記事投稿：新日本空調株式会社
微粒子可視化技術
本技術は、各種の製造現場で浮遊粒子の挙動を撮影するために開発したものであり、その原理は、粒子に強い光を照射し、その散乱光をカメラで受光し映像化するもので、どのくらいの画枠で、どのくらい小さい粒子を、どんな環境光の中で、可視化するのかによって、装置側に求められる要件はかなり大きく異なってくる。
当社が商品化している微粒子可視化システムは、その意味で、測定器ではなく、微粒子挙動の特殊撮影機材であると考えてだくのが分かり易い。撮影機材の要件は、最高感度によって決められることが多いが、たとえば、図１のType-Hは、暗室で0.1μmを可視化可能にする感度を持つ構成であるが、このシステムであれば、製造現場で数m先の0.5μmの粒子映像を10～30ｃｍ程度の画枠で映像化したり、もちろん、無菌衣からの10μm程度の発塵粒子であれば、数mの画枠が可能である。
これを可能にするために、カメラ側は、撮像管を利用した専用高感度モノクロカメラを用い、リアルタイム画像処理機能を持った録画ソフトウエアから成る。本カメラの特徴は、微弱光から得られる信号を増幅する際に、ノイズがほとんど発生しないことと、映像上の散乱光輝点のみを強調することが可能なアナログ微分回路を採用している点であり、暗室でなくても、微弱散乱光のみを明確に取得できる。
一方、可視化照明には、連続発振のレーザー光を用い、これをカメラのフレーム速度より高速にミラー走査し、レーザー光膜を生成する。現場では、撮影したい箇所の近くに光源を設置できる場合は少なく、窓越しの配置となることも多いので、いかに光源から距離減衰が小さく、遠くの微粒子に強い光を照射できるかで、このシステムの実用性が決まる。また、レーザー波長のみを通すバンドパスフィルタをカメラレンズに装着すれば、蛍光灯などの明るい環境でも、比較的感度良く粒子を捉えることができる。
この技術は、既に、各種製造現場でお使いいただいて10年の実績があり、200社以上の企業でご活用いただいてきた。製薬業界では、主に、下記のような目的で使用されることが多い。
・RABSやアイソレータなどでモニタリングエラーが起こる原因を確かめたい。
・製造設備内で、異物発生が無いことを確認したい
・封じ込め設備にリークが無いか、別の角度から評価しておきたい
・グレードの異なる境界の気流分布や風速を検証したい
・RABSやアイソレータ内の設備周りの局所気流の乱れがないか確認したい。
・無菌衣類や規定動作に伴う発塵映像を海外工場などの教育活動に生かしたい。
図１ 微粒子可視化システム Type-H
＊様々な微粒子可視化映像がHP(http://www.snk.co.jp/particle)にあるので、是非、ご覧いただければ幸いである。
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