JP2017161346A - 粒子計測装置および粒子計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】試料ガス中の粒子の濃度が高くても、検出感度が低下することを抑制する。【解決手段】試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測する粒子計測部と、希釈ガスで試料ガスを希釈して粒子計測部に供給する希釈部と、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部における希釈率を制御する制御部と、を備える粒子計測装置を提供する。試料ガス中の粒子の濃度に応じて希釈率が制御されるので、検出感度の低下が抑制できる。【選択図】図６

Description

本発明は、粒子計測装置および粒子計測方法に関する。

大気中におけるＰＭ２．５などの粒子の計測技術に関心が集まっている。従来、サンプル空気中の粒子によって散乱されるレーザ光に基づいて粒子の数および大きさを計測する粒子計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、試料ガス中の粒子の成分別の量を計測する成分分析装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、排ガスを希釈空気で希釈する計測装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。当該計測装置においては、希釈した排ガスの一部が計測装置に導かれ、その中に含まれる粒子数がカウントされる。希釈率は、ユーザによって任意に設定されていた。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１２−１８９４８３号公報
［特許文献２］ 国際公開第２０１１／１１４５８７号
［特許文献３］ 国際公開第２０１０／１１６９５９号

しかし、試料ガス中の粒子の濃度および設定される希釈率によっては、検出感度が低下してしまう場合があった。

本発明の第１の態様においては、粒子計測装置を提供する。粒子計測装置は、粒子計測部と、希釈部と、制御部とを備えてよい。粒子計測部は、試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測してよい。希釈部は、希釈ガスで試料ガスを希釈して粒子計測部に供給してよい。制御部は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部における希釈率を制御してよい。

制御部は、粒子計測部における計測結果に応じて試料ガスの希釈率を変更してよい。

制御部は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、希釈率を高くしてよい。

制御部は、試料ガス中の粒子の濃度が予め定められた濃度より高い場合には、試料ガスを粒子計測部に供給せず、希釈ガスを粒子計測部に供給してよい。

粒子計測部は、散乱されたレーザ光を受光して、電気信号を出力する受光部を有してよい。制御部は、受光部の出力が飽和している場合には、受光部の出力が飽和していない状態となるまで、希釈率を高くしてよい。

粒子計測装置は、試料ガス流路と、希釈ガス流路と、供給流路とを有してよい。試料ガス流路は、試料ガス源に一端が接続され、他端が合流点に接続されてよい。希釈ガス流路は、希釈ガス源に一端が接続され、他端が試料ガス流路との合流点に接続されてよい。供給流路は、合流点に一端が接続され、他端が粒子計測部に接続されてよい。

粒子計測装置は、濃度算出部を更に備えてよい。濃度算出部は、希釈部における希釈率と、粒子計測部によって計測された粒子の濃度とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出してよい。

粒子計測装置は、凝集促進部を更に備えてよい。凝集促進部は、試料ガス中の粒子同士が凝集することを促してよい。凝集促進部によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスが、粒子計測部に導入されてよい。

粒子計測装置は、粒子分級部を更に備えてよい。粒子分級部は、予め定められた粒子径以上の粒子を除去してよい。凝集促進部は、粒子分級部を通過した試料ガス中の粒子同士が凝集することを促してよい。

本発明の第２の態様においては、試料ガス中の粒子の濃度を計測する粒子計測方法を提供する。粒子計測方法は、希釈する段階と、計測段階とを備えてよい。希釈する段階は、試料ガス中の粒子の濃度に応じた希釈率で、試料ガスを希釈ガスで希釈してよい。計測段階は、希釈ガスで希釈された試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測してよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

粒子分析システム１００の概略構成図である。 第１実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。 粒子計測部２００の一例を示す概略構成図である。 受光部２１８による出力信号の一例を示す図である。 粒子の濃度と凝集化の関係を模式的に示す図である。 第１実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである 第２実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。 第３実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。 第４実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。 第１実施形態の粒子分析装置１２０を示す図である。 分析部３００の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。 第２実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。 第３実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。 第４実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。 第５実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態における粒子分析システム１００の概略構成図である。粒子分析システム１００は、互いに異なる計測機構を有する粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０を備えている。粒子分析システム１００は、試料ガス中に浮遊する粒子であるエアロゾルを多角的に分析する複合分析装置であってよい。本例の粒子分析システム１００は、システム制御部４００を更に備える。

粒子計測装置１１０は、試料ガス中に照射したレーザ光の散乱光を用いて試料ガス中の粒子の濃度を計測する。本明細書において粒子の濃度の計測とは、粒子の濃度を導出できる情報を取得することを指す。例えば、粒子の数を計測することで、粒子の濃度を導出してよい。一方、粒子分析装置１２０は、試料ガスの流路において試料ガス中の粒子を捕集した上で、当該捕集した粒子を脱離させる。粒子分析装置１２０は、当該脱離成分を分析することによって試料ガス中の粒子の量を計測する。試料ガスは、大気であってもよく、車両などの排気ガスであってもよい。

システム制御部４００は、各種のデータおよび信号を処理し、種々の制御を実行するコンピュータであってよい。システム制御部４００は、粒子分析システム１００の制御および測定結果の処理を実行する。システム制御部４００は、一体のコンピュータが粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０によって兼用されてよく、粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０のそれぞれに独立したコンピュータが割り当てられてもよい。

粒子分析システム１００は、導入配管である流路Ｌ０を備える。流路Ｌ０の一端は、試料ガス源１０に接続される。試料ガス源１０は、計測対象となる大気または排気ガスの試料導入口であってよい。流路Ｌ０の他端側は、分岐点１２において第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とに分岐してよい。粒子分析システム１００は、流路Ｌ０を有さずに、第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とが試料ガス源１０に直接接続されていてもよい。

粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０は、一つの筐体に配置されてもよく、別々の筐体に配置されて、それぞれ独立して処理を行ってもよい。また、本例と異なり、粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０は、粒子分析システム１００を構成せずに、それぞれ単独の装置として用いられてもよい。以下、粒子計測装置１１０と粒子分析装置１２０とに分けて説明する。

＜粒子計測装置＞
図２は、第１実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。粒子計測装置１１０は、希釈部１５０、粒子計測部２００、および第１制御部１６０を備える。希釈部１５０は、希釈ガスで試料ガスを希釈して粒子計測部２００に供給する。粒子計測部２００は、試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光、すなわち散乱光に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測する。第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部１５０における希釈率を制御する。

本例の希釈部１５０は、第１調整部２０および粒子計測部用流量調整部３０を有する。第１調整部２０は、希釈ガス流量調整部２２、浄化部２４、および希釈ガス源２６を有してよい。本例の粒子計測装置１１０は、試料ガス流路Ｌ１１、希釈ガス流路Ｌ１２、および供給流路Ｌ１３を有する。試料ガス流路Ｌ１１は、希釈されていない試料ガスが流れる流路である。試料ガス流路Ｌ１１は、直線状に延びている。本明細書において、試料ガス流路Ｌ１１は、試料ガス源１０から合流点２８までの流路、粒子計測装置１１０の筐体端から合流点２８までの流路、または粒子計測部用流量調整部３０から合流点２８までの流路であってよい。

本例では、試料ガス流路Ｌ１１は、粒子計測部用流量調整部３０に接続され、他端が合流点２８に接続される。希釈ガス流路Ｌ１２は、一端が希釈ガス源２６に接続され、他端が試料ガス流路Ｌ１１との合流点２８に接続される。供給流路Ｌ１３は、一端が合流点２８に接続され、他端が粒子計測部２００に接続される。

粒子計測部用流量調整部３０は、試料ガス流路Ｌ１１に設けられてよい。本例の粒子計測部用流量調整部３０は、試料ガス源１０から供給される試料ガスの流量Ａ１を計測し、流量Ａ１を調整する。本明細書において単に流量と称した場合、特に説明が無ければ、単位時間当たりの流量を指す。粒子計測部用流量調整部３０は、流量センサ、流量制御バルブ、および制御回路部を含んでよい。具体的には、粒子計測部用流量調整部３０は、マスフローコントローラ、またはニードル弁付き流量計であってよい。粒子計測部用流量調整部３０には制御回路部を通じて流量設定値が入力される。粒子計測部用流量調整部３０は、流量制御バルブのバルブ開度を連続的に調整して、流量の実測値が流量設定値となるように制御してよい。

但し、本例と異なり、粒子計測部用流量調整部３０は、粒子計測部２００の下流側に設けられて、粒子計測部２００から排出される排出ガスの流量Ａ３を計測し、流量Ａ３を調整してもよい。この場合には、試料ガス源１０から合流点２８までの間に、粒子計測部用流量調整部３０が介在しないので、試料ガス源１０から合流点２８までの流路を直線状に形成しやすくなる。

希釈ガスは、例えば、粒子を予め定められた量以上に含まない清浄な希釈空気である。希釈ガス源２６は、例えば圧縮空気源である。圧縮空気源は、コンプレッサであってよい。合流点２８において、試料ガス源１０からの試料ガスと希釈ガス源２６からの希釈ガスとが混合される。したがって、合流点２８の下流においては希釈ガスによって希釈された試料ガスが流れる。希釈ガスによって希釈された試料ガスは粒子計測部２００に導入される。

第１調整部２０は、希釈ガス流路Ｌ１２に設けられる。希釈ガス流量調整部２２は、希釈ガス源２６から供給される希釈ガスの流量Ａ２を計測し、流量Ａ２を調整する。希釈ガス流量調整部２２は、流量の調整対象のガスが希釈ガスであることを除いて、粒子計測部用流量調整部３０と同様の構成を有してよい。希釈ガス流量調整部２２は、流量設定値が入力されてよい。希釈ガス流量調整部２２は、希釈ガスの流量Ａ２を実測してよい。

浄化部２４は、希釈ガス内の粒子を除去して希釈ガスを浄化するためのフィルタを有する。本例では、浄化部２４が希釈ガス流量調整部２２の上流に設けられているが、本例と異なり、希釈ガス流量調整部２２の下流側に設けられてもよい。希釈ガス内の粒子を除去することによって、希釈ガス内の粒子の影響による測定誤差を防止することができる。希釈ガス源２６によって供給される希釈ガスが予め定められた基準以上に清浄である場合には、浄化部２４を省略してもよい。

本例では、第１制御部１６０が、粒子計測部２００における計測結果に応じて試料ガスの希釈率を変更してよい。例えば第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子濃度がより高い場合に、試料ガスの流量に対する希釈ガスの流量を相対的に大きくさせて、希釈率をより高くする。本例の希釈部１５０は、粒子計測部用流量調整部３０と希釈ガス流量調整部２２とによって流量Ａ１および流量Ａ２を変更する。これにより、希釈部１５０は、第１制御部１６０によって設定された希釈率となるように、希釈ガスで試料ガスを希釈して粒子計測部２００に供給する。但し、本例と異なり、希釈部１５０は、流量Ａ１、流量Ａ２、および流量Ａ３のうちの１つ以上を変更することによって希釈してもよい。

本例の粒子計測装置１１０は、排出ガス流路Ｌ１４および第１吸引部３２を備える。第１吸引部３２は、排出ガス流路Ｌ１４を介して粒子計測部２００に接続されてよい。第１吸引部３２は、粒子計測部２００で測定を終えたガスである排出ガスを系外に排出する。第１吸引部３２は、真空ポンプである。

第１制御部１６０は、各種のデータおよび信号を処理し、種々の制御を実行するコンピュータであってよい。システム制御部４００を第１制御部１６０として用いてもよい。第１制御部１６０は、分散して配置されたマイクロコンピュータなどを含んでいてもよい。第１制御部１６０は、図２に破線で示したように、希釈ガス流量調整部２２、粒子計測部用流量調整部３０、および粒子計測部２００の各部と通信可能に接続されてよい。第１制御部１６０は、図１で示された粒子分析装置１２０と通信可能に接続されていてよい。第１制御部１６０は、希釈ガス流量調整部２２および粒子計測部用流量調整部３０から流量の実測値を読み込んでもよい。

第１制御部１６０は、希釈部１５０における希釈率と、粒子計測部２００によって計測された粒子の濃度とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出する濃度算出部として機能してよい。粒子計測部２００に導入される希釈後の試料ガスは、排出ガスの流量Ａ３と等しく、流量Ａ１と流量Ａ２の和となる。したがって、粒子計測部２００には、エアロゾル試料としての試料ガスが希釈率Ｅ＝Ａ３／Ａ１＝（Ａ１＋Ａ２）／Ａ１に希釈されて導入される。したがって、濃度算出部は、取得した濃度計測値Ｓ１に希釈率Ｅを乗じて、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度を算出してよい。すなわち、希釈率Ｅは、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度を算出するための補正値となる。補正値は、希釈率Ｅそのものであってよく、希釈率Ｅの関数であってもよい。当該関数は、１次関数に限定されない。第１制御部１６０は、希釈率Ｅの各値に応じた補正値のテーブルを予め記憶してよい。

本例の粒子計測装置１１０によれば、試料ガス中の粒子濃度に応じて試料ガスを希釈するので、試料ガス中の粒子が凝集することを抑制できる。このため、精度よく粒子濃度を測定することができる。また、粒子計測部２００等の内部が測定対象の粒子で汚染されることを抑制できる。

図３は、粒子計測部２００の一例を示す概略構成図である。本例では、粒子計測部２００は、遮光容器２０２、射出ノズル２０４、回収ノズル２０８、レーザ照射部２１３、コリメートレンズ２１４、反射ミラー２１５、および受光部２１８を備える。遮光容器２０２は、壁部によって囲まれた容器であってよい。遮光容器２０２は、外部から遮光された領域を提供する。射出ノズル２０４は、遮光容器２０２の壁部の一部を貫通するように配置されている。射出ノズル２０４の先端には、ガスを射出する射出口２０６が設けられる。

射出ノズル２０４は、合流点２８から供給流路Ｌ１３を通じて導入される希釈済みの試料ガスを射出口２０６から射出してよい。回収ノズル２０８は、射出ノズル２０４と対向する位置において遮光容器２０２の壁部の一部を貫通するように配置されている。回収ノズル２０８の先端には、希釈済みの試料ガスを吸入して回収する回収口２１０が設けられる。回収ノズル２０８は、その回収口２１０が射出ノズル２０４の射出口２０６に対向するように配置される。回収ノズル２０８の他端は、排出ガス流路Ｌ１４を介して第１吸引部３２に接続されてよい。

射出ノズル２０４および回収ノズル２０８は、図２に示される場合に限られない。射出ノズル２０４および回収ノズル２０８は、それぞれが２重のノズル構造を有していてもよい。射出ノズル２０４は、被計測粒子を含む試料ガスを吐出するとともに、その外側を清浄なシースエアで包み込むことによって、試料ガスをビーム状に形成してよい。この場合、回収ノズル２０８は、試料ガスとシースエアとを分離して回収してよい。

レーザ照射部２１３の照射口と受光部２１８とは遮光容器２０２内に設けられる。レーザ照射部２１３は、射出ノズル２０４と回収ノズル２０８との間の粒子計測領域２１２に向けてレーザ光２１６を照射する。受光部２１８は、レーザ光２１６が計測対象の粒子にあたって生じる散乱光２２０を受光する。受光部２１８は、散乱光２２０の受光強度に応じて電気信号を出力する。受光部２１８は、受光した散乱光２２０をパルス状の電気信号に変換する光電変換素子を含んでよい。

粒子計測部２００は、散乱光２２０を用いて粒子の濃度を測定するのみならず、白熱光検出処理を実行してもよい。粒子中に含まれるブラックカーボンがレーザ光２１６によって昇華するときに出る輻射光（白熱光）の強度によりブラックカーボンの粒子径が決定できる。

次に、試料ガス中の粒子の濃度が粒子計測部２００に及ぼす影響について説明する。図４は、受光部２１８による出力信号の一例を示す図である。図４の上段、中段、および下段は、それぞれ低濃度、中濃度、および高濃度のときの出力信号を示す。図４において、横軸は時間であり、縦軸が出力電圧値（波高値）を示す。本例の受光部２１８は、一つの粒子に対応して一つのパルス波形を出力する。したがって、受光部２１８によって出力されるパルス波形の数が粒子の数に対応する。

一方、出力信号値、すなわちパルス波形の波高値が粒子径に対応する。そして、出力信号数と出力信号値とに基づいて、粒子の濃度が算出される。具体的には、出力信号数と波高値とを乗じて、予め定められた時間にわたって積算することで、粒子の質量濃度（μｇ／ｍ^３）が算出される。

しかしながら、図４の下段に示されるとおり、試料ガス中の粒子の濃度が高くなると、受光部２１８による出力信号が飽和してしまい、パルス波形の出力信号を検出することができない状況が発生し得る。出力信号が飽和している期間は、粒子を計数することができない。したがって、実際の粒子の濃度に対して、見かけ上、粒子の濃度が低く示される場合があり、誤差要因となり得る。このような受光部２１８による出力信号が飽和する原因の一つとして、粒子の凝集の影響が考えられる。

図５は、粒子の濃度と凝集化の関係を模式的に示す図である。図５に示されるとおり、試料ガス中の粒子の濃度が高くなると、試料ガス中の複数の粒子が凝集しやすくなる。具体的には、硝酸塩、硫酸塩、および煤（ブラックカーボン）などを成分として含む粒子であるエアロゾルを例にとると、濃度が高くなるにつれて、複数のエアロゾル同士が凝集し、粒子径が大きくなったエアロゾルとなる。

粒子の高濃度化により粒子が凝集して粒子径が大きくなると、エアロゾルによって生じる散乱光２２０が強くなる。この結果、強い散乱光２２０を受けた受光部２１８による出力信号が一時的に飽和する。出力信号が一時的に飽和している間、パルス波形の出力信号を検出することができない状況が発生し得る。

そこで、本実施形態の粒子計測装置１１０では、第１制御部１６０が、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部１５０における希釈率を制御する。図６は、第１実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御するフローチャートである。図６に示される処理では、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が、予め定められた複数の閾値と比較される。本例では、複数の閾値として、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３（第１設定値ｄ１＜第２設定値ｄ２＜第３設定値ｄ３）の３つの値を設定する。しかし、複数の閾値の個数は、３つの場合に限られない。

第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、希釈率Ｅとして、第１値Ｅ１、第２値Ｅ２、および第３値Ｅ３（第１値＜第２値＜第３値）が設定されてよい。試料ガスの粒子の濃度が高くなるについて、希釈率Ｅが高くなる。なお、本明細書では希釈率Ｅは、試料ガス流量Ａ１／（試料ガス流量Ａ１＋希釈ガス流量Ａ２）であるので、希釈率Ｅが高くなることは、希釈ガスの占める割合が高くなることを意味する。

本例では、希釈されていない試料ガス中における粒子の濃度の閾値である第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３として、１００μｇ／ｍ^３、５００μｇ／ｍ^３、および１０００μｇ／ｍ^３が予め定められている。本例では、希釈率Ｅの第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）であり、第２値Ｅ２が１０（希釈ガス：試料ガス＝１０：９０）であり、第３値Ｅ３が約３３（希釈ガス：試料ガス＝３：９７）である。但し、各値は、これらの値に限られるものではない。

第１制御部１６０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ１０１）。測定開始の時点では、試料ガスの濃度の範囲が不明である。したがって、第１制御部１６０は、希釈部１５０に対して、希釈しないように指示してよい。この場合は、試料ガスが希釈されずに粒子計測部２００に導入される。粒子計測部２００は、希釈されていない試料ガスについて粒子の濃度を計測する。粒子計測部２００によって計測された濃度計測値が取得される。試料ガスが希釈されていない場合は、濃度（パーティクル値）は、濃度計測値であるパーティクル検出値（生データ）自体であってよい。

第１制御部１６０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ１０２）。希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を第１値Ｅ１に設定する（ステップＳ１０３）。本例では、第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）である。

さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ１０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を第２値Ｅ２に設定する（ステップＳ１０５）。さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第２設定値ｄ２より大きく、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を第３値ｄ３に設定する（ステップＳ１０７）。

一方、第１制御部１６０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第３設定値ｄ３より高い場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、試料ガスを粒子計測部２００に供給せず、希釈ガスのみを粒子計測部２００に供給するように制御してよい（ステップＳ１０８）。さらに、計測限界濃度を超えたことに伴うエラーを発報して、処理を終了してもよい（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０８およびステップＳ１０９の処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。

一方、計測限界濃度を超えない範囲では、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、高く設定された希釈率（ステップＳ１０３、ステップＳ１０５、ステップＳ１０７）になるように、希釈部１５０は、試料ガスを希釈して、粒子計測部２００に供給する。粒子計測部２００は、希釈された試料ガス中の粒子の濃度を計測する。第１制御部１６０は、粒子計測部２００から濃度計測値を取得する（ステップＳ１１０）。

第１制御部１６０は、希釈部１５０における希釈率と、粒子計測部２００によって計測された粒子の濃度計測値とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、ステップＳ１１０で取得した濃度計測値（パーティクル検出値）に希釈率Ｅ（補正値）を乗じて、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度（パーティクル値）を算出してよい。以下、処理は、ステップＳ１０２以下に戻る。ステップＳ１１１で算出された希釈前の濃度を、各設定値ｄ１、ｄ２、ｄ３と比較し、上述したような処理を繰り返してよい。なお、ステップＳ１０２からステップＳ１０７の段階は、試料ガス中の粒子の濃度を計測する粒子計測方法において、試料ガス中の粒子の濃度に応じた希釈率で、試料ガスを希釈ガスで希釈する段階の一例を示す。また、ステップＳ１１０は、希釈ガスで希釈された試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光、すなわち散乱光２２０に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測する計測段階の一例を示す。

以上の処理によれば、第１制御部１６０は、粒子の濃度、すなわち粒子による汚染度に応じて希釈率を変更する。したがって、粒子の濃度が高い場合にも、計測精度を保つことができる。ユーザが希釈率を設定する必要がなく、粒子の濃度が変化した場合には、変化した粒子濃度に適した希釈率が設定される。

また、本実施形態の粒子計測装置１１０によれば、自装置内の粒子計測部２００による計測結果を利用して、希釈率を変更することができる。したがって、外部機器による濃度の別途の計測をしなくてもよい。但し、第１制御部１６０は、粒子計測装置１１０以外の他の装置によって計測された濃度に応じて、試料ガスの希釈率を変更してもよい。第１制御部１６０は、粒子分析装置１２０からの計測結果に応じて、試料ガスの希釈率を変更してよい。

第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、希釈率を高くする。したがって、粒子の凝集が抑制され、計測精度への影響を与える大きさの粒子径を持つ粒子の発生を抑制できる。この結果、試料ガス中の粒子の濃度が高くなっても、計測精度を維持できる。また、試料ガスに希釈ガスを混合する合流点２８までの間の試料ガス流路Ｌ１１は、供給流路Ｌ１３に比べて距離が短く、直線状に延びているので、希釈される前の過程における試料ガス中の粒子の凝集を軽減することができる。

図７は、第２実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。本例の粒子計測装置１１０において、第１制御部１６０は、第１実施形態の場合と異なり、希釈後の試料ガス中の粒子の濃度に応じて希釈率を制御する。

本例の粒子計測装置１１０では、粒子の凝集が抑制されて計測精度を保つことができる粒子の濃度計測値の設定範囲が定められている。そして、粒子計測部２００に導入される試料ガス中の濃度計測値を当該設定範囲に保つように希釈率を変更する。具体的には、試料ガス中の濃度計測値が設定範囲の上限を超える場合には、希釈率を引き上げる一方、試料ガス中の濃度計測値が設定範囲の下限を下回る場合には、希釈率を引き下げる。本例の粒子計測装置１１０は、第１制御部１６０による希釈率の制御を除いて、第１実施形態と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。

第１制御部１６０は、粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ２０１）。粒子計測部２００は、希釈された試料ガス中の粒子の濃度計測値を計測する。なお、測定の開始時は、設定すべき希釈率が不明であるので、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度計測値を計測してもよく、予め定められた初期値の希釈率となるように希釈された試料ガス中の粒子の濃度計測値を計測してもよい。

第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が予め定められた計測限界値より高い場合には（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、試料ガスを粒子計測部２００に供給せず、希釈ガスのみを粒子計測部２００に供給するように制御してよい（ステップＳ２０３）。さらに、第１制御部１６０は、計測限界濃度を超えたことに伴うエラーを発報して、処理を終了してもよい（ステップＳ２０４）。これらの処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。

試料ガス中の粒子の濃度計測値が予め定められた計測限界値以下である場合には（ステップＳ２０２：ＮＯ）、第１制御部１６０は、現在の希釈率で希釈されている試料ガス中の濃度計測値が、予め定められた範囲内であるかを判断する。具体的には、濃度計測値が設定範囲上限より高いか判断するとともに（ステップＳ２０５）、濃度計測値が設定範囲下限より低いか判断する（ステップＳ２１０）。

試料ガス中の濃度計測値が設定範囲上限より高い場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、希釈率の引き上げ限界に達していない限り（ステップＳ２０６：ＮＯ）、第１制御部１６０は、現在の希釈率から更に希釈率を引き上げる（ステップＳ２０７）。次いで、再びステップＳ２０１に戻って、新たに濃度計測値が計測される。希釈率の引き上げ限界に達する場合には（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、計測限界濃度を超えた場合と同様に処理してよい（ステップＳ２０８およびステップＳ２０９）。

希釈率を高くしすぎると、十分な計測精度が保てない。したがって、予め希釈率の引き上げ限界を定めて第１制御部１６０内などに記憶しておくことができる。また、希釈率の引き上げ幅についての情報または算出式についても第１制御部１６０内などに予め記憶しておくことができる。

試料ガス中の濃度計測値が設定範囲下限より低い場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、現在が希釈中であれば（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を引き下げて（ステップＳ２１４）、再びステップＳ２０１に戻って新たに濃度計測値を計測する。なお、希釈率を引き下げる処理には、希釈率が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）の場合、すなわち、元々の試料ガスを希釈しないようにする場合が含まれてよい。

試料ガス中の濃度計測値が設定範囲内に含まれる場合には（ステップＳ２０５：ＮＯ、ステップＳ２１０：ＮＯ）、特に希釈率を変更する必要がない。したがって、第１制御部１６０は、今回の濃度計測値と、希釈部１５０における希釈率とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出してよい（ステップＳ２１１）。以下、処理は、ステップＳ２０１以下に戻る。

本実施形態の粒子計測装置１１０による処理によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部１５０における希釈率を制御することになるが、このとき希釈前の濃度および希釈後の濃度のどちらかに応じて希釈部１５０における希釈率を制御してもよい。

図８は、第３実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。本例の粒子計測装置１１０は、第１制御部１６０による希釈率の制御を除いて、第２実施形態の場合と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。

本例の第１制御部１６０による希釈率の制御は、図７のステップＳ２０５の判断処理に代えてステップＳ３０５の判断処理を実行することを除いて、図７における処理と同様である。したがって、ステップＳ３０５の処理以外の処理についての説明は省略する。第１制御部１６０は、図８のステップＳ３０５において、受光部２１８の出力信号が飽和しているかを判断する。受光部２１８の出力信号が飽和しているか否かは、図４に示される出力信号波形から判断してよい。

例えば、第１制御部１６０は、受光部２１８の出力信号が飽和電圧を予め定められた時間にわたって維持している場合に、受光部２１８の出力信号が飽和していると判断する。あるいは、第１制御部１６０は、パルス波形の出力信号を検出することができない状況が予め定められた時間にわたって発生した場合に、受光部２１８の出力信号が飽和していると判断してもよい。但し、判断方法はこれらの場合に限定されない。

受光部２１８の出力信号が飽和している場合には（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、希釈率の引き上げ限界に達していない限り（ステップＳ３０６：ＮＯ）、第１制御部１６０は、現在の希釈率から更に希釈率を引き上げる（ステップＳ３０７）。次いで、ステップＳ３０１からステップＳ３０７の処理に戻って、新たに濃度計測値が計測される。ステップＳ３０１からステップＳ３０７の処理によれば、第１制御部１６０は、受光部２１８の出力信号が飽和している場合には、受光部２１８の出力信号が飽和していない状態となるまで（ステップＳ３０５：ＮＯ）、希釈率を高くする（ステップＳ３０７）。

本実施形態の粒子計測装置１１０によれば、受光部２１８の出力が飽和状態となることを防止し、粒子を検出できずに見かけ上の粒子の濃度が低く検出されてしまうことを防止することができる。

図９は、第４実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。本例の粒子計測装置１１０は、分級部４２、凝集促進部４４、微小粒子用流量調整部４６、および流路切換部４８を有することを除いて、図２に示された第１実施形態の粒子計測装置１１０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。

本例の粒子計測装置１１０は、本来であれば粒子計測部２００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子をあえて凝集させて粒子径を大きくすることによって検出するものである。粒子の濃度が高くなると粒子の凝集が促進されることを利用してよい。分級部４２は、予め定められた粒子径以上の粒子を除去した試料ガスを凝集促進部４４に供給する粒子分級部である。分級部４２は、例えばバーチャルインパクタ、またはフィルタなど種々の構成を有する。

凝集促進部４４は、試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。本例では、凝集促進部４４は、分級部４２を通過した試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。凝集促進部４４は、例えば、ラビリンス構造、加熱部、または加湿部を有する。ラビリンス構造は、比較的狭くて曲がりくねった流路を有する。ラビリンス構造における流路は、流路Ｌ１１よりも狭くてよい。ラビリング構造を試料ガスが流れることによって、試料ガス中の粒子同士が凝集しやすくなる。加熱部を有する場合は、粒子同士の接触する確率が高くなり、凝集しやすくなる。加湿部を有する場合は、水蒸気を媒介として粒子同士が凝集しやすくなる。

微小粒子用流量調整部４６は、凝集促進部４４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスの流量を調整する。微小粒子用流量調整部４６は、粒子計測部用流量調整部３０と同様の構成を有してよい。凝集促進部４４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスは、微小粒子用流量調整部４６によって流量が制御されて、粒子計測部２００に導入される。流路切換部４８は、凝集促進部４４を経る流路と、凝集促進部４４を経ない流路とを切り換える。流路切換部４８は、第１制御部１６０によって制御されてよい。

第１制御部１６０は、粒子計測部２００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子の濃度を検出したい場合、流路切換部４８に対して、凝集促進部４４を経る流路に切り換えるように指示する。粒子計測部２００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子は、分級部４２を通過する。分級部４２を通過した微小粒子は、凝集促進部４４によって凝集が促進される。その結果、粒子計測部２００で計測可能な粒子径まで大きくなり、粒子計測部に供給される。

流路切換部４８は、凝集促進部４４を経ない供給流路Ｌ１３に切り換えることができる。この場合は、第１から第３実施形態と同様に粒子の濃度を計測することができる。本例では、凝集促進部４４を経て導入される試料ガスは希釈しなくてよい。これにより、凝集が促進される。但し、この場合に限られず、凝集促進部４４を経る流路を流れる試料ガスについても希釈してもよい。しかし、この場合は、凝集促進部４４を経ない流路を流れる試料ガスより希釈率を低くしてよい。

＜粒子分析装置＞
粒子分析装置１２０の実施形態について説明する。図１０は、第１実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。粒子分析装置１２０は、分析部３００および抑制部６０を備える。また、粒子分析装置１２０は、分析部用流量調整部５１を有していてもよい。分析部用流量調整部５１は、試料ガスの単位時間当たりの流量を制御する。例えば、分析部用流量調整部５１は、単位時間当たりの流量を設定値に制御する絞り弁であるオリフィスである。

分析部用流量調整部５１としてオリフィスのように動力源を有しない制御部を使用する場合には、オリフィスの直後に圧力計測部５２を配置してよい。圧力計測部５２による指示値が電気的に読み込まれて、分析部用流量調整部５１における試料ガスの単位時間当たりの流量に換算される。

分析部３００は、試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、脱離成分を分析して粒子の量を計測する。抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。抑制部６０は、流路開閉部６２と第２制御部１７０とを有してよい。本明細書において、「脱離」には、気化、昇華、または反応させることが含まれる。

流路開閉部６２は、分析部３００の上流側の流路に配置される。本例では、分析部用流量調整部５１が流路開閉部６２の上流に設けられている。但し、分析部用流量調整部５１は、流路開閉部６２の下流に設けられてもよい。あるいは、流路開閉部６２が分析部用流量調整部５１の機能を更に有していてもよい。分析部３００の排出口には、排出流路を介して第２吸引部５４が接続される。第２吸引部５４は、分析部３００からの排出流路を介して排出ガスを吸引して系外に排出する。第２吸引部５４は、真空ポンプである。

流路開閉部６２は、開状態と閉状態とを切り替えて分析部３００への試料ガスの導入時間を調整する。流路開閉部６２が流路を閉状態に制御すると、分析部３００へ試料ガスが導入されず、流路開閉部６２が流路を開状態に制御すると、分析部３００へ試料ガスが導入される。流路開閉部６２は、電動弁であってよく、例えば、電動アクチュエータ式ボールパルプである。しかし、流路開閉部６２は、試料ガスの分析部３００への導入の有無を制御できるものであれば、特に限定されない。

第２制御部１７０は、各種のデータおよび信号を処理し、種々の制御を実行するコンピュータであってよい。システム制御部４００を第２制御部１７０として用いてもよい。第２制御部１７０は、分散して配置されたマイクロコンピュータなどを含んでいてもよい。第２制御部１７０は、図１０に破線で示したように、圧力計測部５２、流路開閉部６２、および分析部３００の各部と通信可能に接続されてよい。第２制御部１７０は、図１で示された粒子計測装置１１０と通信可能に接続されていてよい。第２制御部１７０は、圧力計測部５２からの圧力の実測値を読み込み、圧力の実測値から圧力計測部５２での流量を算出してもよい。

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、流路開閉部６２における開状態の時間を制御する。これにより、本例では、抑制部６０は、試料ガスを分析部３００に導入する導入時間を試料ガス中の粒子の濃度に応じて変更する。特に、第２制御部１７０は、分析部３００による計測結果に応じて、流路開閉部６２における開状態の時間を制御してよい。この場合、抑制部６０は、分析部３００による計測結果に応じて、導入時間を変更する。例えば、抑制部６０は、試料ガス中の粒子濃度がより高い場合に、導入時間をより短くすることで、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。

本例の粒子分析装置によれば、試料ガス中の粒子濃度に応じて、分析部における粒子の捕集量を抑制するので、残渣の発生を抑制できる。計測時にゼロ点が安定するとともに、残渣ガスの影響を軽減して、精度よく粒子濃度を測定することができる。

図１１は、分析部３００の一例を示す概略構成図である。本例では、分析部３００は、減圧容器３０２を有する。減圧容器３０２は、外部に対して減圧された領域を提供するための減圧チャンバであってよい。減圧容器３０２は、隔壁によって複数の減圧容器３０３、減圧容器３０４、および減圧容器３０５に区切られていてよい。本例の減圧容器３０３、３０４、および３０５は、それぞれ第２吸引部５４によって減圧されるようになっている。第２吸引部５４は、減圧容器３０２内の減圧状態を保つための真空ポンプである。

分析部３００は、粒子線生成部３１０および捕集体３２０を有する。粒子線生成部３１０は、試料ガス中の粒子の粒子線３１６を射出する。粒子線生成部３１０は、例えばエアロダイナミックレンズである。粒子線生成部３１０は、減圧容器３０２の壁部の一部に設けられる。粒子線生成部３１０は、減圧容器３０２の気密性を保ちつつ減圧容器３０２の壁部を貫通する。粒子線生成部３１０は、管状構造体の内側に立設する複数の絞り機構である複数のオリフィス３１２を備えてよい。粒子線生成部３１０の一端には、粒子線射出口３１４が設けられている。粒子線生成部３１０の他端は、流路開閉部６２に接続されてよい。

本発明において、「試料ガス中の粒子の粒子線３１６」とは、固体または液体で構成された粒子の空力学的特性を利用して、粒子が浮遊した試料ガスから、各粒子が試料ガス中で同じような飛行・移動特性を持つようにビーム状に離隔濃縮された粒子の粒子線３１６である。減圧容器３０２内外の圧力差によって、試料ガスが粒子線生成部３１０に流入する。粒子線生成部３１０内を試料ガスが通り抜けるときは、媒質である気体は拡散しながら移動するので、オリフィス３１２によって直線的な移動が妨げられる。

一方、固体または液体で構成された粒子は、直進性が気体分子に比べて高いので、初段のオリフィス３１２を通過した粒子の移動が２段目以降のオリフィス３１２により大きく妨げられることがない。したがって、各粒子がビーム状に収束しつつ、粒子線射出口３１４を通って、減圧雰囲気側に粒子の粒子線３１６として射出される。

捕集体３２０は、粒子線３１６中の粒子を捕集する。捕集体３２０は、粒子線３１６が照射される捕集面３２２を有する。捕集体３２０は、捕集面３２２から予め定められた厚さの部分までは少なくともメッシュ状構造を有している。メッシュ状構造の捕集体３２０において捕集面３２２側から投影したときの面積空隙率が、８０％以上９９％の範囲であってよい。捕集体３２０は、粒子線３１６が射出される位置に配置される。本実施形態では、粒子線生成部３１０の粒子線射出口３１４から射出された粒子線３１６が減圧容器３０２内で予め定められた距離を飛行して到達する位置に、捕集体３２０が配置されてよい。

減圧環境によって減圧容器３０２内では気相成分が減っているので、粒子が捕集体３２０に当たったときの気流による乱れが抑制されている。粒子線３１６中の粒子が捕集体３２０の空隙に獲捕されつつ運動エネルギーが弱まる。捕集体３２０は、捕集面３２２が粒子線生成部３１０の粒子線射出口３１４に対して、傾けて対向するように配されてよい。これにより、捕集体３２０に跳ね返されて捕集できない確率を低減することができ、より効率的に粒子線３１６中の粒子を捕集することができる。

分析部３００は、更に、エネルギー線照射部３３０および分析器３４０を有する。エネルギー線照射部３３０は、捕集体３２０に向けてエネルギー線３３１を照射して、捕集体３２０に捕集された粒子を気化、昇華、または反応させて脱離成分を生じさせる。エネルギー線３３１は、照射口３３２から照射され、減圧容器３０２の壁部等の一部に設けられた透光窓３３４を通過して減圧容器３０２内の捕集体３２０に到達する。エネルギー線３３１は、捕集体３２０の予め定められた範囲に照射される。

エネルギー線３３１は、捕集体３２０に捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせるものであればよく、特に制限されない。エネルギー線３３１は、例えば、赤外レーザの供給器、可視レーザの供給器、紫外レーザの供給器、Ｘ線の供給器、およびイオンビームの供給器により供給されるエネルギー線である。生じた脱離成分は、導管を介して、分析器３４０に導入されてよい。

分析器３４０は、脱離成分を分析して粒子の量を計測する。分析器３４０は、質量分析計または分光分析装置であってよい。分析器３４０は、分析強度に応じて分析信号を出力する。分析器３４０の導入口には、回収筒部３４２の一端が連結されている。脱離成分が、回収筒部３４２を通じて回収されて、分析器３４０内に導入される。

分析器３４０は、電気信号として受信された分析信号に基づいて演算し、粒子の量を導出してよい。分析器３４０は、粒子の成分及び成分別の量を導出してよい。分析信号から粒子の成分及び成分別の量を導出は、従来の質量分析計などと同様であるので詳しい説明を省略する。本例の分析部３００によれば、エアロゾル試料中の粒子を予め定められた領域に集中的に捕集して、それにエネルギー線３３１を照射して生じさせた脱離成分を分析するので、効率的でしかも感度良く、粒子の成分及びその量を分析することが可能である。

次に、試料ガス中の粒子の濃度が分析部３００に及ぼす影響について説明する。試料ガス中の粒子の濃度が高くなると、捕集体３２０に捕集される粒子の量が増加する。捕集される量が予め定められた量より多いと、エネルギー線３３１を照射しても、捕集体３２０上のすべての粒子が脱離することができず、残渣が発生し得る。その結果、分析部３００でのゼロ点検出時、安定的にゼロ点を示すことができず、オフセットが生じてしまう。また、残渣が脱離することによって正しい計測値を算出することができない場合がある。

そこで、本実施形態の粒子分析装置１２０では、抑制部６０が、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。図１２は、第１実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。図１２に示される処理では、試料ガス中の粒子の濃度を、予め定められた複数の閾値と比較する。本例では、複数の閾値として、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３（第１設定値ｄ１＜第２設定値ｄ２＜第３設定値ｄ３）の３つの値を設定する。しかし、複数の閾値の個数は、３つの場合に限られない。

第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、導入時間ｔ１、導入時間ｔ２、および導入時間ｔ３（ｔ１＞ｔ２＞ｔ３）が設定されてよい。試料ガスの粒子の濃度が高くなるにつれて、導入時間が短く設定されてよい。

本例では、試料ガス中における粒子の濃度の閾値である第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３として、１００μｇ／ｍ^３、５００μｇ／ｍ^３、および１０００μｇ／ｍ^３が予め定められている。本例では、導入時間ｔ１が１８０秒であり、導入時間ｔ２が６０秒であり、導入時間ｔ３が１５秒である。但し、各値は、これらの値に限定されるものではない。

第２制御部１７０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ４０１）。測定開始の時点では、試料ガスの濃度の範囲が不明である。したがって、第２制御部１７０は、予め定められた導入時間ｔを設定してよい。第２制御部１７０は、圧力計測部５２の計測値から換算された試料ガスの流量Ａを取得してよい。第２制御部１７０は、流路開閉部６２による開状態の時間ｔを取得する。第２制御部１７０は、試料ガスの導入量Ａ・ｔを算出する。なお、本実施形態では、試料ガスが希釈されていない場合は、濃度計測値であるパーティクル検出値が、濃度（パーティクル値）を意味する。

第２制御部１７０は、流路を開状態とすべき時間についての指令を流路開閉部６２に送信する場合は、流路開閉部６２における開閉動作の追従性によっては、第２制御部１７０は、取得した流量Ａと、指令された開状態の時間ｔとを用いて導入量Ａ・ｔを算出してもよい。分析部３００では、試料ガス中の粒子の量を計測する。具体的には、試料ガス中の成分別の質量を計測してよい。粒子の質量の計測値をＳとすると、それを導入量Ａ・ｔで除した値Ｓ／（Ａ・ｔ）が粒子の成分別の濃度計測値（μｇ／ｍ^３）となる。粒子がエアロゾルの場合、硫酸塩、硝酸塩、およびブラックカーボンといった成分別の濃度計測値を算出してよい。これら成分別の濃度計測値（μｇ／ｍ^３）を合算して粒子全体の濃度計測値（μｇ／ｍ^３）を算出してよい。第２制御部１７０は、このように試料ガス中の粒子の濃度計測値を取得してよい。

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ４０２）。試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ１を設定する（ステップＳ４０３）。設定された導入時間ｔ１が流路開閉部６２に指示される。流路開閉部６２は、指示された導入時間ｔ１の間、流路を開状態とする。本例では、導入時間ｔ１が１８０秒である。

試料ガス中の濃度計測値が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ４０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ２を設定する（ステップＳ４０５）。設定された導入時間ｔ２が流路開閉部６２に指示される。本例では、導入時間ｔ２が６０秒である。

試料ガス中の濃度計測値が第２設定値ｄ２より大きく（ステップＳ４０４：ＮＯ）、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ３を設定する（ステップＳ４０７）。設定された導入時間ｔ３が流路開閉部６２に指示される。本例では、導入時間ｔ３が１５秒である。

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第３設定値ｄ３より高い場合には（ステップＳ４０６：ＮＯ）、試料ガスを粒子分析部３００に供給せず、希釈ガスのみを粒子分析部３００に供給するように制御してよい（ステップＳ４０８）。ステップＳ４０８およびステップＳ４０９の処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。また、導入時間が一定の時間以下になると、試料ガスが粒子分析部３００に導入されないまま途中でロスすることがあり、誤差が大きくなる。したがって、導入時間をあまりに短くすることは望ましくない。

一方、計測限界濃度を超えない範囲では、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、短く設定された導入時間（ステップＳ４０３、ステップＳ４０５、ステップＳ４０７）を適用することによって、抑制部６０が、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。捕集量が抑制された条件下で、分析部３００は、試料ガス中の粒子の量を計測する。第２制御部１７０は、分析部３００による粒子の質量の計測値をＳを導入量Ａ・ｔで除した値Ｓ／（Ａ・ｔ）を粒子の濃度計測値（μｇ／ｍ^３）として算出する（ステップＳ４１０）。

以下、処理は、ステップＳ４０２以下に戻る。ステップＳ４１０で算出された濃度計測値を、各設定値ｄ１、ｄ２、ｄ３と比較し、上述したような処理を繰り返してよい。すなわち、抑制部６０は、前回の分析部３００での試料ガス中の濃度の計測結果（ステップＳ４１０）に基づいて、今回の導入時間を変更してよい。ステップＳ４０１およびステップＳ４１０は、試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、脱離成分を分析して粒子の量を計測する分析段階の一例を示す。ステップＳ４０２からステップＳ４０７の処理は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析段階における粒子の捕集量を抑制する抑制段階の一例を示す。

以上の処理によれば、抑制部６０は、粒子の濃度、すなわち粒子による汚染度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。その結果、粒子分析装置１２０によるゼロ点検出時に、安定的にゼロ点を表示できる。また、残渣ガスの影響を軽減して、計測精度を高めることができる。

また、本実施形態の粒子分析装置１２０によれば、自装置内の分析部３００による計測結果を利用して、捕集量を抑制することができる。したがって、外部機器による濃度の別途の計測をしなくてもよい。但し、抑制部６０は、粒子分析装置１２０以外の他の装置によって計測された粒子の濃度に応じて、試料ガスの導入時間を変更してもよい。抑制部６０は、図３に示される粒子計測部２００によって計測された粒子の濃度に応じて、導入時間を変更してもよい。この場合、粒子計測部２００が粒子分析装置１２０の構成要素としても機能する。粒子計測部２００は、試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光、すなわち散乱光２２０に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測する。

抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、導入時間を短くする。したがって、残渣の発生が抑制できる。この結果、試料ガス中の粒子の濃度が高くなっても、計測精度を維持できる。

図１３は、第２実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。本例の粒子分析装置１２０は、分析部３００による計測結果の平均を算出する算出部を有する。そして、算出部は、導入時間が短くなるほど、平均をとる回数を多くする。第２制御部１７０が算出部を兼ねている場合を例にとって説明する。具体的には、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、導入時間ｔ１、導入時間ｔ２、および導入時間ｔ３（ｔ１＞ｔ２＞ｔ３）が設定されており、平均をとる計測回数として計測回数ｎ１、計測回数ｎ２、および計測回数ｎ３（ｎ１＜ｎ２＜ｎ３）が設定されている。試料ガスの粒子の濃度が高くなるにつれて、導入時間が短く設定される。導入時間が短くなるほど、平均をとる計測回数を多くする。

図１３において、ステップＳ５０１からステップＳ５０３、ステップＳ５０５、ステップＳ５０６、ステップＳ５０８、ステップＳ５０９、ステップＳ５１１、およびステップＳ５１２の処理は、図１２におけるステップＳ４０１からステップＳ４０９の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、第１実施形態と同様の部材については、同じ符号を用いて説明する。

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ５０２）。試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ１を設定し（ステップＳ５０３）、平均をとる回数である計測回数をｎ１に設定する（ステップＳ５０４）。また、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ５０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ２を設定し（ステップＳ５０６）、かつ平均をとる回数である計測回数をｎ２に設定する（ステップＳ５０７）。

同様に、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第２設定値ｄ２より大きく（ステップＳ５０５：ＮＯ）、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ３を設定し（ステップＳ５０９）、かつ平均をとる回数である計測回数をｎ３に設定する（ステップＳ５１０）。

設定された導入時間において、分析部３００は、試料ガス中の粒子の量を計測する。第２制御部１７０は、分析部３００による粒子の質量の計測値Ｓを導入量Ａ・ｔで除した値Ｓ／（Ａ・ｔ）を粒子の濃度計測値（μｇ／ｍ^３）として算出する。そして、設定された計測回数分の濃度計測値を算出する（ステップＳ５１３）。次いで、第２制御部１７０は、計数回数分の濃度計測値の平均値を算出する（ステップＳ５１４）。平均値が、最終的な濃度計測値として用いられる。

本実施形態の粒子分析装置１２０によれば、分析部３００による計測結果の平均を算出する算出部を備える。算出部は、導入時間ｔ１、ｔ２、ｔ３が短くなるほど、平均をとる計測回数を多くする。したがって、捕集時間が短くなることに伴う誤差を軽減することができる。

図１４は、第３実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。本例の粒子分析装置１２０の抑制部６０は、流路開閉部６２および第２制御部１７０のみならず、希釈部７０を有する。したがって、本例では、抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じた希釈率となるように希釈ガスで試料ガスを希釈して分析部３００に供給する。これらのことを除いて、本例の粒子分析装置１２０は、第１実施形態の粒子分析装置１２０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材には、同じ符号を用いて説明する。

本例の抑制部６０は、希釈部７０を有する。希釈部７０は、希釈ガス流量調整部７２、浄化部７４、および希釈ガス源７６を有してよい。本例の粒子分析装置１２０は、試料ガス流路Ｌ２１、希釈ガス流路Ｌ２２、および供給流路Ｌ２３を有する。試料ガス流路Ｌ２１は、希釈されていない試料ガスが流れる流路である。希釈ガス流路Ｌ２２は、一端が希釈ガス源７６に接続され、他端が試料ガス流路Ｌ２１との合流点７８に接続される。供給流路Ｌ２３は、一端が合流点７８に接続され、他端が流路開閉部６２を介して分析部３００に接続されてよい。希釈部７０によって希釈された試料ガスが流路開閉部６２を介して分析部３００に導入される。

希釈ガスは、例えば、粒子を予め定められた量以上に含まない清浄な希釈空気である。希釈ガス源７６は、例えば圧縮空気源である。圧縮空気源は、コンプレッサであってよい。合流点７８において、試料ガス源１０からの試料ガスと希釈ガス源７６からの希釈ガスとが混合される。したがって、合流点７８の下流においては希釈ガスによって希釈された試料ガスが流れる。希釈ガスによって希釈された試料ガスは流路開閉部６２を介して粒子計測部２００に導入される。

希釈部７０は、希釈ガス流路Ｌ２２に設けられる。希釈ガス流量調整部７２は、希釈ガス源７６から供給される希釈ガスの流量Ａ２を計測し、流量Ａ２を調整する。希釈ガス流量調整部７２は、具体的には、マスフローコントローラ、またはニードル弁付き流量計であってよい。希釈ガス流量調整部７２は、流量設定値が入力されてよい。希釈ガス流量調整部７２は、希釈ガスの流量Ａ２を実測してよい。浄化部７４は、希釈ガス内の粒子を除去して希釈ガスを浄化するためのフィルタを有する。

本例では、第２制御部１７０が、粒子分析部３００における計測結果に応じて試料ガスの希釈率を変更してよい。例えば第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子濃度がより高い場合に、試料ガスの流量に対する希釈ガスの流量を相対的に大きくさせて、希釈率をより高くする。第２制御部１７０からの指示を受けて希釈ガス流量調整部７２は、流量Ａ２を変更する。これにより、抑制部６０は、第２制御部１７０が設定した希釈率となるように、希釈ガスで試料ガスを希釈して分析部３００に供給する。但し、本例と異なり、抑制部６０は、流量Ａ１、流量Ａ２、および流量Ａ３のうちの１つ以上を変更することによって希釈してもよい。

第２制御部１７０は、図１４に破線で示したように、圧力計測部５２、流路開閉部６２、分析部３００、および希釈ガス流量調整部７２の各部と通信可能に接続されてよい。第２制御部１７０は、図１で示された粒子計測装置１１０と通信可能に接続されていてよい。第２制御部１７０は、圧力計測部５２からの圧力の実測値を読み込み、圧力の実測値から圧力計測部５２での流量を算出してもよい。第２制御部１７０は、希釈ガス流量調整部７２から流量の実測値を読み込んでよい。

本例では、流路開閉部６２は、導入時間が一定となるようにしてよい。但し、処理はこの場合に限られず、抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて希釈率および導入時間の双方を変更してもよい。具体的には、抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、希釈率を高くするとともに、導入時間を短くしてよい。

図１５は、第３実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。図１５に示される処理では、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を、予め定められた複数の閾値と比較する。本例では、複数の閾値として、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３（第１設定値ｄ１＜第２設定値ｄ２＜第３設定値ｄ３）の３つの値を設定する。しかし、複数の閾値の個数は、３つの場合に限られない。

第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、希釈率Ｅとして、第１値Ｅ１、第２値Ｅ２、および第３値Ｅ３（第１値＜第２値＜第３値）が設定されてよい。試料ガスの粒子の濃度が高くなるについて、希釈率Ｅが高くなる。なお、本明細書では希釈率Ｅは、試料ガス流量Ａ１／（試料ガス流量Ａ１＋希釈ガス流量Ａ２）であるので、希釈率Ｅが高くなることは、希釈ガスの占める割合が高くなることを意味する。

本例では、希釈されていない試料ガス中における粒子の濃度の閾値である第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３として、１００μｇ／ｍ^３、５００μｇ／ｍ^３、および１０００μｇ／ｍ^３が予め定められている。本例では、希釈率Ｅの第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）であり、第２値Ｅ２が１０（希釈ガス：試料ガス＝１０：９０）であり、第３値Ｅ３が約３３（希釈ガス：試料ガス＝３：９７）である。但し、各値は、これらの値に限られるものではない。

第２制御部１７０は、希釈前の試料ガス中における粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ６０１）。測定開始の時点では、試料ガスの濃度の範囲が不明である。したがって、第２制御部１７０は、希釈部７０に対して、希釈しないように指示してよい。この場合は、試料ガスが希釈されずに粒子分析部３００に導入される。粒子分析部３００は、希釈されていない試料ガスについて粒子の濃度計測値を計測する。粒子分析部３００によって計測された濃度計測値が取得される。試料ガスが希釈されていない場合は、濃度（パーティクル値）は、濃度計測値であるパーティクル検出値（生データ）自体であってよい。

第２制御部１７０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ６０２）。希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、希釈率を第１値Ｅ１に設定する（ステップＳ６０３）。本例では、第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）である。

さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ６０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、希釈率を第２値Ｅ２に設定する（ステップＳ６０５）。さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第２設定値ｄ２より大きく、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ６０６：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、希釈率を第３値ｄ３に設定する（ステップＳ６０７）。

一方、第２制御部１７０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第３設定値ｄ３より高い場合には（ステップＳ６０６：ＮＯ）、試料ガスを分析部３００に供給せず、希釈ガスのみを分析部３００に供給するように制御してよい（ステップＳ６０８）。さらに、計測限界濃度を超えたことに伴うエラーを発報して、処理を終了してもよい（ステップＳ６０９）。ステップＳ６０８およびステップＳ６０９の処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。

一方、計測限界濃度を超えない範囲では、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、高く設定された希釈率（ステップＳ６０３、ステップＳ６０５、ステップＳ６０７）になるように、希釈部７０は、試料ガスを希釈して、分析部３００に供給する。分析部３００は、希釈された試料ガス中の粒子の濃度を計測する。第２制御部１７０は、分析部３００から濃度計測値を取得する（ステップＳ６１０）。

第２制御部１７０は、希釈部７０における希釈率と、分析部３００によって計測された粒子の濃度計測値とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出する（ステップＳ６１１）。具体的には、ステップＳ６１０で取得した濃度計測値（パーティクル検出値）に希釈率Ｅ（補正値）を乗じて、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度（パーティクル値）を算出してよい。以下、処理は、ステップＳ６０２以下に戻る。ステップＳ６１１で算出された希釈前の濃度を、各設定値ｄ１、ｄ２、ｄ３と比較し、上述したような処理を繰り返してよい。

以上の処理によっても、抑制部６０は、粒子の濃度、すなわち粒子による汚染度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制することができる。したがって、第１実施形態の場合と同様の効果を達成できる。また、導入時間をあまりに短くする必要がないので、計測精度を維持しやすい。試料ガス中の粒子の濃度に応じて、導入時間と希釈率の双方を変更することもできる。

図１６は、第４実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。本例の粒子分析装置１２０は、分級部８２、凝集促進部８４、微小粒子用流量調整部８６、および流路切換部８８を有することを除いて、図１０に示された第１実施形態の粒子分析装置１２０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。

本例の粒子分析装置１２０は、本来であれば分析部３００において捕集しづらい微小粒子をあえて凝集させて粒子径を大きくすることによって捕集しやすくし検出するものである。粒子の濃度が高くなると粒子の凝集が促進されることを利用してよい。分級部８２は、予め定められた粒子径以上の粒子を除去した試料ガスを凝集促進部８４に供給する粒子分級部である。分級部８２は、例えばバーチャルインパクタ、またはフィルタなど種々の構成を有する。

凝集促進部８４は、試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。本例では、凝集促進部８４は、分級部８２を通過した試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。凝集促進部８４は、例えば、ラビリンス構造、加熱部、および加湿部を有しる。ラビリンス構造は、比較的狭くて曲がりくねった流路を有する。ラビリンス構造における流路は、流路Ｌ２１よりも狭くてよい。ラビリング構造を試料ガスが流れることによって、試料ガス中の粒子同士が凝集しやすくなる。加熱部を有する場合は、粒子同士の接触する確率が高くなり、凝集しやすくなる。加湿部を有する場合は、水蒸気を媒介として粒子同士が凝集しやすくなる。

微小粒子用流量調整部８６は、凝集促進部８４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスの流量を調整する。微小粒子用流量調整部８６は、分析部用流量調整部５１と同様の構成を有してよい。凝集促進部８４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスは、微小粒子用流量調整部８６によって流量が制御されて、分析部３００に導入される。流路切換部８８は、凝集促進部８４を経る流路と、凝集促進部８４を経ない流路とを切り換える。流路切換部８８は、第２制御部１７０によって制御されてよい。

第２制御部１７０は、分析部３００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子の濃度を検出したい場合、流路切換部８８に対して、凝集促進部８４を経る流路に切り換えるように指示する。分析部３００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子は、分級部８２を通過する。分級部８２を通過した微小粒子は、凝集促進部８４によって凝集が促進される。その結果、分析部３００で計測可能な粒子径まで大きくなり、粒子計測部に供給される。

流路切換部８８は、凝集促進部８４を経ない供給流路に切り換えることができる。この場合は、第１から第３実施形態と同様に粒子の濃度を計測することができる。

図１７は、第５実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。本例の粒子分析装置１２０は、分級部８２、凝集促進部８４、微小粒子用流量調整部８６、および流路切換部８８を有することを除いて、図１４に示された第３実施形態における粒子分析装置１２０と同様である。また、分級部８２、凝集促進部８４、微小粒子用流量調整部８６、および流路切換部８８は、図１６に示された第４実施形態における粒子分析装置１２０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。

本例では、凝集促進部８４を経て導入される試料ガスは希釈しなくてよい。これにより、凝集が促進される。但し、この場合に限られず、凝集促進部８４を経る流路を流れる試料ガスについても希釈してもよい。しかし、この場合は、凝集促進部８４を経ない流路を流れる試料ガスより希釈率を低くしてよい。本例の粒子分析装置１２０によっても、捕集しづらく計測しづらい微小な粒子径の粒子をあえて凝集させて粒子径の大きい粒子とすることにより、捕集しやすくすることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 試料ガス源、１２ 分岐点、２０ 第１調整部、２２ 希釈ガス流量調整部、２４ 浄化部、２６ 希釈ガス源、２８ 合流点、３０ 粒子計測部用流量調整部、３２ 第１吸引部、４２ 分級部、４４ 凝集促進部、４６ 微小粒子用流量調整部、４８ 流路切換部、５１ 分析部用流量調整部、５２ 圧力計測部、５４ 第２吸引部、６０ 抑制部、６２ 流路開閉部、７０ 希釈部、７２ 希釈ガス流量調整部、７４ 浄化部、７６ 希釈ガス源、７８ 合流点、８２ 分級部、８４ 凝集促進部、８６ 微小粒子用流量調整部、８８ 流路切換部、１００ 粒子分析システム、１１０ 粒子計測装置、１２０ 粒子分析装置、１５０ 希釈部、１６０ 第１制御部、１７０ 第２制御部、２００ 粒子計測部、２０２ 遮光容器、２０４ 射出ノズル、２０６ 射出口、２０８ 回収ノズル、２１０ 回収口、２１２ 粒子計測領域、２１３ レーザ照射部、２１４ コリメートレンズ、２１５ 反射ミラー、２１６ レーザ光、２１８ 受光部、２２０ 散乱光、３００ 分析部、３０２ 減圧容器、３０３ 減圧容器、３０４ 減圧容器、３０５ 減圧容器、３１０ 粒子線生成部、３１２ オリフィス、３１４ 粒子線射出口、３１６ 粒子線、３２０ 捕集体、３２２ 捕集面、３３０ エネルギー線照射部、３３１ エネルギー線、３３２ 照射口、３３４ 透光窓、３４０ 分析器、３４２ 回収筒部、４００ システム制御部

Claims (10)

1. 試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、前記試料ガス中の粒子の濃度を計測する粒子計測部と、
   希釈ガスで前記試料ガスを希釈して前記粒子計測部に供給する希釈部と、
   前記試料ガス中の粒子の濃度に応じて、前記希釈部における希釈率を制御する制御部と、を備える
   粒子計測装置。
2. 前記制御部は、前記粒子計測部における計測結果に応じて前記試料ガスの希釈率を変更する、
   請求項１に記載の粒子計測装置。
3. 前記制御部は、前記試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、前記希釈率を高くする、
   請求項１または２に記載の粒子計測装置。
4. 前記制御部は、前記試料ガス中の粒子の濃度が予め定められた濃度より高い場合には、前記試料ガスを前記粒子計測部に供給せず、前記希釈ガスを前記粒子計測部に供給する
   請求項１から３の何れか１項に記載の粒子計測装置。
5. 前記粒子計測部は、散乱されたレーザ光を受光して、電気信号を出力する受光部を有し、
   前記制御部は、前記受光部の出力が飽和している場合には、前記受光部の出力が飽和していない状態となるまで、前記希釈率を高くする、
   請求項１から４の何れか１項に記載の粒子計測装置。
6. 試料ガス源に一端が接続され、他端が合流点に接続された試料ガス流路と、
   希釈ガス源に一端が接続され、他端が前記試料ガス流路との前記合流点に接続された希釈ガス流路と、
   前記合流点に一端が接続され、他端が前記粒子計測部に接続された供給流路と、を備えており、
   前記試料ガス流路は、直線状に延びている、
   請求項１から５の何れか１項に記載の粒子計測装置。
7. 前記希釈部における前記希釈率と、前記粒子計測部によって計測された粒子の濃度とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出する濃度算出部を更に備える
   請求項１から６の何れか１項に記載の粒子計測装置。
8. 前記試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す凝集促進部を更に備えており、
   前記凝集促進部によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスが、前記粒子計測部に導入される、
   請求項１から７の何れか１項に記載の粒子計測装置。
9. 予め定められた粒子径以上の粒子を除去する粒子分級部を更に備えており、
   前記凝集促進部は、前記粒子分級部を通過した前記試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す
   請求項８に記載の粒子計測装置。
10. 試料ガス中の粒子の濃度を計測する粒子計測方法であって、
    前記試料ガス中の粒子の濃度に応じた希釈率で、前記試料ガスを希釈ガスで希釈する段階と、
    前記希釈ガスで希釈された前記試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、前記試料ガス中の粒子の濃度を計測する計測段階と
    を備える粒子計測方法。

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