JPH05126717A - 塵埃検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】空気中の塵埃濃度を塵埃検知手段で検知し度、
かつ演算数値化し、その結果を表示手段に表示し、清浄
な環境を実現するために送信手段により空気調和装置を
自動運転可能にした塵埃検知装置を提供する。 【構成】風路を有する容器の風路内に吸排気手段と塵埃
センサからなる塵埃検知手段、表示手段及び制御信号送
信手段を設け、とくに塵埃検知手段として塵埃によるレ
ーザ光の９０゜散乱光と１８０゜直接光の比を塵埃濃度
検知信号として用いる。 【効果】居住空間中に浮遊する塵埃を検知し、これを演
算数値化して、表示手段によりリアルタイムに表示して
居住者に知らせる事ができる。また経時変化にともなう
光学系の汚れによる影響を少なくしたので長時間メンテ
ナンスフリーで、かつ高信頼度で使用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、居住空間における空気
中に浮遊する塵埃濃度を検知し、かつ当該塵埃濃度を数
量化して表示する塵埃検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の塵埃検知装置は、居住空間におけ
る空気の汚れ検知としては、例えば特開昭６３−２６５
１４３公報に記載されているように、空気中の微少粒子
の塵埃量を正確に検知することが知られている。しかし
空気汚れとしては綿ボコリ、ダニ、カビ等のハウスダス
ト及び花粉、たばこの煙を検知出来ることが必要であ
る。これらの塵埃の大きさは、ハウスダスト及び花粉の
大きさは１μ〜１０μ程度、たばこの煙が１μ以下の大
きさである。計測器として用いられている光散乱式塵埃
計は、塵埃に赤外レーザ光を照射し、その散乱光を受光
し計測するもので、前方（１８０°）散乱光受光方式と
側方（９０°）散乱光受光方式とがある。前方（１８０
°）散乱光受光方式は散乱光受光強度が大きく取れるた
め高精度計測が可能であるが、直接光を分離するための
光学系が複雑となる。側方（９０°）散乱光受光方式は
散乱光受光強度は弱いが直接光の分離が比較的容易であ
る。塵埃の大きさは散乱光パルス強度から、塵埃の個数
濃度は単位時間内の散乱光パルス数から求められる。

【０００３】しかし、かかる従来技術は、塵埃粒子の数
をカウントすることを重視しており、また赤外レーザ光
を照射するレーザダイオードの出射光窓の汚れ、ホトダ
イオードの受光窓の汚れ等の光学系の汚れにより経時変
化に伴ってレーザ光強度が減衰してしまい、実質的評価
に差が出来てしまうという問題がある。さらに安価で、
かつ小形軽量化が問題となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の塵埃検知装置
においては、居住空間の塵埃濃度を検知して、当該塵埃
検知装置の光学系の汚れによる影響を少なくし、その検
知量を数値化して表示手段により表示して、居住者に知
らせたり、居住空間の環境を清浄化する空気調和装置を
自動運転するために該空気調和装置へ制御信号を送信す
ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するためになされたもので、居住空間の空気を少量
サンプリングするための吸排気手段を風路を有する円筒
形容器の風路内に設け、かつ当該風路内に塵埃センサな
る塵埃検知手段を設けて、吸引空気中に浮遊するハウス
ダスト、煙、カビ、花粉等の塵埃に向かってレーザダイ
オードからレーザ光を照射し、塵埃による９０°散乱
光、及び１８０°レーザ光の一部をそれぞれホトダイオ
ードで受光し、それぞれの受光出力信号の比を塵埃濃度
検知信号として塵埃濃度を検知する塵埃検知手段を構成
し、さらに当該塵埃濃度検知信号から得られた値を数値
化して表示し、居住者に知らせる表示手段とを設けて、
かつ居住空間の空気を清浄化する必要が生じた時には居
住空間に備え付けられたエアコン、換気扇、空気清浄機
およびキッチンフードファン等の空気調和装置に制御信
号を送り自動運転させる送信手段を設けたことにより前
記の目的を達成するものである。

【０００６】

【作用】本発明は、居住空間の清浄空気環境を作る上で
指標となるハウスダスト、花粉、煙、カビなどの微細な
塵埃の濃度を塵埃センサで検知し、また当該吸引空気中
に浮遊する塵埃に向かってレーザダイオードからレーザ
光を照射し、塵埃による９０°散乱光、及び１８０°レ
ーザ光の一部をそれぞれホトダイオードで受光し、それ
ぞれの受光出力信号の比を塵埃濃度検知信号として塵埃
濃度を検知するので当該塵埃検知装置の光学系の汚れに
よる影響を少なくすることが出来る。さらに、当該塵埃
検知装置は装置として小形軽量化することができ、居住
者が手軽に部屋から部屋に持ち運ぶことができる。そし
て、居住者が部屋を移動するとともにその居住空間の塵
埃濃度を検知し、数値化して表示手段にリアルタイムに
表示して知らせる事が容易となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図３によ
って説明する。

【０００８】図１は本発明を実施するための塵埃検知装
置の正面断面図であり、図２は本発明の塵埃検知装置の
横断面図であり、図３は外観を示す外観図である。図
１、図２および図３において、１は円筒形で外郭を形成
する本体トップケース、２は液晶表示部とこれを駆動す
る回路とを一体化した液晶表示回路、２ａは本体トップ
ケース１の斜面に開口して液晶表示回路２の表示部を外
に面して表示が読み取れるようにする液晶表示窓、３は
塵埃センサ部、回路基板および電池を収納し、円筒形の
外郭を形成する本体下部ケース、４は居住空間の空気を
強制的に吸引サンブリングする吸引口、５は少しの隙間
を設けて光遮蔽板６をヘッドフランジ７に固定したヘッ
ド、６は居住空間に散乱する自然光や照明からの光を遮
断もしくは減衰させる光遮蔽板、６ａは当該光遮蔽板６
と隣接する光遮蔽板６’との間に設け、居住空間の空気
を少量サンプリングするため吸引する吸引隙間、７はサ
ンプル空気を下流の塵埃センサへ導くためのヘッドフラ
ンジ、７ａは当該吸引隙間６ａより流入した空気を集め
て下方に流すための吸引風路、８ａは前記ヘッド３を固
定し、塵埃センサ本体９と締結する塵埃センサ上部蓋、
８ｂは下記中間風路１３を固定し、塵埃センサ本体９と
締結する塵埃センサ下部蓋、９は塵埃センサ本体、９ａ
は塵埃センサ上部蓋８ａと塵埃センサ下部蓋８ｂと塵埃
センサ本体９とで中空を形成し塵埃センシング部となる
塵埃センシング空間、１０はレーザダイオード、１０ａ
は当該塵埃センサ本体９内に係止したレーザ光を平行化
するためのコリメートレンズ、１１ａは当該レーザダイ
オード１０のレーザ光に対して直角になる位置に設けて
塵埃による９０゜散乱光を受光するホトダイオードＡ、
１１ｂは当該レーザダイオード１０のレーザ光を直線上
で向い合う位置に設けてレーザ光の１８０゜直接光の一
部を受光するホトダイオードＢ、１２は前記吸引口４よ
り吸引隙間６ａ、ヘッドフランジ７、吸引風路７ａ、塵
埃センシング空間９ａを経て中間風路１３に強制的にサ
ンプル空気を吸引するファンモータ、１３は塵埃センサ
下部蓋８ｂに固定し、塵埃センシング空間９ａと連通す
る風路を形成し、内部にファンモータ１２を収納してな
る中間風路、１４は当該ファンモータ１２を係止して、
中間風路１３と連通し、下流の排気風路１６につながる
排気開口部１５を有する仕切板、１５は当該仕切板１４
に設けられ、ファンモータ１２でサンプル空気を中間風
路１３から排気する出口となる排気開口部、１６は当該
排気開口部１５と連通し、下流の排気孔１６ａへ排気を
導くための風路を形成する排気風路、１６ａは当該排気
風路１６より流れてきた排気を当該排気風路１６に貫通
するように本体下部ケース３の胴部に複数箇設けた孔よ
り排出する排気孔、１７から２１は液晶表示回路２、フ
ァンモータ１２、塵埃センサのセンシングを制御する電
気回路を組み込んだ回路基板Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、２２
から２５は上記回路基板Ａ１７、Ｂ１８、Ｃ１９、Ｄ２
０、Ｅ２１を固定し、それらを順に積層状に積み上げる
基板ホルダーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄである。さらに２６は本体
下部ケース３に固定して、電池収納ケース２８を出し入
れ可能にする電池収納円筒、２７は液晶表示回路２、フ
ァンモータ１２、塵埃センサ、回路基板Ａ１７、Ｂ１
８、Ｃ１９、Ｄ２０、Ｅ２１を駆動する電源となる電
池、２９は居住空間の空気を清浄化する空調機器へ制御
信号を発信する発信手段（例えば近赤外光発光用ＬＥＤ
及び制御回路）である。これらより塵埃検知装置を構成
する。

【０００９】次に、当該塵埃検知装置の概略動作を説明
する。

【００１０】居住者が居住する部屋すなわち居住空間に
本発明の塵埃検知装置を持ち運んで、身近な机上に置
き、当該塵埃検知装置の電源スィッチ（図示せず）をＯ
Ｎする。

【００１１】当該電源スィッチのＯＮによりファンモー
タ１２からなる吸排気手段が起動する。これより、吸引
口４から吸引隙間６ａより居住空間からサンプル空気を
導入し、当該サンプル空気は吸引風路７ａ、塵埃センシ
ング空間９ａ、中間風路１３、排気開口部１５、排気風
路１６、排気孔１６ａからなる流路を通って居住空間に
排気される。この空気の流れの途中の塵埃センシング空
間９ａにおいては、設置された塵埃センサなる塵埃検知
手段により、ハウスダスト、花粉、煙、カビなどを検知
する。そこで、塵埃検知手段の塵埃センシング部の詳細
構成図を図４に、それらの構成を示すシステムブロック
図を図５にしめし、詳細に説明する。

【００１２】塵埃センサ本体９の内部では、レーザダイ
オード１０から上記塵埃センシング空間９ａを通してレ
ーザ光を照射し、サンプル空気中に含まれる塵埃によっ
て散乱される光の中で９０°散乱光およびレーザ光の直
接光（１８０°光）の一部をそれぞれホトダイオードＡ
１１ａおよびホトダイオードＢ１１ｂで受光する。そこ
で空気中に浮遊する塵埃の濃さを示す相対濃度信号は９
０°散乱光受光のホトダイオードＡ１１ａから得られ
る。なおレーザ光の直接光の一部を計測するのは照射レ
ーザ光強度の経時変化を監視するためである。すなわ
ち、レーザダイオード１０自身の発光強度は内臓モニタ
用ホトダイオードで補正されるが、レーザダイオード１
０の出射光窓の汚れ、ホトダイオードＡ１１ａ、Ｂ１１
ｂの受光窓の汚れ等の光学系の汚れによるレーザ光強度
の経時変化を検知し、９０°散乱光受光強度を補正する
ためである。９０°散乱光受光出力信号とレーザ光の直
接光受光出力信号との比を塵埃濃度検知信号として用い
ることにより、光学系の汚れによる影響を少なくするこ
とを可能とする。

【００１３】以上の塵埃検知手段より出力された信号を
比較部に送る。当該比較部では、塵埃濃度を数値化し、
その結果を信号として表示部に送る。

【００１４】当該表示部では、液晶表示回路２により塵
埃濃度を示す数値が表示される。

【００１５】なお、居住空間にエアコン、空気清浄器、
換気扇またはキッチンフードファン等の空気調和装置か
らなる空気清浄化部に比較部の判断結果に基ずいて制御
部から上記空気調和装置等の空気清浄化部に向かって赤
外線または電波により制御信号を送信し、当該空気清浄
化部を制御し、清浄な居住空間を作り、かつ維持するこ
とができる。

【００１６】そして、本実施例の塵埃検知装置は軽量小
形のため容易に持ち運びが可能で、居住者が部屋の場
所、位置、部屋から部屋への移動に制限されること無
く、居住者の近辺の塵埃環境状態を示す塵埃濃度をリア
ルタイムに表示して知らせる事ができる。

【００１７】また、居住者が部屋を清浄な環境にしたい
ときは、部屋に既に備えられたエアコン、空気清浄器、
換気扇またはキッチンフードファン等に、当該塵埃検知
装置から塵埃濃度環境の制御信号を赤外線または電波の
送信手段で、これらの空気調和装置に向かって送信し、
空気調和装置を自動運転し、容易に清浄な環境にするこ
とができる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、本
体を小形軽量に作り、機能として居住空間中に浮遊する
塵埃を検知し、これを演算数値化して、表示手段により
リアルタイムに表示して居住者に知らせる事ができる。
また経時変化にともなう光学系の汚れによる影響を少な
くしたので長時間メンテナンスフリーで、かつ高信頼度
で使用することができる。しかも、居住空間を清浄化し
たいときは、清浄化を実現するための空気調和装置を居
住者の手を煩わすことなく自動運転することができる。
このように小形軽量で使い勝手のよい塵埃検知装置を提
供できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す塵埃検知装置の正面断
面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す塵埃検知装置の横断面
図である。

【図３】本発明の一実施例の外観を示す外観図である。

【図４】本発明の一実施例で塵埃センサの塵埃センシン
グ部の構成図である。

【図５】本発明の塵埃センシング部の構成を示すシステ
ムブロック図である。

【符号の説明】

１…本体トップケース、 ２…液晶表示回路、 ３…本体下部ケース、 ６…光遮蔽板、 ９…塵埃センサ本体、 １０…レーザダイオード、 １１ａ…ホトダイオードＡ、 １１ｂ…ホトダイオードＢ、 １２…ファンモータ、 １３…中間風路、 １６…排出風路、 １７…回路基板Ａ、 ２２…基板ホルダー、 ２８…電池収納ケース、 ２９…送信手段、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状の外郭の内部に空気の流通する風路
   を設け、当該風路中に居住空間の空気を強制的に吸引・
   排出する吸排気手段と、当該吸引空気中に浮遊する塵埃
   に向かってレーザダイオードからレーザ光を照射し、塵
   埃による９０°散乱光、及び１８０°レーザ光の一部を
   それぞれホトダイオードで受光し、それぞれの受光出力
   信号の比を塵埃濃度検知信号として塵埃濃度を検知する
   塵埃検知手段と、当該塵埃濃度検知信号から得られた値
   を表示する表示手段とを設けたことを特徴とする塵埃検
   知装置。
2. 【請求項２】空気の塵埃濃度を上記塵埃検知手段で検知
   した信号に基づいて、当該居住空間を清浄空気環境にす
   るために設けられた、たとへばエアコン、換気扇、空気
   清浄機およびキッチンフードファン等の空気調和装置に
   電波や光等の送信手段により制御信号を送信可能にした
   ことを特徴とする請求項１記載の塵埃検知装置。