CN102686994A - 气体分析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供气体分析装置，能不受校准用气体供给管道中的校准用气体劣化的影响地进行校准。所述气体分析装置包括开关机构控制部（61），该开关机构控制部（61）接收指示开始零点校准和量程校准的校准开始信号，控制校准用气体流路（3）的开关机构（31）和零点气体流路（2）的开关机构（21），当开关机构控制部（61）从进行了上次的校准起经过了规定时间后接收到新的校准开始信号时，开关机构控制部（61）通过控制校准用气体流路（3）的开关机构（31），使得在量程校准开始前，在规定时间内使校准用气体流路（3）的开关机构（31）打开，从而将滞留在校准用气体流路（3）中的校准用气体排出。
Description
技术领域
本发明涉及能够实现优异的测量精度的气体分析装置。
背景技术
以往，当测量排气中的各种成分或在各种工序中生成或处理的各种成分的浓度时，使用非分散型红外气体分析仪（NDIR）、非分散型紫外气体分析仪（NDUV）、磁式氧分析仪、化学发光式氮氧化物分析仪（CLD式NOX仪）、氢火焰离子化检测器（FID）等各种气体分析仪（专利文献1）。具备所述气体分析仪的气体分析装置在测量前利用零点气体和校准用气体进行校准。在该校准中，首先使零点气体流过气体分析仪进行零点校准，接着使校准用气体流过气体分析仪进行量程校准（スパン校正）。
所述的零点气体和校准用气体通常填充在高压容器中，经由各气体的供给管道供给至气体分析装置，当长期未进行校准时，有时滞留在构成校准用气体供给管道的各种管道中的校准用气体的浓度产生变化，或者气体自身发生变质、劣化。
更具体而言，当校准用气体供给管道由氟树脂管或尼龙管等树脂制的管构成时，由于校准用气体或外部空气中的CO2和O2等气体透过树脂制的管，所以气体浓度会发生变化。此外，当校准用气体供给管道由不锈钢管等金属制的管构成时，有时包含在该金属中的成分（例如在不锈钢管的情况下的镍）作为催化剂起作用，会使校准用气体变质。
使用这种劣化的校准用气体即使进行校准，也不能进行准确的校准，从而导致分析结果的精度和可靠性降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2001-349812号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种气体分析装置，可以不受所述校准用气体的劣化的影响地进行校准。
解决技术问题的技术方案
即，本发明提供一种气体分析装置，其特征在于包括：气体分析仪，分析试样气体中含有的测量对象成分；校准用气体流路，能将来自校准用气体供给源的校准用气体导入所述气体分析仪，在该校准用气体流路上设有开关机构；零点气体流路，能将来自零点气体供给源的零点气体导入所述气体分析仪，在该零点气体流路上设有开关机构；以及开关机构控制部，接收校准开始信号，控制所述校准用气体流路的开关机构和所述零点气体流路的开关机构，所述校准开始信号指示开始零点校准和量程校准，其中，当所述开关机构控制部从进行了上次的校准起经过了规定时间以后接收到新的校准开始信号时，所述开关机构控制部通过控制所述校准用气体流路的开关机构，使得在量程校准开始前，在规定时间内使所述校准用气体流路的开关机构打开，从而将滞留在所述校准用气体流路中的校准用气体排出。
按照所述的气体分析装置，当从进行了上次的校准起经过了规定时间以后重新进行校准时，首先打开所述校准用气体流路的开关机构，使滞留在校准用气体供给管道和校准用气体流路中的校准用气体流出（被吹除），将校准用气体供给管道和校准用气体流路中的校准用气体置换为新的校准用气体，然后进行量程校准，因此能够进行高精度的校准，从而能够得到可靠性高的分析结果。
此外，优选的是，所述气体分析装置还包括试样气体流路，该试样气体流路能将来自试样气体供给源的试样气体导入所述气体分析仪，在该试样气体流路上设有开关机构，所述开关机构控制部也控制所述试样气体流路的开关机构，使得在量程校准结束后，使所述试样气体流路的开关机构打开。按照如上所述的气体分析装置，可以用单一的指令（校准开始信号）控制校准至分析的一系列复杂的开关机构的开关。
此外，当从进行了上次的校准起经过了规定时间以后进行新的校准时，首先打开所述校准用气体流路的开关机构，使滞留在校准用气体供给管道和校准用气体流路中的校准用气体流出（被吹除），将校准用气体供给管道和校准用气体流路中的校准用气体置换为新的校准用气体，然后进行量程校准，上述方法也是本发明的一个发明。即，本发明还提供一种气体分析装置的量程校准方法，所述气体分析装置包括：气体分析仪，分析试样气体中含有的测量对象成分；以及校准用气体流路，能将来自校准用气体供给源的校准用气体导入所述气体分析仪，在该校准用气体流路上设有开关机构，所述气体分析装置的量程校准方法的特征在于，当从进行了上次的量程校准起经过了规定时间时，使所述校准用气体流路的开关机构打开，使规定量的校准用气体流过所述校准用气体流路，将滞留在所述校准用气体流路中的校准用气体排出，然后进行量程校准。
发明效果
按照所述的本发明，由于可以进行高精度的校准，所以能够得到可靠性高的分析结果，即使试样气体中的测量对象成分的浓度低时，也可以得到高精度的分析结果。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的气体分析装置的结构图。
图2是表示与图1为相同实施方式的校准步骤的流程图。
图3是表示与图1为相同实施方式的校准用气体的浓度的图。
附图标记说明
1…气体分析装置
2…零点气体流路
21…零点气体流路的开关阀（开关机构）
3…校准用气体流路
31…校准用气体流路的开关阀（开关机构）
5…气体分析仪
61…阀控制部（开关机构控制部）
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的一个实施方式。
如图1所示，本实施方式的气体分析装置1包括：零点气体流路2；校准用气体流路3；试样气体流路4；气体分析仪5，设置在所述流路的下游、对试样气体中的测量对象成分进行分析；以及信息处理装置6。
在零点气体流路2、校准用气体流路3和试样气体流路4上分别设有开关阀21、31、41，此外，气体的供给管道112、122、132分别与各流路的导入口22、32、42连接。此外，各流路2、3、4通过所述供给管道112、122、132分别与气体供给源11、12、13连接。
各气体的供给管道112、122、132由例如氟树脂管、尼龙管等树脂制的管、或不锈钢管等金属制的管构成，长度为数十至数百米。
作为零点气体供给源11和校准用气体供给源12，分别使用将各自的气体填充在高压容器中的气体供给源，在气体分析装置1工作期间，在哪个高压容器中开关阀111、121都保持常开。
作为所述零点气体，使用例如由79vol%的N2和21vol%的O2组成的人工大气。另一方面，对应于测量对象成分，从例如CO、CO2、NOx、O2、C3H8、SO2等中适当选择作为所述校准用气体。
作为试样气体供给源13，例如可以举出各种车辆和各种工厂设备等，在气体分析装置1工作期间，设置在试样气体供给源13上的开关阀131也保持常开。
作为气体分析仪5设置有对应于测量对象成分的气体分析仪，例如，以CO、CO2作为测量对象时使用非分散型红外气体分析仪（NDIR），以硫化合物作为测量对象时使用非分散型紫外气体分析仪（NDUV），以O2作为测量对象时使用磁式氧分析仪，以NOx作为测量对象时使用化学发光式氮氧化物分析仪（CLD式NOx仪），以THC（烃）作为测量对象时使用氢火焰离子化检测器（FID）。
信息处理装置6是包括CPU、存储器、键盘等输入设备以及显示器等输出设备等的通用或专用的装置，在存储器中存储有规定的程序，通过使CPU和其外围设备按照所述的程序协同动作，信息处理装置6作为阀控制部61、计算处理部62等发挥作用。
阀控制部61接收校准开始信号，分别控制零点气体流路2、校准用气体流路3和试样气体流路4的开关阀21、31、41，所述校准开始信号指示开始使用零点气体和校准用气体的校准。在从接收到上次的校准开始信号起经过了规定时间后接收到新的校准开始信号时，阀控制部61控制校准用气体流路3的开关阀21和零点气体流路2的开关阀21，使得在校准用气体流路3的开关阀31打开规定时间以上之后，打开零点气体流路2的开关阀21。在此，具体而言，校准开始信号是来自操作者的输入或来自其他装置的触发信号等。
计算处理部62从气体分析仪5取得分析数据，进行规定的计算处理，从而计算出测量对象成分的浓度。
接着，参照图2所示的流程图说明所述结构的气体分析装置1的校准步骤。
首先，在气体分析装置1分析测量对象成分的状态下，试样气体流路4的开关阀41打开，另一方面，零点气体流路2的开关阀21和校准用气体流路3的开关阀31关闭（步骤S1）。
而后，如果阀控制部61接收到来自操作者的输入或来自其他装置的触发信号等校准开始信号（步骤S2），则判断从接收到上次的校准开始信号起是否经过了规定时间A（步骤S3）。
在此，规定时间A是根据构成校准用气体供给管道122的管的材料及其长度、校准用气体的种类等而预设的一定时间，例如，当校准用气体供给管道122由氟树脂制的管构成时，规定时间A为90分钟～2小时左右。另外，该规定时间A在暂时设定之后也可以变更。
而后，当经过了规定时间A时，阀控制部61以如下方式控制各开关阀21、31、41。即，首先，关闭试样气体流路4的开关阀41（步骤S4）。接着，在规定时间B内，打开校准用气体流路3的开关阀31，从而将滞留在校准用气体供给管道122和校准用气体流路3中的校准用气体向气体分析装置1外排出（吹除），并将校准用气体供给管道122和校准用气体流路3中的校准用气体置换为新的校准用气体（步骤S5）。另外，该规定时间B是对应于校准用气体供给管道122和校准用气体流路3的长度以及校准用气体的流速（压力）等而预设的一定时间。
而后，经过规定时间B后，关闭校准用气体流路3的开关阀31，然后打开零点气体流路2的开关阀21进行零点校准（步骤S6），零点校准结束后，关闭零点气体流路2的开关阀21，接着打开校准用气体流路3的开关阀31进行量程校准（步骤S7）。
另一方面，在未经过了规定时间A时，阀控制部61以如下方式控制各开关阀21、31、41。即，在关闭试样气体流路4的开关阀41（步骤S8）后，立刻打开零点气体流路2的开关阀21进行零点校准（步骤S9），在零点校准结束后，关闭零点气体流路2的开关阀21，接着打开校准用气体流路3的开关阀31进行量程校准（步骤S10）。
此外，不论哪种情况，都在量程校准结束后，关闭校准用气体流路3的开关阀31，然后打开试样气体流路4的开关阀41，开始对含在试样气体中的测量对象成分进行分析。
如果从上次的校准起经过了规定时间后如上所述进行新的校准，并测量校准用气体的浓度，则得到图3所示的图。如该图所示，由于在规定时间内滞留在校准用气体供给管道122中的校准用气体发生了劣化，所以即使原样使用所述校准用气体进行量程校准也不能进行准确的校准。另外，在图3所示的方式中，在上次校准之后未进行试样气体的分析。此外，在打开零点气体流路2的开关阀21使零点气体开始流动起经过一定时间从而将校准用气体向气体分析装置1外充分排出之后，进行零点校准。
按照如上构成的本实施方式的气体分析装置1，在从接收到上次的校准开始信号起经过规定时间后接收到新的校准开始信号时，首先将校准用气体流路3的开关阀31打开规定时间以上，从而使滞留在校准用气体供给管道122和校准用气体流路3中的校准用气体流出（被吹除），从而将校准用气体供给管道122和校准用气体流路3中的校准用气体置换为新的校准用气体，然后进行校准。因此，由于可以进行高精度的校准，所以能得到可靠性高的分析结果。
另外，本发明不限于所述实施方式。
例如，本发明的气体分析装置可以具备多个种类的气体分析仪。
所述实施方式的计算处理部的功能也可以由外部的信息处理装置承担。
在所述实施方式中，滞留的校准用气体也经由气体分析仪排出到装置外，但是也可以另外设置用于将滞留的校准用气体排出到装置外的分支路。
此外，可以将所述实施方式和变形实施方式的一部分或全部进行适当组合，也可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变形。
工业实用性
按照本发明，通过进行高精度的校准，能够得到可靠性高的分析结果，即使在试样气体中的测量对象成分的浓度低时，也可以得到高精度的分析结果。
Claims (3)
1.一种气体分析装置，其特征在于包括：
气体分析仪，分析试样气体中含有的测量对象成分；
校准用气体流路，能将来自校准用气体供给源的校准用气体导入所述气体分析仪，在该校准用气体流路上设有开关机构；
零点气体流路，能将来自零点气体供给源的零点气体导入所述气体分析仪，在该零点气体流路上设有开关机构；以及
开关机构控制部，接收校准开始信号，控制所述校准用气体流路的开关机构和所述零点气体流路的开关机构，所述校准开始信号指示开始零点校准和量程校准，其中，
当所述开关机构控制部从进行了上次的校准起经过了规定时间以后接收到新的校准开始信号时，所述开关机构控制部通过控制所述校准用气体流路的开关机构，使得在量程校准开始前，在规定时间内使所述校准用气体流路的开关机构打开，从而将滞留在所述校准用气体流路中的校准用气体排出。
2.根据权利要求1所述的气体分析装置，其特征在于，
所述气体分析装置还包括试样气体流路，该试样气体流路能将来自试样气体供给源的试样气体导入所述气体分析仪，在该试样气体流路上设有开关机构，
所述开关机构控制部也控制所述试样气体流路的开关机构，使得在量程校准结束后，使所述试样气体流路的开关机构打开。
3.一种气体分析装置的量程校准方法，所述气体分析装置包括：气体分析仪，分析试样气体中含有的测量对象成分；以及校准用气体流路，能将来自校准用气体供给源的校准用气体导入所述气体分析仪，在该校准用气体流路上设有开关机构，所述气体分析装置的量程校准方法的特征在于，
当从进行了上次的量程校准起经过了规定时间时，使所述校准用气体流路的开关机构打开，使规定量的校准用气体流过所述校准用气体流路，将滞留在所述校准用气体流路中的校准用气体排出，然后进行量程校准。
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