JP2004125607A

JP2004125607A - 空気汚れ度検出方法およびそれを用いた送風装置

Info

Publication number: JP2004125607A
Application number: JP2002290057A
Authority: JP
Inventors: Koji Maekawa; 前川　宏司; Ikuo Akamine; 赤嶺　育雄; Hisashi Hiratani; 平谷　壽士; Takashi Kakuwa; 嘉久和　孝
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】簡単な構成で、単に塵埃の量を示すだけでなく、粒径により塵埃の種類をも認識する、空気汚れ度検出方法を提供する。
【解決手段】少なくとも２種以上の粒子径が検出可能であり、出力として捻出した粒子径の捻出信号を発信する光学式の粒子検出手段１１を用い、粒子検出手段からのそれぞれの粒子径検知信号Ｐ１、Ｐ２を読み取り、単位時間当たりの粒子径別の個数濃度と単位時間当たりの通過時間率をそれぞれの算出部１３、１４で算出し、その算出結果により汚れ判断部１５にて通過する空気の汚れ度を判別するものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間中の汚れ成分である浮遊粒子の濃度や種別を判定する汚れ度検出方法及びそれを用いた送風装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気汚れ度検出方法（例えば特許文献１）は、光学式粒子センサからのひとつのしきい値を用いた出力信号を増幅してサンプリング回路にデジタルデータとして入力し、そのサンプリングされたデータを演算回路にて一定時間に渡って平均化し、その平均値とサンプリングデータとの差分を算出して、判定値より大なる差分を有するサンプルの数を算出し、その数に基づいて空気中の汚れ度合いがたばこ煙等の小径の粒子かほこり等の大径の粒子かを分別して判定するという構成の検出方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−５８１１４号公報（特に図２、図４、段落２７−３３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、センサからのひとつの出力信号により、たばこ煙等の小径の粒子かほこり等の大径の粒子かどちらかを分別して判定するものであり、たとえば小径と大径の粒子が混在している場合には双方の存在を分離して認識できないという課題を有していた。
【０００５】
また、演算回路にて一定時間にわたり平均値を算出しながら判別する方式のため、例えば布団を敷いた時に起こるような単発的に出てくるほこりの検出については、即応性の面で不利になるという課題を有していた。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、たばこ煙等の小径の粒子とほこり等の大径の粒子とを同時に判別し、より正確に粒子濃度を検出して、即応性に優れた空気汚れ度検出方法を得ることを目的とする。
【０００７】
さらに本発明は、たばこ煙等の小径の粒子とアレルギーの基となるようなほこり・花粉等の大径の粒子を同時に精度良く判別して検出することにより、使用者のニーズに合った浄化手段付送風装置の運転制御方法を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、少なくとも２種以上の粒子径が検出可能であり、出力として捻出した粒子径の捻出信号を発信する光学式の粒子検出手段を用い、粒子検出手段からのそれぞれの粒子径検知信号を読み取り、単位時間当たりの粒子径別の個数濃度と単位時間当たりの通過時間率を算出し、その算出結果により通過する空気の汚れ度を判別するものである。
【０００９】
上記手段を用いることにより、たばこ煙等の小径の粒子とほこり等の大径の粒子とを同時に判別し、より正確に粒子濃度を検出して、即応性に優れた空気汚れ度検出方法を得られる。
【００１０】
さらに本発明は、上記空気汚れ度検出方法を用いて空気の汚れ度を判別し、その判別結果を基に浄化手段を備えた送風装置を制御するものである。
【００１１】
上記手段を用いることにより、たばこ煙等の小径の粒子とアレルギーの基となるようなほこり・花粉等の大径の粒子とその粒子濃度を検出して送風装置を制御して空気浄化の用に供したり、更には状況に応じて使用者のニーズに合った浄化手段付送風装置の運転制御が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１に本発明実施の形態１である空気汚れ度検出方法を表すブロック線図を示し、図２にはその手法のフローチャートを示し、この２図をもって説明する。
【００１４】
まず図１（ａ）において、少なくとも２種以上（本実施の形態では２種類）の粒子径を検出する光学式分別センサ１１をオンさせると（ステップ２０１）、センサ内部の発光素子からの照射領域を粒子が通過する毎に、それぞれの粒子サイズに対応した散乱光パルス（＝受光信号）Ｐ１、Ｐ２をひとつの受光素子で検出する（なお受光素子は複数あっても可）。負論理パルス方式のセンサにおいては、図１（ｂ）に示すようにセンサ内が無塵時はＨｉ信号となり、汚れ粒子が通過するとＬｏ信号が検出され、Ｐ１信号はある一定値以上（例えば１μｍ以上）のサイズの粒子に反応し、Ｐ２信号はＰ１信号よりも大きな（例えば３μｍ以上）サイズの粒子に反応する。そしてそれぞれの受光信号Ｐ１，Ｐ２をマイコン１２に取り込み（ステップ２０２）、マイコン上１３，１４で単位時間Ｔａ当りのＬｏ信号の回数＝個数濃度Ｎ１、Ｎ２（個／Ｔａ）とＬｏ信号の時間率＝通過時間率Ｌ１、Ｌ２（Ｌ１＝（Σ△Ｌ１（ｎ））／Ｔａ　、Ｌ２＝Σ△Ｌ２（ｎ））／Ｔａ）を算出する（ステップ２０３）。そしてこの個数濃度Ｎ１、Ｎ２と通過時間率Ｌ１、Ｌ２の値をもとに、汚れ判断部１５によって空気の汚れ濃度を判定する。
【００１５】
空気の汚れ濃度の判定方法は、まず１次判定として小径粒子の個数濃度Ｎ１から空気中の小径粒子濃度を判定する（ステップ２０４）。実験により予め最適に設定されたしきい値（Ｎａ、Ｎｂ）をもとに小粒子濃度を、Ｎ１＜Ｎａならレベル１、Ｎａ≦Ｎ１＜Ｎｂならレベル２、そしてＮ１≧Ｎｂならレベル３と判定する（ステップ２０５〜２０７）。なお、レベル１を清浄状態と判定することが一般的であり、またレベルは３段階以上持つことにより、より細かく濃度を判別することができるようになる。
【００１６】
次に２次判定として大径粒子の個数濃度Ｎ２と通過時間率Ｌ２から空気中の大径粒子の濃度を判定する（ステップ２０８）。ここでも実験により予め最適に設定されたしきい値（Ｎｃ、Ｎｄ、Ｌｃ、Ｌｄ）をもとに大粒子濃度を、Ｎ２＜ＮｃかつＬ２＜Ｌｃならレベル１、Ｎｃ≦Ｎ２＜ＮｄかつＬｃ≦Ｌ２＜Ｌｄならレベル２、そしてＮ２≧ＮｄかつＬ２≧Ｌｄならレベル３と判定する（ステップ２０９〜２１１）。なお判定条件に通過時間率のしきい値を加えたのは、大きい粒子がセンサ照射領域を通過する時はその通過時間が長くなるという特性を利用したものであり、通過時間率Ｌ２が大きい＝大径の粒子が通過したという関係を用いて、個数と通過時間によってより精度良く大径粒子の選別と濃度の判定が行えるようにしたものである。当然この考え方は１次判定での小径粒子の濃度判定にも適用できる。なおここでもレベル１を清浄状態と判定することが一般的であり、またレベルは３段階以上持つことにより、より細かく濃度を判別することができるようになる。さらにＬｃ、Ｌｄのしきい値はＮ２が大きくなるほどそのしきい値も大きくする方がより判定精度が向上することも確認されており、それによってセンサ内に大径の粒子が留まってしまっているような場合の誤検知を防止することが出来る。またＬ２をＭａｘ制限することにより、同様に大径粒子の滞留による誤検知を防止することが出来る。
【００１７】
また小径粒子判定濃度がレベル１の場合とレベル２以上の場合とでは最適なしきい値が違っており、小径粒子がレベル１（ほぼ清浄状態）時、大径粒子濃度判定のしきい値Ｌｃ、Ｌｄはレベル２以上の値よりも小さくすることで、判定精度が向上することが確認されている。さらに小径粒子濃度レベル２以上の時の大径粒子の個数濃度Ｎ２にＭａｘ制限を持たせることにより、大量に小径粒子が固まってきた（例えば狭い部屋で大勢の人がタバコを吸っているような場合）場合での誤検知も防止することが出来る。
【００１８】
以上の１，２次判定により小径と大径の粒子を同時に精度良く判別し、一定時間Ｔａの間隔にて判定データを更新する（ステップ２１２、２１３）。なおＴａの値は通常１０秒もあれば十分にＰ１、Ｐ２をサンプリングすることが出来るため、濃度判別判定に関しては即応性に優れたものであるといえる。
【００１９】
また図２のフローチャートでは一定間隔Ｔａ毎に判定データを更新するものであるが、更新する間隔を変化させたり、各レベル判定において例えばレベル１から３に飛んで判定されたような場合にレベル２を間に判定させてからレベル３を判定したりする方法も可能である。
【００２０】
（実施の形態２）
本発明実施の形態２を上記実施の形態１と同様に図１、２をもって説明する。
【００２１】
なお（ステップ２０１〜２１３）については上記実施の形態１と同じであるので省略する。
【００２２】
レベル１〜３に判別された大小径の粒子濃度の結果を基に、表示部１６により粒子濃度を表示し、さらに送風装置１７と浄化手段１８とを動作させる。表示方法としては、図２でのレベル１〜３を基に段階ごとに表示（例えば色やＬＥＤ等の数により）する方法がある。
【００２３】
このような汚れ度検出方法を例えば空気清浄フィルタや電気集塵式の空気清浄ユニット等の浄化機構を備えた空気調和機、空気清浄機、除湿機などの送風装置に適用する。このような機器では、捕獲粒子の大きさによって最適な浄化手段および送風装置の風量があり、またユーザーの好みもあり（例えば比較的小径粒子のタバコだけを除去したかったり、花粉・ほこり等の比較的大径の粒子のみを除去したい）、この浄化手段付送風装置を大径・小径の粒子濃度によって適切な運転モードを選択して運転させることにより（ステップ４１４、４１５）、粒子径別に合った効率的な空気浄化が可能となるとともにユーザーの意向に合った（例えば、アレルギーの基となるような花粉などの大粒子を検知したら、大粒子の捕獲に合った浄化手段と送風装置の最適なファン速を動作させる）空気浄化が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
上記から明らかなように、本発明は、少なくとも２種以上の粒子径を検出する光学式粒子分別センサを用い、センサからのそれぞれの粒子径検知信号を読み取り、単位時間当たりの粒子径別の個数濃度と単位時間当たりの通過時間率を算出し、その算出結果により通過する空気の汚れ度を判別するもので、この構成によれば、たばこ煙等の小径の粒子とほこり等の大径の粒子とを同時に判別し、より正確に粒子濃度を検出して、即応性に優れた空気汚れ度検出方法を得るという効果を奏する。
【００２５】
また、本発明は、上記空気汚れ度検出方法を用いて、その検出結果を基に浄化手段を備えた送風装置を制御するもので、この構成によれば、たばこ煙等の小径の粒子とアレルギーの基となるようなほこり・花粉等の大径の粒子の粒子濃度を検出し、状況に応じて使用者のニーズに合った浄化手段付送風装置の運転制御が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１、２の実施形態を示すブロック線図
【図２】本発明の第１，２の実施形態を示す制御のフローチャート
【符号の説明】
１１　光学式粒子分別センサ
１２　マイコン
１３　単位時間当たり個数濃度算出部
１４　単位時間当たり通過時間率算出部
１５　汚れ判断部
１６　表示部
１７　送風装置
１８　浄化手段
Ｐ１　センサの受光信号（小径以上の粒子）
Ｐ２　センサの受光信号（大径粒子）
Ｎ１　小径以上の粒子の単位時間あたりの個数濃度
Ｎ２　大径粒子の単位時間あたりの個数濃度
Ｌ１　小径以上の粒子の単位時間あたりの通過時間率
Ｌ２　大径粒子の単位時間あたりの通過時間率

Claims

少なくとも２種以上の粒子径が検出可能であり、出力として捻出した粒子径の捻出信号を発信する光学式の粒子検出手段を具備し、前記光学式の粒子検出手段からのそれぞれの粒子径検知信号を読み取り、単位時間当たりの粒子径別の個数濃度と単位時間当たりの通過時間率を算出し、その算出結果により通過する空気の汚れ度を判別することを特徴とする空気汚れ度検出方法。
上記単位時間当たりの粒子径別の個数濃度と単位時間当たりの通過時間率の算出結果と、予め設定された所定値と比較して粒子の種別を判定することを特徴とする空気汚れ度検出方法。
空気中を浮遊する粒子を除去する浄化手段と、請求項１または２記載のいずれか一項に記載の空気汚れ度検出方法を用いて空気の汚れ度を判別する汚れ度判別手段とを有し、前記汚れ度判別手段により判断された汚れ度に応じて前記浄化手段を制御することを特徴とする送風装置。