JP4733848B2 - Ozone concentration half-life measuring device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の臭気成分や細菌類等の汚染物質によって汚染された容器内にオゾンを供給したとき、オゾンが汚染物質と反応して消費されることにより減衰する場合の半減期を測定するためのオゾン濃度の半減期測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、煙草、腐敗した食品、各種の有機溶剤等から揮散した臭気成分や細菌類によって部屋内が汚染された場合、この汚染空間にオゾン発生器からのオゾンを導入し、オゾンの優れた酸化力で臭気成分や細菌類を分解させて汚染空間を清浄化し得ることが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
オゾンの導入によって汚染空間を清浄化しようとする場合には、汚染空間の汚染の度合いを知る必要があり、このために汚染空間内の汚染物質の濃度を検出することが行われるが、汚染物質の種類は多く、全ての汚染物質の濃度を検出することは非常に困難である。
【0004】
そして、たとえ多くの時間と労力とをかけて全ての汚染物質の濃度が検出されたとしても、実際には、総合的な汚染の度合いを実質的に適正に評価することができないという問題点が存在するのに対し、オゾンは、その強力な酸化作用によって各種の汚染物質と反応するため、このオゾンの性質を汚染の総合的な評価に利用することが考えられる。
【0005】
そこで、汚染空間内を所定濃度のオゾンで満たし、このオゾン濃度が初期濃度の1/2になるまでの時間、つまりオゾン濃度の半減期を測定することが考えられる。すなわち、この半減期は、汚染空間内の全ての汚染状況を総合的に包括したものであるため、水質の汚染状態の指標であるCOD(化学的酸素要求量)やBOD(生物学的酸素要求量)と同様の考え方で汚染空間の汚染度合いの指標として最適のものになると考えられる。
【0006】
しかしながら、オゾン濃度の半減期を測定しようとすれば、一旦汚染空間内を所定のオゾン濃度に設定してから、経時的に連続してオゾン濃度の減衰を初期の1/2になるまで継続して測定しなければならず、非常に面倒であるという問題点を有している。
【0007】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、簡単にオゾン濃度の半減期を測定することができるオゾン濃度の半減期測定装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本願の第1の発明は、供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの1/2減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、測定対象の気体または液体が収容され容器と、上記容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、上記オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と、この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、上記制御装置は、測定開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、上記測定開始から上記指令信号が入力されるまでの経過時間tを計測するタイマーと、上記測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度x上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーが計測した経過時間tと以下のオゾン濃度減衰式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有するものである。
x=x ×exp(−0.693t/τ)
但し、t:経過時間(hr)、x:t時間経過後のオゾン濃度(g/m )、x :オゾンの初期濃度(g/m )、τ:オゾン濃度の半減期(hr)。
【0009】
本願の第2の発明は、供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの1/2減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、測定対象の気体または液体が収容された容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と、
この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、上記制御装置は、上記オゾン発生器の駆動開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、上記駆動開始から上記指令信号が入力されるまでの時間を計測するタイマーと、上記オゾン発生器が単位時間当たりに上記容器内にオゾンを注入する量Zと上記容器の容量Vと測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度と上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーによる計測時間と以下のオゾン濃度増加式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有することを特徴とする半減期測定装置。
x=(Z/V)×(τ/−0.693)×(1−exp(−0.693t/τ))
但し、Z:単位時間当りのオゾンの注入量(g/hr)、V:容器の容量(m )、t:経過時間(hr)、x:t時間経過後のオゾン濃度(g/m )、τ:オゾン濃度の半減期(hr)。
【0010】
これらの発明によればオゾンが飽和濃度になるまでオゾン濃度検出計で経時的かつ連続的にオゾン濃度を測定しなければならない半減期測定方式に比べて測定時間が格段に短縮され、これによってオゾン濃度半減期の測定効率が大幅に向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係るオゾン濃度の半減期測定装置100の一実施形態を示す説明図であり、図2は、図1に示す半減期測定装置の外観形状の一実施形態を示す斜視図である。半減期測定装置100は、オゾン濃度の半減期の測定対象となる汚染空間から採取されたサンプル空気に所定濃度のオゾンを供給するとともに、適宜サンプル空気のオゾン濃度を検出し、この検出結果に基いてオゾン濃度の半減期を演算するものである。
【0012】
かかる半減期測定装置100は、図1に示すように、測定装置本体10と、この測定装置本体10に隣設されたサンプリングボックス(容器)50とを備えた基本構成有している。これら測定装置本体10およびサンプリングボックス50が図2に示すような箱型のケーシング101に内装されることによって半減期測定装置100が形成されている。
【0013】
そして、このような半減期測定装置100は、測定対象となる汚染空間内に持ち込まれ、この汚染空間においてサンプリングボックス50内に汚染空気を取り入れてサンプル空気とし、仕切り部材支持構造50を密閉状態にした後にこのサンプル空気にオゾンを供給してオゾン濃度の半減期を演算するとともに、その演算結果を出力するように構成されている。
【0014】
而して上記サンプリングボックス50は、五方を囲む壁部51と、残りの一方であるケーシング101の図1および図2における右側方に設けられた開閉自在の開閉扉52とを備えて形成されている。これら壁部51と開閉扉52とで囲繞される空間によって汚染空気を取り入れるサンプリング空間53が形成されている。
【0015】
また、ケーシング101の右側部には矩形状の汚染空気取入口102が開口され、上記開閉扉52は、この汚染空気取入口102の上部を横断するように架設された水平軸103回りに回動自在に軸支されている。従って、半減期測定装置100を測定対象空間に持ち込んだ上で、開閉扉52を水平軸103回りに複数回往復回動操作することにより、測定対象空間の汚染空気がサンプリング空間53内に取り入れられることになる。
【0016】
また、仕切り部材支持構造50の壁部51の適所(図2に示す例ではサンプリング空間53の底部)には攪拌ファン54が設けられ、この攪拌ファン54の駆動によるサンプリング空間53内の空気の攪拌によって測定対象汚染空間からの臭気成分を一様に拡散させるとともに、測定装置本体10から導入されるオゾンについても均一に拡散させるようになっている。
【0017】
このようなサンプリング空間53内のオゾン濃度の半減期を測定する測定装置本体10は、図1に示すように、オゾンを生成してサンプリング空間53内に供給するオゾン発生器20と、サンプリング空間53内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計30と、このオゾン濃度検出計30からの検出信号に基いてサンプリング空間53内のオゾン濃度の半減期を演算するとともに、この測定に当って各種の制御を行う制御装置40とを備えた基本構成を有している。
【0018】
上記オゾン発生器20は、商用電力を得て交流高周波高電圧を発生させる交流高電圧発生回路21と、この交流高電圧発生回路21からの交流高周波高電圧が印加されることにより放電を生起させる対向電極22と、この対向電極22間に空気を送り込むファン23とを備えて構成されている。ファン23の駆動で対向電極22間に供給された空気中の酸素は、放電の作用で一部がオゾンになり、このオゾンは、オゾン発生器20の下流端に設けられたオゾン供給管路24を通ってサンプリング空間53内に導入される。
【0019】
上記オゾン濃度検出計30は、サンプル管路31を介して吸引されたサンプリング空間53内のサンプル空気を、紫外線吸収方式あるいは半導体センシング方式等の所定のオゾンセンサに供給するように構成された市販のものが採用されている。オゾンセンサが検出したオゾン濃度の検出信号は、逐一制御装置40に入力されるようになっている。
【0020】
なお、本実施形態においては、オゾンを発生させる装置として対向電極22に交流高周波高電圧を印加することによる放電を利用したオゾン発生器20が用いられているが、本発明は、オゾンを発生させる装置が上記のようなオゾン発生器20であることに限定されるものではなく、170nm付近の波長の紫外線を照射し得る紫外線ランプを採用してもよい。
【0021】
上記制御装置40は、いわゆるマイクロコンピュータと称される小型の電子計算機であり、CPU(中央演算処理装置)や記憶装置が内装されているとともに、入力用のキーボードおよび出力用のディスプレーやプリンターを備えた入出力装置41と、読み書き自在の外部記憶装置であるRAM42と、読み取り専用の外部記憶装置であるROM43とが外装されている。
【0022】
上記入出力装置41からは、各種の測定条件やオゾン発生器20の運転条件等が入力されるとともに、オゾン濃度検出計30による検出結果や制御装置40によって演算されたサンプリング空間53内のオゾン濃度の半減期が出力されるようになっている。
【0023】
上記RAM42は、入出力装置41からの入力データや制御装置40における演算途中の中間データ等であって、更新可能なものを一時的に記憶するためのものである。
【0024】
上記ROM43には、オゾン濃度の半減期を演算するためのプログラムや、オゾン発生器20およびオゾン濃度検出計30の運転制御を行うためのプログラムが記憶されている。従って、入出力装置41に設けられた図略のスタートスイッチをオン操作することにより、上記各プログラムが制御装置40内に読み取られ、これによって制御装置40は上記各プログラムに基いた制御を行い得る状態になる。
【0025】
そして、制御装置40には、内部のCPUおよび記憶装置を組み合わせて構成された半減期演算部44を有しており、この半減期演算部44は、オゾン濃度検出計30からの検出信号に基いてオゾン濃度の半減期を算出することになっている。この演算結果は入出力装置41を介して出力されることになる。
【0026】
上記入出力装置41は、ケーシング101の図2における左側部の入出力スペース104に設けられたオペレーターとの間で遣り取りするためのインターフェース部分を有している。入出力スペース104は、ケーシング101の外側板および天板の一部が凹没することによって形成され、側板側のパネル板105と、天板107側のディスプレー板106とを備えている。
【0027】
パネル板105には、テンキーその他の操作キーや電源スイッチ等が配設されているとともに、ディスプレー板106には、例えば液晶を備えてなるディスプレー画面46が設けられ、入出力装置41からのテンキーや操作キーを介した入力結果や、制御装置40による演算結果などがディスプレー表示されるようになっている。
【0028】
また、上記天板107の適所には、図略のプリンターの出力紙47を繰り出すための細長い開口である出力口108が設けられ、制御装置40の演算結果はこの出力口108から排出される出力紙47にプリントアウトされるようになっている。
【0029】
以下、ROM43に記憶され、必要の都度呼び出されて半減期演算部44においてオゾン濃度の半減期を演算するプログラムの演算方式について説明する。サンプリング空間53の容量をV(m3)とし、この中にオゾン供給管路24を通して注入量をZ(g/h)のオゾンが注入されるとする。そして、
x:サンプリング空間53内のオゾン濃度(g/m3
t:オゾン注入開始からの経過時間(h)
γ:オゾン濃度の減衰率
とした場合、微少時間(dt)の経過によるオゾン濃度の変化量(dx)は、
dx=(Z/V)・dt−γx・dt…▲1▼
となる。
【0030】
この▲1▼式を解くと、
x=∫((Z/V)−γx)dt
=(Z/V)・(1/γ)・(1−e- γ t)…▲2▼
となる。
【0031】
そして、減衰率(γ)と半減期(τ)との間には、「γ=−0.693/τ」の関係が存在するため、この関係を▲2▼式に代入することにより、
x=(Z/V)・(τ/−0.693)・(1−e-(-0.693/ τ ) t)…▲3▼
となる。
【0032】
このようにして導出された▲3▼式は、(Z)および(V)の値が予め設定された定数であるため、サンプリング空間53内のオゾン濃度(x)は、オゾン濃度の半減期(τ)と経過時間(t)の関数になっている。そして、「t→∞」とおくと、「(1−e-(-0.693/ τ ) t)→1」となるため、
=(Z/V)・(τ/−0.693)…▲4▼
となり、サンプリング空間53内において、オゾン供給管路24から供給されるオゾンとこのオゾンがサンプル空気中の汚染物質によって消費される消費量とが平衡した状態のオゾンの飽和濃度(x)と半減期(τ)との関係が得られる。
【0033】
従って、測定装置本体10のROM43に予め▲4▼式を記憶させておき、サンプリング空間53内のオゾン濃度が飽和濃度に到達した頃合いを見計らってオゾン濃度検出計30の検出信号を制御装置40の半減期演算部44に入力し、半減期演算部44に▲4▼式により半減期(τ)の値を演算させるようにしてもよいが、このようにすると、サンプリング空間53内のオゾン濃度が飽和濃度(x)に到達するまでに長時間(通常3時間〜5時間)を要する。
【0034】
そこで、本実施形態においては、サンプリング空間53内にオゾンを注入し始めてから任意の時間が経過した時点におけるサンプリング空間53内のオゾン濃度に基いてオゾン濃度の半減期を演算するようにしている。このために、上記▲3▼式を変形した演算式が採用される。すなわち、▲3▼式において、「(Z/V)・(1/−0.693)」は定数であるためこれを「c」とおく。そうすると、上記▲3▼式は、「x=cτ・(1−e-0.693t/ τ)」となる。そして、この式において、経過時間t0の時点におけるオゾン濃度がx0であったとすると、「x0=cτ・(1−e-0.693t0/ τ)」となり、この式を変形することにより「1−(x0/cτ)=e-0.693t0/ τ」が得られる。
【0035】
この式において演算の便宜上、「C=x0/c」、「T=−0.693t0」および「τx=1/τ」とおいて式の変形を行うと、「ln(1−C・τ)=−T・τx」となる。この式の左辺を定法に従って展開すると、
ln(1−C・τx)=−C・τx+C2・τx 2/2−C3・τx 3/3…▲5▼
という展開式が得られる。この▲5▼式の右辺の第三項以下を無視して第二項までを採用することにより、「−T・τx=−C・τx+C2・τx 2/2」が得られる。この式に基いてτxを演算するとともに、上記便宜上の式の各置き換えを元に戻して整理することにより、
τ={x0/[(Z/V)・(1/−0.693)]2}/2{x0/[(Z/V)・(1/−0.693)]−0.693t0}…▲6▼
を得ることができる。この▲6▼式において、x0、Z、Vおよびt0は、全て既知の値であるため、これらの値を▲6▼式に代入して演算することにより、オゾン濃度の半減期(τ)の値を得ることができる。
【0036】
そして、本発明においては、上記▲6▼式が予めROM43に記憶されており、必要の都度▲6▼式がROM43から半減期演算部44に呼び出され、ここで▲6▼式に基く半減期の演算が実行されるようになっている。
【0037】
具体的には、オゾン発生器20からサンプリング空間53内にオゾンが注入された後、任意の時間が経過してから、入出力装置41を介してサンプリングのための指令信号を制御装置40に入力すると、制御装置40は、オゾン濃度検出計30に向けて制御信号を出力し、これによってオゾン濃度検出計30はサンプリング空間53内からサンプル管路31を介してサンプル気体を吸引し、所定のオゾンセンサでオゾンの濃度を検出してこの検出信号を半減期演算部44に向けて出力する。
【0038】
この検出信号を受信した半減期演算部44は、上記▲6▼式に基いてオゾン濃度の半減期を演算する。因みに、半減期演算部44内にはタイマー45が内蔵されており、オゾン発生器20の駆動開始時にこのタイマーがオンされるとともに、入出力装置41からの上記指令信号が制御装置40に入力された時点でタイマーがオフされ、これによってオゾン発生器20の駆動開始からオゾン濃度検出計30によるサンプリングまでの経過時間(▲6▼式におけるt0)が計測されるようになっている。半減期演算部44による半減期(τ)の演算結果は入出力装置41に向けて出力される。入出力装置41は、この演算結果をディスプレーに画面表示するとともに、必要に応じてプリンターから印字出力する。この出力値によって測定対象のサンプリング空間53におけるオゾン濃度の半減期(τ)を知ることができる。
【0039】
このように▲6▼式を用いてオゾン濃度の半減期を求める方式によれば、オゾン発生器20からのオゾンがサンプリング空間53内に注入され始めた後、任意の時間が経過してからオゾン濃度検出計30によってサンプリング空間53内のオゾン濃度を一点のみ検出することによって直ちにオゾン濃度の半減期(τ)を得ることができるため、サンプリング空間53内のオゾン濃度を飽和に達するまで経時的に連続的に測定し、この測定結果をグラフ化した上で半減期を求める半減期の測定方法に比べて大幅に測定時間を短縮することが可能になる。
【0040】
つぎに、▲6▼式とは異なる演算式に基いて半減期を求める方式について説明する。この方式は、先の実施形態とは逆にサンプリング空間53内のオゾン濃度が初期値(x0)として設定されている場合に適用されるものである。
【0041】
この場合には、測定開始時点にすでにサンプリング空間53内に所定濃度のオゾンが存在し、所定の減衰率でサンプル空気中の汚染物質によってそのオゾンが消費されるとして微分方程式を作成し、この微分方程式を解くことにより、
x=x0・e-0.693t/ τ…▲7▼
というオゾン濃度の減衰式を得ることができる。なお、▲7▼式において、τはオゾン濃度の半減期(h)、tは測定開始からの経過時間(h)、x0はサンプリング空間53内の初期のオゾン濃度、xは経過時間tにおけるオゾン濃度(g/m3)である。
【0042】
上記▲7▼式を変形することにより半減期(τ)を求めるための
τ=(−0.693t)/ln(x/x0)…▲8▼
を得ることができる。この▲8▼式は、サンプリング空間53内のオゾンの濃度x0をオゾン濃度検出計30によって測定することにより既知とした上で、初期濃度の測定からt時間が経過した時点で再びオゾン濃度検出計30によりサンプリング空間53内のオゾン濃度を測定することにより、オゾン濃度の半減期が直ちに演算されることを示している。
【0043】
そして、この実施形態においては、ROM43に上記▲6▼式に代えて▲8▼式が記憶され、測定の都度この▲8▼式が半減期演算部44に読み込まれて半減期の演算が実行されることになる。
【0044】
以上詳述したように、本発明の測定装置本体10は、所定のサンプリング空間53内に供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの初期濃度の半減期(τ)を測定するオゾン濃度の半減期を測定するものであり、サンプリング空間53内にオゾンを供給するオゾン発生器20と、サンプリング空間53内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計30と、オゾン濃度の半減期(τ)を演算する制御装置40とを備えた基本構成を有し、しかも、制御装置40は半減期演算部44を有し、この半減期演算部44は、オゾン濃度検出計40が検出したサンプリング空間53内の初期オゾン濃度と任意の時間が経過後のオゾン濃度とに基いてオゾン濃度半減期(τ)を演算するように構成されているため、オゾン濃度半減期(τ)を測定するに際し、サンプリング空間53内の初期のオゾン濃度と任意の時点でのオゾン濃度とを測定するだけでそのサンプリング空間53のオゾン濃度半減期(τ)を得ることが可能になり、オゾンが飽和濃度になるまでオゾン濃度検出計30で経時的かつ連続的にサンプリング空間53内を測定しなければならない半減期測定方式に比べて測定時間が格段に短縮され、これによってオゾン濃度半減期(τ)の測定効率を大幅に向上させることができる。
【0045】
そして、オゾン濃度半減期(τ)を演算する計算式として、x=x0×exp(−0.693t/τ)(上記▲7▼式)を採用し、この計算式を制御装置40に記憶させて半減期演算部44にこの計算式に基いたオゾン濃度半減期(τ)を演算させるようにすることができる。この計算式を採用する場合は、サンプリング空間53内の初期のオゾン濃度(x0)と、経過時間(t)の時点でのサンプリング空間53内のオゾン濃度(x)との二点のみをオゾン濃度検出計30により測定することでオゾン濃度半減期(τ)を得ることができる。
【0046】
また、上記の式に代えて、x=(Z/V)×(τ/−0.693)×(1−exp(−0.693t/τ))(上記▲3▼式)を採用してもよい。この式を採用する場合は、サンプリング空間53内の初期のオゾン濃度は、「0g/m3」であって予め既知であるため、サンプリング空間53にオゾンの供給を開始してから任意の経過時間(t)の時点でサンプリング空間53内のオゾン濃度を一点のみ測定することによりオゾン濃度半減期(τ)を得ることができる。
【0047】
上記の実施形態においては、気体である空気を汚染対象物の例に挙げて説明したが、本発明は、汚染対象物が気体であることに限定されるものではなく、汚染対象物が水等の液体であってもよい。
【0048】
【実施例】
本発明に係る測定装置本体10によって、所定の汚染物質が存在するサンプリング空間53内のオゾン濃度半減期(τ)を測定した場合、その測定結果の半減期(τ)に基くサンプリング空間53内のオゾン濃度の経時変化が、実際の半減期と一致するか否かについて検証するために、以下の試験を実施した。
【0049】
まず、1m3に容量設定された図2に示すような直方体状の密閉されたサンプリング空間(壁部51の表面は塩化ビニルによって覆われている)に汚染源としてのバナナを所定量装填し、引続きオゾン発生器20からのオゾンをオゾン供給管路24を介してサンプリング空間53内に注入した。オゾンの注入量は、0.7mg/hに設定した。
【0050】
そして、オゾン濃度検出計30により所定の測定スパンでサンプリング空間53内のオゾン濃度を測定しながら、オゾンが飽和濃度(x)に達するまでオゾンの注入を継続するとともに、飽和濃度(x)に到達したと見なされた時点でオゾンの注入を停止した。オゾンの注入停止後もオゾン濃度検出計30によるオゾン濃度の測定は継続し、オゾン濃度が略「0」になった時点でオゾン濃度検出計30による測定を中止した。これらの測定値については、入出力装置41によりプリントアウトした。
【0051】
一方、オゾン濃度の測定を開始してから1時間が経過した時点(t=1)における、オゾン濃度検出計30により測定されたオゾン濃度(x)に基いて上記▲6▼式によりオゾン濃度半減期(τ)を求め、このτの値を上記▲3▼式および▲7▼式に代入して経時的なオゾン濃度の計算値を入出力装置41からプリントアウトさせた。
【0052】
図3は、これらのプリントアウトにより得られたサンプリング空間53内のオゾン濃度の経時変化を示すグラフであり、折れ線で実測値を示しているとともに、黒丸で計算値を示している。
【0053】
図3のグラフで明らかなように、オゾン濃度の計算値は、実測値と極めて高い相関関係で良好に対応しており、このことから、本発明の半減期測定装置100を用いた半減期の測定結果が極めて精度の高いものであることを実証することができた。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば容器内の初期のオゾン濃度またはオゾン発生器が単位時間当たりに上記容器内にオゾンを注入する量及び上記容器の容量と、測定開始から入出力装置が制御装置に指令信号を入力したときまでの経過時間と、上記指令信号の入力時にオゾン濃度検出計が検出するオゾン濃度とを測定するだけでその容器内のオゾン濃度半減期を得ることができ、オゾンが飽和濃度になるまでオゾン濃度検出計で経時的かつ連続的に容器内のオゾン濃度を測定しなければならない半減期測定方式に比べて測定時間が格段に短縮され、これによってオゾン濃度半減期の測定効率を大幅に向上させることができる。
【0055】
従って、かかる半減期測定装置によって測定されたオゾン濃度の半減期を、汚染空間の汚染度合いの評価指数として採用すれば、汚染物質の濃度そのものを測定し、その測定値で汚染空間の汚染の度合いを評価する従来の評価方式に比較し、より迅速かつ適正に総合的な汚染の度合い評価することが可能になるとともに、注入するべきオゾン量やオゾン濃度等を決めるオゾン注入計画をより実効のあるものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るオゾン濃度の半減期測定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1の半減期測定装置の外観形状の一実施形態を示す斜視図である。
【図3】オゾン濃度の経時変化を示すグラフであり、折れ線で実測値を、黒丸で計算値をそれぞれ示している。
【符号の説明】
100 半減期測定装置 101 ケーシング
102 汚染空気取入口 103 水平軸
104 入出力スペース 105 パネル板
106 ディスプレー板 107 天板
108 出力口
10 測定装置本体 20 オゾン発生器
21 交流高電圧発生回路 22対向電極
23 ファン 24オゾン供給管路
30 オゾン濃度検出計 31 サンプル管路
40 制御装置 41 入出力装置
42 RAM 43 ROM
44 半減期演算部 45 タイマー
46 ディスプレー画面 47 出力紙
50 サンプリングボックス(容器)
51 壁部 52 開閉扉
53 サンプリング空間 54 攪拌ファン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention measures the half-life when ozone is attenuated by being consumed by reaction with pollutants when ozone is supplied into a container contaminated with pollutants such as various odor components and bacteria. The present invention relates to a device for measuring the half-life of ozone concentration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a room is contaminated with odor components or bacteria that have been volatilized from cigarettes, spoiled foods, various organic solvents, etc., ozone from the ozone generator is introduced into this contaminated space and the excellent oxidizing power of ozone. It is known that the contaminated space can be purified by decomposing odor components and bacteria.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to clean the contaminated space by introducing ozone, it is necessary to know the degree of contamination in the contaminated space, and for this purpose, the concentration of contaminants in the contaminated space is detected. There are many types, and it is very difficult to detect the concentration of all pollutants.
[0004]
And even if it takes a lot of time and effort to detect the concentration of all pollutants, the problem is that the overall level of contamination cannot actually be evaluated substantially. While ozone reacts with various pollutants due to its strong oxidizing action, it is conceivable to use this property of ozone for comprehensive assessment of pollution.
[0005]
Therefore, it is conceivable to fill the inside of the contaminated space with a predetermined concentration of ozone and measure the time until the ozone concentration becomes 1/2 of the initial concentration, that is, the half-life of the ozone concentration. In other words, since this half-life comprehensively covers all the pollution situations in the pollution space, COD (chemical oxygen demand) and BOD (biological oxygen demand), which are indicators of water pollution status. It is thought that it becomes the optimum index of the degree of contamination of the contaminated space in the same way as in (Quantity).
[0006]
However, if the half-life of the ozone concentration is to be measured, once the contamination space is set to a predetermined ozone concentration, the ozone concentration is continuously attenuated over time until it becomes half the initial value. It has a problem that it is very troublesome.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ozone concentration half-life measuring apparatus that can easily measure the half-life of the ozone concentration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  1st invention of this applicationIs an ozone concentration half-life measuring device that measures the half-life, which is a half decay time of ozone, by detecting changes in the supplied ozone concentration, and contains the gas or liquid to be measured.RucontainerAnd the containerAn ozone generator for supplying ozone therein, an ozone concentration detector for detecting the ozone concentration in the container, and a controller for calculating the half-life of the ozone concentration;An input / output device for inputting a command signal for sampling to the control device and outputting a calculation result of the control device,The control deviceAfter the start of measurement, when the command signal is input, the ozone concentration detector is configured to output a control signal to measure the ozone concentration, and the command signal is input from the start of measurement. A timer that measures the elapsed time t until the start of the measurementInitial ozone concentration in the container detected by the ozone concentration detector x0WhenA half-life calculation unit that calculates the half-life of the ozone concentration based on the ozone concentration detected by the ozone concentration detector when the command signal is input, the elapsed time t measured by the timer, and the following ozone concentration attenuation formula: HaveIs.
  x = x 0 × exp (−0.693t / τ)
Where t: elapsed time (hr), x: ozone concentration after elapse of t time (g / m 3 ), X 0 : Initial concentration of ozone (g / m 3 ), Τ: half-life of ozone concentration (hr).
[0009]
  A second invention of the present application is an ozone concentration half-life measuring device for measuring a half-life, which is a half decay time of ozone, by detecting a change in the supplied ozone concentration. An ozone generator for supplying ozone into a container containing a liquid; an ozone concentration detector for detecting the ozone concentration in the container; a controller for calculating the half-life of the ozone concentration;
  An input / output device that inputs a command signal for sampling to the control device and outputs a calculation result of the control device, and the control device receives the command signal after driving of the ozone generator is started. A timer for measuring the time from the start of driving to the input of the command signal, and a configuration for outputting a control signal to the ozone concentration detector at the time when the ozone signal is measured. The amount of ozone Z injected into the container per unit time by the ozone generator, the volume V of the container, the initial ozone concentration in the container detected by the ozone concentration detector at the start of measurement, and the input of the command signal Half-life calculation that calculates the half-life of the ozone concentration based on the ozone concentration detected by the ozone concentration detector, the time measured by the above timer, and the following ozone concentration increase formula With the doorA half-life measuring device characterized by that.
  x = (Z / V) × (τ / −0.693) × (1-exp (−0.693 t / τ))
However, Z: ozone injection amount per unit time (g / hr), V: capacity of container (m 3 ), T: elapsed time (hr), x: ozone concentration after elapse of t time (g / m 3 ), Τ: half-life of ozone concentration (hr).
[0010]
  theseAccording to the invention,Compared to the half-life measurement method in which ozone concentration must be measured continuously and continuously with an ozone concentration detector until the ozone reaches a saturated concentration, the measurement time is significantly shortened. Is greatly improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of an ozone concentration half-life measuring apparatus 100 according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the external shape of the half-life measuring apparatus shown in FIG. It is. The half-life measuring apparatus 100 supplies ozone having a predetermined concentration to sample air collected from the contaminated space to be measured for the half-life of the ozone concentration, and appropriately detects the ozone concentration of the sample air, and based on the detection result. And calculates the half-life of the ozone concentration.
[0012]
As shown in FIG. 1, the half-life measuring apparatus 100 has a basic configuration including a measuring apparatus main body 10 and a sampling box (container) 50 provided adjacent to the measuring apparatus main body 10. The half-life measuring device 100 is formed by mounting the measuring device main body 10 and the sampling box 50 in a box-shaped casing 101 as shown in FIG.
[0013]
Such a half-life measuring device 100 is brought into a contaminated space to be measured, and in this contaminated space, contaminated air is taken into the sampling box 50 as sample air, and the partition member support structure 50 is hermetically sealed. Then, ozone is supplied to the sample air to calculate the half-life of the ozone concentration and output the calculation result.
[0014]
Thus, the sampling box 50 includes a wall portion 51 that surrounds the five sides, and an openable opening / closing door 52 provided on the right side of the casing 101 that is the other side in FIGS. 1 and 2. ing. A sampling space 53 for taking in contaminated air is formed by a space surrounded by the wall portion 51 and the opening / closing door 52.
[0015]
In addition, a rectangular contaminated air intake 102 is opened on the right side of the casing 101, and the open / close door 52 rotates around a horizontal shaft 103 that is installed so as to cross the upper portion of the contaminated air intake 102. It is supported freely. Accordingly, the contaminated air in the measurement target space is taken into the sampling space 53 by bringing the half-life measuring device 100 into the measurement target space and then reciprocating the opening / closing door 52 around the horizontal axis 103 a plurality of times. It will be.
[0016]
Further, a stirring fan 54 is provided at an appropriate position of the wall 51 of the partition member support structure 50 (in the example shown in FIG. 2, the bottom of the sampling space 53), and the stirring of the air in the sampling space 53 by driving the stirring fan 54 is performed. Thus, the odor component from the measurement target contaminated space is uniformly diffused, and the ozone introduced from the measurement apparatus main body 10 is also diffused uniformly.
[0017]
As shown in FIG. 1, the measuring apparatus main body 10 that measures the half-life of the ozone concentration in the sampling space 53 generates an ozone generator 20 that supplies ozone into the sampling space 53, and the sampling space 53. The ozone concentration detector 30 for detecting the ozone concentration in the inside, and calculating the half-life of the ozone concentration in the sampling space 53 based on the detection signal from the ozone concentration detector 30 and various controls for this measurement It has the basic composition provided with control device 40 which performs.
[0018]
The ozone generator 20 generates a discharge by applying an AC high-frequency high voltage from the AC high-voltage generation circuit 21 and an AC high-voltage generation circuit 21 that generates commercial power and generates an AC high-frequency high voltage. A counter electrode 22 and a fan 23 for sending air between the counter electrodes 22 are provided. A part of oxygen in the air supplied between the counter electrodes 22 by the drive of the fan 23 is converted into ozone by the action of discharge, and this ozone is supplied to an ozone supply line 24 provided at the downstream end of the ozone generator 20. And is introduced into the sampling space 53.
[0019]
The ozone concentration detector 30 is a commercially available product configured to supply sample air in the sampling space 53 sucked through the sample pipe 31 to a predetermined ozone sensor such as an ultraviolet absorption method or a semiconductor sensing method. The thing is adopted. The ozone concentration detection signal detected by the ozone sensor is inputted to the control device 40 one by one.
[0020]
In the present embodiment, the ozone generator 20 using the discharge generated by applying an AC high frequency high voltage to the counter electrode 22 is used as a device for generating ozone. However, the present invention generates ozone. The apparatus is not limited to the ozone generator 20 as described above, and an ultraviolet lamp capable of irradiating ultraviolet rays having a wavelength near 170 nm may be adopted.
[0021]
The control device 40 is a small computer called a so-called microcomputer, and is equipped with a CPU (Central Processing Unit) and a storage device, and has an input keyboard, an output display and a printer. The input / output device 41, the RAM 42 which is a readable / writable external storage device, and the ROM 43 which is a read-only external storage device are packaged.
[0022]
From the input / output device 41, various measurement conditions, operating conditions of the ozone generator 20, and the like are input, the detection result by the ozone concentration detector 30, and the ozone concentration in the sampling space 53 calculated by the control device 40. The half-life of is output.
[0023]
The RAM 42 is used to temporarily store data that can be updated, such as input data from the input / output device 41, intermediate data being calculated in the control device 40, and the like.
[0024]
The ROM 43 stores a program for calculating the half-life of the ozone concentration and a program for controlling the operation of the ozone generator 20 and the ozone concentration detector 30. Accordingly, by turning on a start switch (not shown) provided in the input / output device 41, each program is read into the control device 40, whereby the control device 40 can perform control based on each program. It becomes a state.
[0025]
The control device 40 includes a half-life calculation unit 44 configured by combining an internal CPU and a storage device. The half-life calculation unit 44 is based on a detection signal from the ozone concentration detector 30. Therefore, the half-life of the ozone concentration is to be calculated. This calculation result is output via the input / output device 41.
[0026]
The input / output device 41 has an interface part for exchanging with an operator provided in the input / output space 104 on the left side of the casing 101 in FIG. The input / output space 104 is formed by recessing a part of the outer plate and the top plate of the casing 101, and includes a panel plate 105 on the side plate side and a display plate 106 on the top plate 107 side.
[0027]
The panel board 105 is provided with a numeric keypad and other operation keys, a power switch, and the like, and the display board 106 is provided with a display screen 46 including, for example, a liquid crystal. An input result via the operation key, a calculation result by the control device 40, and the like are displayed on the display.
[0028]
Further, an output port 108 which is an elongated opening for feeding out the output paper 47 of a printer (not shown) is provided at an appropriate position of the top plate 107, and the calculation result of the control device 40 is output from the output port 108. The paper 47 is printed out.
[0029]
Hereinafter, a calculation method of a program stored in the ROM 43 and called up whenever necessary and the half-life calculation unit 44 calculates the half-life of the ozone concentration will be described. The capacity of the sampling space 53 is represented by V (mThree) And ozone of Z (g / h) is injected through the ozone supply line 24. And
x: ozone concentration in the sampling space 53 (g / mThree)
t: Time elapsed from the start of ozone injection (h)
γ: Decay rate of ozone concentration
The amount of change in ozone concentration (dx) over the course of a minute time (dt) is
dx = (Z / V) · dt−γx · dt (1)
It becomes.
[0030]
Solving this equation (1)
x = ∫ ((Z / V) −γx) dt
= (Z / V) · (1 / γ) · (1-e- γ t)… ▲ 2 ▼
It becomes.
[0031]
And since there exists a relationship of “γ = −0.693 / τ” between the attenuation rate (γ) and the half-life (τ), by substituting this relationship into the equation (2),
x = (Z / V) · (τ / −0.693) · (1-e-(-0.693 / τ ) t)… ▲ 3 ▼
It becomes.
[0032]
Since the expression (3) derived in this way is a constant in which the values of (Z) and (V) are preset, the ozone concentration (x) in the sampling space 53 is the half-life of the ozone concentration ( It is a function of τ) and elapsed time (t). Then, if “t → ∞” is set, “(1-e-(-0.693 / τ ) t) → 1 ”
x= (Z / V) · (τ / -0.693) ... (4)
In the sampling space 53, the ozone saturation concentration (x) in a state where the ozone supplied from the ozone supply line 24 and the consumption of the ozone consumed by the pollutants in the sample air are balanced.) And half-life (τ).
[0033]
Therefore, the equation (4) is stored in advance in the ROM 43 of the measuring apparatus main body 10, and the detection signal of the ozone concentration detector 30 is sent when the ozone concentration in the sampling space 53 reaches the saturated concentration. The half-life calculation unit 44 may be input to cause the half-life calculation unit 44 to calculate the half-life (τ) value according to the equation (4). Is the saturation concentration (x) Takes a long time (usually 3 to 5 hours).
[0034]
Therefore, in the present embodiment, the half-life of the ozone concentration is calculated based on the ozone concentration in the sampling space 53 when an arbitrary time has elapsed since the start of ozone injection into the sampling space 53. For this purpose, an arithmetic expression obtained by modifying the above expression (3) is adopted. That is, in the formula (3), “(Z / V) · (1 / −0.693)” is a constant, so this is set as “c”. Then, the above equation (3) is expressed as “x = cτ · (1-e-0.693t / τ) ”. In this equation, the elapsed time t0The ozone concentration at time x is x0Is "x0= Cτ · (1-e-0.693t0 / τ) ", And by transforming this expression," 1- (x0/ Cτ) = e-0.693t0 / τIs obtained.
[0035]
In this formula, for convenience of calculation, “C = x0/ C "," T = -0.693t0”And“ τx= 1 / τ ”and the expression is transformed,“ ln (1-C · τ) = − T · τx" If the left side of this expression is expanded according to the regular method,
ln (1-C · τx) =-C · τx+ C2・ Τx 2/ 2-CThree・ Τx Three/3...▲5▼
The expansion formula is obtained. By ignoring the third and subsequent terms on the right side of equation (5) and adopting up to the second term, “−T · τx= -C ・ τx+ C2・ Τx 2/ 2 "is obtained. Based on this formula τx, And undoing and rearranging each replacement of the above formula for convenience,
τ = {x0/[(Z/V)·(1/−0.693)]2} / 2 {x0/[(Z/V)·(1/−0.693)]−0.693t0}… ▲ 6 ▼
Can be obtained. In equation (6), x0, Z, V and t0Are all known values, the values of the ozone concentration half-life (τ) can be obtained by substituting these values into the equation (6) for calculation.
[0036]
In the present invention, the above formula (6) is stored in the ROM 43 in advance, and the formula (6) is called from the ROM 43 to the half-life calculation unit 44 whenever necessary, and the half-life based on the formula (6) is here. The operation is executed.
[0037]
Specifically, after ozone is injected into the sampling space 53 from the ozone generator 20, a command signal for sampling is input to the control device 40 via the input / output device 41 after an arbitrary time has elapsed. Then, the control device 40 outputs a control signal to the ozone concentration detector 30, whereby the ozone concentration detector 30 sucks the sample gas from the sampling space 53 through the sample pipe line 31, and predetermined ozone The sensor detects the ozone concentration and outputs this detection signal to the half-life calculation unit 44.
[0038]
The half-life calculator 44 that has received this detection signal calculates the half-life of the ozone concentration based on the above equation (6). Incidentally, a timer 45 is built in the half-life calculation unit 44, and this timer is turned on when the driving of the ozone generator 20 is started, and the command signal from the input / output device 41 is inputted to the control device 40. At this point, the timer is turned off, so that the elapsed time from the start of driving the ozone generator 20 to the sampling by the ozone concentration detector 30 (t in equation (6))0) Is measured. The calculation result of the half-life (τ) by the half-life calculation unit 44 is output to the input / output device 41. The input / output device 41 displays the calculation result on the screen and prints it out from the printer as necessary. The half-life (τ) of the ozone concentration in the sampling space 53 to be measured can be known from this output value.
[0039]
As described above, according to the method for obtaining the half-life of the ozone concentration using the equation (6), the ozone from the ozone generator 20 starts to be injected into the sampling space 53, and then the ozone is passed after an arbitrary time has passed. By detecting only one point of the ozone concentration in the sampling space 53 by the concentration detector 30, the half-life (τ) of the ozone concentration can be obtained immediately, so that the ozone concentration in the sampling space 53 is changed over time until it reaches saturation. The measurement time can be greatly shortened compared to the half-life measurement method in which the measurement is continuously performed and the measurement result is graphed and the half-life is obtained.
[0040]
Next, a method for obtaining the half-life based on an arithmetic expression different from the expression (6) will be described. In this method, contrary to the previous embodiment, the ozone concentration in the sampling space 53 is the initial value (x0) Is applied when it is set as).
[0041]
In this case, a differential equation is created assuming that ozone of a predetermined concentration already exists in the sampling space 53 at the start of measurement, and that ozone is consumed by a contaminant in the sample air at a predetermined attenuation rate. By solving the equation
x = x0・ E-0.693t / τ… ▲ 7 ▼
The ozone concentration attenuation formula can be obtained. In the formula (7), τ is the half-life (h) of the ozone concentration, t is the elapsed time (h) from the start of measurement, x0Is the initial ozone concentration in the sampling space 53, x is the ozone concentration at the elapsed time t (g / mThree).
[0042]
For obtaining the half-life (τ) by modifying the above formula (7)
τ = (− 0.693t) / ln (x / x0) ... ▲ 8 ▼
Can be obtained. This equation (8) is the concentration of ozone in the sampling space 53 x0Is measured by the ozone concentration detector 30 and the ozone concentration in the sampling space 53 is again measured by the ozone concentration detector 30 when t time has elapsed from the measurement of the initial concentration. It shows that the concentration half-life is calculated immediately.
[0043]
In this embodiment, instead of the above equation (6), equation (8) is stored in the ROM 43, and each time measurement is performed, the equation (8) is read into the half-life calculation unit 44 and half-life calculation is executed. Will be.
[0044]
As described above in detail, the measurement apparatus main body 10 of the present invention measures the half-life (τ) of the initial concentration of ozone by detecting a change in the concentration of ozone supplied in the predetermined sampling space 53. The ozone generator 20 that supplies ozone into the sampling space 53, the ozone concentration detector 30 that detects the ozone concentration in the sampling space 53, and the half-life (τ) of the ozone concentration The control device 40 has a half-life calculation unit 44, and the half-life calculation unit 44 has a sampling space 53 detected by the ozone concentration detector 40. Is configured to calculate the ozone concentration half-life (τ) based on the initial ozone concentration and the ozone concentration after an arbitrary period of time. When determining, the ozone concentration half-life (τ) of the sampling space 53 can be obtained only by measuring the initial ozone concentration in the sampling space 53 and the ozone concentration at an arbitrary time point, and the ozone is saturated. Compared with the half-life measurement method in which the inside of the sampling space 53 must be measured with time and continuously with the ozone concentration detector 30 until the concentration is reached, the measurement time is remarkably shortened, and thereby the ozone concentration half-life (τ) The measurement efficiency can be greatly improved.
[0045]
As a calculation formula for calculating the ozone concentration half-life (τ), x = x0Xexp (−0.693t / τ) (the above formula (7)) is adopted, and this calculation formula is stored in the control device 40, and the half-life calculation unit 44 stores the ozone concentration half-life (τ) based on this calculation formula. ) Can be calculated. When this calculation formula is adopted, the initial ozone concentration (x0) And the ozone concentration (x) in the sampling space 53 at the elapsed time (t) are measured by the ozone concentration detector 30 to obtain the ozone concentration half-life (τ). .
[0046]
Further, instead of the above formula, x = (Z / V) × (τ / −0.693) × (1-exp (−0.693 t / τ)) (the above formula (3)) is adopted. Also good. When this equation is adopted, the initial ozone concentration in the sampling space 53 is “0 g / m 2.ThreeSince it is known in advance, the ozone concentration half-life is obtained by measuring only one point of the ozone concentration in the sampling space 53 at an arbitrary elapsed time (t) after the supply of ozone to the sampling space 53 is started. (Τ) can be obtained.
[0047]
In the above embodiment, air as a gas has been described as an example of the contamination target. However, the present invention is not limited to the contamination target being a gas, and the contamination target is water or the like. It may be a liquid.
[0048]
【Example】
When the measurement apparatus main body 10 according to the present invention measures the ozone concentration half-life (τ) in the sampling space 53 in which a predetermined pollutant exists, the measurement device main body 10 in the sampling space 53 is based on the half-life (τ) of the measurement result. In order to verify whether or not the change in ozone concentration with time coincides with the actual half-life, the following test was performed.
[0049]
First, 1mThreeA predetermined amount of a banana as a contamination source is loaded into a rectangular parallelepiped sealed sampling space (the surface of the wall 51 is covered with vinyl chloride) as shown in FIG. Was injected into the sampling space 53 through the ozone supply line 24. The injection amount of ozone was set to 0.7 mg / h.
[0050]
Then, while the ozone concentration detector 30 measures the ozone concentration in the sampling space 53 in a predetermined measurement span, the ozone is saturated (x) Until ozone is reached and the saturation concentration (xThe ozone injection was stopped when it was deemed that the Measurement of the ozone concentration with the ozone concentration detector 30 was continued even after the ozone injection was stopped, and the measurement with the ozone concentration detector 30 was stopped when the ozone concentration became substantially “0”. These measured values were printed out by the input / output device 41.
[0051]
On the other hand, based on the ozone concentration (x) measured by the ozone concentration detector 30 when 1 hour has passed since the start of the measurement of the ozone concentration (t = 1), the ozone concentration is halved by the above equation (6). The period (τ) was determined, and the value of τ was substituted into the above equations (3) and (7), and the calculated ozone concentration over time was printed out from the input / output device 41.
[0052]
FIG. 3 is a graph showing the change over time of the ozone concentration in the sampling space 53 obtained by these printouts. The measured value is indicated by a broken line, and the calculated value is indicated by a black circle.
[0053]
As is apparent from the graph of FIG. 3, the calculated value of the ozone concentration corresponds well with the actually measured value, and from this, the half-life using the half-life measuring apparatus 100 of the present invention is It was proved that the measurement results were extremely accurate.
[0054]
【The invention's effect】
  According to the present invention,Initial ozone concentration in the containerOr the amount of ozone injected into the container per unit time by the ozone generator and the capacity of the container, the elapsed time from the start of measurement until the input / output device inputs a command signal to the control device, and the command signal Is detected by ozone concentration detectorThe ozone concentration half-life in the container can be obtained simply by measuring the ozone concentration, and the ozone concentration in the container must be measured over time and continuously with an ozone concentration detector until the ozone is saturated. Compared with the half-life measurement method that does not become necessary, the measurement time is remarkably shortened, and thereby the measurement efficiency of the ozone half-life can be greatly improved.
[0055]
Therefore, if the half-life of the ozone concentration measured by such a half-life measuring device is adopted as an evaluation index for the degree of contamination in the contaminated space, the concentration of the pollutant itself is measured, and the degree of contamination in the contaminated space is measured using the measured value. Compared with the conventional evaluation method for evaluating the ozone, it is possible to evaluate the degree of total contamination more quickly and appropriately, and the ozone injection plan for determining the ozone amount and ozone concentration to be injected is more effective. Can be a thing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ozone concentration half-life measuring apparatus according to the present invention.
2 is a perspective view showing an embodiment of an external shape of the half-life measuring apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a graph showing a change in ozone concentration with time, in which a measured value is indicated by a broken line, and a calculated value is indicated by a black circle.
[Explanation of symbols]
100 Half-life measuring device 101 Casing
102 Contaminated air inlet 103 Horizontal axis
104 Input / output space 105 Panel board
106 Display board 107 Top board
108 Output port
10 Measuring device body 20 Ozone generator
21 AC high voltage generation circuit 22 Counter electrode
23 Fan 24 Ozone supply line
30 Ozone concentration detector 31 Sample pipe
40 control device 41 input / output device
42 RAM 43 ROM
44 Half-life calculator 45 Timer
46 Display screen 47 Output paper
50 Sampling box (container)
51 Wall 52 Opening / closing door
53 Sampling space 54 Stirring fan

Claims (2)

供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの1/2減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、
測定対象の気体または液体が収容され容器と、
上記容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、
上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、
上記オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と
この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、
上記制御装置は、
測定開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、
上記測定開始から上記指令信号が入力されるまでの経過時間tを計測するタイマーと、
上記測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度x上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーが計測した経過時間tと以下のオゾン濃度減衰式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有することを特徴とする半減期測定装置。
x=x×exp(−0.693t/τ)
但し、t:経過時間(hr)、x:t時間経過後のオゾン濃度(g/m)、x:オゾンの初期濃度(g/m)、τ:オゾン濃度の半減期(hr)。
An ozone concentration half-life measuring device that measures a half-life that is a half decay time of ozone by detecting a change in the supplied ozone concentration,
A container a gas or liquid to be measured is Ru is accommodated,
An ozone generator for supplying ozone into the container ;
An ozone concentration detector for detecting the ozone concentration in the container;
A control device for calculating the half-life of the ozone concentration ;
An input / output device that inputs a command signal for sampling to the control device and outputs a calculation result of the control device,
The control device
After the start of measurement, when the command signal is input, the ozone concentration detector is configured to output a control signal to measure the ozone concentration, and
A timer for measuring an elapsed time t from the start of measurement until the command signal is input;
The initial ozone concentration x 0 in the container detected by the ozone concentration detector at the start of the measurement, the ozone concentration detected by the ozone concentration detector at the time of inputting the command signal, the elapsed time t measured by the timer, and the following ozone A half-life measuring device comprising a half-life calculating unit for calculating a half-life of ozone concentration based on a concentration decay equation .
x = x 0 × exp (−0.693 t / τ)
However, t: elapsed time (hr), x: ozone concentration (g / m 3 ) after elapse of t time, x 0 : initial ozone concentration (g / m 3 ), τ: half-life of ozone concentration (hr) .
供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの1/2減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、
測定対象の気体または液体が収容された容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、
上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、
オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と、
この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、
上記制御装置は、
上記オゾン発生器の駆動開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、
上記駆動開始から上記指令信号が入力されるまでの時間を計測するタイマーと、
上記オゾン発生器が単位時間当たりに上記容器内にオゾンを注入する量Zと上記容器の容量Vと測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度と上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーによる計測時間と以下のオゾン濃度増加式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有することを特徴とする半減期測定装置。
x=(Z/V)×(τ/−0.693)×(1−exp(−0.693t/τ))
但し、Z:単位時間当りのオゾンの注入量(g/hr)、V:容器の容量(m )、t:経過時間(hr)、x:t時間経過後のオゾン濃度(g/m )、τ:オゾン濃度の半減期(hr)。
An ozone concentration half-life measuring device that measures a half-life that is a half decay time of ozone by detecting a change in the supplied ozone concentration,
An ozone generator for supplying ozone into a container containing a gas or liquid to be measured;
An ozone concentration detector for detecting the ozone concentration in the container;
A controller that calculates the half-life of the ozone concentration;
An input / output device that inputs a command signal for sampling to the control device and outputs a calculation result of the control device,
The control device
After the start of driving the ozone generator, the control signal is output to the ozone concentration detector at the time when the command signal is input, and the ozone concentration is measured.
A timer for measuring the time from the start of driving to the input of the command signal;
The amount Z of ozone injected into the container per unit time by the ozone generator, the volume V of the container, the initial ozone concentration in the container detected by the ozone concentration detector at the start of measurement, and the input of the command signal A half-life measurement characterized by having a half-life calculation unit for calculating the half-life of the ozone concentration based on the ozone concentration detected by the ozone concentration detector, the time measured by the timer, and the following ozone concentration increase formula apparatus.
x = (Z / V) × (τ / −0.693) × (1-exp (−0.693 t / τ))
However, Z: injection amount of ozone per unit time (g / hr), V: capacity of container (m 3 ), t: elapsed time (hr), x: ozone concentration after elapse of t time (g / m 3) ), Τ: half-life of ozone concentration (hr).
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