CN116818992A - 气体分析装置及校正气体供给方法 - Google Patents

气体分析装置及校正气体供给方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116818992A
CN116818992A CN202310205732.3A CN202310205732A CN116818992A CN 116818992 A CN116818992 A CN 116818992A CN 202310205732 A CN202310205732 A CN 202310205732A CN 116818992 A CN116818992 A CN 116818992A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
flow rate
correction
supply
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310205732.3A
Other languages
English (en)
Inventor
板桥亨久
北尾拓也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Publication of CN116818992A publication Critical patent/CN116818992A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0006—Calibrating gas analysers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011—Sample conditioning
    • G01N33/0016—Sample conditioning by regulating a physical variable, e.g. pressure or temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011—Sample conditioning
    • G01N33/0018—Sample conditioning by diluting a gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047—Organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明涉及气体分析系统(1)，抑制校正气体所含的对象成分吸附在到达测量部前的管路内，向测量部供给准确浓度的校正气体。具备测量部(2)、向测量部(2)供给校正气体的校正气体供给部(4)和控制部(76)。校正气体供给部(4)具备：源气体气瓶(44)、稀释气体气瓶(46)、使源气体和稀释气体合流的合流部(74)、用于调节源气体气瓶(44)的供给压力的调节器(48)、用于控制稀释气体的供给流量的流量调节机构(70)，来自源气体气瓶(44)的源气体的供给流量仅由调节器(48)调节。控制部(76)基于被固定为规定压力的源气体的供给压力，仅通过流量调节机构(70)将校正气体中的对象成分的浓度调节为目标浓度。

Description

气体分析装置及校正气体供给方法
技术领域
本发明涉及气体分析装置及校正气体供给方法。
背景技术
作为测量气体中包含的特定成分的浓度的装置而存在各种装置，但无论哪种装置，都需要示出检测器的信号与特定成分的浓度的关系的标准曲线。为了生成标准曲线，需要使用特定成分浓度已知的校正气体来进行测量值的校正(参照专利文献1)。
但是，作为大气污染物质的代表性物质有BTX(B：苯、T：甲苯、X：二甲苯)，但大气中包含的BTX极其微量。因此，为了测量大气中的BTX的浓度，在测量值的校正中必须使用BTX的浓度非常低的校正气体。另一方面，能够填充在气瓶中的BTX的源气体的浓度通常下限为10ppm左右，在需要比其更低浓度的校正气体的情况下，需要将源气体由N2(氮)气体等稀释气体稀释来生成所需浓度的校正气体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-304213号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
BTX等物质的沸点比其他物质高(例如，苯的沸点约为80℃，二甲苯的沸点约为140℃)，常温下容易液化，容易吸附在管路的内壁等。特别是，在测量大气中的BTX等的气体测量装置中，需要使用仅包含低浓度的BTX等对象成分的校正气体，但若在到达测量部之前的管路内发生对象成分的吸附，则导入到测量部的校正气体的对象成分的浓度比所期望的浓度低，因此无法进行准确的校正。
因此，本发明的目的在于抑制校正气体中包含的对象成分吸附在到达测量部之前的管路内，从而向测量部供给准确浓度的校正气体。
用于解决上述技术问题的方案
在稀释包含BTX等高沸点物质的源气体而生成低浓度的校正气体的情况下，为了使源气体和稀释气体的流量比与所期望的稀释倍率对应，通常使用流量控制器(例如，质量流量控制器)控制源气体和稀释气体各自的流量。在此，本发明人等发现，流量控制器内部的流路构成较为复杂，在流量控制器内容易形成气体的流速变得极端缓慢的部分，在该部分容易吸附对象成分。因此，本发明人等提出了以下想法：通过从校正气体的生成中所使用的源气体的流通路径上去除流量控制器，从而能够简化源气体的流通路径的流路构成，并且能够生成所期望的浓度的校正气体。本发明是基于这样的想法而完成的。即，本发明的概要如下。
本发明的气体分析装置具备：测量部，用于测量气体中的对象成分的浓度；校正气体供给部，用于向所述测量部供给在所述测量部的测量值的校正中使用的校正气体；控制部，控制所述测量部及所述校正气体供给部的动作。所述校正气体供给部具备：源气体气瓶，供给以已知浓度包含所述对象成分的源气体；稀释气体气瓶，供给用于稀释所述源气体的稀释气体；合流部，使从所述源气体气瓶供给的所述源气体和从所述稀释气体气瓶供给的所述稀释气体合流而生成所述校正气体；调节器，设置在所述源气体气瓶与所述合流部之间，用于调节从所述源气体气瓶向所述合流部供给的所述源气体的供给压力；流量调节机构，设置在所述稀释气体气瓶与所述合流部之间，用于控制从所述稀释气体气瓶向所述合流部供给的所述稀释气体的流量。来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给流量仅通过所述调节器调节。所述控制部构成为，在从所述校正气体供给部向所述测量部供给所述校正气体时，在将所述源气体的供给压力通过所述调节器而以与所述校正气体中的所述对象成分的目标浓度无关的规定压力固定的状态下，基于被固定为所述规定压力的所述源气体的供给压力，仅通过所述流量调节机构将所述校正气体中的所述对象成分的浓度调节为所述目标浓度，所述气体分析装置构成为，仅提取在所述合流部中被调节为所述目标浓度的所述校正气体中的分析所需要的流量，在所述测量部的测量中使用。
本发明的校正气体供给方法是使以已知浓度包含对象成分的源气体和用于稀释所述源气体的稀释气体在合流部中合流而生成校正气体，向用于测量气体中的所述对象成分的浓度的测量部供给所述校正气体的校正气体供给方法。该方法依次具备如下步骤：源气体供给步骤，在仅通过调节器将来自供给所述源气体的源气体气瓶的所述源气体的供给压力固定为规定压力的状态下，向所述合流部供给所述源气体；流量算出步骤，基于被固定为所述规定压力的来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给压力，算出用于使在所述合流部中生成的所述校正气体中的所述对象成分的浓度成为目标浓度的所述稀释气体的必要流量；流量控制步骤，通过流量调节机构控制来自所述稀释气体气瓶的所述稀释气体的供给流量，以使从所述稀释气体气瓶向所述合流部供给的所述稀释气体的流量成为在所述流量算出步骤中算出的所述必要流量；校正气体提取步骤，提取在所述合流部中所述对象成分的浓度被调节为所述目标浓度的校正气体中的规定流量，用于所述测量部中的测量。
发明效果
在本发明的气体分析装置中，构成为通过固定包含对象成分的源气体的供给压力的同时控制稀释气体的流量的方法，将从校正气体供给部向测量部供给的校正气体的对象成分浓度调节为目标浓度。通过这样的构成，由于在源气体的流通路径上不存在流量控制器，因此对象成分不会吸附在流量控制器的管路内，能够向测量部供给准确浓度的校正气体。
在本发明的校正气体供给方法中，在向测量部供给校正气体时，仅通过调节器固定源气体的供给压力，并通过流量调节机构控制稀释气体的流量，从而将校正气体的对象成分浓度调节为目标浓度。由此，无需在源气体的流通路径上配置流量控制器，能够防止对象成分吸附在流量控制器的管路内，能够向测量部供给准确浓度的校正气体。
附图说明
图1是示出气体分析系统的一实施例的概略构成图。
图2是用于说明在该实施例中，将稀释而生成的校正气体中的对象成分捕集到捕集管时的校正气体的流动的图。
图3是用于说明在该实施例中，将未稀释的校正气体中的对象成分捕集到捕集管时的校正气体的流动的图。
图4是用于说明在该实施例中，将样品气体中的对象成分捕集到捕集管时的校正气体的流动的图。
图5是用于说明在该实施例中，进行捕集到捕集管的对象成分的测量时的气体的流动的图。
图6是示出在该实施例中的校正气体供给部的校正气体生成动作的一例的流程图。
图7是示出计算将校正气体供给部的源气体气瓶的供给压力设为规定压力时的源气体的流量(既定流量)的动作的一例的流程图。
图8是示出计算既定流量的动作的其他例子的流程图。
图9是用于说明气体分析系统的校正气体供给部的流路构成的变形例的流路构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的气体分析系统及校正气体供给方法的一实施例进行说明。
如图1所示，气体分析系统1具备测量部2、校正气体供给部4、控制部76及流量存储部78。在该实施例中，测量部2是气相色谱仪，测量的对象成分例如是包含在大气中的BTX。
测量部2具备分支部10、多通阀12、捕集管14、第1分离柱16、第2分离柱18、检测器20及抽吸泵22。
在分支部10连接有样品气体流路6、校正气体流路8、导入流路24及排出流路40。样品气体流路6是用于向测量部2供给样品气体的流路。校正气体流路8是用于从校正气体供给部4向测量部2供给校正气体的流路。导入流路24是通过样品气体流路6供给的样品气体或通过校正气体流路8供给的校正气体流动的流路，与多通阀12的一个端口a连接。排出流路40是用于将从校正气体供给部4供给的校正气体的一部分向外部排出的流路。在排出流路40上设置有截止阀42。分支部10可以是将多个管路相互连接的接头，也可以是多通阀等切换机构。
捕集管14用于捕集通过导入流路24导入的样品气体及校正气体中包含的对象成分，设置在捕集流路26上。捕集流路26的一端连接至多通阀12的端口中与连接有导入流路24的端口a相邻的端口j，捕集流路26的另一端连接至多通阀12的端口中与连接有抽吸流路32的端口b相邻的端口c。在抽吸流路32上设置有抽吸泵22。在多通阀12中连接有导入流路24的端口a与连接有抽吸流路32的端口b彼此相邻。
第1分离柱16及第2分离柱18分别用于分离样品气体及校正气体中的对象成分。第1分离柱16设置在第1分离流路28上，第2分离柱18设置在第2分离流路30上。第1分离流路28的一端与多通阀12的端口i连接，第1分离流路28的另一端与多通阀12的端口e连接。
在多通阀12中，连接有第1分离流路28的一端的端口i位于连接有捕集流路26的一端的端口j与连接有排液流路38的端口h之间，连接有第1分离流路28的另一端的端口e位于连接有第1载气流路34的端口d与连接有第2分离流路30的上游端的端口f之间。在多通阀12中，位于连接有第2分离流路30的上游端的端口f与连接有排液流路38的端口h之间的端口g连接至第2载气流路36。第2分离流路30的下游端通向检测器20。第1载气流路34及第2载气流路36是用于供给载气(例如氮气)的流路。
多通阀12是双位阀，能够切换为使端口a-j间、b-c间、d-e间、f-g间及h-i间连通的第1状态(图1的状态)及使端口a-b间、c-d间、e-f间、g-h间及i-j间连通的第2状态(图4的状态)中的任一状态。
检测器20输出与从第1分离柱16及第2分离柱18洗脱的对象成分的浓度对应的信号。检测器20的种类没有特别限定，但除了F I D(氢火焰离子化检测器)以外，还能够使用TCD(热导率检测器)等作为检测器20。
校正气体供给部4构成为能够向测量部2供给以所期望的浓度包含对象成分的校正气体。在校正气体供给部4中设置有供给以已知浓度包含对象成分的源气体的源气体气瓶44、及供给用于稀释源气体的稀释气体(例如氮气)的稀释气体气瓶46。
在源气体气瓶44的出口设置有用于调节供给压力的调节器48，在调节器48的下游连接有源气体流路50。源气体流路50分支为稀释用流路52、无稀释用流路54及吹扫用流路64。在稀释用流路52上设置有截止阀56及阻力管58，在无稀释用流路54上设置有截止阀60及阻力管62，在吹扫用流路64上设置有截止阀66。稀释用流路52、无稀释用流路54及吹扫用流路64分别通过截止阀56、60及66开闭。稀释用流路52是在通过稀释气体稀释来自源气体气瓶44的源气体而制成校正气体时使用的流路，无稀释流路54是在不稀释来自源气体气瓶44的源气体而制成校正气体时使用的流路。设置在无稀释用流路54上的阻力管62的流路阻力比设置在稀释用流路52上的阻力管58的流路阻力小。因此，在不稀释源气体而制成校正气体的情况下，与稀释源气体而制成校正气体的情况相比，能够以更高的流量使源气体流动。
在稀释气体气瓶46的出口设置有用于调节供给压力的调节器68，在调节器68的下游连接有稀释气体流路69。在稀释气体流路69上设置有作为流量调节机构的压力控制器70及阻力管72。流经稀释气体流路69的稀释气体的流量通过压力控制器70控制。另外，也能够使用质量流量控制器等流量控制器来代替压力控制器70。
稀释用流路52、无稀释用流路54及稀释气体流路69在合流部74中合流，与分支部10流体连接。
在校正气体供给部4中，通过在校正气体的供给结束后打开吹扫用流路64的截止阀66，能够将位于从源气体气瓶44到截止阀56及60之间的流路内的气体向外部吹扫。另外，在图1中，以与无稀释用流路54分支的方式设置有吹扫用流路64，但即使将吹扫用流路64设置在另外的位置，也能够发挥同等的功能。在图9所示的变形例中，以在截止阀56与阻力管58之间的位置从稀释用流路52分支的方式设置有吹扫用流路64。由于阻力管58的流路阻力比阻力管62大，因此即使在通过了稀释用流路52的源气体的供给结束而关闭截止阀56后，截止阀56与阻力管58之间也维持在高压，源气体有可能因此而向分支部10侧泄漏。如图9的例子那样若以在截止阀56与阻力管58之间的位置从稀释用流路52分支的方式设置吹扫用流路64，则在通过了稀释用流路52的源气体的供给结束后稍微打开截止阀66，就能够去除截止阀56与阻力管58之间的剩余压力。另外，源气体流路50的吹扫能够通过同时打开截止阀56及66来进行。
在此，为了抑制在设置于稀释用流路52及无稀释用流路54的阻力管58及62的内部吸附源气体中的对象成分，优选通过某种加热元件将阻力管58及62加热至一定温度以上(例如80℃)。在该实施例中，测量部2是气相色谱仪，由于具备用于对第1分离柱16及第2分离柱18进行加热并控制为恒定的柱温箱(省略图示)，因此能够将阻力管58及62与第1分离柱16及第2分离柱18一并收容在柱温箱内进行加热。即，气相色谱仪2的柱温箱能够用作加热阻力管58及62的加热元件。
接着，使用图2～图5对进行校正气体及样品气体中的对象成分的测量时的动作进行说明。
从校正气体供给部4向测量部2供给被稀释气体稀释后的源气体作为校正气体时，如图2所示，通过稀释用流路52向合流部74供给源气体，通过稀释气体流路69向合流部74供给稀释气体。源气体在合流部74中被稀释气体稀释而成为校正气体，通过校正气体流路8而供给到测量部2。在测量部2中，使多通阀12成为串联连接导入流路24、捕集流路26及抽吸流路32的第1状态。此时，使抽吸泵22动作以仅将被供给至分支部10的校正气体中的规定流量引入捕集流路26，将校正气体中的对象成分捕集到捕集管14。被供给至分支部10的校正气体中未被引入捕集流路26的部分通过排出流路40向外部排出。另外，对校正气体供给部4中的校正气体的对象成分浓度的调节将在后面叙述。
在将源气体不稀释而作为校正气体从校正气体供给部4向测量部2供给时，如图3所示，通过无稀释用流路54及校正气体流路8而仅将源气体供给至测量部2。在测量部2中，使多通阀12成为串联连接导入流路24、捕集流路26及抽吸流路32的第1状态。此时，使抽吸泵22动作以仅将被供给至分支部10的校正气体中的规定流量引入捕集流路26，将校正气体中的对象成分捕集到捕集管14。被供给至分支部10的校正气体中未被引入捕集流路26的部分通过排出流路40向外部排出。
此外，在向测量部2导入样品气体时，如图4所示，使多通阀12成为串联连接导入流路24、捕集流路26及抽吸流路32的第1状态。此时，使抽吸泵22动作以使样品气体以规定流量被引入捕集流路26，将样品气体中的对象成分捕集到捕集管14。
如图5所示，通过图2～图4的动作而对捕集到捕集管14的校正气体中的对象成分或样品气体中的对象成分的测量如下地进行：使多通阀12成为串联连接第1载气流路34、捕集流路26、第1分离流路28及第2分离流路30的第2状态，并从第1载气流路34供给载气。捕集到捕集管14的对象成分通过从第1载气流路34供给的载气而向第1分离柱16及第2分离柱18输送，在第1分离柱16及第2分离柱18中各个成分随时间被分离而洗脱，并被导入到检测器20从而获取基于各自的浓度的信号。
接着，除了图1还使用图6的流程图对校正气体供给部4中的校正气体的对象成分浓度的调节进行说明。
在从校正气体供给部4向测量部2供给校正气体时，控制部76设定校正气体中的对象成分的目标浓度(步骤101)。以使源气体的供给压力成为规定压力的方式来调节设置在源气体气瓶44的出口处的调节器48(步骤102)。调节器48的调节可以由控制部76自动进行，也可以由用户手动进行。源气体气瓶44的供给压力被调节为规定压力时的源气体的供给流量作为既定流量而存储在流量存储部78中。存储在流量存储部78中的既定流量是通过预先执行的流量计算动作计算出的。对流量计算动作将在后面叙述。
控制部76以从源气体气瓶44向合流部74供给的源气体的流量是存储在流量存储部78中的既定流量作为前提，计算用于使在合流部74中生成的校正气体中的对象成分浓度为目标浓度的稀释气体的必要流量(步骤103)。然后，控制部76通过压力控制器70将供给到合流部74的稀释气体的流量控制为通过计算求出的必要流量(步骤104)。
如上所述，控制部76在保持来自源气体气瓶44的供给压力及供给流量为恒定的同时，通过压力控制器70仅控制稀释气体的流量，从而将从校正气体供给部4向测量部2供给的校正气体的对象成分浓度控制为目标浓度。
在此，对于计算通过调节器48将源气体气瓶44的供给压力调节为规定压力时的源气体的流量(既定流量V0)的既定流量计算动作的一例，除了图1还使用图7的流程图进行说明。
控制部76构成为能够执行用于计算既定流量的既定流量计算模式，在执行既定流量计算模式时执行下述动作。
(源气体测量)
通过调节器48将源气体气瓶44的供给压力调节为规定压力。控制部76使来自稀释气体气瓶46的稀释气体的供给流量为零，使未稀释的源气体在捕集流路26中以规定流量流动一定时间而将源气体中的对象成分捕集到捕集管14后，通过载气将捕集到的对象成分导入检测器20，通过检测器20获取测量值A0(步骤201)。
(第1校正气体测量)
控制部76在源气体气瓶44的供给压力被调节为规定压力的状态下，通过流量控制器70将稀释气体的供给流量控制为V1，生成具有第1对象成分浓度的第1校正气体。然后，控制部76在捕集流路26中使生成的第1校正气体以规定流量流动一定时间而将第1校正气体中的对象成分捕集到捕集管14后，通过载气将捕集到的对象成分导入检测器20，通过检测器20获取测量值A1(步骤202)。
控制部76通过将上述的第1校正气体测量中的稀释气体的供给流量V1、源气体测量及第1校正气体测量的各自的测量值A0、A1的值代入下式(1)，计算将源气体气瓶44的供给压力调节为规定压力时的源气体的流量V0(既定流量)(步骤203)。
V0＝V1(A1/(A0-A1)) (1)
控制部76将使用上述式(1)计算出的既定流量V0的值存储在流量存储部78中。
在此，上述(1)式从在测量值A0、A1、既定流量V0、供给流量V1之间理论上成立的下式(2)导出。
A1＝A0·(V0/(V0+V1)) (2)
图8是表示既定流量计算动作的其他例子的流程图。
在该例的既定流量计算动作中，代替源气体测量而执行后述的第2校正气体测量。即，执行上述的第1校正气体测量(步骤301)和后述的第2校正气体测量(步骤302)，使用通过这些测量得到的测量值计算既定流量V0(步骤303)。
(第2校正气体测量)
第1校正气体测量(步骤301)结束后，控制部76在源气体气瓶44的供给压力被调节为规定压力的状态下，通过压力控制器70将稀释气体的供给流量控制为V2，生成具有第2对象成分浓度的第2校正气体。然后，控制部76在捕集流路26中使生成的第2校正气体以规定流量流动一定时间，将第2校正气体中的对象成分捕集到捕集管14后，通过载气将捕集到的对象成分导入检测器20，通过检测器20获取测量值A2(步骤302)。
控制部76通过将上述的第1校正气体测量及第2校正气体测量中的稀释气体的供给流量V1、V2和各自的测量的测量值A1、A2的值代入下式(3)，计算将源气体气瓶44的供给压力调节为规定压力时的源气体的流量V0(既定流量)(步骤303)。
V0＝(A1V1-A2V2)/(A2-A1) (3)
控制部76将使用上述式(3)计算出的既定流量V0的值存储在流量存储部78中。
在此，上述式(3)如下导出。
若将向测量部2仅供给源气体而得到的测量值设为A0，则由上述的第1校正气体测量得到的测量值A1能够使用A0、既定流量V0、供给流量V1而以下述(2)式表示。
A1＝A0·(V0/(V0+V1)) (4)
该(4)式与上述(2)式相同。
同样，由上述的第2校正气体测量得到的测量值A2能够使用A0、既定流量V0、供给流量V2而以下述(5)式表示。
A2＝A0·(V0/(V0+V2)) (5)
若以从上述(4)、(5)式中消除A0的方式对V0进行整理，则成为上述(3)式。即，将源气体气瓶44的供给压力调节为规定压力时的源气体的流量V0，能够通过使用第1校正气体测量及第2校正气体测量这2个测量中的稀释气体的供给流量V1、V2和测量值A1、A2进行计算而求出。
以上说明的实施例只是本发明的气体分析系统及校正气体供给方法的实施方式的一例。本发明的气体分析系统及校正气体供给方法的实施方式如下所示。
在本发明的气体分析系统的一实施方式中，具备：
测量部，用于测量气体中的对象成分的浓度；
校正气体供给部，用于向所述测量部供给在所述测量部的测量值的校正中使用的校正气体；
控制部，控制所述测量部及所述校正气体供给部的动作，
所述校正气体供给部具备：
源气体气瓶，供给以已知浓度包含所述对象成分的源气体；
稀释气体气瓶，供给用于稀释所述源气体的稀释气体；
合流部，使从所述源气体气瓶供给的所述源气体和从所述稀释气体气瓶供给的所述稀释气体合流而生成所述校正气体；
调节器，设置在所述源气体气瓶与所述合流部之间，用于调节从所述源气体气瓶向所述合流部供给的所述源气体的供给压力；
流量调节机构，设置在所述稀释气体气瓶与所述合流部之间，用于控制从所述稀释气体气瓶向所述合流部供给的所述稀释气体的流量，
来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给流量仅通过所述调节器调节，
所述控制部构成为，在从所述校正气体供给部向所述测量部供给所述校正气体时，在将所述源气体的供给压力通过所述调节器而以与所述校正气体中的所述对象成分的目标浓度无关的规定压力固定的状态下，基于被固定为所述规定压力的所述源气体的供给压力，仅通过所述流量调节机构将所述校正气体中的所述对象成分的浓度调节为所述目标浓度，
所述气体分析装置构成为，仅提取在所述合流部中被调节为所述目标浓度的所述校正气体中的分析所需要的流量，在所述测量部的测量中使用。
在本发明的气体分析系统的一实施方式的第1方案中，还具备流量存储部，将来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给压力为所述规定压力时的向所述合流部的所述源气体的供给流量作为既定流量V0进行存储，
所述控制部构成为，在从所述校正气体供给部向所述测量部供给所述校正气体时，基于存储在所述流量存储部中的所述既定流量V0，计算为了使所述校正气体中的所述对象成分的浓度为所述目标浓度而需要的所述稀释气体的供给流量，通过所述流量调节机构供给计算出的流量的所述稀释气体。
在本发明的气体分析系统的一实施方式的第2方案中，所述控制部在执行用于求出所述既定流量V0的既定流量计算模式时，构成为执行如下步骤：
源气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，使从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量为0，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述源气体时的所述测量部的测量值A0；
第1校正气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
计算步骤，在所述源气体测量步骤及所述第1校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝V1(A1/(A0-A1))
计算所述既定流量V0，
所述流量存储部构成为存储在所述计算步骤中计算出的所述既定流量V0。另外，该第2方案能够与上述第1方案组合。
在本发明的气体分析系统的一实施方式的第3方案中，所述控制部在执行用于求出所述既定流量V0的既定流量计算模式时，构成为执行如下步骤：
第1校正气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
第2校正气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第2流量V2而生成第2校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第2校正气体时的所述测量部的测量值A2；
计算步骤，在所述第1校正气体测量步骤及所述第2校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝(A1V1-A2V2)/(A2-A1)
计算所述既定流量V0，
所述流量存储部构成为存储在所述计算步骤中计算出的所述既定流量V0。
另外，该第3方案能够与上述第1方案组合。
在本发明的气体分析系统的一实施方式的第4方案中，所述校正气体供给部具备设置在所述调节器的下游的阻力管，所述气体分析系统具备对所述阻力管进行加热的加热元件。由此，能够抑制源气体中的对象成分吸附在阻力管内。
另外，该第3方案能够与上述第1方案及/或第2方案和第3方案中的任一方案组合。
在上述第4方案中，在所述测量部为具备用于将气体中的测量对象成分与其他成分分离的分离柱、及用于将所述分离柱收容在内部而将所述分离柱的温度控制在规定温度的柱温箱的气相色谱仪的情况下，所述校正气体供给部的所述阻力管能够收容在作为所述加热元件的所述柱温箱内。由此，能够使构成气相色谱仪的柱温箱发挥作为用于加热阻力管的加热元件的功能，无需设置新的加热元件。
在本发明的校正气体供给方法的一实施方式中，使以已知浓度包含对象成分的源气体和用于稀释所述源气体的稀释气体在合流部中合流而生成校正气体，向用于测量气体中的所述对象成分的浓度的测量部供给所述校正气体，该校正气体供给方法依次具备如下步骤：
源气体供给步骤，在仅通过调节器将来自供给所述源气体的源气体气瓶的所述源气体的供给压力固定为规定压力的状态下，向所述合流部供给所述源气体；
流量算出步骤，基于被固定为所述规定压力的来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给压力，算出用于使在所述合流部中生成的所述校正气体中的所述对象成分的浓度成为目标浓度的所述稀释气体的必要流量；
流量控制步骤，通过流量调节机构控制来自所述稀释气体气瓶的所述稀释气体的供给流量，以使从稀释气体气瓶向所述合流部供给的所述稀释气体的流量成为在所述流量算出步骤中算出的所述必要流量；
校正气体提取步骤，提取在所述合流部中所述对象成分的浓度被调节为所述目标浓度的校正气体中的规定流量，用于所述测量部中的测量。
在本发明的校正气体供给方法的一实施方式的第1方案中，还具备：
既定流量计算步骤，在所述源气体供给步骤之前，求出来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给压力为所述规定压力时的向所述合流部的所述源气体的供给流量作为既定流量V0；
流量存储步骤，存储在所述既定流量计算步骤中计算出的所述既定流量，
在所述流量算出步骤中，使用所述既定流量V0来算出所述必要流量。
在上述第1方案中，所述既定流量计算步骤也可以具备：
源气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，使从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量为0，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述源气体时的所述测量部的测量值A0；
第1校正气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
计算步骤，在所述源气体测量步骤及所述第1校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝V1(A1/(A0-A1))
计算所述既定流量V0。
此外，在上述第1方案中，所述既定流量计算步骤也可以具备：
第1校正气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
第2校正气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第2流量V2而生成第2校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第2校正气体时的所述测量部的测量值A2；
计算步骤，在所述第1校正气体测量步骤及所述第2校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝(A1V1-A2V2)/(A2-A1)
计算所述既定流量V0。
附图标记说明
1气体分析系统
2测量部
4校正气体供给部
6样品气体流路
8校正气体流路
10分支部
12多通阀
14捕集管
16第1分离柱
18第2分离柱
20检测器
22抽吸泵
24导入流路
26捕集流路
28第1分离流路
30第2分离流路
32抽吸流路
34第1载气流路
36第2载气流路
38排液流路
40排出流路
42、56、60、66截止阀
44源气体气瓶
46稀释气体气瓶
48、68调节器
50源气体流路
52稀释用流路
54无稀释用流路
58、62、72阻力管
64吹扫用流路
69稀释气体流路
70压力控制器
74合流部
76控制部
78流量存储部。

Claims (10)

1.一种气体分析装置，其特征在于，具备：
测量部，用于测量气体中的对象成分的浓度；
校正气体供给部，用于向所述测量部供给在所述测量部的测量值的校正中使用的校正气体；
控制部，控制所述测量部及所述校正气体供给部的动作，
所述校正气体供给部具备：
源气体气瓶，供给以已知浓度包含所述对象成分的源气体；
稀释气体气瓶，供给用于稀释所述源气体的稀释气体；
合流部，使从所述源气体气瓶供给的所述源气体和从所述稀释气体气瓶供给的所述稀释气体合流而生成所述校正气体；
调节器，设置在所述源气体气瓶与所述合流部之间，用于调节从所述源气体气瓶向所述合流部供给的所述源气体的供给压力；
流量调节机构，设置在所述稀释气体气瓶与所述合流部之间，用于控制从所述稀释气体气瓶向所述合流部供给的所述稀释气体的流量，
来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给流量仅通过所述调节器调节，
所述控制部构成为，在从所述校正气体供给部向所述测量部供给所述校正气体时，在将所述源气体的供给压力通过所述调节器而以与所述校正气体中的所述对象成分的目标浓度无关的规定压力固定的状态下，基于被固定为所述规定压力的所述源气体的供给压力，仅通过所述流量调节机构将所述校正气体中的所述对象成分的浓度调节为所述目标浓度，
所述气体分析装置构成为，仅提取在所述合流部中被调节为所述目标浓度的所述校正气体中的分析所需要的流量，在所述测量部的测量中使用。
2.如权利要求1所述的气体分析装置，其特征在于，
还具备流量存储部，将来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给压力为所述规定压力时的向所述合流部的所述源气体的供给流量作为既定流量V0进行存储，
所述控制部构成为，在从所述校正气体供给部向所述测量部供给所述校正气体时，基于存储在所述流量存储部中的所述既定流量V0，计算为了使所述校正气体中的所述对象成分的浓度为所述目标浓度而需要的所述稀释气体的供给流量，通过所述流量调节机构供给计算出的流量的所述稀释气体。
3.如权利要求1或2所述的气体分析装置，其特征在于，
所述控制部在执行用于求出所述既定流量V0的既定流量计算模式时，构成为执行如下步骤：
源气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，使从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量为0，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述源气体时的所述测量部的测量值A0；
第1校正气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
计算步骤，在所述源气体测量步骤及所述第1校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝V1(A1/(A0-A1))
计算所述既定流量V0，
所述流量存储部构成为存储在所述计算步骤中计算出的所述既定流量V0。
4.如权利要求1或2所述的气体分析装置，其特征在于，
所述控制部在执行用于求出所述既定流量V0的既定流量计算模式时，构成为执行如下步骤：
第1校正气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
第2校正气体测量步骤，在所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第2流量V2而生成第2校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第2校正气体时的所述测量部的测量值A2；
计算步骤，在所述第1校正气体测量步骤及所述第2校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝(A1V1-A2V2)/(A2-A1)
计算所述既定流量V0，
所述流量存储部构成为存储在所述计算步骤中计算出的所述既定流量V0。
5.如权利要求1～4的任一项所述的气体分析装置，其特征在于，
所述校正气体供给部具备设置在所述调节器的下游的阻力管，
所述气体分析装置具备对所述阻力管进行加热的加热元件。
6.如权利要求5所述的气体分析装置，其特征在于，
所述测量部是具备用于将气体中的测量对象成分与其他成分分离的分离柱、及用于将所述分离柱收容在内部而将所述分离柱的温度控制在规定温度的柱温箱的气相色谱仪，
所述校正气体供给部的所述阻力管收容在作为所述加热元件的所述柱温箱内。
7.一种校正气体供给方法，是使以已知浓度包含对象成分的源气体和用于稀释所述源气体的稀释气体在合流部中合流而生成校正气体，向用于测量气体中的所述对象成分的浓度的测量部供给所述校正气体的校正气体供给方法，其特征在于，依次具备如下步骤：
源气体供给步骤，在仅通过调节器将来自供给所述源气体的源气体气瓶的所述源气体的供给压力固定为规定压力的状态下，向所述合流部供给所述源气体；
流量算出步骤，基于被固定为所述规定压力的来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给压力，算出用于使在所述合流部中生成的所述校正气体中的所述对象成分的浓度成为目标浓度的所述稀释气体的必要流量；
流量控制步骤，通过流量调节机构控制来自所述稀释气体气瓶的所述稀释气体的供给流量，以使从稀释气体气瓶向所述合流部供给的所述稀释气体的流量成为在所述流量算出步骤中算出的所述必要流量；
校正气体提取步骤，提取在所述合流部中所述对象成分的浓度被调节为所述目标浓度的校正气体中的规定流量，用于所述测量部中的测量。
8.如权利要求7所述的校正气体供给方法，其特征在于，还具备：
既定流量计算步骤，在所述源气体供给步骤之前，求出来自所述源气体气瓶的所述源气体的供给压力为所述规定压力时的向所述合流部的所述源气体的供给流量作为既定流量V0；
流量存储步骤，存储在所述既定流量计算步骤中计算出的所述既定流量，
在所述流量算出步骤中，使用所述既定流量V0来算出所述必要流量。
9.如权利要求8所述的校正气体供给方法，其特征在于，
所述既定流量计算步骤具备：
源气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，使从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量为0，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述源气体时的所述测量部的测量值A0；
第1校正气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
计算步骤，在所述源气体测量步骤及所述第1校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝V1(A1/(A0-A1))
计算所述既定流量V0。
10.如权利要求8所述的校正气体供给方法，其特征在于，
所述既定流量计算步骤具备：
第1校正气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第1流量V1而生成第1校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第1校正气体时的所述测量部的测量值A1；
第2校正气体测量步骤，在将所述源气体的供给压力以所述规定压力固定的状态下，将从所述稀释气体气瓶向所述合流部的所述稀释气体的供给流量调节为第2流量V2而生成第2校正气体，获取以所述规定流量向所述测量部供给所述第2校正气体时的所述测量部的测量值A2；
计算步骤，在所述第1校正气体测量步骤及所述第2校正气体测量步骤结束后，使用
V0＝(A1V1-A2V2)/(A2-A1)
计算所述既定流量V0。
CN202310205732.3A 2022-03-28 2023-03-06 气体分析装置及校正气体供给方法 Pending CN116818992A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-051392 2022-03-28
JP2022051392A JP2023144425A (ja) 2022-03-28 2022-03-28 ガス分析装置及び校正ガス供給方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116818992A true CN116818992A (zh) 2023-09-29

Family

ID=88115579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310205732.3A Pending CN116818992A (zh) 2022-03-28 2023-03-06 气体分析装置及校正气体供给方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2023144425A (zh)
CN (1) CN116818992A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023144425A (ja) 2023-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100975441B1 (ko) 처리 챔버로의 가스 유동을 제어하기 위한 기기 및 그 방법
KR0163608B1 (ko) 극고순도의 기체분석용 측정장치
JP5930049B2 (ja) ヘッドスペース試料導入装置とそれを備えたガスクロマトグラフ
US8297107B2 (en) System for regulating fluid flowing through chromatographic column
CN110308216B (zh) 一种气体中微量永久性杂质气体和水的一体化分析系统及其使用方法
US9274030B2 (en) Sample introduction device including channel switching mechanism
CN109716092B (zh) 用于测量内燃机废气的废气分析单元的气体输送单元
WO2012093482A1 (ja) 全有機体炭素測定装置
CN106093251B (zh) 用于预浓缩气态样品的方法和设备
JP6630547B2 (ja) 質量分析によって透過を測定するための方法及び装置
JP2014173910A (ja) 排ガスサンプリング装置
KR100364214B1 (ko) 가스중의 미량불순물 분석장치
JP2013053974A (ja) 試料導入装置
FR2667397A1 (fr) Procede et dispositif de fourniture de gaz a un analyseur a tres haute sensibilite.
JP5123152B2 (ja) 油中ガス分析装置及び油中ガス分析方法
CN116818992A (zh) 气体分析装置及校正气体供给方法
CN109406691B (zh) 气体采样分离系统及气相色谱仪
JP4590091B2 (ja) ガス分析装置
JPH04353761A (ja) 特殊ガス中の不純物量測定方法及びその測定装置
US7028563B2 (en) Fluid sampling system and method thereof
CN115267029A (zh) 一种用于痕量气体气相色谱分析的低温富集方法
KR100752364B1 (ko) 저농도의 수분을 함유하는 가스를 발생시키는 장치 및 방법
JP4182913B2 (ja) 気体試料導入装置
JPH04353743A (ja) 不純物吸着量の評価方法及びその評価用装置
CN114375395B (zh) 气体分析方法和气体分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination