(57)【要約】【課題】ＱＣＭセンサに塵埃が付着するおそれが低い環境測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】環境測定装置１は、振動子１１と振動子１１の表面に形成された電極１２とを有するＱＣＭセンサ１０と、ＱＣＭセンサ１０を振動させると共に、ＱＣＭセンサ１０の振動数に応じた周波数を有する周波数信号を出力する発振回路６５と、発振回路に接続され、周波数信号の周波数を計数する周波数カウンタ６６と、ＱＣＭセンサを収納する筐体２０と、筐体に形成された開口部に配置される除塵フィルタ３０と、筐体２０の内部に除塵フィルタ３０を介して筐体２０の外部から大気を吸引する大気吸引装置４０と、を有する。【選択図】図２
2014228484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子と前記振動子の表面に形成された電極とを有するＱＣＭセンサと、
前記ＱＣＭセンサを振動させると共に、前記ＱＣＭセンサの振動数に応じた周波数を有する周波数信号を出力する発振回路と、
前記発振回路に接続され、前記周波数信号の周波数を計数する周波数カウンタと、
前記ＱＣＭセンサを収納する筐体と、
前記筐体に形成された開口部に配置される除塵フィルタと、
前記筐体の内部に前記除塵フィルタを介して筐体の外部から大気を吸引する大気吸引装置と、
を有することを特徴とする環境測定装置。
【請求項２】
貫通孔が形成される板状の風除部材を更に有し、
前記風除部材の一方の面は前記ＱＣＭセンサが配置される空間に面し、前記風除部材の他方の面は前記除塵フィルタが配置される空間に面するように配置された、請求項１に記載の環境測定装置。
【請求項３】
前記大気吸引装置が吸引する吸引量を制御する制御部を更に有し、
前記制御部は、前記大気吸引装置が吸引する吸引量を増加させながら、前記ＱＣＭセンサの発振周波数の変化量を測定し、前記測定された変化量が一定になる吸引量を前記大気吸引装置の吸引量に設定する、請求項１又は２に記載の環境測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、所定の上限値まで吸引量を増加させても前記測定された変化量が一定になる吸引量が決定されないときに、前記除塵フィルタを交換することを示すフィルタ交換警報信号を出力する、請求項３に記載の環境測定装置。
【請求項５】
筐体に形成された開口部に配置される除塵フィルタを介して筐体の外部から筐体の内部に大気を吸引し、
振動子の表面に電極が形成され、前記筐体の内部に配置されたＱＣＭセンサを振動させて、
前記ＱＣＭセンサの振動数に応じた周波数を測定し、
前記測定した周波数を示す周波数信号を出力する、
ことを特徴とする環境測定方法。
【請求項６】
吸引する吸引量を増加させながら、前記ＱＣＭセンサの発振周波数の変化量を測定し、前記測定された変化量が一定になる吸引量を前記筐体の内部に吸引される吸引量に設定する、請求項５に記載の環境測定方法。
【請求項７】
所定の上限値まで吸引量を増加させても前記測定された変化量が一定になる吸引量が決定されないときに、前記除塵フィルタを交換することを示すフィルタ交換警報信号を出力する、請求項６に記載の環境測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境測定装置及び環境測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場及びオフィスビル等の建築物内部に、サーバ及び電子計算機等の電子機器が設置されている。電子機器が設置されている環境中には、硫化水素ガス及び二酸化硫黄ガス等の腐蝕性ガスが含まれることがある。腐蝕性ガスは、電子機器を形成する金属等の部材を腐蝕して、電子機器の性能を劣化させ、さらには電子機器の動作を不能にするおそれがある。電子機器の良好な動作を保証するために、電子機器が設置される環境中の腐蝕ガスは、電子機器の設置の前後に亘って継続的に監視されることが好ましい。
【０００３】
腐蝕ガスを監視するセンサとしてＱＣＭ(Quartz Crystal Microbalance)センサが知られている。ＱＣＭセンサは、水晶振動子と水晶振動子の表面に形成される電極とを有し、電極の質量が腐蝕により変化するとその腐蝕量に応じて水晶振動子の発振周波数が減少する性質を利用する質量センサである。ＱＣＭセンサは、水晶振動子の発振周波数の変化を極めて高い感度で検出でき、クーポン法など他の測定法を使用するセンサと比較して短期間での測定が可能なので、ＱＣＭセンサが環境測定装置として採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８９９０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、ＱＣＭセンサは、腐蝕により増加する電極の質量の増加量を、発振周波数の変化量に変換して測定するものである。しかしながら、ＱＣＭセンサの発振周波数は、電極の腐蝕により変化するのみならず、環境中に存在する塵埃がＱＣＭセンサに付着した場合にも変化する。ＱＣＭセンサの発振周波数の変化が電極の腐蝕によるものであるか、又は塵埃がＱＣＭセンサに付着したことによるものであるかを、ＱＣＭセンサの発振周波数に基づいて判定することは容易ではない。そのため、腐蝕量の測定が不正確になるおそれがあった。また、水晶振動子は繊細な素子であるため、大量の塵埃がＱＣＭセンサに付着すると、ＱＣＭセンサが動作が不良になるおそれがある。
【０００６】
本発明は、ＱＣＭセンサに塵埃が付着するおそれが低い環境測定装置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】
【０００７】
一実施形態では、環境測定装置は、ＱＣＭセンサと、発振回路と、周波数カウンタと、除塵フィルタと、大気吸引装置とを有する。ＱＣＭセンサは振動子と振動子の表面に形成された電極とを有する。発振回路はＱＣＭセンサを振動させると共に、ＱＣＭセンサの振動数に応じた周波数を有する周波数信号を出力し、周波数カウンタは発振回路に接続され、周波数信号の周波数を計数する。筐体はＱＣＭセンサを収納し、除塵フィルタは筐体に形成された開口部に配置され、大気吸引装置は筐体の内部に除塵フィルタを介して筐体の外部から大気を吸引する。
【発明の効果】
【０００８】
環境測定装置のＱＣＭセンサは、大気が外部から除塵フィルタを介して吸引される筐体の内部に収納されるので、ＱＣＭセンサに塵埃が付着するおそれが低い環境測定装置を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】環境測定装置の斜視図である。
【図２】図１に示す環境測定装置のＡ−Ａ´線に沿う断面図である。
【図３】図１に示す環境測定装置の回路ブロック図である。
【図４】図１に示す環境測定装置の発振回路の内部回路図である。
【図５】制御部の機能ブロック図である。
【図６】記憶部の機能ブロック図である。
【図７】（ａ）はＱＣＭ周波数の低下量と経過時間との関係を概略的に示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）のグラフから演算される腐蝕速度と経過時間との関係を概略的に示すグラフである。
【図８】ファン回転数決定部の処理を説明するための図である。
【図９】ファン回転数決定部の処理におけるファン回転数と腐蝕速度との関係を示すグラフである。
【図１０】制御部の制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に示される処理の１つの処理フローのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明に係る環境測定装置について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１１】
図１は環境測定装置１の斜視図であり、図２は図１に示す環境測定装置のＡ−Ａ´線に沿う断面図である。
【００１２】
環境測定装置１は、ＱＣＭセンサ１０と、筐体２０と、除塵フィルタ３０と、ファン４０と、風除部材５０と、制御装置６０とを有する。
【００１３】
ＱＣＭセンサ１０は、水晶振動子１１と、水晶振動子１１の表面に形成される電極１２とを有する。電極１２の材料は測定対象となる腐蝕ガスにより決定される。例えば、測定対象となる腐蝕ガスが硫化水素である場合には電極１２の材料として銀が使用され、測定対象となる腐蝕ガスが二酸化硫黄である場合には、電極１２の材料として銅が使用される。ＱＣＭセンサ１０は金属配線１３を介して制御装置６０に接続される。
【００１４】
筐体２０は、立方体形状を有する筐体であり、合成樹脂などの腐蝕されない材料で形成される。筐体２０の底板部２１の表面にはＱＣＭセンサ１０が配置される。筐体２０の底板部２１には不図示の貫通孔が形成され、貫通孔には、ＱＣＭセンサ１０と制御装置６０とを接続する金属配線１３が貫通される。筐体２０の第１側板部２２に形成される矩形の開口部には除塵フィルタ３０が配置され、第１側板部２２に対向する第２側板部２３に形成される矩形の開口部にはファン４０が配置される。
【００１５】
除塵フィルタ３０は、フィルタ部３１と、フィルタ枠３２とを有する。フィルタ部３１は、所望の大きさよりも大きい塵埃を捕捉することができる大きさの網目を持ったメッシュ状の面を有する平板状の部材である。フィルタ枠３２は、枠状の形状を有する合成樹脂部材であり、フィルタ部３１の周囲を保持すると共に、筐体２０の第１側板部２２に形成される開口部の縁に接合される。
【００１６】
ファン４０は、複数の羽根４１と、複数の羽根４１を回動するファン駆動部４２とを有する大気吸引装置である。ファン駆動部４２は、配線４３を介して制御装置６０に接続される。ファン駆動部４２は、制御装置６０からファン起動信号及びファン回転数信号を受信すると、ファン回転数信号に応じた回転数で複数の羽根４１の回動を開始する。また、ファン駆動部４２は、制御装置６０からファン停止信号を受信すると、複数の羽根４１の回動を終了する。ファン駆動部４２は、制御装置６０から出力されるファン回転数信号に応じた回転数で複数の羽根４１を回転する。
【００１７】
ファン４０が駆動することにより、筐体２０の内部に除塵フィルタ３０を介して筐体２０の外部から吸引される。大気を筐体２０外部から吸引することにより、ＱＣＭセンサ１０の電極１２を腐蝕させることにより低下した筐体２０内部の腐蝕ガスの濃度を筐体２０の外部の濃度と均一の濃度にすることができる。
【００１８】
風除部材５０は、第１風除板５１と、第２風除板５２とを有する。第１風除板５１及び第２風除板５２はそれぞれ、所定の大きさの孔が一定間隔で形成された平板状のパンチングメタルである。このパンチングメタルは、ファンによって発生する気流が直接ＱＣＭセンサ１０に当たらないようにする働きを持つ。
【００１９】
図３は、環境測定装置１の回路ブロック図である。
【００２０】
制御装置６０は、制御部６１と、記憶部６２と、インタフェース部６３と、Ｉ／Ｏ部６４と、発振回路６５と、周波数カウンタ６６と、電源部６７とを有する。
【００２１】
制御部６１は、記憶部６２に記憶されるコンピュータプログラムに基づいて、環境測定装置１を動作させるための所定の処理を実行する。記憶部６２は、制御部６１が実行する処理のためのコンピュータプログラムが記憶されると共に、環境測定装置１を動作させるための各種の情報が記憶される。
【００２２】
インタフェース部６３は、タッチパネルであり、環境測定装置１を操作するオペレータからの指令が入力されると共に、オペレータに種々の情報を提供する。インタフェース部６３は、測定開始ボタン及び測定終了ボタンを表示する。測定開始ボタンが押下されると、インタフェース部６３は、測定を開始するための信号である測定開始指令信号を制御部６１に送信する。また、測定終了ボタンが押下されると、インタフェース部６３は、測定を終了するための信号である測定終了指令信号を制御部６１に送信する。インタフェース部６３は、制御部６１からフィルタ交換警報信号を受信すると、フィルタ交換警報を表示する。また、インタフェース部６３は、測定終了後に、演算した腐蝕速度を示す腐蝕速度信号を制御部６１から受信すると、受信した腐蝕速度信号に対応する腐蝕速度を表示する。
【００２３】
Ｉ／Ｏ部６４は、パーソナルコンピュータ及び携帯情報端末などの電子機器と接続可能であり、電子機器と種々の情報を交換するための入出力端子である。Ｉ／Ｏ部６４は、制御部６１が実行するコンピュータプログラムを電子機器から受信することができ、記憶部６２に記憶される種々の情報を電子機器に送信することができる。
【００２４】
図４は、発振回路６５の内部回路図である。
【００２５】
発振回路６５は、反転素子６５０と、第１抵抗６５１と、第２抵抗６５２と、第１キャパシタンス６５３と、第２キャパシタンス６５４とを有する。反転素子６５０は、ＱＣＭセンサ１０と協働して並列共振回路を形成する。第１抵抗６５１は、ＱＣＭセンサ１０を流れる水晶電流の大きさを調整する。第２抵抗６５２は、反転素子６５０の帰還抵抗である。発振回路６５は、ＱＣＭセンサ１０の振動数に応じた周波数を有する周波数信号を出力する。
【００２６】
周波数カウンタ６６は、発振回路６５の反転素子６５０の出力端子に接続され、発振回路６５から出力される周波数信号の周波数を計数し、計数した周波数を示すカウンタ信号を出力する。
【００２７】
電源部６７は、ファン駆動部４２、並びに制御部６１、記憶部６２、インタフェース部６３、Ｉ／Ｏ部６４、発振回路６５及び周波数カウンタ６６に電源電圧を供給する。電源部６７は、放電電圧が所定の電圧よりも低下したとき、バッテリ低下信号を制御部６１に送信する。
【００２８】
図５は制御部６１の機能ブロック図であり、図６は記憶部６２の機能ブロック図である。
【００２９】
制御部６１は、装置起動停止部６１１と、ＱＣＭ周波数測定部６１２と、ファン回転数決定部６１３と、タイマ部６１４と、警報出力部６１５と、腐蝕速度演算部６１６とを有する。
【００３０】
記憶部６２は、ＱＣＭ周波数記憶部６２０と、ファン回転数記憶部６２１と、ＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２と、ファン回転数タイマレジスタ６２３とを有する。記憶部６２は、除外開始時刻レジスタ６２４と、除外終了時刻レジスタ６２５と、除外時間積算レジスタ６２６と、除外開始周波数レジスタ６２７と、除外終了周波数レジスタ６２８と、除外周波数積算レジスタ６２９とを更に有する。
【００３１】
装置起動停止部６１１は、インタフェース部６３から測定開始指令信号を受信しているか否かを判定し、インタフェース部６３から測定開始指令信号を受信すると、記憶部６２の種々のレジスタを初期化する。装置起動停止部６１１は、ＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２と、ファン回転数タイマレジスタ６２３とを初期化する。装置起動停止部６１１は、除外開始時刻レジスタ６２４と、除外終了時刻レジスタ６２５と、除外時間積算レジスタ６２６と、除外開始周波数レジスタ６２７と、除外終了周波数レジスタ６２８と、除外周波数積算レジスタ６２９とを初期化する。また、装置起動停止部６１１は、インタフェース部６３から測定開始指令信号を受信すると、ファン駆動部４２にファン起動信号を送信すると共に、ＱＣＭ周波数測定部６１２及びファン回転数決定部６１３に時刻記憶指示信号を送信する。
【００３２】
装置起動停止部６１１は、インタフェース部６３から測定終了指令信号を受信しているか否かを判定する。装置起動停止部６１１は、インタフェース部６３から測定開始指令信号を受信すると、ＱＣＭ測定処理を終了すると共に、ファン駆動部４２にファン停止信号を送信し、腐蝕速度演算部６１６に腐蝕速度演算指示信号を送信する。
【００３３】
ＱＣＭ周波数測定部６１２は、タイマ部６１４からＱＣＭ周波数測定指示信号を受信すると、発振回路６５を動作させて、ＱＣＭセンサ１０を発振させる。ＱＣＭ周波数測定部６１２は、周波数カウンタ６６から送信されるカウンタ信号を、測定したＱＣＭセンサ１０の発振周波数であるＱＣＭ周波数を示す信号としてＱＣＭ周波数記憶部６２０に記憶する。また、ＱＣＭ周波数測定部６１２は、ＱＣＭ周波数測定が終了したときに、現在時刻をＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２に記憶する。また、ＱＣＭ周波数測定部６１２は、装置起動停止部６１１から時刻記憶指示信号を受信したときに、現在時刻をＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２に記憶する。
【００３４】
ＱＣＭ周波数測定部６１２は、ＱＣＭセンサ１０の周波数の低下量を時系列順に記憶することができる。測定ごとのＱＣＭ周波数の低下量を時系列順に記憶されると、ＱＣＭ周波数を時間で微分したものに相当する腐蝕速度を演算することができる。
【００３５】
図７（ａ）はＱＣＭ周波数の低下量と経過時間との関係を概略的に示すグラフであり、図７（ｂ）は図７（ａ）のグラフから演算される腐蝕速度と経過時間との関係を概略的に示すグラフである。
【００３６】
ファン回転数決定部６１３は、タイマ部６１４からファン回転数決定指示信号を受信すると、ファン４０の回転数を決定する処理を開始する。
【００３７】
ファン回転数決定部６１３は、ファン４０が駆動することにより除塵フィルタ３０を介して吸引される腐蝕ガスの量とＱＣＭセンサ１０の電極１２を腐蝕する腐蝕ガスの量とが等しくなるように、ファンの回転数を決定する。
【００３８】
図８は、ファン回転数決定部６１３の処理を説明するための図である。
【００３９】
ファン４０の回転数がωのときの除塵フィルタ３０を介して吸引される腐蝕ガスの量をＳ（ω、ｒ）とする。ここで、ｒは除塵フィルタ３０の通過抵抗である。除塵フィルタ３０の通過抵抗ｒは、除塵フィルタ３０を介して大気を吸引するときに塵埃が付着するので、吸引時間が経過すると共に大きくなる。また、筐体２０の外部にＱＣＭセンサ１０を配置した場合のＱＣＭセンサ１０の電極１２の腐蝕速度をＣとする。
【００４０】
除塵フィルタ３０を介して吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）がＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃよりも大きいとき、筐体２０の内部の腐蝕ガスの濃度と筐体２０の外部の腐蝕ガスの濃度とは同一になる。筐体２０の内部の腐蝕ガスの濃度と筐体２０の外部の腐蝕ガスの濃度とが同一になるので、ＱＣＭセンサ１０の電極１２の腐蝕速度（−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ）は、ＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃと同一になる。
【００４１】
すなわち、Ｓ（ω、ｒ）  ≧  Ｃのとき、
−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ  ＝  Ｃ
である。ここで、ｆ（ｔ）はＱＣＭセンサ１０の発振周波数であるＱＣＭ周波数である。
【００４２】
除塵フィルタ３０を介して吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）がＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃよりも小さいとき、吸引された腐蝕ガスは全てＱＣＭセンサ１０の電極１２を腐蝕するために使用される。吸引された腐蝕ガスが全てＱＣＭセンサ１０の電極１２を腐蝕するために使用されるので、ＱＣＭセンサ１０の電極１２の腐蝕速度（−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ）は、吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）と同一になる。
【００４３】
すなわち、Ｓ（ω、ｒ）  ＜  Ｃのとき、
−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ  ＝  Ｓ（ω、ｒ）
である。
【００４４】
吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）がＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃよりも大きいと、ＱＣＭセンサ１０の電極１２の腐蝕速度は電極１２と腐蝕ガスとの反応速度で律速される。一方、吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）がＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃよりも小さいと、ＱＣＭセンサ１０の電極１２の腐蝕速度は吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）で律速される。
【００４５】
環境測定装置１が測定したいＱＣＭセンサ１０の電極１２の腐蝕速度（−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ）は、ＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃであるので、吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）で律速されることは好ましくない。そこで、吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）がＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃよりも大きくすることが好ましい。しかしながら、吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）を増加させるために、ファン４０の回転数を増加させると、ファン４０を駆動させるために使用する電力が増加して電源部６７の消耗が激しくなる。
【００４６】
ファン回転数決定部６１３は、吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）がＱＣＭセンサ１０を筐体２０の外部に配置したときの電極１２の腐蝕速度Ｃと同一になるときのファン４０の回転数ωoptを決定する。
【００４７】
ファン回転数決定部６１３が回転数ωoptを決定するために、ファン回転数決定部６１３は、ファン４０の回転数ωを徐々に増加させながら電極１２の腐蝕速度（−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ）を測定する。そして、ファン回転数決定部６１３は、ファン４０の回転数ωを増加させても電極１２の腐蝕速度（−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ）が増加せずに飽和する回転数を回転数ωoptに決定する。
【００４８】
図９は、ファン回転数決定部６１３の処理におけるファン回転数と腐蝕速度との関係を示すグラフである。
【００４９】
ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数を決定するためにＱＣＭセンサ１０の電極１２を腐蝕した合計時間を除外時間積算レジスタ６２６に記憶する。また、ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数を決定するためにＱＣＭセンサ１０の電極１２を腐蝕することによるＱＣＭ周波数の合計の変動量を除外周波数積算レジスタ６２９に記憶する。
【００５０】
ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数決定処理が終了したとき、現在時刻をファン回転数タイマレジスタ６２３に記憶する。また、ファン回転数決定部６１３は、装置起動停止部６１１から時刻記憶指示信号を受信したときに、現在時刻をファン回転数タイマレジスタ６２３に記憶する。
【００５１】
吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）は、吸引時間に応じて増加する除塵フィルタ３０の通過抵抗ｒに依存するので、ファン４０の回転数ωが同一の場合吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）は吸引時間に応じて減少する。吸引される腐蝕ガスの量Ｓ（ω、ｒ）が吸引時間に応じて減少するので、ファン回転数決定部６１３は、定期的に回転数ωoptに決定して、適切な量の腐蝕ガスを筐体２０の内部に吸引するようにファン４０を駆動する。
【００５２】
ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数ωが所定のファン最大回転数ωMAXまで上昇しても腐蝕速度（−ｄｆ（ｔ）／ｄｔ）が飽和しないとき、除塵フィルタ３０が目詰まりしていると判定して、警報出力部６１５にフィルタ交換信号を送信する。
【００５３】
タイマ部６１４は、ＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２に記憶されている時刻と現在時刻とを比較して、所定のＱＣＭ測定インターバル時間が経過した否かを判定する。ＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２に記憶されている時刻は、ＱＣＭ測定をした時刻である。タイマ部６１４は、ＱＣＭ測定インターバル時間が経過するまで判定処理を実行する。
【００５４】
ＱＣＭ測定インターバル時間が経過すると、タイマ部６１４は、ファン回転数タイマレジスタ６２３に記憶されている時刻と現在時刻とを比較して、所定のファン回転数決定インターバル時間が経過した否かを判定する。ファン回転数タイマレジスタ６２３に記憶されている時刻は、ファン回転数決定部６１３がファン回転数決定処理を終了した時刻である。
【００５５】
タイマ部６１４は、ファン回転数決定インターバル時間が経過していないと判定したとき、ＱＣＭ周波数測定部６１２にＱＣＭ周波数測定指示信号を送信する。タイマ部６１４は、ファン回転数決定インターバル時間が経過してたと判定したとき、ファン回転数決定部６１３にファン回転数決定指示信号を送信する。
【００５６】
警報出力部６１５は、ファン回転数決定部６１３からフィルタ交換信号を受信しているが否かを判定する。警報出力部６１５は、ファン回転数決定部６１３からフィルタ交換信号を受信していると判定したとき、フィルタ交換警報信号をインタフェース部６３に送信する。また、警報出力部６１５は、電源部６７からバッテリ低下信号を受信すると、バッテリ低下警報信号をインタフェース部６３に送信する。
【００５７】
腐蝕速度演算部６１６は、装置起動停止部６１１から腐蝕速度演算指示信号を受信すると、記憶部６２に記憶された情報に基づいて腐蝕速度を演算する。
【００５８】
具体的には、腐蝕速度演算部６１６は、以下の式に基づいて腐蝕速度を演算する。
【００５９】
【数１】
2014228484.tif 000003
【００６０】
腐蝕速度演算部６１６は、腐蝕速度を演算すると、演算した腐蝕速度を示す腐蝕速度信号をインタフェース部６３に送信する。
【００６１】
図１０は、制御部６１の制御処理を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、ステップＳ１０１において、装置起動停止部６１１は、測定開始ボタンが押下されているか否かを判定する。具体的には、装置起動停止部６１１は、インタフェース部６３から測定開始指令信号を受信しているか否かを判定する。インタフェース部６３から測定開始指令信号を受信していないと判定したとき、装置起動停止部６１１は、所定の期間が経過した後に、処理は再びステップＳ１０１に戻る。装置起動停止部６１１がインタフェース部６３から測定開始指令信号を受信していると判定したとき、処理はステップＳ１０２に進む。
【００６３】
次いで、ステップＳ１０２において、装置起動停止部６１１は、ＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２と、ファン回転数タイマレジスタ６２３とを初期化する。装置起動停止部６１１は、除外開始時刻レジスタ６２４と、除外終了時刻レジスタ６２５と、除外時間積算レジスタ６２６と、除外開始周波数レジスタ６２７と、除外終了周波数レジスタ６２８と、除外周波数積算レジスタ６２９とを更に初期化する。また、装置起動停止部６１１は、インタフェース部６３から測定開始指令信号を受信すると、ファン駆動部４２にファン起動信号を送信すると共に、ＱＣＭ周波数測定部６１２及びファン回転数決定部６１３に時刻記憶指示信号を送信する。
【００６４】
次いで、ステップＳ１０３において、ファン回転数決定部６１３は、現在時刻をファン回転数タイマレジスタ６２３に記憶する。
【００６５】
次いで、ステップＳ１０４において、ＱＣＭ周波数測定部６１２は、現在時刻をＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２に記憶する。
【００６６】
次いで、ステップＳ１０５において、ＱＣＭ周波数測定部６１２は、ＱＣＭ周波数を測定し、測定した現在時刻及びＱＣＭ周波数をＱＣＭ周波数記憶部６２０に互いに関連づけてに記憶する。
【００６７】
次いで、ステップＳ１０６において、装置起動停止部６１１は、測定終了ボタンが押下されているか否かを判定する。具体的には、装置起動停止部６１１は、インタフェース部６３から測定終了指令信号を受信しているか否かを判定する。インタフェース部６３から測定終了指令信号を受信していないと判定したとき、処理は、ステップＳ１０７に進む。インタフェース部６３から測定終了指令信号を受信していると判定したとき、処理はステップＳ１１１に進む。
【００６８】
処理がステップＳ１０７に進むと、タイマ部６１４は、ＱＣＭ測定時間か否かを判定する。具体的には、ＱＣＭ測定タイマレジスタ６２２に記憶されている最新の時刻と現在時刻とを比較して、所定のＱＣＭ測定インターバル時間が経過した否かを判定する。ＱＣＭ測定インターバル時間が経過していないと判定したとき、タイマ部６１４は、所定の期間が経過した後に、処理は再びステップＳ１０７に戻る。タイマ部６１４がＱＣＭ測定インターバル時間が経過したと判定したとき、処理はステップＳ１０８に進む。
【００６９】
処理がステップＳ１０８に進むと、タイマ部６１４は、ファン回転数決定時間か否かを判定する。具体的には、ファン回転数タイマレジスタ６２３に記憶されている最新の時刻と現在時刻とを比較して、所定のファン回転数決定インターバル時間が経過した否かを判定する。ファン回転数決定インターバル時間が経過していないと判定したとき、処理はステップＳ１０４に戻る。タイマ部６１４がファン回転数決定インターバル時間が経過したと判定したとき、処理はステップＳ１０９に進む。
【００７０】
次いで、ステップＳ１０９において、ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数決定処理を実行する。
【００７１】
次いで、ステップＳ１１０において、警報出力部６１５は、ファン回転数決定部６１３からフィルタ交換信号を受信しているか否かを判定する。警報出力部６１５がファン回転数決定部６１３からフィルタ交換信号を受信していないと判定したとき、処理はステップＳ１０３に戻る。警報出力部６１５がファン回転数決定部６１３からフィルタ交換信号を受信していると判定したとき、処理はステップＳ１１３に進む。
【００７２】
ステップＳ１０６において、測定終了ボタンが押下されていると判定されて処理がステップＳ１１１に進むと、装置起動停止部６１１は、ファン４０を停止する。具体的には、装置起動停止部６１１は、ファン駆動部４２にファン停止信号を送信する。
【００７３】
そして、ステップＳ１１２において、腐蝕速度演算部６１６は腐蝕速度を演算して、演算した腐蝕速度を示す腐蝕速度信号をインタフェース部６３に送信する。腐蝕速度信号を受信したインタフェース部６３は、腐蝕速度信号に対応する腐蝕速度を表示する。
【００７４】
ステップＳ１１０において、警報出力部６１５がファン回転数決定部６１３からフィルタ交換信号を受信してると判定して、処理がステップＳ１１３に進むと、警報出力部６１５は、フィルタ交換警報信号をインタフェース部６３に送信する。インタフェース部６３は、フィルタ交換警報信号を受信すると、フィルタ交換警報を表示する。
【００７５】
図１１は、図１０にステップＳ１０９として示されるファン回転数決定処理の処理フローのフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ２０１において、ファン回転数決定部６１３は、現在時刻を除外開始時刻レジスタ６２４に記憶する。次いで、ステップＳ２０２において、ファン回転数決定部６１３は、除外開始時刻レジスタ６２４に記憶された時刻をファン回転数記憶部６２１に記憶する。次いで、ステップＳ２０３において、現在のＱＣＭ周波数を測定し、測定したＱＣＭ周波数を除外開始周波数レジスタ６２７に記憶する。次いで、ステップＳ２０４において、ファン回転数決定部６１３は、除外開始周波数レジスタ６２７に記憶されたＱＣＭ周波数をファン回転数記憶部６２１に記憶する。
【００７７】
次いで、ステップＳ２０５において、ファン回転数決定部６１３は、測定数カウンタを初期化する。すなわち、ファン回転数決定部６１３は、測定数カウント数ｎを「ｎ＝０」にする。
【００７８】
次いで、ステップＳ２０６において、ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数を初期化する。すなわち、ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数ω（０）を「ω（０）＝０」にする。
【００７９】
次いで、ステップＳ２０７において、ファン回転数決定部６１３は、現在のＱＣＭ周波数を周波数レジスタｆ（０）に記憶する。次いで、ステップＳ２０８において、ファン回転数決定部６１３は、所定の時間待機して、ＱＣＭセンサ１０の電極１２を所定の時間腐蝕させる。
【００８０】
次いで、ステップＳ２０９において、ファン回転数決定部６１３は、測定カウンタをインクリメントする。すなわち、ファン回転数決定部６１３は、測定カウンタｎを「ｎ＝１」にする。
【００８１】
次いで、ステップＳ２１０において、ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数を１つステップ上げる。ここで、ファン回転数決定部６１３は、記憶部６２に記憶されるテーブルを参照してファン回転数を決定する。記憶部６２には、ｎ個のステップごとに徐々に増加するファン回転数が記憶される。
【００８２】
次いで、ステップＳ２１１において、ファン回転数決定部６１３は、測定カウンタｎが「ｎ≧５」であるか否かを判定する。ここでは、測定カウンタｎが「ｎ＝１」であり「ｎ≧５」ではないので、処理はステップＳ２０７に戻る。
【００８３】
そして、ファン回転数決定部６１３は、測定カウンタｎが「ｎ＝５」になるまで、ステップＳ２０７〜Ｓ２１１の処理を繰り返し実行する。この間、周波数レジスタｆ（１）〜ｆ（４）に現在のＱＣＭ周波数が記憶される。
【００８４】
そして、測定カウンタｎが「ｎ＝５」になると、処理はステップＳ２１２に進む。そして、ステップＳ２１２において、ファン回転数決定部６１３は、周波数レジスタｆ（０）〜ｆ（４）に記憶されるＱＣＭ周波数の間の時間微分値をそれぞれ演算して、演算された時間微分値が全て所定のしきい値±ζに収まっているか否かを判定する。ファン回転数決定部６１３が演算された時間微分値が全て所定のしきい値±ζに収まっていると判定すると、処理はステップＳ２１３に進む。一方、ファン回転数決定部６１３が演算された時間微分値が全て所定のしきい値±ζに収まっていないと判定すると、処理はステップＳ２２０に進む。
【００８５】
処理がステップＳ２２０に進むと、ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数が上限値であるか否かを判定する。ファン回転数決定部６１３がファン回転数が上限値であると判定すると、処理はステップＳ２２１に進む。一方、ファン回転数決定部６１３がファン回転数が上限値でないと判定すると、処理はステップＳ２０７に戻る。
【００８６】
ファン回転数決定部６１３は、ステップＳ２１２で演算された時間微分値が全て所定のしきい値±ζに収まっていると判定されるか、ステップＳ２２０でファン回転数が上限値であると判定されるまで、ステップＳ２０７〜２１２及び２２０の処理を繰り返す。
【００８７】
すなわち、ステップＳ２１２において、ファン回転数決定部６１３は、周波数レジスタｆ（１）〜ｆ（５）、ｆ（２）〜ｆ（６）、ｆ（３）〜ｆ（７）に記憶されるＱＣＭ周波数について順に演算していく。
【００８８】
ステップＳ２１２において最新の５つのＱＣＭ周波数の間の時間微分値が全て所定のしきい値±ζに収まっていると判定されて、処理がステップＳ２１３に進むと、ファン回転数決定部６１３は、ファン回転数ωを「ω＝ω（ｎ−５）」に設定する。５つ前までのＱＣＭ周波数の間の時間微分値が全て所定のしきい値±ζに収まっているので、５つ前のＱＣＭ周波数ｆ（ｎ−５）が飽和しており、ファン回転数ω（ｎ−５）を上述の回転数ωoptに決定するためである。ファン回転数決定部６１３は、決定したファン回転数を示すファン回転数信号をファン駆動部４２に送信する。
【００８９】
次いで、ステップＳ２１４において、ファン回転数決定部６１３は、現在時刻を除外終了時刻レジスタ６２５に記憶する。次いで、ステップＳ２１５において、ファン回転数決定部６１３は、除外終了時刻レジスタ６２５に記憶された時刻をファン回転数記憶部６２１に記憶する。次いで、ステップＳ２１６において、現在のＱＣＭ周波数を測定し、測定したＱＣＭ周波数を除外終了周波数レジスタ６２８に記憶する。次いで、ステップＳ２１７において、ファン回転数決定部６１３は、除外終了周波数レジスタ６２８に記憶された周波数をファン回転数記憶部６２１に記憶する。
【００９０】
次いで、ステップＳ２１８において、ファン回転数決定部６１３は、除外時間積算レジスタ６２６を更新する。具体的には、ファン回転数決定部６１３は、除外終了時刻レジスタ６２５に記憶される時間と除外開始時刻レジスタ６２４に記憶される時間との間の差分を除外時間積算レジスタ６２６に記憶される時間に足し込む。
【００９１】
そして、ステップＳ２１９において、ファン回転数決定部６１３は、除外周波数積算レジスタ６２９を更新する。具体的には、ファン回転数決定部６１３は、除外終了周波数レジスタ６２８に記憶される周波数と除外開始周波数レジスタ６２７に記憶される周波数との間の差分を除外周波数積算レジスタ６２９に記憶される周波数に足し込む。
【００９２】
ステップＳ２２０においてファン回転数決定部６１３がファン回転数が上限値であると判定されて、処理がステップＳ２２１に進むと、ファン回転数決定部６１３は、警報出力部６１５にフィルタ交換信号を送信する。
【００９３】
環境測定装置１のＱＣＭセンサ１０は、筐体２０の内部に収納されるので、ＱＣＭセンサ１０の電極１２に塵埃が付着するおそれが低い。また、ＱＣＭセンサ１０が配置される筐体２０の内部には、大気が外部から除塵フィルタ３０を介して吸引されるので、大気中に含まれる腐蝕ガスを濃度を維持しつつＱＣＭセンサ１０に供給できる。環境測定装置１では、ＱＣＭセンサ１０の電極１２に塵埃が付着するおそれが低く且つ大気中の腐蝕ガスがＱＣＭセンサ１０に供給されるので、塵埃の影響を受けずに大気中の濃度の腐蝕ガスによる環境測定が実行できる。また、環境測定装置１は、塵埃の影響を受けずに環境測定が実行できるので、部屋の隅など塵埃が付着しやすい場所で測定した場合と、部屋の中央部など塵埃が付着しにくい場所で測定した場合とで同一の測定結果を得ることができる。
【００９４】
環境測定装置１は、風除部材５０を有するので、風除部材５０が配置されてない場合と比較して、筐体２０の大きさを小さくできる。風除部材５０が配置されてない場合、ファン４０を駆動することにより吸引される気流がＱＣＭセンサ１０に直接当たらないようにするために、ＱＣＭセンサ１０が除塵フィルタ３０及びファン４０から離れて配置される。ＱＣＭセンサ１０が除塵フィルタ３０及びファン４０から離れて配置されるために、筐体２０の大きさが大きくなるおそれがある。
【００９５】
環境測定装置１では、ファン４０の回転数は適正な値となるように制御されるので、電源部６７の消耗を抑えることが可能になった。また、環境測定装置１では、除塵フィルタ３０が目詰まりするなどして、所望の吸引量の大気がファン４０によって吸引されない場合に警報を表示し、測定を停止する。所望の吸引量の大気がファン４０によって吸引されない場合に測定を停止するので、筐体２０の内部の腐蝕ガスの濃度が筐体２０の外部の腐蝕ガスの濃度より低い状態でＱＣＭ周波数を記録するおそれはない。
【００９６】
環境測定装置１では、ＱＣＭセンサ１０は筐体２０の底板部２１の表面に配置されているが、ＱＣＭセンサ１０は筐体２０の上板部の裏面に配置してもよい。ＱＣＭセンサ１０を筐体２０の上板部の裏面に配置することにより、ＱＣＭセンサ１０に付着する塵埃の付着量を減少させることができる。
【００９７】
環境測定装置１では、ファン回転数決定部６１３は、５つのＱＣＭ周波数に基づいてＱＣＭ周波数が飽和したか否かを判定しているが、５つよりも少ないＱＣＭ周波数に基づいて、ＱＣＭ周波数が飽和したか否かを判定してもよい。また、ファン回転数決定部６１３は、５つよりも多いＱＣＭ周波数に基づいて、ＱＣＭ周波数が飽和したか否かを判定してもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１    環境測定装置
１０    ＱＣＭセンサ
１１    水晶振動子
１２    電極
２０    筐体
３０    除塵フィルタ
４０    ファン
５０    風除部材
６０    制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014228484.tif 000007
【図５】
2014228484.tif 000008
【図６】
2014228484.tif 000009
【図７】
2014228484.tif 000010
【図８】
2014228484.tif 000011
【図９】
2014228484.tif 000012
【図１０】
2014228484.tif 000013
【図１１】
2014228484.tif 000014