(57)【要約】【課題】気温の変動に影響されずに長期的に安定したイオンを発生することができる信頼性が高く、長寿命のエアロゾル検出器を提供する。【解決手段】ケース１０１と、前記ケース内に設けられ薄板状の誘電体板１１１とその両面に密着して設けられた薄型の電極１１２、１３１からなるイオン発生部１０３と、誘電体バリア放電によって発生したイオンを検出するイオン検出器１０６と、を備え、前記イオン検出器１０６の測定値の変化に基づい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１０３はイオン発生部の温度を一定に保持する温度制御手段を具備することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、前記ケース内に設けられ薄板状の誘電体板とその両面に密着して設けられた薄型の電極からなるイオン発生部と、誘電体バリア放電によって発生したイオンを検出するイオン検出器と、を備え、前記イオン検出器の測定値の変化に基づいてエアロゾルを検出するエアロゾル検出器において、
前記イオン発生部はイオン発生部の温度を一定に保持する温度制御手段を具備することを特徴とするエアロゾル検出器。
【請求項２】
前記温度制御手段は、前記誘電体板に設けられた電極の一方に密着又は近接して設置された測温素子及び加熱素子と、前記加熱素子に電力を供給するコントローラとからな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】
前記電極と測温素子との間に高熱伝導性セラミックス板を設置した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】
前記温度制御手段は、前記誘電体板の設けられた電極の一方に密着又は近接して設置された正特性サーミスタからな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５】
前記誘電体板として高熱伝セラミックスを用いたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のエアロゾル検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気中のエアロゾル（微粒子）を検出するためのエアロゾル検出器に関し、特に、イオン発生手段として放電を用いたエアロゾル検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中のエアロゾル（微粒子）を検出する装置は、例えば、煙検知器やガスセンサとして広く利用されている。特殊な用途としては、高速増殖炉のナトリウムの漏洩を検出する機器としても使われる。
【０００３】
エアロゾルの検出法のひとつにイオン化式検出法がある。この方法は、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。検出器の測定室内をイオンで満たし、イオン密度を常時モニタしながら、エアロゾルの進入によるイオン密度の減少を検出する。このイオン密度の減少を検出してエアロゾルの存在を判断する。従来、空気イオンの生成には、α線が用いられ、線源としてアメリシウムが広く使われていた（特許文献１参照）。
【０００４】
また、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、測定室を二つ設け、一方は、外気をあまり通さない構造とし、他方にエアロゾルを含む外気を導入し、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提案されている。こうすることで、温度、湿度、気圧の変化が検出感度に与える影響を抑えている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところが、近年、放射性物質取り扱いに関する法律の改定により、アメリシウム線源を煙検出器等に使用することができなくなった。  
そこで、放射性物質を使用せずに、コロナ放電によってイオンを生成する煙検知器が提案されている（特許文献２）。
【０００６】
この従来のコロナ放電を用いた煙検出器を、図６を用いて説明する。  
この煙検出器は、室内の壁又は天井に設置される本体グラウンド２０４とケース２０５から構成され、ケース２０５内の空間は下室２０９と上室２１０に分けられている。本体グウンド２０４とケース２０５との間には所定の電圧が印加され、かつ、本体グラウンド２０４と測定用電極２０７との間には電気的に接続され、その間に電位計２０８が設けられている。また、針状の放電電極２０１には高電圧発生器２０３により直流電圧が印加されており、これにより放電電極２０１の先端部とグラウンド電極２０２の間にコロナ放電が発生し、上下室内の空気をイオン化する。
【０００７】
このように構成された煙検出器において、ケース２０５の上部の外気導入孔（図示せず）から上室に煙が流入すると、イオンが煙に吸着され、電位計２０８の値が変化する。この変化分を検知することにより煙の発生を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭６３−２２２５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１４６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来のコロナ放電を用いた煙検出器では、長時間使用すると電極表面に空気中のゴミが堆積して放電の妨げになるため、長期にわたって安定的な動作が確保できないという問題があった。また、周囲の気温に変動があると、放電のインピーダンスが変動し、その結果、放電入力パワーも変動する。そのため、周囲の気温が変動すると、発生イオン数が変動し、誤った警報を発する問題があった。さらに、コロナ放電にともないオゾンが発生し、オゾンの発生量が多いと、検出器の寿命や人体に悪影響を及ぼす恐れもあった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、気温の変動に影響されずに長期的に安定したイオンを発生することができる信頼性が高く、長寿命の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、本発明に係るエアロゾル検出器は、ケースと、前記ケース内に設けられ薄板状の誘電体板とその両面に密着して設けられた薄型の電極からなるイオン発生部と、誘電体バリア放電によって発生したイオンを検出するイオン検出器と、を備え、前記イオン検出器の測定値の変化に基づいてエアロゾルを検出するエアロゾル検出器において、前記イオン発生部はイオン発生部の温度を一定に保持する温度制御手段を具備することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気温の変動に影響されずに長期的に安定したイオンを発生することができる信頼性が高く、長寿命の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】本発明のエアロゾル検出器の測定原理を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るエアロゾル検出器のイオン発生部の構成図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るイオン発生部の構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るイオン発生部の構成図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るイオン発生部の構成図。
【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、本発明に係るエアロゾル検出器１をナトリウムエアロゾルの漏洩検知用として用いる際の測定原理を示す模式図である。
【００１５】
エアロゾル検出器１００は、筒状のケース１０１、放電電極からなるイオン発生部１０３、電源１０５、イオンコレクタ１０６及びイオンコレクタコントローラ１０７から構成され、通常、空気及びエアロゾルが流れる配管の中に装着される。
【００１６】
このエアロゾル検出器１００において、空気又はエアロゾル１０２は矢印で示すようにケースの入口から出口へ、自然循環又は強制循環により流れている。イオン発生部１０３では放電によりイオンを発生させ、出口側に流下するイオン１０４をイオンコレクタ１０６により検出し、その測定値の変動をモニターすることによりエアロゾルを検出する。
【００１７】
図２は、本発明第１の実施形態に係るエアロゾル検出器のイオン発生部１０３の構成図である。  
イオン発生部１０３は、薄板状の誘電体板１１１と、その両面に密着して設けられた薄型の電極１１２、１１３と、電極１１２に接続されたＲＦ電源１１４と、電極１１３に密着又は近接して設けられた加熱素子１１６及び測温素子１１７と、加熱素子１１６に電力を供給するコントローラ１１８とから構成される。  
このように構成されたイオン発生部１０３において、ＲＦ電源１１４により、電極１１２の周辺に誘電体バリア放電１１５が形成され、イオンが生成される。
【００１８】
ところで、放電特性に影響を及ぼす温度は、イオン発生部である放電電極近傍の温度、すなわち、誘電体板１１１の温度である。したがって、測温素子１１７によってその温度をモニターすることにより、誘電体板１１１の温度を設定温度に保つように、加熱素子１１６への電力供給がコントローラ１１８によって制御される。なお、制御手段は、例えば、加熱素子への給電のオン・オフ制御や、印加電圧、電流を連続的に増加・減少させる等の手段が用いられる。
【００１９】
このように、エアロゾル検出器内に導入される空気の温度変動の影響を受けることなく、イオン発生部の温度は一定に保たれるので、放電インピーダンスが変動せず、イオン生成量が一定量に保たれる。  
また、放電によって発生するオゾンは、２００℃程度の高温下で分解して消滅する。したがって、電極を高温にすることで、多量のオゾン発生を抑制することができる。
【００２０】
本第１の実施形態によれば、イオン発生部の温度を一定に維持することで、気温の変動に影響されずに長期的に安定したイオンを発生することができる信頼性が高く、長寿命のエアロゾル検出器を提供することができる。
【００２１】
また、イオン発生部の温度を高温に保つことにより、多量のオゾン発生を抑制することができるので、検出器の長寿命化を可能とするとともに人体への悪影響を軽減することができる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図３は、本発明第２の実施形態に係るイオン発生部１０３の構成図である。  
第１の実施形態と異なる点は、加熱素子１１６と測温素子１１７の代わりに、正特性サーミスタ１１９が設置されている点である。正特性サーミスタ１１９は、温度上昇とともに素子の抵抗値が大きくなるもので、定電圧電源を接続することによって、温度制御素子として機能する。  
本第２の実施形態によれば、正特性サーミスタを用いることにより、より簡単な構成でイオン発生部の温度を一定に維持することができる。
【００２３】
（第３の実施形態）
図４は、本発明第３の実施形態に係るイオン発生部１０３の構成図である。  
本第３の実施形態では、電極１１３と測温素子１１７との間に薄板状の高熱伝導性セラミックス板１２１を設置している。  
この高熱伝導性セラミックス板１２１により、誘電体板１１１全体の温度を均一にし、誘電体バリア放電の均一性を確保することができる。
【００２４】
また、第１及び第２の実施形態では、その構成上、電極１１３を接地する必要があるが、本第３の実施形態では、高熱伝導性セラミックス板１２１を設けたことで、電極１１２を接地することが可能になるので、装置設計上の自由度が増す。  
また、高熱伝導性セラミックスとして、窒化アルミニウムや窒化珪素の焼結体が適用可能である。
【００２５】
本第３の実施形態によれば、薄板状の高熱伝導性セラミックス板を配置したことにより、イオン発生部の温度を広範囲にわたって均一に一定に維持することができるので、電極全面にわたって誘電体バリア放電の均一性を確保することができる。
【００２６】
（第４の実施形態）
図５は、本発明第４の実施形態に係るイオン発生部１０３の構成図である。  
本第４の実施形態では、誘電体板１１１として高熱伝導性セラミック１２２を使用している。これにより、イオン発生部の温度を広範囲にわたって均一に一定に維持することができるので、電極全面にわたって誘電体バリア放電の均一性を確保することができる。
【００２７】
なお、上記第1乃至第４の実施形態では、エアロゾル検出器をナトリウムエアロゾルの漏洩検知用に適用した場合について説明したが、ナトリウムエアロゾルに限定されず、煙等他のエアロゾル（微粒子）の検出用として用いることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１００…エアロゾル検出器、１０１…ケース、１０２…空気又はエアロゾル、１０３…イオン発生部、１０４…イオン、１０５…電源、１０６…イオンコレクタ、１０７…イオンコレクタコントローラ、１１１…誘電体板、１１２、１１３…電極、１１４…電源、１１５…放電、１１６…加熱素子、１１７…測温素子、１１８…コントローラ、１１９…正特性サーミスタ、１２１…高熱伝導性セラミック板、２０１…放電電極、２０２…グラウンド電極、２０４…本体グラウンド、２０５…ケース、２０７…測定用電極。
【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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