記載の機器。
【請求項１５】
前記ロッドがガラスロッドであることを特徴とする請求項１４に記載の機器。
【請求項１６】
前記ロッドが４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の機器。
【請求項１７】
前記散乱光が、前記センサーによる検出に先立って通過する熱吸収フィルターをさらに有することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の機器。
【請求項１８】
前記光が反射され、前記導波路中に焦点を合わせるための集束鏡をさらに有することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれかに記載の機器。
【請求項１９】
前記導波路が実質的に真っ直ぐなロッドであり、曲がった端の部分を有することを特徴とする請求項１８に記載の機器。
【請求項２０】
前記曲がった端の部分が、前記集束鏡の方を向けられていることを特徴とする請求項１９に記載の機器。
【請求項２１】
前記集束鏡が、前記光ビームからの非散乱光が通過するための孔を有することを特徴とする請求項１８〜２０に記載の機器。
【請求項２２】
請求項１〜２１に記載の機器を有するスタック装置。
【請求項２３】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする方法であって、
（ａ）光ビームを光源から散乱領域に通過させ、前記散乱領域で、光が、前記光ビームを通って流れる粒子流から散乱するステップと、
（ｂ）前記光ビームから散乱された前記光を導波路中へ反射させるステップと、
（ｃ）前記散乱光を前記導波路を通過させ、センサーに導くステップと、
（ｄ）前記散乱光を検出するステップとからなる方法。
【請求項２４】
前記導波路が硬いロッドであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ロッドがガラスロッドであることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ロッドが４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有することを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
さらに前記散乱光を前記散乱光の検出に先立って、熱吸収フィルターを通過させるステップを有することを特徴とする請求項２３〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記光は、集束鏡により反射され、前記導波路中に焦点を合わせることを特徴とする請求項２３から２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記導波路が、実質的に真っ直ぐなロッドであり、曲がった端の部分を有することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記曲がった端の部分は、前記集束鏡の方を向けられていることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記集束鏡は、前記光ビームからの非散乱光が通過するための孔を有することを特徴とする請求項２８から３０に記載の方法。
【請求項１】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）プローブハウジングとを備え、前記プローブハウジングが、
（ｉ）前記ハウジングをスタックの壁に固定するマウントと、
（ｉｉ）前記マウントに近い近位部分であって、前記スタック中に突き出して配置され、前記光ビームが前記近位部分から出るために用いられる第一の開口を有する近位部分と、
（ｉｉｉ）前記マウントに遠い末端部分であって、前記光ビームからの光が、前記スタック中に流れる粒子から散乱された後に前記末端部分に入るために用いられる第二の開口と、前記散乱光を反射し焦点を合わせるための集束鏡とを有する末端部分と、
（ｉｖ）前記近位部分と前記末端部分の間に散乱が生じるための空間があるように前記末端部分を前記近位部分に接続する中間部分と、
（ｖ）前記末端部分から前記中間部分及び前記近位部分を通過し、前記センサーへと達する導波路であって、前記集束鏡によって反射され焦点を合わせられた前記光を前記センサーに導くように配置された導波路とを有する機器。
【請求項２】
前記第一の開口及び前記第二の開口が孔である請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記集束鏡が、測定体積の中間点から測定した角度が３°から１７°の間で散乱される光を反射し、焦点を合わせるように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記導波路が硬いロッドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の機器。
【請求項５】
前記ロッドがガラスロッドであることを特徴とする請求項４に記載の機器。
【請求項６】
前記ロッドが４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有することを特徴とする請求項５に記載の機器。
【請求項７】
前記導波路が実質的に真っ直ぐであり、ハウジングの中間部分又は末端部分に位置する導波路の端の部分が曲がっており、集束鏡に向かっていることを特徴とする請求項４〜６に記載の機器。
【請求項８】
熱吸収フィルターが、センサーの近くの導波路の端に備えられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の機器。
【請求項９】
前記集束鏡が、孔を有し、粒子によって散乱されなかった前記光ビームの光が、前記孔を通過することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の機器。
【請求項１０】
前記プローブハウジングの前記近位部分が絞りを有し、前記絞りは、前記集束鏡に到達し、前記導波路を経由して前記センサーに達する主ビームからそれた光を減少させるために調節可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の機器。
【請求項１１】
前記ハウジングの前記近位部分内に、前記光ビームの経路に回転して入るように配置されたディフューザーをさらに有することを特徴とする請求項１〜１０に記載の機器。
【請求項１２】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、
（ｂ）センサーと、
（ｃ）粒子流に突き出すように配置されているプローブハウジングであって、
（ｉ）前記光源からの光が、前記粒子流から散乱する領域である散乱領域と、
（ｉｉ）前記光源に対し、前記散乱領域と反対側に配置された反射体と、
（ｉｉｉ）前記反射体から前記センサーへ散乱光を導くように配置された導波路とを有するプローブハウジングとを有し、使用に際しては、前記光ビームは前記光源から発せられ、前記プローブハウジングを通過して前記散乱領域に達し、前記散乱領域において前記光ビームから散乱された光は前記反射体により反射され、前記導波路に入り、前記導波路に導かれて前記センサーに達し、検出されることを特徴とする機器。
【請求項１３】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする機器であって、
（ａ）光ビームを供給する光源と、散乱領域において、前記流れる粒子により散乱された前記光ビームからの散乱光を検知するセンサーとを有し、前記光源と前記センサーは前記散乱領域に対し第一の側に配置され、さらに、
（ｂ）前記散乱光を前記センサーに導く導波路と、
（ｃ）前記散乱領域に対し反対側の第二の側にある反射体とを有し、前記反射体は、前記散乱光を前記散乱領域から前記導波路中に反射するように配置されていることを特徴とする機器。
【請求項１４】
前記導波路が硬いロッドであることを特徴とする請求項１３に記載の機器。
【請求項１５】
前記ロッドがガラスロッドであることを特徴とする請求項１４に記載の機器。
【請求項１６】
前記ロッドが４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の機器。
【請求項１７】
前記散乱光が、前記センサーによる検出に先立って通過する熱吸収フィルターをさらに有することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載の機器。
【請求項１８】
前記光が反射され、前記導波路中に焦点を合わせるための集束鏡をさらに有することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれかに記載の機器。
【請求項１９】
前記導波路が実質的に真っ直ぐなロッドであり、曲がった端の部分を有することを特徴とする請求項１８に記載の機器。
【請求項２０】
前記曲がった端の部分が、前記集束鏡の方を向けられていることを特徴とする請求項１９に記載の機器。
【請求項２１】
前記集束鏡が、前記光ビームからの非散乱光が通過するための孔を有することを特徴とする請求項１８〜２０に記載の機器。
【請求項２２】
請求項１〜２１に記載の機器を有するスタック装置。
【請求項２３】
スタック中を流れる粒子をモニタリングする方法であって、
（ａ）光ビームを光源から散乱領域に通過させ、前記散乱領域で、光が、前記光ビームを通って流れる粒子流から散乱するステップと、
（ｂ）前記光ビームから散乱された前記光を導波路中へ反射させるステップと、
（ｃ）前記散乱光を前記導波路を通過させ、センサーに導くステップと、
（ｄ）前記散乱光を検出するステップとからなる方法。
【請求項２４】
前記導波路が硬いロッドであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ロッドがガラスロッドであることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ロッドが４ｍｍから１２ｍｍの間の直径を有することを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
さらに前記散乱光を前記散乱光の検出に先立って、熱吸収フィルターを通過させるステップを有することを特徴とする請求項２３〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記光は、集束鏡により反射され、前記導波路中に焦点を合わせることを特徴とする請求項２３から２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記導波路が、実質的に真っ直ぐなロッドであり、曲がった端の部分を有することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記曲がった端の部分は、前記集束鏡の方を向けられていることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記集束鏡は、前記光ビームからの非散乱光が通過するための孔を有することを特徴とする請求項２８から３０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００８−５２９０２８（Ｐ２００８−５２９０２８Ａ）
【公表日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５３６９８（Ｐ２００７−５５３６９８）
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／０００３６７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８２４１７
【国際公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（５００４５１１４８）ピーシーエムイー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／０００３６７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８２４１７
【国際公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（５００４５１１４８）ピーシーエムイー リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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