(57)【要約】  【課題】  フィルタ交換時において、異常動作、装置劣化および欠測を極力回避して、測定能力を高めた環境測定装置を提供する。  【解決手段】  フィルタ交換時にはポンプ４を停止し、異物が含む試料気体が測定部３やポンプ４内へ侵入しないようにして、異常動作を回避する。さらに、測定部３に含まれる各種機器のうち、例えば、オゾン発生器のように環境測定装置に悪影響を及ぼす機器を停止して、装置劣化を回避する。また、フィルタ交換時間を極力短縮するようなメッセージを表示部７に出力させてフィルタ交換時間を短くし、さらに、フィルタ交換期間が所定期間内である場合は、フィルタ交換中の異常測定値に代えて直前の測定値で代用して欠測を回避する。【選択図】  図１
2006214813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境について測定を行う環境測定装置において、
試料中に含まれる異物を捕集するフィルタと、
フィルタを通過した試料に含まれる物質の濃度を測定する測定部と、
試料を吸引するための吸引部と、
測定部および吸引部に接続される制御部と、
を備え、この制御部は、
フィルタ交換時に吸引部による測定部への試料の吸引を停止させる手段と、
フィルタ交換時の異常測定値を除く測定値に基づいて加工値を生成して保存を行う手段と、して機能することを特徴とする環境測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の環境測定装置において、
前記加工値は所定期間にわたる測定値の平均値であって、異常測定値出現期間は異常測定値に代えて異常測定値検出直前の測定値、および、異常測定値非出現期間はそのままの測定値、をそれぞれ用いて積算した積算値を、所定期間で除して平均することを特徴とする環境測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の環境測定装置において、
前記加工値は所定期間にわたる測定値の平均値であって、異常測定値を除く測定値の積算値を、所定期間から異常測定値出現期間を引いた期間で除して平均することを特徴とする環境測定装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部は、さらに、
フィルタ交換時に測定部の停止を行う手段として機能することを特徴とする環境測定装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部は、さらに、
アラームを停止する手段として機能することを特徴とする環境測定装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部は、さらに、
フィルタ交換に要する期間が所定期間を超過した場合に警告を発するとともにフィルタ交換時の測定値または加工値を無効化する手段として機能することを特徴とする環境測定装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部に接続され、操作入力信号を制御部へ入力する操作入力部と、
前記制御部に接続され、制御部からの表示信号に応じて映像表示する表示部と、
を備え、前記制御部は、
操作入力部を介してフィルタ交換が選択されたことを検出する手段と、
表示部にフィルタ交換推奨時間を表示させる手段と、して機能することを特徴とする環境測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば大気汚染物質等を測定するための環境測定装置に関し、詳しくは、試料に含まれる異物捕集用のフィルタを交換する際の機能を改良した環境測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境測定装置の一種である大気汚染測定装置では、気体試料としての大気を測定部内へ取り込み、気体試料に含まれる物質の濃度を測定している。この場合、測定前に気体試料がフィルタを通過するようにして、気体試料に含まれる異物（主にダスト（塵埃））を捕集するのが一般的である。このような環境測定装置の先行技術として、例えば特許文献１，２が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特表平８−５０６９０１号公報
【特許文献２】特開平２−９３３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記フィルタは時間が経過するにつれて付着する異物数が増加するため気体試料の通過量が少なくなり、環境測定装置では試料大気を吸引する能力が経時的に劣化していく。そこで、フィルタは定期的に交換されて、吸引能力の劣化を防止している。
しかしながら、フィルタを交換することで環境測定装置の動作・性能が影響を受けることがあった。例えば、環境測定装置は連続して測定を続ける必要上、動作停止ができないものであり、動作中にフィルタを交換すると、一時的にフィルタを通過しないで異物を含む気体試料が測定部内に導入され、異常測定値の測定という異常動作、および、測定性能を左右する箇所での異物の付着による測定性能の変化や配管の目詰まりという装置劣化につながるという問題があった。
【０００５】
また、環境測定装置を停止させてフィルタを交換すれば、上記のような異常動作や装置劣化は起こらないが、停止期間中は測定値が得られず、一定期間の測定値を用いる加工値（例えば一時間にわたり濃度を測定し、この一時間の濃度平均を算出した一時間平均値）が無効になり、さらに、温調部が停止して再起動後に正常な測定値が得られるまで時間を要するため、測定値の大幅な欠測が生じるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、フィルタ交換時において、異常動作、装置劣化および欠測を極力回避して、測定能力を高めた環境測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る環境測定装置は、
環境について測定を行う環境測定装置において、
試料中に含まれる異物を捕集するフィルタと、
フィルタを通過した試料に含まれる物質の濃度を測定する測定部と、
試料を吸引するための吸引部と、
測定部および吸引部に接続される制御部と、
を備え、この制御部は、
フィルタ交換時に吸引部による測定部への試料の吸引を停止させる手段と、
フィルタ交換時の異常測定値を除く測定値に基づいて加工値を生成して保存を行う手段と、して機能することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る環境測定装置は、
請求項１に記載の環境測定装置において、
前記加工値は所定期間にわたる測定値の平均値であって、異常測定値出現期間は異常測定値に代えて異常測定値検出直前の測定値、および、異常測定値非出現期間はそのままの測定値、をそれぞれ用いて積算した積算値を、所定期間で除して平均することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る環境測定装置は、
請求項１に記載の環境測定装置において、
前記加工値は所定期間にわたる測定値の平均値であって、異常測定値を除く測定値の積算値を、所定期間から異常測定値出現期間を引いた期間で除して平均することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る環境測定装置は、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部は、さらに、
フィルタ交換時に測定部の停止を行う手段として機能することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る環境測定装置は、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部は、さらに、
アラームを停止する手段として機能することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に係る環境測定装置は、
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部は、さらに、
フィルタ交換に要する期間が所定期間を超過した場合に警告を発するとともにフィルタ交換時の測定値または加工値を無効化する手段として機能することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７に係る環境測定装置は、
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の環境測定装置において、
前記制御部に接続され、操作入力信号を制御部へ入力する操作入力部と、
前記制御部に接続され、制御部からの表示信号に応じて映像表示する表示部と、
を備え、前記制御部は、
操作入力部を介してフィルタ交換が選択されたことを検出する手段と、
表示部にフィルタ交換推奨時間を表示させる手段と、して機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のような本発明によれば、フィルタ交換時において、異常動作、装置劣化および欠測を極力回避して、測定能力を高めた環境測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
続いて本発明を実施するための最良の形態の環境測定装置について、図を参照しつつ説明する。なお、この環境測定装置は大気汚染測定装置を想定したものである。
図１は本形態の環境測定装置１００の構成図、図２はフィルタ交換部１０の構成図、図３は表示部の表示画面の説明図で、図３（ａ）は測定時の表示画面、図３（ｂ）はフィルタ交換選択時の表示画面、図３（ｃ）はフィルタ交換中の表示画面、図３（ｄ）はフィルタ交換期間超過時の表示画面である。
【００１６】
環境測定装置１００は、図１で示すように、気体試料導入口１、フィルタ２、測定部３、ポンプ４、制御部５、操作入力部６、表示部７を備えている。
制御部５は、通常測定を行う場合、設定手段５０１、測定手段５０２、測定値処理手段５０３、加工保存手段５０４として機能する。また、制御部５は、フィルタ交換時の処理を行う場合、フィルタ交換選択手段５１１、ポンプ停止手段５１２、測定部停止手段５１３、アラーム停止手段５１４、復帰手段５１５、フィルタ交換時加工保存手段５１６として機能する。また、制御部５は、フィルタ交換時間が所定期間より超過した場合、交換期間超過時処理手段５２１として機能する。
【００１７】
続いて、各部について説明する。
気体試料導入口１は、環境測定装置１００内に気体試料を導入するための導入口である。この気体試料導入口１には図示しない導入管が接続される。
フィルタ２は、この導入管を介して気体試料導入口１の後段に設けられるものであり、導入管から流入する気体試料中に浮遊する異物を捕集する。フィルタ２は、図２で示すように、通常は環境測定装置１００の前面に形成されるケース１１内に収容されており、中ぶた１２、ふた１３により固定されている。中ぶた１２には導入管１４が接続されている。これらのケース１１、フィルタ２、中ぶた１２、ふた１３はフィルタ交換部１０を構成する。このフィルタ交換部１０は、環境測定装置１００の前面に形成される前扉２０により、通常では装置内に収納されている。このようなフィルタ交換部１０では短時間でフィルタ２が交換できるように配慮されている。
【００１８】
図１における測定部３は、導入管１４を介してフィルタ２の後段に設けられるものであり、気体試料についての各種測定を行う。この測定は、具体的には気体試料に含まれる物質の濃度測定であり、例えば、ケミルミネッセンス法（化学発光法）により大気中に含まれるＮＯＸ（窒素酸化物）の濃度測定、紫外線蛍光方式により大気中に含まれるＳＯ２（二酸化硫黄）の濃度測定、紫外線吸光方式により大気中に含まれるＯ３（オゾン）の濃度測定、非分散赤外線吸収法により大気中に含まれるＣＯ（一酸化炭素）の濃度測定、ガスクロマトグラフ法により大気中に含まれるＮＭＨＣ（非メタン炭化水素）という物質の濃度測定、などである。なお、これらは一例であり、各種物質にそれぞれ最適な測定部３を採用できる。この測定部３の後段には図示しない導入管が接続される。
【００１９】
図１のポンプ４は、導入管を介して測定部３の後段に設けられるものであり、気体試料を吸引する。上記した気体試料導入口１、フィルタ２、測定部３、ポンプ４は流体回路を形成し、ポンプ４の吸引動作により、気体試料が気体試料導入口１→フィルタ２→測定部３→ポンプ４と通流して外部へ排気される。
【００２０】
図１の制御部５は、測定部３、ポンプ４、操作入力部６、表示部７との間で信号の送受が可能に接続され、各種処理を行う。この制御部５による処理については、環境測定装置１００の一連の動作として後に詳述する。
操作入力部６は、オペレータが環境測定装置１００に対する各種操作を入力したときに、制御部５へ各種の操作入力信号を出力する。制御部５は操作入力信号に応じた処理を行う。操作内容についても環境測定装置１００の一連の動作として後に詳述する。
表示部７は、制御部５から出力される表示信号に応じて各種情報を表示する。表示内容についても環境測定装置１００の一連の動作として後に詳述する。
なお、操作入力部６および表示部７の具体例として、本形態では図３（ａ）で示すようなタッチパネル８を採用するものとして説明する。タッチパネル８には、周知のように、表示部７の画面中に操作入力部６が含まれるものである。
【００２１】
続いて環境測定装置１００の動作について説明する。
まず、測定動作について説明する。ここでは、説明の具体化のため大気中に含まれるＮＯＸ（窒素酸化物）についての物質濃度を測定するものとして説明する。
操作入力部６から制御部５へパラメータや操作内容を設定する各種の操作入力信号が出力されたとき、制御部５は設定手段５０１として機能する。設定手段５０１による設定内容としては、例えば、ＮＯＸの測定範囲として０〜５０ｐｐｍ／１００ｐｐｂ／２００ｐｐｂ／５００ｐｐｂ／１０００ｐｐｂの選択や、校正などがある。これらは、図３（ａ）に示すタッチパネル８の「校正」ボタン・「設定」ボタンを選択し、さらに図示しない画面の案内に応じて数値入力・選択等の操作を行うことにより入力される。
【００２２】
続いて、オペレータがタッチパネル８の測定開始スイッチ（図示せず）を押下して制御部５へ測定開始の操作入力信号が出力されたとき、制御部５は測定手段５０２として機能する。この場合、制御部５は、測定部３およびポンプ４にそれぞれ稼働信号を送信して稼働させ、所定期間にわたる暖気運転経過後に測定を開始させる。
続いて制御部５は、測定値処理手段５０３として機能する。この場合、測定部３から出力される測定信号を入力し、物質濃度を表す測定値を算出する。この測定値はＣＰＵなどが処理するため、ディジタルデータとして表される。
【００２３】
続いて、制御部５は、加工保存手段５０４として機能する。この場合、制御部５は、測定値から加工値を算出する。加工値は所定期間にわたる測定値の平均値であって、測定値を積算した積算値を、所定期間で除して算出する。加工値の具体例として、例えば、一分毎に算出した測定値を蓄積し、一時間にわたる測定値の平均となる一時間平均値が挙げられる。制御部５は、これら測定値や加工値（一時間平均値）を、制御部５に接続された図示しない記憶部（メモリ・ハードディスク・テープ・ＦＤ・ＭＯなど）にデータとして保存したり、あるいは、制御部５に接続された図示しない記録計にグラフとしてプロットしたりして測定値・加工値を保存する。
環境測定装置１００はこのような測定動作を長期間連続して繰り返し行う。
【００２４】
続いて、環境測定装置１００のフィルタ交換処理動作について説明する。
まず制御部５は、フィルタ交換選択手段５１１として機能する。オペレータが図３（ａ）で示すタッチパネル８の「フィルタ交換」ボタンを押下すると、続いて、図３（ｂ）で示すように、フィルタ交換時の注意事項が表示される。注意事項の中にはフィルタ交換推奨時間も表示される。フィルタ交換推奨時間は、例えば１分である。オペレータが、図３（ｂ）で示す「はい」ボタンを押下するとフィルタ交換が選択され、図３（ｃ）で示すようにフィルタ交換が終了することが望ましい時間（残り時間）がカウントダウン表示される。
【００２５】
なお、上記「フィルタ交換」ボタンは、通常は表示されないが前のフィルタ交換時から所定期間経過したときに表示するようにしてフィルタ交換を促すようにしても良い。
また、フィルタ２の後段の流体回路内（例えば導入管内）の圧力を測定する圧力測定手段を別途設けてフィルタ２に付着した異物により圧力が通常より下がるような場合を制御部５が検出できるようにし、「フィルタ交換」ボタンを、通常は表示せずに圧力が通常より低下した場合に表示してフィルタ交換時期を通知するようにしても良い。
さらにまた、「フィルタ交換」ボタンを常時表示し、オペレータが自己管理により、所定周期ごとのフィルタ交換時期に「フィルタ交換」ボタンを操作するようにしても良い。
【００２６】
続いて、制御部５は、ポンプ停止手段５１２として機能する。制御部５はポンプ４に停止信号を送信し、ポンプ４が動作を停止する。これにより、異物を含む試料気体を測定部３やポンプ４内に流入させないようにする。
続いて、制御部５は、測定部停止手段５１３として機能する。制御部５は測定部３に停止信号を送信し、測定部３が動作を停止する。これにより、ポンプ４の停止時に測定部３が不要な動作をしないようにして、測定部３を保護する。なお、測定部３の停止とは、測定部３全体を停止する場合と、測定部３の一部を停止する場合とが挙げられる。具体的には、後者は測定に使用する各種装置の一部を停止するものである。
【００２７】
例えば、ＮＯＸ（窒素酸化物）の測定では、オゾン発生器が測定部３に含まれているが、オゾンを生成すると、オゾンの影響により測定部３が劣化するおそれが出てくるため、オゾン発生器を停止させるものである。なお、測定部３に含まれる例えば蛍光灯などは、停止させなくとも問題がないためそのまま点灯させておいても良い。また、測定部３に含まれる温調部なども再起動に時間を要するためそのままにしても良い。このように測定部３の一部を停止させて再開後の暖気運転を不要とすることにより、即座の測定再開を可能とする。
【００２８】
続いて、制御部５はアラーム停止手段５１４として機能する。通常時では、測定部３内に異物が混入して測定値が異常と判定される測定値異常が発生したり、ポンプ４が停止したときに判定される装置異常が発生したとき、制御部５は異常を検知してアラームを発生するようになされているが、フィルタ交換途中ではポンプ４が停止するため、アラーム停止手段５１４によりポンプが停止してもアラーム検知しないようにする。これにより、無用なアラームを抑制する。
フィルタ交換時には、これらポンプ停止・測定部停止・アラーム停止が即座に行われる。また、なおもオペレータによるフィルタ交換が続けられているものとする。
【００２９】
そして、フィルタ交換が終了してオペレータが図３（ｃ）で示す「完了」ボタンを押下したとき、フィルタ交換期間が終了する。
続いて、制御部５は復帰手段５１５として機能する。制御部５は、フィルタ交換前の状態に復帰させるものであり、すなわち、測定部３およびポンプ４を再び通常稼働させたり、表示部７の表示を図３（ａ）で示すような測定中の表示に戻す。なお、「フィルタ交換」ボタンの表示は測定中に表示しない形態では消し、測定中でも表示する形態では表示したままとする。
【００３０】
続いて、制御部５はフィルタ交換時加工保存手段５１６として機能する。フィルタ交換時の測定値は信頼性がない異常測定値である。そこで、長期間にわたる測定値を使用して算出される加工値を有効にするため、フィルタ交換時の異常測定値を除いた測定値に基づいて加工値を生成する。
【００３１】
例えば、加工値は所定期間にわたる測定値の平均値であって、異常測定値出現期間は異常測定値に代えて異常測定値検出直前の測定値、および、異常測定値非出現期間はそのままの測定値、をそれぞれ用いて積算した積算値を、所定期間で除して平均した値とする。ここで異常測定値に代えて異常測定値検出直前の測定値とするため、フィルタ交換直前の測定値をホールドし続けるようにしても良い。
また、他の加工値の例として、所定期間にわたる測定値の平均値であって、異常測定値を除く測定値の積算値を、所定期間から異常測定値出現期間を引いた期間で除して平均した値としても良い。
【００３２】
これらの処理により、異常な測定値が混入しないため測定値・加工値（特に一時間平均値）の信頼性を高めることができる。
そして、制御部５はこれら測定値や加工値（一時間平均値）を、制御部５に接続された図示しない記憶部にデータとして保存したり、あるいは、制御部５に接続された図示しない記録計にグラフとしてプロットしたりして測定値・加工値を保存する。
この後、制御部５は、通常の測定動作に戻り、先に説明した測定手段５０２、測定値処理手段５０３、加工保存手段５０４として機能することで、通常測定を行う。
【００３３】
なお、フィルタ交換が所定期間内に終了しないで、図３（ｃ）で示す「完了」ボタンが押下されなかったとき、制御部５は交換期間超過時処理手段５２１として機能する。制御部５はタッチパネル８に表示信号を出力して、図３（ｄ）で示すような警告メッセージを表示させるとともに、測定値や加工値はもはや信頼性がないものとして測定値や加工値を無効化するように機能する。無効化の具体例として、例えば先に説明した一時間平均値を破棄してリセットしたり、または、「ｅｒｒｏｒ」というような文字データを入力する。
【００３４】
このような環境測定装置１００によれば、フィルタ交換時にはポンプ４を停止してフィルタ２を通過しないで異物を含む気体試料が環境測定装置内１００に導入されないようにできるため、異常測定値の測定という異常動作や、異物の付着による測定性能の変化や配管の目詰まりという装置劣化が起こるおそれが著しく少なくなる。
【００３５】
また、ポンプ停止や測定部停止に伴い異常測定値が検出される場合でも、この異常測定値に変えてポンプ停止直前の測定値をホールドして用いることで、長期間にわたる測定値を用いる加工値（例えば一時間にわたり濃度を測定し、この一時間の濃度平均を算出した一時間平均値）が無効にならないようにして、欠測が生じないようにすることもできる。
このように本発明では、フィルタ交換時において、異常動作、装置劣化および欠測を極力回避して、測定能力を高めた環境測定装置を提供することができる。
【００３６】
なお、停止させると再起動に時間を要するような測定部３の場合、フィルタ交換時でも測定部３を全部停止させないようにして、測定部停止手段５１３を省略しても良い。この場合、得られた測定値を異常測定値として扱い、制御部５における演算時に対処することができる。
また、例えば、ＮＯＸ用環境測定装置ではオゾン発生器が必要であったが、オゾン発生器のように環境測定装置を劣化させる機器を含まない測定部３であるときも、測定部停止手段５１３を省略しても良い。この場合も、得られた測定値を異常測定値として扱い、制御部５における演算時に対処可能である。
【００３７】
さらに、上記の説明では本発明を大気汚染測定装置に適用した場合について述べたが、本発明は、液体試料が導入されるＵＶ計測器やＣＯＤ計測器等の水質汚濁測定装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施するための最良の形態の環境測定装置の構成図である。
【図２】フィルタ交換部の構成図である。
【図３】表示部の表示画面の説明図で、図３（ａ）は測定時の表示画面、図３（ｂ）はフィルタ交換選択時の表示画面、図３（ｃ）はフィルタ交換中の表示画面、図３（ｄ）はフィルタ交換期間超過時の表示画面である。
【符号の説明】
【００３９】
１００：環境測定装置
１：気体試料導入口
２：フィルタ
３：測定部
４：ポンプ
５：制御部
５０１：設定手段
５０２：測定手段
５０３：測定値処理手段
５０４：加工保存手段
５１１：フィルタ交換選択手段
５１２：ポンプ停止手段
５１３：測定部停止手段
５１４：アラーム停止手段
５１５：復帰手段
５１６：フィルタ交換時加工保存手段
５２１：交換期間超過時処理手段
６：操作入力部
７：表示部
８：タッチパネル
１０：フィルタ交換部
１１：ケース
１２：中ぶた
１３：ふた
１４：導入管
２０：前扉
【図１】
2006214813.tif 000003
【図２】
2006214813.tif 000004
【図３】
2006214813.tif 000005