(57)【要約】【課題】検知領域内での粒子の堆積を低減する粉塵センサを提供する。【解決手段】粉塵センサ１００は、第一筐体１０と、流体が第一筐体１０へ流入する筐体流入部１１ａａと、流体が第一筐体１０から流出する筐体流出部１１ａｂと、筐体流入部１１ａａの流路断面を変更するシャッタ体４０と、第一筐体１０内に配置され且つ流体中の粒子を検出する光学系５０とを備える。光学系５０は、少なくとも発光素子５１ａ及び受光素子５２ａを含む。【選択図】図２
2018141679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
流体が前記筐体へ流入する流入部と、
前記流体が前記筐体から流出する流出部と、
前記流入部の流路断面を変更する流路調整機構と、
前記筐体内に配置され、前記流体中の粒子を検出する光学系とを備え、
前記光学系は、少なくとも発光素子及び受光素子を含む
粉塵センサ。
【請求項２】
前記流路調整機構は、前記流入部を開閉するシャッタである
請求項１に記載の粉塵センサ。
【請求項３】
前記光学系の検出値を用い、前記シャッタの開閉時間の割合及び開閉量の少なくとも一方を制御する制御部をさらに備える
請求項２に記載の粉塵センサ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記シャッタの開き量を一定とし、
前記流体中の粒子の濃度が高いときは前記シャッタの開く時間の割合を少なくし、
前記流体中の粒子の濃度が低いときは前記シャッタの開く時間の割合を多くする
請求項３に記載の粉塵センサ。 
【請求項５】
前記制御部は、
前記シャッタの開く時間の割合を一定とし、
前記流体中の粒子の濃度が高いときは前記シャッタの開く量を少なくし、
前記流体中の粒子の濃度が低いときは前記シャッタの開く量を多くする
請求項３に記載の粉塵センサ。 
【請求項６】
前記制御部は、
前記流体中の粒子の濃度の変化量を取得し、
前記変化量を用いて、前記シャッタの開閉時間の割合を制御する
請求項３に記載の粉塵センサ。
【請求項７】
前記制御部は、
前記変化量が多いときは前記シャッタの開く時間の割合を多くし、
前記変化量が少ないときは前記シャッタの開く時間の割合を少なくする
請求項６に記載の粉塵センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中に浮遊する粒子によって散乱された光を検知することで、粒子を検出する光散乱式粒子検出センサが知られている。例えば、特許文献１に記載される装置は、ケース内に導入した空気に光を照射する発光部と、空気中の粒子による散乱光を受光する受光素子とを備え、受光素子の受光量に基づき、粒子を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０１６３５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光散乱式粒子検出センサは、大気中の粉塵を検出するために、屋外に配置される場合がある。屋外は、屋内よりも粉塵による粒子濃度が高いため、光散乱式粒子検出センサのケース内、つまり粒子の検知領域内に、粒子が堆積する場合があり、それにより、粒子の検出が不能になる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、検知領域内での粒子の堆積を低減する粉塵センサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る粉塵センサは、筐体と、流体が前記筐体へ流入する流入部と、前記流体が前記筐体から流出する流出部と、前記流入部の流路断面を変更する流路調整機構と、前記筐体内に配置され、前記流体中の粒子を検出する光学系とを備え、前記光学系は、少なくとも発光素子及び受光素子を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る粉塵センサによれば、検知領域内での粒子の堆積を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係る粉塵センサの配置例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の粉塵センサの第一筐体の斜視図である。
【図３】図３は、図２の第一筐体の分解斜視図である。
【図４】図４は、図３の第二筐体の概観斜視図である。
【図５】図５は、図４の第二筐体及びその構成要素の分解斜視図である。
【図６】図６は、図４の第二筐体の内部を示す断面図である。
【図７】図７は、図４の第二筐体の背面カバーの内部構造を示す概観斜視図である。
【図８】図８は、図４の第二筐体の前面カバーの内部構造を示す概観斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態に係る粉塵センサの機能ブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態に係る粉塵センサの動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、粒子濃度の変化とシャッタ体の開閉動作との経時的な関係の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、粒子濃度の変化とシャッタ体の開閉動作との経時的な関係の別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施の形態に係る粉塵センサについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ（工程）、並びに、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１０】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【００１１】
［実施の形態］
［１．粉塵センサの構成］
実施の形態に係る粉塵センサ１００の構成を説明する。図１〜図３を参照すると、粉塵センサ１００の概略的な構成が示されている。なお、図１は、実施の形態に係る粉塵センサ１００の配置例を示す斜視図である。図２は、図１の粉塵センサ１００の第一筐体１０の斜視図である。図３は、図２の第一筐体１０の分解斜視図である。
【００１２】
粉塵センサ１００は、空気などの気体等の流体の流路に配置される。本実施の形態では、粉塵センサ１００は、空気に含まれる粒子を検出するとして、説明する。例えば、粉塵センサ１００は、流体の流路を形成する配管１の周壁に取り付けられる。粉塵センサ１００は、周壁に形成された開口部１ａを通じて、配管１内の空気を取り込み、取り込んだ空気に含まれる粒子を検出する。粉塵センサ１００は、空気中の粒子を検出するための検知領域を形成する第二筐体２０と、第二筐体２０を収容する第一筐体１０とを備える。なお、配管１は、長尺な配管であってもよく、長尺な配管の途中に割り込んで配置される短い筒状のアダプタであってもよい。
【００１３】
本実施の形態では、第一筐体１０は、配管１の取付台１ｂに取り付けられるように構成される。なお、第一筐体１０は、配管１の周壁に直接取り付けられるように構成されてもよい。取付台１ｂは、配管１の周壁から突出する台座であり、第一筐体１０が安定して取り付けられることができる平坦な取付面を有している。開口部１ａは、取付台１ｂの取付面に位置し、取付台１ｂ及び配管１の周壁を貫通する。本実施の形態では、第一筐体１０は、直方体状の形状を有しているが、いかなる形状であってもよい。また、本実施の形態では、第一筐体１０は、樹脂材料で構成されるが、金属材料で構成されてもよく、その他のいかなる材料で構成されてもよい。第一筐体１０は、有底矩形筒状の第一基部１１と、有底矩形筒状の第二基部１２と、矩形状の側方支持部１３とを備えている。第一基部１１及び第二基部１２は、矩形筒状の側部の縁同士を当接させるようにして互いに組み付けられて、直方体状の外形を形成する。互いに組み付けられた第一基部１１及び第二基部１２は、内側に直方体状の内部空間１４を形成する。側方支持部１３は、第一基部１１及び第二基部１２の矩形筒を形成する４つの側部のうちの１つの側部に組み付けられる。側方支持部１３は、取付台１ｂに固定されるように構成され、配管１への第一筐体１０の固定部を構成する。
【００１４】
第一基部１１の底部１１ａは、取付台１ｂに取り付けられるように構成される。底部１１ａには、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂが形成されている。筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂは、底部１１ａを貫通する開口である。第一筐体１０が取付台１ｂに取り付けられたとき、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂは、配管１の開口部１ａに連通する。本実施の形態では、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの形状は、矩形状であるが、いかなる形状であってもよい。
【００１５】
第一基部１１は、筐体流入部１１ａａに、導入板１１ａｃを有している。導入板１１ａｃは、第一基部１１と同一材料で形成され、第一基部１１と一体化されているが、別部材であってもよい。導入板１１ａｃは、配管１の軸方向と垂直な方向に筐体流入部１１ａａを横断するように延び、さらに、底部１１ａから配管１内に向かって突出する。導入板１１ａｃは、配管１内の流体の流れの方向Ａに関して、その先端を上流に向けるように傾斜している。導入板１１ａｃは、筐体流入部１１ａａにおける上流側の位置に配置されている。また、配管１の軸方向でもある方向Ａにおいて、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂは、並んで配置され、筐体流入部１１ａａは、筐体流出部１１ａｂよりも上流に位置する。これにより、配管１内において、方向Ａに流体が流れるとき、流体は、導入板１１ａｃによって、筐体流入部１１ａａから第一筐体１０内に導入される。また、筐体流入部１１ａａの下流では、第一筐体１０内の流体が、筐体流出部１１ａｂを通って導出される。第一筐体１０は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを除き、内部空間１４を気密に封止するように構成されている。
【００１６】
また、粉塵センサ１００は、第一筐体１０の内部空間１４内に、動作可能なシャッタ体４０を備えている。シャッタ体４０は、動作することによって、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを部分的に及び全体的に開放及び閉鎖することができる。本実施の形態では、シャッタ体４０は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを一緒に且つ同時に開放及び閉鎖するように構成されているが、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを別々に開放及び閉鎖するように構成されてもよい。又は、シャッタ体４０は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂのうちの筐体流入部１１ａａのみを開放及び閉鎖するように構成されてもよい。
【００１７】
本実施の形態では、シャッタ体４０は、第一筐体１０と同材料で構成されるが、いかなる材料で構成されてもよい。シャッタ体４０は、互いに反対向きに突出する２つのピボット４１及び４２と、２つのピボット４１及び４２の間の本体部４３とを一体的に備える。本体部４３は、扇形状の断面を有する柱状体であり、円筒面の一部を構成する孤状面４３ａを有している。ピボット４１及び４２は、本体部４３の扇形状の断面の中心に配置されている。このような本体部４３は、ピボット４１及び４２を中心に回動することができる。そして、孤状面４３ａは、ピボット４１及び４２を中心とする円周に沿って延び、本体部４３の回動時、この円周に沿って回動する。
【００１８】
内部空間１４において、シャッタ体４０のピボット４１及び４２はそれぞれ、第一基部１１の側部における対向する側部１１ｂ及び１１ｃによって、枢軸回転可能に支持される。これに限定されるものではないが、ピボット４１及び４２はそれぞれ、側部１１ｂ及び１１ｃに形成された凹部に係合し且つ支持される。第一筐体１０が配管１に取り付けられたとき、側部１１ｂは、方向Ａに関して、筐体流入部１１ａａの上流に位置し、側部１１ｃは、筐体流出部１１ａｂの下流に位置する。よって、本体部４３は、長手方向つまり軸方向が方向Ａに沿うように配置され、本体部４３及び孤状面４３ａは、方向Ａと垂直な方向に回動することができる。
【００１９】
また、粉塵センサ１００は、第一筐体１０の内部空間１４内に、シャッタ体４０をピボット４１及び４２を中心に回動させる図示しないアクチュエータを備える。アクチュエータは、回転駆動タイプであってもよく、直線駆動タイプであってもよい。アクチュエータは、ピボット４１及び４２に駆動力を与えるように構成されてもよく、本体部４３に駆動力を与えるように構成されてもよい。本実施の形態では、アクチュエータの駆動方式は、電動式であるが、流体式等の他の駆動方式であってもよい。
【００２０】
また、第二筐体２０は、内部空間１４内に配置され、具体的には、第一筐体１０の第二基部１２に取り付け及び固定される。第二筐体２０は、第一筐体１０の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂと対向する壁部２０ａに、流入口２０ｂ及び流出口２０ｃを有している。壁部２０ａは、第二筐体２０の前面を構成する。流入口２０ｂは、筐体流入部１１ａａの近傍に位置し、流出口２０ｃは、筐体流出部１１ａｂの近傍に位置している。このような第二筐体２０では、第一筐体１０の筐体流入部１１ａａから流入した流体が、流入口２０ｂを通って第二筐体２０に流入し、第二筐体２０内の流体は、流出口２０ｃ及び筐体流出部１１ａｂを通って、流出する。
【００２１】
さらに、図４〜図８を参照して、第二筐体２０内の構成要素を説明する。なお、図４は、図３の第二筐体２０の概観斜視図である。図５は、図４の第二筐体２０及びその構成要素の分解斜視図である。図６は、図４の第二筐体２０の内部を示す断面図であり、具体的には、図４の第二筐体２０の壁部２０ａに沿った断面を方向ＶＩで見た断面を示している。図７及び図８はそれぞれ、図４の第二筐体２０の背面カバー２２及び前面カバー２１の内部構造を示す概観斜視図である。
【００２２】
第二筐体２０は、流入口２０ｂが下方、流出口２０ｃが上方になるように配置される。つまり、粉塵センサ１００の第一筐体１０は、第二筐体２０の流入口２０ｂが下方となり、流出口２０ｃが上方となるように、指向されて配置される。粉塵センサ１００は、光電式粒子検出センサであり、図４及び図６に示すように、第二筐体２０の内部に配置された光学系５０を備える。本実施の形態では、粉塵センサ１００は、光散乱式粒子検出センサである。具体的には、粉塵センサ１００は、光学系５０が第二筐体２０内の検知領域ＤＡに光を照射し、検知領域ＤＡを通過する粒子（エアロゾルとも呼ぶ）Ｂによる光の散乱光を受光することで、粒子Ｂの有無を検出する。また、粉塵センサ１００は、粒子Ｂの有無の検出に限らず、粒子Ｂの数量及び寸法等を検出してもよい。なお、粉塵センサ１００が検出の対象とする粒子Ｂは、例えば、粒径２μｍ（マイクロメートル）以下の微小なホコリ、花粉、煙、ＰＭ２．５（粒径２．５μｍ以下の粒子状物質）等の微粒子である。
【００２３】
ここで、流入口２０ｂから流出口２０ｃに向かう上下方向をＹ軸方向と呼び、Ｙ軸方向に垂直であり且つ方向Ａ（図１参照）に沿う方向をＸ軸方向と呼び、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向と呼ぶ。
【００２４】
第二筐体２０は、光学系５０及び検知領域ＤＡを覆う筐体（ケースとも呼ぶ）である。第二筐体２０は、光学系５０及び検知領域ＤＡに外光が照射されないように、光学系５０及び検知領域ＤＡを覆っている。第二筐体２０は、内部に粒子Ｂが流入するための流入口２０ｂと、内部に流入した粒子Ｂが外部に流出するための流出口２０ｃとを有する。本実施の形態では、図６の太点線の矢印で示すように、粒子Ｂを含む気体が流入口２０ｂから流入し、第二筐体２０の内部を通って、例えば、検知領域ＤＡを通って、流出口２０ｃから流出する。
【００２５】
本実施の形態では、第二筐体２０は、互いに組み付けられる前面カバー２１及び背面カバー２２の２つの部材で構成される。流入口２０ｂ及び流出口２０ｃが配置される壁部２０ａは、前面カバー２１に含まれる。背面カバー２２が、後述する回路基板８１に固定される。前面カバー２１は、第一筐体１０の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂに対して近位にあり、背面カバー２２は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂに対して遠位にある。
【００２６】
第二筐体２０は、遮光性を有する。例えば、第二筐体２０は、迷光を吸収するように、少なくとも内面が黒色である。具体的には、第二筐体２０の内面は、光の吸収率が高く、且つ、光を鏡面反射する。なお、第二筐体２０の内面における反射は、鏡面反射でなくてもよく、光の一部が散乱反射されてもよい。ここで、迷光は、粒子Ｂによる散乱光以外の光であり、具体的には、迷光は、後述する光学系５０の投光系５１が出力する光のうち検知領域ＤＡにおいて粒子Ｂに散乱されることなく、第二筐体２０内を進行する光である。また、迷光は、粒子Ｂによって散乱されなかった光だけでなく、後述する投光系５１のレンズ５１ｂ表面での反射光、及び、検知領域ＤＡを通過しない光等も含む。また、迷光は、第二筐体２０の外部から流入口２０ｂ又は流出口２０ｃを介して第二筐体２０の内部に進入した外光も含む。
【００２７】
第二筐体２０の前面カバー２１及び背面カバー２２は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料で構成される。そして、前面カバー２１及び背面カバー２２は、互いに組み付けられることによって第二筐体２０を形成する。迷光を吸収する内面を形成するために、例えば、黒色の顔料又は染料を添加した樹脂材料を用いて、第二筐体２０が作製されてもよい。又は、前面カバー２１及び背面カバー２２の作製後に、内面に黒色塗料が塗布されてもよい。又は、前面カバー２１及び背面カバー２２の内面にシボ加工などの表面処理を行ってもよい。
【００２８】
図６に示すように、本実施の形態では、流入口２０ｂは、検知領域ＤＡの直下から側方にずれた位置に配置されている。流出口２０ｃは、検知領域ＤＡ及び後述する加熱装置７０の直上に配置されている。このため、流入口２０ｂから進入する外光が検知領域ＤＡを照射すること及び後述する受光素子５２ａに入射することが抑えられる。また、加熱装置７０によって生成された気流は、スムーズに流出口２０ｃから外部に放出され得る。検知領域ＤＡ及び加熱装置７０に対する流入口２０ｂ及び流出口２０ｃの位置は、上記位置に限定されず、任意に変更されてもよい。
【００２９】
また、第二筐体２０の壁部２０ａには、掃除窓２０ｄが設けられている。具体的には、掃除窓２０ｄは、流入口２０ｂと流出口２０ｃとの間に配置された壁部２０ａの貫通孔である。掃除窓２０ｄは、後述する投光レンズ５１ｂ、受光レンズ５２ｂ及び第二筐体２０の内部に付着した汚れ又はホコリを取り除くために設けられている。掃除窓２０ｄは、粉塵センサ１００の動作時、外光の侵入を防ぐために図示しないカバー部材によって塞がれる。
【００３０】
光学系５０は、流入口２０ｂを介して第二筐体２０内に流入し且つ検知領域ＤＡを通過する粒子Ｂを光学的に検出する。本実施の形態では、図６に示すように、光学系５０は、投光系５１及び受光系５２を有している。投光系５１及び受光系５２はそれぞれ、検知領域ＤＡで互いの光軸Ｐ及び光軸Ｑが交差するように配置されている。本実施の形態では、投光系５１と受光系５２とは、水平方向に並んで配置されるが、上下方向に並んで配置されてもよい。光学系５０は、検知領域ＤＡを通過する粒子Ｂを、投光系５１が出力する光を用いて検出する。投光系５１は、発光素子５１ａと、投光レンズ５１ｂとを備える。受光系５２は、受光素子５２ａと、受光レンズ５２ｂとを備える。
【００３１】
なお、検知領域ＤＡは、測定対象の流体としての気体に含まれる粒子Ｂを検知するための領域であるエアロゾル検知領域である。本実施の形態では、検知領域ＤＡは、投光系５１の光軸Ｐと受光系５２の光軸Ｑとが交差する交点を含む領域である。検知領域ＤＡは、例えば、φ２ｍｍ程度の領域である。測定対象の気体は、第二筐体２０の流入口２０ｂから流入し、検知領域ＤＡに誘導された後、流出口２０ｃから流出する。
【００３２】
図４〜図６に示すように、投光系５１の発光素子５１ａ及び投光レンズ５１ｂは、互いに組み付けられた前面カバー２１及び背面カバー２２に挟持されることよって、第二筐体２０内の所定の位置に配置され且つ固定される。同様に、受光系５２の受光素子５２ａ及び受光レンズ５２ｂも、互いに組み付けられた前面カバー２１及び背面カバー２２に挟持されることよって、第二筐体２０内の所定の位置に配置され且つ固定される。
【００３３】
投光系５１は、検知領域ＤＡに集光するように光を出力する。発光素子５１ａは、所定の波長の光を発する光源であり、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）又は半導体レーザ等の固体発光素子である。発光素子５１ａの光軸は、投光系５１の光軸Ｐに一致し、例えば、検知領域ＤＡを通過する。発光素子５１ａとしては、紫外光、青色光、緑色光、赤色光又は赤外光を発する発光素子を用いることができる。この場合、発光素子５１ａは、２波長以上の混合波を発するように構成されてもよい。本実施の形態では、粒子Ｂによる光の散乱強度に鑑みて、発光素子５１ａとして、例えば、６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光を出力する砲弾型のＬＥＤを用いる。なお、発光素子５１ａの発光波長が短い程、粒径の小さな粒子を検出しやすくなる。また、発光素子５１ａの発光制御方式は特に限定されるものではなく、発光素子５１ａから出射する光は、ＤＣ駆動による連続光又はパルス光などでもよい。また、発光素子５１ａの出力の大きさ（光の強度）は、時間的に変化させてもよい。
【００３４】
投光レンズ５１ｂは、発光素子５１ａの前方に配置されており、発光素子５１ａから出射する光を検知領域ＤＡに向けて進行させるように構成されている。つまり、発光素子５１ａから出射する光は、投光レンズ５１ｂを介して検知領域ＤＡを通過する。検知領域ＤＡを通過する粒子Ｂが発光素子５１ａからの光を散乱させる。投光レンズ５１ｂは、例えば、発光素子５１ａから出射する光を検知領域ＤＡに集束させる集光レンズであり、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）等の透明樹脂レンズ又はガラスレンズである。例えば、投光レンズ５１ｂの焦点は、検知領域ＤＡに存在する。なお、投光レンズ５１ｂの代わりに、集光ミラー等の反射部材が使用されてもよい。
【００３５】
受光系５２は、検知領域ＤＡにおける粒子Ｂによる投光系５１からの光の散乱光を受光する。なお、図６では、太実線の矢印で、投光系５１から受光系５２への光の経路の一例が示されている。受光素子５２ａは、検知領域ＤＡにおける粒子Ｂによる発光素子５１ａからの光の散乱光の少なくとも一部を受光する。受光素子５２ａは、具体的には、受光した光を電気信号に変換する光電変換素子であり、例えば、フォトダイオード、フォトＩＣダイオード、フォトトランジスタ又は光電子増倍管などである。受光素子５２ａの光軸は、受光系５２の光軸Ｑに一致し、例えば、検知領域ＤＡを通過する。
【００３６】
受光レンズ５２ｂは、受光素子５２ａと検知領域ＤＡとの間に配置されており、検知領域ＤＡ側から入射する光を受光素子５２ａに集光するように構成されている。具体的には、受光レンズ５２ｂは、検知領域ＤＡにおいて粒子Ｂによる散乱光を、受光素子５２ａに集束させる集光レンズであり、例えば、ＰＣなどの透明樹脂レンズ又はガラスレンズである。例えば、受光レンズ５２ｂの焦点は、検知領域ＤＡ及び受光素子５２ａの表面に存在する。なお、受光レンズ５２ｂの代わりに、集光ミラー等の反射部材が使用されてもよい。
【００３７】
図４〜図６に示すように、粉塵センサ１００は、第二筐体２０に、ホコリ抑制壁６１と、第一光トラップ６２と、第二光トラップ６３と、加熱装置７０と、回路基板８１と、コネクタ８２と、シールドカバー９１及び９２とをさらに備える。なお、ホコリ抑制壁６１、第一光トラップ６２、第二光トラップ６３、コネクタ８２、並びにシールドカバー９１及び９２は、設けられてなくてもよい。回路基板８１は、第二筐体２０から離れた位置に設けられてもよい。
【００３８】
加熱装置７０は、第二筐体２０内の空気を加熱することによって、流入口２０ｂから流出口２０ｃに向かって上昇する気流を発生する。具体的には、加熱装置７０は、検知領域ＤＡの下方に配置され、流入口２０ｂから流入した粒子Ｂを含む気体が検知領域ＤＡを通るような気流を、第二筐体２０内に生成する。本実施の形態では、加熱装置７０は、第二筐体２０の下部に配置されて、大気を加熱するヒータである。加熱装置７０は、例えば、低コストのヒータ抵抗であってもよい。なお、図６の太点線の矢印は、気流の方向の一例を示す。
【００３９】
回路基板８１は、粉塵センサ１００の制御回路が形成されたプリント配線基板である。制御回路は、例えば、投光系５１による光の出力、受光系５２によって受光した光信号に基づく電気信号の処理、加熱装置７０による気体の加熱等の処理を制御する。例えば、制御回路は、粒子Ｂの有無、寸法及び数量等を検出し、コネクタ８２を介して外部に検出結果を出力する。また、制御回路は、第一筐体１０のシャッタ体４０のアクチュエータを制御してもよい。
【００４０】
回路基板８１は、例えば、矩形の平板であり、一方の主面である表面に第二筐体２０が固定されている。他方の主面である裏面には、制御回路を構成する１つ以上の回路素子及び回路部品が実装されている。なお、発光素子５１ａ、受光素子５２ａ及び加熱装置７０の各々の電極端子は、第二筐体２０及び回路基板８１を貫通し、回路基板８１の裏面にはんだ付けされている。これにより、発光素子５１ａ、受光素子５２ａ及び加熱装置７０の各々は、制御回路に電気的に接続されて、制御回路によって動作が制御される。
【００４１】
コネクタ８２は、回路基板８１の制御回路と、外部の制御回路又は電源回路とを接続する。コネクタ８２は、回路基板８１の裏面に実装されている。例えば、粉塵センサ１００は、コネクタ８２を介して外部から電力の供給を受けて動作する。
【００４２】
シールドカバー９１は、外部ノイズから制御回路を保護するために設けられた金属製のカバーである。シールドカバー９１は、回路基板８１の裏面側に取り付けられている。シールドカバー９２は、外部ノイズから受光系５２の受光素子５２ａを保護するために設けられた金属製のカバーである。シールドカバー９２は、内部に受光素子５２ａが配置された部分を、第二筐体２０の外から覆っている。なお、シールドカバー９１及び９２は、例えば、半田付けなどで容易に接続ができるブリキ等で構成される。
【００４３】
ホコリ抑制壁６１は、流入口２０ｂと検知領域ＤＡとの間に設けられた遮光性を有する壁であり、背面カバー２２の壁部２０ｅから前面カバー２１の壁部２０ａに向かって延びる。壁部２０ｅは、壁部２０ａに対向して位置する。ホコリ抑制壁６１は、粒子Ｂよりも大きいホコリ等が検知領域ＤＡに進入するのを抑制する。ここで、検知領域ＤＡへの進入を抑制すべき対象となるホコリ（塵埃とも呼ぶ）等は、例えば、粒径２μｍ以上の粒子である。また、ホコリ抑制壁６１は、流入口２０ｂと第一光トラップ６２との間に設けられた壁であり、気体が第一光トラップ６２に進入しないように気体を誘導する気体誘導壁でもある。ホコリ抑制壁６１は、図示されるように直線状の壁であってもよく、屈曲、湾曲等含む線形を有してもよい。
【００４４】
具体的には、ホコリ抑制壁６１は、図６に示すように、第二筐体２０の内部において、加熱装置７０よりも流入口２０ｂに近い位置に配置され、流入口２０ｂと第二筐体２０の内部のその他の領域とを部分的に遮る。ホコリ抑制壁６１の少なくとも一部は、流入口２０ｂの周縁に沿って延びる。また、ホコリ抑制壁６１の少なくとも一部は、加熱装置７０が生成する気流に交差する方向に延びる。つまり、ホコリ抑制壁６１の少なくとも一部は、略水平方向に延びる。また、ホコリ抑制壁６１は、流入口２０ｂから進入する外光が検知領域ＤＡを照射することを抑制するように、流入口２０ｂよりも大きい水平方向幅を有する。また、ホコリ抑制壁６１は、流入口２０ｂから流入する気体が第一光トラップ６２に進入することを抑制するように、第一光トラップ６２よりも大きい水平方向幅を有する。なお、ホコリ抑制壁６１は、加熱装置７０と検知領域ＤＡとの間に設けられてもよい。
【００４５】
第一光トラップ６２は、投光系５１から出力されて検知領域ＤＡを通った光をトラップする。本実施の形態では、第一光トラップ６２は、ホコリ抑制壁６１の直上に位置する。第一光トラップ６２は、検知領域ＤＡを介して投光系５１と対向する位置に配置されている。第一光トラップ６２は、上下に並ぶ２つのチャンバ６２ａ及び６２ｂを含む。チャンバ６２ａ及び６２ｂはそれぞれ、検知領域ＤＡに向かう１つの開口のみで開口する空間である。本実施の形態では、チャンバ６２ａ及び６２ｂは、楔形状を有するラビリンス構造としての空間を形成する。このようなチャンバ６２ａ及び６２ｂには、投光系５１から出力された光が直接進入する。つまり、投光系５１から出力されて検知領域ＤＡを通った光は、チャンバ６２ａ及び６２ｂの開口の各々を通過するように分割してから、チャンバ６２ａ及び６２ｂに進入する。そして、チャンバ６２ａ及び６２ｂそれぞれに進入した光は、各チャンバを覆う壁部で多重反射し、それにより、壁面に吸収されて減衰する。このように、第一光トラップ６２は、内部に一旦入射した光が外部に出射しないように吸収する。なお、第一光トラップ６２におけるチャンバの数量は、２つに限定されず、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、第一光トラップ６２のチャンバは、後述するような第二光トラップ６３と同様の構成を有してもよい。
【００４６】
第二光トラップ６３は、第一光トラップ６２にトラップされない光をトラップする。例えば、第二光トラップ６３は、投光系５１から出力されて検知領域ＤＡを通らない光、及び、第一光トラップ６２に一旦入射したものの再び第一光トラップ６２から出射された光などをトラップする。本実施の形態では、第二光トラップ６３は、検知領域ＤＡ及び加熱装置７０を挟んで、第一光トラップ６２と反対側に配置される。第二光トラップ６３は、検知領域ＤＡを介して受光系５２と対向する位置に配置されている。第二光トラップ６３は、１つのチャンバで構成される。このチャンバは、検知領域ＤＡに向かう１つの開口のみで開口する空間である。第二光トラップ６３は、例えば、複数の突起を有するラビリンス構造である。このような第二光トラップ６３には、その開口から光が進入する。そして、第二光トラップ６３に進入した光は、第二光トラップ６３のチャンバを覆う壁部及び突起で多重反射し、それにより、壁面又は突起の表面に吸収されて減衰する。このように、第二光トラップ６３は、内部に一旦入射した光が外部に出射しないように吸収する。なお、第二光トラップ６３におけるチャンバの数量は、１つに限定されず、２つ以上であってもよい。また、第二光トラップ６３のチャンバは、複数の突起を有さずに、第一光トラップ６２と同様の構成を有してもよい。
【００４７】
さらに、図９を参照して、実施の形態に係る粉塵センサ１００の機能的な構成を説明する。なお、図９は、実施の形態に係る粉塵センサ１００の機能ブロック図である。粉塵センサ１００は、制御部２００と、粉塵センサ検知部２１０とを備えている。制御部２００は、粉塵センサ１００の全体の制御を行う。制御部２００は、演算部２０１及び記憶部２０２を備える。記憶部２０２は、種々の情報を記憶する。演算部２０１は、粉塵センサ検知部２１０から受け取る検知結果に基づき、空気中の粒子の有無、粒子の数量、粒子の寸法、粒子濃度等を算出する。さらに、演算部２０１は、粉塵センサ検知部２１０から受け取る検知結果、及び、各種算出結果を記憶部２０２に格納する。また、演算部２０１は、シャッタ体４０のアクチュエータに対応するシャッタ駆動機構２３０の動作を制御する。演算部２０１は、検知される空気中の粒子の濃度に基づき、シャッタ体４０の動作を制御する。なお、粉塵センサ検知部２１０は、発光素子５１ａ及び受光素子５２ａに対応する。
【００４８】
演算部２０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよく、記憶部２０２は、演算部２０１を動作させるためのコンピュータプログラムを格納した半導体メモリ等のメモリであってもよい。このとき、演算部２０１は、記憶部２０２に展開されたコンピュータプログラムに記述された命令群を実行する。また、制御部２００は、粉塵センサ１００の各動作を実現するように構成された専用のハードウェアによって実現されてもよい。限定するものではないが、本実施の形態では、制御部２００は、回路基板８１の制御回路で構成される。
【００４９】
［２．粉塵センサの動作］
実施の形態に係る粉塵センサ１００の動作を説明する。図１〜図３、図６及び図９を参照すると、粉塵センサ１００の制御部２００は、発光素子５１ａ及び受光素子５２ａによって検知される空気中の粒子の濃度に基づき、第一筐体１０の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開閉を繰り返すように、シャッタ体４０の動作を制御する。具体的には、制御部２００は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開閉時間の割合及び／又は閉鎖時の開放度を調節することによって、第二筐体２０に流入する空気量を調節し、それにより、第二筐体２０に流入する粒子量を調節する。例えば、制御部２００は、図１０に示すフローチャートに従って、シャッタ体４０の動作を制御する。なお、図１０は、実施の形態に係る粉塵センサ１００の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、粉塵センサ１００の制御部２００は、シャッタ体４０を制御し、第一の所定の時間及び／又は第一の所定の開放度で、第一筐体１０の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを開放する（ステップＳ１０１）。筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂそれぞれの開放度は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂ全体の開口面積に対するシャッタ体４０による筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開口面積の割合である。開放度は、シャッタ体４０の開く量の一例である。例えば、シャッタ体４０が筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを完全に開放する場合、開放度は１００％であり、シャッタ体４０が筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを完全に閉鎖する場合、開放度は０％である。上記所定の開放度は、１００％であってもよく、１００％未満であってもよい。
【００５１】
粉塵センサ１００の動作中、制御部２００は、加熱装置７０を動作させ、第二筐体２０内に上昇気流を発生させる。これにより、第二筐体２０では、流入口２０ｂから流入し、第二筐体２０内を通った後、流出口２０ｃから流出する気流が、発生する。その結果、第一筐体１０内でも気流が発生する。具体的には、配管１内の空気が、筐体流入部１１ａａを通って第一筐体１０に流入し、第一筐体１０内の空気が、筐体流出部１１ａｂを通って配管１に流出する。これにより、配管１内には、図１の方向Ａの気流が形成される。
【００５２】
また、粉塵センサ１００の動作中、制御部２００は、発光素子５１ａ及び受光素子５２ａを動作させ、検知領域ＤＡを通る空気中の粒子を経時的に検知する（ステップＳ１０２）。この際、発光素子５１ａは、検知領域ＤＡを通る空気に光を投射する。受光素子５２ａは、検知領域ＤＡの空気中の粒子による投射光の散乱光を受光し、受光結果を電気信号等で制御部２００に出力する。これに限定するものではないが、例えば、受光結果を示す電気信号は、受光量を示す電気信号であってもよい。制御部２００は、受け取る受光結果に基づき、空気中の粒子の有無、粒子の数量、粒子の寸法、粒子濃度等を算出する。制御部２００は、算出結果を記憶部２０２に格納してもよく、粉塵センサ１００の外部に出力してもよい。例えば、粒子濃度は、ｐｐｍ等の体積濃度であってもよく、μｇ／ｍ３等の質量濃度であってもよく、ＣＰＭ（Ｃｏｕｎｔ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅ、１分間当たりのカウント値）等の個数濃度であってもよい。
【００５３】
次いで、制御部２００は、算出した空気中の粒子濃度に基づき、シャッタ体４０による筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの閉鎖時間及び開放時間、並びに／又は、開放度を演算する（ステップＳ１０３）。つまり、制御部２００は、シャッタ体４０による閉鎖及び開放動作を決定する。そして、演算部２０１は、シャッタ体４０を動作させ、決定された第二の所定の時間の間、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを、決定された第二の所定の開放度に閉鎖する（ステップＳ１０４）。その後、演算部２０１は、シャッタ体４０を動作させ、決定された第三の所定の時間の間、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを、決定された第三の所定の開放度に開放する（ステップＳ１０５）。制御部２００は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０５の処理を繰り返すことによって、シャッタ体４０による筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開閉制御を行う。
【００５４】
例えば、ステップＳ１０３において、粒子濃度が所定値以上の場合、制御部２００は、第二筐体２０へ流入する空気量を減少するために、ステップＳ１０４で実行する第二の所定の時間を長くする、及び／又は、第二の所定の開放度を小さくするように、演算する。このとき、第二の所定の時間及び第二の所定の開放度は、別の所定の閉鎖時間及び所定の開放度と比較して決定されてもよく、前回、又は、それ以前のシャッタ体４０の閉鎖時の閉鎖時間及び開放度と比較して決定されてもよい。筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの閉鎖時間が予め一定に設定されている場合、制御部２００は、第二の所定の開放度を小さくするように演算する。筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの閉鎖時の開放度が予め一定に設定されている場合、制御部２００は、第二の所定の時間を長くするように演算する。両方が予め一定に設定されていない場合、制御部２００は、第二の所定の時間及び第二の所定の開放度の少なくとも一方を調節する。例えば、第二の所定の時間が長くなることによって、シャッタ体４０の開く時間の割合が少なくなる。
【００５５】
ステップＳ１０３において、粒子濃度が所定値未満の場合、制御部２００は、第二筐体２０へ流入する空気量を維持又は増加するために、ステップＳ１０４で実行する第二の所定の時間を変更しない若しくは短くする、及び／又は、第二の所定の開放度を変更しない若しくは大きくするように、演算する。閉鎖時の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの閉鎖時間又は開放度が予め設定されている場合、制御部２００は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放度又は閉鎖時間のみを調節してもよい。例えば、第二の所定の時間が短くなることによって、シャッタ体４０の開く時間の割合が多くなる。
【００５６】
また、ステップＳ１０５において、開放時の第三の所定の時間及び第三の所定の開放度は、ステップＳ１０１における第一の所定の時間及び第一の所定の開放度と同一であってもよい。又は、第三の所定の時間及び第三の所定の開放度は、ステップＳ１０３において、制御部２００によって算出されてもよい。
【００５７】
例えば、ステップＳ１０３において、粒子濃度が所定値以上の場合、制御部２００は、第二筐体２０へ流入する空気量を減少するために、ステップＳ１０５で実行する第三の所定の時間を短くする、及び／又は、第三の所定の開放度を小さくするように、演算する。このとき、第三の所定の時間及び第三の所定の開放度は、第一の所定の時間及び第一の所定の開放度等の別の所定の開放時間及び所定の開放度と比較して決定されてもよく、前回、又は、それ以前のシャッタ体４０の開放時の開放時間及び開放度と比較して決定されてもよい。例えば、第三の所定の時間が短くなることによって、シャッタ体４０の開く時間の割合が少なくなり、第三の所定の開放度が小さくなることによって、シャッタ体４０の開く量が少なくなる。
【００５８】
ステップＳ１０３において、粒子濃度が所定値未満の場合、制御部２００は、第二筐体２０へ流入する空気量を維持又は増加するために、ステップＳ１０５で実行する第三の所定の時間を変更しない若しくは長くする、及び／又は、第三の所定の開放度を変更しない若しくは大きくするように、演算する。例えば、第三の所定の時間が長くなることによって、シャッタ体４０の開く時間の割合が多くなり、第三の所定の開放度が大きくなることによって、シャッタ体４０の開く量が多くなる。
【００５９】
また、演算部２０１は、筐体流入部１１ａａの粒子濃度の変化に基づき、演算を行ってもよい。このような例が、図１１及び図１２に示されている。なお、図１１は、粒子濃度の変化とシャッタ体４０の開閉動作との経時的な関係の一例を示す図である。図１２は、粒子濃度の変化とシャッタ体４０の開閉動作との経時的な関係の別の一例を示す図である。図１１及び図１２では、横軸に経過時間がとられ、縦軸に粒子濃度がとられている。
【００６０】
図１１に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放期間Ｔａにおいて、粒子濃度は、細かい頻度で大きい変動量で変動している。このような場合、粒子濃度の頻繁な計測が必要である。このため、制御部２００は、時刻ｔ２において、シャッタ体４０によって筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを閉鎖せず、現状の開放状態を維持する。粒子濃度に対する判断は、図１１における粒子濃度の変動ラインの傾きに基づき行われてもよく、検出された粒子濃度間の差異の絶対値を経時的に積算し、その積算結果に基づき行われてもよい。積算値が大きい場合、粒子の濃度の変動が大きいと判断できる。上述の積算値の判断は、予め設定した閾値に基づき行われてもよい。
【００６１】
そして、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放期間Ｔａにおいて、粒子濃度の変動頻度及び変動量が減少している。このような場合、制御部２００は、時刻ｔ３において、シャッタ体４０によって筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを閉鎖するが、短い閉鎖期間Ｔｂａを決定する。
【００６２】
次いで、閉鎖期間Ｔｂａ経過後の時刻ｔ４〜時刻ｔ５の開放期間Ｔａの間、制御部２００は、シャッタ体４０によって筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを開放する。そして、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の開放期間Ｔａにおいて、粒子濃度の変動が大幅に小さくなっている。このような場合、制御部２００は、時刻ｔ５において、シャッタ体４０によって筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを閉鎖するが、時刻ｔ５〜時刻ｔ６の長い閉鎖期間Ｔｂｂ（Ｔｂｂ＞Ｔｂａ）を決定する。
【００６３】
上述したように、制御部２００は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの１つの開放期間内における粒子濃度の変動に基づき、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの閉鎖期間を決定し得る。このような処理は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放中に粒子濃度の複数の検知結果の取得が可能な場合に、特に効果的である。
【００６４】
また、図１２に示す例では、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放期間Ｔｃにおける粒子濃度と、時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放期間Ｔｃにおける粒子濃度との差異が、大きい。このような場合、粒子濃度の頻繁な計測が必要である。このため、制御部２００は、時刻ｔ１４において、シャッタ体４０によって筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを閉鎖するが、短い閉鎖期間Ｔｄａを決定する。
【００６５】
次いで、閉鎖期間Ｔｄａ経過後の時刻ｔ１５〜時刻ｔ１６の開放期間Ｔｃの間、制御部２００は、シャッタ体４０によって筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを開放する。そして、時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４の開放期間Ｔｃにおける粒子濃度と、時刻ｔ１５〜時刻ｔ１６の開放期間Ｔｃにおける粒子濃度との差異が、小さくなっている。このような場合、制御部２００は、時刻ｔ１６において、シャッタ体４０によって筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを閉鎖するが、時刻ｔ１６〜時刻ｔ１７の長い閉鎖期間Ｔｄｂ（Ｔｄｂ＞Ｔｄａ）を決定する。なお、上述の差異の判断は、予め設定した閾値に基づき行われてもよい。
【００６６】
上述したように、制御部２００は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの複数の開放期間の間における粒子濃度の変動に基づき、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの閉鎖期間を決定し得る。このような処理は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放中に粒子濃度の１つの検知結果の取得が可能な場合に、特に効果的である。又は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放中に、粒子濃度の複数の検知結果の取得が可能な場合、開放期間中に取得された粒子濃度の平均値、中央値等の統計値が、差異の判断に用いられてもよい。
【００６７】
また、図１０のステップＳ１０３において、制御部２００は、ステップＳ１０４の直前の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放の際に検出された粒子濃度を用いて、演算を行っていたが、これに限定されない。制御部２００は、ステップＳ１０４の前の複数回の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開放の際に検出された複数の粒子濃度を用いて、演算を行ってもよい。この場合、制御部２００は、複数の粒子濃度の平均値、中央値等の統計値を用いてもよく、複数の粒子濃度の変化量の平均値、中央値等の統計値を用いてもよい。
【００６８】
［３．効果など］
上述したように、実施の形態に係る粉塵センサ１００は、第一筐体１０と、空気等の流体が第一筐体１０へ流入する流入部としての筐体流入部１１ａａと、流体が第一筐体１０から流出する流出部としての筐体流出部１１ａｂと、筐体流入部１１ａａの流路断面を変更する流路調整機構としてのシャッタ体４０と、第一筐体１０内に配置され且つ流体中の粒子を検出する光学系５０とを備える。なお、光学系５０は、少なくとも発光素子５１ａ及び受光素子５２ａを含む。
【００６９】
上記構成において、シャッタ体４０は、筐体流入部１１ａａの流路断面を変更する。例えば、流体中の粉塵等の粒子の濃度に応じて、シャッタ体４０を動作させてもよい。この場合、例えば、粒子濃度が高い場合、筐体流入部１１ａａの流量が小さくなるように、シャッタ体４０を動作させてよく、これにより、第一筐体１０内の光学系５０の検知領域への粒子の堆積が低減する。
【００７０】
実施の形態に係る粉塵センサ１００において、筐体流入部１１ａａの流路調整機構として、筐体流入部１１ａａを開閉するシャッタ体４０が設けられる。上記構成において、シャッタ体４０を用いることによって、流路調整機構の構成の簡易化が可能になる。
【００７１】
実施の形態に係る粉塵センサ１００は、光学系５０の検出値を用い且つシャッタ体４０の開閉時間の割合及び開閉量の少なくとも一方を制御する制御部２００をさらに備える。上記構成において、シャッタ体４０の開閉時間の割合の変更及び開閉量の変更のいずれによっても、筐体流入部１１ａａの流路断面の変更は、容易に実現可能である。
【００７２】
実施の形態に係る粉塵センサ１００において、制御部２００は、シャッタ体４０の開き量を一定とし、流体中の粒子の濃度が高いときはシャッタ体４０の開く時間の割合を少なくし、流体中の粒子の濃度が低いときはシャッタ体４０の開く時間の割合を多くする。 上記構成において、シャッタ体４０の開く時間の割合を少なくすることは、筐体流入部１１ａａの流路断面を小さくすることと同様の作用がある。シャッタ体４０の開く時間の割合を多くすることは、筐体流入部１１ａａの流路断面を大きくすることと同様の作用がある。具体的には、流体中の粒子の濃度が高いときは、筐体流入部１１ａａの流体流量が低減し、流体中の粒子の濃度が低いときは、筐体流入部１１ａａの流体流量が増大する。
【００７３】
実施の形態に係る粉塵センサ１００において、制御部２００は、シャッタ体４０の開く時間の割合を一定とし、流体中の粒子の濃度が高いときはシャッタ体４０の開く量を少なくし、流体中の粒子の濃度が低いときはシャッタ体４０の開く量を多くする。上記構成において、流体中の粒子の濃度が高いときは、筐体流入部１１ａａの流体流量が低減し、流体中の粒子の濃度が低いときは、筐体流入部１１ａａの流体流量が増大する。制御対象が、シャッタ体４０の開く量のみであるため、制御が容易になる。
【００７４】
実施の形態に係る粉塵センサ１００において、制御部２００は、流体中の粒子の濃度の変化量を取得し、取得した変化量を用いて、シャッタ体４０の開閉時間の割合を制御する。上記構成において、制御部２００は、流体中の粒子の濃度の安定性に基づき、シャッタ体４０を制御する。例えば、粒子の濃度の変化量が大きい場合、粒子の濃度は不安定である。この場合、制御部２００は、粒子の検出頻度を多くするように制御することによって、粒子の正確な検出を可能にする。
【００７５】
実施の形態に係る粉塵センサ１００において、制御部２００は、流体中の粒子の濃度の変化量が多いときはシャッタ体４０の開く時間の割合を多くし、当該変化量が少ないときはシャッタ体４０の開く時間の割合を少なくする。上記構成において、制御部２００は、粒子の濃度が不安定なとき、シャッタ体４０の開く時間の割合を多くし、粒子の検出頻度を増やす。制御部２００は、粒子の濃度が安定しているとき、シャッタ体４０の開く時間の割合を少なくし、粒子の検出頻度を減らす。
【００７６】
［４．その他］
以上、本発明に係る粉塵センサについて、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００７７】
上記の実施の形態では、第一筐体１０の筐体流入部１１ａａの流路断面を変更する流路調整機構は、シャッタ体４０によって構成され、シャッタ体４０は、回動することによって、その孤状面４３ａを用いて、第一筐体１０の筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開口面積を変更する、つまり、第一筐体１０への流体の流路断面積を変更するように構成されていたが、これに限定されない。
【００７８】
例えば、流路調整機構は、スライドするシャッタ体によって構成され、このシャッタ体は、スライドすることによって、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開口面積を変更してもよい。この場合、シャッタ体は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂ上に沿ってスライドするように構成されてもよく、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂに対して接近及び離れる方向にスライドして、これらを開閉する蓋のように構成されてもよい。又は、流路調整機構は、扉状のシャッタ体によって構成されてもよい。この場合、シャッタ体は、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの近傍の回動軸を中心に回動し、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂを開放及び閉鎖してもよい。
【００７９】
又は、流路調整機構は、弁状のシャッタ体によって構成されてもよい。この場合、シャッタ体を構成する弁は、配管１から第一筐体１０内に延びる流路内に配置され、回転又はスライド等することによって、流路断面積を変更してもよい。又は、流路調整機構は、バルブ装置のようなシャッタ体によって構成されてもよい。シャッタ体を構成するバルブ装置は、例えば、開閉バルブ装置であってよく、配管１から第一筐体１０内に延びる流路の途中に設けられ、流路断面積を変更してもよい。若しくは、バルブ装置は、例えば、切替バルブ装置であってよく、配管１から第一筐体１０内に延びる複数の流路を選択的に開閉し、開放する流路数を変更することによって、流路断面積を変更してもよい。
【００８０】
又は、流路調整機構は、伸縮可能なシャッタ体によって構成されてもよく、展開及び折り畳み可能なシャッタ体によって構成されてもよい。この場合、シャッタ体は、例えば、蛇腹状の構成を有してもよく、テレスコピック式の構成を有してもよく、巻き取り式の構成を有してもよく、複数のパネルが展開される及び重ねるように収納される構成を有してもよく、伸縮する弾性体であってもよい。シャッタ体は、伸縮、又は、展開及び折り畳み等の動作をすることによって、筐体流入部１１ａａ及び筐体流出部１１ａｂの開口面積を変更してもよい。
【００８１】
このように、流路調整機構は、筐体流入部１１ａａの開口面積を変更する又は配管１から第一筐体１０内に延びる流路の流路断面積を変更することが可能であるいかなる機構によって構成されてもよい。
【００８２】
上記の実施の形態では、粉塵センサ１００が光散乱式の粒子検出センサである例について説明したが、これに限らない。粉塵センサ１００は、光電式の粒子検出センサであればよく、例えば、投光系５１と受光系５２とが互いに対向するように配置された場合、粒子Ｂが検知領域ＤＡを通過した際に、投光系５１からの光を遮ることで、受光系５２に入射する光量が減少する。したがって、粉塵センサは、光量の変化量（減少量）を検出することで、粒子を検出することができる。
【００８３】
上記の実施の形態では、粒子を含む流体が、空気である例について示したが、粒子を含む流体は、他の気体であってもよく、水等の液体であってもよい。
【００８４】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１０  第一筐体
１１ａａ  筐体流入部（流入部）
１１ａｂ  筐体流出部（流出部）
４０  シャッタ体（流路調整機構）
５０  光学系
５１ａ  発光素子
５２ａ  受光素子
１００  粉塵センサ
２００  制御部
【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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