本発明は圧電素子上に付着する粉塵の質量によって粉塵量を測定するためのピエゾバランス粉塵計に関し、特にセンサのクリーニングに特徴を有する自動クリーニング機能付きピエゾバランス粉塵計に関するものである。

近年大気中の粉塵、特にPM2.5の濃度が上昇しており、健康への影響が懸念されている。PM2.5など大気中の粉塵の濃度測定装置としては、光散乱方式、ベータ線吸収方式及びピエゾバランス方式の測定装置が知られている。このうち光散乱方式は光散乱量に換算係数を乗じて濃度を測定しているが、粒子の径や形状、色等によって光散乱量が変化するため、PM2.5の組成や粒径分布が季節や地域によって変動し、正確な換算係数が算出しにくいという問題点があった。又ベータ線吸収方式の計測装置は屋外の自動計測が主流となっているが、大型であるため室内測定に適さないという問題点があった。

非特許文献1には、ピエゾバランス方式粉塵計が示されている。この粉塵計は水晶発振子をセンサとし、コロナ放電によって粉塵を帯電させてセンサ上に粉塵を付着させ、質量に対応して発振周波数が変化することから付着した粉塵の質量の濃度を測定するものである。ある範囲内ではセンサに付着する粉塵の質量に応じて発振周波数がほぼ直線的に変化する。従ってこの特徴を利用し、所定の流量で粉塵を含む空気流をチャンバーに加えることにより、PM2.5の濃度等の空気中の粉塵濃度を測定することができる。

日本カノマックス“〔06〕ピエゾバランス粉塵計について”、〔online〕,〔平成26年5月12日検索〕、インターネット、〔URL http://www.kanomax.co.jp/technical/detail#0030.html〕

しかしながら非特許文献1に示されている従来のピエゾバランス粉塵計は、センサ上に付着した粒子の質量を発振周波数として測定するため、付着した粒子の質量が規定値を超えてしまった場合には、発振周波数変化の直線性がなくなったり、発振が停止してしまうという問題点があった。そのため、粉塵計にはセンサの周波数変化から算出されるセンサ上の粉塵堆積量が所定の値を超えた場合に、センサのクリーニングを要求するメッセージを表示する機能が設けられており、作業者はクリーニング要求メッセージが表示されたタイミングでセンサ素子のクリーニングを行い、付着した粒子を除去する必要があった。

又従来のピエゾバランス粉塵計では、センサに付着した粒子を除去する際には、セルローススポンジが取付けられたクリーニング用のカセットを用いて作業者が洗剤を含んだセルローススポンジでセンサ上の粉塵を拭き取り、更に水を含んだセルローススポンジで洗剤を拭き取るという手間のかかる作業が必要であった。

更にセンサ素子のクリーニング中には測定ができないため、濃度測定を一旦中断する必要があった。しかも作業者による手動クリーニングでは1回につき3〜5分程度の測定不能時間が生じていた。また、医療機関で使用する場合などPM2.5の濃度の測定では連続して長時間測定することが求められることが多いが、従来の装置では連続して測定値を出力することができないという問題点があった。

本発明はこのような従来のピエゾバランス粉塵計の問題点に着目してなされたものであって、センサ上に付着する粉塵を自動的にクリーニングし、ほぼ中断なく連続してセンサで粉塵の濃度を測定することができる自動クリーニング機能付きピエゾバランス粉塵計を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のピエゾバランス粉塵計は、所定の粒径を超える微粒子を取り除き、所定粒径以下の粒子を分離する分級器と、前記分級器を通過した所定粒径以下の微粒子のみを含む空気流が導かれ、空気流に含まれる微粒子を帯電させるコロナ放電部を含むチャンバーと、前記チャンバー内のコロナ放電部で帯電された微粒子が付着するように、前記チャンバー内に設けられた水晶発振子を有し、前記水晶発振子を用いて発振する発振回路と、前記発振回路の発振周波数の変化に基づいて前記空気流に含まれる微粒子の濃度を測定するピエゾバランス粉塵計において、前記チャンバーの下面を構成し、前記水晶発振子を有するセンサ台と、前記センサ台の上面に接するように設けられたスポンジを有するクリーナーと、所定の粉塵堆積量に達したとき、あるいは所定の時間間隔毎に前記クリーナーを駆動することによって前記水晶発振子上の粉塵を取り除くコントローラと、を有するものである。

ここで前記センサ台は、回転自在の円板状のターンテーブルに含まれるものであり、前記ターンテーブルに2つ以上のセンサ台を設けるようにしてもよい。

ここで前記クリーナーは、円板状のスポンジ取付台と、前記スポンジ取付台に取付けられ、洗浄液を含んだスポンジと、を具備し、前記スポンジを前記ターンテーブルに接するように配置し、前記ターンテーブル及び前記スポンジ取付台を回転させることによって前記水晶発振子上の粉塵を取り除くようにしてもよい。

ここで前記ターンテーブルは、前記水晶発振子を夫々有するセンサ台を上下動自在に保持するものであり、前記ターンテーブルを内部に保持する円筒状のガイドレールを更に有し、前記ガイドレールは、その内面に一定高さの環状溝を有し、前記環状溝は、前記チャンバーの下面の位置に前記センサ台を上昇させる窪みと、前記窪みの両側にセンサ台を下降させる一対の突起とを有するものとしてもよい。

ここで前記クリーナーは、円柱状のクリーナー台の周囲に洗浄液を含んだスポンジを巻き付けて構成されたものであり、前記クリーナー台を回転させることにより前記水晶発振子を洗浄するようにしてもよい。

ここで前記センサ台を一定間隔で直線的に移動させるリニアアクチュエータを具備し、前記センサ台を往復移動させることにより前記水晶発振子を洗浄するようにしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、どのような濃度のエアロゾルを測定する場合であっても、自動的にセンサのクリーニングが行われるため、作業者がセンサ上の粉塵堆積量を気にすることはなくなる。本発明では粉塵堆積量、もしくは累積測定時間が規定値に達した時点で自動的にクリーニングを行っているため、欠測時間を短縮し、長時間ほぼ連続して測定を行うことができるという効果が得られる。又請求項2〜5の発明では、待機中のセンサと測定中のセンサを自動的に入れ替えることで、欠測時間を最小限に抑えることができるという効果が得られる。

図1は本発明の第1の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計の主要部を示す断面図である。

図2は本実施の形態によるセンサのクリーニング機構を示す斜視図及び平面図である。

図3は本実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のターンテーブルとその周辺部分を示す断面図である。

図4は本実施の形態によるターンテーブルとその周辺部分を示す側面図である。

図5は本実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のターンテーブルの外周に設けられるガイドレールを示す斜視図及び断面図である。

図6は本実施の形態によるクリーニング機構を示す断面図である。

図7は本実施の形態によるクリーニング機構のスポンジ取付台を示す斜視図及び平面図である。

図8は本実施の形態によるピエゾバランス粉塵計の電気的構成を示すブロック図である。

図9は本実施の形態によるピエゾバランス粉塵計の動作を示すタイムチャートである。

図10は本実施の形態によるセルローススポンジを示す図である。

図11は本発明の第2の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のクリーニング機構の主要部を示す概略斜視図である。

図12は本発明の第2の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のクリーニング機構の主要部を示す断面図である。

図13は本発明の第3の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のクリーニング機構を示す斜視図である。

図14は第3の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のクリーニング機構を示す側面図である。

図15は本発明の第4の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のクリーニング機構を示す斜視図及び上下反転させた斜視図である。

図16は本発明の第4の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計のクリーニング機構を示す側面図である。

図1は本発明の第1の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計の主要部を示す断面図である。図2は本発明の第1の実施の形態によるピエゾバランス粉塵計の特徴部分であるセンサのクリーニング機構のみを示す概略斜視図とその平面図である。これらの図に示すようにピエゾバランス粉塵計10は空気の取込み部分にインパクタ11が設けられる。インパクタ11は流入口より流れ込んだ所定の粒径以上の粒子をインパクタ11の衝突板で保持する分級器であり、所定の粒径以下の粒子のみがダクト12を介して測定部13に導かれる。測定部13は、円筒形のチャンバー14とチャンバー14の上部に取付けられたニードルアッセンブリ15、及び後述するテーブルを有している。又チャンバー14は円筒状の部材であり、上部がニードルアッセンブリ15、下部がテーブルにより密封されている。チャンバー14の側方にはダクト16を介して吸引ポンプ17が取付けられている。この吸引ポンプ17を一定速度で駆動することにより、インパクタ11の流入口より空気を流入させて所定粒径以下の粉塵を含む空気をチャンバー14に導き、更にチャンバー14から気体を外部に排出することができる。

ニードルアッセンブリ15はチャンバー14の上部を覆う円筒状のホルダ15aと、その中心を貫通し、下端に突出させたニードル棒15bを有している。ニードルアッセンブリ15はニードル棒15bの先端のニードルに高電圧、例えば5KVの高電圧を印加してコロナ放電を行い、チャンバー14に流入した空気に含まれている微粒子を帯電させるものである。これによってチャンバー14の下面のテーブルに保持されているセンサ素子の上面に粉塵を付着させることができる。

次にテーブルとテーブル上のセンサを回転させるための回転機構について説明する。図3は回転機構とその周辺部分のみを示す断面図である。本図に示すように、平板状の上部サポータ20と下部サポータ21との間にシャフト22が回転自在に設けられている。そしてこのシャフト22には平たい円柱状のターンテーブル23が取付けられ、シャフト22と共に回転自在に保持されている。ターンテーブル23は図2(b)に示すように上面の対称な位置に円形の窪みが設けられ、この窪みの内部に一対のセンサ台24a,24bが埋設されている。センサ台24a,24bの上面には、水晶発振子から成るセンサ25a,25bが夫々取付けられる。ターンテーブル23の窪み内でセンサ台24a,24bの下方にはばね26a,26bが設けられ、これらのばねによってセンサ台自体を窪みの中で一定範囲で上下動自在としている。ターンテーブル23の側面のセンサ台24a,24bが埋設されている位置には、図4に示すように夫々縦長の長円形の貫通孔が設けられており、この貫通孔を貫通してセンサ台24a,24bの突起部27a,27bが夫々外に向かってわずかに突出している。そしてこの突起部27a,27bが突出する長円形の範囲内でセンサ台24a,24bが上下動自在となっている。そしてターンテーブル23上の一対のセンサ25a,25bはターンテーブル23の面とほぼ同一面上となっている。

ここで図2,図3の状態では、一方のセンサ台24aが円筒形のチャンバー14の下面を構成しており、センサ25aがチャンバー14の空間に露出している。この配置状態ではセンサ25aが後述する発振回路に接続されている。そしてセンサ25aの洗浄が必要となったときにターンテーブル23を180°回転させ、センサ25a,25bを入れ替えるように構成している。

次にターンテーブル23の外周に設けられるガイドレール28について説明する。尚図2,図4ではガイドレール28は省略されている。ガイドレール28は内部にターンテーブル23を保持する円筒形部材であって、固定されており、ターンテーブル23はガイドレール28の内部で回転する。図5(a)はこのガイドレール28を示す斜視図、図5(b)はその縦断面図である。本図に示すように円筒形のガイドレール28の内面には一定の高さで環状の溝29が形成されている。更にこの溝29のチャンバー14の下方に位置する部分には、図示のように隣接した2つの突起29a,29bが対称な位置に設けられ、突起29a,29bの中央には窪み29cが設けられている。

この溝29は、ガイドレール28の内部でターンテーブル23を回転させる際に突起部27a,27bを溝29に係合させることでセンサ台24a,24bを一定の高さに保持するものである。チャンバー14の下面にターンテーブル23の面が接触しているため、チャンバー14から空気の漏れが生じないようにする必要がある。更にターンテーブル23を回転させる際にセンサが損傷しないようにする必要がある。そこで溝29の突起29a,29bはターンテーブル23を回転させる際にセンサの表面をわずかにチャンバー14の下面から下方に退避させるために、窪み29cは測定位置に達したときにばね26a又は26bによってセンサ台25a又は25bを押し上げるために設けられている。

次にターンテーブル23に隣接して設けられる測定用圧電センサ素子をクリーニングするためのクリーナーユニットについて説明する。図6においてクリーナーユニット30は円板状で固定されているクリーナー台31と、その下面に一定間隔を隔ててスポンジ取付台32が設けられる。スポンジ取付台32は図7に斜視図及び平面図を示すように円板状であって、外周に近い上面に環状溝33と、環状溝33に一定の角度間隔で下面まで貫通する多数の貫通孔34が等角度間隔で設けられる。この実施の形態では、例えば12個の貫通孔34が30°の間隔で設けられている。そしてこのスポンジ取付台32の下面にはスポンジ取付台32と同一の円形のセルローススポンジ35が張り付けられる。そしてセルローススポンジ35はターンテーブル23の上面と接触するように構成されている。

又クリーナー台31の上面には洗浄液供給用のチューブ36が取付けられ、チューブ36は図示しない洗浄液タンクに接続されている。洗浄液、例えばエタノールをクリーナー台31の貫通孔を介してスポンジ取付台32の環状溝33に供給すると、洗浄液は貫通孔34から下面に付着したセルローススポンジ35に行き渡ることとなる。

さて図6に示すようにクリーナーユニット30は着脱自在であり、粉塵計10に取付ける際には図2,図6(b)に示すシャフト37と連結される。連結するとスポンジ取付台32及びスポンジ35がシャフト37の回転によって同時に回転することとなる。前述した下部サポータ21は、このシャフト37とターンテーブル23のシャフト22とを回転自在に保持している。

図8はピエゾバランス粉塵計の電気的構成を示すブロック図である。本実施の形態では粉塵堆積量が所定の値に達した時にクリーニングを行う構成となっている。本図に示すようにピエゾバランス粉塵計は2つの発振回路41,42を有している。発振回路41には前述した2つのセンサ25a,25bの一方が、ターンテーブル23に組み込まれた図示しないロータリーコネクタから成るスイッチング回路を介して接続される。又発振回路42にはセンサの周波数とほぼ同一の周波数を有する水晶発振子43が接続される。これらの発振回路41,42の出力はゲート回路44に与えられる。ゲート回路44は2つの発振回路41,42の発振周波数の差分値を出力するものであり、その出力はコントローラ45に入力される。コントローラ45内にはI/F回路45a,CPU45b及びメモリ45cが設けられている。コントローラ45はソフトウエアによって差分周波数を計数し、差分周波数と吸引ポンプ17で規定される流量に基づいて現在の濃度を算出してモニタ46に出力する。又コントローラ45は現在の発振周波数差と閾値とを比較し、所定の閾値を超えたかどうかを判別する。この閾値は差分周波数変化の直線性が失われる周波数であり、例えば2KHzとする。そして直線性が失われる周波数となれば、クリーニング駆動部47によってクリーニングが開始される。

さてクリーニング駆動部47の出力は図1に示すモータ51、減速ユニット52に与えられる。クリーニング駆動部47が駆動を開始すると、モータ51が回転し、減速ユニット52を介して減速させ、シャフト22を回転させる。シャフト22及び37は例えばプーリー53等で連結しておけば、これらを連動させて一定角度回動させることができる。

次にこの実施の形態によるピエゾバランス粉塵計の動作について説明する。まずチャンバー14の下方にはセンサ台24aが位置しており、粉塵が付着していないセンサ25aが発振回路41に接続されているものとする。そして動作を開始すると、まずセンサ25aに接続された発振回路41と基準周波数を発振する発振回路42とが発振し、その差分の周波数がゲート回路44により出力される。この差分値を周波数の基準値とする。そしてインパクタ11及び吸引ポンプ17を駆動すると、外部からの空気がインパクタ11を介して測定用のチャンバー14に入り、ダクト16を介して外部に排出される。このとき一定の流速、例えば1リットル/分の流速でインパクタ11から所定の粒径以下の粒子のみがチャンバー14に加えられるように制御する。そして図9のタイムチャートにおいて時刻t1に測定を開始し、チャンバー14内でコロナ放電を行うと、空気中の粒子が帯電し、反対極性の電位に設定されている測定用のセンサ25a上に粒子が付着する。その後測定を続けるとセンサ面に付着した粒子の質量が徐々に増加し、それに伴い発振回路41の発振周波数が低下することとなる。従って差分値は図9(a)に示すように徐々に上昇する。粉塵の付着量に応じて発振周波数が直線的に変化する範囲では、流量と差分発振周波数の変化とによって空気中の所定粒径以下の微粒子の濃度を測定することができる。こうして測定された濃度はモニタ46により表示される。

そして周波数差が所定の閾値に達する時刻t2には、質量に応じて周波数が直線的に変化しなくなる。コントローラ45は、閾値に達したことを検知し、クリーニング駆動部47に信号を与える。これに伴ってモータ51が動作を開始し、減速ユニット52を介してシャフト22を回転させ、ターンテーブル23の回転を開始する。図9(b)は図2(b)に示すy軸方向に投影したセンサ25a,25bの位置を縦軸としている。

ターンテーブル23が回転を開始した直後には、センサ台24aの突起27aがガイドレール28の突起29aの位置を通過するため、センサ台自体がわずかに下方に押し下げられるため、チャンバー14の下面にセンサ25aが直接接触することはない。そしてこの突起29aを通過し、更にターンテーブル23が回転を継続すると、図10に示すようにセンサ23aがクリーナーユニット30のセルローススポンジ35に接している部分の下部を通過するときにセンサ25aの表面の粉塵がクリーニングされることとなる。このときもう1つのセンサ25bがチャンバー14内に入る。この回転途中ではチャンバー14の円筒形の側壁の下方に入るときにセンサ台24bの突起29bを通過し、センサ台24bがわずかに下部に退避するため、センサ25b自体が損傷することはない。センサ台24bがチャンバー14の真下に位置するとセンサ台24bの突起部27bが窪み29cに係合してセンサ台24bがばねによって上部に押し上げられる。こうして図9(b)に示すように、時刻t2からt3の間にセンサ25aとセンサ25bとが測定位置と待機位置を入れ替えることとなる。

こうして清掃済みのセンサ25bがチャンバー14内に入ると、センサ25bが発振回路41に接続されることとなる。そしてこの発振回路41と基準周波数を発振する発振回路42とが発振し、その差分の周波数がゲート回路より出力される。この差分値を周波数差の新たな基準値として時刻t3以後の測定を継続することができる。センサ25bに付着する粉塵質量が規定値を超えるt4には、再びクリーニング駆動部47より駆動信号が出力され、同様にターンテーブル23及びスポンジ取付台32を回転させ、同様にして測定を継続することができる。

なお、本実施の形態ではセンサ上の粉塵堆積量が所定の値に達したときにクリーニングを開始したが、あらかじめ測定する環境の粉塵濃度の最大値が想定可能な場合は、最大粉塵濃度を基に、センサ上の堆積粉塵量が上限値に達する最短時間を算出し、その最短時間より短い周期でクリーニングを行うように構成することも可能である。

図10はセルローススポンジ35の下面を示す図である。図10(a)は第1回のクリーニングをC1として示している。図示のようにセルローススポンジ35がターンテーブル23のセンサをクリーニングすると、クリーニングによってセルローススポンジ35の面に粉塵が付着することとなる。図10ではこの付着する面をハッチングで示している。図10(b)に示すように第2回のクリーニングをC2とすると、C1の終了部分とC2の開始部分とは図示のように重なっている。同様に図10(c)に示すように第3回のクリーニングをC3とすると、C2の終了部分とC3の開始部分とは図示のように重なっている。このようにセンサが通過する軌跡等一部が重なっていても、最終の通過部分が新たな面であれば、十分にクリーニングを行うことができる。

そしてセルローススポンジ35の面が全て使用済みとなればクリーナーユニット30を取り外して洗浄し、再びシャフト上に取付けることによって測定を継続することができる。クリーニング前後の周波数変化に基づいてセルローススポンジの洗浄効果をコントローラ45が判断し、セルローススポンジ35のメンテナンスが必要であることを知らせるメッセージをモニタ46に表示するように構成することで、使用者はセルローススポンジのメンテナンス時期を知ることができる。

次に本発明の第2の実施の形態について説明する。この実施の形態においてもセンサがターンテーブル23上に一対配置されており、交互にセンサを使用して発振させることは前述した第1の実施の形態と同様であり、詳細な構成については省略する。この実施の形態はターンテーブル23に保持された一対のセンサ25a,25bをクリーニングする機構のみが異なっており、その他の構成は第1の実施の形態と同様である。図11はこの実施の形態のクリーニング機構を示す概略図、図12はその断面図である。これらの図に示すように、ターンテーブルの側方にガイド61が固定されている。そしてガイド61はねじ溝61aが形成された貫通孔を有している。クリーナーシャフト62にもねじ溝が形成され、ねじ溝61aに噛合している。クリーナーシャフト62の先には円柱形のクリーナー台63が取付けられ、その外周部分をクリーナー用の洗浄液を含んだスポンジ64としている。そしてターンテーブル23の測定中ではないセンサ25bにはクリーナーのスポンジ64が接触している。

この実施の形態においても一方のセンサを発振させ基準周波数との差が閾値に達すると、ターンテーブル23を180°回転させる。ターンテーブル23を180°回転させると、使用済みのセンサがこの実施の形態のクリーナー機構のクリーナー台63の真下に位置することとなる。その後シャフト62を回転させ、クリーナー台63を回転させつつシャフト62を徐々に図12の右方向に移動させてクリーニングする。こうすればスポンジ64の接触面がシャフトの進行につれて変化していくため、センサをクリーニングすることができる。

尚この実施の形態では、ターンテーブル23の測定中ではないセンサにはクリーナーのスポンジ64を接触させているが、待機位置でクリーナースポンジ64と待機中のセンサとが接触していなくてもよい。例えば、クリーニングの際にターンテーブルを一旦止めてセンサ上の粉塵を除去し、クリーニング終了後にセンサを待機位置に移動させてもよい。又ターンテーブルを回転しながらもクリーナーも回転させて粉塵を除去してもよい。

次に本発明の第3の実施の形態について説明する。図13は本実施の形態のクリーニング機構の主要部を示す斜視図、図14はその縦断面図である。この実施の形態では図8の発振回路41に1つのセンサ70のみが接続されており、常に発振回路42の基準発振周波数との差によって粉塵濃度を測定している。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。この実施の形態では1つのセンサ70がセンサ台71に保持され、センサ台71はリニアアクチュエータ72によって左右に移動自在に構成されている。図14の実線で示すように、センサ台71がリニアアクチュエータ72によって右方向に移動し、チャンバー14の真下に位置したときに測定状態となる。そしてセンサ70上に粉塵の堆積量が所定値を超えた場合には、一旦測定を中止してリニアアクチュエータ72によってセンサ台71を図14の破線で示す位置に達するまで左方向に移動させる。そして第1の実施の形態と同様にセルローススポンジを下面に有するクリーナーユニットを設け、これを回転させることでセンサ面をクリーニングする。そしてクリーニングを終了すると、温風ブロア73よりセンサ面に温風を吹きつけ、センサ面の洗浄液を乾燥させる。そしてセンサの乾燥が終わればセンサ台71を再びチャンバー14の直下に移動させて測定を再開する。この実施の形態では、2つのセンサを用いて切換える第1,第2の実施の形態に比べてデータ欠損の時間は少し長くなるが、より簡単な構造でクリーニングを行うことができる。

次に本発明の第4の実施の形態について説明する。図15(a)は第4の実施の形態のクリーニング機構とその周辺部分のみを示す斜視図、図15(b)は上下を逆転させた斜視図である。又図16はこの実施の形態のクリーニング機構の断面図である。この実施の形態では第3の実施の形態と同様に、発振回路41に1つのセンサ80のみが接続されている。センサ80はセンサ台81上に保持されており、センサ台81の上部にチャンバー14が設けられる。センサ台81の上部の外周部分はテーパ状に形成される。そしてセンサ台81はセンサユニット保持台82の窪みに埋設され、ばね83によって常に上向きに付勢された状態で保持されている。一方クリーナーユニットは円板状のクリーナー板84と、その下面の洗浄液を含んだスポンジ85及びシャフト86を有している。クリーナー板84及びスポンジ85は一定の角度間隔で貫通孔が設けられている。この貫通孔の間のスポンジがクリーニングに利用される領域となる。

この実施の形態では通常はチャンバー14の下面はクリーナー板84の貫通孔によって直接センサ台81が位置し、センサ80が発振回路に接続されて粉塵濃度の測定を行っている。そしてセンサ上に堆積する粉塵質量が増加し、発振周波数差が閾値に達すると、クリーナー板84を一定角度回転させる。このときにセンサ台81の上面がテーパ状となっているため、ばね83のばね力に抗してセンサ台81が押し下げられ、センサ80の上面がスポンジ85に接触し、センサ80をクリーニングすることができる。更にクリーナー板84の回転を続けると、次の貫通孔に達する。そうすればセンサ台81がばね83によって押し上げられ、チャンバーの下面が直接センサ台81に接触することとなる。この実施の形態では、2つのセンサを用いて切換える第1,第2の実施の形態に比べてデータ欠損の時間は少し長くなるが、クリーナー板を回転させることにより簡易にクリーニングを行うことができる。

尚この実施の形態では、クリーナー板84を多数の貫通孔を有する円板としているが、多数の貫通孔を有する平板とし、この平板を長手方向に移動させても同様にクリーニングを行うことができる。又この実施の形態ではセンサ台81の上面をテーパ状としているが、クリーナー板84の貫通孔の下面が下に広がった形状としても同様にしてクリーナー板の回転時にセンサをクリーニングすることができる。

又前述した各実施の形態では、空気中の微粒子の分級器としてインパクタを用いているが、分級器としてサイクロンを用いることもできる。

また、前述の各実施の形態ではセンサが一つの場合と二つの場合について説明したが、ターンテーブルにセンサが2つ配置された実施の形態の場合には、ターンテーブルに3つ以上のセンサを配置することによって、センサ切り替え時間を短縮し、欠測時間をさらに短縮することができる。

本発明はピエゾバランス粉塵計において長時間連続して測定することができ、PM2.5の濃度測定などに有用に用いることができる。

10 ピエゾバランス粉塵計 11 インパクタ 12,16 ダクト 13 測定部 14 チャンバー 15 ニードルアッセンブリ 17 吸引ポンプ 20 上部サポータ 21 下部サポータ 22 シャフト 23 ターンテーブル 24a,24b センサ台 25a,25b センサ 26a,26b ばね 27a,27b 突起部 28 ガイドレール 29 溝 29a,29b 突起 29c 窪み 30 クリーナーユニット 31 クリーナー台 32 スポンジ取付台 33 窪み 34 貫通孔 35 スポンジ 36 チューブ 37 シャフト 41,42 発振回路 43 水晶発振子 44 ゲート回路 45 コントローラ 45a I/F 45b CPU 45c メモリ 46 モニタ 47 クリーニング駆動部 51 モータ 52 減速ユニット 53 プーリー 61 ガイド 61a ねじ溝 62 クリーナーシャフト 63 クリーナー 64 スポンジ 70,80 センサ 71,81 センサ台 72 リニアアクチュエータ 73 温風ブロア 82 センサユニット保持台 83 ばね 84 クリーナー板 85 スポンジ 86 シャフト