JP2022131003A - 計測装置、計測方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】対象空間における対象粒子の濃度分布の計測精度を向上させる。【解決手段】本開示の一態様に係る計測装置は、対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置であって、前記音波送信装置に音波を送信させる手段と、前記音波受信装置による音波の受信結果を参照して前記対象空間における物理量の分布を算出する手段と、前記発生源の位置と、前記発生源により発生する前記対象粒子の発生量と、前記物理量の分布とに基づいて、前記対象空間内の特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度を算出する手段とを具備する。【選択図】図６

Description

本発明は、計測装置、計測方法、およびプログラムに関する。

感染症対策、労働衛生管理等を目的として、室内の換気が求められる。一方、常に換気を行うこととすると、空調装置による室温管理の効率が低下する。また、環境要因等により、十分な換気ができていない場合が生じうる。そこで、ガス発生源（例えば、暖炉、人、化学反応装置）が存在する空間において、換気の必要性を判断するために、例えば、空間内にガス濃度計を取り付けてガス濃度を検出する方法がある。この方法を用いれば、高いガス濃度が検出されたことに応じて、人手で窓を開けて換気を行うことができる。特許文献１には、混合気体の混合比率を精度良く求める技術が開示されている。

特開２０１２－２３９６９０号公報

しかし、従来のガス濃度計は、ガス濃度計付近のガス濃度を計測することはできるが、空間のガス濃度分布がどのようになっているかまでは計測することができない。同様の課題は、空間におけるガス以外の粒子（例えば粉塵やウイルスなど）の濃度分布を管理したい場合にも生じうる。

本開示の技術の目的は、対象空間における対象粒子の濃度分布の計測精度を向上させることである。

本開示の一態様に係る計測装置は、対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置であって、前記音波送信装置に音波を送信させる手段と、前記音波受信装置による音波の受信結果を参照して前記対象空間における物理量の分布を算出する手段と、前記発生源の位置と、前記発生源により発生する前記対象粒子の発生量と、前記物理量の分布とに基づいて、前記対象空間内の特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度を算出する手段とを具備する。

第１実施形態のガス濃度管理システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態のガス濃度管理システムの詳細な構成を示すブロック図である。 第１実施形態の音波送信装置の構成を示す概略図である。 第１実施形態の音波受信装置の構成を示す概略図である。 対象空間のメッシュ構造を示す図である。 対象空間における対象粒子の発生源の配置例を示す図である。 ガス濃度分布の一例を示す図である。 第１実施形態の概要の説明図である。 第１実施形態の空間データテーブルのデータ構造を示す図である。 第１実施形態のセンサデータテーブルのデータ構造を示す図である。 第１実施形態の経路データテーブルのデータ構造を示す図である。 第１実施形態のメッシュデータテーブルのデータ構造を示す図である。 第１実施形態のフィルタの説明図である。 第１実施形態の粒子情報テーブルのデータ構造を示す図である。 第１実施形態のガス濃度管理処理のフローチャートである。 第１実施形態のセンサ配置の一例を示す図である。 所定の動作の一例を示す画面例である。 図１５の物理量計測処理の詳細なフローチャートである。 図１７の経路温度の計算の詳細なフローチャートである。 第２実施形態のガス濃度管理処理のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（１）第１実施形態
第１実施形態について説明する。

（１－１）ガス濃度管理システムの構成
第１実施形態のガス濃度管理システムの構成について説明する。図１は、第１実施形態のガス濃度管理システムの構成を示すブロック図である。図２は、第１実施形態のガス濃度管理システムの詳細な構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、ガス濃度管理システム１は、計測装置１０と、音波送信装置２０と、音波受信装置３０と、空調装置４０と、温度計５０と、発生源６０とを備える。
計測装置１０は、音波送信装置２０、音波受信装置３０、空調装置４０、温度計５０、及び、発生源６０に接続されている。
計測装置１０は、複数の同種の装置に接続可能である。例えば、計測装置１０は、複数の音波送信装置２０に接続されてもよいし、複数の音波受信装置３０に接続されてもよいし、複数の空調装置４０に接続されてもよい。
計測装置１０、音波送信装置２０、音波受信装置３０、空調装置４０、温度計５０、及び、発生源６０は対象粒子の濃度計測の対象となる空間（以下「対象空間」という）ＳＰに配置されている。

対象空間ＳＰは、例えば、以下のいずれかであってよい。
・工場、イベント会場、オフィス、会議室、実験室、車両、船、航空機、鉄道等の内部空間
・倉庫の内部空間

対象粒子は、例えば、以下のいずれかであってよい。本開示では、対象粒子がガスの分子であり、ガス濃度を計測する場合を例に説明する。
・二酸化炭素、一酸化炭素、水蒸気、有毒ガスなどのガス（気体）
・粉塵、ウイルス、花粉、最近、ミスト、可燃性物質、有毒性物質などの空気中に漂流する物質

計測装置１０は、以下の機能を備える。
・音波送信装置２０を制御する（例えば、音波送信装置２０に音波を送信させる）機能
・音波受信装置３０から受信波形データを取得する機能
・対象空間ＳＰに亘る物理量の分布を算出する機能
・対象空間ＳＰに亘るガスの濃度の分布を計測する機能
・対象空間ＳＰの特定の区画のガスの濃度が、当該区画に関連付けられる基準を満たすか否かを判定する機能
・空調装置４０を制御する機能
・温度計５０から対象空間ＳＰの温度の測定結果に関する基準温度情報を取得する機能
本実施形態において計測装置１０が算出する物理量は、空気の状態に関する物理量であり、例えば、温度、湿度、風速、又は風向である。

音波送信装置２０は、計測装置１０の制御に従い、指向性を有する音波（例えば、超音波ビーム）を送信するように構成される。また、音波送信装置２０は、超音波の送信方向を変更するように構成される。

音波受信装置３０は、音波送信装置２０から送信された超音波ビームを受信し、且つ、受信した超音波ビームに応じた受信波形データを生成するように構成される。音波受信装置３０は、例えば、無指向性マイクロフォン又は指向性マイクロフォンである。

空調装置４０は、計測装置１０の制御に従い、対象空間ＳＰの温度を調整するように構成される。また、空調装置４０は、計測装置１０の制御に従い、対象空間ＳＰの換気のための風量（例えば、外気を取り込む量）を調整するように構成される。本開示では、空調装置４０が、温度調整と換気とを行う機能を有するが、これらの機能を別の装置により実現してもよい。

温度計５０は、対象空間ＳＰの温度（以下「基準温度」という）を測定するように構成される。温度計５０は、接触式の温度計であってもよいし、非接触式の温度計（例えば、赤外線放射温度計）であってもよい。

発生源６０は、対象空間ＳＰにおいて、対象粒子を発生する発生源である。発生源６０は、人などの装置以外のものである場合も含む。本開示では、対象粒子をガスの分子とし、発生源６０を、ガスの発生量を制御可能な粒子発生装置であるものとして説明する。ただし、発生源６０は、ガスの発生量を外部から制御可能ものに限定されない。発生源６０によるガスの発生量を計測装置１０が制御しない場合、計測装置１０は発生源６０に接続されていなくてもよい。計測装置１０と発生源６０とが接続されている場合、計測装置１０は、発生源６０の位置とガスの単位時間当たりの発生量の情報を発生源６０から取得できる。ただし、計測装置１０は、他の方法により発生源６０の位置とガスの単位時間当たりの発生量の情報を取得してもよい。例えば、計測装置１０は、後述する物理量の分布の計測結果に基づいて、発生源６０の位置とガス発生量の情報を取得してもよい。なお、発生源６０が人である場合、例えば、人が作業する方向や、通路の進行方向などの情報から、呼気に含まれる二酸化炭素の放出方向及び放出量の情報を得ることができる。

（１－１－１）計測装置の構成
第１実施形態の計測装置１０の構成について説明する。

図２に示すように、計測装置１０は、記憶装置１１と、プロセッサ１２と、入出力インタフェース１３と、通信インタフェース１４と、を備える。

記憶装置１１は、プログラム及びデータを記憶するように構成される。記憶装置１１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、ストレージ（例えば、フラッシュメモリ又はハードディスク）の組合せである。

プログラムは、例えば、以下のプログラムを含む。
・ＯＳ（Operating System）のプログラム
・情報処理（例えば、対象空間ＳＰに亘る物理量の分布を算出する情報処理）を実行するアプリケーションのプログラム

データは、例えば、以下のデータを含む。
・情報処理において参照されるデータ及びデータベース
・情報処理を実行することによって得られるデータ（つまり、情報処理の実行結果）
・空間の温度に対する音波の速度に関する音波速度特性に関するデータ
・発生源に関するデータ

プロセッサ１２は、記憶装置１１に記憶されたプログラムを起動することによって、計測装置１０の機能を実現するように構成される。プロセッサ１２は、コンピュータの一例である。記憶装置１１により記憶されるプログラム及びデータは、ネットワークを介して提供されてもよいし、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して提供されてもよい。なお、計測装置１０の機能の少なくとも一部が、１又は複数の専用のハードウェアにより実現されていてもよい。

入出力インタフェース１３は、計測装置１０に接続される入力デバイスから信号（例えば、ユーザの指示、受信波形データ）を取得し、かつ、計測装置１０に接続される出力デバイスに信号（例えば、制御信号、画像信号）を出力するように構成される。
入力デバイスは、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、又は、それらの組合せである。また、入力デバイスは、音波受信装置３０、温度計５０、及び、発生源６０を含む。
出力デバイスは、例えば、ディスプレイである。また、出力デバイスは、音波送信装置２０、空調装置４０、及び、発生源６０を含む。

通信インタフェース１４は、外部装置（例えば、サーバ）との間の通信を制御するように構成される。

（１－１－２）音波送信装置の構成
第１実施形態の音波送信装置２０の構成を説明する。図３は、第１実施形態の音波送信装置の構成を示す概略図である。

図３Ａに示すように、音波送信装置２０は、複数の超音波振動子（「振動素子」の一例）２１と、制御回路２２と、を備える。

図３Ｂに示すように、制御回路２２は、計測装置１０の制御に従って、複数の超音波振動子２１を振動させる。複数の超音波振動子２１が振動すると、送信面（ＸＹ平面）に対して直交する送信方向（Ｚ軸方向）に向かって、超音波ビームが送信される。

（１－１－３）音波受信装置の構成
第１実施形態の音波受信装置３０の構成を説明する。図４は、第１実施形態の音波受信装置の構成を示す概略図である。

図４に示すように、音波受信装置３０は、超音波振動子３１と、制御回路３２と、を備える。

超音波振動子３１は、音波送信装置２０から送信された超音波ビームを受信すると振動する。

制御回路３２は、超音波振動子３１の振動に応じた受信波形データを生成するように構成される。

（１－２）実施形態の概要
第１実施形態の概要について説明する。図５は、対象空間のメッシュ構造を示す図である。図６は、対象空間における発生源の配置例を示す図である。図７は、第１実施形態の概要の説明図である。

図５に示すように、対象空間ＳＰには、計測装置１０（不図示）と、音波送信装置２０ａ～２０ｂと、音波受信装置３０ａ～３０ｂと、が配置されている。計測装置１０は、音波送信装置２０及び音波受信装置３０と接続可能である。
対象空間ＳＰは、計測装置１０によって個別に物理量を計測可能な複数のメッシュ（「区画」の一例）Ｍｉ（ｉは引数）に仮想的に分割される。各メッシュＭｉは、２次元形状又は３次元形状を有する。
対象空間ＳＰにおいて、空間的に連続する複数のメッシュを連結することで、音波送信装置２０から音波受信装置３０に至る経路を構成することができる。例えば、経路Ｐ２００は、音波送信装置２０ａから音波受信装置３０ａに至る経路である。経路Ｐ２０１は、音波送信装置２０ｂから音波受信装置３０ｂに至る経路である。ここで、メッシュＭｔは、経路Ｐ２００に含まれると同時に、経路Ｐ２０１にも含まれる。
計測装置１０は、音波を送信させるように、音波送信装置２０ａ～２０ｂを制御する。
計測装置１０は、音波受信装置３０ａ～３０ｂから、受信された音波の波形に関する受信波形データを取得する。
計測装置１０は、受信波形データに基づいて、メッシュＭｔの温度、風速及び風向を計算する。
計測装置１０は、音波送信装置２０からの音波の送信方向を変えながら計測を行うことで、複数の異なる経路における音波の受信波形データを取得する。そして計測装置１０は、取得したデータに基づいて、対象空間ＳＰの複数の区画に亘る温度分布（例えば、各メッシュの温度）と、風速分布（例えば、各メッシュの風速及び風向）とを計算する。

計測装置１０は、温度分布と、風速分布と、発生源６０の位置と、発生源６０から発生するガスの発生量及びガスの発生する方向とに基づいて、対象空間ＳＰにおけるガス濃度分布（例えば、各メッシュのガス濃度）をシミュレーションすることにより、計算する。なお、計測装置１０は、温度分布を使用せずにシミュレーションを行ってもよいし、発生源６０からのガスの発生方向を使用せずにシミュレーションを行ってもよい。

このように、計測装置１０は、対象空間ＳＰの区画単位で対象粒子の濃度を算出できる。つまり、図６に示すように、あるメッシュに発生源６０が設置されている場合に、計測装置１０は、メッシュＴＭ１のガス濃度と、メッシュＴＭ２のガス濃度とを、個別に算出することができる。具体的には、計測装置１０は、ガス濃度分布をシミュレーションした結果により、各区画のガス濃度を算出することができる。図７は、ある高さにおける対象空間ＳＰ全体のガス濃度分布のシミュレーション結果の一例を示している。図７の例では、ガス濃度に応じた等高線図のように、ガス濃度の異なる複数の領域が識別可能に表示されている。これにより、計測装置１０は、現在及び所定時間後の各メッシュのガス濃度を算出することができる。なお、計測装置１０は、対象粒子が粉塵又は粒子である場合、粉塵又は粒子の重さも用いて、上記シミュレーションを行ってもよい。

故に、計測装置１０は、メッシュＴＭ１のガス濃度を参照し、管理基準（例えば、ガス濃度が閾値Ｔｈ１を超過しない）が満たされているか否かを判定することができる。計測装置１０は、メッシュＴＭ２のガス濃度を参照し、管理基準（例えば、ガス濃度が閾値Ｔｈ２を超過しない）が満たされているか否かを判定することができる。図８の例では、時刻ｔにメッシュＴＭ１のガス濃度が閾値Ｔｈ１を超過した。故に、計測装置１０は、メッシュＴＭ１のガス濃度が管理基準を満たさないと判定する。

計測装置１０は、メッシュＴＭ１のガス濃度が管理基準を満たさないと判定した場合に、所定の動作を行う。一例として、計測装置１０は、管理基準に関するアラートを報知する。

（１－３）データテーブル
第１実施形態のデータテーブルについて説明する。

（１－３－１）空間データテーブル
第１実施形態の空間データテーブルについて説明する。図９は、第１実施形態の空間データテーブルのデータ構造を示す図である。

図９の空間データテーブルには、対象空間に関する空間情報が格納される。
空間データテーブルは、「座標」フィールドと、「反射特性」フィールドと、を含む。各フィールドは、互いに関連付けられている。

「座標」フィールドには、対象空間に存在する反射部材の座標（以下「反射部材座標」という）が格納される。反射部材座標は、対象空間の任意の基準点を原点とする座標系（以下「空間座標系」という）で表される。

「反射特性」フィールドには、反射部材の反射特性に関する反射特性情報が格納される。「反射特性」フィールドは、「反射種別」フィールドと、「反射率」フィールドと、「法線角」フィールドと、を含む。

「反射種別」フィールドには、反射種別に関する情報が格納される。反射種別は、以下の何れかである。
・拡散反射
・鏡面反射

「反射率」フィールドには、反射部材の反射率の値が格納される。

「法線角」フィールドには、反射部材の反射面の法線角度の値が格納される。

（１－３－２）センサデータテーブル
第１実施形態のセンサデータテーブルについて説明する。図１０は、第１実施形態のセンサデータテーブルのデータ構造を示す図である。

図１０に示すように、センサデータテーブルには、音波送信装置２０及び音波受信装置３０に関する情報（以下「センサ情報」という）が格納される。
センサデータテーブルは、「センサＩＤ」フィールドと、「座標」フィールドと、「センサタイプ」フィールドと、を含む。
各フィールドは、互いに関連付けられている。

「センサＩＤ」フィールドには、音波送信装置２０又は音波受信装置３０を識別するセンサ識別情報が格納される。

「座標」フィールドには、音波送信装置２０又は音波受信装置３０の位置を示す座標（以下「センサ座標」という）が格納される。センサ座標は、空間座標系で表される。

「センサタイプ」フィールドには、音波送信装置２０であることを示すタグ「送信」、又は、音波受信装置３０であることを示すタグ「受信」が格納される。

（１―３－３）経路データテーブル
第１実施形態の経路データテーブルについて説明する。図１１は、第１実施形態の経路データテーブルのデータ構造を示す図である。

図１１に示すように、経路データテーブルには、経路に関する経路情報が格納される。
経路データテーブルは、「経路ＩＤ」フィールドと、「送信センサ」フィールドと、「受信センサ」フィールドと、を含む。

「経路ＩＤ」フィールドには、経路を識別する経路識別情報が格納される。

「送信センサ」フィールドには、経路を構成する音波送信装置２０のセンサ識別情報が格納される。

「受信センサ」フィールドには、経路を構成する音波受信装置３０のセンサ識別情報が格納される。

（１－３－４）メッシュデータテーブル
第１実施形態のメッシュデータテーブルについて説明する。図１２は、第１実施形態のメッシュデータテーブルのデータ構造を示す図である。図１３は、第１実施形態のフィルタの説明図である。

図１２に示すように、メッシュデータテーブルには、メッシュに関するメッシュ情報が格納される。
メッシュデータテーブルは、「メッシュＩＤ」フィールドと、「座標」フィールドと、「経路ＩＤ」フィールドと、「フィルタ」フィールドと、を含む。

「メッシュＩＤ」フィールドには、メッシュを識別するメッシュ識別情報が格納される。

「座標」フィールドには、メッシュの位置を示すメッシュ座標が格納される。メッシュ座標は、空間座標系で表される。
メッシュ座標、または他のパラメータは、BIM（Building Information Modeling）、または他のCAD（Computer-Aided Design）データを参照して定義されてもよい。

「経路ＩＤ」フィールドには、経路の経路識別情報が格納される。

「フィルタ」フィールドには、音波受信装置３０によって受信された受信波形データによって再現される超音波ビームの波形から特定波形を抽出するためのフィルタに関するフィルタ情報が格納される。フィルタ情報は、「経路ＩＤ」フィールドに格納された経路識別情報に関連付けられる。「フィルタ」フィールドは、「時間フィルタ」フィールドと、「振幅フィルタ」フィールドと、を含む。

「時間フィルタ」フィールドには、時間軸に沿って特定波形を抽出するための時間フィルタに関する情報が格納される。時間フィルタは、例えば、以下の少なくとも１つである（図１３）。
・下限時間閾値ＴＨｔｂ
・上限時間閾値ＴＨｔｔ
・下限時間閾値ＴＨｔｂと上限時間閾値ＴＨｔｔとによって規定される時間ウインドウＷｔ

「振幅フィルタ」フィールドには、振幅軸に沿って特定波形を抽出するための振幅フィルタに関する情報が格納される。振幅フィルタは、例えば、以下の少なくとも１つである（図１３）。
・下限振幅閾値ＴＨａｂ
・上限振幅閾値ＴＨａｔ
・下限振幅閾値ＴＨａｂと上限振幅閾値ＴＨａｔとによって規定される振幅ウインドウＷａ

（１－３－５）粒子情報データテーブル
第１実施形態の粒子情報データテーブルについて説明する。図１４は、第１実施形態の粒子情報データテーブルのデータ構造を示す図である。

粒子情報データテーブルには、発生源６０から発生する対象粒子に関する情報（「粒子情報」）が格納される。

図１４に示すように、粒子情報データテーブルは、粒子ＩＤフィールドと、名称フィールドと、種類フィールドと、基準フィールドと含む。

粒子ＩＤフィールドには、粒子ＩＤが格納される。粒子ＩＤは、粒子を識別する情報である。

名称フィールドには、名称情報が格納される。名称情報は、粒子の名称に関する情報である。

種別フィールドには、種別情報が格納される。種別情報は、粒子の種別に関する情報である。

基準フィールドには、基準情報が格納される。基準情報は、粒子の管理基準に関する情報である。管理基準は、例えば、ガスが人体に影響を与えないようなガス濃度の基準や、粉塵の取り扱いに関する安全基準などである。管理基準は、粒子の濃度が基準を満たしているかを判定するための閾値（上限濃度、下限濃度、平均濃度、またはこれらの組み合わせ）を含む。

（１－４）ガス濃度管理処理
第１実施形態のガス濃度管理処理について説明する。図１５は、第１実施形態のガス濃度管理処理のフローチャートである。図１６は、第１実施形態のセンサ配置の一例を示す図である。図１８は、図１５の物理量計測処理の詳細なフローチャートである。図１９は、図１８の経路温度の計算の詳細なフローチャートである。図１７は、図１５の処理において表示される画面例を示す図である。

図１５の処理は、開始条件が成立したことに応じて開始する。開始条件は、例えば以下の少なくとも１つを含むことができる。
・計測装置１０に対してユーザによりガス濃度管理処理の開始指示が入力された。
・所定の日時が到来した。
・発生源６０が対象空間に設置された。

図１５に示すように、計測装置１０は、物理量計測処理（Ｓ１１）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、対象空間を仮想的に分割した区画（例えば、メッシュ）毎に空気の状態に関する物理量を計測する（つまり、物理量の分布を算出する）。一例として、プロセッサ１２は、温度、風速、および風向を区画毎に計測する。ただし、プロセッサ１２は、温度を計測せず、風速及び風向を区画ごとに計測してもよい。

図１６に示すように、対象空間ＳＰには、複数の音波送信装置２０ａ～２０ｅと、複数の音波受信装置３０ａ～３０ｅと、が配置される。
複数の音波送信装置２０ａ～２０ｅは、それぞれ、複数の音波受信装置３０ａ～３０ｅに対向している。例えば、音波送信装置２０ａは、音波受信装置３０ａに対向している。これは、音波送信装置２０ａ及び音波受信装置３０ａが、センサペアを形成することを意味している。
図１６の例では、５つのセンサペアが形成される。
計測装置１０は、複数の経路に含まれるメッシュの風速及び風向の計測が可能である。
図１６の例では、計測装置１０は、メッシュＭ１～Ｍ４のメッシュの風速及び風向の計測が可能である。

計測装置１０は、所定の送信周波数Ｆｓを有する超音波ビームを送信するように、音波送信装置２０ａを制御する。
音波送信装置２０ａは、計測装置１０の制御に従い、送信周波数Ｆｓを有する超音波ビームを送信する。
音波受信装置３０ａは、超音波ビームを受信すると、受信波形データを生成する。音波受信装置３０ａが受信する超音波ビームには、音波送信装置２０ａと音波受信装置３０ａとの間の風に起因するドップラー効果が発生する。したがって、音波受信装置３０ａが受信する超音波ビームの受信周波数Ｆｒａは、送信周波数Ｆｓとは異なる。
計測装置１０は、音波受信装置３０ａから受信波形データを取得し、且つ、受信波形データを参照して受信周波数Ｆｒａを特定する。
ドップラー効果を考慮すると、送信周波数Ｆｓと受信周波数Ｆｒａとの間には、式１．１の関係が成立する。
Ｆｓ ＝ （Ｃ＋Ｖｗａ）／Ｃ×Ｆｒａ …（式１．１）
・Ｃ：超音波の音速
・Ｖｗａ：音波送信装置２０ａと音波受信装置３０ａとの間の経路上の理論上の風速

式１．１を展開すると、理論上の風速Ｖｗａは、式１．２のように表すことができる。プロセッサ１２は、式１．２を用いて、理論上の風速Ｖｗａを計算する。
Ｖｗａ ＝ Ｃ×Ｆｓ／Ｆｒａ－Ｃ …（式１．２）

プロセッサ１２は、式１．３を用いて、音波送信装置２０ｂと音波受信装置３０ｂとの間の経路上の理論上の風速Ｖｗｂを計算する。
Ｖｗｂ ＝ Ｃ×Ｆｓ／Ｆｒｂ－Ｃ …（式１．３）
・Ｆｒｂ：音波受信装置３０ｂが受信した超音波ビームの受信周波数

記憶装置１１には、温度と風速の相関関数Ｇ（ｘ）が予め格納されている。
プロセッサ１２は、ステップＳ１１２で得られたメッシュ温度ＴＥＭＰｍｅｓｈ及び相関関数を用いて、式１．４～式１．５のように、補正風速Ｖｒｗａ及びＶｒｗｂを計算する。
Ｖｒｗａ ＝ Ｇ（Ｔｍｅｓｈ）×Ｖｗａ …（式１．４）
Ｖｒｗｂ ＝ Ｇ（Ｔｍｅｓｈ）×Ｖｗｂ …（式１．５）

プロセッサ１２は、音波送信装置２０ａ～音波受信装置３０ａの進行経路及び音波送信装置２０ｂ～音波受信装置３０ｂの進行経路の成す角度を参照して、式１．４～式１．５から得られた補正風速Ｖｒｗａ及びＶｒｗｂを合成することにより、風ベクトルを計算する。これにより、プロセッサ１２は、超音波の進行経路が交差する交差点を含むメッシュの風ベクトルが得られる。したがって、複数の交差点が形成される場合、対象空間ＳＰの風ベクトルの分布（つまり、風速及び風向きの分布）が得られる。

ステップＳ１１の後、計測装置１０は、ガス濃度分布の計測（Ｓ１２）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１１において計測した物理量分布と、発生源６０の位置と、発生源６０により発生するガスの発生量とに基づいて、対象空間ＳＰ内の特定の位置における単位体積当たりのガスの濃度を、対象空間ＳＰにおけるガスの動きをシミュレーションすることにより算出する。

シミュレーションには、例えば、数値流体力学（CFD）シミュレーションを用いることができる。ただし、シミュレーションの方法はこれに限定されない。例えば、予め実験などにより、所定の温度、風速、風向、ガス発生源の位置、及び、ガス発生量のデータを集めておき、任意のシミュレーションモデルを取得して使用してもよい。シミュレーションモデルは、機械学習モデルであってもよい。また、ガス濃度分布の初期値は既知であるとする。
これにより、プロセッサ１２は、各メッシュにおける現在のガス濃度分布を計測することができる。

ステップＳ１２の後、計測装置１０は、管理基準の判定（Ｓ１３）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１２において計測したガス濃度分布に基づいて、各メッシュのガス濃度の管理基準が満たされているか否かを判定する。一例として、プロセッサ１２は、粒子情報データテーブル（図１４）に格納された基準情報を参照し、対象粒子に関する管理基準を特定する。例えば、プロセッサ１２は、各メッシュのガス濃度が、管理基準が示す閾値以下であるか否かを判定する。管理基準は、例えば、対象粒子がガスであれば、ｐｐｍなどの単位、粉塵であれば、単位体積当たりの重量(mg/m3)や繊維量などにより表される。なお、Ｓ１３において、プロセッサ１２は、現在から所定時間後までの間にガス濃度が管理基準を満たさなくなる区間が存在するか否かを判定してもよい。

ステップＳ１３において、全ての区画についてガス濃度が管理基準を満たすと判定した場合に、計測装置１０は、物理量計測処理（Ｓ１１）を再実行する。

ステップＳ１３において、１以上の区画についてガス濃度が管理基準を満たさないと判定した場合に、計測装置１０は、所定の動作（Ｓ１４）を実行する。
プロセッサ１２は、例えば以下の少なくとも１つの動作を行う。
・管理基準に関するアラートの報知
・空調装置４０の制御
・発生源６０の制御

所定の動作（Ｓ１４）の第１の例では、プロセッサ１２は、管理基準に関するアラートを報知する。例えば、プロセッサ１２は、外部装置（例えば、サーバ、または関係者（例えば、対象空間の空調管理担当者）の端末）にガスの管理基準を満たさない環境となっている事象を報知するための情報を送信する。一例として、プロセッサ１２は、以下の少なくとも１つを示す情報を送信できる。
・管理基準を満たさない区画の位置
・基準を逸脱したガス濃度の計測された日時（以下、「計測日時」と称する）
・計測日時における各メッシュのガス濃度
・各メッシュのガス濃度の時系列データ（例えば、時系列データをプロットした時間対ガス濃度グラフ）
・空調装置４０の動作ログ
・空調装置４０の推奨設定（例えば、どの空調装置４０の風量をいくつにすべきか）
・対象空間のマップ画像（例えば、発生源６０の位置とガス濃度の管理対象となる位置とを示す情報が表示される画像）
・発生源６０の発生量のログ

所定の動作（Ｓ１４）の第２の例では、プロセッサ１２は、計測装置１０に接続されたデバイスを動作させる。一例として、プロセッサ１２は、以下の少なくとも１つを行うことができる。
・ランプを点灯する。
・ディスプレイに所定の画面を表示する。例えば、換気を促す表示、又は退室を促すメッセージ（特に、可燃性ガス又は有毒ガスによる危険の回避を促す表示）を含む画面を表示する。
・スピーカから所定の音声を出力する。例えば、換気を促す音声を出力する。

所定の動作（Ｓ１４）の第３の例では、プロセッサ１２は、空調装置４０に対する制御信号、または制御信号の時系列パターン（つまり、複数時点に亘って空調装置４０に適用される制御信号のセット）を生成し、空調装置４０へ送信する。空調装置４０に対する制御信号は、以下の少なくとも１つを指示する信号であってよい。
・空調装置４０の起動
・空調装置４０の停止
・空調装置４０の運転モードの変更
・空調装置４０の設定温度の変更
・空調装置４０の設定風量の変更
・空調装置４０の設定風向の変更
・空調装置４０の設定湿度の変更
・空調装置４０に内蔵されるモータの回転数の変更
・空調装置４０の加熱冷却を行う交換機の内部温度の変更
同様に、プロセッサ１２は、換気扇などの換気装置に対して、換気量の変更などを指示する制御信号を送信してもよい。

所定の動作（Ｓ１４）の第４の例では、プロセッサ１２は、発生源６０に対する制御信号、または制御信号の時系列パターン（つまり、複数時点に亘って発生源６０に適用される制御信号のセット）を生成し、発生源６０へ送信する。発生源６０に対する制御信号は、以下の少なくとも１つを指示する信号であってよい
・発生源６０の起動
・発生源６０の停止
・発生源６０のガス発生量の変更
例えば、プロセッサ１２は、特定のメッシュにおける単位体積当たりのガス濃度が、管理基準を超えた量に基づいて、ガスの発生量を少なくするように発生源６０を制御する。

所定の動作（Ｓ１４）の第５の例では、プロセッサ１２は、計測結果の提示を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、画面Ｐ１０（図１７）をディスプレイに表示する。

画面Ｐ１０は、表示オブジェクトＡ１０を含む。
表示オブジェクトＡ１０には、画像ＩＭＧ１０が表示される。
画像ＩＭＧ１０は、対象空間ＳＰを構成する複数のメッシュのそれぞれについて、ガス濃度を示している。

所定の動作（Ｓ１４）の第６の例は、第１～第５の例のうち２つ以上の組み合わせである。

ステップＳ１４の後、計測装置１０は、物理量計測処理（Ｓ１１）を再実行する。

図１５の処理は、終了条件が成立したことに応じて終了する。終了条件は、例えば以下の少なくとも１つを含むことができる。
・計測装置１０に対してユーザによりガス濃度管理処理の終了指示が入力された。
・所定の日時が到来した。

以下、物理量計測処理（Ｓ１１）の詳細を説明する。
図１８に示すように、計測装置１０は、計測対象メッシュの決定（Ｓ１１０）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、図１６に示すように、対象空間ＳＰを構成する複数のメッシュの中から計測対象メッシュＭｔ（ｔ＝１～４）のメッシュ識別情報を決定する。一例として、プロセッサ１２は、対象空間ＳＰに設置される発生源６０の位置及び対象空間ＳＰにおける人の位置に基づいて計測対象メッシュＭｔを決定する。

ステップＳ１１０の後、計測装置１０は、所定の経路温度計算モデルに従って、経路温度の計算（Ｓ１１１）を実行する。
図１９を参照して、ステップＳ１１１の詳細を説明する。

計測装置１０は、対象経路の決定（Ｓ１１１０）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、メッシュデータテーブル（図１１）を参照して、ステップＳ１１０で決定したメッシュの識別情報に関連付けられた「経路ＩＤ」フィールドの情報（つまり、計測対象メッシュＭｔを通る経路（以下「対象経路」という）Ｐｉ（ｉは、経路の引数）の経路識別情報）を特定する。

ステップＳ１１１０の後、計測装置１０は、超音波ビームの出力（Ｓ１１１１）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、経路データテーブル（図１１）を参照して、ステップＳ１１１０で特定した経路識別情報に関連付けられた「送信センサ」フィールドの情報（つまり、制御対象となる音波送信装置（以下、「対象音波送信装置」という）２０）と、「受信センサ」フィールドの情報（つまり、制御対象となる音波受信装置（以下「対象音波受信装置」という）３０）と、を特定する。
プロセッサ１２は、対象音波送信装置２０に超音波制御信号を送信する。

対象音波送信装置２０は、計測装置１０から送信された超音波制御信号に応じて超音波ビームを送信する。
具体的には、複数の超音波振動子２１は、超音波制御信号に応じて同時に振動する。
これにより、対象音波送信装置２０から対象音波受信装置３０に向かって、送信方向（Ｚ軸方向）に進行する超音波ビームが送信される。

ステップＳ１１１１の後、計測装置１０は、受信波形データの取得（Ｓ１１１２）を実行する。
具体的には、対象音波受信装置３０の超音波振動子３１は、ステップＳ１１１１で対象音波送信装置２０から送信された超音波ビームを受信することにより振動する。
制御回路３２は、超音波振動子３１の振動に応じた受信波形データ（図１３）を生成する。
制御回路３２は、生成した受信波形データを計測装置１０に送信する。

計測装置１０のプロセッサ１２は、音波受信装置３０から送信された受信波形データを取得する。プロセッサ１２は、取得した受信波形データに対して、増幅・帯域制限処理などの信号処理をしてもよい。

ステップＳ１１１２の後、計測装置１０は、フィルタリング（Ｓ１１１３）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、メッシュデータテーブル（図１２）を参照して、ステップＳ１１０で決定した対象経路Ｐｉの経路識別情報に関連付けられた「フィルタ」フィールドを特定する。
例えば、計測対象メッシュのメッシュ識別情報が「Ｍ００１」である場合、以下のフィルタ情報が特定される。
・経路識別情報「Ｐ００１」：時間閾値ＴＨｔｂ１以上時間閾値ＴＨｔｔ１未満、及び、振幅閾値ＴＨａｂ１以上振幅閾値ＴＨａｔ１未満
・経路識別情報「Ｐ００２」：時間ウインドウＷｔ２内及び振幅ウインドウＷａ２内

プロセッサ１２は、特定したフィルタ情報に基づいて、受信波形データに含まれる成分のうち、対象経路Ｐｉに沿って進行した超音波ビームの成分を抽出する。

ステップＳ１１１３の後、計測装置１０は、経路温度の計算（Ｓ１１１４）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、センサデータテーブル（図１０）の「座標」フィールドを参照して、センサペア毎に、センサペアを構成する音波送信装置２０の座標及び音波受信装置３０の座標を特定する。
プロセッサ１２は、特定した音波送信装置２０の座標及び音波受信装置３０の座標の組合せに基づいて、当該音波送信装置２０と当該音波受信装置３０との間の距離（以下「センサ間距離」という）Ｄｓを計算する。
プロセッサ１２は、ステップＳ１１１３で抽出された成分のピーク値に対応する時間（以下「伝搬時間」という）ｔを特定する。伝搬時間ｔは、音波送信装置２０が超音波ビームを送信してから、対象経路Ｐｉに沿って進行した超音波ビームが音波受信装置３０に到達するまでの所要時間（つまり、対象経路の始点から終点までを超音波ビームが伝搬する時間）を意味する。
プロセッサ１２は、超音波の音速Ｃと、センサ間距離Ｄｓと、伝搬時間ｔと、基準温度Ｔ０と、を用いて、対象経路Ｐｉの経路温度ＴＥＭＰｐａｔｈｉを計算する。

全ての対象経路ＰｉについてステップＳ１１１４が終了していない場合（Ｓ１１１５－ＮＯ）、計測装置１０は、ステップＳ１１１０を実行する。

全ての対象経路ＰｉについてステップＳ１１１４が終了すると（Ｓ１１１５－ＹＥＳ）、計測装置１０は、図１８のメッシュ温度の計算（Ｓ１１２）を実行する。
具体的には、プロセッサ１２は、ステップＳ１１１４（図１９）において計算された全ての対象経路Ｐｉの経路温度ＴＥＭＰｐａｔｈｉを用いて、計測対象メッシュＭｔのメッシュ温度ＴＥＭＰｍｅｓｈｔを計算する（式２）。
ＴＥＭＰｍｅｓｈｔ ＝ ＡＶＥ（ＴＥＭＰｐａｔｈｉ）…（式２）
・ＡＶＥ（ｘ）：ｘの平均値を求める関数

ステップＳ１１２の後、計測装置１０は、全ての計測対象メッシュＭｔについて、風ベクトルを計算する（Ｓ１１３）。

全ての計測対象メッシュＭｔについてＳ１１２及びＳ１１３が終了していない場合（Ｓ１１４－ＮＯ）、計測装置１０は、ステップＳ１１０を実行する。

全ての計測対象メッシュＭｔについてステップＳ１１２及びＳ１１３が終了すると（Ｓ１１４－ＹＥＳ）、計測装置１０は、処理を終了する。

（１－５）小括
第１実施形態の計測装置１０は、対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置であって、音波送信装置に音波を送信させ、音波受信装置による音波の受信結果を参照して前記対象空間における物理量の分布を算出する。計測装置１０は、発生源の位置と、発生源により発生する対象粒子の発生量と、物理量の分布とに基づいて、対象空間内の特定の位置における単位体積当たりの対象粒子の密度を算出する。このような構成により、対象空間における対象粒子の濃度分布の計測精度を向上させることができる。

計測装置１０は、対象空間における物理量の分布を用いたシミュレーションを行うことで、対象空間内のセンサが存在しない位置における対象粒子の密度を算出できる。このため、計測装置１０によれば、低コストに、対象空間全体の対象粒子の濃度分布を計測することができる。
また、計測装置１０は、対象粒子の種別を変更した場合でも同様の方法により対象粒子の濃度分布を計測できる。そのため、従来のガス濃度計を用いてガス濃度分布を計測する場合と比較して、システムの利便性（汎用性）が向上する。

また、計測装置１０は、特定の位置における単位体積当たりの対象粒子の密度が、所定の閾値を超えた場合、アラートを報知する。これにより、対象空間の安全性を高め、適切に対象空間内の対象粒子を管理することができる。

また、計測装置１０は、特定の位置における単位体積当たりの対象粒子の密度が、所定の閾値を超えた量に基づいて、発生源から発生する対象粒子の発生量を少なくするように制御する。これにより、適切に対象粒子の密度を管理することができる。

また、計測装置１０は、特定の位置における単位体積当たりの対象粒子の密度が、所定の閾値を超えた場合、対象空間内に設置された、空調装置又は換気装置を制御する。これにより、適切に対象粒子の密度を管理することができる。

（２）第２実施形態
第２実施形態について説明する。但し、上述の実施形態と同様の説明は省略する。

（２－１）実施形態の概要
第２実施形態の概要について説明する。

第２実施形態において、計測装置１０は、音波受信装置による音波の受信結果に基づいて、音波の伝搬経路上の特定の位置における単位体積当たりのガス濃度を算出する。第２実施形態では、計測装置１０は、発生源６０の位置を認識しなくてもよい。このため、発生源６０が例えば動き回る人であるような場合でも、ガス濃度を算出することができる。

記憶装置１１には、対象粒子の密度と、当該密度における音波の伝搬特性との関係を表す関係データが予め格納されている。関係データは、予め実験などにより、各密度において計測される。当該伝搬特性は、音波の伝搬経路上の位置における単位体積当たりの対象粒子の密度に応じて変化する音波の伝搬時間の変化を表す。

計測装置１０は、温度分布を計測する場合と同様に、複数の伝搬経路の情報により、各メッシュにおけるガス濃度を、超音波の音速Ｃと、センサ間距離Ｄｓと、伝搬時間ｔと、関係データとに基づいて計算する。音波は、空気中の各物質の密度に応じて伝搬速度が異なる。このため、計測装置１０は、関係データを予め取得しておくことで、伝搬速度から、伝搬経路上の単位体積当たりの対象粒子の密度を計測することが可能となる。

（２－２）ガス濃度管理処理
第２実施形態のガス濃度管理処理について説明する。図２０は、第２実施形態のガス濃度管理処理のフローチャートである。

図２０に示すように、計測装置１０は、ガス濃度計測処理（Ｓ２１）を実行する。Ｓ２１におけるガス濃度計測の方法は、図１５のＳ１１における物理量計測の方法と同様である。すなわち計測装置１０は、超音波の音速Ｃと、センサ間距離Ｄｓと、伝搬時間ｔと、関係データと、を用いて、超音波の伝搬経路におけるガス濃度を計算する。そして計測装置１０は、複数の伝搬経路それぞれについて計算したガス濃度に基づいて、複数の伝搬経路が交差する位置におけるガス濃度を推定する。計測装置１０は、伝搬経路を変更しながら計測を繰り返すことで、対象空間内の複数の位置におけるガス濃度を推定できる。Ｓ２１の処理が終了すると、計測装置１０は、管理基準の判定（Ｓ１３）と所定の動作（Ｓ１４）を行う。これらの処理は、図１５を用いて説明した処理と同様である。

このような方法によれば、計測装置１０は、発生源６０の位置の情報を用いずにガス濃度分布を計測できる。このため、発生源６０の位置が不明であっても、計測したい対象粒子の密度を計測することが可能である。

（２－３）小括
第２実施形態の計測装置１０は、対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置であって、音波送信装置に音波を送信させ、音波受信装置による音波の受信結果に基づいて、音波の伝搬経路上の特定の位置における単位体積当たりの対象粒子の密度を算出する。これにより、計測装置１０は、対象粒子の発生源が不明であっても、対象空間における対象粒子の濃度分布の計測精度を向上させることができる。

（３）変形例
本実施形態の変形例について説明する。

（３－１）変形例１
変形例１について説明する。

（３－１－１）変形例１の概要
上記実施形態では、対象粒子がガスである場合を例に説明した。変形例１では、対象粒子がウイルスである場合について説明する。計測装置１０は、工場、所定の室内、病院内など感染リスクを計測したい様々な空間を対象空間とすることができる。

対象粒子がウイルスである場合、人の呼気が対象空間ＳＰに放出されることで、感染が拡大する。二酸化炭素の濃度が高い場所は、人の呼気が集中していると考えられるため、ウイルスの量も多いと考えられる。このため、計測装置１０は、二酸化炭素の濃度と、ウイルスの空気中の移動及び増殖並びに消滅とについても加味して、上記シミュレーションを行うことにより、単位体積当たりのウイルスの量を計測することができる。また、計算量を減らすため、計測装置１０は、二酸化炭素の濃度が高いほどウイルスの量が多いとみなし、二酸化炭素の濃度によって感染リスクを判断してもよい。

変形例１では、計測装置１０は、ウイルスの量又は二酸化炭素の濃度が一定以上と判定した場合、感染症に関するアラートを行う。例えば、所定の動作（Ｓ１４）の第２の例において、プロセッサ１２は、以下の少なくとも１つを行うことができる。
・感染リスクが高まったことを示すメッセージを、ディスプレイに表示する。
・スピーカから感染リスクが高まったことを示すメッセージを、音声出力する。

変形例１の計測装置１０は、二酸化炭素の濃度が一定以上と判定した場合、感染症に関するアラートを発する。これにより、感染症リスクを抑えることができる。

（４）その他の変形例
その他の変形例について説明する。

記憶装置１１は、ネットワークＮＷを介して、計測装置１０と接続されてもよい。

上記説明では、各種の入力デバイスまたは出力デバイスが入出力インタフェースを介してプロセッサに接続される例を示した。しかしながら、各種の入力デバイスまたは出力デバイスは通信インタフェースを介してプロセッサに接続されてもよい。

図４の例では、超音波振動子３１を備える音波受信装置３０の例を示した。しかし、音波受信装置３０は、音波送信装置２０と同様に、複数の超音波振動子３１を備えても良い。
音波送信装置２０は、アレイ状に配列された複数の超音波振動子２１を備えていてもよい。複数の超音波振動子２１は、それぞれ個別の駆動制御信号によって制御されてもよいし、グループ単位で同一の駆動制御信号によって制御されてもよいし、全体で同一の駆動制御信号によって制御されてもよい。
音波受信装置３０は、アレイ状に配列された複数の超音波振動子３１を備えていてもよい。複数の超音波振動子３１は、それぞれ個別の駆動制御信号によって制御されてもよいし、グループ単位で同一の駆動制御信号によって制御されてもよいし、全体で同一の駆動制御信号によって制御されてもよい。

図５の例を用いた上記の説明では、１個の音波送信装置２０が複数の経路に沿った超音波ビームを送信し、且つ、１個の音波受信装置３０が複数の経路に沿った超音波ビームを受信する例を示した。しかし、本実施形態はこれに限られない。ｎ（ｎは２以上の整数）個の音波送信装置２０のそれぞれが１本の経路に沿った超音波ビーム（つまり、ｎ個の音波送信装置２０がｎ本の経路に沿った超音波ビーム）を送信し、且つ、ｎ個の音波受信装置３０のそれぞれが各経路に沿った超音波ビームを受信しても良い（つまり、ｎ個の音波受信装置３０がｎ本の経路に沿った超音波ビームを受信しても良い）。

上記の実施形態では、メッシュ温度ＴＥＭＰｍｅｓｈｔの計算に平均値を求める関数を用いる例を示したが、本実施形態のメッシュ温度ＴＥＭＰｍｅｓｈｔの計算方法はこれに限られるものではない。

計測装置１０は、窓の位置又はサーキュレータの位置情報に基づき、対象粒子の密度が高い位置に近い窓又はサーキュレータを特定し、当該窓又はサーキュレータを用いて換気することを促すアラートを行ってもよい。

対象粒子が、可燃性ガス、有毒ガス、燃焼により発生するガス及び粉塵などである場合、計測装置１０は、上記所定の動作（Ｓ１４）において、対象粒子を不活性化させるガス又は液体や、対象粒子の濃度を低くするための不活性ガス（例えば希ガス）などを対象空間ＳＰに放出又は散布する装置を制御してもよい。当該装置は、例えば、不活性化ガスの放射装置、スプリンクラー、又は消火器などである。

音波送信装置２０は、自己相関が比較的強い自己相関信号（例えば、Ｍ系列信号、Goldコードなど）を含む超音波ビームを送信しても良い。これにより、空間の温度の計測結果のＳ／Ｎ比を更に向上させることができる。

音波送信装置２０が個別に異なる自己相関信号を含む超音波ビームを送信することにより、音波受信装置３０が、超音波ビームの発信源となる音波送信装置２０を識別しても良い。
また、音波送信装置２０毎に異なる発振周波数を有する超音波ビームを送信することにより、音波受信装置３０が、超音波ビームの発信源となる音波送信装置２０を識別しても良い。

本実施形態では、音波送信装置２０及び音波受信装置３０を区別して規定したが、本実施形態の範囲は、これに限られない。１つの超音波振動子が超音波を送信する機能及び超音波を受信する機能を備えても良い。

ステップＳ１１１４（図１９）において経路温度ＴＥＭＰｐａｔｈｉの計算に用いる式、及び、ステップＳ１１２（図１８）においてメッシュ温度ＴＥＭＰｍｅｓｈｔの計算に用いる式の少なくとも１つは、外部環境情報（例えば、外気温、外気の湿度、及び、外気圧の少なくとも１つ）をパラメータとして含んでも良い。この場合、外部環境情報に関わらず、空間の空気特性の計測結果のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

本実施形態では、音波送信装置２０が、指向性を有する超音波ビームを送信する例を示したが、本実施形態は、これに限られない。本実施形態は、音波送信装置２０が可聴音ビーム（つまり、超音波ビームとは異なる周波数を有する音波）を送信する場合にも適用可能である。

本実施形態において、温度分布とは、メッシュ温度ＴＥＭＰｍｅｓｈに限られない。温度分布は、以下の少なくとも１つも含む。
・経路上の複数点の温度
・経路上の平均温度

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態及び変形例は、組合せ可能である。

１ ：ガス濃度管理システム
１０ ：計測装置
１１ ：記憶装置
１２ ：プロセッサ
１３ ：入出力インタフェース
１４ ：通信インタフェース
２０ ：音波送信装置
２１ ：超音波振動子
２２ ：制御回路
３０ ：音波受信装置
３１ ：超音波振動子
３２ ：制御回路
４０ ：空調装置
５０ ：温度計
６０ ：発生源

Claims (14)

1. 対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置であって、
   前記音波送信装置に音波を送信させる手段と、
   前記音波受信装置による音波の受信結果を参照して前記対象空間における物理量の分布を算出する手段と、
   前記発生源の位置と、前記発生源により発生する前記対象粒子の発生量と、前記物理量の分布とに基づいて、前記対象空間内の特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度を算出する手段と、
   を含む計測装置。
2. 前記算出する手段において、前記発生源の位置と、前記発生源により発生する前記対象粒子の発生量と、前記対象粒子に関する情報と、前記物理量の分布とを用いて、前記対象粒子の挙動をシミュレートすることにより、前記対象空間内の特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度を算出する
   請求項１に記載の計測装置。
3. 対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置であって、
   前記音波送信装置に音波を送信させる手段と、
   前記音波受信装置による音波の受信結果に基づいて、前記音波の伝搬経路上の特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度を算出する手段と、
   を含む計測装置。
4. 前記特定の位置における前記対象粒子の単位体積当たりの対象粒子の密度が、所定の閾値を超えた場合、アラートを報知する手段
   を含む請求項１～請求項３の何れかに記載の計測装置。
5. 前記発生源が人であり、
   前記対象粒子が二酸化炭素であり、
   前記アラートは、感染症に関するアラートである
   請求項４に記載の計測装置。
6. 前記アラートは、換気を促す表示又は音声出力である
   請求項４に記載の計測装置。
7. 前記発生源が、前記対象粒子を発生させる粒子発生装置であり、
   前記特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度が、所定の閾値を超えた場合、前記発生源を制御する手段
   を含む請求項１～請求項６の何れかに記載の計測装置。
8. 前記制御する手段において、前記特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度が、前記所定の閾値を超えた量に基づいて、前記発生源から発生する前記対象粒子の発生量を少なくするように制御する
   請求項７に記載の計測装置。
9. 前記特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度が、所定の閾値を超えた場合、前記対象空間内に設置された、空調装置又は換気装置を制御する手段
   を含む請求項１～請求項８の何れかに記載の計測装置。
10. 前記物理量は、風速及び風向を含む
    請求項１～請求項９の何れかに記載の計測装置。
11. 前記対象粒子は、二酸化炭素、粉塵、ウイルス、水蒸気、可燃性物質、又は有毒性物質である
    請求項１～請求項１０の何れかに記載の計測装置。
12. 対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置によって行われる計測方法であって、前記計測装置が、
    前記音波送信装置に音波を送信させるステップと、
    前記音波受信装置による音波の受信結果を参照して前記対象空間における物理量の分布を算出するステップと、
    前記発生源の位置と、前記発生源により発生する前記対象粒子の発生量と、前記物理量の分布とに基づいて、前記対象空間内の特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度を算出するステップと、
    を実行する計測方法。
13. 対象粒子の発生源を含む対象空間に設置された音波送信装置と、音波受信装置とに接続可能な計測装置によって行われる計測方法であって、前記計測装置が、
    前記音波送信装置に音波を送信させるステップと、
    前記音波受信装置による音波の受信結果に基づいて、前記音波の伝搬経路上の特定の位置における単位体積当たりの前記対象粒子の密度を算出するステップと、
    を実行する計測方法。
14. コンピュータに、請求項１～請求項１１の何れかに記載の各手段を実現させるためのプログラム。
    
    
    
    

Images