(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内に存在する気体（大気）の透過率を測定する透過率測定方法において、
空間内の広い視野領域の平均的な明るさを示す輝度であって、かつ空間内の気体の透過率が変化した場合でも一定の値を示す第１の輝度と、空間内の狭い視野領域の明るさを示す輝度であって、かつ空間内の気体の透過率の変化に応じて値が変動する第２の輝度との輝度比に基づいて、空間内に存在する気体の透過率を求めることを特徴とする透過率測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の透過率測定方法において、
空間内を照明する照明光の間接光による明るさを示す定常輝度を第１の輝度として用いるとともに、
空間内に浮遊する微粒子で散乱した散乱光による明るさを示す光幕輝度を第２の輝度として用いることを特徴とする透過率測定方法。
【請求項３】
請求項２記載の透過率測定方法において、
測定対象となる空間内の気体について輝度比と透過率との対応関係を予め求めておき、この対応関係と実際に測定された定常輝度および光幕輝度の輝度比とから透過率を求めることを特徴とする透過率測定方法。
【請求項４】
請求項２記載の透過率測定方法において、
異なる複数の部分的視野領域から同時に得られた複数の光幕輝度を統計処理することにより、透過率を算出するための光幕輝度を得ることを特徴とする透過率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過率測定方法に関し、特に空間内に存在する気体（大気）の透過率を測定する透過率測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トンネル内では車両の排気ガスにより内部の大気が汚れやすく、またほぼ閉空間であることから野外と比較して汚れの程度も大きいため、車両乗員の前方視界が不良となりやすく、人体にも悪影響を及ぼす恐れがある。
このような状況を改善するため、トンネル内の大気の透過率を測定し、その程度に応じて、トンネル内を換気する換気装置を駆動するシステムが設置されている。
【０００３】
従来、このような空間内の気体（大気）の透過率を測定する方法として、図に示すような透過率測定方法が用いられている。
図６は従来の透過率測定方法を示す説明図である。
空間内ここではトンネル内に、光線を所定レベルで射出する発光器５１と、この発光器５１からの光線を受光する受光器５２とが、同一の光軸上に対向配置されている。
【０００４】
特に、発光器５１と受光器５２とは、例えば道路の直線部分に沿って１００ｍくらい離して配置される。
そして、受光器５２の出力に基づいて減衰量測定器５３により、トンネル内の大気で減衰した光線の減衰量を測定し、その測定結果に応じて透過率を算出するものとなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の透過率測定方法では、発光器および受光器で光線が出入りするガラス窓が、排気ガスの煤煙などで汚れた場合に、透過率の測定誤差となるという問題点があった。
したがって、比較的短い周期で定期的にメンテナンスを行う必要があった。
また、発光器および受光器を比較的長い距離、例えば１００ｍだけ離して配置するため、互いの光軸を厳密に調整（校正）にする必要があり、設置およびメンテナンス時の作業負担が増加する原因となっていた。
【０００６】
また、発光器および受光器を２箇所に設置する必要があり、設置工事や電源設備工事に負担がかかるという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、透過率の測定誤差を低減できるとともに、設置およびメンテナンス時の作業負担を軽減できる透過率測定方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１の発明は、空間内に存在する気体の透過率を測定する透過率測定方法において、空間内の広い視野領域の平均的な明るさを示す輝度であって、かつ空間内の気体の透過率が変化した場合でも一定の値を示す第１の輝度と、空間内の狭い視野領域の明るさを示す輝度であって、かつ空間内の気体の透過率の変化に応じて値が変動する第２の輝度との輝度比に基づいて、空間内に存在する気体の透過率を求めるようにしたものである。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の透過率測定方法において、空間内を照明する照明光の間接光による明るさを示す定常輝度を第１の輝度として用いるとともに、空間内に浮遊する微粒子で散乱した散乱光による明るさを示す光幕輝度を第２の輝度として用いるようにしたものである。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項２記載の透過率測定方法において、測定対象となる空間内の気体について輝度比と透過率との対応関係を予め求めておき、この対応関係と実際に測定された定常輝度および光幕輝度の輝度比とから透過率を求めるようにしたものである。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項２記載の透過率測定方法において、異なる複数の部分的視野領域から同時に得られた複数の光幕輝度を統計処理することにより、透過率を算出するための光幕輝度を得るようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態である透過率測定方法を示す機能ブロック図である。
本発明では、空間内に存在する気体（大気）透過率が変化した場合でもほぼ一定の値を示す定常輝度（第１の輝度）と、空間内の気体の透過率の変化に応じて値が変動する光幕輝度（第２の輝度）とを測定し、これらの輝度比に基づいて空間内の気体の透過率を測定するようにしたものである。
【００１１】
図１において、定常輝度測定部１では、空間内を照明する照明光による空間内の任意の視野領域の明るさを示す輝度、すなわち定常輝度（平均輝度）が測定される。
また、光幕輝度測定部２では、空間内の気体に浮遊する微粒子、例えば排気ガスによる煤煙で散乱した散乱光による空間内の任意の視野領域の明るさを示す輝度、すなわち光幕輝度を測定する測定部である。
【００１２】
実際に、定常輝度や光幕輝度を測定する手段については、所定視野領域内の輝度を測定できるものであればいずれの装置でもよく、一般的な輝度計を用いてもよい。
これら定常輝度測定部１および光幕輝度測定部２で測定された定常輝度および光幕輝度は、輝度比算出部３に入力され、両者の比、すなわち輝度比（＝光幕輝度／定常輝度）が算出される。
そして、この輝度比算出部３で算出された輝度比に基づいて、輝度比と透過率との関係から、透過率算出部４において、空間内の透過率が算出される。
【００１３】
図２は透過率と定常輝度および光幕輝度との関係を示す説明図である。
光幕輝度２２は、空間内に浮遊する微粒子で散乱した散乱光による明るさを示す輝度であることから、微粒子の量すなわち空間内の気体の透過率の変化に応じて、その値が変動する。
一方、定常輝度２１は、空間内を照明する照明光の間接光、すなわち照明器具から空間内の内周面などで反射された光による全体的な明るさを示す輝度である。
【００１４】
例えば、トンネル内で煤煙が充満して来ると、監査路などの比較的低輝度の部分では輝度が上昇し、壁面内装板などの比較的高輝度の部分では、輝度が低下する。
したがって、定常輝度２１の測定視野領域を適切に選択することにより、定常輝度２１は、空間内における照明光の量（エネルギー）が一定であれば常に一定の値となる。
【００１５】
さらに、図３は定常輝度と光幕輝度の輝度比と、透過率との関係を示す説明図であり、発明者らの測定によれば、輝度比と透過率とはほぼ比例関係にあることがわかった。
このようにして、本発明では、空間内の透過率の変化に左右されない輝度すなわち定常輝度を基準として、空間内の透過率の変化に応じて変動する輝度すなわち光幕輝度の変化を検出することにより、透過率の変化を測定するようにしたものである。
【００１６】
したがって、従来のように、発光器および受光器を用いる場合と比較して、光線が出入りするガラス窓が排気ガスなどの煤煙により汚れた場合でも、それぞれの輝度計がほぼ同程度に汚れるため、その輝度比にはあまり影響しない。
これにより、精度よく透過率を測定できるとともに、メンテナンス周期を延長でき、作業負担を軽減できる。
【００１７】
また、従来のように、発光器および受光器を同一の光軸上で対向させるという厳密な調整（校正）を必要とせず、設置およびメンテナンス時の作業負担が軽減される。
また、従来のように、発光器および受光器を離して配置する必要がなく、それぞれの視野領域を調整すれば、２つの輝度計を同一場所に配置できるため、設置工事や電源設備工事の負担を軽減できる。
【００１８】
なお、以上の説明において、空間内の気体の透過率が変化した場合でもほぼ一定の値を示す輝度（第１の輝度）として定常輝度を用い、空間内の気体の透過率の変化に応じて値が変動する輝度（第２の輝度）として光幕輝度を用いた場合を例に説明したが、これらに限定されるものではなく、透過率に対して同様の特性を有する輝度であれば、前述のように用いることができ、同様の作用効果が得られる。
【００１９】
次に、図４を参照して、定常輝度および光幕輝度を測定する場合の視野領域について説明する。
図４は定常輝度および光幕輝度を測定するのに用いる視野領域を示す説明図である。
ここでは空間としてトンネルが示されており、（ａ）はトンネル断面、（ｂ）は実際のトンネル内の視野を示している。
【００２０】
図４（ａ）に示すように、トンネル内の道路の路面３１の中央には、センターライン３２が設けられており、路面３１の両脇にはトンネル管理用の監査路（歩道）３３が、段差部３４を介して路面３１より高い位置に設けられている。
また、トンネル側壁３５と天井３６との角部には照明器３７が道路に沿って配設されており、トンネル内を照明している。
【００２１】
図４（ｂ）は、照明器３７とほぼ同じ高さ位置から、実際に斜め前方（あるいは後方）を捉えたトンネル内の視野を示しており、１１は定常輝度測定用の視野領域、１２は光幕輝度測定用の視野領域を示している。
特に、反対車線側の監査路３３、天井３６、および路面３１の監査路３３側の周辺部３１Ａの輝度が最も低い。
また、照明器３７の輝度が極めて高く、その他、路面３１、段差部３４およびトンネル側壁３５の輝度は比較的低い。
【００２２】
したがって、定常輝度を測定する場合は、比較的広い視野領域、例えば視野領域１１を有する輝度計を用いることにより輝度が平均化され、より安定した定常輝度が得られる。
また、極端に輝度の高い部分、例えば照明器３７などを視野領域から除外することにより、透過率に左右されやすい輝度の高い部分の変動に影響されず、安定した定常輝度が得られる。
【００２３】
一方、光幕輝度を測定する場合は、比較的狭い視野領域、例えば視野領域１２などの部分的視野領域を有する輝度計を用いることにより、誤差の少ない光幕輝度が得られる。
また、元々比較的輝度の低い視野領域を選択することにより、光幕輝度の変化を効率よく検出できる。
これは、図２に示したように、空間内の微粒子の減少により透過率が上昇すれば、透過率の上昇に応じて光幕輝度が早々に飽和することなく徐々に低下するからである。
【００２４】
ここで、元々、比較的輝度が高い場合は、透過率が大きくなっても、その視野領域の輝度自体が低減せず、光幕輝度の変化を効率よく検出できない。
これに対して、元々、輝度が低い場合は、透過率が大きくなった場合、その視野領域の輝度自体も低減するため、光幕輝度の変化を効率よく検出できることになる。
【００２５】
なお、異なる視野領域を有する光幕輝度測定部２を複数設け、これら光幕輝度測定部２で測定された光幕輝度を統計処理し、得られた結果を透過率算出用の光幕輝度として用いるようにしてもよい。
図５は複数の光幕輝度測定部を用いた場合を示す機能ブロック図である。
異なる視野領域を有する各光幕輝度測定部２からの出力が、光幕輝度統計処理部５に入力され、所定の統計処理が実施され、透過率算出用の光幕輝度が算出される。
【００２６】
特に、光幕輝度統計処理部５では、所定の統計処理により、入力された複数の光幕輝度の平均値、中央値、最大頻度値などが透過率算出用の光幕輝度として算出される。
これにより、空間内の一部で透過率が一時的に低下した場合、例えば大型トラックの排気ガスにより光幕輝度が上昇した場合でも、その影響を低減でき、安定した透過率を算出できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、空間内の気体の透過率の変化に左右されない輝度例えば定常輝度を基準として、空間内の気体の透過率の変化に応じて変動する輝度例えば光幕輝度の変化を検出することにより、透過率の変化を測定するようにしたので、従来のように、発光器および受光器を用いる場合と比較して、光線が出入りするガラス窓が排気ガスなどの煤煙により汚れた場合でも、それぞれの輝度計がほぼ同程度に汚れるため、その輝度比にはあまり影響しない。
これにより、精度よく透過率を測定できるとともに、メンテナンス周期を延長でき、作業負担を軽減できる。
【００２８】
また、従来のように、発光器および受光器を同一の光軸上で対向させるという厳密な調整（校正）を必要とせず、設置およびメンテナンス時の作業負担が軽減される。
また、従来のように、発光器および受光器を離して配置する必要がなく、それぞれの視野領域を調整すれば、２つの輝度計を同一場所に配置できるため、設置工事や電源設備工事の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態による透過率測定方法を示す機能ブロック図である。
【図２】  透過率と定常輝度および光幕輝度との関係を示す説明図である。
【図３】  定常輝度と光幕輝度の輝度比と、透過率との関係を示す説明図である。
【図４】  定常輝度および光幕輝度を測定するのに用いる視野領域を示す説明図である。
【図５】  複数の光幕輝度測定部を用いた場合の機能ブロック図である。
【図６】  従来の透過率測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１…定常輝度測定部、２…光幕輝度測定部、３…輝度比算出部、４…透過率算出部、５…光幕輝度統計処理部、２１…定常輝度、２２…光幕輝度。
【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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