JP6863079B2

JP6863079B2 - 測定装置および測定方法

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Publication number: JP6863079B2
Application number: JP2017103278A
Authority: JP
Inventors: 良三 ▲高▼須
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Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2017-05-25
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Description

本発明は、測定装置及び測定方法に関する。

近年、空気中のＰＭ２．５等の粒子状物質の濃度測定が盛んに行なわれている。気体中の粒子の濃度の単位には、単位体積あたりの気体に含まれる粒子の質量が用いられる（例えばｍｇ／ｍ^３またはμｇ／ｍ^３）。この粒子濃度を質量濃度という。現在ＰＭ２．５濃度は質量濃度で表示することが一般的である。

ＰＭ２．５等の粒子状物質の質量濃度の標準的な測定方法としては、フィルタに気体中の粒子を捕集し、質量を測定するフィルタ法がある。また、自動測定が可能な質量濃度の測定方法としてベータ線吸収法がある（例えば、特許文献１参照）。フィルタ法やベータ線吸収法によって得られる濃度は質量濃度である。

一方、他の粒子状物質の測定方法として、気体中の粒子に光を照射して得られる散乱光により、単位体積あたりの気体中の粒子数（例えば個／ｍ^２）を測定する光散乱検出法がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−３０９０号公報特開２００７−１４７５１９号公報

光散乱検出法は質量濃度を直接測定する方法ではないため、質量濃度への換算係数を求め、検出値を補正する必要がある。

本測定装置及び測定方法は、質量濃度の測定精度を高めることを目的とする。

一つの態様では、測定装置は、第１の場所において質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度のセットを第１の期間にわたって取得し、前記第１の期間において取得された複数の前記セットから気体の湿度に対する前記気体中の粒子の質量濃度と前記気体中の粒子の数濃度との相関を１つ算出すること、を前記第１の期間よりも長い第２の期間にわたって繰り返すことにより得られた複数の前記相関を記憶する記憶部を参照して、複数の前記相関から２つの相関を選択する選択部と、選択された前記２つの相関と、前記第１の場所とは異なる第２の場所において第１数濃度測定器により測定された気体中の粒子の数濃度及び第１湿度計により測定された前記気体の湿度と、に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する質量濃度算出部と、を備える。

質量濃度の測定精度を高めることができる。

図１は、一実施形態に係る測定システムを示すブロック図である。図２は、一実施形態に係る測定装置として機能するサーバのハードウェア構成を示す図である。図３は、サーバの機能ブロック図である。図４は、相関を算出する方法を示すフローチャートである。図５は、図４の処理について説明するための図である。図６は、質量濃度の算出方法を示すフローチャートである。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、図６の処理について説明するための図（その１）である。図８は、図６の処理について説明するための図（その２）である。図９は、算出した質量濃度Ｃｍ１と実測した質量濃度Ｃｍａとを示す図である。

ＰＭ２．５等が健康等に与える影響の観点から、身近なＰＭ２．５濃度を高い頻度で測定したいという要求が増している。しかしながら、ＰＭ２．５濃度を測定する測定局の数は全国でも１０００に及ばない。また、設置場所も偏っており、上記要求に十分対応できていない。

また、測定局を空間的に高い密度で設置し、リアルタイムでＰＭ２．５濃度を収集し、配信すれば、ＰＭ２．５濃度の上昇が予想されるときに対処の参考になる。また、ＰＭ２．５濃度の予測、ＰＭ２．５の発生源の特定および／または大気科学シミュレーションなどに寄与できる。

フィルタ法またはベータ線吸収法を用いた質量濃度測定器は高価であるため、質量濃度検出器を備える測定局を全国各地に設置することは難しい。また、測定時間が長いためリアルタイムの測定が難しい。

一方、光散乱検出法を用いた数濃度測定器は、比較的安価であり、短い間隔での測定も可能であるため、身近な環境の測定に適していると考えられる。

しかしながら、光散乱検出法で測定できる濃度は、質量濃度ではなく、単位体積あたりの粒子の個数に相当する数濃度である。したがって、気体中の粒子の数濃度を質量濃度へと変換する必要がある。質量濃度への変換方法の１つとして、気体中の粒子の数濃度に一定の変換係数を乗ずる方法がある。しかし、この方法では変換精度は高くない。

本発明者は、変換係数を湿度の関数とすることで数濃度から質量濃度への変換精度を向上させることに成功した。このことは、気体の湿度が変わると、粒子の吸湿量が変わるために粒子径の分布や粒子の物理化学的性質が変換することと関連があると考えられる。粒子はさまざまな成分の混合物である。粒子の吸湿性は、粒子の成分によって異なる。例えば、粒子が硫酸アンモニウムである場合、湿度が９０％において、光散乱断面積が乾燥状態の５倍となる。粒子が有機物の場合、光散乱断面積は湿度に余り影響されない。このように、粒子の成分が変化すると、粒子の吸湿性が変化する。粒子の成分は、場所および時期によって変化する。このため、数濃度から質量濃度に変換する関数として同じ関数を使用していると、数濃度から質量濃度への変換精度をあまり高くできない。そこで、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を一定期間にわたって実測して取得することにより予め複数用意しておき、当該複数の相関から選択した２つの相関に基づいて数濃度から質量濃度に変換する関数を算出することを考えた。

以下、測定システムの一実施形態について、図１〜図９に基づいて詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る測定システムを示すブロック図である。図１に示すように、測定システム１００は、代表測定局３０、簡易測定局２０−１〜２０−ｎ（ｎは任意の正の整数）、及びサーバ１０を備えている。サーバ１０は、測定装置の一例である。なお、簡易測定局２０−１〜２０−ｎは同様の構成を備えるため、以下の説明において特に区別する必要のない限り簡易測定局２０と記載する。

代表測定局３０は、質量濃度測定器３１、数濃度測定器３２、および湿度計３３を備える。質量濃度測定器３１は、例えばベータ線吸収法を用いた測定器であり、代表測定局３０における気体内のＰＭ２．５等の粒子の質量濃度Ｃｍ０を測定する。数濃度測定器３２は、例えば光散乱検出法を用いた測定器であり、代表測定局３０における気体内のＰＭ２．５等の粒子の数濃度Ｃｎ０を測定する。数濃度測定器３２は、第２数濃度測定器の一例である。湿度計３３は、代表測定局３０における気体の湿度ｈ０を測定する。湿度計３３は、第２湿度計の一例である。代表測定局３０は、有線又は無線のネットワーク４０（例えば、インターネット網）を介しサーバ１０と接続されている。

簡易測定局２０は、数濃度測定器２１および湿度計２２を備えている。数濃度測定器２１は、例えば光散乱検出法を用いた測定器であり、簡易測定局２０における気体内のＰＭ２．５等の粒子の数濃度Ｃｎ１を測定する。数濃度測定器２１は、第１数濃度測定器の一例である。湿度計２２は、簡易測定局２０における気体の湿度ｈ１を測定する。湿度計２２は、第１湿度計の一例である。簡易測定局２０は、ネットワーク４０を介しサーバ１０と接続されており、数濃度測定器２１及び湿度計２２がそれぞれ測定した数濃度及び相対湿度をサーバ１０に送信する。

サーバ１０は、簡易測定局２０から受信した数濃度及び湿度を用いて、簡易測定局２０におけるＰＭ２．５等の粒子の質量濃度を算出する。

サーバ１０は、図２に示すようなハードウェア構成を有する。具体的には、サーバ１０は、図２に示すように、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１１１、Read Only Memory（ＲＯＭ)１１２、Random Access Memory（ＲＡＭ)１１３、記憶装置（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）１１４、ネットワークインタフェース１１５、及び可搬型記憶媒体１１６に記憶されたデータを読み取り可能な可搬型記憶媒体用ドライブ１１７等を備えている。これらサーバ１０の構成各部は、バス１１８に接続されている。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１２あるいはＨＤＤ１１４に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ１１７が可搬型記憶媒体１１６から読み取ったプログラムを実行することで、サーバ１０を図３の各部として機能させる。

具体的には、図３に示すように、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行することにより、サーバ１０は、第１取得部１１、相関算出部１２、第２取得部１４、選択部１５、及び質量濃度算出部１６として機能する。

第１取得部１１は、代表測定局３０において質量濃度測定器３１、数濃度測定器３２、及び湿度計３３によりそれぞれ測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０及び湿度ｈ０を代表測定局３０から取得し、ＨＤＤ１１４等の記憶部１３に記憶する。

相関算出部１２は、所定の期間にわたって取得され記憶部１３に記憶された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０及び湿度ｈ０に基づいて、湿度ｈに対する質量濃度Ｃｍと数濃度Ｃｎとの相関ｆ（ｈ）を算出し、記憶部１３に記憶する。相関算出部１２は、所定の期間よりも長い期間、前述の処理を繰り返す。これにより、記憶部１３には、複数の相関ｆ１（ｈ）〜ｆｍ（ｈ）（ｍは任意の正の整数）が記憶される。相関ｆ（ｈ）の算出方法の詳細については後述する。

第２取得部１４は、簡易測定局２０において数濃度測定器２１及び湿度計２２によりそれぞれ測定された数濃度Ｃｎ１及び湿度ｈ１を簡易測定局２０から取得し、質量濃度算出部１６に出力する。

選択部１５は、第１取得部１１が取得した質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０及び湿度ｈ０のうち、第２取得部１４が取得した数濃度Ｃｎ１又は湿度ｈ１が測定された時刻に近接する時刻に測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０及び湿度ｈ０に基づいて、記憶部１３に記憶された複数の相関ｆ１（ｈ）〜ｆｍ（ｈ）から２つを選択する。選択部１５は、選択した２つの相関を質量濃度算出部１６に出力する。

質量濃度算出部１６は、第２取得部１４から入力された数濃度Ｃｎ１及び湿度ｈ１と、選択部１５から入力された２つの相関と、に基づいて、簡易測定局２０における質量濃度Ｃｍ１を算出する。

（相関算出方法）
次に、湿度ｈに対する質量濃度Ｃｍと数濃度Ｃｎとの相関の算出方法について説明する。図４は、相関の算出方法を示すフローチャートである。

図４に示すように、第１取得部１１は、一定時間（例えば１時間）ごとに質量濃度Ｃｍ０を取得し、より短い間隔（例えば１分）ごとに数濃度Ｃｎ０及び湿度ｈ０を取得する（ステップＳ１１）。第１取得部１１は、ほぼ同時刻に測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０を１セットとし、記憶部１３に記憶する。質量濃度Ｃｍ０と数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０との測定間隔が異なる場合、質量濃度Ｃｍ０が測定された時刻に最も近い時刻に測定された数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０をほぼ同時刻に測定されたセットとしてもよい。質量濃度Ｃｍ０が測定されてから、次の質量濃度Ｃｍ０が測定されるまでの測定期間内に測定された複数の数濃度Ｃｎ０および湿度ｈ０について、最新に測定された質量濃度Ｃｍ０をほぼ同時刻に測定されたセットとしてもよい。あるいは、測定期間内に測定された複数の数濃度Ｃｎ０の平均値と複数の湿度ｈ０の平均値と最新に測定された質量濃度Ｃｍとをほぼ同時刻測定されたとし１セットとしてもよい。

次に、相関算出部１２は、前回、相関ｆ（ｈ）を算出してから所定の期間（例えば、１週間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１３）。所定の期間が経過していない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

所定の期間が経過した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、相関算出部１２は、所定の期間内に収集された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０に基づいて、相関ｆ（ｈ）を算出する（ステップＳ１５）。例えば、相関算出部１２は、ほぼ同時刻に測定された質量濃度Ｃｍ０と数濃度Ｃｎ０からＣｍ／Ｃｎ（質量濃度／数濃度）を算出する。図５は、湿度ｈに対する数濃度に対する質量濃度の比（Ｃｍ／Ｃｎ）をプロットした図である。図５において、ドット５２は、ほぼ同時刻に測定された湿度ｈに対するＣｍ／Ｃｎを示している。代表測定局３０の環境により湿度ｈが変化するため、様々な湿度ｈに対するＣｍ／Ｃｎのドット５２が得られる。相関算出部１２は、複数のドット５２から近似線５４を算出する。相関算出部１２は、近似線５４の関数を相関ｆ（ｈ）とする。

図４に戻り、相関算出部１２は、算出した相関ｆ（ｈ）を記憶部１３に保存する（ステップＳ１７）。そして、相関算出部１２は、所定の期間内に記憶部１３に保存されたＣｍ０、Ｃｎ０、及びｈ０を削除し（ステップＳ１９）、ステップＳ１１に戻る。なお、相関算出部１２は、記憶部１３に保存されているＣｍ０、Ｃｎ０、及びｈ０を削除せずにそのまま保存しておいてもよい。

相関算出部１２は、図４の処理を所定の期間（例えば、１週間）よりも長い期間（例えば、１カ月、４カ月、１年、数年等）繰り返す。これにより、複数の相関ｆ（ｈ）が記憶部１３に記憶される。例えば、所定の期間が１週間であり、相関算出部１２が図４の処理を１年間繰り返したとすると、５２個の相関ｆ１（ｈ）〜ｆ５２（ｈ）が記憶部１３に記憶されることとなる。

（質量濃度算出方法）
次に、簡易測定局２０において数濃度測定器２１及び湿度計２２によりそれぞれ測定された数濃度Ｃｎ１及び湿度ｈ１から質量濃度Ｃｍ１を算出する方法について説明する。図６は、質量濃度の算出方法を示すフローチャートである。

図６の処理において、まず、第２取得部１４は、簡易測定局２０において数濃度測定器２１及び湿度計２２により測定された数濃度Ｃｎ１及び湿度ｈ１を簡易測定局２０から取得する（ステップＳ３１）。

次に、選択部１５は、簡易測定局２０で数濃度Ｃｎ１又は湿度ｈ１が測定された時刻と近接する時刻に代表測定局３０において測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０を第１取得部１１から取得する（ステップＳ３３）。例えば、選択部１５は、簡易測定局２０で数濃度Ｃｎ１又は湿度ｈ１が測定された時刻とほぼ同時刻に代表測定局３０において測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０を第１取得部１１から取得する。ここで、簡易測定局２０における数濃度Ｃｎ１又は湿度ｈ１の測定間隔と、代表測定局３０における質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０の測定間隔とが異なる場合、数濃度Ｃｎ１又は湿度ｈ１が測定された時刻に最も近い時刻に測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０を、ほぼ同時刻に代表測定局３０において測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０とすればよい。また、このとき、代表測定局３０において質量濃度Ｃｍ０と、数濃度Ｃｎ０及び湿度ｈ０との測定間隔が異なる場合には、ほぼ同時刻において測定されたとみなす質量濃度Ｃｍ０の測定時刻と、数濃度Ｃｎ０及び湿度ｈ０の測定時刻とは異なっていてもよい。

次に、選択部１５は、ステップＳ３３で取得した質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０に基づいて、記憶部１３に記憶されている複数の相関ｆ（ｈ）から２つの相関を選択する（ステップＳ３５）。例えば、図７（ａ）に示すように、記憶部１３に相関ｆ１（ｈ）〜ｆ５（ｈ）が記憶されていたとする。図７（ａ）において、横軸は湿度ｈであり、縦軸は数濃度（Ｃｎ）に対する質量濃度（Ｃｍ）の比である。また、点Ｐは、ステップＳ３３で取得した湿度ｈ０における数濃度Ｃｎ０に対する質量濃度Ｃｍ０の比（Ｃｍ０／Ｃｎ０）をプロットしたものである。この場合、選択部１５は、例えば、点Ｐに最も近い相関ｆ２（ｈ）及びｆ３（ｈ）を２つの相関として選択する。また、選択部１５は、例えば、点Ｐよりも上側に位置する相関ｆ１（ｈ）及びｆ２（ｈ）を２つの相関として選択してもよいし、点Ｐよりも下側に位置する相関ｆ３（ｈ）及びｆ４（ｈ）を２つの相関として選択してもよい。また、選択部１５は、例えば、相関ｆ１（ｈ）及びｆ３（ｈ）を２つの相関として選択してもよい。選択部１５が２つの相関を選択する基準は適宜設定できる。ここでは、選択部１５が相関ｆ２（ｈ）及びｆ３（ｈ）を２つの相関として選択したものとして説明を行う。

図６に戻り、質量濃度算出部１６は、選択した２つの相関から換算式を算出する（ステップＳ３７）。例えば、選択部１５は、例えば、線形補間等の補間法を用いて、図７（ｂ）に点線で示すような点Ｐを通る換算式ｆｃ（ｈ）を算出する。なお、選択された２つの相関の間に点Ｐが位置しない場合には、選択部１５は、補外法を用いて点Ｐを通る換算式ｆｃ（ｈ）を算出すればよい。

次に、質量濃度算出部１６は、算出した換算式ｆｃ（ｈ）、簡易測定局２０から取得した数濃度Ｃｎ１及び湿度ｈ１に基づき、簡易測定局２０における質量濃度Ｃｍ１を算出する（ステップＳ３９）。例えば、図８に示すように、簡易測定局２０における湿度ｈ１を換算式ｆｃ（ｈ）に代入することで、湿度ｈ１に対する質量濃度Ｃｍ／数濃度Ｃｎの値を得る。当該値にＣｎ１を乗算することにより、簡易測定局２０における質量濃度Ｃｍ１が算出される（すなわち、Ｃｍ１＝Ｃｎ１×ｆｃ（ｈ１））。

上記の質量濃度算出方法によって算出した質量濃度Ｃｍ１を、実測により取得した質量濃度と比較した。図９は、算出した質量濃度Ｃｍ１と実測した質量濃度Ｃｍａとを示す図である。図９において、横軸は日単位の時間を表し、縦軸は質量濃度を表す。また、点線は上記の質量濃度算出方法により算出された質量濃度Ｃｍ１（計算値）を示し、実線は、実際に測定された質量濃度Ｃｍａ（実測値）を示す。図９に示すように、計算値は実測値に対して相関係数ｒ＝０．９７３という非常に高い相関を示し、本実施形態に係る質量濃度算出方法が有用であることを示している。

以上詳細に述べたように、本実施形態に係るサーバ１０は、気体の湿度ｈ０に対する当該気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ０と数濃度Ｃｎ０との相関ｆ（ｈ）を複数記憶する記憶部１３を参照して、複数の相関から２つの相関を選択する選択部１５と、選択された２つの相関と、数濃度測定器２１により測定された気体中の粒子の数濃度Ｃｎ１及び湿度計２２により測定された気体の湿度ｈ１と、に基づいて、気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ１を算出する質量濃度算出部１６と、を備える。これにより、常に同じ関数を用いて質量濃度Ｃｍ１を算出する場合と比較して、質量濃度Ｃｍ１の測定精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、複数の相関ｆ（ｈ）は、質量濃度測定器３１により測定された気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ０、数濃度測定器３２により測定された気体中の粒子の数濃度Ｃｎ０、および湿度計３３により測定された気体の湿度ｈ０の関係を所定の期間（例えば、１週間）にわたって取得し、所定の期間における関係から相関ｆ（ｈ）を算出すること、を所定の期間よりも長い期間（例えば、１年間）にわたって繰り返すことによって得られるものである。これにより、例えば、季節の違いにより湿度に対する質量濃度と数濃度との相関が変動する場合にも、当該変動を考慮に入れた質量濃度を算出できるため、質量濃度Ｃｍ１の測定精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、サーバ１０は、質量濃度測定器３１により測定された気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ０、数濃度測定器３２により測定された気体中の粒子の数濃度Ｃｎ０、および湿度計３３により測定された気体の湿度ｈ０を取得する第１取得部１１と、第１取得部１１が取得した質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０に基づき、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を算出する相関算出部１２と、を備え、記憶部１３は相関算出部１２が算出した相関を記憶する。これにより、湿度に対する質量濃度と数濃度との相関を記憶部１３に蓄積していくことができる。

また、本実施形態によれば、質量濃度算出部１６は、２つの相関を用いて補間法又は補外法により算出した換算式ｆｃ（ｈ）に基づいて、気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ１を算出する。これにより、換算式ｆｃ（ｈ）と、簡易測定局２０で測定された数濃度Ｃｎ１及び湿度ｈ０とから、簡単に質量濃度Ｃｍ１を算出することができる。

また、本実施形態によれば、選択部１５は、数濃度測定器２１により気体中の粒子の数濃度Ｃｎ１が測定された時刻又は湿度計２２により気体の湿度ｈ１が測定された時刻と近接する時刻に、質量濃度測定器３１により測定された気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ０、数濃度測定器３２により測定された気体中の粒子の数濃度Ｃｎ０、および湿度計３３により測定された気体の湿度ｈ０に基づいて２つの相関を選択する。これにより、簡易測定局２０において気体中の粒子の数濃度Ｃｎ１又は気体の湿度ｈ１が測定されたときの環境や季節等を反映した相関を選択できるので、質量濃度Ｃｍ１の測定精度が向上する。

なお、上記実施形態において、サーバ１０は、相関算出部１２を備えていなくてもよい。この場合、他の測定装置が図４に示した相関算出方法等によって取得した複数の相関ｆ（ｈ）をサーバ１０の記憶部１３に予め記憶させておくことで、上記の質量濃度算出方法を実現することができる。

また、上記実施形態において、サーバ１０は、一定期間（例えば、１年、３年等）が経過した場合に、記憶部１３に記憶されている相関ｆ（ｈ）を古いものから順に、新たに算出された相関ｆ（ｈ）で上書きするようにしてもよい。これにより、現在の大気の状態（大気の組成）をより反映した相関ｆ（ｈ）に基づき、簡易測定局２０における質量濃度Ｃｍ１を算出できるため、質量濃度Ｃｍ１の測定精度が向上する。

なお、上記実施形態において、代表測定局３０で測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、および湿度ｈ０を用いて算出した相関ｆ（ｈ）を使用して質量濃度Ｃｍ１を算出する簡易測定局２０が存在する場所は、特に限定されないが、代表測定局３０から所定の範囲内（例えば、１０ｋｍ）にあることが好ましい。

なお、上記実施形態において、例えば、簡易測定局２０から所定の範囲内（例えば、１０ｋｍ）にある代表測定局３０において測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、および湿度ｈ０を用いて算出した複数の相関ｆ（ｈ）を使用して簡易測定局２０における質量濃度Ｃｍ１を算出してもよい。また、簡易測定局２０から所定の範囲内に代表測定局３０が存在しない場合には、簡易測定局２０が配置される地域における大気の組成と類似する大気の組成を有する地域に設置された代表測定局３０において測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、および湿度ｈ０を用いて算出した複数の相関ｆ（ｈ）を用いて質量濃度Ｃｍ１を算出してもよい。

また、上記実施形態において、選択部１５は、簡易測定局２０において気体中の粒子の数濃度Ｃｎ１又は気体の湿度ｈ１が測定された時刻とほぼ同じ時刻に測定された、気体中の粒子の質量濃度Ｃｍ０、気体中の粒子の数濃度Ｃｎ０、および気体の湿度ｈ０に基づいて２つの相関を選択していたが、これに限られるものではない。選択部１５は、例えば、数日以内（例えば、１日〜３日）に、簡易測定局２０で数濃度Ｃｎ１又は湿度ｈ１が測定された時刻と同時間帯に測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０に基づいて２つの相関を選択してもよい。また、選択部１５は、例えば、簡易測定局２０で数濃度Ｃｎ１又は湿度ｈ１が測定されたときの大気の組成と類似する組成であったときに測定された質量濃度Ｃｍ０、数濃度Ｃｎ０、及び湿度ｈ０に基づいて２つの相関を選択してもよい。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

なお、以上実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）気体の湿度に対する前記気体中の粒子の質量濃度と前記気体中の粒子の数濃度との相関を複数記憶する記憶部を参照して、複数の前記相関から２つの相関を選択する選択部と
選択された前記２つの相関と、第１数濃度測定器により測定された気体中の粒子の数濃度及び第１湿度計により測定された前記気体の湿度と、に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する質量濃度算出部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
（付記２）複数の前記相関は、質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度の関係を所定の期間にわたって取得し、前記所定の期間における前記関係から前記相関を算出すること、を前記所定の期間よりも長い期間にわたって繰り返すことによって得られる、ことを特徴とする付記１記載の測定装置。
（付記３）質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記質量濃度、前記数濃度、及び前記湿度に基づき、前記相関を算出する相関算出部と、を備え、前記記憶部は、前記相関算出部が算出した前記相関を記憶する、付記１又は２記載の測定装置。
（付記４）前記質量濃度算出部は、前記２つの相関を用いて補間法又は補外法により算出した換算式に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する、ことを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の測定装置。
（付記５）前記選択部は、前記第１数濃度測定器により前記気体中の粒子の数濃度が測定された時刻又は前記第１湿度計により前記気体の湿度が測定された時刻に近接する時刻に、質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度に基づいて前記２つの相関を選択する、ことを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の測定装置。
（付記６）気体の湿度に対する前記気体中の粒子の質量濃度と前記気体中の粒子の数濃度との相関を複数記憶する記憶部を参照して、複数の前記相関から２つの相関を選択し、
選択した前記２つの相関と、第１数濃度測定器により測定された気体中の粒子の数濃度及び第１湿度計により測定された前記気体の湿度と、に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する、
処理を備える測定方法。
（付記７）複数の前記相関は、質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度の関係を所定の期間にわたって取得し、前記所定の期間における前記関係から前記相関を算出すること、を前記所定の期間よりも長い期間にわたって繰り返すことによって得られる、ことを特徴とする付記６記載の測定方法。
（付記８）質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度を取得し、取得した前記質量濃度、前記数濃度、及び前記湿度に基づき、前記相関を算出し、算出した前記相関を前記記憶部に記憶させる、処理を備える付記６又は７記載の測定方法。
（付記９）前記質量濃度を算出する処理では、前記２つの相関を用いて補間法又は補外法により算出した換算式に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する、ことを特徴とする付記６〜８のいずれかに記載の測定方法。
（付記１０）前記選択する処理では、前記第１数濃度測定器により前記気体中の粒子の数濃度が測定された時刻又は前記第１湿度計により前記気体の湿度が測定された時刻に近接する時刻に、質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度に基づいて前記２つの相関を選択する、ことを特徴とする付記６〜９のいずれかに記載の測定方法。

１０サーバ（測定装置）
２０、２０−１〜２０−ｎ簡易測定局
３０代表測定局
３１質量濃度測定器
２１，３２数濃度測定器
２２，３３湿度計
１１第１取得部
１２相関算出部
１３記憶部
１４第２取得部
１５選択部
１６質量濃度算出部

Claims

第１の場所において質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度のセットを第１の期間にわたって取得し、前記第１の期間において取得された複数の前記セットから気体の湿度に対する前記気体中の粒子の質量濃度と前記気体中の粒子の数濃度との相関を１つ算出すること、を前記第１の期間よりも長い第２の期間にわたって繰り返すことにより得られた複数の前記相関を記憶する記憶部を参照して、複数の前記相関から２つの相関を選択する選択部と、
選択された前記２つの相関と、前記第１の場所とは異なる第２の場所において第１数濃度測定器により測定された気体中の粒子の数濃度及び第１湿度計により測定された前記気体の湿度と、に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する質量濃度算出部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
第１の場所における気体の湿度に対する前記気体中の粒子の質量濃度と前記気体中の粒子の数濃度との相関を複数記憶する記憶部を参照して、複数の前記相関から２つの相関を選択する選択部と、
選択された前記２つの相関と、前記第１の場所とは異なる第２の場所において第１数濃度測定器により測定された気体中の粒子の数濃度及び第１湿度計により測定された前記気体の湿度と、に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する質量濃度算出部と、
前記第１の場所において質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度を１セットとして取得する取得部と、
第１の期間にわたって前記取得部が取得した前記質量濃度、前記数濃度、及び前記湿度の複数の前記セットに基づき、前記相関を算出する相関算出部と、
を備え、
前記記憶部は、前記相関算出部が算出した前記相関を記憶する、
ことを特徴とする測定装置。
第１の場所において測定された気体中の粒子の質量濃度、前記気体中の粒子の数濃度、および前記気体の湿度のセットを複数取得することにより算出された、気体の湿度に対する前記気体中の粒子の質量濃度と前記気体中の粒子の数濃度との相関を複数記憶する記憶部を参照して、複数の前記相関から２つの相関を選択する選択部と、
選択された前記２つの相関と、前記第１の場所とは異なる第２の場所において第１数濃度測定器により測定された気体中の粒子の数濃度及び第１湿度計により測定された前記気体の湿度と、に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する質量濃度算出部と、
を備え、
前記選択部は、前記第１数濃度測定器により前記気体中の粒子の数濃度が測定された第１時刻又は前記第１湿度計により前記気体の湿度が測定された第２時刻に近接する時刻に、質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および前記第１時刻および前記第２時刻に近接する時刻に第２湿度計により測定された前記気体の湿度に基づいて前記２つの相関を選択する、
ことを特徴とする測定装置。
前記質量濃度算出部は、前記２つの相関を用いて補間法又は補外法により算出した換算式に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測定装置。
第１の場所において質量濃度測定器により測定された気体中の粒子の質量濃度、第２数濃度測定器により測定された前記気体中の粒子の数濃度、および第２湿度計により測定された前記気体の湿度のセットを第１の期間にわたって取得し、前記第１の期間において取得された複数の前記セットから気体の湿度に対する前記気体中の粒子の質量濃度と前記気体中の粒子の数濃度との相関を１つ算出すること、を前記第１の期間よりも長い第２の期間にわたって繰り返すことにより得られた複数の前記相関を記憶する記憶部を参照して、複数の前記相関から２つの相関を選択し、
選択した前記２つの相関と、前記第１の場所とは異なる第２の場所において第１数濃度測定器により測定された気体中の粒子の数濃度及び第１湿度計により測定された前記気体の湿度と、に基づいて、前記気体中の粒子の質量濃度を算出する、
処理を備える測定方法。