JP5764970B2

JP5764970B2 - ダスト計

Info

Publication number: JP5764970B2
Application number: JP2011040023A
Authority: JP
Inventors: 省吾賢持; 真二井上
Original assignee: DKK TOA Corp
Current assignee: DKK TOA Corp
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-02-25
Also published as: JP2012177590A

Description

本発明は、気相中に含まれるダスト（微小粒子状物質、浮遊粒子状物質等）の濃度を測定するダスト計に関し、さらに詳述すると、等価膜を用いて感度の校正を行うダスト計に関する。

気相中のダスト濃度を測定するダスト計として、濾紙上に気相中のダストを吸引捕集するとともに、ダスト捕集前後における濾紙の透過β線強度を計測し、これらβ線強度から気相中のダスト濃度を求めるβ線吸収法によるダスト計が使用されている（例えば、特許文献１参照）。β線吸収法は、低いエネルギーのβ線を物質に照射した場合、その物質の質量に比例してβ線の吸収量が増加することを利用した測定法である。

上述したβ線吸収法によるダスト計として、従来、図４に示すものが知られている。図４のダスト計において、２は部品取付板、４は測定セル、６は測定セル４の上ブロック、８は測定セル４の下ブロック、１０は測定セル４内に設けられたガス流路、１２は測定セル４内に設けられたβ線照射路、１４はサンプリングパイプ、１６は吸引管、１８はポンプ、２０は吐出部、２２はβ線源容器、２４はβ線源、２６はβ線検出器、２８はβ線透過性薄膜、３０は繰り出しリール、３２はテープ状濾紙、３４は巻き取りリール、３６はピンチローラ、３８はキャプスタン、４０は演算制御部、４２は表示部を示す。

図４のダスト計を用いて例えば大気中のダスト濃度を測定する手順は下記の通りである。
（１）大気採取箇所にサンプリングパイプ１４の流入端を配置する。一方、β線源２４から放射され、濾紙３２を透過してβ線検出器２６に到達するβ線強度を測定し、この測定値Ｉ_０を演算制御部４０に記憶する。
（２）ポンプ１８を所定時間作動させて所定量の大気を吸引した後、ポンプ１８を停止させる。これにより大気中のダストが濾別され、濾紙３２の上面にダストの沈着層４４が形成される。この状態において濾紙３２及びダストの沈着層４４を透過してβ線検出器２６に到達するβ線源２４からのβ線強度を測定する。得られた測定値Ｉは演算制御部４０に送られ、この測定値Ｉと予め記憶されている測定値Ｉ_０とを用いてダスト濃度が算出され、表示部４２に表示される。ダスト濃度Ｃの算出は下記式により行われる。
Ｃ＝［Ａ／（μＱｔ）］・ｌｎ（Ｉ_０／Ｉ）
Ｃ：ダスト濃度（ｇ／ｃｍ^２）
Ａ：捕集面積（ｃｍ^２）
μ：質量吸収係数（ｃｍ^２／ｇ）
Ｑ：気相通過流量（ｃｍ^３／ｍｉｎ）
ｔ：捕集時間（ｍｉｎ）
Ｉ：濾紙及びダストを透過したβ線強度
Ｉ_０：濾紙のみを透過したβ線強度
（３）その後、ブロック６、８を上下に開くとともに、ピンチローラ３６を駆動して濾紙３２を所定距離前方に移動させる。これにより沈着層４４がガス流路１０外に移動し、ガス流路１０内にはダストが沈着していない新たな濾紙部分が供給され、この状態においてブロック６、８間の間隙が閉じられて最初の状態に復帰する。以後、同様の操作が繰り返されてダスト濃度が測定され続けるが、これらの動作は全て演算制御部４０の制御により行われる。

従来、図４に示したβ線吸収法によるダスト計の感度の校正は、等価膜を用いて行われている。等価膜は、特定の単位面積当たり質量を有し、単位面積当たり質量の基準として使用される合成樹脂製の膜であり、濾紙のみにβ線を照射したときの透過β線強度と、濾紙上に等価膜を載置してこれらにβ線を照射したときの透過β線強度とを計測し、これらの値に基づいてスパン校正を行うものである。

等価膜を用いた校正は、具体的には、図５に示すように行われる。図５において４６は校正用具を示す。この校正用具４６は、透孔４８を有する金属製支持板５０の下面に透孔４８を覆って等価膜５２が固着されたものである。この校正用具４６を用いて図４に示したダスト計の校正を行う場合、まず測定セル４の上下ブロック６、８間に濾紙３２のみを挟持してその透過β線強度を測定する。次いで、上下ブロック６、８を開いてから上下ブロック６、８間に校正用具４６を手作業で配置する。その後上下ブロック６、８を閉じ、濾紙３２上に等価膜５２を密着させた状態で上下ブロック６、８により濾紙３２及び等価膜５２を挟持し、それらの透過β線強度を測定するものである。

上記校正用具４６は、測定セル４に手作業で装着するものであるため、つまみ部５４と、２個の位置決め用くぼみ５６、５８とが支持板５０に形成されており、これらくぼみ５６、５８を測定セル４の上下ブロック６、８間に設けられたガイドボルト６０（一方のみ図示）に係合させることにより、上下ブロック６、８間における校正用具４６の位置決めを行う。

特許第３３３０２７０号公報

しかし、図５に示した校正用具を用いる従来の校正手段には、下記（Ａ）、（Ｂ）に示す問題点があった。
（Ａ）上下ブロック間に校正用具を手作業で配置する場合、校正用具の支持板や等価膜が濾紙に接触して、濾紙の位置が変化することがある。濾紙の密度及び質量は場所によってムラがあるため、上記のように濾紙の位置が変化すると測定値に影響を与え、等価膜校正の再現性が悪くなる。
（Ｂ）前述した測定セルは、通常は下ブロックを上下動させて上下ブロックの開閉を行うが、上下ブロック間に校正用具を配置しやすくするために上下ブロックを大きく開くようにすると、上下動する下ブロックの動きによって濾紙の位置が変化することがある。このように濾紙の位置が変化すると、（Ａ）と同様に等価膜校正の再現性が悪くなる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、等価膜校正時に測定セルの上下ブロック間に校正用具を手作業で配置するときに、校正用具の支持板や等価膜が濾紙に接触することがなく、したがって濾紙の位置が変化して等価膜校正の再現性が悪くなることを防止することができるダスト計を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、
開閉可能な上下ブロックを有するとともに、内部にガス流路及びβ線照射路が形成され、前記ガス流路を流れる気相中のダストを上下ブロックで挟持した濾紙上に吸引捕集するとともに、前記β線照射路を通して濾紙にβ線を照射することにより、ダスト捕集前後における濾紙の透過β線強度を計測する測定セルを備え、
ダスト捕集前における濾紙のみの透過β線強度を計測した後、上下ブロックを開いた状態で、透孔を有する支持板に前記透孔を覆って等価膜を固着した校正用具を上下ブロック間に手作業で挿入し、次いで上下ブロックを閉じて濾紙及び等価膜を透過した透過β線強度を計測することにより等価膜校正を行うダスト計であって、
下ブロックの上面に濾紙が配置される部分を含む領域に、深さが濾紙の厚さより大きい第１凹部と、前記第１凹部内におけるガス流路の周囲に前記第１凹部より深い第２凹部とを形成し、濾紙が前記第１凹部の底面に接触するようにするとともに、
上ブロックの下面のガス流路の周囲に、前記第２凹部の平面形状より小さい底面形状を有する凸部を形成し、濾紙のみを透過した透過β線強度を計測するときに、前記凸部が濾紙を下ブロックに対して押圧するとともに、濾紙及び等価膜を透過した透過β線強度を計測するときに、前記凸部が等価膜を濾紙及び下ブロックに対して押圧することを特徴とするダスト計を提供する。

本発明に係るダスト計の測定セルは、下ブロックの上面の濾紙が配置される部分を含む領域に、深さが濾紙の厚さより大きい凹部を形成したので、濾紙は凹部の底面に接触する一方、上下ブロック間に校正用具を手作業で配置するときに、校正用具の支持板は下ブロックの最上面には接触するが、支持板及び等価膜は濾紙には接触しない。そのため、本発明のダスト計では、上下ブロック間に校正用具を配置するときに濾紙の位置が変化することがなく、濾紙の位置が変化して等価膜校正の再現性が悪くなることを防止することができる。

また、上記のように校正用具が濾紙に接触することがないので、校正用具を下ブロックの上面を滑らせて上下ブロック間に挿入することができ、上下ブロック間に校正用具を配置しやすくするために上下ブロックを大きく開く必要がなくなる。そのため、本発明のダスト計では、上下動する下ブロックの動きによって濾紙の位置が変化することがなく、この点でも濾紙の位置が変化して等価膜校正の再現性が悪くなることを防止することができる。
さらに、上ブロックに形成した凸部が濾紙を下ブロックに対して押圧することにより、濾紙及び下ブロックが密着した状態で濾紙のみの透過β線強度を測定することができるとともに、上記凸部が等価膜を濾紙及び下ブロックに対して押圧することにより、等価膜、濾紙及び下ブロックが密着した状態で濾紙及び等価膜の透過β線強度を測定することができ、等価膜校正の再現性を向上させることができる。

本発明においては、下ブロックの校正用具を挿入する入口部分の前側上端部を、上ブロックの同部分の前側下端部よりも前方に突出させることが好ましい。このようにすると、上下ブロック間に校正用具を手作業で配置するときに、校正用具の端部を下ブロックの上記入口部分の前側上端部の上面に当て、校正用具を下ブロックの上面を滑らせて上下ブロック間に挿入することができ、上下ブロック間に校正用具を挿入しやすくなる。

本発明のダスト計は、等価膜校正時に測定セルの上下ブロック間に校正用具を手作業で配置するときに、校正用具の支持板や等価膜が濾紙に接触することがなく、したがって濾紙の位置が変化して等価膜校正の再現性が悪くなることを防止することができる。

本発明に係るダスト計の測定セルの一例を示す模式的一部省略断面図である。同測定セルの下ブロックを示す概略平面図である。同測定セルを示す模式的側面図である。従来のダスト計の一例を示す概略一部省略断面図である。同ダスト計の等価膜校正を行う状態を示す概略斜視図である。

図１は本発明に係るダスト計の測定セルの一例を示す模式的一部省略断面図、図２は同測定セルの下ブロックを示す概略平面図である。本測定セル１００において、１０２は上ブロック、１０４は下ブロック、１０６はガス流路を示す。また、図１において、１０８はテープ状濾紙、１１０は校正用具、１１２は校正用具１１０の金属製支持板、１１４は金属製支持板１１２の透孔、１１６は校正用具１１０の等価膜を示す。

本例の測定セル１００は、下ブロック１０４の上面のテープ状濾紙１０８が配置される部分（通過する部分）を含む領域に、深さが濾紙１０８の厚さ（通常、０．１ｍｍ以下）より大きい凹部が形成されている。より具体的には、下ブロック１０４の上面の濾紙１０８が配置される部分を含む領域に、帯状の第１凹部１１８が形成され、さらにガス流路１０６の周囲において、第１凹部１１８より深さが深い四角形の第２凹部１２０が形成されている。第１凹部１１８の幅は濾紙１０８の幅より大きい。また、下ブロックの最上面１２２に対する第１凹部１１８の底面の深さは０．３ｍｍであり、第１凹部１１８の底面に対する第２凹部１２０の底面の深さは０．２ｍｍである。

また、本例の測定セル１００は、図３に示すように、下ブロック１０４の校正用具１１０を挿入する入口部分の前側上端部１２６が、上ブロック１０２の同部分の前側下端部１２８よりも前方に突出している。なお、本例では、下ブロック１０４の上記入口部分の前側全体を上ブロック１０２の同部分の前側全体よりも前方に突出させたが、少なくとも、下ブロック１０４の上記入口部分の前側上端部が、上ブロック１０２の同部分の前側下端部よりも前方に突出していればよい。

さらに、本例の測定セル１００は、図１に示すように、上ブロック１０２の下面のガス流路１０６の周囲に、前記下ブロック１０４の第２凹部１２０の平面形状より小さい底面形状を有する凸部１２４が形成され、濾紙１０８のみを透過した透過β線強度を計測するときに、上記凸部１２４が濾紙１０８を下ブロック１０４に対して押圧するとともに、濾紙１０８及び等価膜１１６を透過した透過β線強度を計測するときに、上記凸部１２４が等価膜１１６を濾紙１０８及び下ブロック１０４に対して押圧するようになっている。

本例のダスト計は、上述した測定セル１００に関する点以外は、図４のダスト計と同様の構成を有する。また、本例のダスト計の等価膜校正を行う手順は、図５を参照して説明したとおりである。この場合、本例のダスト計は、等価膜校正において下記の利点を有する。

（１）本例のダスト計の校正を行う場合、まず測定セル１００の上下ブロック１０２、１０４間に濾紙１０８のみを挟持してその透過β線強度を測定した後、下ブロック１０４を下降させて上下ブロック１０２、１０４を開いてから、上下ブロック１０２、１０４間に校正用具１００を手作業で配置する。この場合、本例のダスト計では、下ブロック１０４の上面の濾紙１０８が配置される部分を含む領域に、深さが濾紙の厚さより大きい第１凹部１１８を形成したので、濾紙１０８は第１凹部１１８の底面に接触する一方、上下ブロック１０２、１０４間に校正用具１１０を手作業で配置するときに、校正用具１１０の支持板１１２は下ブロック１０４の最上面１２２には接触するが、支持板１１２及び等価膜１１６は濾紙１０８には接触しない。そのため、本例のダスト計では、上下ブロック１０２、１０４間に校正用具１１０を配置するときに濾紙１０８の位置が変化することがなく、濾紙１０８の位置が変化して等価膜校正の再現性が悪くなることを防止することができる。また、上記のように校正用具１１０が濾紙１０８に接触することがないので、校正用具１００を下ブロック１０４の上面を滑らせて上下ブロック１０２、１０４間に挿入することができ、上下ブロック１０２、１０４間に校正用具１１０を配置しやすくするために上下ブロック１０２、１０４を大きく開く必要がなくなる。そのため、本例のダスト計では、上下動する下ブロック１０４の動きによって濾紙１０８の位置が変化することがなく、この点でも濾紙１０８の位置が変化して等価膜校正の再現性が悪くなることを防止することができる。

（２）また、本例のダスト計では、下ブロック１０４の校正用具１１０を挿入する入口部分の前側上端部１２６が、上ブロック１０２の同部分の前側下端部１２８よりも前方に突出しているので、上下ブロック１０２、１０４間に校正用具１１０を手作業で配置するときに、校正用具１００の端部を下ブロック１０４の上記入口部分の前側上端部１２６の上面に当て、校正用具１１０を下ブロック１０４の上面を滑らせて上下ブロック１０２、１０４間に挿入することができ、上下ブロック１０２、１０４間に校正用具を挿入しやすい。

（３）さらに、本例のダスト計では、（１）のように上下ブロック１０２、１０４間に校正用具１１０を配置した後、下ブロック１０４を上昇させて上下ブロック１０２、１０４を閉じ、濾紙１０８及び等価膜１１６を透過した透過β線強度を測定する。この場合、本例のダスト計においては、上ブロック１０２の下面のガス流路１０６の周囲に、下ブロック１０４の第２凹部１２０の平面形状より小さい底面形状を有する凸部１２４が形成され、濾紙１０８のみを透過した透過β線強度を計測するときに、上記凸部１２４が濾紙１０８を下ブロック１０４に対して押圧するとともに、濾紙１０８及び等価膜１１６を透過した透過β線強度を計測するときに、上記凸部１２４が等価膜１１６を濾紙１０８及び下ブロック１０４に対して押圧するようになっているので、濾紙１０８及び下ブロックが密着した状態で濾紙１０８のみの透過β線強度を測定することができるとともに、等価膜１１６、濾紙１０８及び下ブロックが密着した状態で濾紙１０８及び等価膜１１６の透過β線強度を測定することができ、等価膜校正の再現性を向上させることができる。

１００測定セル
１０２上ブロック
１０４下ブロック
１０６ガス流路
１０８テープ状濾紙
１１０校正用具
１１２金属製支持板
１１４透孔
１１６等価膜
１１８第１凹部
１２０第２凹部
１２４凸部

Claims

開閉可能な上下ブロックを有するとともに、内部にガス流路及びβ線照射路が形成され、前記ガス流路を流れる気相中のダストを上下ブロックで挟持した濾紙上に吸引捕集するとともに、前記β線照射路を通して濾紙にβ線を照射することにより、ダスト捕集前後における濾紙の透過β線強度を計測する測定セルを備え、
ダスト捕集前における濾紙のみの透過β線強度を計測した後、上下ブロックを開いた状態で、透孔を有する支持板に前記透孔を覆って等価膜を固着した校正用具を上下ブロック間に手作業で挿入し、次いで上下ブロックを閉じて濾紙及び等価膜を透過した透過β線強度を計測することにより等価膜校正を行うダスト計であって、
下ブロックの上面に濾紙が配置される部分を含む領域に、深さが濾紙の厚さより大きい第１凹部と、前記第１凹部内におけるガス流路の周囲に前記第１凹部より深い第２凹部とを形成し、濾紙が前記第１凹部の底面に接触するようにするとともに、
上ブロックの下面のガス流路の周囲に、前記第２凹部の平面形状より小さい底面形状を有する凸部を形成し、濾紙のみを透過した透過β線強度を計測するときに、前記凸部が濾紙を下ブロックに対して押圧するとともに、濾紙及び等価膜を透過した透過β線強度を計測するときに、前記凸部が等価膜を濾紙及び下ブロックに対して押圧することを特徴とするダスト計。
下ブロックの校正用具を挿入する入口部分の前側上端部が、上ブロックの同部分の前側下端部よりも前方に突出していることを特徴とする請求項１に記載のダスト計。