圧電天秤式の原理

正答 (3)

圧電天秤方式の粉じん計は、一定の周波数で振動している圧電結晶板の表面に粉じんを捕集すると、結晶板の質量の変化量に比例して周波数が変化する現象を利用します。質量が増えると、周波数は減少します。「周波数も増加する」とする選択肢3は誤りです。

揮発性物質を吸着した粒子が捕集されると、時間とともに揮発して質量が減り、測定値が減少します。

（参考：『デザイン・サンプリングの実務（A・B測定編 上）』）

この問題は、試験本番では得点しなければならない問題です（学習の優先度：高）。

理由：下記の通り、論点「圧電結晶板に粉じんが付着し、質量が増加すると増加分に応じて周波数が減少する性質を利用している」（過去12回中5回出題）に当てはまる選択肢から、容易に正答を割り出すことができるからです。

原理から解く：圧電天秤式の原理（過去12回中5回出題）

この区分は、過去の全回の出題にもとづく目安です。

出題頻度

この科目の過去12回のうち、同じ内容が出題された回数です（同じ回に重複しても1回と数えます。頻度は、問われている論点（同じ事実のまとまり）の出題回数です）。

1. (1)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「試料空気は吸入口から規定流量で吸引され、慣性衝突式の分粒装置（インパクター）により粗大粒子が除かれる」
2. (2)正しい記述初見：全12回中1回出題（出題確率8％）論点「センサー上に揮発性物質を吸着している粒子状物質が捕集された場合、時間の経過とともに測定値が減少する」
3. (3)誤った記述正答（出題頻度が高い）：全12回中5回出題（出題確率42％）／同じ記述の出題：2回論点「圧電結晶板に粉じんが付着し、質量が増加すると増加分に応じて周波数が減少する性質を利用している」原理「圧電天秤式の原理」：全12回中5回出題
4. (4)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「圧電結晶板の周波数の変化量と捕集される粉じん質量の間には、約 2000 Hz以内の範囲で比例関係がある」
5. (5)正しい記述初見：全12回中1回出題（出題確率8％）論点「色や大きさが異なった粉じん粒子に対しても同一感度を示す。」

この問題のひっかけパターン：圧電天びん方式は質量が増えると周波数が減少する

圧電天秤方式の粉じん計は、一定の周波数で振動している圧電結晶板の表面に粉じんを捕集すると、結晶板の質量の変化量に比例して周波数が変化する現象を利用します。質量が増えると、周波数は減少します。

正答 (3)

圧電天びん方式の粉じん計は、一定の周波数で振動している圧電結晶板の表面に、粉じんを（コロナ放電で荷電して）捕集し、結晶板の質量が変化したときの周波数の変化を測ります。質量が増えると、周波数は減少します。「周波数も増加する」とする選択肢3は誤りです。

周波数の変化量は、捕集粉じん質量に比例します。表示値は、質量濃度変換係数を乗じて、質量濃度にします。

（参考：『作業環境測定ガイドブック1［鉱物性粉じん・石綿・RCF］の測定の実務』（旧版））

この問題は、試験本番では得点しなければならない問題です（学習の優先度：高）。

理由：下記の通り、論点「圧電結晶板に粉じんが付着し、質量が増加すると増加分に応じて周波数が減少する性質を利用している」（過去12回中5回出題）に当てはまる選択肢から、容易に正答を割り出すことができるからです。

原理から解く：圧電天秤式の原理（過去12回中5回出題）

この区分は、過去の全回の出題にもとづく目安です。

出題頻度

この科目の過去12回のうち、同じ内容が出題された回数です（同じ回に重複しても1回と数えます。頻度は、問われている論点（同じ事実のまとまり）の出題回数です）。

1. (1)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「試料空気は吸入口から規定流量で吸引され、慣性衝突式の分粒装置（インパクター）により粗大粒子が除かれる」
2. (2)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）／同じ記述の出題：3回論点「センサー上に粉じんを捕集するため、直前にコロナ放電により粒子に荷電している」
3. (3)誤った記述正答（出題頻度が高い）：全12回中5回出題（出題確率42％）／同じ記述の出題：2回論点「圧電結晶板に粉じんが付着し、質量が増加すると増加分に応じて周波数が減少する性質を利用している」原理「圧電天秤式の原理」：全12回中5回出題
4. (4)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「圧電結晶板の周波数の変化量と捕集される粉じん質量の間には、約 2000 Hz以内の範囲で比例関係がある」
5. (5)正しい記述頻出のおとり：全12回中3回出題（出題確率25％）／同じ記述の出題：2回論点「表示された値は直接当該粉じんの質量濃度を示すものではなく、質量濃度は、質量濃度変換係数（単位mg・m⁻³）を乗じて求めなければならない」原理「質量濃度変換係数の定義と変動要因」：全12回中10回出題

この問題のひっかけパターン：圧電天びん方式は質量が増えると周波数が減少する

圧電天秤方式の粉じん計は、一定の周波数で振動している圧電結晶板の表面に粉じんを捕集すると、結晶板の質量の変化量に比例して周波数が変化する現象を利用します。質量が増えると、周波数は減少します。

正答 (2)

圧電天びん方式の粉じん計は、圧電結晶板に粉じんが付着して、質量が増加すると、増加分に比例して周波数が減少する性質を利用しています。「周波数が増加する」とする選択肢2は誤りです。同じ趣旨の記述は、令和6年度第1回にも出題されています（出題実績）。

センサー上に均一に捕集されたときの周波数変化量は、質量1 µgに対して、約180 Hzです。粉じんを捕集するため、直前にコロナ放電で荷電します。表示値は、質量濃度変換係数を乗じて、質量濃度にします。規定量以上の粉じんが捕集されたら、センサーを洗浄します。

（参考：『作業環境測定ガイドブック1［鉱物性粉じん・石綿・RCF］の測定の実務』（旧版））

この問題は、試験本番では得点しなければならない問題です（学習の優先度：高）。

理由：下記の通り、論点「圧電結晶板に粉じんが付着し、質量が増加すると増加分に応じて周波数が減少する性質を利用している」（過去12回中5回出題）に当てはまる選択肢から、容易に正答を割り出すことができるからです。

原理から解く：圧電天秤式の原理（過去12回中5回出題）

この区分は、過去の全回の出題にもとづく目安です。

出題頻度

この科目の過去12回のうち、同じ内容が出題された回数です（同じ回に重複しても1回と数えます。頻度は、問われている論点（同じ事実のまとまり）の出題回数です）。

1. (1)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）／同じ記述の出題：1回論点「粉じん粒子がセンサー上に均一に捕集された場合、粒子質量1μgの増加に対する周波数変化は約180Hzである」
2. (2)誤った記述正答（出題頻度が高い）：全12回中5回出題（出題確率42％）／同じ記述の出題：1回論点「圧電結晶板に粉じんが付着し、質量が増加すると増加分に応じて周波数が減少する性質を利用している」原理「圧電天秤式の原理」：全12回中5回出題
3. (3)正しい記述頻出のおとり：全12回中4回出題（出題確率33％）／同じ記述の出題：3回論点「センサー上に粉じんを捕集するため、直前にコロナ放電により粒子に荷電している」
4. (4)正しい記述頻出のおとり：全12回中3回出題（出題確率25％）／同じ記述の出題：2回論点「表示された値は直接当該粉じんの質量濃度を示すものではなく、質量濃度は、質量濃度変換係数（単位mg・m⁻³）を乗じて求めなければならない」原理「質量濃度変換係数の定義と変動要因」：全12回中10回出題
5. (5)正しい記述：全12回中2回出題（出題確率17％）論点「センサー上に規定量以上の粉じんが捕集された場合、センサーを洗浄する必要がある」