JPH0619319B2 - 気中微粒子監視報知機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気中微粒子監視報知機に関し、より詳しく
は、空気中に含まれる微粒子を監視し、その微粒子が予
め設定された一定量以上または以下に達したときに、ア
ラームを作動させて報知せしめる気中微粒子監視報知機
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、空気中に含有される微粒子を計測する計測器とし
て、ハロゲンタングステンランプ等を光源とする光を集
光レンズで集め、この光を照射レンズで別途ノズルで取
入れたサンプル空気に照射するものがある。

この場合、サンプル空気中に微粒子が存在すると、その
微粒子によって前記照射光で散乱する。

前記照射光のうち、散乱しない照射光は光トラップで吸
収され、散乱光のみを集光レンズで集めて光電子倍増管
で検知する。

この光電子管の出力はプリアンプで処理しやすい電気信
号に増幅され、粒径に相応した波高で選別し、カウンタ
ーで計数される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この従来の計測器は、空気中の微粒子を数量的
に計測のみをするものであり、その計測の結果を直ちに
報知せしめる装置の出現が望まれていた。

また、従来のものはセンサーを形成するケーシングがア
ルミ等の機械加工でできていたため、コストが高くつく
などの問題点があった。

更に、光源はハロゲンタングステンランプ等を用いてい
たので、光源が大きく、光の集束に限界があり、信号と
ノイズとの比であるＳ／Ｎ比が悪いという問題点があっ
た。

本発明は、このような問題点を解決することを目的とす
る気中微粒子監視報知機を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、板金または合成樹脂製のケーシング内に、サ
ンプル空気の吸引ノズルと排気ノズルとを開放部を有し
て固定し、且つ前記吸引ノズルにより吸引されたサンプ
ル空気に、前記開放部に於いて、レーザダイオードより
のレーザ光を集光して照射する、前後方向および上下方
向に位置調整可能な照射部と、前記照射光を前記吸引し
たサンプル空気中の微粒子に照射して散乱した散乱光の
みを集める、二つの非球面レンズより成る散乱光集光部
と、前記集められた散乱光を受光する受光器とを備えて
センサーを形成する一方、前記センサーの受光器で受光
した光を回路処理してカウントして測定微粒子の数をバ
ーコード表示する数値表示付きＬＥＤランプと数値表示
なしＬＥＤランプとを交互に複数個備え、更に測定微粒
子の粒径を選択する粒径選択スイッチと、タイマによる
計測時間を１００分率して点灯表示する複数個のタイマ
表示ＬＥＤランプと、測定微粒子の数が数値設定板によ
り設定されたアラーム設定数値に達したときに、報知音
を発するアラームとを備え、且つ前記バーコード表示す
るＬＥＤランプはクラス表示切換スイッチの操作により
点灯して一定時間内におけるクラス表示をするという手
段を採用することにより、上記問題点を解決した。

［作用］ 上記構成より成る本発明によれば、サンプル空気を吸引
ノズルを介してセンサー本体内に吸引し、そのサンプル
空気に対して、照射部によりレーザ光を集光して当てる
と、同じ空気中に含まれた微粒子により光が散乱する。

散乱光集光部は、この散乱光のみを集めて受光器に送
る。

受光器は、この受光した光を回路処理により電気信号に
変換し、タイマにより設定した時間内において一定波高
以上のパルスの数をカウントし、その数をＬＥＤランプ
によりバーコード表示し、予め数値設定板により設定し
た設定値に達したときはアラームを作動させて報知せし
める。

測定する微粒子の粒径は粒径選択スイッチの操作により
選択され、またクラス表示切換スイッチの操作によりク
ラス表示が前記ＬＥＤランプにより点灯表示される。

［実施例］ 本発明の実施の一例を図に就いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構造説明図であり、図中、
１は板金または合成樹脂製のケーシングで、このケーシ
ング１にはセンサーＡが装置されている。そしてこのセ
ンサーＡは次のように構成されている。

ケーシング１にはサンプル空気を外部より吸引管２を介
して吸引する吸引ノズル３ａと、サンプル空気を外部へ
排気する排気ノズル３ｂが、その中間に開放部Ｇを有し
て、夫々鉛直方向に貫通して固定されている。

前記ケーシング１内へのサンプル空気の吸引は、排気ノ
ズル３ｂの下端に連設された排気管４に吸引ポンプ５を
接続して、外部空気を吸引管２を介して吸引ノズル３ａ
から吸引して、ケーシング１内へ吸引するように構成さ
れている。また、排気管４の吸引ポンプ５の前後いずれ
かの位置にフロー調整装置６を取付け、サンプル空気の
流量の調整を図る。そして、サンプル空気が前記開放部
Ｇを通過する時に、後述の照射部７からレーザ光が照射
され、サンプル空気中に微粒子が存在する場合、該微粒
子に照射されたレーザ光が散乱するのである。

前記ケーシング１の一側には、レーザ光を集光して前記
サンプル空気に照射する照射部７が、前後および上下方
向に位置調整可能に取付けられている。この照射部７
は、筒状のレンズホルダー８内にレーザ光を発生するレ
ーザダイオード９と、この発生したレーザ光を効率よく
集める非球面レンズ１０と、その非球面レンズ１０で集
めた光を集束させて、前記吸引ノズル３ａと排気ノズル
３ｂ間の開放部Ｇにおいて、焦点Ｆを結ばせる凸レンズ
１１とを備えている。

前記照射部７は、第３図に示すように、ケーシング１の
一側に筒状の連結体１２が開口して固定され、且つ該連
結体１２の貫通孔１３より小径に形成されたレンズホル
ダー８の外周に凹溝１４が周設され、該凹溝１４にＯリ
ング１５を嵌挿して、レンズホルダー８を連結体１２の
貫通孔１３に空気のリークが生ずることなく前後動自在
に挿着すると共に、連結体１２に、レンズホルダー８の
外周にその先端が圧着する３個のセットビス１６を螺挿
して、各セットビス１６の緊締の程度によって、レンズ
ホルダー８を上下動できるようにして構成されている。
すなわち、レンズホルダー８を前後方向および上下方向
に位置調整可能とすることによって、照射部７の焦点Ｆ
を前記開放部Ｇの所定個所に位置するように調整できる
のである。

また、前記ケーシング１内には、前記レーザ光の光軸上
に間隔を置いて、二つの非球面レンズ１７，１８が設け
られ、その一方の非球面レンズ１７の中央にはレーザ光
を阻止する光トラップ１９が設けられていて、前記二つ
の非球面レンズ１７，１８と光トラップ１９とで、散乱
光集光部２０を構成する。前記光トラップ１９の大きさ
は、前記レーザ光がストレートに当たるスポット部分を
吸収する大きさであり、従ってサンプル空気中に微粒子
が存在しない場合、レーザ光は散乱することなく全て直
進し、前記光トラップ１９によって吸収されるように構
成されている。

前記センサーＡ内において、サンプル空気中に微粒子が
存在する場合、前記レーザ光を照射されて散乱した散乱
光は、前記一方の非球面レンズ１７の光トラップ１９以
外の部分を通過した後、他方の非球面レンズ１８によっ
て集光される。

従って、前記サンプル空気の中の微粒子が大きいときは
散乱光の量も多くなり、また微粒子の数が多いときはそ
のカウント数も多くなるわけである。

サンプル空気中の微粒子によって散乱された散乱光はこ
の場合、信号Ｓとなり、その他の光はノイズＮとなる
が、本発明では従来例と異なり、光源にレーザ光を用い
ているので、その焦点を極めて小さく集束でき、Ｓ／Ｎ
比が改善され、感度の向上を図ることができる。

前記センサーＡの散乱光の集束された位置には、受光器
２１が配設されており、前記受光した散乱光の光を電気
信号に変換させ、この変換された電気信号は、プリント
基板２２の信号処理系のプリアンプ回路により増幅され
てパルスを発生させる。そして、この発生したパルスの
波高によって微粒子の粒径は定性的に決定されていると
共に、前記ある一定以上波高を有するパルスの数が前記
一定粒径以上の粒子の数を表わしているので、これら一
定数値以上の波高のパルスの数をカウントすることによ
り、一定粒径以上または以下の微粒子の数を測定するこ
とができるのである。

また、前記測定する微粒子の粒径は、後述の粒径選択ス
イッチ３９を押圧して適宜選択して測定することもで
き、更に測定室内のクリーン度を表示するクラス表示
も、後述のクラス表示切換スイッチ４６を押圧すること
により、一定時間微粒子の数を測定してクラス表示をす
ることも可能である。

第２図は、本発明実施例の動作を説明するためのブロッ
ク図であり、まずセンサー本体３１に対してサンプル空
気を吸引するポンプ３２が正常に動作しているかどうか
を、後述のフロー表示ランプ５７を点灯してフロー表示
３３し、前記サンプル空気の流量調整はフロー調整装置
３４で行なう。電源３５はＡＰＣ回路３６および後述の
カウンタ回路４１等に供給されるもので、常に安定化さ
れており、またはレーザ光が安定していることを後述の
ＣＡＬ表示ランプ５９を点灯してＣＡＬ表示３７する。

プリアンプ３８で増幅された信号は、例えば０．３μｍ
以上とか０．５μｍ以上等のように測定する粒径を選択
する粒径選択スイッチ３９の選択により、被測定粒径に
つき、既に定性的に定まっているパルス波高のみを抽出
する波高分析４０をされた上、カウンタ回路４１で前記
波高以上のパルスの数のみがカウントされる。このカウ
ンタ回路４１で正常にカウントしているかどうかは、後
述のカウント表示ランプ５８を点灯してカウント表示４
２することにより目視確認できる。

前記カウンタ回路４１は電源３５からの電流供給により
動作し、前記カウントしたものを次々と後述のＬＥＤラ
ンプ５１を点灯してバーコード表示４３すると共に、前
記一定波高以上のパルスの数をカウントし続け、アラー
ム設定４４に於いて、前記カウント数値が予め設定され
た数値に達すると同時に、アラーム４５を作動させて報
知音を発生させる。

更に、前記波高分析４０とカウンタ回路４１間のクラス
表示切換スイッチ４６を押圧することにより、一定時
間、例えば１２秒間当りの微粒子の数を測定して、測定
室内のクリーン度を示すクラス表示（１２秒間に１個検
出するとクラス１００）を、後述のバーコード表示する
ＬＥＤ表示ランプ５１により表示することができる。そ
して、前記クラス表示切換スイッチ４６をＯＦＦにする
と共に、後述のリセットボタン６０を押圧して０復帰さ
せることにより、クラス表示が解除され、前記設定時間
内における微粒子の数の測定ができる状態に入る。

また、タイマ４７は、計測する時間を手動により予め設
定し、且つリセット回路４８は、計測値を途中で０に復
帰させ、新たに測定する際に使用する。前記タイマ４７
によって計測時間が設定されるが、計測時間の経過は、
後述の計測時間を１００分率した複数個のタイム表示Ｌ
ＥＤランプ５６を点灯してタイム表示４９して、大体の
経過時間を目視確認できる。

そして、第４図は本発明装置の外観図であり、第４図に
基づいて更に詳細に説明すると、図中５０は報知機本体
で、その前面パネルには前記バーコード表示する複数個
のＬＥＤランプ５１が横一列に設置されている。このＬ
ＥＤランプ５１は、これを点灯表示して微粒子の大体の
数を目視確認できるよう設置されており、１０個、１０
０個、５００個、１Ｋ（１０００）個、５Ｋ（５００
０）個、１０Ｋ（１００００）個、５０Ｋ（５０００
０）個および１００Ｋ（１０００００）個の各数値５２
を表示した数値表示付きランプ５１ａと、該各数値表示
付きランプ５１ａの間の中間値である数値（実施例によ
れば左端部より５個、２５個、７５個、２５０個、７５
０個、２５００個、７５００個、２５０００個、７５０
０００個）を表す数値表示なしランプ５１ｂとにより構
成されている。

従って、カウンタ回路４１によってある一定の波高以上
のパルスの数、すなわち微粒子の数がカウントされ、そ
れが５００個以上で１０００個未満であったとすると、
前記ランプ中、１０，５０，１００，５００の数値表示
付きランプ５１ａと前記各数値の前方の数値表示なしラ
ンプ５１ｂが夫々点灯し、大体の微粒子の数を目視確認
することができる。

また、図中３９は測定する微粒子の粒径を適宜選択する
粒径選択スイッチで、実施例では０．３μｍと０．５μ
ｍとの２つの粒径選択スイッチ３９が設置されている
が、その測定する粒径とスイッチの数は任意に設定でき
る。そして、前記いずれの粒径選択スイッチ３９を押圧
することにより、波高分析４０で定性的に定った波高以
上のパルスのみを抽出して、その数をカウンタ回路４１
でカウントすることができる。

更に、図中５３は電源スイッチ、５４はアラーム４５を
動作させるためのアラーム設定４４をする、ナンバーリ
ングで形成された手動による微粒子の数値設定板であ
る。すなわち、操作者は予めアラーム４５を作動させる
上限の数値、あるいは下限の数値を、この数値設定板５
４を手動により回動させて設定する。これにより、前記
カウンタ回路４１によって微粒子の数がカウントされ
て、その数値が前記予め設定された数値設定板５４の数
値に達すると、アラームランプ５５を点灯すると共に、
アラーム４５を鳴らし報知せしめるのである。

また図中、４６はクラス表示切換スイッチで、これを押
圧することにより、一定時間、例えば１２秒間当りの微
粒子の数を測定して、測定室内のクリーン度を示すクラ
ス表示（１２秒間に１個検出するとクラス１００）を、
前記バーコード表示するＬＥＤ表示ランプ５１により表
示することができ、そして、このクラス表示切換スイッ
チ４６をＯＦＦにすると共に、後述のリセットボタン６
０を押圧して０復帰させることにより、クラス表示が解
除され、前記設定時間内における微粒子の数の測定がで
きる状態に入る。

図中、４７は計測する時間を手動により予め設定するタ
イマで、そのタイマ４７で設定された計測時間の経過
は、計測時間を１００分率して点灯表示する複数個のタ
イム表示ＬＥＤランプ５６によって、大体の経過時間を
目視確認することができる。

更にまた、図中５７は前記フロー表示３３をするフロー
表示ランプであり、５８は前記カウント表示４２をする
カウント表示ランプ、５９は前記ＣＡＬ表示３７をする
ＣＡＬ表示ランプ、６０は計測値を０に復帰させるリセ
ットボタンである。

以上実施例に就いて説明したように、本発明は板金また
は合成樹脂製のケーシングに装置されたセンサーＡに、
サンプル空気を吸引ノズルで吸引し、レーザ光を照射し
てその空気中に含まれる微粒子により前記レーザ光を散
乱させ、その散乱光のみを集め、設定値より大きい場合
などにアラームにより報知できるようにしたものであ
る。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、アラームを設けたので、サンプル
空気中の微粒子が、予め設定された数値に達したとき
は、その数値を正確に目視確認できるように表示するの
ではなく、報知音を発して知らせることができるので、
信号処理系が簡素化され、コストの低廉化を図ることが
できる。

また、センサーの光源にレーザ光を用いたのでＳ／Ｎ比
が改善され、感度が向上すると共に、その焦点を極めて
小さく集束でき、０．３μｍ程度の極めて径の小さい微
粒子でも効率よく光を散乱させて検出できる。

更に、センサーを装置したケーシングは板金または合成
樹脂製としたので、コストを低廉化することができると
共に、小型軽量化され、測定場所に自由に持ち運ぶこと
ができ、然も微粒子の大体と数をＬＥＤランプによりバ
ーコード表示し、また計測時間の大体と経過をタイム表
示ＬＥＤランプにより目視確認できると共に、クラス表
示もできるので、非常に便利である等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造説明図、第２図は同実
施例の動作を説明するためのブロック図、第３図は本体
とレンズホルダーの接合関係を示す拡大断面図、第４図
は本発明装置全体の斜視図である。 図中、１はケーシング、３ａは吸引ノズル、３ｂは排気
ノズル、７は照射部、９はレーザダイオード、１７，１
８は非球面レンズ、２０は散乱光集光部、２１は受光
部、３９は粒径選択スイッチ、４５はアラーム、４６は
クラス表示切換スイッチ、４７はタイマ、５１はＬＥＤ
ランプ、５１ａは数値表示付きＬＥＤランプ、５１ｂは
数値表示なしＬＥＤランプ、５４は数値設定板、５６は
タイム表示ランプ、Ｇは開放部、Ａはセンサーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板金または合成樹脂製のケーシング内に、
   サンプル空気の吸引ノズルと排気ノズルとを開放部を有
   して固定し、且つ前記吸引ノズルにより吸引されたサン
   プル空気に、前記開放部に於いて、レーザダイオードよ
   りのレーザ光を集光して照射する、前後方向および上下
   方向に位置調整可能な照射部と、前記照射光を前記吸引
   したサンプル空気中の微粒子に照射して散乱した散乱光
   のみを集める、二つの非球面レンズより成る散乱光集光
   部と、前記集められた散乱光を受光する受光器とを備え
   てセンサーを形成する一方、前記センサーの受光器で受
   光した光を回路処理してカウントして測定微粒子の数を
   バーコード表示する数値表示付きＬＥＤランプとを数値
   表示なしＬＥＤランプとを交互に複数個備え、更に測定
   微粒子の粒径を選択する粒径選択スイッチと、タイマに
   よる計測時間を１００分率して点灯表示する複数個のタ
   イマ表示ＬＥＤランプと、測定微粒子の数が数値設定板
   により設定されたアラーム設定数値に達したときに、報
   知音を発するアラームとを備え、且つ前記バーコード表
   示するＬＥＤランプはクラス表示切換スイッチの操作に
   より点灯して一定時間内におけるクラス表示をすること
   を特徴とする気中微粒子監視報知機。