JP6014432B2 - 特定物質検出方法 - Google Patents
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Description
光源から出た光を干渉計等によって干渉光とし、対象物にあて、透過または反射させる(図8)。透過光または反射光を検知器でとらえ、検出信号をA/D変換してコンピュータに取り込む。コンピュータで処理し、スペクトル波形を得る。こうして得られたスペクトルからアスベスト固有の吸収ピークを見つけることによってアスベスト検出を行う。図9のような携帯型の装置も知られている。
粒度をそろえた粉末試料にX線をあて、回折された角度と強度を走査して回折パターン(材質に固有のピークが存在)を得る(図10)。アスベストの標準試料の回折パターンのピークと比較し、一致すればアスベストと判定する。
粉末にした試料を無塵水と混ぜ、スライドグラス上に滴下させて指定の屈折率の浸液を加える。こうして作成した標本を位相差・分散顕微鏡により観察し、分散色を示したアスペクト比(縦横比)3以上の繊維を計数し、一定以上の数に達したらアスベストが含有していると判定する。
既存の装置では検知器が小さく、また対象物に密着させて計測しなければならないため、一度に判定できる対象物の面積が小さい(mmオーダー)。露出した/露出させた建築材料の断面中にアスベストが含有されていないかスクリーニング(ふるい分け)する場合、非常に多くの測定点が必要となり時間と手間が掛かるため、現場(アスベスト検出が必要な建築物内や解体作業現場)での使用にはあまり適さないといった実情がある。
粉末試料を作成しなければならず、測定と分析に数時間を要するおそれがある。試料作成の手間及び所要時間から現場でのスクリーニングには適さないものと考えられる。また、X線装置を扱うため作業主任者の選任が必要な場合があり、簡便な装置とは言い難い面がある。
標本を作成し、位相差顕微鏡で見ながら該当する繊維を数える必要があり、標本作成の手間と多くの時間を要するため、現場でのスクリーニングには適さないものと考えられる。更に、顕微鏡の操作・計数にあたっては熟練と時間を必要とする。
検出対象物に近赤外線領域を含む照明光を照射し、
特定物質に対応した所定波長の近赤外線光を通過させる近赤外分光フィルタを介して、検出対象物を撮影して画像データを取得し、
取得された画像データに基づいて、画素毎に前記所定波長の近赤外線光の反射強度データを取得し、
該取得した反射強度データから背景および特定物質以外の反射強度データを除外すると共に、残りの反射強度データそれぞれについて近赤外線吸収ピーク波長が特定物質の近赤外線吸収ピーク波長付近となっているか否かを判断し、
対応していると判断された反射強度データについてのみ前記取得した近赤外線吸収ピーク波長における吸収ピークレベル推定値を取得し、該取得した吸収ピークレベル推定値に基づいて、特定物質が含まれているか否かを検出することを特徴とする。
<判定処理のフロー>
ステップ1では、パーソナルコンピュータ(PC)600は、近赤外分光フィルタ400を、アスベストに由来する近赤外線光吸収ピーク波長(例えば、図4(A)のAi)と、近赤外線光吸収ピークの両側に存在する裾野に該当する2点の波長(例えば、図4(A)のAi−2kとAi+2k)と、近赤外線光吸収ピークと裾野の中間に該当する2点の波長(例えば、図4(A)のAi−kとAi+k)の合計5点の近赤外線光が通過するように切り換え、近赤外イメージングセンサ500では各波長における近赤外画像(データ)を撮影し、各画素の反射強度データを取得する。なお、初回は、検出対象物100を撮影ブースに置かずに背景のみを撮影する。
すなわち、各画素について、アスベストに由来する近赤外線光吸収ピーク波長における値(例えば、図4(A)のAi)が、該ピークと裾野の中間に該当する2点の波長における値(例えば、図4(A)のAi−kとAi+k)からみて、実際にピーク(頂点)となっているか否かを判断する。
すなわち、ステップ7では、アスベストに由来する近赤外線光吸収ピーク波長における値(例えば、図4(A)のAi)が、実際にピークとして検出された画素については、アスベストを含む材料である可能性が高いので、その画素の近赤外吸光レベルを調べる。
ここでは、アスベスト含有材の一例であるアスベスト含有建材などに使用されている割合が高いクロシドライト、クリソタイル、アモサイトを判定(検出)の対象とするが、吸収ピーク波長が明らか、かつ、使用機器の仕様が合致すればこれに限らず、検出対象とすることができる。なお、他のアスベスト、例えば、アンソフィライト、トレモライト、アクチノライトなども対象とすることができる。
例えば、本実施の形態では、ピーク波長を1.4μm付近(例えば、1.3〜1.5μmの範囲)に設定することができる。
本実施の形態においては、近赤外イメージングセンサ(近赤外線カメラ)は、波長1.4μm付近に高い感度を持ち、かつ、高解像度(画素数が大きい)であることが必要である。
照明の仕様、撮影距離の一例については、図5(C)に示す。ただし、この仕様に限るわけではない。
すなわち、本実施の形態に係る照明装置200としては、検出したいアスベストの種類に応じた固有の吸収ピーク波長を含む近赤外線光を少なくとも含む光を照射することができれば、ハロゲンランプ以外の光源や自然光などを利用することができる。
本実施の形態に係る、検出対象物がアスベストを含有しているか否かを検出するための検出用ソフトウェアの一例を説明する。
(1)検出対象物から粉末試料や標本などを作成するなどの事前準備が不要で、検出対象物を近赤外イメージングセンサの前に置いて撮影するだけでよいため、現場でのスクリーニングに適しており、迅速にアスベストを含有しているか否かの検出作業を実行することができる。
このため、アスベストを含んでいるか否かが疑わしい部材に対しては、アスベストを含んでいないと確認できるまで、アスベストの飛散等を考慮して解体作業等を中断しなければならない場合が想定されるが、本実施の形態では、このような中断時間を大幅に短縮することができ、以って解体作業等の作業効率の改善に貢献することができる。
回の検出作業(例えば10回撮影を加算平均した場合)あたり約4秒でアスベスト検出が可能であり)、検出作業の高効率化、検出洩れなどの低減に貢献することができる。
200 照明装置(照明手段)
300 拡散板
400 近赤外分光フィルタ
500 近赤外イメージングセンサ(撮影手段)
600 パーソナルコンピュータ(PC)(検出手段)
Claims (3)
- 検出対象物に近赤外線領域を含む照明光を照射し、
特定物質に対応した所定波長の近赤外線光を通過させる近赤外分光フィルタを介して、検出対象物を撮影して画像データを取得し、
取得された画像データに基づいて、画素毎に前記所定波長の近赤外線光の反射強度データを取得し、
該取得した反射強度データから背景および特定物質以外の反射強度データを除外すると共に、残りの反射強度データそれぞれについて近赤外線吸収ピーク波長が特定物質の近赤外線吸収ピーク波長付近となっているか否かを判断し、
対応していると判断された反射強度データについてのみ前記取得した近赤外線吸収ピーク波長における吸収ピークレベル推定値を取得し、該取得した吸収ピークレベル推定値に基づいて、特定物質が含まれているか否かを検出することを特徴とする特定物質検出方法。 - 前記特定物質が、アスベストであることを特徴とする請求項1に記載の特定物質検出方法。
- 前記吸収ピークレベルを推定する波長は、1.4μm、2.3μm、2.7μm付近であり、上記3つの波長から1つ若しくは2つ以上の波長を選択することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の特定物質検出方法。
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