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粉塵計とは?種類・原理・特長を徹底解説


粉塵計の種類・原理

粉塵計(粉じん計)とは?


粉塵計(粉じん計)とは空気中に浮遊する微粒子の濃度を測定する粉塵濃度計です。
クリーンルームを測定するパーティクルカウンター、作業環境測定の一つである屋内作業場における空気中の土石、岩石、鉱物、金属または炭素の粉じんの濃度の測定を行う際のデジタル粉塵計、集塵機からの排出を監視するものまでさまざまあります。

ここでは集塵機から排出される粉塵を監視する粉塵計について説明いたします。
集塵機用の粉塵計は近年の厳しい世論に対する連続測定の必要性から、 2018 年 1 月、ダスト濃度自動計測器の性能評価方法がJIS規格として規定されました。( JIS B 7996 2018 年 1 月 22 日制定)
これにより、光散乱方式、光透過方式及び摩擦静電気検出方式の3方式の自動計測器について性能評価方法が確立し、今では環境保全対策及び監視等を目的として、自動計測による連続モニタリングで幅広く使用されています。


排ガス中のダスト濃度自動計測器の性能評価方法に関するJIS制定

1.JIS 制定の目的・背景
大気環境保全対策及び監視の点で、火力発電所や清掃工場の焼却炉等では自動計測による連続モニタリングが必要となっていることから、ダスト濃度自動計測器が使用されています。しかしながら、JIS Z8852(排ガス中のダスト濃度の連続測定方法)では測定方法しか規定されておらず、これまでダスト濃度自動計測器の性能を評価する公的な規格が存在しませんでした。また、ダスト濃度自動計測器で得られたデータについては、環境関連法令の遵法実施状況のエビデンスとして活用が期待されることから、大気汚染防止法の公定法に加えるためにもダスト濃度自動計測器 の性能評価方法の規格が求められていました。

2.JIS 制定の主なポイント
適用範囲 光散乱方式、光透過方式及び摩擦静電気検出方式(注)の 3 方式の自動計測器の性能評価方法を規定することにより、国内で使用されている機器の大半をカバーすることができるようになりました。  
(注)光散乱方式とは、排ガスに測定光を照射したとき、ダストによって散乱される光の強度が、ダスト濃度と相関関係にあることを利用したダスト濃度の測定方式。光透過方式とは、排ガスに測定光を照射したとき、ダストによって遮光される測定光の減衰量が、ダスト濃度と相関関係にあることを利用したダスト濃度の測定方式。摩擦静電気検出方法とは、排ガス中にプローブ状の電極を挿入したとき、ダストが電極に衝突又は近傍を通過するときに生じる電荷の移動及び誘導がダスト濃度と相関関係にあることを利用したダスト濃度の測定方式。

引用:経済産業省 産業技術環境局 国際標準課webサイトより
「資料2」排ガス中のダスト濃度自動計測機器の性能評価方法に関するJISが制定
https://www.meti.go.jp/policy/economy/hyojun-kijun/katsuyo/shinshijo/pdf/20181220seitei2.pdf

粉塵計の必要性


産業の発展とともに環境への影響が懸念され、その注目度は年々増しています。環境問題も様々ありますが、長年粉体業界を歩んできた我々が着目したのが粉塵による大気汚染です。
例えば、大気中の粉塵は呼吸により人体に取り込まれるため健康に影響を及ぼします。そのため粉塵に対する何らかの対策を打たなければなりません。

一方、国内は人手不足(生産年齢人口の減少)が問題となり、労働生産性の向上と働きやすい職場が求められ、環境対策は益々重要になってきています。しかし、何処にどれだけの粉塵が存在するのか把握しなければ、どんな対策を打てば良いのか見当がつきません。
対策後も装置の消耗や故障で誤排出しないよう、効果を見守らなければなりません。つまり綺麗な空間を維持するためには常にモニタリングが必要なのです。


粉塵計の種類



 
光散乱方式


光散乱方式 測定方法

ダクト内を流れる排ガス中のダスト(粉塵)に測定光を照射した時、測定光がダストにより吸収、散乱されます。
その時、散乱光強度がダスト濃度と相関関係にあることを利用した計測器です。デジタル粉塵計と呼ばれる計器の測定方法も光散乱方式になります。 


相関係数0.994
計測濃度(mg/m3)0~10、0~500など特に低濃度領域で高い相関を要求される場合に適用できる

メリット
帯電したダストの計測も可能
流速の変化は影響しない
プラント稼働中でも校正が可能


デメリット
ダストの粒径、色に影響を受けやすい
レンズへの付着で誤差が生じやすい
パージが必要
専門知識が必要
メンテナンス性レンズ部に付着があれば清掃が必要
エアパージによる付着防止タイプも存在する
価格高価



光透過方式


光透過方式 測定方法

ダクト内を流れる排ガス中のダストに測定光を照射した時、測定光がダストにより遮光され元の光量が減衰されます。
この状態でダスト濃度と測定光の減衰量が相関関係にある事を利用した計測器です。


相関係数0.989
計測濃度(mg/m3)0~20、0~10000など中~高濃度での相関を要求される場合に適用できる。

メリット
帯電したダストの計測も可能
流速の変化は影響しない


デメリット
二か所の取付開口工事が必要
光軸調整に時間がかかる
外光の影響を受けやすい
レンズへの付着で誤差が生じやすい
パージが必要
専門知識が必要
メンテナンス性レンズ部に付着があれば清掃が必要
その後光軸調整が必要
価格高価

 

摩擦電荷方式


摩擦電荷方式 測定方法

二つの固体粒子が接触すると,粒子間で電荷の移動が起こります。この電荷の移動は,摩擦静電気又は接触帯電として知られています。
同様に、排ガス中にプローブ状のセンサを挿入し気体中の粒子が電極に衝突又は近傍を通過することによって、粒子とセンサとの間で電荷の移動及び誘導現象が生じます。
この電荷の移動量がダスト濃度と相関関係にある事を利用した計測器です。

相関係数0.969
計測濃度(mg/m3)0~10、0~1000など低~中濃度領域で高い相関を要求される場合に適用できる

メリット
ダストの色の影響を受けない
取付が簡単
パージが不要
専門知識不要


デメリット
帯電したダストの影響を受けやすい(電気集塵機の出口付近)
流速変化の影響を受けやすい
メンテナンス性プローブの付着物は拭き取るのみ
再調整は不要
価格安価

 

マツシマメジャテックは摩擦電荷方式を採用

マツシマメジャテックは、「光散乱方式」、「光透過方式」、「摩擦静電気方式」の3方式の中から、お客様にとって次の3つの条件が重要だと考えました。

 

「専門性が不要であること」、「メンテナンスが容易であること」、「安価であること」

 

各方式を比較するとご覧のとおりです。

   光散乱方式   光透過方式   摩擦電気方式 

 専門知識が不要であること

× ×

 メンテナンスが容易であること

×

 安価であること

× ×

 

この結果、マツシマメジャテックでは 摩擦電気方式(摩擦電荷方式) を採用しています。

 

マツシマメジャテックでは 「ダストモニタ」という商品名でご提案しています。

 

 


ダストモニタ(粉塵計)の特長


1.安価でありながら手分析と同等性能を発揮
2.JIS Z 8852 で定められたオンライン粉塵計
3.『メンテナンス性』、『導入の容易性』を持ち合わせたローコスト型の粉塵計
4.国内自社生産
 

 
マツシマメジャテックのダストモニタ(粉塵計) ラインナップ


※分離タイプの変換器は濃度補正機能付きもあり、ディスプレイはデジタル表示で%またはmg/m3の数値を目視で確認することができます。
 更に、腐食しやすい環境ではプローブのテフロンコーティングのオプションも対応可能です。
 


ダストモニタの使い方(取付方法)


粉塵計 使い方(取付方法)

<推奨取付>
① ダクト・配管は導電性のもの
② 直動部に取付ける
③ 屈曲部からダクト・配管の直径(φ)の1.5倍以上離す
④ 絶縁部を配管内に10mm以上出す
⑤ 内壁から20mm以上離す
⑥ アースを必ずとる
 
< NGな取付方法 >
⑦ 屈曲部は避ける
⑧ 極端な絞込の近くは避ける
⑨ ファンの近くは避ける

 
 


 
ダストモニタの校正サービス


 
ダストモニタ(粉塵計)の定期的な校正を心がけるだけでその集塵機の信頼が上がります。
マツシマメジャテックは校正サービスをはじめました


出張校正・調整サービス

出張校正・調整サービス

現場に作業員がお伺いし機器の校正・調整作業を実施し評価を行います。短時間で機器の校正・調整が行え、設備停止を最小限に抑えます。


預かり校正・調整サービス

預かり校正・調整サービス

ご使用中の機器又は基板を弊社工場にご返送ください。校正・調整作業を実施し後ご返却いたします。機器をご返送し、作業完了を待つのみなので、他の業務に従事でき時間を有効活用できます。



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< サービスのご案内 >
     ダストモニタの校正     


 
お役立ち情報


< 業界マメ知識 >
    快適空間宣言 | 粉塵計コンセプト   

< 課題解決事例 >
     貴重な原料の漏れを予兆!     


 
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