○ 実証試験結果の概要
実証対象技術／
環境技術開発者
実証機関

VOC モニター（型番 VM-501）
仕様チップ①＊：1〜2,500 ppm (トルエン換算）
有限会社オー・エス・ピー
社団法人日本環境技術協会

実証試験期間

平成 23 年 2 月 21 日〜3 月 4 日

本技術の目的VOC 排出削減の自主的取組みに利用できる VOC 簡易測定＊仕様チップ②：3〜 7,500ppm、および仕様チップ③：10〜25,000ppm（いずれもトルエン換算）
は、同一規格の製品と認められた。

１．実証対象技術の概要
・ 測定原理高分子薄膜が VOC（被測定物質）に接することにより、VOC を吸収し、その濃度に応じて膨潤する現象と、その膨潤の度合いが光の反射と干渉に変化をもたらす現象とを組み合わせ、VOC濃度を測定する方法が干渉増幅反射法（Interference Enhanced Reflection Method；IER 法）であり、この原理を利用した VOC モニターである。
・ 特徴
総合的な保証精度（指示誤差等）は±20 ％であり、表示部にシーケンス表示や、途中経過の濃度が表示される他、アナログ出力端子、アラーム機能、各種接点を装備しているので、モニタリング機器として有効である。

200 mm

155 mm

約 300 mm
VM-501 モニターの外観i２．実証試験の概要○ 実証対象機器の仕様
型式

VM-501

測定原理

高分子薄膜の膨潤に基づく干渉増幅反射法（IER 法）

測定対象ガス

ほとんど全ての VOC
下記の３つの測定レンジから導入時に１つを選択

測定範囲①仕様チップ： 1〜 2,500 ppm（トルエン換算値）②仕様チップ： 3〜 7,500 ppm（トルエン換算値）③仕様チップ：10〜25,000 ppm（トルエン換算値）

ガスサンプリング法

内蔵のダイヤフラム式吸引ポンプによる。試料採取流量約 1 L/min

装置電源

AC100 Ｖ（付属の AC アダプターを使用）○ 実証試験実施場所
・ 基本性能試験：横浜市環境科学研究所 標準ガス試験室で実施。
・ 事業所における実際の試料測定試験：共同印刷(株) 守谷工場において、グラビア印刷工程の VOC処理前に配置されたダクトよりバッグへの試料採取を実施し、横浜市環境科学研究所で測定を実施。
３．実証試験結果
各試験方法は本編 ５．実証試験実施方法を参照。
○ 繰返し性試験
繰返し性試験結果は、全ての項目（トルエン、トリクロロエチレン、VOC 5 成分、VOC 3 成分）に対し、偏差が±1.2 ％と良好であった。
ただし、偏差（％）＝（指示値−平均値）÷スパン平均値×100、n=5トルエンの濃度と指示値の偏差（％）は、−7 ％と少し低めの値を示した。ただし、本編の 3.3 製品データで示したように、実証製品の総合精度は±20 ％であり、精度内であった。
トルエン以外のガス（VOC 5 成分、VOC 3 成分、トリクロロエチレン）では、非常に低い値を示した。トルエン（換算係数：1.0）、テトラクロロエチレン（0.8）以外は、換算係数が大きいガスであるイソプロピルアルコール（10.5）、酢酸エチル（5.6）、n-ヘキサン（10）、メチルエチルケトン(6.0)、ジクロロメタン（13.3）、トリクロロエチレン（2.0）であったためと考えられる。
トルエンの濃度と指示値の感度補正後の推定測定値(ppm)と、実証製品の測定値(ppm)を次表に示した。測定値は妥当な値であることが確認できた。
n

ただし、感度補正推定測定値＝∑ （各成分濃度（ppmC）÷各成分 C 数÷各成分換算係数
i =1

÷トルエンでの感度補正値（1.07））ii

表

実証製品測定値と換算係数による感度補正後の推定指示値の比較
濃度
濃度
感度補正推定ガス調製（ppm）（ppmC）
測定値（ppm）
蒸気拡散管
57.7214938

ガス名
VOC5成分

測定値
(ppm)
54.5

VOC 5成分

高圧容器詰

426

1860

96.489トリクロロエチレン

蒸気拡散管441882206189VOC 3成分

高圧容器詰

604906268253○ 直線性試験
直線性試験結果は、最大で偏差が± 7 ％程度であった。VOC 5 成分の場合にやや大きなマイナス傾向であったが、全体的には実証製品の精度内であった。
ただし、偏差（％）＝（測定濃度−試験濃度）÷試験時の最大濃度×100
相関散布図を下図に示した。
直線性試験結果（C7H8）

200240

VM-501線形 (VM-501)

線形 (VM-501)200
測定値（ppm）

1008060

y = 0.92 x + 0.15
R2 = 1.00

40160
y = 1.02 x + 1.28
R2 = 1.00

120

VM-501線形 (VM-501)160
測定値（ppm）

VM-501120

測定値（ppm）

直線性試験結果（トリクロロエチレン）

直線性試験結果（C7H8）280

14012080

y = 0.43 x - 1.55
R2 = 1.0080

40402000002040060 80 100 120 140 160
濃度（ppm）

4080

120 160濃度（ppm）

2000240直線性試験結果（VOC 3成分 高圧容器詰）

直線性試験結果（VOC 5成分 蒸気拡散管）
直線性試験結果（VOC 5成分 高圧容器詰）
10060280

VM-501804030y = 0.25 x - 1.10
2R = 1.00

20

線形 (VM-501)
200

線形 (VM-501)

60
40y = 0.21 x - 3.63
R2 = 0.99

04080

120 160濃度（ppm）

200

240

y = 0.42 x - 1.91
R2 = 1.00

120

40000160

80

2010VM-501

240

VM-501

測定値（ppm）

線形 (VM-501)
測定値（ppm）

測定値（ppm）

5050 100 150 200 250 300 350 400 450
濃度（ppm）

080

図160 240 320
濃度（ppm）

400

直線性試験結果

iii480080 160 240 320 400 480 560 640
濃度（ppm）

○ 干渉影響試験
トルエン 130 ppm 付近における酸素影響、二酸化炭素影響、水分影響試験結果を下図に示した。
酸素影響は、ゼロ点では影響は見られなかったが、スパンでは、少し影響が見られた。
二酸化炭素影響、水分影響試験では、ゼロ、スパン共に影響は小さかった。
酸素影響試験結果

12095908580

指示値（水分0 ％の時の値を100とする）

100
指示値（CO2 0 ppmの時の値を100とする）

指示値（酸素21％の時の値を100とする）

水分影響試験結果

CO2影響試験結果

10095908580

101214161820115110105

100

220

酸素濃度（％）

500

1000

1500

2000

0

CO2濃度（ppm）

図20406080

100

水分濃度（％）

干渉影響試験結果（スパンにて）○ 応答時間試験
実証製品はシーケンス（自動ゼロ点校正→測定→自動クリーニング）を組んで測定を実施しているが、2 シーケンス（約 240 秒）以下で 98 ％応答していた。なお、本試験は試験用ガス供給ラインを含んだ試験であり、機器単体でのものではない。
○ 再現性（ドリフト）試験
試験期間中に、284 ppm（1,988 ppmC）の高圧容器詰めトルエンを導入した時の各々の指示値を読み、平均値からの偏差を調べた結果は±2.5 ％と問題なかった。
○ 事業所における実際の試料測定試験
試験結果を下表に示した。参考として、事業所における実際試料をバッグ採取時に合せてモニタリングした、ハンディタイプの VOC-121H の測定値（1 シーケンスのみの瞬時値）についても示した。
表

事業所における実際の試料測定試験結果
比較機

バッグA
バッグの種類 ガス名
バッグA−１
バッグA−２
バッグA−３
バッグA−４
バッグA−５
サンプル
バッグA−６
バッグA−７
バッグA−８
バッグA−９バッグA−１０
バッグB
バッグB−１
バッグB−２
バッグB−３ サンプル
バッグB−４
バッグB−５
バッグB−６濃度
濃度（ppm） （ppmC）
96.6528103.9568106.7583
98.8
540
47.0
257
35.7
195
171.8
939
178.8
977
174.5
954
178.6
976
52.5
52.3
45.6
43.2
44.6
172.5

287
286
249
236
244
943

時刻

HOR製

TD製

NDIR

FID

比較機A
ppmC

比較機B
ppmC

11:00
11:11
11:20
11:30
11:37
11:46
11:58
12:07
12:15
12:22

528
568
583
540
257
195
939
977
954
976

466
498
513
480
217
163
851
887
865
886

10:11
10:18
10:28
10:39
10:48
12:30

287
286
249
236
244
943

246
244
215
205
213
854

iv

試験機
事業所における
VM-501採取時の測定値
干渉増幅反射（VOC-121H
（IER）
瞬時値）
測定値ppm
ppm
78.0
55.0
82.0
55.7
82.0
50.0
79.2
55.2
48.0
17.2
40.4
14.7
125.0
97.9
129.0
98.2
126.0
98.4
125.0
98.8
78.0
77.6
75.1
75.6
73.9
151.0

29.6
23.5
25.4
24.8
28.0
101.0

使用したバッグの仕様は以下のとおりである。
① バッグ A・ テドラーＲバッグ

50 Ｌ（1 ヶ口、キャップ付）Ａタイプ

・ 容量（L）：50 、大きさ（mm）：600×750 、ノズル径：8 mmφ、フッ化ビニル樹脂製② バッグ B・ テドラーバッグ 1 ヶ口 700×1000mm / KN3349051
・ 容量（L）： 50 、大きさ（mm）： 700×1000 、ノズル径 ：7mmφ(1) 比較機（公定法）との相関性
バッグ A、バッグ B の測定値における比較機（公定法）との相関散布図を示した。
相関係数は非常に良い結果であった。
ただし、バッグ A では約 20 ppm、バッグ B では約 50 ppm と大きな切片を生じた。試料採取時の VOC-121H 測定値（1 シーケンスのみの瞬時値）の切片は−0.3 〜−8 ppm であるので、バッグによる影響と考えられる。バッグ B にゼロガスおよび水分を含むゼロガスを採取し、測定を実施したところ、比較機（公定法）の測定値は、ほぼゼロであったが、VM-501 では、ゼロガスで数 ppm、水分を含むゼロガスで数 10 ppm 程度の値を示した。公定法測定機では感度が小さいが、実証製品では感度が大きく出る物質が、バッグ内に存在するような結果であった。
バックの材質が要因と考えられるブランク（または汚染）が認められたので、バッグ測定を実施する場合はバッググランドサンプルを採取・測定し、差し引くなどの注意が必要である。
バッグAにおける相関散布図

160140140○：VM-510
y = 0.11 x + 18.66
R2 = 1.001208060△：採取時
y = 0.11 x - 8.01
R2 = 0.99

40200200

4006008001000 1200 1400

180180○：VM-501y = 0.11 x + 47.55
2R = 1.00

160
140100806012010080604040△：採取時
y = 0.12 x - 5.23
R2 = 0.99

20200200

NDIR測定値（ｐｐｍC)

図400600800
FID測定値（ppmC）

1000

1200

160

0200

4001201008060
40

600

0800 1000 1200 1400○：VM-501y = 0.12 x + 49.35
R2 = 1.00

140

△：採取時
y = 0.11 x - 2.04
2R = 0.99000

バッグBにおける相関散布図

200○：VM-501y = 0.12 x + 21.48
R2 = 1.00
測定値（ppm）

100

測定値（ppm）

測定値（ppm）

120

バッグBにおける相関散布図

バッグAにおける相関散布図

測定値（ppm）

160

△：採取時
y = 0.12 x - 0.27
R2 = 0.99

200

NDIR測定値（ppmC）

200400 600
800
FID測定値（ppmC）

1000 1200

比較機（公定法）との相関散布図(2) 繰返し性試験
繰返し性は、バッグへの試料採取時の状況により濃度が変動するので、比較機（公定法）の測定値を用いた補正を実施して評価した。
バッグ A の結果は、± 3％程度で良い結果を示したが、バッグ B の結果は± 9％程度と少し大きな値を示した。実証製品の総合精度は±20 ％であり精度内であるが、バッグ B では、試料濃度が50 ppm 程度と他と比べて低く、かつ切片として生じた値が大きかったためと考えられる。
各バッグの比較機の測定値（ppmC）と排ガスの成分分析組成結果から、それぞれの測定濃度を推定計算した結果を次表に示した。ただし、切片補正測定値は測定値から前述の相関式の切片を差し引いた値であり、感度補正推定測定値の計算式はⅱページに示したものと同様である。
実証製品の切片補正測定値(ppm)と、感度補正推定測定値(ppm)を比較すると、約 10 ％高めの結果であり、妥当な値であることが確認できた。

v

表

各バッグの測定濃度を推定計算した結果
濃度
感度補正推定測定値
（ppm）
（ppm）

バッグ

濃度
（ppmC）

切片補正測定値
(ppm)

A962

17699.8107.6

A55510257.661.7

B2614827.130.4○ 実証試験結果まとめ
視点

結果

まとめ

実証製品 VM-501 の総合的な保証精度（指示誤差等）は±20 ％であり、試験を実施した繰返し性、直線性、干渉成分の影響、応答時間、再現性ともに、良好な性能を有していた。特に、エアー制御ユニット導入による水分影響改善の効果が顕著であっ信頼性た（昨年度、実証試験を実施した同一原理のハンディ形 VOC-121H では、水分の影響が見られた）。
ただし、バッグ測定を実施したところ、バックの材質が要因と考えられるブランク（または汚染）が認められたので、バッグ測定では、バッググランドサンプルを採取・測定し、差し引くなどの注意が必要である。
測定結果はトルエン換算濃度であり、トルエン以外の VOC の濃度値を測定したい
場合は、成分ごとに換算係数を用いて計算する必要がある。
換算係数を用いて推定した測定値と実際の測定値とを比較した結果、ほぼ妥当な結実用性果であった。ただし、各種事業所で主として使用される VOC 成分の換算係数の値はトルエン（1.0）に比べて大きい（感度が低い）ものが多いので、注意が必要である。
測定現場の VOC の組成が明確で変動しない場合や、単成分の場合には有効であるが、多成分や組成が変動する場合は、事前に測定ガスの成分・組成の確認を行い、感度特性を理解した上での測定が必要である。
操作手順は簡単かつ容易である。
表示部にシーケンス表示や、途中経過の濃度が表示され、アナログ出力端子から測定値がホールド出力されるので、記録計やデータロガーへの接続に便利であった。
また、アラーム機能、各種接点を装備しているので、モニタリング機器として有効である。内蔵データメモリ機能があり、PC へのデータ転送も可能である

簡便性

簡便性の評価項目として、（参考情報）の一部をピックアップして示した。
価格

オープン価格質量

約 5 kg

電源AC100V（付属の AC アダプタを使用）

暖気時間

特に必要なしvi

（参考情報）以下の参考情報は、全て環境技術開発者が自らの責任において申請した内容であり、環境省及び実証機関は、内容に関して一切の責任を負いません。
○製品データ※ 総合的な精度（指示誤差等）は±20 ％である。
項目記

製品名

VOC モニター

型番VM-501

販売・製造元

有限会社オー・エス・ピー

入欄（センサー素子タイプ別に①、②、③仕様がある）

重量（g）

約 5 ｋg価格（円）

オープン価格（O.S.P. Inc.）

利用用途（想定される用途） ・塗装、印刷、接着、洗浄、貯蔵、化学品製造等の VOC 取扱事業所における VOC
排出量の現状把握、連続モニタリング、各種 VOC 低減対策の効果確認等
・VOC 処理・回収装置等の入り口・出口濃度の常時モニタリング等
・工場排水や土壌・地下水・河川等への VOC 漏洩・汚染の簡易モニタリング等
・作業環境の簡易濃度モニタリング測定
校正用標準物質等の有無

有（調製済／調製要）

／無

校正方法

トルエン標準ガス（ボンベ又はプッシュ缶）による自動スパン校正モードを利用

サンプリング方式

内蔵のダイヤフラム式吸引ポンプによる操作環境（室温）

5 ℃〜

40 ℃

操作環境（相対湿度）

0 ％〜

95 ％

・ガス温度：5℃〜50℃程度、ガス相対湿度：0％〜100％・自動ゼロ点校正用空気とサンプルガスとの温度差±10％以内が望ましい
・高温の燃焼・乾燥排ガス等を測定する場合は、吸引用の配管をテフロンチュー
操作環境（その他）

ブ等で延長して高温ガスを空冷してセンサーに導入すること（その他使用できない環境） ・高湿度（例えば相対湿度 80％以上）ガスを測定する場合、ドレインポット、防水フィルター等の結露対策を設けること（センサー部での結露を防止すること）
・センサー本体は非防爆仕様の為、危険区域外で使用するか、危険区域内で使用する場合には適切な防爆処置を行うこと
製品保管条件・保管温度：0 ℃〜40 ℃（メンテナンス方法など）

・メンテナンスと消耗品類：ゼロ点校正用活性炭フィルター、（防塵・防水用）
ディスク状 PTFE フィルター、センサーチップの定期的洗浄、交換等

製品保証期間・本体：製品出荷後 12 ヶ月間
・センサー部の保証は日本国内の気象条件で１年間・センサーチップは消耗品扱いとし、使用頻度や被測定 VOC 成分、測定濃度等により素子寿命は異なることがある（素子寿命の自己診断機能付）

応答時間

・初期応答３秒〜、最短で１測定 10 秒程度（但し、分子量の大きい VOC 成分の場合 10 秒以上かかる場合有）vii

○ その他、実証申請機関からの情報（実証試験結果に対するコメント、実証申請機関からの情報などを記載）
・ 以下は実証機関からの質問に対する回答
１．センサーチップの寿命（交換時の判断の目安）について。
⇒ 素子の寿命は、使用環境・測定条件、被測定 VOC ガスの種類や暴露される濃度等により変動しますが、経験上、標準的なご使用方法であれば、2〜3 年もしくはそれ以上継続して使用できる場合が多いです。メーカーとしては、1 年毎のメンテナンス校正や簡易校正キット等による定期的な感度確認等を推奨致しております。
また、万が一素子に異常が生じれば、内部で自動判定し、素子交換エラーを警報します。
２．個別のチップの性能に関する偏差はどの程度か。チップ交換時の初期校正はユーザーが実施するのか。
⇒ チップごとの偏差（感度等）は、通常±10 ％以内なので、ユーザー側で同じ仕様のチップに交換した場合、校正せずとも仕様の範囲内で使用可能です。
ただし、ユーザー側で標準ガスを用い、メニュー内でスパン校正を実施することも可能です。
（別仕様のチップに交換したい場合は、弊社で再調整を実施する必要が生じます）
３． エアー制御ユニット導入によって水分影響特性を改善しているが、その詳細はどうなっているのか。
⇒ 簡単にいうと、内部ゼロガス調湿ユニットにより、サンプルガスの水分量にゼロガスの水分量を合わせるように、フィードバックを掛けています（弊社のノウハウ）。
４． 吸引流量は 1〜2 L/min とあるが、可変可能か固定か？
⇒ 1〜2 L/min.は一般的な数値として記載していますが、通常出荷時に流量は固定します。また、客先ごとの要望に応じ、0.3 L/min.程度から 5 L/min.程度まで、用途に応じて選択できるようにカスタマイズ対応が可能です。

viii