(57)【要約】【課題】フィルタの破損等を確実に防止することのできる粒子状物質測定装置を提供すること。【解決手段】互いに近接した状態のフィルタ押さえ部２ａおよびフィルタ支持部３によってフィルタ１３を挟持し、この状態でサンプルガス導入装置６を作動させて導出部２からフィルタ支持部３の排気口３ａへとサンプルガスを流し、前記フィルタ１３を通過したサンプルガス中に含まれている粒子状物質をフィルタ１３によって捕集させる制御と、前記フィルタ１３による粒子状物質の捕集後、前記サンプルガス導入装置６の作動を停止させ、当該フィルタ１３を挟持するフィルタ押さえ部２ａおよびフィルタ支持部３を互いに離間させ、その離間させた状態で前記サンプルガス導入装置６を再度作動させる制御とを行う制御部１７を備えた。【選択図】図１
2007315931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルガスを採取するためのサンプルガス採取部と、このサンプルガス採取部に連通し前記サンプルガスを導出する導出部と、この導出部と対向するように配置された排気口を有するフィルタ支持部と、前記サンプルガス採取部内にサンプルガスを導入し、このサンプルガスを前記導出部および前記フィルタ支持部の排気口にこの順で流すためのサンプルガス導入装置と、前記導出部の周縁に設けられたフィルタ押さえ部および前記フィルタ支持部のいずれか一方を他方に対して近接離間するように移動させる移動用装置と、前記導出部およびフィルタ支持部の間に配置されるフィルタとを備えた粒子状物質測定装置であって、互いに近接した状態のフィルタ押さえ部およびフィルタ支持部によって前記フィルタを挟持し、この状態でサンプルガス導入装置を作動させて導出部から排気口へとサンプルガスを流し、前記フィルタを通過したサンプルガス中に含まれている粒子状物質をフィルタによって捕集させる制御と、前記フィルタによる粒子状物質の捕集後、前記サンプルガス導入装置の作動を停止させ、当該フィルタを挟持するフィルタ押さえ部およびフィルタ支持部を互いに離間させ、その離間させた状態で前記サンプルガス導入装置を再度作動させる制御とを行う制御部を備えたことを特徴とする粒子状物質測定装置。
【請求項２】
前記フィルタがテープ状に形成され、また、このフィルタは一定時間毎に走行移動を行い、かつ、この走行移動は、前記フィルタが前記フィルタ押さえ部およびフィルタ支持部により挟持されていないときに行われるように構成されている請求項１に記載の粒子状物質測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば大気中の浮遊粒子状物質（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：以下、ＳＰＭという）等の粒子状物質の濃度や成分等を測定するための浮遊粒子状物質測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人はすでに、大気をサンプルガスとして吸引し、このサンプルガスをフィルタテープの一面側から他面側へと通過させ、前記フィルタテープに測定スポットを形成することにより、測定スポットに捕集された大気中のＳＰＭの濃度を精度良く測定する浮遊粒子状物質測定装置を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０５４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、フィルタテープに捕集したＳＰＭの濃度や成分分析等の測定精度をより向上させるために、一部のフィルタテープ（例えばフッ素樹脂系のフィルタテープなど）の薄型化が進んでいる。そして、この薄型化に伴って、以下のような弊害が生じる懸念がある。
【０００５】
すなわち、上記浮遊粒子状物質測定装置において、フィルタテープに対する前記測定スポットの形成は、当該フィルタテープの一面側に設けられたサンプルガス導出用のノズルと他面側に設けられたフィルタテープ支持用の板状部材とでフィルタテープを挟み、フィルタテープに当接した状態の前記ノズルからサンプルガスを導出し、フィルタテープを通過したサンプルガスを前記板状部材に設けられた排気口から下流側へと排気することによって行われる。そして、測定スポットの形成後には、新たな測定スポットをフィルタテープに形成するために当該フィルタテープを所定距離だけ走行移動させる必要があり、その際に、フィルタテープを挟持していた前記ノズルおよび板状部材のうち、ノズルを板状部材から離間させる構成が従来よりとられている。
【０００６】
しかし、測定スポットを形成する間、前記ノズルはフィルタテープに当接した状態となっており、このフィルタテープのシール性に起因して、上記離間後のノズルにフィルタテープが張り付いた状態となるおそれがある。従って、この場合には、フィルタテープの走行移動に伴って破損等が生じ、さらには装置自体にも故障が生じる可能性がある。しかも、上記のような破損等は、上述したフィルタテープの薄型化によってより生じ易くなっているものと考えられる。
【０００７】
また、前記浮遊粒子状物質測定装置による測定は、１日から数日にかけて無人状態にて行われることもあり、この無人測定の間にフィルタテープの破断や装置の故障等が発生していると、数日間にわたる再度の測定が必要となるなど、時間的・コスト的な無駄が多大となるというおそれもある。
【０００８】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、フィルタの破損等を確実に防止することのできる粒子状物質測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の粒子状物質測定装置は、サンプルガスを採取するためのサンプルガス採取部と、このサンプルガス採取部に連通し前記サンプルガスを導出する導出部と、この導出部と対向するように配置された排気口を有するフィルタ支持部と、前記サンプルガス採取部内にサンプルガスを導入し、このサンプルガスを前記導出部および前記フィルタ支持部の排気口にこの順で流すためのサンプルガス導入装置と、前記導出部の周縁に設けられたフィルタ押さえ部および前記フィルタ支持部のいずれか一方を他方に対して近接離間するように移動させる移動用装置と、前記導出部およびフィルタ支持部の間に配置されるフィルタとを備えた粒子状物質測定装置であって、互いに近接した状態のフィルタ押さえ部およびフィルタ支持部によって前記フィルタを挟持し、この状態でサンプルガス導入装置を作動させて導出部から排気口へとサンプルガスを流し、前記フィルタを通過したサンプルガス中に含まれている粒子状物質をフィルタによって捕集させる制御と、前記フィルタによる粒子状物質の捕集後、前記サンプルガス導入装置の作動を停止させ、当該フィルタを挟持するフィルタ押さえ部およびフィルタ支持部を互いに離間させ、その離間させた状態で前記サンプルガス導入装置を再度作動させる制御とを行う制御部を備えたことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
また、上記粒子状物質測定装置において、前記フィルタがテープ状に形成され、また、このフィルタは一定時間毎に走行移動を行い、かつ、この走行移動は、前記フィルタが前記フィルタ押さえ部およびフィルタ支持部により挟持されていないときに行われるように構成されていてもよい（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、フィルタの破損等を確実に防止することのできる粒子状物質測定装置が得られる。すなわち、前記フィルタによる粒子状物質の捕集後、前記サンプルガス導入装置の作動を停止させ、当該フィルタを挟持するフィルタ押さえ部およびフィルタ支持部を互いに離間させ、その離間させた状態で前記サンプルガス導入装置を再度作動させる制御を前記制御部に行わせるので、たとえフィルタ押さえ部およびフィルタ支持部を互いに離間させる際にフィルタがフィルタ押さえ部に張り付いた状態となっていても、これを剥がすことができ、その後にフィルタが走行移動を行う場合でもその破損等が発生するのを確実に防止することができる。
【００１２】
そして、上記の効果が得られることは、請求項２に係る発明のように、フィルタを用いて粒子状物質の捕集を複数回連続的に行うため、フィルタが走行移動する場合に特に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の一実施の形態に係る粒子状物質測定装置（以下、測定装置という）の構成を概略的に示す説明図、図２（Ａ）および（Ｂ）は、前記測定装置の要部の構成を概略的に示す説明図、図３（Ａ）は、前記測定装置のフィルタ押さえ部の構成を概略的に示す底面図、図３（Ｂ）は、前記測定装置のフィルタの構成を概略的に示す平面図、図３（Ｃ）は、前記測定装置のフィルタ支持部の構成を概略的に示す平面図である。
【００１４】
まず、図１に示すように、前記測定装置は、大気からサンプルガスを採取するためのサンプルガス採取部１を備えている。ここで、このサンプルガス採取部１は、大気導入管１ａと、この大気導入管１ａの上流部に設けられた分粒器１ｂとを有している。この分粒器１ｂは、サンプルガス（大気）中に含まれるＳＰＭを分級し、所定の粒径を超えるＳＰＭを捕捉し、所定の粒径以下のＳＰＭを選択的に大気導入管１ｂ側に通過させるものである。
【００１５】
なお、前記分粒器１ｂとしては、例えば、サンプルガスの渦流による遠心分離を利用して分粒を行うサイクロン式ボリュームサンプラ（一般的にサイクロンと呼ばれている）や、サンプルガスの衝突によって小粒径のＳＰＭを選択的にサンプリングするインパクト式ローボリュームサンプラ（一般的にインパクタと呼ばれている）が挙げられる。
【００１６】
そして、図１に示すように、前記サンプルガス採取部１を構成する大気導入管１ａの下流側には、このサンプルガス採取部１に連通し前記サンプルガスを下向きに導出する導出部２が設けられている。また、この導出部２の周縁には、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、後述するフィルタ１３に当接可能なフィルタ押さえ部２ａが設けられていると共に、導出部２の下側には、この導出部２と対向するように配置された排気口３ａを有するフィルタ支持部３が設けられており、前記排気口３ａの下流側には大気導出管４が設けられている（図１参照）。
【００１７】
さらに、前記大気導出管４には、図１に示すように、ガス流量調整器５を介してサンプルガス導入装置（例えば真空ポンプなどのサンプリングポンプ）６が接続されていると共に、前記サンプルガスの流量を測定するガス流量計７が設けられている。なお、前記サンプルガス導入装置６は、大気から前記サンプルガス採取部１内にサンプルガスを導入し、このサンプルガスを導出部２および排気口３にこの順で流すためのものである。
【００１８】
一方、前記測定装置の装置本体は、図１に示すように、上ブロック８と下ブロック９とで構成されており、前記導出部２の周縁に設けられたフィルタ押さえ部２ａを前記フィルタ支持部３ａに対して近接離間するように移動させる移動用装置１０が上ブロック８に設けられている。ここで、この移動用装置１０としては、公知である種々の構成のものを採用することができ、その一例としては、特許文献１の図５、図６およびその関連記載等に示されている離間レバーや付勢手段、アクチュエータを用いる構造のものが挙げられ、この実施の形態でもその構造を採用している。なお、図１には、移動用装置１０のうち、離間レバー１０ａのみを図示している。
【００１９】
また、図２（Ａ）および（Ｂ）並びに図３（Ａ）に示すように、前記導出部２は、上ブロック８の下側に開口部を設けることによって形成されており、この導出部２の周縁に設けられた前記フィルタ押さえ部２ａは、下向きに突出する環状（ノズル状）の突起部となっている。
【００２０】
これに対して、前記排気口３は、図２（Ａ）および（Ｂ）並びに図３（Ｃ）に示すように、下ブロック９の上側に設けられた開口部を覆う板状のフィルタ支持部３を設けると共に、このフィルタ支持部３に貫通孔を設けることによって形成されており、この排気口３は、図３（Ａ）に示すように、フィルタ支持部３に格子部分を残してこれを円形に切り欠いた形状となっている。
【００２１】
そして、前記上ブロック８には下向きに測定用光線（例えばβ線）を照射する照射部（例えばβ線源）１１が設けられ、下ブロック９には、前記照射部１１に対応する検出部（例えば検出したβ線の強度に応じた信号を出力する比例計数管よりなるβ線検出器）１２が設けられている。
【００２２】
他方、前記測定装置は、前記導出部２および排気口３の間に配置されるテープ状に形成されたフィルタ（フィルタテープ）１３を備え、このフィルタ１３は一定時間毎に走行移動を行い、かつ、この走行移動は、前記フィルタ１３が前記フィルタ押さえ部２ａおよびフィルタ支持部３により挟持されていないときに行われるように構成されている。具体的には、前記フィルタ１３は、適宜の駆動装置（例えばモータ等、図示していない）によって供給リール１４から繰り出され、巻取りリール１５に巻き取られるようにこれら両リール１４，１５間に張設され、かつ、フィルタ押さえ１６ａ付きアイドルローラ１６並びに図外のテンションローラを介して一定経路に沿って一定時間毎に所定の長さ単位に走行移動可能に構成されている。
【００２３】
ここで、前記フィルタ１３は、長さが例えば約４０ｍで、幅が例えば約４ｃｍである。また、このフィルタ１３は、例えば四フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂よりなる多孔質フィルムと、通気性を有する補強層とを積層することで構成されている。このフィルタ１３は、通常、すなわち、２〜２４時間に亘るＳＰＭの吸引捕集時には通気方向の上流側（上部）に前記多孔質フィルムを、かつ、通気方向の下流側（下部）に補強層を配置して用いられる。
【００２４】
さらに、前記測定装置は、ガス流量調整器５、サンプルガス導入装置６、ガス流量計７、移動用装置１０、照射部１１、検出部１２およびフィルタ１３用の前記駆動装置に対して、その制御や出力の演算処理等を行う制御部１７を備えている。
【００２５】
次に、前記測定装置を用いたＳＰＭの測定方法について説明する。（１）まず、フィルタ１３を巻回した供給リール１４から繰り出したフィルタ１３の先端を、アイドルローラ１６及びテンションローラを経て巻取りリール１５の芯体に固定することにより、フィルタ１３をフィルタ押さえ部２ａとフィルタ支持部３との間を含む一定経路に沿って一定時間毎に所定の長さ単位に走行移動可能な状態に張設する（図１参照）。
【００２６】
（２）次いで、図２（Ａ）に示すように、前記フィルタ押さえ部２ａをフィルタ支持部３側に接近移動させ、互いに近接した状態の両者２ａ，３によってフィルタ１３を挟持させた後、サンプルガス導入装置６を作動させ（ＯＮにして）、前記フィルタ１３を通過したサンプルガス中に含まれているＳＰＭをフィルタ１３によって捕集させる制御を前記制御部１７に行わせる。この実施の形態では、サンプルガスとしてのＳＰＭを含む大気が、図１に示すように、サンプルガス採取部１、分粒器１ｂ、大気導入管１ａ、上ブロック８の導出部２、フィルタ１３、下ブロック９の排気口３ａ、大気導出管４にこの順で流れる状態となるような制御を前記制御部１７に行わせる。
【００２７】
そして、この状態では、フィルタ押さえ部２ａとフィルタ支持部３とはフィルタ１３を介してシール性（気密性）を有する状態で互いに当接しあい、導出部２から排気口３ａへと向かう前記サンプルガスはフィルタ１３をその上面側（一面側）から下面側（他面側）へと漏れなく通過することになる。そのため、この状態を例えば２〜２４時間保つことにより、サンプルガス中のＳＰＭがフィルタ１３に捕集され、図３（Ｂ）に示すように、フィルタ１３に測定スポット１８が形成される。
【００２８】
（３）続いて、制御部１７の制御により、前記サンプルガス導入装置６をＯＦＦにすると共に、前記測定スポット１８に対して照射部１１から測定用光線を照射させ、その測定スポット１８を透過した透過光または測定スポット１８において散乱等により生じた散乱光等の二次光を検出部１２で検出し、その検出値を用いて所定の演算を行うことによって、前記ＳＰＭに関するデータが得られる。例えば、照射部１１からβ線を照射し、測定スポット１８を透過したβ線を検出部１２で検出し、その検出したβ線強度と所定の演算式とを用いて演算を行うことにより、測定対象とするＳＰＭの質量が算出できるとともに、その質量と前記導出部２に供給されるサンプルガスの流量とによってＳＰＭの濃度を測定することができる。
【００２９】
（４）その後、前記照射部１１をＯＦＦにすると共に、前記フィルタ押さえ部２ａをフィルタ支持部３に対して離間（離反）移動させ（図２（Ｂ）参照）、この状態で、前記サンプルガス導入装置６を再度作動させる制御を制御部１７に行わせる。従って、図２（Ｂ）に仮想線で示すように、フィルタ１３がフィルタ押さえ部２ａに張り付いた状態となっていても、上記制御に伴うサンプルガス導入装置６の再度の作動により、サンプルガスが導出部２から排気口３へと向かって流れるため、前記フィルタ１３に鉛直下向きの力（フィルタ１３をフィルタ押さえ部２ａから剥がす向きの力）が加わって、フィルタ１３がフィルタ押さえ部２ａから剥がれることになる。
【００３０】
そのため、前記サンプルガス導入装置６の再度の作動は瞬間的に行われるか短時間に行われる（例えば、１秒〜２秒程度）ことが望ましく、長時間にわたる作動は不要である。なお、このサンプルガス導入装置６の再度の作動を、例えば複数回連続的に行ってもよい。
【００３１】
（５）続いて、制御部１７の制御により、サンプルガス導入装置６をＯＦＦにし、巻取りリール１５を駆動回転させて、フィルタ１３を所定の長さ単位で巻取りリール１５側に走行移動させ、この状態で再び前記（２）〜（４）の自動制御が行われる。
【００３２】
上記の構成からなる測定装置では、前記フィルタ１３によるＳＰＭの捕集後、前記サンプルガス導入装置６の作動を停止させ、当該フィルタ１３を挟持するフィルタ押さえ部２ａおよびフィルタ支持部３を互いに離間させ、その離間した状態で前記サンプルガス導入装置６を再度作動させる制御を前記制御部１７に行わせるので、たとえフィルタ押さえ部２ａをフィルタ支持部３から離間させる際にフィルタ１３がフィルタ押さえ部２ａに張り付いた状態となっていても、これを剥がすことができ、その後に所定の長さ単位の走行移動を行うフィルタ１３が破損等するのを確実に防止することができる。そのうえ、同時に、前記フィルタ押さえ部２ａやその他の部分における破損や故障等も防止することができる。
【００３３】
また、前記サンプルガス導入装置６を再度作動させたにも拘わらず、フィルタ１３がフィルタ押さえ部２ａから剥がれなかったという事態が万一生じたとしても、その張り付き力は非常に小さくなっているので、その後のフィルタ１３の所定の長さ単位の走行移動の開始後すぐに、フィルタ１３はフィルタ押さえ部２ａから剥がれることになり、フィルタ１３の破損等が発生するおそれはない。
【００３４】
なお、この発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、種々に変形して実施することができる。具体例を挙げれば、まず、上記実施の形態において、サンプルガス導入装置６は下流部（大気導出管４）に設けられているが、この構成に限らず、例えば、サンプルガス導入装置６を上流部（大気導入管１ａ）に設けてもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態では、移動用装置１０によりフィルタ押さえ部２ａが上下に移動するが、この構成に限らず、例えば、移動用装置１０によりフィルタ押さえ部２ａではなくフィルタ支持部３が上下に移動してもよく、両方２ａ，３が移動してもよい。
【００３６】
さらに、上記実施の形態では、前記照射部１１が上ブロック８に設けられ、検出部１２が下ブロック９に設けられているが、この構成に限らず、例えば、照射部１１が下ブロック９に設けられ、検出部１２が上ブロック８に設けられていてもよい。
【００３７】
また、前記フィルタ１３は、例えばガラスファイバ製のフィルタ（ガラスフィルタ）であってもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、所定の長さ単位の走行移動を行うテープ状のフィルタ１３に対して順次測定スポット１８を形成するように構成してあるが、この構成に限らず、例えば、測定スポットの形成を行う部位に、複数の円形状や矩形状をしたフィルタを順次送るように構成されていてもよい。
【００３９】
さらに、上記実施の形態では、大気中の浮遊粒子状物質を測定する場合について記載しているが、車の排ガスや煙道に含まれる粒子状物質を測定する場合についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施の形態に係る粒子状物質測定装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、前記測定装置の要部の構成を概略的に示す説明図である。
【図３】（Ａ）は、前記測定装置のフィルタ押さえ部の構成を概略的に示す底面図、（Ｂ）は、前記測定装置のフィルタの構成を概略的に示す平面図、（Ｃ）は、前記測定装置のフィルタ支持部の構成を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
２    導出部
２ａ  フィルタ押さえ部
３    フィルタ支持部
３ａ  排気口
６    サンプルガス導入装置
１３    フィルタ
１７    制御部
【図１】
2007315931.tif 000003
【図２】
2007315931.tif 000004
【図３】
2007315931.tif 000005