JP6728648B2 - 算出装置および算出プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、算出装置および算出プログラムに関し、例えば粒子の濃度を測定する測定装置および測定システムに関する。
近年、ＰＭ２．５等の空気中の粒子状物質の濃度測定が盛んに行なわれている。気体中の粒子の濃度の単位には、単位体積あたりの気体に含まれる粒子の質量が用いられる（例えばｍｇ／ｍ３またはμｇ／ｍ３）。この粒子濃度を質量濃度という。例えばＰＭ２．５の質量濃度の標準的な測定方法としては、フィルタに気体中の粒子を捕集し、質量を測定する方法がある。また、自動測定が可能な質量濃度の測定方法としてベータ線吸収法がある。フィルタ法やベータ線吸収法によって得られる濃度は質量濃度であり、現在ＰＭ２．５濃度は質量濃度で表示することが一般的である。さらに、簡便な方法として気体中の粒子に光を照射して得られる散乱光により、単位体積あたりの気体中の粒子数（例え個／ｍ２）を測定する光散乱検出法がある。大気中の粒子の濃度を自動的に測定する方法が知られている（特許文献１から３）
特開２００１−３４３３１９号公報 特開２０１４−２４０７３３号公報 特開２０１４−２２８３０９号公報
フィルタを用い粒子を捕集する方法は、一回の測定時間が例えば２４時間以上である。また、自動測定が難しい。ベータ線吸収法は、自動測定が可能である。しかしながら、測定時間は十分短いとはいえない。また、測定装置が大型であり、価格も高い。このため、質量濃度検出器を備える測定局を多く設置することは難しい。
または、簡単な方法で粒子の成分の情報を得ることが求められている。
本算出装置および算出プログラムは、多くの測定局を設置可能とすること、または粒子の成分を簡単に求めることを目的とする。
第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第１測定局における質量濃度、前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出し、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局および前記第２測定局の少なくとも一方における気体中の粒子の成分を算出する算出部と、を具備することを特徴とする算出装置を用いる。
コンピュータに、第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得させ、取得した前記第１測定局における質量濃度、前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出し、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局および前記第２測定局の少なくとも一方における気体中の粒子の成分を算出させることを特徴とする算出プログラムを用いる。
本算出装置および算出プログラムによれば、多くの測定局を設置可能とすること、または粒子の成分を簡単に求めることができる。
図１は、実施例１に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。 図２は、実施例１に係る算出装置として機能するコンピュータのブロック図である。 図３は、実施例１に係る算出装置の機能ブロック図である。 図４は、実施例１においてコンピュータが行なう処理を示すフローチャートである。 図５は、実施例１における相関を算出する方法を示すフローチャートである。 図６は、実施例１における相対湿度に対する質量濃度に対する数濃度を示す図である。 図７は、実施例２に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。 図８は、実施例３に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。 図９は、実施例４に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。 図１０は、実施例５に係る算出装置の機能ブロック図である。 図１１は、実施例５においてコンピュータが行なう処理を示すフローチャートである。 図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、実施例５における相関ｆ（ｈ）およびｆｉ（ｈ）を示す図である。
ＰＭ２．５等の健康影響の観点から、身近なＰＭ２．５濃度を高い頻度で測定したいという要求が増している。しかしながら、ＰＭ２．５濃度を測定する測定局は全国でも１０００個に及ばない。また、設置場所も偏っており、上記要求に十分対応できていない。
また、測定局を空間的に高い密度で設置し、リアルタイムでＰＭ２．５濃度を収集し、配信すれば、ＰＭ２．５濃度の上昇が予想されるときに対処の参考になる。また、ＰＭ２．５濃度の予測、ＰＭ２．５の発生源の特定および／または大気科学シミュレーションなどに寄与できる。
フィルタを用い粒子を捕集する方法は、またはベータ線吸収法を用いた質量濃度測定器は、高価である。このため、質量濃度検出器を備える測定局を全国各地に設置することは難しい。また、測定時間が長いためリアルタイムの測定が難しい。
光散乱検出法を用いた数濃度測定器は、自動測定可能かつ安価なため、全国各地に数濃度測定器を備える測定局を設置することが考えられる。これにより、各地の粒子の濃度をリアルタイムで集計することができる。
しかしながら、光散乱検出法で測定できる濃度は、質量濃度ではなく、単位体積あたりの粒子の個数に相当する数濃度である。これまで、気体中の粒子の数濃度から質量濃度への変換には一定の変換係数を乗ずることが行われてきた。しかし、この方法では変換精度は高くない。本発明者は、変換係数を湿度の関数とすることで変換精度を向上させることに成功した。このことは、気体の湿度が変わると、粒子の吸湿量が変わるために粒子径の分布や粒子の物理化学的性質が変換することと関連があると考えられる。粒子はさまざまな成分の混合物である。粒子の吸湿性は、粒子の成分によって異なる。例えば、粒子が硫酸アンモニウムである場合、湿度が９０％において、光散乱断面積が乾燥状態の５倍となる。粒子が有機物の場合、光散乱断面積は湿度に余り影響されない。このように、粒子の成分が変化すると、粒子の吸湿性が変化する。粒子の成分は、場所および時期によって変化する。このため、数濃度から質量濃度に変換する関数として同じ関数を使用していると、数濃度から質量濃度への変換の精度はあまり高くできない。よって、粒子の成分の変化に応じて適切な関数を用いることを考えた。
このように、精度の高い測定局を多く設置することが難しい。以下の実施例では、精度が高いが高価な質量濃度検出器を備えた測定局と、安価であるが精度の低い数濃度検出器を備えた測定局とを設置することで、多くの測定局を設置することが可能となる。
図１は、実施例１に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。図１に示すように、システム１００は、測定局２０、２２および２２ａ、並びにコンピュータ１０を備えている。測定局２０は測定局２４および２６を兼ねる測定局であり、測定局２４と２６はほぼ同じ場所に設置されている。測定局２４は質量濃度測定器３０を備える。測定局２６は、数濃度測定器３２および湿度計３４を備える。測定局２２および２２ａは、測定局２０とは異なる場所に設置された測定局である。測定局２２および２２ａは、数濃度測定器３２および湿度計３４を備えているが、質量濃度測定器３０を備えていない。測定局２０および２２は有線のインターネット網３６を介しコンピュータ１０と接続されている。測定局２２ａは移動体通信網などの無線網３８を介しコンピュータ１０と接続されている。測定局２０、２２および２２ａとコンピュータ１０とのデータの送受信には、有線通信網および無線通信網等の各種通信方式を適宜使用できる。
質量濃度測定器３０は、例えばベータ線吸収法を用いた測定器であり、測定局２４における気体内のＰＭ２．５等の粒子の質量濃度Ｃｍ０を測定する。数濃度測定器３２は、例えば光散乱検出法を用いた測定器であり、測定局２４における気体内のＰＭ２．５等の粒子の数濃度Ｃｎ０を測定する。湿度計３４は、測定局２４における気体の相対湿度ｈ０を測定する。コンピュータ１０は、例えばサバーである。コンピュータ１０は、算出装置であり、算出プログラムおよび算出方法を実行する。
図２は、実施例１に係る算出装置として機能するコンピュータのブロック図である。コンピュータ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、表示装置１２、入力装置１３、出力装置１４、記憶装置１５、記憶媒体用ドライブ１６、通信インターフェース１７および内部バス１８を備えている。表示装置１２は、例えば液晶パネル等の表示パネルを含み、コマンドまたはデータ等を表示する。入力装置１３は、例えばキーボード、マウスおよびタッチパネル等であり、コマンドまたはデータ等を入力する。出力装置１４は、例えばプリンタであり、コマンドまたはデータ等を出力する。記憶装置１５は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリ、またはフラッシュメモリもしくはハードディスク等の不揮発性メモリであり、プログラム、処理中または処理後のデータを記憶する。記憶媒体用ドライブ１６は、記憶媒体１９に格納されたプログラムをインストールする際に用いる。通信インターフェース１７は、測定局２０、２２および２２ａから質量濃度、数濃度および湿度等のデータを取得する。内部バス１８は、コンピュータ１０内の各装置を接続する。
プログラムを格納するコンピュータ１０が読み取り可能な記憶媒体１９として可搬型記憶媒体を用いることができる。可搬型記憶媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）ディスク、ＤＶＤ（Digital Video Disc）ディスク、ブルーレイディスクまたはＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等を用いることができる。記憶媒体１９として、フラッシュメモリまたはＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を用いてもよい。
図３は、実施例１に係る算出装置４０の機能ブロック図である。コンピュータ１０は、図２に図示した各部材とソフトウエアとの協働により図３のように機能する。図４は、実施例１においてコンピュータが行なう処理を示すフローチャートである。
図３および図４に示すように、取得部４２は、測定局２４から測定局２４において測定された質量濃度Ｃｍ０を取得する。取得部４２は、測定局２６から測定局２６において測定された数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を取得する（ステップＳ１０）。相関算出部４４は、取得した質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０に基づき、湿度ｈに対する質量濃度Ｃｍと数濃度Ｃｎとの相関ｆ（ｈ）を算出する（ステップＳ１２）。例えば、相関ｆ（ｈ）は、ある相対湿度ｈに対するＣｎ／Ｃｍである。取得部４６は、測定局２２および２２ａから測定局２２および２２ａにおいて測定された数濃度Ｃｎ１および湿度ｈ１を取得する（ステップＳ１４）。質量濃度算出部４８は、取得した数濃度Ｃｎ１および湿度ｈ１から相関ｆ（ｈ）に基づき測定局２２および２２ａにおける気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ１を算出する（ステップＳ１６）。例えばＣｍ１＝Ｃｎ１／ｆ（ｈ）である。
図５は、実施例１における相関を算出する方法を示すフローチャートである。図５に示すように、取得部４２は、質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を取得する（ステップＳ２０）。例えば、取得部４２は、一定間隔（例えば１時間)ごとに質量濃度Ｃｍ０を取得し、より短い間隔（例えば１分）ごとに数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を取得する。取得部４２は、ほぼ同時刻に測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を１セットとし、図２の記憶装置１５等の記憶部に記憶する。質量濃度Ｃｍ０と数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０との測定間隔が異なる場合、質量濃度Ｃｍ０が測定された時刻に最も近い時刻に測定された数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０をほぼ同時刻に測定されたセットとしてもよい。質量濃度Ｃｍ０が測定されてから、次の質量濃度Ｃｍ０が測定されるまでの測定期間内に測定された複数の数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０について、最新に測定された質量濃度Ｃｍ０をほぼ同時刻に測定されたセットとしてもよい。測定期間内に測定された複数の数濃度Ｃｎ０の平均値と複数の湿度ｈ０の平均値と最新に測定された質量濃度Ｃｍとをほぼ同時刻測定されたとし１セットとしてもよい。
相関算出部４４は、相関を算出するために十分な個数のデータが収集されたか判定する（ステップＳ２２）。ＮｏのときステップＳ２０に戻る。Ｙｅｓのとき、相関算出部４４は、収集された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および相関を算出する（ステップＳ２４）。詳細は後述する。相関算出部４４は、相関ｆ（ｈ）を記憶装置１５等の記憶部に記憶する。相関ｆ（ｈ）は、例えば湿度ｈに対するＣｎ／Ｃｍのテーブルとして記憶部に記憶される。相関算出部４４は、終了か判定する（ステップＳ２６）。例えば、濃度測定を停止する場合等はＹｅｓと判定する。Ｙｅｓのとき終了する。ＮｏのときステップＳ２０に戻る。
図６は、実施例１における相対湿度に対する質量濃度に対する数濃度を示す図である。図６に示すように、相関算出部４４は、測定局２４および２６においてほぼ同時刻に測定された質量濃度Ｃｍ１と数濃度Ｃｎ１からＣｎ／Ｃｍを算出する。ドット５２は、ほぼ同時刻に測定された湿度ｈ１に対するＣｎ／Ｃｍを示す。測定局２４および２６の環境により湿度ｈが変化するため、様々な湿度ｈに対するＣｎ／Ｃｍのドット５２が得られる。相関算出部４４は、複数のドット５２から近似式を用い近似線５４を算出する。相関算出部４４は、近似線５４の関数を相関ｆ（ｈ）とする。
相関算出部４４は、一定期間（例えば１ヶ月、または１週間）または不定期間ごとに、期間内に測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を用い相関ｆ（ｈ）を算出することができる。また、相関算出部４４は、最新の一定期間（例えば１ヶ月、または１週間）または不定期間内に測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を用い相関ｆ（ｈ）を算出することができる。
図４のステップＳ１６において、質量濃度算出部４８は、最新の相関ｆ（ｈ）を用い質量濃度Ｃｍ１を算出する。
実施例１によれば、図４のステップＳ１０のように、取得部４２（取得部）は測定局２４（第１測定局）における質量濃度Ｃｍ０と測定局２６（第２測定局）における数濃度Ｃｎ０および湿度ｈを取得する。ステップＳ１２のように、相関算出部４４（算出部）は、質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈに基づき、湿度ｈに対する質量濃度Ｃｍと数濃度Ｃｎとの相関ｆ（ｈ）を算出する。ステップＳ１６のように、相関ｆ（ｈ）は、測定局２２および２２ａ（第３測定局）において測定された数濃度Ｃｎ１および湿度ｈ１から測定局２２および２２ａにおける気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ１を算出するための相関である。
例えば、ある地域では、測定局２４、２６、２２および２２ａにおける粒子の成分はほぼ同じと考えられる。測定局２４、２６、２２および２２ａにおける質量濃度と数濃度の比はほぼ同じである。そこで、測定局２４および２６において測定された質量濃度Ｃｍ０と数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０から相関ｆ（ｈ）を算出する。相関ｆ（ｈ）を用い、各測定局２２および２２´において測定された数濃度Ｃｎ１および湿度ｈ１から各測定局２２および２２´における質量濃度Ｃｍ１を精度よく算出できる。測定局２２および２２ａは質量濃度測定器３０を備えない。このため、測定局２２および２２ａを多数設置することができる。また、測定局２２および２２ａは数濃度Ｃｎ１および湿度ｈ１を短い間隔で測定できる。よって、測定局２２および２２ａにおける質量濃度Ｃｍ１をリアルタイムに算出できる。
また、図１のように、測定局２４と測定局２６とは同じ場所に位置する。これにより、ほぼ同じ場所における質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を測定できる。よって、相関ｆ（ｈ）をより精度よく算出できる。なお、同じ場所とは、例えば測定局２４と２６とが同じ建物に設置されている場合、同じ敷地に設置されている場合、または測定局２４と２６との距離が約１００ｍ以下の場合である。測定局２４と２６が異なる場所に位置するとは、測定局２４と２６との距離が例えば数１００ｍ以上離れている場合である。
図５のステップＳ２０およびＳ２２のように、取得部４２は、定期的または不定期に測定された測定局２４における複数の質量濃度Ｃｍ０、測定局２６における複数の数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を取得する。ステップＳ２４において、相関算出部４４は、定期的または不定期に相関ｆ（ｈ）を算出する。これにより、図４のステップＳ１６において、質量濃度算出部４８は、定期的または不定期に算出された相関のうち最新の相関ｆ（ｈ）を用い測定局２２および２２ａにおける質量濃度Ｃｍ１を算出できる。これにより、粒子の成分が環境の変化または季節変動により変動する場合も、精度よく質量濃度を算出できる。
図５のステップＳ２０、図６のように、取得部４２は、一定期間に測定局２４において測定された複数の質量濃度Ｃｍ０、一定期間に測定局２６において測定された複数の数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を取得する。相関算出部４４は、複数の質量濃度Ｃｍ０、複数の数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０に基づき相関ｆ（ｈ）を算出する。これにより、相関ｆ（ｈ）を算出できる。
図６のように、相関ｆ（ｈ）は、質量濃度Ｃｍに対する数濃度Ｃｎの比Ｃｎ／Ｃｍの湿度ｈ依存性であることが好ましい。これにより、容易に相関ｆ（ｈ）を算出できる。相関ｆ（ｈ）は、Ｃｎ／Ｃｍ以外のＣｎおよびＣｍを含む式の湿度依存性でもよい。
図７は、実施例２に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。図７に示すように、システム１０２において、測定局２４と測定局２６は異なる場所に設置されている。測定局２４と２６との距離は距離Ｄ１である。測定局２２および２２ａのうち最も測定局２４に近い測定局と測定局２４との距離は距離Ｄ２である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
実施例２では、距離Ｄ１は距離Ｄ２より小さい。これにより、比較的近い場所における質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を測定できる。よって、相関ｆ（ｈ）をより精度よく算出できる。距離Ｄ１は、例えば１ｋｍ以下とすることができる。
図８は、実施例３に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。図８に示すように、システム１０４において、地域が複数のセル５０に分割されている。各セル５０内に測定局２０および複数の測定局２２が配置されている。実施例１のように、測定局２０は測定局２４および２６を備えている。実施例２のように測定局２０の代わりに測定局２４および２６を備えていてもよい。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
実施例３によれば、複数のセル５０内にそれぞれ測定局２０および測定局２２が設けられている。相関算出部４４は、同じセル５０内の測定局２０における質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０に基づき、測定局２２における質量濃度Ｃｍ１を算出する。このように、地域を複数のセル５０に分割することで、より精度の高い相関ｆ（ｈ）を算出でき、より精度の高い質量濃度Ｃｍ１を算出できる。
図９は、実施例４に係る算出装置および算出プログラムが用いられるシステムを示すブロック図である。図９に示すように、システム１０６において、複数の測定局２０のうち測定局２０ａおよび２０ｂが設置されている。測定局２２のうち測定局２２ｂと測定局２０ａおよび２０ｂとの距離はそれぞれｄ１およびｄ２である。実施例１のように、測定局２０ａおよび２０ａは測定局２４および２６を備えている。実施例２のように測定局２０ａおよび２０ｂの代わりに測定局２４および２６を備えていてもよい。
図４のステップＳ１０において、取得部４２は、測定局２０ａおよび２０ｂにおけるそれぞれ質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を取得する。ステップＳ１２において、相関算出部４４は、測定局２０ａおよび２０ｂそれぞれについて相関ｆ１（ｈ）およびｆ２（ｈ）を算出する。相関算出部４４は、相関ｆ１（ｈ）およびｆ２（ｈ）に基づき測定局２２ｂにおける質量濃度Ｃｍ１を算出するための相関ｆｓ（ｈ）を算出する。相関算出部４４は、相関ｆ（ｈ）を、例えば、以下の式を用い算出する。
ｆ（ｈ）＝ｄ２／（ｄ１＋ｄ２）×ｆ１（ｈ）＋ｄ１／（ｄ１＋ｄ２）×ｆ２（ｈ）
その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
実施例４によれば、相関算出部４４は、複数の測定局２０ａおよび２０ｂそれぞれにおける質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０と、距離ｄ１およびｄ２と、に基づき、相関ｆ（ｈ）を算出する。これにより、測定局２２ｂにおける質量濃度Ｃｍ１をより精度よく算出できる。
さらに、ステップＳ１２において、相関算出部４４は、測定局２０ａ、２０ｂおよび測定局２２ｂの少なくとも１つの環境に関する情報に基づき、距離ｄ１およびｄ２を重み付けし、測定局２２ｂにおける相関ｆ（ｈ）を算出してもよい。これにより、測定局２２ｂにおける質量濃度Ｃｍ１をより精度よく算出できる。
相関算出部４４は、相関ｆ（ｈ）を、例えば、以下の式を用い算出する。
ｆ（ｈ）＝ｗ１×ｄ２／（ｄ１＋ｄ２）×ｆ１（ｈ）＋ｗ２×ｄ１／（ｄ１＋ｄ２）×ｆ２（ｈ）
ここで、ｗ１およびｗ２は、ｗ１＋ｗ２＝１の重み付け係数である。環境に関する情報としては、風向き等の天気に関する情報等を用いることができる。問えば、測定局２０ａが測定局２２ｂの風上に位置し、測定局２０ｂが測定局２２ｂの風下に位置するとき、ｗ１＜ｗ２とする。
ＰＭ２．５等の粒子は、例えば元素状炭素、有機物、無機塩などの多種の成分から構成される。粒子の成分がわかれば、粒子の発生源の情報を得ることができる。しかしながら、粒子の成分の分析には高価な装置を用いる。このため、容易に粒子の成分を分析することは困難である。
実施例５においては、図２に示したコンピュータ１０が算出装置として機能し、算出プログラムを実行する。図１０は、実施例５に係る算出装置４１の機能ブロック図である。コンピュータ１０は、図２に図示した各部材とソフトウエアとの協働により図１０のように機能する。図１１は、実施例５においてコンピュータが行なう処理を示すフローチャートである。
図１０および図１１に示すように、取得部４２は、実施例１と同様に、測定局２４から質量濃度Ｃｍ０を取得する。取得部４２は、測定局２６から数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０を取得する（ステップＳ１０）。相関算出部４４は、取得した質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０に基づき、相関ｆ（ｈ）を算出する（ステップＳ１２）。成分算出部４７は、記憶装置１５等の記憶部４５から各成分に対応する相関ｆｉ（ｈ）を取得する（ステップＳ３０）。相関ｆｉ（ｈ）は、粒子が単成分であったときのＣｎ／Ｃｍと湿度ｈとの相関を示す。複数の単成分についての相関ｆｉ（ｈ）は、予め測定されて記憶部４５に記憶されている。成分算出部４７は相関ｆ（ｈ）とｆｉ（ｈ）に基づき、粒子の成分を算出する（ステップＳ３２）。その後終了する。
図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、実施例５における相関ｆ（ｈ）およびｆｉ（ｈ）を示す図である。図１２（ａ）は、相関算出部４４が算出した相関ｆ（ｈ）である。図１２（ｂ）は、記憶部４５に記憶された成分Ａの相関ｆａ（ｈ）である。図１２（ｃ）は、記憶部４５に記憶された成分Ｂの相関ｆｂ（ｈ）である。成分算出部４７は、相関ｆ（ｈ）が相関ｆｉ（ｈ）を線形結合し最も近似する近似式を算出する。例えば、ｆ（ｈ）がｘ×ｆａ（ｈ）＋ｙ×ｆｂ（ｈ）で近似できたとき、粒子中の成分ＡおよびＢの存在はｘ：ｙとなる。
実施例５によれば、粒子の成分に対応付けされた、湿度ｈに対する質量濃度Ｃｍと数濃度Ｃｎとの複数の相関ｆｉ（ｈ）が予め設定されている。成分算出部４７（算出部）は、相関ｆ（ｈ）と、複数の相関ｆｉ（ｈ）と、に基づき測定局２４における気体中の粒子の成分を算出する。これにより、容易に粒子の成分を求めることができる。
相関ｆ（ｈ）および複数の相関ｆｉ（ｈ）は、質量濃度Ｃｍに対する数濃度Ｃｎの比Ｃｎ／Ｃｍの湿度ｈ依存性であることが好ましい。これにより、容易に相関ｆ（ｈ）およびｆｉ（ｈ）を算出できる。相関ｆ（ｈ）およびｆｉ（ｈ）は、Ｃｎ／Ｃｍ以外のＣｎおよびＣｍを含む式の湿度依存性でもよい。
成分算出部４７は、相関ｆ（ｈ）を複数の相関ｆｉ（ｈ）の線形結合で表したときの線形結合の係数ｘ、ｙに基づき成分を算出することが好ましい。これにより、容易に粒子の成分を算出できる。
実施例１から４に係る算出装置において、実施例５のように粒子の成分を算出してもよい。実施例５に係る算出装置は、実施例１から４に係る算出装置とは別に設けてもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第１測定局における質量濃度と前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、前記第１測定局および前記第２測定局と異なる場所に位置する第３測定局において測定された気体中の粒子の数濃度および湿度から前記第３測定局における気体中の粒子の質量濃度を算出するための、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出する算出部と、を具備することを特徴とする算出装置。
（付記２）前記第１測定局と前記第２測定局とは同じ場所に位置することを特徴とする付記１記載の算出装置。
（付記３）前記第１測定局と前記第２測定局とは異なる場所に位置し、前記第１測定局と前記第２測定局との距離は、前記第１測定局と前記第３測定局との距離より小さいことを特徴とする付記１記載の算出装置。
（付記４）前記取得部は、定期的または不定期に測定された前記第１測定局における複数の前記質量濃度、前記第２測定局における複数の数濃度および湿度を取得し、前記算出部は、定期的または不定期に前記相関を算出することを特徴とする付記１から３のいずれか一項記載の算出装置。
（付記５）前記取得部は、一定期間に前記第１測定局において測定された複数の前記質量濃度、前記一定期間に前記第２測定局において測定された複数の数濃度および湿度を取得し、前記算出部は、前記複数の質量濃度、前記複数の数濃度および湿度に基づき前記相関を算出することを特徴とする付記１から４のいずれか一項記載の算出装置。
（付記６）複数のセル内にそれぞれ前記第１測定局、前記第２測定局および前記第３測定局が設けられ、前記算出部は、同じセル内の前記第１測定局における質量濃度、前記同じセル内の前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、前記第３測定局における質量濃度を算出することを特徴とする付記１から５のいずれか一項記載の算出装置。
（付記７）前記取得部は、複数の前記第１測定局それぞれにおける質量濃度、対応する複数の前記第２測定局それぞれにおける数濃度および湿度を取得し、前記算出部は、前記複数の第１測定局それぞれにおける質量濃度、前記対応する複数の第２測定局それぞれにおける数濃度および湿度と、前記対応する複数の第２測定局と前記第３測定局とのそれぞれの距離と、に基づき、前記相関を算出することを特徴とする付記１から５のいずれか一項記載の算出装置。
（付記８）前記算出部は、前記複数の第１測定局、前記複数の第２測定局および前記第３測定局の少なくとも１つの環境に関する情報に基づき、前記距離を重み付けし、前記関数を算出することを特徴とする付記７記載の算出装置。
（付記９）前記算出部は、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局における気体中の粒子の成分を算出することを特徴とする付記１から８のいずれか一項記載の算出装置。
（付記１０）第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第１測定局における質量濃度、前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出し、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局および前記第２測定局の少なくとも一方における気体中の粒子の成分を算出する算出部と、を具備することを特徴とする算出装置。
（付記１１）コンピュータに、第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得させ、取得した前記第１測定局における質量濃度と前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、前記第１測定局および前記第２測定局と異なる場所に位置する第３測定局において測定された気体中の粒子の数濃度および湿度から前記第３測定局における気体中の粒子の質量濃度を算出するための、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出させることを特徴とする算出プログラム。
（付記１２）コンピュータに、第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得させ、取得した前記第１測定局における質量濃度、前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出し、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局および前記第２測定局の少なくとも一方における気体中の粒子の成分を算出させることを特徴とする算出プログラム。
（付記１３）前記算出部は、前記第３測定局において測定された気体中の粒子の数濃度から前記相関に基づき前記第３測定局における気体中の粒子の質量濃度を算出することを特徴とする付記１から９のいずれか一項記載の算出装置。
（付記１４）前記相関は、質量濃度に対する数濃度の比の湿度依存性であることを特徴とする付記１から８のいずれか一項記載の算出装置。
（付記１５）前記相関および前記複数の相関は、質量濃度に対する数濃度の比の湿度依存性であることを特徴とする付記９または１０記載の算出装置。
（付記１６）前記算出部は、前記相関を前記複数の相関の線形結合で表したときの前記線形結合の係数に基づき前記成分を算出することを特徴とする付記１５記載の算出装置。
（付記１７）コンピュータにおいて実行される算出方法であって、第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得し、取得した前記第１測定局における質量濃度と前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、前記第１測定局および前記第２測定局と異なる場所に位置する第３測定局において測定された気体中の粒子の数濃度および湿度から前記第３測定局における気体中の粒子の質量濃度を算出するための、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出することを特徴とする算出方法。
（付記１８）コンピュータにおいて実行される算出方法であって、第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得し、取得した前記第１測定局における質量濃度、前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出し、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局および前記第２測定局の少なくとも一方における気体中の粒子の成分を算出することを特徴とする算出方法。
１０ コンピュータ
２０、２２、２４、２６ 測定局
３０ 質量濃度測定器
３２ 数濃度測定器
３４ 湿度計
４０、４１ 算出装置
４２、４６ 取得部
４４ 相関算出部
４７ 成分算出部
４８ 質量濃度算出部

Claims (5)

  1. 第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記第１測定局における質量濃度と前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、前記第１測定局および前記第２測定局と異なる場所に位置する第３測定局において測定された気体中の粒子の数濃度および湿度から前記第３測定局における気体中の粒子の質量濃度を算出するための、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出する算出部と、
    を具備し、
    前記取得部は、複数の前記第１測定局それぞれにおける質量濃度、対応する複数の前記第２測定局それぞれにおける数濃度および湿度を取得し、
    前記算出部は、前記複数の第１測定局それぞれにおける質量濃度、前記対応する複数の第２測定局それぞれにおける数濃度および湿度と、前記対応する複数の第２測定局と前記第３測定局とのそれぞれの距離と、に基づき、前記相関を算出することを特徴とする算出装置。
  2. 前記算出部は、前記複数の第１測定局、前記複数の第２測定局および前記第３測定局の少なくとも１つの環境に関する情報に基づき、前記距離を重み付けし、前記相関を算出することを特徴とする請求項１記載の算出装置。
  3. 第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記第１測定局における質量濃度と前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、前記第１測定局および前記第２測定局と異なる場所に位置する第３測定局において測定された気体中の粒子の数濃度および湿度から前記第３測定局における気体中の粒子の質量濃度を算出するための、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出する算出部と、
    を具備し、
    前記算出部は、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局における気体中の粒子の成分を算出することを特徴とする算出装置。
  4. 第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得する取得部と、
    前記取得部が取得した前記第１測定局における質量濃度、前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出し、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局および前記第２測定局の少なくとも一方における気体中の粒子の成分を算出する算出部と、
    を具備することを特徴とする算出装置。
  5. コンピュータに、
    第１測定局において測定された気体中の粒子の質量濃度、第２測定局において測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第２測定局において測定された前記気体の湿度を取得させ、
    取得した前記第１測定局における質量濃度、前記第２測定局における数濃度および湿度に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出し、前記相関と、粒子の成分に対応付けされ予め設定されている湿度に対する質量濃度と数濃度との複数の相関と、に基づき前記第１測定局および前記第２測定局の少なくとも一方における気体中の粒子の成分を算出させることを特徴とする算出プログラム。
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