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安全管理に必須!酸素濃度計の基本や測定原理とおすすめの機種

安全管理に必須!酸素濃度計の基本や測定原理とおすすめの機種

一般的な空気中には21%の酸素が存在しています。その空気中の酸素濃度が18%未満である状態を酸素欠乏状態といいます。

酸素欠乏は生命に関わるため、法律で酸素欠乏等防止規則が定められています。 特定の現場では酸素濃度計を用いて酸素濃度を測定しないといけません。

こちらでは、そもそも酸素とは?から酸素濃度計の原理や使用場所・用途などを合わせてご紹介いたします。 是非参考にしてみてくださいね。

目次

酸素濃度計とは?

そもそも酸素とは?

酸素は、原子番号8の元素であり、電気陰性度が大きいため反応性に富み、ほかのほとんどの元素と化合物(特に酸化物)を作ることが出来ます。 標準状態では2個の酸素原子が二重結合した無味無臭無色透明の二原子分子である酸素分子O2として存在しています。

酸素濃度計とは?

その名の通り、酸素濃度を測定する計測器です。 血中酸素濃度計や液中酸素濃度計など種類は多々ありますが、今回は空気中の酸素濃度(気体)を測定する酸素濃度計についてご紹介いたします。

酸素欠乏等防止規則に関連する事項

酸素欠乏症等防止規則が法で定められており、特定の場所では酸素欠乏危険作業主任者によって酸素濃度を測定しないといけません。

酸素欠乏症とは?

文字通り酸素が足りなくなることで起こる症状を指します。 脳をはじめとした人体に多大な影響を及ぼし、死亡率が高い特徴があり、土木、建設、化学等をはじめ幅広い業種に認められています。 酸素の割合は18%が呼吸用保護具も使用した安全下限界であり、16%では集中力低下、ミス増加、筋力低下、 吐気等の症状が徐々にひどくなり、10%では死の危険が生じます。 後遺症が残る可能性も高く、十分な注意が必要です。

酸素欠乏症等防止規則とは?

酸素欠乏症等防止の安全基準を定めた厚生労働省令です。 その中で該当する現場で作業を開始する前に、その作業場における空気中の酸素の濃度を測定しなければならないと定められています。 また下記の事項を記録し、3年間保存しないといけません。

一 測定日時
二 測定方法
三 測定箇所
四 測定条件
五 測定結果
六 測定を実施した者の氏名
七 測定結果に基づいて酸素欠乏症等の防止措置を講じたときは、当該措置の概要

引用元:酸素欠乏症等防止規則 第二章 一般的防止措置(第三条-第十七条)

酸素欠乏危険作業主任者とは?

労働安全衛生法(労働者の安全と衛生についての基準を定めた日本の法律)に定められた作業主任者(国家資格)のひとつであり、 酸素欠乏危険作業主任者技能講習または酸素欠乏・硫化水素危険作業主任者技能講習を修了した者の中から事業者により選任されます。

酸欠防止対策を講じないといけない現場とは?

法で定められているのは下記の現場となります。 井戸やピット・立坑などの地下や、ボイラーやタンクなど酸化が起こりやすい施設、 しょうゆ・酒類など発酵するものを入れていたタンクなど、 酸素が少なくなっている可能性がある場所で酸欠防止のために酸素濃度測定を行わなければいけません。

一 次の地層に接し、又は通ずる井戸等(井戸、井筒、たて坑、ずい道、潜函(かん)、 ピツトその他これらに類するものをいう。次号において同じ。)の内部(次号に掲げる場所を除く。)
   イ 上層に不透水層がある砂れき層のうち含水若しくは湧(ゆう)水がなく、又は少ない部分
   ロ 第一鉄塩類又は第一マンガン塩類を含有している地層
   ハ メタン、エタン又はブタンを含有する地層
   ニ 炭酸水を湧(ゆう)出しており、又は湧(ゆう)出するおそれのある地層
   ホ 腐泥層
二 長期間使用されていない井戸等の内部
三 ケーブル、ガス管その他地下に敷設される物を収容するための暗きよ、マンホール又はピツトの内部
三の二 雨水、河川の流水又は湧(ゆう)水が滞留しており、又は滞留したことのある槽、暗きよ、マンホール又はピツトの内部
三の三 海水が滞留しており、若しくは滞留したことのある熱交換器、管、暗きよ、マンホール、 溝若しくはピツト(以下この号において「熱交換器等」という。)又は海水を相当期間入れてあり、若しくは入れたことのある熱交換器等の内部
四 相当期間密閉されていた鋼製のボイラー、タンク、反応塔、船倉その他その内壁が酸化されやすい施設
   (その内壁がステンレス鋼製のもの又はその内壁の酸化を防止するために必要な措置が講ぜられているものを除く。)の内部 五 石炭、亜炭、硫化鉱、鋼材、くず鉄、原木、チツプ、乾性油、魚油その他空気中の酸素を吸収する物質を入れてあるタンク、 船倉、ホツパーその他の貯蔵施設の内部
六 天井、床若しくは周壁又は格納物が乾性油を含むペイントで塗装され、そのペイントが乾燥する前に密閉された地下室、 倉庫、タンク、船倉その他通風が不十分な施設の内部
七 穀物若しくは飼料の貯蔵、果菜の熟成、種子の発芽又はきのこ類の栽培のために使用しているサイロ、むろ、倉庫、船倉又はピツトの内部
八 しようゆ、酒類、もろみ、酵母その他発酵する物を入れてあり、又は入れたことのあるタンク、むろ又は醸造槽の内部
九 し尿、腐泥、汚水、パルプ液その他腐敗し、又は分解しやすい物質を入れてあり、又は入れたことのあるタンク、 船倉、槽、管、暗きよ、マンホール、溝又はピツトの内部
十 ドライアイスを使用して冷蔵、冷凍又は水セメントのあく抜きを行つている冷蔵庫、冷凍庫、保冷貨車、 保冷貨物自動車、船倉又は冷凍コンテナーの内部
十一 ヘリウム、アルゴン、窒素、フロン、炭酸ガスその他不活性の気体を入れてあり、 又は入れたことのあるボイラー、タンク、反応塔、船倉その他の施設の内部
十二 前各号に掲げる場所のほか、厚生労働大臣が定める場所

引用元:別表第六 酸素欠乏危険場所(第六条、第二十一条関係)

酸素濃度計の原理・仕組み

空気中に含まれる酸素濃度を測定する酸素濃度計には複数の手法・原理がございますが、 今回はよく使用されている3つの測定原理についてご説明します。

ガルバニ電池式

【測定原理】

2つの電極(貴金属、卑金属)と隔膜、電解液で構成された電池の反応物質として酸素を利用した時に生ずる反応電流を測定します。

【特徴】

  • ガスの検出に際して外部電源を必要としません。
  • 取り扱いが容易で普及性があります。
  • 出力が酸素濃度に比例し、40vol%までほぼ直線です。

ジルコニア式

【測定原理】

高温に加熱したジルコニア素子の陰極側の酸素の流入を制限すると、印加電圧を増加させても電流値が一定になる領域ができます。 この限界電流は酸素濃度に比例します。

【特徴】

  • 比較ガスが不要で直接挿入で使用できます。
  • 校正はスパン側(空気)1点だけです。

ダンベル式

【測定原理】

磁場のなかに非磁性体の二連球を吊るし、測定ガス中の酸素がそれを押しのけて地場の最も強い部分へ近づくことにより 二連球を吊っている吊り線がねじられます。 ねじれを元に戻すような電流が励磁コイルに流れます。 この電流の大きさが酸素濃度に対応するため酸素濃度を測定することができます。

【特徴】

  • ダイナミックレンジが広く、共存ガスの影響も比較的小さいです。

酸素濃度計の現場別おすすめ機器

今回は以下の3つの使用現場に分けておすすめの機器をご紹介いたします。

酸欠防止などの作業前の安全対策や、トンネル作業などでの作業員の作業中の安全対策・ガスエンジンやボイラなどの燃焼排ガス中の測定など、 使用現場ごとに測定キューブのおすすめの酸素濃度計と使用方法を合わせてご紹介いたします。

作業前におすすめの酸素検知器

検知器を用いて酸素測定を行います。酸欠防止など作業前の安全対策に最適です。

【使用場所】

  • 酸素欠乏症等防止規則に該当するような場所
  • マンホールやピット、地下など

【使用方法】

ケーブルがついているものが多いので、ケーブルを垂らして酸素濃度を計測します。

デジタル酸素濃度計 XO-326Ⅱs:新コスモス電機

デジタル酸素濃度計 XO-326Ⅱs新コスモス電機

JIS T 8201:2010 酸素欠乏測定用酸素計適合品! 0~25vol%までの酸素濃度を測定。 単3アルカリ乾電池2本で約15000時間の連続使用が可能。 コードの長さで選べる3つのラインナップ(1m.5m.10mをご用意) 電源を投入後、自動的に21.0vol%調整を行う自動エアー調整機能を搭載!

\80,800~(税抜)

商品詳細を見る

酸素ガスモニター GX-8000 Type-O2:理研計器

酸素ガスモニター GX-8000 Type-O2:理研計器

0~25vol%までの酸素濃度を測定。 保護等級 IP67相当・本質安全防爆構造 単3アルカリ乾電池2本で約15000時間の連続使用が可能。 大音量ブザー搭載しガス警報有無選択可能! デジタル数字アナログバーメーターで同時濃度表示。

\150,000~(税抜)

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ポータブル酸素モニター OX-08:理研計器

ポータブル酸素モニター OX-08:理研計器

JIS T 8201:2010(酸素欠乏測定用酸素計)の要求事項に適合 約20,000時間の連続使用が可能 防塵・防水構造(保護等級IP67相当) リモートケーブルを使用した作業前測定と 作業者の周囲の安全を確認するリアルタイム測定の両方に対応。

\85,000~(税抜)

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作業中におすすめの酸素検知器

検知器を用いてリアルタイムの酸素測定を行います。作業員の安全対策に最適です。

【使用場所】

  • トンネルやプラント
  • ガス管工事の作業時やその立ち合い時など

【使用方法】

小型で軽量の物が多く、衣服やヘルメットなどに装着してリアルタイムの酸素濃度を測定します。

ポケッタブルガスモニター OX-03:理研計器

ポケッタブルガスモニター OX-03:理研計器

作業時に邪魔にならない小型、約80gの軽量デザイン! 検知範囲 0~40.0vol% 繰り返し使用できる充電池仕様。 危険場所でも使用可能な本質安全防爆構造。 キズや汚れ、衝撃から本体を守るプロテクトカバーが標準付属!

\41,900(税抜)

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シングルガス検知器 BWソロ・ライト BWS2-X-Y:日本ハネウェル

シングルガス検知器 BWソロ・ライト BWS2-X-Y:日本ハネウェル

実用的な小型でシンプルなシングルガス検知器! わかりやすく使い勝手の良いユーザーインタフェース。 STEL、TWA、および上限、下限値の表示! 大音量、95dBアラーム、明るい赤色点滅LEDアラームおよびバイブレータ式アラームを内蔵。

\27,900(税抜)

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トキシレイプロ G02-AE10-100:日本ハネウェル

トキシレイプロ G02-AE10-100:日本ハネウェル

連続データログ機能(1分間隔で標準3カ月間)を搭載した個人用酸素モニター 同クラス最大のディスプレイ 信頼性が高く、頑丈で、本質的に安全! センサー交換で他のガスも測定可能 (但しセンサー交換時には校正ガスを用いたキャリブレーションが必要) 

\48,100~(税抜)

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酸素濃度計 XO-2200:新コスモス電機

酸素濃度計 XO-2200:新コスモス電機

厚さ22mm、重さ75gの超薄型軽量タイプ 単4形アルカリ電池1本で約5,000時間の連続使用可能。 本質安全防爆構造。 ピーク値メモリ機能、ピークホールド機能搭載。 4方向のランプ、ブザー、バイブレーションで警報をお知らせ!

\40,900~(税抜)

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酸素濃度計 XO-353Ⅱ:新コスモス電機

酸素濃度計 XO-353Ⅱ:新コスモス電機

作業者をまもるポケットサイズの酸素計 特別な工具等は不要で簡単に電池交換が可能! 画面表示にカラー液晶を採用し、警報時の視認性がアップ 最大5日間のデータロギングが可能で、 オプションのログデータ収集セットを使って簡単にデータの取り込みが可能。

\45,000~(税抜)

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ボイラ等の燃焼排ガス中の測定におすすめの酸素濃度計

濃度計を用いて酸素濃度を測定します。燃焼排ガス中の酸素濃度測定に最適です。

【使用場所】

  • ガス吸収冷温水機・冷凍機・ガスエンジンなど
  • 一般ボイラ、焼却炉、消化ガスなど

【使用方法】

冷却ドレンフィルタがついている吸引パイプを用いて酸素濃度を測定します。

燃焼管理用 酸素濃度計 XP-3180E:新コスモス電機

燃焼管理用 酸素濃度計 XP-3180E:新コスモス電機

酸素濃度測定による燃焼管理に最適! ブザーとランプで警報をお知らせ。 冷却ドレンフィルタ付きで高温下での酸素濃度が測定可能。 アルカリ乾電池で、約100時間連続使用可能。 5秒ごとのサンプリングで約10時間分のデータ保存が可能!

\140,600(税抜)

商品詳細を見る

 

酸素濃度計のメンテナンスに関して

ガス検知器は作業者の命を守る保安機器ですので、定期的な点検が必要となります。 一般的にガスセンサには推奨交換周期があり、それを過ぎたセンサで測定すると正しく検知できずに重大事故へつながる可能性がございます。 メーカーごとの推奨周期でメンテナンスを行いましょう。

メンテナンス・校正等のお問い合わせも測定キューブまで!

測定器の販売なら測定キューブ!キューブを選ぶメリット

定価よりも安く購入できる!

測定キューブでは値下見積サービスを行っています。 ネットより気軽に依頼が出来るので、予算内で購入することが出来ます!

機種選定などが簡単!

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