JPH0358056B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、気体中に浮遊する塵埃の濃度を測定
する測定法と測定器に関する。

＜従来の技術＞ 第１従来例 実公昭35−16398号公報に開示された排気ガス
濃度計は、筒状の排気ガス室の両端にそれぞれ小
径の空気筒を接続し、一方の空気筒の先端開口の
外側に電灯の発光部を配置し、他方の空気筒の先
端開口の外側に光電管の受光部を配置し、各空気
筒の先端開口にそれぞれレンズを嵌め込んで、排
気ガス室の両端部にそれぞれ中孔付きの複数枚の
隔壁を並設している。

発光部から投射した光線が発光部側のレンズと
隔壁の中孔を通過して排気ガス室を横断し、受光
部側の隔壁の中孔とレンズを通過して受光部に入
射する構成にしている。

また、排気ガス室は、周壁の中央部に排気ガス
供給管を接続し、周壁の両端部にそれぞれ多数の
排気孔を貫設している。

排気ガス供給管から排設ガス室の中央部に供給
された排気ガスが発光部側の隔壁の中孔と受光部
側の隔壁の中孔をそれぞれ通過して発光部側の排
気孔と受光部側の排気孔からそれぞれ排出される
構成にしている。

また、両空気筒の外周にはそれぞれ二重の環状
の空気室を設け、各空気室に圧縮空気供給管を接
続し、各空気室を多数の噴射孔を経て各空気筒の
内部に連通し、各空気筒の二重環状空気室中間位
置に多数の空気出口を貫設している。

両空気筒のレンズ内側位置に空気幕を形成する
構成にしている。

第２従来例 特公昭51−43793号公報に開示された煤煙測定
装置は、煙道の両側に投光器と受光器を設け、投
光器と受光器の各光路筒の先端開口をそれぞれ煙
道に連通し、投光器の光路筒の基端板に光源を固
定し、受光器の光路筒の基端板に受光素子を固定
し、投光器と受光器の各光路筒内にそれぞれ漏斗
状部材を嵌着し、投光器の光源から投射した光線
が投光器の漏斗状部材の先端開口を通過して煙道
を横断し、受光器の漏斗状部材の先端開口を通過
して受光器の受光素子に入射する構成にしてい
る。

また、投光器と受光器の各光路筒の周壁には、
それぞれ、逆止弁を漏斗状部材直後位置に取り付
け、煙道が負圧のときに、大気が投光器の光路筒
の漏斗状部材直後位置、受光器の光路筒の漏斗状
部材直後位置にそれぞれ流入し、投光器、受光器
の光路筒の漏斗状部材を通過して煙道に流出する
構成にしている。

第３従来例 実公昭56−12601号公報に開示された濾布破損
検出装置は、濾布の破損を、濾布を通過した気体
のダスト濃度の測定によつて検出する装置であ
る。

この装置は、濾布を通過した気体が通るダクト
の両側に投光器と受光器を設け、投光器と受光器
の各光路筒の先端開口をそれぞれダクトに連通
し、投光器の光路筒の基端部に発光部を設け、受
光器の光路筒の基端部に受光部を設け、投光器の
光路筒の発光部前側位置と受光器の光路筒の受光
部前側位置に、それぞれ、保護ガラスを支持板に
よつて設け、投光器の光路筒の保護ガラス前側位
置と受光器の光路筒の保護ガラス前側位置に、そ
れぞれ、スリツト付きの仕切板を設け、投光器の
発光部から投射した光線が投光器の保護ガラスと
仕切板のスリツトを通過してダクトを横断し、受
光器の仕切板のスリツトと保護ガラスを通過して
受光器の受光部に入射する構成にしている。

また、投光器と受光器の各光路筒の周壁には、
それぞれ、空気侵入口を設け、投光器と受光器の
各光路筒の保護ガラスと仕切板の間にそれぞれ大
気を導入する構成にしている。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところが、第１従来例の排気ガス濃度計におい
ては、圧縮空気ないし空気幕が発光部の周囲と受
光部の周囲と通過しない。

発光部と受光部に半導体素子を使用した場合、
半導体素子から発生する熱を排出して、半導体素
子の雰囲気温度を一定に保持する高価な冷却装置
又は恒温装置を要する。

冷却装置や恒温装置がないと、半導体素子の雰
囲気温度の変化によつて測定誤差が発生する。

第２従来例の煤煙測定装置においては、煙道が
負圧のとき、大気を各逆止弁を経て投光器と受光
器の各光路筒に流入させて煙道に流出させるが、
大気は、投光器と受光器の光路筒の漏斗状部材直
後位置、即ち、光源の煙道側の前方位置と受光素
子の煙道側の前方位置から煙道に流れる。

大気は、投光器と受光器の光路筒の基端板の光
源の周囲と受光素子の周囲を通過しない。

また、煙道が負圧でないときには、投光器と受
光器の各光路筒に大気が流入しない。

従つて、光源の周囲と受光素子の周囲で空気が
流動せず、光源と受光素子から発生する熱が滞留
して、光源と受光素子の雰囲気温度が高くなるこ
とがあり、光源と受光素子の雰囲気温度の変化に
よつて測定誤差が発生する。

また、第３従来例の濾布破損検出装置において
は、発光部を投光器の光路筒の基端部に保護ガラ
スと支持板で密閉すると共に、受光部を受光器の
光路筒の基端部に保護ガラスと支持板で密閉して
いるので、発光部の周囲と受光部の周囲で気体が
流動せず、発光部と受光部から発生する熱が滞留
して、発光部と受光部の雰囲気温度が高くなるこ
とがある。

従つて、発光部と受光部の雰囲気温度の変化に
よつて測定誤差が発生する。

結局、従来においては、発光部と受光部に使用
される半導体素子の雰囲気温度の変化に基く誤差
を除去する簡単な手段がないので、塵埃濃度を正
確にかつ簡便に測定することができない。

本発明の目的は、上記のような従来の課題を解
決することである。

＜課題を解決するための手段＞ 第１発明は、発光部とその前側位置を区画する
通孔付きの仕切板と、受光部とその前側位置を区
画する通孔付きの仕切板との間に、塵埃を含んだ
被測定気体を供給し、発光部から光線を発光部用
仕切板の通孔を経て被測定気体に投射し、被測定
気体を経由して受光部用仕切板の通孔を通過した
光線を受光部に入射して、塵埃の濃度を測定する
方法において、 清浄空気を、発光部の周囲を通過して発光部用
仕切板の通孔から流出させると共に、受光部の周
囲を通過して受光部用仕切板の通孔から流出さ
せ、 清浄空気を発光部用仕切板の通孔と受光部用仕
切板の通孔から両仕切板の間に流出させつつ両仕
切板の間に被測定気体を供給し、この状態で塵埃
濃度の測定を行ない、 塵埃濃度の測定の後、被測定気体の供給を停止
し、清浄空気によつて両仕切板の間を浄化し、こ
の状態で補正用の測定を行ない、補正用の測定値
によつて塵埃濃度の測定値を補正することを特徴
とする塵埃濃度の測定法である。

第２発明は、測定室の一端と他端に発光部と受
光部を設け、測定室の発光部前側位置に通孔付き
の仕切板を設け、測定室の受光部前側位置に通孔
付きの仕切板を設け、発光部から投射した光線が
発光部用仕切板の通孔を通過して両仕切板の間の
塵埃を含んだ被測定気体を横断し、受光部用仕切
板の通孔を通過して受光部に入射する構成にした
塵埃濃度の測定器において、 測定室の一端と他端に清浄気体供給通路を接続
し、測定室の一端に供給された清浄気体が発光部
の周囲を通過して発光部用仕切板の通孔から流出
すると共に、測定室の他端に供給された清浄気体
が受光部の周囲を通過して受光部用仕切板の通孔
から流出する構成にし、 測定室の両仕切板の間に被測定気体供給通路と
排出通路を接続し、 発光部用仕切板の通孔と受光部用仕切板の通孔
から両仕切板の間に清浄空気を流出させつつ両仕
切板の間に被測定気体を供給している状態で塵埃
濃度の測定を行なう構成にし、 塵埃濃度の測定の後、被測定気体の供給を停止
し、清浄空気によつて両仕切板の間を浄化した状
態で補正用の測定を行なう構成にし、 補正用の測定値によつて塵埃濃度の測定値を補
正する演算回路を設けたことを特徴とする塵埃濃
度の測定器である。

＜作用効果＞ 第１発明の測定法においては、汚染防止用の清
浄空気が発光部の周囲を通過すると共に受光部の
周囲を通過するので、発光部と受光部から発生す
る熱が汚染防止用の清浄空気によつて排出され
る。

即ち、汚染防止用の清浄空気を発光部と受光部
の発熱排出用に兼用しているので、高価な冷却装
置や恒温装置を要せずに、簡便に、発光部と受光
部の発熱が排出される。

また、塵埃濃度の測定の後、被測定気体の供給
を停止し、清浄空気によつて両仕切板の間を浄化
した状態で補正用の測定を行ない、補正用の測定
値によつて塵埃濃度の測定値を補正する。

従つて、発光部と受光部に使用される半導体素
子の雰囲気温度の変化や経年変化に基く誤差が除
去されるので、このような誤差が除去されない従
来の場合とは異なり、雰囲気温度の変化や時間の
経過による測定誤差がない。

結局、塵埃濃度が正確にかつ簡便に測定され
る。

第２発明の測定器においては、第１発明の測定
法を実施して、塵埃濃度を正確にかつ簡便に測定
することができる。

＜実施例＞ 次に、本発明の実施例について説明する。

第１図乃至第３図に略示する本例の塵埃濃度測
定器は、第４図に示す測定システムを実施するも
のであり、長さ30cm，径5.6cm位の円筒状容器１
の左端板２の前側位置に隔壁３を設け、隔壁３の
前面中心部に半導体レーザの発光部４を取付け、
発光部４から投射されるパルス光を変調する回路
５を隔壁３と左端板２の間に設けている。円筒状
容器の右端板６の前側位置には隔壁７を設け、隔
壁７と右端板６間の中心部に半導体フオトデイテ
クタの直達光用受光部８を発光部４と同軸芯に取
付け、隔壁７の中心部に直達光用受光部８に入射
する直達光が通過する通孔９を貫設し、隔壁７の
前面に半導体フオトデイテクタの散乱光用受光部
１０を通孔９の回りに等間隔に取付け、発光部４
から投射された光線のうち直達光が直達光用受光
部８に入射する一方、散乱光が複数個の散乱光用
受光部ｙ１０に入射するように装置している。右
端板６と隔壁７の間には、直達光用受光部８の出
力を増幅する増幅器１１と散乱光用受光部１０の
出力を増幅する増幅器１２を設け、また、両増幅
器１１，１２の出力から塵埃濃度を求める演算回
路１３を設け、右端板６の外面に演算回路１３の
出力を表示する表示計１４を取付けている。円筒
状容器の両隔壁３，７間の測定室１５には、発光
部４の前側位置に２枚の仕切板１６，１６を並設
し、各仕切板１６の中心部に発光部４から軸芯方
向に投射される光線が通過する通孔１７を貫設し
て、発光部４から軸芯方向以外に投射される光線
が仕切板１６，１６で遮断されるように装置し、
また、散乱光用受光部１０の前側位置に３枚の仕
切板１８，１８を並設し、各仕切板１８の中心部
に直達光用受光部８に軸芯方向から入射する光線
が通過する通孔１９を貫設して、直達光用受光部
８に軸芯方向以外から入射する光線が仕切板１
８，１８，１８で遮断されるように装置し、更
に、各仕切板１８の通孔１９の回りに、軸芯の光
軸位置で塵埃によつて反射して各散乱光用受光部
１０に入射する光線が通過する通孔２０を貫設し
て、各散乱光用受光部１０に光軸位置以外から入
射する光線が仕切板１８，１８，１８で遮断され
るように装置している。円筒状容器の左端板２に
は、ポンプ２２とパルプ２３を介在した清浄気体
供給通路２１を接続し、左端板２前側位置の隔壁
３に清浄気体の通孔２４を貫設し、また、円筒状
容器の右端板６にも清浄気体供給通路２１を接続
している。即ち、円筒状容器１の左端に供給され
た清浄な乾燥空気のような清浄空気が、パルス変
調回路５の周囲を通過して通孔２４を通過し、発
光部４の周囲を通過して発光部用仕切板の通孔１
７から流出すると共に、円筒状容器１の右端に供
給された清浄な乾燥空気のような清浄空気が、演
算回路１３と増幅器１１，１２の周囲及び直達光
用受光部８の周囲を通過して通孔９を通過し、散
乱光用受光部１０の周囲を通過して受光部用仕切
板の通孔１９，２０から流出し、清浄気体が左側
の発光部用仕切板の通孔１７と右側の受光部用仕
切板の通孔１９，２０から両仕切板１６，１８間
に流出するように装置している。円筒状容器の両
仕切板１６，１８間の周壁には、バルブ２６を介
在した被測定気体供給通路２５を接続して、工場
内の空気のような塵埃を含んだ被測定気体が両仕
切板１６，１８間に供給されるように装置し、ま
た、バルブ２８とポンプ２９を介在した排出通路
２７を接続して、両仕切板１６，１８間の清浄気
体，被測定気体が排出されるように装置してい
る。

本例の塵埃濃度測定器を使用する場合、第５図
の測定サイクルに示すように、先ず、清浄気体を
供給して、測定室１５が浄化された後に、塵埃を
含む被測定気体を供給し、発光部用仕切板の通孔
１７と受光部用仕切板の通孔１９，２０から両仕
切板１６，１８間に清浄気体が流出しつつ両仕切
板１６，１８間に被測定気体が安定に供給されて
いるところで、両仕切板１６，１８間の被測定気
体に発光部４から光線を投射する。すると、両仕
切板１６，１８間の被測定気体を経由した光線の
うち直達光が直達光用受光部８に入射すると共
に、散乱光が散乱光用受光部１０に入射し、両受
光部８，１０の出力がそれぞれ増幅器１１，１２
を経て演算回路１３に入力し、演算回路１３にお
いて両受光部８，１０の増幅された出力から被測
定気体の塵埃濃度が求められてその塵埃濃度が記
憶される。なお、この測定中、両仕切板１６，１
８間の清浄気体と被測定気体の混合した気体は排
出通路２７を経て排出されている。上記の塵埃濃
度測定の後、被測定気体の供給を停止すると共
に、清浄気体の供給流量を被測定気体の供給流量
分増加して、測定室１５が浄化された後に、両仕
切板１６，１８間の清浄気体に発光部４から光線
を投射する。すると、清浄気体を経由した光線が
直達光用受光部８に入射し、その受光部８の出力
が増幅器１１を経て演算回路１３に入力し、この
入力によつて演算回路１３において先程記憶され
た塵埃濃度が補正され、即ち、半導体素子の経年
変化や雰囲気温度の変化に基づく塵埃濃度の測定
誤差が除去され、補正された塵埃濃度が表示計１
４に表示される。なお、この補正用測定中、両仕
切板１６，１８間の清浄気体は排出通路２７を経
て排出されている。本例においては、汚染防止用
の清浄空気が発光部４の周囲を通過すると共に受
光部８，１０の周囲を通過するので、発光部４と
受光部８，１０から発生する熱が清浄空気によつ
て排出される。

即ち、汚染防止用の清浄空気を発光部４と受光
部８，１０の発熱排出用に兼用しているので、高
価な冷却装置や恒温装置を要せずに、簡便に、発
光部４と受光部８，１０の発熱が排出される。

その上、塵埃濃度の測定前に測定室１５を清浄
気体で浄化し、更に、補正用の測定を行なうの
で、測定精度が高い。

また、発光部４に半導体レーザを用いているの
で、ガスレーザやガスランプを用いる場合に比し
て、測定器が小型で安価になる。また、レンズを
用いていないので、レンズの光軸や集点位置の調
整が不要であり、測定器の調整手数が少しで済
む。更に、容器１に変調回路５，発光部４，仕切
板１６，１８，受光部８，１０，増幅器１１，１
２と演算回路１３を納めているので、測定器が嵩
張らず持運びが容易である。

＜変形例＞ 上記の実施例においては、塵埃濃度を求めるに
当り、被測定気体を経由した光線の直達光と散乱
光を利用しているが、光線を散乱する特性の高い
塵埃に対しては散乱光のみを利用し、光線を吸収
する特性の高い塵埃に対しては直達光のみを利用
してもよい。また、発光部４から光線を投射する
期間を塵埃濃度測定時と補正用測定時に限定して
いるが、このような間欠発光に代えて連続発光に
してもよい。更に、演算回路１３を表示計１４に
接続しているが、演算回路を換気装置に接続し
て、換気装置を塵埃濃度の測定結果に基いて作動
してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の測定器の断面図、第
２図は第１図の−線断面図、第３図は第１図
の−線断面図、第４図は同測定器の測定シス
テムを示す図、第５図は同測定器の測定サイクル
を示す図である。 ４：発光部、８：直達光用受光部、１０：散乱
光用受光部、１３：演算回路、１５：測定室、１
６：発光部用仕切板、１７：通孔、１８：受光部
用仕切板、１９：通孔、２０：通孔、２１：清浄
気体供給通路、２５：被測定気体供給通路、２
７：排出通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光部とその前側位置を区画する通孔付きの
   仕切板と、受光部とその前側位置を区画する通孔
   付きの仕切板との間に、塵埃を含んだ被測定気体
   を供給し、発光部から光線を発光部用仕切板の通
   孔を経て被測定気体に投射し、被測定気体を経由
   して受光部用仕切板の通孔を通過した光線を受光
   部に入射して、塵埃の濃度を測定する方法におい
   て、 清浄空気を、発光部の周囲を通過して発光部用
   仕切板の通孔から流出させると共に、受光部の周
   囲を通過して受光部用仕切板の通孔から流出さ
   せ、 清浄空気を発光部用仕切板の通孔と受光部用仕
   切板の通孔から両仕切板の間に流出させつつ両仕
   切板の間に被測定気体を供給し、この状態で塵埃
   濃度の測定を行ない、 塵埃濃度の測定の後、被測定気体の供給を停止
   し、清浄空気によつて両仕切板の間を浄化し、こ
   の状態で補正用の測定を行ない、補正用の測定値
   によつて塵埃濃度の測定値を補正することを特徴
   とする塵埃濃度の測定法。 ２ 測定室の一端と他端に発光部と受光部を設
   け、測定室の発光部前側位置に通孔付きの仕切板
   を設け、測定室の受光部前側位置に通孔付きの仕
   切板を設け、発光部から投射した光線が発光部用
   仕切板の通孔を通過して両仕切板の間の塵埃を含
   んだ被測定気体を横断し、受光部用仕切板の通孔
   を通過して受光部に入射する構成にした塵埃濃度
   の測定器において、 測定室の一端と他端に清浄気体供給通路を接続
   し、測定室の一端に供給された清浄気体が発光部
   の周囲を通過して発光部用仕切板の通孔から流出
   すると共に、測定室の他端に供給された清浄気体
   が受光部の周囲を通過して受光部用仕切板の通孔
   から流出する構成にし、 測定室の両仕切板の間に被測定気体供給通路と
   排出通路を接続し、 発光部用仕切板の通孔と受光部用仕切板の通孔か
   ら両仕切板の間に清浄空気を流出させつつ両仕切
   板の間に被測定気体を供給している状態で塵埃濃
   度の測定を行なう構成にし、 塵埃濃度の測定の後、被測定気体の供給を停止
   し、清浄空気によつて両仕切板の間を浄化した状
   態で補正用の測定を行なう構成にし、 補正用の測定値によつて塵埃濃度の測定値を補
   正する演算回路を設けたことを特徴とする塵埃濃
   度の測定器。