JP2002188992A - 粉塵濃度計 - Google Patents

粉塵濃度計

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JP2002188992A
JP2002188992A JP2000390688A JP2000390688A JP2002188992A JP 2002188992 A JP2002188992 A JP 2002188992A JP 2000390688 A JP2000390688 A JP 2000390688A JP 2000390688 A JP2000390688 A JP 2000390688A JP 2002188992 A JP2002188992 A JP 2002188992A
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dust
dust concentration
filter
concentration meter
air
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Mitsumasa Ogasawara
光雅 小笠原
Toshishige Hayashi
利成 林
Koji Hasegawa
浩司 長谷川
Sadao Hasegawa
貞雄 長谷川
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Obayashi Corp
Tanizawa Seisakusho Ltd
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Obayashi Corp
Tanizawa Seisakusho Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間連続測定が可能で、吸込んだ粉塵によ
る計測能力の低下が少なく、またその濃度データを時刻
データとともに長期にわたり蓄えられるようにした粉塵
濃度計を提供する。 【解決手段】 AC100V電源によって粉塵濃度を計
測する粉塵濃度計10である。ケーシング12に、吸引
用のポンプ28の駆動により外気を導入するとともに、
遠心効果により塵埃を粗大粉塵と吸入性粉塵に分別する
サイクロン24と、分別された吸入性粉塵を光透過式に
計測する計測室40と、計測室40から排気された空気
の一部をフィルタ34を介して再度計測室40に循環さ
せ、シースエア効果により計測室内を常時清浄に保持す
るための循環用ポンプ30と、計測された粉塵濃度を表
示するための濃度表示部14を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばトンネル坑
内の粉塵測定などに好適な粉塵濃度計に関する。
【0002】
【従来の技術】トンネル坑内は閉空間のうえ、削岩、発
破作業、コンクリート吹付けなどによる粉塵が発生しや
すく、坑内の粉塵濃度を管理することは重要な課題の一
つとなっている。このため、現在では、トンネル坑内の
掘削時などに発生する粉塵濃度の測定をポータブル式粉
塵計を持込んで行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の粉塵計にあっては、吸引、排出などの可動部
が多い一方で、吸込んだ粉塵によって順次計測能力が低
下するため、長時間連続測定をおこなうことができず、
トンネル坑内での実際の使用は、スポット的な検査測定
のみにとどめられており、作業の進捗に合わせたリアル
タイムでの測定は出来ず、さらに測定記録を保存するな
どのことは行われていなかった。また、内部の粉塵のた
まり具合をチェックし、内部の掃除を頻繁に行わなけれ
ばならなかった。
【0004】本発明は、以上の課題を解決するものであ
って、その目的は、吸込んだ粉塵による計測能力の低下
が少なく、長時間連続測定が可能で、またその濃度デー
タを時刻データとともに長期にわたり蓄えられるように
した粉塵濃度計を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、吸引用のポンプの駆動によ
り外気を導入するとともに、遠心効果により塵埃を粗大
粉塵と吸入性粉塵に分別するサイクロンと、分別された
吸入性粉塵を光散乱式に計測する計測室と、計測室から
排気された空気の一部をフィルタを介して再度計測室に
循環させ、シースエア効果により計測室内を常時清浄に
保持するための循環用ポンプと、計測された粉塵濃度を
表示するための濃度表示部とをケーシング内に一体化し
て成ることを特徴とする。
【0006】以上の構成により本発明の粉塵濃度計で
は、サイクロンにより吸入性粉塵のみが取入れられるた
め、フィルタの早期目詰りが防止できるとともに、計測
室内はシースエア効果により常時清浄に保たれているた
め、経時変化による計測能力の低下も防止できる。
【0007】本発明のうち請求項2に記載の発明では、
前記吸引用ポンプは計測室の下流に配置されているとと
もに、その前段にフィルタを設けたことを特徴とする。
従って、本発明ではポンプの早期目詰りも防止できる。
【0008】本発明のうち請求項3に記載の発明では、
前記循環用ポンプは前記吸引用ポンプとフィルタとの間
に分岐配管された配管系に接続され、フィルタを介して
濾過された清浄空気を前記計測室内に供給することを特
徴とする。従って、本発明では、二つのフィルタを通じ
て濾過された清浄空気を計測室内に流通させるため、計
測室内は高い清浄度に保持される。
【0009】本発明のうち請求項4に記載の発明では、
前記サイクロンおよび各フィルタは、前記ケーシングの
外側に脱着可能に設けられていることを特徴とする。従
って、本発明では、メンテナンス及び交換作業が簡単で
ある。
【0010】本発明のうち請求項5に記載の発明では前
記各フィルタの目詰り検出手段と、検出結果により警報
出力を発生する警報手段を備えたことを特徴とする。従
って、本発明では、フィルタ交換時期が自動的に告知さ
れる。
【0011】本発明のうち請求項6に記載の発明では、
計測された粉塵濃度を時刻データと対をなして記憶する
記憶手段を備え、記憶手段の記憶内容はデータ転送手段
を介して外部機器に転送可能であることを特徴とする。
従って、本発明では、時々刻々の濃度表示のみでなく、
記録も取れ、またパソコンなどの外部機器によりデータ
の加工、保存が可能である。
【0012】本発明のうち請求項7に記載の発明では、
粉塵濃度が限界値を上回った場合に警報出力を発生させ
る警報手段を備えたことを特徴とする。従って、本発明
では、警報の発生により粉塵濃度が環境値を上回ったこ
とを知ることができ、作業員の待避や、作業の中止の判
断材料となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図1
は、本発明に係る粉塵濃度計の外観構成を示すものであ
る。この濃度計10は、箱形ケーシング12の前面に、
大型の粉塵濃度表示器14と、その下部にはアラームラ
ンプ16,18、電源スイッチ20および測定開始/停
止スイッチ22が配置されている。ケーシング12の上
面には最初の空気取入口となるサイクロン24が取付取
外し可能に配置され、同じく上面に突出する粉塵入口と
なるパイプ26に図示しないチューブなどを介して接続
される。
【0014】ケーシング12の内部には外気取入れ用の
第一のポンプ、および空気循環用の第二のポンプ28,
30が配置され、各ポンプ28,30には、ケーシング
12の一側部に取付取外し可能に配置された第一、第二
のフィルタ32、34に接続されている。また、ケーシ
ング12の底面にはAC100V端子36並びに外部表
示器接続用端子38が配置されている。
【0015】図2は、以上の濃度計10の内部における
空気流通系統を示すもので、第一のポンプ28の駆動に
より、サイクロン24内に導入された外部空気はその遠
心効果によって、粗大粉塵が除去され、吸入性粉塵を含
有する空気のみが所定流量で計測室40内に取入れら
れ、ここで粉塵濃度の計測がなされる。計測室40から
排出された空気は、ポンプ保護用の第一のフィルタ32
を通じて第一のポンプ28および流量制御器42を通じ
て外部に排出される。
【0016】また、第一のフィルタ32とポンプ28と
の間には分岐配管が接続され、この配管は、第二のポン
プ30、流量制御器44および第二のフィルタ34を通
じて濾過された清浄空気を計測室40内に供給し、この
シースエア効果によって常時計測室40内を清浄雰囲気
に保つことで、計測能力の低減を防止している。以上の
配管系における空気流通速度は、例えば2L/minにな
るよう、各ポンプ動力と流量調整器の絞りが設定されて
いるなお、図中P1〜P4は、各フィルタ32,34およ
び流量制御器42,44と平行に配置された圧力センサ
であり、各フィルタ32,34並びに流量制御器42,
44が目詰りを生ずるとセンサがこれを検知し、アラー
ムランプ16,18を点滅させることでフィルタ交換時
期、あるいはメンテナンス時期を表示する。因みに、第
一のフィルタ32の交換時期は連続使用で約二週間、第
二のフィルタの交換時期は約一ヶ月である。また、サイ
クロン24の洗浄は約一ヶ月であり、いずれも取付取外
し可能であるため、そのメンテナンスは簡単である。
【0017】図3は、同濃度計10の電気的構成を示す
ものである。なお同図では、説明の理解を高めるために
ディスクリート方式で描いているが、ワンチップマイク
ロコンピュータおよびその周縁回路を用いた方式に代替
できることは勿論である。また、電源回路、ポンプの駆
動回路、スイッチ回路なども図示を省略する。
【0018】図において、計測室40のケーシング内に
は空気流路を挟んで光源であるレーザダイオード50お
よび受光部となるフォトダイオード52が配置され、ダ
イオード50の点灯により塵埃を含んだ空気の流通によ
る側方散乱光方式によりその透過光量をフォトダイオー
ド52により検出する。検出された値は、増幅部54、
A/D変換部56を通じて濃度換算部58に入力され、
ここで粉塵濃度(mg/m)に換算されるとともに、
タイマ60からの入力を受けて一秒毎にその計測値を更
新して前記粉塵濃度表示器14にその値をデジタル表示
させる。
【0019】また、計測値は比較部62に入力され、設
定部64で設定された上限値と入力された値とを常時比
較し、その値が設定値を上回った状態で比較部62から
は警報部66に警報出力を送り、ここより警報が発生さ
れる。この警報は前記アラームランプ16,18の点灯
のほか、ブザーなどの音声を発生させることもできる。
さらに計測値は、積算平均部68により一秒毎のデータ
を一分積算してこの値の平均値を演算した後、この値を
メモリ70内にタイマ60からの時刻データとともに蓄
える。また、メモリ内には付属ソフトにより、前記デー
タに基づく係数換算のデータも記憶される。
【0020】光散乱式粉塵計は、計測される粉塵の組成
により、粉塵に対する感度が異なる。そこで、通常の粉
塵計では秤量法を基準として求められる補正係数K値を
表示値に乗ずることで質量濃度が求められる。従って、
濃度データとともに、計数値を記憶させることによって
さらに正確度を増すことができる。
【0021】メモリ70の記憶容量は内蔵するバックア
ップ用電池などにより電源断であっても20日分あり、
20日を越えた分については、順次初期データが消去さ
れ、新データが上書きされる方式となっている。さら
に、メモリ70は外部接続端子72を通じて外部機器に
データ転送可能であり、例えば図4に概念的に示すごと
く、RS232Cなどのデータ転送ケーブル74を介し
て、濃度計10とパソコン76とを接続することで、メ
モリ70内のデータをパソコン76内に取入れることが
可能である。メモリ70に蓄えられるデータは日付(年
月日)、時刻(時、分、秒)、濃度データ、および係数
値あるが、パソコン76内に予めこの保存形式の読込み
可能な表計算ソフトをインストールしておくことによ
り、数値データより様々な加工が出来、例えば指定日時
の濃度の経時変化を知りたい場合など、図示のごとく横
軸に時間、縦軸に濃度を取った折れ線グラフなどで加工
表示可能であるほか、様々な加工が可能である。
【0022】また、このデータ内容を順次パソコン76
内に保存することで、後々のデータ資源として活用で
き、例えば日毎の作業内容と粉塵発生量との関係、トン
ネル内に対する外気の給排気量と粉塵濃度との解明など
を検証する上で有用である。
【0023】さらに、図3中符号78は前記各圧力セン
サP1〜P4に接続した目詰り検出部であり、この検出部
78に設定された圧力の上限を上回ると、警報部80に
警報出力を発生させるべく指示する。この警報は具体的
には前述のアラームランプ16,18の点灯である。
【0024】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による粉塵濃度計にあっては、長時間連続測定が可能
で、吸込んだ粉塵による計測能力の低下が少なく、また
その濃度データを時刻データとともに長期にわたり蓄え
られるため、トンネル坑の掘削現場におけるリアルタイ
ムでのモニタが可能である。また本発明では、外部のパ
ソコンなどにデータを転送することで、グラフなどに加
工ができ、濃度データの変化の検証などにも有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る粉塵濃度計の外観構成を示す正面
図および側面図である。
【図2】同濃度計の配管系統図である。
【図3】同濃度計の電気的構成を示すブロック図であ
る。
【図4】同濃度計とパソコンの接続例を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
10 粉塵濃度計 12 ケーシング 14 粉塵濃度表示器 16,18 アラームランプ 24 サイクロン 28,30 第一、第二のポンプ 32,34 第一、第二のフィルタ 36 AC100V端子 40 計測室 50 レーザダイオード(光源) 52 フォトダイオード(受光部) 66,80 警報部 70 メモリ(記憶手段) 72 外部接続端子 74 データ転送ケーブル(データ転送手段) 76 パソコン(外部機器) 78 目詰り検出部 P1〜P4 圧力センサ(目詰り検出手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 利成 東京都港区港南2丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 長谷川 浩司 東京都港区港南2丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 長谷川 貞雄 東京都中央区新富2−8−1 株式会社谷 沢製作所内 Fターム(参考) 2G059 AA01 BB09 CC19 EE01 EE02 GG01 KK01 MM03 MM05 MM09 MM10 PP04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸引用のポンプの駆動により外気を導入
    するとともに、遠心効果により塵埃を粗大粉塵と吸入性
    粉塵に分別するサイクロンと、 分別された吸入性粉塵を光散乱式に計測する計測室と、 計測室から排気された空気の一部をフィルタを介して再
    度計測室に循環させ、シースエア効果により計測室内を
    常時清浄に保持するための循環用ポンプと、 計測された粉塵濃度を表示するための濃度表示部とをケ
    ーシング内に一体化して成ることを特徴とする粉塵濃度
    計。
  2. 【請求項2】 前記吸引用ポンプは、計測室の下流に配
    置されているとともに、その前段にフィルタを設けたこ
    とを特徴とする請求項1に記載の粉塵濃度計。
  3. 【請求項3】 前記循環用ポンプは、前記吸引用ポンプ
    とフィルタとの間に分岐配管された配管系に接続され、
    フィルタを介して濾過された清浄空気を前記計測室内に
    供給することを特徴とする請求項1または2に記載の粉
    塵濃度計。
  4. 【請求項4】 前記サイクロンおよび各フィルタは、前
    記ケーシングの外側に脱着可能に設けられていることを
    特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の粉塵濃度
    計。
  5. 【請求項5】 前記各フィルタの目詰り検出手段と、検
    出結果により警報出力を発生する警報手段を備えたこと
    を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の粉塵濃度
    計。
  6. 【請求項6】 計測された粉塵濃度を時刻データと対を
    なして記憶する記憶手段を備え、記憶手段の記憶内容は
    データ転送手段を介して外部機器に転送可能であること
    を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の粉塵濃度
    計。
  7. 【請求項7】 粉塵濃度が限界値を上回った場合に警報
    出力を発生させる警報手段を備えたことを特徴とする請
    求項1〜6のいずれかに記載の粉塵濃度計。
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