本文討論的實施方式涉及測量裝置和測量系統(tǒng)，并且更具體地，涉及例如測量顆粒濃度的測量裝置和測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近來，廣泛進行對空氣中的細顆粒物如PM 2.5的濃度的測量。使用每單位體積氣體中所包括的顆粒的質(zhì)量作為氣體中顆粒的濃度的單位。該顆粒濃度被稱為質(zhì)量濃度。在測量PM 2.5的質(zhì)量濃度的標準方法的示例中，用過濾器收集氣體中的顆粒，并且測量它們的質(zhì)量(例如，參見國際專利申請?zhí)?1-502303的日本國家公開)。β射線衰減方法也能夠作為可以進行自動測量的質(zhì)量濃度測量方法來使用。在過濾器采樣方法和β射線衰減方法中獲得的濃度是質(zhì)量濃度。目前，PM 2.5濃度一般被表示為質(zhì)量濃度。作為簡單方法，散射光檢測方法是可用的，其中，用光照亮氣體中的顆粒并且根據(jù)得到的散射光來測量氣體中的顆粒的數(shù)目。

日本公開特許公報號8-15122是相關(guān)技術(shù)的另一示例。

在使用過濾器來收集顆粒的方法中，一個測量花費的時間是例如24小時或更長時間。該方法中的另一問題是難以自動測量。在β射線衰減方法中，可以進行自動測量，但是很難說β射線衰減方法中的測量時間足夠短。使用β射線衰減方法的又一問題是測量裝置大且昂貴。在散射光檢測方法中，可以進行自動測量并且測量時間短。用于散射光檢測方法的測量裝置小且便宜。然而，在散射光檢測方法中能夠測量的濃度不是質(zhì)量濃度，而是與單位體積中顆粒的數(shù)目相當?shù)念w粒數(shù)量濃度。因此，當顆粒數(shù)量濃度轉(zhuǎn)換成質(zhì)量濃度時會降低精度。

本公開內(nèi)容中的測量裝置和測量系統(tǒng)的目的是使得顆粒的濃度能夠被準確地測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種測量裝置包括：濃度測量單元，其測量氣體中顆粒的顆粒數(shù)量濃度；濕度測量單元，其在濃度測量單元測量顆粒數(shù)量濃度時對顆粒所暴露于的周圍環(huán)境的濕度進行測量，當根據(jù)信息計算氣體中顆粒的質(zhì)量濃度時使用所述濕度，所述信息指示顆粒的質(zhì)量與顆粒所暴露于的周圍環(huán)境的濕度的相關(guān)性、由濃度測量單元測量的顆粒數(shù)量濃度、以及顆粒所暴露于的周圍環(huán)境的濕度；第一殼體，其中容納有濃度測量單元和濕度測量單元，第一殼體具有第一入口和第一出口；以及第一排氣單元，其將第一殼體中的氣體從第一出口排出；其中，濕度測量單元被設(shè)置在從第一入口至第一出口的氣體流動路徑中濃度測量單元的上游。

附圖說明

圖1是使用實施方式中的測量裝置的測量系統(tǒng)的框圖；

圖2是示出了使用實施方式中的測量裝置的測量系統(tǒng)所使用的測量方法的流程圖；

圖3A示出了測量室中的相對濕度隨時間的變化，并且圖3B示出了通過質(zhì)量測量單元所測量的質(zhì)量隨時間的變化；

圖4A至圖4C均示出了質(zhì)量與相對濕度之間的關(guān)系；

圖5示意性地示出了第一實施方式中的測量裝置；

圖6示意性地示出了第二實施方式中的測量裝置；

圖7示意性地示出了在第二實施方式中使用的濃度測量單元；

圖8A示意性地示出了第二實施方式的第一修改中的測量裝置，并且圖8B示意性地示出了第二實施方式的第二修改中的測量裝置；

圖9A示意性地示出了第二實施方式中的測量裝置，并且圖9B示意性地示出了第二實施方式的第三修改的測量裝置；

圖10A示意性地示出了第二實施方式的第四修改中的測量裝置，并且圖10B示意性地示出了第二實施方式的第五修改中的測量裝置；

圖11A示意性地示出了第二實施方式的第四修改中的測量裝置，并且圖11B示意性地示出了第二實施方式的第五修改中的測量裝置；

圖12A示意性地示出了第二實施方式的第六修改中的測量裝置，并且圖12B示意性地示出了濃度測量單元的實例；

圖13示意性地示出了第二實施方式的第七修改中的測量裝置；

圖14是第三實施方式中的測量系統(tǒng)的框圖；

圖15示出了計算機屏幕的示例；

圖16示出了計算機屏幕的示例；以及

圖17示出了計算機屏幕的示例。

具體實施方式

能夠在散射光檢測方法中測量的濃度不是質(zhì)量濃度而是與單位體積中顆粒的數(shù)目相當?shù)念w粒數(shù)量濃度(particle number concentration)。當氣體中的顆粒的顆粒數(shù)量濃度被轉(zhuǎn)換成質(zhì)量濃度時，該轉(zhuǎn)換受氣體中的濕度影響。例如當氣體中的濕度改變時，被顆粒吸收的濕氣量也改變，所以顆粒直徑的分布以及顆粒的物理和化學特性改變。顆粒是各種成分的混合物。顆粒的吸濕性根據(jù)它們的成分而變化。當顆粒由例如硫酸銨組成時，當濕度是90％時，顆粒的散射光橫截面是干燥狀態(tài)下的橫截面的5倍。當顆粒由有機物質(zhì)構(gòu)成時，它的散射光橫截面并非如此受濕度影響。如上描述，當顆粒具有不同成分時，顆粒具有不同吸濕性。顆粒的成分隨地點和時間而變化。因此，從顆粒數(shù)量濃度轉(zhuǎn)換成質(zhì)量濃度的精度降低。在下面描述的測量系統(tǒng)中，通過測量顆粒的吸濕性來提高從顆粒數(shù)量濃度轉(zhuǎn)換成質(zhì)量濃度的精度，所以可以準確地測量顆粒的濃度。

圖1是使用實施方式中的測量裝置的測量系統(tǒng)的框圖。圖2是示出了使用實施方式中的測量裝置的測量系統(tǒng)所使用的測量方法的流程圖。

如圖1所示，測量系統(tǒng)120主要包括濕度改變單元12、質(zhì)量測量單元14、計算單元16、測量室20和測量裝置25。測量裝置25包括濃度測量單元18和入口22。

如圖1所示，入口21將氣體80a(如周圍空氣)引導至測量室20的內(nèi)部。氣體80a中的顆粒10附著至臺15。濕度改變單元12改變測量室20中的顆粒10所暴露于的周圍環(huán)境的濕度(步驟S10)。質(zhì)量測量單元14測量附著至臺15的氣體80a中的顆粒10a的質(zhì)量(步驟S12)。質(zhì)量測量單元14和臺15是例如石英振蕩器，該石英振蕩器例如在其表面上吸附顆粒10a。計算單元16根據(jù)顆粒10a周圍的周圍環(huán)境的相對濕度和顆粒10a的質(zhì)量來計算吸濕參數(shù)(步驟S14)。計算單元16是例如計算機或處 理器。吸濕參數(shù)是表示濕度與質(zhì)量的相關(guān)性的信息。

之后，氣體80b通過入口22被引導至濃度測量單元18。氣體80b中的顆粒10b具有與氣體80a中的顆粒10a幾乎相同的成分。例如，在幾乎相同的時間在幾乎相同的地點收集氣體80a和氣體80b。濃度測量單元18測量氣體80b中的顆粒10b的顆粒數(shù)量濃度(步驟S16)。濃度測量單元18是例如使用散射光檢測方法的顆粒數(shù)量濃度測量儀器。在測量顆粒10b的顆粒數(shù)量濃度的同時，濃度測量單元18測量氣體80b的濕度。計算單元16根據(jù)由濃度測量單元18測量的氣體80b的顆粒數(shù)量濃度和濕度以及由計算單元16獲得的吸濕參數(shù)來計算氣體80b中的顆粒10b的質(zhì)量濃度(步驟S18)。

現(xiàn)在，將描述計算單元16在步驟S10至S14中計算吸濕參數(shù)的方法。圖3A示出了測量室中相對濕度隨時間的變化，并且圖3B示出了由質(zhì)量測量單元測量的質(zhì)量隨時間的變化。在至時間t2的時間段期間，在臺15上沒有收集顆粒10a。在時間t3之后，在臺15上收集顆粒10a。直至時間t1為止，濕度改變單元12沒有調(diào)節(jié)測量室20中的濕度，所以測量室20中的濕度不可預知。由質(zhì)量測量單元14測量的質(zhì)量是某一值。在時間t1處，濕度改變單元12開始改變測量室20中的濕度。在時間t1處測量室20中的濕度是h1。濕度在從時間t1至時間t2的時間段期間漸進地變化。時間t2處的濕度是h2。隨著濕度的變化，臺15的質(zhì)量也改變。這是因為臺15的表面和/或附著至表面的灰塵及其他物質(zhì)吸收濕氣。

在從時間t2至時間t3的時間段期間，在臺15上收集顆粒10a。緊接在時間t3之前濕度是不可預知的。臺15的質(zhì)量增加了顆粒10a附著至臺15的量。在從時間t3至時間t4的時間段期間，測量室20中的相對濕度從h1持續(xù)改變至h2。隨著濕度的變化，臺15的質(zhì)量也改變。

濕度h1是例如0％，并且濕度h2是例如100％。相對濕度h1可以是可忽略對濕氣的吸附的濕度(例如10％)。相對濕度h2可以是在測量顆粒濃度的環(huán)境中生成的最大濕度。相對濕度h1和相對濕度h2可以以這種方式被設(shè)為任意值。

圖4A至圖4C均示出了質(zhì)量與相對濕度之間的關(guān)系。如圖4A所示，計算單元16根據(jù)圖3A和圖3B來計算從時間t1至時間t2的時間段中質(zhì)量關(guān)于相對濕度的相關(guān)性曲線90。計算單元16計算從時間t3至時間t4的時間段中質(zhì)量關(guān)于相對濕度的相關(guān)性曲線92。如圖4B所示，計算單元16從曲線92減去曲線90，并且獲得曲線94。曲線94表示由于顆粒10a 附著至臺15而增加的質(zhì)量。濕度h1處的質(zhì)量p等于尚未吸附濕氣的顆粒10a的質(zhì)量，其中在該濕度h1處幾乎沒有濕氣被吸附至顆粒10a。如圖4C所示，計算單元16從曲線94減去質(zhì)量p并且獲得曲線96。曲線96等于由于顆粒10a吸附濕氣而增加的質(zhì)量。當曲線96被除以質(zhì)量p時，獲得每單位質(zhì)量的吸濕參數(shù)a(h)。吸濕參數(shù)a(h)表示在相對濕度h下每單位質(zhì)量的干燥顆粒吸附的濕氣的質(zhì)量。

接著，將描述計算單元16在步驟S18中計算質(zhì)量濃度的方法。由濃度測量單元18測量的顆粒數(shù)量濃度將被表示為Cn，并且要計算的質(zhì)量濃度將被表示為Cm。然后，通過下面使用顆粒數(shù)量濃度Cn、濕度h和吸濕參數(shù)a(h)的等式來獲得質(zhì)量濃度Cm。

Cm＝k×Cn×a(h)

其中，k是根據(jù)以下元素所確定的校正系數(shù)：在使用過濾器來收集顆粒的方法或β射線衰減方法中獲得的Cm、在散射光檢測方法中獲得的Cn、以及根據(jù)調(diào)查獲得的濕度的相關(guān)性。在k被確定后，根據(jù)Cn和a(h)來計算Cm。

在測量系統(tǒng)120中，如在步驟S14中，計算單元16預先計算與要被測量的氣體80b中的顆粒10b的成分類似的顆粒10a的成分的吸濕參數(shù)。然后，如在步驟S18中，計算單元16根據(jù)顆粒10a的吸濕參數(shù)、氣體80b中的顆粒10b的顆粒數(shù)量濃度以及氣體80b的濕度來計算氣體80b中的顆粒10b的質(zhì)量濃度。測量系統(tǒng)120在考慮到顆粒10b的吸濕性的情況下以這種方式計算顆粒10b的質(zhì)量濃度。濃度測量單元18以這種方式測量顆粒10的顆粒數(shù)量濃度。因此，測量時間可以縮短。由于計算單元16根據(jù)顆粒數(shù)量濃度和濕度來計算顆粒10的質(zhì)量濃度，所以可以準確地計算質(zhì)量濃度。

當顆粒10的成分沒有隨時間而變化時，執(zhí)行測量以計算吸濕參數(shù)的時間間隔會長于測量顆粒數(shù)量濃度的時間間隔。計算的吸濕參數(shù)可以被存儲在存儲單元中。當計算質(zhì)量濃度時，計算單元16可以從存儲單元獲得吸濕參數(shù)。

當顆粒10的成分沒有隨地點而變化時，在執(zhí)行測量以計算吸濕參數(shù)的單個地點中，濃度測量單元18可以被放置在多個不同地點。作為計算單元16，可以將測量質(zhì)量濃度的一個計算單元提供給每個濃度測量單元18?？商孢x地，可以將測量質(zhì)量濃度的一個計算單元提供給多個濃度測量 單元18。

第一實施方式

第一實施方式是在例如圖1中的測量系統(tǒng)120中使用的測量裝置25的示例。圖5示意性地示出了第一實施方式中的測量裝置。如圖5所示，測量裝置100包括殼體30、濃度測量單元18、排氣扇36(第一排氣單元)、濕度傳感器38(濕度測量單元)和電源單元39。濃度測量單元18測量氣體中的顆粒10的顆粒數(shù)量濃度。濕度傳感器38測量顆粒10所暴露于的周圍環(huán)境的濕度。殼體30容納濃度測量單元18、濕度傳感器38和電源單元39。殼體30包括將氣體通過其吸入殼體30(第一殼體)的入口32(第一入口)，并且還包括將殼體30中的氣體從其排出的出口34(第一出口)。排氣扇36將殼體30中的氣體從出口34排出。電源單元39向濃度測量單元18、濕度傳感器38和排氣扇36供應電力。氣體如箭頭80所示地流動。從入口32至出口34的氣體流動路徑沿著箭頭80。

在第一實施方式中，殼體30容納濃度測量單元18和濕度傳感器38。因此，可以適當?shù)乇Ｗo濃度測量單元18和濕度傳感器38。沿從入口32至出口34的氣體流動路徑，濕度傳感器38被設(shè)置在濃度測量單元18的上游。因此，當濃度測量單元18測量顆粒10的顆粒數(shù)量濃度時，可以用濕度傳感器38更準確地測量顆粒10周圍的濕度。當濕度傳感器38被設(shè)置在例如濃度測量單元18的下游時，氣體的溫度會由于濃度測量單元18所生成的熱而升高，因而由濕度傳感器38測量的濕度可能不準確。

第二實施方式

第二實施方式是具有殼體的濃度測量單元18被容納在殼體30中的示例。圖6示意性地示出了第二實施方式中的測量裝置。如圖6所示，濃度測量單元18具有殼體40(第二殼體)。殼體40具有將氣體通過其吸入殼體40的入口42(第二入口)，并且還具有將殼體40中的氣體從其排出至殼體30內(nèi)部的出口44(第二出口)。濃度測量單元18具有將殼體40中的氣體排出至殼體30內(nèi)部的排氣扇46(第二排氣單元)。如箭頭82a所示，排氣扇36以流量Q1將殼體30中的氣體排出。因此，如箭頭82b所示，氣體被以流量Q1從入口32吸入殼體30中。如箭頭84a所示，排氣扇46以流量Q2將殼體40中的氣體排出。因此，如箭頭84b所示，氣體被以流量Q2從入口42吸入殼體40中。

濕度傳感器38、大氣壓傳感器37(大氣壓測量單元)、電源單元39 和處理單元35被容納在殼體30中。大氣壓傳感器37測量顆粒10周圍的周圍環(huán)境中的大氣壓。測量的大氣壓被用于校正由濃度測量單元18測量的顆粒數(shù)量濃度。顆粒數(shù)量濃度是標準大氣壓(例如一個大氣壓)下每單位體積的顆粒10的數(shù)目。當顆粒10周圍的大氣壓與標準大氣壓不同時，優(yōu)選地執(zhí)行校正?？梢圆辉O(shè)置大氣壓傳感器37。處理單元35是例如處理器。處理單元35將關(guān)于濕度傳感器38測量的濕度的信息、關(guān)于大氣壓傳感器37測量的大氣壓的信息、以及關(guān)于濃度測量單元18測量的顆粒數(shù)量濃度的信息發(fā)送至外部設(shè)備?？商孢x地，處理單元35可以根據(jù)關(guān)于濕度的信息、關(guān)于大氣壓的信息和關(guān)于顆粒數(shù)量濃度的信息來計算質(zhì)量濃度，并且可以將關(guān)于質(zhì)量濃度的信息發(fā)送至外部設(shè)備。在其他方面，該結(jié)構(gòu)與第一實施方式中的結(jié)構(gòu)相同；將省略對它們的描述。

圖7示意性地示出了在第二實施方式中使用的濃度測量單元。濃度測量單元18在殼體40中具有光源50(例如激光)、散射光檢測器52(例如光電二極管)和電路單元56。殼體40中的氣體流動路徑如箭頭84所示。光源50向從入口42吸入的氣體發(fā)射光54(例如激光束)。例如，發(fā)射光54的方向、氣體流動路徑的方向和散射光檢測器52的檢測中的方向相互正交。發(fā)射光54的方向?qū)⒈环Q為X方向，并且氣體流動路徑的方向?qū)⒈环Q為Y方向。散射光檢測器52被設(shè)置在光54的-Z方向，并且散射光檢測器52的檢測中的視場(檢測方向)位于+Z方向。當顆粒10在被氣體流動承載的同時穿過散射光檢測器52的視場時，生成類似脈沖的散射光。散射光檢測器52檢測該類似脈沖的散射光，并且相應地輸出脈沖信號。脈沖信號的數(shù)目是顆粒10的數(shù)目。顆粒10的濃度是每單位體積氣體中所包括的顆粒10的數(shù)目。當流量被假定為不改變時，一定體積與一定時間相對應。因此，對一定時間中的顆粒10的數(shù)目(脈沖信號的數(shù)目)進行計數(shù)。因此，可以測量顆粒10的顆粒數(shù)量濃度。如上描述，由大氣壓傳感器37測量的大氣壓可以被用于校正顆粒數(shù)量濃度。電路單元56是向光源50、散射光檢測器52以及對脈沖數(shù)目進行計數(shù)的處理電路供應電力的電源電路。

在第二實施方式中，濃度測量單元18包括殼體40和將殼體40中的氣體從出口44排出的排氣扇46。同樣在該結(jié)構(gòu)中，濕度傳感器38被設(shè)置在從入口32至出口34的氣體流動路徑的濃度測量單元18的上游。因此，當濃度測量單元18測量顆粒10的顆粒數(shù)量濃度時，可以用濕度傳感器38更準確地測量顆粒10周圍的濕度。

圖8A示意性地示出了第二實施方式的第一修改中的測量裝置，并且圖8B示意性地示出了第二實施方式的第二修改中的測量裝置。如圖8A所示，第二實施方式的第一修改中的測量裝置102缺少排氣扇36。在其他方面，該結(jié)構(gòu)與第二實施方式中的結(jié)構(gòu)相同；將省略對它們的描述。

在第二實施方式的第一修改中，氣體被吸入殼體30中，并且通過自然擴散從殼體30排出。因此，殼體30中的環(huán)境和其外部的環(huán)境不同(例如，顆粒10的濃度、濕度、溫度等在殼體30的內(nèi)部與外部之間不同)。這降低了濃度測量的精度，并且減慢了濃度測量的響應。另外，不易于排出從濃度測量單元18、電源單元39、處理單元35等生成的熱，所以殼體30中的環(huán)境(如濕度和溫度)與外部環(huán)境不同。此外，顆粒10附著至例如殼體40的內(nèi)表面，該內(nèi)表面位于殼體40中的流動路徑中。這些顆粒10被從殼體40釋放。因此，從殼體40排出的氣體中的顆粒10的濃度與吸入到殼體40中的氣體中所包括的顆粒10的濃度不同。如箭頭86所示，當由濃度測量單元18排出的氣體回轉(zhuǎn)至殼體40的入口42時，顆粒數(shù)量濃度的測量值會變得不準確。

對于上述第二實施方式的第一修改的問題的可能解決方案是第二實施方式的第二修改。如圖8B所示，在第二實施方式的第二修改中的測量裝置103中，通過隔墻48將殼體40的入口42與出口44彼此分隔。在其他方面，該結(jié)構(gòu)與第一實施方式中的結(jié)構(gòu)相同；將省略對它們的描述。

在第二實施方式的第二修改中的測量裝置103中，氣體由于排氣扇46所引起的氣體流動而進入殼體30。易于排出從濃度測量單元18、電源單元39、處理單元35等生成的熱。因此，殼體30中的環(huán)境可以與殼體30外部的環(huán)境近似。還可以抑制從殼體40排出的氣體回轉(zhuǎn)至入口42。

向濃度測量單元18供應電力的電源單元39被優(yōu)選地設(shè)置在從入口32至出口34的氣體流動路徑的濃度測量單元18的下游。然后，可以抑制電源單元39中生成的熱對濕度傳感器38和濃度測量單元18的影響。處理單元35被優(yōu)選地設(shè)置在濃度測量單元18的下游。然后，可以抑制處理單元35中生成的熱對濕度傳感器38和濃度測量單元18的影響。

然而，在從排氣扇46觀看時的測量裝置103的總流體阻力大于單獨使用濃度測量單元18的情況下的總流體阻力。因此，經(jīng)過濃度測量單元18內(nèi)部的氣體的流量低于單獨使用濃度測量單元18的情況下的氣體的流量。當流量不同時，在根據(jù)時間估計體積時，顆粒數(shù)量濃度會變得不準確。

在第二實施方式中，如圖6所示，存在從入口32至出口34的兩個氣體流動路徑；一個是經(jīng)過殼體40內(nèi)部的流動路徑87，另一個是經(jīng)過殼體30與殼體40之間而不經(jīng)過殼體40內(nèi)部的路徑88。這可以抑制經(jīng)過濃度測量單元18內(nèi)部的氣體的流量與單獨使用濃度測量單元18的情況下的氣體的流量不同。排氣扇36引起的流量Q1大于排氣扇46引起的流量Q2。與圖8A所示的空氣流動不同，這可以抑制由排氣扇46排出的氣體回轉(zhuǎn)至入口42。然后，可以抑制以下氣體回轉(zhuǎn)至入口42：該氣體具有與殼體30的外部不同的濕度、溫度和/或顆粒10的濃度，所以可以準確地測量顆粒數(shù)量濃度。

優(yōu)選地，要被濃度測量單元18吸入的氣體快速地遵循外部氣體的變化(如濕度和/或顆粒10的濃度的變化)。針對這種情況，當n表示濃度測量單元18的測量的間隔，并且V表示從入口42至入口32在殼體30與殼體40之間的氣體流動路徑中的空間體積時，由排氣扇46引起的流量Q1是V/n或更大。因此，可以在濃度測量單元18的測量間隔內(nèi)至少一次用外部氣體替換體積V中的氣體。

下面將描述獲得體積V的方法。圖9A示意性地示出了第二實施方式中的測量裝置，圖9B示意性地示出了第二實施方式的第三修改中的測量裝置，圖10A示意性地示出了第二實施方式的第四修改中的測量裝置，并且圖10B示意性地示出了第二實施方式的第五修改中的測量裝置。圖9A至圖10B沒有示出濕度傳感器38、大氣壓傳感器37、電源單元39和處理單元35。

在第二實施方式中的測量裝置101中，靠近入口42由箭頭84b所示的氣體流動方向與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向幾乎平行，并且還與靠近出口44由箭頭84a所示的氣體流動方向幾乎平行。在這種情況下，如圖9A所示，體積V是由包括入口42的平面62和殼體30的內(nèi)表面64(內(nèi)表面64包括入口32)圍成的空間60的體積。

在第二實施方式的第三修改中的測量裝置104中，如圖9B所示，靠近入口42由箭頭84b所示的氣體流動方向與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向正交?？拷肟?2由箭頭84b所示的氣體流動方向與靠近出口44由箭頭84a所示的氣體流動方向相反。入口42被設(shè)置成與出口44相比更接近入口32。在該殼體中，體積V是由殼體40、包括入口32的內(nèi)表面64和以下平面62圍成的空間60的體積：所述平面62與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向正交，并且所述平面62包括在殼體 30中氣體流動的下游方向上的入口42的端部。

在第二實施方式的第四修改中的測量裝置105中，如圖10A所示，靠近入口42由箭頭84b所示的氣體流動方向與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向正交?？拷肟?2由箭頭84b所示的氣體流動方向與靠近出口44由箭頭84a所示的氣體流動方向相反。入口42和出口44位于距入口32相同距離的位置處。在這種情況下，體積V是由殼體40、包括入口32的內(nèi)表面64和以下平面62圍成的空間60的體積：所述平面62與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向正交，并且所述平面62包括在殼體30中氣體流動的下游方向上的入口42的端部。

在第二實施方式的第五修改中的測量裝置106中，如圖10B所示，靠近入口42由箭頭84b所示的氣體流動方向與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向正交。靠近入口42由箭頭84b所示的氣體流動方向與靠近出口44由箭頭84a所示的氣體流動方向相同。在這種情況下，體積V是由殼體40、包括入口32的內(nèi)表面64和以下平面62圍成的空間60的體積：所述平面62與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向正交，并且所述平面62包括在殼體30中氣體流動的下游方向上的入口42的端部。

在第二實施方式及其第三修改至第五修改中，如圖9A至圖10B所示，體積V是由平面62、包括入口32的內(nèi)表面64和殼體40圍成的空間60的體積。平面62與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向正交，并且平面62包括在殼體30中氣體流動的下游方向上的入口42的端部。

接著，將描述其中設(shè)置有濕度傳感器38的優(yōu)選空間。圖11A示意性地示出了第二實施方式的第四修改中的測量裝置，并且圖11B示意性地示出了第二實施方式的第五修改中的測量裝置。圖11A和圖11B未示出濕度傳感器38、大氣壓傳感器37、電源單元39和處理單元35。

在第二實施方式中的測量裝置101中，如圖9A所示，濕度傳感器38被設(shè)置在由包括入口42的平面62和殼體30的內(nèi)表面64(內(nèi)表面64包括入口32)所圍成的空間60中。在第二實施方式的第三修改中的測量裝置104中，如圖9B所示，濕度傳感器38被設(shè)置在由平面62、包括入口32的內(nèi)表面64和殼體40所圍成的空間60中。因此，濕度傳感器38可以被設(shè)置在作為熱源的濃度測量單元18的上游。

在第二實施方式及其第三修改中，如圖9A和圖9B所示，入口42和出口44所放置的方向與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向相同。 在該狀態(tài)下，濕度傳感器38被設(shè)置在由平面62、包括入口32的內(nèi)表面64和殼體40所圍成的空間60中。因此，濕度傳感器38可以被設(shè)置在入口42的上游。大氣壓傳感器37被優(yōu)選地設(shè)置在空間60中。入口42和出口44所放置的方向是從入口42的中心朝出口44的中心的方向。

分別在第二實施方式的第四修改和第五修改中的測量裝置105和測量裝置106中，如圖11A和圖11B所示，入口42和出口44位于距入口32相同距離處。在這種情況下，優(yōu)選的是，從出口44排出的氣體不會影響濕度傳感器38。連接入口42的中心61b與出口44的中心61a的直線將被稱為直線63，中心61a與中心61b之間的中點將被稱為中點65。濕度傳感器38被設(shè)置在由平面66、平面62、內(nèi)表面64和殼體40所圍成的空間60中，其中該平面66經(jīng)過中點65并且與直線63正交。因此，濕度傳感器38可以被設(shè)置在作為熱源的濃度測量單元18的上游。

在第二實施方式的第四修改和第五修改中，如圖11A和圖11B所示，入口42和出口44被放置在與殼體30中由箭頭82所示的氣體流動方向不同的方向上。在該狀態(tài)下，濕度傳感器38被設(shè)置在由平面62、內(nèi)表面64、平面66和殼體40所圍成的空間60中。因此，濕度傳感器38可以被設(shè)置在入口42的上游。大氣壓傳感器37被優(yōu)選地設(shè)置在空間60中。

圖12A示意性地示出了第二實施方式的第六修改中的測量裝置，并且圖12B示意性地示出了濃度測量單元的實例。在測量裝置107中，濕度傳感器38未被設(shè)置在殼體40的外部，如圖12A所示。在殼體40中，濕度傳感器38被設(shè)置在光源50和散射光檢測器52的上游，如圖12B所示。在其他方面，該結(jié)構(gòu)與第二實施方式中的結(jié)構(gòu)相同。

如在第二實施方式的第六修改中，濕度傳感器38可以被設(shè)置在殼體40中。在這種情況下，當光源50和散射光檢測器52被用作濃度測量單元時，濕度傳感器38被設(shè)置在濃度測量單元的上游。光源50可以生成比散射光檢測器52多得多的熱。因此，濕度傳感器38被優(yōu)選地設(shè)置在至少光源50的上游。此外，散射光檢測器52被優(yōu)選地設(shè)置在光源50的上游。

圖13示意性地示出了第二實施方式的第七修改中的測量裝置。在測量裝置108中，如圖13所示，濃度測量單元18缺少排氣扇46?？商孢x地，排氣扇46不進行操作。通過隔墻48將殼體40的入口42與出口44彼此分隔。相對于隔墻48，濕度傳感器38和大氣壓傳感器37被設(shè)置在與入口32相同的一側(cè)上。相對于隔墻48，電源單元39和處理單元35被設(shè)置在與出口34相同的一側(cè)上。在其他方面，該結(jié)構(gòu)與第二實施方式中 的結(jié)構(gòu)相同；將省略對它們的描述。

在第二實施方式的第七修改中，提供了僅一個排氣扇而不是兩個排氣扇，所以可以抑制功率消耗。由于隔墻48，從入口42吸入的氣體完全穿過殼體40的內(nèi)部，并且被從出口44排出。在濃度測量單元18在第二實施方式中被單獨使用的情況下(濃度測量單元18未被容納在殼體30中)，當由排氣扇36引起的流量Q1與由排氣扇46引起的流量Q2相同時，可以使顆粒10的測量中所使用的體積與單獨使用濃度測量單元18時的相同。在流量Q1與流量Q2互不相同的情況下，當測量的顆粒數(shù)量濃度被乘以Q1/Q2時，可以校正顆粒數(shù)量濃度。此外，可以在濃度測量單元18被容納在殼體30中的狀態(tài)下再次校正顆粒數(shù)量濃度。

第三實施方式

第三實施方式是使用第一實施方式、第二實施方式或其修改中的測量裝置的PM 2.5測量系統(tǒng)的示例。圖14是第三實施方式中的測量系統(tǒng)的框圖。測量系統(tǒng)109包括測量裝置70a至70d、互聯(lián)網(wǎng)服務提供商裝置(ISP裝置)71、中繼裝置72、商用電源73a、太陽能電池73b、服務器74a至74c、和計算機74d。測量裝置70a至70d、ISP裝置71、中繼裝置72、服務器74a至74c和計算機74d通過互聯(lián)網(wǎng)75相互連接。測量裝置70a至70d各自是第一實施方式、第二實施方式及其修改中的測量裝置中的任一個；它們測量直徑為約2.5μm或小于2.5μm的顆粒的顆粒數(shù)量濃度。測量裝置70a至70d被分別安裝在安裝地點110a至110d中。數(shù)據(jù)收集服務器74a從安裝地點110a至110d中的測量裝置70a至70d實時地收集關(guān)于顆粒10的濃度信息。數(shù)據(jù)存儲服務器74b存儲收集的濃度信息。數(shù)據(jù)傳輸服務器74c將存儲的濃度信息傳遞至計算機74d。

安裝地點110a是例如商業(yè)設(shè)施的戶外地點。假定在安裝有測量裝置70a的地點中，商用電源73a可用，但是有線局域網(wǎng)(LAN)71a不可用。因此，商用電源73a被用作測量裝置70a的電源。通過無線網(wǎng)絡(luò)如移動通信網(wǎng)絡(luò)，通過使用ISP裝置71來執(zhí)行測量裝置70a與數(shù)據(jù)收集服務器74a之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

安裝地點110b是例如個人住房的室內(nèi)地點。假定在安裝有測量裝置70b的地點中，商用電源73a和有線LAN 71a可用。因此，商用電源73a被用作測量裝置70b的電源。通過有線LAN 71a來執(zhí)行測量裝置70b與數(shù)據(jù)收集服務器74a之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

安裝地點110c是例如學校的戶外地點。假定在安裝有測量裝置70c的地點中，商用電源73a和有線LAN 71a均不可用。然而，假定在包括安裝地點110c的區(qū)域中存在商用電源73a和有線LAN 71a可用的地點。因此，太陽能電池73b被用作測量裝置70c的電源。中繼裝置72被安裝在安裝地點110c中。商用電源73a被用作中繼裝置72的電源。在測量裝置70c與中繼裝置72之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收中，使用指定的低功率無線電或其他無線電。在中繼裝置72與數(shù)據(jù)收集服務器74a之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收中，使用有線LAN 71a。以這種方式通過中繼裝置72和有線LAN71a來執(zhí)行測量裝置70c與數(shù)據(jù)收集服務器74a之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

安裝地點110d在山中。假定在安裝有測量裝置70d的地點中，商用電源73a和有線LAN 71a均不可用。另外，假定在安裝地點110d中不存在商用電源73a或有線LAN 71a可用的地點。因此，太陽能電池73b被用作測量裝置70d的電源。通過無線網(wǎng)絡(luò)如移動通信網(wǎng)絡(luò)，通過使用ISP裝置71來執(zhí)行測量裝置70d與數(shù)據(jù)收集服務器74a之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

如上描述，商用電源73a、太陽能電池73b或其他各種電源可以被適當?shù)赜米鳒y量裝置70a至70d的電源。在測量裝置70a至70d與數(shù)據(jù)收集服務器74a之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收中，可以適當?shù)厥褂糜芯€LAN、移動通信網(wǎng)絡(luò)、使用指定低功率無線電的網(wǎng)絡(luò)、或者其他各種通信方法中的網(wǎng)絡(luò)。

在測量裝置70a至70d中，可以根據(jù)顆粒10的顆粒數(shù)量濃度來計算質(zhì)量濃度。測量裝置70a至70d可以將關(guān)于顆粒10的顆粒數(shù)量濃度的數(shù)據(jù)和關(guān)于濕度的數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)收集服務器74a，并且數(shù)據(jù)收集服務器74a可以計算質(zhì)量濃度?？梢耘c數(shù)據(jù)收集服務器74a分離地設(shè)置計算質(zhì)量濃度的計算機。

可以將測量裝置70a至70d將PM 2.5濃度的信息發(fā)送至數(shù)據(jù)收集服務器74a的間隔設(shè)置為任意值。當在測量裝置70a至70d處使用散射光檢測方法時，還可以以例如1秒的間隔發(fā)送PM 2.5濃度的信息?？梢砸赃@種方式實時收集PM 2.5濃度的信息。

用戶使用計算機74d的網(wǎng)頁瀏覽器來訪問數(shù)據(jù)傳輸服務器74c。數(shù)據(jù)傳輸服務器74c可以響應于來自計算機74d的請求根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲服務器74b中的PM 2.5濃度數(shù)據(jù)提供PM 2.5濃度的測量值。作為PM 2.5濃度，可以提供PM 2.5濃度的實時測量值或先前測量值。

圖15至圖17示出了計算機屏幕的示例。如圖15所示，當數(shù)據(jù)傳輸服務器74c被訪問時，日本地圖76a被顯示為計算機74d的屏幕78上的PM 2.5濃度信息頁面。消息“點擊轄區(qū)”被顯示在屏幕78上。點擊了日本地圖76a上的轄區(qū)。例如，點擊了東京都。

如圖16所示，作為關(guān)于東京都中的測量站的信息，東京都的地圖76c和測量站的地點被顯示在計算機74d的屏幕78上。測量站的地點是安裝有測量裝置70a至70d的地點。各自以測量站的地點為中心的圈76d被顯示在地圖76c上。每個圈76d的大小與PM 2.5濃度成比例?？拷?6d表示的數(shù)字是以μg/m³為單位的PM 2.5濃度。由于PM 2.5濃度被表示為圈76d的大小，所以用戶可以視覺上識別PM 2.5濃度和PM2.5的分布?？梢栽谌?6d下面進一步提供詳細地圖的層級。表示“查看數(shù)字”的標題(banner)76e和表示“下載先前數(shù)據(jù)”的標題76f被顯示在屏幕上。當標題76e被點擊時，消息“選擇測量站”被顯示在地圖76c上。點擊要查看數(shù)字的站。

如圖17所示，顯示了AAAAA市中的BBBBB鎮(zhèn)的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是例如在最近20分鐘內(nèi)測量的數(shù)據(jù)。連同當天的時間以時間序列顯示測量站處的溫度、濕度、大氣壓和PM 2.5濃度。當圖16中的標題76f被點擊并且測量站被點擊時，先前的時間序列數(shù)據(jù)可以以例如逗號分隔值(CSV)格式被下載。

在第三實施方式中，可以從緊湊且便宜的測量裝置70a至70d獲得顆粒的質(zhì)量濃度。因此，可以易于安裝大量的測量裝置70a至70d。當測量裝置70a至70d通過互聯(lián)網(wǎng)75被連接至服務器74a至74d和計算機74d時，用戶可以使用計算機74d來實時了解期望區(qū)域中的PM 2.5濃度。由于測量裝置70a至70d的測量的間隔可以被設(shè)為例如1秒，所以可以精細地掌握周圍空氣中的PM 2.5的趨勢。

雖然在第三實施方式中，以PM 2.5作為示例，但是還可以測量除了PM 2.5之外的顆粒的質(zhì)量濃度。

雖然詳細描述了本公開內(nèi)容的實施方式，但是本公開內(nèi)容不限于特定實施方式。在不背離權(quán)利要求中描述的本公開內(nèi)容的意圖范圍的情況下，可以進行各種修改和改變。