収束ビーム反射測定法（FBRM）技術に基づくParticleTrackはプローブ型測定装置です。さまざまなプロセスへ直接組み込むことができ、粒子のサイズや個数に生じる変化をプロセス濃度でリアルタイムに追跡できます。実験条件には変動が生じるため、粒子、粒子構造、液滴を継続的にモニタリングできることにより、科学者は目的の粒子を一貫して製造するために必要な知見を得ることができます。
Particle track は、フォーカスドビーム反射率測定と呼ばれる測定手法を用いるプローブ式機器です。プローブは、測定が行われるプローブ窓を粒子が容易に流れ過ぎられるよう、一定の角度でプロセス流体に直接挿入されます。レーザービームは、光学系を通してプローブチューブ内を進み、サファイア窓で細く集束されたビームスポットになります。 光学系は一定速度、通常は毎秒2メートルで回転し、粒子が窓の前を流れる際にビームスポットが粒子上を高速で走査します。集束ビームが粒子系全体を走査すると、個々の粒子または粒子構造がレーザー光を検出器へ後方散乱します。これらの明確な後方散乱光パルスが検出されます。 検出された各パルスの継続時間に走査速度を掛けて、各粒子の横断距離を算出します。この距離はコード長と定義され、粒子径に関連する粒子の基本的な測定値です。通常、毎秒数千個の粒子が計数・測定されるため、高精度かつ高感度のコード長分布をリアルタイムで報告できます。 コード長分布は、プロセスの開始から終了までに粒子径と個数がどのように変化するかを追跡します。微粒子および粗粒子のサイズ区分における個数など、各コード長分布の統計量は、時間経過に沿って傾向分析できます。運転条件を変え、プロセス中に自然に存在する粒子や粒子構造を追跡することで、研究者は粒子系をより深く理解し、最適化し、制御できるようになります。
FBRM技術に基づくParticleTrackの仕組み
ParticleTrackはプローブ型の測定装置であり、Focused Beam Reflectance Measurement(FBRM)と呼ばれる測定技術を使用しています。
このプローブはプロセス溶液中に直接差し込みプローブの先端で粒子を測定できるよう設計されています。レーザー光はプローブから照射されサファイアウィンドウで収束されたビームになります。光学部位が秒速2mの速さで一定に回転することで収束されたビームはプローブの前を通過した粒子を迅速にスキャンします。
収束されたビームは粒子を横切ります。そして、個々の粒子から反射されたレーザー光が検出されます。これらの反射光は、検出・カウントされ、各反射光の走査時間・速度によって各粒子を横切る距離が計算されます。
この距離はコード長として表され粒子のサイズに基づく本装置の基本的測定原理です。一般的に1秒あたり数千もの粒子を計数・測定することができるため、きわめて高い感度と精度でリアルタイムにコード長分布を算出できます。
このコード長分布によって、プロセスの開始から終了まで粒子のサイズや個数がどれだけ変化したかを追跡できます。各コード長分布から抽出して微小粒子および巨大粒子それぞれのカウント数の経時変化を観察することも可能です。
測定条件を変更した場合ももちろん、プロセス中に存在している粒子や粒子構造の状態をリアルタイムにモニタリングすることが可能であるため、研究者はプロセスを理解し、最適化し、制御することによって最適な粒子プロセス設計を実現することができます。
