(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの１／２減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、
測定対象の気体または液体が収容される容器と、
上記容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、
上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、
上記オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と、
この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、
上記制御装置は、
測定開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、
上記測定開始から上記指令信号が入力されるまでの経過時間ｔを計測するタイマーと、
上記測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度ｘ０と上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーが計測した経過時間ｔと以下のオゾン濃度減衰式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有することを特徴とする半減期測定装置。
ｘ＝ｘ０×ｅｘｐ（−０．６９３ｔ／τ）
但し、ｔ：経過時間（ｈｒ）、ｘ：ｔ時間経過後のオゾン濃度（ｇ／ｍ３）、ｘ０：オゾンの初期濃度（ｇ／ｍ３）、τ：オゾン濃度の半減期（ｈｒ）。
【請求項２】
供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの１／２減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、
測定対象の気体または液体が収容された容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、
上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、
オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と、
この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、
上記制御装置は、
上記オゾン発生器の駆動開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、
上記駆動開始から上記指令信号が入力されるまでの時間を計測するタイマーと、
上記オゾン発生器が単位時間当たりに上記容器内にオゾンを注入する量Ｚと上記容器の容量Ｖと測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度と上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーによる計測時間と以下のオゾン濃度増加式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有することを特徴とする半減期測定装置。
ｘ＝（Ｚ／Ｖ）×（τ／−０．６９３）×（１−ｅｘｐ（−０．６９３ｔ／τ））
但し、Ｚ：単位時間当りのオゾンの注入量（ｇ／ｈｒ）、Ｖ：容器の容量（ｍ３）、ｔ：経過時間（ｈｒ）、ｘ：ｔ時間経過後のオゾン濃度（ｇ／ｍ３）、τ：オゾン濃度の半減期（ｈｒ）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の臭気成分や細菌類等の汚染物質によって汚染された容器内にオゾンを供給したとき、オゾンが汚染物質と反応して消費されることにより減衰する場合の半減期を測定するためのオゾン濃度の半減期測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、煙草、腐敗した食品、各種の有機溶剤等から揮散した臭気成分や細菌類によって部屋内が汚染された場合、この汚染空間にオゾン発生器からのオゾンを導入し、オゾンの優れた酸化力で臭気成分や細菌類を分解させて汚染空間を清浄化し得ることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
オゾンの導入によって汚染空間を清浄化しようとする場合には、汚染空間の汚染の度合いを知る必要があり、このために汚染空間内の汚染物質の濃度を検出することが行われるが、汚染物質の種類は多く、全ての汚染物質の濃度を検出することは非常に困難である。
【０００４】
そして、たとえ多くの時間と労力とをかけて全ての汚染物質の濃度が検出されたとしても、実際には、総合的な汚染の度合いを実質的に適正に評価することができないという問題点が存在するのに対し、オゾンは、その強力な酸化作用によって各種の汚染物質と反応するため、このオゾンの性質を汚染の総合的な評価に利用することが考えられる。
【０００５】
そこで、汚染空間内を所定濃度のオゾンで満たし、このオゾン濃度が初期濃度の１／２になるまでの時間、つまりオゾン濃度の半減期を測定することが考えられる。すなわち、この半減期は、汚染空間内の全ての汚染状況を総合的に包括したものであるため、水質の汚染状態の指標であるＣＯＤ（化学的酸素要求量）やＢＯＤ（生物学的酸素要求量）と同様の考え方で汚染空間の汚染度合いの指標として最適のものになると考えられる。
【０００６】
しかしながら、オゾン濃度の半減期を測定しようとすれば、一旦汚染空間内を所定のオゾン濃度に設定してから、経時的に連続してオゾン濃度の減衰を初期の１／２になるまで継続して測定しなければならず、非常に面倒であるという問題点を有している。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、簡単にオゾン濃度の半減期を測定することができるオゾン濃度の半減期測定装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの１／２減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、測定対象の気体または液体が収容される容器と、上記容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、上記オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と、この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、上記制御装置は、測定開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、上記測定開始から上記指令信号が入力されるまでの経過時間ｔを計測するタイマーと、上記測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度ｘ０と上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーが計測した経過時間ｔと以下のオゾン濃度減衰式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有するものである。
ｘ＝ｘ０×ｅｘｐ（−０．６９３ｔ／τ）
但し、ｔ：経過時間（ｈｒ）、ｘ：ｔ時間経過後のオゾン濃度（ｇ／ｍ３）、ｘ０：オゾンの初期濃度（ｇ／ｍ３）、τ：オゾン濃度の半減期（ｈｒ）。
【０００９】
本願の第２の発明は、供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの１／２減衰時間である半減期を測定するオゾン濃度の半減期測定装置であって、測定対象の気体または液体が収容された容器内にオゾンを供給するオゾン発生器と、上記容器内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計と、オゾン濃度の半減期を演算する制御装置と、
この制御装置にサンプリングのための指令信号を入力するとともに当該制御装置の演算結果を出力する入出力装置とを備え、上記制御装置は、上記オゾン発生器の駆動開始後、上記指令信号が入力された時点で上記オゾン濃度検出計に制御信号を出力してオゾン濃度の測定を行わせるように構成されるとともに、上記駆動開始から上記指令信号が入力されるまでの時間を計測するタイマーと、上記オゾン発生器が単位時間当たりに上記容器内にオゾンを注入する量Ｚと上記容器の容量Ｖと測定開始時に上記オゾン濃度検出計が検出した容器内の初期オゾン濃度と上記指令信号の入力時に上記オゾン濃度検出計が検出したオゾン濃度と上記タイマーによる計測時間と以下のオゾン濃度増加式とに基いてオゾン濃度の半減期を演算する半減期演算部とを有することを特徴とする半減期測定装置。
ｘ＝（Ｚ／Ｖ）×（τ／−０．６９３）×（１−ｅｘｐ（−０．６９３ｔ／τ））
但し、Ｚ：単位時間当りのオゾンの注入量（ｇ／ｈｒ）、Ｖ：容器の容量（ｍ３）、ｔ：経過時間（ｈｒ）、ｘ：ｔ時間経過後のオゾン濃度（ｇ／ｍ３）、τ：オゾン濃度の半減期（ｈｒ）。
【００１０】
これらの発明によれば、オゾンが飽和濃度になるまでオゾン濃度検出計で経時的かつ連続的にオゾン濃度を測定しなければならない半減期測定方式に比べて測定時間が格段に短縮され、これによってオゾン濃度半減期の測定効率が大幅に向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るオゾン濃度の半減期測定装置１００の一実施形態を示す説明図であり、図２は、図１に示す半減期測定装置の外観形状の一実施形態を示す斜視図である。半減期測定装置１００は、オゾン濃度の半減期の測定対象となる汚染空間から採取されたサンプル空気に所定濃度のオゾンを供給するとともに、適宜サンプル空気のオゾン濃度を検出し、この検出結果に基いてオゾン濃度の半減期を演算するものである。
【００１２】
かかる半減期測定装置１００は、図１に示すように、測定装置本体１０と、この測定装置本体１０に隣設されたサンプリングボックス（容器）５０とを備えた基本構成有している。これら測定装置本体１０およびサンプリングボックス５０が図２に示すような箱型のケーシング１０１に内装されることによって半減期測定装置１００が形成されている。
【００１３】
そして、このような半減期測定装置１００は、測定対象となる汚染空間内に持ち込まれ、この汚染空間においてサンプリングボックス５０内に汚染空気を取り入れてサンプル空気とし、仕切り部材支持構造５０を密閉状態にした後にこのサンプル空気にオゾンを供給してオゾン濃度の半減期を演算するとともに、その演算結果を出力するように構成されている。
【００１４】
而して上記サンプリングボックス５０は、五方を囲む壁部５１と、残りの一方であるケーシング１０１の図１および図２における右側方に設けられた開閉自在の開閉扉５２とを備えて形成されている。これら壁部５１と開閉扉５２とで囲繞される空間によって汚染空気を取り入れるサンプリング空間５３が形成されている。
【００１５】
また、ケーシング１０１の右側部には矩形状の汚染空気取入口１０２が開口され、上記開閉扉５２は、この汚染空気取入口１０２の上部を横断するように架設された水平軸１０３回りに回動自在に軸支されている。従って、半減期測定装置１００を測定対象空間に持ち込んだ上で、開閉扉５２を水平軸１０３回りに複数回往復回動操作することにより、測定対象空間の汚染空気がサンプリング空間５３内に取り入れられることになる。
【００１６】
また、仕切り部材支持構造５０の壁部５１の適所（図２に示す例ではサンプリング空間５３の底部）には攪拌ファン５４が設けられ、この攪拌ファン５４の駆動によるサンプリング空間５３内の空気の攪拌によって測定対象汚染空間からの臭気成分を一様に拡散させるとともに、測定装置本体１０から導入されるオゾンについても均一に拡散させるようになっている。
【００１７】
このようなサンプリング空間５３内のオゾン濃度の半減期を測定する測定装置本体１０は、図１に示すように、オゾンを生成してサンプリング空間５３内に供給するオゾン発生器２０と、サンプリング空間５３内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計３０と、このオゾン濃度検出計３０からの検出信号に基いてサンプリング空間５３内のオゾン濃度の半減期を演算するとともに、この測定に当って各種の制御を行う制御装置４０とを備えた基本構成を有している。
【００１８】
上記オゾン発生器２０は、商用電力を得て交流高周波高電圧を発生させる交流高電圧発生回路２１と、この交流高電圧発生回路２１からの交流高周波高電圧が印加されることにより放電を生起させる対向電極２２と、この対向電極２２間に空気を送り込むファン２３とを備えて構成されている。ファン２３の駆動で対向電極２２間に供給された空気中の酸素は、放電の作用で一部がオゾンになり、このオゾンは、オゾン発生器２０の下流端に設けられたオゾン供給管路２４を通ってサンプリング空間５３内に導入される。
【００１９】
上記オゾン濃度検出計３０は、サンプル管路３１を介して吸引されたサンプリング空間５３内のサンプル空気を、紫外線吸収方式あるいは半導体センシング方式等の所定のオゾンセンサに供給するように構成された市販のものが採用されている。オゾンセンサが検出したオゾン濃度の検出信号は、逐一制御装置４０に入力されるようになっている。
【００２０】
なお、本実施形態においては、オゾンを発生させる装置として対向電極２２に交流高周波高電圧を印加することによる放電を利用したオゾン発生器２０が用いられているが、本発明は、オゾンを発生させる装置が上記のようなオゾン発生器２０であることに限定されるものではなく、１７０ｎｍ付近の波長の紫外線を照射し得る紫外線ランプを採用してもよい。
【００２１】
上記制御装置４０は、いわゆるマイクロコンピュータと称される小型の電子計算機であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）や記憶装置が内装されているとともに、入力用のキーボードおよび出力用のディスプレーやプリンターを備えた入出力装置４１と、読み書き自在の外部記憶装置であるＲＡＭ４２と、読み取り専用の外部記憶装置であるＲＯＭ４３とが外装されている。
【００２２】
上記入出力装置４１からは、各種の測定条件やオゾン発生器２０の運転条件等が入力されるとともに、オゾン濃度検出計３０による検出結果や制御装置４０によって演算されたサンプリング空間５３内のオゾン濃度の半減期が出力されるようになっている。
【００２３】
上記ＲＡＭ４２は、入出力装置４１からの入力データや制御装置４０における演算途中の中間データ等であって、更新可能なものを一時的に記憶するためのものである。
【００２４】
上記ＲＯＭ４３には、オゾン濃度の半減期を演算するためのプログラムや、オゾン発生器２０およびオゾン濃度検出計３０の運転制御を行うためのプログラムが記憶されている。従って、入出力装置４１に設けられた図略のスタートスイッチをオン操作することにより、上記各プログラムが制御装置４０内に読み取られ、これによって制御装置４０は上記各プログラムに基いた制御を行い得る状態になる。
【００２５】
そして、制御装置４０には、内部のＣＰＵおよび記憶装置を組み合わせて構成された半減期演算部４４を有しており、この半減期演算部４４は、オゾン濃度検出計３０からの検出信号に基いてオゾン濃度の半減期を算出することになっている。この演算結果は入出力装置４１を介して出力されることになる。
【００２６】
上記入出力装置４１は、ケーシング１０１の図２における左側部の入出力スペース１０４に設けられたオペレーターとの間で遣り取りするためのインターフェース部分を有している。入出力スペース１０４は、ケーシング１０１の外側板および天板の一部が凹没することによって形成され、側板側のパネル板１０５と、天板１０７側のディスプレー板１０６とを備えている。
【００２７】
パネル板１０５には、テンキーその他の操作キーや電源スイッチ等が配設されているとともに、ディスプレー板１０６には、例えば液晶を備えてなるディスプレー画面４６が設けられ、入出力装置４１からのテンキーや操作キーを介した入力結果や、制御装置４０による演算結果などがディスプレー表示されるようになっている。
【００２８】
また、上記天板１０７の適所には、図略のプリンターの出力紙４７を繰り出すための細長い開口である出力口１０８が設けられ、制御装置４０の演算結果はこの出力口１０８から排出される出力紙４７にプリントアウトされるようになっている。
【００２９】
以下、ＲＯＭ４３に記憶され、必要の都度呼び出されて半減期演算部４４においてオゾン濃度の半減期を演算するプログラムの演算方式について説明する。サンプリング空間５３の容量をＶ（ｍ3）とし、この中にオゾン供給管路２４を通して注入量をＺ（ｇ／ｈ）のオゾンが注入されるとする。そして、
ｘ：サンプリング空間５３内のオゾン濃度（ｇ／ｍ3）
ｔ：オゾン注入開始からの経過時間（ｈ）
γ：オゾン濃度の減衰率
とした場合、微少時間（ｄｔ）の経過によるオゾン濃度の変化量（ｄｘ）は、
ｄｘ＝（Ｚ／Ｖ）・ｄｔ−γｘ・ｄｔ…▲１▼
となる。
【００３０】
この▲１▼式を解くと、
ｘ＝∫（（Ｚ／Ｖ）−γｘ）ｄｔ
＝（Ｚ／Ｖ）・（１／γ）・（１−ｅ-γt）…▲２▼
となる。
【００３１】
そして、減衰率（γ）と半減期（τ）との間には、「γ＝−０．６９３／τ」の関係が存在するため、この関係を▲２▼式に代入することにより、
ｘ＝（Ｚ／Ｖ）・（τ／−０．６９３）・（１−ｅ-(-0.693/τ)・t）…▲３▼
となる。
【００３２】
このようにして導出された▲３▼式は、（Ｚ）および（Ｖ）の値が予め設定された定数であるため、サンプリング空間５３内のオゾン濃度（ｘ）は、オゾン濃度の半減期（τ）と経過時間（ｔ）の関数になっている。そして、「ｔ→∞」とおくと、「（１−ｅ-(-0.693/τ)・t）→１」となるため、
ｘ∞＝（Ｚ／Ｖ）・（τ／−０．６９３）…▲４▼
となり、サンプリング空間５３内において、オゾン供給管路２４から供給されるオゾンとこのオゾンがサンプル空気中の汚染物質によって消費される消費量とが平衡した状態のオゾンの飽和濃度（ｘ∞）と半減期（τ）との関係が得られる。
【００３３】
従って、測定装置本体１０のＲＯＭ４３に予め▲４▼式を記憶させておき、サンプリング空間５３内のオゾン濃度が飽和濃度に到達した頃合いを見計らってオゾン濃度検出計３０の検出信号を制御装置４０の半減期演算部４４に入力し、半減期演算部４４に▲４▼式により半減期（τ）の値を演算させるようにしてもよいが、このようにすると、サンプリング空間５３内のオゾン濃度が飽和濃度（ｘ∞）に到達するまでに長時間（通常３時間〜５時間）を要する。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、サンプリング空間５３内にオゾンを注入し始めてから任意の時間が経過した時点におけるサンプリング空間５３内のオゾン濃度に基いてオゾン濃度の半減期を演算するようにしている。このために、上記▲３▼式を変形した演算式が採用される。すなわち、▲３▼式において、「（Ｚ／Ｖ）・（１／−０．６９３）」は定数であるためこれを「ｃ」とおく。そうすると、上記▲３▼式は、「ｘ＝ｃτ・（１−ｅ-0.693t/τ）」となる。そして、この式において、経過時間ｔ0の時点におけるオゾン濃度がｘ0であったとすると、「ｘ0＝ｃτ・（１−ｅ-0.693t0/τ）」となり、この式を変形することにより「１−（ｘ0／ｃτ）＝ｅ-0.693t0/τ」が得られる。
【００３５】
この式において演算の便宜上、「Ｃ＝ｘ0／ｃ」、「Ｔ＝−０．６９３ｔ0」および「τx＝１／τ」とおいて式の変形を行うと、「ｌｎ（１−Ｃ・τ）＝−Ｔ・τx」となる。この式の左辺を定法に従って展開すると、
ｌｎ（１−Ｃ・τx）＝−Ｃ・τx＋Ｃ2・τx2／２−Ｃ3・τx3／３…▲５▼
という展開式が得られる。この▲５▼式の右辺の第三項以下を無視して第二項までを採用することにより、「−Ｔ・τx＝−Ｃ・τx＋Ｃ2・τx2／２」が得られる。この式に基いてτxを演算するとともに、上記便宜上の式の各置き換えを元に戻して整理することにより、
τ＝｛ｘ0／［（Ｚ／Ｖ）・（１／−０．６９３）］2｝／２｛ｘ0／［（Ｚ／Ｖ）・（１／−０．６９３）］−０．６９３ｔ0｝…▲６▼
を得ることができる。この▲６▼式において、ｘ0、Ｚ、Ｖおよびｔ0は、全て既知の値であるため、これらの値を▲６▼式に代入して演算することにより、オゾン濃度の半減期（τ）の値を得ることができる。
【００３６】
そして、本発明においては、上記▲６▼式が予めＲＯＭ４３に記憶されており、必要の都度▲６▼式がＲＯＭ４３から半減期演算部４４に呼び出され、ここで▲６▼式に基く半減期の演算が実行されるようになっている。
【００３７】
具体的には、オゾン発生器２０からサンプリング空間５３内にオゾンが注入された後、任意の時間が経過してから、入出力装置４１を介してサンプリングのための指令信号を制御装置４０に入力すると、制御装置４０は、オゾン濃度検出計３０に向けて制御信号を出力し、これによってオゾン濃度検出計３０はサンプリング空間５３内からサンプル管路３１を介してサンプル気体を吸引し、所定のオゾンセンサでオゾンの濃度を検出してこの検出信号を半減期演算部４４に向けて出力する。
【００３８】
この検出信号を受信した半減期演算部４４は、上記▲６▼式に基いてオゾン濃度の半減期を演算する。因みに、半減期演算部４４内にはタイマー４５が内蔵されており、オゾン発生器２０の駆動開始時にこのタイマーがオンされるとともに、入出力装置４１からの上記指令信号が制御装置４０に入力された時点でタイマーがオフされ、これによってオゾン発生器２０の駆動開始からオゾン濃度検出計３０によるサンプリングまでの経過時間（▲６▼式におけるｔ0）が計測されるようになっている。半減期演算部４４による半減期（τ）の演算結果は入出力装置４１に向けて出力される。入出力装置４１は、この演算結果をディスプレーに画面表示するとともに、必要に応じてプリンターから印字出力する。この出力値によって測定対象のサンプリング空間５３におけるオゾン濃度の半減期（τ）を知ることができる。
【００３９】
このように▲６▼式を用いてオゾン濃度の半減期を求める方式によれば、オゾン発生器２０からのオゾンがサンプリング空間５３内に注入され始めた後、任意の時間が経過してからオゾン濃度検出計３０によってサンプリング空間５３内のオゾン濃度を一点のみ検出することによって直ちにオゾン濃度の半減期（τ）を得ることができるため、サンプリング空間５３内のオゾン濃度を飽和に達するまで経時的に連続的に測定し、この測定結果をグラフ化した上で半減期を求める半減期の測定方法に比べて大幅に測定時間を短縮することが可能になる。
【００４０】
つぎに、▲６▼式とは異なる演算式に基いて半減期を求める方式について説明する。この方式は、先の実施形態とは逆にサンプリング空間５３内のオゾン濃度が初期値（ｘ0）として設定されている場合に適用されるものである。
【００４１】
この場合には、測定開始時点にすでにサンプリング空間５３内に所定濃度のオゾンが存在し、所定の減衰率でサンプル空気中の汚染物質によってそのオゾンが消費されるとして微分方程式を作成し、この微分方程式を解くことにより、
ｘ＝ｘ0・ｅ-0.693t/τ…▲７▼
というオゾン濃度の減衰式を得ることができる。なお、▲７▼式において、τはオゾン濃度の半減期（ｈ）、ｔは測定開始からの経過時間（ｈ）、ｘ0はサンプリング空間５３内の初期のオゾン濃度、ｘは経過時間ｔにおけるオゾン濃度（ｇ／ｍ3）である。
【００４２】
上記▲７▼式を変形することにより半減期（τ）を求めるための
τ＝（−０．６９３ｔ）／ｌｎ（ｘ／ｘ0）…▲８▼
を得ることができる。この▲８▼式は、サンプリング空間５３内のオゾンの濃度ｘ0をオゾン濃度検出計３０によって測定することにより既知とした上で、初期濃度の測定からｔ時間が経過した時点で再びオゾン濃度検出計３０によりサンプリング空間５３内のオゾン濃度を測定することにより、オゾン濃度の半減期が直ちに演算されることを示している。
【００４３】
そして、この実施形態においては、ＲＯＭ４３に上記▲６▼式に代えて▲８▼式が記憶され、測定の都度この▲８▼式が半減期演算部４４に読み込まれて半減期の演算が実行されることになる。
【００４４】
以上詳述したように、本発明の測定装置本体１０は、所定のサンプリング空間５３内に供給されたオゾン濃度の変化を検出することによってオゾンの初期濃度の半減期（τ）を測定するオゾン濃度の半減期を測定するものであり、サンプリング空間５３内にオゾンを供給するオゾン発生器２０と、サンプリング空間５３内のオゾン濃度を検出するオゾン濃度検出計３０と、オゾン濃度の半減期（τ）を演算する制御装置４０とを備えた基本構成を有し、しかも、制御装置４０は半減期演算部４４を有し、この半減期演算部４４は、オゾン濃度検出計４０が検出したサンプリング空間５３内の初期オゾン濃度と任意の時間が経過後のオゾン濃度とに基いてオゾン濃度半減期（τ）を演算するように構成されているため、オゾン濃度半減期（τ）を測定するに際し、サンプリング空間５３内の初期のオゾン濃度と任意の時点でのオゾン濃度とを測定するだけでそのサンプリング空間５３のオゾン濃度半減期（τ）を得ることが可能になり、オゾンが飽和濃度になるまでオゾン濃度検出計３０で経時的かつ連続的にサンプリング空間５３内を測定しなければならない半減期測定方式に比べて測定時間が格段に短縮され、これによってオゾン濃度半減期（τ）の測定効率を大幅に向上させることができる。
【００４５】
そして、オゾン濃度半減期（τ）を演算する計算式として、ｘ＝ｘ0×ｅｘｐ（−０．６９３ｔ／τ）（上記▲７▼式）を採用し、この計算式を制御装置４０に記憶させて半減期演算部４４にこの計算式に基いたオゾン濃度半減期（τ）を演算させるようにすることができる。この計算式を採用する場合は、サンプリング空間５３内の初期のオゾン濃度（ｘ0）と、経過時間（ｔ）の時点でのサンプリング空間５３内のオゾン濃度（ｘ）との二点のみをオゾン濃度検出計３０により測定することでオゾン濃度半減期（τ）を得ることができる。
【００４６】
また、上記の式に代えて、ｘ＝（Ｚ／Ｖ）×（τ／−０．６９３）×（１−ｅｘｐ（−０．６９３ｔ／τ））（上記▲３▼式）を採用してもよい。この式を採用する場合は、サンプリング空間５３内の初期のオゾン濃度は、「０ｇ／ｍ3」であって予め既知であるため、サンプリング空間５３にオゾンの供給を開始してから任意の経過時間（ｔ）の時点でサンプリング空間５３内のオゾン濃度を一点のみ測定することによりオゾン濃度半減期（τ）を得ることができる。
【００４７】
上記の実施形態においては、気体である空気を汚染対象物の例に挙げて説明したが、本発明は、汚染対象物が気体であることに限定されるものではなく、汚染対象物が水等の液体であってもよい。
【００４８】
【実施例】
本発明に係る測定装置本体１０によって、所定の汚染物質が存在するサンプリング空間５３内のオゾン濃度半減期（τ）を測定した場合、その測定結果の半減期（τ）に基くサンプリング空間５３内のオゾン濃度の経時変化が、実際の半減期と一致するか否かについて検証するために、以下の試験を実施した。
【００４９】
まず、１ｍ3に容量設定された図２に示すような直方体状の密閉されたサンプリング空間（壁部５１の表面は塩化ビニルによって覆われている）に汚染源としてのバナナを所定量装填し、引続きオゾン発生器２０からのオゾンをオゾン供給管路２４を介してサンプリング空間５３内に注入した。オゾンの注入量は、０．７ｍｇ／ｈに設定した。
【００５０】
そして、オゾン濃度検出計３０により所定の測定スパンでサンプリング空間５３内のオゾン濃度を測定しながら、オゾンが飽和濃度（ｘ∞）に達するまでオゾンの注入を継続するとともに、飽和濃度（ｘ∞）に到達したと見なされた時点でオゾンの注入を停止した。オゾンの注入停止後もオゾン濃度検出計３０によるオゾン濃度の測定は継続し、オゾン濃度が略「０」になった時点でオゾン濃度検出計３０による測定を中止した。これらの測定値については、入出力装置４１によりプリントアウトした。
【００５１】
一方、オゾン濃度の測定を開始してから１時間が経過した時点（ｔ＝１）における、オゾン濃度検出計３０により測定されたオゾン濃度（ｘ）に基いて上記▲６▼式によりオゾン濃度半減期（τ）を求め、このτの値を上記▲３▼式および▲７▼式に代入して経時的なオゾン濃度の計算値を入出力装置４１からプリントアウトさせた。
【００５２】
図３は、これらのプリントアウトにより得られたサンプリング空間５３内のオゾン濃度の経時変化を示すグラフであり、折れ線で実測値を示しているとともに、黒丸で計算値を示している。
【００５３】
図３のグラフで明らかなように、オゾン濃度の計算値は、実測値と極めて高い相関関係で良好に対応しており、このことから、本発明の半減期測定装置１００を用いた半減期の測定結果が極めて精度の高いものであることを実証することができた。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、容器内の初期のオゾン濃度またはオゾン発生器が単位時間当たりに上記容器内にオゾンを注入する量及び上記容器の容量と、測定開始から入出力装置が制御装置に指令信号を入力したときまでの経過時間と、上記指令信号の入力時にオゾン濃度検出計が検出するオゾン濃度とを測定するだけでその容器内のオゾン濃度半減期を得ることができ、オゾンが飽和濃度になるまでオゾン濃度検出計で経時的かつ連続的に容器内のオゾン濃度を測定しなければならない半減期測定方式に比べて測定時間が格段に短縮され、これによってオゾン濃度半減期の測定効率を大幅に向上させることができる。
【００５５】
従って、かかる半減期測定装置によって測定されたオゾン濃度の半減期を、汚染空間の汚染度合いの評価指数として採用すれば、汚染物質の濃度そのものを測定し、その測定値で汚染空間の汚染の度合いを評価する従来の評価方式に比較し、より迅速かつ適正に総合的な汚染の度合い評価することが可能になるとともに、注入するべきオゾン量やオゾン濃度等を決めるオゾン注入計画をより実効のあるものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオゾン濃度の半減期測定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の半減期測定装置の外観形状の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】オゾン濃度の経時変化を示すグラフであり、折れ線で実測値を、黒丸で計算値をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１００  半減期測定装置    １０１  ケーシング
１０２  汚染空気取入口    １０３  水平軸
１０４  入出力スペース    １０５  パネル板
１０６  ディスプレー板    １０７  天板
１０８  出力口
１０  測定装置本体        ２０  オゾン発生器
２１  交流高電圧発生回路  ２２対向電極
２３  ファン              ２４オゾン供給管路
３０  オゾン濃度検出計    ３１  サンプル管路
４０  制御装置            ４１  入出力装置
４２  ＲＡＭ              ４３  ＲＯＭ
４４  半減期演算部        ４５  タイマー
４６  ディスプレー画面    ４７  出力紙
５０  サンプリングボックス（容器）
５１  壁部                ５２  開閉扉
５３  サンプリング空間    ５４  攪拌ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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