JPH0743299A

JPH0743299A - 微粉粒子モニター

Info

Publication number: JPH0743299A
Application number: JP18493693A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujita; 敏男藤田
Original assignee: YAMATO SEISAKUSHO KK; Yamato Manufacturing Co Ltd
Current assignee: YAMATO SEISAKUSHO KK; Yamato Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】大気中に含まれている花粉や繊維状ダストな
どの微粉粒子の種類とその量を容易且つ迅速に検知す
る。【構成】微粉粒子を含む大気を吸引ポンプ１により一
定流量で本体内部に導入し、光源３からの光を照射す
る。そして、この光源３から出て大気中の微粉粒子によ
り前方と側方に散乱した光を各受光素子５ａ，５ｂで受
光し、これらの受光素子５ａ，５ｂの出力に基づいて、
検知手段７により大気中の微粉粒子の種類とその量を検
知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、杉などの花粉や繊維状
ダストなどの微粉粒子の種類とその量を検知する微粉粒
子モニターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】住宅等においては、室内の大気（空気）
中に含まれる繊維状ダストや球状ダスト、あるいはダニ
などの微粉粒子の存在が健康上に大きな影響を及ぼして
いる。また、屋外においても、杉などの花粉がアレルギ
ーを引きおこし、同様に健康上にとって大きな問題とな
っている。

【０００３】従来、このような花粉などの微粉粒子の種
類とその量を検知するモニターとしては、例えばガラス
板上に散布された微粉粒子を顕微鏡等で観察する方式の
ものとなっており、またその数を数えることにより微粉
粒子の量を検知するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の微粉粒子を検知
するモニターは、上記のように顕微鏡で観察してその数
を数える方式となっているため、測定時間が長くかか
り、且つ面倒であるという問題点があった。

【０００５】そこで、クリーンルーム等で使用されてい
る光散乱式の粒子計数器を利用することも考えられる
が、このような粒子計数器では花粉と他のダストやダニ
との区別がつきにくく、正確な測定ができないという問
題がある。

【０００６】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、容易且つ迅速に微粉粒子の種類を正確
に判別でき、またその量を検知することが可能な微粉粒
子モニターを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の微粉粒子モニタ
ーは、次のように構成したものである。

【０００８】（１）花粉や繊維状ダストなどの微粉粒子
を含む大気を導入する導入手段と、その導入された大気
に光を照射する光源と、この光源から出て前記導入され
た大気中の微粉粒子により前方と側方に散乱した光をそ
れぞれ受光する受光素子と、これらの受光素子の受光量
及び出力パルスから前記光を照射した大気中の微粉粒子
の種類を判別しその量を検知する検知手段とを備えた。

【０００９】（２）花粉や繊維状ダストなどの微粉粒子
を含む大気を導入する導入手段と、その導入された大気
に光を照射する光源と、この光源から出て前記導入され
た大気中の微粉粒子により前方と側方に散乱した少なく
とも何れか一方の光を受光する受光素子と、この受光素
子の出力から前記光源により形成された所定の光の領域
を前記微粉粒子が通過する時間を検知して該微粉粒子の
種類を判別しその量を検知する検知手段とを備えた。

【００１０】

【作用】本発明の微粉粒子モニターにおいては、採気口
から導入された大気に光が照射され、その大気中の微粉
粒子により前方と側方に散乱した光が各々の受光素子に
よって受光される。そして、この受光素子の受光量及び
出力パルスから大気中の微粉粒子の種類と量が検知され
る。

【００１１】また、光源によって所定の光の領域が形成
され、この領域内を微粉粒子が通過する時間が受光素子
の出力より検知され、これにより微粉粒子の種類と量が
検知される。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例による微粉粒子モニ
ターの要部を模式的に示す構成図であり、（ａ）は側面
図、（ｂ）は平面図となっている。図において、１は被
検知試料である花粉や繊維状ダストなどの微粉粒子を含
む大気（空気）を一定流量で導入する吸引ポンプ（導入
手段）で、大気は本体上部の採気口から図の矢印の如く
導入されてノズル２より本体内部に噴射され、本体下部
の排気口から排出される。

【００１３】３は上記吸引ポンプ１により導入された大
気に光を照射する光源で、半導体レーザ等から構成され
ている。４は光源３の前方に配置されたコリメートレン
ズ、５ａ，５ｂは光源３から出て上記本体内部に導入さ
れた大気中の微粉粒子により前方と側方に散乱した光を
それぞれ受光するフォトダイオード等の受光素子で、前
方と側方に散乱した光はそれぞれ集光レンズ６ａ，６ｂ
によって各々の受光素子５ａ，５ｂに集光される。

【００１４】７は上記各受光素子５ａ，５ｂの出力に基
づき、本体内部で光を照射した大気中の微粉粒子の種類
を判別しその量を検知する検知手段で、受光素子５ａ，
５ｂの受光量及び出力パルスから微粉粒子の量及びその
粒径を測定するとともに、前方散乱光と側方散乱光の両
方を測定することにより微粉粒子の形状を判断し、微粉
粒子が花粉であるか、繊維状ダストであるか、あるいは
ダニであるかなどを判別する。

【００１５】上記のように構成された微粉粒子モニター
において、採気口から大気と共に本体内部に入った花粉
などの微粉粒子は、光源３からの光によって照射され
る。この光は、微粉粒子によって散乱し、前方に散乱し
た光と側方に散乱した光は各々の受光素子５ａ，５ｂに
入射される。

【００１６】上記各受光素子５ａ，５ｂに入射された光
は、不図示のパルス変換回路を通してパルス電気信号に
変換されまたカウンタによってそのパルス数がカウン
トされる。そして、このパルス数から微粉粒子の量が検
知され、またパルスの波高値から微粉粒子の粒径が検出
される。

【００１７】ここで、一般家庭などにおいて、室内に浮
遊しているダストはおおむね繊維状ダストと粒子状ダス
トに分類できるが、繊維状ダストは通常２０μｍ以下の
ものは存在せず、２０〜４０μｍのものが過半を占め、
また粒子状ダストは１０μｍ以下のものが大半を占めて
いる。一方、花粉の大きさは２０〜４０μｍ程度の球形
であることが知られている。

【００１８】したがって、上記花粉と繊維状ダストは同
程度の大きさなのでそれらを区別して測定する必要があ
るが、本実施例では上述のように前方散乱光と側方散乱
光を利用しているので、各々の粒径から容易に両者を区
別することができ、正確な微粉粒子の種類とその量の検
知を行うことができる。

【００１９】すなわち、光の粒子による散乱は、ミー
（Ｍｉｅ）がマックスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）の電磁
方程式を球形粒子に適用した理論が有名であるが、本実
施例では上記のように前方散乱光と側方散乱光の両方か
ら試料（微粉粒子）の直径を測定している。そして、両
方の測定値が２０〜４０μｍである場合には花粉と判定
し、一方の粒径がそれより小さい場合には繊維状ダスト
と判定している。

【００２０】また、粒子状ダストは、上記のように大半
は粒径が小さいので容易に判別することができる。同様
にして、その他の大きさや形状のダストも容易に判別す
ることができ、ダニなどもその大きさや形状を考慮する
ことにより容易に判別することができる。

【００２１】このように、微粉粒子を含む大気中に光を
照射し、その前方散乱光と側方散乱光を利用して微粉粒
子の種類とその量を検知しているので、従来のように顕
微鏡で観察する煩わしさがなく、容易かつ迅速に微粉粒
子の種類及びその量を検知することができる。

【００２２】また、上記検知された微粉粒子の種類とそ
の量は、不図示の本体の前面パネルに組み込まれた液晶
表示器などに白黒あるいはカラーで表示される。この前
面パネルには、上記表示器の他にスイッチ類が設けられ
ており、微粉粒子別の用途に応じた選択スイッチ等も設
けられている。

【００２３】なお、上記実施例では前方散乱光と左右何
れかの側方散乱光を利用したが、もう一方の側方散乱光
あるいは上下方向の側方散乱光を利用しても良い。

【００２４】また、プリンタに接続して検知結果を印字
したり、フロッピーディスク等の記録媒体に記録した
り、コンピュータに接続して集中監視などを行うことも
できる。さらに、バッテリーを内蔵することにより、交
流電源のない場所でも使用することができ、小型、軽量
で安価な微粉粒子モニターを実現することができる。

【００２５】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。上述の実施例では、前方散乱光と側方散乱光を受光
する各受光素子の受光量と出力パルスから微粉粒子の形
状と数を判断しているが、図１の光源３によって所定の
光の領域を形成し、この光の領域の中を微粉粒子が通過
する時間を検知して微粉粒子の形状を判断するようにし
ても良い。

【００２６】この場合、前方散乱光と側方散乱光の何れ
か一方を利用して微粉粒子の通過時間を測定すれば良い
が、両方を利用すればより正確に微粉粒子の形状を判断
することができる。

【００２７】例えば、図１のノズル２の内径が２φで面
積３．１４mm² とすると、流量１リットル／min の時の
大気の流速Ｖ(1) は、１リットル/min＝1000cm³/min ＝10⁶mm³/min＝10⁶/60mm³/se
c ≒16666.67mm³/sec であるから、Ｖ(1) ＝16666.67÷3.14≒5307.85mm/sec となる。同様にして、流量１０リットル／min の時の流
速Ｖ(10)は、Ｖ(10)＝53078.5mm/sec となる。したがって、上記微粉粒子が通る光の領域の厚
さを３０μｍ、微粉粒子の粒径を２０μｍとすると、流
量が１リットル／min の場合の微粉粒子の通過時間は、
双方の長さが計３０μｍ＋２０μｍ＝５０μｍであるこ
とから、 0.05÷5307.85 ＝9.42μsec となる。同様に、粒径が４０μｍ、１００μｍ、１５０
μｍの場合の通過時間及び流量が１０リットル／min の
場合のそれぞれの通過時間は、表１のようになる。

【００２８】

【表１】

【００２９】このようにして、微粉粒子の光の領域を通
過する時間を演算することができ、その演算値から微粉
粒子の通過方向に対する粒径を知ることができる。した
がって、前述の実施例と同様、正確に微粉粒子の種類と
その量を検知することができる。

【００３０】なお、上記の光の領域の厚さ（幅）は３０
μｍとしたが、この光の領域は、例えば点光源からの光
をコリメートレンズにより平行光にし、これをかまぼこ
型のレンズを通してシート状の光領域とすることにより
形成されるものである。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、微粉粒
子を含む大気に光を照射する光源と、その微粉粒子によ
り前方と側方に散乱した光をそれぞれ受光する受光素子
を備え、これらの受光素子の受光量及び出力パルスから
大気中の微粉粒子の種類を判別しその量を検知するよう
にしたため、容易且つ迅速に微粉粒子の種類を正確に判
別でき、またその量を検知することができるという効果
がある。

【００３２】また、光源によって所定の光の領域を形成
し、この光の領域内を微粉粒子が通過する時間を受光素
子の出力から検知して大気中の微粉粒子の種類を判別し
その量を検知するようにしたので、同様に正確な微粉粒
子の種類とその量の検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図

【符号の説明】

１吸引ポンプ（導入手段）３光源５ａ，５ｂ受光素子７検知手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】花粉や繊維状ダストなどの微粉粒子を含
む大気を導入する導入手段と、その導入された大気に光
を照射する光源と、この光源から出て前記導入された大
気中の微粉粒子により前方と側方に散乱した光をそれぞ
れ受光する受光素子と、これらの受光素子の受光量及び
出力パルスから前記光を照射した大気中の微粉粒子の種
類を判別しその量を検知する検知手段とを備えたことを
特徴とする微粉粒子モニター。
【請求項２】花粉や繊維状ダストなどの微粉粒子を含
む大気を導入する導入手段と、その導入された大気に光
を照射する光源と、この光源から出て前記導入された大
気中の微粉粒子により前方と側方に散乱した少なくとも
何れか一方の光を受光する受光素子と、この受光素子の
出力から前記光源により形成された所定の光の領域を前
記微粉粒子が通過する時間を検知して該微粉粒子の種類
を判別しその量を検知する検知手段とを備えたことを特
徴とする微粉粒子モニター。