(57)【要約】  本発明は、収集したデータの動的に使用するために、走行中に空気中の微粒子および/またはＮＯｘガス密度を捕獲および記録する車載装置と方法に関する内容である。装置（１）は、一定の容量の空気中に存在する規定された値範囲内の同じ大きさの粒子や塵埃粒子の数を数えることができる、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定する１つ以上のセンサー（３）と、移動車両（２）に搭載されて機能し、地図の特定の点で初期化したり、標準化された固定センサーを基準にして再調整するように作られている装置である、センサーの特定の測定位置と相関がある前述の数および/または密度を表示および/または記録する１つの手段（７、１９）で構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の微粒子および/またはＮＯｘガス密度を捕獲および記録する装置（１）であって、この装置の特徴は、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定する１つ以上のセンサー（３）（一定の容量の空気中に存在する規定された値範囲内の同じ大きさの塵埃粒子やその他の粒子の数および/またはＮＯｘガス密度を数えることができる）と、センサーの特定の測定位置と相関がある前述の数および/または密度を表示および/または記録する１つの手段（７、９、１５、１７、１９）（地図の特定の点で初期化したり、標準化されたセンサーを基準にして再調整することができる前述のセンサー（３）を備えており、移動車両（２）に搭載されて機能するように作られている装置である）で構成されている装置（１）。
【請求項２】
前述の表示および/または記録手段が、前述の数および/または密度を表示する１つの画面（１９）、または記録媒体（１８）上に、前述の数および/または密度を収集する装置（１５,１７）で構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前述のセンサー（３）が、空気中の粒子を検出して数えるように設計された光学塵センサー（例えば、「ＧＰ２Ｙ１０１０ＡＵ０Ｆ Ｓｈａｒｐ」型）である前のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項４】
前述のセンサー（３）が、測定点の空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を捕獲するために測定すべき空気を受け取るのに適した車両（２）の位置に取り付けられており、空気の動き、風、および/または車両速度の影響を最小限にするように構成されている前のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項５】
５. 前述のセンサー（３）が、空気が通過するように作られた周辺防護用具（２１）（例えば、空気が通過する格子が付いている周辺防護用具）を備えている前のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項６】
６. センサー（３）から残留空気を抜く装置（例えば、新しい測定を行う前にセンサーに中性空気を吹き込む装置）と、超音波などを利用してセンサーを洗浄する装置を備えている前のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項７】
前述のセンサー（３）を、方向および/または高さに合わせて調節できる、車両のマストまたは移動型伸縮アームに取り付けることができる前のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項８】
粒子や窒素酸化物ガスの密度の局部的な点表示をＧＰＳ地図と結合するために、ＧＰＳ（全地球測位システム）装置(１３)に結合されている前のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項９】
前述のセンサー（３）を、エンジンや乗員室の吸気装置、車両のルーフやボンネット、または車両に固定されているマストやその他のアームおよびアクセサリに取り付けることができる前のいずれかの請求項に記載の装置。
【請求項１０】
空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定する１つ以上のセンサー（３）（一定の容量の空気中に存在する規定された値範囲内の同じ大きさの粒子の数および/またはＮＯｘガス密度を数えることができる）と、定義された位置と相関がある前述の数および/または密度を表示および/または記録する１つの装置（７、９、１５、１７、１９）（車両（２）に搭載されて動作するように作られている）を利用して、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定、表示、および/または記録する方法であって、前述の方法では、前述の車両に搭載された測定回路（２０）の点で前述の数および/または密度を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の微粒子および/またはＮＯｘガス密度を捕獲および記録、特によく移動する状態と都市の様々な場所で空気中の微粒子および/またはＮＯｘガス密度を収集および記録する装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱機関を搭載した車両、特に都市に多くあるディーゼル機関が、熱機関から排出されるガス状汚染物質と塵の放出、特に微粒子および微細粒子と、車両の制動と走行によって発生する塵による都市の汚染の主な原因であることは知られている。排出された汚染物質と塵は、人々の健康に害を与える。特に、ＰＭ２.５と呼ばれる直径２.５ミクロン以下の微細粒子は、呼吸樹に入って血流に到達して、心臓血管合併症または様々な形態の癌を発生させる長期の健康障害を起こす。
【０００３】
微粒子の密度に応じて、活動（特に、運動や肉体的活動）を調節または適応させて、健康を維持するためには、微粒子の密度が高い場所の粒子のレベルを知ることが特別に有益である。
【０００４】
さらに、気管支が虚弱な人々（特に喘息にかかりやすい人々）は、粒子だけでなく、空気中に存在する有害で直接攻撃的なガス、特にＮＯｘと呼ばれるガス状の窒素酸化物（特に硝酸ＮＯ３の形態）のレベルも知るのが有益である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、これらの病気の同定、追跡可能性、および治癒のための部分的または完全な治療法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明では、空気中の微粒子および/またはＮＯｘガス密度を捕獲および記録する装置を提案する。この装置の特徴は、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定する１つ以上のセンサー（一定の容量の空気中に存在する規定された値範囲内の同じ大きさの塵埃粒子やその他の粒子の数および/またはＮＯｘガス密度を数えることができる）と、センサーの特定の測定位置と相関がある前述の数および/または密度を表示および/または記録する１つの手段（地図の特定の点で初期化したり、標準化された固定センサーを基準にして再調整することができる前述のセンサーを備えており、車両に搭載されて機能するように作られている装置（走行中にも動作可能）である）で構成されていることである。
【０００７】
上述したように、この装置はまた、空気中のＮＯｘガスの密度を測定できる１つのＮＯｘガスセンサーと、センサーの特定の測定位置と相関がある前述の密度を表示および/または記録する１つの手段で構成することができる。
【０００８】
その結果、特定の測定位置（特に車両の測定回路）と相関がある前述の粒子数および/または密度を測定、表示、およびデータベースに記録することができる。
【０００９】
前述の値（特に２.５ミクロン以下）は、人の健康に最も有害な粒子に該当する。
【００１０】
考察する空気の容積は立方メートルとなる。従って、空気１立方メートル当たり微粒子の数が記録する。
【００１１】
前述の表示および/または記録手段は、前述の数および/または前述の密度を表示する１つの簡単な画面、または紙のプリンターまたはデータファイルなどの記録媒体上に、前述の数および/または前述の密度を収集する１つの装置で構成することができる。
【００１２】
前述の表示または記録は、前述の特定の測定位置の地図に対応する媒体上で行うことが有利である。従って、車両の走行中に、前述の位置の空気中の微粒子の密度および/または前述のＮＯｘガスの密度の高解像度地図を連続的または不連続的に作成できる。この情報を、リアルタイムでまたは後で、１つ以上のデータベースに転送して、様々なアプリケーション（特に健康を個人レベルで維持するための、地域内の人々の運動および活動に対する評価および管理に関連したアプリケーション）で利用できる。
【００１３】
前述の粒子および/または前述のＮＯｘガス密度の捕獲に対する前述の不連続的な測定は、前述の位置の特定の測定点（例えば、測定位置の所与の地理領域の敏感な場所）で行うことができる。各測定点には、粒子の数および/またはＮＯｘガスの密度の測定値（例えば、１立方メートル当たり微粒子の数）が割り当てられる。
【００１４】
測定は、車両の停車時や走行中に行うことができる。指定された期間に従って停車を遅らせて、各測定点でのセンサーの再初期化または再調整を可能にして（例えば、安定した環境での精密測定のために固定境界を用いる）、センサーが前の測定点で測定した空気の影響を受けることなく、各測定点で信頼できる測定を行うことができる。粒子および/またはＮＯｘガス密度の測定は、前述の期間に従って、前述の位置で車両の測定回路上で行われる。
【００１５】
また、センサーが車両周囲の空気の測定を許容誤差範囲内で「オンザフライ」で（走行中に）行えるように、センサーの再初期化能力に応じて、測定回路内の適度な速度（例えば、３０km/時未満）で走行することができる。
【００１６】
固定境界に基づいたセンサーの再初期化または再調整は、閾値を提供して、０.２以下または最大０.４までの誤差範囲内の測定値を保証できるようにする。
【００１７】
粒子センサーとしては、空気中の粒子を検出して空気の品質を推定するように設計された光学塵センサー（例えば、「ＧＰ２Ｙ１０１０ＡＵ０Ｆ Ｓｈａｒｐ」型）を利用することが好ましいである。一定の容量の空気を通過する光の量を検出する光学センサーは、前述の特定値範囲内の粒子、特に２.５ミクロン以下の粒子の瞬時値を表示できるようにする。
【００１８】
ＮＯｘガスのセンサーとしては、空気中のガスに相当する波長スペクトルを測定する光学センサーを利用できる。
【００１９】
この種類のセンサーには、車両の電源、または車両から充電されたバッテリによってエネルギーを供給することができる。
【００２０】
前述のセンサーは、測定点の空気中の粒子および/または前述のＮＯｘガス密度を捕獲するために測定すべき空気を受け取るのに適した車両の位置（できれば瞬時に空気を受け取れる車両の位置）に取り付けることが有利である。前述のセンサーはまた、空気の動き、風および/または車両速度の影響を最小限にするように作られている。
【００２１】
空気が通過するように作られた周辺防護用具（例えば、空気が通過する格子が付いている周辺防護用具）をセンサーに取り付けて、センサーでの空気の（ランダムな）動きを最小限にすることができる。
【００２２】
また、センサーから残留空気を抜く装置（例えば、新しい測定を行う前にセンサーに中性空気を吹き込む装置）を利用して、センサーの所与の測定点の残留空気を抜くのが有利である。前述の残留空気を抜く装置は、センサーに取り付ける。
【００２３】
センサーの洗浄は、超音波を利用して行うのが有利である。センサーに対するこのような定期的な総合洗浄は、先行技術では不可能であった、車両搭載の状態や移動中の状態での正確かつ信頼できる測定を可能にする。先行技術では、汚染の測定を固定局のステージに制限したので、個人がさらされる汚染を正確に測定するのに（特に呼吸高で測定するのに）非常に不適切である。
【００２４】
センサーは、方向および/または高さに合わせて調整できる、車両のマストまたは移動型伸縮アームに取り付けることができる。これは、可変高さ（例えば、測定点から垂直投影線上の高さ）で測定を行って、移動する垂直軸上の呼吸高で行われる主な測定を補うことができるようにする。
【００２５】
したがって、所与の点についての測定をいくつかの高さで行うことができる。また、所与の測定高さでマストとセンサーの方向を合わせることで、所与の点の環境で、測定点と近い距離で、または測定点に垂直に測定を行うことができる。
【００２６】
したがって、乳母車の高さ、舗装道路上の歩行者の高さ、家屋の１階やより高い階の高さで、または建物の内部でも、粒子の密度および/またはガスの密度を測定することができる。
【００２７】
今後は、周辺の地下鉄やメトロポリタンおよび地域鉄道網のような地下公共交通機関などの空気排出口や煙突のような、汚染源の原因と影響を測定することができる。
【００２８】
粒子を放出しない車両（例えば、電気モーター搭載の無公害車）に取り付けると、熱機関を搭載した車両とは対照的に、測定に影響を及ぼさないようにすることができる。熱機関を搭載した車両の場合は、風と風に対する車両の動きなどを考慮して、センサーと熱機関の間の距離を増大させることによって、センサーをエンジンのフューム源から離すことが重要である。
【００２９】
装置をＧＰＳ（全地球測位システム）装置と結合するのが有利である。
【００３０】
したがって、装置は、１つまたは複数の測定高さでの粒子および/またはガスの密度の局部的な点表示を、リアルタイムで動的に、ＧＰＳ地理位置情報地図と結合するように構成することができる。その結果、前述の粒子数および/またはＮＯｘガス密度の値の点が地図に追加される。
【００３１】
車両の回路上の粒子および/またはＮＯｘガスの密度の前述の値の規則的な点表示を得るために、２つの連続測定点間の指定された持続時間の間に、所与の走行距離に対応する車両の所定の前進についての値の記録を順序付けることができる。
【００３２】
また、標準化されたセンサー（例えば、モバイルネットワークを補完するために設置された独自の固定センサーと公認環境監視機関のＰＭ２.５粒子の点センサーと静的センサー）を基準にして、地図の特定の固定点でセンサーを初期化または再調整することができる。
【００３３】
装置は、車両のダッシュボードに取り付けられており、ＧＰＳ装置とセンサーに接続されているボックスを備えることが好ましいである。前述のボックスは、ＧＰＳデバイスのデータと各測定点でのセンサーのデータを表示および/または記録するように作られている。
【００３４】
または、湿度、煙霧、電磁波、騒音レベルなど、空気の品質に関するその他のデータを表示および/または記録することができる。
【００３５】
取得したデータは、まずメモリに保存して、後に記録するのが好ましいである。特に、動的データベースを構成するのが好ましいである。
【００３６】
ボックスは、データ（特に、粒子数および/またはＮＯｘガス密度の前述の値の点が追加された高解像度の地図）を表示する１つの画面を備えることができる。このような地図は、測定の進行（測定位置と時間）を直接監視するのに便利である。
【００３７】
前述の装置は、車両のエンジン給気設備や乗員室（安全な破損防止設備）などに恒久的に取り付けるのが有利である。しかし、迅速に取り外すことができるように、測定マストやアームのない小型車両に取り付けることができる。前述のセンサーは、フロントガラスの目立たない位置、車両のルーフやボンネット、または良好な捕獲状態で前述のセンサーを取り付けることのできるバックミラーのようなその他の部分や外部要素に取り付けることができる。
【００３８】
本発明はまた、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定する１つ以上のセンサー（一定の容量の空気中に存在する規定された値範囲内の同じ大きさの粒子の数および/またはＮＯｘガス密度を数えることができる）と、定義された位置と相関がある前述の数および/または密度を表示および/または記録する１つの装置（車両に搭載されて動作するように作られており、走行中にも動作可能であり、ドローンもサポートする）を利用して、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定、表示、および/または記録する方法に関する。前述の方法では、前述の車両に搭載された測定回路の点で前述の数および/または密度を取得する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本発明のこれらの特徴および利点などは、添付の図面を参照する、本発明の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【図１】本発明の一実施形態に従って空気中の微粒子を捕獲および記録する装置（自動車に取り付けられている）を自動車の乗員室から見た概略正面図である。
【図２】前述の装置の粒子センサーの概略正面図である。
【図３】装置のデータを記録する装置（自動車から離れて配置されている）と、装置を利用して得られた、所与の地理領域の空気中の微粒子の絶対密度または相対密度が印刷された地図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下の説明では、同一の参照番号を利用して、類似または同一の要素を示す。
【００４１】
図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態に従って空気中の微粒子を捕獲および記録する装置１（車両２に搭載されている）を示している。ここで、この装置は、空気中の粒子を測定する１つ以上のセンサー３（できれば、「ＧＰ２Ｙ１０１０ＡＵ０Ｆ Ｓｈａｒｐ」型などの光学センサー）を備えている。このセンサーは、空気中に存在する塵埃粒子やその他の粒子の数を数えることができ、一定の容量の空気中の粒子（大抵は１立方メートルの空気中に存在する所与の大きさまたはそれ以下の粒子）の数を検出するように設計されている。ここでは、この装置によって、１立方メートルの空気中に存在する規定された値範囲の大きさ（例では２.５ミクロン以下（ＰＭ２.５））の粒子数の瞬間値を表示することができる。これらの粒子は、実際に人間の健康に極めて有害であり、呼吸樹の深部まで入り、肺胞を通過して血流にまでも到達する。
【００４２】
ここで、センサーは、目立たないように車両のフロントガラス５の隅部に配置されている。また、接触詰まりのような適切な固定手段（できれば、取り外すことができるもの）によって、フロントガラスと結合されている。
【００４３】
装置は、空気の品質に関する正確な情報を提供するために、この型の複数のセンサーを備えることができる。例えば、フロントガラスの隅に配置された２つのセンサーはそれぞれ、異なる大きさの粒子（特に、空気１立方メートル当たり２.５ミクロン以下と１０ミクロン以下の粒子）を捕獲する。
【００４４】
装置はまた、空気中のＮＯｘガスの密度を測定する１つのセンサーを備えることができる。例えば、前述の空気１立方メートル当たり１０ミクロン以下の粒子を捕獲するセンサーをこのセンサーに取り替えることができる。
【００４５】
装置はまた、センサーの特定の測定位置と相関がある前述の粒子数を表示および/または記録７する１つの手段（車両（ここでは自動車）に搭載されて動作するように作られている）を備えている。この例で、この手段は、車両のダッシュボード１１に取り付けられおり、ＧＰＳ（全地球測位システム）装置１３ センサー３に接続されているボックス９を備えている。ボックスは、ＧＰＳ装置のデータと各測定点でのセンサーのデータを表示および/または記録するように作られている。
【００４６】
取得したデータは、まずメモリに保存し、ワイヤレス、伝送手段２４、モバイルまたは統合電話サポートなど（ここでは、図３に示されたポータブルコンピュータ１５のようなデータ処理装置と、コンピュータに接続されたプリンター１７のような記録および印刷装置）によって、後にまたは同時に記録するのが好ましいである。ＧＰＳデバイスのデータと測定回路２０の各測定点でのセンサーのデータの地図１８は、紙に印刷される。この回路の周囲にあるキャプションは、各測定点での空気１立方メートル当たり微粒子数の値を表す。
【００４７】
収集された情報はまた、携帯電話、タブレット、コンピュータ、「ＧＳＭ（登録商標）」、「ＧＰＳ」などのアプリケーションの形式で使用されるデータベース１６に記録することができる。
【００４８】
ここで、ボックス９は、データを表示する（特に、センサーによって報告された前述の粒子数値の点が追加された測定位置の地図（ＧＰＳ地図）を表示する）画面１９を備えている。これは、測定の進行を直接監視するのに便利である。
【００４９】
したがって、車両の走行中に、前述の位置の空気中の微粒子の密度の地図を連続的または不連続的に作成することが可能である。
【００５０】
捕獲した粒子の不連続的な測定は、前述の位置で測定すべき特定の点で行うことができる。例えば、測定位置の所与の地理領域の敏感な場所で行うことができる。地図の各点には、粒子数の測定値（例えば、１立方メートル当たりの微粒子の数）が割り当てられる。
【００５１】
測定は、車両の停車時や走行中に行うことができる。指定された期間、停車を遅らせて、前述の位置の車両の測定回路の各測定点でのセンサーの再初期化または再調整を可能にすることができる。
【００５２】
また、センサーが車両周囲の空気の測定を許容誤差範囲内で「オンザフライ」で（走行中に）行えるように、センサーの再初期化能力に応じて、測定回路内の適度な速度（例えば、３０km/時未満）で走行することができる。
【００５３】
センサーの再初期化は、閾値を提供して、０.２０以下または最大０.４０までの誤差範囲内で測定値を保証できるようにする。
【００５４】
前述のセンサーは、測定点の空気中の粒子（および/またはＮＯｘガス密度）を捕獲するために測定すべき空気をよく受け取るのに適した車両の位置に取り付けることが有利である。ここで、このセンサーはフロントガラスに取り付けられている。しかし、エンジンや乗員室の吸気装置、車両のルーフやボンネット、または車両に固定されているマストやその他のアームおよびアクセサリに取り付けることもできる。
【００５５】
したがって、センサーを、方向および/または高さに合わせて調節できる、車両のマストまたは移動型伸縮アームに取り付けて、測定点からの垂直投影線に沿って、可変高さで測定を行えるようにすることができる。
【００５６】
したがって、所与の点についての測定をいくつかの高さで行うことができる。また、所与の高さでマストとセンサーの方向を合わせることで、所与の点の周囲で、所与の点と近い距離で、または所与の点に垂直に測定を行うことができる。したがって、乳母車の高さ、舗装道路上の歩行者の高さ、家屋の１階やより高い階の高さで、または建物の内部でも、粒子の密度（ガスセンサーの場合はＮＯｘガスの密度）を測定することができる。
【００５７】
また、図２に示されたように、走行時に空気が通過するように作られた周辺防護用具（例えば、空気が通過する外部格子２１が付いている周辺防護用具）をセンサーに取り付けて、空気の動き、風、および/または車両速度の影響を最小限にするようにセンサーを構成することができる。
【００５８】
また、センサーは、センサーから残留空気を抜く装置（例えば、センサーの初期化時間を短縮するために、新しい測定を行う前にセンサー（図示せず）に中性空気を吹き込む装置）を備えることができる。センサーに超音波洗浄システムを備えることが有利である。これにより、センサーの正確性と耐久性を維持して、集中的かつ移動中の状態でセンサーを使用できるようにする。
【００５９】
また正確な測定のために、回路上に配置された固定点センサーのような標準化された粒子センサーに対応するセンサーを基準にして、地図の特定の点で前述の値を初期化して、モバイル・オンボード・ネットワークを補完し監視することができる。
【００６０】
本発明はまた、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定する１つ以上のセンサー３（一定の容量の空気中に存在する規定された値範囲内の同じ大きさの粒子の数および/またはＮＯｘガス密度を数えることができる）と、定義された位置と相関がある前述の数および/または密度を表示および/または記録する１つの装置７、１５、１７（車両２に搭載されて動作するように作られている）を利用して、空気中の粒子および/またはＮＯｘガス密度を測定、表示、および/または記録する方法に関する。前述の方法では、前述の車両に搭載された測定回路の点で前述の数および/または密度を取得する。
【００６１】
車両の回路上の粒子および/またはＮＯｘガス密度の前述の値の規則的な点表示を得るために、２つの連続測定点間の規定された持続時間の間に、所与の走行距離に対応する車両の所定の前進についての値の記録を順序付けることができる。
【００６２】
装置の操作は簡単であり、可能な限りアクセス可能である。装置１は、車両の計器パネルで起動する。読み取り値の適合性に応じて回路を補完するために測定値表示の進行に従って、前もって設置された測定回路上での動作を維持することが重要である。端末記録は、家庭用コンピュータ１５を利用して永久的に操作する。
【００６３】
上記で提示した様々な特徴を単独でまたは組み合わせて使用して、本発明の実施形態の多くの変形を想像することができる。
【００６４】
従って、本発明は、所与の地理領域（特に敏感な汚染された都市部）の空気中の粒子および/またはＮＯｘガスの密度を直接表示および記録することにより、空気中の粒子および/またはＮＯｘガスの密度をリアルタイムで知り、表示および記録の進行曲線上で時間の経過とともに予測することを可能にする。
【図１．３】
2018537691.tif 000003
【図２】
2018537691.tif 000004
【国際調査報告】
2018537691.tif 000005
2018537691.tif 000006
2018537691.tif 000007
2018537691.tif 000008
2018537691.tif 000009
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