JP2005231977A - Control method for ozone generator in ozone fumigation system and ozone generator using the method - Google Patents

Control method for ozone generator in ozone fumigation system and ozone generator using the method Download PDF

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JP2005231977A
JP2005231977A JP2004046222A JP2004046222A JP2005231977A JP 2005231977 A JP2005231977 A JP 2005231977A JP 2004046222 A JP2004046222 A JP 2004046222A JP 2004046222 A JP2004046222 A JP 2004046222A JP 2005231977 A JP2005231977 A JP 2005231977A
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Kazuyuki Saiki
和幸 斉木
Michio Ohira
美智男 大平
Akira Nakamura
亮 中村
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Ebara Jitsugyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ozone concentration control method that controls the ozone concentration variation due to the change of a temperature and a humidity more accurately so that the remaining value of ozone becomes not more than a safe value (not to affect human body) and that conducts the effective ozone fumigation while safely retaining the ozone concentration into the safe range to human body after fumigation. <P>SOLUTION: The control method for the ozone generator in the ozone fumigation system comprises using a multi-variate self-regressive model for analyzing chronological data of the ozone concentration, calculating the power contribution and impulse response(closed system) of the ozone concentration, the temperature and the humidity from the analysis, setting the standard time of the ozone concentration variation from the impulse response (closed system) of the ozone concentration, creating a state model of the ozone concentration from the values of the power contribution and the impulse response, calculating the estimation time of the ozone concentration variation from the corrected standard time of the ozone concentration variation, setting the amount of ozone generation (or generation time) from the estimation time of the ozone concentration variation so that the ozone concentration at the completion of the ozone fumigation becomes the safe range to human body and further rectifying the amount of ozone generation by estimating the change of the temperature and the humidity to control the ozone generation by program control. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、オゾンくん蒸システムに関し、特にオゾンくん蒸の設定時間に対応した、安全で効率的なオゾン発生制御方法と、その方法を用いたオゾン発生制御装置に関する。   The present invention relates to an ozone fumigation system, and more particularly, to a safe and efficient ozone generation control method corresponding to a set time of ozone fumigation, and an ozone generation control apparatus using the method.

食品加工場や厨房、ファミリーレストラン、宴会場など常時人間が出入りする室内空間の殺菌、防臭、または冷蔵庫等密閉空間の殺菌に、従来からUVランプを用いたオゾンくん蒸システムが多用されている。このUVオゾン装置には業務用の大型機と個人用の小型機がある。前者は室内のオゾン濃度を0.5ppm程度で使用し、使用後は室内の残存オゾン濃度が人体に安全な数値(0.05ppm)になるようにし、小型機は0.1ppm以下の濃度で使用することを目標としている。   Conventionally, ozone fumigation systems using UV lamps have been widely used for sterilization of indoor spaces where people always enter and exit, such as food processing plants, kitchens, family restaurants, banquet halls, and sterilization of sealed spaces such as refrigerators. The UV ozone apparatus includes a large business machine and a small personal machine. The former uses the indoor ozone concentration at about 0.5 ppm, and after use, the indoor residual ozone concentration is set to a value that is safe for the human body (0.05 ppm). The small machine is used at a concentration of 0.1 ppm or less. The goal is to do.

大型機はくん蒸すべき空間に作業者がいる時は使えない。そこで大型機は、本体にオゾンランプとオゾンレスランプをセットし、人がいない夜間のみオゾンランプを点灯して、室内にオゾンを噴出させる機構になっている。出口のオゾン濃度は機種によって異なるが、数ppmから数十ppmオーダーである。オゾンガス濃度0.1ppm以下を検出する低濃度オゾンガス検出センサーを用いて、このセンサーで出される接点信号で切り替わるメイク接点側回路へ直列に安全表示部を、ブレイク接点側回路へ直列に警報表示部を配置した、オゾン濃度状況表示装置を、特開2001‐328802に示す。
特開2001−328802
Large machines cannot be used when workers are in a fumigating space. Therefore, a large machine has a mechanism in which an ozone lamp and an ozone-less lamp are set in the main body, and the ozone lamp is turned on only at night when no one is present to eject ozone into the room. Although the ozone concentration at the outlet varies depending on the model, it is on the order of several ppm to several tens of ppm. Using a low-concentration ozone gas detection sensor that detects an ozone gas concentration of 0.1 ppm or less, a safety display unit is connected in series to the make contact side circuit that is switched by the contact signal output by this sensor, and an alarm display unit is connected in series to the break contact side circuit. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-328802 shows an ozone concentration status display device arranged.
JP 2001-328802 A

前記大型機では、作業者がいる昼間はオゾンレスランプに切換えて、空気を吸引して装置内で空気を殺菌する。ランプの切換えはタイマーによって制御され、運転時間は自由に設定できる。   In the large machine, in the daytime when an operator is present, the air is switched to an ozone-less lamp, and air is sucked to sterilize the air in the apparatus. The switching of the lamp is controlled by a timer, and the operation time can be set freely.

小型機はオゾンランプだけがセットされている。24時間連続運転が標準なので、出口オゾン濃度は0.2から1ppmと低く設定され、室内濃度がppmを超えないように配慮されている。このUVランプは周囲温度が低くなるほど寿命が短かくなるので、室温10度以下での使用は好ましくない。またランプは一度の点滅で8時間程度寿命が短くなるので、頻繁な点滅は好ましくない。   Only small ozone lamps are set on the small aircraft. Since 24-hour continuous operation is standard, the outlet ozone concentration is set as low as 0.2 to 1 ppm so that the indoor concentration does not exceed ppm. Since this UV lamp has a shorter life as the ambient temperature becomes lower, it is not preferable to use it at a room temperature of 10 degrees or less. Also, since the lamp has a short life of about 8 hours with a single blink, frequent blinking is undesirable.

このような従来型のオゾンくん蒸システムでは、正確なオゾン濃度管理は行われていない。オゾンくん蒸を行おうとする空間における環境として、オゾンに反応する物質の条件がオゾン濃度に関係していると考えられるが、オゾンの反応は非常に不安定で、不確定であるので、従来は全く単純な取り組みしか行われていなかった。このような簡便なオゾン濃度管理システムとしては、オゾン発生量の切り替え(2〜4段階)をタイマー制御で行ない,オゾン濃度を一定値以上に保持する一方、室内適所に設けたオゾンセンサーによってオゾン濃度を測定し、これが規定値を超えたらオゾン発生をカットオフすることがなされている。この1例として、特開2001−61460を示す。
特開2001−61460
In such a conventional ozone fumigation system, accurate ozone concentration management is not performed. It is thought that the condition of the substance that reacts with ozone is related to the ozone concentration as the environment in the space where ozone fumigation is performed. However, since the reaction of ozone is very unstable and uncertain, Only simple efforts were made. As such a simple ozone concentration management system, the ozone generation amount is switched (2 to 4 steps) by timer control, and the ozone concentration is kept at a certain value or more by an ozone sensor provided in a suitable place in the room. When this exceeds a specified value, ozone generation is cut off. As an example of this, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-61460 is shown.
JP 2001-61460 A

しかしこのような制御方法は,室内の温度、湿度の変化には正確に対応しておらず、これら温度,湿度の変化に伴うオゾン濃度の変化に対応してオゾン濃度を正確に制御することができていない。   However, such a control method does not accurately correspond to changes in indoor temperature and humidity, and it is possible to accurately control the ozone concentration in response to changes in ozone concentration accompanying changes in temperature and humidity. Not done.

一般的に、室内の温度、湿度が高いとオゾンの分解は早いと言われ、これに対応して、温度、湿度の上昇に伴ってオゾン濃度を高めるようにした機器が開発されているが、過去の測定データからは異なる結果が多数得られている。1例として、湿度が下がる段階で、オゾン濃度が一時的に急上昇する現象があり、その結果、くん蒸後の残存オゾン濃度が過大になると作業者に危険である。したがって、従来はこのような現象があっても、残存オゾン濃度が安全値を超えて人体に機外を及ぼすことを未然に防止するために、オゾン濃度は予め低めに設定することが行われており、その結果、オゾンくん蒸による殺菌、防臭等の効果が十分でない場合が多い。   In general, it is said that the decomposition of ozone is fast when the indoor temperature and humidity are high, and in response to this, equipment has been developed to increase the ozone concentration as the temperature and humidity rise. Many different results are obtained from past measurement data. As an example, there is a phenomenon in which the ozone concentration temporarily suddenly rises when the humidity decreases, and as a result, if the residual ozone concentration after fumigation becomes excessive, it is dangerous for the operator. Therefore, conventionally, in order to prevent the residual ozone concentration from exceeding the safe value and exerting influence on the human body even if such a phenomenon occurs, the ozone concentration is set to be low in advance. As a result, effects such as sterilization and deodorization by ozone fumigation are often insufficient.

一例として、オゾン式空気清浄機で室内空気汚染を効果的に制御できるかについては、これまで得られた科学的知見では、健康基準値を超えないオゾン濃度では、室内空気汚染物質はほとんど除去できず、臭いの原因となる多くの化学物質を有効に除去できないことを示す証拠があること、また、その濃度では、ウィルス、細菌、カビなどの生物汚染源を有効に除去できないと報告されている。   As an example, regarding ozone air cleaners that can effectively control indoor air pollution, scientific knowledge obtained so far can eliminate most indoor air pollutants at ozone concentrations that do not exceed health standards. However, it has been reported that there is evidence that many chemical substances that cause odor cannot be removed effectively, and that the concentration of biological contaminants such as viruses, bacteria, and molds cannot be removed effectively.

温度・湿度の影響を考慮しないで、正確に人体に安全な残存オゾン濃度(最近の基準では、日本医療環境オゾン協会居住区間オゾン安全濃度0.06ppm、各国作業環境オゾン濃度0.05ppm)となるような、オゾンくん蒸を行える装置はまだ得られていない。また、温度・湿度・オゾン濃度の測定を継続的に行っているデータは現在見つかっていない。その原因と理由には次のようなことが考えられる。
(1)正確なオゾン濃度を測定する計測器が高価であること
(2)オゾン濃度とオゾン発生量だけではコントロール出来ないこと
(3)長期的な温度・湿度・オゾン濃度の測定結果の分析により、単純化することは大変難しいデータが得られていること
Residual ozone concentration that is safe for the human body without taking into account the effects of temperature and humidity (in recent standards, the Japan Medical Environment Ozone Association living zone ozone safe concentration 0.06 ppm, each country's work environment ozone concentration 0.05 ppm) Such a device capable of fumigation with ozone has not yet been obtained. In addition, no data has been found for continuous measurement of temperature, humidity and ozone concentration. The reasons and reasons are as follows.
(1) The measuring instrument that accurately measures the ozone concentration is expensive (2) It cannot be controlled only by the ozone concentration and the amount of ozone generated (3) By analyzing the measurement results of long-term temperature, humidity, and ozone concentration , The data is very difficult to simplify

そこでこの発明は、温度、湿度変化によってオゾン濃度を、残存値が人体に影響を与えない安全値以下になるよう、より正確に制御し、オゾン濃度が、くん蒸後に人体に安全な範囲に安定的に保持されながら,効果的なオゾンくん蒸を行うオゾン濃度制御方法を構築することを目的とする。   Therefore, the present invention controls the ozone concentration more accurately so that the residual value is below a safe value that does not affect the human body due to temperature and humidity changes, and the ozone concentration is stable within the safe range for the human body after fumigation. The purpose of this study is to construct an ozone concentration control method that performs effective ozone fumigation.

この発明は、所定空間の環境として、オゾンに反応する物質の化学反応の詳細な部分までは対象としないで、これら化学反応全体を統計処理の対象として扱い、フィールド実験の中でその作用を確認したものである。すなわち、この発明は次のようなプログラム制御により、オゾン発生制御を行う。
(1)オゾン濃度の時系列データの解析に多変量自己回帰モデルを使用し、その解析
からオゾン濃度・温度・湿度のパワー寄与率、インパルス応答(閉鎖系)を算
出し、
(2)オゾン濃度のインパルス応答(閉鎖系)からオゾン濃度変化の基準時間を設定
し、
(3)パワー寄与率とインパルス応答の値からオゾン濃度の状態モデルを作成し、
オゾン濃度変化の基準時間を修正した、オゾン濃度変化の推定時間を算出し、
(4)オゾンくん蒸終了時のオゾン濃度が人体に安全な範囲になるように前記オゾン
濃度変化の推定時間から、その時間ごとに必要なオゾン発生量を設定し、
(5)温度・湿度の変化を推定して上記のオゾン発生量をさらに補正する。
ここで、「オゾン濃度変化の基準時間」、「オゾン濃度変化の推定時間」は、この発明において新規に使用する、新しい概念である。すなわち、「オゾン濃度変化の基準時間」はオゾン濃度のインパルス応答(閉鎖系)のデータによりオゾン濃度が目的とするオゾン濃度(0.05ppm)以下になるまでの時間を示し、「オゾン濃度変化の推定時間」は「オゾン濃度変化の基準時間」をオゾン濃度の状態モデルを利用して補正した時間を示している。温度、湿度の変化の推定によるオゾン発生量の補正は、例えばトレンド解析により行う。
The present invention does not cover the detailed part of the chemical reaction of the substance that reacts with ozone as the environment of the predetermined space, but treats the entire chemical reaction as a target of statistical processing and confirms its action in the field experiment. It is a thing. That is, the present invention performs ozone generation control by the following program control.
(1) A multivariate autoregressive model is used to analyze the time series data of ozone concentration, and the power contribution rate and impulse response (closed system) of ozone concentration / temperature / humidity are calculated from the analysis.
(2) Set the reference time of ozone concentration change from the impulse response (closed system) of ozone concentration,
(3) Create a state model of ozone concentration from the power contribution rate and impulse response values,
Calculate the estimated time of ozone concentration change by correcting the standard time of ozone concentration change,
(4) From the estimated time of the ozone concentration change, set the required amount of ozone generated at each time so that the ozone concentration at the end of ozone fumigation is in a safe range for the human body.
(5) Further estimate the amount of ozone generated by estimating changes in temperature and humidity.
Here, “reference time for ozone concentration change” and “estimation time for ozone concentration change” are new concepts newly used in the present invention. That is, the “reference time for ozone concentration change” indicates the time until the ozone concentration falls below the target ozone concentration (0.05 ppm) based on the impulse response (closed system) data of the ozone concentration. The “estimated time” indicates a time obtained by correcting the “reference time of ozone concentration change” using an ozone concentration state model. Correction of the ozone generation amount by estimating changes in temperature and humidity is performed by, for example, trend analysis.

この発明によるオゾン発生量の制御フローは、下記の通りとなる。
(1)オゾンくん蒸条件をセット(くん蒸時間、オゾン濃度 等)し、
(2)オゾンくん蒸を開始し、
(3)温度、湿度、オゾン濃度の時系列データを採取し、
(4)時系列データの解析(パワー寄与率とインパルス応答の値からオゾン濃度の状
態モデルを作成)し、
(5)インパルス応答による濃度変化の基準時間を計算し、
(6)前記濃度変化の基準時間に補正を行い、くん蒸後のオゾン濃度が安全値以下に
なるための濃度変化の推定時間を算出し、
(7)オゾン発生の終了時間(あるいは現状で最適なオゾン発生時間)を設定し、
(8)上記のオゾン発生の終了時間になった時点でオゾン発生を止める。
The control flow of the ozone generation amount according to the present invention is as follows.
(1) Set the ozone fumigation conditions (fumigation time, ozone concentration, etc.)
(2) Start ozone fumigation,
(3) Collect time series data of temperature, humidity, ozone concentration,
(4) Analyze time series data (create a state model of ozone concentration from power contribution rate and impulse response values)
(5) Calculate the reference time for concentration change due to impulse response,
(6) The reference time for concentration change is corrected, and the estimated time of concentration change for the ozone concentration after fumigation to be below the safe value is calculated.
(7) Set the end time of ozone generation (or the optimal ozone generation time at present),
(8) Ozone generation is stopped when the end time of ozone generation is reached.

この発明によるオゾン発生量の制御システムのハードウエアは,図1に示す通り、オゾンくん蒸室1内の残存オゾン濃度、温度及び湿度を夫々オゾン濃度計2、温、湿度計3で測定した数値をコンピュータ4に送り、そこで段落0012で既述した解析手段により設定し、補正したオゾン濃度変化の基準値をオゾン発生器5に指令して、オゾンくん蒸室1内のオゾン濃度を基準値に保つように制御する。オゾン濃度計2はオゾンくん蒸室1内の複数の空気取入口6からの空気を採取して濃度計2内に導き、他方温、湿度計はオゾンくん蒸室1内の1箇所又は前記空気取入口6近傍に設けた複数箇所のセンサー7によって測定する。   As shown in FIG. 1, the hardware of the ozone generation control system according to the present invention has numerical values obtained by measuring the residual ozone concentration, temperature and humidity in the ozone fumigation chamber 1 with an ozone concentration meter 2, a temperature and a hygrometer 3, respectively. It is sent to the computer 4, where it is set by the analyzing means described in paragraph 0012, and the corrected ozone concentration reference value is commanded to the ozone generator 5 so that the ozone concentration in the ozone fumigation chamber 1 is kept at the reference value. To control. The ozone concentration meter 2 collects air from a plurality of air intakes 6 in the ozone fumigation chamber 1 and guides it into the concentration meter 2, while the temperature and hygrometer are in one place in the ozone fumigation chamber 1 or the air intake. Measurement is performed by sensors 7 provided in the vicinity of 6.

この発明によれば、従来の組み合わせ等の技術でなく、全く新しい観点による考え方、すなわち、下記の2点により、オゾン発生濃度の基準値を安定的に得ることができる。
(1)インパルス応答(閉鎖系)の結果から、オゾン濃度変化の基準時間の設定を行い、オゾン濃度変化の基準値として使用する点、
(2)オゾン濃度変化の基準値をオゾン濃度の状態モデルを利用して補正する点。
According to the present invention, the reference value of the ozone generation concentration can be stably obtained by the concept based on a completely new viewpoint, that is, the following two points, instead of the conventional technique such as a combination.
(1) From the result of impulse response (closed system), set the reference time for ozone concentration change, and use it as the reference value for ozone concentration change,
(2) The point which correct | amends the reference value of ozone concentration change using the state model of ozone concentration.

オゾンくん蒸時の温度、湿度、オゾン濃度の状態変化が夫々、図2−1、図2−2、図2−3のようになる場合。非特許文献1に記載されている、赤池弘次の情報量基準(AIC)を用いて、その値が最も小さくなるように、多変量自己回帰モデル(ARモデル)の次数を決定する。
生体のゆらぎとリズム−コンピュータ解析入門 赤池弘次監修、和田孝雄著、講談社(1997.11.20)ISBN・4061536540
When changes in temperature, humidity, and ozone concentration during ozone fumigation are as shown in FIGS. 2-1, 2-2, and 2-3, respectively. Using the information criterion (AIC) of Koji Akaike described in Non-Patent Document 1, the order of the multivariate autoregressive model (AR model) is determined so that the value is minimized.
Biological Fluctuation and Rhythm: Introduction to Computer Analysis Supervised by Koji Akaike, Takao Wada, Kodansha (November 20, 1997) ISBN / 4061536540

計算結果は表1のようになり、次数は2とすることが決定された。 The calculation results are as shown in Table 1, and the order was determined to be 2.

Figure 2005231977
Figure 2005231977

次に3変数(温度、湿度、オゾン濃度)のARモデル(次数2)による解析を行う。それぞれの変数のパワースペクトルに対する各変数のイノベーションからの寄与を示すパワー寄与率を計算する。計算の結果、パワー寄与率は、図3に示すように、湿度が出力の場合、湿度の出力に対して、温度、オゾン濃度ともに影響しているが、特に温度の影響が低周波の部分で大きいことを示している。   Next, an analysis using an AR model (order 2) of three variables (temperature, humidity, ozone concentration) is performed. The power contribution ratio indicating the contribution from each variable innovation to the power spectrum of each variable is calculated. As a result of the calculation, as shown in FIG. 3, when the humidity is output, the power contribution ratio affects both the temperature and the ozone concentration with respect to the output of the humidity. It is big.

また、温度が出力の場合、温度の出力に対して、オゾン濃度が大きく影響しているが、湿度は殆ど影響していないことがわかる。   In addition, when the temperature is output, the ozone concentration greatly influences the temperature output, but it is understood that the humidity hardly affects.

また、オゾン濃度が出力の場合、オゾン濃度の出力に対して、温度、湿度ともに影響は小さいことがわかる。   It can also be seen that when the ozone concentration is output, both the temperature and humidity have a small effect on the output of the ozone concentration.

同様にして、それぞれの変数のパワースペクトルに対するインパルス応答(閉鎖系)について計算すると、インパルス応答は、湿度が入力の場合、湿度の入力に対して、温度は少し影響しているが、オゾン濃度は殆ど影響していないことがわかる。   Similarly, when calculating the impulse response (closed system) to the power spectrum of each variable, when the humidity is input, the temperature has a slight effect on the humidity input, but the ozone concentration is It turns out that there is almost no influence.

また、温度が入力の場合、温度の入力に対して、湿度、オゾン濃度ともに影響していないことがわかる。   In addition, when the temperature is input, it is understood that neither humidity nor ozone concentration has an influence on the temperature input.

また、オゾン濃度が入力の場合、オゾン濃度の入力に対して、温度、湿度ともに大きく影響していることがわかる。しかし温度、湿度ともに時間とともにその影響は弱くなっている。オゾンくん蒸終了時のオゾン濃度変化のグラフを図2−4に、オゾン濃度に対する相対的パワー寄与率のグラフを図2−5に、またオゾン濃度のインパルス応答グラフを図2−6に示す   In addition, when the ozone concentration is input, it can be seen that both the temperature and the humidity greatly affect the input of the ozone concentration. However, the effects of both temperature and humidity are weakening with time. Fig. 2-4 shows a graph of ozone concentration change at the end of ozone fumigation, Fig. 2-5 shows a graph of relative power contribution to ozone concentration, and Fig. 2-6 shows an impulse response graph of ozone concentration.

上記のパワー寄与率とインパルス応答(閉鎖系)の結果により、状態モデルを図4(a)とする。矢印の太さは影響の大きさを示している。ここで、インパルス応答(閉鎖系)の結果から次のような考え方をする。
(1)オゾン濃度のインパルス入力に対する、オゾン濃度の時間変化は
この環境に於ける、オゾンの自然な反応状況を表している
(2)インパルス入力を測定オゾン濃度に変換した場合に、0.05ppm(人体に
安全なオゾン濃度)に濃度が減衰するまでの時間を、「濃度変化の基準時間」
とする
図2−6より、「濃度変化の基準時間」は約1分である。
The state model is shown in FIG. 4A based on the result of the power contribution rate and the impulse response (closed system). The thickness of the arrow indicates the magnitude of the influence. Here, the following way of thinking is taken from the result of the impulse response (closed system).
(1) The time variation of ozone concentration relative to the impulse input of ozone concentration represents the natural reaction of ozone in this environment. (2) 0.05 ppm when the impulse input is converted to the measured ozone concentration. The time it takes for the concentration to decay to (the ozone concentration safe for the human body) is the “reference time for concentration change”.
As shown in FIG. 2-6, the “reference time for density change” is about 1 minute.

つぎに、パワー寄与率の結果から次のような考え方をする。
(1)オゾン濃度への関係性(相関の強さ)により「濃度変化の基準時間」を修正す
る。インパルス応答(閉鎖系)の結果とパワー寄与率の結果を総合して次のよ
うに修正を行う。(状態モデルを図4(a)とする)
(2)オゾン濃度への影響の時間遅れや間接的な影響を考慮して、ファジー処理(フ
ァジールール)による補正の計算を行い「濃度変化の推定時間」を算出する。
ファジールールは具体的に、下記のような例がある。
ファジールール例1 オゾン濃度への影響があり、正の相関であり、影響の遅
れが小さく、値が大きければ、補正値は正で小さい
ファジールール例2 オゾン濃度への影響が無ければ、補正値は大きい
図4(a)に見るように、オゾン濃度に温度・湿度は影響していないので補正係数は大きい。図4(a)の状態モデルの結果、補正係数は4となる。
Next, the following approach is taken from the result of the power contribution rate.
(1) The “reference time for concentration change” is corrected according to the relationship to the ozone concentration (strength of correlation). The result of impulse response (closed system) and the result of power contribution are combined and corrected as follows. (The state model is shown in FIG. 4 (a)).
(2) Taking into account the time delay and indirect effect of the influence on the ozone concentration, calculate the correction by fuzzy processing (fuzzy rule) and calculate the “estimated time of concentration change”.
Specific examples of fuzzy rules include the following.
Fuzzy rule example 1 There is an effect on ozone concentration, a positive correlation, and a slow effect
If the value is small and the value is large, the correction value is positive and small. Fuzzy Rule Example 2 If there is no effect on the ozone concentration, the correction value is large. As shown in Fig. 4 (a), temperature and humidity affect the ozone concentration. The correction coefficient is large. As a result of the state model shown in FIG.

以上によりオゾン濃度が0.05ppm以下になるために必要な時間は、1分×4(補正係数)=4分となる。図2−4の測定データによる確認は次の通りである。
A:オゾン発生終了時間 11分の時点
B:オゾン濃度が0.05ppmの時間 15分の時点
B−A= 約4分
Thus, the time required for the ozone concentration to be 0.05 ppm or less is 1 minute × 4 (correction coefficient) = 4 minutes. Confirmation with the measurement data of FIG. 2-4 is as follows.
A: Ozone generation end time 11 minutes B: Ozone concentration 0.05 ppm time 15 minutes B−A = about 4 minutes

オゾンくん蒸時の温度、湿度、オゾン濃度の状態変化が夫々、図4−1、図4−2、図4−3のようになる場合、前記非特許文献1に記載されている赤池弘次の情報量基準(AIC)を用いて、その値が最も小さくなるように、多変量自己回帰モデル(ARモデル)の次数を決定する。   When the state changes of temperature, humidity, and ozone concentration during ozone fumigation are as shown in FIG. 4-1, FIG. 4-2, and FIG. Using the quantity criterion (AIC), the order of the multivariate autoregressive model (AR model) is determined so that the value is minimized.

計算結果は表2のようになり、次数は5とすることが決定された。 The calculation results are as shown in Table 2, and the order was determined to be 5.

Figure 2005231977
Figure 2005231977

次に3変数(温度、湿度、オゾン濃度)のARモデル(次数5)による解析を行う。それぞれの変数のパワースペクトルに対する各変数のイノベーションからの寄与を示すパワー寄与率を計算する。計算の結果、パワー寄与率は、湿度が出力の場合、湿度の出力に対して、温度、オゾン濃度ともに影響していることがわかる。   Next, an analysis using an AR model (degree 5) of three variables (temperature, humidity, ozone concentration) is performed. The power contribution ratio indicating the contribution from each variable innovation to the power spectrum of each variable is calculated. As a result of the calculation, it can be seen that when the humidity is output, the power contribution rate affects both the temperature and the ozone concentration on the output of the humidity.

また、温度が出力の場合、温度の出力に対して、湿度、オゾン濃度ともに影響していることがわかる。特に湿度の影響は大きく、オゾン濃度の影響は少しであるが、時間的な遅れの影響があり、複雑な関係を呈している。   It can also be seen that when the temperature is output, both humidity and ozone concentration affect the temperature output. In particular, the influence of humidity is large and the influence of ozone concentration is small, but there is an influence of time delay, and a complicated relationship is exhibited.

また、オゾン濃度が出力の場合、表11に示すように、オゾン濃度の出力に対して、湿度が影響しているが、温度の影響はほとんどないことがわかる。   In addition, when the ozone concentration is output, as shown in Table 11, it is understood that the humidity affects the output of the ozone concentration, but there is almost no influence of the temperature.

同様にして、それぞれの変数のパワースペクトルに対するインパルス応答(閉鎖系)について計算すると、インパルス応答は、湿度が入力の場合、湿度の入力に対して、温度、オゾン濃度ともに影響していることがわかる。温度、オゾン濃度ともに、時間とともに影響は弱くなっている。   Similarly, when calculating the impulse response (closed system) to the power spectrum of each variable, it can be seen that when the humidity is input, the impulse response affects both the temperature and the ozone concentration with respect to the humidity input. . Both temperature and ozone concentration have weakened over time.

また、温度が入力の場合、温度の入力に対して、湿度、オゾン濃度ともに影響していることがわかる。湿度、オゾン濃度ともに遅れた影響も含め複雑な関係を示している。   In addition, when temperature is input, it can be seen that both humidity and ozone concentration affect temperature input. Both the humidity and ozone concentration show a complicated relationship, including delayed effects.

また、オゾン濃度が入力の場合、オゾン濃度の入力に対して、温度、湿度ともに影響していることがわかる。湿度、温度は時間に遅れた影響や正負の相関の変化があり、複雑な関係を呈している。   In addition, when the ozone concentration is an input, it can be seen that both the temperature and the humidity affect the input of the ozone concentration. Humidity and temperature have a complicated relationship with time lag and positive / negative correlation changes.

上記のインパルス応答(閉鎖系)の結果とパワー寄与率の結果を総合して状態モデルを図4(b)とする。図において矢印の大きさは影響の大きさを示している。
以下のように「濃度変化の推定時間」を設定する。
「濃度変化の基準時間」=27分
温度、湿度、オゾン濃度の影響から補正係数を0.3と算出する。
「濃度変化の推定時間」=27分×0.3=8分6秒である。
The result of the impulse response (closed system) and the result of the power contribution rate are combined to obtain a state model as shown in FIG. In the figure, the size of the arrow indicates the magnitude of the influence.
The “estimation time for density change” is set as follows.
“Reference time of concentration change” = 27 minutes The correction coefficient is calculated as 0.3 based on the influence of temperature, humidity, and ozone concentration.
“Estimated time of density change” = 27 minutes × 0.3 = 8 minutes 6 seconds.

図4(b)の測定データによる確認は次の通りである。
A:オゾン発生終了時間 31分の時点
B:オゾン濃度が0.05ppmの時間 39分の時点
B−A= 約8分
The confirmation by the measurement data in FIG. 4B is as follows.
A: Ozone generation end time 31 minutes B: Ozone concentration time 0.05 ppm Time 39 minutes B−A = about 8 minutes

空間例2の温度変化グラフを図5‐1に、空間例2の湿度変化グラフを図5−2に示す。空間例2の温、湿度変化に伴うオゾン濃度変化グラフを図5‐3に示す。また、オゾンくん蒸終了時のオゾン濃度変化のグラフを図5‐4に示す。オゾン濃度に対する相対的パワー寄与率グラフを図5−5に示す。さらに、オゾン濃度のインパルス応答グラフを図5−6に示す。   The temperature change graph of space example 2 is shown in FIG. 5-1, and the humidity change graph of space example 2 is shown in FIG. Fig. 5-3 shows a graph of changes in ozone concentration accompanying changes in temperature and humidity in Space Example 2. In addition, a graph of changes in ozone concentration at the end of ozone fumigation is shown in Fig. 5-4. A relative power contribution ratio graph with respect to ozone concentration is shown in FIG. Further, an impulse response graph of ozone concentration is shown in FIG.

その他の実施形態として、つぎのようなものがある。
(1)オゾン濃度の状態モデルと時系列データからの温度・湿度のトレンドを推定し
て、オゾン濃度のコントロールを行うことも可能である。
(2)オゾンくん蒸時間の制限の無い場合(24時間のオゾンくん蒸状態)のオゾン
発生器の安全な(0.05ppmのオゾンくん蒸)コントロールシステムとし
て行うことも可能である。
(3)より高いオゾン濃度の設定が可能になる場合、オゾン発生量を増やす制御を行
うことも可能である。
(4)複数箇所のデータ測定を行い、総合的な安全システムとしてオゾン濃度をコン
トロールすることが可能である。
Other embodiments include the following.
(1) It is also possible to control the ozone concentration by estimating the temperature / humidity trend from the ozone concentration state model and time series data.
(2) It can be performed as a safe (0.05 ppm ozone fumigation) control system for the ozone generator when there is no restriction on ozone fumigation time (24 hours ozone fumigation state).
(3) If a higher ozone concentration can be set, it is possible to increase the amount of ozone generated.
(4) It is possible to measure ozone concentration and control ozone concentration as a comprehensive safety system.

この発明によるオゾンくん蒸システムのハードウェアの構成図である。It is a block diagram of the hardware of the ozone fumigation system by this invention. 空間例1の温度変化グラフである。3 is a temperature change graph of space example 1; 空間例1の湿度変化グラフである。3 is a humidity change graph of a space example 1; 空間例1の温、湿度変化に伴うオゾン濃度変化グラフである。It is an ozone density | concentration change graph accompanying the temperature and humidity change of the example 1 of a space. オゾンくん蒸終了時のオゾン濃度変化のグラフを示す。The graph of the ozone concentration change at the end of ozone fumigation is shown. オゾン濃度に対する相対的パワー寄与率グラフを示す。The relative power contribution rate graph with respect to ozone concentration is shown. オゾン濃度のインパルス応答グラフを示す。The impulse response graph of ozone concentration is shown. パワー寄与率を示すグラフである。It is a graph which shows a power contribution rate. 図2−1,2,3(温度、湿度、オゾン濃度)の状態モデルを示す。Fig. 2-1, 2 and 3 (temperature, humidity, ozone concentration) state model. 図3−1,2,3(温度、湿度、オゾン濃度)の状態モデルを示す。The state model of FIGS. 3-1, 2, 3 (temperature, humidity, ozone concentration) is shown. 空間例2の温度変化グラフである。10 is a temperature change graph of space example 2. 空間例2の湿度変化グラフである。It is a humidity change graph of the space example 2. 空間例2の温、湿度変化に伴うオゾン濃度変化グラフである。It is an ozone density | concentration change graph accompanying the temperature of the example 2, and a humidity change. オゾンくん蒸終了時のオゾン濃度変化のグラフを示す。The graph of the ozone concentration change at the end of ozone fumigation is shown. オゾン濃度に対する相対的パワー寄与率グラフを示す。The relative power contribution rate graph with respect to ozone concentration is shown. オゾン濃度のインパルス応答グラフを示す。The impulse response graph of ozone concentration is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 オゾンくん蒸室
2 オゾン濃度計
3 温、湿度計
4 コンピュータ
5 オゾン発生器
6 空気取入口
7 センサー
1 Ozone fumigation chamber 2 Ozone concentration meter 3 Temperature and humidity meter 4 Computer 5 Ozone generator 6 Air intake 7 Sensor

Claims (3)

下記(1)乃至(5)のプログラム制御で、オゾン発生制御を行う、オゾンくん蒸システムにおけるオゾン発生器の制御方法。
(1)オゾン濃度の時系列データの解析に多変量自己回帰モデルを使用し、その解析
からオゾン濃度・温度・湿度のパワー寄与率、インパルス応答(閉鎖系)を算
出し、
(2)オゾン濃度のインパルス応答(閉鎖系)からオゾン濃度変化の基準時間を設定
し、
(3)パワー寄与率とインパルス応答の値からオゾン濃度の状態モデルを作成し、オ
ゾン濃度変化の基準時間を修正した、オゾン濃度変化の推定時間を算出し、
(4)オゾンくん蒸終了時のオゾン濃度が人体に安全な範囲になるようにオゾン濃度
変化の推定時間からオゾン発生量(あるいは発生時間)を設定し、
(5)温度・湿度の変化を推定して上記のオゾン発生量をさらに補正する。
A control method of an ozone generator in an ozone fumigation system, wherein ozone generation is controlled by program control of the following (1) to (5).
(1) A multivariate autoregressive model is used to analyze the time series data of ozone concentration, and the power contribution rate and impulse response (closed system) of ozone concentration / temperature / humidity are calculated from the analysis.
(2) Set the reference time of ozone concentration change from the impulse response (closed system) of ozone concentration,
(3) Create a state model of ozone concentration from the power contribution rate and impulse response value, calculate the estimated time of ozone concentration change by correcting the reference time of ozone concentration change,
(4) Set the ozone generation amount (or generation time) from the estimated time of ozone concentration change so that the ozone concentration at the end of ozone fumigation falls within the safe range for the human body.
(5) Further estimate the amount of ozone generated by estimating changes in temperature and humidity.
温度、湿度の変化の推定によるオゾン発生量の補正は、トレンド解析により行うようにした、請求項1に記載のオゾン発生器の制御方法。   The method for controlling an ozone generator according to claim 1, wherein the correction of the amount of ozone generation by estimating changes in temperature and humidity is performed by trend analysis. 下記(1)乃至(8)のオゾン発生量の制御フローを備えた、オゾン発生器。
(1)くん蒸時間、オゾン濃度等オゾンくん蒸条件のセットし、
(2)オゾンくん蒸を開始し、
(3)温度、湿度、オゾン濃度の時系列データを採取し、
(4)パワー寄与率とインパルス応答の値からオゾン濃度の状態モデルを作成し、時
系列データの解析を行い、
(5)インパルス応答による濃度変化の基準時間を計算し、
(6)前記濃度変化の基準時間に補正を行い、オゾン濃度が人体に安全な数値以下に
なるための濃度変化の推定時間を算出し、
(7)オゾン発生の終了時間(あるいは現状で最適なオゾン発生時間)を設定し、
(8)上記のオゾン発生の終了時間になった時点でオゾン発生を止める。
The ozone generator provided with the control flow of the ozone generation amount of following (1) thru | or (8).
(1) Set the fumigation conditions such as fumigation time and ozone concentration.
(2) Start ozone fumigation,
(3) Collect time series data of temperature, humidity, ozone concentration,
(4) Create a state model of ozone concentration from the power contribution rate and impulse response values, analyze time series data,
(5) Calculate the reference time for concentration change due to impulse response,
(6) A correction is made to the reference time for the concentration change, and an estimated time for the concentration change for the ozone concentration to be below a value safe for the human body is calculated.
(7) Set the end time of ozone generation (or the optimal ozone generation time at present),
(8) Ozone generation is stopped when the end time of ozone generation is reached.
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