專利名稱：微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測定大氣中微小顆粒狀物質(zhì)濃度的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置及用于微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用的過濾帶。
背景技術(shù)：
作為測定大氣中微小顆粒狀物質(zhì)(Particulate Matter以下稱為PM)的裝置，有一類裝置將一定流量的大氣作為試樣氣體連續(xù)地吸入采樣管(大氣導(dǎo)入管)內(nèi)，在設(shè)置于該采樣管下游側(cè)的真空室內(nèi)用過濾帶(帶狀過濾帶)等的捕集裝置連續(xù)地捕集前述試樣氣體中的PM，對捕集的PM從β射線源照射β射線，用檢測器檢測此時的透過β射線，利用該檢測器的輸出用β射線吸收方式測定捕集到的PM的濃度。
此外，本專利申請人開發(fā)了一種微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，通過吸力作用使大氣從微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用過濾帶的一面?zhèn)韧ㄟ^另一面?zhèn)?，而在前述過濾帶中形成測定部位，對由測定部位捕集的大氣中的PM的濃度進(jìn)行高精度的測定(以下稱為PM濃度測定裝置)。
并且，這種PM濃度測定裝置中具有將通過前述過濾帶的大氣排出的多個排氣孔、且設(shè)置有防止前述過濾帶捕集時向前述另一面?zhèn)茸冃蔚臓顟B(tài)下支承前述過濾帶的支承裝置。圖7中顯示了由該支承裝置保持的板狀部分60的構(gòu)成。該板狀部分60由對開設(shè)于支承裝置的孔部接合薄的圓板狀板體形成，具有三個排氣孔61、62、63，配置于過濾帶64的下面?zhèn)取?br> 這樣，大氣被配置在板狀部分60下面?zhèn)鹊牟蓸颖盟?，從過濾帶64的上面?zhèn)认蛳旅鎮(zhèn)韧ㄟ^，還有，在通過三個排氣孔61、62、63的同時，使該大氣的通過持續(xù)一定時間(例如，一個小時)，從而在過濾帶64上形成測定部位。65為過濾帶64的卷取方向。
又，例如用β射線吸收方式測定PM濃度的場合，從配置于板狀部分80下面?zhèn)鹊墓庠磳η笆鰷y定部位照射比如β射線，透過前述測定部位的β射線，通過設(shè)置在配置于過濾帶64上面?zhèn)鹊臋z測器入口的保護(hù)膜由前述檢測器檢出、得到PM的濃度。又，前述保護(hù)膜具有抑制在采樣泵的大氣吸力作用下對檢測器的壓損的功能。
可是，前述β射線吸收方式中，為了提高測定靈敏度，過濾帶64的重量(密度)小這一點(diǎn)很重要。但是，前述過濾帶64的材質(zhì)通常為玻璃纖維，為了得到能經(jīng)受連續(xù)使用的強(qiáng)度，玻璃纖維需要一定的厚度(450μm平均值)和重量(7mg/cm2平均值)。從而，如果只是減少玻璃纖維的重量(密度)則得不到過濾帶64的強(qiáng)度，作為連續(xù)使用的過濾帶不合適，還有，β射線被玻璃纖維所吸收難以實現(xiàn)高靈敏度化。
又，由于前述三個排氣孔61、62、63相當(dāng)大，因此每次在前述過濾帶64中形成測定部位時其凹陷的程度不同，難以得到具有再現(xiàn)性的測定結(jié)果。
還有，就上述β射線吸收方式的PM濃度測定裝置而言，由于β射線源強(qiáng)度的參差(干擾)、捕集裝置、捕集的PM的分布的不均勻性等的原因，在50μg/m3以下的低濃度領(lǐng)域有可能發(fā)生指示值的偏差。
并且，β射線吸收方式的PM濃度測定裝置中，對前述指示值的偏差，特別大的誤差原因是β射線源強(qiáng)度的參差。即，β射線吸收方式的PM濃度測定裝置中使用的β射線，通常是由C14的β衰變所發(fā)生的射線，但β衰變量不總是為一定。因此，由β射線吸收方式每隔一秒測定PM濃度的場合，由于β衰變強(qiáng)度的變化，其瞬時值發(fā)生誤差的可能性很大。
因此，日本的標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定當(dāng)線源量為3.7MBq(100Ci)、測定周期為一小時時，最小檢測靈敏度(2σ)為10μg/m3程度。
然而，近年來開始要求對粒徑2.5μm以下的微細(xì)的PM(以下稱為PM2.5)進(jìn)行高靈敏度的測定。該P(yáng)M2.5在大氣中極少，用最小檢測靈敏度(2σ)為10μg/m3的以往的PM濃度測定裝置，難以高靈敏度地檢測前述PM2.5，因此需要能夠進(jìn)行例如最小檢測靈敏度(2σ)為2μg/m3以上的高靈敏度測定的PM濃度測定裝置。
第1發(fā)明是鑒于以上事項作出的，其目的在于提供一種能夠進(jìn)行更高靈敏度測定的PM濃度測定裝置及用于微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用的過濾帶。
又，上述β射線吸收方式的PM濃度測定裝置中，作為檢測透過β射線的檢測器，通常使用比例計數(shù)管。該比例計數(shù)管除了β射線還能檢測α射線。該比例計數(shù)管，如同由圖9的透過分布曲線A、B可理解地，由于α射線(由圖中A線表示)和β射線(由圖中B線表示)的透過量的峰值PA、PB不同，檢測α射線和β射線的場合，在大部分波長區(qū)域都不成問題。但是，在圖9中符號C所表示的部分，由于β射線和α射線重疊，對β射線而言，α射線成為正的誤差原因，其大小相當(dāng)于前述C部分中的量。
又，在自然界中，雖然微量但存在α射線(氡氣)及β射線等，利用β射線吸收方式測定捕集的PM濃度的場合，前述測定裝置內(nèi)的β射線源(密封線源)以外的放射性物質(zhì)全部為誤差原因，從而利用β射線吸收方式不能進(jìn)行精確的PM的測定。
但是，近年來開始要求對粒徑2.5μm以下的微細(xì)的PM(以下稱為PM2.5)也進(jìn)行高靈敏度的測定，由于前述α射線對前述β射線的誤差影響及自然界中存在的β射線的誤差影響等在對前述PM2.5進(jìn)行高靈敏度測定的場合成為很大的干擾因素，因此希望把這些影響減小到允許的范圍內(nèi)。
第2發(fā)明是鑒于上述事項作出的，其目的在于提供一種PM濃度測定裝置，能夠得到除去了自然界中存在的微量α射線及β射線等誤差影響的高精度測定結(jié)果。
又，圖15示出以往測定大氣中微小顆粒狀物質(zhì)(Particulate Matter以下稱為PM)的PM濃度測定裝置120的設(shè)置狀態(tài)。該P(yáng)M濃度測定裝置120將一定流量的大氣作為試樣氣體連續(xù)地吸入采樣管內(nèi)，在設(shè)置于該采樣管下游側(cè)的腔室內(nèi)，例如用帶狀過濾器等的捕集裝置連續(xù)地捕集前述試樣氣體S中的PM，利用β射線吸收方式測定捕集的PM的濃度。
前述PM濃度測定裝置120例如設(shè)置于室內(nèi)，其試樣氣體S的導(dǎo)入口與配管102連通連接，該配管102由與例如設(shè)置于屋上部的大氣導(dǎo)入部102a連通的合成樹脂軟管構(gòu)成，這樣測定裝置將室外的大氣作為試樣氣體S取入，從而能夠由室內(nèi)的PM濃度測定裝置120測定該P(yáng)M的濃度。又，PM濃度測定裝置120內(nèi)，作為用于捕集試樣氣體S中含有的PM的分粒器內(nèi)藏有旋風(fēng)式采樣器。又，本說明書中的旋風(fēng)式采樣器指的是，利用試樣氣體S渦流的離心作用進(jìn)行PM的分粒的采樣裝置(旋風(fēng)式體積采樣器)，以下的說明中有時僅稱為旋風(fēng)器。
圖16示出作為在歐美被指定為標(biāo)準(zhǔn)的分粒器的沖擊式采樣器121及利用該沖擊式采樣器121的PM濃度測定裝置的例子。又，本說明書中的沖擊式采樣器指的是，利用試樣氣體S的碰撞除去粒徑大的PM，選擇性地對小粒徑的PM進(jìn)行采樣的吸引采樣器(沖擊式低體積采樣器)，以下的說明中，有時把沖擊式采樣器僅稱為沖擊器。該沖擊式采樣器121具有從取入的試樣中所含有的全部PM中捕獲粒徑為2.5μm以上的大粒徑PM的分粒器本體105、和試樣氣體S對該分粒器本體105的導(dǎo)入部122。
圖17將沖擊器121的導(dǎo)入部122的構(gòu)成放大顯示。圖17中，109是在分粒器本體105上端部形成的漏斗狀的試樣取入口部，110是形成于試樣取入口部109的安裝法蘭，111是用例如以90度間隔形成于安裝法蘭110上的螺孔由螺釘固定的墊圈，123是相對墊圈111由襯墊124隔開一定間隔安裝的引導(dǎo)體，125是夾在引導(dǎo)體123和墊圈之間用于防治昆蟲等混入而設(shè)置的環(huán)狀網(wǎng)狀體。這些各個部件111～125形成前述導(dǎo)入部122。
但是，近年在旋風(fēng)器中考慮到對PM2.5(粒徑2.5μm以下的微小顆粒)之類微小顆粒的捕集效率低的缺點(diǎn)，日本國內(nèi)環(huán)境廳在平成12年9月(2000年9月)發(fā)行了《大氣中微小顆粒狀物質(zhì)(PM2.5)質(zhì)量濃度測定方法暫定手冊》，暫定采用圖16、圖17所示的對2.5μm以下的微小粒子選擇性地進(jìn)行分粒的沖擊器121。
然而，沖擊器121必須將導(dǎo)入部122露出于室外。因此，在PM濃度測定裝置120的試樣氣體S的流入部采用前述沖擊器121的場合，如圖16所示，必須將PM濃度測定裝置120在裝入具有能夠設(shè)置在室外程度的堅牢性的架臺125的狀態(tài)下設(shè)置?；蛘撸瑢M濃度測定裝置120配置在室內(nèi)的場合，必須在天花板上開設(shè)用于安裝沖擊器121的孔穴，或是進(jìn)行安裝工程等將沖擊器121安裝在如圖15所示的既設(shè)的大氣導(dǎo)入部102a，使沖擊器121露出于室外。
不管是哪一種場合，分粒器的規(guī)格變更必須進(jìn)行需要大額費(fèi)用和時間的安裝工程，這一點(diǎn)成為阻礙按照前述《大氣中微小顆粒狀物質(zhì)(PM2.5)質(zhì)量濃度測定方法暫定手冊》的微小顆粒狀物質(zhì)的采樣方法普及的原因。
又，如圖17所示的歷來的沖擊器121的導(dǎo)入部122，由其結(jié)構(gòu)從360度的任意角度都能夠作為試樣氣體S導(dǎo)入周圍空氣，而且，為了充分地發(fā)揮分粒器本體105的分粒性能，必須將從周圍均等地取入的試樣氣體S在由引導(dǎo)體123整流、使其向如箭頭A所示的正下方改變方向的狀態(tài)下導(dǎo)入分粒器本體105。
從而具有以下問題難以在沖擊器121的導(dǎo)入口部122安裝除去PM的過濾器(例如HEPA過濾器等)，作為確認(rèn)PM濃度測定裝置120基本性能的重要試驗的無塵狀態(tài)下的基本指示(干擾的確認(rèn))，進(jìn)行基線試驗非常困難。因此，進(jìn)行基線試驗的場合必須將沖擊器121從PM濃度測定裝置120上取下，將過濾器重新直接接上PM濃度測定裝置120。
第3發(fā)明是考慮到以上事項作出的，其目的在于提供一種作為分粒器采用PM2.5測定中被指定的沖擊式采樣器121、設(shè)置容易、并且能夠安裝用于進(jìn)行基線試驗的過濾器的PM濃度測定裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)成上述目的，第1發(fā)明提供一種微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，該裝置中大氣在吸力作用下從微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用過濾帶的一面?zhèn)认蛄硪幻鎮(zhèn)韧ㄟ^并在所述過濾帶中形成測定部位，對該測定部位所捕集到的大氣中的微小顆粒狀物質(zhì)濃度進(jìn)行測定，其特征在于，所述過濾帶是由氟系樹脂所形成的多孔質(zhì)薄膜、和設(shè)置于該多孔質(zhì)薄膜上的通氣性的加強(qiáng)層構(gòu)成(權(quán)利要求1)。
又，第1發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置中，大氣在吸力作用下從微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用過濾帶的一面?zhèn)认蛄硪幻鎮(zhèn)韧ㄟ^而在所述過濾帶上形成測定部位，對該測定部位捕集到的大氣中的微小顆粒狀物質(zhì)的濃度進(jìn)行測定，其特征在于，該測定裝置具有將通過所述過濾帶的大氣排出的多個排氣孔，且在所述過濾帶的所述另一面?zhèn)仍O(shè)置有支承裝置，在防止所述過濾帶捕集時向所述另一面?zhèn)茸冃蔚臓顟B(tài)下支承所述過濾帶，所述排氣孔有四個以上且以所定位置為中心基本上呈中心對稱形成(權(quán)利要求6)。
還有，第1發(fā)明的用于微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用的過濾帶的特征在于，所述過濾帶由氟系樹脂形成的多孔質(zhì)薄膜和設(shè)置在該多孔質(zhì)薄膜上的通氣性的加強(qiáng)層構(gòu)成，所述加強(qiáng)層由聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚酯、聚酰胺等的吸濕性低的無紡布構(gòu)成。(權(quán)利要求13)。
又，為了達(dá)成上述目的，第2發(fā)明提供一種微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，在該裝置中，將一定流量的大氣作為試樣氣體連續(xù)地吸入采樣管內(nèi)，在設(shè)置于采樣管下游側(cè)的腔室內(nèi)用捕集裝置連續(xù)地捕集所述試樣氣體中的微小顆粒狀物質(zhì)，對捕集到的微小顆粒狀物質(zhì)從β射線源照射β射線，用檢測器檢測此時的透過β射線，用該檢測器的輸出由β射線吸收方式測定所述捕集的微小顆粒狀物質(zhì)的濃度，其特征在于，用始終由所述檢測器可檢測的α射線量，從所述檢測器的β射線檢出值除去起因于自然界中存在的α射線及β射線的誤差影響(權(quán)利要求14)。
具體地，利用檢測器，除了主測定中使用的β射線以外，也始終檢測α射線(氡氣)，用由該檢測得到的α射線量通過計算求得修正系數(shù)F1，利用該修正系數(shù)F1，算出圖9中符號C所示部分的α射線(氡氣)量。又，對于自然界中存在的β射線，用所述檢測的α射線量通過計算求得修正系數(shù)F2，利用該修正系數(shù)F2，算出自然界的β射線量。然后，從用所述檢測器得到的β射線量分別減去起因于所述α射線及β射線的誤差值將其除去。這樣，起因于自然界中存在的α射線及β射線的誤差影響被除去，從而在β射線吸收方式的PM濃度測定裝置中得到高精度的透過β射線值，通過對該透過β射線值用所定的算式進(jìn)行運(yùn)算，能高精度地測定PM。
為了達(dá)成上述目的，第3發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的特征在于具有沖擊式采樣器和測定部，所述沖擊式采樣器具有在中心部形成配管連接部、能夠?qū)⒃嚇託怏w向正下方導(dǎo)入的試樣導(dǎo)入部；所述測定部測定通過該沖擊式采樣器的試樣氣體中微小顆粒狀物質(zhì)的濃度(權(quán)利要求15)。
從而，使用本發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，在日本國內(nèi)通常只要將已有的配管與配管連接部連接，就能用沖擊式采樣器進(jìn)行粒徑2.5μm以下PM的試驗。也就是說，采用沖擊式采樣器作為微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的分粒器時，不需要進(jìn)行大規(guī)模的配管工程及沖擊式采樣器的設(shè)置工程等。
此外，由于配管連接部形成于蓋體中心部，因此通過配管被導(dǎo)入的試樣氣體能夠確實地被引導(dǎo)向正下方，從而分粒器105能發(fā)揮所定的分粒性能。
所述沖擊式采樣器的試樣取入口部具有用于安裝所述試樣導(dǎo)入口的安裝法蘭，所述試樣導(dǎo)入部具有與安裝法蘭的外形基本上相同形狀的外形、同時該試樣導(dǎo)入部形成在其中心部形成配管連接部的蓋體、且所述配管連接部是錐狀套管的場合(權(quán)利要求16)，則能夠?qū)⑸w體安裝在以往的沖擊式采樣器的試樣取入口部，從而能夠基本上不用改變既存的沖擊式采樣器的形狀而形成配管連接部，配管對錐裝套管的安裝極為容易。
也就是說，由于對由所述配管連接部和與其連接的配管形成的試樣氣體的流路沒有巨大的壓力作用、試樣氣體為大氣所以只要適度的氣密性即可充分保持、且現(xiàn)狀的配管為可彎曲性的管狀部件，因此沒有必要形成大規(guī)模的、能夠得到確實的氣密性的螺旋式連接部。將配管連接部的構(gòu)成做成錐狀管套而能容易地交換配管的連接，為有用。
在所述配管連接部裝脫自如地安裝能夠向沖擊式采樣器導(dǎo)入不含塵埃的試樣氣體的過濾器的場合(權(quán)利要求17)，能夠在不從微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置本體上除去沖擊式采樣器的狀況下，在沖擊式采樣器上安裝過濾器，從試樣氣體中除去PM，從而能夠進(jìn)行微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的基線試驗。
內(nèi)藏旋風(fēng)式采樣器、在該旋風(fēng)式采樣器的下游側(cè)形成能夠脫卸地連接所述沖擊式采樣器的配管的場合(權(quán)利要求18)，作為分粒器能夠使用旋風(fēng)式采樣器，從而能夠擴(kuò)大微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的使用范圍，并且將來能夠切換至使用旋風(fēng)式采樣器的測定、或是能夠比較使用兩方的分粒器的PM的測定結(jié)果。


圖1為第1發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的全體構(gòu)成說明圖。
圖2是顯示第1發(fā)明的一實施形態(tài)的全體構(gòu)成說明圖。
圖3示出上述實施形態(tài)中測定部位的形成動作。
圖4是顯示上述實施形態(tài)中所用板狀部分的一例的平面圖。
圖5是顯示包含前述板狀部分的支承裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖6是前述支承裝置的立體圖。
圖7是顯示比較例中所用的以往的板狀部分和過濾帶的平面圖。
圖8概略地示出第2發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的一構(gòu)成例。
圖9示出比例計數(shù)管中α射線和β射線的透過分布的狀態(tài)。
圖10示出第3發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的全體構(gòu)成。
圖11擴(kuò)大示出前述微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的要部。
圖12示出前述微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的要部，(A)是平面圖，(B)是縱截面圖。
圖13是前述微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置概要的方塊顯示圖。
圖14示出前述微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的變形例。
圖15示出以往的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的例子。
圖16示出以往的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的另一例。
圖17擴(kuò)大示出圖16所示微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的要部。
具體實施例方式
參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進(jìn)行說明。又，本發(fā)明并不限定于此。
圖1～6顯示第1發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置(PM濃度測定裝置)D的一實施形態(tài)。又，該實施例形態(tài)中，示出在微小顆粒狀物質(zhì)(PM)的濃度測定中用β射線吸收方式及光散射方式的組合進(jìn)行修正的例子。
圖1概略地顯示第1發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置D的全體構(gòu)成的一例，圖1中，1是測定裝置本體。該測定裝置本體1構(gòu)成如下。即，2是腔室，其內(nèi)部，由供給卷軸3供給、卷取卷軸4卷取的適當(dāng)寬度的起捕集裝置作用的過濾帶5在行走，同時在該過濾帶5的一側(cè)(下方側(cè))設(shè)置有對過濾帶5的一個面(上面)捕集的PM6的堆積層6a照射β射線的β射線源7，在另一側(cè)(上方側(cè))設(shè)置有檢測透過前述堆積層6a的β射線、并輸出與其強(qiáng)度對應(yīng)的信號的、例如由比例計數(shù)管構(gòu)成的檢測器8，能夠用β射線吸收方式測定PM6的濃度。此外，9a、9b是補(bǔ)償室。10是在檢測器8和補(bǔ)償室9b之間施加所定直流電壓的電源。
然后，11為將前述真空室2、補(bǔ)償室9a排氣至所定的真空狀態(tài)的大氣導(dǎo)出管，通過氣體流量調(diào)整器12與真空泵等的采樣泵13連接，并且還設(shè)置有測定大氣A流量的氣體流量計14。
此外，15是作為試樣氣體對真空室供給一定流量大氣A’的大氣導(dǎo)入管，在其最上游端設(shè)置有分粒器16。該分粒器16為這樣的裝置，將大氣A中含有的PM6分級吸入大氣導(dǎo)入管15內(nèi)，捕捉超過所定粒徑的PM6，選擇性地使所定粒徑以下的PM6向真空室2一側(cè)通過。
又，作為分粒器16，可以使用例如、利用試樣氣體S渦流的離心作用進(jìn)行分粒的旋風(fēng)式體積采樣器(通常被稱為旋風(fēng)器)、利用試樣氣體S的碰撞選擇性地對小粒徑的PM6進(jìn)行采樣的沖擊式低體積采樣器(通常被稱為沖擊器)等。
還有，在前述大氣導(dǎo)入管15的分粒器16的稍下游側(cè)，設(shè)有散射光測定部17。該散射光測定部17構(gòu)成為，在大氣導(dǎo)入管15的分粒器16的稍下游側(cè)的側(cè)壁，光學(xué)窗18a、18b相對形成，在一方的光學(xué)窗18a外面，設(shè)置例如發(fā)射紅外光的光源19，另一方的光學(xué)窗18b外面，設(shè)置散射光檢測器(光檢測器)20，當(dāng)對經(jīng)分粒器16從大氣導(dǎo)入管15內(nèi)向真空室2方向流動的大氣A’照射紅外光時，對前述大氣A中所含有的所定粒徑以下的PM6(被分粒的PM)所產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度進(jìn)行測定。又在圖示例中，散射光檢測器20中內(nèi)藏有放大器。
即，因為用紅外光檢測PM6的方法已有種種方法得到考慮并實施，所以散射光測定部17用紅外光能進(jìn)行更精確的測定。又，本例的散射光測定部17中通過對PM6的個數(shù)進(jìn)行計數(shù)，由該數(shù)值求得PM6的瞬時量A0(詳細(xì)后述)，但例如通過以激光為光源19，以設(shè)置在每隔不同角度檢測散射光的多個散射光檢測器為散射光檢測器20，也能夠測定PM6的粒徑分布。又，本發(fā)明不必將散射光檢測器17所用的光限定為紅外光，也可使用種種可視光等。此外，也可使用激光以外的光源。
21是控制前述測定裝置本體、處理來自測定裝置本體1一側(cè)的信號的運(yùn)算控制部，22是進(jìn)行各種運(yùn)算的運(yùn)算處理部，23是或是將模擬信號變換成數(shù)字信號、或是將數(shù)字信號變換成模擬信號的信號變換器，24是輸入檢測器8的輸出的放大器，25是輸入來自氣體流量計14、其他傳感器26的檢測輸出的模擬I/O，27是數(shù)字I/O，28是RAM，19是能夠進(jìn)行電氣消去的ROM，30是顯示運(yùn)算結(jié)果等的顯示部，31是輸入鍵盤。此外，32a、32b是作為外部連接端的COM1、COM2。
圖2～4是將PM濃度測定裝置D要部的測定裝置本體1擴(kuò)大顯示的圖，圖2顯示測定裝置本體1的構(gòu)成，圖3概略地顯示該測定裝置本體1要部的過濾帶5及其支承裝置1A的構(gòu)成，圖4詳細(xì)顯示構(gòu)成該支承裝置1A的板狀部分1B的構(gòu)成。
如圖2所示，本例的測定裝置本體1中，真空室2在過濾帶5的上面?zhèn)?A(一面?zhèn)?具有檢測器8，同時在過濾帶5的下面?zhèn)?B(另一面?zhèn)?設(shè)有前述采樣泵13、β射線源7。又，在過濾帶5和β射線源7之間配置形成于支承裝置1A上的薄的板狀部分1B。
前述腔室2的入口2a通過大氣導(dǎo)入管15與作為體積采樣器(定量采樣裝置)的前述分粒器16連通，同時前述腔室2的出口通過大氣導(dǎo)出管11與前述采樣泵13(參照圖1)連通，大氣A由該采樣泵13的吸力作用被導(dǎo)入分粒器16內(nèi)，在分粒器16作用下PM6的濃度被提高后的大氣A’通過大氣導(dǎo)入管15及入口2a被送至腔室2內(nèi)，進(jìn)一步被送至腔室2內(nèi)的大氣A’在前述采樣泵13的吸力作用下從腔室2內(nèi)被排出。
此時如圖1所示，被吸引至采樣管15內(nèi)含有所定粒徑以下PM6的大氣A’通過設(shè)置于分粒器16下游側(cè)的散射光測定部17，前述被分粒的PM受到來自光源19的可視光的照射，其時產(chǎn)生的散射光由散射光檢測器20接收，與其散射光強(qiáng)度成比例的輸出(瞬時值)被輸入至運(yùn)算處理部22。
另一方面，被送至腔室2內(nèi)的大氣A’從過濾帶5的上面?zhèn)?A(一面?zhèn)?向下面?zhèn)?b(另一面?zhèn)?通過。此時，如圖3所示大氣A’中的PM6由前述過濾帶5所捕集漸漸地形成測定部位33。即前述大氣A’從形成于支承裝置1A板狀部分1B的四個以上的排氣孔34、35、35、35、35…通過。又，A”表示通過排氣孔34、35、35、35、35…后的大氣。
從而，前述腔室2是為了對形成于前述測定部位33的PM6的體積層6a照射β射線并從其透過量測定PM6的濃度而形成的捕集及測定用的空間。還有，通過使大氣A’的前述通過持續(xù)一定時間(例如，一小時)，與大氣A’中含有的PM6的量對應(yīng)的測定部位33在過濾帶5上形成。
另一方面，來自β射線源7的β射線從過濾帶5的下面?zhèn)?B(另一面?zhèn)?的板狀部分正下方進(jìn)行照射，通過排氣孔34、35、35、35、35…，由位于過濾帶5的上面?zhèn)?A(一面?zhèn)?的前述測定部位33正上方的檢測器8對透過形成于過濾帶5的測定部位33的β射線進(jìn)行檢測。即，前述β射線受到在過濾帶5上形成堆積層6a的PM6及過濾帶5的吸收，但一旦透過這些的β射線被檢測器8檢出，則從檢測器8輸出與入射的β射線成比例的輸出(瞬時值)b，該輸出被輸入至運(yùn)算處理部22。
運(yùn)算處理部22中，上述輸出a、b分別被處理如下。即，可以根據(jù)基于散射光測定的瞬時值a求得前述大氣A’中被分粒的PM6的瞬時量A0[μg]，由來自檢測器8的輸出b，可以利用以下的式(1)，求得附著于過濾帶5的PM6的質(zhì)量m[μg]。
m＝F×1n(R0/R)…式(1)此處，R0為僅由過濾帶5引起的β射線散射光強(qiáng)度[I/s]、R為由捕集PM6后的過濾帶5引起的β射線散射光強(qiáng)度[I/s]，F(xiàn)為校正系數(shù)[μg/m3]。
又，前述校正系數(shù)F是用于將β射線散射光強(qiáng)度換算成PM6的質(zhì)量的系數(shù)，表為F＝S/(μ/ρ)。此處，S[cm2]為過濾帶的測定截面積[cm2]，μ/ρ[cm/mg]為β射線源7固有的質(zhì)量衰變系數(shù)[cm/mg]。
這里，由前述式(1)所求得的PM6的質(zhì)量m和前述瞬時量A0的積分∫A0dt表示相同的值，前述瞬時量A0為不受β射線強(qiáng)度波動影響的值。另一方面，前述質(zhì)量m雖然受到β射線強(qiáng)度波動影響，但如同瞬時量A0，不受由PM6的光學(xué)測定所產(chǎn)生的誤差因素的影響而與堆積層6a所含有的全部PM6的質(zhì)量對應(yīng)。
從而，通過由運(yùn)算處理裝置22用這些值A(chǔ)0、m進(jìn)行修正運(yùn)算，能夠更精確地求得包含于大氣A’中的PM6的質(zhì)量。本例的運(yùn)算處理裝置22構(gòu)成有能夠用根據(jù)光檢測器的輸出得到的值對前述β射線吸收方式所測定得到的值進(jìn)行修正的修正運(yùn)算處理部，通過該修正運(yùn)算處理部謀求提高測定精度、提高再現(xiàn)性。進(jìn)一步，通過對大氣A的流量及壓力進(jìn)行修正運(yùn)算，能夠求得大氣A中所含有的PM6的濃度[μg/m3]。然后，測定的結(jié)果顯示于顯示部30。
另一方面，前述過濾帶5例如長度為例如40m，寬度W例如為4cm。過濾帶5在從前述供給卷軸3送向卷取卷軸4期間從帶有搬運(yùn)傳感器的卷軸36經(jīng)過腔室2。
前述帶有搬運(yùn)傳感器的卷軸36具有搬運(yùn)傳感器36a，檢測過濾帶5是否被卷取了一定長度。
如圖3所述，用于PM濃度測定用的前述過濾帶5由氟系樹脂(例如四氟化乙烯類樹脂)所形成的多孔質(zhì)薄膜37、和設(shè)置在該多孔質(zhì)薄膜37上的通氣性的加強(qiáng)層38構(gòu)成。前述過濾帶5在前述加強(qiáng)層38處于上面?zhèn)?A(一面?zhèn)?、前述多孔質(zhì)薄膜37處于下面?zhèn)?B(另一面?zhèn)?的狀態(tài)下使用。
前述加強(qiáng)層38由聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚酯、聚酰胺中任意一種所形成的吸濕性低的無紡布構(gòu)成，將前述加強(qiáng)層38用所定的手段局部地貼附于多孔質(zhì)薄膜37。又，這里所說的吸濕性的意思是，加強(qiáng)層38中不附著造成吸收β射線的原因的水分，就該意思而言，換言之也可說是加強(qiáng)層38具有疏水性、憎水性。
前述多孔質(zhì)薄膜37的厚度以80～90μm為佳。又，多孔質(zhì)薄膜37的重量以0.1～0.5mg/cm2為佳，0.2mg/cm2程度更佳。又，貼附于多孔質(zhì)薄膜37的前述加強(qiáng)層38的重量以1.0～2.0mg/cm2為佳，例如理想地可設(shè)定為1.2mg/cm2程度。
過濾帶5的厚度作為平均值以100～200μm為佳，例如作為一個實施形態(tài)可以考慮構(gòu)成為140μm程度的厚度。又，過濾帶5的重量作為平均值以1.0～2.0mg/cm2為佳，例如可以考慮構(gòu)成為1.5mg/cm2程度。
圖4是顯示前述支承裝置1A的板狀部分1B的平面圖，圖5、6是顯示該支承裝置1A詳細(xì)構(gòu)成的圖。本例的支承裝置1A由兩個塊狀的下夾持裝置39和上夾持裝置40構(gòu)成，該下夾持裝置39和上夾持裝置40當(dāng)在過濾帶5上捕集PM6時貼緊并夾住過濾帶5，而當(dāng)移動過濾帶5時則分離以放開過濾帶5。
下夾持裝置39在其下方形成用于連續(xù)設(shè)置前述β射線源7的貫穿孔41，焊接有例如由鋁形成的薄的前述板狀部分1B，使其關(guān)閉該貫穿孔41。該板狀部分1B用于在防止過濾帶5捕集時朝前述下面?zhèn)?另一面?zhèn)?變形的狀態(tài)下支承過濾帶5，例如如圖4所示呈圓盤形狀，配置在腔室2內(nèi)過濾帶5的正下方。
此外，板狀部分1B如圖5、6所示，相對下夾持裝置39的上表面39a凹陷若干(數(shù)百μm程度)形成凹部42，在與上夾持裝置40的對應(yīng)位置形成通過嵌入該凹部42來防止過濾帶5位置滑移的凸部43。即，通過由下夾持裝置39的凹部42與上夾持裝置40的凸部43進(jìn)行嵌合，過濾帶5被凹部42的內(nèi)周壁和凸部43的外周壁之間所夾發(fā)生變形而形成變形部分5a，利用該變形部分5a與凹部42及凸部43的嚙合，能確實地防止其位置的滑移。
又，凸部43的中心部形成有與前述排氣孔34、35、…對應(yīng)部分相同或較其更大的貫穿孔44，排氣孔34、35、…介以過濾帶5與腔室2內(nèi)連通。進(jìn)一步，凹部42的深度比凸部43的高度稍淺。從而，過濾帶5在排氣孔34、35、…的外側(cè)確實地被凸部43和板狀部分1B所夾持，其位置能完全地被保持。
即，通過使過濾帶5的位置滑移不發(fā)生，能更嚴(yán)密地確定由前述排氣孔34、35、…形成的測定部位33，從而能提高測定精度、確保再現(xiàn)性。此外，也可容易地考慮將前述凹部42和凸部的位置關(guān)系調(diào)換。
并且，前述上夾持裝置40中，設(shè)有一對分離杠桿46、47，該分離杠桿46、47在兩箭頭R所示的以軸芯45為中心的擺動的作用下，通過由前端部46a、47a抵接下夾持裝置40的上側(cè)面39a并將其壓下，能夠在使兩夾持裝置39、40的嵌合分離的方向上施力。此外，前述下夾持裝置39在圖外的施力裝置作用下被施力靠向上夾持裝置40一側(cè)。即，通過圖外的致動器的作用使前述分離杠桿47朝兩箭頭所示的方向擺動，能夠自由地控制兩夾持裝置39、40的嵌合及分離。
又，通過設(shè)置分離杠桿46、47，應(yīng)用杠桿原理能夠?qū)蓨A持裝置39、40的嵌合分離。即，即便前述凹部42與凸部43是強(qiáng)力的嵌合，通過致動器的動作能容易地分離兩夾持裝置39、40的嵌合。
圖5、6所示的符號48、49示出形成的切去部，其作用是在前述下夾持裝置與過濾帶5相接的部分在左右方向引導(dǎo)過濾帶5，同時使與過濾帶5接觸的棱角部48a、49a的角度成為鈍角。即，即使在對過濾帶5作用有若干張力的狀態(tài)下將其卷取，通過利用切去部48、49使棱角部48a、49a略帶圓角，能夠保護(hù)過濾帶5。
此外，前述板狀部分1B的形狀及凹部42、凸部43的形狀是圓盤形狀。因此，由前述變形部分5a的形成在過濾帶5上產(chǎn)生的拉伸力、由凹部42與凸部43的嵌合所引起的壓力均等地作用在過濾帶5及板狀部分1B上，同時使該板狀部分1B本身不易發(fā)生撓曲等。但是，該板狀部分1B的形狀也可是如圖3所示的平面視圖為矩形的薄的板體。又，為了將變形抑制至最小限度，理想地可將形成為下夾持裝置39一部分的薄壁部分作為板狀部分1B。
又，如本例將板狀部分1B做成與下夾持裝置39分開的場合，理想地應(yīng)將該板狀部分1B做成能夠交換的形式，從而能夠根據(jù)各排氣孔34、35、35、…選擇形成的排氣孔圖形P。即，通過交換板狀部分1B能夠根據(jù)測定對象的PM6的粒徑等設(shè)定排氣孔圖形P。還有，理想地前述排氣孔圖形P應(yīng)形成為以所定位置、即排氣孔34的中心點(diǎn)為中心基本上呈中心對稱。
然后，板狀部分1B與以往的板狀部分60相比，排氣孔34、35、35…的排列方法、形狀也與以往不同，該實施形態(tài)中，四個以上的多個排氣孔34、35、35、35、35…形成為蜂窩狀。即，圍繞排氣孔34的多個(例如六個)排氣孔35呈同一形狀，排氣孔35設(shè)定為比排氣孔34的面積小。排氣孔35的平面視圖基本上呈等腰梯形形狀(但是，底邊35a是圓弧狀而非直線。)又，四個以上的多個排氣孔34、35、35、35、35…中，位于中央的排氣孔34的平面視圖呈正六邊形。相對于此，圖7所示的三個排氣孔61、62、63中，位于中央的排氣孔62在卷取方向65長邊的平面視圖基本上呈矩形的長孔，又，以夾著排氣孔62的形式形成的、呈相同的弓形形狀的兩個排氣孔61、63的面積設(shè)定為比排氣孔62小。還有，四個以上的多個排氣孔34、35、35、35、35…分別具有比排氣孔61、63小的面積。
前述測定部位33由形成于對應(yīng)排氣孔34、35、35、35、35…位置的測定部位部分33a、33b、33b、33b、33b…構(gòu)成。大氣A’由采樣泵所吸引，從過濾帶5的上面?zhèn)瘸旅鎮(zhèn)?，進(jìn)而通過四個以上的多個排氣孔34、35、35、35、35…，并且將該大氣的通過持續(xù)一定時間(例如，一小時)，由此形成測定部位部分33a、33b、33b、33b、33b…，但是由于排氣孔34、35、35、35、35…分別具有比排氣孔61、63小的面積，能夠使得各測定部位部分33a、33b、33b、33b、33b…在采樣泵13的吸引作用下發(fā)生的朝前述下面?zhèn)?另一面?zhèn)?的凹陷程度比使用以往的板狀部分60的場合小。
前述構(gòu)成的支承裝置1A動作如下。即，在前述兩夾持裝置39、40分離的狀態(tài)下，設(shè)置于前述卷軸3上的吸取PM6前的卷繞狀的過濾帶5從供給卷軸3被送出一定長度。接著，致動器使分離杠桿46、47順時針擺動，則下夾持裝置39在彈簧作用下與上夾持裝置40嵌合，過濾帶5邊形成變形部分5a邊在兩夾持裝置39、40之間被夾持。
然后，對送出的過濾帶5在腔室2內(nèi)使其吸附PM形成測定部位33。此時，測定部位33的形成和測定在過濾帶5完全停止的狀態(tài)下進(jìn)行。前述測定中，對前述測定部位33從前述β射線源7照射β射線，通過前面已經(jīng)詳細(xì)敘述的運(yùn)算處理計算PM的濃度。
但是，假如只用厚度例如為80～90μm較薄的、且重量為例如0.2mg/cm2較輕的由氟樹脂形成的多孔質(zhì)薄膜37構(gòu)成前述過濾帶5，則(拉伸)強(qiáng)度弱而不適用于連續(xù)測定。即，由于本例中過濾帶5構(gòu)成為將1.2mg/cm2(平均值)的較重的通氣性加強(qiáng)層38貼附在較輕較薄的前述多孔質(zhì)薄膜37上，因此既能保持過濾帶5本身較薄的厚度又能改善過濾帶5的(拉伸)強(qiáng)度。
進(jìn)一步，由于加強(qiáng)層38配置在過濾帶5的一面?zhèn)?A(上面?zhèn)?而多孔質(zhì)薄膜37配置在另一面?zhèn)?B(下面?zhèn)?，因此多孔質(zhì)薄膜37可以說是在由加強(qiáng)層38和板狀部分1B相夾的狀態(tài)下其位置得到固定。由此測定部位33能更明瞭地形成，再現(xiàn)性得到改善。
又，由于多孔質(zhì)薄膜37上局部地貼附前述加強(qiáng)層38，因此沒有貼附加強(qiáng)層38部分的厚度可抑制在80～90μm程度、較薄、且重量抑制為例如2mg/cm2程度，同時能將過濾帶5的重量(密度)抑制為平均約1.5mg/cm2，因而能降低多孔質(zhì)薄膜37的β射線吸收量，其結(jié)果，能夠提高測定靈敏度。
又，板狀部分1B具有形成為蜂窩狀的四個以上的多個排氣孔34、35、35、35、35…，但排氣孔34、35、35、35、35…的大小比以往板狀部分60的排氣孔61、62、63小，且由于使用比多孔質(zhì)薄膜37重量重的加強(qiáng)層38以提高過濾帶5的(拉伸)強(qiáng)度，因此各測定部位部分33a、33b、33b、33b、33b…在采樣泵吸引作用下發(fā)生的朝前述下面?zhèn)?另一面?zhèn)?的凹陷程度比使用以往板狀部分60的場合小。因此，始終能得到具有再現(xiàn)性的測定結(jié)果。
又，本發(fā)明中作為PM的測定方式，將β射線吸收方式和散射光方式組合、有效地利用兩種方式的長處進(jìn)行修正，從而能進(jìn)行更高精度的測定，但本發(fā)明并不限定于該測定方式。即，也可以單獨(dú)使用β射線吸收方式、壓損方式或散射光方式，也可組合利用這些測定方式。
如以上所述，利用第1發(fā)明能夠提供能夠進(jìn)行高靈敏度測定的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置及用于微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用的過濾帶。
以下參照附圖對第2發(fā)明的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。圖8概略地示出該發(fā)明的PM濃度測定裝置的一例構(gòu)成，此圖中，71是測定裝置本體。該測定裝置本體71構(gòu)成如下。即，72是真空室，其內(nèi)部，由供給卷軸73供給、卷取卷軸74卷取的適當(dāng)寬度的起捕集裝置作用的帶狀濾片75在行走，同時在該帶狀濾片75的一側(cè)(下方側(cè))設(shè)置有對帶狀濾片75的一個面(上側(cè)面)捕集的PM76的堆積層76a照射β射線的β射線源77，在另一側(cè)(上方側(cè))設(shè)置有用于檢測透過前述堆積層76a的β射線的檢測器78。該檢測器78例如由比例計數(shù)管構(gòu)成，根據(jù)測出的β射線的強(qiáng)度輸出信號，同時具有檢測α射線的功能，根據(jù)測出的α射線的強(qiáng)度輸出信號，所以既能通過β射線吸收方式測定PM76的濃度，又能測定α射線的強(qiáng)度。此外，79a、79b是補(bǔ)償室。80是在檢測器78和補(bǔ)償室79b之間施加所定直流電壓的電源。
然后，81為將前述真空室72、補(bǔ)償室79a排氣至所定的真空狀態(tài)的排氣系統(tǒng)，通過氣體流量調(diào)整器82連接有真空泵83，并且還設(shè)置有測定試樣氣體SG流量的氣體流量計84。
此外，85是將一定流量的大氣作為試樣氣體SG對真空室72供給的采樣管，在其最上游端設(shè)置有分粒器86。該分粒器86將吸引入采樣管85內(nèi)的試樣氣體SG中含有的PM76分級，捕捉超過所定粒徑的PM，使得只有所定粒徑以下的PM才能通過到達(dá)真空室72一側(cè)。
87是控制前述測定裝置本體71、處理來自測定裝置本體71一側(cè)信號的運(yùn)算控制部，88是進(jìn)行各種運(yùn)算的CPU，89是或者將模擬信號變換成數(shù)字信號、或者將數(shù)字信號變換成模擬信號的信號變換器，90是輸入檢測器78的輸出的放大器，91是輸入來自氣體流量計84、其他傳感器92的檢測輸出的模擬I/O，93是數(shù)字I/O，94是RAM，95是能夠進(jìn)行電氣消去的ROM，96是顯示運(yùn)算結(jié)果等的顯示部，97是輸入鍵盤。此外，98a、98b是作為外部連接端的COM1、COM2。
對上述構(gòu)成的PM濃度測定裝置的動作進(jìn)行說明，開動真空泵83，大氣作為試樣氣體SG通過分粒器86被吸引入采樣管85內(nèi)。此時，被吸引入采樣管85內(nèi)的試樣氣體SG含有的PM中，超過所定粒徑的被除去，含有所定粒徑以下PM(以下稱為分粒后的PM)的試樣氣體SG朝下游側(cè)(真空室72側(cè))移動。
之后，含有前述分粒后的PM的試樣氣體SG經(jīng)過采樣管被導(dǎo)入至真空室72內(nèi)，并通過帶狀濾片75，但此時，前述分粒后的PM在帶狀濾片75的上表面堆積成形、形成堆積層76a。如果朝該堆積層76a照射來自β射線源77的β射線，則該β射線受到分粒后的PM及帶狀濾片75的吸收，透過的β射線由檢測器78檢測。從檢測器78輸出的信號S中，除了包含與接受的β射線成比例的信號B，還包含與α射線成比例的信號A，該信號S通過放大器90、信號變換器89輸入至CPU88。
前述CPU88首先用來自前述檢測器的信號S中含有的α射線量計算生成修正系數(shù)F1，用該修正系數(shù)F1算出圖9中符號C所示部分的α射線(氡氣)量。然后，由于前述信號S中含有起因于自然界中存在的β射線的透過β射線，因此可以用前述測出的α射線量計算生成修正系數(shù)F2，用該修正系數(shù)F2算出前述自然界的β射線量。
之后，從由前述檢測器得到的透過β射線量，減去分別起因于所述α射線及β射線的誤差值將其除去，求得修正后的透過β射線量。這樣就能除去起因于自然界中存在的α射線及β射線的誤差影響，用β射線吸收方式的PM濃度測定裝置得到高精度的透過β射線值。從該透過β射線值計算附著在帶狀濾片75上的PM的質(zhì)量m[μg]時，可用以下公知的計算式(1)。
m＝F×1n(R0/R)…(1)這里，R0空白帶狀濾片的β射線散射強(qiáng)度[I/s]R捕集PM6后的帶狀濾片的β射線散射強(qiáng)度[I/s]F校正系數(shù)[μg/m3]前述校正系數(shù)F是用于將β射線散射強(qiáng)度換算成PM的質(zhì)量的系數(shù)，表示為F＝A/(μ/ρ)。此處，A[cm2]為帶狀濾片的測定截面積[cm2]，μ/ρ[cm/mg]為β射線源77固有的質(zhì)量衰變系數(shù)[cm/mg]。
通過修正由前述(1)式所求得的PM的質(zhì)量、試樣氣體SG的流量及壓力，求得PM濃度B[μg/m3]。
自然界中存在的α射線、β射線的量由場所或時間的不同而完全不同。如上所述，利用在β射線吸收方式的測定中所使用的檢測器，不僅對β射線而且對α射線進(jìn)行連續(xù)的測定，從該測定的α射線求得對本來的測定中使用的β射線的檢測值造成影響部分的α射線的量，根據(jù)該α射線量算出自然界中存在的β射線的量，通過從前述透過β射線量減去起因于前述α射線及β射線的對透過β射線帶來的誤差量，能求得除去起因于自然界中存在的α射線、β射線的誤差影響后的透過β射線量，根據(jù)以上進(jìn)行運(yùn)算，能高精度地測定PM。
更具體地，以Nα、Nβ分別代表自然界中存在的α射線的量及β射線的量，eff(α)為檢測器檢測α射線的靈敏度，eff(β)為檢測器檢測β射線的靈敏度，已知下式(2)成立。
Nα·eff(α)/Nβ·eff(β)＝3.5…(2)上述數(shù)值3.5及Nα、Nβ理論上是可以確定的值。因此，若以R1為除去自然界中存在的α射線、β射線的誤差影響后的透過線量，測定得到的α射線、β射線的量分別為R(α)、R(β)，則下式(3)成立。
R1＝R(β)-R(α)·3.5 …(3)從而，通過用前述(3)式修正透過線量，能更高精度地測定PM。
又，作為檢測器78也可使用閃爍(Scintillation)檢測器、半導(dǎo)體檢測器等其他放射線檢測器。
如以上的說明，由于在第2發(fā)明中，利用始終可由檢測器檢測的α射線量，從前述檢測器檢測的β射線檢測值除去起因于自然界中存在的α射線及β射線的誤差影響，因此與以往相比，能得到精度更高的測定結(jié)果。從而，利用本發(fā)明的PM濃度測定裝置，對如PM2.5之類的絕對量少的微細(xì)PM也能進(jìn)行高精度的測定。
圖10顯示第3發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置101的全體構(gòu)成及設(shè)置狀況。以下的說明中，因為與圖15～17賦予相同符號的部分為同一或同等的部分，所以省略其詳細(xì)說明。
本例的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置101(以下稱為PM濃度測定裝置101)由具有PM測定部的裝置本體103、與該裝置本體103連通結(jié)合的沖擊式采樣器(沖擊器)104構(gòu)成。又，沖擊器104具有分粒器本體105、以及由在中心部形成有配管接入部106的板狀蓋體107構(gòu)成、能夠?qū)⒃嚇託怏wSG向正下方導(dǎo)入的試樣導(dǎo)入部108(以下僅稱為導(dǎo)入部108)。
圖11、12擴(kuò)大顯示前述導(dǎo)入部108的構(gòu)成，圖11示出將導(dǎo)入部108安裝在前述試樣取入口部109的安裝法蘭110上的狀態(tài)。又，圖12(A)是導(dǎo)入部108的平面圖，圖12(B)是縱截面圖。如圖11、12所示，蓋體107基本上呈與安裝法蘭110的外形(圓形)相同的圓形、是由例如不銹鋼形成的板狀體。又，蓋體107的外周邊部近旁，在與以例如90度間隔形成于法蘭110緣部近旁的四個安裝孔110a(僅在圖11中示出)相當(dāng)?shù)奈恢蒙闲纬捎邪惭b陰螺孔107a。
配管連接部106的形狀大致呈筒狀一體形成于蓋體107上，蓋體107的中心部形成有連通孔106a，其頂端部的外周形成錐部106b、基端部的外周形成有防止脫落的凹凸部106c而呈錐狀管套(以下稱為錐狀管套106)。
從而，可由導(dǎo)入部108的蓋體107關(guān)閉如圖17所示的將以往的沖擊器121的導(dǎo)入部122除去而形成的試樣取入口部109的開放端，同時能將法蘭110的安裝陰螺孔107a的位置對準(zhǔn)安裝孔110a的位置并用小螺釘111(僅在圖11中示出)等擰緊固定。又，112是介在法蘭110和蓋體107之間的圓環(huán)帶狀的墊圈，該墊圈112上也在對準(zhǔn)前述安裝陰螺孔107a的位置形成有開口部112a(僅在圖12中示出)。
通過以前述構(gòu)成的導(dǎo)入部108代替沖擊器121的導(dǎo)入部122安裝于分粒器本體105，連接在錐狀管套106上的配管102可容易地裝上或脫離分粒器本體105。又，由于錐狀管套106在其前端部形成錐部106b，因此能夠極為容易地進(jìn)行配管102對錐狀管套106的連接。特別是，如果配管102是由可彎曲的合成樹脂形成的軟管等形成的，則配管102對錐狀管套106的連接操作不需要工具，完全能夠僅僅用一雙手進(jìn)行裝脫操作。
此外，由于錐狀管套106基端部分外周邊形成有凹凸部106c，故能防止一旦安裝好的配管102脫落。即，本發(fā)明的PM濃度測定裝置101中，由于錐狀管套106與配管102的連接部上沒有大的壓力作用，因此上述的錐狀管套106與配管102只要進(jìn)行簡單的連接就足夠了，將配管連接部106構(gòu)成為錐狀管套，對達(dá)到改善配管102裝脫操作性的目的極為有用。
還有，由于配管102內(nèi)的試樣氣體S是室外的大氣，因此即使在錐狀管套106處發(fā)生泄漏等，也不會引起任何問題，所以以可容易裝脫的錐狀管套作為前述配管連接部106的構(gòu)成是充分可行的。但是，也可以在將配管102安裝在錐狀管套106上以后，設(shè)置從該配管的更外周邊夾緊的夾緊部件，使配管102難以從錐狀管套106脫落。
將圖10所示的本發(fā)明的PM濃度測定裝置101與圖15所示的PM濃度測定裝置120相比較，顯而易見，具有形成有前述錐狀管套106的沖擊器104的本發(fā)明的PM濃度測定裝置101，可以取代以往已經(jīng)設(shè)置的PM濃度測定裝置120設(shè)置。即，不需要任何在進(jìn)行PM濃度測定的PM濃度測定裝置上為了對應(yīng)分粒器的規(guī)格變更而進(jìn)行的大規(guī)模的設(shè)置工程，從而能夠容易地切換為對應(yīng)日本國內(nèi)環(huán)境廳規(guī)定的《大氣中微小顆粒狀物質(zhì)(PM2.5)質(zhì)量濃度測定方法暫定手冊》的測定。
還有，圖10中，113是可裝脫自如地安裝在前述錐狀管套106上的過濾器單元，113a是內(nèi)藏例如HEPA過濾器的過濾器本體，113b是用于將利用HEPA過濾器過濾后的大氣排出、作為可彎曲管的由合成樹脂形成的軟管。
即，通過將過濾器單元113安裝在錐狀管套106上，能夠向沖擊器導(dǎo)入不含塵埃的試樣氣體。也就是說，如前所述我們已知確認(rèn)PM濃度測定裝置101的基本性能時作為無塵狀態(tài)下的基本指示(干擾確認(rèn))的基線試驗是重要的試驗，在進(jìn)行該試驗時，操作者只要將配管102從前述錐狀管套106拔出、將過濾器單元113的可彎曲管113b接上該錐狀管套106即可。
從而，進(jìn)行基線試驗時不需要進(jìn)行任何如從裝置本體103脫卸沖擊器104之類的大規(guī)模作業(yè)，操作性優(yōu)越。又，在PM濃度測定裝置101上，在沖擊器104的上游側(cè)或下游側(cè)也可設(shè)置流道切換閥。這樣的場合，可以自由地切換選擇通過過濾器單元113取入試樣氣體或者不通過過濾器單元113取入試樣氣體。
圖13概略地示出前述PM濃度測定裝置101全體的構(gòu)成。圖13中，114是內(nèi)藏在PM濃度測定裝置101中的旋風(fēng)式采樣器(旋風(fēng)器)，該旋風(fēng)器114的下游側(cè)形成有配管116，該配管116通過例如電磁閥115與前述沖擊器104可脫卸地連接。此外，117是用于捕獲試樣氣體S中含有的PM的帶狀過濾帶，118是對過濾帶117所捕獲的PM的量用β射線吸收方式進(jìn)行測定的測定部。從而，本例的PM濃度測定裝置101通過將前述配管102與旋風(fēng)器114的流入口連接、并切換電磁閥115，能夠與以往相同將旋風(fēng)器114作為分粒器使用進(jìn)行PM濃度測定。也就是說，能夠靈活地對應(yīng)將來PM濃度的測定方法的改善。
圖14示出前述微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置的一個變形例。圖14中，119是固定在測定裝置本體103側(cè)部的支承部，105a是將分粒器本體105與測定裝置本體103連通連接的配管。即，通過由該保持部119安裝沖擊器104，能夠降低微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置101的高度，由此實現(xiàn)緊湊化，從而容易在室內(nèi)配置微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置101。
如以上的說明，利用第3發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，不僅能夠容易地使用沖擊式采樣器進(jìn)行PM的分粒，而且能夠容易地對沖擊式采樣器安裝過濾器，容易進(jìn)行基線試驗。
權(quán)利要求
1.一種微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，其特征在于具有沖擊式采樣器和測定部，所述沖擊式采樣器具有在中心部形成配管連接部、能夠?qū)⒃嚇託怏w向正下方導(dǎo)入的試樣導(dǎo)入部；所述測定部測定通過該沖擊式采樣器的試樣氣體中微小顆粒狀物質(zhì)的濃度。
2.如權(quán)利要求2所述的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，其特征在于，所述沖擊式采樣器的試樣取入口部具有用于安裝所述試樣導(dǎo)入部的安裝法蘭，所述試樣導(dǎo)入部是具有與安裝法蘭的外形基本上相同形狀的外形、且在其中心部形成有配管連接部的蓋體，且所述配管連接部是錐狀套管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，其特征在于，所述配管連接部上裝脫自如地安裝有過濾器，該過濾帶使得能夠向沖擊式采樣器導(dǎo)入不含塵埃的試樣氣體。
4.如權(quán)利要求1～3的任意一項所述的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置，其特征在于內(nèi)藏旋風(fēng)式采樣器，在該旋風(fēng)式采樣器的下游側(cè)形成能夠脫卸地連接所述沖擊式采樣器的配管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠進(jìn)行高靈敏度測定的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置及用于微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用的過濾帶。本發(fā)明的測定裝置能夠除去起因于自然界中存在的α射線、β射線的誤差影響，得到高精度的測定結(jié)果。本發(fā)明采用在PM2.5測定中作為分粒器被指定的沖擊式采樣器，能安裝用于進(jìn)行基線試驗的過濾器，且設(shè)置容易。本發(fā)明的微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定裝置中，大氣在吸力作用下從微小顆粒狀物質(zhì)濃度測定用過濾帶的一面?zhèn)认蛄硪幻鎮(zhèn)韧ㄟ^而在所述過濾帶上形成測定部位，對該測定部位捕集到的大氣中的微小顆粒狀物質(zhì)的濃度進(jìn)行測定，所述過濾帶由氟系樹脂形成的多孔質(zhì)薄膜和設(shè)置在該多孔質(zhì)薄膜上的通氣性的加強(qiáng)層構(gòu)成。
文檔編號G01N35/00GK1841044SQ200610002568
公開日2006年10月4日 申請日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者篠原政良, 水谷浩 申請人:株式會社堀場制作所