(57)【要約】【課題】粒子の濃度を精度よく短時間で測定すること。【解決手段】気体８０ａ中の粒子１０ａの質量を測定する質量測定部１４と、前記質量を測定する粒子１０ａが曝される雰囲気の湿度を変化させる湿度変化部１２と、気体８０ｂ中の粒子１０ｂの数濃度を測定する濃度測定部１８と、前記濃度測定部が数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気８０ｂの湿度を測定する湿度測定部と、前記湿度変化部が変化させた湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出し、前記情報と前記数濃度と前記湿度測定部が測定した湿度とに基づき、前記濃度測定部が数濃度を測定した気体８０ｂ中の粒子１０ｂの質量濃度を算出する算出部１６と、を具備する測定装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中の粒子の質量を測定する質量測定部と、
前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる湿度変化部と、
気体中の粒子の数濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部が数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定する湿度測定部と、
前記湿度変化部が変化させた湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出し、前記情報と前記数濃度と前記湿度測定部が測定した湿度とに基づき、前記濃度測定部が数濃度を測定した気体中の粒子の質量濃度を算出する算出部と、
を具備することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記濃度測定部は光散乱検出法を用い前記数濃度を測定することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記湿度変化部は、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の温度を変化させることにより、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させることを特徴とする請求項１または２記載の測定装置。
【請求項４】
前記濃度測定部が前記数濃度を測定する頻度は、前記湿度変化部が前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる頻度より高いことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の測定装置。
【請求項５】
気体中の粒子の質量を測定するステップと、
前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させるステップと、
気体中の粒子の数濃度を測定するステップと、
前記数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定するステップと、
前記変化させた湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出するステップと、
前記情報と前記数濃度と前記測定した湿度とに基づき、前記数濃度を測定した気体中の粒子の質量濃度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項６】
気体中の粒子の数濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部が数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定する湿度測定部と、
前記粒子が曝される雰囲気の湿度に対する前記粒子の質量の相関を示す情報と、前記濃度測定部が測定した前記数濃度と、前記湿度測定部が測定した湿度と、に基づき、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する算出部と、
を具備することを特徴とする測定装置。
【請求項７】
気体中の粒子の質量を測定する質量測定部と、
前記粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる湿度変化部と、
前記湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出する算出部と、
を具備することを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置および測定方法に関し、例えば粒子の濃度を測定する測定装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＭ２．５等の空気中の粒子状物質の濃度測定が盛んに行なわれている。気体中の粒子の濃度の単位には、単位体積あたりの気体に含まれる粒子の質量が用いられる。この粒子濃度を質量濃度という。例えばＰＭ２．５の質量濃度の標準的な測定方法としては、フィルタに気体中の粒子を捕集し、質量を測定する方法がある（例えば特許文献１）。また、自動測定が可能な質量濃度の測定方法としてベータ線吸収法がある。フィルタ法やベータ線吸収法によって得られる濃度は質量濃度であり、現在ＰＭ２．５濃度は質量濃度で表示することが一般的である。さらに、簡便な方法として気体中の粒子に光を照射して得られる散乱光により、気体中の粒子数を測定する光散乱検出法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平１１−５０２３０３号公報
【特許文献２】特開平８−１５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルタを用い粒子を捕集する方法は、一回の測定時間が例えば２４時間以上である。また、自動測定が難しい。ベータ線吸収法は、自動測定が可能である。しかしながら、測定時間は十分短いとはいえない。また、測定装置が大型であり、価格も高い。光散乱検出法は、測定自動化が可能で、測定時間が短い。また、測定装置の小型化が可能であり、低価格である。しかしながら、光散乱検出法で測定できる濃度は、質量濃度ではなく、単位体積あたりの粒子の個数に相当する数濃度である。このため、数濃度から質量濃度への変換のときに精度が低下する。
【０００５】
本測定装置および測定方法は、粒子の濃度を精度よく短時間で測定すること、または、粒子の吸湿性を測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
気体中の粒子の質量を測定する質量測定部と、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる湿度変化部と、気体中の粒子の数濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部が数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定する湿度測定部と、前記湿度変化部が変化させた湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出し、前記情報と前記数濃度と前記湿度測定部が測定した湿度とに基づき、前記濃度測定部が数濃度を測定した気体中の粒子の質量濃度を算出する算出部と、を具備することを特徴とする測定装置を用いる。
【０００７】
気体中の粒子の質量を測定するステップと、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させるステップと、気体中の粒子の数濃度を測定するステップと、前記数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定するステップと、前記変化させた湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出するステップと、前記情報と前記数濃度と前記測定した湿度とに基づき、前記数濃度を測定した気体中の粒子の質量濃度を算出するステップと、を含むことを特徴とする測定方法を用いる。
【０００８】
気体中の粒子の数濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部が数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定する湿度測定部と、前記粒子が曝される雰囲気の湿度に対する前記粒子の質量の相関を示す情報と、前記濃度測定部が測定した前記数濃度と、前記湿度測定部が測定した湿度と、に基づき、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する算出部と、を具備することを特徴とする測定装置を用いる。
【０００９】
気体中の粒子の質量を測定する質量測定部と、前記粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる湿度変化部と、前記湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出する算出部と、を具備することを特徴とする測定装置を用いる。
【発明の効果】
【００１０】
本測定装置および測定方法によれば、粒子の濃度を精度よく短時間で測定すること、または、粒子の吸湿性を簡単に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１に係る測定装置のブロック図である。
【図２】図２は、実施例１に係る測定方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施例２に係る測定器のブロック図である。
【図４】図４は、実施例２において、処理部が行なう処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４のステップＳ２０およびＳ２４における処理部の処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図４のステップＳ２２における処理部の処理を示すフローチャートである。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は、経過時間に対する測定槽内の相対湿度および水晶振動子の質量を示す図である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｃ）は、相対湿度に対する質量を示す図である。
【図９】図９は、実施例２における処理部が行なう動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施例３に係る測定装置のブロック図である。
【図１１】図１１は、実施例３における図４のステップＳ２２のフローを示すフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、経過時間に対する温度、湿度および質量を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、経過時間に対する温度、湿度および質量を示す別の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
光散乱検出法で測定できる濃度は、質量濃度ではなく、単位体積あたりの粒子の個数に相当する数濃度である。気体中の粒子の数濃度から質量濃度への変換には、気体の湿度が影響を及ぼす。例えば、気体の湿度が変わると、粒子の吸湿量が変わるために、粒子径の分布や粒子の物理化学的性質が変化する。粒子はさまざまな成分の混合物である。粒子の吸湿性は、粒子の成分によって異なる。例えば、粒子が硫酸アンモニウムである場合、湿度が９０％において、光散乱断面積が乾燥状態の５倍となる。粒子が有機物の場合、光散乱断面積は湿度に余り影響されない。このように、粒子の成分が変化すると、粒子の吸湿性が変化する。粒子の成分は、場所および時期によって変化する。このため、数濃度から質量濃度への変換の精度が低くなる。以下の実施例では、粒子の吸湿性を簡単に測定することで、粒子の数濃度から質量濃度への変換の精度を高め、粒子の濃度を精度よく測定することができる。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１に係る測定装置のブロック図である。図２は、実施例１に係る測定方法を示すフローチャートである。図１および図２に示すように、測定装置１００は、主に湿度変化部１２、質量測定部１４、算出部１６、濃度測定部１８および測定槽２０を備えている。吸気口２１は、大気等の気体８０ａを測定槽２０内に導入する。気体８０ａ中の粒子１０が台１５に付着する。湿度変化部１２は、測定槽２０内の粒子１０が曝露される雰囲気の湿度を変化させる（ステップＳ１０）。質量測定部１４は、台１５に付着した気体８０ａ中の粒子１０ａの質量を測定する（ステップＳ１２）。算出部１６は、粒子１０ａの周りの雰囲気の相対湿度および粒子１０ａの質量から吸湿性パラメータを算出する（ステップＳ１４）。吸湿性パラメータは、湿度に対する質量の相関を示す情報である。
【００１４】
その後、濃度測定部１８には、吸気口２２により気体８０ｂが導入される。ここで、気体８０ｂ内の粒子１０ｂの成分は、気体８０ａ内の粒子１０ａの成分とほぼ同じである。例えば、気体８０ａと気体８０ｂの収集の場所および／または時期はほぼ同じである。濃度測定部１８は、気体８０ｂ内の粒子１０ｂの数濃度を測定する（ステップＳ１６）。このとき、数濃度の測定と同時に気体８０ｂの湿度を測定する。算出部１６は、濃度測定部１８が測定した数濃度と吸湿性パラメータと気体８０ｂの湿度とから気体８０ｂ中の粒子１０ｂの質量濃度を算出する（ステップＳ１８）。
【００１５】
実施例１によれば、ステップＳ１４のように、算出部１６は、数濃度を測定する気体８０ｂ内の粒子１０ｂと成分の類似した粒子１０ａの吸湿性パラメータを算出しておく。ステップＳ１８のように、粒子１０ａの吸湿性パラメータと気体８０ｂ中の粒子１０ｂの数濃度と気体８０ｂの湿度とから、気体８０ｂ中の粒子１０ｂの質量濃度を算出する。このように、測定装置１００は、粒子１０ｂの吸湿性を考慮して粒子１０ｂの質量濃度を算出することにより、粒子１０ｂの濃度を精度よく短時間で測定することができる。
【実施例２】
【００１６】
実施例２は実施例１の具体例である。図３は、実施例２に係る測定器のブロック図である。測定装置１０２は、主に湿度調整部３８、質量測定部１４、測定槽２０、処理部３６、インパクター４４、吸引ポンプ５０および光散乱式濃度測定部６８を備えている。湿度調整部３８は実施例１の湿度変化部１２に対応する。測定槽２０内には、測定槽２０内の温度および湿度を測定する温湿度センサー４０を備えている。質量測定部１４は、微少天秤であり、水晶振動子３０、発振回路３２、周波数計測回路３４を備えている。光散乱式濃度測定部６８は、実施例１の濃度測定部１８に対応する。
【００１７】
吸気口２１は、大気を気体８０ａとして吸い込こむ。インパクター４４は、気体８０ａ内の所望の範囲の大きさの粒子１０ａを選別する。例えば、インパクター４４は、ＰＭ２．５の濃度を測定する場合、大きさ（粒子が球状の場合直径）が概ね２．５μｍ以下の粒子を選別する。インパクター４４が選別する粒子１０ａの大きさは、適宜設定可能であり、例えば概ね１０μｍ以下とすることができる。アイソレーションバルブ４６は、インパクター４４と測定槽２０との間を開閉する。粒子１０ａは水晶振動子３０の表面に捕集される。水晶振動子３０と水晶振動子３０の下部に設置された発振回路３２とは協働して信号を発信する。発振信号の周波数は、粒子１０ａを含む水晶振動子３０の質量に対応する。周波数計測回路３４は、発振周波数を計測する。湿度調整部３８は、例えば空気を除湿または加湿することにより、測定槽２０に湿度を調整した気体を給気５２する。吸引ポンプ５０は、測定槽２０内の気体を排気５４する。排気バルブ４８は、測定槽２０内と大気との間を開閉する。
【００１８】
処理部３６は、実施例１の算出部１６に対応し、例えばコンピュータまたはプロセッサである。処理部３６は、湿度調整部３８に調整する湿度を指示する湿度調整信号を出力する。処理部３６は、吸引ポンプ５０にオンまたはオフを指示するオン／オフ信号を出力する。処理部３６は、バルブ４６および４８に、開または閉を指示する開閉信号を出力する。処理部３６は、周波数計測回路３４から計測した周波数を示す周波数情報を取得する。処理部３６は、温湿度センサー４０から測定槽２０内の温度および湿度を示す温湿度情報を取得する。温湿度センサーは湿度センサーであり、温湿度情報は湿度を示す湿度情報でもよい。処理部３６は、周波数情報から粒子１０ａの質量を算出する。処理部３６は、湿度情報と算出した質量から粒子１０ａの吸湿性パラメータを算出する。
【００１９】
吸気口２２は、大気を気体８０ｂとして吸い込む。光散乱式濃度測定部６８は、光散乱検出法を用い気体８０ｂ内の粒子の数濃度を測定する。湿度センサー６９（湿度測定部）は、光散乱式濃度測定部６８が数濃度を測定するのと同時に気体８０ｂ（数濃度を測定する粒子１０ｂが曝される雰囲気）の相対湿度を測定する。処理部３６は、光散乱式濃度測定部６８は、測定を指示する信号を出力する。また、処理部３６は、光散乱式濃度測定部６８から、気体８０ｂ内の粒子の数濃度を取得する。処理部３６は、湿度センサー６９から気体８０ｂの相対湿度を取得する。処理部３６は、光散乱式濃度測定部６８から取得した数濃度、湿度センサー６９から取得した相対湿度、および粒子１０ａの吸湿性パラメータに基づき、気体８０ｂ内の粒子１０ｂの質量濃度を算出する。
【００２０】
吸気口２１と２２は共通でもよいが、配管の分岐部などでの粒子１０ａおよび１０ｂの損失を抑制するため、別に設けられえることが好ましい。処理部３６は、吸湿性パラメータの算出と質量濃度の算出を行なうが、吸湿性パラメータと質量濃度の算出とは、それぞれ別の処理部で行なってもよい。
【００２１】
図４は、実施例２において、処理部が行なう処理を示すフローチャートである。図４に示すように、処理部３６は、粒子１０ａを測定槽２０内に導入する前に、湿度調整部３８および質量測定部１４に指示し、測定槽２０内の湿度を変化させ、水晶振動子３０の質量を測定する（ステップＳ２０）。処理部３６はバルブ４６、４８および吸引ポンプ５０に指示し、水晶振動子３０の表面に粒子１０ａを捕集させる（ステップＳ２２）。処理部３６は、湿度調整部３８および質量測定部１４に指示し、測定槽２０内の湿度を変化させ、粒子１０ａを含む水晶振動子３０の質量を測定する（ステップＳ２４）。処理部３６は、ステップＳ２０およびＳ２４の測定結果に基づき、粒子１０ａの吸湿性パラメータを算出する（ステップＳ２６）。
【００２２】
図５は、図４のステップＳ２０およびＳ２４における処理部の処理を示すフローチャートである。図５に示すように、処理部３６は、周波数情報および湿度情報の取得を開始する。処理部３６は、周波数情報と湿度情報の記録を開始する（ステップＳ３０）。同じ時間の周波数情報と湿度情報とは関連付けて記録される。処理部３６は、湿度調整部３８を作動させる（ステップＳ３２）。処理部３６は、温度調整部３８に測定槽２０に給気する気体の湿度を掃引させる（ステップＳ３４）。処理部３６は、湿度調整部３８を停止させる（ステップＳ３６）。処理部３６は、周波数情報および湿度情報の取得および記録を停止する（ステップＳ３８）。
【００２３】
図６は、図４のステップＳ２２における処理部の処理を示すフローチャートである。図６に示すように、処理部３６は、アイソレーションバルブ４６を開にする（ステップＳ４０）。処理部３６は、排気バルブ４８を閉にする（ステップＳ４２）。処理部３６は、吸引ポンプ５０を作動させる（ステップＳ４４）。以上により、インパクター４４が選別した所定の大きさの粒子１０ａが測定槽２０内に導入される。処理部３６は、所定時間待機する（ステップＳ４６）。これにより、所定体積の気体８０ａが測定槽２０内を通過し、水晶振動子３０の表面に粒子１０ａが捕集される。その後、処理部３６は、アイソレーションバルブ４６を閉にする（ステップＳ４８）。処理部３６は、吸引ポンプ５０を停止する（ステップＳ５０）。処理部３６は排気バルブ４８を開にする（ステップＳ５２）。以上により、粒子１０ａの捕集が終了する。
【００２４】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、経過時間に対する測定槽内の相対湿度および水晶振動子の質量を示す図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、時間ｔ１までは、測定槽２０内の湿度は調整されておらず、測定槽２０内の湿度は不定である。水晶振動子３０の質量はある値である。時間ｔ１からｔ２において、ステップＳ２０の測定を行なう。時間ｔ１において、湿度調整部３８は、測定槽２０内の湿度を変化し始める。時間ｔ１における測定槽２０内の湿度はｈ１である。湿度は、時間ｔ１からｔ２まで漸次変化する。時間ｔ２における湿度はｈ２である。湿度の変化にともない、水晶振動子３０の湿度が変化する。これは、水晶振動子３０の表面および／または表面に吸着するごみ等が吸湿するためである。
【００２５】
時間ｔ２からｔ３において、ステップＳ２２のように、水晶振動子３０上に粒子１０ａを捕集する。時間ｔ３の直前において、湿度は不定である。質量は粒子１０ａが吸着した分重くなる。時間ｔ３からｔ４においてステップＳ２４の測定を行なう。時間ｔ３からｔ４にかけて測定槽２０内の相対湿度がｈ１からｈ２まで連続的に変化する。湿度の変化にともない、水晶振動子３０の質量が変化する。
【００２６】
湿度ｈ１およびｈ２は、それぞれ例えば０％および１００％である。相対湿度ｈ１は、水の吸着が無視できる程度の湿度（例えば１０％）でもよい。相対湿度ｈ２は、粒子の濃度を測定する環境において発生しうる最高の湿度でもよい。このように、相対湿度ｈ１およびｈ２は任意に設定できる。
【００２７】
図８（ａ）から図８（ｃ）は、相対湿度に対する質量を示す図である。図８（ａ）に示すように、処理部３６は、図７（ａ）と図７（ｂ）とから、時間ｔ１からｔ２との期間について相対湿度に対する質量の相関曲線９０を算出する。処理部３６は、時間ｔ３からｔ４の期間について相対湿度に対する質量の相関曲線９２を算出する。図８（ｂ）に示すように、処理部３６は、曲線９２から９０を差し引き曲線９４とする。曲線９４は、水晶振動子３０に粒子１０ａが付着することにより、重くなった質量を示す。粒子１０ａへの水分の吸着がほとんどない湿度ｈ１における質量ｐは、水分を吸着していない粒子１０ａの質量に相当する。図８（ｃ）に示すように、処理部３６は、曲線９４から質量ｐを差し引いた曲線９６を算出する。曲線９６は、粒子１０ａが吸湿することによる質量の増加に相当する。曲線９６を質量ｐで除したものが、単位質量あたりの吸湿性パラメータａ（ｈ）である。吸湿性パラメータａ（ｈ）は、単位質量あたりの乾燥粒子が、相対湿度ｈにおいて吸収する水の質量である。
【００２８】
実施例２によれば、図３のように、質量測定部１４は、粒子１０ａを表面に吸着させる水晶振動子３０を含む。これにより、粒子１０ａの質量およびその変化を精度よく測定できる。図７（ａ）のように、湿度調整部３８は、湿度を漸次変化させる。これにより、湿度に対する質量の変化を連続的に測定できる。
【００２９】
次に、測定装置１０２の処理部３６が質量濃度を算出する方法について説明する。図９は、実施例２における処理部が行なう動作を示すフローチャートである。図９に示すように、処理部３６は、図４のように気体８０ａ内の粒子１０ａの吸湿性パラメータを算出する（ステップＳ７０）。処理部３６は、光散乱式濃度測定部６８が測定した気体８０ｂ内の粒子１０ｂの数濃度を取得する（ステップＳ７２）。光散乱式濃度測定部６８は、気体８０ｂ中の所望の大きさの粒子１０ｂの数濃度を測定する。粒子１０ｂの大きさは、インパクター４４が選別する粒子１０ａの大きさとほぼ同じであることが好ましい。処理部３６は、湿度センサー６９が測定した気体８０ｂの湿度を取得する（ステップＳ７４）。処理部３６は、数濃度、湿度および吸湿性パラメータに基づき、気体８０ｂの粒子１０ｂの質量濃度を算出する（ステップＳ７６）。
【００３０】
処理部３６が質量濃度を算出する方法を説明する。光散乱式濃度測定部６８が測定した数濃度をＣｎ、算出する質量濃度をＣｍとすると、質量濃度Ｃｍは、数濃度Ｃｎと湿度ｈと吸湿性パラメータａ（ｈ）を用い次式となる。
Ｃｍ＝ｋ・Ｃｎ・ａ（ｈ）
ｋは補正係数であり、フィルタを用い粒子を捕集する方法またはベータ線吸収法により求めたＣｍと光散乱検出法を用い求めたＣｎと、湿度の相関を調べることにより求める。ｋが求まれば、Ｃｎとａ（ｈ）からＣｍが算出できる。
【００３１】
処理部３６は、一定期間待機する（ステップＳ７８）。処理部３６は、吸湿性パラメータを測定するか判定する（ステップＳ８０）。処理部３６は、例えば前回の吸湿性パラメータの測定から一定期間過ぎていればＹｅｓと判定する。Ｙｅｓの場合、ステップＳ７０に戻る。Ｎｏの場合、処理部３６は終了か判定する（ステップＳ８２）。Ｙｅｓの場合終了する。Ｎｏの場合ステップＳ７２に戻る。
【００３２】
光散乱式濃度測定部６８は、高い頻度の測定が可能である。例えば数濃度を１分間隔で測定する。吸湿性パラメータの測定は少なくとも１０分かかる。よって、吸湿性パラメータの測定は、粒子１０ａの成分が変化しない期間、例えば１時間または１日間隔で測定する。すなわち、光散乱式濃度測定部６８が数濃度を測定する頻度は、湿度調整部３８が湿度を変化させる頻度より高い。これにより、質量濃度を高頻度で測定することができる。
【実施例３】
【００３３】
実施例３は、気体の温度を変化させることにより、湿度を変化させる例である。図１０は、実施例３に係る測定装置のブロック図である。実施例３に示すように、測定装置１０４においては、湿度調整部６０は、温度調整容器６２および温度調整部６４を備えている。温度調整容器６２は、インパクター４４および測定槽２０を囲って配置されており、測定槽２０内の雰囲気の温度を調整する。温度調整部６４は、温度調整容器６２に温度を調整させる。測定槽２０と吸引ポンプ５０との間にアイソレーションバルブ６６が設けられている。その他の構成は、実施例２の図３と同じであり、説明を省略する。
【００３４】
実施例３においては、図５のステップＳ３４において、処理部３６は、温度調整容器６２内の温度を掃引することにより、測定槽２０内の湿度を掃引する。図４のステップＳ２２は、以下のように行なう。
【００３５】
図１１は、実施例３における図４のステップＳ２２のフローを示すフローチャートである。図１１に示すように、処理部３６は、アイソレーションバルブ４６および６６を開にする（ステップＳ６０）。処理部３６は、吸引ポンプ５０を作動させる（ステップＳ６２）。これにより、測定槽２０内に所望の大きさの粒子１０ａが導入される。処理部３６は、一定時間待機させる（ステップＳ６４）。処理部３６は、アイソレーションバルブ４６および６６を閉にする（ステップＳ６６）。処理部３６は、吸引ポンプ５０を停止させる（ステップＳ６８）。以上により、粒子１０ａの捕集が終了する。
【００３６】
図１２（ａ）から図１２（ｃ）は、経過時間に対する温度、相対湿度および質量を示す図である。図１２（ａ）から図１２（ｃ）に示すように、時間ｔ１までは、測定槽２０内の温度は調整されておらず、測定槽２０内の温度および湿度は不定である。時間ｔ１からｔ２において、ステップＳ２０の測定を行なう。時間ｔ１において、温度調整部６４は、測定槽２０内の温度を変化し始める。時間ｔ１における測定槽２０内の温度はＴ１であり、このときの相対湿度はｈ１である。温度は、時間ｔ１からｔ２まで漸次変化する。時間ｔ２における温度はＴ２であり、相対湿度はｈ２である。
【００３７】
時間ｔ２からｔ３において、ステップＳ２２のように、水晶振動子３０上に粒子１０ａを捕集する。時間ｔ３からｔ４においてステップＳ２４の測定を行なう。時間ｔ３からｔ４にかけて測定槽２０内の温度がＴ１からＴ２まで変化し、湿度がｈ１からｈ２まで連続的に変化する。湿度の変化にともない、水晶振動子３０の質量が変化する。
【００３８】
測定槽２０の温度が変化するとき、図１１のように、アイソレーションバルブ４６および６６は閉じており、測定槽２０への空気の出入りはない。このため、測定槽２０内の水蒸気の量は一定である。よって、温度を変化させると湿度が変化する。水晶振動子の発振周波数は温度により変化する。よって、図１２（ｃ）の質量を算出する際には、温度と発振周波数の相関を予め測定し、この相関を用い、発振周波数を補正する。
【００３９】
処理部３６は、実施例２の図８（ａ）から図８（ｃ）と同じように、粒子１０ａの吸湿性パラメータを算出する。
【００４０】
実施例２では、湿度調整部３８が除湿および加湿する。このため、湿度調整部３８が大型化する。また、加湿のため水を補給することになり、無人運転の障害となる。実施例３によれば、湿度変化部は、測定槽２０内の雰囲気の温度を変化させることにより、雰囲気の湿度を変化させる。これにより、実施例２のような湿度調整部３８を設けなくともよい。よって、装置の小型化が可能となる。また、自動運転が容易となる。
【００４１】
図１３（ａ）から図１３（ｃ）は、経過時間に対する温度、湿度および質量を示す別の図である。図１３（ａ）から図１３（ｃ）に示すように、時間ｔ１からｔ２の期間、時間ｔ３からｔ４の期間において、温度を上昇させるときと下降させるときにおいて、湿度と質量との相関を取得する。図８（ａ）から図８（ｃ）と同様に、湿度が上昇するときの吸湿性パラメータと湿度が下降するときの吸湿性パラメータを算出する。
【００４２】
粒子の成分の種類によっては、吸湿量と湿度との曲線にヒステリシスが生じる場合がある。この場合、湿度が上昇するときと下降するときとで、異なる吸湿性を示す。図１３（ａ）から図１３（ｃ）の例では、湿度が上昇するときと下降するときとで、異なる吸湿性パラメータを用いることができる。よって、より精度の高い測定が可能となる。実施例２において、湿度が上昇するときと下降するときとで吸湿性パラメータを算出してもよい。
【００４３】
実施例１から３において、吸湿性パラメータを測定する測定装置と質量濃度を測定する測定装置は分離していてもよい。すなわち、吸湿性パラメータを測定する測定装置では、粒子の数濃度は測定しなくともよい。質量濃度を測定する測定装置では、吸湿性パラメータを測定せず、他の測定装置が測定した吸湿性パラメータを用い質量濃度を測定してもよい。また、本明細書における湿度は相対湿度のことである。
【００４４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４５】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）気体中の粒子の質量を測定する質量測定部と、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる湿度変化部と、気体中の粒子の数濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部が数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定する湿度測定部と、前記湿度変化部が変化させた湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出し、前記情報と前記数濃度と前記湿度測定部が測定した湿度とに基づき、前記濃度測定部が数濃度を測定した気体中の粒子の質量濃度を算出する算出部と、を具備することを特徴とする測定装置。
（付記２）前記濃度測定部は光散乱検出法を用い前記数濃度を測定することを特徴とする付記１記載の測定装置。
（付記３）前記湿度変化部は、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の温度を変化させることにより、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させることを特徴とする付記１または２記載の測定装置。
（付記４）前記濃度測定部が前記数濃度を測定する頻度は、前記湿度変化部が前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる頻度より高いことを特徴とする付記１から３のいずれか一項記載の測定装置。
（付記５）前記質量測定部は、前記質量を測定する粒子を表面に吸着させる水晶振動子を含むことを特徴とする付記１から４のいずれか一項記載の測定装置。
（付記６）前記湿度変化部は、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を漸次変化させることを特徴とする付記１から５のいずれか一項記載の測定装置。
（付記７）前記湿度変化部は、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を漸次増加および漸次減少させることを特徴とする付記１から５のいずれか一項記載の測定装置。
（付記８）気体中の粒子の質量を測定するステップと、前記質量を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させるステップと、気体中の粒子の数濃度を測定するステップと、前記数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定するステップと、前記変化させた湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出するステップと、前記情報と前記数濃度と前記測定した湿度とに基づき、前記数濃度を測定した気体中の粒子の質量濃度を算出するステップと、を含むことを特徴とする測定方法。
（付記９）気体中の粒子の数濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部が数濃度を測定するのと同時に、前記数濃度を測定する粒子が曝される雰囲気の湿度を測定する湿度測定部と、前記粒子が曝される雰囲気の湿度に対する前記粒子の質量の相関を示す情報と、前記濃度測定部が測定した前記数濃度と、前記湿度測定部が測定した湿度と、に基づき、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する算出部と、を具備することを特徴とする測定装置。
（付記１０）気体中の粒子の質量を測定する質量測定部と、前記粒子が曝される雰囲気の湿度を変化させる湿度変化部と、前記湿度に対する前記質量の相関を示す情報を算出する算出部と、を具備することを特徴とする測定装置。
【符号の説明】
【００４６】
１０ａ、１０ｂ  粒子
１２            湿度変化部
１４            質量測定部
１６            算出部
１８            濃度測定部
２０            測定槽
３０            水晶振動子
３６            処理部
８０ａ、８０ｂ  気体
【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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