JP5657552B2 - 気流中の荷電浮遊粒子の粒度分布の経時的進展を特徴付けるための装置 - Google Patents

Description

本発明は概して気流中の荷電浮遊粒子の粒度分布の経時的進展を特徴付けるための装置に関する。

我々の周りの空気は異なるサイズと形状の粒子を含み、これらは排ガスや他の汚染物質とともに地域全体の大気汚染の一因となる。粒子の一部は人工であり、例えば車両の化石燃料の燃焼から生じ得る。その他は自然発生し、火山、砂塵嵐、森林火災などから生じ得る。５‐５００ｎｍの粒度範囲内の粒子は超微粒子（ＵＦＰ）と分類される。例えばすす粒子のようなＵＦＰは特に人にとって健康に有害であることが知られている。浮遊ＵＦＰの吸入はその肺への沈着による重度の肺損傷をもたらす可能性があることが立証されている。

上記を考慮して、我々の周りの空気中のＵＦＰの特性を測定することは非常に重要である。浮遊超微粒子（ＵＦＰ）の特性に関する情報は、浮遊粒子の局所検出を可能にし、空気中の粒子数濃度Ｎ、数平均粒径ｄ_ｐ，ａｖ、及び粒度分布ｄＮ（ｄ_ｐ）／ｄｌｎ（ｄ_ｐ）の測定を含む、ＵＦＰ測定装置を用いて収集され得る。具体的には、ＵＦＰ大気汚染への暴露に伴う生じた健康被害は、ＵＦＰ長濃度Ｌ＝Ｎ^＊ｄ_ｐ，ａｖに関連すると考えられる。後者の推論の理由は、吸入浮遊粒子の相対的健康被害が、吸入後に気道に堆積する吸入空気の単位体積当たりの粒子表面積と関連するようであるという考察からもたらされる（例えばＨ．Ｆｉｓｓａｎ ｅｔ．ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（２００７），Ｖｏｌ．９，ｐｐ．５３‐５９参照）。加えて、この沈着した粒子表面積濃度は、吸入浮遊粒子の沈着効率が気道の様々な領域においてそれらの直径の関数として適切に説明されるとき、吸入空気中の粒子長濃度Ｌと比例することが示されることができる（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＩＣＲＰ，１９９４）。

ＷＯ２００７／０００７１０Ａ２に開示される従来技術ＵＦＰセンサが図１ａに図示される。測定装置１０は吸気部１１を有し、これは随意に粒子前置フィルタ１２を備える。ＵＦＰセンサはさらに、サンプル気流中の浮遊粒子をその装置１０への流入後に荷電させることができる粒子荷電部１８を有する。加えて、ＵＦＰセンサ１０はファラデーケージ装置１６を有する粒子検出部１３を有し、これはＵＦＰセンサ１０の残りの部分から電気的に絶縁され、高感度電流計１５を介して地電位に接続される。ファラデーケージ装置１６に入る気流中の荷電粒子は、それらの電荷とともにファラデーケージ内部の空気透過性ろ過媒体によって捕捉され、その結果、電流計１５によって測定可能な電流Ｉ_ｓを生じ、これはファラデーケージ装置１６内部の単位時間当たりに堆積した電荷に等しい。電流Ｉ_ｓの大きさはファラデーケージ装置１６に入る気流中の浮遊荷電ＵＦＰの濃度レベルに比例し、比例係数は浮遊粒子上の平均電荷によって決定される。荷電部１８における粒子荷電が拡散荷電によって達成される場合、Ｉ_ｓは粒子長濃度Ｌ＝Ｎ^＊ｄ_ｐ，ａｖに比例する（Ｍ．Ａｄａｃｈｉ ｅｔ．ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｅｒｏｓｏｌ Ｓｃｉ．１６（２），ｐｐ．１０９‐１２３，１９８５）。

図１ａにおけるＵＦＰセンサはさらに粒子荷電部１８から下流に配置される粒子濃度変動部１７を備え、これは第１の濃度レベルと第２の濃度レベルの間で荷電ＵＦＰの濃度の変動をもたらすことができる。図１ａにおいて、濃度変動部１７は、その間に電位差Ｖ_ｐが印加されることができる平行板電極表面によって形成される空気路１９を有する平行板部（"平板部"とも称される）として具体化される。電極板間の電位差は空気路１９にわたって電場を作り出す。空気路にわたって電場が印加されない場合、平板部から出る浮遊荷電粒子の濃度レベル（第１の濃度レベル）は、平板部に入る浮遊荷電粒子の濃度レベルと実質的に同じである。非ゼロ電場が空気路にわたって板間に印加される場合、平板部に入る浮遊荷電粒子の少なくとも一部は電極表面の１つの上に静電的に沈殿し、その結果、平板部から出る浮遊荷電粒子の濃度レベルをより小さい第２の濃度レベルへ減少させる。平板部から出る荷電粒子の濃度レベルはその後ファラデーケージ装置１６によって受け取られ、センサ電流Ｉ_ｓを生じ、これは電流計１５によって測定される。

上記の通り、測定電流信号Ｉ_ｓの大きさはファラデーケージ装置１６によって受け取られる気流中の荷電ＵＦＰの濃度レベルに比例し、荷電ＵＦＰの濃度レベルが変動すると変動する。時間の経過において加えられる粒子濃度変動に応じて、既知のセンサ１０は変動した粒子濃度レベルに関連する測定信号を連続時間間隔中に連続的に決定する。少なくとも２つの変動した粒子濃度レベルのセットと対応する少なくとも２つの測定信号を有するセットが必要とされ、総粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを決定するために十分である。時間の経過において総粒子数濃度と平均粒径の進展をたどるために、測定信号の異なるセットが連続的に測定されることができる。

浮遊粒子の総粒子数濃度Ｎと平均粒径ｄ_ｐ，ａｖの正確な測定のために、既知のセンサ１０は、浮遊粒子の総濃度と粒度分布（すなわち粒度の関数としての粒子濃度）が、せいぜいゆっくり変化する時間関数に過ぎず、好適には実質的に時間的に変化しないべきであるような環境を必要とする。総粒子数濃度及び平均粒径の単一測定に必要とされる通り、２つの連続的に得られる測定信号の単一セットを測定するために必要な時間間隔中に、総粒子数濃度及び平均粒径は実質的に一定のままであるべきである。

この時間間隔は、少なくとも最小期間中に信号加算平均を通常必要とする測定精度に対する最低限必要な要求のために、任意に小さくすることができない。非定常な過渡的環境における正確な操作のために、時間の経過において粒子濃度レベルが急速に変化し得るような極めて過渡的な条件下でも、浮遊粒子の総粒子数濃度Ｎと平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを測定することができる装置が必要とされる。こうした状況は例えば自動車交通が存在する場所又はその付近で生じる可能性がある。

従来技術において、及び上記の通り、浮遊粒子の粒子数濃度Ｎ及び平均直径ｄ_ｐ，ａｖは２つの連続的に記録されるセンサ信号Ｉ_ｓの連続測定から推定され、一方の信号Ｉ_ｓ＝Ｉ_１は平板部において沈降電圧Ｖ_ｐ＝０で測定され、もう一方の信号Ｉ_ｓ＝Ｉ_２は沈降電圧Ｖ_ｐ＝Ｖ_１で測定される（図１ｂ参照）。印加される非ゼロのＶ_ｐ＝Ｖ_１は平板部１７を通過する気流から荷電粒子の少なくとも一部を除去するので、通常はＩ_２＜Ｉ_１となる。

荷電浮遊粒子の粒度分布の特性が時間の経過において実質的に一定のままであるような定常条件下で、装置１０を用いて測定信号Ｉ_１及びＩ_２からＮ及びｄ_ｐ，ａｖが推定されることができる相対精度を簡単に説明することが有益である。センサを通る気流φ（ｍ^３／ｓ）において、比例的に異なるサイズのセンサを通る基準気流φ^＊に対して（センササイズと気流φはセンサ内部の気流速度が実質的に一定のままでありφと無関係であるように互いに関連している）、Ｎは式１に従ってＩ_１とＩ_２に関連する。

Ｓ_Ｎは第１の比例定数である。ｄ_ｐ，ａｖは式２に従ってＩ_１とＩ_２に関連する。

Ｓ_ｄｐは第２の比例定数である。最後に、粒子長濃度Ｌは式３に従ってＩ_１のみに関連する。

Ｎ及びｄ_ｐ，ａｖに関して定常条件下で、相対誤差ΔＮ／Ｎ及びΔｄ_ｐ，ａｖ／ｄ_ｐ，ａｖは、それぞれ式４及び式５に従ってセンサ信号Ｉ_ｓの測定誤差ΔＩ_ｓに関連することが示される。

ΔＩ_ｓは現在市場に出回っている最良の演算増幅器の場合約１^＊１０^−１５Ａ（＝１ｆＡ）であり、電子雑音のために容易に小さくすることができない。この状況はＮ及びｄ_ｐ，ａｖの単一測定の達成可能精度を制限する。加えて、相対不確かさΔＮ／Ｎ及びΔｄ_ｐ，ａｖ／ｄ_ｐ，ａｖはＮ及び／又はφの小さい値で増加する。気流φは相対不確かさ／誤差を減少させるために増加させることができるが、これは一般的にセンササイズを増加せずにすることができない。この増加は、人々が通常はセンササイズを可能な限り小さいままにすることを望むため、また費用と携帯性の視点からも望ましくない。同様に、センササイズの減少はφを減少させ、その結果相対不確かさΔＮ／Ｎ及びΔｄ_ｐ，ａｖ／ｄ_ｐ，ａｖを増加させる。この増加は時間の関数としてのＮ及びｄ_ｐ，ａｖの推定値における散乱を増加させる。Ｎ及びｄ_ｐ，ａｖに関して大気汚染特性が時間的に実質的に一定のままである限り、時間の経過において連続的に得られる測定の結果を平均化することによって、φの比較的小さな値においても、改良された精度、従って信頼性が実現されることができる。この平均化は測定されたＩ_１及びＩ_２信号に関して、又はこれらの信号からの推定値Ｎ及びｄ_ｐ，ａｖに関してなされることができる。

複数の連続的に得られる測定結果の平均化のアプローチは、Ｎ及びｄ_ｐ，ａｖに関する大気汚染特性が時間の経過において変化するとき（すなわちこれらが過渡的になるとき）には使用されることができない。これは図１ａに描かれる設定が使用されるときにセンサ信号Ｉ_１及びＩ_２が時間的に連続的に得られるため特に当てはまる。大気汚染特性において急激な変化が起こるとき、連続的に得られる信号Ｉ_１及びＩ_２は異なる大気汚染条件下で記録され、従ってＮ及びｄ_ｐ，ａｖを推定するための式１‐３に確実に組み合わされることができず、その結果相対誤差ΔＮ／Ｎ及びΔｄ_ｐ，ａｖ／ｄ_ｐ，ａｖを大きく増加させる。

ある段階でＩ_１＜Ｉ_２になる可能性は十分にあり、これは式１‐３が使用されるときにＮ及びｄ_ｐ，ａｖに関して無意味な結果を与える。ある期間にわたって連続的に測定される電流Ｉ_１及びＩ_２の個別の平均化は、測定したい観察された大気汚染過渡信号を弱める傾向しかないため、この状況を改良するための何の解決法ももたらさない。厳密に言えば、連続的に測定されるセンサ信号Ｉ_１及びＩ_２が、微粒子大気汚染特性に関して異なる（過渡的）条件下で得られるとき、式１及び２はその妥当性を失う。そして式１‐３に従って信号Ｉ_１及びＩ_２から推定されるＮ及びｄ_ｐ，ａｖに対する信頼できるデータは、もはや時間の経過において得ることができない。

上記を考慮して、従来技術に伴う上述の問題を少なくとも軽減する、時間の経過において浮遊超微粒子の粒度分布の特性を推定するための改良された装置及び方法を実現することが望ましい。

本発明の第１の態様によれば、以下を有する、気流中の荷電浮遊粒子の粒度分布の経時的進展を特徴付けるための装置が提供されている。
気流への浮遊粒子の流入のための吸気口、
装置に入る浮遊粒子を荷電することによって荷電浮遊粒子の粒度分布を作り出す粒子荷電ユニット、
少なくとも１つの時間間隔中に少なくとも第１の濃度レベルと第２の濃度レベルの間で荷電粒子の濃度の変動を生じることができる濃度変動部、
第１の濃度レベルと対応する第１の測定信号Ｉ_１及び第２の濃度レベルと対応する第２の測定信号Ｉ_２を生成することができる粒子検出部、並びに、第１の測定信号Ｉ_１及び第２の測定信号Ｉ_２及び基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}から、荷電浮遊粒子の粒度分布の粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定するデータ評価ユニット。基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}に対する推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖの変化は設定最大変化によって境界される。

従って、気流中の浮遊粒子、例えばＵＦＰの粒度分布に対する潜在的に過渡的な特性Ｎ及びｄ_ｐ，ａｖを時間の経過においてたどる装置が提供される。該装置は、粒子濃度Ｎと平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定するために測定信号Ｉ_１及びＩ_２を評価するときに、基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}に対する推定平均粒径の許容変化に対して制限が設定されるようになっている。より具体的には、変化は設定最大変化によって境界される。この制限は、微粒子大気汚染を生じる所与の汚染源では、粒度分布の特性の過渡信号が、通常は平均粒径の過渡信号よりも粒子数濃度の過渡信号に比較的より近く関連するため、物理的に妥当である。基準粒径に対するｄ_ｐ，ａｖの最大でも限られた変化だけを許可する状況は、ｄ_ｐ，ａｖが時間の経過において変化することを可能にしながらも、ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}に関するｄ_ｐ，ａｖに対する推定値のずれを減らし、ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}が賢明に選ばれた物理的に現実的な平均粒径であるとき、推定されるｄ_ｐ，ａｖが幅広い条件下で物理的に現実的なままであることを確実にする。Ｎ及びその変化に対する値に関する限り何の制限も課されない。これは全体の信頼性を向上させ、ハードウェア適応又は平均化処理に頼る必要なくＮ及びｄ_ｐ，ａｖに対する推定値に関する経時的散乱を削減する。向上した精度は過渡的条件下で得られるＮ及びｄ_ｐ，ａｖに対する推定値だけでなく、Ｎ及び／又はφが比較的低いときに定常条件下でも当てはまる。式１によれば、小さな粒子数濃度Ｎは信号差（Ｉ_１−Ｉ_２）に対する小さな値のみを伴い、従って（Ｉ_１−Ｉ_２）が分母にあらわれる式２によればｄ_ｐ，ａｖに対する推定値における比較的大きな不確かさを伴う。

該装置の一実施形態によれば、粒子数濃度Ｎは、荷電浮遊粒子の粒度分布の第１の測定信号Ｉ_１、第２の測定信号Ｉ_２、及び推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖに基づいて推定される。この手順は測定信号Ｉ_１及びＩ_２に関するＮ及びｄ_ｐ，ａｖに対する推定値の内部整合性を確実にし、その結果、平均化処理、又は、時間の経過におけるＮに対する推定値の変化に関する制限に頼る必要なく、ｄ_ｐ，ａｖだけでなくＮに対しても物理的に現実的な結果をもたらす。

該装置の一実施形態によれば、濃度変動部は、少なくとも１つの時間間隔中に荷電浮遊粒子の粒度分布の少なくとも一部を電気的に沈殿させることができる電気沈殿ユニットである。この実施形態は、図１ａにおける従来技術装置１０について前述した通り、沈殿ユニット内部の２つの平行電極表面間に位置する流路にわたって電場を印加することによって荷電浮遊粒子の粒度分布の濃度を変動させる簡便で制御可能な方法を可能にする。電場は好適には、総粒子数濃度Ｎに無視できない程度まで寄与する任意のサイズの荷電粒子の一部を沈殿させるのみであるように選ばれる。より具体的には、流路にわたって印加される電場は、直径１０ｎｍより大きい荷電粒子が沈殿ユニットを通過する気流から部分的に沈殿するのみであるように選ばれる。

該装置の一実施形態によれば、第１の濃度レベルは作られた荷電浮遊粒子の粒度分布の濃度レベルと実質的に同じである。これは、測定信号Ｉ_１が、センサ装置に入る浮遊粒子の荷電後のセンサ装置内部の作られた荷電浮遊粒子の粒度分布の特性と対応することを可能にするため、有利である。好適には、センサ装置の荷電部の中の浮遊粒子の荷電は拡散荷電で達成される。信号Ｉ_２はその後、センサ装置の沈殿部の中の部分的な静電粒子降下によって、最初に作られた荷電浮遊粒子の粒度分布の濃度が減少した後に得られる荷電浮遊粒子の粒度分布の特性に対応するように作られることができる。この手順は式１‐３の使用が信号Ｉ_１及びＩ_２から荷電浮遊粒子の最初に作られた粒度分布の特性を推定することを可能にする。

該装置の一実施形態によれば、基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}は所定粒径ｄ_ｐ，０である。所定粒径は粒径の初期値に対応し、これは該装置のユーザによって設定され得、好適には大体予測される平均粒径をあらわす。特に、所定粒径ｄ_ｐ，０の基準粒径としての使用は、センサ装置がスイッチを入れられた直後に最初の信号Ｉ_１及びＩ_２が記録されるときに有利である。その場合ｄ_ｐ，ａｖに対する予め推定される値が利用可能でないので、センサ装置がスイッチを入れられた直後に最初の信号Ｉ_１及びＩ_２が記録されるときに荷電浮遊粒子の粒度分布がその特性に過渡的挙動を示す場合、ｄ_ｐ，ａｖ及びＮに対する物理的に非現実的な値がＩ_１及びＩ_２から推定されないことを確実にするために、所定粒径のｄ_ｐ，０の値に頼ることが好ましい。

該装置の一実施形態によれば、所定粒径ｄ_ｐ，０は好適には２０‐１００ｎｍの粒度範囲内の値で設定され、これはおよそ１０乃至３００ｎｍの間の大きさの浮遊超微粒子の数平均粒径に対する典型的な粒度範囲である。

該装置の一実施形態によれば、基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}は予め推定される粒径であり、好適にはｄ_ｐ，ａｖに対する直前に予め推定される値である。これは、ｄ_ｐ，ａｖにおける大きな変化が信号Ｉ_１及びＩ_２の連続記録間の短い期間内に起こることが通常は予測されないので、任意の瞬間においてｄ_ｐ，ａｖ及びＮに対する推定値の精度と信頼性を増加させる。ｄ_ｐ，ａｖに対する連続的に推定される値における制御された段階的変化が許可され、ｄ_ｐ，ａｖに対する予め推定される値に関する最低限の履歴のみを含み、履歴は好適にはｄ_ｐ，ａｖの直前に予め推定される値に等しく設定されるｄ_{ｐ，ｒｅｆ}の単数によって作られる。

該装置の一実施形態によれば、Ｉ_１≦Ｉ_２であるとき又はＩ_１が所定基準信号Ｉ_{１，ｒｅｆ}以下であるとき、推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖは基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}と等しいと考えられ、ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}の値は好適にはｄ_ｐ，ａｖに対する直前に推定される値又は所定値ｄ_ｐ，０をあらわす。Ｉ_１≦Ｉ_２であるとき、これはｄ_ｐ，ａｖに対する物理的に非現実的な負の値をもたらすため、ｄ_ｐ，ａｖは式２から推定されることができない。Ｉ_１≦Ｉ_２である状況は、浮遊荷電粒子の粒度分布の特性に関してきわめて過渡的な条件下で、又は信号Ｉ_１及びＩ_２の大きさが小さ過ぎて十分な精度で記録できないときに起こり得る。Ｉ_１≦Ｉ_{１，ｒｅｆ}である状況は、Ｉ_{１，ｒｅｆ}の大きさは好適にはゼロ又はゼロに近い値のいずれかである値をあらわすが（好適には０‐１０ｆＡの範囲内）、比較的小さな粒子濃度Ｎで起こる可能性があり、これは、小さ過ぎて十分な精度で記録できない、従ってＩ_１＞Ｉ_２のときでも式２に従ってｄ_ｐ，ａｖに対する信頼できる値を推定するのに適さない信号Ｉ_１及びＩ_２の測定結果を生じさせる。

該装置の一実施形態によれば、推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖ及び推定粒子数濃度Ｎの数学的積Ｎ^＊ｄ_ｐ，ａｖは第１の測定信号Ｉ_１に比例するように設定される。これは式３に従い、全ての状況下で、Ｎ及びｄ_ｐ，ａｖの推定値が、それらの積ＬがＩ_１に比例するように互いに関連することを確実にする。これは、粒子荷電が拡散荷電によって達成されるときＬ∝Ｉ_１であるという観察に従って物理的に正当化される（Ｍ．Ａｄａｃｈｉ ｅｔ．ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｅｒｏｓｏｌ Ｓｃｉ．１６（２），ｐｐ．１０９‐１２３，１９８５）。

同様に、前述の通り、Ｌは浮遊粒子の粒度分布で汚染されている空気を吸い込むときの暴露に関連する健康被害に比例すると考えられる。この手順は、全ての条件及び状況下において、暴露に関連する健康被害の信頼できる評価が、Ｎ及びｄ_ｐ，ａｖに対する合わせた推定値を介して、又はさらに直接的にＩ_１を介して得られることができることを確実にする。

該装置の一実施形態によれば、基準粒径に対する推定平均粒径の設定最大変化は、２つの測定信号Ｉ_１及びＩ_２の少なくとも１つの大きさに依存するようにされる。これは、この条件が、ｄ_ｐ，ａｖに対する連続的に推定される値が比較されるときにｄ_ｐ，ａｖの許容最大変化により大きな柔軟性を許容するので、有利である。Ｉ_１及びＩ_２の両方に対する高い値において、Ｉ_１及びＩ_２における誤差は、Ｉ_１及びＩ_２の低い値が記録されるときよりも比較的少なく、その結果設定最大変化に対して比較的高い値が使用されることを可能にする。この状況は、ｄ_ｐ，ａｖにおける比較的速い過渡信号も、これらが存在するときに経時的に記録されることを容易にする。低い浮遊粒子濃度に遭遇する場合、Ｉ_１及びＩ_２に対する小さな値が測定され、これは式２によるｄ_ｐ，ａｖに対する推定値における相対不確かさを増加させる。後者の状況は設定最大変化を比較的小さな値に制限することによって改良されることができる。

該装置の一実施形態によれば、一連の第１の測定信号Ｉ_１（ｔ_ｋ），Ｉ_１（ｔ_ｋ＋２），Ｉ_１（ｔ_ｋ＋４），……及び一連の第２の測定信号Ｉ_２（ｔ_ｋ＋１），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋３），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋５），……は、時間における連続的瞬間ｔ_ｋ，ｔ_ｋ＋１，ｔ_ｋ＋２，……において連続的に生成され、ｋは整数をあらわし、データ評価ユニットは、第１の測定信号Ｉ_１又は第２の測定信号Ｉ_２のいずれかが生成される各瞬間ｔ_ｋ，ｔ_ｋ＋１，ｔ_ｋ＋２，……において荷電浮遊粒子の粒度分布の粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定するようになっている。これは信号Ｉ_１又は信号Ｉ_２のいずれかが記録される各瞬間においてＮ及びｄ_ｐ，ａｖの両方の迅速な更新を可能にするので有利である。

該装置の一実施形態によれば、該装置は特に、主に直径５‐５００ｎｍの粒度範囲の、より好適には１０‐３００の粒度範囲の荷電超微粒子である、荷電浮遊粒子の粒度分布の特性の経時的進展の検出を可能にするようになっている。これは、これらの超微粒子がしばしば、粒子とガスによる遭遇した大気汚染全体の最も有害な成分をあらわすため、有利である。

本発明の上述の態様の異なる特徴は任意の組み合わせで組み合わされることができる。

本発明に伴う利点は、ＷＯ２００７０００７１０Ａ２に記載の基本センサ（図１ａ参照）を用いるとき、このセンサが微粒子大気汚染特性に関して定常条件下及び過渡的条件下で使用されるときの両方において、時間の経過においてｄ_ｐ，ａｖ及びＮに対する推定データにおける散乱を著しく減少させる装置と方法が開示されるということである。これはさらに、測定結果における余分な非信頼性／散乱に悩まされるという面倒なく、センササイズ及びセンサ価格（複雑性）の両方における相対的削減が実現されることを可能にする。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明から、添付の従属請求項から、及び図面からわかる。

一般的に、請求項において使用される全用語は、本明細書に他に明確に定義されない限り、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるものとする。"ａ／ａｎ／ｔｈｅ［要素、装置、成分、手段、ステップなど］"という言及全ては、他に明記されない限り、要素、装置、成分、手段、ステップなどの少なくとも１つの例に言及するようにオープンに解釈されるものとする。本明細書に開示される任意の方法のステップは、明記されない限り開示された正確な順番で実行される必要はない。

他に定義されない限り、本明細書で使用される全用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明の実施形態が属する技術分野における当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を持つ。さらに、本明細書で使用される用語は、この明細書及び従来技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を持つものと解釈されるべきであり、本明細書に明確に定義されない限り、理想的な又は過度に正式な意味で解釈されないことが理解される。

本発明の実施形態は同封の図面を参照してより詳細に説明される。

従来技術の超微粒子センサの略図である。 従来技術の超微粒子センサの略図である。 本発明の一実施形態にかかる荷電浮遊粒子の粒度分布の経時的進展を特徴付けるための装置のブロック図である。

これらの図面は略図であって縮尺通りに描かれていないことに留意すべきである。明確性と利便性のため、これらの図面の部分の相対寸法と比率は、サイズを拡大又は縮小して示されている。

本発明の実施形態は、本発明の特定の実施形態が示される添付の図面を参照して以下により完全に記載される。しかしながらこの発明は多くの異なる形態で具体化され得、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろこれらの実施形態は、この開示が徹底的かつ完全であるように、及び当業者に本発明の範囲を完全に伝えるように、例として提供される。類似する数字は詳細な説明を通して類似する要素をあらわす。

本発明は、事実上全ての周囲環境条件下で、屋内及び屋外の両方において、ｄ_ｐ，ａｖに対する値における大きな変動（すなわち約１０秒の期間内に約５‐１０％を上回る）が通常は起こらないという考察に基づく。他方で、Ｎにおける著しい変動は数秒の期間内に確実に起こる可能性があり、十分に説明されなければならない。

ここで図２を参照すると、気流中の荷電浮遊粒子の粒度分布の経時的進展を特徴付けるための装置２０の一実施形態は、気流Ｆへの浮遊粒子の流入のための吸気口２１を持つようになっている。装置２０を通過する気流Ｆはベンチレータ又はポンプ（不図示）を用いて作られることができる。さらに、粒子荷電ユニット２８が、装置２０に入る浮遊粒子を荷電することによって荷電浮遊粒子の粒度分布を作り出すために吸気口２１の下流に配置される。荷電ユニット２８は高電圧電源に接続される針先電極を有し得（図１ａにおける荷電ユニット１８に相当する）、この針電極は針先付近の空気をイオン化するのに十分高い電位Ｖ_ｃｏｒに設定され、その結果荷電ユニット２８を通過する浮遊粒子上に部分的に吸着する浮遊イオンを作り出し、こうして浮遊粒子上に電荷を作り出す。好適には、針先電極はスクリーン電圧Ｖ_ｓｃｒ＜＜Ｖ_ｃｏｒに設定される多孔質スクリーン電極によって囲まれる。これは、浮遊粒子の拡散荷電を実現するのに適した条件を荷電ユニット２８において可能にする。あるいは、粒子荷電は、浮遊粒子をイオン化するために十分なエネルギー光子を有する放射線を放出することができる、例えばＵＶランプ又はエキシマ光源などの光源の使用を通して光イオン化を用いて実現されることができる。

装置２０はさらに、粒子荷電ユニット２８から下流に配置される濃度変動部２７を備える。濃度変動ユニット２７は、少なくとも１つの時間間隔中に少なくとも第１の濃度レベルと第２の濃度レベルの間で気流中の荷電粒子の濃度の変動を生じることができるようになっている。濃度変動ユニット２７は荷電粒子を有する気流を異なる静電場にさらすことによって濃度変動を達成するようになっている。

特に、本発明にかかる装置の一実施形態において、濃度変動ユニット２７は電気沈殿ユニットである（図１ａに図示される濃度変動ユニット１７に相当する）。濃度変動ユニット２７は少なくとも１つの時間間隔中に荷電浮遊粒子の粒度分布の少なくとも一部を電気的に沈殿させることができ、一連の直線又は円筒形の同心平行板（不図示）を有するようになっており、そのうち少なくとも一方の板は周期的な一連の電圧パルスＶ_ｐ＝Ｖ_１を受信することができ、もう一方の板は電圧Ｖ_ｐ＝０に絶えず接続される。そして板の一方は交流電圧Ｖ_ｐ＝０及びＶ_ｐ＝Ｖ_１に接続され、これは、それぞれ印加電圧Ｖ_ｐ＝０及びＶ_ｐ＝Ｖ_１と直接関連して、濃度変動部から出る荷電浮遊粒子の第１の濃度レベルと第２の濃度レベルをもたらす。電圧Ｖ_ｐ＝Ｖ_１が板の一方に印加されると、荷電浮遊粒子の少なくとも一部は沈殿ユニット２７の中に沈殿するので、第２の濃度レベルは第１の濃度レベル（これは両板をＶ_ｐ＝０に接続させるときに関連する）よりも低い。本発明にかかる装置のこの実施形態において、第１の濃度レベルは、粒子荷電ユニット２８から出る作られた荷電浮遊粒子の粒度分布の濃度レベルと実質的に同じである。

粒子検出部２３が濃度変動部２７から下流に位置する。濃度変動部２７から出る荷電粒子は粒子検出部２３によって受け取られ、これは第１の濃度レベルと対応する第１の測定信号Ｉ_１と、第２の濃度レベルと対応する第２の測定信号Ｉ_２を生成することができる。測定信号は図１ａに示される通り高感度電流計に接続されるファラデーケージ装置を利用することによって得られ得る。

粒子検出部２３はデータ評価ユニット２９と通信するようになっている。データ評価ユニット２９は粒子検出部２３からの測定信号の形で入力データを受信することができ、メモリ機能を有する。随意に、これは浮遊荷電粒子の粒度分布に関する特性データを推定することができるために必要なパラメータを受信するデータ入力ユニット３０と、ユーザへ結果を提示するための表示ユニット３１とを有するユーザインタフェースを備える。データ評価ユニット２９はさらに、第１の測定信号Ｉ_１及び第２の測定信号Ｉ_２及び基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}から、荷電浮遊粒子の粒度分布の粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定するようになっている。基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}に対する推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖの変化は、パラメータｆの数値によってあらわされる設定最大変化によって境界される。加えて、第１の測定信号Ｉ_１に対する最小値Ｉ_{１，ｒｅｆ}が定義され得、これは信号Ｉ_１及びＩ_２からのＮ及びｄ_ｐ，ａｖの推定手順をＩ_１の数値に依存させ、従ってＩ_１の相対精度に依存させるために有利である。

本発明にかかる装置の一実施形態において、基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}は予め推定される平均粒径であり、好適には予め直前に推定される平均粒径である。本発明にかかる装置の別の実施形態において、基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}は所定粒径ｄ_ｐ，０である。基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}としての所定粒径ｄ_ｐ，０の使用は、該装置がスイッチを入れられた直後に第１の測定結果Ｉ_１及びＩ_２が得られるとき、この場合は予め推定される平均粒径が利用可能でないので、特に有利である。

本発明にかかる装置の一実施形態において、粒子数濃度Ｎは、荷電浮遊粒子の粒度分布の第１の測定信号Ｉ_１、第２の測定信号Ｉ_２、及び推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖに基づいて推定される。測定信号Ｉ_１及びＩ_２に基づいてｄ_ｐ，ａｖに対する値を推定した後にＮを推定する手順は、数学的積Ｎ^＊ｄ_ｐ，ａｖが拡散荷電の条件下でＩ_１に比例するため、可能である（式３参照）。従って、Ｉ_１及びｄ_ｐ，ａｖの両方がわかるとき、Ｎを推定することが可能になる。

本発明にかかる装置の一実施形態によれば、該装置は、主に直径５‐５００ｎｍの粒度範囲、より好適には１０‐３００の粒度範囲の荷電超微粒子である、荷電浮遊粒子を特徴付けるようになっている。

本発明の一実施形態によれば、一連の第１の測定信号Ｉ_１（ｔ_ｋ），Ｉ_１（ｔ_ｋ＋２），Ｉ_１（ｔ_ｋ＋４），……及び一連の第２の測定信号Ｉ_２（ｔ_ｋ＋１），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋３），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋５），……は、時間における連続的瞬間ｔ_ｋ，ｔ_ｋ＋１，ｔ_ｋ＋２，……において連続的に生成され、ｋは整数をあらわす。データ評価ユニットは、第１の測定信号Ｉ_１又は第２の測定信号Ｉ_２のいずれかが生成される各瞬間ｔ_ｋ，ｔ_ｋ＋１，ｔ_ｋ＋２，……において荷電浮遊粒子の粒度分布の粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定するようになっている。

さらに、本発明の重要な側面は、式２に従って、センサ信号Ｉ_１及びＩ_２の最終測定セットのみに基づいて（すなわち、ｔ＝ｔ_ｋにおいてセンサ信号Ｉ_１（ｔ_ｋ）が測定されるか又はセンサ信号Ｉ_２（ｔ_ｋ）かどうかに応じて、セット（Ｉ_１（ｔ_ｋ），Ｉ_２（ｔ_ｋ−１））又はセット（Ｉ_１（ｔ_ｋ−１），Ｉ_２（ｔ_ｋ））のいずれかに基づいて）（一時的に）推定された値ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）が、ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ−１）から所定量ｆ（ｆ＞１）又は１／ｆより多く異なるかどうかを調べるために、時間ｔ_ｋ−１において予め直前に推定された値ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ−１）のみを用いて時間ｔ＝ｔ_ｋにおいてチェックすることにある。これが当てはまらない場合、最終値ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）は、式２に従って測定信号（Ｉ_１（ｔ_ｋ−１），Ｉ_２（ｔ_ｋ））又は（Ｉ_２（ｔ_ｋ−１），Ｉ_１（ｔ_ｋ））のいずれかから推定される一時的に推定される値ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）に等しく設定され、これは大気汚染特性が経時的に十分に一定のままである定常状況の場合は妥当である。しかしながら、これが当てはまる場合、一時的に得られる値ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）は拒否され、最終値ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）は、それぞれ一時的に決定されたｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）＞ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ−１）であるかどうか、又は一時的に決定されたｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）＜ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ−１）であるかどうかに応じて、限られた量ｆ又は１／ｆだけｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ−１）から異なることしか許されない。そしてｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）に対して決定された最終値に基づいて、値Ｎ（ｔ_ｋ）が評価される。この手順は下記の"詳細な実施形態例"の下に記載されるアルゴリズムによってさらに説明される。

本発明の別の実施形態によれば、特定の期間中の推定データセット（ｄ_ｐ，ａｖ，Ｎ）の数は推定データの精度について妥協することなく可能な限り大きくされる。本発明のこの態様は、センサ信号Ｉ_１（ｔ_ｋ）又はセンサ信号Ｉ_２（ｔ_ｋ）のいずれかが得られる任意の時間ｔ_ｋにおいてデータセット（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ），Ｎ（ｔ_ｋ））を推定することによって実施される。決定は下記のアルゴリズムに従ってなされる。従って、データセット（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ），Ｎ（ｔ_ｋ））はセンサ信号セット（Ｉ_１（ｔ_ｋ−１），Ｉ_２（ｔ_ｋ））から、又はセット（Ｉ_２（ｔ_ｋ−１），Ｉ_１（ｔ_ｋ））の両方から推定されることができる。

本発明の別の重要な側面は、センサ信号Ｉ_１（ｔ_ｋ）又はセンサ信号Ｉ_２（ｔ_ｋ）のいずれかが得られる各時間ｔ_ｋにおいて、超微粒子汚染への暴露に関連する相対健康リスク（これは粒子長濃度Ｌ＝Ｎ^＊ｄ_ｐ，ａｖに比例する）もまた決定されるということである。時間ｔ_ｋにおけるこの健康リスクは、それぞれＩ_１に対する最終値がｔ_ｋ又はｔ_ｋ−１において測定されたかどうかに応じて、センサ信号Ｉ_１（ｔ_ｋ）又はセンサ信号Ｉ_１（ｔ_ｋ−１）のいずれかに比例して設定される。従って、いかなる瞬間においてもＵＦＰ大気汚染への暴露に関連する健康リスクの決定に平均化は含まれない。

［詳細な実施形態例］
いかなる特定の手順又は理論にも制約されることを望まず、以下に該装置の例示的な方法及び実施形態がより詳細に説明される。評価ユニット２９は、該装置を通過するサンプル気流中の荷電浮遊粒子の粒度分布の粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定するようになっている。基本的に、ＷＯ２００７／０００７１０Ａ２に記載の従来技術によれば、図１ａにおける基本センサは次式に従ってφ＝φ^＊においてＮ，ｄ_ｐ，ａｖ及びＬの評価が可能である。

ただし、連続的に測定される信号Ｉ_１及びＩ_２のペアが測定される期間中に荷電浮遊粒子の粒度分布の特性に関して実質的に定常条件が存在するものとする。Ｓ_Ｎ及びＳ_ｄｐは較正された又は計算された一定の比例定数をあらわす。

本実施形態において、過渡的条件が存在するとき、Ｌに対する所与の値（これは式３に従ってＩ_１のみの測定結果から得られる）においてＮ及びｄ_ｐ，ａｖに対する推定値の精度を向上させるために、測定結果の全履歴の間に評価ユニット２９によって以下のプロトコルが実行され、一連のセンサ電流測定結果Ｉ_１（ｔ_０），Ｉ_２（ｔ_１），Ｉ_１（ｔ_２），Ｉ_２（ｔ_３），……，Ｉ_１（ｔ_ｋ），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋１），Ｉ_１（ｔ_ｋ＋２），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋３），……は時間ｔ_０，ｔ_１，ｔ_２，……において連続的に記録される。

ここで以下のパラメータが定義される。
ｄ_ｐ，０、これは所定の基準粒径であり、好適には２０ｎｍ≦ｄ_ｐ，０≦１００ｎｍであるように選ばれる。
Ｉ_{１，ｒｅｆ}、これは好適には０‐１０ｆＡの範囲の値に設定される数値を持つ所定の基準測定信号である。
ｆ、これは１より大きい、好適には１．００１≦ｆ≦１．１である所定パラメータである。

時間の経過における結果の複数のセット（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_１），Ｎ（ｔ_１），Ｌ（ｔ_１）），（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_２），Ｎ（ｔ_２），Ｌ（ｔ_２）），（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_３），Ｎ（ｔ_３），Ｌ（ｔ_３）），……に対する有意な値は、あらゆる測定誤差を説明し明確に補正する以下の手順例を通して得られる。

センサ機器のスイッチを入れた直後に得られる測定結果の一番最初のセット（Ｉ_１（ｔ_０），Ｉ_２（ｔ_１））は、制限モード又は自由モードのいずれかで実行されることができる下記の式と条件のセットに従ってｔ＝ｔ_１における推定データセット（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_１），Ｎ（ｔ_１），Ｌ（ｔ_１））をもたらす。自由モード又は制限モードを選ぶかどうかの選択は該装置のユーザによってなされなければならない。

制限モードは好適にはｔ＝ｔ_０及びｔ＝ｔ_１において浮遊荷電粒子の粒度分布の特性に関して過渡的条件が存在すると予測されるときに選ばれる。

自由モードは好適には、ｔ＝ｔ_０及びｔ＝ｔ_１において浮遊荷電粒子の粒度分布の特性が比較的一定のままであると予測される、他の全ての場合に選ばれる。

最初の測定結果に対する制限モードは、Ｉ_１（ｔ_０）＞０ｆＡである限り常に結果の最初のセット（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_１），Ｎ（ｔ_１），Ｌ（ｔ_１））をもたらす。

これはＩ_１（ｔ_０）＞０ｆＡである限り常に結果の最初のセット（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_１），Ｎ（ｔ_１），Ｌ（ｔ_１））をもたらす。

Ｎ，ｄ_ｐ，ａｖ及びＬに対する推定データの２番目以降のセットについては、アルゴリズムは下記の通り制限モードに従って実施される。

推定データの２番目のセット（ｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_２），Ｎ（ｔ_２），Ｌ（ｔ_２））は、次の式と条件のセットに従ってセンサ信号（Ｉ_１（ｔ_２），Ｉ_２（ｔ_１））から得られる。

より一般的には、ｔ＝ｔ_ｋ（ｋ＞１）においてセンサ信号Ｉ_１（ｔ_ｋ）が測定されるとき、データｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ），Ｎ（ｔ_ｋ），及びＬ（ｔ_ｋ）は以下に従って得られる。

あるいは、ｔ＝ｔ_ｋにおいてセンサ信号Ｉ_２（ｔ_ｋ）が測定されるとき、データｄ_ｐ，ａｖ（ｔ_ｋ）及びＮ（ｔ_ｋ）は以下に従って得られる。

上記手順は、特定の期間中の推定値ｄ_ｐ，ａｖにおけるランダム散乱を多いに減らし、同時にＮに対する推定値を、暴露に関連するリスクＬの評価に関する限りは妥協しないままにしながら、より信頼できるものにする。

本発明にかかる装置の実施形態が適している応用の例は、例えば環境モニタリング、職業暴露測定、研究計装及び粒子フィルタ試験計装である。

本発明は図面と前述の説明において詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は例示又は説明であって限定ではないとみなされるものであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態への変更は、図面、開示、及び添付の請求項の考察から、請求された発明を実践する上で当業者によって理解されもたらされることができる。請求項において、"有する"という語は他の要素を除外せず、不定冠詞"ａ"又は"ａｎ"は複数を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 気流中の荷電浮遊粒子の粒度分布の経時的進展を特徴付けるための装置であって、
   気流への浮遊粒子の流入のための吸気口と、
   前記装置に入る浮遊粒子を荷電することによって前記荷電浮遊粒子の粒度分布を作り出す粒子荷電ユニットと、
   少なくとも１つの時間間隔中に少なくとも第１の濃度レベルと第２の濃度レベルの間で荷電粒子の濃度の変動を作り出すことができる濃度変動部と、
   前記第１の濃度レベルと対応する第１の測定信号Ｉ_１及び前記第２の濃度レベルと対応する第２の測定信号Ｉ_２を生成することができる粒子検出部と、
   前記第１の測定信号Ｉ_１及び前記第２の測定信号Ｉ_２及び基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}から、前記荷電浮遊粒子の粒度分布の粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定するデータ評価ユニットであって、前記基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}に対する前記推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖの変化が設定最大変化によって制限される、データ評価ユニットとを有する、装置。
2. 前記荷電浮遊粒子の粒度分布の前記第１の測定信号Ｉ_１、前記第２の測定信号Ｉ_２、及び前記推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖに基づいて前記粒子数濃度Ｎが推定される、請求項１に記載の装置。
3. 前記濃度変動部が、少なくとも１つの時間間隔中に前記荷電浮遊粒子の粒度分布の少なくとも一部を電気的に沈殿させることができる電気沈殿ユニットである、請求項１に記載の装置。
4. 前記第１の濃度レベルが、前記作られた荷電浮遊粒子の粒度分布の濃度レベルと実質的に同じである、請求項１に記載の装置。
5. 前記基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}が所定粒径ｄ_ｐ，０である、請求項１に記載の装置。
6. 前記所定粒径ｄ_ｐ，０ が２０‐１００ｎｍの粒度範囲内の値に設定される、請求項５に記載の装置。
7. 前記基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}が予め推定される平均粒径である、請求項１に記載の装置。
8. 前記第１の測定信号Ｉ_１が前記第２の測定信号Ｉ_２以下であるとき、前記推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖが前記基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}と等しいと考えられる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記第１の測定信号Ｉ_１が所定基準信号Ｉ_{１，ｒｅｆ}以下であるとき、前記推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖが前記基準粒径ｄ_{ｐ，ｒｅｆ}と等しいと考えられる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記推定平均粒径ｄ_ｐ，ａｖと前記推定粒子数濃度Ｎの数学的積Ｎ^＊ｄ_ｐ，ａｖが前記第１の測定信号Ｉ_１に比例するように設定される、請求項１に記載の装置。
11. 前記設定最大変化が、それぞれ前記２つの測定信号Ｉ_１及びＩ_２の少なくとも１つの大きさに依存する、請求項１に記載の装置。
12. 一連の第１の測定信号Ｉ_１（ｔ_ｋ），Ｉ_１（ｔ_ｋ＋２），Ｉ_１（ｔ_ｋ＋４），……及び一連の第２の測定信号Ｉ_２（ｔ_ｋ＋１），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋３），Ｉ_２（ｔ_ｋ＋５），……が、時間における連続的瞬間ｔ_ｋ，ｔ_ｋ＋１，ｔ_ｋ＋２，……において連続的に生成され、ｋは整数をあらわし、前記データ評価ユニットが、前記第１の測定信号Ｉ_１又は前記第２の測定信号Ｉ_２のいずれかが生成される各瞬間ｔ_ｋ，ｔ_ｋ＋１，ｔ_ｋ＋２，……において前記荷電浮遊粒子の粒度分布の粒子数濃度Ｎ及び平均粒径ｄ_ｐ，ａｖを推定する、請求項１に記載の装置。
13. 前記装置が、直径５‐５００ｎｍの粒度範囲の荷電超微粒子である、荷電浮遊粒子の粒度分布の特性の経時的進展を測定する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記装置が、直径１０‐３００ｎｍの粒度範囲の荷電超微粒子である、荷電浮遊粒子の粒度分布の特性の経時的進展を測定する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。

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