(57)【要約】【課題】微粒子捕集装置において微粒子を帯電させて計測容易な数の微粒子を捕集板に捕集すること。【解決手段】微粒子の入口側に微粒子カウンタ（ＬＰＣ）１３を設ける。そしてＬＰＣ１３で微粒子数を計数しつつ気体に微粒子を帯電させ、スライドガラス２０上に捕集する。そして微粒子カウンタ１３で計数している微粒子の計数値が閾値となれば、吸引ポンプ２３を停止して、吸引を停止する。こうすれば適切な数の微粒子をスライドガラス２０上に捕集することができる。【選択図】図１
2007127427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体に浮遊する微粒子を捕集する微粒子捕集装置であって、
気体の取入口より取入れられた気体中の微粒子数を計数する微粒子カウンタと、
ダクトを介して前記微粒子カウンタの出口側に設けられ、気体中の微粒子を帯電させるコロナ放電部と、
前記コロナ放電部によって帯電した微粒子を導電性のガラス上に捕集する微粒子捕集部と、
前記微粒子カウンタ、前記コロナ放電部及び前記微粒子捕集部を気体が通過するように、前記微粒子カウンタの入口側より気体を吸引して前記微粒子捕集部を通過した気体を排出する吸引ポンプと、
動作開始後に前記微粒子カウンタの計数値が閾値に達したときに、前記吸引ポンプを停止するポンプ制御部と、具備することを特徴とする微粒子捕集装置。
【請求項２】
前記ポンプ制御部に接続され、測定対象となる微粒子と他の微粒子との濃度比を設定する設定部を更に有し、
前記ポンプ制御部は、前記設定部によって設定された濃度比が大きければ閾値を小さく、濃度比が小さければ閾値を大きくするように前記閾値を設定することを特徴とする請求項１記載の微粒子捕集装置。
【請求項３】
気体に浮遊する微粒子を捕集する微粒子捕集方法であって、
微粒子カウンタによって気体の取入口より取入れられた気体中の微粒子数を計数し、
微粒子数を計数した後の気体中の微粒子をコロナ放電部によって帯電させ、
前記コロナ放電によって帯電した微粒子を導電性のガラス上に捕集し、
前記微粒子カウンタ、前記コロナ放電部及び微粒子捕集部を気体が通過するように、前記微粒子カウンタの入口側より気体を吸引して前記微粒子捕集部を通過した気体を排出し、
動作開始後に前記微粒子カウンタの計数値が閾値に達したときに、気体の吸引を停止することを特徴とする微粒子捕集方法。
【請求項４】
測定対象となる微粒子と他の微粒子との濃度比を設定し、
設定された濃度比が大きければ閾値を小さく、濃度比が小さければ閾値を大きくするように前記閾値を設定することを特徴とする請求項３記載の微粒子捕集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微粒子捕集装置及び微粒子捕集方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気中の微粒子を分析するために、従来より空気中に浮遊する微粒子をガラス捕集板に捕集して微粒子の観察、分析をするサンプリング装置が知られている。（特許文献１）この装置では円筒形のホッパを設けてキャリアガスに対してコロナ放電させ、微粒子を帯電させ、円筒形ホッパに帯電した微粒子を捕集している。
【特許文献１】特開平７−４７２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年アスベストによる被害が問題となり、種々の環境下でアスベストの個数濃度を測定することが求められている。しかし種々の微粒子に混在するアスベスト数を正確に計測するため、アスベストを捕集板に捕集した後でなければ計数が難しいという欠点があった。
【０００４】
特許文献１に示された捕集装置では、捕集後に微粒子の観察、分析をする場合において、多数の微粒子が捕集されてしまうと形状分析が難しくなる。従って適当な数の微粒子を捕集した後に捕集を停止する必要があるが、この停止のタイミングを決定することが難しいという欠点があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、種々の環境下において適当な数の微粒子を容易に捕集することができる微粒子捕集装置及び微粒子捕集方法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】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明の微粒子捕集装置は、気体に浮遊する微粒子を捕集する微粒子捕集装置であって、気体の取入口より取入れられた気体中の微粒子数を計数する微粒子カウンタと、ダクトを介して前記微粒子カウンタの出口側に設けられ、気体中の微粒子を帯電させるコロナ放電部と、前記コロナ放電部によって帯電した微粒子を導電性のガラス上に捕集する微粒子捕集部と、前記微粒子カウンタ、前記コロナ放電部及び前記微粒子捕集部を気体が通過するように、前記微粒子カウンタの入口側より気体を吸引して前記微粒子捕集部を通過した気体を排出する吸引ポンプと、動作開始後に前記微粒子カウンタの計数値が閾値に達したときに、前記吸引ポンプを停止するポンプ制御部と、具備することを特徴とするものである。
【０００７】
ここで前記ポンプ制御部に接続され、測定対象となる微粒子と他の微粒子との濃度比を設定する設定部を更に有し、前記ポンプ制御部は、前記設定部によって設定された濃度比が大きければ閾値を小さく、濃度比が小さければ閾値を大きくするように前記閾値を設定するようにしてもよい。
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の微粒子捕集方法は、気体に浮遊する微粒子を捕集する微粒子捕集方法であって、微粒子カウンタによって気体の取入口より取入れられた気体中の微粒子数を計数し、微粒子数を計数した後の気体中の微粒子をコロナ放電部によって帯電させ、前記コロナ放電によって帯電した微粒子を導電性のガラス上に捕集し、前記微粒子カウンタ、前記コロナ放電部及び微粒子捕集部を気体が通過するように、前記微粒子カウンタの入口側より気体を吸引して前記微粒子捕集部を通過した気体を排出し、動作開始後に前記微粒子カウンタの計数値が閾値に達したときに、気体の吸引を停止することを特徴とするものである。
【０００９】
ここで測定対象となる微粒子と他の微粒子との濃度比を設定し、設定された濃度比が大きければ閾値を小さく、濃度比が小さければ閾値を大きくするように前記閾値を設定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
このような特徴を有する本発明によれば、取入口より取り入れられた微粒子数を計数しつつ帯電させ、これを捕集することができる。従って適当な数の微粒子が通過した後に吸引を停止することによって、捕集する微粒子数を適正な数に設定することができる。又測定対象となる微粒子の濃度比とその他の微粒子との濃度比を設定することによって、閾値を適宜設定することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は実施の形態による微粒子捕集装置の構成を示すブロック図である。図１において微粒子入口１１には図示のように断面Ｔ字形のインパクタ１２が設けられる。インパクタ１２は微粒子の粒径を分級するものであり、その微粒子入口１１に沿ってレーザ微粒子カウンタ（ＬＰＣ）１３が設けられる。ＬＰＣ１３は後述するように、微粒子の流路にレーザ光源からのレーザ光を照射し、その散乱光に基づいて所定粒径以上の粒子数を計数するものである。
【００１２】
そしてＬＰＣ１３の出口側に、コロナ放電部１４が設けられる。コロナ放電部１４は、図示のようにシリンダ１５内に絶縁体で構成されたスペーサ１６を有しており、その中央部に電極１７が保持される。この放電部の電極１７の下方先端はニードル１８として形成されている。ＬＰＣ１３の出口側から導かれたダクトは、電極１７及びその先端のニードル１８の近傍を通過するように構成されている。ニードル１８の周囲は細く、流路が狭められており、これによってニードル１８の近傍でコロナ放電が生じ、ダクトを通過する微粒子が帯電するようになっている。このコロナ放電によってダクトを通過した微粒子が帯電する。そしてこの流出口に対向する位置にスライドガラス２０を設ける。スライドガラス２０は蒸着等によって形成された導電性のコーティングを一面に有し、帯電した微粒子をその表面に捕集するものである。このスライドガラス２０とその上部の空間とは帯電した微粒子を導電性ガラス上に捕集する微粒子捕集部２１を構成している。
【００１３】
又高圧電源部１９は電極部１７とスライドガラス２０の両端に高圧電源を与えることによってコロナ放電を発生させるものである。ここでスライドガラス２０は着脱自在とし、微粒子の捕集を行った後、交換できるように構成されている。
【００１４】
そして微粒子捕集部２１の出口側に、シリンダ部の外部に向けてダクト２２が設けられ、更に吸引ポンプ２３が設けられる。吸引ポンプ２３は外部から微粒子を含む気体を微粒子入口１１より導き、ＬＰＣ１３及びコロナ放電部１４を通過させて排出するものである。吸引ポンプ２３の開始及び停止はポンプ制御部２４によって制御される。又設定部２５は測定領域の微粒子の状態に合わせてポンプ制御部２４への信号を入力するものである。ポンプ制御部２４は、動作を開始してからＬＰＣ１３より得られる計数値が閾値となったときに、吸引ポンプ２３の動作を停止するものである。
【００１５】
次に微粒子カウンタ（ＬＰＣ）１３の構成について図２を用いて説明する。図２のシリンダ３１には前述したインパクタ１２からのダクト３２が流入部として接続されており、ダクト３２の先端が狭くノズルとして構成される。又排出用ダクト３３はこれに対向する位置に設けられている。そして図示のように垂直方向の上部にレーザダイオード３４を配置し、レンズ３５を介してレーザ光の光を測定領域であるノズルの先端側に集束する。ここで測定領域をそのまま通過した光はプレート３６によって遮断される。シリンダ３１の下方には、レンズ３７，３８が設けられる。レンズ３７，３８は測定領域を微粒子が通過した場合、散乱した光を集束するレンズである。この集束位置にフォトダイオード３９を配置する。フォトダイオード３９の出力はアンプ４０を介して波形整形部４１に導かれる。波形整形部４１では、所定の閾値で入力信号を波形整形するものであり、その出力は計数部４２に入力される。計数部４２はパルス数を計数することによって、ダクト３２，３３を通過する粒子数を計数するものである。計数部４２にはポンプ制御部２４からのリセット信号が与えられ、リセット信号が入力される毎に計数値がリセットされる。
【００１６】
ここで設定部２５とポンプ制御部２４について更に説明する。設定部２５は測定対象となる周囲の微粒子の濃度比、例えばアスベストの濃度を測定したい場合に、測定対象となるアスベストの濃度と他の微粒子の濃度の比を設定するものとする。測定対象となるアスベストは、例えば長さが５μｍ以上、直径３μｍ未満、長さと幅との比が３以上のものとする。濃度は単位体積当たりの本数で表される。アスベストの濃度は法令によりスライドガラス２０に付着した数を顕微鏡で計測することによって測定する必要がある。又アスベストのみの抽出としては、プラズマを用いてフィルターを灰下しアスベストのみを残して染色によってアスベストの種類毎に特有の色を付けて抽出する方法が知られている。このような方法を用いず、スライドガラス上に付着した線状の微粒子をアスベストとみなして計測する場合もある。いずれの場合もアスベストの個数計測は、スライドガラス上に微粒子が適当な数だけ付着している場合に最も容易となり、少なすぎても多すぎても計測が難しくなる。従って本発明では、微粒子カウンタによって吸引ポンプの停止のタイミングを決定する。この場合に測定対象となる気体の微粒子、ここではアスベストと、その他の微粒子との濃度比の概略の推定値をあらかじめ設定部２５で設定するものとする。
【００１７】
次にこの実施の形態の動作について説明する。図１に示す微粒子捕集装置を測定現場に配置する。ここで対象となる微粒子、例えばアスベストの微粒子とその他の微粒子との濃度比をあらかじめ設定しておく。例えば濃度比を１：１０とすると、その濃度比を設定部２５に設定する。ポンプ制御部２４はこれに応じた閾値を設定する。ここで濃度比が１：１０より小さく、例えば１：１００となれば閾値を大きく、濃度比が大きくなれば閾値を小さく設定するものとする。そして計数部４２にリセット信号を送って計数値をリセットし、吸引ポンプ２３の動作を開始する。測定対象の気体、ここでは大気は、微粒子入口１１よりインパクタ１２を介してダクトを通過し、図２に示すＬＰＣ１３に流入する。ＬＰＣ１３では前述したように、微粒子数が計数部４２によって計数される。そして微粒子は排出ダクト３３を介してコロナ放電部１４に導かれ、放電され、微粒子が測定用のスライドガラス２０の捕集領域に捕集される。
【００１８】
さて計数部４２からの計数値が所定の閾値に達すると、ポンプ制御部２４は吸引ポンプ２３の動作を停止する。この吸引ポンプ２３の動作時間によって大気の吸引量が決定される。そしてスライドガラス２０を取り出し、そのまま又は前述した手段でアスベストを抽出し、その数を顕微鏡によって計測する。そして得られた個数を吸引量（ｍ３）で除算したものが、単位体積当たりのアスベストの個数濃度となる。
【００１９】
ここでスライドガラス２０上には設定部で設定された濃度によって閾値が設定されるため、アスベストを含む微粒子数が少なすぎたり多すぎて計測が困難になることがなく、容易に計測することができる。
【００２０】
尚ここではレーザ微粒子カウンタとして図２の構成のものを用い、前方散乱光を集束するようにしているが、微粒子数を計数できるものであれば種々の微粒子カウンタを用いることができる。
【００２１】
又前述した実施の形態では、微粒子入口側にインパクタを設けて分級しているが、インパクタを必ずしも用いる必要はない。
【００２２】
更に前述した実施の形態では測定対象となる微粒子としてアスベストについて説明しているが、他の微粒子についても本発明を適用することができる。
【００２３】
又気体に含まれる微粒子が単一であったり、特定の微粒子を選択して計数する必要がなければ、設定部によって濃度比を設定しそれに応じた閾値を設定する必要がなく、１つの閾値を用いて適当な数の微粒子が捕集されたときにポンプの吸引を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による微粒子捕集装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の微粒子計数装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１  微粒子入口
１２  インパクタ
１３  レーザ微粒子カウンタ
１４  コロナ放電部
１５  シリンダ
１６  スペーサ
１７  電極
１８  ニードル
１９  高圧電源部
２０  スライドガラス
２１  微粒子捕集部
２２  ダクト
２３  吸引ポンプ
２４  ポンプ制御部
２５  設定部
【図１】
2007127427.tif 000003
【図２】
2007127427.tif 000004