JPH09512629A - 屋内空気質センサ及び屋内空気質検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 屋内空気質センサは、区域の換気制御及びその制御方法を制御するため建物の区域で利用する構造を有する。センサは区域の汚染の選択された最重要インジケータを検出しかつそれに対応する信号を出力する第一のセンサと、区域の汚染の少なくとも１つの選択された二次的なインジケータを検出しかつそれに対応する信号を出力する少なくとも１つの付加センサを備える。区域の屋内空気質に対応する出力信号の発生に用いるプロセッサは、第一のセンサ及び少なくとも１つの付加センサからの出力信号を受け、少なくとも１つの付加センサの出力信号の関数である量によって第一のセンサの出力に影響を与えることにより区域の屋内空気質に対応する出力信号を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 屋内空気質センサ及び屋内空気質検出方法技術の分野 本発明は、建物環境区域における二酸化炭素（ＣＯ₂）レベル及び他の汚染物 質を測定する屋内空気質（Indoor Air Quality，ＩＡＱ）センサに関連する。特 に、本発明は、建物区域の換気を制御するため、空気質の最重要インジケータを 選択し、最重要インジケータ物質を検出し、かつ、例えば、揮発性有機化合物（ Volatlle Organic Compounds，ＶＯＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、温度及び相対湿 度等の二次的なインジケータの１又は２以上のセンサの結果と共にインジケータ に出力を送出するＩＡＱセンサに関連する。発明の背景 今日の建物環境、特に商用オフィスビルにおいて、屋内空気質はますます重要 な問題となりつつある。建物及びＨＶＡＣ（heating，Ventilation，and air co nditioning，加熱、換気及び空気調和）システム設計者に指針を与えるため、ア メリカ加熱冷凍空調技術者協会（ASHRAE）は居住者に許容されかつ健康を害する 効果を避ける換気速度及び屋内空気質の最小値を指定している。これらの要求値 は、アメリカ加熱冷凍空調技術者協会規格（ASHRAE Standard）６２−１９８９ 中で発表された。「許容屋内空気質換気基準」と題するこの規格は、換気システ ムの一連の一般的要求値及び許容できる屋内空気質を提供する２つの選択的手段 を示している。 屋外の周囲空気は、不満足な屋内空気質を是正する区域へ導入される。屋外の 空気は、要求される屋内空気温度より大幅に低温でも、要求される屋内空気温度 より大幅に高温でもよい。いずれの場合も、屋外の周囲空気が区域へ相当量導入 されると、特別な区域に適合した加熱、換気及び空気調和（ＨＶＡＣ）システム は、区域で要求される温度に調節するため過酷な運転が要求される。これは、建 物によるエネルギの非能率となる。特定の区域での満足なレベルで空気質を維持 しかつ調和できる範囲で、いかなる場合にも特定区域に導入される屋外空気の量 を最小にすることが望ましい。 ASHRAE規格の屋内空気質を制御する第一の手段は換気速度法（Ventilation Ra te Procedure）であり、一定量の指定された質の換気空気を利用し、指定区域に ついて区域で許容される屋内空気質を達成する。一方、屋内空気質法は、換気量 を制御すべき既知の特定的な汚染物質の検出を利用し、区域で許容される屋内空 気質を達成する。一般に、換気システムは「換気速度」法又は「規定（Prescrip tive）」法、即ち、Ｎを区域の構造占有レベルとした場合にＮ人に対し１人当た り０．８１立方メートル毎分（３０立方フィート毎分）（cubic feet per minut e, CFM）を提供することに基づいて設計される。 換気速度法では空気質を直接検出しない。代わりに、換気速度法は区域の構造 占有レベルに基づく空間に輸送すべき外気量を決定する。たとえ区域の空気質が 満足な場合でも、常に屋内空気質が最悪状態であるとの仮定を必要としかつ換気 を行って最悪状態を改善するため、換気速度法自体では許容されるレベルの空気 質が得られず、しばしば不当に高いエネルギコストを招来する。 「ＩＡＱ」法又は「性能（Performance）」法は、占有が設計レベル以下のと き換気速度の調整を可能にする。ＩＡＱ法では屋内空気質を直接測定し、それに 応じて外気量を制御する。ＩＡＱ法によれば、特に必要な場合にのみ外気流を増 加して建物に対するエネルギコストを低減する。この方法の欠点は、性能の良い 低コストの空気質センサを利用できずかつ建物を実際に使用するまで、設計者は この方法を実施できないことにあった。 特筆すべきは、現在の装置を利用する場合、システム設計者は換気速度法には 対応することができるが、エネルギ的により有効な規格６２−１９８９中で指定 されたＩＡＱ法には対応できない点である。 これまでは、ＩＡＱ法基準に合致するように空気質を決定するため２つの異な る検出技術が利用されてきた。第一はＣＯ₂を検出する技術であり、第二はＶＯ Ｃ を検出する技術である。各センサは、検出すべきパラメータを検出するセンサ本 来の機能は適切に行うが、区域の真の空気質の決定には不適当である。加えて、 これらのセンサは高価で、嵩張り、長期的な安定性に欠け、頻繁に校正（キャリ ブレーション）を必要とする。 従来は、特別な区域に導入する換気量を調整するためにＣＯ₂濃度を単独で使 用してきた。ＣＯ₂を発生させるのは居住者及び居住者の活動てあるため、一般 にＣＯ₂は区域の人間の使用及び活動の指標と考えられる。ＣＯ₂濃度がある定め られたレベルに達したときは換気を増加することが望ましい。他の汚染物質が存 在しない場合、ＣＯ₂濃度のみに基づく換気の調整は適切な屋内空気質を保証す る合理的な方法である。 しかしながら、ＣＯ₂は屋内空気質の唯一の指標ではない。前記のように、例 えばＶＯＣ、温度及び相対湿度のレベル等の事項も屋内空気質の指標である。現 在の特別な重要性はＶＯＣレベルにある。一般に、有機化合物は一定時間でオフ ィスの備品に利用される織物から逃散する。例えば、有機化合物のホルムアルデ ヒドは新品のカーペットから逃散してしばしば屋内空気を汚染する。また、接着 剤、塗料及び染料を用いて空間を改装する場合にも有機化合物が発生する。 きわめて正確に個別多数の有機化合物を検出すると共に、その濃度を正確に知 ることができるセンサが存在する。今日、このようなセンサは非常に高価な実験 機器に限られ、建物の個々の区域で使用できるほど実用的でない。従って、実用 的かつ空気調和区域での使用が経済的なＶＯＣの検出は、一般にどの有機化合物 が存在するかを判断できるほど選択的ではなく、また濃度レベルをあまり正確に は表示できない。これらの制限のため、屋内空気質の唯一の指標としての区域の ＶＯＣ検出法は実用的信頼性がない。 区域基準によるある区域への適用に十分効果的な低コストのＣＯ₂／ＩＡＱセ ンサを開発することは、産業上明らかに有利である。ＩＡＱセンサは、ＣＯ₂以 外の汚染物質を検出し、それら他の汚染物質の検出を表示する出力を送出する必 要がある。さらに、ダクト及び壁のいずれにも設置できる形式で使用できなけれ ばならない。壁設置型では、センサのサイズは一般のサーモスタットのサイズに 近い必要がある。 さらに、低コストＩＡＱセンサは、揮発性有機化合物以外の二次的なインジケ ータを検出するよう改良され得る。温室で使用する場合、ＣＯ、炭化水素又はエ チレンと結合した最重要のインジケータ物質の値としてＣＯ₂を利用した結合物 を検出することが好ましい。果物貯蔵庫て使用する場合、ＣＯ₂はエチレン又は 炭化水素と結合し得る。トンネルで使用する場合、ＣＯ₂はＣＯ又は炭化水素と 結合するかもしれない。養豚場で使用する場合、ＣＯ₂はアンモニア、ＣＯ又は 炭化水素と結合し得る。発明の概要 本発明のＣＯ₂／ＩＡＱセンサは、空気質の直接検出に伴う従来の欠点を克服 することができる。このＣＯ₂／ＩＡＱセンサは、ＣＯ₂レベルを直接測定するた めに光音響測定セルを備える。ＣＯ₂レベルは０から２０００ppmの範囲のppm量 で検出することがてきる。ＣＯ₂、人間の存在を知らせる良好な「追跡気体（tra cer gas）」と表現され、直接検出できない臭気の代替物質となる。しかしなが ら、ＣＯ₂の精密測定中は、センサのみでは区域の他の汚染物質を検出できない 。これに対応するため、加熱される半導体装置がＣＯ₂センサに結合して設けら れ、他の汚染物質、例えば揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、煙、一酸化炭素（ＣＯ ）、ホルムアルデヒド、洗浄剤、その他の汚染物質の相対的レベルを測定するこ とができる。ＣＯ₂センサがppm範囲のＣＯ₂レベルを検出できるのに対し、ＶＯ Ｃセンサはこれら他の汚染物質の相対的な量を検出できるに過ぎない。しかしな がら、両検出技術の結果を総合することにより、より意義のある空気質を定める ことができる。また、この総合したＩＡＱ値を用いて汚染物質レベルが減少する まで指定された換気速度を再設定する。 本発明によれば、ＣＯ₂レベルを直接測定するがＶＯＣセンサと結合して他の 大気汚染物質の相対的レベルも測定できる低コストのセンサが得られる。実際の ＣＯ₂濃度レベルを明示するため、ＣＯ₂レベルの記録が可能である。結合したＣ Ｏ₂及びＶＯＣレベルは屋内空気質の指標となり、区域の換気の必要性を再設定 するほか、建物の所有者が空気質レベルの監視に利用する。これにより、建物の 作業 者はエネルギ使用を外気換気の実際ニーズとより一致させることができる。 本センサは、非常に経済的で、安定かつ正確なＣＯ₂レベルを表示する光−音 響測定技術を利用してＣＯ₂レベルを測定する。ＣＯ₂センサは他の種類の汚染物 質、例えば煙、洗浄剤、ＣＯ、その他に対しては敏感でないため、他の汚染物質 及び臭気の相対的レベルを測定する加熱される半導体技術を利用するＶＯＣセン サも包含される。両種類の空気汚染物質を検出する結合効果により、実際の屋内 空気質を非常に正確に表示できる。 ＣＯ₂センサの小型化における近年の進歩により、全体のパッケージは約１０ ．２cm（４インチ）×５．０８cm（２インチ）の回路基板上にうまく収めること かできる。この大きさは、居住者にとってほぼ一般に用いられるサーモスタット の大きさ及び形状の室内設置センサを提供する要求と一致し、従って、通常のサ ーモスタットより邪魔にならない。図面の簡単な説明 図１は本発明の機能ブロック図である。 図２は本発明の電子部品を装着したプリント回路基板の頂部立面図である。 図３は２つのジャンパ線の形態により影響を受けたときの本発明の出力効果を 示す表である。 図４は変更実施形態のＩＡＱ出力信号を発生するファジー理論に用いられるメ ンバーシップ関数を示す図である。 図５は建物の屋内空気質を制御する種々の位置で使用される本発明を示す機能 ブロック図である。発明の詳細な説明 本発明では、一定の制約のあるコスト及びサイズの範囲内で屋内空気質の合理 的な測定を行う。本発明では、屋内空気質の最重要インジケータを選択し、最重 要インジケータを検出し、屋内空気質を示す１又は２以上の他のセンサ等から得 られる第二又は追跡インジケータのデータで緩衝（バッファ記憶調整）すること によりセンサ出力を修正する。例えば、二酸化炭素（ＣＯ₂）、揮発性有機化合 物（ＶＯＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、温度及び相対湿度等を含む多数のセンサが 用いられる。非常に正確な測定が可能で屋内空気質の合理的な指標を与える最重 要インジケータを選択することが望ましい。簡便には、選択される最重要インジ ケータはＣＯ₂センサてある。ＣＯ₂センサは区域の実際のＣＯ₂レベルを非常に 正確に検出できることが知られている。特定の区域のＣＯ₂レベルがどの程度居 住者に許容されるか多量のデータが発生する。例えば、１０００ppm（parts per million，百万分率）の区域ＣＯ₂濃度はＣＯ₂濃度の許容範囲の上限である。Ｃ Ｏ₂を単独で検出する場合、空間中のＣＯ₂濃度が１０００ppmを超えると換気が 必要とされる。ＣＯ₂濃度は一般に区域の占有及び活動レベルの指標と考えられ る。即ち、区域のＣＯ₂は区域の居住者により発生するので、いかなる場合でも ＣＯ₂濃度の決定は区域の居住者の占有及び活動の指標となる。 本発明は、非常に選択的かつ正確なＣＯ₂検出に影響を与える修正因子として 総合的かつ非選択的なＶＯＣ検出を利用する。例えば、前記のデータでは、１０ ００ppmのＣＯ₂濃度は許容レベルである。ＣＯ₂濃度が少しでも１０００ppmを超 えると区域の換気が増加される。本発明は、アルゴリズムを用いてＣＯ₂検出レ ベルを処理し、ＶＯＣ検出レベルと対応した無次元数をＣＯ₂検出レベルに加算 する。従って、特定のＶＯＣ検出レベルがアルゴリズムに用いられ、既知のＣＯ₂ 検出濃度レベルに２００の量を加算してもよい。既知のＣＯ₂濃度レベルの量１ ０００はＶＯＣ検出レベルの無次元インジケータにより修正され、二酸化炭素当 量の無次元レベルを与える。以下、この無次元値を二酸化炭素当量又はＣＯ₂eq という。当業者には、好適な無次元単位のＣＯ₂eqが他の最重要インジケータに 変化することが理解できよう。 例えば、１０００ppmでＣＯ₂検出レベルに２００を加算すると、ＣＯ₂eq単位 の出力レベル１２００を与え、空間の換気を増加するのに使用される。このよう に、総合的かつ非選択的なＶＯＣレベルは、区域の換気に影響を与えるために利 用される。最重要インジケータの出力を修正するために温度及び相対湿度等の他 のパラメータも利用される。例えば、ＣＯ₂の読みが１０００ppmならばシステム はそ の濃度が許容できると表示する。しかしながら、高い相対湿度を検出すると、影 響を与える数を区域のＣＯ₂検出レベルに加算することができ、これによりその 区域を換気するか否かの判断が影響を受ける。高い相対湿度の例では、１０００ ppmのＣＯ₂検出濃度に影響係数３００が加算され、その区域をさらに換気する必 要な出力を発生する。 温室、果物貯蔵庫、トンネル及び養豚場に応用する場合、換気増加開始に利用 されるＣＯ₂レベルは商用オフィスビルで利用されるＣＯ₂レベルとは相違する。 さらに、補助又は第二のセンサからのＣＯ₂値への影響量も異なる。しかしなが ら、後述する本発明の範囲では、これらの変数は特定の応用での必要性に適合す るソフトウェア理論で取り扱うことができる。 また、本発明は、ＶＯＣ修正因子、温度修正因子等のいくつかの二次的なイン ジケータよって二酸化炭素等の最重要インジケータが修正されるＩＡＱセンサを 想定する。さらに、ある応用では、同一の２又は３以上の二次的なインジケータ で第一の信号を修正するのが有利であろう。例えば、ＶＯＣセンサは広い空間の 各端に配置されて第一の信号に累積的に修正し、汚染の大きさを間接的に警告し てもよい。 本発明について以下詳細に説明する。 図１はＣＯ₂／ＩＡＱセンサの主要な機能的構成要素を示し、全体を符号１０ で表す。本発明は既存のＨＶＡＣユニット制御装置と両立でき、本発明はＨＶＡ Ｃユニットに改造可能であることが望ましい。従って、ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１ ０の電源入力及び出力は工業規格の形式である。フィールド配線端子が２４VAC （Ｖ交流）の電源１２に設けられる。ＣＯ₂出力端子１４はＣＯ₂測定値に対応す る０〜１０VDC（Ｖ直流）の出力を有する。さらに、ＩＡＱ出力端子１６はＩＡ Ｑ計算値に対応する０〜１０VDCの出力を発生する。 好適実施形態では、校正ポート１８はＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０の工場校正に 利用される。校正ポート１８は、建物の作業者による使用を意図せず、ＣＯ₂出 力端子１４及びＩＡＱ出力端子１６の最初の工場での校正にのみ使用する。従っ て、校正ポート１８は端子ブロック接続を利用する必要がない。ＣＯ₂／ＩＡＱ センサ１０の動作の視覚的な表示及び種々のＩＡＱレベルの表示のため、発光ダ イオー ド（ＬＥＤ）２０が設けられる。選択可能なジャンパ線による出力方法選択器２ ２が設けられ、作業者は建物の換気制御システムの特定の要求に対してＣＯ₂出 力端子１４及びＩＡＱ出力端子１６の出力信号を一致させることができる。校正 ポート１８の好適実施形態は校正のためにのみ情報伝達するが、変更実施形態は 校正ポート１８が情報伝達センサの役割を果たすことを想定する。情報伝達セン サの役割をするとき、不連続なアナログ出力及びバイナリ出力に対し全センサ情 報は直列方式で校正ポート１８を通り伝達される。この情報伝達機能は、特に工 業規格の通信プロトコルによる場合、センサ１０の理論的な延長である。また、 変更実施形態は、発光ダイオード２０の代わりに、ＩＡＱ計算値、ＣＯ₂値及び ＣＯ₂当量値をあらゆる一般的な形態で表示する小さい液晶ディスプレイを使用 することを想定する。別の変更実施形態では、好適実施形態で想定される選択可 能なジャンパ線の代わりに、警告及び制御設定点を選択する押しボタンが出力方 法選択器２２に設けられることを想定する。 ＣＯ₂センサ２３は、２つの構成部分、即ち赤外線（IR）光源２４と、測定セ ル−信号調整ユニット２６とから成る。赤外線（IR）光源２４と測定セル−信号 調整ユニット２６とは協調して作用し、ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０により監視さ れる区域のＣＯ₂濃度を検出する。このようなＣＯ₂センサの実験室用のものは７ ＭＢ−１９３０−８Ｄ３としてアリトロン社（Aritron）により市販されている 。監視区域のＶＯＣの存在を検出するため、一般的なＶＯＣ回路２７が用いられ る。マイクロコントローラ２８は、前記の機能的構成要素の全てに接続しソフト ウェア環境を提供するインタフェース電気回路となる。ソフトウェアはマイクロ コントローラ２８のパッケージ外部のＥＰＲＯＭ内に存在する。また、ＣＯ₂検 出装置の変更では、例えば、いずれもここで組み合わせて引用したウォン（Wong ）名義の米国特許第４,６９４,１７３号、第５,０２６,９９２号及び第５,０６ ０,５０８号で議論される非分散赤外線（non-dispersive infrared，ＮＤＩＲ） 法等が想定される。 図１に示す本発明の機能的構成要素は、図２で全体を符号４０で示すプリント 回路基板上に配置される。端子ブロック接続４２は、図２の左下側部分において 符号１２で示す一点鎖線の範囲内に設けられた電源１２の２４VAC電力に接続さ れ る。保険業者実験室（Underwriter Laboratories，ＵＬ）の必要性を最小にする ため、クラス２の電力が利用される。オン／オフスイッチはないため、ＣＯ₂／ ＩＡＱセンサ１０は換気システムの制御装置に完全に接続され、換気システムが 電力を供給される間は常に電力が供給される。 また、端子ブロック接続４２にはＣＯ₂出力端子１４が設けられる。出力はＣ Ｏ₂測定レベルを表す０〜１０Ｖ直流（VDC）アナログ信号である。値は０から２ ０００ppmまで変動し、ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０が監視している区域のＣＯ₂に ついて、０VDCは０ppmを示し、１０VDCは２０００ppmであることを表す。 また、端子ブロック接続４２にはＩＡＱ出力端子１６が設けられる。ＩＡＱア ナログ値は、測定セル−信号調整ユニット２６によるＣＯ₂測定値をＶＯＣ回路 ２７により得られたＶＯＣ測定値に関連した値と結合し計算される。ＩＡＱ値は ０〜２０００まで変動する「無次元」値である。前記０〜１０VDC出力はプリン ト回路基板４０の右上の一点鎖線内に示す出力電気回路４４内で発生する。 校正ポート１８はＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０の工場での校正中にのみ使用され 、従って簡易接続だけで取り付けられる。端子ブロック又は一時的な保護は設け られない。校正ポートの簡易接続をプリント回路基板４０上のＸで示す。ＣＯ₂ ／ＩＡＱセンサ１０及び専用校正取付具（図示しない）中の特別なソフトウェア は、必要な情報をＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０にロードすることを要求される。一 旦校正情報がロードされると、校正情報はＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０のＥＰＲＯ Ｍ４６内の不揮発性メモリに記憶される。 前記のＣＯ₂出力端子１４及びＩＡＱ出力端子１６それそれの２つのアナログ 出力もバイナリオン／オフ出力として利用される。出力方法選択器２２の利用及 び適切なジャンパ線４８、５０を経由して要求されたバイナリ出力方法の選択に より、作業者はオフ状態を表す０VDC及びオン状態を表す１０VDCの信号レベルを 有する出力を選択できる。ジャンパ線４８、５０によりアナログ出力又はバイナ リ出力動作を選択し、ＩＡＱのバイナリ出力トリガを表示することができる。Ｃ Ｏ₂／ＩＡＱセンサ１０は両方のジャンパ線を設けた構造に予め構成される。ジ ャンパ線４８、５０は、ジャンパ線４８、５０がプリント回路基板４０に設けら れるときはオフ状態と考えられ、ジャンパ線４８、５０がプリント回路基板４０ に設 けられないときはオン状態と考えられる。図３に２つのジャンパ線４８、５０の 使用をまとめた。ここで、Ｊ１は第一のジャンパ線であり、Ｊ２は第二のジャン パ線である。 図２に戻り、ＬＥＤ５２、５４及び５６の形態のセンサ状態インジケータはセ ンサ動作及びＩＡＱ計算値の視覚的表示を行う。ＬＥＤ５２、５４及び５６はＣ Ｏ₂／ＩＡＱセンサ１０のプリント回路基板４０上に設置される。ＣＯ₂／ＩＡＱ センサ１０のカバーには、ＬＥＤ５２、５４及び５６が外部から見えるための専 用の開口部は形成されない。代わりに、ＬＥＤ５２、５４及び５６はＣＯ₂／Ｉ ＡＱセンサ１０のカバーの気流スロットを通して見ることができる。常時、１個 のＬＥＤだけがオンしている。好適実施形態では、ＬＥＤ５２、５４及び５６は 表１に示す表示を行う。 ＣＯ₂センサ２３の一部分は赤外線光源２４から成り、赤外線光源２４はマイ クロコントローラ２８によるマイクロソフトウェア制御の下でオン及びオフのパ ルスを発生する。赤外線光源２４はフィラメント６２を包囲するクリアガラスの 真空管６０を有する光電球５８を備える。 ＣＯ₂センサ２３の第二の部分は検出−信号調整セル２６から成る。検出セル ２ ６は、他の部分の装着と共にサンプル隔室を形成する機械加工されたアルミニウ ムブロック、赤外線フィルタ、膜及びマイクロホンの４つの部分を含む。赤外線 光源２４は時間基準のソフトパルスで幅広い光スペクトルを供給する。光のパル スが赤外線フィルタを通過するとき、赤外線光の特定の狭い帯域の光のみが通過 できる。この赤外線光のスペクトルがＣＯ₂を特に励起する。ＣＯ₂サンプルによ り吸収される光の量はサンプル中のＣＯ₂濃度に正比例する。励起されたＣＯ₂が 標準のエネルギ状態に減衰するとき、エネルギは熱エネルギに変換され、気体サ ンプルを加熱する。気体サンプルは加熱されると膨張しようとする。気体サンプ ルは堅固な隔室に入っているため膨張できず、従って隔室の圧力は増加する。マ イクロホンは圧力変換部であり、この熱による圧力増加を電気信号として測定す る。アナログ信号プロセッサは信号を増幅し、さらに処理を行うためマイクロプ ロセッサへ信号を送出する。膜は、周囲空気のセル内外への拡散を可能とする役 割と共に、加熱された気体の熱膨張を防止する役割の２つの機能を有する。一般 の検出セル２６は、エーラー（Oehler）ら名義の米国特許第４,５５７,３９７号 、第４,６５７,３９７号及び第４,７４０,０８６号に開示され、本発明の参考に 引用する。 ＣＯ₂センサ２３を構成する光源２４及びセル２６は従来のＣＯ₂センサ構造と 比較して物理的に小さい。この減少したサイズにより、ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１ ０を区域の壁に設置する装置に利用できるサイズとすることが可能となる。 ＣＯ₂測定はＣＯ₂センサ２３により直接行われる。測定方法は、低いＣＯ₂濃 度に対し低い信号を、高いＣＯ₂濃度に対し高い信号を発生する光音響法による 。このことは、従来のＣＯ₂センサ構造との対比により明らかとなる。赤外線光 源２４は、プリント回路基板４０の左上角の一点鎖線内に示されるランプ輝度制 御６４を含む電気回路を備える自己調整型である。赤外線光源２４は、赤外線光 源２４の電球５８のエージング効果を考慮するためランプ輝度制御６４により光 学的に監視される。これにより、電球５８のエージングがＣＯ₂センサ２３の精 度及び安定性を上回る効果を最小にできる。ＣＯ₂センサ２３の出力の信号処理 はアナログ信号プロセッサ６６により行われる。 ＣＯ₂センサ２３の光音響信号は直線的かつゼロオフセットを有する。この特 徴 により、ＣＯ₂センサ２３の校正は１つの信号点のみで足りる。スパン（又は勾 配）が校正を必要とする唯一のパラメータである。校正は基準ＣＯ₂値に基づい て行われる。さらに、セル２６は非常に安定なことが判明した。設置後少なくと も５年間はＣＯ₂センサ２３のフィールド校正の必要がないと予想される。 ＶＯＣ回路２７は市販される公知の装置である。機能が同等ないくつかの同様 な装置が知られている。好適実施形態では、ＶＯＣ回路２７は５００℃の比較的 高温に加熱される被加熱要素から成る。この熱により要素表面上で有機汚染物質 が燃焼する。被加熱要素は半導体の近くに配置される。半導体は被加熱要素を包 囲する管状に形成してもよい。電子移動は、半導体表面において有機化合物と予 め吸収された酸素分子との間で起こる。電子移動を発生させる燃焼は、有機化合 物濃度の比較的小さな変化に対して半導体の導電率の比較的大きな増加を引き起 こす。この変化は数秒以内で起こり、完全に可逆的である。 ＶＯＣ回路２７は、どの有機物質が存在するかに拘わらず燃焼する有機汚染物 質を検出する点で総合的である。また、ＶＯＣ回路２７は、存在する有機汚染物 質の量を精密に測定しない点で特定的ではない。ＶＯＣ回路２７は、水素、炭化 水素、アルコール、一酸化炭素、ベンゼン、その他の物質を含む幅広い種類の揮 発性有機汚染物質に対する感度変化に応答する。その結果、ＶＯＣ回路２７は未 知の組成かつ特定できない濃度で揮発性又は気体状の有機汚染物質が存在するこ とを示す。検出限界に耐えられない場合、屋内空気質の指標を与えるためにＣＯ₂ センサ２３の出力と組み合わせるとき得られる情報は価値がある。 ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０の心臓部はマイクロコントローラ２８である。マイ クロコントローラ２８は８ビットのマイクロプロセッサであり、アナログデジタ ル（Ａ／Ｄ）変換及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を基板上に備える。マ イクロコントローラ２８は、各種センサ回路２３、２７、形態ジャンパ線４８、 ５０及びアナログ出力１４、１６のインタフェースへの必要な入力及び出力（Ｉ ／Ｏ）ピンを有する。 動作に際し、汚染の最重要インジケータが選択される。好適実施形態では、最 重要インジケータには区域のＣＯ₂濃度レベルが選択される。ＣＯ₂濃度レベルは 選択的かつ特定的であるため最重要インジケータとして良好な選択である。存在 する可能性のある他のどの汚染物質にも拘わらずＣＯ₂濃度レベルのみを測定で きる点で選択的である。また、汚染レベルが百万分率（ppm）で比較的正確に決 定できる点で特定的である。例えばＶＯＣ、温度又は相対湿度等の他のインジケ ータが最重要インジケータとして選択可能であることを理解されたい。 最重要インジケータは空気質の１又は２以上の追加のインジケータの検出によ り影響を受ける。好適実施形態では、最重要インジケータであるＣＯ₂はＶＯＣ の検出により影響を受ける。また、最重要インジケータは、例えば温度、相対湿 度等の他のインジケータにより影響を受けうる。さらに、最重要インジケータで あるＣＯ₂は、例えば、ＶＯＣ及び煙等の少なくとも２又は３以上の二次的なイ ンジケータにより影響を受けるかもしれない。好適実施形態では、複数の二次的 なインジケータの両者が各々後述する方法の１つを用いて最重要インジケータに 加算される。しかしながら、主要な又は最重要インジケータを修正する他の手段 が想定され、この手段には最重要インジケータを修正するためにより大きい二次 的なインジケータを選択することが含まれる。 前記のように、ＣＯ₂の最重要インジケータは選択的かつ特定的であるため、 温室、トンネル、果物貯蔵庫及び養豚場での応用に良好に選択できる。特定的で あるため、これらの動作のため増加した換気を始めるＣＯ₂の異なるしきい値を 特定することができる。異なる値以外で同様の方法を利用する最重要インジケー タに影響を与えるために、例えばＣＯ、炭化水素、アンモニア、エチレン、その 他の二次的なインジケータが利用可能である。 実際には、汚染の許容レベルが選択される。例えば、それ以上の場合区域の換 気の増加が要求されるレベルとして、１０００二酸化炭素当量単位レベルが選択 される。ＣＯ₂汚染のみの場合、１０００レベルは１０００ppmのＣＯ₂汚染レベ ルに相当する。このレベルはＣＯ₂センサ２３により検出される。１０００ppmの ＣＯ₂汚染レベルを超えると、ＨＶＡＣシステムは区域の換気を増加するよう命 令を受ける。 その区域のＣＯ₂濃度が比較的高い、例えば８００ppmの場合、濃度が先に選択 した１０００二酸化炭素当量単位レベルを超えないので換気を増加する命令を受 けない。このＣＯ₂汚染レベルの場合、さらに区域に他の汚染物質が存在すれば 、 その区域の換気を増加することが望ましいかもしれない。ＣＯ₂センサ２３及び ＶＯＣ回路２７の出力を併せることにより、マイクロコントローラ２８は、出力 信号を発生するため最重要インジケータ（好適実施形態ではＣＯ₂に適用される 影響係数を発生する。前記のように、ＶＯＣ回路２７の出力は総合的かつ非選択 的である。従って、出力は、ppm又は他のどの認められた測定単位でも測定でき ないと考えられる。マイクロコントローラ２８は無次元の影響係数を発生し、影 響係数をＣＯ₂センサ２３の出力に加算する。無次元の係数を有次元の測定に加 算することにより、有次元の測定は発明の好適実施形態のＣＯ₂eq単位のような 無次元数に変換される。この例では、マイクロコントローラ２８がＶＯＣ汚染レ ベルを表す係数３００を発生し、これを測定したＣＯ₂汚染レベルの８００ppmに 加算すれば、結果的に汚染レベルは１１００となる。汚染レベル１１００は、区 域で換気レベルを増加するのに十分な量である。このようにして、最重要インジ ケータはもう１つのインジケータにより影響を受け、最重要インジケータ及び他 方のインジケータの両者による汚染の結果として区域の換気を担保するレベルに 到達する。２つの第二の修正因子（例えばＶＯＣ信号及びＣＯ信号）を用いた場 合、それらの信号は好ましくは累積的であるが、他の方法、例えば平均化又はよ り大きい方の信号の選択により結合してもよい。 マイクロコントローラ２８は、種々の方法で影響係数に対しＶＯＣ回路２７の 出力を変換することができる。一つの手段では、ＶＯＣ回路２７の特定の出力に 対応した表で定数を調べる。表の例は以下の通りである。表引き法 入力はppm単位で測定したＣＯ₂値（CO₂_Val）及び濃度百分率で測定したＶＯ Ｃ値（VOC_Val）である。出力はＶＯＣ補償値（IAQ_Out）である。 １． CO₂_Va1が以下の３つの範囲のいずれに属するか判断する。 低＝０〜６００ppm 中＝６００〜１２００ppm 高＝１２００〜１８００ppm ２． VOC_Valが以下の４つの範囲のいずれに属するか判断する。 無＝０〜１０％ 低＝１０〜４０％ 中＝４０〜７０％ 高＝７０〜１００％ ３． 特定したＣＯ₂及びＶＯＣの範囲に対応する表の値を見る。 ４． 表の値をＣＯ₂値に加算し、ＣＯ₂eq単位のＩＡＱ出力値を得る。 CO₂_Val＋表の値＝IAQ_Out ＶＯＣ濃度に関する係数は過程３により決定される。過程３で登場する表を導 くために、ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０はまず過程１及び２と同様にＣＯ₂及びＶＯ Ｃ濃度レベルを検出しなければならない。ＶＯＣレベルを用いて、例えば、中レ ベルのＣＯ₂を中レベルのＶＯＣと組み合わせて無次元の単位の影響係数２００ を得て表を埋めることができる。過程４では、影響係数はＣＯ₂の検出レベルに 加算される。この例では、ＣＯ₂レベルが９００のとき（中の範囲であるが換気 量の増加を引き起こすＣＯ₂レベル１０００ppmより小さい）、ＩＡＱ出力はＣＯ₂ レベル９００と影響係数２００との合計であり、１１００と出力される。この レベルは区域の換気レベルの増加を命令するのに十分である。別法として、この 係数は、ＶＯＣ回路２７の出力傾向を維持し、劇的に増加する二次的なインジケ ータのレベルを示す傾向に対応する係数の量を増加することによって影響される かもしれない。 ＩＡＱレベルに到達するための第三の手段では、ＶＯＣ回路２７及びＣＯ₂セ ンサ２３の出力に対しファジー理論を適用する。これは、ＣＯ₂センサ２３の出 力に適用されかつ図４に示す係数の段階的変化とは相違する係数の幾分過渡的な 変化 をもたらす。ＩＡＱ出力に到達するファジー理論法に必要なメンバーシップ関数 を図４に示す。以下、ファジー理論法について説明する。ファジー理論法 入力はppm単位で測定したＣＯ₂値（CO₂_Val）及び濃度百分率で測定したＶＯ Ｃ値（VOC_Val）である。出力はＶＯＣ補償値（IAQ_Out)である。擬似コード中 に定義された理論は以下の通りである。 １． 入力に基づくメンバーシップ関数を定義する。 （a）「CO₂_Valをファジー化する」 CLow = MAX(0,(900-CO2_Val)/300) CHigh = MAX(0,(CO₂_Val-900)/300) IF CO₂_Val〈900 THEN CMed = MAX(0,(CO₂_Val-600)/300) ELSE CMed = MAX(0,(1200-CO₂_Val)/300) END IF （b）「V0C_Valをファジー化する」 VOK = MAX(0,40-VOC_Val)/30) VHigh = MAX(0,(VOC_Val-70)/30) IF VOC_Val〉70 THEN VMed = MAX(0,(100-VOC_Val)/30)and VLow = 0 ELSE IF VOC_Val〉40 THEN VMed = MAX(0,(V0C_Val-40)/30)and VLow = MAX(0,(70-V0C_Val)/30) ELSE VMed = 0 and VLow = MAX(0,(VOC_Val-10)/30) END IF END IF ２． 規則を適用する。 Compl = MAX(MIN(CLow,VLow),MIN(CMed,VLow),MIN(CHigh,VLow)) Comp2 = MAX(MIN(CLow,VMed),MIN(CMed,VMed),MIN(CLow,VHigh)) Comp3 = MAX(MIN(CHigh,VMed),MIN(CMed,VHigh)) Comp4 = MIN(CHigh,VHigh) ３． 脱ファジー化 V0C_Comp = ((Compl*100)+(Comp2*200)+(Comp3*300)+(Comp4*400)) ４． ＶＯＣ補償値をＣＯ₂値に加算し出力を得る。 IAQ_Out-CO₂_Val＋VOC_Comp ファジー理論法の例を以下に示す。例１ このファジー理論実施形態の第一の例では、図４に示すようにＶＯＣ濃度は５ ０％で低及び中の両範囲に重なる。ＣＯ₂検出値は８００ppmであり、中の範囲を 強めて低及び中の両範囲に重なる。先に定義したファジー理論法を適用する場合 、メンバーシップ関数が最初に定義される。 CLowは、（９００−８００）を３００で除して１／３と決定される。 CHighは、０が−１／３より大なので０と決定される。 ＣＯ₂値の８００は９００より小なので、CMedは２／３と決定される。 同様に、０が−１／３より大なので、VOKは０と決定される。 VHighは、０が−２／３より大なので０と決定される。 ＶＯＣ濃度百分率が４０より大なので、VMedは１／３と決定され、VLowは２／ ３と決定される。 ファジー理論法の過程２で規則を適用すると、Comp1は、１／３、２／３及び ０の中の最大値なので、２／３と決定される。Comp2は、１／３、１／３及び０ の中の最大値なので、１／３と決定される。Comp3は０と決定され、Comp4は０と 決定される。 ファジー理論法の過程３で脱ファジー化を行うと、ＶＯＣ補償信号(VOC_Comp) は６７＋６７＋０＋０＝１３４と決定される。 最後に、ファジー理論法の過程４で、IAQ_Out信号は、ＣＯ₂検出値の８００pp mにＶＯＣ補償値の１３４を加算して決定される。従って、ＩＡＱ出力信号は９ ３４となる。低から中のＶＯＣ濃度が報告された屋内空気質において意義のある 、しかし大きくはない効果を有するから、これは意味がある。例２ 例２はファジー理論実施形態のさらに極端な例であり、ＶＯＣ濃度百分率が約 ８５％で、中及び高の範囲の間の中間にある。さらに、ＣＯ₂検出値は１，００ ０ppmで、中の範囲を強めて中及び高の両範囲に重なる。ＩＡＱ出力信号を決定 する際に適用すべきＶＯＣ濃度に対してより大きな補償値を予想できるであろう 。 前記のファジー理論法の過程１としてメンバーシップ関数を定義すると、CLow は０と決定され、CHighは１／３と決定され、CMediumは２／３と決定される。 同様に、VOKは０と決定され、VHighは１／２と決定され、VMediumは１／２と 決定され、ＶＯＣ値が７０より大なのでVLowは０と決定される。 ファジー理論法の過程２で規則を適用すると、最小比較の入力が全て０なので Comp1は０と決定される。しかしながら、CMedとVMedとの最小値が１／２なのでC omp2は１／２と決定される。CHighとVMedとの最小値が１／３であり、CMedとVHi ghとの最小値が１／２であり、最大値の１／２がComp3として選択されるので、C omp3は１／２と決定される。最後に、CHigh値の１／３とVHigh値の１／２との最 小値なので、Comp4は１／３と決定される。 ここでファジー理論法の過程３の脱ファジー化を行うと、Comp1は１００倍し て０となり、Comp2は２００倍して１００となり、Comp3は３００倍して１５０と なり、Comp4は４００倍して１３４となるので、ＶＯＣ補償信号は３８４と決定 される。 ファジー理論法の過程４でＶＯＣ補償値をＣＯ₂値に加算すると、ＩＡＱ出力 信号は１３８４と決定される。このような信号により空気調和システムは、例え ば外気ダンパを最大に開放して多量の新鮮空気を導入したり警報を鳴らす等の徹 底的な措置をとり、その結果建物の人員は予防措置をとりかつ問題の原因の調査 ができる。温室の例 例えば温室の空気質管理等の非商用オフィス建物での応用では、異なる空気質 レベルに対応するため排気ファンを配置することができる。例えば、空気質レベ ルが２０００ppmを超えると、第一の排出ファンがオンし、警告灯を点灯するこ とができる。空気質レベルが２５００ppmを超えると、第二の排気ファンがオン し、可聴警報音を鳴らすことができる。ＣＯ₂のみが検出された場合、ＣＯ₂レベ ル自体によっては前記の値を超えないかもしれない。しかしながら、例えばＣＯ 、炭化水素等の第二の値と結合されると、累積的効果により空気質がより合理的 に表示され、１又は２以上の排気ファンをオンする適切なレベルに到達すること ができる。 図５は、建物応用の場合に屋内空気質を監視し、特定の区域の換気速度を制御 するＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０の可能な位置を示す。センサの配置は、監視され かつ制御すべき重要なＩＡＱ区域の機能となる。例えば、実験室、昼食室、会議 室、その他のポテンシャルが問題となる小さい分離区域に壁型のＣＯ₂／ＩＡＱ センサ１０を設置できる。このような分離区域を図５に符号７０で示す。動作の 際に、ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０が換気の増加を必要とする汚染状態を検出する と、区域７０の換気量を増加するため、ＨＶＡＣシステム７２に信号が送出され る。これに対応して、検出した汚染を分散させるため、ＨＶＡＣシステム７２は 区域７０へ導入する周囲の外気量を増加する。周囲空気の量が増加すると、戻り 空気ダクト７４は区域７０の汚染空気を区域７０から吸引する。屋外の周囲空気 の温度及び湿度条件により、ＨＶＡＣシステム７２は、汚染の分散に必要な増加 した換気時間中に区域７０を加熱又は冷却する追加のエネルギの消費を要求する こともできる。区域７０で検出された汚染レベルが許容レベルまで減少すると、 ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０はＨＶＡＣシステム７２へ信号を送出し、ＨＶＡＣシ ステム７２は区域７０に供給する周囲の空気量を減少させる。 ダクト取付方式のＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０を使用すると、大区域を経済的に 監視することが可能である。図５では大区域を符号７６で示す。ＣＯ₂／ＩＡＱ センサ１０は、大区域７６への戻り空気ダクト７４の１つの脚へ延伸して取り付 けられるプローブとして表される。ＨＶＡＣシステム７２が必要のため区域７６ の加熱又は冷却動作を行う間は戻り空気ダクト７４では戻り空気が継続的に流れ るため、区域７６の汚染物質はＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０を通過して排出される 。動作は基本的に前記と同様である。 最後に、主戻り空気ダクト７８にＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０を配置して、多く の区域をＩＡＱ結合区域８０へ結合することが可能である。主戻り空気ダクト７ ８は、建物の加熱又は冷却ユニットに直接接続される。従って、主戻り空気ダク ト７８にＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０を配置して、全体の区域８０を表す汚染物質 レベルを検出し、全体の区域８０への換気を増加することにより補正することが できる。しかしながら、戻り空気ダクトを経由して監視される区域が大きい程、 区域の小さい部分の貧弱なＩＡＱの表示を相殺する戻り空気を混合する機会がよ り大きくなる。これは、建築基礎による建物での応用に際しての問題として残る 。ＣＯ₂／ＩＡＱセンサ１０の柔軟な作動により、建物の作業者は、どのＩＡＱ 区域が建物で必要とされ、どのようにＩＡＱ区域を監視かつ制御するかを決定す ることが可能となる。 区域のサイズに関係なく、構造占有で各区域に要求される最小の換気（外気） 流を決定することが可能である。この値は、各区域に必要とされる供給空気の「 豊かさ」を決定する。ＩＡＱセンサ値は、この最小の換気流及び、必要ならば、 空気処理器の設定点の再設定に利用できる。 以上、いくつかの実施形態について本発明を説明した。本発明は、屋内空気質 の特定的かつ定性的な最重要インジケータが屋内空気質の二次的なインジケータ により修正される建物の屋内空気質を検出する。発明の範囲から外れることなく 説明した実施形態において多くの変更及び修正が可能なことが当業者にとって明 らかであろう。このような修正では、幅広い種類の公知のセンサ、特に修正信号 を発生するセンサのいずれも使用できることが明らかである。この各種の修正信 号の使用は、植物相又は動物相が居住する全ての区域へＩＡＱセンサの応用を広 げる。他の修正は、最重要インジケータの累積的又は置換的修正のいずれかを行 う外部の二次的なインジケータと共に共通のハウジングに配置された最重要イン ジケータ及び内部の二次的なインジケータを想定する。以上のように、本発明の 範囲はここで表現した構造に限定されてはならず、本発明の範囲は請求の範囲の 言語及びそれらの構造の均等物により表現される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 レイン，アラン・ディー アメリカ合衆国55126ミネソタ州 ショア ヴュー レイク・コウヴ・コート 512 (72)発明者 オルソン，ジョン・シー アメリカ合衆国55126ミネソタ州 ショア ヴュー ラスティック・プレイス 4147 (72)発明者 バッハマン，フィリップ・アー スイス チューリッヒ フォルヒ ドルナ ッハー 16 (72)発明者 ボーグリ，ウルス スイス チューリッヒ エッグ プファネ ンシュルスルル イプシロン（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 建物区域で利用できる構造を有し区域の換気を制御する屋内空気質セン サにおいて、 区域の汚染の選択された最重要インジケータを検出しかつそれに対応する出力 信号を発生する第一のセンサ手段と、 区域の汚染の少なくとも第一の選択された二次的なインジケータを検出しかつ 出力信号を発生する少なくとも第一の付加センサ手段と、 区域の屋内空気質に対応する出力信号を発生し、第一のセンサ手段及び第一の 付加センサ手段からの出力信号を受け、第一の付加センサ手段の出力信号の関数 である量によって第一のセンサ手段の出力に影響を与えることにより区域の屋内 空気質に対応する出力信号を発生するプロセッサ手段とを備えることを特徴とす る屋内空気質センサ。 ２． 第一のセンサ手段は二酸化炭素センサである請求項１に記載の屋内空気 質センサ。 ３． 第一の付加センサ手段は、揮発性有機化合物センサ、一酸化炭素センサ 、温度センサ、アンモニアセンサ、エチレンセンサ及び相対湿度センサを含む群 から選択された少なくとも１つのセンサである請求項２に記載の屋内空気質セン サ。 ４． さらに、区域の汚染の第二の選択された二次的なインジケータを検出し かつプロセッサ手段へそれに対応する出力信号を供給する第二の付加センサ手段 を備え、プロセッサ手段は第二のセンサ手段からの信号の関数として出力信号を 修正する請求項３に記載の屋内空気質センサ。 ５． 第一及び第二の付加センサ手段は明確な汚染物質及び第一のセンサの出 力の累積的影響を検出する請求項４に記載の屋内空気質センサ。 ６． 第一及び第二の付加センサ手段の出力信号は比較され、大きい方の信号 が選択され第一のセンサの出力に影響を与える請求項４に記載の屋内空気質セン サ。 ７． 第二の付加センサ手段は第一の付加センサ手段から物理的に除去された 請求項４に記載の屋内空気質センサ。 ８． プロセッサ手段はさらに前記出力信号を発生するファジー理論手段を含 む請求項１に記載の屋内空気質センサ。 ９． 区域の換気を制御する建物区域屋内空気質検出方法において、 区域の汚染の選択された最重要インジケータを検出しかつそれに対応する第一 の出力信号を発生する過程と、 区域の汚染の少なくとも１つの選択された二次的なインジケータを検出しかつ それに対応する出力信号を発生する過程と、 少なくとも１つの付加センサ手段の出力信号の関数である量によって第一の出 力信号に影響を与えることにより区域の屋内空気質に対応する出力信号を発生す る過程とを含むことを特徴とする建物区域屋内空気質検出方法。 １０． 最重要インジケータは特定的かつ定量可能であり、二次的なインジケ ータは最重要インジケータに応じて修正される請求項９に記載の建物区域屋内空 気質検出方法。 １１． 区域の汚染の最重要インジケータは区域の二酸化炭素濃度である請求 項１０に記載の建物区域屋内空気質検出方法。 １２． 汚染の最重要インジケータが影響される量は、最重要インジケータ及 び選択された二次的なインジケータの出力信号又は無次元値を与える第一の出力 信号に加えられる無次元修正因子を発生するためのインジケータにファジー理論 を適用して誘導される請求項９に記載の建物区域屋内空気質検出方法。 １３． 無次元値は二酸化炭素当量の測定値を与える請求項１２に記載の建物 区域屋内空気質検出方法。 １４． 建物区域で利用できる構造を有し区域の換気を制御する屋内空気質セ ンサにおいて、 区域の汚染の選択された最重要インジケータである区域の二酸化炭素濃度レベ ルを検出しかつそれに対応する出力信号を発生する二酸化炭素センサ手段と、 区域の汚染の選択された二次的なインジケータである少なくとも１つの揮発性 有機化合物を検出しかつそれに対応する出力信号を発生する揮発性有機化合物セ ンサ手段と、 二酸化炭素センサ手段及び揮発性有機化合物センサ手段からの出力信号を受け かつ揮発性有機化合物センサ手段の出力信号の関数である量によって二酸化炭素 センサ手段の出力に影響を与えることにより区域の屋内空気質に対応する出力信 号を発生する区域の屋内空気質に対応する出力信号を発生するプロセッサ手段と を備えることを特徴とする屋内空気質センサ。 １５． 二酸化炭素センサ手段は光音響装置を含む請求項１４に記載の屋内空 気質センサ。 １６． 二酸化炭素センサ手段は光エネルギ源となる光源手段と、 区域の二酸化炭素粒子濃度を測定するセル手段とを含み、 セル手段は、隔室を備える構造を有し、隔室は区域から隔室へ空気が進入可能 な膜により区分され、赤外線光源手段により発生された必要な光エネルギが隔室 へ進入可能な赤外線光源手段の直線上反対側に配置されたフィルタを有し、区域 からの空気中の二酸化炭素粒子濃度を測定する高感度マイクロホンを有し、光源 をパルス変換又は修正する手段を有する請求項１４に記載の屋内空気質センサ。 １７． 光源は赤外線光源である請求項１６に記載の屋内空気質センサ。 １８． 光源は非分散赤外線（ＮＤＩＲ）光源である請求項１６に記載の屋内 空気質センサ。 １９． 換気区域への新鮮空気の導入を制御できる構造を有する制御システム において、区域の主要な汚染物質及び少なくとも１つの補助汚染物質を検出しか つ汚染物質の濃度レベルに対応する信号を発生する検出手段と、区域の空気質に 対応する出力信号を発生するマイクロプロセッサ手段とを有し、マイクロプロセ ッサ手段は前記検出手段と情報伝達可能に接続して汚染物質の濃度レベルに対応 した信号を受けかつ少なくとも１つの補助汚染物質に対応した信号で主要な汚染 物質と対応した信号を補正し、補正された信号は区域の空気質と対応しかつ換気 区域への新鮮空気の導入を制御するため用いられることを特徴とする制御システ ム。 ２０． 主要な汚染物質を検出する検出手段は二酸化炭素センサである請求項 １９に記載の制御システム。 ２１． 少なくとも１つの補助汚染物質を検出する検出手段は区域の空気を酸 化する成分を検出する請求項１９に記載の制御システム。 ２２． 換気区域への新鮮空気の導入を制御する新鮮空気導入制御方法におい て、 区域の空気中の主要な汚染物質を検出しかつ主要な汚染物質の濃度レベルに対 応した信号を発生する過程と、 区域の少なくとも１つの補助汚染物質を検出しかつ補助汚染物質の濃度レベル に対応した信号を発生する過程と、 少なくとも１つの補助汚染物質と対応した信号で主要な汚染物質と対応した信 号を補正することにより区域の空気量と対応した出力信号を発生する過程とを含 み、補正信号は区域の空気質と対応しかつ換気区域への新鮮空気の導入を制御す るため用いられることを特徴とする制御方法。 ２３． 区域の空気中の主要な汚染物質は二酸化炭素である請求項２２に記載 の新鮮空気導入制御方法。 ２４． 区域の補助汚染物質は区域の空気を酸化する成分である請求項２２に 記載の新鮮空気導入制御方法。 ２５． 特定の第一の汚染物質が存在する屋内空気を測定する過程と、 第二の汚染物質が存在する屋内空気を測定する過程と、 第二の測定の関数である補償信号を第一の測定に適用する過程と、 補償信号に対応する屋内空気質の出力信号を発生かつ散在させる過程とを含む ことを特徴とする屋内空気質判断方法。 ２６． さらに、散在する屋内空気質信号に応じてＨＶＡＣシステムを制御す る過程を含む請求項２５に記載の屋内空気質判断方法。 ２７． 第一の汚染物質センサは二酸化炭素センサであり、第二の汚染物質セ ンサは揮発性有機化合物センサ、一酸化炭素センサ、温度センサ、湿度センサ、 煙センサ又は洗浄剤センサから成る群から選択される請求項２６に記載の屋内空 気質判断方法。 ２８． 補償過程は表引きを含む請求項２７に記載の屋内空気質判断方法。 ２９． 補償信号はファジー理論を用いて決定される請求項２７に記載の屋内 空気質判断方法。 ３０． 第一の測定信号はＣＯ₂の存在を判断し、第二の測定信号は揮発性有 機 化合物の存在を判断し、メンバーシップ関数はＣＯ₂及び揮発性有機化合物レベ ルにより定められる請求項２９に記載の屋内空気質判断方法。