JP6686558B2 - Particle analyzer and particle analysis method - Google Patents

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Description

本発明は、粒子分析装置および粒子分析方法に関する。   The present invention relates to a particle analyzer and a particle analysis method.

大気中におけるＰＭ２．５などの粒子の計測技術に関心が集まっている。従来、サンプル空気中の粒子によって散乱されるレーザ光に基づいて粒子の数および大きさを計測する粒子計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、試料ガス中の粒子の成分別の量を計測する成分分析装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、排ガスを希釈空気で希釈する計測装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。当該計測装置においては、希釈した排ガスの一部が計測装置に導かれ、その中に含まれる粒子数がカウントされる。希釈率は、ユーザによって任意に設定されていた。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１２−１８９４８３号公報
［特許文献２］ 国際公開第２０１１／１１４５８７号
［特許文献３］ 国際公開第２０１０／１１６９５９号 Attention is focused on the measurement technology of particles such as PM2.5 in the atmosphere. Conventionally, there is known a particle measuring device that measures the number and size of particles based on laser light scattered by particles in sample air (for example, refer to Patent Document 1). In addition, there is known a component analyzer that measures the amount of particles in a sample gas for each component (see, for example, Patent Document 2). In addition, a measurement device that dilutes exhaust gas with dilution air is known (for example, see Patent Document 3). In the measuring device, part of the diluted exhaust gas is guided to the measuring device and the number of particles contained therein is counted. The dilution rate was set arbitrarily by the user.
[Prior Art Document]
[Patent Document]
[Patent Document 1] JP 2012-189483 A [Patent Document 2] International Publication No. 2011/114587 [Patent Document 3] International Publication No. 2010/116959

しかし、試料ガス中の粒子の濃度および設定される希釈率によっては、検出感度が低下してしまう場合があった。   However, depending on the concentration of particles in the sample gas and the dilution ratio that is set, the detection sensitivity may decrease.

本発明の第１の態様においては、粒子分析装置を提供する。粒子分析装置は、分析部と、抑制部とを備えてよい。分析部は、試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、脱離成分を分析して粒子の量を計測してよい。抑制部は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析部における粒子の捕集量を抑制してよい。   According to a first aspect of the present invention, a particle analyzer is provided. The particle analysis device may include an analysis unit and a suppression unit. The analysis unit may collect the particles in the sample gas, desorb the collected particles to generate a desorption component, and analyze the desorption component to measure the amount of the particles. The suppression unit may suppress the amount of particles collected in the analysis unit according to the concentration of particles in the sample gas.

抑制部は、試料ガス中の粒子の濃度に応じた希釈率となるように希釈ガスで試料ガスを希釈して分析部に供給してよい。   The suppression unit may dilute the sample gas with a diluting gas so as to have a dilution ratio according to the concentration of particles in the sample gas, and supply the diluted sample gas to the analysis unit.

抑制部は、分析部における計測結果に応じて、試料ガスの希釈率を変更してよい。   The suppression unit may change the dilution rate of the sample gas according to the measurement result of the analysis unit.

粒子分析装置は、粒子計測部を更に備えてよい。粒子計測部は、試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測してよい。抑制部は、粒子計測部によって計測された粒子の濃度に応じて、試料ガスの希釈率を変更してよい。   The particle analyzer may further include a particle measuring unit. The particle measuring unit may measure the concentration of particles in the sample gas based on the laser light scattered by the particles in the sample gas. The suppression unit may change the dilution rate of the sample gas according to the concentration of particles measured by the particle measurement unit.

抑制部は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、希釈率を高くしてよい。   The suppression unit may increase the dilution rate as the concentration of particles in the sample gas increases.

抑制部は、試料ガスを分析部に導入する導入時間を試料ガス中の粒子の濃度に応じて変更してよい。   The suppression unit may change the introduction time for introducing the sample gas into the analysis unit according to the concentration of particles in the sample gas.

抑制部は、分析部による計測結果に応じて、導入時間を変更してよい。   The suppression unit may change the introduction time according to the measurement result by the analysis unit.

粒子分析装置は、粒子計測部を更に備えてよい。粒子計測部は、試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測してよい。抑制部は、粒子計測部によって計測された粒子の濃度に応じて、導入時間を変更してよい。   The particle analyzer may further include a particle measuring unit. The particle measuring unit may measure the concentration of particles in the sample gas based on the laser light scattered by the particles in the sample gas. The suppression unit may change the introduction time according to the concentration of particles measured by the particle measurement unit.

抑制部は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、導入時間を短くしてよい。   The suppression unit may shorten the introduction time as the concentration of particles in the sample gas increases.

粒子分析装置は、算出部を更に備えてよい。算出部は、分析部による計測結果の平均を算出してよい。算出部は、導入時間が短くなるほど、平均をとる回数を多くしてよい。   The particle analysis device may further include a calculation unit. The calculation unit may calculate an average of the measurement results obtained by the analysis unit. The calculation unit may increase the number of times of averaging as the introduction time becomes shorter.

粒子分析装置は、凝集促進部を更に備えてよい。凝集促進部は、試料ガス中の粒子同士が凝集することを促してよい。凝集促進部によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスが、分析部に導入されてよい。   The particle analyzer may further include an aggregation promoting unit. The aggregation promoting unit may promote the aggregation of particles in the sample gas. The sample gas in which the aggregation of particles is promoted by the aggregation promoting unit may be introduced into the analysis unit.

粒子分析装置は、粒子分級部を備えてよい。粒子分級部は、予め定められた粒子径以上の粒子を除去してよい。凝集促進部は、粒子分級部を通過した試料ガス中の粒子同士が凝集することを促してよい。   The particle analyzer may include a particle classifier. The particle classifying unit may remove particles having a predetermined particle size or more. The aggregation promoting unit may promote aggregation of particles in the sample gas that has passed through the particle classifying unit.

本発明の第２の態様においては、粒子分析方法を提供する。粒子分析方法は、分析段階と、抑制段階とを備えてよい。分析段階は、試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、脱離成分を分析して粒子の量を計測してよい。抑制段階は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析段階における粒子の捕集量を抑制してよい。   In a second aspect of the invention, a particle analysis method is provided. The particle analysis method may include an analysis step and a suppression step. In the analysis step, the particles in the sample gas may be collected, the collected particles may be desorbed to generate a desorption component, and the desorption component may be analyzed to measure the amount of the particles. The suppression step may suppress the amount of particles collected in the analysis step depending on the concentration of particles in the sample gas.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the invention. Further, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

粒子分析システム１００の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a particle analysis system 100. FIG. 第１実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。It is a figure which shows the particle measuring device 110 in 1st Embodiment. 粒子計測部２００の一例を示す概略構成図である。3 is a schematic configuration diagram showing an example of a particle measuring unit 200. FIG. 受光部２１８による出力信号の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an output signal from the light receiving section 218. 粒子の濃度と凝集化の関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the relationship of the density | concentration of particles and agglomeration. 第１実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートであるIt is a flow chart which shows processing which controls a dilution rate in particle measuring instrument 110 of a 1st embodiment. 第２実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which controls the dilution rate in the particle measuring device 110 of 2nd Embodiment. 第３実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which controls the dilution rate in the particle measuring device 110 of 3rd Embodiment. 第４実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。It is a figure which shows the particle measuring device 110 in 4th Embodiment. 第１実施形態の粒子分析装置１２０を示す図である。It is a figure which shows the particle analyzer 120 of 1st Embodiment. 分析部３００の一例を示す概略構成図である。3 is a schematic configuration diagram showing an example of an analysis unit 300. FIG. 第１実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the collection amount suppression process in the particle analyzer 120 of 1st Embodiment. 第２実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the collection amount suppression process in the particle analyzer 120 of 2nd Embodiment. 第３実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。It is a figure which shows the particle analyzer 120 in 3rd Embodiment. 第３実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the amount control processing of collection in particle analysis device 120 of a 3rd embodiment. 第４実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。It is a figure which shows the particle analyzer 120 in 4th Embodiment. 第５実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。It is a figure which shows the particle analyzer 120 in 5th Embodiment.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all of the combinations of features described in the embodiments are essential to the solving means of the invention.

図１は、本発明の一実施形態における粒子分析システム１００の概略構成図である。粒子分析システム１００は、互いに異なる計測機構を有する粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０を備えている。粒子分析システム１００は、試料ガス中に浮遊する粒子であるエアロゾルを多角的に分析する複合分析装置であってよい。本例の粒子分析システム１００は、システム制御部４００を更に備える。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a particle analysis system 100 according to an embodiment of the present invention. The particle analysis system 100 includes a particle measurement device 110 and a particle analysis device 120 having different measurement mechanisms. The particle analysis system 100 may be a composite analyzer that multilaterally analyzes an aerosol that is particles suspended in a sample gas. The particle analysis system 100 of this example further includes a system control unit 400.

粒子計測装置１１０は、試料ガス中に照射したレーザ光の散乱光を用いて試料ガス中の粒子の濃度を計測する。本明細書において粒子の濃度の計測とは、粒子の濃度を導出できる情報を取得することを指す。例えば、粒子の数を計測することで、粒子の濃度を導出してよい。一方、粒子分析装置１２０は、試料ガスの流路において試料ガス中の粒子を捕集した上で、当該捕集した粒子を脱離させる。粒子分析装置１２０は、当該脱離成分を分析することによって試料ガス中の粒子の量を計測する。試料ガスは、大気であってもよく、車両などの排気ガスであってもよい。   The particle measuring device 110 measures the concentration of particles in the sample gas using the scattered light of the laser light with which the sample gas is irradiated. In the present specification, measurement of particle concentration refers to acquisition of information that can derive the particle concentration. For example, the concentration of particles may be derived by measuring the number of particles. On the other hand, the particle analyzer 120 collects particles in the sample gas in the sample gas flow path, and then desorbs the collected particles. The particle analyzer 120 measures the amount of particles in the sample gas by analyzing the desorbed component. The sample gas may be atmospheric air or exhaust gas from a vehicle or the like.

システム制御部４００は、各種のデータおよび信号を処理し、種々の制御を実行するコンピュータであってよい。システム制御部４００は、粒子分析システム１００の制御および測定結果の処理を実行する。システム制御部４００は、一体のコンピュータが粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０によって兼用されてよく、粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０のそれぞれに独立したコンピュータが割り当てられてもよい。   The system control unit 400 may be a computer that processes various types of data and signals and executes various types of control. The system control unit 400 controls the particle analysis system 100 and processes measurement results. In the system control unit 400, an integrated computer may be shared by the particle measurement device 110 and the particle analysis device 120, and independent computers may be assigned to the particle measurement device 110 and the particle analysis device 120, respectively.

粒子分析システム１００は、導入配管である流路Ｌ０を備える。流路Ｌ０の一端は、試料ガス源１０に接続される。試料ガス源１０は、計測対象となる大気または排気ガスの試料導入口であってよい。流路Ｌ０の他端側は、分岐点１２において第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とに分岐してよい。粒子分析システム１００は、流路Ｌ０を有さずに、第１流路Ｌ１と第２流路Ｌ２とが試料ガス源１０に直接接続されていてもよい。   The particle analysis system 100 includes a flow path L0 that is an introduction pipe. One end of the flow path L0 is connected to the sample gas source 10. The sample gas source 10 may be a sample inlet for the atmosphere or exhaust gas to be measured. The other end of the flow path L0 may branch into a first flow path L1 and a second flow path L2 at a branch point 12. In the particle analysis system 100, the first flow path L1 and the second flow path L2 may be directly connected to the sample gas source 10 without having the flow path L0.

粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０は、一つの筐体に配置されてもよく、別々の筐体に配置されて、それぞれ独立して処理を行ってもよい。また、本例と異なり、粒子計測装置１１０および粒子分析装置１２０は、粒子分析システム１００を構成せずに、それぞれ単独の装置として用いられてもよい。以下、粒子計測装置１１０と粒子分析装置１２０とに分けて説明する。   The particle measuring device 110 and the particle analyzer 120 may be arranged in one housing, or may be arranged in different housings and may perform processing independently. Further, unlike this example, the particle measuring device 110 and the particle analyzing device 120 may be used as independent devices without configuring the particle analyzing system 100. Hereinafter, the particle measuring device 110 and the particle analyzing device 120 will be described separately.

＜粒子計測装置＞
図２は、第１実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。粒子計測装置１１０は、希釈部１５０、粒子計測部２００、および第１制御部１６０を備える。希釈部１５０は、希釈ガスで試料ガスを希釈して粒子計測部２００に供給する。粒子計測部２００は、試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光、すなわち散乱光に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測する。第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部１５０における希釈率を制御する。 <Particle measuring device>
FIG. 2 is a diagram showing the particle measuring device 110 according to the first embodiment. The particle measuring device 110 includes a diluting unit 150, a particle measuring unit 200, and a first control unit 160. The diluting unit 150 dilutes the sample gas with a diluting gas and supplies the diluted sample gas to the particle measuring unit 200. The particle measuring unit 200 measures the concentration of particles in the sample gas based on the laser light scattered by the particles in the sample gas, that is, the scattered light. The first controller 160 controls the dilution rate in the dilution unit 150 according to the concentration of particles in the sample gas.

本例の希釈部１５０は、第１調整部２０および粒子計測部用流量調整部３０を有する。第１調整部２０は、希釈ガス流量調整部２２、浄化部２４、および希釈ガス源２６を有してよい。本例の粒子計測装置１１０は、試料ガス流路Ｌ１１、希釈ガス流路Ｌ１２、および供給流路Ｌ１３を有する。試料ガス流路Ｌ１１は、希釈されていない試料ガスが流れる流路である。試料ガス流路Ｌ１１は、直線状に延びている。本明細書において、試料ガス流路Ｌ１１は、試料ガス源１０から合流点２８までの流路、粒子計測装置１１０の筐体端から合流点２８までの流路、または粒子計測部用流量調整部３０から合流点２８までの流路であってよい。   The diluting unit 150 of this example includes a first adjusting unit 20 and a particle measuring unit flow rate adjusting unit 30. The first adjustment unit 20 may include a dilution gas flow rate adjustment unit 22, a purification unit 24, and a dilution gas source 26. The particle measuring device 110 of this example has a sample gas flow path L11, a dilution gas flow path L12, and a supply flow path L13. The sample gas channel L11 is a channel through which undiluted sample gas flows. The sample gas flow path L11 extends linearly. In the present specification, the sample gas flow path L11 is a flow path from the sample gas source 10 to the confluence point 28, a flow path from the housing end of the particle measuring device 110 to the confluence point 28, or a flow rate adjusting unit for the particle measuring unit. It may be a flow path from 30 to the confluence 28.

本例では、試料ガス流路Ｌ１１は、粒子計測部用流量調整部３０に接続され、他端が合流点２８に接続される。希釈ガス流路Ｌ１２は、一端が希釈ガス源２６に接続され、他端が試料ガス流路Ｌ１１との合流点２８に接続される。供給流路Ｌ１３は、一端が合流点２８に接続され、他端が粒子計測部２００に接続される。   In this example, the sample gas flow path L11 is connected to the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 and the other end is connected to the confluence 28. One end of the dilution gas flow path L12 is connected to the dilution gas source 26, and the other end is connected to a confluence point 28 with the sample gas flow path L11. The supply channel L13 has one end connected to the confluence point 28 and the other end connected to the particle measurement unit 200.

粒子計測部用流量調整部３０は、試料ガス流路Ｌ１１に設けられてよい。本例の粒子計測部用流量調整部３０は、試料ガス源１０から供給される試料ガスの流量Ａ１を計測し、流量Ａ１を調整する。本明細書において単に流量と称した場合、特に説明が無ければ、単位時間当たりの流量を指す。粒子計測部用流量調整部３０は、流量センサ、流量制御バルブ、および制御回路部を含んでよい。具体的には、粒子計測部用流量調整部３０は、マスフローコントローラ、またはニードル弁付き流量計であってよい。粒子計測部用流量調整部３０には制御回路部を通じて流量設定値が入力される。粒子計測部用流量調整部３０は、流量制御バルブのバルブ開度を連続的に調整して、流量の実測値が流量設定値となるように制御してよい。   The flow rate adjustment unit 30 for particle measurement unit may be provided in the sample gas flow path L11. The particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 of the present example measures the flow rate A1 of the sample gas supplied from the sample gas source 10 and adjusts the flow rate A1. When simply referred to as a flow rate in the present specification, it refers to a flow rate per unit time unless otherwise specified. The flow rate adjustment unit 30 for the particle measuring unit may include a flow rate sensor, a flow rate control valve, and a control circuit unit. Specifically, the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 may be a mass flow controller or a flow meter with a needle valve. The flow rate setting value is input to the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 through the control circuit unit. The particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 may continuously adjust the valve opening degree of the flow rate control valve so that the actual measurement value of the flow rate becomes the flow rate setting value.

但し、本例と異なり、粒子計測部用流量調整部３０は、粒子計測部２００の下流側に設けられて、粒子計測部２００から排出される排出ガスの流量Ａ３を計測し、流量Ａ３を調整してもよい。この場合には、試料ガス源１０から合流点２８までの間に、粒子計測部用流量調整部３０が介在しないので、試料ガス源１０から合流点２８までの流路を直線状に形成しやすくなる。   However, unlike this example, the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 is provided on the downstream side of the particle measuring unit 200, measures the flow rate A3 of the exhaust gas discharged from the particle measuring unit 200, and adjusts the flow rate A3. You may. In this case, since the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 does not exist between the sample gas source 10 and the confluence 28, it is easy to form the flow path from the sample gas source 10 to the confluence 28 in a straight line. Become.

希釈ガスは、例えば、粒子を予め定められた量以上に含まない清浄な希釈空気である。希釈ガス源２６は、例えば圧縮空気源である。圧縮空気源は、コンプレッサであってよい。合流点２８において、試料ガス源１０からの試料ガスと希釈ガス源２６からの希釈ガスとが混合される。したがって、合流点２８の下流においては希釈ガスによって希釈された試料ガスが流れる。希釈ガスによって希釈された試料ガスは粒子計測部２００に導入される。   The dilution gas is, for example, clean dilution air that does not contain particles in a predetermined amount or more. The dilution gas source 26 is, for example, a compressed air source. The source of compressed air may be a compressor. At the confluence 28, the sample gas from the sample gas source 10 and the diluent gas from the diluent gas source 26 are mixed. Therefore, the sample gas diluted with the diluent gas flows downstream of the confluence point 28. The sample gas diluted with the diluent gas is introduced into the particle measuring unit 200.

第１調整部２０は、希釈ガス流路Ｌ１２に設けられる。希釈ガス流量調整部２２は、希釈ガス源２６から供給される希釈ガスの流量Ａ２を計測し、流量Ａ２を調整する。希釈ガス流量調整部２２は、流量の調整対象のガスが希釈ガスであることを除いて、粒子計測部用流量調整部３０と同様の構成を有してよい。希釈ガス流量調整部２２は、流量設定値が入力されてよい。希釈ガス流量調整部２２は、希釈ガスの流量Ａ２を実測してよい。   The first adjustment unit 20 is provided in the dilution gas flow path L12. The dilution gas flow rate adjusting unit 22 measures the flow rate A2 of the dilution gas supplied from the dilution gas source 26 and adjusts the flow rate A2. The diluent gas flow rate adjusting unit 22 may have the same configuration as the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 except that the gas whose flow rate is to be adjusted is the diluent gas. A flow rate setting value may be input to the dilution gas flow rate adjusting unit 22. The dilution gas flow rate adjustment unit 22 may measure the flow rate A2 of the dilution gas.

浄化部２４は、希釈ガス内の粒子を除去して希釈ガスを浄化するためのフィルタを有する。本例では、浄化部２４が希釈ガス流量調整部２２の上流に設けられているが、本例と異なり、希釈ガス流量調整部２２の下流側に設けられてもよい。希釈ガス内の粒子を除去することによって、希釈ガス内の粒子の影響による測定誤差を防止することができる。希釈ガス源２６によって供給される希釈ガスが予め定められた基準以上に清浄である場合には、浄化部２４を省略してもよい。   The purification unit 24 has a filter for removing particles in the diluent gas to purify the diluent gas. In the present example, the purifying unit 24 is provided upstream of the dilution gas flow rate adjusting unit 22, but unlike the present example, it may be provided downstream of the dilution gas flow rate adjusting unit 22. By removing the particles in the diluent gas, it is possible to prevent a measurement error due to the influence of the particles in the diluent gas. If the diluent gas supplied by the diluent gas source 26 is clean above a predetermined standard, the purifying unit 24 may be omitted.

本例では、第１制御部１６０が、粒子計測部２００における計測結果に応じて試料ガスの希釈率を変更してよい。例えば第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子濃度がより高い場合に、試料ガスの流量に対する希釈ガスの流量を相対的に大きくさせて、希釈率をより高くする。本例の希釈部１５０は、粒子計測部用流量調整部３０と希釈ガス流量調整部２２とによって流量Ａ１および流量Ａ２を変更する。これにより、希釈部１５０は、第１制御部１６０によって設定された希釈率となるように、希釈ガスで試料ガスを希釈して粒子計測部２００に供給する。但し、本例と異なり、希釈部１５０は、流量Ａ１、流量Ａ２、および流量Ａ３のうちの１つ以上を変更することによって希釈してもよい。   In this example, the first control unit 160 may change the dilution rate of the sample gas according to the measurement result of the particle measuring unit 200. For example, when the particle concentration in the sample gas is higher, the first control unit 160 makes the flow rate of the diluting gas relatively larger than the flow rate of the sample gas to make the dilution rate higher. The diluting unit 150 of this example changes the flow rate A1 and the flow rate A2 by the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30 and the dilution gas flow rate adjusting unit 22. Accordingly, the diluting unit 150 dilutes the sample gas with the diluting gas so that the dilution ratio is set by the first control unit 160 and supplies the diluted sample gas to the particle measuring unit 200. However, unlike the present example, the diluting unit 150 may dilute by changing one or more of the flow rate A1, the flow rate A2, and the flow rate A3.

本例の粒子計測装置１１０は、排出ガス流路Ｌ１４および第１吸引部３２を備える。第１吸引部３２は、排出ガス流路Ｌ１４を介して粒子計測部２００に接続されてよい。第１吸引部３２は、粒子計測部２００で測定を終えたガスである排出ガスを系外に排出する。第１吸引部３２は、真空ポンプである。   The particle measuring device 110 of this example includes an exhaust gas flow path L14 and a first suction unit 32. The first suction unit 32 may be connected to the particle measuring unit 200 via the exhaust gas flow path L14. The first suction unit 32 discharges the exhaust gas, which is the gas measured by the particle measuring unit 200, out of the system. The first suction unit 32 is a vacuum pump.

第１制御部１６０は、各種のデータおよび信号を処理し、種々の制御を実行するコンピュータであってよい。システム制御部４００を第１制御部１６０として用いてもよい。第１制御部１６０は、分散して配置されたマイクロコンピュータなどを含んでいてもよい。第１制御部１６０は、図２に破線で示したように、希釈ガス流量調整部２２、粒子計測部用流量調整部３０、および粒子計測部２００の各部と通信可能に接続されてよい。第１制御部１６０は、図１で示された粒子分析装置１２０と通信可能に接続されていてよい。第１制御部１６０は、希釈ガス流量調整部２２および粒子計測部用流量調整部３０から流量の実測値を読み込んでもよい。   The first controller 160 may be a computer that processes various data and signals and executes various controls. The system controller 400 may be used as the first controller 160. The first controller 160 may include microcomputers arranged in a distributed manner. The first control unit 160 may be communicatively connected to the dilution gas flow rate adjustment unit 22, the particle measurement unit flow rate adjustment unit 30, and the particle measurement unit 200, as indicated by the broken line in FIG. 2. The first controller 160 may be communicatively connected to the particle analyzer 120 shown in FIG. The first control unit 160 may read the actual measurement value of the flow rate from the dilution gas flow rate adjustment unit 22 and the particle measurement unit flow rate adjustment unit 30.

第１制御部１６０は、希釈部１５０における希釈率と、粒子計測部２００によって計測された粒子の濃度とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出する濃度算出部として機能してよい。粒子計測部２００に導入される希釈後の試料ガスは、排出ガスの流量Ａ３と等しく、流量Ａ１と流量Ａ２の和となる。したがって、粒子計測部２００には、エアロゾル試料としての試料ガスが希釈率Ｅ＝Ａ３／Ａ１＝（Ａ１＋Ａ２）／Ａ１に希釈されて導入される。したがって、濃度算出部は、取得した濃度計測値Ｓ１に希釈率Ｅを乗じて、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度を算出してよい。すなわち、希釈率Ｅは、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度を算出するための補正値となる。補正値は、希釈率Ｅそのものであってよく、希釈率Ｅの関数であってもよい。当該関数は、１次関数に限定されない。第１制御部１６０は、希釈率Ｅの各値に応じた補正値のテーブルを予め記憶してよい。   The first control unit 160 functions as a concentration calculation unit that calculates the concentration of particles in the undiluted sample gas from the dilution rate in the dilution unit 150 and the concentration of particles measured by the particle measurement unit 200. Good. The diluted sample gas introduced into the particle measuring unit 200 is equal to the flow rate A3 of the exhaust gas and is the sum of the flow rate A1 and the flow rate A2. Therefore, the sample gas as the aerosol sample is diluted and introduced into the particle measuring unit 200 at the dilution rate E = A3 / A1 = (A1 + A2) / A1. Therefore, the concentration calculator may calculate the concentration of particles in the original undiluted sample gas by multiplying the obtained concentration measurement value S1 by the dilution rate E. That is, the dilution rate E is a correction value for calculating the concentration of particles in the original undiluted sample gas. The correction value may be the dilution rate E itself or a function of the dilution rate E. The function is not limited to a linear function. The first controller 160 may store in advance a table of correction values corresponding to the respective values of the dilution rate E.

本例の粒子計測装置１１０によれば、試料ガス中の粒子濃度に応じて試料ガスを希釈するので、試料ガス中の粒子が凝集することを抑制できる。このため、精度よく粒子濃度を測定することができる。また、粒子計測部２００等の内部が測定対象の粒子で汚染されることを抑制できる。   According to the particle measuring device 110 of the present example, the sample gas is diluted according to the particle concentration in the sample gas, so that the particles in the sample gas can be prevented from aggregating. Therefore, the particle concentration can be accurately measured. Further, it is possible to suppress the inside of the particle measuring unit 200 and the like from being contaminated with particles to be measured.

図３は、粒子計測部２００の一例を示す概略構成図である。本例では、粒子計測部２００は、遮光容器２０２、射出ノズル２０４、回収ノズル２０８、レーザ照射部２１３、コリメートレンズ２１４、反射ミラー２１５、および受光部２１８を備える。遮光容器２０２は、壁部によって囲まれた容器であってよい。遮光容器２０２は、外部から遮光された領域を提供する。射出ノズル２０４は、遮光容器２０２の壁部の一部を貫通するように配置されている。射出ノズル２０４の先端には、ガスを射出する射出口２０６が設けられる。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of the particle measuring unit 200. In this example, the particle measuring unit 200 includes a light shielding container 202, an injection nozzle 204, a recovery nozzle 208, a laser irradiation unit 213, a collimator lens 214, a reflection mirror 215, and a light receiving unit 218. The light shielding container 202 may be a container surrounded by a wall portion. The light shielding container 202 provides a region that is shielded from the outside. The injection nozzle 204 is arranged so as to penetrate a part of the wall portion of the light shielding container 202. An injection port 206 for injecting gas is provided at the tip of the injection nozzle 204.

射出ノズル２０４は、合流点２８から供給流路Ｌ１３を通じて導入される希釈済みの試料ガスを射出口２０６から射出してよい。回収ノズル２０８は、射出ノズル２０４と対向する位置において遮光容器２０２の壁部の一部を貫通するように配置されている。回収ノズル２０８の先端には、希釈済みの試料ガスを吸入して回収する回収口２１０が設けられる。回収ノズル２０８は、その回収口２１０が射出ノズル２０４の射出口２０６に対向するように配置される。回収ノズル２０８の他端は、排出ガス流路Ｌ１４を介して第１吸引部３２に接続されてよい。   The injection nozzle 204 may inject the diluted sample gas introduced from the confluence point 28 through the supply flow path L13 from the injection port 206. The recovery nozzle 208 is arranged so as to penetrate a part of the wall portion of the light shielding container 202 at a position facing the injection nozzle 204. At the tip of the recovery nozzle 208, a recovery port 210 for sucking and recovering the diluted sample gas is provided. The recovery nozzle 208 is arranged so that the recovery port 210 faces the ejection port 206 of the ejection nozzle 204. The other end of the recovery nozzle 208 may be connected to the first suction unit 32 via the exhaust gas flow path L14.

射出ノズル２０４および回収ノズル２０８は、図２に示される場合に限られない。射出ノズル２０４および回収ノズル２０８は、それぞれが２重のノズル構造を有していてもよい。射出ノズル２０４は、被計測粒子を含む試料ガスを吐出するとともに、その外側を清浄なシースエアで包み込むことによって、試料ガスをビーム状に形成してよい。この場合、回収ノズル２０８は、試料ガスとシースエアとを分離して回収してよい。   The injection nozzle 204 and the recovery nozzle 208 are not limited to the case shown in FIG. Each of the injection nozzle 204 and the recovery nozzle 208 may have a double nozzle structure. The ejection nozzle 204 may eject the sample gas containing the particles to be measured and wrap the outside thereof with clean sheath air to form the sample gas in a beam shape. In this case, the recovery nozzle 208 may separate and recover the sample gas and the sheath air.

レーザ照射部２１３の照射口と受光部２１８とは遮光容器２０２内に設けられる。レーザ照射部２１３は、射出ノズル２０４と回収ノズル２０８との間の粒子計測領域２１２に向けてレーザ光２１６を照射する。受光部２１８は、レーザ光２１６が計測対象の粒子にあたって生じる散乱光２２０を受光する。受光部２１８は、散乱光２２０の受光強度に応じて電気信号を出力する。受光部２１８は、受光した散乱光２２０をパルス状の電気信号に変換する光電変換素子を含んでよい。   The irradiation port of the laser irradiation unit 213 and the light receiving unit 218 are provided inside the light shielding container 202. The laser irradiation unit 213 irradiates the laser light 216 toward the particle measurement region 212 between the injection nozzle 204 and the recovery nozzle 208. The light receiving unit 218 receives the scattered light 220 generated by the laser light 216 when the particles to be measured are contacted. The light receiving section 218 outputs an electric signal according to the intensity of the scattered light 220 received. The light receiving unit 218 may include a photoelectric conversion element that converts the received scattered light 220 into a pulsed electric signal.

粒子計測部２００は、散乱光２２０を用いて粒子の濃度を測定するのみならず、白熱光検出処理を実行してもよい。粒子中に含まれるブラックカーボンがレーザ光２１６によって昇華するときに出る輻射光（白熱光）の強度によりブラックカーボンの粒子径が決定できる。   The particle measuring unit 200 may perform incandescent light detection processing as well as measuring the particle concentration using the scattered light 220. The particle size of the black carbon can be determined by the intensity of the radiant light (incandescent light) emitted when the black carbon contained in the particles is sublimated by the laser light 216.

次に、試料ガス中の粒子の濃度が粒子計測部２００に及ぼす影響について説明する。図４は、受光部２１８による出力信号の一例を示す図である。図４の上段、中段、および下段は、それぞれ低濃度、中濃度、および高濃度のときの出力信号を示す。図４において、横軸は時間であり、縦軸が出力電圧値（波高値）を示す。本例の受光部２１８は、一つの粒子に対応して一つのパルス波形を出力する。したがって、受光部２１８によって出力されるパルス波形の数が粒子の数に対応する。   Next, the influence of the concentration of particles in the sample gas on the particle measuring unit 200 will be described. FIG. 4 is a diagram showing an example of an output signal from the light receiving unit 218. The upper stage, the middle stage, and the lower stage of FIG. 4 show output signals at low concentration, medium concentration, and high concentration, respectively. In FIG. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the output voltage value (peak value). The light receiving unit 218 of this example outputs one pulse waveform corresponding to one particle. Therefore, the number of pulse waveforms output by the light receiving unit 218 corresponds to the number of particles.

一方、出力信号値、すなわちパルス波形の波高値が粒子径に対応する。そして、出力信号数と出力信号値とに基づいて、粒子の濃度が算出される。具体的には、出力信号数と波高値とを乗じて、予め定められた時間にわたって積算することで、粒子の質量濃度（μｇ／ｍ３）が算出される。 On the other hand, the output signal value, that is, the peak value of the pulse waveform corresponds to the particle diameter. Then, the concentration of particles is calculated based on the number of output signals and the output signal value. Specifically, the mass concentration of particles (μg / m 3 ) is calculated by multiplying the number of output signals by the peak value and integrating the values over a predetermined time.

しかしながら、図４の下段に示されるとおり、試料ガス中の粒子の濃度が高くなると、受光部２１８による出力信号が飽和してしまい、パルス波形の出力信号を検出することができない状況が発生し得る。出力信号が飽和している期間は、粒子を計数することができない。したがって、実際の粒子の濃度に対して、見かけ上、粒子の濃度が低く示される場合があり、誤差要因となり得る。このような受光部２１８による出力信号が飽和する原因の一つとして、粒子の凝集の影響が考えられる。   However, as shown in the lower part of FIG. 4, when the concentration of particles in the sample gas becomes high, the output signal from the light receiving unit 218 becomes saturated, which may cause a situation in which the output signal of the pulse waveform cannot be detected. . Particles cannot be counted during periods when the output signal is saturated. Therefore, the particle concentration may appear to be lower than the actual particle concentration, which may cause an error. As one of the causes of the saturation of the output signal from the light receiving unit 218, the influence of particle aggregation is considered.

図５は、粒子の濃度と凝集化の関係を模式的に示す図である。図５に示されるとおり、試料ガス中の粒子の濃度が高くなると、試料ガス中の複数の粒子が凝集しやすくなる。具体的には、硝酸塩、硫酸塩、および煤（ブラックカーボン）などを成分として含む粒子であるエアロゾルを例にとると、濃度が高くなるにつれて、複数のエアロゾル同士が凝集し、粒子径が大きくなったエアロゾルとなる。   FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between particle concentration and agglomeration. As shown in FIG. 5, when the concentration of particles in the sample gas increases, a plurality of particles in the sample gas are likely to aggregate. Specifically, taking an aerosol that is a particle containing nitrates, sulfates, soot (black carbon), etc. as components, a plurality of aerosols aggregate with each other as the concentration increases, and the particle size increases. It becomes an aerosol.

粒子の高濃度化により粒子が凝集して粒子径が大きくなると、エアロゾルによって生じる散乱光２２０が強くなる。この結果、強い散乱光２２０を受けた受光部２１８による出力信号が一時的に飽和する。出力信号が一時的に飽和している間、パルス波形の出力信号を検出することができない状況が発生し得る。   When the particles are aggregated and the particle size is increased due to the high concentration of the particles, the scattered light 220 generated by the aerosol becomes strong. As a result, the output signal from the light receiving unit 218 that receives the strong scattered light 220 is temporarily saturated. While the output signal is temporarily saturated, a situation may occur in which the output signal having the pulse waveform cannot be detected.

そこで、本実施形態の粒子計測装置１１０では、第１制御部１６０が、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部１５０における希釈率を制御する。図６は、第１実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御するフローチャートである。図６に示される処理では、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が、予め定められた複数の閾値と比較される。本例では、複数の閾値として、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３（第１設定値ｄ１＜第２設定値ｄ２＜第３設定値ｄ３）の３つの値を設定する。しかし、複数の閾値の個数は、３つの場合に限られない。   Therefore, in the particle measuring device 110 of the present embodiment, the first control unit 160 controls the dilution rate in the dilution unit 150 according to the concentration of particles in the sample gas. FIG. 6 is a flowchart for controlling the dilution rate in the particle measuring device 110 according to the first embodiment. In the process shown in FIG. 6, the concentration of particles in the undiluted sample gas is compared with a plurality of predetermined threshold values. In this example, three values of the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3 (first set value d1 <second set value d2 <third set value d3) are set as the plurality of threshold values. To set. However, the number of thresholds is not limited to three.

第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、希釈率Ｅとして、第１値Ｅ１、第２値Ｅ２、および第３値Ｅ３（第１値＜第２値＜第３値）が設定されてよい。試料ガスの粒子の濃度が高くなるについて、希釈率Ｅが高くなる。なお、本明細書では希釈率Ｅは、試料ガス流量Ａ１／（試料ガス流量Ａ１＋希釈ガス流量Ａ２）であるので、希釈率Ｅが高くなることは、希釈ガスの占める割合が高くなることを意味する。   Corresponding to the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3, as the dilution ratio E, the first value E1, the second value E2, and the third value E3 (first value <second Value <third value) may be set. The higher the particle concentration of the sample gas, the higher the dilution rate E. In this specification, the dilution rate E is the sample gas flow rate A1 / (sample gas flow rate A1 + diluting gas flow rate A2). Therefore, a higher dilution rate E means a higher proportion of the dilution gas. To do.

本例では、希釈されていない試料ガス中における粒子の濃度の閾値である第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３として、１００μｇ／ｍ３、５００μｇ／ｍ３、および１０００μｇ／ｍ３が予め定められている。本例では、希釈率Ｅの第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）であり、第２値Ｅ２が１０（希釈ガス：試料ガス＝１０：９０）であり、第３値Ｅ３が約３３（希釈ガス：試料ガス＝３：９７）である。但し、各値は、これらの値に限られるものではない。 In this example, 100 μg / m 3 , 500 μg / m 3 , and 100 μg / m 3 and 500 μg / m 3 are set as the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3 that are the threshold values of the concentration of particles in the undiluted sample gas 1000 μg / m 3 is predetermined. In this example, the first value E1 of the dilution rate E is 1 (dilution gas: sample gas = 0: 100), the second value E2 is 10 (dilution gas: sample gas = 10: 90), and the third value The value E3 is about 33 (dilution gas: sample gas = 3: 97). However, each value is not limited to these values.

第１制御部１６０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ１０１）。測定開始の時点では、試料ガスの濃度の範囲が不明である。したがって、第１制御部１６０は、希釈部１５０に対して、希釈しないように指示してよい。この場合は、試料ガスが希釈されずに粒子計測部２００に導入される。粒子計測部２００は、希釈されていない試料ガスについて粒子の濃度を計測する。粒子計測部２００によって計測された濃度計測値が取得される。試料ガスが希釈されていない場合は、濃度（パーティクル値）は、濃度計測値であるパーティクル検出値（生データ）自体であってよい。   The 1st control part 160 acquires the concentration measurement value of the particle in sample gas which is not diluted (Step S101). At the time of starting the measurement, the range of the concentration of the sample gas is unknown. Therefore, the first control unit 160 may instruct the diluting unit 150 not to dilute. In this case, the sample gas is introduced into the particle measuring unit 200 without being diluted. The particle measuring unit 200 measures the particle concentration of the undiluted sample gas. The concentration measurement value measured by the particle measuring unit 200 is acquired. When the sample gas is not diluted, the concentration (particle value) may be the particle detection value (raw data) itself which is a concentration measurement value.

第１制御部１６０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ１０２）。希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を第１値Ｅ１に設定する（ステップＳ１０３）。本例では、第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）である。   The first controller 160 determines whether the concentration of particles in the undiluted sample gas is equal to or lower than the first set value d1 (step S102). When the concentration of particles in the undiluted sample gas is equal to or lower than the first set value d1 (step S102: YES), the first controller 160 sets the dilution rate to the first value E1 (step S103). ). In this example, the first value E1 is 1 (dilution gas: sample gas = 0: 100).

さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ１０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を第２値Ｅ２に設定する（ステップＳ１０５）。さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第２設定値ｄ２より大きく、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を第３値ｄ３に設定する（ステップＳ１０７）。   Further, when the concentration of particles in the undiluted sample gas is higher than the first set value d1 (step S102: NO) and is equal to or lower than the second set value d2 (step S104: YES), the first control The unit 160 sets the dilution rate to the second value E2 (step S105). Furthermore, when the concentration of particles in the undiluted sample gas is higher than the second set value d2 and equal to or lower than the third set value d3 (step S106: YES), the first controller 160 determines the dilution rate. Is set to the third value d3 (step S107).

一方、第１制御部１６０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第３設定値ｄ３より高い場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、試料ガスを粒子計測部２００に供給せず、希釈ガスのみを粒子計測部２００に供給するように制御してよい（ステップＳ１０８）。さらに、計測限界濃度を超えたことに伴うエラーを発報して、処理を終了してもよい（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０８およびステップＳ１０９の処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。   On the other hand, when the concentration of particles in the undiluted sample gas is higher than the third set value d3 (step S106: NO), the first control unit 160 does not supply the sample gas to the particle measuring unit 200, It may be controlled so that only the diluent gas is supplied to the particle measuring unit 200 (step S108). Further, an error associated with exceeding the measurement limit concentration may be reported and the process may be ended (step S109). By the processes of step S108 and step S109, it is possible to suppress the inside of the device from being contaminated with a gas having a concentration exceeding the measurement limit as much as possible.

一方、計測限界濃度を超えない範囲では、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、高く設定された希釈率（ステップＳ１０３、ステップＳ１０５、ステップＳ１０７）になるように、希釈部１５０は、試料ガスを希釈して、粒子計測部２００に供給する。粒子計測部２００は、希釈された試料ガス中の粒子の濃度を計測する。第１制御部１６０は、粒子計測部２００から濃度計測値を取得する（ステップＳ１１０）。   On the other hand, in the range not exceeding the measurement limit concentration, the dilution unit 150 adjusts the sample gas so that the higher the particle concentration in the sample gas is, the higher the dilution ratio is set (step S103, step S105, step S107). Is diluted and supplied to the particle measuring unit 200. The particle measuring unit 200 measures the concentration of particles in the diluted sample gas. The first control unit 160 acquires the concentration measurement value from the particle measurement unit 200 (step S110).

第１制御部１６０は、希釈部１５０における希釈率と、粒子計測部２００によって計測された粒子の濃度計測値とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、ステップＳ１１０で取得した濃度計測値（パーティクル検出値）に希釈率Ｅ（補正値）を乗じて、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度（パーティクル値）を算出してよい。以下、処理は、ステップＳ１０２以下に戻る。ステップＳ１１１で算出された希釈前の濃度を、各設定値ｄ１、ｄ２、ｄ３と比較し、上述したような処理を繰り返してよい。なお、ステップＳ１０２からステップＳ１０７の段階は、試料ガス中の粒子の濃度を計測する粒子計測方法において、試料ガス中の粒子の濃度に応じた希釈率で、試料ガスを希釈ガスで希釈する段階の一例を示す。また、ステップＳ１１０は、希釈ガスで希釈された試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光、すなわち散乱光２２０に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測する計測段階の一例を示す。   The first control unit 160 calculates the concentration of particles in the undiluted sample gas from the dilution ratio in the dilution unit 150 and the particle concentration measurement value measured by the particle measuring unit 200 (step S111). Specifically, the concentration measurement value (particle detection value) acquired in step S110 is multiplied by the dilution rate E (correction value) to calculate the concentration (particle value) of particles in the original undiluted sample gas. You may Hereinafter, the process returns to step S102 and the subsequent steps. The concentration before dilution calculated in step S111 may be compared with each of the set values d1, d2, and d3, and the process described above may be repeated. The steps from step S102 to step S107 are the steps of diluting the sample gas with the diluent gas at a dilution rate according to the particle concentration in the sample gas in the particle measuring method for measuring the particle concentration in the sample gas. An example is shown. Further, step S110 shows an example of a measuring step of measuring the concentration of particles in the sample gas based on the laser light scattered by the particles in the sample gas diluted with the diluent gas, that is, the scattered light 220.

以上の処理によれば、第１制御部１６０は、粒子の濃度、すなわち粒子による汚染度に応じて希釈率を変更する。したがって、粒子の濃度が高い場合にも、計測精度を保つことができる。ユーザが希釈率を設定する必要がなく、粒子の濃度が変化した場合には、変化した粒子濃度に適した希釈率が設定される。   According to the above processing, the first controller 160 changes the dilution rate according to the concentration of particles, that is, the degree of contamination by particles. Therefore, the measurement accuracy can be maintained even when the concentration of particles is high. If the user does not need to set the dilution rate and the particle concentration changes, the dilution rate suitable for the changed particle concentration is set.

また、本実施形態の粒子計測装置１１０によれば、自装置内の粒子計測部２００による計測結果を利用して、希釈率を変更することができる。したがって、外部機器による濃度の別途の計測をしなくてもよい。但し、第１制御部１６０は、粒子計測装置１１０以外の他の装置によって計測された濃度に応じて、試料ガスの希釈率を変更してもよい。第１制御部１６０は、粒子分析装置１２０からの計測結果に応じて、試料ガスの希釈率を変更してよい。   Further, according to the particle measuring device 110 of the present embodiment, the dilution rate can be changed by using the measurement result of the particle measuring unit 200 in the device itself. Therefore, it is not necessary to separately measure the concentration by an external device. However, the first controller 160 may change the dilution rate of the sample gas according to the concentration measured by a device other than the particle measuring device 110. The first control unit 160 may change the dilution rate of the sample gas according to the measurement result from the particle analyzer 120.

第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、希釈率を高くする。したがって、粒子の凝集が抑制され、計測精度への影響を与える大きさの粒子径を持つ粒子の発生を抑制できる。この結果、試料ガス中の粒子の濃度が高くなっても、計測精度を維持できる。また、試料ガスに希釈ガスを混合する合流点２８までの間の試料ガス流路Ｌ１１は、供給流路Ｌ１３に比べて距離が短く、直線状に延びているので、希釈される前の過程における試料ガス中の粒子の凝集を軽減することができる。   The first control unit 160 increases the dilution rate as the concentration of particles in the sample gas increases. Therefore, agglomeration of particles is suppressed, and generation of particles having a particle size of a size that affects measurement accuracy can be suppressed. As a result, the measurement accuracy can be maintained even if the concentration of particles in the sample gas increases. Further, the sample gas flow path L11 up to the confluence point 28 where the sample gas is mixed with the diluent gas has a shorter distance than the supply flow path L13 and extends linearly. Aggregation of particles in the sample gas can be reduced.

図７は、第２実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。本例の粒子計測装置１１０において、第１制御部１６０は、第１実施形態の場合と異なり、希釈後の試料ガス中の粒子の濃度に応じて希釈率を制御する。   FIG. 7 is a flowchart showing a process of controlling the dilution rate in the particle measuring device 110 according to the second embodiment. In the particle measuring device 110 of the present example, unlike the case of the first embodiment, the first controller 160 controls the dilution rate according to the concentration of particles in the diluted sample gas.

本例の粒子計測装置１１０では、粒子の凝集が抑制されて計測精度を保つことができる粒子の濃度計測値の設定範囲が定められている。そして、粒子計測部２００に導入される試料ガス中の濃度計測値を当該設定範囲に保つように希釈率を変更する。具体的には、試料ガス中の濃度計測値が設定範囲の上限を超える場合には、希釈率を引き上げる一方、試料ガス中の濃度計測値が設定範囲の下限を下回る場合には、希釈率を引き下げる。本例の粒子計測装置１１０は、第１制御部１６０による希釈率の制御を除いて、第１実施形態と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。   In the particle measuring device 110 of the present example, the setting range of the particle concentration measurement value is set so that the aggregation of particles can be suppressed and the measurement accuracy can be maintained. Then, the dilution rate is changed so that the measured concentration value in the sample gas introduced into the particle measuring unit 200 is kept within the set range. Specifically, when the measured concentration value in the sample gas exceeds the upper limit of the setting range, the dilution rate is increased, while when the measured concentration value in the sample gas is lower than the lower limit of the setting range, the dilution rate is increased. Pull down. The particle measuring device 110 of this example is the same as that of the first embodiment, except for the control of the dilution rate by the first controller 160. Therefore, repeated description will be omitted, and similar members will be described using the same reference numerals.

第１制御部１６０は、粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ２０１）。粒子計測部２００は、希釈された試料ガス中の粒子の濃度計測値を計測する。なお、測定の開始時は、設定すべき希釈率が不明であるので、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度計測値を計測してもよく、予め定められた初期値の希釈率となるように希釈された試料ガス中の粒子の濃度計測値を計測してもよい。   The first controller 160 acquires a particle concentration measurement value (step S201). The particle measuring unit 200 measures a concentration measurement value of particles in the diluted sample gas. Since the dilution rate to be set is unknown at the start of the measurement, the concentration measurement value of particles in the undiluted sample gas may be measured, and the dilution rate becomes a predetermined initial value. The concentration measurement value of the particles in the sample gas thus diluted may be measured.

第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が予め定められた計測限界値より高い場合には（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、試料ガスを粒子計測部２００に供給せず、希釈ガスのみを粒子計測部２００に供給するように制御してよい（ステップＳ２０３）。さらに、第１制御部１６０は、計測限界濃度を超えたことに伴うエラーを発報して、処理を終了してもよい（ステップＳ２０４）。これらの処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。   When the concentration measurement value of the particles in the sample gas is higher than the predetermined measurement limit value (step S202: YES), the first control unit 160 does not supply the sample gas to the particle measurement unit 200 and does not use the diluent gas. Only the particles may be supplied to the particle measuring unit 200 (step S203). Furthermore, the first control unit 160 may issue an error associated with exceeding the measurement limit concentration and end the process (step S204). By these processes, the inside of the device can be suppressed as much as possible from being contaminated with the gas whose concentration exceeds the measurement limit.

試料ガス中の粒子の濃度計測値が予め定められた計測限界値以下である場合には（ステップＳ２０２：ＮＯ）、第１制御部１６０は、現在の希釈率で希釈されている試料ガス中の濃度計測値が、予め定められた範囲内であるかを判断する。具体的には、濃度計測値が設定範囲上限より高いか判断するとともに（ステップＳ２０５）、濃度計測値が設定範囲下限より低いか判断する（ステップＳ２１０）。   When the measured concentration value of the particles in the sample gas is equal to or lower than the predetermined measurement limit value (step S202: NO), the first control unit 160 determines whether the sample gas diluted with the current dilution ratio is present. It is determined whether the concentration measurement value is within a predetermined range. Specifically, it is determined whether the density measurement value is higher than the upper limit of the setting range (step S205) and whether the density measurement value is lower than the lower limit of the setting range (step S210).

試料ガス中の濃度計測値が設定範囲上限より高い場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、希釈率の引き上げ限界に達していない限り（ステップＳ２０６：ＮＯ）、第１制御部１６０は、現在の希釈率から更に希釈率を引き上げる（ステップＳ２０７）。次いで、再びステップＳ２０１に戻って、新たに濃度計測値が計測される。希釈率の引き上げ限界に達する場合には（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、計測限界濃度を超えた場合と同様に処理してよい（ステップＳ２０８およびステップＳ２０９）。   If the measured concentration value in the sample gas is higher than the upper limit of the set range (step S205: YES), the first control unit 160 determines the current dilution ratio from the current dilution ratio unless it reaches the dilution limit increase limit (step S206: NO). Further, the dilution rate is increased (step S207). Then, the process returns to step S201 again, and the concentration measurement value is newly measured. If the limit for raising the dilution rate is reached (step S206: YES), the process may be performed in the same manner as when the concentration limit for measurement is exceeded (steps S208 and S209).

希釈率を高くしすぎると、十分な計測精度が保てない。したがって、予め希釈率の引き上げ限界を定めて第１制御部１６０内などに記憶しておくことができる。また、希釈率の引き上げ幅についての情報または算出式についても第１制御部１６０内などに予め記憶しておくことができる。   If the dilution rate is too high, sufficient measurement accuracy cannot be maintained. Therefore, the upper limit of the dilution rate can be set in advance and stored in the first controller 160 or the like. Further, the information about the range of increase in the dilution rate or the calculation formula can be stored in advance in the first control unit 160 or the like.

試料ガス中の濃度計測値が設定範囲下限より低い場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、現在が希釈中であれば（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、第１制御部１６０は、希釈率を引き下げて（ステップＳ２１４）、再びステップＳ２０１に戻って新たに濃度計測値を計測する。なお、希釈率を引き下げる処理には、希釈率が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）の場合、すなわち、元々の試料ガスを希釈しないようにする場合が含まれてよい。   When the measured concentration value in the sample gas is lower than the lower limit of the set range (step S210: YES), if the current dilution is in progress (step S213: YES), the first control unit 160 reduces the dilution rate (step S214). ), And again returns to step S201 to newly measure the concentration measurement value. The process of reducing the dilution rate may include the case where the dilution rate is 1 (dilution gas: sample gas = 0: 100), that is, the case where the original sample gas is not diluted.

試料ガス中の濃度計測値が設定範囲内に含まれる場合には（ステップＳ２０５：ＮＯ、ステップＳ２１０：ＮＯ）、特に希釈率を変更する必要がない。したがって、第１制御部１６０は、今回の濃度計測値と、希釈部１５０における希釈率とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出してよい（ステップＳ２１１）。以下、処理は、ステップＳ２０１以下に戻る。   When the measured concentration value in the sample gas falls within the set range (step S205: NO, step S210: NO), it is not necessary to change the dilution rate. Therefore, the first control unit 160 may calculate the concentration of particles in the undiluted sample gas from the current concentration measurement value and the dilution rate of the dilution unit 150 (step S211). Hereinafter, the process returns to step S201 and the subsequent steps.

本実施形態の粒子計測装置１１０による処理によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、第１制御部１６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、希釈部１５０における希釈率を制御することになるが、このとき希釈前の濃度および希釈後の濃度のどちらかに応じて希釈部１５０における希釈率を制御してもよい。   According to the processing by the particle measuring device 110 of this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, the first control unit 160 controls the dilution ratio in the diluting unit 150 according to the concentration of particles in the sample gas, but at this time, depending on either the concentration before dilution or the concentration after dilution. The dilution ratio in the diluting unit 150 may be controlled by controlling.

図８は、第３実施形態の粒子計測装置１１０において希釈率を制御する処理を示すフローチャートである。本例の粒子計測装置１１０は、第１制御部１６０による希釈率の制御を除いて、第２実施形態の場合と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。   FIG. 8 is a flowchart showing a process of controlling the dilution rate in the particle measuring device 110 according to the third embodiment. The particle measuring device 110 of this example is the same as that of the second embodiment, except for the control of the dilution rate by the first controller 160. Therefore, repeated description will be omitted, and similar members will be described using the same reference numerals.

本例の第１制御部１６０による希釈率の制御は、図７のステップＳ２０５の判断処理に代えてステップＳ３０５の判断処理を実行することを除いて、図７における処理と同様である。したがって、ステップＳ３０５の処理以外の処理についての説明は省略する。第１制御部１６０は、図８のステップＳ３０５において、受光部２１８の出力信号が飽和しているかを判断する。受光部２１８の出力信号が飽和しているか否かは、図４に示される出力信号波形から判断してよい。   The control of the dilution rate by the first control unit 160 in this example is the same as the processing in FIG. 7, except that the determination processing in step S305 is executed instead of the determination processing in step S205 in FIG. Therefore, description of processes other than the process of step S305 will be omitted. The first control unit 160 determines in step S305 of FIG. 8 whether the output signal of the light receiving unit 218 is saturated. Whether or not the output signal of the light receiving unit 218 is saturated may be determined from the output signal waveform shown in FIG.

例えば、第１制御部１６０は、受光部２１８の出力信号が飽和電圧を予め定められた時間にわたって維持している場合に、受光部２１８の出力信号が飽和していると判断する。あるいは、第１制御部１６０は、パルス波形の出力信号を検出することができない状況が予め定められた時間にわたって発生した場合に、受光部２１８の出力信号が飽和していると判断してもよい。但し、判断方法はこれらの場合に限定されない。   For example, the first control unit 160 determines that the output signal of the light receiving unit 218 is saturated when the output signal of the light receiving unit 218 maintains the saturation voltage for a predetermined time. Alternatively, the first control unit 160 may determine that the output signal of the light receiving unit 218 is saturated when a situation in which the output signal of the pulse waveform cannot be detected occurs for a predetermined time. . However, the determination method is not limited to these cases.

受光部２１８の出力信号が飽和している場合には（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、希釈率の引き上げ限界に達していない限り（ステップＳ３０６：ＮＯ）、第１制御部１６０は、現在の希釈率から更に希釈率を引き上げる（ステップＳ３０７）。次いで、ステップＳ３０１からステップＳ３０７の処理に戻って、新たに濃度計測値が計測される。ステップＳ３０１からステップＳ３０７の処理によれば、第１制御部１６０は、受光部２１８の出力信号が飽和している場合には、受光部２１８の出力信号が飽和していない状態となるまで（ステップＳ３０５：ＮＯ）、希釈率を高くする（ステップＳ３０７）。   When the output signal of the light receiving unit 218 is saturated (step S305: YES), the first control unit 160 determines from the current dilution ratio unless the increase limit of the dilution ratio is reached (step S306: NO). Further, the dilution rate is increased (step S307). Then, the process returns from step S301 to step S307 to newly measure the concentration measurement value. According to the processes of steps S301 to S307, when the output signal of the light receiving unit 218 is saturated, the first control unit 160 waits until the output signal of the light receiving unit 218 is not saturated (step S30). (S305: NO), increase the dilution rate (step S307).

本実施形態の粒子計測装置１１０によれば、受光部２１８の出力が飽和状態となることを防止し、粒子を検出できずに見かけ上の粒子の濃度が低く検出されてしまうことを防止することができる。   According to the particle measuring device 110 of the present embodiment, it is possible to prevent the output of the light receiving unit 218 from becoming saturated, and prevent the apparent concentration of particles from being detected low because the particles cannot be detected. You can

図９は、第４実施形態における粒子計測装置１１０を示す図である。本例の粒子計測装置１１０は、分級部４２、凝集促進部４４、微小粒子用流量調整部４６、および流路切換部４８を有することを除いて、図２に示された第１実施形態の粒子計測装置１１０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。   FIG. 9 is a diagram showing a particle measuring device 110 according to the fourth embodiment. The particle measuring device 110 of the present example is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, except that the particle measuring device 110 has a classifying unit 42, an aggregation promoting unit 44, a fine particle flow rate adjusting unit 46, and a flow path switching unit 48. It is similar to the particle measuring device 110. Therefore, repeated description will be omitted, and similar members will be described using the same reference numerals.

本例の粒子計測装置１１０は、本来であれば粒子計測部２００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子をあえて凝集させて粒子径を大きくすることによって検出するものである。粒子の濃度が高くなると粒子の凝集が促進されることを利用してよい。分級部４２は、予め定められた粒子径以上の粒子を除去した試料ガスを凝集促進部４４に供給する粒子分級部である。分級部４２は、例えばバーチャルインパクタ、またはフィルタなど種々の構成を有する。   The particle measuring device 110 of the present example is intended to detect fine particles that are originally smaller than the particle diameter detectable by the particle measuring unit 200 by intentionally aggregating and increasing the particle diameter. It may be used that the agglomeration of particles is promoted as the concentration of particles increases. The classifying unit 42 is a particle classifying unit that supplies the sample gas from which particles having a predetermined particle size or more have been removed to the aggregation promoting unit 44. The classifying unit 42 has various configurations such as a virtual impactor or a filter.

凝集促進部４４は、試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。本例では、凝集促進部４４は、分級部４２を通過した試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。凝集促進部４４は、例えば、ラビリンス構造、加熱部、または加湿部を有する。ラビリンス構造は、比較的狭くて曲がりくねった流路を有する。ラビリンス構造における流路は、流路Ｌ１１よりも狭くてよい。ラビリング構造を試料ガスが流れることによって、試料ガス中の粒子同士が凝集しやすくなる。加熱部を有する場合は、粒子同士の接触する確率が高くなり、凝集しやすくなる。加湿部を有する場合は、水蒸気を媒介として粒子同士が凝集しやすくなる。   The aggregation promoting unit 44 promotes the aggregation of particles in the sample gas. In this example, the aggregation promoting unit 44 promotes the aggregation of particles in the sample gas that has passed through the classifying unit 42. The aggregation promoting unit 44 has, for example, a labyrinth structure, a heating unit, or a humidifying unit. The labyrinth structure has a relatively narrow and tortuous flow path. The flow path in the labyrinth structure may be narrower than the flow path L11. When the sample gas flows through the labyrinth structure, particles in the sample gas easily aggregate with each other. When the heating part is provided, the probability that the particles come into contact with each other becomes high, and the particles easily aggregate. In the case of having a humidifying part, the particles are likely to aggregate with each other via water vapor.

微小粒子用流量調整部４６は、凝集促進部４４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスの流量を調整する。微小粒子用流量調整部４６は、粒子計測部用流量調整部３０と同様の構成を有してよい。凝集促進部４４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスは、微小粒子用流量調整部４６によって流量が制御されて、粒子計測部２００に導入される。流路切換部４８は、凝集促進部４４を経る流路と、凝集促進部４４を経ない流路とを切り換える。流路切換部４８は、第１制御部１６０によって制御されてよい。   The fine particle flow rate adjusting unit 46 adjusts the flow rate of the sample gas in which the aggregation promoting unit 44 promotes the aggregation of particles. The fine particle flow rate adjusting unit 46 may have the same configuration as the particle measuring unit flow rate adjusting unit 30. The flow rate of the sample gas in which the aggregation of particles is promoted by the aggregation promoting unit 44 is controlled by the fine particle flow rate adjusting unit 46 and is introduced into the particle measuring unit 200. The flow channel switching unit 48 switches between a flow channel that passes through the aggregation promoting unit 44 and a flow channel that does not pass through the aggregation promoting unit 44. The flow path switching unit 48 may be controlled by the first control unit 160.

第１制御部１６０は、粒子計測部２００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子の濃度を検出したい場合、流路切換部４８に対して、凝集促進部４４を経る流路に切り換えるように指示する。粒子計測部２００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子は、分級部４２を通過する。分級部４２を通過した微小粒子は、凝集促進部４４によって凝集が促進される。その結果、粒子計測部２００で計測可能な粒子径まで大きくなり、粒子計測部に供給される。   When it is desired to detect the concentration of fine particles smaller than the particle diameter detectable by the particle measuring unit 200, the first control unit 160 switches the flow channel switching unit 48 to the flow channel that passes through the aggregation promoting unit 44. Give instructions. Fine particles that are less than the particle size that can be detected by the particle measuring unit 200 pass through the classifying unit 42. Aggregation of the fine particles that have passed through the classifying unit 42 is promoted by the aggregation promoting unit 44. As a result, the particle size is increased to a particle size that can be measured by the particle measuring unit 200 and is supplied to the particle measuring unit.

流路切換部４８は、凝集促進部４４を経ない供給流路Ｌ１３に切り換えることができる。この場合は、第１から第３実施形態と同様に粒子の濃度を計測することができる。本例では、凝集促進部４４を経て導入される試料ガスは希釈しなくてよい。これにより、凝集が促進される。但し、この場合に限られず、凝集促進部４４を経る流路を流れる試料ガスについても希釈してもよい。しかし、この場合は、凝集促進部４４を経ない流路を流れる試料ガスより希釈率を低くしてよい。   The flow path switching unit 48 can switch to the supply flow path L13 that does not pass through the aggregation promoting unit 44. In this case, the particle concentration can be measured as in the first to third embodiments. In this example, the sample gas introduced through the aggregation promoting unit 44 does not have to be diluted. This promotes aggregation. However, the present invention is not limited to this case, and the sample gas flowing through the channel passing through the aggregation promoting unit 44 may be diluted. However, in this case, the dilution rate may be lower than that of the sample gas flowing through the flow path that does not pass through the aggregation promoting unit 44.

＜粒子分析装置＞
粒子分析装置１２０の実施形態について説明する。図１０は、第１実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。粒子分析装置１２０は、分析部３００および抑制部６０を備える。また、粒子分析装置１２０は、分析部用流量調整部５１を有していてもよい。分析部用流量調整部５１は、試料ガスの単位時間当たりの流量を制御する。例えば、分析部用流量調整部５１は、単位時間当たりの流量を設定値に制御する絞り弁であるオリフィスである。 <Particle analyzer>
An embodiment of the particle analyzer 120 will be described. FIG. 10 is a diagram showing the particle analyzer 120 according to the first embodiment. The particle analysis device 120 includes an analysis unit 300 and a suppression unit 60. Further, the particle analysis device 120 may include a flow rate adjustment unit 51 for the analysis unit. The analysis unit flow rate adjustment unit 51 controls the flow rate of the sample gas per unit time. For example, the analysis unit flow rate adjustment unit 51 is an orifice that is a throttle valve that controls the flow rate per unit time to a set value.

分析部用流量調整部５１としてオリフィスのように動力源を有しない制御部を使用する場合には、オリフィスの直後に圧力計測部５２を配置してよい。圧力計測部５２による指示値が電気的に読み込まれて、分析部用流量調整部５１における試料ガスの単位時間当たりの流量に換算される。   When a control unit having no power source such as an orifice is used as the flow rate adjusting unit 51 for the analyzing unit, the pressure measuring unit 52 may be arranged immediately after the orifice. The value indicated by the pressure measuring unit 52 is electrically read and converted into the flow rate of the sample gas in the analyzing unit flow rate adjusting unit 51 per unit time.

分析部３００は、試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、脱離成分を分析して粒子の量を計測する。抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。抑制部６０は、流路開閉部６２と第２制御部１７０とを有してよい。本明細書において、「脱離」には、気化、昇華、または反応させることが含まれる。   The analysis unit 300 collects particles in the sample gas, desorbs the collected particles to generate desorption components, analyzes the desorption components, and measures the amount of particles. The suppression unit 60 suppresses the amount of particles collected in the analysis unit 300 according to the concentration of particles in the sample gas. The suppression unit 60 may include a flow path opening / closing unit 62 and a second control unit 170. As used herein, “elimination” includes vaporization, sublimation, or reaction.

流路開閉部６２は、分析部３００の上流側の流路に配置される。本例では、分析部用流量調整部５１が流路開閉部６２の上流に設けられている。但し、分析部用流量調整部５１は、流路開閉部６２の下流に設けられてもよい。あるいは、流路開閉部６２が分析部用流量調整部５１の機能を更に有していてもよい。分析部３００の排出口には、排出流路を介して第２吸引部５４が接続される。第２吸引部５４は、分析部３００からの排出流路を介して排出ガスを吸引して系外に排出する。第２吸引部５４は、真空ポンプである。   The flow channel opening / closing unit 62 is arranged in the flow channel on the upstream side of the analysis unit 300. In this example, the analysis unit flow rate adjusting unit 51 is provided upstream of the flow path opening / closing unit 62. However, the analysis unit flow rate adjusting unit 51 may be provided downstream of the flow path opening / closing unit 62. Alternatively, the flow path opening / closing unit 62 may further have the function of the flow rate adjusting unit 51 for the analyzing unit. The second suction unit 54 is connected to the discharge port of the analysis unit 300 via the discharge flow path. The second suction unit 54 sucks the exhaust gas via the discharge flow path from the analysis unit 300 and discharges it to the outside of the system. The second suction unit 54 is a vacuum pump.

流路開閉部６２は、開状態と閉状態とを切り替えて分析部３００への試料ガスの導入時間を調整する。流路開閉部６２が流路を閉状態に制御すると、分析部３００へ試料ガスが導入されず、流路開閉部６２が流路を開状態に制御すると、分析部３００へ試料ガスが導入される。流路開閉部６２は、電動弁であってよく、例えば、電動アクチュエータ式ボールパルプである。しかし、流路開閉部６２は、試料ガスの分析部３００への導入の有無を制御できるものであれば、特に限定されない。   The flow path opening / closing unit 62 switches between an open state and a closed state to adjust the introduction time of the sample gas into the analysis unit 300. When the channel opening / closing unit 62 controls the channel to be closed, the sample gas is not introduced into the analysis unit 300. When the channel opening / closing unit 62 controls the channel to be opened, the sample gas is introduced to the analysis unit 300. It The flow path opening / closing part 62 may be an electric valve, for example, an electric actuator type ball pulp. However, the flow path opening / closing unit 62 is not particularly limited as long as it can control whether or not the sample gas is introduced into the analysis unit 300.

第２制御部１７０は、各種のデータおよび信号を処理し、種々の制御を実行するコンピュータであってよい。システム制御部４００を第２制御部１７０として用いてもよい。第２制御部１７０は、分散して配置されたマイクロコンピュータなどを含んでいてもよい。第２制御部１７０は、図１０に破線で示したように、圧力計測部５２、流路開閉部６２、および分析部３００の各部と通信可能に接続されてよい。第２制御部１７０は、図１で示された粒子計測装置１１０と通信可能に接続されていてよい。第２制御部１７０は、圧力計測部５２からの圧力の実測値を読み込み、圧力の実測値から圧力計測部５２での流量を算出してもよい。   The second controller 170 may be a computer that processes various data and signals and executes various controls. The system control unit 400 may be used as the second control unit 170. The second control unit 170 may include microcomputers arranged in a distributed manner. The second control unit 170 may be communicatively connected to each unit of the pressure measuring unit 52, the flow path opening / closing unit 62, and the analysis unit 300, as shown by the broken line in FIG. 10. The second controller 170 may be communicatively connected to the particle measuring device 110 shown in FIG. The second control unit 170 may read the measured pressure value from the pressure measurement unit 52 and calculate the flow rate at the pressure measurement unit 52 from the measured pressure value.

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、流路開閉部６２における開状態の時間を制御する。これにより、本例では、抑制部６０は、試料ガスを分析部３００に導入する導入時間を試料ガス中の粒子の濃度に応じて変更する。特に、第２制御部１７０は、分析部３００による計測結果に応じて、流路開閉部６２における開状態の時間を制御してよい。この場合、抑制部６０は、分析部３００による計測結果に応じて、導入時間を変更する。例えば、抑制部６０は、試料ガス中の粒子濃度がより高い場合に、導入時間をより短くすることで、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。   The 2nd control part 170 controls the time of the open state in the flow path opening / closing part 62 according to the density | concentration of the particle | grains in sample gas. Accordingly, in this example, the suppressing unit 60 changes the introduction time for introducing the sample gas into the analysis unit 300 according to the concentration of particles in the sample gas. In particular, the second control unit 170 may control the open time of the flow path opening / closing unit 62 according to the measurement result of the analysis unit 300. In this case, the suppression unit 60 changes the introduction time according to the measurement result by the analysis unit 300. For example, the suppression unit 60 suppresses the amount of particles collected in the analysis unit 300 by shortening the introduction time when the particle concentration in the sample gas is higher.

本例の粒子分析装置によれば、試料ガス中の粒子濃度に応じて、分析部における粒子の捕集量を抑制するので、残渣の発生を抑制できる。計測時にゼロ点が安定するとともに、残渣ガスの影響を軽減して、精度よく粒子濃度を測定することができる。   According to the particle analyzer of the present example, the amount of particles collected in the analysis unit is suppressed according to the particle concentration in the sample gas, so that the generation of residues can be suppressed. At the time of measurement, the zero point becomes stable, the influence of residual gas is reduced, and the particle concentration can be measured accurately.

図１１は、分析部３００の一例を示す概略構成図である。本例では、分析部３００は、減圧容器３０２を有する。減圧容器３０２は、外部に対して減圧された領域を提供するための減圧チャンバであってよい。減圧容器３０２は、隔壁によって複数の減圧容器３０３、減圧容器３０４、および減圧容器３０５に区切られていてよい。本例の減圧容器３０３、３０４、および３０５は、それぞれ第２吸引部５４によって減圧されるようになっている。第２吸引部５４は、減圧容器３０２内の減圧状態を保つための真空ポンプである。   FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an example of the analysis unit 300. In this example, the analysis unit 300 has a decompression container 302. The decompression container 302 may be a decompression chamber for providing a decompressed area to the outside. The decompression container 302 may be partitioned by a partition into a plurality of decompression containers 303, a decompression container 304, and a decompression container 305. The decompression containers 303, 304, and 305 of this example are decompressed by the second suction unit 54, respectively. The second suction unit 54 is a vacuum pump for maintaining a depressurized state inside the depressurized container 302.

分析部３００は、粒子線生成部３１０および捕集体３２０を有する。粒子線生成部３１０は、試料ガス中の粒子の粒子線３１６を射出する。粒子線生成部３１０は、例えばエアロダイナミックレンズである。粒子線生成部３１０は、減圧容器３０２の壁部の一部に設けられる。粒子線生成部３１０は、減圧容器３０２の気密性を保ちつつ減圧容器３０２の壁部を貫通する。粒子線生成部３１０は、管状構造体の内側に立設する複数の絞り機構である複数のオリフィス３１２を備えてよい。粒子線生成部３１０の一端には、粒子線射出口３１４が設けられている。粒子線生成部３１０の他端は、流路開閉部６２に接続されてよい。   The analysis unit 300 includes a particle beam generation unit 310 and a collector 320. The particle beam generator 310 emits a particle beam 316 of particles in the sample gas. The particle beam generator 310 is, for example, an aerodynamic lens. The particle beam generator 310 is provided on a part of the wall of the decompression container 302. The particle beam generator 310 penetrates the wall of the decompression container 302 while maintaining the airtightness of the decompression container 302. The particle beam generator 310 may include a plurality of orifices 312 that are a plurality of throttling mechanisms that are erected inside the tubular structure. A particle beam emission port 314 is provided at one end of the particle beam generator 310. The other end of the particle beam generator 310 may be connected to the flow path opening / closing unit 62.

本発明において、「試料ガス中の粒子の粒子線３１６」とは、固体または液体で構成された粒子の空力学的特性を利用して、粒子が浮遊した試料ガスから、各粒子が試料ガス中で同じような飛行・移動特性を持つようにビーム状に離隔濃縮された粒子の粒子線３１６である。減圧容器３０２内外の圧力差によって、試料ガスが粒子線生成部３１０に流入する。粒子線生成部３１０内を試料ガスが通り抜けるときは、媒質である気体は拡散しながら移動するので、オリフィス３１２によって直線的な移動が妨げられる。   In the present invention, the “particle beam 316 of particles in the sample gas” means that each particle in the sample gas is suspended from the sample gas in which the particles are suspended by utilizing the aerodynamic characteristics of the particles composed of solid or liquid. Is a particle beam 316 of particles that are separated and concentrated in a beam shape so as to have similar flight and movement characteristics. The sample gas flows into the particle beam generator 310 due to the pressure difference between the inside and outside of the decompression container 302. When the sample gas passes through the particle beam generator 310, the gas that is a medium moves while diffusing, so that the orifice 312 hinders the linear movement.

一方、固体または液体で構成された粒子は、直進性が気体分子に比べて高いので、初段のオリフィス３１２を通過した粒子の移動が２段目以降のオリフィス３１２により大きく妨げられることがない。したがって、各粒子がビーム状に収束しつつ、粒子線射出口３１４を通って、減圧雰囲気側に粒子の粒子線３１６として射出される。   On the other hand, since the particles made of solid or liquid have higher straightness than the gas molecules, the movement of the particles that have passed through the orifices 312 in the first stage is not significantly hindered by the orifices 312 in the second and subsequent stages. Therefore, each particle converges in a beam shape and is emitted as a particle beam 316 of particles to the reduced pressure atmosphere side through the particle beam emission port 314.

捕集体３２０は、粒子線３１６中の粒子を捕集する。捕集体３２０は、粒子線３１６が照射される捕集面３２２を有する。捕集体３２０は、捕集面３２２から予め定められた厚さの部分までは少なくともメッシュ状構造を有している。メッシュ状構造の捕集体３２０において捕集面３２２側から投影したときの面積空隙率が、８０％以上９９％の範囲であってよい。捕集体３２０は、粒子線３１６が射出される位置に配置される。本実施形態では、粒子線生成部３１０の粒子線射出口３１４から射出された粒子線３１６が減圧容器３０２内で予め定められた距離を飛行して到達する位置に、捕集体３２０が配置されてよい。   The collector 320 collects the particles in the particle beam 316. The collection body 320 has a collection surface 322 on which the particle beam 316 is irradiated. The collecting body 320 has at least a mesh-like structure from the collecting surface 322 to a portion having a predetermined thickness. The area porosity of the collector 320 having the mesh structure when projected from the collecting surface 322 side may be in the range of 80% to 99%. The collector 320 is arranged at a position where the particle beam 316 is emitted. In the present embodiment, the collection body 320 is arranged at a position where the particle beam 316 emitted from the particle beam emission port 314 of the particle beam generation unit 310 flies and reaches a predetermined distance in the decompression container 302. Good.

減圧環境によって減圧容器３０２内では気相成分が減っているので、粒子が捕集体３２０に当たったときの気流による乱れが抑制されている。粒子線３１６中の粒子が捕集体３２０の空隙に獲捕されつつ運動エネルギーが弱まる。捕集体３２０は、捕集面３２２が粒子線生成部３１０の粒子線射出口３１４に対して、傾けて対向するように配されてよい。これにより、捕集体３２０に跳ね返されて捕集できない確率を低減することができ、より効率的に粒子線３１６中の粒子を捕集することができる。   Since the gas phase component is reduced in the decompression container 302 due to the decompression environment, the turbulence due to the air flow when the particles hit the collector 320 is suppressed. The kinetic energy is weakened while the particles in the particle beam 316 are captured in the voids of the collector 320. The collection body 320 may be arranged such that the collection surface 322 faces the particle beam emission port 314 of the particle beam generation unit 310 with an inclination. As a result, it is possible to reduce the probability that the particles cannot be collected by being bounced back by the collector 320, and the particles in the particle beam 316 can be collected more efficiently.

分析部３００は、更に、エネルギー線照射部３３０および分析器３４０を有する。エネルギー線照射部３３０は、捕集体３２０に向けてエネルギー線３３１を照射して、捕集体３２０に捕集された粒子を気化、昇華、または反応させて脱離成分を生じさせる。エネルギー線３３１は、照射口３３２から照射され、減圧容器３０２の壁部等の一部に設けられた透光窓３３４を通過して減圧容器３０２内の捕集体３２０に到達する。エネルギー線３３１は、捕集体３２０の予め定められた範囲に照射される。   The analysis unit 300 further includes an energy ray irradiation unit 330 and an analyzer 340. The energy beam irradiation unit 330 irradiates the collector 320 with the energy beam 331 to vaporize, sublimate, or react the particles collected by the collector 320 to generate a desorbed component. The energy ray 331 is emitted from the irradiation port 332, passes through the light-transmitting window 334 provided in a part of the wall of the decompression container 302, and reaches the collector 320 in the decompression container 302. The energy ray 331 is applied to a predetermined range of the collector 320.

エネルギー線３３１は、捕集体３２０に捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせるものであればよく、特に制限されない。エネルギー線３３１は、例えば、赤外レーザの供給器、可視レーザの供給器、紫外レーザの供給器、Ｘ線の供給器、およびイオンビームの供給器により供給されるエネルギー線である。生じた脱離成分は、導管を介して、分析器３４０に導入されてよい。   The energy ray 331 is not particularly limited as long as it is capable of desorbing the particles collected by the collector 320 to generate a desorbed component. The energy rays 331 are energy rays supplied by, for example, an infrared laser supplier, a visible laser supplier, an ultraviolet laser supplier, an X-ray supplier, and an ion beam supplier. The resulting desorbed component may be introduced into analyzer 340 via a conduit.

分析器３４０は、脱離成分を分析して粒子の量を計測する。分析器３４０は、質量分析計または分光分析装置であってよい。分析器３４０は、分析強度に応じて分析信号を出力する。分析器３４０の導入口には、回収筒部３４２の一端が連結されている。脱離成分が、回収筒部３４２を通じて回収されて、分析器３４０内に導入される。   The analyzer 340 analyzes the desorbed component and measures the amount of particles. The analyzer 340 may be a mass spectrometer or a spectroscopic analyzer. The analyzer 340 outputs an analysis signal according to the analysis intensity. One end of the collecting cylinder 342 is connected to the inlet of the analyzer 340. The desorbed component is recovered through the recovery cylinder 342 and introduced into the analyzer 340.

分析器３４０は、電気信号として受信された分析信号に基づいて演算し、粒子の量を導出してよい。分析器３４０は、粒子の成分及び成分別の量を導出してよい。分析信号から粒子の成分及び成分別の量を導出することについては、従来の質量分析計などと同様であるので詳しい説明を省略する。本例の分析部３００によれば、エアロゾル試料中の粒子を予め定められた領域に集中的に捕集して、それにエネルギー線３３１を照射して生じさせた脱離成分を分析するので、効率的でしかも感度良く、粒子の成分及びその量を分析することが可能である。   The analyzer 340 may calculate based on the analytical signal received as the electrical signal to derive the amount of particles. The analyzer 340 may derive a component of the particle and a component-specific amount. Derivation of the component of the particle and the amount of each component from the analysis signal is the same as that of the conventional mass spectrometer and the like, and therefore detailed description thereof will be omitted. According to the analysis unit 300 of this example, particles in the aerosol sample are collected in a predetermined area in a concentrated manner, and the desorption component generated by irradiating the particles with the energy ray 331 is analyzed, so that the efficiency is improved. It is possible to analyze the components of particles and their amounts with good and high sensitivity.

次に、試料ガス中の粒子の濃度が分析部３００に及ぼす影響について説明する。試料ガス中の粒子の濃度が高くなると、捕集体３２０に捕集される粒子の量が増加する。捕集される量が予め定められた量より多いと、エネルギー線３３１を照射しても、捕集体３２０上のすべての粒子が脱離することができず、残渣が発生し得る。その結果、分析部３００でのゼロ点検出時、安定的にゼロ点を示すことができず、オフセットが生じてしまう。また、残渣が脱離することによって正しい計測値を算出することができない場合がある。   Next, the influence of the concentration of particles in the sample gas on the analysis unit 300 will be described. As the concentration of particles in the sample gas increases, the amount of particles collected by the collector 320 increases. If the amount to be collected is larger than a predetermined amount, all the particles on the collector 320 cannot be desorbed even if the energy beam 331 is irradiated, and a residue may be generated. As a result, when the zero point is detected by the analysis unit 300, the zero point cannot be stably displayed, and an offset occurs. In addition, there is a case where a correct measurement value cannot be calculated due to desorption of the residue.

そこで、本実施形態の粒子分析装置１２０では、抑制部６０が、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。図１２は、第１実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。図１２に示される処理では、試料ガス中の粒子の濃度を、予め定められた複数の閾値と比較する。本例では、複数の閾値として、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３（第１設定値ｄ１＜第２設定値ｄ２＜第３設定値ｄ３）の３つの値を設定する。しかし、複数の閾値の個数は、３つの場合に限られない。   Therefore, in the particle analysis device 120 of the present embodiment, the suppression unit 60 suppresses the amount of particles collected in the analysis unit 300 according to the concentration of particles in the sample gas. FIG. 12 is a flowchart showing the collection amount suppression processing in the particle analyzer 120 of the first embodiment. In the process shown in FIG. 12, the concentration of particles in the sample gas is compared with a plurality of predetermined threshold values. In this example, three values of the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3 (first set value d1 <second set value d2 <third set value d3) are set as the plurality of threshold values. To set. However, the number of thresholds is not limited to three.

第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、導入時間ｔ１、導入時間ｔ２、および導入時間ｔ３（ｔ１＞ｔ２＞ｔ３）が設定されてよい。試料ガスの粒子の濃度が高くなるにつれて、導入時間が短く設定されてよい。   The introduction time t1, the introduction time t2, and the introduction time t3 (t1> t2> t3) may be set corresponding to the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3. The introduction time may be set shorter as the concentration of particles in the sample gas increases.

本例では、試料ガス中における粒子の濃度の閾値である第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３として、１００μｇ／ｍ３、５００μｇ／ｍ３、および１０００μｇ／ｍ３が予め定められている。本例では、導入時間ｔ１が１８０秒であり、導入時間ｔ２が６０秒であり、導入時間ｔ３が１５秒である。但し、各値は、これらの値に限定されるものではない。 In this example, 100 μg / m 3 , 500 μg / m 3 , and 1000 μg / m 3 are set as the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3 that are the threshold values of the concentration of particles in the sample gas. Is predetermined. In this example, the introduction time t1 is 180 seconds, the introduction time t2 is 60 seconds, and the introduction time t3 is 15 seconds. However, each value is not limited to these values.

第２制御部１７０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ４０１）。測定開始の時点では、試料ガスの濃度の範囲が不明である。したがって、第２制御部１７０は、予め定められた導入時間ｔを設定してよい。第２制御部１７０は、圧力計測部５２の計測値から換算された試料ガスの流量Ａを取得してよい。第２制御部１７０は、流路開閉部６２による開状態の時間ｔを取得する。第２制御部１７０は、試料ガスの導入量Ａ・ｔを算出する。なお、本実施形態では、試料ガスが希釈されていない場合は、濃度計測値であるパーティクル検出値が、濃度（パーティクル値）を意味する。   The second control unit 170 acquires a concentration measurement value of particles in the undiluted sample gas (step S401). At the time of starting the measurement, the range of the concentration of the sample gas is unknown. Therefore, the second control unit 170 may set the predetermined introduction time t. The second control unit 170 may obtain the flow rate A of the sample gas converted from the measurement value of the pressure measurement unit 52. The second control unit 170 acquires the time t in the open state by the flow path opening / closing unit 62. The second controller 170 calculates the introduction amount A · t of the sample gas. In the present embodiment, when the sample gas is not diluted, the particle detection value, which is the concentration measurement value, means the concentration (particle value).

第２制御部１７０は、流路を開状態とすべき時間についての指令を流路開閉部６２に送信する場合は、流路開閉部６２における開閉動作の追従性によっては、第２制御部１７０は、取得した流量Ａと、指令された開状態の時間ｔとを用いて導入量Ａ・ｔを算出してもよい。分析部３００では、試料ガス中の粒子の量を計測する。具体的には、試料ガス中の成分別の質量を計測してよい。粒子の質量の計測値をＳとすると、それを導入量Ａ・ｔで除した値Ｓ／（Ａ・ｔ）が粒子の成分別の濃度計測値（μｇ／ｍ３）となる。粒子がエアロゾルの場合、硫酸塩、硝酸塩、およびブラックカーボンといった成分別の濃度計測値を算出してよい。これら成分別の濃度計測値（μｇ／ｍ３）を合算して粒子全体の濃度計測値（μｇ／ｍ３）を算出してよい。第２制御部１７０は、このように試料ガス中の粒子の濃度計測値を取得してよい。 When the second control unit 170 transmits a command about the time for which the flow path is to be opened to the flow path opening / closing unit 62, the second control unit 170 may depend on the followability of the opening / closing operation of the flow path opening / closing unit 62. May calculate the introduction amount A · t using the acquired flow rate A and the commanded open state time t. The analysis unit 300 measures the amount of particles in the sample gas. Specifically, the mass of each component in the sample gas may be measured. When the measured value of the mass of the particle is S, the value S / (A · t) obtained by dividing the measured value by the introduction amount A · t becomes the measured concentration value (μg / m 3 ) of each particle component. If the particles are aerosols, concentration measurements may be calculated for each component, such as sulfate, nitrate, and black carbon. The concentration measurement value (μg / m 3 ) for each component may be added up to calculate the concentration measurement value (μg / m 3 ) for the entire particle. The second controller 170 may thus acquire the concentration measurement value of the particles in the sample gas.

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ４０２）。試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ１を設定する（ステップＳ４０３）。設定された導入時間ｔ１が流路開閉部６２に指示される。流路開閉部６２は、指示された導入時間ｔ１の間、流路を開状態とする。本例では、導入時間ｔ１が１８０秒である。   The second control unit 170 determines whether the measured concentration value of particles in the sample gas is equal to or lower than the first set value d1 (step S402). When the measured concentration value of the particles in the sample gas is equal to or lower than the first set value d1 (step S402: YES), the second control unit 170 sets the introduction time t1 (step S403). The flow passage opening / closing unit 62 is instructed of the set introduction time t1. The flow path opening / closing unit 62 opens the flow path for the instructed introduction time t1. In this example, the introduction time t1 is 180 seconds.

試料ガス中の濃度計測値が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ４０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ２を設定する（ステップＳ４０５）。設定された導入時間ｔ２が流路開閉部６２に指示される。本例では、導入時間ｔ２が６０秒である。   When the measured concentration value in the sample gas is larger than the first set value d1 (step S402: NO) and is equal to or less than the second set value d2 (step S404: YES), the second control unit 170 causes the introduction time. t2 is set (step S405). The set introduction time t2 is instructed to the flow path opening / closing unit 62. In this example, the introduction time t2 is 60 seconds.

試料ガス中の濃度計測値が第２設定値ｄ２より大きく（ステップＳ４０４：ＮＯ）、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ３を設定する（ステップＳ４０７）。設定された導入時間ｔ３が流路開閉部６２に指示される。本例では、導入時間ｔ３が１５秒である。   When the measured concentration value in the sample gas is larger than the second set value d2 (step S404: NO) and is equal to or smaller than the third set value d3 (step S406: YES), the second control unit 170 causes the introduction time. t3 is set (step S407). The flow passage opening / closing unit 62 is instructed of the set introduction time t3. In this example, the introduction time t3 is 15 seconds.

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第３設定値ｄ３より高い場合には（ステップＳ４０６：ＮＯ）、試料ガスを粒子分析部３００に供給せず、希釈ガスのみを粒子分析部３００に供給するように制御してよい（ステップＳ４０８）。ステップＳ４０８およびステップＳ４０９の処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。また、導入時間が一定の時間以下になると、試料ガスが粒子分析部３００に導入されないまま途中でロスすることがあり、誤差が大きくなる。したがって、導入時間をあまりに短くすることは望ましくない。   When the measured concentration value of the particles in the sample gas is higher than the third set value d3 (step S406: NO), the second control unit 170 does not supply the sample gas to the particle analysis unit 300, but only the diluent gas. It may be controlled to supply the particle analysis unit 300 (step S408). By the processes of step S408 and step S409, it is possible to suppress the inside of the device from being contaminated with a gas having a concentration exceeding the measurement limit as much as possible. Further, when the introduction time is equal to or shorter than a certain time, the sample gas may be lost in the middle without being introduced into the particle analysis unit 300, and the error becomes large. Therefore, making the introduction time too short is not desirable.

一方、計測限界濃度を超えない範囲では、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、短く設定された導入時間（ステップＳ４０３、ステップＳ４０５、ステップＳ４０７）を適用することによって、抑制部６０が、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。捕集量が抑制された条件下で、分析部３００は、試料ガス中の粒子の量を計測する。第２制御部１７０は、分析部３００による粒子の質量の計測値をＳを導入量Ａ・ｔで除した値Ｓ／（Ａ・ｔ）を粒子の濃度計測値（μｇ／ｍ３）として算出する（ステップＳ４１０）。 On the other hand, within a range not exceeding the measurement limit concentration, the higher the concentration of particles in the sample gas is, the shorter the introduction time (step S403, step S405, step S407) is applied, whereby the suppression unit 60 performs analysis. The amount of particles collected in the part 300 is suppressed. Under the condition that the collected amount is suppressed, the analysis unit 300 measures the amount of particles in the sample gas. The second control unit 170 calculates a value S / (A · t) obtained by dividing the measured value of the mass of the particle by the analysis unit 300 by the introduction amount A · t as the measured value of particle concentration (μg / m 3 ). (Step S410).

以下、処理は、ステップＳ４０２以下に戻る。ステップＳ４１０で算出された濃度計測値を、各設定値ｄ１、ｄ２、ｄ３と比較し、上述したような処理を繰り返してよい。すなわち、抑制部６０は、前回の分析部３００での試料ガス中の濃度の計測結果（ステップＳ４１０）に基づいて、今回の導入時間を変更してよい。ステップＳ４０１およびステップＳ４１０は、試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、脱離成分を分析して粒子の量を計測する分析段階の一例を示す。ステップＳ４０２からステップＳ４０７の処理は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて、分析段階における粒子の捕集量を抑制する抑制段階の一例を示す。   Hereinafter, the process returns to step S402 and the subsequent steps. The density measurement value calculated in step S410 may be compared with each of the set values d1, d2, and d3, and the process described above may be repeated. That is, the suppression unit 60 may change the introduction time of this time based on the measurement result of the concentration in the sample gas in the analysis unit 300 of the previous time (step S410). Steps S401 and S410 are analysis steps of collecting particles in the sample gas, desorbing the collected particles to generate desorption components, and analyzing the desorption components to measure the amount of particles. An example is shown. The processing from step S402 to step S407 shows an example of a suppression step of suppressing the amount of particles collected in the analysis step according to the concentration of particles in the sample gas.

以上の処理によれば、抑制部６０は、粒子の濃度、すなわち粒子による汚染度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制する。その結果、粒子分析装置１２０によるゼロ点検出時に、安定的にゼロ点を表示できる。また、残渣ガスの影響を軽減して、計測精度を高めることができる。   According to the above processing, the suppression unit 60 suppresses the amount of particles collected in the analysis unit 300 according to the concentration of particles, that is, the degree of contamination by particles. As a result, the zero point can be stably displayed when the particle analyzer 120 detects the zero point. Further, it is possible to reduce the influence of the residual gas and improve the measurement accuracy.

また、本実施形態の粒子分析装置１２０によれば、自装置内の分析部３００による計測結果を利用して、捕集量を抑制することができる。したがって、外部機器による濃度の別途の計測をしなくてもよい。但し、抑制部６０は、粒子分析装置１２０以外の他の装置によって計測された粒子の濃度に応じて、試料ガスの導入時間を変更してもよい。抑制部６０は、図３に示される粒子計測部２００によって計測された粒子の濃度に応じて、導入時間を変更してもよい。この場合、粒子計測部２００が粒子分析装置１２０の構成要素としても機能する。粒子計測部２００は、試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光、すなわち散乱光２２０に基づいて、試料ガス中の粒子の濃度を計測する。   Further, according to the particle analysis device 120 of the present embodiment, it is possible to suppress the collection amount by using the measurement result by the analysis unit 300 in the device itself. Therefore, it is not necessary to separately measure the concentration by an external device. However, the suppressing unit 60 may change the introduction time of the sample gas according to the concentration of particles measured by a device other than the particle analyzer 120. The suppression unit 60 may change the introduction time according to the concentration of particles measured by the particle measurement unit 200 shown in FIG. In this case, the particle measuring unit 200 also functions as a component of the particle analyzer 120. The particle measuring unit 200 measures the concentration of particles in the sample gas based on the laser light scattered by the particles in the sample gas, that is, the scattered light 220.

抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、導入時間を短くする。したがって、残渣の発生が抑制できる。この結果、試料ガス中の粒子の濃度が高くなっても、計測精度を維持できる。   The suppression unit 60 shortens the introduction time as the concentration of particles in the sample gas increases. Therefore, generation of residues can be suppressed. As a result, the measurement accuracy can be maintained even if the concentration of particles in the sample gas increases.

図１３は、第２実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。本例の粒子分析装置１２０は、分析部３００による計測結果の平均を算出する算出部を有する。そして、算出部は、導入時間が短くなるほど、平均をとる回数を多くする。第２制御部１７０が算出部を兼ねている場合を例にとって説明する。具体的には、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、導入時間ｔ１、導入時間ｔ２、および導入時間ｔ３（ｔ１＞ｔ２＞ｔ３）が設定されており、平均をとる計測回数として計測回数ｎ１、計測回数ｎ２、および計測回数ｎ３（ｎ１＜ｎ２＜ｎ３）が設定されている。試料ガスの粒子の濃度が高くなるにつれて、導入時間が短く設定される。導入時間が短くなるほど、平均をとる計測回数を多くする。   FIG. 13: is a flowchart which shows the collection amount suppression process in the particle analyzer 120 of 2nd Embodiment. The particle analysis device 120 of this example has a calculation unit that calculates the average of the measurement results of the analysis unit 300. Then, the calculation unit increases the number of times of averaging as the introduction time becomes shorter. The case where the second control unit 170 also serves as the calculation unit will be described as an example. Specifically, the introduction time t1, the introduction time t2, and the introduction time t3 (t1> t2> t3) are set corresponding to the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3. Therefore, the number of measurements n1, the number of measurements n2, and the number of measurements n3 (n1 <n2 <n3) are set as the averaged number of measurements. The introduction time is set shorter as the particle concentration of the sample gas increases. The shorter the introduction time, the greater the number of measurements taken for averaging.

図１３において、ステップＳ５０１からステップＳ５０３、ステップＳ５０５、ステップＳ５０６、ステップＳ５０８、ステップＳ５０９、ステップＳ５１１、およびステップＳ５１２の処理は、図１２におけるステップＳ４０１からステップＳ４０９の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、第１実施形態と同様の部材については、同じ符号を用いて説明する。   13, steps S501 to S503, step S505, step S506, step S508, step S509, step S511, and step S512 are the same as the steps S401 to S409 in FIG. Therefore, repeated description will be omitted, and the same members as those in the first embodiment will be described using the same reference numerals.

第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ５０２）。試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ１を設定し（ステップＳ５０３）、平均をとる回数である計測回数をｎ１に設定する（ステップＳ５０４）。また、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ５０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ２を設定し（ステップＳ５０６）、かつ平均をとる回数である計測回数をｎ２に設定する（ステップＳ５０７）。   The second control unit 170 determines whether or not the measured concentration value of the particles in the sample gas is less than or equal to the first set value d1 (step S502). When the measured concentration value of the particles in the sample gas is equal to or lower than the first set value d1 (step S502: YES), the second control unit 170 sets the introduction time t1 (step S503), and the number of times of averaging. Is set to n1 (step S504). Further, when the measured value of the concentration of particles in the sample gas is larger than the first set value d1 (step S502: NO) and equal to or smaller than the second set value d2 (step S505: YES), the second controller 170. Sets the introduction time t2 (step S506), and sets the number of measurements, which is the number of times of averaging, to n2 (step S507).

同様に、試料ガス中の粒子の濃度計測値が第２設定値ｄ２より大きく（ステップＳ５０５：ＮＯ）、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、導入時間ｔ３を設定し（ステップＳ５０９）、かつ平均をとる回数である計測回数をｎ３に設定する（ステップＳ５１０）。   Similarly, when the measured value of the concentration of particles in the sample gas is larger than the second set value d2 (step S505: NO) and is equal to or smaller than the third set value d3 (step S508: YES), the second controller. 170 sets the introduction time t3 (step S509) and sets the number of times of averaging, which is the number of times of measurement, to n3 (step S510).

設定された導入時間において、分析部３００は、試料ガス中の粒子の量を計測する。第２制御部１７０は、分析部３００による粒子の質量の計測値Ｓを導入量Ａ・ｔで除した値Ｓ／（Ａ・ｔ）を粒子の濃度計測値（μｇ／ｍ３）として算出する。そして、設定された計測回数分の濃度計測値を算出する（ステップＳ５１３）。次いで、第２制御部１７０は、計数回数分の濃度計測値の平均値を算出する（ステップＳ５１４）。平均値が、最終的な濃度計測値として用いられる。 At the set introduction time, the analysis unit 300 measures the amount of particles in the sample gas. The second control unit 170 calculates a value S / (A · t) obtained by dividing the measured value S of the mass of the particle by the analysis unit 300 by the introduction amount A · t as the measured value of the particle concentration (μg / m 3 ). . Then, the density measurement value for the set number of times of measurement is calculated (step S513). Next, the second control unit 170 calculates the average value of the density measurement values for the number of counts (step S514). The average value is used as the final density measurement.

本実施形態の粒子分析装置１２０によれば、分析部３００による計測結果の平均を算出する算出部を備える。算出部は、導入時間ｔ１、ｔ２、ｔ３が短くなるほど、平均をとる計測回数を多くする。したがって、捕集時間が短くなることに伴う誤差を軽減することができる。   The particle analysis device 120 of the present embodiment includes a calculation unit that calculates the average of the measurement results of the analysis unit 300. The calculation unit increases the number of times of averaging as the introduction times t1, t2, and t3 become shorter. Therefore, it is possible to reduce an error caused by shortening the collection time.

図１４は、第３実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。本例の粒子分析装置１２０の抑制部６０は、流路開閉部６２および第２制御部１７０のみならず、希釈部７０を有する。したがって、本例では、抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じた希釈率となるように希釈ガスで試料ガスを希釈して分析部３００に供給する。これらのことを除いて、本例の粒子分析装置１２０は、第１実施形態の粒子分析装置１２０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材には、同じ符号を用いて説明する。   FIG. 14 is a diagram showing a particle analyzer 120 according to the third embodiment. The suppression unit 60 of the particle analyzer 120 of this example has not only the flow path opening / closing unit 62 and the second control unit 170 but also the dilution unit 70. Therefore, in the present example, the suppression unit 60 dilutes the sample gas with the dilution gas so that the dilution ratio is in accordance with the concentration of particles in the sample gas, and supplies the diluted sample gas to the analysis unit 300. Except for these matters, the particle analyzer 120 of this example is the same as the particle analyzer 120 of the first embodiment. Therefore, repeated description will be omitted, and similar members will be described using the same reference numerals.

本例の抑制部６０は、希釈部７０を有する。希釈部７０は、希釈ガス流量調整部７２、浄化部７４、および希釈ガス源７６を有してよい。本例の粒子分析装置１２０は、試料ガス流路Ｌ２１、希釈ガス流路Ｌ２２、および供給流路Ｌ２３を有する。試料ガス流路Ｌ２１は、希釈されていない試料ガスが流れる流路である。希釈ガス流路Ｌ２２は、一端が希釈ガス源７６に接続され、他端が試料ガス流路Ｌ２１との合流点７８に接続される。供給流路Ｌ２３は、一端が合流点７８に接続され、他端が流路開閉部６２を介して分析部３００に接続されてよい。希釈部７０によって希釈された試料ガスが流路開閉部６２を介して分析部３００に導入される。   The suppression unit 60 of this example has a dilution unit 70. The diluting unit 70 may include a diluting gas flow rate adjusting unit 72, a purifying unit 74, and a diluting gas source 76. The particle analyzer 120 of this example has a sample gas flow path L21, a dilution gas flow path L22, and a supply flow path L23. The sample gas channel L21 is a channel through which undiluted sample gas flows. One end of the dilution gas flow path L22 is connected to the dilution gas source 76, and the other end is connected to a confluence point 78 with the sample gas flow path L21. One end of the supply channel L23 may be connected to the confluence point 78, and the other end may be connected to the analysis section 300 via the channel opening / closing section 62. The sample gas diluted by the diluting unit 70 is introduced into the analyzing unit 300 via the flow path opening / closing unit 62.

希釈ガスは、例えば、粒子を予め定められた量以上に含まない清浄な希釈空気である。希釈ガス源７６は、例えば圧縮空気源である。圧縮空気源は、コンプレッサであってよい。合流点７８において、試料ガス源１０からの試料ガスと希釈ガス源７６からの希釈ガスとが混合される。したがって、合流点７８の下流においては希釈ガスによって希釈された試料ガスが流れる。希釈ガスによって希釈された試料ガスは流路開閉部６２を介して粒子計測部２００に導入される。   The dilution gas is, for example, clean dilution air that does not contain particles in a predetermined amount or more. The dilution gas source 76 is, for example, a compressed air source. The source of compressed air may be a compressor. At the confluence 78, the sample gas from the sample gas source 10 and the diluent gas from the diluent gas source 76 are mixed. Therefore, the sample gas diluted with the diluent gas flows downstream of the confluence 78. The sample gas diluted with the diluent gas is introduced into the particle measuring unit 200 via the flow path opening / closing unit 62.

希釈部７０は、希釈ガス流路Ｌ２２に設けられる。希釈ガス流量調整部７２は、希釈ガス源７６から供給される希釈ガスの流量Ａ２を計測し、流量Ａ２を調整する。希釈ガス流量調整部７２は、具体的には、マスフローコントローラ、またはニードル弁付き流量計であってよい。希釈ガス流量調整部７２は、流量設定値が入力されてよい。希釈ガス流量調整部７２は、希釈ガスの流量Ａ２を実測してよい。浄化部７４は、希釈ガス内の粒子を除去して希釈ガスを浄化するためのフィルタを有する。   The diluting unit 70 is provided in the diluting gas flow path L22. The dilution gas flow rate adjusting unit 72 measures the flow rate A2 of the dilution gas supplied from the dilution gas source 76 and adjusts the flow rate A2. The dilution gas flow rate adjusting unit 72 may be specifically a mass flow controller or a flow meter with a needle valve. A flow rate setting value may be input to the dilution gas flow rate adjusting unit 72. The dilution gas flow rate adjusting unit 72 may measure the flow rate A2 of the dilution gas. The purification unit 74 has a filter for removing particles in the diluent gas to purify the diluent gas.

本例では、第２制御部１７０が、粒子分析部３００における計測結果に応じて試料ガスの希釈率を変更してよい。例えば第２制御部１７０は、試料ガス中の粒子濃度がより高い場合に、試料ガスの流量に対する希釈ガスの流量を相対的に大きくさせて、希釈率をより高くする。第２制御部１７０からの指示を受けて希釈ガス流量調整部７２は、流量Ａ２を変更する。これにより、抑制部６０は、第２制御部１７０が設定した希釈率となるように、希釈ガスで試料ガスを希釈して分析部３００に供給する。但し、本例と異なり、抑制部６０は、流量Ａ１、流量Ａ２、および流量Ａ３のうちの１つ以上を変更することによって希釈してもよい。   In the present example, the second controller 170 may change the dilution rate of the sample gas according to the measurement result of the particle analyzer 300. For example, when the particle concentration in the sample gas is higher, the second control unit 170 makes the flow rate of the diluting gas relatively larger than the flow rate of the sample gas to make the dilution rate higher. Upon receiving an instruction from the second control unit 170, the dilution gas flow rate adjusting unit 72 changes the flow rate A2. As a result, the suppression unit 60 dilutes the sample gas with the dilution gas so that the dilution ratio is set by the second control unit 170 and supplies the diluted sample gas to the analysis unit 300. However, unlike the present example, the suppressing unit 60 may dilute by changing one or more of the flow rate A1, the flow rate A2, and the flow rate A3.

第２制御部１７０は、図１４に破線で示したように、圧力計測部５２、流路開閉部６２、分析部３００、および希釈ガス流量調整部７２の各部と通信可能に接続されてよい。第２制御部１７０は、図１で示された粒子計測装置１１０と通信可能に接続されていてよい。第２制御部１７０は、圧力計測部５２からの圧力の実測値を読み込み、圧力の実測値から圧力計測部５２での流量を算出してもよい。第２制御部１７０は、希釈ガス流量調整部７２から流量の実測値を読み込んでよい。   The second control unit 170 may be communicatively connected to the pressure measuring unit 52, the flow path opening / closing unit 62, the analyzing unit 300, and the dilution gas flow rate adjusting unit 72, as indicated by the broken line in FIG. 14. The second controller 170 may be communicatively connected to the particle measuring device 110 shown in FIG. The second control unit 170 may read the measured pressure value from the pressure measurement unit 52 and calculate the flow rate at the pressure measurement unit 52 from the measured pressure value. The second control unit 170 may read the actual measurement value of the flow rate from the dilution gas flow rate adjustment unit 72.

本例では、流路開閉部６２は、導入時間が一定となるようにしてよい。但し、処理はこの場合に限られず、抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度に応じて希釈率および導入時間の双方を変更してもよい。具体的には、抑制部６０は、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、希釈率を高くするとともに、導入時間を短くしてよい。   In this example, the flow path opening / closing unit 62 may be configured so that the introduction time is constant. However, the processing is not limited to this case, and the suppressing unit 60 may change both the dilution rate and the introduction time depending on the concentration of particles in the sample gas. Specifically, the suppression unit 60 may increase the dilution rate and shorten the introduction time as the concentration of particles in the sample gas increases.

図１５は、第３実施形態の粒子分析装置１２０における捕集量抑制処理を示すフローチャートである。図１５に示される処理では、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を、予め定められた複数の閾値と比較する。本例では、複数の閾値として、第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３（第１設定値ｄ１＜第２設定値ｄ２＜第３設定値ｄ３）の３つの値を設定する。しかし、複数の閾値の個数は、３つの場合に限られない。   FIG. 15 is a flowchart showing the collection amount suppression process in the particle analyzer 120 of the third embodiment. In the process shown in FIG. 15, the concentration of particles in the undiluted sample gas is compared with a plurality of predetermined threshold values. In this example, three values of the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3 (first set value d1 <second set value d2 <third set value d3) are set as the plurality of threshold values. To set. However, the number of thresholds is not limited to three.

第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３に対応して、希釈率Ｅとして、第１値Ｅ１、第２値Ｅ２、および第３値Ｅ３（第１値＜第２値＜第３値）が設定されてよい。試料ガスの粒子の濃度が高くなるについて、希釈率Ｅが高くなる。なお、本明細書では希釈率Ｅは、試料ガス流量Ａ１／（試料ガス流量Ａ１＋希釈ガス流量Ａ２）であるので、希釈率Ｅが高くなることは、希釈ガスの占める割合が高くなることを意味する。   Corresponding to the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3, as the dilution ratio E, the first value E1, the second value E2, and the third value E3 (first value <second Value <third value) may be set. The higher the particle concentration of the sample gas, the higher the dilution rate E. In this specification, the dilution rate E is the sample gas flow rate A1 / (sample gas flow rate A1 + diluting gas flow rate A2). Therefore, a higher dilution rate E means a higher proportion of the dilution gas. To do.

本例では、希釈されていない試料ガス中における粒子の濃度の閾値である第１設定値ｄ１、第２設定値ｄ２、および第３設定値ｄ３として、１００μｇ／ｍ３、５００μｇ／ｍ３、および１０００μｇ／ｍ３が予め定められている。本例では、希釈率Ｅの第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）であり、第２値Ｅ２が１０（希釈ガス：試料ガス＝１０：９０）であり、第３値Ｅ３が約３３（希釈ガス：試料ガス＝３：９７）である。但し、各値は、これらの値に限られるものではない。 In this example, 100 μg / m 3 , 500 μg / m 3 , and 100 μg / m 3 and 500 μg / m 3 are set as the first set value d1, the second set value d2, and the third set value d3 that are the threshold values of the concentration of particles in the undiluted sample gas 1000 μg / m 3 is predetermined. In this example, the first value E1 of the dilution rate E is 1 (dilution gas: sample gas = 0: 100), the second value E2 is 10 (dilution gas: sample gas = 10: 90), and the third value The value E3 is about 33 (dilution gas: sample gas = 3: 97). However, each value is not limited to these values.

第２制御部１７０は、希釈前の試料ガス中における粒子の濃度計測値を取得する（ステップＳ６０１）。測定開始の時点では、試料ガスの濃度の範囲が不明である。したがって、第２制御部１７０は、希釈部７０に対して、希釈しないように指示してよい。この場合は、試料ガスが希釈されずに粒子分析部３００に導入される。粒子分析部３００は、希釈されていない試料ガスについて粒子の濃度計測値を計測する。粒子分析部３００によって計測された濃度計測値が取得される。試料ガスが希釈されていない場合は、濃度（パーティクル値）は、濃度計測値であるパーティクル検出値（生データ）自体であってよい。   The second control unit 170 acquires the measured concentration value of particles in the sample gas before dilution (step S601). At the time of starting the measurement, the range of the concentration of the sample gas is unknown. Therefore, the second control unit 170 may instruct the diluting unit 70 not to dilute. In this case, the sample gas is introduced into the particle analysis unit 300 without being diluted. The particle analysis unit 300 measures the particle concentration measurement value for the undiluted sample gas. The concentration measurement value measured by the particle analysis unit 300 is acquired. When the sample gas is not diluted, the concentration (particle value) may be the particle detection value (raw data) itself which is a concentration measurement value.

第２制御部１７０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下であるかを判断する（ステップＳ６０２）。希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１以下である場合には（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、希釈率を第１値Ｅ１に設定する（ステップＳ６０３）。本例では、第１値Ｅ１が１（希釈ガス：試料ガス＝０：１００）である。   The second control unit 170 determines whether the concentration of particles in the undiluted sample gas is equal to or lower than the first set value d1 (step S602). When the concentration of particles in the undiluted sample gas is equal to or lower than the first set value d1 (step S602: YES), the second control unit 170 sets the dilution rate to the first value E1 (step S603). ). In this example, the first value E1 is 1 (dilution gas: sample gas = 0: 100).

さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第１設定値ｄ１より大きく（ステップＳ６０２：ＮＯ）、かつ第２設定値ｄ２以下である場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、希釈率を第２値Ｅ２に設定する（ステップＳ６０５）。さらに、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第２設定値ｄ２より大きく、かつ第３設定値ｄ３以下である場合には（ステップＳ６０６：ＹＥＳ）、第２制御部１７０は、希釈率を第３値ｄ３に設定する（ステップＳ６０７）。   Further, when the concentration of particles in the undiluted sample gas is higher than the first set value d1 (step S602: NO) and is equal to or less than the second set value d2 (step S604: YES), the second control The unit 170 sets the dilution rate to the second value E2 (step S605). Furthermore, when the concentration of particles in the undiluted sample gas is higher than the second set value d2 and equal to or lower than the third set value d3 (step S606: YES), the second control unit 170 determines that the dilution rate is Is set to the third value d3 (step S607).

一方、第２制御部１７０は、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度が第３設定値ｄ３より高い場合には（ステップＳ６０６：ＮＯ）、試料ガスを分析部３００に供給せず、希釈ガスのみを分析部３００に供給するように制御してよい（ステップＳ６０８）。さらに、計測限界濃度を超えたことに伴うエラーを発報して、処理を終了してもよい（ステップＳ６０９）。ステップＳ６０８およびステップＳ６０９の処理により、計測限界を超える濃度のガスによって装置内部が汚染されることを可能な限り抑制することができる。   On the other hand, when the concentration of particles in the undiluted sample gas is higher than the third set value d3 (step S606: NO), the second control unit 170 does not supply the sample gas to the analysis unit 300 and dilutes it. It may be controlled to supply only the gas to the analysis unit 300 (step S608). Further, an error associated with exceeding the measurement limit concentration may be reported and the process may be ended (step S609). By the processes of step S608 and step S609, it is possible to suppress the inside of the device from being contaminated with a gas having a concentration exceeding the measurement limit as much as possible.

一方、計測限界濃度を超えない範囲では、試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、高く設定された希釈率（ステップＳ６０３、ステップＳ６０５、ステップＳ６０７）になるように、希釈部７０は、試料ガスを希釈して、分析部３００に供給する。分析部３００は、希釈された試料ガス中の粒子の濃度を計測する。第２制御部１７０は、分析部３００から濃度計測値を取得する（ステップＳ６１０）。   On the other hand, in the range not exceeding the measurement limit concentration, the higher the concentration of particles in the sample gas is, the higher the dilution ratio (step S603, step S605, step S607) is set. Is diluted and supplied to the analysis unit 300. The analysis unit 300 measures the concentration of particles in the diluted sample gas. The second controller 170 acquires the concentration measurement value from the analyzer 300 (step S610).

第２制御部１７０は、希釈部７０における希釈率と、分析部３００によって計測された粒子の濃度計測値とから、希釈されていない試料ガス中の粒子の濃度を算出する（ステップＳ６１１）。具体的には、ステップＳ６１０で取得した濃度計測値（パーティクル検出値）に希釈率Ｅ（補正値）を乗じて、希釈されていない元々の試料ガス中の粒子の濃度（パーティクル値）を算出してよい。以下、処理は、ステップＳ６０２以下に戻る。ステップＳ６１１で算出された希釈前の濃度を、各設定値ｄ１、ｄ２、ｄ３と比較し、上述したような処理を繰り返してよい。   The second control unit 170 calculates the concentration of particles in the undiluted sample gas from the dilution ratio in the dilution unit 70 and the particle concentration measurement value measured by the analysis unit 300 (step S611). Specifically, the concentration measurement value (particle detection value) acquired in step S610 is multiplied by the dilution rate E (correction value) to calculate the concentration (particle value) of particles in the original undiluted sample gas. You may Hereinafter, the process returns to step S602 and the subsequent steps. The concentration before dilution calculated in step S611 may be compared with each of the set values d1, d2, and d3, and the process described above may be repeated.

以上の処理によっても、抑制部６０は、粒子の濃度、すなわち粒子による汚染度に応じて、分析部３００における粒子の捕集量を抑制することができる。したがって、第１実施形態の場合と同様の効果を達成できる。また、導入時間をあまりに短くする必要がないので、計測精度を維持しやすい。試料ガス中の粒子の濃度に応じて、導入時間と希釈率の双方を変更することもできる。   Also by the above processing, the suppression unit 60 can suppress the amount of particles collected in the analysis unit 300 according to the concentration of particles, that is, the degree of contamination by particles. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be achieved. Moreover, since it is not necessary to shorten the introduction time too much, it is easy to maintain the measurement accuracy. Both the introduction time and the dilution rate can be changed depending on the concentration of particles in the sample gas.

図１６は、第４実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。本例の粒子分析装置１２０は、分級部８２、凝集促進部８４、微小粒子用流量調整部８６、および流路切換部８８を有することを除いて、図１０に示された第１実施形態の粒子分析装置１２０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。   FIG. 16 is a diagram showing a particle analyzer 120 according to the fourth embodiment. The particle analyzer 120 of this example has the classification unit 82, the aggregation promoting unit 84, the fine particle flow rate adjusting unit 86, and the flow path switching unit 88, except for the first embodiment shown in FIG. 10. It is similar to the particle analyzer 120. Therefore, repeated description will be omitted, and similar members will be described using the same reference numerals.

本例の粒子分析装置１２０は、本来であれば分析部３００において捕集しづらい微小粒子をあえて凝集させて粒子径を大きくすることによって捕集しやすくし検出するものである。粒子の濃度が高くなると粒子の凝集が促進されることを利用してよい。分級部８２は、予め定められた粒子径以上の粒子を除去した試料ガスを凝集促進部８４に供給する粒子分級部である。分級部８２は、例えばバーチャルインパクタ、またはフィルタなど種々の構成を有する。   The particle analysis device 120 of the present example is intended to detect fine particles that are otherwise difficult to collect in the analysis section 300 by intentionally aggregating them to increase the particle size. It may be used that the agglomeration of particles is promoted as the concentration of particles increases. The classification unit 82 is a particle classification unit that supplies the sample gas from which particles having a predetermined particle size or more have been removed to the aggregation promoting unit 84. The classifying unit 82 has various configurations such as a virtual impactor or a filter.

凝集促進部８４は、試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。本例では、凝集促進部８４は、分級部８２を通過した試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す。凝集促進部８４は、例えば、ラビリンス構造、加熱部、および加湿部を有しる。ラビリンス構造は、比較的狭くて曲がりくねった流路を有する。ラビリンス構造における流路は、流路Ｌ２１よりも狭くてよい。ラビリング構造を試料ガスが流れることによって、試料ガス中の粒子同士が凝集しやすくなる。加熱部を有する場合は、粒子同士の接触する確率が高くなり、凝集しやすくなる。加湿部を有する場合は、水蒸気を媒介として粒子同士が凝集しやすくなる。   The aggregation promoting unit 84 promotes the aggregation of particles in the sample gas. In this example, the aggregation promoting unit 84 promotes aggregation of particles in the sample gas that has passed through the classifying unit 82. The aggregation promoting unit 84 has, for example, a labyrinth structure, a heating unit, and a humidifying unit. The labyrinth structure has a relatively narrow and tortuous flow path. The flow path in the labyrinth structure may be narrower than the flow path L21. When the sample gas flows through the labyrinth structure, particles in the sample gas easily aggregate with each other. When the heating part is provided, the probability that the particles come into contact with each other becomes high, and the particles easily aggregate. In the case of having a humidifying part, the particles are likely to aggregate with each other via water vapor.

微小粒子用流量調整部８６は、凝集促進部８４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスの流量を調整する。微小粒子用流量調整部８６は、分析部用流量調整部５１と同様の構成を有してよい。凝集促進部８４によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスは、微小粒子用流量調整部８６によって流量が制御されて、分析部３００に導入される。流路切換部８８は、凝集促進部８４を経る流路と、凝集促進部８４を経ない流路とを切り換える。流路切換部８８は、第２制御部１７０によって制御されてよい。   The fine particle flow rate adjusting unit 86 adjusts the flow rate of the sample gas in which the aggregation of the particles is promoted by the aggregation promoting unit 84. The fine particle flow rate adjustment unit 86 may have the same configuration as the analysis unit flow rate adjustment unit 51. The flow rate of the sample gas in which the aggregation of particles has been promoted by the aggregation promoting unit 84 is controlled by the fine particle flow rate adjusting unit 86, and the sample gas is introduced into the analyzing unit 300. The flow path switching unit 88 switches between a flow path passing through the aggregation promoting unit 84 and a flow path not passing through the aggregation promoting unit 84. The flow path switching unit 88 may be controlled by the second control unit 170.

第２制御部１７０は、分析部３００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子の濃度を検出したい場合、流路切換部８８に対して、凝集促進部８４を経る流路に切り換えるように指示する。分析部３００において検出可能な粒子径に満たない微小粒子は、分級部８２を通過する。分級部８２を通過した微小粒子は、凝集促進部８４によって凝集が促進される。その結果、分析部３００で計測可能な粒子径まで大きくなり、粒子計測部に供給される。   The second control unit 170 instructs the flow channel switching unit 88 to switch to the flow channel that passes through the aggregation promoting unit 84 when detecting the concentration of fine particles that is less than the particle size that can be detected by the analysis unit 300. To do. Fine particles that are less than the particle size detectable by the analysis unit 300 pass through the classification unit 82. Aggregation of the fine particles that have passed through the classification unit 82 is promoted by the aggregation promoting unit 84. As a result, the particle size that can be measured by the analysis unit 300 is increased and is supplied to the particle measurement unit.

流路切換部８８は、凝集促進部８４を経ない供給流路に切り換えることができる。この場合は、第１から第３実施形態と同様に粒子の濃度を計測することができる。   The flow channel switching unit 88 can switch to a supply flow channel that does not pass through the aggregation promoting unit 84. In this case, the particle concentration can be measured as in the first to third embodiments.

図１７は、第５実施形態における粒子分析装置１２０を示す図である。本例の粒子分析装置１２０は、分級部８２、凝集促進部８４、微小粒子用流量調整部８６、および流路切換部８８を有することを除いて、図１４に示された第３実施形態における粒子分析装置１２０と同様である。また、分級部８２、凝集促進部８４、微小粒子用流量調整部８６、および流路切換部８８は、図１６に示された第４実施形態における粒子分析装置１２０と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略し、同様の部材については同じ符号を用いて説明する。   FIG. 17 is a diagram showing the particle analyzer 120 according to the fifth embodiment. The particle analyzer 120 of the present example is the same as that of the third embodiment shown in FIG. 14, except that it has a classifying unit 82, an aggregation promoting unit 84, a fine particle flow rate adjusting unit 86, and a flow path switching unit 88. It is similar to the particle analyzer 120. The classifying unit 82, the aggregation promoting unit 84, the fine particle flow rate adjusting unit 86, and the flow path switching unit 88 are the same as those in the particle analyzer 120 according to the fourth embodiment shown in FIG. 16. Therefore, repeated description will be omitted, and similar members will be described using the same reference numerals.

本例では、凝集促進部８４を経て導入される試料ガスは希釈しなくてよい。これにより、凝集が促進される。但し、この場合に限られず、凝集促進部８４を経る流路を流れる試料ガスについても希釈してもよい。しかし、この場合は、凝集促進部８４を経ない流路を流れる試料ガスより希釈率を低くしてよい。本例の粒子分析装置１２０によっても、捕集しづらく計測しづらい微小な粒子径の粒子をあえて凝集させて粒子径の大きい粒子とすることにより、捕集しやすくすることができる。   In this example, the sample gas introduced through the aggregation promoting unit 84 does not have to be diluted. This promotes aggregation. However, the present invention is not limited to this case, and the sample gas flowing through the flow path passing through the aggregation promoting unit 84 may also be diluted. However, in this case, the dilution rate may be lower than that of the sample gas flowing through the flow channel that does not pass through the aggregation promoting section 84. Also by the particle analyzer 120 of this example, it is possible to facilitate collection by intentionally aggregating particles having a small particle diameter that are difficult to collect and difficult to measure into particles having a large particle diameter.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   Although the present invention has been described using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。   The execution order of each process such as operation, procedure, step, and step in the device, system, program, and method shown in the claims, the specification, and the drawings is, in particular, “before” or “prior to”. It should be noted that the output of the previous process can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the operation flow in the claims, the description, and the drawings is described using “first,” “next,” and the like for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. Not a thing.

１０ 試料ガス源、１２ 分岐点、２０ 第１調整部、２２ 希釈ガス流量調整部、２４ 浄化部、２６ 希釈ガス源、２８ 合流点、３０ 粒子計測部用流量調整部、３２ 第１吸引部、４２ 分級部、４４ 凝集促進部、４６ 微小粒子用流量調整部、４８ 流路切換部、５１ 分析部用流量調整部、５２ 圧力計測部、５４ 第２吸引部、６０ 抑制部、６２ 流路開閉部、７０ 希釈部、７２ 希釈ガス流量調整部、７４ 浄化部、７６ 希釈ガス源、７８ 合流点、８２ 分級部、８４ 凝集促進部、８６ 微小粒子用流量調整部、８８ 流路切換部、１００ 粒子分析システム、１１０ 粒子計測装置、１２０ 粒子分析装置、１５０ 希釈部、１６０ 第１制御部、１７０ 第２制御部、２００ 粒子計測部、２０２ 遮光容器、２０４ 射出ノズル、２０６ 射出口、２０８ 回収ノズル、２１０ 回収口、２１２ 粒子計測領域、２１３ レーザ照射部、２１４ コリメートレンズ、２１５ 反射ミラー、２１６ レーザ光、２１８ 受光部、２２０ 散乱光、３００ 分析部、３０２ 減圧容器、３０３ 減圧容器、３０４ 減圧容器、３０５ 減圧容器、３１０ 粒子線生成部、３１２ オリフィス、３１４ 粒子線射出口、３１６ 粒子線、３２０ 捕集体、３２２ 捕集面、３３０ エネルギー線照射部、３３１ エネルギー線、３３２ 照射口、３３４ 透光窓、３４０ 分析器、３４２ 回収筒部、４００ システム制御部 10 sample gas source, 12 branch point, 20 first adjusting section, 22 dilution gas flow rate adjusting section, 24 purifying section, 26 dilution gas source, 28 confluence point, 30 particle measuring section flow rate adjusting section, 32 first suction section, 42 classification part, 44 aggregation promoting part, 46 fine particle flow rate adjusting part, 48 flow path switching part, 51 analyzing part flow rate adjusting part, 52 pressure measuring part, 54 second suction part, 60 suppressing part, 62 flow path opening / closing Section, 70 dilution section, 72 dilution gas flow rate adjustment section, 74 purification section, 76 dilution gas source, 78 confluence point, 82 classification section, 84 aggregation promotion section, 86 fine particle flow rate adjustment section, 88 flow path switching section, 100 Particle analysis system, 110 particle measurement device, 120 particle analysis device, 150 dilution unit, 160 first control unit, 170 second control unit, 200 particle measurement unit, 202 light shielding container, 204 injection nozzle, 06 injection port, 208 recovery nozzle, 210 recovery port, 212 particle measurement region, 213 laser irradiation part, 214 collimating lens, 215 reflection mirror, 216 laser light, 218 light receiving part, 220 scattered light, 300 analysis part, 302 decompression container, 303 decompression container, 304 decompression container, 305 decompression container, 310 particle beam generation part, 312 orifice, 314 particle beam emission port, 316 particle beam, 320 collection body, 322 collection surface, 330 energy beam irradiation part, 331 energy beam, 332 Irradiation port, 334 Transparent window, 340 Analyzer, 342 Collection cylinder part, 400 System control part

Claims (8)

試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、前記脱離成分を分析して粒子の量を計測する分析部と、
前記試料ガス中の粒子の濃度に応じて、前記分析部における前記粒子の捕集量を抑制する抑制部と、
前記分析部による計測結果の平均を算出する算出部と、を備えており、
前記抑制部は、前記試料ガスを前記分析部に導入する導入時間を前記試料ガス中の粒子の濃度に応じて変更するものであり、
前記算出部は、前記導入時間が短くなるほど、平均をとる回数を多くする、粒子分析装置。 Collecting particles in the sample gas, desorbing the collected particles to generate a desorption component, an analysis unit that analyzes the desorption component to measure the amount of particles,
Depending on the concentration of particles in the sample gas, a suppression unit for suppressing the amount of collection of the particles in the analysis unit ,
And a calculation unit that calculates an average of the measurement results by the analysis unit ,
The suppression unit is to change the introduction time for introducing the sample gas into the analysis unit according to the concentration of particles in the sample gas,
The particle analyzer, wherein the calculation unit increases the number of times of averaging as the introduction time becomes shorter. 前記抑制部は、前記試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、前記導入時間を短くする、
請求項１に記載の粒子分析装置。 The suppression unit shortens the introduction time as the concentration of particles in the sample gas increases.
The particle analyzer according to claim 1 . 前記抑制部は、前記分析部による計測結果に応じて、前記導入時間を変更する、
請求項１または２に記載の粒子分析装置。 The suppression unit changes the introduction time according to the measurement result by the analysis unit,
The particle analyzer according to claim 1 . 前記試料ガス中の粒子によって散乱されたレーザ光に基づいて、前記試料ガス中の粒子の濃度を計測する粒子計測部を更に備えており、
前記抑制部は、前記粒子計測部によって計測された粒子の濃度に応じて、前記導入時間を変更する、
請求項１または２に記載の粒子分析装置。 Based on the laser light scattered by the particles in the sample gas, further comprising a particle measuring unit for measuring the concentration of particles in the sample gas,
The suppressing unit changes the introduction time according to the concentration of particles measured by the particle measuring unit,
The particle analyzer according to claim 1 . 前記試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す凝集促進部を更に備えており、
前記凝集促進部によって粒子同士の凝集が促進された試料ガスが、前記分析部に導入される
請求項１から４の何れか１項に記載の粒子分析装置。 The sample gas is further provided with an aggregation promoting unit that promotes aggregation of particles in the sample gas,
The aggregation accelerator unit sample gas aggregation of particles is promoted by the particle analyzer according to any one of 4 claims 1 to be introduced into the analyzer. 予め定められた粒子径以上の粒子を除去する粒子分級部を備えており、
前記凝集促進部は、前記粒子分級部を通過した前記試料ガス中の粒子同士が凝集することを促す、
請求項５に記載の粒子分析装置。 Equipped with a particle classifying unit for removing particles having a predetermined particle size or more,
The aggregation promoting unit promotes aggregation of particles in the sample gas that have passed through the particle classifying unit,
The particle analyzer according to claim 5 . 試料ガス中の粒子を捕集して、捕集された粒子を脱離させて脱離成分を生じさせ、前記脱離成分を分析して粒子の量を計測する分析段階と、
前記試料ガス中の粒子の濃度に応じて、前記分析段階における前記粒子の捕集量を抑制する抑制段階と、
前記分析段階における計測結果の平均を算出する算出段階と、を備えており、
前記抑制段階では、前記分析段階において前記試料ガスを導入する導入時間を前記試料ガス中の粒子の濃度に応じて変更し、
前記算出段階では、前記導入時間が短くなるほど、平均をとる回数を多くする、粒子分析方法。 A step of collecting particles in the sample gas, desorbing the collected particles to generate a desorbed component, and analyzing the desorbed component to measure the amount of particles,
Depending on the concentration of particles in the sample gas, a suppression step of suppressing the amount of the particles collected in the analysis step ,
And a calculation step of calculating an average of the measurement results in the analysis step ,
In the suppression step, the introduction time for introducing the sample gas in the analysis step is changed according to the concentration of particles in the sample gas,
In the calculation step, a particle analysis method in which the number of times of averaging is increased as the introduction time becomes shorter . 前記抑制段階では、前記試料ガス中の粒子の濃度が高くなるほど、前記導入時間を短くする、  In the suppression step, the higher the concentration of particles in the sample gas, the shorter the introduction time,
請求項７に記載の粒子分析方法。The particle analysis method according to claim 7.
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