(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業環境中の測定対象物質を環境空気ごと導入する管状の導入手段と、
前記導入手段の端部に設けられ且つ前記導入手段を通じて前記環境空気を吸引する吸引手段と、
前記導入手段内の一部を塞いで前記測定対象物質を捕集する捕集手段と、
前記捕集手段を挿入可能な空間を有する取付管と、
前記捕集手段の下流側端近傍に挿入され、前記測定対象物質を検知する検知手段と、を有する固体捕集装置であって、
前記捕集手段がセンサ穴を有すると共に前記検知手段が先端にセンサを備え、前記取付管は、前記空間に挿入された前記捕集手段のセンサ穴に前記センサが入るように前記検知手段を取り付けることを特徴とする固体捕集装置。
【請求項２】
前記捕集手段は、活性炭、シリカゲル、ポーラスポリマービーズ、フロリジル、または、測定対象物質に反応する固有の試薬を含浸させたろ紙であることを特徴とする請求項１に記載の固体捕集装置。
【請求項３】
前記検知手段は、半導体ガスセンサであることを特徴とする請求項１または２に記載の固体捕集装置。
【請求項４】
さらに、前記検知手段が測定対象物質を検知した場合、その旨をユーザに警報する警報手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の固体捕集装置。
【請求項５】
さらに、前記検知手段の出力が所定値を超えたときに前記吸引手段を自動停止する自動停止手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の固体捕集装置。
【請求項６】
さらに、前記測定対象物質に基づき前記所定値を変更し得る所定値変更手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の固体捕集装置。
【請求項７】
さらに、前記吸引手段を作動させた時間と、
前記警報手段により警報を聞きユーザが前記吸引手段を停止した場合、または、前記停止手段により前記吸引手段を停止した場合、その停止した時間と、を記録する作動・停止時間記録手段を設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の固体捕集装置。
【請求項８】
前記検知手段を複数設け、さらに、一つの検知手段の出力にバラツキが生じたときは他の検知手段に切り換える検知手段切換手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の固体捕集装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、測定対象物質を吸着して捕集する固体捕集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業環境中における有機溶剤蒸気その他の有毒物質の環境濃度あるいは個人曝露量の測定法としては、活性炭などの吸着剤を用いる、いわゆる固体捕集法が知られている。一般に、この固体捕集法によれば、次のような効果が得られる。
（１）吸着剤により有機溶剤蒸気などを略１００％捕集できる。
（２）濃度の時間加重平均が得られる。直接捕集法では、瞬間的な濃度しか  測定できない。
（３）有機溶剤蒸気などを濃縮できるので、低濃度での定量が可能である。このため、測定範囲が広い。
（４）定量にはガス・クロマトグラフィー（以下「ＧＣ」という）を用いるので、混合ガスや混合蒸気でも測定可能である。
【０００３】
しかしながら、固体捕集法に用いる吸着剤には、吸着容量に限度がある。このため、長時間捕集を行うと吸着剤から有毒物質が破過する。有毒物質が破過すると、測定が不正確になる。
【０００４】
そこで、市販されている多くの固体捕集装置は、吸着剤を上流側と下流側とに２層充填した構造となっている。上流側の吸着剤はＧＣによる分析試料となるものである。下流側の吸着剤は破過の有無を調べるものである。
【０００５】
このようにすれば、上流側の吸着剤から破過した測定対象物質は、下流側に位置する吸着剤により捕集される。従って、下流側の吸着剤を分析して測定対象物質が検出されれば、破過が生じていることになる。そこで、この破過した測定対象物質の量により、測定の有効性を判断する。測定対象物質の量があまりに多いと、測定結果の信頼がなくなるので、測定が無駄になる。
【０００６】
図２４に、従来の固体捕集装置９００の一部破断斜視図を示す。捕集管９０１内には、下流側の吸着剤９０３と上流側の吸着剤９０２とが順次充填されている。吸着剤９０２、９０３には活性炭を用いる。また、捕集管９０１の端部からは導管９０４が導出されている。この導管９０４の端部には小型電動のポンプ９０５が接続されている。９０６は、ユーザに取り付けるためのクリップである。ポンプ９０５を駆動すると、捕集管９０１の開口端から環境空気が導入される。この環境空気に含まれる有機溶剤は吸着剤９０２により捕集される。吸着剤９０２、９０３を通過した空気は導管９０４を通り、ポンプ９０５の排気口から排出される。
【０００７】
図２５は、固体捕集装置９００の装着状態を示す説明図である。捕集管９０１は、クリップ９０６によりユーザＭの衣類肩部に取り付ける。ポンプ９０５は、ユーザＭのベルトなどに固定する。ユーザＭは、この固体捕集装置９００を取り付けたまま、作業を行う。作業が終了したら、上流側の吸着剤９０２および下流側の吸着剤９０３を取り出す。続いて、ＧＣにより上流側の吸着剤９０２を分析し、捕集した測定対象物質の定量を行う。また、下流側の吸着剤９０３も分析する。下流側の吸着剤９０３から測定対象物質が検出されれば、上流側の吸着剤９０２に破過が生じていたことが判る。この検出した測定対象物質の量が所定量より多いときは、環境濃度あるいは個人曝露量の測定が正確に行えない。従って、この測定は無効と判断できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記固体捕集装置９００では、測定の有効性は、捕集終了後でなければ判らない。このため、測定が正確に行えないという問題点があった。また、吸着剤９０２が無駄になるという問題点もあった。
【０００９】
また、一定のガス濃度下において吸着剤９０２の破過時間を予め測定し、その破過時間を経過する前に測定を中止する方法も知られている。しかし、作業環境のガス濃度は、時間的、空間的に常に一定とは限らない。また、ユーザは作業環境内を動きまわっていることが多い。このため、破過時間を正確に予想できない問題点があった。
【００１０】
また、吸着剤の容量を大きくすることも考えられる。しかし、吸着剤の容量を大きくすると、それだけポンプ容量を大きくする必要がある。このため、ポンプが大型化し、固体捕集装置の持ち歩きが不便になるという問題点がある。
【００１１】
ところで、環境濃度や個人曝露量の測定とは目的が異なるが、上記吸着剤は、農薬散布、薬剤取扱、塗装、清掃などにおいて使用する防毒マスクやエアラインマスクなどにも利用される。かかる場合では、破過は特に深刻な問題となる。後に破過のあったことが判明するようでは手遅れとなる場合があるからである。
【００１２】
現在では作業環境のガス濃度から作業時間（破過が起こるまでの時間）を算出し、破過前に使用を中止する方法がとられている。しかし、作業環境内のガス濃度が不均一であるため、前記作業時間が短縮されるおそれがある。特に、化学兵器処理などの猛毒を扱う場合などには危険性を伴う。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型であって環境濃度あるいは個人曝露量の測定を効率良く且つ正確に行える固体捕集装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係る固体捕集装置は、作業環境中の測定対象物質を環境空気ごと導入する管状の導入手段と、前記導入手段の端部に設けられ且つ前記導入手段を通じて前記環境空気を吸引する吸引手段と、前記導入手段内の一部を塞いで前記測定対象物質を捕集する捕集手段と、前記捕集手段を挿入可能な空間を有する取付管と、前記捕集手段の下流側端近傍に挿入され、前記測定対象物質を検知する検知手段と、を有する固体捕集装置であって、前記捕集手段がセンサ穴を有すると共に前記検知手段が先端にセンサを備え、前記取付管は、前記空間に挿入された前記捕集手段のセンサ穴に前記センサが入るように前記検知手段を取り付けるものである。
【００１５】
この発明は、破過を未然に検知する点に特徴がある。すなわち、前記捕集手段の周面から前記検知手段を挿入しておけば、実際に破過が生じる直前に測定対象物質を検知できる。このため、より正確に測定をおこなえる。
【００１６】
また、請求項２に係る固体捕集装置は、上記固体捕集装置において、前記捕集手段は、活性炭、シリカゲル、ポーラスポリマービーズ、フロリジル、または、測定対象物質に反応する固有の試薬を含浸させたろ紙、としたものである。
【００１７】
捕集手段には各種のものがあるが、ここでは特に有用なものを挙げた。具体例を挙げて説明すると、例えば活性炭は、空気中の水分の除去や捕集率を高めるための冷却を行う必要が無いといった利点がある。
【００１８】
また、捕集が飽和に達すると、吸着力の弱い物質から破過を生じる。一方、検知手段にガスセンサを用いると、測定対象物質の種類を問わず非選択的に検知を行う。始めに活性炭から破過した測定対象物質は、前記検知手段により検知される。そこで、始めに破過する測定対象物質が破過した時点で捕集を中止すれば、その他の測定対象物質の破過も防止できる。このため、測定が無駄にならない。また、測定を正確に行える。
【００１９】
また、請求項３に係る固体捕集装置は、上記固体捕集装置において、前記検知手段は、半導体ガスセンサとしたものである。
【００２０】
上記のように近年では各種のガスセンサが開発されている。この発明では、検知手段に半導体ガスセンサを用いた。半導体ガスセンサは、有機溶剤蒸気の検知に極めて有効なものである。ほとんどすべての有機溶剤蒸気を非選択的に検知でき、感度が高いからである。また、安価である。従って、破過の検知手段として大変有用である。
【００２１】
また、請求項４に係る固体捕集装置は、上記固体捕集装置において、さらに、前記検知手段が測定対象物質を検知した場合、その旨をユーザに警報する警報手段を設けたものである。
【００２２】
すなわち、破過状態で捕集を継続すると測定が無駄になるので、ユーザに警報して何等かの処置を促すようにしたものである。何等かの処置とは、例えば捕集を中止するなどである。また、警報手段としては、音、色、光、振動などが挙げられる。この結果、測定を無駄にせず且つ正確に行える。
【００２３】
また、請求項５に係る固体捕集装置は、上記固体捕集装置において、さらに、前記検知手段の出力が所定値を超えたときに前記吸引手段を自動停止する自動停止手段を設けたものである。
【００２４】
すなわち、破過が一定量以上発生したときに吸引手段を停止させ、捕集を中止するようにしたものである。このようにすれば、破過の影響を最小限に抑えることができるので、測定が正確に行える。また、測定が無駄にならない。なお、前記所定値は前記検知手段の感度に基づいて設定する。例えば検知手段による破過の検知と実際の破過との関係を調べた実験結果などに基づいて設定する。これについては、実施の形態において詳述する。
【００２５】
また、請求項６に係る固体捕集装置は、上記固体捕集装置において、さらに、前記測定対象物質に基づき前記所定値を変更し得る所定値変更手段を設けたものである。
【００２６】
検知手段の感度は測定対象物質により異なるのものである。そこで、測定対象物質により前記所定値を自在に変更できるようにした。このため、測定を正確に行える。
【００２７】
また、請求項７に係る固体捕集装置は、上記固体捕集装置において、さらに、前記吸引手段を作動させた時間と、前記警報手段により警報を聞きユーザが前記吸引手段を停止した場合、または、前記停止手段により前記吸引手段を停止した場合、その停止した時間と、を記録する作動・停止時間記録手段を設けたものである。
【００２８】
吸引手段を作動させた時間を記録し、実際に捕集を行った時間を求める。そして、当該時間内における環境空気の流量から測定対象物質の定量を行う。このようにすれば、破過の生じた期間を除外できるから、測定を正確に行える。しかも、作動・停止時間記録手段としては、市販のタイマ装置などを用いることができる。このため、装置を安価に構成できる。
【００２９】
また、請求項８に係る固体捕集装置は、上記固体捕集装置において、前記検知手段を複数設け、さらに、一つの検知手段の出力にバラツキが生じたときは他の検知手段に切り換える検知手段切換手段を設けたものである。
【００３０】
同一の検知手段を長時間使用していると経時的な劣化により、出力にバラツキが生じてくる。そこで、この発明では、検知手段を予め複数設けておき、出力にバラツキが生じたときには、他の検知手段に切り換えることにした。この結果、検知手段の出力の信頼度が増し、測定が正確に行える。なお、すべての検知手段にバラツキが生じたときには、検知手段の交換を要する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係る固体捕集装置１００を示す一部破断斜視図である。捕集管１には測定対象物質を吸着する吸着剤２が挿入されている。また、捕集管１の下流側には、センサ部３ａ、３ｂが設けられている。４は導管である。この導管４の一端は、捕集管１の下流側端部に接続されている。一方、導管４の他端は、制御装置付きポンプ５に接続されている。６は、ユーザに取り付けるためのクリップである。
【００３３】
捕集管１はテフロン製である。吸着剤２には、市販の活性炭を用いる（柴田科学製）。有機溶剤に対する吸着力が強いためである。なお、活性炭の吸着特性は、その種類や活性化の条件により異なる。また、活性炭を使用すれば、環境空気中の水分の除去や、捕集率を高めるための冷却が不要になる。この活性炭の活性化は、乾燥した空気または窒素の気流中において約２００℃での加熱、脱水することで行う。
【００３４】
また、この活性炭は、Ａ層２ａおよびＢ層２ｂからなる２層構造である。捕集に必要な活性炭量は、測定対象物質の回収量を考慮して必要十分な量とする。例えば、この活性炭のＡ層２ａは１００ｍｇ、Ｂ層２ｂは５０ｍｇである。なお、Ａ層２ａおよびＢ層２ｂの固定には、グラスウール２１およびウレタンフォーム２２、２３を用いる。実際には、これらグラスウール２１、Ａ層２ａ、ウレタンフォーム２２、Ｂ層２ｂおよびウレタンフォーム２３がワンパッケージとなって、吸着剤２を構成している。従って、吸着剤２の交換はパッケージ単位で行われる。
【００３５】
また、上記活性炭の他に、シリカゲル、ポーラスポリマービーズ、フロリジル、または、測定対象物質に反応する固有の試薬を含浸させたろ紙を使用してもよい。シリカゲルは、極性の気体状測定対象物質の捕集に有効である。ポーラスポリマービーズは、不安定な化合物の捕集に適する。フロリジルは、塩素化ビフェニル（ＰＣＢ）の捕集に適する。また、試薬を含浸させたろ紙としては、例えばトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）の測定には２−ピリジルピペラジンを含浸させたろ紙を、窒素酸化物の測定にはトリエタノールアミンを含浸させたろ紙を用いる。
【００３６】
測定対象物質としては、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、イソプロピルアルコール、酢酸メチル、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム、１，１，１−トリクロロエタン、トルエン、ノルマルヘキサンなどが挙げられる。これらは、活性炭への吸着親和性が弱く、破過しやすいものである。
【００３７】
制御装置付きポンプ５の操作面には、破過などを表示する表示部５５と、警報用のブザー５６と、電源スイッチ５８と、各種機能スイッチ５９とが配設されている。６０は排気口である。
【００３８】
図２は、図１に示した固体捕集装置１００の分解斜視図である。捕集管１は、センサ部３ａ、３ｂを取り付けるセンサ取付管１ａと、吸着剤２の挿入管１ｂとの分割構造である。吸着剤２の挿入および取り出しは、挿入管１ｂを外した状態で行う。センサ部３ａ、３ｂはセンサ取付管１ａから取り外し可能である。また、センサ部３ａ、３ｂの先端には半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂが取り付けられている。この半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂは交換可能である。
【００３９】
半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂには、有機溶剤蒸気のモニタリング用に開発された市販の半導体ガスセンサを用いる（リコー精器製）。この半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂは、構造が簡単で安価であり、殆ど全ての有機溶剤蒸気に対し非選択的に反応する。この半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂに定電流を通じ、ヒータを加熱すると、清浄空気中では抵抗値は一定である。ところが、センサ表面に有機溶剤蒸気が触れるとセンサ表面の半導体（ＳｎＯ２  、Ｆｅ２  Ｏ３  、ＺｎＯ、などのｎ形の酸化物）と有機溶剤とが反応し、抵抗値が低下する。
【００４０】
後述するが抵抗値の変化は濃度に依存するので、当該抵抗値から濃度を判定できる（測定対象物質を検知可能となる）。なお、半導体ガスセンサに代えて、接触燃焼式のガスセンサを用いてもよい。この場合には、有機溶剤との反応によりセンサの抵抗値が増加するので、その増加分から濃度を判定できる。
【００４１】
図３は、図１に示した固体捕集装置１００の構成を示す概略構成図である。制御装置付きポンプ５は、制御部５０とポンプ部５１とで構成される。制御部５０は、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂのヒータに定電流を流す定電流回路５２と、センサ部３ａ、３ｂの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路５３と、Ａ／Ｄ変換回路からの信号に基づき所定の処理を行うＣＰＵ５４と、破過が生じた旨などの表示を行う表示部５５と、ユーザに警報を発するブザー５６と、ポンプ部５１の運転を開始してから破過が生じるまでの時間を計測するタイマ５７とから構成されている。ポンプ部５１は、電動ファンを用いて吸引するものであり、その吸引力は０．２リットル／分である。また、ポンプ部５１は、充電式の小型バッテリー（図示省略）から電力供給を受ける。
【００４２】
図４は、図３に示したＣＰＵ５４の機能を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ５４は、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂの抵抗値が後述の所定値を超えたときに「吸着剤２に破過が生じた」と判定する破過判定部５４１と、測定対象物質の種類によって前記所定値を変更し得る所定値変更部５４２と、破過判定部５４１が「破過が生じた」と判定したときに、ポンプ部５１の運転を停止する自動停止部５４３と、同じく破過判定部５４１が「破過が生じた」と判定したときに、ブザー５６を鳴らすための信号を出力する警報信号出力部５４４と、表示部５５に計測信号を出力する捕集時間計算部５４５と、を有している。
【００４３】
また、半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）のセンサ出力のバラツキを監視するセンサ出力監視部５４６と、前記センサ出力にバラツキが生じたときに半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）を他方の半導体ガスセンサ３１ｂ（３１ａ）に切り換えるセンサ切換部５４７と、を有する。
【００４４】
図５は、固体捕集装置１００の装着状態を示す説明図である。捕集管１は、クリップ６によりユーザＭの衣類肩部に取り付ける。制御装置付きポンプ５は、ユーザＭのベルトなどに固定する。ユーザＭは、固体捕集装置１００を取り付けたまま、作業を行う。
【００４５】
つぎに、前記所定値の設定方法について説明する。前記所定値は、予め実験により求めておく。図６の（ａ）は、実験開始からの時間（分）と測定対象物質の濃度（ｐｐｍ）との関係を示すグラフ図である。濃度は、吸着剤２を破過してきた測定対象物質（アセトンＣ３３，Ｃ３７，３／７）をＧＣにより分析して測定した。この実験では、実験開始から３７分後に破過を確認できた。また、実験開始から６５分後に濃度が１３００ｐｐｍを超えることが判った。
【００４６】
図６の（ｂ）は、実験開始からの時間（分）と半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）の抵抗値変化量（ＫΩ）との関係を示すグラフ図である。抵抗値変化量は、半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）の抵抗値を経時的にサンプリングして求めた。この実験では、実験開始から２５分後に抵抗値が低下し始めるのが判った。また、実験開始から５５分後に抵抗値が一定となった。この実験では、破過により抵抗値が最大３ＫΩ低下した。
【００４７】
この結果、半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）は、ＧＣよりも早く破過を検知できることが判った。また、半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）の抵抗値変化量が破過した測定対象物質の濃度に略比例することも判った。このため、半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）の抵抗値変化量に基づき、破過を検知し得ることが判った。
【００４８】
ところで、前記所定値は、測定対象物質の測定に実質的に影響を与えない抵抗値変化量とした。この実施の形態１においては、前記所定値を０．５ＫΩに設定した。なお、実質的に影響を与えない濃度とは、例えば法律などの規定許容濃度が７５０ｐｐｍの場合、＋１０ｐｐｍ程度である。この所定値は、ユーザが各種機能スイッチ５９により入力する。
【００４９】
また、測定対象物質によって、上記破過に対する半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）の感度は異なる。例えば、図７に示すように、測定対象物質がトリクロロエタンの場合には、破過が生じるのと略同時に抵抗値が変化している。この場合は、前記所定値を低く設定しておかないと、破過が進行し測定が無駄になる。所定値の変更は、所定値変更部５４２により行う。
【００５０】
図８は、この図３に示したＣＰＵ５４の制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ８０１では、測定対象物質の捕集を開始するため、ユーザが電源スイッチ５８をオンする。ステップＳ８０２では、電源スイッチ５８のオンと同時にポンプ部５１が運転を開始する。測定対象物質は、環境空気とともに捕集管１に導入され、吸着剤２により捕集される。吸着剤２を通過した空気は、導管４を通り、排気口６０から排気される。
【００５１】
また、電源スイッチ５８のオンと同時にＣＰＵ５４の制御が開始する。ステップＳ８０３では、測定開始と同時にタイマ５７をオンし、捕集時間の計測を開始する。計測開始信号は捕集時間計算部５４５に送信される。また、捕集時間の計測は、捕集時間計算部５４５により行う。
【００５２】
ステップＳ８０４では、半導体ガスセンサ３１ａの検知結果をサンプリングする。サンプリング間隔は約３０秒である。ステップＳ８０５では、前記検知結果から半導体ガスセンサ３１ａの抵抗値の計算を行う。続いて、ステップＳ８０６では、計算した抵抗値からその抵抗値変化量を演算する。破過が生じていれば、図６に示したように半導体ガスセンサ３１ａの抵抗値が変化する。
【００５３】
ステップＳ８０７では、演算した抵抗値変化量が所定値を超えたか否かを判断する。この判断は、破過判定部５４１が行う。前記所定値は、上記のように半導体ガスセンサ３１ａの感度に基づき予め設定しておく。また、この所定値は、測定対象物質の種類により変更することができる。この変更は、所定値変更部５４２により行う。所定値を超えているときは、ステップＳ８０８に進む。所定値を超えていないときは、ステップＳ８１１に進む。
【００５４】
ステップＳ８０８は、測定に影響を与える程の破過が生じていると判断し、警報動作を行う。警報動作は、警報信号出力部５４４の信号により行う。例えば、表示部５５に破過が生じた旨を表示する。また、ブザー５６を鳴らす。この他、振動を与えたり、警告灯を点灯させたりさせてもよい。ステップＳ８０９では、自動停止部５４３によりポンプ部５１の運転を自動停止する。破過が生じたまま捕集を継続すると、測定が無駄になるためである。ステップＳ８１０では、タイマ５７をオフし、捕集時間の計測を終了する。計測終了信号は捕集時間計算部５４５に送信される。
【００５５】
一方、ステップＳ８１１では、電源スイッチ５８がオフか否かを判断する。電源スイッチ５８がオフならＣＰＵ５４の制御を終了する。電源スイッチ５８がオンのままならＣＰＵ５４の制御を継続する。この場合、抵抗値変化量が所定値を超えていないので、測定に影響を及ぼすような破過が生じていないと判断する。そして、前記抵抗値変化量が所定値を超えるまで半導体ガスセンサ３１ａの検知結果のサンプリングを継続する（ステップＳ８０２〜Ｓ８０７）。
【００５６】
ところで、センサ出力監視部５４６は、半導体ガスセンサ３１ａの出力変化のバラツキを常に監視している。半導体ガスセンサ３１ａを長時間使用していると、経時的な劣化により出力にバラツキが生じてくる。センサ出力監視部５４６が半導体ガスセンサ３１ａの出力変化のバラツキを検知すると、センサ切換部５４７により、半導体ガスセンサ３１ａを半導体ガスセンサ３１ｂに切り換える。
【００５７】
なお、この切り換えは、半導体ガスセンサ３１ａの出力信号を遮断し、半導体ガスセンサ３１ｂの出力信号を入力することにより行う。なお、半導体ガスセンサ３１ｂの寿命が尽きたら、センサ部３ａ、３ｂをセンサ取付管１ａから取り外し、新しい半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂに交換する。半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂの寿命は、表示部５５に表示される。また、捕集中に寿命がきたときにはブザー５６によりユーザに知らせる。
【００５８】
つぎに、濃度の測定方法について説明する。測定対象物質の捕集が完了したら、図２に示したように捕集管１から挿入管１ｂを外し、吸着剤２を押し出すようにして取り出す。続いて、ＧＣにより吸着剤２により捕集した測定対象物質の分離・定量を行う。
【００５９】
ここで、ポンプ部５１の吸引した環境空気の容量は、捕集時間測定部５４５により計測した捕集時間と、ポンプ部５１の流量とから計算する。また、ポンプ部５１の自動停止制御を解除して破過が生じたにもかかわらず捕集を継続した場合には、捕集時間測定部５４５により計測した捕集時間を考慮して定量を行う。例えば、破過期間が１０分ならばその期間にポンプ部５１が吸引した環境空気の容量を考慮せずに、定量を行う。
【００６０】
つぎに、吸着剤２の交換について説明する。まず、挿入管１ｂに吸着剤２を押し込む。つぎに、挿入管１ｂをセンサ取付管１ａに取り付ける。なお、異なる測定対象物質を捕集するときには、それに見合った吸着剤２を選択する。交換手順は、活性炭と同様である。
【００６１】
（変形例１）
図９に、図１に示した固体捕集装置１００の変形例１を示す。この固体捕集装置１１０は、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂを吸着剤２の下流側端部近傍に内蔵する点に特徴がある。捕集管１１１は、吸着剤２を挿入する取付管１１１ａと、上流側から吸着剤２を固定する上流側固定管１１１ｂと、下流側から吸着剤２を固定する下流側固定管１１１ｃと、の３分割構造である。取付管１１１ａへの吸着剤２の挿入および取り出しは、上流側固定管１１１ｂおよび下流側固定管１１１ｃを外した状態で行う。
【００６２】
センサ部３ａ、３ｂは取付管１１１ａに取り付けられている。また、センサ部３ａ、３ｂは取付管１１１ａから取り外し可能である。センサ部３ａ、３ｂの先端には半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂが取り付けられている。この半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂは交換可能である。
【００６３】
また、下流側固定管１１１ｃの端部には導管４が取り付けられている。この導管４は、小型電動の制御装置付きポンプ５（図１参照、図９では省略）に接続されている。６は、ユーザに取り付けるためのクリップである。その他の構成は、固体捕集装置１００と同様である。
【００６４】
この固体捕集措置１１０の組立ては、次のようにして行う。まず、吸着剤２を取付管１１１ａに挿入する。その際、吸着剤２のセンサ穴２０をセンサ部３ａ、３ｂ方向に位置させる。つぎに、センサ部３ａ、３ｂを取付管１１１ａに取り付ける。このとき、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂの先頭部分がセンサ穴２０に入るようにする。続いて、取付管１１１ａに、上流側固定管１１１ｂおよび下流側固定管１１１ｃを取り付ける。
【００６５】
吸着剤２は、上流側固定管１１１ｂおよび下流側固定管１１１ｃのネジ部端面により固定される。また、吸着剤２の交換は、一旦分解した後に上記同様の手順にて行う。なお、交換の容易性を考慮して、前記センサ穴２０をキー溝形状としてもよい。また、使用時には、この固体捕集装置１１０をクリップ６によりユーザに取り付ける。この固体捕集装置１１０による捕集作業は、上記固体捕集装置１００の場合と同様に行う（図８参照）。
【００６６】
以上の固体捕集装置１１０によれば、吸着剤２の下流側端部近傍に半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂを内蔵しているため、実際に破過が生じる直前に測定対象物質を検知できる。この結果、測定をより正確に行うことができる。
【００６７】
（変形例２）
また、捕集管の一部やセンサ部などをポンプ側に一体化させてもよい。図１０に、図１に示した固体捕集装置１００の変形例２を示す。１２１は捕集管である。この捕集管１２１は、ユーザの衣類肩部分に取り付ける導入部１２１ａと、導入部１２１と導管部１２１ｂにより接続されている吸着剤固定部１２１ｃと、吸着剤２を内装する捕集部１２１ｄとで構成される。６は、ユーザに取り付けるためのクリップである。
【００６８】
１２５は小型電動の制御装置付きポンプである。この制御装置付きポンプ１２５の上部には、捕集管１２１を内部に取り付けるための捕集管取付部１２５１が設けられている。また、制御装置付きポンプ１２５の側面には、センサ部１２３が配置されている。このセンサ部１２３の先端には、半導体ガスセンサ３１が取り付けられている。この半導体ガスセンサ３１は交換可能である。
【００６９】
制御装置付きポンプ１２５の操作面には、破過などを表示する表示部１２５５と、警報用のブザー１２５６と、電源スイッチ１２５８と、各種機能スイッチ１２５９とが配設されている。１２５０は制御部である。１２５２は内部管である。センサ部１２３は内部管１２５２の側壁に取り付ける。センサ部１２３を内部管１２５２に取り付けた状態で、半導体ガスセンサ３１の先端が内部管１２５２内に突出する。１２５３はポンプ部である。
【００７０】
使用する吸着剤２、半導体ガスセンサ３１は固体捕集装置１００と同様である。また、固体捕集装置１２０の装置構成についても固体捕集装置１００と同様である（図３参照）。
【００７１】
つぎに、吸着剤２の組立てについて説明する。まず、捕集部１２１ｄに吸着剤２を挿入する。つぎに、吸着剤固定部１２１ｃを捕集部１２１ｄに取り付け、吸着剤２を固定する。制御装置付きポンプ１２５にはセンサ部１２３を取り付けておく。センサ部１２３の取付状態で半導体ガスセンサ３１が内部管１２５２内に位置するようにする。続いて、捕集管１２１を捕集管取付部１２５１から挿入し、内部管１２５２に取り付ける。
【００７２】
この捕集管１２１の取付状態で、半導体ガスセンサ３１が吸着剤の下流側に位置することになる。また、吸着剤２の交換は、一旦分解した後に上記同様の手順にて行う。また、使用時には、この固体捕集装置１２０をクリップ６によりユーザに取り付ける。この固体捕集装置１２０による捕集は、上記固体捕集装置１００の場合と同様に行う（図８参照）。
【００７３】
以上の固体捕集装置１２０によれば、装置をコンパクトに構成できる。また、導入部１２１ａのみをユーザの肩部分に取り付けるので、身軽に作業できる。また、装置が邪魔にならない。
【００７４】
（実施の形態２）
図１１は、この発明の実施の形態２に係る防毒マスクを示す斜視図である。この防毒マスク２００は、いわゆる直結式であり、ユーザの顔面に装着するハロゲン化処理を施したゴム製の面体２１０と、外部の有毒物質を吸収する吸収缶２２０と、吸収缶２２０に着脱自在に設けられたセンサ部２３０と、センサ部２３０の出力に基づき所定の処理を行う制御装置２４０と、制御装置２４０に接続されユーザに警告を促すためのイヤホン２５０とから構成される。
【００７５】
吸収缶２２０は、各種の有毒物質に対応するものに交換可能である。また、吸収缶２２０には吸収剤２２１が充填されている。吸収剤２２１は、作業場の有毒物質に見合ったものを選択する。例えば有機ガスに対しては活性炭を選択する。また、活性炭の他に、シリカゲル、ポーラスポリマービーズ、フロリジル、または、有毒物質に反応する固有の試薬を含浸させたろ紙を使用してもよい。
【００７６】
有毒物質としては、ハロゲンガス、酸性ガス、有機ガス、一酸化炭素、アンモニア、亜硫酸ガス、硫黄、青酸、硫化水素、臭化メチル、ホストキンなどが挙げられる。
【００７７】
センサ部２３０ａ、２３０ｂの先端には、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂが取り付けられている。この半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂは、実施の形態１で用いたものと同様のものである。また、半導体ガスセンサに代えて、接触燃焼式のガスセンサを用いてもよい。
【００７８】
制御装置２４０の操作面には、破過などを表示する表示部２４１と、警報用のブザー２４２と、電源スイッチ２４３と、各種機能スイッチ２４４とが配設されている。また、制御装置２４０の上部には、破過した旨などを外部に送信するアンテナ２４５と、イヤホン２５０の端子などが設けられている。
【００７９】
図１２の（ａ）は、図１１に示した防毒マスク２００の構成を示す概略構成図である。制御装置２４０は、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂのヒータに定電流を流す定電流回路２４６と、センサ部２３０ａ、２３０ｂの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路２４７と、Ａ／Ｄ変換回路２４７からの信号に基づき所定の処理を行うＣＰＵ２４８と、外部管理システム２８０に破過状況などを知らせ、外部管理システム２８０からの信号を受信する通信部２４９と、表示部２４１と、を有する構成である。また、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂは吸収剤２２１の面体内側近傍に内蔵されている。破過を未然に検知するためである。
【００８０】
図１２の（ｂ）は、防毒マスク２００のユーザを外部から管理するための外部管理システム２８０の構成を示す概略構成図である。この外部管理システム２８０は、通信部２４９を介して防毒マスク２００のユーザと通信できる通信部２８１と、通信の操作をするコントローラ２８２と、管理者Ｋが装着するマイク２８３およびヘッドフォン２８４とから構成される。２８５はアンテナである。
【００８１】
図１３は、図１２に示したＣＰＵ２４８の機能を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ２４８は、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂの抵抗値が所定値を超えたときに「吸収剤２２１に破過が生じた」と判定する破過判定部２４８１と、有毒物質の種類によって前記所定値を変更し得る所定値変更部２４８２と、破過判定部２４８１が「破過が生じた」と判定したときに、イヤホン２５０に警告音の信号を出力する警報信号出力部２４８３と、破過判定部２４８１が「破過が生じた」と判定したときに、その旨の信号を外部管理システム２８０に送信する送信信号出力部２４８４と、を有している。
【００８２】
また、半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）のセンサ出力のバラツキを常に監視するセンサ出力監視部２４８５と、前記センサ出力にバラツキが生じたときに半導体ガスセンサ３１ａ（３１ｂ）を他方の半導体ガスセンサ３１ｂ（３１ａ）に切り換えるセンサ切換部２４８６と、を有する。さらに、破過が生じた旨を外部管理システム２８０の管理者Ｋが確認したか否かを判断する破過確認部２４８７を有する。
【００８３】
図１４は、図１２に示したＣＰＵ２４８の制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ１４０１では、ユーザが電源スイッチ２４３をオンする。また、電源スイッチ２４３のオンと同時にＣＰＵ２４８の制御が開始され、外部管理システム２８０との通信が可能となる。
【００８４】
ステップＳ１４０２では、半導体ガスセンサ３１ａの検知結果をサンプリングする。サンプリング間隔は約３０秒である。ステップＳ１４０３では、前記検知結果から半導体ガスセンサ３１ａの抵抗値の計算を行う。続いて、ステップＳ１４０４では、計算した抵抗値からその抵抗値変化量を演算する。破過が生じていれば、半導体ガスセンサ３１ａの抵抗値が変化する（図６参照）。
【００８５】
ステップＳ１４０５では、演算した抵抗値変化量が所定値を超えたか否かを判断する。この判断は破過判定部２４８１が行う。前記所定値は、実施の形態１において示したように半導体ガスセンサ３１ａの感度に基づき予め設定しておく。また、この所定値は有毒物質により適宜変更するのが好ましい。この変更は所定値変更部２４８２により行う。所定値を超えているときは、ステップＳ１４０６に進む。所定値を超えていないときは、ステップＳ１４０９に進む。
【００８６】
ステップＳ１４０６は、破過が生じていると判断し、警報動作を行う。警報動作は、警報信号出力部２４８３からの信号に基づき行う。例えば、表示部２４１に破過が生じた旨を表示する。また、イヤホン２５０によりユーザに警告音を与える。この他、振動を与えたり、警告灯を点灯させたりさせてもよい。
【００８７】
また、ステップＳ１４０７では、外部管理システム２８０に破過が生じた旨を送信する。送信信号出力部２４８４は、通信部２４９から「破過が生じた旨」の信号を出力する。この出力信号は、外部管理システム２８０の通信部２８１により受信される。通信部２８１が受信した「破過が生じた旨」の信号は、管理者Ｋに伝えられる。例えば、ヘッドフォン２８４からの警告音または音声信号アナウンスなどにより、いずれの作業者に破過が生じているかを伝える。
【００８８】
ステップＳ１４０８では、防毒マスク２００に破過が生じていることを管理者Ｋが確認したか否か判断する。この判断は、破過確認部２４８７により行う。具体的には、管理者Ｋがコントローラ２８２を操作し、外部管理システム２８０側の通信部２８１から確認信号を送信する。この信号を防毒マスク側の通信部２４９により受信する。受信信号は破過確認部２４８７に送られ、確認される。一方、確認信号が受信できない場合は、管理者Ｋが確認するまで通信部２４９から「破過が生じた旨」の信号を出力し続ける（ステップＳ１４０７、ステップＳ１４０８）。
【００８９】
一方、ステップＳ１４０９では、電源スイッチ２４３がオフか否かを判断する。電源スイッチ２４３がオフならＣＰＵ２４８の制御を終了する。電源スイッチ２４３がオンのままなら、ＣＰＵ２４８の制御を継続する。この場合、半導体ガスセンサ３１ａの抵抗値変化量が所定値を超えていないので、破過が生じていないと判断する。そして、前記抵抗値変化量が所定値を超えるまで半導体ガスセンサ３１ａの検知結果のサンプリングを継続する（ステップＳ１４０２〜Ｓ１４０５）。
【００９０】
また、破過が生じたにもかかわらずユーザが作業を中止しないときには、管理者Ｋがマイク２８３を通じてユーザに中止を呼び掛けるようにしてもよい。管理者Ｋの音声は、イヤホン２５０を通じてユーザに伝えられる。
【００９１】
また、センサ出力監視部２４８５は、半導体ガスセンサ３１ａの出力変化のバラツキを常に監視している。半導体ガスセンサ３１ａを長時間使用していると、経時的な劣化により出力にバラツキが生じてくる。センサ出力監視部２４８５が半導体ガスセンサ３１ａの出力変化のバラツキを検知すると、センサ切換部２４８６により、半導体ガスセンサ３１ａを半導体ガスセンサ３１ｂに切り換える。
【００９２】
なお、この切り換えは、半導体ガスセンサ３１ａの出力信号を遮断し、半導体ガスセンサ３１ｂの出力信号を入力することにより行う。半導体ガスセンサ３１ｂの寿命が尽きた時点で、センサ部２３０ａ、２３０ｂをセンサ取付管１ａから取り外し、新しい半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂに交換する。半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂの寿命は、表示部２４１に表示される。また、作業中に寿命がきたときにはイヤホン２５０によりユーザに知らせる。
【００９３】
（変形例１）
図１５は、図１１に示した防毒マスク２００の変形例１を示す概略構成図である。吸収缶２６０内には、上流側の吸収剤２２１ａおよび下流側の吸収剤２２１ｂが２層に充填されている。また、吸収剤２２１ａおよび吸収剤２２１ｂの間には、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂが配置されている。その他の構成は、防毒マスク２００と同様である。
【００９４】
このように、吸収剤２２１を２層構造とし、その間に半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂを配置したので、上流側の吸収剤２２１ａに破過が生じると、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂにより検知される。半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂにより破過を検知した後は、作業を中止する。また、破過した有毒物質は下流側の吸収剤２２１ｂが吸収する。このため、ユーザが破過した有毒物質を吸引することがない。
【００９５】
（変形例２）
図１６は、図１１に示した防毒マスク２００の変形例２を示す概略構成図である。吸収缶２７０内には、吸収剤２２１が充填されている。また、吸収剤２２１の下流側には半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂが配置されている。その他の構成は、防毒マスク２００と同様である。
【００９６】
このように、吸収剤２２１の下流側に半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂを配置すれば、防毒マスクの構成が簡単になる。また、製造が容易になり安価になる。
【００９７】
（変形例３）
また、防毒マスク２００のような直結式でなく、隔離式にしてもよい。図１７は、図１１に示した防毒マスク２００の変形例３を示す斜視図である。この防毒マスク３００は、いわゆる隔離式であり、ユーザの顔面に装着するハロゲン化処理を施したゴム製の面体３１０と、ホース３２１により面体３１０と連結され、外部の有毒物質を吸収する吸収缶３２０と、吸収缶３２０に着脱自在に設けられたセンサ部２３０と、センサ部２３０の出力に基づき所定の処理を行う制御装置２４０と、制御装置２４０に接続されユーザに警告を促すためのイヤホン２５０とから構成される。
【００９８】
この吸収缶３２０は、直結式の防毒マスク２００より容量が大きい。それだけ、有毒物質を吸収することができる。このため、より劣悪な作業環境での使用に耐えうる。また、センサ部２３０ａ、２３０ｂの先端には、半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂが取り付けられている。この半導体ガスセンサ３１ａ、３１ｂは、実施の形態１と同様のものである。
【００９９】
その他の構成は、防毒マスク２００と同様である。この防毒マスク３００によれば、劣悪な作業環境下でもより安全に作業できる。
【０１００】
（実施の形態３）
図１８は、この発明の実施の形態３に係るエアラインマスクを示す斜視図である。このエアラインマスク４００は、ユーザの顔面に装着する面体４１０と、ユーザが装着する通信装置４１５と、面体４１０から導出される連結管４２０と、連結管４２０をユーザの胴体に固定するハーネス４３０と、連結管４２０の端部に設けられ、送気する空気を調節する空気調節袋４４０と、同じく連結管４２０の端部に設けられ、送気を適当な風量に調節する流量調節装置４５０と、ホース４６０を介して流量調節装置４５０に連結している電動送風機４７０と、から構成されている。４７１は電源コード、４７２は風量切換スイッチ、４７３はアンテナである。
【０１０１】
また、電動送風機４７０のハウジング側面には、電源スイッチ４７４と、破過状況等を表示する表示部４７５とが設けられている。
【０１０２】
図１９は、図１８に示したエアラインマスク４００の構成を示す概略構成図である。電動送風機４７０のハウジング内にはフィルタ４０２と、空気を送るためのファン４７６とが設けられている。また、フィルタ４０２の下流側近傍には半導体ガスセンサ３１が内蔵されている。破過を未然に検知するためである。
【０１０３】
また、電動送風機４７０は、半導体ガスセンサ３１のヒータに定電流を流す定電流回路４７７と、半導体ガスセンサ３１の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路４７８と、Ａ／Ｄ変換回路４７８からの信号に基づき所定の処理を行うＣＰＵ４７９と、通信装置４１５に対して破過が生じた旨を送信する送信部４８０と、破過状況等を表示する表示部４７５と、を有する構成である。
【０１０４】
図２０は、図１８に示したＣＰＵ４７９の機能を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ４７９は、半導体ガスセンサ３１の抵抗値が後述の所定値を超えたときに「フィルタ４０２に破過が生じた」と判定する破過判定部４７９１と、有毒物質の種類によって前記所定値を変更し得る所定値変更部４７９２と、破過判定部４７９１が「破過が生じた」と判定したときに、ユーザの装着する通信装置４１５に警報信号を出力する警報信号送信部４７９３と、を有している。
【０１０５】
図２１は、図１９に示したＣＰＵ４７９の制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１０１では、ユーザが電源スイッチ４７４をオンする。また、電源スイッチ４７４のオンと同時にＣＰＵ４７９の制御が開始される。
【０１０６】
ステップＳ２１０２では、半導体ガスセンサ３１の検知結果をサンプリングする。サンプリング間隔は約３０秒である。ステップＳ２１０３では、前記検知結果から半導体ガスセンサ３１の抵抗値の計算を行う。続いて、ステップＳ２１０４では、計算した抵抗値からその抵抗値変化量を演算する。破過が生じていれば、半導体ガスセンサ３１の抵抗値が変化する（図６参照）。
【０１０７】
ステップＳ２１０５では、演算した抵抗値変化量が所定値を超えたか否かを判断する。この判断は破過判定部４７９１が行う。前記所定値は、実施の形態１において示したように半導体ガスセンサ３１の感度に基づき予め設定しておく。また、この所定値は有毒物質により適宜変更するのが好ましい。この変更は所定値変更部４７９２により行う。所定値を超えているときは、ステップＳ２１０６に進む。所定値を超えていないときは、ステップＳ２１０７に進む。
【０１０８】
ステップＳ２１０６は、破過が生じていると判断し、警報動作を行う。警報動作は、警報信号送信部４７９３からの信号に基づき行う。例えば、表示部４７５に破過が生じた旨を表示する。また、通信装置４１５を介してユーザに警告音または音声信号アナウンスなどにより破過が生じていることを伝える。この他、振動を与えたり、警告灯を点灯させたりさせてもよい。
【０１０９】
一方、ステップＳ２１０７では、電源スイッチ４７４がオフか否かを判断する。電源スイッチ４７４がオフならＣＰＵ４７９の制御を終了する。電源スイッチ４７４がオンのままなら、ＣＰＵ４７９の制御を継続する。この場合、抵抗値変化量が所定値を超えていないので、破過が生じていないと判断する。そして、前記抵抗値変化量が所定値を超えるまで半導体ガスセンサ３１の検知結果のサンプリングを継続する（ステップＳ２１０２〜Ｓ２１０５）。
【０１１０】
（変形例１）
図２２は、図１８に示したエアラインマスク４００の変形例１を示す概略構成図である。電動送風機４７０のハウジング内には上流側のフィルタ４０２ａおよび下流側のフィルタ４０２ｂが充填されている。このフィルタ４０２ａおよびフィルタ４０２ｂの間には半導体ガスセンサ３１が配置されている。また、電動送風機４７０のハウジング内には、空気を送るためのファン４７６が設けられている。その他の構成は、エアラインマスク４００と同様である。
【０１１１】
上流側のフィルタ４０２ａに破過が生じると、半導体ガスセンサ３１により検知される。破過を検知したら、ステップＳ２１０６（図２１）の警報動作を行う。例えば、表示部４７５に破過が生じた旨を表示する。また、通信装置４１５を介してユーザに警告音または音声信号アナウンスなどにより破過が生じていることを伝える。また、破過した有毒物質は下流側のフィルタ４０２ｂが吸収する。このため、ユーザが破過した有毒物質を吸引することがない。さらに下流側のフィルタ４０２ｂが破過するには時間がかかるため、ユーザはその間に作業を中止して避難すればよい。
【０１１２】
（変形例２）
図２３は、図１８に示したエアラインマスク４００の変形例２を示す概略構成図である。電動送風機４７０のハウジング内にはフィルタ４０２が充填されている。このフィルタ４０２の下流側には半導体ガスセンサ３１が配置されている。また、電動送風機４７０のハウジング内には、空気を送るためのファン４７６が設けられている。その他の構成は、エアラインマスク４００と同様である。
【０１１３】
フィルタ４０２に破過が生じると、半導体ガスセンサ３１により検知される。破過を検知したら、ステップＳ２１０６（図２１）の警報動作を行う。例えば、表示部４７５に破過が生じた旨を表示する。また、通信装置４１５を介してユーザに警告音または音声信号アナウンスなどにより破過が生じていることを伝える。ユーザは破過を知った後、作業を中止して避難するようにする。
【０１１４】
このように、フィルタ４０２の下流側に半導体ガスセンサ３１を配置すれば、エアラインマスクの構成が簡単になる。また、製造が容易になり安価になる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の固体捕集装置（請求項１）によれば、捕集手段に前記検知手段を挿入し、検知手段の内部で測定対象物質を検知するので、実際に破過が生じる直前に測定対象物質を検知できる。このため、破過を未然に防止でき、より正確に測定をおこなえる。
【０１１６】
また、この発明の固体捕集装置（請求項２）によれば、前記捕集手段として、活性炭、シリカゲル、ポーラスポリマービーズ、フロリジル、または、測定対象物質に反応する固有の試薬を含浸させたろ紙、を用いた。このため、捕集を適切に行える。
【０１１７】
また、この発明の固体捕集装置（請求項３）によれば、前記検知手段に半導体ガスセンサを用いた。半導体ガスセンサは、ほとんどすべての有機溶剤蒸気を非選択的に検知でき、感度が高い。このため、正確に破過を検知できる。また、半導体ガスセンサ自体が比較的安価なので装置を安価に構成できる。
【０１１８】
また、この発明の固体捕集装置（請求項４）によれば、前記検知手段が測定対象物質を検知した場合、その旨をユーザに警報するようにした。このため、捕集を中止するなどの措置により、測定を無駄にせず、効率的に且つ正確に行える。
【０１１９】
また、この発明の固体捕集装置（請求項５）によれば、前記検知手段の出力が所定値を超えたときに前記吸引手段の働きを自動停止するようにした。このため、破過の影響を最小限に抑えることができるので、測定が正確に行える。また、捕集手段が無駄にならない。
【０１２０】
また、この発明の固体捕集装置（請求項６）によれば、前記測定対象物質により前記所定値を変更し得るようにした。このため、各種の測定対象物質に適切に対応でき、測定を正確行える。
【０１２１】
また、この発明の固体捕集装置（請求項７）によれば、吸引手段を働かせた時間を記録して、実際に捕集を行った時間を求めるようにした。破過の生じている期間を考慮せずに測定すれば、測定を正確に行える。
【０１２２】
また、この発明の固体捕集装置（請求項８）によれば、前記検知手段を予め複数設けておき、出力にバラツキが生じたときには、他の検知手段に切り換えるようにした。このため、検知手段の出力の信頼度が増し、測定が正確に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る固体捕集装置を示す一部破断斜視図である。
【図２】図１に示した固体捕集装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示した固体捕集装置の構成を示す概略構成図である。
【図４】図３に示したＣＰＵの機能を示す機能ブロック図である。
【図５】図１に示した固体捕集装置の装着状態を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、実験開始からの時間と測定対象物質の濃度との関係を示すグラフ図である。（ｂ）は、実験開始からの時間と抵抗値変化量との関係を示すグラフ図である。
【図７】測定対象物質がトリクロロエタンの場合の実験開始からの時間と測定対象物質の濃度との関係（ａ）、および、実験開始からの時間と抵抗値変化量との関係（ｂ）を示すグラフ図である。
【図８】図３に示したＣＰＵの制御手順を示すフローチャートである。
【図９】図１に示した固体捕集装置の変形例１を示す分解斜視図である。
【図１０】図１に示した固体捕集装置の変形例２を示す一部破断斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る防毒マスクを示す斜視図である。
【図１２】（ａ）は、図１１に示した防毒マスクの構成を示す概略構成図である。（ｂ）は、図１１に示した防毒マスクのユーザを外部から管理するための外部管理システムの構成を示す概略構成図である。
【図１３】図１２に示したＣＰＵの機能を示す機能ブロック図である。
【図１４】図１２に示したＣＰＵの制御手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１１に示した防毒マスクの変形例１を示す概略構成図である。
【図１６】図１１に示した防毒マスクの変形例２を示す概略構成図である。
【図１７】図１１に示した防毒マスクの変形例３を示す斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態３に係るエアラインマスクを示す斜視図である。
【図１９】図１８に示したエアラインマスクの構成を示す概略構成図である。
【図２０】図１９に示したＣＰＵの機能を示す機能ブロック図である。
【図２１】図１９に示したＣＰＵの制御手順を示すフローチャートである。
【図２２】図１８に示した防毒マスクの変形例１を示す概略構成図である。
【図２３】図１８に示した防毒マスクの変形例２を示す概略構成図である。
【図２４】従来における固体捕集装置を示す一部破断斜視図である。
【図２５】図２４に示した固体捕集装置の装着状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１００  固体捕集装置
１  捕集管
２  吸着剤
３ａ、３ｂ  センサ部
３１ａ、３１ｂ  半導体ガスセンサ
４  導管
５  制御装置付きポンプ
５６  ブザー
６  クリップ
２００  防毒マスク
２１０  面体
２２０  吸収缶
２２１  吸収剤
２３０  センサ部
２４０  制御装置
２４２  ブザー
２５０  イヤホン
４００  エアラインマスク
４０２  フィルタ
４１０  面体
４１５  通信装置
４２０  連結管
４３０  ハーネス
４４０  空気調節袋
４５０  流量調節装置
４６０  ホース
４７６  ファン
４７０  電動送風機
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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