(57)【要約】【課題】放射性物質を使用しなくともイオンを安定的に生成できるとともに、小型で検出器構成が簡便なエアロゾル検出器を提供する。【解決手段】空気導入路１０８とイオン発生部１０３とイオン検出室１０１、１０２と空気排出路１０９とを備え、前記イオン検出室に流入したエアロゾルにより前記イオン検出室内のイオン数が減少することを検出してエアロゾルを検出するエアロゾル検出器において、前記イオン発生部が放電電極２０２、２１１、２２１から構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気導入路とイオン発生部とイオン検出室と空気排出路とを備え、前記イオン検出室に流入したエアロゾルにより前記イオン検出室内のイオン数が減少することを検出してエアロゾルを検出するエアロゾル検出器において、前記イオン発生部が放電電極からなることを特徴とするエアロゾル検出器。
【請求項２】
前記イオン検出室は隣接して配置された測定室と対照室とからなり、前記イオン発生部は前記測定室と対照室の境界に配置された駆動電極と前記駆動電極を挟んで対向配置された複数の対向電極からなり、前記測定室に前記空気導入路と空気排出路が連通されることを特徴とする請求項１記載のエアロゾル検出器。
【請求項３】
前記複数の対向電極に、それぞれ孔が設けられていることを特徴とする請求項２記載のエアロゾル検出器。
【請求項４】
前記駆動電極に、前記対向電極に設けられた孔に向けて突出する突起が設けられていることを特徴とする請求項３記載のエアロゾル検出器。
【請求項５】
前記駆動電極と対向電極の間に、絶縁体が充填されていることを特徴とする請求項１又は２記載のエアロゾル検出器。
【請求項６】
前記測定室と対照室との境界に、空気を連通するための連通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のエアロゾル検出器。
【請求項７】
前記イオン検出室は隣接して配置された測定室と対照室とからなり、前記イオン発生部は前記測定室と対照室の境界に配置された一つの駆動電極と前記駆動電極に対向して配置された２つの対向電極からなり、前記測定室と対照室に前記空気導入路と空気排出路が連通されることを特徴とする請求項１記載のエアロゾル検出器。
【請求項８】
前記対照室への空気の流入口が前記測定室への流入口より小さいことを特徴とする請求項７記載のエアロゾル検出器。
【請求項９】
前記対照室の空気流入口に微細エアロゾルを通過させないフィルタを装着したことを特徴とする請求項７又は８記載のエアロゾル検出器。
【請求項１０】
前記放電電極は交流電源により駆動されることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載のエアロゾル検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気中の微粒子（エアロゾル）を検出するためのエアロゾル検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の微粒子（エアロゾル）を検出するエアロゾル検出器は、例えば、煙検知器、ガスセンサ又は漏洩検出器として広く利用されている。特殊な用途としては、高速増殖炉の冷却材として用いられるナトリウムの漏洩を検出する機器としても使われる。
【０００３】
イオン化式エアロゾルの検出法は、エアロゾルが空気中のイオンを吸着することを利用したものである。すなわち、検出器内の測定室にイオンを満たし、このイオン密度をモニターする。この測定室に測定対象の外気を導入する。導入した空気中にエアロゾルが含まれると、測定室内のイオンがエアロゾルに吸着され検出室内のイオン密度が低下する。このイオン密度の減少を検出してエアロゾルの存在及び量を判断する。
【０００４】
気温、湿度、気圧など外的要因によるイオン密度検出感度の変動による検出誤差を抑制するため、測定室を２つ設け、一方は、外気をあまり通さない構造とし、他方に外気を導入し、２つの測定室のイオン密度を比較してイオン数の減少を検出する方法がとられている（特許文献１）。
【０００５】
イオン生成には、従来からフィラメント又は放射線源によるイオン化手段が用いられているが（特許文献１及び２）、特に、アメリシウムを用いたα線源は、装置の小型軽量化を図り、イオンを安定的に供給することができるので、エアロゾル検出器のイオン発生源として広く用いられていた。
【０００６】
このような従来のエアロゾル検出器の測定原理を、図６を用いて説明する。  
図６のエアロゾル検出器は煙検出器として用いられるもので、イオン生成源としてアメリシウムからなるα線源が使用されている。
【０００７】
測定対象の空気は、空気導入路９０８から検出器の測定室９１１に入り、空気排出路９０９から検出器外へ放出される。測定室９１１及び対照室９２１内にはα線源９０３によって作られた空気イオンが存在する。測定室９１１内のイオン密度は、イオン検出電極９１２とイオン検出信号処理器９０６によって監視されている。測定室９１２に隣接して対照室９２１が設けられているが、対照室９２１と測定室９１１は連通孔９０４によって互いの空気が行き来できるようになっていて、両室内の気温、湿度、気圧は、長い時定数で等しく保たれるようになっている。イオン生成源としてα線源９０３を用いたことで、このような簡単で小型の検出器構成とすることができる。
【０００８】
この煙検知器に火災による煙が流入した場合、測定室９１１内のイオンが煙に吸着され、測定室内のイオン密度が減少する。この変化は、イオン検出電極９１２によって検出される。一方、対照室９２１内への煙の流入は緩やかであり、対照室９２１のイオン密度は急激には減少せず、イオン検出電極９２２からの検出信号はほとんど変化しない。測定室と対照室のイオン密度信号の違いをイオン検出信号処理器９０６にて検出し、煙の発生を警報する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公昭６３−２２２５２号公報
【特許文献２】特公昭６１−２０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、従来のエアロゾル検出器ではα線源としてアメリシウムが用いられていたが、近年の法律改正によりアメリシウム線源を使用することができなくなった。そのため、イオン生成源として放射性物質を使用しなくともイオンを安定的に生成できるとともに、小型で検出器構成が簡便なエアロゾル検出器が望まれていた。  
そこで、本発明は、放射性物質を使用しなくともイオンを安定的に生成できるとともに、小型で検出器構成が簡便なエアロゾル検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、空気導入路とイオン発生部とイオン検出室と空気排出路とを備え、前記イオン検出室に流入したエアロゾルにより前記イオン検出室内のイオン数が減少することを検出してエアロゾルを検出するエアロゾル検出器において、前記イオン発生部が放電電極からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放射性物質を使用しなくともイオンを安定的に生成できるとともに、小型で検出器構成が簡便なエアロゾル検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るエアロゾル検出器の全体構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るイオン発生部の構成図。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るイオン発生部の変形例の構成図、（ｂ）はその平面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るエアロゾル検出器の全体構成図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るエアロゾル検出器の変形例の全体構成図。
【図６】従来のエアロゾル検出器の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るエアロゾル検出器の実施形態を、図を参照して説明する。  
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るエアロゾル検出器９０１の全体構成図である。
エアロゾル検出器１は、測定室１０１と対照室１０２からなるイオン検出室、測定室１０１と対照室１０２との境界部に設けられたイオン発生部１０３、電源１０４、空気導入路１０８、空気排出路１０９、イオン検出電極１１５，１２５、及び信号処理部１１６，１２６から構成される。
【００１５】
図２は、イオン発生部１０３の構成図である。  
イオン発生部１０３は、交流の放電駆動電源２０１に接続された駆動電極２０２を挟んで、両側に接地された対向電極２１１と２２１が平行に配置されている。対向電極２１１と２２１には、孔２１３，２２３があけられており、この端面と駆動電極２０２間で放電２１２，２２２を発生させる。放電が点燈しやすく、安定化させるために、駆動電極２０２に図２に示すような突起２１４，２２４を設けてもよい。放電により発生したイオンは、上下方向に拡散して広がる。
【００１６】
次に、このエアロゾル検出器１の作用を説明する。  
測定対象の空気は、空気導入路１０８から測定室１０１に入り、空気排出路１０９から排出される。駆動電極２０２に放電駆動電源２０１から電源が供給されると、駆動電極２０２の上下両面で放電が発生し、上側の対照室１０２と下側の測定室１０１に対称にイオンが生成される。測定室１０１と対照室１０２のイオンは、それぞれイオン検出電極１１５と１２５によって捕集され、イオン検出信号処理器１１６と１２６によって、イオン密度信号として出力される。
【００１７】
この２つのイオン密度信号を演算処理し、エアロゾルの有無を判断したり、あるいは、含有量を算出する。その際、イオンの拡散側の対向電極２１１と２２１が接地されていることで、交流高電圧の誘導ノイズの放射を抑制する効果がある。
【００１８】
測定室１０１と対照室１０２内の雰囲気は、図示しない少なくとも１つの小口径の連通孔（図示せず）により連通しており、エアロゾルが測定室に充満するより十分長い時定数で、測定室１０１と対照室１０２相互の気温、湿度、気圧が等しくなるように構成される。
【００１９】
図２に示すイオン発生部１０３は、駆動電極２０２と対向電極２１１，２２１との間には空間が形成されているが、これに限定されない。  
図３（ａ）、（ｂ）に示すイオン発生部は、駆動電極３０２と対向電極３１１，３２１との間に絶縁体３０３が充填されており、いわゆる、誘電体バリア放電が発生する構成となっている。図３（ｂ）はこのイオン発生部の平面図である。図３（ａ）において、３１２，３２２で示した放電が対向電極３１１，３２１に設けられた孔３１３，３２３の縁に沿って、上下同じように発生する。
【００２０】
上述したイオン発生部において、放電用の電源は交流を用いているので、これらの電極は等価的にコンデンサとなり、放電は、コンデンサに並列に入った高抵抗体となる。電極間に加わる電圧は電極が作るコンデンサによって規定されるので、２組の電極間には常に一定の電圧が発生することになる。一方、直流を印加した場合は、等価的な負荷としてコンデンサが現れないので、放電の安定性が保てない。
【００２１】
また、放電駆動電源２０１からの誘導ノイズを軽減するために、接地された対向電極３１１，３２１で駆動電極３０２を覆う構成にしたが、ノイズ対策が十分であれば、対向電極３１１，３２１を短冊状にして配置してもよい。この場合は、電極の静電容量が小さくなるので、電源容量を小さくできるという利点がある。
【００２２】
本第１の実施形態によれば、イオン発生源として交流電源による放電機構を用いたことにより、安定したイオン発生源を有する小型軽量な構成のエアロゾル検出器を提供することができる。
【００２３】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係るエアロゾル検出器の全体構成図である。  
本第２の実施形態では、空気は、空気導入路１０８から対照室１０２と測定室１０１の両方に流入する構成となっていて、対照室１０２と測定室１０１それぞれに空気導入孔１３１，１３３と空気放出孔１３２，１３４が設けられている。
【００２４】
対照室１０１の空気導入孔１３１と空気放出孔１３２は、測定室の空気導入孔１３３と空気放出孔１３４より小さくなっている。すなわち、対照室１０２の空気交換の時定数が測定室１０１に比べ長くなっている。したがって、エアロゾル混入の空気が来た場合、測定室１０１内にエアロゾルが十分に充満しても対照室１０２への空気の進入は遅く、したがって、両者のイオン密度信号の比較で、エアロゾルの有無、または、エアロゾル濃度を検出することができる。
【００２５】
図５に示す変形例では、対照室１０２の空気導入孔１３１に、微粒子捕捉用のフィルタ１４１が設置されている。これにより対照室１０２内へのエアロゾルの進入を阻止する構造となっている。また、必要に応じて、対照室の空気排出孔１３２にもフィルタを設置してもよい。
【００２６】
これによって、エアロゾルを含む空気が検出器に流入した場合、測定室と対照室のイオン密度信号を比較することによって、感度良くエアロゾルの有無、または、エアロゾル濃度を検出することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１…エアロゾル検出器、１０１…測定室、１０２…対照室、１０３…イオン発生部、１０４…電源、１０８…空気導入路、１０９…空気排出路、１１５，１２５…イオン検出電極、１１６，１２６…イオン検出信号処理器、１３１，１３３…空気導入孔、１３２，１３４…空気放出孔、１４１…フィルタ、２０１…放電駆動電源、２０２，３０２…駆動電極、２１１，２２１，３１１，３２１…対向電極、２１２，２２２，３１２，３２２…放電、３０３…絶縁材、２１３，２２３，３１３，３２３…孔、９０１…エアロゾル検出器、９０３…α線源、９０４…連通孔、９０６…イオン検出信号処理器、９０８…空気導入路、９０９…空気排出路、９１１…測定室、９１２…イオン検出電極、９２１…対照室、９２２…イオン検出電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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