本發(fā)明涉及配置天平等計量裝置的計量系統(tǒng)，特別涉及用于計量危險且微小的粉體的計量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，在吸氣時對人體帶來惡劣影響的粉塵的存在成為社會問題。作為這種粉體，例如列舉出如微小粒子狀物質(zhì)(PM2.5)那樣的浮游粒子狀物質(zhì)、作為會引起肺癌的物質(zhì)而公知的石棉、硅石、碳納米管、抗癌劑等多種。并且有下述現(xiàn)狀，因為在對這些危險的粉體進行研究及分析的現(xiàn)場，在高濃度下長時間對這些物質(zhì)進行處理，所以對于曝露于這些危險物質(zhì)，其研究者、作業(yè)者被置于風(fēng)險更高的環(huán)境下。

特別地，PM2.5的質(zhì)量濃度測定為，在設(shè)置于大氣中的規(guī)定的捕集裝置中安裝過濾器，計量并求出被該過濾器捕集到的粒子狀物質(zhì)的重量。此時，需要防止過濾器的吸濕引起的粒子狀物質(zhì)的吸附從而進行穩(wěn)定的計量，所以其計量環(huán)境以攝氏溫度21.5±1.5℃、濕度35±5％、天平的精度為±1μg的規(guī)格被嚴(yán)格限制。因此，為了使溫濕度在規(guī)格內(nèi)，必須控制供設(shè)置天平的空間。

圖9是測定PM2.5等危險的粉體時以往所使用的實現(xiàn)恒溫恒濕的天平室的示意圖。附圖標(biāo)記1是溫濕度控制裝置主體，附圖標(biāo)記2是溫濕度控制裝置室內(nèi)機，附圖標(biāo)記3是作業(yè)空間，附圖標(biāo)記4是覆蓋天平室的絕熱腔，附圖標(biāo)記5是天平。箭頭表示空氣的流動。即，使天平室絕熱，產(chǎn)生由溫濕度控制裝置1、2進行溫濕度管理的送風(fēng)，而使作業(yè)空間3成為均勻的環(huán)境，在此基礎(chǔ)上進行計量。

然而，該環(huán)境構(gòu)建除了設(shè)備投資大以外，還存在由于用于攪拌人能夠進入的程度的寬闊的室內(nèi)的空氣的較強的送風(fēng)而天平5的計量值不穩(wěn)定化的問題。問題還在于，危險的粉體由于送風(fēng)而卷起，并向作業(yè)空間3擴散，從而作業(yè)者曝露其中。

另一方面，作為防止危險的粉體的曝露的系統(tǒng)，已知有在密閉空間中封存危險物質(zhì)并通過手套進行作業(yè)的手套式操作箱(例如專利文獻1)、對作業(yè)空間進行強制排氣、強制地吸引危險物質(zhì)而防止外部流出的通風(fēng)室(例如專利文獻2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004－090174號公報(圖1等)

專利文獻2：日本特開2005－074268號公報(圖1等)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，作為現(xiàn)實問題，手套式操作箱由于構(gòu)建密閉空間而存在作業(yè)自由度低的問題，限于對危險的病毒等進行操作的情況使用。

通風(fēng)室具備對作業(yè)空間的危險物質(zhì)進行吸引并排氣的機構(gòu)，但僅規(guī)定了較強的排氣能力，將成為粉體的粒子狀危險物質(zhì)封存的功能并未得到保障。此外，作為裝置構(gòu)造上的設(shè)備，需要連成線的排氣管，初始投資很多，難以新設(shè)置在任意的場所。并且，由于通風(fēng)室強制地進行排氣，所以室內(nèi)的氣流激烈，在設(shè)置了天平的情況下，計量值的確定變得困難的狀況較多。這會在設(shè)置了高精度的天平的情況下成為更加無法忽略的問題。

如上所述，沒有困難地(包含裝置的設(shè)置自由度、費用)進行實現(xiàn)均勻的計量環(huán)境并使高精度的天平的計量值穩(wěn)定這一齊聚相反的條件并且也不會引起人的曝露的計量，在現(xiàn)狀中存在較難的問題。

本發(fā)明是為了解決前述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而做出的，提供能夠穩(wěn)定且安全且容易地計量危險且微小的粉體的計量系統(tǒng)。

用于解決課題的手段

為了達成上述目的，本發(fā)明的計量系統(tǒng)，其特征在于，具備：能夠設(shè)置計量裝置的作業(yè)空間；封存裝置，將除了設(shè)置在上述作業(yè)空間的前面的開放部以及設(shè)定于上述作業(yè)空間的空氣入口及空氣出口以外的其他的部分封閉而劃定出作業(yè)空間；溫濕度控制裝置，控制吸入的空氣的溫度和濕度，并能夠?qū)⒃摽諝庀蜃鳂I(yè)空間送風(fēng)；過濾器單元，收集粉體；第1連接單元，將上述溫濕度控制裝置與上述封存裝置的空氣入口以密閉狀態(tài)連接；第2連接單元，將上述封存裝置的空氣出口與上述過濾器單元以密閉狀態(tài)連接；以及第3連接單元，將上述過濾器單元與上述溫濕度控制裝置以密閉狀態(tài)連接。

根據(jù)該構(gòu)成，從溫濕度控制裝置送出的經(jīng)溫濕度控制后的空氣經(jīng)由第1連接單元被導(dǎo)向封存裝置。在封存裝置中，空氣從設(shè)定于封存裝置的空氣入口向作業(yè)空間流入，并從設(shè)定于封存裝置的空氣出口排出。此時，在作業(yè)空間中，產(chǎn)生所設(shè)計的空氣的流動，在計量系統(tǒng)內(nèi)的唯一的開放空間即封存裝置的開放部產(chǎn)生從外部觀察時相對為負(fù)的壓力。其結(jié)果是，流入到作業(yè)空間中的空氣，與從設(shè)置于封存裝置的前面的開放部流入到作業(yè)空間的外部氣體一起，經(jīng)由第2連接單元被引導(dǎo)到過濾器單元。并且，在過濾器單元內(nèi)通過過濾器的空氣經(jīng)由第3連接單元返回到溫濕度控制裝置。

即，經(jīng)溫濕度控制后的空氣在溫濕度控制裝置、封存裝置、過濾器單元循環(huán)，且僅通過該限定的空間，并對封存裝置內(nèi)的溫濕度進行控制，因此能夠減少空氣的流量。由此，作業(yè)空間的風(fēng)量減弱，所設(shè)置的天平的計量值穩(wěn)定。

此外，伴隨著計量作業(yè)在作業(yè)空間浮游的危險的粉體滯留在封存裝置和第2連接單元及過濾器單元，所以該粉體被可靠地封存在計量系統(tǒng)內(nèi)，能夠防止作業(yè)者的曝露。

此外，本計量系統(tǒng)的密閉空間是由溫濕度控制裝置、封存裝置、過濾器單元完成的，所以裝置小型就可解決，并且不需要對該設(shè)備進行進一步擴展施工。此外，因為是將溫濕度控制裝置、封存裝置、過濾器單元設(shè)為不同的單元并將它們連接的構(gòu)成，所以系統(tǒng)的新設(shè)置、移動及追加設(shè)置也較容易。

優(yōu)選的是，上述計量系統(tǒng)的特征在于，上述封存裝置的上述空氣入口設(shè)置于封存裝置的頂面，上述空氣出口設(shè)置于上述封存裝置的左右某一個側(cè)面。

根據(jù)該構(gòu)成，在作業(yè)空間中產(chǎn)生從上方向下方的下降流，提高了重要的計量裝置周邊的流量控制性及空氣的攪拌性。

優(yōu)選的是，上述計量系統(tǒng)的特征在于，在上述作業(yè)空間的上方位置設(shè)置有具備通氣孔、并控制空氣的流動的上方水平擋板。

根據(jù)該構(gòu)成，流入到作業(yè)空間的空氣在上方水平擋板的頂面?zhèn)鞑ゲ耐饪诹鲃?，因此作業(yè)空間的空氣的流路相對于天平成為層流，能夠使計量值穩(wěn)定。

優(yōu)選的是，上述計量系統(tǒng)的特征在于，上述通氣孔形成在除了上述封存裝置的上述空氣入口的下方區(qū)域以外的位置。

根據(jù)該構(gòu)成，從空氣入口吹出的風(fēng)速比較強的等級的空氣可靠地接觸到上方水平擋板，被減弱后流動，因此能夠使計量值更穩(wěn)定。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可提供能夠穩(wěn)定且安全且容易地計量危險且微小的粉體的計量系統(tǒng)。

具體實施方式

接下來，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行說明。

圖1是本發(fā)明的計量系統(tǒng)的右方立體圖。

計量系統(tǒng)10具有溫濕度控制裝置11、過濾器單元12、具有作業(yè)空間3的封存裝置13、第1管14、第2管15及第3管16。封存裝置13設(shè)置在不是本計量系統(tǒng)10的構(gòu)成要素的作業(yè)臺之上。在作業(yè)空間3中設(shè)置有計量值的讀取精度(最小顯示)為1μg(0.001mg)的天平5，該天平5不是本計量系統(tǒng)10的構(gòu)成要素，適于計量PM2.5等危險的粉體。

溫濕度控制裝置11是為了對作業(yè)空間3實現(xiàn)所設(shè)定的溫度和濕度而使用的。溫濕度控制裝置11具有吸入口112和排出口113。在該框體內(nèi)，具有冷卻器、加熱器及加濕器，在排出口113的內(nèi)端口，配置有將經(jīng)溫濕度控制后的空氣向排出口113的外端口方向送風(fēng)的、能夠控制流量的送風(fēng)扇18。并且，通過設(shè)置于作業(yè)空間3的溫濕度傳感器檢測作業(yè)空間3的溫濕度環(huán)境，通過例如PID控制，將從吸入口112取入的空氣的溫濕度調(diào)整為所設(shè)定的溫濕度。

過濾器單元12是為了將危險的粉體從自作業(yè)空間3排出的空氣中去除而使用的。過濾器單元12具有吸入通氣口122和排出通氣口123，在該框體內(nèi)，內(nèi)置有一個或多個能夠收集粉體的過濾器。

過濾器優(yōu)選使用HEPA過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter：高效空氣過濾器)、或根據(jù)所處理的粉體的危險有害性而使用ULPA過濾器(Ultra Low Penetration Air Filter：超低穿透率空氣過濾器。)。HEPA過濾器是按照J(rèn)IS Z8122被規(guī)定為“在額定風(fēng)量下對0.3μm的粒子具有99.97％以上的捕集效率，并且具有初始壓力損失為245Pa以下的性能的空氣過濾器”的過濾器。ULPA過濾器是由與上述相同的規(guī)定而被規(guī)定為“以額定風(fēng)量對粒徑為0.15μm的粒子具有99.9995％以上的粒子捕集率，并且具有初始壓力損失為245Pa以下的性能的空氣過濾器”的過濾器。過濾器單元12是被稱為濾袋方式的、能夠進行不與被污染的過濾器直接接觸的安全的更換的構(gòu)造。

此外，在作業(yè)空間3的容積由最初的設(shè)計產(chǎn)生變更的情況下等，優(yōu)選的是，過濾器單元12具備追加設(shè)置在空氣流路中的上述過濾器的下游位置的、能夠與溫濕度控制裝置11的送風(fēng)扇18進行獨立控制的吸氣扇(第2送風(fēng)扇)。通過在過濾器單元12上設(shè)置第2送風(fēng)扇，用第2送風(fēng)扇的送風(fēng)力吸引空氣，并強制地使空氣通過過濾器，從而能夠?qū)⑦^濾器捕集的粉體的流量作為空氣的流入·流出量來進行最佳地控制。此外，通過控制第2送風(fēng)扇，能夠調(diào)整作業(yè)空間3的流量，能夠設(shè)為不會引起粉體向作業(yè)空間3外飛散的最佳的流量。

第1管(第1連接單元)14是為了將溫濕度控制裝置11的排出口113與封存裝置13的空氣入口132(后述)以密閉狀態(tài)連接而使用的。

第2管(第2連接單元)15是為了將封存裝置13的空氣出口133(后述)與過濾器單元12的吸入通氣口122以密閉狀態(tài)連接而使用的。

第3管(第3連接單元)16是為了將過濾器單元12的排出通氣口123與溫濕度控制裝置11的吸入口112以密閉狀態(tài)連接而使用的。

第1管14、第2管15及第3管16由能夠伸縮及彎曲變形的波紋類型的筒體構(gòu)成。

接下來，對封存裝置13進行說明。圖2是封存裝置的主視圖，圖3是封存裝置的俯視圖，圖4是封存裝置的左側(cè)視圖，圖5是封存裝置的縱剖視圖(沿著圖2所示的V－V線的剖視圖)。圖的虛線部是由于本裝置是透明的而透視可見的部件或部件厚度。

封存裝置13是為了能夠在作業(yè)空間3中設(shè)置天平5(以虛線表示)、粘度計等計量裝置并進行用于防止計量對象物向作業(yè)空間3外流出的封存而使用的。

封存裝置13通過前面13f、背面13b、左側(cè)面13l、右側(cè)面13r、頂面13u、底面13d劃定出作業(yè)空間3。除了設(shè)置于前面13f的開放部134、設(shè)置于頂面13u的空氣入口132、設(shè)置于左側(cè)面13l的空氣出口133以外的其他的部分通過粘接而被封閉。在作業(yè)空間3中，用于把握該空間的溫濕度的溫濕度傳感器被設(shè)置在任意的部位。

封存裝置13優(yōu)選為以下說明的通過透明的樹脂形成除了底面13d以外的全部的構(gòu)成零部件。在本實施例中，全部的構(gòu)成零部件由丙烯酸樹脂形成，能夠一眼確認(rèn)污染狀態(tài)。

封存裝置13的背面13b及底面13d是由前述的樹脂構(gòu)成的單板(日語：一枚板)。

封存裝置13的頂面13u在由前述的樹脂構(gòu)成的單板上在裝置后方側(cè)中央部一體形成有圓錐臺筒狀的空氣入口132。頂面13u的前邊部13uf向斜下方彎曲。

封存裝置13的前面13f構(gòu)成為，由前述的樹脂構(gòu)成的單板被分割成上方部13fu和下方部13fd而配置，上方部13fu與下方部13fd之間成為開放部134。封存裝置13在成為作業(yè)者進行操作一側(cè)的作業(yè)空間3的前面13f具有開放部134，因此能夠容易地進行計量作業(yè)。根據(jù)作業(yè)性確保和防止空氣向外部流出的觀點，開放部134優(yōu)選的是，形成為占據(jù)前面13f的整個面積的大致三分之一的面積區(qū)域。

上方部13fu作為通過鉸鏈能夠開閉的開口門而固定于頂面前邊部13uf。上方部13fu以從裝置上下方向向裝置前方傾斜大致30°的方式固定于頂面13u。上方部13fu的開放部側(cè)端部13fuE朝向裝置內(nèi)側(cè)光滑地彎曲，并被進行了R處理。

下方部13fd也以從裝置上下方向向裝置前方傾斜大致30°的方式固定于底面13d。下方部13fd的開放部側(cè)端部13fdE也朝向裝置內(nèi)側(cè)光滑地彎曲，并被進行了R處理。

封存裝置13的左側(cè)面13l在由前述的樹脂構(gòu)成的單板上、在裝置前后方向上的大致中央部且在裝置上下方向上的前面13f的上方部13fu(開口門)的下方位置，形成有用于安裝空氣出口133的矩形的開口部135。在開口部135的角部分別形成有螺孔?？諝獬隹?33在形成為比該開口部135大一圈的樹脂制的吸入口板136上，一體形成為筒狀。在吸入口板136上，也在與上述角部的螺孔一致的位置形成有螺孔，開口部135從裝置外側(cè)被吸入口板136覆蓋，從裝置外側(cè)被擰緊從而被封閉。

此外，在左側(cè)面13l上，在裝置后方側(cè)的下方形成有電纜用開口部137。電纜用開口部137是用于將計量裝置所需的電氣通信電纜引出到封存裝置13外的開口部。在裝置內(nèi)側(cè)，覆蓋電纜用開口部137的電纜蓋138能夠被轉(zhuǎn)動地擰緊。電纜用開口部137在裝置內(nèi)側(cè)被電纜蓋138封閉。

此外，在左側(cè)面13l的開放部側(cè)端部13lE，安裝有沿著開放部134在裝置上下方向上延伸的前方擋板20L。

前方擋板20L是為了控制空氣的流動而設(shè)置的、具有在寬度方向上光滑的彎折部的樹脂板。前方擋板20L以一個面與左側(cè)面13l的內(nèi)側(cè)接觸并從左側(cè)面13l的外側(cè)被擰緊、且另一個面從開放部側(cè)端部13lE向裝置左方向伸出的方式固定于開放部側(cè)端部13lE。通過前方擋板20L，左側(cè)面13l的開放部側(cè)端部13lE被進行了R處理。

封存裝置13的右側(cè)面13r是與左側(cè)面13l同樣的構(gòu)造，具有開口部135、電纜用開口部137及電纜蓋138。即，形成有空氣出口133的吸入口板136設(shè)置在左側(cè)面13l和右側(cè)面13這兩個面上。在本實施例中，不使用的右側(cè)面13r的開口部135被封閉板封閉而不是被吸入口板136封閉。在右側(cè)面13r的開放部側(cè)端部13rE，也安裝有從右側(cè)面13r的內(nèi)側(cè)向裝置右方向伸出的、相同用途且相同形狀的前方擋板20R，通過前方擋板20R，右側(cè)面13r的開放部側(cè)端部13rE被進行了R處理。

在封存裝置13的作業(yè)空間3，固定有上方水平擋板30。圖6是上方擋板的立體圖。

上方水平擋板30是為了控制空氣的流動而設(shè)置的、由尺寸與裝置頂面13u大致一致的、前述的樹脂構(gòu)成的單板。上方水平擋板30的左右的端部從擋板延伸面被垂直且向上方向壓彎，從而成為安裝部31。在安裝部31等間隔地在多處形成有螺孔。在左側(cè)面13l及右側(cè)面13r，在與上方部13fu的固定位置高度大致同等的高度位置，在與安裝部31的螺孔一致的位置形成有螺孔，上方水平擋板30從裝置外側(cè)被擰緊，在作業(yè)空間3的上方位置被水平固定。

上方水平擋板30在裝置前方區(qū)域30f形成有多個通氣孔32。通氣孔32分別形成為端部被R處理為沒有角的圓狀的細(xì)長矩形狀，在裝置前方區(qū)域30f，在裝置左右方向上二列、在前后方向上二列共4列等間隔地形成。

接下來，對由以上的構(gòu)成組成的計量系統(tǒng)10的動作進行說明。圖7是封存裝置的正面觀察的空氣的流動的示意圖，圖8是封存裝置的右側(cè)面觀察的空氣的流動的示意圖。圖中的箭頭表示空氣的流動。

在使溫濕度控制裝置11啟動后，通過溫濕度控制裝置11內(nèi)部的送風(fēng)扇18及根據(jù)需要而動作的過濾器單元12內(nèi)部的第2送風(fēng)扇，被控制為所設(shè)定的溫濕度的空氣，從排出口113經(jīng)由第1管14被導(dǎo)向封存裝置13，并從空氣入口132流入到作業(yè)空間3。此時，作業(yè)空間3通過事前控制送風(fēng)扇18(根據(jù)需要為第2送風(fēng)扇)，而產(chǎn)生所設(shè)計的空氣的流動，在計量系統(tǒng)10內(nèi)的唯一的開放空間即封存裝置13的開放部134，產(chǎn)生從計量系統(tǒng)外部觀察時相對為負(fù)的壓力。因此，通過作業(yè)空間3并被污染的空氣，與從開放部134流入到作業(yè)空間3的外部氣體一起，從空氣出口133排出，并經(jīng)由第2管15，從吸入通氣口122被導(dǎo)向過濾器單元12。通過過濾器單元12內(nèi)的過濾器由此被收集·除去了粉體的空氣從排出通氣口123被送出，并經(jīng)由第3管16從吸入口112返回到溫濕度控制裝置11。返回的空氣被控制為所設(shè)定的溫濕度，并再次返流到作業(yè)空間3。

此時，開放部134的周圍的面被進行了完全沒有角的R處理，從而從開放部134流入的空氣不會成為湍流，而是作為層流被取入到作業(yè)空間3。

此外，從空氣入口132進入到作業(yè)空間3的空氣成為風(fēng)速比較強的空氣，但與空氣入口132的下方區(qū)域即上方水平擋板30的裝置后方域30b可靠地接觸，因此風(fēng)速減弱。并且，在上方水平擋板30的頂面?zhèn)鞑ィ难b置前方區(qū)域30f的通氣孔32朝向下方成為微風(fēng)的下降流，并在作業(yè)空間3流動。

以上，通過本實施例的計量系統(tǒng)10，在作業(yè)空間3中，經(jīng)溫濕度控制后的空氣的流路相對于天平5成為層流，所以天平5的計量值較穩(wěn)定。

計量系統(tǒng)10通過僅在前述的流路設(shè)計和溫濕度控制裝置11、封存裝置13及過濾器單元12的限定的空間進行空氣循環(huán)的構(gòu)成，將作業(yè)空間3的空氣流量抑制為6[m³/min]。

此外，計量系統(tǒng)10通過使流路設(shè)計為下降流，從而提高重要的天平5周邊的流量控制性及空氣的攪拌性。即，也考慮在封存裝置13的頂面13u設(shè)置空氣出口133從而將作業(yè)空間3設(shè)為上升流的構(gòu)成，但設(shè)為上升流時，從開放部134進入的風(fēng)速比較強的等級的空氣較多地接觸重要的天平5周邊，因此流量控制較難，而且在作業(yè)空間3中與上升流相比下降流的空氣的攪拌性更好，所以根據(jù)穩(wěn)定計量的觀點，優(yōu)選設(shè)為下降流。

并且，由于伴隨著計量作業(yè)在作業(yè)空間3浮游的危險的粉體滯留在封存裝置13和第2管15及過濾器單元12內(nèi)，所以被封存在計量系統(tǒng)10內(nèi)。此時，空氣不會返流到計量系統(tǒng)10的外部，而在計量系統(tǒng)10內(nèi)循環(huán)，并從開放部134積極地使外部氣體流入，由此成為可靠的封存。

另外，在本計量系統(tǒng)10中，最終的污染區(qū)域滯留在第2管15和過濾器單元12，所以如果在使系統(tǒng)的動作停止的基礎(chǔ)上將第2管15和過濾器單元12一體地更換，則也能夠降低更換時的作業(yè)者的曝露。

此外，由計量系統(tǒng)10構(gòu)成的密閉空間由溫濕度控制裝置11、封存裝置13、過濾器單元12完成，計量系統(tǒng)10與天平室相比可形成地非常小型，并且也不需要如通風(fēng)室那樣在裝置的設(shè)置時新設(shè)置排氣管等的擴展施工。

此外，計量系統(tǒng)10不僅小型而且是溫濕度控制裝置11、封存裝置13、過濾器單元12分別構(gòu)成為不同單元并將上述部件通過管14、15、16連接的構(gòu)成，因此能夠靈活地配置溫濕度控制裝置11、封存裝置13、過濾器單元12，系統(tǒng)的新設(shè)置、移動及追加也較容易，設(shè)置自由度也較高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的計量系統(tǒng)的右方立體圖。

圖2是封存裝置的主視圖。

圖3是封存裝置的俯視圖。

圖4是封存裝置的左側(cè)視圖。

圖5是封存裝置的縱剖視圖(沿著圖2所示的V－V線的剖視圖)。

圖6是上方擋板的立體圖。

圖7是封存裝置的正面觀察的空氣的流動的示意圖。

圖8是封存裝置的右側(cè)面觀察的空氣的流動的示意圖。

圖9是說明以往的天平室的圖。

附圖標(biāo)記說明

5 天平

10 計量系統(tǒng)

11 溫濕度控制裝置

112 吸入口

113 排出口

12 過濾器單元

122 吸入通氣口

123 排出通氣口

13 封存裝置

13f 前面

13l 左側(cè)面

13r 右側(cè)面

13u 頂面

132 空氣入口

133 空氣出口

134 開放部

14 第1管(第1連接單元)

15 第2管(第2連接單元)

16 第3管(第3連接單元)

18 送風(fēng)扇

20L、20R 前方擋板

30 上方水平擋板

32 通氣孔