CN102369426A - 大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置及计测方法 - Google Patents

大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置及计测方法 Download PDF

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Abstract

连续地计测大气中的沉降颗粒物的水平通量的装置具备：颗粒物采取口，具有顶板、侧壁、及4片以上的分隔板；吸气管；连续式颗粒物量计测装置，连续地计测每单位时间的颗粒物量；风箱或压缩机；排气口；上述侧壁是具有铅垂方向的中心轴、朝向上方扩大的具有本质上为圆锥台或多边形锥台的侧面的形状的板；上述侧壁在其下端具有与上述吸气管连接的吸气口，在其上端附近的一定的高度上具有在上述侧壁的周向上以一定间隔配置的4处以上的开口的外气流入口。

Description

大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置及计测方法
技术领域
本发明涉及用来测定大气中的沉降颗粒物的水平通量的装置及方法。
本申请基于2009年4月1日在日本提出申请的特愿2009-089493号主张优先权，这里引用其内容。
背景技术
在以下的关联记述的说明和后述的本发明的说明中，赋予了相同标号的部件的对应关系不是表示结构、功能上的一致，而只不过表示例如在功能上或一般的称谓上的部分性的对应关系。有时在具体的结构及功能不同的情况下也赋予相同的标号。
随着各种生产活动及消费活动而产生的大气中的颗粒物中的、特别是在大气中能够自由下落的大致10μm以上的直径的粗大的颗粒物被称作沉降颗粒物。沉降颗粒物被看作重要的环境污染项目之一，从社会上强烈地要求其实态掌握和对策。为了实态掌握沉降颗粒物，开发并制造正确的沉降颗粒物计测机装置是重要的。特别是，在制定具体的环境对策时，通过特定的气象条件及与之对应的短时间内的沉降颗粒物量测量值的组合来查找问题所在的方法是有效的，为此，需要以至少1分钟到10分钟左右以内的短周期来连续地计测沉降颗粒物。
大气中的颗粒物中的、几乎不自由下落而在大气中悬浮的、直径10μm以下的微小的颗粒物被称作suspended particulate matter(SPM)。由于SPM大致追随于周围的大气流动而移动，所以颗粒物的环境影响评价只要仅将大气中的SPM浓度作为问题就可以。因此，在测量大气中SPM的实态时，例如通过将一定量的大气吸引过滤等来计算该大气中的颗粒物浓度。另一方面，更粗大的粒子的沉降颗粒物不完全追随于周围的大气流动。沉降颗粒物以对应于其粒子的密度及大小的不同的速度在大气中下落而沉落到地面上，并且如果在大气中有障碍物，则沉降颗粒物碰撞、附着在该障碍物上。因此，沉降颗粒物的环境影响主要因沉降颗粒物向特定物的沉落、附着带来的污染而发生。因而，为了评价沉降颗粒物的环境影响，仅单单测量沉降颗粒物的大气中浓度是不够的，需要测量每单位面积、单位时间通过固定在空间中的检查面的沉降颗粒物的量、即沉降颗粒物的通量。
在环境问题中成为对象的沉降颗粒物的通量可以分离为铅垂通量和水平通量。在铅垂通量中，检查面是水平的，它主要用于评价沉降颗粒物向地上的沉落。在水平通量中，检查面是铅垂的，它主要用于评价沉降颗粒物向建筑物的墙壁等垂直面的附着。室外大气的流动、即风在长时间平均中可以看作具有水平面内的矢量。因此，对于铅垂通量没有风速的影响。相对于此，水平通量是风速的函数。更具体地讲，沉降颗粒物的通量可以用以下的式子定义。
[沉降颗粒物的铅垂通量]＝[沉降颗粒物的浓度]×[沉降颗粒物的下落速度]
[沉降颗粒物的水平通量]＝[沉降颗粒物的浓度]×[检查面垂直成分风速]
这样，为了测量沉降颗粒物的水平通量，在测量时需要总是掌握风向及风速。而且，测量装置自身也需要能够总是捕集风向方向的沉降颗粒物流动那样的功能。另一方面，在沉降颗粒物的铅垂通量测量中不需要这样的考虑，能够比沉降颗粒物的水平通量简单地测量。因此，在沉降颗粒物的公共管理中，使用专门测量铅垂通量的装置、例如图1所示的降尘计。在降尘计中，颗粒物采取口1是向上方开口的漏斗状的形状。沉降沉落在颗粒物采取口1的内表面的捕集颗粒物通过雨水或者通过水洗，与水一起流入存在于沉降颗粒物采取口1的下方的捕集容器25，将沉降颗粒物捕集。
此外，沉降颗粒物的水平通量可以用下式从铅垂通量在形式上变换。
[沉降颗粒物的水平通量]
＝[沉降颗粒物的铅垂通量]×[检查面垂直成分风速]/[沉降颗粒物的铅垂方向下落速度]
这里，所谓检查面垂直成分风速，如以下这样定义。首先，在作为问题的地点，铅垂地设定虚拟的检查平面。此时，检查面垂直成分风速是上述地点的风的速度中的、沿着垂直于检查平面的方向的成分。
因此，在将沉降颗粒物的水平通量作为问题的情况下，通常也进行使用铅垂通量的测量结果和上式的简易评价。但是，实际上定量地测量多种、且在时间上变动的沉降颗粒物的下落速度是困难的。因此，如果基于上述的式子计算沉降颗粒物的水平通量，则误差较大。因而，在将水平通量作为问题的情况下，在提高测量精度方面希望直接测量水平通量。
作为用来直接测量沉降颗粒物的水平通量的沉降颗粒物捕集装置，公开了使风自然流通到颗粒物采取口1内，将包含在流入的风中的沉降颗粒物的一部分通过惯性集尘或重力集尘来捕集沉降颗粒物，根据其结果测量沉降颗粒物的水平通量的装置。在非专利文献1中，公开了多种该形式的粒子捕集装置。
其代表性的是图2A、2B所示的big spring number eight(BSNE)。在BSNE中，从外气流入口10自然流入到颗粒物采取口1内的大气随着流路的扩大而在装置内减速。然后，如通过颗粒物采取口的大气流动17的流线所示，大气从设在装置上面的金属网的排气口8自然流出。由于在颗粒物采取口内风减速，颗粒物采取口1内的沉降颗粒物的滞留时间增大，在此期间中，沉降颗粒物在颗粒物采取口内长距离自由下落。
这样，将颗粒物采取口1内部位在本说明书中称作减风区域13，上述颗粒物采取口1内部位通过使颗粒物采取口内的风速比外气的流15的风速小，发挥使颗粒物采取口1内的沉降颗粒物的滞留时间增大、增长沉降颗粒物的下落距离的效果。
在减风区域13中下落的大气中的沉降颗粒物如被捕集的沉降颗粒物19的流线那样，在通过装置内通过时自由下落或者与装置下游端的壁碰撞。被捕集的沉降颗粒物19之后通过设在流路的下方的金属网33沉落到粒子捕集器32上而被捕集。
颗粒物采取口1内的沉降颗粒物的一部分如通过颗粒物采取口的沉降颗粒物20的流线那样，从排气口8向外气中流出。此外，装置整体能够在水平方向上旋转，通过附属于装置的叶片23和旋转轴24的作用，外气采取口10总是自动地朝向上风方向。该装置确实在构造上较简便，但捕集到的沉降颗粒物以批次式通过手动回收。因此，通过BSNE很难以短时间周期连续地测量时间序列的沉降颗粒物捕集量的推移。
此外，在BSNE中，沉降颗粒物的捕集面沿着风向方向长而大。因此，难以将捕集的沉降颗粒物集中在狭窄的空间区域中而提高沉降颗粒物浓度。此外，难以对BSNE附加高精度地测量沉降颗粒物量、例如沉降颗粒物质量的装置。这是因为，被捕集的沉降颗粒物质量与作为捕集装置的BSNE主体质量相比是极微量的。因此，使沉降颗粒物从BSNE主体在空间上分离及集中而独立地仅测量沉降颗粒物的质量在进行质量测量的方面是必须的。
在非专利文献1中，作为沉降颗粒物的水平通量捕集装置而介绍了thesuspended sediment trap(SUSTRA)及Modified Wilson&Cooke sampler(MWAC)。SUSTRA的沉降颗粒物的捕集原理与BSNE基本上是同样的。图7A、7B所示的MWAC是具备在上风方向上设有开口的L字管的外气流入口10、在下风方向上设有开口的L字管的外气流入口、和捕集瓶的沉降颗粒物采取器。在MWAC中，没有使颗粒物采取口的外气流入口10追随于风向方向的特别的机构。
为了连续地测量沉降颗粒物的水平通量，如上述那样，需要使捕集到的沉降颗粒物集中在狭小的空间区域中而提高密度，并使沉降颗粒物流入到某种连续式颗粒物量计测装置6中。为了体现这样的作用，需要使外气中的沉降颗粒物与大气一起流入颗粒物采取口1并吸引该颗粒物采取口1内的含有颗粒物的空气，由此将颗粒物导入到连续式颗粒物量计测装置6中。在吸引颗粒物的过程中，连续式颗粒物量计测装置6连续地计测每单位时间的沉降颗粒物量。
如上所述，沉降颗粒物不完全追随于风的流动。因此，例如在沉降颗粒物量测量装置的颗粒物采取口1中，有如图3所示那样以与风向不同的朝向进行吸引的情况及如图4所示那样进行与风速不同的速度下的吸引的情况。在此情况下，外气中的沉降颗粒物并不一定与被吸引的大气16一起被吸引到颗粒物采取口1中。如图3、图4中的外气中的沉降颗粒物18那样，迂回外气流入口10的比例大到不能忽视的程度。进而，该迂回的沉降颗粒物的比例敏感地受到各种气象条件及颗粒物特性、以及装置形状的影响。因此，上述迂回的沉降颗粒物比例的预测也较困难。
因而，图3、图4的方式的吸引作为用来测量沉降颗粒物的水平通量的颗粒物捕集方法并不好。具体而言，这样的颗粒物采取方法在专利文献1、2等中示出。在这些装置中，外气流入口10中的外气吸引速度总为一定，所以外气的风速与外气流入速度一般不一致。
此外，配置外气流入口10的朝向通常被固定的情况较多。因而，总是变化的外气的风向与外气流入口10的朝向一般不一致。因此，这种颗粒物采取口1中的直径超过10μm的粒子的捕集效率如在非专利文献4中公开那样很小，为百分之几以下。
此外，该捕集效率较强地受到风速等的周围的测量条件的影响。因此，在室外实测时也难以连续地高精度地掌握捕集效率。因此，在用来捕集用来测量沉降颗粒物的水平通量的大气中的沉降颗粒物的颗粒物采取口1中，至少需要以与外气的风向及风速大致相同的速度使大气流入到颗粒物采取口1中。
在以与外气的风向及风速大致相同的速度使大气流入到颗粒物采取口1中的颗粒物捕集方法中，有称作等速吸引的方法。在等速吸引中，测量外气的风速，控制附属风箱中的吸引流量，以使颗粒物采取口1入口处的大气流入速度总是与该风速一致。该方法如以非专利文献2为例那样，主要适用于测量风向被固定的烟道内的颗粒物通量时。在专利文献4、5中，公开了在用来掌握沉降颗粒物的水平通量的室外的沉降颗粒物捕集中采用等速吸引时，除了风速的控制以外还进行控制以使颗粒物采取口1的朝向总是为风向方向的方法。这些方法是关于水平通量测量的沉降颗粒物捕集的最可靠的方法。但是，在此情况下，需要流量控制装置或颗粒物采取口的旋转机构等的复杂的装置结构及控制。因而，装置较昂贵且容易大型化，所以不能说是简便的测量方法。
此外，为了在室外长期间持续计测沉降颗粒物的水平通量，耐气候性也是重要的功能。特别是，在许多连续式的颗粒物量测量装置中，如果在降雨时雨滴侵入到计测部中，则发生故障等问题。因而，需要使雨滴不会侵入到颗粒物采取口1中，或者能够将侵入到颗粒物采取口1内的雨滴除去的构造。在BSNE等的受动性的简单的颗粒物捕集器中，通常不具备防止从外气流入口10的雨滴的侵入的机构及在装置内将雨滴除去的机构。
作为防止雨滴向颗粒物采取口1内侵入的方法，已知有在颗粒物采取口1设置百叶窗的方法、及专利文献1的方法等。在专利文献1的装置中，颗粒物采取口1是图4所示的构造。与此同时，设置将直径超过10μm的沉降颗粒物及雨滴除去的冲击器。但是，在这些方法中，防止雨滴向颗粒物采取口1侵入的原理是通过做成使流入颗粒物采取口1的大气的流路急剧变化的构造，将不能追随于大气流的雨滴除去。因此，在这些方法中，将沉降颗粒物那样的粗大的颗粒物也与雨滴一起在颗粒物采取口1内除去。因而，这些方法并不适合作为在本发明中作为目的的沉降颗粒物的捕集方法。
接着，对以往的连续式颗粒物量测量装置进行叙述。连续式颗粒物量测量装置提出了各种结构。最简单的方式是非专利文献3所示的低流量取样器。在该装置中，将吸引到的大气中的颗粒物用过滤器过滤，通过离线地测量过滤器的重量变化，计算捕集到的颗粒物的质量。在该方式的情况下，为了进行连续的测量，需要以短周期更换过滤器。因此，从作业负荷的观点看，该方法是不现实的。另外，将以短时间中的测量为对象、使低流量取样器(low-volume sampler)的吸引流量增大的装置称作高流量取样器(high-volume sampler)。因而，高流量取样器的原理、构造、可靠性与低流量取样器实质上是相同的。
此外，在专利文献6中，公开了图5所示的连续式的颗粒物量计测装置。在该装置中，通过设置朝向上方具备开口的漏斗状的颗粒物采取口1来捕集沉降颗粒物，能够使用β射线吸收式质量计测装置连续地计测精密的颗粒物质量。
在该装置中，流入颗粒物采取口的大气在颗粒物采取口内较大地高速旋绕后，大半沿着向系统外流出的流路17前进。如果外气的风速变大，则流入颗粒物采取口1的沉降颗粒物的量也增加，但颗粒物采取口1内的旋绕流速也与风速成比例变大。结果，颗粒物采取口内大气中的沉降颗粒物被带出到系统外的量变多。因此，沉降颗粒物的捕集效率不易受到外气风速的影响，适合测量沉降颗粒物的铅垂通量。但是，该装置不适合于测量沉降颗粒物的水平通量。在该装置中，在吸引了雨滴的情况下装置发生故障的情况较多。因此，通常该装置包括在雨天时对颗粒物采取口1的开口自动地封盖的机构，不进行雨天时的测量。
此外，在专利文献7中公开了作为光散射式的粒子计数器的颗粒计数器11。该装置按照如下的原理来动作，即，对通过测量部的各个颗粒物照射激光并检测其反射及散射光的强度，从而判别规定的直径以上的颗粒物的有无。能够用该装置计测的是吸引大气中的颗粒物的个数。但是，只要另外准备颗粒物的标准样本而预先设定颗粒物个数与颗粒物质量的关系式，就能够将颗粒计数器11中的颗粒物检测个数换算为颗粒物质量。
此外，在该装置中不需要捕集颗粒物，所以并不一定需要设置过滤器。进而，在市场中销售有在被吸引的外气的周围与外气的流动同轴地喷射清洁的空气喷流的保护气套的装置。由此，能够将包含在吸引外气中颗粒物及雾滴存留在计测流路内。但是，具有在吸引了大量的雨滴的情况下装置浸水而故障的问题，这与上述的其他计测装置是同样的。
此外，在专利文献8中公开了光透过式粒子浓度计。在该装置中，对与大气一起被吸引到装置内的颗粒物照射光。此时，计测因颗粒物的反射及吸收的效果而衰减的透过光量，换算为颗粒物浓度。关于耐气候性，与上述颗粒计数器11是同样的。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2006-3090号公报
专利文献2：日本国特许第3574045号公报
专利文献3：日本国特开2004-144664号公报
专利文献4：日本国实开平4-136551号公报
专利文献5：日本国特开平5-187989号公报
专利文献6：日本国特公平6-021848号公报
专利文献7：日本国特开2002-82038号公报
专利文献8：日本国特开平1-307614号公报
非专利文献
非专利文献1：Goossens，D.，Offer，Z.Y.：Atmospheric Environment，vol.34(2000)，pp.1043-1057.
非专利文献2：日本工业规格(JIS)Z7151
非专利文献3：日本工业规格(JIS)Z8814
非专利文献4：R.M.Harrison，R.E.van Grieken：AtmosphericParticles，John Wiley&Sons(England)，1998，pp.47-53.
发明内容
发明要解决的课题
如以上所述，在以往技术的沉降颗粒物的水平通量测量装置中，有不能进行短时间周期下的连续计测、沉降颗粒物捕集效率较低、不能避免装置的大型化、结构昂贵且复杂、没有考虑到降雨对策等的问题。
本发明的一个目的是提供一种沉降颗粒物捕集效率较高、结构小型又简单且便宜、并且能够在室外以1分钟左右的短时间周期进行连续测量的、大气中的沉降颗粒物的水平通量测量装置。本发明的另一个目的是提供一种能够也考虑到降雨对策的上述装置。
所以，本发明者的关于沉降颗粒物计测的研究的结果，发明了以下的解决方法。
(1)有关本发明的技术方案的装置，是连续地计测大气中的沉降颗粒物的水平通量的装置，具备：颗粒物采取口，具有顶板、侧壁、及4片以上的分隔板；吸气管；连续式颗粒物量计测装置，连续地计测每单位时间的颗粒物量；风箱或压缩机；排气口；流路按照上述颗粒物采取口、上述吸气管、上述连续式颗粒物量计测装置、上述风箱或压缩机、上述排气口的顺序连结，以使吸气串行地流通；上述侧壁是具有铅垂方向的中心轴、朝向上方扩大的具有本质上为圆锥台或多边形锥台的侧面的形状的板；在上述侧壁的下端具有与上述吸气管连接的吸气口，在上述侧壁的上端附近的一定的高度上具有在上述侧壁的周向上以一定间隔配置的4处以上的开口的外气流入口；上述顶板具有本质上为圆板的形状，其直径比上述侧壁的上端部的水平截面的直径大，其中心轴与上述侧壁的中心轴一致，与上述侧壁的上端相接地连接；4片以上的上述分隔板是配置在铅垂面内以将由上述侧壁包围的空间在水平截面中分割为均等的大小的扇状区域、并在中心轴上相互连接的4片以上的相同高度的平板；上述各分隔板相对于上述侧壁及上述顶板无间隙地连接。
(2)在上述(1)的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置中，也可以是，上述顶板具有比上述侧壁的上端部更向外侧伸出的屋檐部；如果设([外气的代表风速]/[想要捕集的沉降颗粒物的自由下落速度])×[顶板下表面与外气流入口下端间的轴向长度]为式1，则上述屋檐部的沿着上述顶板的半径方向的长度比上述式1小。
(3)在上述(1)或(2)的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置中，也可以是，由上述连续式颗粒物量计测装置和上述风箱或压缩机构成颗粒计数器。
(4)在上述(1)或(2)的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置中，也可以是，还具备：风速计，测量外气的每单位时间的平均风速；运算装置，将由上述风速计测量的平均风速值及由上述连续式颗粒物量计测装置测量的瞬间沉降颗粒物量测量值作为输入值取入，并且基于下述的(2)式计算瞬间外气中沉降颗粒物浓度；瞬间外气中沉降颗粒物浓度＝上述瞬间沉降颗粒物量测量值/(上述平均风速测量值×上述外气流入口的有效开口面积)····(2)；输出装置，记录或显示由上述运算装置计算出的瞬间外气中沉降颗粒物浓度。
(5)在上述(1)或(2)的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置中，也可以是，上述各分隔板的沿着上述侧壁的轴向的长度是上述外气流入口的上述侧壁的轴向长度的2倍以上。
(6)在上述(1)或(2)的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置中，也可以是，上述各分隔板的沿着上述侧壁的轴向的长度是上述颗粒物采取口的轴向长度的0.5倍以下。
(7)在上述(1)或(2)的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置中，也可以是，上述风箱或压缩机间与空气一起流入到上述颗粒物采取口中的沉降颗粒物的一部分或全部与上述颗粒物采取口内的上述空气的一部分一起吸引，从上述吸气口通过上述吸气管导入到上述连续式颗粒物量计测装置中之后，使上述吸引的空气从上述排气口流出。
(8)有关本发明的一技术方案的大气中的沉降颗粒物水平通量的计测方法，是使用上述(1)或(2)的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置的大气中的沉降颗粒物水平通量的计测方法，计算用每单位时间被捕集的沉降颗粒物量除以上述外气流入口的有效开口面积除的值，作为沉降颗粒物的水平通量。
根据本发明，能够使用简单的构造以1分钟左右的短周期高精度地进行沉降颗粒物的水平通量连续计测。此外，除此以外，在本发明的一技术方案中，能够实现在雨天时也能够无故障地测量的全天候型大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置。
附图说明
图1是以往技术的示意图。
图2A是另一以往技术的示意剖视图。
图2B是图2A的以往技术的示意俯视图。
图3是另一以往技术的示意图。
图4是另一以往技术的示意图。
图5是另一以往技术的示意图。
图6A是另一以往技术的示意俯视图。
图6B是图6A的以往技术的示意剖视图。
图7A是另一以往技术的示意俯视图。
图7B是图7A的以往技术的示意剖视图。
图8是有关本发明的第1实施方式的装置的示意图。
图9A是上述装置的粒子采取口的示意侧视图。
图9B是上述装置的粒子采取口的示意俯视图。
图9C是上述装置的粒子采取口的A-A面的示意剖视图。
图9D是上述装置的粒子采取口的B-B面的示意剖视图。
图i0A是上述的粒子采取口内的流场的示意俯视图。
图10B是上述的粒子采取口内的流场的A-A面的示意剖视图。
图10C是上述的粒子采取口内的流场的B-B面的示意剖视图。
图11是关于有关本发明的第1实施方式的装置的作用的示意图。
图12是关于有关本发明的第1实施方式的装置的作用的另一示意图。
图13是关于有关本发明的第1实施方式的装置的作用的另一示意图。
图14是有关本发明的第2实施方式的装置的示意图。
图15是有关本发明的第3实施方式的装置的示意图。
图16是有关本发明的第4实施方式的装置的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式详细地说明。
另外，在以下的本说明书及附图中，对具有实质上相同的功能结构的构成单元赋予相同的标号而省略重复的说明。
但是，在上述的关联技术的说明和本发明的说明中，赋予了相同的标号的部件的对应关系不是表示结构、功能上的一致，而只不过表示例如在功能上或一般的称谓上的部分性的对应关系。有在具体的结构及功能不同的情况下也赋予相同的标号的情况。
[第1实施方式]
以下，使用图8对本发明的第1实施方式进行说明。
本实施方式的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置包括颗粒物采取口1、吸气管5、连续式颗粒物量计测装置6、风箱或压缩机7、以及排气口8。外气及外气中的沉降颗粒物流入到颗粒物采取口中。颗粒物采取口1在吸气口9中与吸气管5连接。颗粒物采取口1的内部的一部分的大气及一部分或全部的沉降颗粒物通过吸气管5被导入到连续式颗粒物量计测装置6中。连续式颗粒物量计测装置6连续地测量沉降颗粒物量。通过了测量器的大气及一部分或全部的沉降颗粒物被风箱或压缩机7吸引，被从排气口8释放到系统外。在风箱或压缩机7与排气口8不相互直接连结的情况下，也可以设置通气管26而将这些零件间连结。此外，在连续式颗粒物量计测装置6或风箱或压缩机7不是耐气候性规格的情况下，也可以设置箱体12来收纳这些装置。
(颗粒物采取口1)
使用图9A～9D及图10A～10C说明颗粒物采取口1。颗粒物采取口1包括设有外气流入口10的侧壁2、顶板3、以及分隔板4。
(颗粒物采取口1的侧壁2)
侧壁2是以铅垂方向为中心轴、上端及下端开放的本质上为圆锥台的侧面的形状(漏斗形状)的板。侧壁2是朝向上方扩大的形状。侧壁2典型的是用板构成相当于使中心轴为铅垂线上的圆锥台的侧面的部分。该锥体台的上底及下底的形状既可以是圆形，或者也可以是具有至少4个以上顶点的正多边形等接近于圆形的形状。例如，在上面及底面是圆形的情况下，侧壁2的形状为圆锥台的侧面。此外，被侧壁2包围的空间的任意高度的水平截面是圆形或正多边形等接近于圆形的形状，并且，这些水平截面的中心或重心总是位于同一个铅垂线上。该水平截面的截面积从上述圆锥台的下端朝向上端单调地增大。
进而，在上述板面上，也可以存在与上述板的面积相比足够小的开口(例如吸排气口等)或突起(例如固定用螺栓的头)。
上述开口或上述突起的面积优选的是例如不到上述板的面积的10％的截面积。这样，在本实施方式中，通过设为本质上为圆锥状的侧壁2，能够减小颗粒物采取口1的沉降颗粒物捕集效率对风向的依存性。从该观点看，侧壁2优选的是轴对称形状。但是，因为加工上的方便等理由，水平截面也可以是正多边形等接近于圆形的形状、或水平面内的各向异性比较小的形状。例如，水平截面也可以是正多边形，具体而言也可以是正6边形、正8边形、正12边形、正16边形等，水平截面的边数越多则各向异性越低。侧壁2的水平截面只要是能够将各向异性保持得较低的形状，并不一定需要是正多边形。例如，只要是水平截面的外缘包含在一定宽度的圆环内的形状，就能够将各向异性限制在一定的范围内。例如，当设距离中心点的最大半径为Rmax时，也可以定义最小半径Rmin为0.6×Max的圆环，做成上述水平截面的外缘总是包含在上述圆环中的形状。此外，也可以使用最小半径为0.8×MR的圆环规定上述水平截面的外缘形状。
侧壁2下端的开放部是吸气口9，与吸气管5连接。流入颗粒物采取口1内的沉降颗粒物的一部分沿着侧壁2的斜坡沉降而达到吸气口9，被吸气管5吸引。侧壁2的坡度优选的是相对于水平面至少为45°以上，更优选的是65°以上。在此情况下，吸气管5的相对于水平面的平均梯度足够大，在颗粒物采取口1内沉降颗粒物沉降时，沉降颗粒物的大半不附着在侧壁2上而被吸气管5吸引。另一方面，在相对于水平面的梯度非常大的情况下，颗粒物采取口1的轴向长度变得长而大，表面积增大，所以从沉降颗粒物的壁面附着的观点看变得不利，所以侧壁2的相对于水平面的梯度优选的是85°以下。
侧壁2厚度至少是10mm以下，优选的是3mm以下。在此情况下，设在侧壁2上的外气流入口10的通气阻力较小，外气向颗粒物采取口1内充分地流入。另一方面，侧壁2厚度优选的是0.3mm以上。在此情况下，能够防止由于风使侧壁2振动的情况下的共振等问题。
为了防止静电带来的沉降颗粒物向壁面的附着，侧壁2内面的材质优选的是金属、玻璃、或陶瓷。此外，为了抑制沉降颗粒物的附着，侧壁2内面优选的是平滑的。根据该观点，在侧壁2内面的材质是金属的情况下，也可以使用不锈钢、铝、铝合金、镀锌或镀铬等的防锈表面处理钢、铜、铜合金、镁合金、钛、以及钛合金等。此外，侧壁2内面使用陶瓷的情况下，为了防止因侧壁2内面的吸湿造成的沉降颗粒物附着，也可以使用磁器或石器等。在侧壁2内面使用玻璃的情况下，也可以使用钠玻璃、铅玻璃、或硅石玻璃等。
侧壁2由于在室外受到强风。并且暴露在日照及降雨下，所以侧壁2需要强度和耐气候性。从该观点看，侧壁2的构造材料也可以使用钢、合金钢、铝、铝合金、铜、铜合金、镁合金、钛、钛合金等的金属、或磁器或石器等的陶瓷、钠玻璃、铅玻璃、硅石玻璃等的玻璃、或硬质氯乙烯或丙烯等硬质合成树脂等。
在作为侧壁2的开口的外气流入口10中，在侧壁2的上端附近的一定的高度上，在周向上以一定间隔设有多个相同形状的开口。外气流入口10的上端既可以与侧壁2的上端一致，也可以是比侧壁28的上端低的位置。由于通过后述的外气流入口10下端的高度制约及外气流入口10的总面积的制约导出外气流入口10的上端高度，所以只要在该制约范围中适当设定外气流入口10的上端高度就可以。为了提高沉降颗粒物的捕集特性，外气流入口10的下端的轴向位置优选的是距离侧壁2上端沿侧壁2轴向为侧壁2高度的1/5以内的距离。
为了减小沉降颗粒物捕集效率对于风向的依存性，外气流入口10的形状优选的是在周向上为对称，可以使用圆、椭圆、长方形、梯形、等腰三角形等形状。为了减小沉降颗粒物捕集效率对风向的依存性，各个外气流入口10必须配置在侧壁2轴向的相同位置(即相同的高度)上，必须是相同的形状。
外气流入口10的数量需要是4处以上，优选的是8处到36处。这是因为，本发明者的调查的结果表明，在对于外气流入口10的开口面的垂直方向单位矢量向水平面的投射矢量与风向所成的角是35°以上的情况下，相同风速时的向颗粒物采取口1内的风的流入量极端下降而降低沉降颗粒物捕集效率。因此，在外气流入口10有3处以下的情况下，在哪个外气流入口10中，上述的外气流入口10与风向所成的角都为35°以上而可能发生使沉降颗粒物捕集效率极端下降的风向。外气流入口10的数量越多，越能够减轻这样的风向的影响。
但是，如后述那样，在外气流入口10的总面积中存在优选的最大值，所以如果使外气流入口10的数量增大，则每一个外气流入口10的开口面积减小。因此，在外气流入口10的数量非常多的情况下，吸气阻力增大而沉降颗粒物的捕集效率下降。为了降低因这里的流入大气的剥离带来的沉降颗粒物采取效率下降，外气流入口10的外侧端面优选的是进行倒角。
(颗粒物采取口1的顶板3)
以使顶板3与侧壁2的中心轴一致的方式配置顶板3。另外，顶板3的中心轴定义为通过顶板3的中心点并垂直于顶板3的轴。此外，顶板3配置为与上述侧壁2的上端相接。顶板3的直径必须比侧壁2上端直径大。比侧壁2上端靠外侧的顶板部分作为屋檐部发挥功能，起到在雨天时抑制雨滴侵入到颗粒物采取口1内的效果。从侧壁2上端伸出的顶板3的直径越大，该雨滴向颗粒物采取口1内的侵入抑制效果越高。但是，另一方面，顶板直径越大，能够流入到颗粒物采取口中的最大的沉降颗粒物直径越小。因而，应以以下的式子为基准来决定顶板直径的最大值。
[顶板的屋檐部分的半径方向长度]
<([外气的代表风速]/[想要捕集的沉降颗粒物的自由下落速度])×[顶板下表面与外气流入口下端间的轴向长度]
例如，以日本的平均的气象条件为前提，在以200μm以下的沉降颗粒物的捕集为目的的情况下，顶板直径与侧壁上端直径的差(屋檐部的长度)优选的是50mm到200mm的范围。例如，在外气的代表风速是2m/s以上、想要捕集的沉降颗粒物的自由下落速度为0.5m/s以下、并且顶板下表面与外气流入口下端间的轴向长度是0.01m的情况下，如果采用上式，则只要将顶板的屋檐部分的沿着半径方向的长度设定为0.04m、即将顶板直径与侧壁上端直径的差设定为80mm就可以。
此外，在侧壁2的水平截面形状为圆形以外、例如为正多边形的情况下，只要将侧壁上端的侧壁截面的正多边形的外接圆直径看作上述侧壁2上端直径就可以。进而，在顶板3为圆形以外、例如是正多边形的情况下，只要将顶板3的内接圆直径看作上述顶板3直径就可以。
为了减小对风向的依存性，顶板3必须是本质上的圆板。是“本质上的圆板”，意味着是水平面内的顶板的各向异性较小、并且较薄的构造物。具体而言，顶板3优选的是圆板。但是，如果有加工上的方便等理由，则也可以是具有至少4个以上顶点的正多边形等接近于圆形的形状。此外，考虑到降雨时的顶板上的排水性，也可以将顶板做成倾斜的平缓的(即在铅垂方向上较薄的)圆形拱形状。例如，可以采用拱的最大梯度是10°以下的圆形拱。在顶板是在铅垂方向上较厚的构造的情况下，顶板的空气阻力变大，妨碍向颗粒物采取口的外气流入，所以并不优选。
此外，与关于上述侧壁2的截面形状的上述记载同样，也可以规定顶板3的外缘形状，以使其包含在一定宽度的圆环中。在此情况下，也只要将顶板3的内接圆直径看作上述顶板3直径就可以。
顶板的材质只要是具有在室外能够维持构造的程度的强度并且不使雨水透过的结构，是怎样的结构都可以。具体而言，只要是能够在上述侧壁2中采用的材料，就能够在顶板3中采用。此外，为了使空气阻力减小，也可以将顶板的端面做成锐角或流线形形状。
(颗粒物采取口的分隔板)
分隔板4配置为与包括顶板3及侧壁2上端的侧壁2上部无间隙地连接，并且在颗粒物采取口1的中心轴上，分隔板彼此也相互使端面相接。结果，采取口内上部仅在外气流入口10及下方具有开口，水平截面被分割为扇状的小区域27。设置分隔板4，以使得沿着颗粒物采取口的周向配置多个相同截面形状的扇状小区域27。
这里，在该扇状小区域27的数量是4个以上的情况下，外气的风的从上游侧外气流入口流入到该扇状小区域中的大气的大半如图10A～10C所示那样绕过分隔板4的下端而通过减风区域13。另一方面，在扇状小区域27的数量是3个以下的情况下，流入的大气的大半从相同的扇状小区域的下游侧的外气流入口直接流出。如上所述，在减风区域中，大气中的沉降颗粒物被从大气分离及浓缩，所以在扇状小区域27为3处以下的情况下，有到达吸气口9的沉降颗粒物的比率、即沉降颗粒物捕集率较低的问题。另一方面，在扇状小区域27是4处以上的情况下，从大气流入的扇状小区域27’的外气流入口流入的大气的大半绕过分隔板4的下端而通过减风区域13后，从与流入的扇状小区域27不同的扇状小区域27”再次流出到外气中或被吸引到吸气口中。在此期间中，在减风区域13中，大气中的沉降颗粒物的大半从流出的大气分离而被吸气口9吸引，结果，本发明者发现能够得到较高的沉降颗粒物捕集效率。因而，扇状小区域27的数量需要是4处以上，为了实现这一点，分隔板的数量也必须是4处以上。
此外，为了使外气直接流入到扇状小区域中，在扇状小区域27中必须存在1个以上的外气流入口。在外气流入口10中存在优选的截面积的最小值，所以扇状小区域的数量越增加，将全部的外气流入口10的截面积合计的总面积越增大。如后述那样，由于在外气流入口10的总面积中存在优选的范围的最大值，所以在扇状小区域的数量、即分隔板的数量中也存在优选的最大值。本发明者的调查的结果是，扇状小区域的数量、即分隔板的数量优选的是16处以下。分隔板4的轴向长度优选的是外气流入口10的轴向长度的2倍以上。在此情况下，如作为本发明者调查的结果的图12所示，颗粒物采取口1内中心轴上的最大水平风速/平均水平风速的比不会较大地超过1，即在颗粒物采取口1内不发生水平方向的吹通。因而，沉降颗粒物的捕集效率较高。
此外，分隔板4的轴向长度(高度)优选的是在各分隔板4中相同，是颗粒物采取口1的轴向长度的0.5倍以下。这如作为本发明者调查的结果的图13所示，在该值以上的情况下，后述的颗粒物采取口1的沉降颗粒物捕集效率参数成为足够的值，能够得到充分的沉降颗粒物的捕集效率(沉降颗粒物捕集参数越大，颗粒物采取口1中的沉降颗粒物的捕集效率越高)。特别是，在设为与颗粒物采取口1的轴向长度一致那样的非常长的分隔板4的轴向长度的情况下，作为沉降颗粒物捕集效率参数下降以外的问题，还会产生如下的问题，即，由于在颗粒物采取口1内分隔板4带来的通气阻力较大地增大，外气向颗粒物采取口的流入量极端地下降，结果沉降颗粒物的捕集效率下降。
以下，将[分隔板4的轴向长度]/[颗粒物采取口1的轴向长度]的值记载为L1。此外，将[分隔板4的轴向长度]/[外气流入口10的轴向长度]的值记载为L2。
参照图13，对以L1等于0.5为边界而特性曲线的倾向变化的理由进行说明。如果L2较大，则不易发生吹通的效果较高，但另一方面，容易导致有效外气流入口面积的减少，使沉降颗粒物捕集量减少。因此，L2以作为优选的下限值的2左右设计的情况较多。在这样的条件下，如图13那样，在L1为0.5以下时，沉降颗粒物捕集参数大致为一定。相对于此，如果L1超过0.5，则沉降颗粒物捕集效率参数急速地减少。在0.5以上的L1时沉降颗粒物捕集效率参数减少是因为有可能成为减风区域13的颗粒物采取口内空间减小。在L1为0.5以下时，沉降颗粒物捕集效率参数为一定是因为以下的理由。
在L1较小的情况下，有可能成为减风区域13的颗粒物采取口内空间虽然较大，但因铅垂方向风速的均匀化不充分而存在高风速区域，所以减风区域13的上端成为远比分隔板4下端靠下方。随着L1增大并接近于0.5，铅垂方向风速的均匀化推进，减风区域13上端与分隔板4的间隔减小。结果，减风区域13上端在L1为0.5以下的区域中为一定。结果，即使将L2设定得更小，减风区域也不在轴向上延长而沉降颗粒物捕集效率参数大致为一定值。
另外，在该区域中铅垂方向的风速具有分布的情况下，也只要有上述的L2的优选的条件范围的颗粒物采取口1，就不发生向水平方向的吹通。另一方面，如上所述，如果在图13中L1超过0.5，则沉降颗粒物捕集参数急剧减小。因而，作为L1不给沉降颗粒物捕集效率带来不良影响的边界值，0.5的值是重要的。
作为分隔板4与顶板3的连接形态，连接分隔板4的上端面以使得在顶板3的下方不发生间隙，或者使得分隔板4将顶板3贯通并且在上述贯通部中不发生间隙。作为侧壁2与顶板3的连接形态，连接分隔板4的外端面以使得在顶板2的内面上不发生间隙，或者使得分隔板4将侧壁2贯通并且在上述贯通部中不发生间隙。另外，图9A～图9D中的顶板3与分隔板4的连接形态是分隔板4的上端无间隙地与顶板3的下表面连接。此外，侧壁2与分隔板4的连接形态是分隔板4将侧壁2贯通以不发生间隙。
此外，在这些连接的固定时，可以使用焊接、粘接、螺钉拧紧等的方法。此外，为了在这些连接部上防止间隙而阻止大气的流入流出，可以将润滑脂或硅密封剂那样的密封剂涂布在连接部上。分隔板的材质只要是能够维持自身的构造、没有通气性、并且沉降颗粒物的附着性较低的材料，是怎样的材料都能够使用。例如，可以使用与上述侧壁2相同的材质。
(颗粒物采取口1中的沉降颗粒物捕集机构)
对本实施方式的颗粒物采取口1内的沉降颗粒物的捕集机构进行说明。在本实施方式中，从外气流入口10流入的大气中的沉降颗粒物当流入的大气迂回过分隔板4而通过分隔板4的下方时，与大气一起流入到减风区域13中。当沉降颗粒物流入到减风区域13中时，通过周围大气流向铅垂下方改变朝向的效果、或者沉降颗粒物粒子碰撞在分隔板4上的效果，沉降颗粒物向铅垂下方加速。因此，例如直径为100μm以上的特别粗大的沉降颗粒物粒子原样下落到吸气口9，被吸气管吸引。不是特别粗大的沉降颗粒物粒子的一部分也在滞留于减风区域13内的期间中自由下落，与更粗大的沉降颗粒物粒子同样到达吸气口9而被吸气管吸引。如在作为以往技术的BSNE的说明中叙述那样，减风区域给沉降颗粒物捕集带来的效果是，通过延长颗粒物采取口1内的沉降颗粒物的滞留时间，与不减风的情况相比，将更多量的沉降颗粒物在下方捕集。
接着，将作为本发明者的方案的沉降颗粒物参数用以下的式子定义。
[沉降颗粒物捕集参数]
＝[减风区域水平截面积28]×[减风区域长度29]/[外气流入口10的总面积]2
这里，所谓减风区域，表示以某个流入风速从外气流入口10流入到颗粒物采取口1中的含有沉降颗粒物的大气的风速被减速的区域。此外，所谓减风区域水平截面积28，表示减风区域13的水平截面的最大值。进而，所谓减风区域长29度，是将从减风区域13的外气流入口10侧边界到吸气口10侧(在颗粒物采取口1中不向外气直接进行排气的情况下)或从颗粒物采取口1向外气直接进行排气的情况下的排气口8侧(BSNE的情况下)或下游侧外气流入口10侧(本实施方式的情况下)连结的直线长度。为了掌握具体的减风区域位置及减风区域长度的值，例如只要在颗粒物采取口1内配置流速计并求出颗粒物采取口1内的风速分布来识别低风速的区域就可以。
此外，说明沉降颗粒物捕集参数的物理意义。以特定的风速流入到颗粒物采取口1中的外气与[外气流入口10的截面积]/[减风区域水平截面积28]的值成比例，减风区域中的大气及大气中的沉降颗粒物的平均滞留时间增大。此外，[减风区域长度29]/[外气流入口10的截面积]的值越大，在减风区域13中风速的均匀性越提高。即，从外气流入口10侧边界到排气口8或吸气口10侧防止仅高速通过减风区域13的一部分的区域的吹通减少的效果为，[减风区域长度29]/[外气流入口10的截面积]的值越大则越高。吹通现象由于使减风区域13中的大气中的沉降颗粒物的平均滞留时间显著缩短，所以使捕集效率较大地恶化。因而，所谓沉降颗粒物参数较大的状态，是指在减风区域13中，因大气中的沉降颗粒物长时间平均地滞留，所以沉降颗粒物的自由下落带来的沉降颗粒物的捕集效率容易提高的状态。因而，沉降颗粒物捕集参数越大，颗粒物采取口1的沉降颗粒物的捕集效率越高。即，通过使用沉降颗粒物捕集参数，能够整理特定的颗粒物采取口1处的沉降颗粒物捕集效率。
更具体地说明沉降颗粒物捕集参数与各个捕集装置的捕集效率的关系。
在图11中，SPM计相当于图3所示的使用颗粒物采取口的情况，流入到外气流入口10中的大气不会减速，所以不存在减风区域13，减风区域体积为0。此时，几乎不可能将粗大的沉降颗粒物粒子在颗粒物采取口吸引，所以沉降颗粒物捕集效率很低。在专利文献3所示的经常在SPM计中使用的图6A、6B所示的形状的颗粒物采取口1中，在圆锥状的阻挡板14的下方形成减风区域13。但是，外气流入口是在整周上具有开口的面积较大的结构，沉降颗粒物捕集参数的值较小。此外，从外气流入口10流入到颗粒物采取口1中的大气的大半取在水平方向上迂回过阻挡板的周围的17的流路，所以最初流入到减风区域中的大气的比率较低。因此，在图6A、6B的颗粒物采取口中，沉降颗粒物的捕集效率也较小，不适合作为沉降颗粒物采取口。在SPM计中，由于目的是从能够在大气中自由下落的粗大的沉降颗粒物中分离SPM而仅捕集SPM，所以当然在SPM计中颗粒物采取口1的沉降颗粒物捕集效率较低。
此外，由于BSNE及SUSTRA是以沉降颗粒物的捕集为目的的装置，所以在这些装置中存在减风区域。但是，在这些装置中，由于外气流入口面积相对于减风区域体积较大，所以沉降颗粒物的捕集效率较低。
MWAC的沉降颗粒物捕集参数的值较大，此时，有沉降颗粒物的捕集效率也表现较高的值的情况。但是，在MWAC中，存在沉降颗粒物捕集效率对于外气风向的依存性非常强的较大的缺点。该缺点是因为以下的理由。由于MWAC的外气流入口10的开口附近是直管，所以流入到外气流入口中的大气在刚流入后必须成为直管的轴向的速度。因此，在外气流入口10的轴向与外气的风向不同的情况下，在外气流入口10中急剧地变更大气的方向而带来的流入阻力变大，外气的流入量减少，并且外气中的沉降颗粒物流不能追随于流入大气的方向的急剧变化，沉降颗粒物向外气流入口10的流入量减少。因此，在MWAC中，沉降颗粒物的捕集效率根据风向而较大地变化。在MWAC中，仅在外气风向与外气流入口一致的情况下表现出沉降颗粒物的较高的捕集效率。
在本实施方式中，外气流入口10在颗粒物采取口1的周向上断续地存在，所以能够将沉降颗粒物捕集参数的值设定得比以往的装置大。在想要得到与MWAC的最大时的效率相当的沉降颗粒物的捕集效率的情况下，只要将沉降颗粒物捕集参数的值设定为100[1/mm]左右就可以。这相当于例如在上端直径45mm高度60mm的市售的漏斗状渐缩管(reducer)的上端设置8处宽度3mm高度7mm的外气流入口10的情况。漏斗状渐缩管和外气流入口10的尺寸可以适当进行条件设定，以满足沉降颗粒物捕集参数的必要条件。
此外，在本实施方式中，颗粒物采取口1的大半的表面对于外气不开口。因此，与开口较大的其他方式相比，本实施方式的颗粒物采取口1对于周围的大气的空气阻力较大。因此，在下风侧的颗粒物采取口1表面发生较大的负压。结果，在下风侧的外气流入口10中，作用有吸引颗粒物采取口1内的大气而使其流出的力。因此，即使外气流入口10相对较小，此外即使在存在外气流入口与外气的风向差的情况下，颗粒物采取口1的换气也不会特别恶化。例如，MWAC也是大气流入口10的开口面积相对较小，但在该装置的情况下，在下风侧的排气口8周边特别不是减压条件，所以颗粒物采取口1的换气仅能够期待基于外气流的惯性力的向外气流入口10的外气流入的效果。因此，在MWAC中，颗粒物采取口1的换气效率容易下降，成为使沉降颗粒物捕集效率下降的较大的原因。
在本实施方式中，为了连续地测量捕集到的沉降颗粒物量，从较狭小的吸气口9进行颗粒物采取口内的大气的吸引。进行吸引的理由是因为，通过从较狭小的吸气口进行吸引，使含有沉降颗粒物的大气集束到狭小的截面积中，提高沉降颗粒物的空间密度及沉降颗粒物通量，由此能够高精度地进行微量的沉降颗粒物量测量。
微量的沉降颗粒物量计测是必须以短时间周期计测沉降颗粒物量的、在颗粒物量的连续测量装置中不可或缺的技术。在因进行吸引而给沉降颗粒物的捕集效率带来的影响方面存在得失。首先，作为进行吸引的情况下的优点，与不存在吸引的BSNE等的单纯的捕集器相比能够提高沉降颗粒物捕集效率。例如，在外气风速较低的情况下，在本实施方式中通过进行吸气，也能够捕集一定量的沉降颗粒物。在这样的情况下，在BSNE中，因为风速较低，所以流入到颗粒物采取口中的沉降颗粒物量较少，所以沉降颗粒物捕集量也减少。另一方面，作为进行吸引的情况下的缺点可以举出，从沉降颗粒物的水平通量的掌握的观点来看，如果在低风速时因吸引带来的沉降颗粒物的捕集量较大，则外气风速与沉降颗粒物捕集量变得无关，所以精度变低。
所以，虽然在本实施方式中进行吸引，但考虑到上述缺点，应使吸气口9中的大气吸引量比向颗粒物采取口1内的外气风速带来的自由的流入大气量小。即，应使吸气口9中的大气吸引量比下风侧外气流入口10中的大气流出量小。只要进行吸引，在无风时就不能满足该条件。
但是，在气象观测上一般被看作无风的不到1m/s的风速下，原本将沉降颗粒物的水平通量作为问题的情况较少。在BSNE中也是，如果风速不到1m/s则外气流入口10的朝向不追随于风向，所以不能得到正确的沉降颗粒物水平通量。例如通过在外气风速1m/s的条件下设定吸引量以满足上述的吸引量条件，能够不发生实用上的问题而测量沉降颗粒物的水平通量。具体而言，将特定的形状的颗粒物采取口1配置在风洞等的均匀流中，以特定的吸引流量从吸气口9进行吸气。此时，通过红外线流速计等计测从下风侧外气流入口10流出的大气流量。通过将该计测值换算为流量，能够判断在该形状的颗粒物采取口中该吸引流量是否适当。
(连续式颗粒物量计测装置6)
在连续式颗粒物量计测装置6中，可以使用市售的各种颗粒物量计测装置。在作为颗粒物量而计测质量的情况下，能够使用可以定期地更换颗粒物捕集过滤器的、市售的β射线吸收型质量计测机等进行高精度的质量测量。在作为颗粒物量只要单单求出定性的颗粒物量的多寡就可以的情况下，可以使用市售的光透过式粒子浓度计。进而，以通过手动进行频繁的颗粒物捕集过滤器更换为前提，也可以使用低流量取样器模拟地作为连续式颗粒物量计测装置。
在流入到这些装置中的大气中，严格地讲，除了沉降颗粒物以外，还含有更微小的SPM等的粒子。在预先已知该SPM粒子的质量浓度与沉降颗粒物的质量浓度相比足够小的环境下，也可以将由这些装置测量出的颗粒物质量看作沉降颗粒物质量。此外，在不能忽视SPM的质量浓度的情况下，例如在β射线吸收式质量计测机中，通过将颗粒物捕集过滤器的孔径设定得较大，能够仅捕集粗大的颗粒物(例如直径10μm以上)。通过用该方法计测捕集物的质量，能够仅计测沉降颗粒物的质量。
将由计测每单位时间颗粒物量的连续式颗粒物量计测装置6时间序列地计测的颗粒物量计测值显示在未图示的显示器上，或者记录到未图示的记录装置中而能够事后参照数据，或者通过未图示的传送装置对远程的接收装置进行数据传送。在这些哪种方法中都能够使用以往技术。例如，作为显示装置可以使用监视器。作为记录装置可以使用打印机或硬盘装置等。作为传送装置可以使用能够连接到LAN上的计算机。
(风箱或压缩机7)
这些装置可以原样利用以往技术。例如，可以使用离心式风箱或压缩机、轴流式风箱或压缩机、或者体积型风箱或压缩机。
(排气口8)
排气口8是将吸引到本实施方式的沉降颗粒物水平通量的连续计测装置内部的大气向系统外排气的部位。排气口既可以是具备开口的单纯的管，也可以为了提高耐气候性而做成百叶窗构造。
(沉降颗粒物量水平通量的计算方法)
通过用由连续式颗粒物量计测装置6计测的每单位时间沉降颗粒物量除以外气流入口的有效开口面积，能够计算沉降颗粒物量水平通量值。本实施方式中的外气流入口有效开口面积，是外气流入口中的外气实际流入的开口面积的、向相对于风向的垂直面的投影面积的合计，具有装置固有的值。为了确定外气流入的开口，例如只要将本装置配置在风洞内，通过在一定风速条件下测量颗粒物采取口1附近的流场，来判断各个外气流入口中的外气流入的有无就可以。
此外，一般通过颗粒物采取口1的空气阻力，外气流入口开口处的外气的流入平均流速比外气的风速小，结果，与外气一起流入到颗粒物采取口1中的沉降颗粒物质量也比外气以外气风速流入到颗粒物采取口1中的情况少。即，颗粒物采取口1中的沉降颗粒物捕集效率一般为比100％低的值。所以，在计算沉降颗粒物量水平通量时，也可以用通过上述方法计算出的沉降颗粒物量水平通量除以预先求出的沉降颗粒物捕集效率来修正沉降颗粒物量水平通量值。作为预先求出沉降颗粒物捕集效率的方法，例如也可以使用以下的方法。首先，将本装置配置到风洞内，从上游将特定种类的沉降颗粒物以一定浓度释放一定时间。此时，求出被本装置捕集的每单位时间的沉降颗粒物质量、通过上述方法求出的外气流入口有效开口面积、以及风洞内的沉降颗粒物量水平通量的平均值。使用该平均值，通过以下的式子计算沉降颗粒物捕集效率。
设为[沉降颗粒物捕集效率]＝[被本装置捕集的每单位时间沉降颗粒物质量]/([外气流入口有效开口面积]·[风洞内的沉降颗粒物量水平通量的平均值])就可以。风洞内的沉降颗粒物量水平通量的平均值通过非专利文献2中记载的方法等求出就可以。这里，所谓“特定种类”，既可以是多种沉降颗粒物种的混合物(预先指定就可以)，此外也可以按照每种颗粒物实施多个试验。例如，也可以在计测地点模拟代表性的颗粒物结构率来试验。
在以上的沉降颗粒物量水平通量的计算时，既可以将未图示的运算装置设置在装置内而与连续式颗粒物量计测装置用数据通信线连接，上述运算装置接收连续式颗粒物量计测装置的颗粒物量测量值，上述运算装置基于该测量值计算及记录沉降颗粒物量水平通量，也可以使用连续式颗粒物量计测装置的颗粒物量测量值在事后离线地计算。
此外，在本实施方式中，与外气的风速无关，捕集到的沉降颗粒物量与外气中的沉降颗粒物量水平通量成比例。因而，在以沉降颗粒物量水平通量的倾向管理为目的而不需要沉降颗粒物量水平通量的绝对值的情况下，也可以预先设定本实施方式的装置中的沉降颗粒物量测量值的基准值，用由本实施方式的连续式颗粒物量计测装置以时间序列得到的沉降颗粒物量测量值除以上述基准值得到的值作为相对的沉降颗粒物水平通量。
(沉降颗粒物发生源的查找)
通过将本装置中的沉降颗粒物量水平通量的时间序列测量值与风等气象条件的时间序列实测值组合分析，能够进行农田或工厂等的沉降颗粒物发生源的查找。例如，可以认为某个时刻的沉降颗粒物量水平通量的测量值对应于从存在于该时刻的风向的上风侧的沉降颗粒物发生源发生的沉降颗粒物。可以推测在检测到更多的沉降颗粒物水平通量时的风向的、存在于上风方向的沉降颗粒物发生源之中，存在该沉降颗粒物水平通量观测地点的主要的发尘源。
[第2实施方式]
使用图14说明本发明的第2实施方式。在第2实施方式中，作为连续式颗粒物量计测装置而使用颗粒(particle)计数器11。颗粒计数器可以使用市售的装置。在市售的颗粒计数器的大部分中，在其内部中具备吸气用的风箱或压缩机，所以在图14中在颗粒计数器11的外部没有特别设置风箱或压缩机。此外，在颗粒计数器中通常具备排气口，所以颗粒计数器11吸引的全部大气及一部分或全部的颗粒物被排出到耐气候性的保护箱体12的内部。被排出到该保护箱体内部的大气及颗粒物通过设在保护箱体上的排气口8自然流出到外气中。此外，在颗粒计数器自身具备耐气候性、或者原本不需要耐气候性的情况下，也可以为不设置保护箱体12的、图15那样的形态(本发明的第3实施方式)。
使用颗粒计数器作为连续式颗粒物量计测装置的优点如下。第1，在颗粒计数器中，可以不将颗粒物暂时捕集而在在大气中流动的状态下非接触地计测颗粒物量(颗粒物个数)。因此，即使在雾等微小的水滴侵入到连续式颗粒物量计测装置内中的情况下，也不易发生因连续式颗粒物量计测装置内部的机器类被水淋湿而造成的故障或测量误差。在该观点中，通过使吸引的大气的一部分循环到装置内部中而将装置内部的机器从吸气大气密封的、市售的保护气套型的颗粒计数器能够得到显著的效果。
第2优点是，颗粒计数器的构造比较简单，风箱或压缩机以外的可动部也较少，所以容易实现装置的小型化，结果，也能够使保护箱体12小型化。在保护箱体较大的情况下，从箱体在与该箱体的代表长度相同程度的距离的范围中，外气流动受到箱体的阻力而较大地偏流。如果在该变流区域中设置颗粒物采取口1，则与没有偏流的情况相比，通过偏流的影响，颗粒物的捕集效率较大地变化。因此，颗粒物采取口1至少需要以保护箱体12的代表长度左右从保护箱体12离开而设置。在较大的箱体的情况下，必须根据该情况而将吸气管5设计得较长。在吸气管5较长的情况下，有可能发生吸气阻力的增大带来的风箱或压缩机的大型化或颗粒物粒子向吸气管内面的附着的对测量的不良影响等的问题。在使用颗粒计数器的情况下，箱体代表尺寸也可以较小，所以也可以减小吸气管5的长度，对于这些问题是有利的。
作为第3优点，可以根据由颗粒计数器检测各个颗粒物时的颗粒物粒子带来的照射光的散射(或反射)量的大小推测检测到的粒子的大致的尺寸。在本实施方式中，仅将作为比较粗大的粒子的沉降颗粒物作为测量的对象。因此，通过将装置设定为，使其仅能够检测照射光散射量较大的粒子(例如相当于直径10μm以上)，能够由颗粒计数器仅计数沉降颗粒物。
[第4实施方式]
使用图16说明本发明的第4实施方式。图16是对图14所示的第2实施方式的装置附加了风速计31和运算装置30的结构。风速计31可以安装在颗粒物采取口1的附近。风速计31既可以直接安装在箱体上，也可以设置独立的架台并在其上设置。作为风速计31，可以使用市售的风杯型风速计或螺旋桨式风速计。本实施方式中的颗粒物采取口1是大致轴对称的形状，所以沉降颗粒物捕集效率的风向依存性较小。因此，并不是一定需要经常对风速计31附加的风向计测功能。将由风速计测量的每单位时间平均风速数据发送给连接在风速计上的记录装置30。此外，该运算装置30也连接在作为连续式颗粒物量计测装置的颗粒计数器11上，将由颗粒计数器11测量的瞬间颗粒物量数据也发送给该运算装置30。作为运算装置30，例如可以使用市售的个人计算机。
将由运算装置30接收到的该时刻的上述瞬间颗粒物量数据及上述每单位时间平均风速数据通过运算装置30执行以下的式子换算为大气中的瞬间沉降颗粒物浓度(瞬间外气中沉降颗粒物浓度)(下述(1)式)。
[瞬间外气中沉降颗粒物浓度]＝[瞬间沉降颗粒物量测量值]/([平均风速测量值]×[有效外气流入口面积])····(1)
这里，所谓“瞬间”，是指一定短时间(例如1分钟或1小时)的连续测量值的平均，或一定短时间中的断续的计测值的算术平均，或某种事件的发生时(例如以一定时间周期起动的时钟)的计测值。
此外，这里所谓的有效外气流入口面积，是外气流入口10中的、被评价为贡献于外气的流入的部分的外气流入口面积的合计。该值通过用由使用流量计的试验等求出的通过颗粒物采取口1内的大气流量除以外气风速而得到。为了求出被评价为贡献于外气的流入的部分的外气风速，只要在各个外气流入口附近配置风向风速计，并测量外气的从该外气流入口的流入量来判断就可以。大气中的沉降颗粒物浓度能够通过上述式子计算的理由是因为，在第1、第2实施方式中，由连续式颗粒物量计测装置6计测的瞬间沉降颗粒物量、即每一定时间计测的颗粒物量如上述那样以较高的精度对应于沉降颗粒物的水平通量。即，因为能够将流入到颗粒物采取口1内的沉降颗粒物的大半吸引到连续式颗粒物量计测装置6中，所以上述计算是有效的。
在以往的使用固定式的颗粒物采取口1的测量的情况下，因为如SPM计中那样沉降颗粒物的捕集效率较低，或者如MWAC中那样给风向风速变动的沉降颗粒物捕集效率带来的影响较大地变动等理由，即使通过与本实施方式类似的方法使用风速计数据计算大气中沉降颗粒物浓度，也不能得到较高的测量精度。此外，在以往技术中想要高精度地测量大气中沉降颗粒物浓度的情况下，例如需要一边追随于外气风向风速一边进行等速吸引等复杂的机构及装置控制。另一方面，在本实施方式中，仅使用固定的颗粒物采取口1、进行一定流量下的吸引的吸气系统、以及通用的风速计，就能够简便且高精度地测量大气中沉降颗粒物浓度。
由运算装置30计算出的上述大气中沉降颗粒物浓度既可以在运算装置上连接未图示的监视器等输出装置而显示，也可以将未图示的记录装置连接在运算装置30上而在该记录装置中保存数据。得到的大气中沉降颗粒物浓度可以单单作为大气中的沉降颗粒物浓度的多寡的指标而用于定点处的倾向管理等，也可以对大气中沉降颗粒物浓度乘以另外求出的沉降颗粒物的平均沉降速度而换算为沉降颗粒物速度。
实施例
(实施例1)
使用将图9A～9D所示的构造的颗粒物采取口应用到图8的结构中的装置，在室外实施沉降颗粒物水平通量的连续测量。
在颗粒物采取口1的侧壁2上，使用JIS规格不锈钢制渐缩管5K、1-1/2×1/2的渐缩管(渐缩管上端部外径：48mm、下端部外径：21.7mm、轴向长度63mm)，对该管壁从上端在周向上加工8处宽度3mm、深度7mm的开口，作为外气流入口10。同样，从管壁的上端在周向上加工4处宽度4mm、深度25mm的开口，在其中插入4片宽度40mm、长度25mm、厚度4mm的不锈钢平板，将其作为分隔板4。将分隔板用螺钉拧紧固定在直径150mm、厚2mm的不锈钢圆板的顶板3上。因而，顶板3直径与侧壁2上端直径的差为102mm。在顶板3与侧壁2上端、以及侧壁2与分隔板4间的连接中使用环氧类树脂粘接剂进行结合及密封。通过在上述侧壁2的下端、即吸气口9上焊接直径1英寸的不锈钢管，再在上述不锈钢管的下端经由不锈钢制渐缩管焊接外径6mm的不锈钢管，将这些不锈钢管作为吸气管5。
作为连续式颗粒物量计测装置6而使用市售的β射线吸收型质量计测机，将上述吸气管5的下端插入到β射线吸收型质量计测机的流入口中并固定。在β射线吸收式质量计测机的内部设有颗粒物的捕集过滤器，将流入到β射线吸收式计测机中的大气中的大半的沉降颗粒物捕集到上述捕集过滤器上。将在上述捕集过滤器上捕集的沉降颗粒物的每1小时的质量测量值的增量作为沉降颗粒物捕集测量值向未图示的个人计算机每1小时经由通信线进行数据传送。在上述个人计算机的内部，用发送来的上述每1小时的沉降颗粒物捕集量测量值除以时间(1小时)及预先登录的外气流入口有效面积，求出该测量时刻的沉降颗粒物的水平通量测量值。将该值记录、保存到个人计算机内部的硬盘中。上述测量时刻采用使用内置在个人计算机中的时钟由个人计算机识别的、测量值的接收时刻。这样，记录了沉降颗粒物的水平通量的时间序列数据。
通过了上述捕集过滤器的全部的大气和微小的颗粒物从β射线吸收型质量计测机的流出口流出。在上述流出口上，经由通气管26连接着市售的隔膜式压缩机7，通过上述隔膜式压缩机7驱动从上述颗粒物采取口1通过上述β射线吸收型质量计测机的气流。这里，将吸气流量设定为2L/min。上述通气管连接在作为设有用来避雨的百叶窗的开口的排气口8上，将吸引到装置内的大气及一部分的颗粒物从上述排气口8向系统外排气。上述β射线吸收式质量计测机6、隔膜式压缩机7、及通气管26收容在具备耐候性的、作为熔融镀锌钢板制的边长1m的立方体的箱的箱体12的内部中。此外，将露出在吸气管5的箱体12上部的长度设为700mm。装置的重量是120kg。
室外试验的方法为以下这样。选择没有降雨的日子，将本装置设置到周围不存在高到200m的障碍物的地上5m的作业平台上，实施12小时连续测量。
为了比较，相邻于本装置而设置能够手动变更吸气口方向和吸气流速的高流量取样器和风向风速计，使用它们手动地在试验时间中维持等速吸引。即，在通过目视确认上述风向风速计的瞬间的测量值后，通过手动使上述高流量取样器的吸气口方向与上述风向测量值一致。与此同时，使上述高流量取样器的吸引流速与上述风速测量值一致。将该作业在实验中一直实施。将高流量取样器的颗粒物捕集过滤器每1小时更换，通过离线手动地测量其质量，求出每1小时的颗粒物捕集质量。通过用该值除以时间(1小时)及高流量取样器吸气口开口面积，换算为该捕集时刻的沉降颗粒物的水平通量。另外，在本实施例的测量值点进行事前调查，确认了该地点的大气中的SPM质量浓度与沉降颗粒物质量浓度相比足够小。所以，在本实施例中，各计测机中的颗粒物捕集量可以看作全部是沉降颗粒物捕集量。
结果，用由本装置每单位时间捕集到的沉降颗粒物质量除以有效外气流入口面积而求出的沉降颗粒物量(质量)水平通量测量值平均是0.15mg/m2s。相对于此，高流量取样器的测量值与本装置中的测量值间的同时刻下的差是平均0.02mg/m2s、标准偏差0.01mg/m2s，较小，可以确认在本装置中能够以相当于等速吸引的高精度测量颗粒物量(质量)的水平通量。
这里，说明外气流入口的有效开口面积的计算方法。对于多个外气流入口，分别计算外气流入的开口面积的、向相对于风向的垂直面的投影面积，将该合计定义为有效开口面积。为了确定外气流入的开口，将本装置配置到风洞内，从侧面给予一定风速，测量16处的外气流入口的附近的风向，将作为在平均上外气流入到颗粒物采取口内的方向的外气流入口作为用来计算有效面积的对象。在各种风向条件下进行测量，结果，外气流入口的有效开口面积在平均上是单独的外气流入口开口面积的1.6倍。
该方法是最严格的外气流入口的有效开口面积的计算方法，但在对沉降颗粒物的水平成分测量值求出的精度可以更低的情况下，或者在也包括在有效开口面积计算时发生的误差而用沉降颗粒物捕集效率修正的情况下，也可以是更简便的有效开口面积的定义。例如，也可以为外气流入口中的、在中心轴的垂直面内平均存在于距中心轴70°的范围内的外气流入口的面积的合计。这是因为，如上所述，在开口面相对于风向的法线为35°以下的情况下，外气从其外气流入口平均地流入到颗粒物采取口内的情况较多。此外，也可以更单纯地将单一的外气流入口的面积作为有效开口面积。此外，也可以将这些的面积的、向相对于风向的垂直面的投影面积作为有效开口面积。在通过这些定义做出的有效开口面积值之间能够相互容易地变换，所以只要预先明确地指定有效开口面积的定义就足够。
另外，使用高流量取样器的等速吸引进行的颗粒物量计测的精度较高。但是，在设备侧必须手动地变更装置的朝向和吸引流量方面，必须将捕集过滤器通过手动频繁地更换。在这些方面，在连续计测中采用高流量取样器从计测所需要的人工费的观点看本来是不适当的。
(比较例1)
使用图6A～6B所示的以往型的SPM计测装置，该SPM计测装置具备颗粒物采取口1和上述颗粒物采取口1的下端的旋流器，仅将吸引大气中的沉降颗粒物捕集到另外设置的捕集容器上。该SPM计测装置是市售的β射线吸收式质量计测型连续式SPM计测装置。使计测装置以外的条件全部与实施例1同样，实施比较例1的试验。将上述捕集容器每1小时更换，将捕集到的沉降颗粒物回收，将其质量在试验后离线地测量。将该测量值作为每1小时的沉降颗粒物捕集质量测量值。将由本装置测量的上述沉降颗粒物捕集质量测量值与并设在本装置中的作为比较计量器的进行等速吸引的高流量取样器中的沉降颗粒物捕集质量测量值比较。在该两测量值的比较时，为了反映本装置与高流量取样器间的颗粒物采取口1的外气流入口10的开口面积差的影响，在设本装置中的沉降颗粒物捕集效率为100％时，将上述高流量取样器得到的沉降颗粒物捕集质量测量值修正，以使本装置中的沉降颗粒物捕集质量测量值与上述高流量取样器得到的沉降颗粒物捕集质量一致。
通过比较例1的装置计测每1小时的沉降颗粒物质量测量值，通过与实施例1同样的方法计算沉降颗粒物水平通量计算值。将该结果与上述高流量取样器得到的每1小时的沉降颗粒物捕集质量测量值的计测值、以及根据上述沉降颗粒物捕集质量测量值计算出的沉降颗粒物水平通量计算值比较。结果，由比较例1得到的值是由高流量取样器得到的值的约5％的值，并且两测量值间的相关系数也较低为0.4。另外，在求出外气流入口的有效开口面积时，由于该装置的开口遍及整周为单一的，所以进行风洞实验，求出在外气流入口内外气平均性地流入的部分。将外气流入口内的该部分的、向相对于风向的垂直面的投影面积作为有效开口面积。本比较例的装置结构除了颗粒物采取口1的形状以外，实质上与实施例1是同样的。此外，如上所述，在实施例1中，能够高精度地测量沉降颗粒物的水平通量。因而，在使用以往型的颗粒物采取口的情况下，可知不能高效率地捕集沉降颗粒物。
(实施例2)
作为实施例2，使用图14所示的有关本发明的第2实施方式的装置结构，实施室外的连续测量试验。在该装置中，使用与实施例1同样的颗粒物采取口。但是，在该装置中，代替实施例1中的连续式颗粒物量计测装置6和风箱或压缩机的结构，使用颗粒计数器11。
该颗粒计数器是保护气套型，具备在标准玻璃校正粒子换算中对直径10μm以上、50μm以上、以及100μm以上的3个等级的大气中粒子进行计数的功能。
这里，在标准玻璃校正粒子换算中，将直径超过10μm(也包括上述50μm以上及上述100μm以上的粒子)的粒子看作对应于沉降颗粒物。具备耐气候性的箱体12为熔融锌钢板制的边长为300mm的立方体的箱。设露出到吸气管5的箱体12上部的部分的长度为100mm。
通过以下的方法，计算沉降颗粒物量(即，在本装置中为沉降颗粒物数)的水平通量。用颗粒计数器计测每1分钟的沉降颗粒物数，每1分钟将该结果向个人计算机(未图示)经由通信线传送。在上述个人计算机中，用上述沉降颗粒物数除以时间(1分)及预先登录的有效外气流入口开口面积而换算为沉降颗粒物数的水平通量。将求出的时刻的上述沉降颗粒物数水平通量记录、保存到个人计算机的硬盘中。
本装置的重量是20kg。本装置的设置场所与实施例1同样。测量期间在也包括下雨的时刻的气象条件下为1个月期间。其中，在雨天以外的特定日子的6小时中实施水平通量的测量。
结果，本装置中的直径超过10μm、50μm以上、以及100μm的每1小时沉降颗粒物计测数都表示出与比较用的等速吸引装置中的沉降颗粒物量(质量)水平通量测量值较强的正的相关(相关系数0.7以上)。这里，用上述每1小时沉降颗粒物计测数除以有效外气流入口面积，计算出沉降颗粒物量(颗粒物数)水平通量。因而，使用本装置测量及计算的沉降颗粒物量(颗粒物数)水平通量表示出与沉降颗粒物量(质量)水平通量较高的相关。使用等速吸引装置测量及计算出的沉降颗粒物量(质量)水平通量值一般已知为可靠性较高。因此，通过本实施例，能够确认本装置的沉降颗粒物量水平通量的测量精度的妥当性。
此外，包括雨天时，没有发生本装置的故障，可以确认本装置的良好的耐候性。与此同时，本装置能够完全自动地运转。在本测量期间中，存在相当的降雨量，也确认了向装置内的雨滴的一部分的流入。但是，颗粒计数器在原理上只要没有非常大量的雨滴进入到装置内就不会故障。因而，在本试验中，即使在降雨中装置也不会故障。
(实施例3)
在实施例2中，外气流入口10的轴向长度(深度)是7mm，分隔板4的轴向长度是25mm。
因而，[分隔板4的轴向长度]/[外气流入口10的轴向长度]的值L2为25/7＝3.57。
另一方面，在实施例3中，设分隔板4的轴向长度为7mm，使其以外的条件全部与实施例2同样而构成装置。在实施例3的结构中，L2为7/7＝1.00，该值比2小。
并设实施例2的装置和实施例3的装置，同时进行沉降颗粒物测量试验。结果，实施例2的装置的粒子采取口内的吹通更少，沉降颗粒物的捕集效率更高。每单位时间的沉降颗粒物平均检测数、以及通过与实施例3同样的方法计算出的沉降颗粒物量(颗粒物数)水平通量值是实施例2的装置中的值的约40％。除此以外还进行许多试验，进行同样的计算，结果，在L2是2以上的情况下，以更高效率测量出沉降颗粒物量。
(实施例4)
在实施例4的装置中，将分隔板4的轴向长度设为颗粒物采取口的轴向长度的80％(50.4mm)。使其以外的条件全部与实施例2同样，与实施例2的试验同时，用与实施例2的装置并设的装置进行试验。结果，沉降颗粒物捕集效率参数的值在实施例2中更高，沉降颗粒物的捕集效率也更高。每单位时间的沉降颗粒物平均检测数、以及通过与实施例2同样的方法计算出的沉降颗粒物量(颗粒物数)水平通量值，实施例4的数值是实施例2的装置中的值的约30％。
(实施例5)
在实施例5的装置中，设顶板3直径与侧壁2上端直径的差为30mm，使其以外的条件全部与实施例2同样，在与实施例2的试验同时，用与实施例3的装置并设的装置进行了试验。结果，在1日的降雨量为20mm、最大风速为8m/s的日子里，侵入到颗粒计数器11的内部中的雨滴积存在颗粒计数器内部，从通气流路溢出。雨水使颗粒计数器的受光传感器部浸水而故障停止。另外，没有故障的时刻的每单位时间的沉降颗粒物平均检测数、以及通过与实施例2同样的方法计算出的沉降颗粒物量(颗粒物数)水平通量值与实施例2的装置中的值一致。
(实施例6)
使颗粒物采取口1与实施例2相似，将各尺寸设为2倍，使除此以外的条件全部与实施例2同样而进行试验。结果，每单位时间的沉降颗粒物平均检测数、以及通过与实施例2同样的方法计算出的沉降颗粒物量(颗粒物数)水平通量值是实施例2的装置中的值的约4倍。
(实施例7)
在实施例2的装置的箱体12内部装入市售的作为小型个人计算机的运算装置30。此外，准备与颗粒计数器11用通信线连接、并且具备模拟电压输出端子的市售的风杯型风速计31。将上述风杯型风速计31安装到箱体12的外部，将上述风速计31的模拟电压端子与小型个人计算机间用通信线连接。使用该结构，将沉降颗粒物的外气中瞬间浓度用上述小型个人计算机计算及记录。此外，作为用于比较的计测装置，将图5所示的形式的市售的连续式颗粒物量计测装置与本装置并设，同时进行沉降颗粒物的铅垂通量的连续测量。使除此以外的条件全部与实施例2同样，与实施例2的试验同时，用与实施例2的装置并设的装置进行了试验。
在上述个人计算机与颗粒计数器间的通信中使用基于RS232C的通信，通过颗粒计数器内部的运算装置的处理，从颗粒计数器每1分钟将每1分钟的粒子检测数经由上述通信线向小型个人计算机发送。将上述发送来的上述数据通过装备在上述小型个人计算机中的驻留软件的处理接收，并且将上述每1分钟的粒子检测数与上述小型个人计算机接收到数据的时刻一起记录到设在上述小型个人计算机中的硬盘上。在上述个人计算机接收到数据的时刻使用上述个人计算机内置的时钟的数据。
此外，在小型个人计算机中设置AD变换输入端子，将与上述风速计的模拟电压端子之间用同轴电缆连接，通过上述小型个人计算机的驻留软件的处理，进行如下处理，即，通过每1秒将上述风速计的模拟端子的瞬间电压值用上述小型个人计算机AD变换并乘以规定的换算系数来计算每单位时间的平均风速值。
进而，通过上述小型个人计算机的驻留软件的处理，将上述每1秒的单位时间的平均风速值每1分钟进行平均化，将其结果作为每1分钟的风速值数据，与个人计算机的时钟的该时刻一起记录到上述小型个人计算机内的硬盘中。接着，使用(1)式计算外气中沉降颗粒物浓度。即进行以下的处理：在上述小型个人计算机中，每1分钟通过起动的软件的处理，用记录在上述小型个人计算机的硬盘中的每1分钟的粒子检测数除以对应于同一时刻的上述每1分钟的风速值，乘以基于(1)式的规定的比例常数。将该结果的值作为该时刻的每1分钟的外气中沉降颗粒物浓度值，与该时刻一起记录到上述个人计算机的硬盘中。
结果，由本装置计测的上述外气中沉降颗粒物浓度值的每1小时的平均值相对于作为比较计量器的连续式颗粒物量计测装置的每1小时的沉降颗粒物铅垂通量测量值表现出相关系数0.7较高的相关。如上所述，沉降颗粒物铅垂通量与风速无关而与外气中沉降颗粒物浓度成比例，所以可以将上述连续式沉降颗粒物量计测装置得到的沉降颗粒物铅垂通量测量值看作对应于瞬间的外气中沉降颗粒物浓度的多寡。因而，可知通过使用本装置能够计测瞬间的外气中沉降颗粒物浓度的多寡。
以上，参照附图对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于该例子。如果是本领域的技术人员，则显然在权利要求书所记载的范畴内能够想到各种变更例或修正例，这些变更例、修正例也属于本发明的技术范围。
工业实用性
根据本发明，能够使用简单的构造以1分钟左右的短周期高精度地进行沉降颗粒物的水平通量连续计测。此外，除此以外，在本发明的一形态中，能够实现在雨天时也能够无故障地测量的全天候型大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置。
标号说明
1颗粒物采取口
2侧壁
3顶板
4分隔板
5吸气管
6连续式颗粒物量计测装置
7风箱或压缩机
8排气口
9吸气口
10外气流入口
11颗粒计数器
12箱体
13减风区域
14阻挡板
15外气的大气流动
16被吸引的大气流动
17通过颗粒物采取口内的大气流动
18外气中的沉降颗粒物
19被捕集的沉降颗粒物
20通过颗粒物采取口内的沉降颗粒物
21底板
22支柱
23叶片
24旋转轴
25捕集容器
26通气管
27扇状小区域
27’大气流入的扇状小区域
27”另一扇状小区域
28减风区域水平截面积
29减风区域长度
30运算装置
31风速计
32粒子捕集器
33金属网

Claims (8)

1.一种大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置，是连续地计测大气中的沉降颗粒物的水平通量的装置，其特征在于，具备：
颗粒物采取口，具有顶板、侧壁、及4片以上的分隔板；
吸气管；
连续式颗粒物量计测装置，连续地计测每单位时间的颗粒物量；
风箱或压缩机；以及
排气口；
流路按照上述颗粒物采取口、上述吸气管、上述连续式颗粒物量计测装置、上述风箱或压缩机、上述排气口的顺序连结，以使吸气串行地流通；
上述侧壁是具有铅垂方向的中心轴、朝向上方扩大的具有本质上为圆锥台或多边形锥台的侧面的形状的板；
在上述侧壁的下端具有与上述吸气管连接的吸气口，在上述侧壁的上端附近的一定的高度上具有在上述侧壁的周向上以一定间隔配置的4处以上的开口的外气流入口；
上述顶板具有本质上为圆板的形状，其直径比上述侧壁的上端部的水平截面的直径大，其中心轴与上述侧壁的中心轴一致，与上述侧壁的上端相接地连接；
4片以上的上述分隔板是配置在铅垂面内以将由上述侧壁包围的空间在水平截面中分割为均等的大小的扇状区域、并在中心轴上相互连接的4片以上的相同高度的平板；
上述各分隔板相对于上述侧壁及上述顶板无间隙地连接。
2.如权利要求1所述的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置，其特征在于，
上述顶板具有比上述侧壁的上端部更向外侧伸出的屋檐部；
如果设
(外气的代表风速/想要捕集的沉降颗粒物的自由下落速度)×顶板下表面与外气流入口下端间的轴向长度
为式1，则
上述屋檐部的沿着上述顶板的半径方向的长度比上述式1小。
3.如权利要求1或2所述的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置，其特征在于，
由上述连续式颗粒物量计测装置和上述风箱或压缩机构成颗粒计数器。
4.如权利要求1或2所述的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置，其特征在于，还具备：
风速计，测量外气的每单位时间的平均风速；
运算装置，将由上述风速计测量的平均风速值及由上述连续式颗粒物量计测装置测量的瞬间沉降颗粒物量测量值作为输入值取入，并且基于下述的式2计算瞬间外气中沉降颗粒物浓度，
式2：瞬间外气中沉降颗粒物浓度＝
上述瞬间沉降颗粒物量测量值/(上述平均风速测量值×上述外气流入口的有效开口面积)
以及
输出装置，记录或显示由上述运算装置计算出的瞬间外气中沉降颗粒物浓度。
5.如权利要求1或2所述的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置，其特征在于，
上述各分隔板的沿着上述侧壁的轴向的长度是上述外气流入口的上述侧壁的轴向长度的2倍以上。
6.如权利要求1或2所述的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置，其特征在于，
上述各分隔板的沿着上述侧壁的轴向的长度是上述颗粒物采取口的轴向长度的0.5倍以下。
7.如权利要求1或2所述的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置，其特征在于，
上述风箱或压缩机将与空气一起流入到上述颗粒物采取口中的沉降颗粒物的一部分或全部与上述颗粒物采取口内的上述空气的一部分一起吸引，从上述吸气口通过上述吸气管导入到上述连续式颗粒物量计测装置中之后，使上述吸引的空气从上述排气口流出。
8.一种大气中的沉降颗粒物水平通量的计测方法，是使用权利要求1或2所述的大气中的沉降颗粒物水平通量的连续式计测装置的大气中的沉降颗粒物水平通量的计测方法，其特征在于，
计算用每单位时间被捕集的沉降颗粒物量除以上述外气流入口的有效开口面积的值，作为沉降颗粒物的水平通量。
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