JP2018096857A - Fog transmittance measuring device and road tunnel ventilation system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、道路トンネル内の視感透過率測定に使用される煙霧透過率測定装置およびそれを用いた道路トンネル換気システムに関するものである。 The present invention relates to a haze transmittance measuring device used for measuring luminous transmittance in a road tunnel and a road tunnel ventilation system using the same.
従来、道路トンネル内の視感透過率測定に用いられる煙霧透過率測定装置は、一般的に投光部と受光部を100m離して設置される(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。すなわち、道路トンネル内の煙霧透過率とは、100m先の視感透過率(言い換えれば、光源から100m離れた位置における光の到達度合い)を用いている。図4は従来型の煙霧透過率測定装置の構成図である。透過率は、投光部101の光源102から投射された光が、道路トンネル内に存在する煤煙の微粒子の吸収または散乱により変化し、受光部103の受光素子104でその変化に応じた電気信号に変換され、処理部105で演算処理することにより得られる。また、道路トンネル用換気制御装置はこの透過率を基に道路トンネル内の視環境改善のための換気機運転を行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, a haze transmittance measuring apparatus used for measuring luminous transmittance in a road tunnel is generally installed with a light projecting unit and a light receiving unit separated by 100 m (see, for example,
このような従来の煙霧透過率測定装置においては、投光部と受光部という構成となっていた。従って、従来の煙霧透過率測定装置で100m先の視感透過率(煙霧透過率)を測定するためには、投光部と受光部の間に障害物のない100mの直線が必要であった。トンネルがカーブしている場合は、100mの直線部分を確保することが困難であり、投光部および受光部を設置することができないという課題を有していた。近年においては、都市部の地下に道路トンネルを建設する場合が多くなり、このようなトンネルでは、とりわけ100mの直線部分を確保することが困難となっている。 Such a conventional haze transmittance measuring device has a configuration of a light projecting unit and a light receiving unit. Therefore, in order to measure the luminous transmittance (fumes transmittance) 100 m ahead with the conventional haze transmittance measuring device, a straight line of 100 m without an obstacle is required between the light projecting portion and the light receiving portion. . When the tunnel is curved, it is difficult to secure a straight portion of 100 m, and there is a problem that the light projecting unit and the light receiving unit cannot be installed. In recent years, road tunnels are often built underground in urban areas, and in such tunnels, it is particularly difficult to secure a straight portion of 100 m.
そこで本発明は上記従来の課題を解決するものであり、投光部・受光部という一対の機器を用いず、トンネル内の一ヶ所の周囲の粉じん濃度を測定することによって、100m先の視感透過率を測定する方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and by measuring the dust concentration around one place in the tunnel without using a pair of light emitting unit and light receiving unit, a visual sense of 100 m ahead An object is to provide a method for measuring transmittance.
そして、この目的を達成するために、本発明は、周囲空間の粉じん濃度を測定するセンサ部と、前記センサ部で測定した粉じん濃度を煙霧透過率に変換する信号処理部とを有する煙霧透過率測定装置であって、前記信号処理部は、前記センサ部で測定した粉じん濃度の瞬時値を、移動平均化して煙霧透過率に変換するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a smoke transmittance having a sensor unit for measuring the dust concentration in the surrounding space and a signal processing unit for converting the dust concentration measured by the sensor unit into a smoke transmittance. In the measuring device, the signal processing unit converts the instantaneous value of the dust concentration measured by the sensor unit to a moving average by moving average, thereby achieving the intended purpose. is there.
本発明によれば、周囲空間の粉じん濃度を測定するセンサ部と、前記センサ部で測定した粉じん濃度を煙霧透過率に変換する信号処理部とを有する煙霧透過率測定装置であって、前記信号処理部は、前記センサ部で測定した粉じん濃度の瞬時値を、移動平均化して煙霧透過率に変換することにより、一ヶ所の周囲粉じん濃度を測定し、透過率に換算するだけで100m先の煙霧透過率を得ることができる。 According to the present invention, there is provided a smoke transmittance measuring device having a sensor unit for measuring the dust concentration in the surrounding space, and a signal processing unit for converting the dust concentration measured by the sensor unit into a smoke transmittance. The processing unit measures the ambient dust concentration at one location by moving and averaging the instantaneous value of the dust concentration measured by the sensor unit into a haze transmittance. Smoke transmittance can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、道路トンネル用煙霧透過率測定装置の構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a haze transmittance measuring apparatus for a road tunnel.
煙霧透過率測定装置11は、センサ部12と信号処理部13からなる。センサ部12は光散乱方式による粉じん濃度センサであり、煙霧透過率測定装置11の周囲の粉じん濃度を測定するものである。粉じん濃度とは、単位体積あたりの粉じん重量、あるいは、粉じん個数で表される。一方、煙霧透過率は、100m離れた位置における視認度合いであって、周囲の粉じん濃度が濃いほど視認度合いは低くなる。
The haze
粉じん濃度から透過率を求めるには、ランベルト・ベールの法則に基づいて求める。すなわち、このランベルト・ベールの法則によれば、光の吸収において、物質に入射する光の強度と透過光の強度との比の対数は,物質の厚さと濃度の積に比例する。透過率とは、この物質に入射する光の強度と透過光の強度との比である。ここで、100m先の煙霧透過率を考えるとき、次式が成り立つと考えられる。
なお、濃度係数aは、粉じん濃度を用いて透過率を求める際の定数である。 The concentration coefficient “a” is a constant when the transmittance is obtained using the dust concentration.
煙霧透過率測定装置11では、以下のようにして煙霧透過率を求める。まず、信号処理部13では、センサ部12から出力される粉じん濃度に相当する電気信号を収集する。得られた粉じん濃度は、煙霧透過率測定装置11の設置場所における局所的な瞬時値である。一方で、上述したように、煙霧透過率とは、100mの直線区間の透過率である。従って、100mの直線区間の粉じん濃度の平均値を用いることによって煙霧透過率が得られるものと考えられる。これをトンネル内での空気の移動に着目して説明すれば、トンネル内において、煙霧透過率に影響する粉じん、煙は、測定対象の100mの距離をトンネル内の空気の流れによって移動する。従って、粉じん濃度の瞬時値を100m移動するときの移動平均とすることによって、所望する煙霧透過率に対応する粉じん濃度が得られるのである。
In the haze transmittance measuring
さらに、信号処理部13は、移動平均して得られた粉じん濃度を演算式(1)による演
算処理を行い、煙霧透過率を求めるのである。
Further, the
このようにして、センサ部12で得られた粉じん濃度cを、信号処理部13によって移動平均化することによって、従来の煙霧透過率測定装置と同等の透過率を得ることができる。
In this way, the dust concentration c obtained by the
図2は、本実施形態の煙霧透過率測定装置と、従来の投光部・受光部で構成されている煙霧透過率測定装置を同じ場所で同時に測定して得られた透過率を比較したグラフである。図2(a)は、粉じん濃度の瞬時値、図2(b)は、粉じん濃度の移動平均値、図2(c)は、粉じん濃度の移動平均値から演算式(1)によって得られた煙霧透過率のグラフである。この図2で示すように、本発明による煙霧透過率測定装置で得られた透過率(実線)と、従来の煙霧透過率測定装置で得られた透過率(破線)の傾向が一致しており、本発明の煙霧透過率測定装置が有効であることがわかる。なお、信号処理部13で平均化処理する平均化時間は、実際のトンネル内の風速に応じて5秒から1000秒の範囲で任意に設定できる。
FIG. 2 is a graph comparing the transmittance obtained by simultaneously measuring the smoke transmittance measuring device of the present embodiment and the conventional smoke transmittance measuring device configured of the light projecting unit and the light receiving unit at the same place. It is. 2 (a) is the instantaneous value of the dust concentration, FIG. 2 (b) is the moving average value of the dust concentration, and FIG. 2 (c) is obtained from the moving average value of the dust concentration by the calculation formula (1). It is a graph of haze transmittance. As shown in FIG. 2, the tendency of the transmittance (solid line) obtained with the haze transmittance measuring device according to the present invention and the transmittance (broken line) obtained with the conventional haze transmittance measuring device coincide with each other. It turns out that the haze transmittance measuring device of the present invention is effective. The averaging time to be averaged by the
本実施形態の煙霧透過率測定装置によれば、トンネル内でカーブしている場所でも、トンネル内の一ヶ所の周囲粉じん濃度を測定することによって、煙霧透過率を測定することができる。 According to the haze transmittance measuring apparatus of the present embodiment, the haze transmittance can be measured by measuring the ambient dust concentration at one place in the tunnel even in a place that is curved in the tunnel.
図3は、本実施の形態による煙霧透過率測定装置11を道路トンネルに適用した道路トンネル換気システムの構成図である。図3において、図1と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a configuration diagram of a road tunnel ventilation system in which the haze transmittance measuring
図3によれば、煙霧透過率測定装置11および風向風速測定装置15が道路トンネル17内の壁面に取り付けられる。センサ部12で測定した粉じん濃度は、信号処理部13で演算処理し、透過率を求める。このとき、移動平均を求めるにあたって、トンネル内の風速によって100mの距離をトンネル内空気が通過する時間を算出し、この算出された時間内の平均値を求める。そして、信号処理部13で演算処理された透過率は換気制御装置14に送信され、換気制御装置14は道路トンネル17内の視環境改善のために必要な換気機16の運転風量を決定する。運転風量の制御は、複数の換気機16を用いて、運転台数を変更することによって行っても良い。あるいは、各換気機16に風量変更装置(具体的には、例えばインバータ制御)を設け、各換気機16の運転風量を変更することによって行っても良い。
According to FIG. 3, the haze transmittance measuring
なお、図3では、信号処理部13は煙霧透過率測定装置11内に収める構造としているが、換気制御装置14の構成要素としても良い。
In FIG. 3, the
また、本実施の形態では、風向風速測定装置15によってトンネル内の風速を求めたが、換気機16の運転風量からトンネル内の風速を求めても良い。
Moreover, in this Embodiment, although the wind speed in a tunnel was calculated | required by the wind direction wind
本実施形態の道路トンネル換気システムによれば、トンネル内でカーブしている場所でも、トンネル内の一ヶ所の周囲の粉じん濃度を測定することによって、100m先の視感透過率をさらに高精度で測定することができ、換気機の自動運転制御をより正確に行うことができる。 According to the road tunnel ventilation system of the present embodiment, even in a curved place in the tunnel, the luminous transmittance of 100 meters ahead can be obtained with higher accuracy by measuring the dust concentration around one place in the tunnel. It is possible to measure, and automatic operation control of the ventilator can be performed more accurately.
本発明によれば、トンネル内の一ヶ所の周囲の粉じん濃度を測定することによって、カーブしているトンネル内でも100m先の視感透過率を測定することができ、換気機より高精度に自動運転制御することができる。
According to the present invention, it is possible to measure the
11 煙霧透過率測定装置
12 センサ部
13 信号処理部
14 換気制御装置
15 風向風速測定装置
16 換気機
17 道路トンネル
101 投光部
102 光源
103 受光部
104 受光素子
105 処理部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記センサ部で測定した粉じん濃度を煙霧透過率に変換する信号処理部とを有する煙霧透過率測定装置であって、
前記信号処理部は、前記センサ部で測定した粉じん濃度の瞬時値を、移動平均化して煙霧透過率に変換する透過率測定装置。 A sensor unit for measuring the dust concentration in the surrounding space;
A haze transmittance measuring device having a signal processing unit that converts the dust concentration measured by the sensor unit into a haze transmittance,
The signal processing unit is a transmittance measuring apparatus that converts an instantaneous value of the dust concentration measured by the sensor unit into a haze transmittance by moving average.
前記風向風速測定装置で得られた風速値から、所定距離をトンネル内空気が通過する時間を算出し、前記煙霧透過率測定装置で得られたトンネル内粉じん濃度の瞬時値を算出した時間で移動平均化して煙霧透過率を算出する道路トンネル換気システム。 2. A ventilation device for ventilating air in a tunnel in a road tunnel, a wind direction and wind speed measuring device for measuring the wind direction and wind velocity in the tunnel, and a haze permeability measuring device according to claim 1 for measuring the haze permeability in the tunnel. And a road tunnel ventilation system having a ventilation control device for controlling the operation of the ventilator,
From the wind speed value obtained by the wind direction wind speed measuring device, the time for the tunnel air to pass through a predetermined distance is calculated, and the instantaneous value of the dust concentration in the tunnel obtained by the fume permeability measuring device is calculated and moved. Road tunnel ventilation system that averages and calculates haze transmission.
前記換気機の運転風量を算出し、前記運転風量から道路トンネル内の風速を求め、
得られた風速値から、所定距離をトンネル内空気が通過する時間を算出し、前記煙霧透過率測定装置で得られたトンネル内粉じん濃度の瞬時値を算出した時間で移動平均化して煙霧透過率を算出する道路トンネル換気システム。 In a road tunnel, a ventilator for ventilating the air in the tunnel, a haze permeability measuring device according to claim 1 for measuring a haze permeation rate at a constant distance in the tunnel, and a ventilation control device for controlling the operation of the ventilator In a road tunnel ventilation system having
Calculate the operating air volume of the ventilator, determine the wind speed in the road tunnel from the operating air volume,
From the obtained wind speed value, calculate the time for the air in the tunnel to pass through a predetermined distance, and calculate the instantaneous value of the dust concentration in the tunnel obtained by the haze permeability measuring device to calculate the moving average for the haze permeability. Calculate the road tunnel ventilation system.
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