(57)【要約】【課題】浮遊粒子状物質の付着が少なく、検出感度の高い浮遊粒子状物質測定装置を提供する。【解決手段】試料ガスを導入する試料ガス流路５１ａと、導入された試料ガス中の浮遊粒子状物質を捕集してその浮遊粒子状物質濃度を検出する検出器を有する検出部５と、一定流量の試料ガスを前記試料ガス流路５１ａに吸引するための流量制御部３と吸引ポンプ４を備えると共に、前記試料ガス流路５１ａの内面に無電界ニッケルめっきにフッ素樹脂を複合・共析させたＰＴＦＥ複合めっき層５１ｃを形成させる。このめっき層により撥水性及び導電性が得られ、試料ガス流路５１ａへの浮遊粒子状物質の付着が防止される。【選択図】　　　図２
2004069450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮遊粒子状物質を含む試料ガスを導入する試料ガス流路と、導入された試料ガス中の浮遊粒子状物質の質量濃度を検出する検出器と、前記試料ガスを吸引して試料ガス流路に導入するための試料吸引装置とを備えた浮遊粒子状物質測定装置において、試料ガス流路の内面の一部にＰＴＦＥ複合めっきが形成されていることを特徴とする浮遊粒子状物質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気などの試料中に浮遊する粒子状物質を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気中には、固体及び液体粒子などが浮遊粒子状物質として存在し、特に１０μｍ以下のものは、大気汚染に係わる環境基準に関する浮遊粒子状物質として取り扱われている。
【０００３】
このような浮遊粒子状物質は、基本的に図３のブロック図に示されるような試料ガス導入路１２、捕集された浮遊粒子状物質量を検出する検出部１３、試料ガス吸引部１４及び制御演算部１５等で構成される浮遊粒子状物質測定装置により測定される。大気からサンプリングされた試料ガスは、試料ガス吸引部１４によって吸引され、試料ガス導入路１２を経由して検出部１３において浮遊粒子状物質が捕集された後、試料ガス吸引部１４を経由して外部に排出される。前記検出部１３の出力信号は制御演算部１５で浮遊粒子状物質濃度に変換される。
【０００４】
前記検出部１３には、捕集した浮遊粒子状物質の質量を測定する圧電天びん方式、浮遊粒子状物質に吸収されるβ線の強さを測定するβ線吸収方式、浮遊粒子状物質に対する光の散乱光量を測定する光散乱方式、浮遊粒子状物質への吸光量を測定する吸光方式等の各方式のものが用いられるが、この方式の違いにより前記試料ガス導入路２や検出部１３の形状や大きさも異なっている。
【０００５】
図４は、従来のβ線吸収方式を用いた浮遊粒子状物質測定装置の検出部１３の主要部分の構成例を示したものである。浮遊粒子状物質を捕集するろ紙１１に対し、ポンプにより吸引された試料ガスが通る試料ガス導入路１２とβ線源１６とβ線検出器１７を挿入する挿入孔１８とが線源セル１９ａと検出セル１９ｂ内に交叉するように形成されている。
【０００６】
試料ガス中の浮遊粒子状物質はろ紙１１上で捕集されると共に、β線源１６から放射されたβ線は前記ろ紙１１上の浮遊粒子状物質に吸収される。
ブランク（浮遊粒子状物質が未だ付着していない）状態のろ紙１１及び浮遊粒子状物質を捕集した状態のろ紙１１を通過するβ線強度をそれぞれＩｏ及びＩ、粒子状物質の単位質量当りのβ線吸収断面積をｋ、ろ紙１１の単位捕集面積当りの粒子の質量をｍ、全捕集面積をＳ、積算吸引流量をＶとすると、質量濃度Ｍは、β線強度比（Ｉ０／Ｉ）に対して次式に示すような関係がある。
Ｍ＝（ｍ／Ｖ）＝（Ｓ／ｋＶ）ｌｎ（Ｉ０／Ｉ）　　　　　（１）式
すなわち、ブランク状態のろ紙１１及び浮遊粒子状物質蓄積状態のろ紙１１を通過するβ線強度Ｉ０、Ｉを測定し、上式を用いて浮遊粒子状物質濃度Ｍを算出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記浮遊粒子状物質は、ばい煙発生施設や自動車からの排出粒子などの人為的発生源によるものや土壌や花粉などの自然的発生源によって発生されるものであり、さらに大気中で物理的・化学的作用を受けている。その主要な成分としては、重金属元素（Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ等）、無機酸の塩類（ＳＯ４２−、ＮＯ３−）、炭素系化合物等が含まれている。
このような浮遊粒子状物質は、湿性沈着により前記試料ガス導入路１２の内面に付着し、使用時間の経過と共に付着量が増加していくという問題がある。
【０００８】
従来技術による浮遊粒子状物質測定装置のうち、実公昭５４−１３７０９５号公報に示されるような粉塵、すなわち浮遊粒子状物質を捕集する試料ガス流路とβ線検出系路が交差するように配置され、粒子の捕集中にもβ線測定を行うことで積算の途中経過を測定する装置においては、β線源と検出器の距離が近いほどβ線の検出効率が上がり、浮遊粒子状物質濃度の測定精度が向上することが知られており、当該部分における試料ガス流路は細く造られている。実際には、例えば金属製のブロック内に直径３〜４ｍｍ相当の試料ガス流路を形成している。これは装置外の試料導入配管径が内径１０ｍｍ程度、装置内の試料配管の内径が例えば６〜８ｍｍ程度であるのに比べて細いものである。
【０００９】
一般に同一の流量を流した場合には流路が細いほど汚れが付着しやすいので、この部分の内壁に試料中の浮遊粒子状物質の一部が付着して損失を生じたり、また付着した汚れが後刻に脱離してろ紙に捕集され、実際よりも高い測定値となるなど、大きな測定誤差を発生する原因となっていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、浮遊粒子状物質の付着が少なく、測定精度の高い浮遊粒子状物質測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の浮遊粒子状物質測定装置は、浮遊粒子状物質を含む試料ガスを導入する試料ガス流路と、導入された試料ガスの浮遊粒子状物質濃度を検出する検出器と、前記試料ガスを吸引して試料ガス流路に導入するための試料吸引装置とを備えると共に試料ガス流路の内面の一部にＰＴＦＥ複合めっき層を形成している。
本発明の材料試験機は上記のように構成されており、これによって流路内壁の汚れによる測定誤差の小さい浮遊粒子状物質測定装置を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の浮遊粒子状物質測定装置の一実施例を図１及び図２を参照して説明する。本実施例は、浮遊粒子状物質の検出部としてβ線吸収方式を用いた場合について説明するもので、図１は、浮遊粒子状物質測定装置の全体構成を示す概略構成図、図２は検出部の構成を示す断面図である。
【００１２】
本測定装置は、テープ状のろ紙１を供給するろ紙送り機構２と、試料ガスを一定流量で吸引するため流量制御部３及び吸引ポンプ４と、前記ろ紙１上に捕集された浮遊粒子状物質を検出する検出部５と、試料ガスから粗大粒子を取り除き、目的とする微粒子のみを検出部５へ供給するための分粒器６と、これらの構成部に必要な電源を供給する電源部７と、またこれらの構成部を制御すると共に、前記検出部５からの出力信号を演算処理して浮遊粒子状物質濃度を算出し、これを表示器８に出力表示を行う制御演算部９から構成されている。
【００１３】
前記ろ紙送り機構２は送り側のリール２１と、巻き取り側のリール２２と、ろ紙１を矢印方向に移動させるピンチローラ２３から構成され、前記流量制御部３は図示しないが、一定の試料ガスを吸入するための流量調節弁と流量調節計から構成されている。また、前記分粒器６には、例えばＪＩＳ　Ｚ８８１４に規定された分粒装置を使用することができ、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む試料ガスが透過して検出部５に送り込まれる。
【００１４】
前記検出部５は、図２に示すような金属製の直方体形状の上部ブロック５１と下部ブロック５２で形成され、上部ブロック５１には側面から下部中央に貫通する試料ガス流路５１ａとこの試料ガス流路５１ａに交叉してβ線源５３を挿入する挿入穴５１ｂが設けられ、下部ブロック５２には上部中央から側面に貫通する試料ガス流路５２ａとこの試料ガス流路５２ａに交叉してβ線検出器５４を挿入する挿入穴５２ｂが設けられている。
【００１５】
前記試料ガス流路５１ａの内面は、ＰＴＦＥ複合めっき層５１ｃが形成されている。このＰＴＦＥ複合めっきは、無電解ニッケルめっきにフッ素樹脂（四フッ化エチレン：ＰＴＦＥ）を複合・共析させた機能めっきで、その表面は撥水性に優れ、金属被膜のため静電気の発生も無く、浮遊粒子状物質と水分を含む試料に対して汚れが付着しにくいという特徴を有している。また、無電解めっきであるので、上部ブロック５１のような複雑な形状をした部品の内面に対しても均一なめっきを施すことができる。
【００１６】
次に、上記浮遊粒子状物質測定装置を用いて大気中の浮遊粒子状物質濃度を連続的に測定する場合について説明する。本測定装置が試料ガス採取場所に設置された状態で、β線源５３からβ線が放射され、ろ紙１を透過してβ線検出器５４に到達するβ線強度が測定され、この測定値Ｉ０が制御演算部９に一時的に記憶される。次に、吸引ポンプ４が作動して大気中から試料ガスが吸引され、試料ガスの採集が開始される。吸引された試料ガスは前記試料ガス流路５１ａを通って検出部５の中央部に導入される。この試料ガス流路５１ａの内面はＰＴＦＥ複合めっきが施されているため、試料ガスは試料ガス流路５１ａの内面に付着することなく、ろ紙１上に蓄積される。
【００１７】
前記ろ紙１によって浮遊粒子状物質が除去された試料ガスは、試料ガス流路５２ａ及び吸引ポンプ４を通り外部に排出される。そして、吸引ポンプ４が所定時間作動して予め決められた流量の試料ガスが吸引されると、吸引ポンプ４は停止し、試料ガスの採集は停止される。この試料ガスの採集開始時から停止時までの間は連続してろ紙１上の浮遊粒子状物質を透過してβ線検出器５４に到達するβ線源５３からのβ線強度Ｉが測定され前記制御演算部９において記憶される。このβ線強度Ｉと予め記憶されている前記測定値Ｉ０を用いて、前記（１）式により浮遊粒子状物質濃度Ｍが算出され、表示器８に連続的に表示される。続いて、上部ブロック５１ａ、下部ブロック５２ａがそれぞれ上下にそれぞれ移動し互いに離れると共に、ピンチローラ２３が駆動されてろ紙１は矢印方向に一定距離だけ移動する。これにより、ろ紙１上に蓄積した浮遊粒子状物質は、試料ガス流路５１ａ外に移動し、試料ガス流路５１ａにはろ紙１の新たな部分が供給される。
続いて、上部ブロック５１、下部ブロック５２の間隙が閉じられて最初の状態に戻る。以後、同様の動作を繰り返して自動的に試料ガス中の浮遊粒子状物質濃度の測定が行われる。
【００１８】
本実施例の浮遊粒子状物質測定装置は、浮遊粒子状物質の検出にβ線吸収方式を用い、β線検出器５４までの試料ガス流路５１ａの内面の一部にＰＴＦＥ複合めっき層５１ｃを形成させることにより浮遊粒子状物質の付着を防止することを特徴としているが、浮遊粒子状物質濃度の検出方式として他の浮遊粒子状物質の質量を測定する圧電天びん方式、同物質に対する光の散乱光量を測定する光散乱方式、同物質への吸光量を測定する吸光方式を用いた浮遊粒子状物質測定装置においても、その試料ガス流路の内面にＰＴＦＥ複合めっきを施すことにより、浮遊粒子状物質の付着を防止することができ、これにより試料ガス流路を始め、測定装置の小型化に大きな効果を得ることができる。
なお、図２では上流側ブロックにβ線源５３、下流側にβ線検出器５４を配置してあるが、この関係を逆にして配置してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、試料ガス流路の内面にＰＴＦＥ複合めっきを形成させたことにより、従来に比し浮遊粒子状物質が付着しにくく、流路内面の汚れが防止でき、測定誤差の小さい浮遊粒子状物質測定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による浮遊粒子状物質測定装置の概略構成図である。
【図２】実施例に係わる検出部の構成図である。
【図３】従来の浮遊粒子状物質測定装置の基本ブロック図である。
【図４】従来の浮遊粒子状物質測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１１…ろ紙
２…ろ紙送り機構
３…流量制御部
４…吸引ポンプ
５、１３…検出部
６…分粒器
７…電源部
８…表示器
９、１５…制御演算部
１２…試料ガス導入路
１４…試料ガス吸引部
１５…制御演算部
１６、５３…β線源
１７、５４…β線検出器
２１、２２…リール
２３…ピンチローラ
５１…上部ブロック
５１ａ、５２ａ…試料ガス流路
５１ｂ、５２ｂ…挿入穴
５１ｃ…ＰＴＦＥ複合めっき層
５２…下部ブロック
【図１】
2004069450.tif 000003
【図２】
2004069450.tif 000004
【図３】
2004069450.tif 000005
【図４】
2004069450.tif 000006