(57)【要約】【課題】放出源を交換することなく試料ガスの濃度を広範囲で変えることができるガス発生装置及びガス発生方法を提供する。【解決手段】カラム３０内に調査対象となる化学物質を放出する放出源を配置し、希釈ガスを導入して試料ガスを発生させるガス発生装置１０において、放出源として、化学物質を収容した容器３１ａと、容器３１ａの上部に配置された蓋体３１ｂとを有する放出源３１を用い、その放出源３１の蓋体３１ｂを駆動装置３５及びシャフト３７で変位させて蓋体３１ｂと容器３１ａとの隙間を調整することで、放出源３１からの化学物質の放出量を調整可能とした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学物質を収容した容器と、
前記容器の上部に配置された蓋体と、
前記蓋体を変位させて前記蓋体と前記容器との間の隙間を調整する駆動機構と、
を有することを特徴とするガス発生装置。
【請求項２】
前記駆動機構を制御する制御部を更に有し、前記制御部は前記蓋体の変位量と前記化学物質の放出速度との関係に基づいて、前記蓋体の変位量を決定することを特徴とする請求項１に記載のガス発生装置。
【請求項３】
前記化学物質の濃度を検出する濃度センサを有し、前記制御部は前記化学物質の濃度が設定値よりも高い場合には前記蓋体の変位量を減少させて前記蓋体と前記容器との隙間を狭め、前記化学物質の濃度が設定値よりも低い場合には、前記蓋体の変位量を増加させて前記蓋体と前記容器との隙間を広げることを特徴とする請求項２に記載のガス発生装置。
【請求項４】
前記容器及び蓋体を収容したカラムを有し、
前記駆動機構は、前記カラムの外部に配置された駆動部と、前記カラムの内部に配置されて前記蓋体に接続されるとともに回転運動により前記蓋体を前記容器と接近または離間させる方向に変位させるシャフトと、前記駆動部の回転運動を前記シャフトに伝達するトルク伝達部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のガス発生装置。
【請求項５】
化学物質を収容した容器と前記容器の上部に配置された蓋体との隙間を調整して前記容器からの前記化学物質の放出速度を変えることにより、希釈ガスで前記化学物質を希釈してなる試料ガス中の前記化学物質の濃度を制御することを特徴とするガス発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス発生装置及びガス発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場やサーバールーム等で発生した腐食性の化学物質により、電子機器のスイッチ、コネクタ及び接続端子等が腐食されて故障する場合がある。また、その化学物質による銀を含んだ貴金属製品及び各種めっき製品の腐食も懸念される。
【０００３】
そのため、電子機器や貴金属製品への化学物質の影響を調べるために、化学物質を様々な濃度で含んだ試料ガスを発生させ、その試料ガス中に電子部品や貴金属製品等を曝露させて腐食の程度や腐食の進行速度を評価する環境試験が行われている。
【０００４】
このような環境試験に用いる試料ガスは、カラムと呼ばれるガス発生管の内部に調査対象となる化学物質を一定速度で放出する放出源を配置し、そのカラムに希釈ガスを導入して化学物質を所定の割合で希釈して発生させる。
【０００５】
しかし、環境試験では、試料ガス中の化学物質の濃度を広い濃度範囲で変える必要があり、希釈ガスの流量調節で希釈割合を調整するだけでは十分な濃度範囲の試料ガスが得られない。
【０００６】
そのため、従来の環境試験では、放出速度が異なるガス放出源に交換する作業が必要であり、その交換作業の際に作業者が有害な化学物質に曝されるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３０９４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、放出源を交換することなく試料ガスの濃度を広範囲で変えることができるガス発生装置及びガス発生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】
【０００９】
下記開示の一観点によれば、化学物質を収容した容器と、前記容器の上部に配置された蓋体と、前記蓋体を変位させて前記蓋体と容器との間隔を調整する駆動機構と、を有するガス発生装置が提供される。
【００１０】
また、別の一観点によれば、化学物質を収容した容器と前記容器の上部に配置された蓋体との隙間を調整して前記容器からの前記化学物質の放出速度を変えることにより、希釈ガスで前記化学物質を希釈してなる試料ガス中の前記化学物質の濃度を制御するガス発生方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
上記のガス発生装置及びガス発生方法によれば、調査対象となる化学物質を収容した容器の蓋体を変位させて、化学物質の放出速度を調整できる放出源を用いる。これにより、希釈ガスの流量調整のみで試料ガスの濃度調整を行う場合に比べて、より広い濃度範囲の試料ガスを発生でき、放出源の交換作業が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、環境試験装置のブロック図である。
【図２】図２は、予備的事項のガス発生装置のブロック図である。
【図３】図３は、予備的事項の放出源を表す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る環境試験装置のブロック図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るガス発生装置のブロック図である。
【図６】図６は、図５のカラム及びホルダーの断面図である。
【図７】図７は、図６のトルク伝達部の拡大断面図である。
【図８】図８は、蓋体の変位量と容器からの化学物質の放出速度との関係の一例を表すグラフである。
【図９】図９は、第１実施形態に係るガス発生装置の動作を表すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９の変位量修正方法を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、比較例及び実験例に係るガス発生装置の試料ガスの濃度調節範囲の測定結果を表す図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態の変形例に係る放出源の断面図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係るガス発生装置のブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３のガス発生装置の制御系のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（１）予備的事項
実施の形態の説明に先立ち、基礎となる予備的事項について説明する。
【００１４】
図１は、環境試験装置のブロック図である。
【００１５】
この環境試験装置１は、図示のように浄化装置２と、調湿装置３と、ガス発生装置４と、曝露チャンバ５と、浄化装置６と、恒温槽７とを備える。
【００１６】
浄化装置２は、環境試験装置１が取り込んだ空気等の希釈ガスから試験結果に影響を与えるおそれのある化学物質を除去する。浄化装置２で浄化された希釈ガスは調湿装置３に送られ、調湿装置３で所定の湿度に調整される。その後、ガス発生装置４において、後述するように調査対象となる化学物質を希釈ガスで所定の割合で希釈して、試料ガスが生成される。ガス発生装置４で生成された試料ガスは曝露チャンバ５に導かれ、電子機器や貴金属製品が配置された曝露チャンバ５を満たす。なお、試料ガスの湿度、化学物質の濃度及び腐食条件を一定に整えるために、調湿装置３、ガス発生装置４及び曝露チャンバ５は、恒温槽７内に配置されている。
【００１７】
その後、試料ガスは曝露チャンバ５から排出され、浄化装置６で有害な化学物質が除去された後、大気中に放出される。
【００１８】
このような環境試験装置１では、試料ガス中の化学物質の濃度を変えながら腐食等の調査が行われる。そのため、ガス発生装置４には試料ガスの濃度調整機能が求められる。以下、ガス発生装置４について説明する。
【００１９】
図２は、予備的事項に係るガス発生装置４のブロック図である。
【００２０】
このガス発生装置４は、図２に示すように、流量調整器４ａとカラム４ｂ（ガス放出源）を備える。流量調整器４ｂは、希釈ガスの流量を所定流量に調整した上で、カラム４ｂに希釈ガスを供給する。カラム４ｂ内には、化学物質を一定速度で放出する放出源４ｃが収容されており、希釈ガスで化学物質を希釈することで試料ガスを発生させる。
【００２１】
このようなカラム４ｂ内に配置される化学物質放出源４ｃとしては、図３（ａ）のディフュージョンチューブ及び図３（ｂ）のパーミエーションチューブがある。
【００２２】
図３（ａ）のディフュージョンチューブ８０は、液体の化学物質８３を蓄える液溜８２と、その液溜８２に接続された毛細管８１とを有している。そして、液溜８２で蒸発した化学物質８３が毛細管８１を通ることにより拡散が制限されることで、一定速度で化学物質を放出する。このディフュージョンチューブ８０の化学物質の放出速度は、毛細管８１の形状や温度等によって決まる。
【００２３】
ディフュージョンチューブ８０を用いた場合に、カラム４ｂで発生する試料ガスの濃度Ｃ［ｐｐｍ］は、ディフュージョンチューブ８０の化学物質の放出速度をＤｒ［μｇ／ｍｉｎ］とし、希釈ガスの流量をＦ［ｍＬ／ｍｉｎ］とすると、Ｃ＝Ｋ×Ｄｒ×１０3／Ｆで表されることが知られている。なお、Ｋは係数である。
【００２４】
このディフュージョンチューブ８０からの化学物質の放出速度Ｄｒは一定なので、試料ガスの濃度調節は、希釈ガスの流量Ｆを流量調整器４ａで調節して行なう。
【００２５】
一方、図３（ｂ）のパーミエーションチューブ９０は、フッ素樹管９１に液状の化学物質９２を導入し、そのフッ素樹脂管９１の両端をフッ素樹脂棒９３及びかしめ部材９４で密封したものである。このパーミエーションチューブ９０は、フッ素樹脂管９１に化学物質９２が浸透して外部に漏れ出すことで、一定速度で化学物質を放出する。
【００２６】
パーミエーションチューブ９０を用いた場合の試料ガスの濃度Ｃ［ｐｐｍ］は、化学物質９２の浸透速度をＰｒ［ｎｇ／ｍｉｎ／ｃｍ］とし、パーミエーションチューブ９０の有効長さをＬ［ｃｍ］とし、希釈ガスの流量をＦ［ｍＬ／ｍｉｎ］とすると、Ｃ＝Ｋ×Ｐｒ×Ｌ／Ｆで表されることが知られている。なお、Ｋは係数である。
【００２７】
パーミエーションチューブ９０からの化学物質の放出速度Ｐｒ×Ｌも一定であり、試料ガスの濃度調整は希釈ガスの流量Ｆを流量調整器４ａで調節して行われる。
【００２８】
ところが、環境試験に必要な試料ガスの濃度範囲は、例えば１０-1ｐｐｍ〜１０4ｐｐｍといった広範囲である。これに対し、ディフュージョンチューブ８０やパーミエーションチューブ９０では、放出速度が一定であることから希釈ガスの流量調整でしか濃度調整を行えない。したがって、単一の放出源４ｃを用いて、希釈ガスの流量調整のみで環境試験に必要な試料ガスを生成しようとすると、希釈ガスの流量を１〜１０5倍の範囲で変化させる必要があり現実的ではない。
【００２９】
また、仮に流量調整が可能であったとしても、大量の希釈ガスを流した場合に、環境試験装置１の浄化装置６（図１参照）の処理能力を超え、大気中に有害な化学物質が漏れ出すおそれがある。
【００３０】
以上の理由から、予備的事項のガス発生装置４では、環境試験に必要な濃度範囲の試料ガスを発生するために、カラム４ｂ内に配置する放出源４ｃを放出速度が異なるものに交換する必要がある。そのため、放出源４ｃの交換作業の際に、作業者が有害な化学物質に曝されるという問題がある。
【００３１】
本願発明者は、このような知見に基づき、以下に説明するような実施形態を着想した。
【００３２】
（２）第１実施形態
図４は、第１施形態の環境試験装置のブロック図である。なお、本実施形態に係る環境試験装置１００において、図１の環境試験装置１と同様の構成には同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３３】
図示のように、本実施形態の環境試験装置１００は、ガス発生装置１０を除いて、図１に示す環境試験装置１と同様の浄化装置２、６、調湿装置３、曝露チャンバ５及び恒温槽７を備えている。
【００３４】
図５は、本実施形態に係るガス発生装置１０のブロック図である。
【００３５】
ガス発生装置１０は、図５のように、流量調整器２０と、カラム３０とガス発生装置１０の各部を制御する制御部４０とを有する。
【００３６】
このうち、流量調整器２０には、調湿装置３（図１参照）で一定の湿度に調整された空気等の希釈ガスが加圧された状態で導入される。この希釈ガスは、流量調整器２０の圧力調整バルブ２１で一定の圧力値に減圧された後、ニードルバルブ２２を通じて一定流量に整えられる。圧力調整バルブ２１及びニードルバルブ２２の開閉は、圧力センサ２３及び流量センサ２４の検出結果に基づいて制御部４０により制御される。
【００３７】
流量調整器２０からの希釈ガスは、配管２５を通じて恒温槽５７内に配置されたカラム３０に導かれる。なお、恒温槽５７は環境試験装置１００の恒温槽７内に設けられた、カラム３０専用の恒温槽である。配管２５はその恒温槽５７との熱交換器を兼ねており、この配管２５を通る希釈ガスを恒温槽５７の温度と同じ温度に整えることで、カラム３０内の温度変動を防ぐ。
【００３８】
カラム３０には、調査対象となる化学物質を放出する放出源３１が配置されている。この放出源３１は、カラム３０内への設置作業を容易にするため、よりサイズが大きなホルダー３２内に収容されている。また、カラム３０の上部には、放出源３１の蓋体３１ｂを変位させて化学物質の放出速度を調整する駆動機構３５が設けられている。
【００３９】
以下、カラム３０について更に説明する。
【００４０】
図６は、図５のカラム３０の断面図である。
【００４１】
図６のように、カラム３０は、ステンレス等の金属で形成された本体３０ａと、本体３０ａの開口部３０ｂを密封可能に取り付けられたキャップ３０ｃとを備え、この開口部３０ｂを通じてカラム３０内にホルダー３２などを設置できるようになっている。また、本体３０ａの下端側には導入口３０ｄが設けられ、上端側には導出口３０ｅが設けられている。導入口３０ｄは配管２５（図５参照）に接続されており、この導入口３０ｄから希釈ガスがカラム３０内に流入する。導入口３０ｄよりも上寄りの部分には、メッシュ状の載置板３４が配置されている。この載置板３４は、例えばステンレス等の金属板に複数のパンチ穴を開けて形成されており、導入口３０ｄから流入した希釈ガスの流れを分散させて、カラム３０内での希釈ガスの流れを均一に整える。
【００４２】
仕切り板３４の上には、例えばステンレス等の金属で形成されたホルダー３２が配置される。ホルダー３２は、放出源３１を保持する台座部３２ａと、その台座部３２ａ上に配置されて放出源３１を囲む筐体３２ｂとを備えている。筐体３２ｂは、複数のパンチ穴（開口部）が形成されており、この開口部を通じて希釈ガス及び化学物質がカラム３０とホルダー３２との間で拡散できる。
【００４３】
放出源３１は、調査対象となる化学物質を収容した容器３１ａと、その容器３１ａの上に取り付けられた蓋体３１ｂとを備えている。容器３１ａには、例えば、アルデヒド類や芳香族化合物等の有機化合物及び、硫化水素、二酸化硫黄、窒素酸化物などの無機化合物を含んだ液体が収容される。なお、容器３１ａは、上記の化学物質を吸着した固体などを収容してもよい。
【００４４】
蓋体３１ｂは、容器３１ａの上端と当接する縁部３１ｃと、その縁部３１ｃよりも容器３１ａの内側に向けて突出した凸部３１ｄとを備えている。この凸部３１ｄは、容器３１ａの内径と略同じ大きさか又はそれよりも若干小さな直径に形成されている。
【００４５】
このような放出源３１の上方には、シャフト３７、トルク伝達部３６及び駆動部３５が配置されている。駆動部３５は、例えばステッピングモータ等を含み、カラム３０の外に配置されている。この駆動部３５の回転運動は、トルク伝達部３６を介してカラム３０内に配置されたシャフト３７に伝達される。
【００４６】
図７は、図６のトルク伝達部３６の拡大断面図である。
【００４７】
トルク伝達部３６は、カラム３０からの化学物質の漏えいを防ぐために、カラム３０のキャップ３０ｃを回転軸などが貫通しない構造とすることが好ましい。そこで、本実施形態では、図７に示すように、トルク伝達部３６として、駆動部３５の回転軸に接続され、カラム３０の外側に配置された第１の回転盤３６ａと、シャフト３７に接続され、カラム３０の内側に配置された第２の回転盤３６ｂとを設ける。そして、第１の回転盤３６ａ及び第２の回転盤３６ｂの互いに対向する面側に、それぞれ永久磁石３８を配置する。これにより、対向する永久磁石３８間の磁場による吸引力によって第１の回転盤３６ａのトルクが第２の回転盤３６ｂに伝達される。なお、永久磁石３８同士の吸引力を高めるために、図示のようにキャップ３０ｃに肉薄部を形成し、その肉薄部に第１の回転盤３６ａ及び第２の回転盤３６ｂを配置すると好適である。
【００４８】
図６のように、シャフト３７の上端はトルク伝達部３６に接続され、下端側にはねじ部３７ａが形成されている。そして、このねじ部３７ａが蓋体３１ｂのナット部３１ｅ内に設けられたねじ溝と係合している。これにより、シャフト３７が所定角度回転すると、その回転角に応じた所定距離だけ容器３１ａに接近又は離間する方向に蓋体３１ｂが変位する。なお、本明細書で蓋体３１ｂの変位量とは、蓋体３１ｂと容器３１ａとが密着する位置からの蓋体３１ｂの移動距離をいうものとする。
【００４９】
このように、放出源３１は、駆動部３５によって容器３１ａと蓋体３１ｂとの間の隙間の大きさを調節できる。
【００５０】
図８は、蓋体３１ｂの変位量Ｘと放出源３１からの化学物質の放出速度との関係の一例を表すグラフである。
【００５１】
図８のように、蓋体３１ｂの変位量が所定の閾値を超えると、放出源３１から化学物質が放出され始める。そして矢印Ａに示す範囲で、蓋体３１ｂの変位量に応じて化学物質の放出速度が変化する。したがって、本実施形態の放出源３１は、矢印Ａの範囲で蓋体３１ｂの変位量を変えることで、放出源３１の化学物質の放出速度を調節できる。
【００５２】
上記の放出器３１から放出された化学物質は、メッシュ状の筐体３２ｂ（図６参照）を通じてホルダー３２内に流入した希釈ガス中に拡散し、その後ホルダー３２外に出る。そして、カラム３０内を流れる希釈ガスによってさらに希釈されて試料ガスが発生する。
【００５３】
カラム３０で発生した試料ガスは、導出口３０ｅを経て、図５の測定容器５０に送られる。そして、測定容器５０の濃度センサ５１で試料ガス中の化学物質の濃度の測定が行われた後、試料ガスはガス発生装置１０から排出される。
【００５４】
一方、ガス発生装置１０の制御部４０（図５参照）には、記憶部４１と入力部４２と濃度測定部４３とが接続されている。
【００５５】
入力部４２からは、制御部４０に試料ガスの濃度及び流量の設定値が入力される。また、記憶部４１には、例えば図８のような、蓋体３１ｂの変位量と放出源３１からの放出速度との関係を表すデータが格納されている。
【００５６】
制御部４０は、入力部４２から入力された試料ガスの濃度及び流量の設定値に対応する蓋体３１ｂの変位量を、記憶部４１に格納されたデータを参照して求める。そして、駆動部３５に、回転角度を指定する制御信号を出力する。
【００５７】
なお、本実施形態の放出源３１は、蓋体３１ｂの変位量のわずかな変動によって放出量が変動するため、蓋体３１ｂのネジ部３１ｅの緩みなどによって試料ガスの濃度が設定値からずれる可能性がある。
【００５８】
そこで、濃度測定部４３が測定容器５０に設けられた濃度センサ５１で試料ガスの濃度を測定し、その測定結果を制御部４０に送出して、蓋体３１ｂの変位量をフィードバック制御する。
【００５９】
以下、本実施形態のガス発生装置１０の動作について説明する。
【００６０】
図９は、ガス発生装置１０の動作を表すフローチャートである。
【００６１】
まず、ステップＳ１１において、制御部４０（図５参照）は、入力部４２を通じて試料ガスの流量及び濃度の設定値が入力されたか否かを検出する。入力部４２からの入力がない場合（ＮＯ）には、入力待ちを行う。
【００６２】
一方、ステップＳ１１で入力部４２からの入力が検出された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。
【００６３】
ステップＳ１２において、制御部４０は試料ガスの流量及び濃度の設定値に基づいて、放出源３１の化学物質の放出速度を決定する。例えば、試料ガスの流量をＦ[Ｌ／ｍｉｎ]とし、濃度の設定値をＣ[ｐｐｍ]とすると、化学物質の放出速度Ｖ[μｇ／ｍｉｎ]は、Ｖ＝ｋ0×Ｃ×Ｆとして求められる。なお、ｋ0は係数である。
【００６４】
次に、ステップＳ１３に移行して、制御部４０が、記憶部４１に格納された蓋体３１ｂの変位量と放出源３１の化学物質の放出速度との関係を表すデータ（図８）を参照して、ステップＳ１２で求めた放出速度が得られる蓋体３１ｂの変位量を求める。
【００６５】
次に、ステップＳ１４に移行して、制御部４０が流量調整器２０のニードルバルブ２２を開き、設定された流量で希釈ガスをカラム３０に流す。
【００６６】
次に、ステップＳ１５に移行して、制御部４０が駆動部３５の回転角度を含む制御データを駆動部３５に送信する。これにより、駆動部３５を回転して、ステップＳ１３で求めた変位量だけ蓋体３１ｂが変位する。
【００６７】
なお、本実施形態のガス発生装置１０では、放出源３１の蓋体３１ｂのネジ部３１ｅの緩み等によって、蓋体３１ｂの位置がわずかに変動して発生する試料ガスの濃度が変化するおそれがある。
【００６８】
そこで、次のステップＳ１６において、制御部４０が、試料ガスの濃度の測定結果に基づいて蓋体３１ｂの変位量を修正する。以下に、テップＳ１６による蓋体３１ｂの変位量の修正について更に説明する。
【００６９】
図１０は、ステップＳ１６の蓋体３１ｂの変位量の修正方法を説明するフローチャートである。
【００７０】
先ず、ステップＳ２１において、ステップＳ１４及びＳ１５（図９参照）で設定された条件の下でカラム３０で生成される試料ガスの濃度が安定するまで、設定時間だけ待つ。この設定時間は、例えば１〜２分程度とすればよい。
【００７１】
次に、ステップＳ２２において、濃度測定部４３が濃度センサ５１を用いて試料ガスの濃度を測定する。濃度測定部４３の測定結果は、制御部４０に与えられる。
【００７２】
次に、ステップＳ２３において、制御部４０は、試料ガスの濃度の測定結果がステップＳ１１（図９参照）で設定された濃度の設定値よりも大きいか否かを判断する。ここで、試料ガスの濃度が設定値よりも大きいと判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２４に移行して、蓋体３１ｂの変位量を、設定値からのずれに応じた量だけ減少させて、蓋体３１ｂと容器３１ａとの隙間を狭める。一方、試料ガスの濃度が設定値よりも大きくない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２５に移行する。
【００７３】
ステップＳ２５では、制御部４０は、試料ガスの濃度の測定結果が設定値よりも小さいか否かを判断する。ここで、試料ガスの濃度が設定値よりも小さいと判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２６に移行して、蓋体３１ｂの変位量を、設定値からのずれに応じた量だけ増加させて、蓋体３１ｂと容器３１ａとの隙間を広げる。一方、試料ガスの濃度が設定値よりも小さくない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２７に移行する。
【００７４】
ステップＳ２７では、試料ガスの濃度変化が落ち着くのを待つべく、設定時間だけ待機する。この設定時間は、例えば１〜２分程度とすればよい。その後、ステップＳ２８に移行する。
【００７５】
ステップＳ２８において、制御部４０が測定が終了したか否かを判断する。ここでは、予め設定された環境試験の時間が経過したか否かによって判断してもよいし、入力部４２を通じて作業者から測定終了の指示が入力されたか否かを判断してもよい。ステップＳ２８で測定が終了が終了していないと判断された場合（ＮＯ）には、ステップＳ２２に移行して、ステップＳ２２〜Ｓ２７の処理を行う。一方、測定が終了したと判断された場合（ＹＥＳ）には、蓋体３１ｂの修正を終了する。
【００７６】
以上の蓋体３１ｂの変位量の修正は、測定が完了するまで一定時間ごとに繰り返し行われる。図９のように、ステップＳ１６の処理の終了後、ガス発生装置１０の動作を終了する。
【００７７】
なお、上記の説明では、蓋体３１ｂの変位量を修正で濃度を一定値に保っていたが、これに代えて、試料ガスの流量を増減させることで試料ガスの濃度を一定に保つようにしてもよい。
【００７８】
以上のように、本実施形態のガス発生装置１０では、希釈ガスの流量だけでなく、放出源３１からの化学物質の放出速度を変化させることができる。これにより、より広い濃度範囲の試料ガスを発生させることができる。
【００７９】
以下、本願発明者らが、本実施形態のガス発生装置による試料ガスの濃度調整範囲（本実施形態の実験例）と、ディフュージョンチューブ及びパーミエーションチューブを用いた場合の濃度調整範囲（比較例１、２）の測定結果について説明する。
【００８０】
図１１は、本実施形態及び比較例に係るガス発生装置の試料ガスの濃度調節範囲の測定結果を表す図である。なお、図１１の実験では、希釈ガスに添加する化学物質としてアセトアルデヒドを用い、希釈ガスとして空気を用いた。また希釈ガスの流量は、０．５Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎの範囲で変化させた。
【００８１】
図１１のように、ディフュージョンチューブを用いる比較例１の場合には、内径が異なる毛細管を用ることで、矢印Ｂ及び矢印Ｃに示す範囲の試料ガスを得ることが確認できた。ただし、矢印Ｂ及びＣの測定に用いた毛細管よりも更に内径が小さな毛細管を用いた場合には、破線矢印Ｄの濃度範囲の試料ガスが得られたが、その濃度が安定するまでに時間がかかりすぎ、実用的ではなかった。このように、ディフュージョンチューブを用いる比較例１の場合には、実用的な範囲では約１０2ｐｐｍ〜１０4ｐｐｍの範囲の試料ガスしか得られなかった。
【００８２】
また、パーミエーションチューブを用いる比較例２の場合には、矢印Ｅに示すように、１０-1ｐｐｍ〜１０1ｐｐｍの範囲の試料ガスしか得られなかった。
【００８３】
これに対し、本実施形態の実験例の場合には、蓋体３１ｂの変位量を０．０８７５ｍｍとした場合に破線矢印Ｆ１で表すように、１０-1ｐｐｍ〜１０1ｐｐｍの濃度範囲の試料ガスが得られた。また、蓋体３１ｂの変位量を０．１ｍｍとした場合には、破線矢印Ｆ２で表すように、１０1ｐｐｍ〜１０2ｐｐｍの濃度範囲の試料ガスが得られた。さらに、蓋体３１ｂの凸部３１ｄが容器３１ａの外に出た全開状態では、破線矢印Ｆ３のように、１０2ｐｐｍ〜１０4ｐｐｍの濃度範囲の試料ガスが得られた。
【００８４】
この実験例より、本実施形態のガス発生装置１０によれば、希釈ガスの流量調整のみで試料ガスの濃度を変化させる場合に比べて、広い濃度範囲の試料ガスが得られることが確認できた。これにより、環境試験の際に放出源３１の交換作業は不要であり、作業者が有害な化学物質に曝されるのを防止できる。
【００８５】
（３）第１実施形態の変形例
以下、本実施形態のガス発生装置１０の放出源３１の変形例について説明する。
【００８６】
図１２は、本実施形態の変形例に係る放出源の断面図である。
【００８７】
図１２（ａ）の変形例１に係る放出源７１では、容器７１ａの上端側の外周部にネジ溝７１ｃが形成されており、そのねじ溝７１ｃに蓋体７１ｂのねじ山７１ｄが係合している。蓋体７１ｂはシャフト３７に接続されており、シャフト３７の回転によって、蓋体７１ｂ及び容器７１ａとのネジの締まり具合が変動する。このねじ溝７１ｃ及びねじ山７１ｄの間にはわずかな隙間があり、ねじを緩めると化学物質の放出速度を増加し、ねじを締めると化学物質の放出速度が減少する。すなわち、本変形例の放出源７１では、シャフト３７の回転運動で蓋体７１ｂと容器７１ａとのネジの締め具合を調整することで、化学物質の放出速度を調整する。
【００８８】
本変形例の容器は、微細な隙間の調整が可能であることから、比較的揮発性が高い化学物質の放出速度の調整や、低濃度領域の試料ガスの調整等に好適である。
【００８９】
また、図１２（ｂ）の変形例２に係る放出源７２では、容器７２ａの上端の内周側の一部がテーパー状に切り欠かれている。また、蓋体７２ｂの凸部７２ｃには、容器７２ｂの切り欠かれた部分と略同じ傾きの傾斜面７２ｄが設けられている。
【００９０】
本変形例の放出源７２では、蓋体７２ｂと容器７２ａとの隙間が、蓋体７２ａの変位量に比例して変化する。そのため、化学物質の放出速度の制御が容易になる。
【００９１】
さらに、図１２（ｃ）の変形例３に係る放出源７３は、蓋体７３ｂの縁部７３ｃに例えばゴム等の弾性部材７３ｄが配置されている。この弾性部材７３ｄは蓋体７３ｂを容器７３ａに押し付けたときに、放出源７３を密封して化学物質の漏えいを防止する。
【００９２】
これにより、放出源７３の設置作業を行う際に、作業者が化学物質に曝露されるのを防止できる。
【００９３】
（４）第２実施形態
図１３は、第２実施形態に係るガス発生装置のブロック図である。
【００９４】
本実施形態のガス発生装置６０は、放出源３１の蓋体３１ａを上下させる駆動機構をカラム３０の内部に配置した点で図５のガス発生装置１０と相違する。なお、ガス発生装置６０において、図５のガス発生装置１０と同一の構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００９５】
図１３に示すように、本実施形態のガス発生装置６０は、カラム３０内に送信部６２が設けられている。また、ホルダー６１の上部には受信部６３を備えた駆動機構６４が設けられている。駆動機構６４には、シャフト６９が接続されており、このシャフト６９は放出源３１の蓋体３１ｂに接続されている。蓋体３１ｂは、シャフト６９の回転運動によって容器３１ａに接近又は離間する方向に変位して、蓋体３１ｂと容器３１ａとの隙間を調整できる。
【００９６】
図１４は、本実施形態の駆動機構６４の制御系のブロック図である。
【００９７】
図１４に示すように、送信部６２は制御部４０と接続されており、制御部４０から送信されたシャフト６９の回転角度を含む制御データを無線信号に変換して送信する。送信部６２から送信された無線信号は、受信部６３によって受信されて駆動機構６４に伝達される。
【００９８】
駆動機構６４は、デコード部６５、記憶部６７及び駆動部６８を備える。このうち、記憶部６７には、受信した信号のコードと、駆動部６８に与える信号パルス数との関係を定義したデータが格納されている。デコード部６５は、例えばマイコンであり、記憶部６７を参照することで、受信部６３で受信した信号に対応する数の信号パルスを駆動部６８に出力する。駆動部６８は、例えばステッピングモータ及びその駆動回路を含み、デコード部６５から送信された信号パルス数に応じた回転角度だけ回転軸を回転させる。
【００９９】
なお、上記の駆動機構６４は、デコード部６５、記憶部６７及び駆動部６８の駆動に要する電力を供給する電池等の電源部６６を備えており、駆動機構６４には外部からの電源供給が不要である。
【０１００】
このように、本実施形態のガス発生装置６０（図６参照）では、蓋体３１ｂを変位させる駆動機構６４がホルダー６１の上部に設けられているため、カラム３０の上端側から放出源３１の蓋体３１ｂにまで延びるシャフト３７が不要である。そのため、ホルダー６１の設置及び交換作業がさらに容易となる。また、カラム３０を貫通するシャフト等の機械部品がないので、第１の実施形態に係るガス発生装置１０と同様に、カラム３０からの化学物質の漏えいを防止できる。
【０１０１】
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１０２】
（付記１）化学物質を収容した容器と、
前記容器の上部に配置された蓋体と、
前記蓋体を変位させて前記蓋体と前記容器との間の隙間を調整する駆動機構と、
を有することを特徴とするガス発生装置。
【０１０３】
（付記２）前記駆動機構を制御する制御部を更に有し、前記制御部は前記蓋体の変位量と前記化学物質の放出速度との関係に基づいて、前記蓋体の変位量を決定することを特徴とする付記１に記載のガス発生装置。
【０１０４】
（付記３）前記化学物質の濃度を検出する濃度センサを有し、
前記制御部は前記化学物質の濃度が設定値よりも高い場合には前記蓋体の変位量を減少させて前記蓋体と前記容器との隙間を狭め、前記化学物質の濃度が設定値よりも低い場合には、前記蓋体の変位量を増加させて前記蓋体と前記容器との隙間を広げることを特徴とする付記２に記載のガス発生装置。
【０１０５】
（付記４）前記容器及び蓋体を収容したカラムを有し、
前記駆動機構は、前記カラムの外部に配置された駆動部と、前記カラムの内部に配置されて前記蓋体に接続されるとともに回転運動により前記蓋体を前記容器と接近または離間させる方向に変位させるシャフトと、前記駆動部の回転運動を前記シャフトに伝達するトルク伝達部と、を備えることを特徴とする付記１乃至３の何れか１項に記載のガス発生装置。
【０１０６】
（付記５）前記トルク伝達部は、前記駆動部の回転軸に接続された第１の回転盤と、前記シャフトに接続された第２の回転盤と、前記第１の回転盤及び前記第２の回転盤のそれぞれに配置された永久磁石とを有することを特徴とする付記４に記載のガス発生装置。
【０１０７】
（付記６）前記駆動機構は、前記カラム内に配置され、前記制御部から無線で伝達された制御信号を受信する信号受信部と、前記カラム内に配置され、前記制御信号で指定された回転角度だけ回転する駆動部と、前記駆動部の回転によって前記蓋体を前記容器に接近又は離間させる方向に変位させるシャフトとを備えることを特徴とする付記４に記載のガス発生装置。
【０１０８】
（付記７）前記制御部は前記濃度センサの検出結果に基づいて前記化学物質を希釈する希釈ガスの流量を制御することを特徴とする付記１に記載のガス発生装置。
【０１０９】
（付記８）前記放出源は、複数の開口部を有するホルダー内に配置されていることを特徴とする付記１乃至７の何れか１項に記載のガス発生装置。
【０１１０】
（付記９）前記化学物質を収容した容器と前記容器の上部に配置された蓋体との隙間を調整して前記前記容器からの化学物質の放出速度を変えることにより、希釈ガスで前記化学物質を希釈してなる試料ガス中の前記化学物質の濃度を制御することを特徴とするガス発生方法。
【０１１１】
（付記１０）前記試料ガス中の前記化学物質の濃度が設定値よりも高い場合には前記蓋体の変位量を減少させて前記蓋体と前記容器との隙間を狭め、前記化学物質の濃度が設定値よりも低い場合には前記蓋体の変位量を増加させて前記蓋体と前記容器との隙間を広げる、
ことを特徴とする付記９に記載のガス発生方法。
【符号の説明】
【０１１２】
１、１００…環境試験装置、２、６…浄化装置、３…調湿装置、４、１０、６０…ガス発生装置、５…曝露チャンバ、７、５７…恒温槽、４ａ、２０…流量調整器、２１…圧力調整弁、２２…ニードルバルブ、２３…圧力センサ、２４…流量センサ、２５…配管、４ｂ、３０…カラム、３０ａ…本体、３０ｂ…開口部、３０ｃ…キャップ、３０ｄ…導入口、３０ｅ…導出口、４ｃ、３１、７１、７２、７３…放出源、３１ａ、７１ａ、７２ａ、７３ａ…容器、３１ｂ、７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ…蓋体、３１ｃ、７３ｃ…縁部、３１ｄ、７２ｃ…凸部、３１ｅ…ナット部、７１ｃ…ネジ溝、７１ｄ…ネジ山、７３ｄ…弾性部材、３２、６１…ホルダー、３２ａ…台座部、３２ｂ…筐体、３４…載置板、３５、６８…駆動部、３６…トルク伝達部、３６ａ…第１の回転盤、３６ｂ…第２の回転盤、３７…シャフト、３７ａ…ネジ部、３８…永久磁石、４０…制御部、４１…記憶部、４２…入力部、４３…濃度測定部、５０…測定容器、５１…濃度センサ、６２…送信部、６３…受信部、６４…駆動機構、６５…デコード部、６６…電源部、６７…記憶部、３３、８３、９２…化学物質、８０…ディフュージョンチューブ、８１…毛細管、８２…液溜、９０…パーミエーションチューブ、９１…フッ素樹脂管、９３…フッ素樹脂棒、９４…かしめ部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2013029365.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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