JIS Z 8850:2018 エアロゾル粒子の個数濃度―凝縮粒子計数器の校正

                                                                   Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)

pdf 目 次

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•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[3]
•  2 引用規格・・・・[3]
•  3 用語及び定義・・・・[3]
•  4 記号・・・・[7]
•  5 参照装置を用いた校正-一般的な原理・・・・[9]
•  5.1 一般的な原理・・・・[9]
•  5.2 校正エアロゾルの要件・・・・[10]
•  5.3 校正設備の概要・・・・[10]
•  5.4 校正設備の要素及びその要求事項・・・・[11]
•  5.5 FCAE及びCPCの参照装置としての違い・・・・[15]
•  6 FCAEを参照装置として用いた校正・・・・[16]
•  6.1 設備及び手順の概要・・・・[16]
•  6.2 準備・・・・[19]
•  6.3 検出効率の測定手順・・・・[24]
•  6.4 測定不確かさ・・・・[27]
•  7 CPCを参照装置として用いた校正・・・・[29]
•  7.1 設備及び手順の概要・・・・[29]
•  7.2 準備・・・・[31]
•  7.3 検出効率の測定手順・・・・[35]
•  7.4 測定不確かさ・・・・[38]
•  8 校正結果の報告・・・・[40]
•  附属書A(参考)CPCの性能特性・・・・[41]
•  附属書B(参考)粒子表面特性がCPC検出効率に及ぼす影響・・・・[49]
•  附属書C(参考)校正証明書の例・・・・[51]
•  附属書D(規定)CPCの検出効率の計算方法・・・・[60]
•  附属書E(参考)計量計測トレーサビリティ体系図・・・・[70]
•  附属書F(参考)希釈装置・・・・[72]
•  附属書G(規定)参照装置入口と被験CPC入口との間の濃度偏りに対する補正係数の評価・・・・[75]
•  附属書H(参考)校正範囲の低濃度側への拡張・・・・[80]
•  附属書I(参考)検出効率測定の実施例・・・・[87]
•  附属書J(規定)体積流量の校正・・・・[101]
•  附属書K(規定)最大粒子数濃度での電荷調整装置及びDEMCの試験・・・・[103]
•  附属書L(参考)参照FCAEを用いたときの推奨データ記録方法・・・・[104]
•  附属書M(参考)粒径の不確かさに起因する検出効率の不確かさ・・・・[106]

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――――― [JIS Z 8850 pdf 1] ―――――

Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)

pdf 目次

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•  附属書N(参考)校正結果の応用・・・・[108]
•  附属書O(参考)参考文献・・・・[110]

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――――― [JIS Z 8850 pdf 2] ―――――

                                                                   Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人日本粉体工業技術協会(APPIE)
及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出
があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              Z 8850 : 2018
                                                                            (ISO 27891 : 2015)

エアロゾル粒子の個数濃度−凝縮粒子計数器の校正

Aerosol particle number concentration- Calibration of condensation particle counters

序文

  この規格は,2015年に第1版として発行されたISO 27891を基に,技術的内容及び構成を変更すること
なく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で側線又は点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。
  凝縮粒子計数器(condensation particle counter,CPC)は,微小なエアロゾル粒子の個数濃度を測定する
装置である。CPCの共通原理は,超微粒子及びナノ粒子に過飽和状態の蒸気を凝縮させ,光学的な検出が
可能な液滴へと成長させることである[44]。成長した液滴の計数は光散乱を用いて行われる。液滴は集光
された光が照射された検出領域を通過して散乱光を発し,その一部が光検出器によって検出される。この
ような散乱光の検出頻度と試料体積流量とから粒子数濃度が得られる。低濃度では粒子を一つずつ計数す
るので,CPCは絶対的な粒子数濃度決定法として用いることができる。
  市販のCPCには,蒸気を発生させる作動液に幾種類かの物質,例えば,1-ブタノール,2-プロパノール,
又は水が用いられている。加えて,試料空気に過飽和状態を生じさせるために異なる原理が用いられてい
る。最も一般的なCPCは層流型と呼ばれ,層流及び拡散伝熱を利用している。作動液の蒸気の拡散係数に
よって,凝縮を起こすには加熱又は冷却のどちらが必要かが決まり,これによって層流型CPCの基本構造
が決まる。また,多くは普及していないが乱流混合型のCPCがあり,この方式では,作動液の蒸気で飽和
し,粒子を含まない気流を試料空気と乱流混合させ,過飽和を実現する。図1は,最も一般的な,加熱飽
和部及び冷却凝縮部に層流を流す方式のCPCの概略図である。

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Z 8850 : 2018 (ISO 27891 : 2015)
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                                 9                          10
                                    8                     11
                                     7                       6
                                                             5
                                                             4
                                 2
                                                             3
                                                 1
                             1  エアロゾル入口  7  液滴
                            2   作動液容器      8  光源
                            3   加熱飽和部      9  照光レンズ
                            4   ナノ粒子        10 受光レンズ
                            5   熱電素子        11 光検出器
                            6   凝縮部          12 エアロゾル出口
                                    図1−層流型CPCの原理
  CPCの測定精度は,複数の要因に影響される。例えば,流量に誤差がある場合,濃度にも誤差が生じる。
高濃度における同時通過誤差,極微小粒径における不完全な粒子成長,入口から検出部までの輸送中の粒
子損失も誤差要因である。正確な測定のためには,CPCは校正されなければならない。
  CPCの校正は,通常,ファラデーカップ式エアロゾル電流計(Faraday-cup aerosol electrometer,FCAE)
を参照装置として行う[33][36]。多くの場合,校正の目的は微小粒径での検出下限を決定するためである。
FCAEは粒径によらず検出効率が100 %と考えられ,参照装置として用いられてきた。CPCの検出効率は,
粒径分級された1価帯電粒子を同じ濃度で同時にFCAEとCPCとに供給して濃度測定を行い,FCAEによ
って測定された濃度に対する被校正CPCの指示濃度の比として決定する。
  この規格は,異なる二つのCPC校正法,すなわち,上述したFCAEとの比較による伝統的な方法,及び
参照CPCとの比較による方法について規定する。FCAE及び参照CPCには,関連する粒子数濃度,粒径,
及び粒子材質が記載された,信頼できる校正証明書をもったものを用いる。信頼できる校正証明書とは,
JIS Q 17025又はこれと同等の規格について認定された校正事業者が,認定された校正の種類及び範囲内の
校正を行って発行したもの,又は関連する校正サービスを提供する国家計量標準機関若しくは指名計量標
準機関がJIS Q 17025の要求事項に適合した校正を行って発行したものである。
  CPCの校正について,二つの主要な誤差要因が知られている。それらは,多価帯電粒子の混入及び被校
正CPC入口と参照装置入口との粒子数濃度の差異である。これらの要因に対する評価及び補正は校正手順

――――― [JIS Z 8850 pdf 5] ―――――

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