vol％ ppm ％LELの意味！ガス濃度例と単位換算

「vol％」「ppm」「％LEL」の意味とは？ガスの濃度や単位換算ってわかりにくいですよね。
今回はガス濃度や単位換算を例を用いて分かりやすく解説していきます。
また最後には「ガスの基礎知識」の資料をダウンロードしていただけます。

vol％(ボリュームパーセント)の意味とガスの単位

vol%(ボリュームパーセント)の意味とガスの単位について解説していきます。

vol％のガスの単位の意味

まずvol%(ボリュームパーセント)のガスの単位の意味ですが、これは「体積におけるガス濃度」のことです。
例えば、100cm3の気体中に●●のガスが含まれている場合、このガス濃度は●●vol％と表されます。基本的には一般的に使用される%の意味と同じ意味合いです。

vol％のガスの単位の濃度例について

vol%のガスの単位が通常よく使われるのは、比較的ガスの濃度の割合が高いものを計測する場合です。
例えば、酸素は自然の環境下では空気中の割合が約21％と比較的高いためガスの単位は「vol%」が使われます。
これをvol％で表すと酸素は「約21vol％」となります。

vol％のガスの単位換算例

vol%のガスの単位を単位換算して、ppmで表すと以下になります。
空気中の酸素割合が「21vol%」の場合、ppmに換算すると「210,000ppm」になります。
このように、vol%からppmに単位変換した場合は桁数が多くなりすぎて見づらくなるため、比較的ガス濃度の割合が高いものは「vol%」を使用したほうが見やすくなります。

それでは次にppmについて説明します。

ppm(ピーピーエム)の意味と単位

ppm(ピーピーエム)の意味とガスの単位について解説していきます。

ppmのガスの単位の意味

ppm(ピーピーエム)の単位の意味ですが、これは100万分の1（parts per million)という意味です。
したがって1vol% = 10,000ppmとなります。

ppmの濃度例について

ppmというガスの単位が通常よく使われるのは、比較的ガスの濃度が低いものを計測する場合です。
例えば、毒ガスなどのように比較的ガスの濃度が低くても生物への影響が大きいものを計測する場合は、細かく濃度値を管理する必要があるのでppmが使われる場合が多いです。
例を出すと、事故のリスクがある一酸化炭素についての許容濃度はppmのガスの単位が使われており、厚生労働省のガイドラインによると一酸化炭素の許容濃度は50ppmです。

ppmの単位換算例

ppmをvol%に単位換算した場合を、一酸化炭素ガスの許容濃度で表すと、
一酸化炭素ガスの許容濃度「50ppm」＝「0.005vol%」になります。
これもvol%のときと同様に意味はあっているが直感的に分かりにくくなるため、ガス濃度を細かく管理する必要がある場合は「ppm」を使用することが多いです。

%LELとppmの単位変換の例を見ていきます。
水素ガスの「100％LEL」＝「4vol%」=「40,000ppm」となります。

それでは％LELとはなんなのか？を次で説明します。

％LEL(パーセントエルイーエル)の意味とガスの単位変換

%LEL(パーセントエルイーエル)の意味とガスの単位について解説していきます。

％LELのガスの単位の意味

%LEL(パーセントエルイーエル)のガスの単位の意味を解説していきます。
まずLELですが、これは「Lower Explosion Limit」の略称で対象ガスの爆発下限界を表しています。
％LELは対象ガスの爆発下限濃度（LEL）を100％とした場合の濃度のことを表す単位です。
要するに、その値以上のガスが空気中に含まれている場合、爆発が起こる可能性がある濃度ということです。ちなみにUEL（Upper Explosion Limit）というものもあり、これは爆発上限界濃度のことで、すなわちLELの値とUELの値の間の濃度値になった場合、爆発する可能性があるということです。
この爆発下限界濃度および爆発上限界濃度は、ガス種によって異なります。

％LELのガス濃度例について

％LELのガスの単位が通常よく使われるのは、爆発の可能性がある可燃性ガスを計測する場合です。
水素ガスの場合、爆発下限界濃度は4vol%で、これが水素ガスの100％LELとなります。
したがって、水素ガスの場合4vol% = 100%LELとなるので、水素ガス1vol%は25％LELとなります。

出典：フィガロ技研株式会社 -「ガスに関する基礎知識」
https://www.figaro.co.jp/knowledge/inflammablegas.html

％LELのガスの単位換算例

%LELのガスの単位換算を2つの例で紹介します。
メタンガスの爆発下限界濃度は5.0vol%なので、メタンガス1vol%は20%LELとなります。
プロパンガスの爆発下限界濃度は2.1vol%なので、プロパンガス1vol%は約47.6%LELとなります。
このように％LELは対象となるガスの種類によって異なります。

vol％ ppm ％LELの意味！ガス濃度例と単位換算のまとめ

vol%やppm、%LELなどのガスに関する言葉の意味を例を用いて説明してきましが、いかがでしたでしょうか？

簡単に各単位の意味をまとめると、比較的濃度の高いものを計測する場合は「vol%」、濃度値を細かく管理する必要がある場合は「ppm」が使われます。％LELについてはこの値以上の濃度のガスがあれば爆発する可能性があり、同じ1vol％の値でも％LELに換算した場合、ガスの種類によって値が異なるということでした。

またVol%とppmの単位の使い分けですが、例えば「170cm」の身長を「0.0017Km」で表すと意味はあっていますが分かりづらいのと同様、「50ppm」と表すところを「0.005vol%」と表すとピンときませんよね。
このようにppmで表すところをvol%で表したりせず、状況に応じて適切な単位を使用しましょう。

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