JP4952261B2 - Concentration measuring device, concentration measuring system, and concentration measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、濃度測定装置、濃度測定システム、及び濃度測定方法に関し、特に、気体中に浮遊する粉塵の濃度を測定する濃度測定装置、濃度測定システム、及び濃度測定方法に関する。 The present invention relates to a concentration measuring device, a concentration measuring system, and a concentration measuring method, and more particularly to a concentration measuring device, a concentration measuring system, and a concentration measuring method for measuring the concentration of dust floating in a gas.
石綿(アスベスト)は、人体に重度の健康障害(例えば、石綿肺、肺がん、中皮腫)を生ずる有害物と認識されるようになって以来、労働安全衛生法などによりアスベストの製造、使用等が禁止されているが、現在においても、建材として建築物に組み込まれているものがある。 Asbestos (asbestos) has been recognized as a harmful substance that causes severe health problems (eg asbestos lung, lung cancer, mesothelioma) in the human body. Is prohibited, but there are some that are still incorporated in buildings as building materials.
そこで、建築物の解体作業等を行う労働者などの石綿による健康障害の発生を予防するために、労働安全衛生法には、有害な石綿等の粉塵(粉じん)の発散を防止又は抑制するための石綿障害予防規則などが規定されている。また、大気汚染防止法では、繊維状(円柱状)粒子である石綿の濃度が空気1リットルあたり10本以下という基準値を満たすように規定されている。 Therefore, in order to prevent the occurrence of health hazards caused by asbestos, such as workers who are deconstructing buildings, the Occupational Safety and Health Act is to prevent or suppress the emission of harmful asbestos dust (dust). Rules for prevention of asbestos disorders are stipulated. In addition, the Air Pollution Control Law stipulates that the concentration of asbestos that is fibrous (columnar) particles satisfies the reference value of 10 or less per liter of air.
また、建築物の解体作業等を行う事業者は、石綿含有建材などの除去作業を行う作業場内部(屋内)から外部(屋外)への石綿含有粉塵の飛散がないか否かを監視するために、屋内や屋外で大気から捕集した石綿含有粉塵の大気中濃度(以下、「石綿濃度」という)を、図7を用いて後述するタイミングで測定している。 In addition, company to perform demolition work of building is to monitor whether there is asbestos-containing dust scattering from the inside (indoor) to the outside (outdoor) where the asbestos-containing building materials are removed The concentration in the atmosphere of the asbestos-containing dust collected from the atmosphere indoors and outdoors (hereinafter referred to as “asbestos concentration”) is measured at the timing described later with reference to FIG.
石綿濃度測定方法としては、大気をろ過した際に捕捉した粒子を位相差顕微鏡(phase-contrast microscope)で直接的に観察して行う方法がある(以下、「PCM法」という)。 As an asbestos concentration measurement method, there is a method in which particles captured when air is filtered are directly observed with a phase-contrast microscope (hereinafter referred to as “PCM method”).
上記PCM法では、まず、大気を吸引することにより、所定の体積の大気中に含まれる石綿粒子などを含む粉塵を捕集(サンプリング)する。この際、薄膜フィルタ(membrane filter)を用いることにより、捕集される粒子の大きさを数百μm以下にする。次に、測定員は、電子顕微鏡を使用して、薄膜フィルタ上の粒子、即ち捕集した粒子の中から繊維状粒子を探し出す。ここで、繊維状粒子としては、その長さが5μm以上、直径(幅)が3μm未満、及び長さと幅の比の値を示すアスペクト比が3以上であるものが測定員によって探し出される。そして、このようにして探し出された繊維状粒子を石綿粒子として測定員が実際にカウントすることにより、所定体積あたりの石綿粒子の数、即ち大気中の石綿濃度が得られる。 In the PCM method, first, air is sucked to collect (sample) dust containing asbestos particles contained in a predetermined volume of air. At this time, the size of the particles to be collected is set to several hundred μm or less by using a membrane filter. Next, the measurer uses an electron microscope to find the fibrous particles from the particles on the thin film filter, that is, the collected particles. Here, as the fibrous particles, those having a length of 5 μm or more, a diameter (width) of less than 3 μm, and an aspect ratio indicating a length to width ratio value of 3 or more are searched for by the measurer. Then, the measurer actually counts the fibrous particles found in this way as asbestos particles, thereby obtaining the number of asbestos particles per predetermined volume, that is, the asbestos concentration in the atmosphere.
図7は、従来のPCM法による石綿濃度測定のタイミングを示すタイミングチャートである。
図7に示すように、従来のPCM法は、例えば建築物等の解体作業の全工程において、作業前、作業中、作業後の3回に亘って実行される。さらに、必要に応じて解体作業中の各工区の終了時にも実行される。このようにして複数回実行されたPCM法による石綿濃度の測定結果は、解体作業の施工記録に記録される。
FIG. 7 is a timing chart showing the timing of asbestos concentration measurement by the conventional PCM method.
As shown in FIG. 7, the conventional PCM method is executed three times before, during, and after work in all steps of dismantling work such as buildings. Further, it is also executed at the end of each work section during the dismantling work as necessary. The measurement result of the asbestos concentration by the PCM method executed a plurality of times in this way is recorded in the construction record of the dismantling work.
また、上記PCM法とは別の石綿濃度測定方法として、日本工業規格の規格番号JIS A 1481(2006年3月25日)に規定された「建材製品中のアスベスト含有率測定方法(Determination of asbestos in building material products)」(以下、「JIS法」という)がある。 Further, as an asbestos concentration measurement method different from the PCM method described above, “Determination of asbestos content measurement method (Determination of asbestos in building material products) defined in Japanese Industrial Standard standard number JIS A 1481 (March 25, 2006). in building material products) ”(hereinafter referred to as“ JIS method ”).
このJIS法は、定性分析としての「位相差顕微鏡を使用した分散染色法による分散色の確認」(以下、「分散染色法」という)と、定量分析としてのX線回折分析法とを組み合わせたものである。分散染色法では、試料の形状及び試料の屈折率による色の変化を観察することにより、繊維状粒子の中から石綿粒子を識別する。これにより、石綿の有無を識別することができる。X線回折分析法では、石綿にX線を照射したときに測定されたX線回折強度に基づいて石綿を定量する。 This JIS method is a combination of “confirmation of dispersion color by disperse staining using a phase contrast microscope” (hereinafter referred to as “dispersion staining”) as qualitative analysis and X-ray diffraction analysis as quantitative analysis. Is. In the disperse dyeing method, asbestos particles are identified from the fibrous particles by observing changes in color depending on the shape of the sample and the refractive index of the sample. Thereby, the presence or absence of asbestos can be identified. In the X-ray diffraction analysis method, asbestos is quantified based on the X-ray diffraction intensity measured when the asbestos is irradiated with X-rays.
また、PCM法や分散染色法とは異なり、流体中の粒子から石綿などの繊維状粒子を自動的に検出する浮遊粒子測定装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この浮遊粒子測定装置は、まず、流体中に浮遊する粒子を電界方向に配向させ、次いで、当該粒子にレーザ光を照射することにより得られる散乱光の偏光の垂直成分と水平成分を検出している。この検出の結果、偏光の垂直成分が水平成分よりも大きいとき、即ち正の偏光が得られたときに、流体中の粒子が繊維状粒子であると識別される。
しかしながら、上述したPCM法及び浮遊粒子測定装置では、測定対象の粒子の中から繊維状粒子を高い精度で識別することはできるものの、当該繊維状粒子が有機物や他の鉱物繊維である可能性も含まれている。同様に、上記X線回折分析法では、石綿のX線回折ピークと、石綿ではないアンチゴライトやリザルダイトのX線回折ピークが重複するため、アンチゴライトやリザルダイトが測定対象に含まれている場合には、正確な定量を行うことができない。したがって、いずれの石綿濃度測定方法であっても、石綿濃度測定の精度が十分に高いとは云えない。 However, although the PCM method and the suspended particle measuring apparatus described above can identify fibrous particles from particles to be measured with high accuracy, there is a possibility that the fibrous particles are organic matter or other mineral fibers. include. Similarly, in the above X-ray diffraction analysis method, the X-ray diffraction peak of asbestos overlaps with the X-ray diffraction peaks of antigolite and lizardite that are not asbestos, so antigolite and lizardite are included in the measurement target. In some cases, accurate quantification cannot be performed. Therefore, it cannot be said that the accuracy of asbestos concentration measurement is sufficiently high in any asbestos concentration measurement method.
また、分散染色法では、捕集した粉塵の中から石綿粒子を正確に識別できるものの、測定員が石綿粒子をカウントする必要があるため、測定結果に個人差が生じ、測定結果の信頼性に乏しい。 In addition, although disperse dyeing can accurately identify asbestos particles from the collected dust, it is necessary for the measurer to count the asbestos particles, resulting in individual differences in the measurement results and the reliability of the measurement results. poor.
同様に、PCM法でも、測定員が繊維状粒子の識別を行うため、測定結果の信頼性に乏しい。また、PCM法では、石綿濃度の測定結果が得られるまでに1日〜7日と多大な時間を必要とするため、簡便な測定方法であるとは云えない。さらには、測定結果が得られるまでの期間内に、石綿等の粉塵の発散、さらには、建築物等の解体等の作業を行う労働者や作業場周辺地域の住民などへの石綿等の曝露(ばく露)が発生する可能性があり、労働者や住民の安全性が十分に確保されているとは云えない。したがって、石綿濃度を迅速に測定することが求められている。 Similarly, even in the PCM method, since the measurer identifies the fibrous particles, the reliability of the measurement result is poor. In addition, the PCM method requires a long time of 1 to 7 days until the measurement result of the asbestos concentration is obtained, and thus cannot be said to be a simple measurement method. Furthermore, within the period until the measurement results are obtained, the emission of asbestos and other dust, as well as the exposure of asbestos to workers working in the dismantling of buildings, etc., and residents in the vicinity of the workplace ( Exposure) may occur, and it cannot be said that the safety of workers and residents is sufficiently secured. Therefore, it is required to measure the asbestos concentration quickly.
さらに、上記X線回折分析法では、大型のX線回折装置(XRD:X-ray diffractometer)を用いて詳細な分析を行う必要があるため、石綿濃度測定を作業場の近傍で簡便に行うことができない。その結果、石綿濃度の測定結果が得られるまでに多大な時間を必要とする。したがって、上記同様に、石綿濃度を迅速に測定することが求められている。 Furthermore, since the X-ray diffraction analysis method requires detailed analysis using a large X-ray diffractometer (XRD), asbestos concentration measurement can be easily performed in the vicinity of the workplace. Can not. As a result, a great deal of time is required until the measurement result of the asbestos concentration is obtained. Therefore, as described above, it is required to measure the asbestos concentration quickly.
本発明は、上述したような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、石綿粒子の検出精度の高さを維持しつつ石綿濃度の迅速な測定が可能な濃度測定装置、濃度測定システム、及び濃度測定方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and its purpose is to provide a concentration measuring apparatus and concentration capable of quickly measuring asbestos concentration while maintaining high detection accuracy of asbestos particles. It is to provide a measurement system and a concentration measurement method.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の濃度測定装置は、気体中に浮遊する粉塵の濃度を測定する濃度測定装置において、フィルタを用いてろ過することにより、前記粉塵から所定の大きさ以下の粒子を抽出するろ過部と、有機物を灰化する灰化部と、前記ろ過部及び前記灰化部を通過した後の前記粉塵を電界の方向に配向させるための一対の電極と、前記一対の電極によって配向させられた前記粉塵に含まれる繊維状粒子をカウントするカウント部とを備えることを特徴とする。
本発明の濃度測定装置によれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる繊維状粒子を選択的にカウントすることができる。
In order to achieve the above object, a concentration measuring apparatus according to claim 1 of the present invention is a concentration measuring apparatus for measuring the concentration of dust floating in a gas, and is filtered from the dust by filtering using a filter. A filtration unit for extracting particles having a size less than or equal to, an ashing unit for ashing organic matter, and a pair of electrodes for orienting the dust after passing through the filtration unit and the ashing unit in the direction of an electric field And a counting unit that counts the fibrous particles contained in the dust oriented by the pair of electrodes .
According to the concentration measuring apparatus of the present invention, the fibrous particles contained in the dust floating in the gas can be selectively counted.
請求項2記載の濃度測定装置は、請求項1記載の濃度測定装置において、前記灰化部は、プラズマ発生装置及び発熱装置の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
本発明の濃度測定装置によれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる有機物を効率的に灰化させることができる。
The concentration measuring apparatus according to
According to the concentration measuring apparatus of the present invention, the organic matter contained in the dust floating in the gas can be efficiently ashed.
請求項3記載の濃度測定装置は、請求項1又は2記載の濃度測定装置において、前記カウント部は、前記ろ過部及び前記灰化部を通過した後の前記粉塵に対してレーザ光を照射する光照射部と、前記粉塵からのレーザ光の散乱光の強度を測定する散乱光強度測定部と、前記散乱光の強度に基づいて前記粉塵に含まれる粒子の中から前記繊維状粒子を識別する識別部とを含むことを特徴とする。
本発明の濃度測定装置によれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる繊維状粒子を光学的にカウントすることができる。
The concentration measuring device according to claim 3 is the concentration measuring device according to
According to the concentration measuring apparatus of the present invention, the fibrous particles contained in the dust floating in the gas can be optically counted.
上記目的を達成するために、本発明の請求項4記載の濃度測定システムは、上記濃度測定装置と、当該濃度測定装置に接続され、前記カウント部によりカウントされた前記繊維状粒子の数に基づいて前記粉塵の解析を行う解析装置とを備えることを特徴とする。
本発明の濃度測定システムによれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる繊維状粒子を選択的にカウントすることができる。
In order to achieve the above object, a concentration measuring system according to claim 4 of the present invention is based on the concentration measuring device and the number of the fibrous particles connected to the concentration measuring device and counted by the counting unit. And an analysis device for analyzing the dust.
According to the concentration measurement system of the present invention, it is possible to selectively count the fibrous particles contained in the dust floating in the gas.
請求項5記載の濃度測定システムは、請求項4記載の濃度測定システムにおいて、前記濃度測定装置を操作する操作部を備えることを特徴とする。
本発明の濃度測定システムによれば、濃度測定装置を遠隔的に操作することができる。
A concentration measurement system according to a fifth aspect is the concentration measurement system according to the fourth aspect, further comprising an operation unit for operating the concentration measurement device.
According to the concentration measuring system of the present invention, the concentration measuring device can be operated remotely.
請求項6記載の濃度測定システムは、請求項4又は5記載の濃度測定システムにおいて、前記解析装置による前記粉塵の解析の結果、前記気体中の前記繊維状粒子の濃度が所定の閾値以上であるか否かを判別する判別部を備えることを特徴とする。
本発明の濃度測定システムによれば、繊維状粒子の濃度が所定の閾値以上であるときに、ユーザは安全対策を行うことができる。
The concentration measurement system according to claim 6 is the concentration measurement system according to claim 4 or 5, wherein the concentration of the fibrous particles in the gas is equal to or greater than a predetermined threshold as a result of the analysis of the dust by the analysis device. It is characterized by including a determination unit for determining whether or not.
According to the concentration measurement system of the present invention, the user can take safety measures when the concentration of the fibrous particles is equal to or higher than a predetermined threshold.
上記目的を達成するために、本発明の請求項7記載の濃度測定方法は、濃度測定装置を用いて気体中に浮遊する粉塵の濃度を測定する濃度測定方法において、フィルタを用いてろ過することにより、前記粉塵から所定の大きさ以下の粒子を抽出するろ過ステップと、 有機物を灰化する灰化ステップと、前記ろ過部及び前記灰化部を通過した後の前記粉塵を、一対の電極によって電界の方向に配向させる配向ステップと、前記一対の電極によって配向させられた前記粉塵に含まれる繊維状粒子をカウントするカウントステップとを有することを特徴とする。
本発明の濃度測定方法によれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる繊維状粒子を選択的にカウントすることができる。
In order to achieve the above object, a concentration measuring method according to claim 7 of the present invention is a concentration measuring method for measuring the concentration of dust floating in a gas using a concentration measuring device, and filtering using a filter. A filtration step for extracting particles having a predetermined size or less from the dust, an ashing step for ashing organic matter, and the dust after passing through the filtration unit and the ashing unit are separated by a pair of electrodes. An alignment step for aligning in the direction of the electric field, and a counting step for counting the fibrous particles contained in the dust aligned by the pair of electrodes .
According to the concentration measuring method of the present invention, it is possible to selectively count the fibrous particles contained in the dust floating in the gas.
請求項8記載の濃度測定方法は、請求項7記載の濃度測定方法において、前記灰化ステップでは、プラズマ発生装置及び発熱装置の少なくとも一方を用いることを特徴とする。
本発明の濃度測定方法によれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる有機物を効率的に灰化させることができる。
The concentration measuring method according to an eighth aspect is the concentration measuring method according to the seventh aspect, wherein at least one of a plasma generating device and a heat generating device is used in the ashing step.
According to the concentration measuring method of the present invention, organic substances contained in dust floating in a gas can be efficiently ashed.
請求項9記載の濃度測定方法は、請求項7又は8記載の濃度測定方法において、前記カウントステップは、前記ろ過ステップ及び前記灰化ステップの実行後の前記粉塵に対してレーザ光を照射する光照射ステップと、前記粉塵からのレーザ光の散乱光の強度を測定する散乱光強度測定ステップと、前記散乱光の強度に基づいて前記粉塵に含まれる粒子の中から前記繊維状粒子を識別する識別ステップとを含むことを特徴とする。
本発明の濃度測定方法によれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる繊維状粒子を光学的にカウントすることができる。
The concentration measuring method according to claim 9 is the concentration measuring method according to claim 7 or 8, wherein the counting step irradiates the dust after the filtration step and the ashing step with laser light. An irradiation step, a scattered light intensity measuring step for measuring the intensity of the scattered light of the laser light from the dust, and an identification for identifying the fibrous particles from the particles contained in the dust based on the intensity of the scattered light And a step.
According to the concentration measuring method of the present invention, the fibrous particles contained in the dust floating in the gas can be optically counted.
請求項10記載の濃度測定方法は、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の濃度測定方法において、前記カウントステップにおいてカウントされた前記繊維状粒子の数に基づいて前記粉塵の解析を行う解析ステップを有することを特徴とする。
本発明の濃度測定方法によれば、気体中に浮遊する粉塵に含まれる繊維状粒子を選択的にカウントすることができる。
The concentration measuring method according to
According to the concentration measuring method of the present invention, it is possible to selectively count the fibrous particles contained in the dust floating in the gas.
請求項11記載の濃度測定方法は、請求項7乃至10のいずれか1項に記載の濃度測定方法において、前記濃度測定装置を操作する操作ステップを有することを特徴とする。
本発明の濃度測定方法によれば、濃度測定装置を遠隔的に操作することができる。
The concentration measurement method according to
According to the concentration measuring method of the present invention, the concentration measuring device can be operated remotely.
請求項12記載の濃度測定方法は、請求項10又は11記載の濃度測定方法において、前記解析ステップにおける前記粉塵の解析の結果、前記気体中の前記繊維状粒子の濃度が所定の閾値以上であるか否かを判別する判別ステップを有することを特徴とする。
本発明の濃度測定方法によれば、繊維状粒子の濃度が所定の閾値以上であるときに、ユーザは安全対策を行うことができる。
The concentration measurement method according to
According to the concentration measuring method of the present invention, the user can take a safety measure when the concentration of the fibrous particles is equal to or higher than a predetermined threshold.
本発明によれば、有機物を灰化するので石綿粒子の検出精度の高さを維持することができると共に、濃度測定装置が自動的に繊維状粒子をカウントするので石綿濃度測定を迅速に行うことができる。 According to the present invention, since the organic matter is ashed, it is possible to maintain high detection accuracy of asbestos particles, and the concentration measuring device automatically counts fibrous particles, so that asbestos concentration measurement can be performed quickly. Can do.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る濃度測定装置を含む濃度測定システムの構成を概略的に示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a concentration measuring system including a concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示す濃度測定システム1は、例えば石綿含有建材の除去作業を密封空間(セキュリティゾーン)内で行う作業場40及びその周辺地域において使用されるものであり、例えば5台の濃度測定装置10と、当該濃度測定装置10に有線ケーブルを介してシリアル通信可能に接続された解析装置30とを備える。濃度測定システム1において、各濃度測定装置10は、局所的な大気中に浮遊する粉塵の濃度を測定し、解析装置30は、濃度測定装置10から受信した測定データに基づいて大気内に含まれていた粉塵の解析を行う。なお、作業場40は密封空間であるが、除去作業を行う労働者などは出入口41から出入り可能である。
The concentration measurement system 1 shown in FIG. 1 is used, for example, in a
濃度測定装置10は、図1に示すように、建物境界内であって2つの作業場40の集塵器42の近傍に1台ずつ据付けで設置されており、建物境界から敷地境界までの間であって該敷地境界の近傍、例えば北側及び南側に1台ずつ据付けで設置されており、建物境界外から敷地境界までの間で移動自在に1台設置されている。
As shown in FIG. 1, the
解析装置30は、建物境界外から敷地境界までの間に設けられた現場事務所(不図示)内に設置されており、パーソナルコンピュータ(PC)31などの演算処理が可能な情報処理装置によって実現される。PC31には、データを記録するための記録部32と、データに基づいた表示を行うための表示部33と、上記5台の濃度測定装置10と接続するためのインターフェース34とが接続されている。
The
また、解析装置30は、インターネットなどの通信回線を介して本社50及び支店51内のPCに接続されていると共に、無線の通信回線を介して携帯端末52と接続可能に構成されている。さらに、解析装置30は、各濃度測定装置10の電源のオン/オフや、移動自在に設置された濃度測定装置10の移動方向などを制御するためにユーザが操作する操作部(不図示)を備える。これにより、各濃度測定装置10を遠隔的に操作することができる。
The
上記携帯端末52は、例えば携帯電話から成り、作業場40を監督する現場監督者が所有することが好ましい。
The
なお、濃度測定システム1が備える濃度測定装置10は、図1では5台であるが、1台以上であれば何台であってもよい。また、濃度測定装置10を作業場40の内部(屋内)に設置してもよい。また、濃度測定装置10は、解析装置30と有線ケーブルを介して接続されているとしたが、無線の通信回線を介して接続されてもよい。
The number of
図2は、図1における濃度測定装置10の構成を示すブロック図である。
図2に示すように、濃度測定装置10は、ろ過部11と、灰化部13と、エアーポンプ15とを備え、各部の間には流路12,14が設けられており、また、流路14の周囲には、カウント部20が設置されている。エアーポンプ15は、例えば毎分2リットルで気体の等速吸引を行い、これにより、ろ過部11を介して捕集した粉塵を含む大気は、ろ過部11、流路12、灰化部13、及び流路14を順次通過する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
ろ過部11には、濃度測定装置10の外部の大気を吸入すべく、中空の略テーパ形状に加工された取入口が設けられている。また、ろ過部11の内部にも流路が形成されており、該流路には、例えば孔径が0.8μm、直径45mmの薄膜フィルタが該流路に対して垂直に挿入されている。該薄膜フィルタは、流路内を通過する大気中の粉塵をろ過する。これにより、大気に含まれていた粉塵から、所定の大きさ、例えば粒径700μm以下の粒子が濃度測定装置10の測定対象の粒子として抽出される。
The
灰化部13には、内部にプラズマ発生装置が搭載されており、該プラズマ発生装置は、灰化部13内部に形成された流路内にプラズマを発生させる。これにより、流路内を通過する粒子のうち、有機物は、瞬時に灰化(無機化)し、粒径が5μm以下の微粒子となる。
A plasma generator is mounted inside the
カウント部20は、図3を用いて後述するように、ろ過部11及び灰化部13内を通過した後の粉塵に含まれる繊維状粒子をカウントするように構成されており、濃度測定装置10は、カウント部20で得られたカウント値、即ち繊維状粒子の数をデータとして解析装置30に送信する。
As will be described later with reference to FIG. 3, the
図2の構成によれば、濃度測定装置10の各部が一体的に構成されているので、粉塵の捕集から石綿濃度の測定までを一連して行うことができる。この結果、作業場40内部や作業場40近傍における石綿濃度の測定を迅速に行うことができるだけでなく、終日に亘るリアルタイムの石綿濃度の測定が可能となる。また、濃度測定装置10の各部を小型の装置で構成することにより、作業場40内部や作業場40近傍への運搬が容易となる。また、ユーザは、エアーポンプ15の電源をオンするなどの操作だけで済むので、簡便に石綿濃度測定を行うことができる。
According to the configuration of FIG. 2, since each part of the
なお、灰化部13には、プラズマ発生装置が搭載されているとしたが、プラズマ発生装置に代えて発熱装置としてのヒータが搭載されていてもよく、また、プラズマ発生装置及びヒータの双方が搭載されていてもよい。すなわち、灰化部13は、有機物を灰化させることが可能な構成であればいかなる構成であってもよい。
Although the
また、図2において、ろ過部11と灰化部13の配置を入れ替えてもよい。さらには、流路12用のエアーポンプを灰化部13内に設けてもよい。これにより、灰化部13による有機物の灰化に時間を費やすことができる。
In FIG. 2, the arrangement of the
図3は、図2におけるカウント部20の構成を詳細に示すブロック図である。
図3において、カウント部20は、レーザ光を出射するレーザ21と、流路14を介して対向するように該流路14上に設けられた一対の光学窓24a,24bと、光学窓24bを通過した光、即ち透過光を受光するフォトダイオード26と、光学窓24aから導出された散乱光を受光するフォトマルチプライヤ(光電子増倍管)29a,29bとを備える。
FIG. 3 is a block diagram showing in detail the configuration of the
In FIG. 3, the
レーザ21としては、波長が632.8nmのレーザ光を出射するヘリウムネオンレーザであることが好ましいが、ヘリウムネオンレーザに限られることはなく、石綿粒子を光学的に検出するのに適した波長の光を出射可能な光源であればいかなるものを用いてもよい。
The
また、図3に示すように、レーザ21と流路14の間には、レーザ21が出射したレーザ光を、光学窓24aを介して流路14内に導光すべく反射ミラー22,23が配置されている。したがって、レーザ21、反射ミラー22,23、及び光学窓24aは、ろ過部11及び灰化部13内を既に通過した大気中の粉塵に対してレーザ光を照射する光照射部として機能する。
Further, as shown in FIG. 3, between the
さらに、流路14とフォトダイオード26の間には、光学窓24a,24bを通過したレーザ光即ち透過光をフォトダイオード26に導光すべく反射ミラー25が配置されている。
Further, a
光学窓24aと、フォトマルチプライヤ(光電子増倍管)29a,29bの間には、光学窓24aから導出された散乱光を偏光させるアクロマティックレンズ(色収差補正レンズ)27と、アクロマティックレンズ27を通過することによって得られた偏光をその垂直成分と水平成分とに分光するプリズム28aを内包するビームスプリッタ28とが配置されている。なお、散乱光としては、図3に示すように、光学窓24aに入射する入射光に対して後方、例えば170度の方向の散乱光を用いることが好ましい。これにより、アスペクト比が3以上の繊維状粒子を容易に検出することができる。
Between the
また、フォトマルチプライヤ29aは、受光した散乱光の偏光の水平成分の光強度を測定し、フォトマルチプライヤ29bは、受光した散乱光の偏光の垂直成分の光強度を測定する。フォトマルチプライヤ29a,29bは、識別部29cに接続されており、測定した散乱光の偏光の光強度を識別部29cに入力する。
The
識別部29cは、散乱光の偏光の水平成分及び垂直成分の光強度を比較し、偏光の垂直成分が水平成分よりも大きいとき、即ち正の偏光が得られたときに、捕集した粉塵中の粒子が石綿などの繊維状粒子であると識別し、この繊維状粒子を光学的にカウントするように構成されている。
The
次に、濃度測定装置10のカウント部20において実行される石綿粒子のカウント方法について説明する。
Next, an asbestos particle counting method executed in the
まず、流路14内には、ろ過部11及び灰化部13内を既に通過した粉塵を含む大気が図中の矢印A方向に通過しており、流路14内の粉塵などの粒子は、光学窓24a,24b近傍において流路14を挟持する一対の電極(不図示)から生じた電界の方向に配向している。
First, in the
レーザ21からのレーザ光は、光学窓24aを介して流路14に向かって入射する。このとき、レーザ光の透過光は光学窓24bから出射してフォトダイオード26に入射する。一方、流路14内の粉塵の粒子により散乱したレーザ光、即ち散乱光は、光学窓24aから出射してビームスプリッタ28を介してフォトマルチプライヤ29a,29bに入射する。ここで、散乱光は、レーザ光が照射された粉塵の粒子のうち、所定の粒径以上、例えば5μm以上の粒子から得られる。したがって、灰化した有機物は粒径が5μm以下であるため、濃度測定装置10の測定対象から除外される。これにより、繊維状粒子が石綿粒子である可能性を高めることができ、もって濃度測定装置10による石綿濃度測定の精度を十分に確保することができる。具体的には、濃度測定装置10は、測定員が分散染色法などにより繊維状粒子を検出するよりも高い石綿粒子の検出精度を有する。
Laser light from the
フォトマルチプライヤ29a,29bに入射した散乱光の光強度は、測定データとして上記識別部29cに入力され、識別部29cは、この光強度の測定データに基づいて粉塵に含まれる粒子の中から繊維状粒子を識別すると共にカウントする。
The light intensity of the scattered light incident on the
なお、カウント対象の繊維状粒子には、ガラス繊維やロックウールなどの無機物が含まれている場合もあるが、これらも石綿粒子とみなしてカウントすることにより、濃度測定装置10は、より安全性の高い測定結果を得ることができる。
Note that the fibrous particles to be counted may contain inorganic substances such as glass fibers and rock wool. By counting these as asbestos particles, the
図4は、図1における解析装置30において実行される測定結果リアルタイム表示処理のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of the measurement result real-time display process executed in the
図4において、まず、ステップS401では、解析装置30は、濃度測定装置10から繊維状粒子の数を示すカウント値を受信する。次いで、解析装置30は、濃度測定装置10が粉塵を含む大気をサンプリングしたときの採気量と、濃度測定装置10から受信したカウント値とに基づいて、大気中の石綿濃度を算出する(ステップS402)。なお、採気量は、エアーポンプ15の吸引力によって決まるサンプリング対象である気体の流速と、ろ過部11の吸入口の断面積とから算出することができる。したがって、解析装置30に各濃度測定装置10の採気量などのデータを予め登録しておくことが好ましい。
In FIG. 4, first, in step S <b> 401, the
続くステップS403では、解析装置30は、算出した石綿濃度を濃度測定装置10の測定結果として表示部33上にリアルタイム表示する。
In subsequent step S403, the
また、解析装置30は、算出した石綿濃度が所定の閾値以上であるか否かを判別する(ステップS404)。該判別の結果、石綿濃度が閾値以上でないときは、算出した石綿濃度などのデータを本社50や支店51のPCに送信する(ステップS405)。この閾値としては、法令で定められた石綿濃度に対応する数値か、又はそれ以上に厳しい基準値を設定することが好ましい。
Further, the
次に、ステップS406では、ステップS403のリアルタイム表示を終了するか否かを判別し、該判別の結果、リアルタイム表示を終了しないときは、リアルタイム表示を継続すべくステップS401に戻り、一方、リアルタイム表示を終了するときは、本処理を終了する。 Next, in step S406, it is determined whether or not to terminate the real-time display in step S403. If the result of the determination is that the real-time display is not terminated, the process returns to step S401 to continue the real-time display. When ending is completed, this processing is ended.
また、ステップS404の判別の結果、算出した石綿濃度が所定の閾値以上であるときには、ステップS403のリアルタイム表示に加えて所定の警告表示を行うと共に(ステップS407)、石綿濃度などのデータ及び石綿濃度が閾値以上である旨のデータを携帯端末52並びに本社50及び支店51のPCに送信し(ステップS405)、ステップS406に進む。なお、警告表示の際に、警告音を発してもよい。
As a result of the determination in step S404, if the calculated asbestos concentration is greater than or equal to a predetermined threshold, in addition to the real-time display in step S403, a predetermined warning display is performed (step S407), and data such as asbestos concentration and asbestos concentration are displayed. Is transmitted to the
図4の処理によれば、解析装置30の表示部33上に濃度測定装置10による石綿濃度の測定結果がリアルタイム表示される(ステップS403)ので、ユーザは、作業場40を含む周辺地域の常時監視を行うことができる。
According to the process of FIG. 4, the measurement result of the asbestos concentration by the
また、図4の処理によれば、リアルタイム表示の際に、石綿濃度が閾値以上であれば警告表示がなされる(ステップS407)ので、ユーザは、濃度測定装置10の設置場所である測定場所を優先的に確認することなどによって、安全対策を効率的に行うことができ、もって、労働者や周辺住民の安全性を向上させることができる。また、この警告表示は、リアルタイム表示の際に行われるので、石綿等の粉塵の発散、さらには、建築物等の解体等の作業を行う労働者や作業場周辺地域の住民などへの石綿等の曝露(ばく露)が発生した場合であっても、従来技術のように、測定結果が得られていないということを確実に無くすことができる。 Further, according to the processing of FIG. 4, when the asbestos concentration is equal to or higher than the threshold value during real-time display, a warning is displayed (step S407). Safety measures can be taken efficiently by prioritizing confirmations, thereby improving the safety of workers and residents in the vicinity. In addition, since this warning is displayed at the time of real-time display, asbestos and other dust are emitted, and asbestos for workers working in the dismantling of buildings, etc. Even when exposure (exposure) occurs, it can be reliably eliminated that the measurement result is not obtained as in the prior art.
図5は、図4のステップS403において解析装置30の表示部33上に表示される測定結果リアルタイム表示画面の一例を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a measurement result real-time display screen displayed on the
図5に示す測定結果リアルタイム表示画面330は、解析装置30のPC31により表示部33上に表示されるものである。この測定結果リアルタイム表示画面330上には、稼働状況表示領域331と、判定結果表示領域332と、測定場所表示領域333と、最新値表示領域334と、2時間平均値表示領域335と、測定結果表示領域336とが配置されている。
A measurement result real-
測定場所表示領域333には、濃度測定装置10が設置されている場所、即ち測定場所が表示される。測定場所表示領域333を不図示のキーボードなどを用いて選択することにより、測定場所の変更、即ち石綿濃度の測定結果を表示すべき濃度測定装置10を選択することが可能である。
In the measurement
稼働状況表示領域331には、測定場所表示領域333に表示されている測定場所に設置されている濃度測定装置10の稼働状況、例えば「測定中」が表示される。最新値表示領域334には、測定された石綿濃度の最新値が表示される。2時間平均値表示領域335には、最新値を含む2時間に亘って測定された石綿濃度の平均値が表示される。
The operating
判定結果表示領域332には、最新値表示領域334に表示されている石綿濃度の最新値が正常であるのか又は異常であるのかの判別結果、即ち、上述した図4のステップS404の判別結果が表示される。また、2時間平均値表示領域335に表示されている石綿濃度の平均値が閾値以上である場合にも、判定結果表示領域332に判別結果として異常である旨が表示される。なお、異常である旨を表示する場合には、例えば赤色を用いた強調表示が行われる。
In the determination
測定結果表示領域336には、石綿濃度の測定結果が図6に示すようにタイムチャートとして表示される。
In the measurement
また、PC31は、上述した各領域に表示したデータ及び警告表示の有無や、各濃度測定装置10から受信したカウント値などを測定時刻に関連付けて記録部32に記録する。なお、解析装置30は、各濃度測定装置10から受信したカウント値を直接的に記録部32に書き込み、PC31が記録部32に記録されているカウント値を読み出すように構成されていてもよい。
Further, the PC 31 records the data displayed in each area and the presence / absence of a warning display, the count value received from each
図6は、図5における測定結果表示領域336に表示される測定結果の一例を示す図である。
図6において、縦軸は大気中における石綿等の粒子の数、即ち濃度を示しており、横軸は時間を示している。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the measurement result displayed in the measurement
In FIG. 6, the vertical axis indicates the number of particles such as asbestos in the atmosphere, that is, the concentration, and the horizontal axis indicates time.
図6に示す実線Aは、上述した図4のステップS402の処理によって算出された石綿濃度の経時変化を示している。二点鎖線Bは、図2,図3の構成を有する濃度測定装置10において、図2の流路14内を通過する粒子の濃度の経時変化を示している。鎖線Cは、灰下部13を使用しなかった場合に検出される粒子の濃度の経時変化を示している。
A solid line A shown in FIG. 6 indicates a change with time of the asbestos concentration calculated by the process of step S402 of FIG. 4 described above. A two-dot chain line B indicates a change with time in the concentration of particles passing through the
より具体的に説明すると、濃度測定対象の粒子は、鎖線Cの場合、ろ過部11を通過した粉塵に含まれる全粒子であり、二点鎖線Bの場合、ろ過部11を通過した粉塵のうち、有機物を除外した粒子、即ちさまざまな形状を有する無機物の粒子であり、実線Aの場合、ろ過部11を通過した粉塵のうち、有機物と、無機物のうち繊維状粒子以外の形状の粒子とを除外した粒子である。
More specifically, in the case of the chain line C, the particles whose concentration is to be measured are all particles included in the dust that has passed through the
したがって、図6に示すように、大気中に含まれている粉塵にはさまざまな粒子が含まれていることが分かる。 Therefore, as shown in FIG. 6, it turns out that various particles are contained in the dust contained in air | atmosphere.
また、図6の鎖線C及び二点鎖線Bに示すように、測定される全粒子数や全粒子中の無機物の粒子の濃度は、午前8時から午後6時までの間では、作業時間内の作業や作業員の移動などの影響により地表面上の粉塵が大気中に曝露するため、閾値以下ではあるが高い数値を示し、一方、午後6時から午前8時までの間は、大気中に曝露していた粉塵が地表面上に沈降するため、非常に低い値を示す。 Further, as shown by a chain line C and a two-dot chain line B in FIG. 6, the total number of particles to be measured and the concentration of inorganic particles in all particles are within the working hours from 8 am to 6 pm. Because the dust on the ground surface is exposed to the atmosphere due to the effects of the work and the movement of the workers, it shows a high value that is below the threshold value, while in the atmosphere from 6 pm to 8 am Because the dust exposed to sunk on the ground surface, it shows a very low value.
一方で、図中の実線Aに示す石綿の濃度は、発散や曝露が無ければ、作業時間に依らず変化がなく、実際に測定される石綿粒子の数は、0〜1本である。 On the other hand, the concentration of asbestos shown in the solid line A in the figure does not change regardless of the working time unless there is divergence or exposure, and the number of asbestos particles actually measured is 0 to 1.
したがって、石綿と思われる繊維状粒子を選択的に抽出することにより、より精度の高い石綿濃度の測定結果が得られることになる。 Therefore, a more accurate measurement result of the asbestos concentration can be obtained by selectively extracting the fibrous particles considered to be asbestos.
また、図6は、作業場40の外部(屋外)の測定結果の一例を示したものである。一方、作業場40の内部(屋内)の場合にも、同様の傾向を示す測定結果が得られるが、この場合には、石綿の濃度が図6の実線Aに示す石綿濃度よりも高い場合が多い。したがって、屋内で石綿濃度の測定を行う場合には、屋外の場合の閾値よりも高い閾値を設定することが好ましい。
FIG. 6 shows an example of measurement results outside (outdoor) the
また、図6に示すような石綿濃度の測定結果において、粒子の濃度が急峻に上昇して閾値以上の濃度を呈するパルス状の波形が現れることがある。具体的には、粒子の濃度が急峻に上昇し、その後、短時間で粒子の濃度が急峻に下降するような波形、即ち略長方形のパルス波形や、粒子の濃度が急峻に上昇し、その後、経時に伴って粒子の濃度が減衰するような波形、即ち略三角形のパルス波形が得られることがある。これらのような波形を含む全波形を予め解析しておき、記録部32に記憶させておくのが好ましい。 In addition, in the measurement result of asbestos concentration as shown in FIG. 6, a pulse-like waveform may appear in which the particle concentration increases sharply and exhibits a concentration equal to or higher than a threshold value. Specifically, the particle concentration increases sharply, and then the waveform in which the particle concentration decreases sharply in a short time, that is, a substantially rectangular pulse waveform, or the particle concentration increases sharply, A waveform in which the concentration of particles attenuates with time, that is, a substantially triangular pulse waveform may be obtained. It is preferable that all waveforms including such waveforms are analyzed in advance and stored in the recording unit 32.
波形の解析では、まず、パルス状の波形が現れないような条件下で得られた測定データ(基礎データ)の変化を示す平均値、分散、及び標準偏差などの各値を統計的に分析しておき、次に、パルス状の波形が現れるような条件下で得られた測定データと比較する。なお、図6の二点鎖線Bが示す全無機物の粒子数と実線Aが示す石綿粒子数との関係、例えば比の値の変化に基づいて、上述したような波形の解析を行ってもよい。 In waveform analysis, first, statistically analyze each value such as mean value, variance, and standard deviation indicating changes in measurement data (basic data) obtained under conditions that do not show a pulse-like waveform. Next, comparison is made with measurement data obtained under conditions where a pulse-like waveform appears. In addition, based on the relationship between the number of all inorganic particles indicated by the two-dot chain line B in FIG. 6 and the number of asbestos particles indicated by the solid line A, for example, a change in the value of the ratio may be performed. .
このような波形の解析を行うことにより、例えば、上述した略長方形の波形は、ミラーの位置がずれたりフィルタが外れたりした場合などに発生する測定異常や、カウント部20に発生した振動などによる単なる測定エラーの場合に得られることが分かり、また、上述した略三角形の波形は、粉塵が大気中に突発的に曝露した場合に得られることが分かる。
By analyzing such a waveform, for example, the substantially rectangular waveform described above is caused by a measurement abnormality that occurs when the position of the mirror is displaced or the filter is removed, vibrations that occur in the
そして、図6に示したような測定結果が呈する部分波形と、上述した波形の解析結果とを比較して、測定結果の部分波形が、粉塵の曝露を示す波形であるのか否かを判別することにより、上記ステップS404において、測定された粒子の濃度が閾値以上であると判別された場合であっても、測定異常や測定エラーのときには警告表示等を行う必要をなくすことができる。この結果、ユーザは、測定場所の確認などの安全対策を効率的に行うことができる。 Then, the partial waveform exhibited by the measurement result as shown in FIG. 6 is compared with the analysis result of the waveform described above to determine whether or not the partial waveform of the measurement result is a waveform indicating dust exposure. As a result, even when it is determined in step S404 that the measured particle concentration is equal to or higher than the threshold, it is possible to eliminate the need for warning display or the like in the case of a measurement abnormality or measurement error. As a result, the user can efficiently take safety measures such as confirmation of the measurement location.
なお、上述した実施の形態において、濃度測定装置10は、さらに、PCM法などの従来の石綿濃度測定方法との比較や校正が実行可能に構成されていることが好ましい。これにより、測定結果の信頼性をより向上させることができる。
In the embodiment described above, it is preferable that the
また、上記実施の形態では、濃度測定装置10の測定対象として、大気中の粉塵に含まれる繊維状粒子である石綿粒子を例に挙げたが、他の繊維状粒子であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the asbestos particle | grains which are the fibrous particle contained in the dust in air | atmosphere were mentioned as an example as a measuring object of the density |
1 濃度測定システム
10 濃度測定装置
11 ろ過部
12,14 流路
13 灰化部
15 エアーポンプ
20 カウント部
21 レーザ
29a,29b フォトマルチプライヤ(光電子増倍管)
29c 識別部
30 解析装置
33 表示部
40 作業場
42 集塵器
330 測定結果リアルタイム表示画面
333 測定場所表示領域
334 最新値表示領域
336 測定結果表示領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
フィルタを用いてろ過することにより、前記粉塵から所定の大きさ以下の粒子を抽出するろ過部と、
有機物を灰化する灰化部と、
前記ろ過部及び前記灰化部を通過した後の前記粉塵を電界の方向に配向させるための一対の電極と、
前記一対の電極によって配向させられた前記粉塵に含まれる繊維状粒子をカウントするカウント部とを備えることを特徴とする濃度測定装置。 In the concentration measuring device that measures the concentration of dust floating in the gas,
A filtration unit that extracts particles having a predetermined size or less from the dust by filtering using a filter;
An ashing section for ashing organic matter;
A pair of electrodes for orienting the dust after passing through the filtration unit and the ashing unit in the direction of an electric field;
A concentration measuring apparatus comprising: a counting unit that counts fibrous particles contained in the dust oriented by the pair of electrodes .
フィルタを用いてろ過することにより、前記粉塵から所定の大きさ以下の粒子を抽出するろ過ステップと、
有機物を灰化する灰化ステップと、
前記ろ過部及び前記灰化部を通過した後の前記粉塵を、一対の電極によって電界の方向に配向させる配向ステップと、
前記一対の電極によって配向させられた前記粉塵に含まれる繊維状粒子をカウントするカウントステップとを有することを特徴とする濃度測定方法。 In the concentration measurement method that measures the concentration of dust floating in the gas using a concentration measurement device,
A filtration step for extracting particles having a predetermined size or less from the dust by filtering using a filter;
An ashing step to ash organic matter;
An alignment step in which the dust after passing through the filtration unit and the ashing unit is aligned in the direction of an electric field by a pair of electrodes;
And a counting step of counting fibrous particles contained in the dust oriented by the pair of electrodes .
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