JP2001281114A - 校正用ガス調製装置、オゾン分析計、オキシダント計、及び窒素酸化物分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低濃度のオゾンの校正用ガスであっても実用
上問題となるリップルなしにオゾンの校正用ガスを供給
することができるオゾンの校正用ガス調製装置等を提供
する。 【解決手段】 酸素含有ガス供給源２と、キセノンフラ
ッシュランプからの紫外線を内部の酸素に照射してオゾ
ンを発生させる紫外線照射槽３と、紫外線照射槽３の下
流側に直列に連結するバッファータンク４，５とを備
え、酸素含有ガス供給源２から供給される酸素含有ガス
の一部は紫外線照射槽３に流入し、残りの酸素含有ガス
は紫外線照射槽３及びバッファータンク４を経由せずに
バッファータンク５に流入し、バッファータンク５から
流出するガスを校正用ガスとしてオゾン分析計本体９に
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、校正用ガスにオゾ
ン含有ガスを用いる分析計、例えば化学発光法若しくは
紫外線吸収法によるオゾン分析計、吸光光度法等による
オキシダント計、又は化学発光法による窒素酸化物分析
計等のための校正用ガス調製装置、並びにこれらを備え
たオゾン分析計、オキシダント計、及び窒素酸化物分析
計に関する。さらに詳しくは、オゾンを発生させるため
に、キセノンフラッシュランプからの紫外線を利用した
校正用ガス調製装置、並びにこれらを備えたオゾン分析
計、オキシダント計、及び窒素酸化物分析計に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学発光法若しくは紫外線吸収法による
オゾン分析計、又は吸光光度法等によるオキシダント計
は、その指示値の校正のためにオゾンの校正用ガスを用
いる。また、化学発光法による窒素酸化物分析計では、
原理上二酸化窒素をコンバータにより一酸化窒素に変換
してから検出を行うが、そのコンバータの変換効率を求
めるために窒素酸化物の校正用ガスを用いる。この窒素
酸化物の校正用ガスは、濃度既知の一酸化窒素と、一酸
化窒素と二酸化窒素との混合ガスが必要である。そし
て、この混合ガス中の二酸化窒素は、一酸化窒素にオゾ
ンの校正用ガスを反応させることにより得られる。

【０００３】これらの校正用ガスを調製するためのオゾ
ン発生器として、キセノンフラッシュランプからの紫外
線を酸素（酸素を含み、妨害ガスを含まない混合ガス中
の酸素を含む。以下同じ。）に照射してオゾンを発生す
るものが提案されている（特願平９−１２６７５６
号）。キセノンフラッシュランプはキセノンガスを封入
したランプ管内に電極を配置したもので、パルス点灯に
より紫外線を放射するものである。

【０００４】キセノンフラッシュランプは、温度特性が
小さく、紫外線の放射強度が温度（キセノンフラッシュ
ランプ自身の温度及びキセノンフラッシュランプの周囲
温度）の影響をほとんど受けない。したがって、キセノ
ンフラッシュランプを紫外線源としてオゾンを発生させ
ると、キセノンフラッシュランプのパルス点灯を開始し
てから短時間でオゾン発生量が安定する。また、キセノ
ンフラッシュランプの周囲温度を調節するための温度調
節手段が不要であることから、装置構成の簡素化、コス
トの低減を図ることができる。

【０００５】さらに、キセノンフラッシュランプは、高
圧定電圧電源とＣＲ回路を用いることにより、一回の点
灯に加える電気エネルギーを一定にすることができる。
そのため、一回の点灯で発生するオゾン量を一定にでき
ることから、点灯周波数（１秒間に行うパルス点灯の回
数）と発生オゾン量との間に良好な直線関係がある。す
なわち、キセノンフラッシュランプを用いたオゾン発生
器のオゾン発生量は、点灯周波数を調節することによ
り、精度良く調節することができる。

【０００６】このように、キセノンフラッシュランプか
らの紫外線を酸素に照射することによるオゾン発生器を
用いれば、短時間でオゾンの含有量が安定した校正ガス
が得られ、しかもその含有量を簡便に精度良く調整でき
るオゾンの校正用ガス調製装置が得られるという利点を
有するものである。

【０００７】ところで、このキセノンフラッシュランプ
からの紫外線を酸素に照射してオゾンを発生するオゾン
発生器では、原理上パルス点灯の点灯中のみオゾンが発
生し、非点灯時のオゾン発生量はゼロとなる。この状態
を模式的に示すと、図４のようになる。このようにオゾ
ンはパルス状に発生するので、従来のオゾンの校正用ガ
ス調製装置においても、図５に示すオゾン分析計のよう
にガスの均質化が図られていた。

【０００８】図５において、オゾンの校正用ガス調製装
置３１は、酸素含有ガス供給源３２、キセノンフラッシ
ュランプからの紫外線を内部の酸素に照射してオゾンを
発生させる紫外線照射槽３３、及び紫外線照射槽３３を
出たオゾン含有ガスが導入されるバッファータンク３４
とを備えている。酸素含有ガス供給源３２から供給され
る酸素含有ガスはガス供給路３６を通って紫外線照射槽
３３に流入するようになっている。

【０００９】図５の従来技術に係るオゾン分析計は、上
記オゾンの校正用ガス調製装置３１、マニホールド３
８、及びオゾン分析計本体３９とから構成されている。
オゾンの校正用ガス調製装置３１のバッファータンク１
４を出たガスは、マニホールド３８を介してオゾン分析
計本体３９に導入されるようになっている。

【００１０】このように、紫外線照射槽３３の下流側に
はバッファータンク３４が配置されており、ガスがこの
バッファータンク３４内で滞留している間に次第にオゾ
ンが拡散し均質化することにより、最終的にマニホール
ド３８から流出する段階のガス中のオゾンは、ほぼ一定
した濃度となり、実用上オゾン分析計本体３９の校正に
支障なく使用できるようになっていた。なお、バッファ
ータンク３４は、紫外線照射槽３３を通過した時点で反
応が終了していないガス成分が残存していた場合に、オ
ゾンへの変化が進行する反応槽としても機能すると考え
られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記図５に示すオゾン
の校正用ガス調製装置３１は、点灯周波数が５Ｈｚ〜１
００Ｈｚ程度の使用条件では、特に支障なく使用可能で
あった。ところが、より濃度の低いオゾンの校正用ガス
を得ようとして周波数をさらに下げると、バッファータ
ンク３４でも均質化が充分行えず、オゾンガス濃度にリ
ップルが発生してしまう。このため、校正用ガス調製装
置３１を用いたオゾン分析計やオキシダント計では、正
確な校正が行えない場合があった。

【００１２】さらに、紫外線吸収式のオゾン分析計で
は、オゾン分析計本体３９において、オゾン分解器を経
由する流路と経由しない流路を数Ｈｚ程度のタイミング
で切り替えて試料ガスを測定セルに導入して測定してお
り、この切替のタイミングとオゾン濃度のリップルの周
期が近づくと、測定データが乱点状になってしまい、校
正ができない状態であった。

【００１３】また、窒素酸化物の校正用ガス調製装置で
は、濃度既知の一酸化窒素に対して、オゾンの校正用ガ
スを反応させ二酸化窒素とするので、オゾンの校正用ガ
スに濃度変動があると、調製される窒素酸化物の校正用
ガス中の二酸化窒素と一酸化窒素のそれぞれの濃度に変
動が生じる。このため、当該窒素酸化物の校正用ガス調
製装置を用いた窒素酸化物分析計では、内蔵するコンバ
ータが二酸化窒素を一酸化窒素に変換する変換効率を正
確に求めることができない場合があった。

【００１４】このような校正用ガスのリップルは、より
大きなバッファーを設けることで改善される。しかし、
バッファーを大きくすればするほど、オゾン含有ガスの
滞留時間が長くなり、不安定な物質であるオゾンが途中
で分解してしまう。このため、点灯周波数と調製するオ
ゾンの校正用ガスの濃度との直線関係が損なわれる。ま
た、大きすぎるタンクを使用することは、装置全体の大
型化を招き適当でない。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、低濃度のオゾンの校正用ガスであっても実用上問題
となるリップルなしにオゾンの校正用ガスを供給するこ
とができるオゾンの校正用ガス調製装置を提供すること
を課題とする。また、リップルの小さいオゾンの校正用
ガスを用いて、安定した濃度の窒素酸化物の校正用ガス
調製装置を提供することを課題とする。さらに、これら
の校正用ガス調製装置を用いて、正確な校正ができ、精
度良く測定が可能なオゾン分析計、オキシダント計、並
びに正確にコンバータの変換効率を求められる窒素酸化
物分析計を提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を検
討した結果、バッファーを複数設け、発生したオゾンの
拡散、混合を多段階に行うことにより、効率的な濃度の
均質化を図ることができることに想到した。すなわち、
本発明は上記課題を解決するために、酸素含有ガス供給
源と、キセノンフラッシュランプからの紫外線を内部の
酸素に照射してオゾンを発生させる紫外線照射槽と、紫
外線照射槽の下流側に直列に連結する２以上のバッファ
ーとを備え、酸素含有ガス供給源から供給される酸素含
有ガスの一部は紫外線照射槽に流入し、残りの酸素含有
ガスは紫外線照射槽を経由せずにバッファーに流入し、
かつ、前記残りの酸素含有ガスは、その全部又は一部
が、紫外線照射槽に直接連結される最も上流側のバッフ
ァーを経由せずに、さらに下流側のバッファーに流入す
ると共に、最も下流側のバッファーから流出するガスを
校正用ガスとして外部に供給することを特徴とするオゾ
ンの校正用ガス調製装置を提供する。

【００１７】本発明によれば、上流側バッファーである
程度拡散均質化したオゾン含有ガスに、さらに下流側の
バッファーにおいて酸素含有ガスが合流するので、均質
化の効果が乗算的に得られる。そのため、濃度のリップ
ルを小さく抑えることができ、点灯周波数を下げて低濃
度のオゾンの校正用ガスを発生させる場合にも、安定し
た濃度で調製できる。

【００１８】本発明者はまた、紫外線照射槽を上流側の
バッファーの代用とすることが可能なことに想到した。
すなわち、本発明は、酸素含有ガス供給源と、キセノン
フラッシュランプからの紫外線を内部の酸素に照射して
オゾンを発生させる紫外線照射槽と、紫外線照射槽の下
流側に連結するバッファーとを備え、酸素含有ガス供給
源から供給される酸素含有ガスの一部は紫外線照射槽に
流入し、残りの酸素含有ガスは紫外線照射槽を経由せず
にバッファーに流入すると共に、バッファーから流出す
るガスを校正用ガスとして外部に供給することを特徴と
するオゾンの校正用ガス調製装置を提供する。

【００１９】本発明によれば、紫外線照射槽である程度
拡散均質化したオゾン含有ガスに、バッファーにおいて
酸素含有ガスが合流するので、均質化の効果が乗算的に
得られる。そのため、濃度のリップルを小さく抑えるこ
とができ、点灯周波数を下げて低濃度のオゾンの校正用
ガスを発生させる場合にも、安定した濃度で調製でき
る。なお、本発明においては、紫外線照射槽の大きさを
バッファーとほぼ同等とすることが望ましい。

【００２０】本発明のオゾンの校正用ガス調製装置にお
いては、キセノンフラッシュランプの点灯周波数制御手
段を備えることが望ましい。これにより、オゾンの発生
量が点灯周波数と良好な直線関係にあるというキセノン
フラッシュランプの特徴を最大限に活かして、低濃度か
ら高濃度までの幅広い濃度範囲のオゾンの校正用ガスが
精度良く調製可能となる。

【００２１】本発明はまた、前記発明に係るオゾンの校
正用ガス調製装置と、濃度既知の一酸化窒素含有ガス供
給源とを備え、前記オゾンの校正用ガス調製装置で調製
したオゾンの校正用ガス中のオゾンと前記一酸化窒素含
有ガス供給源から供給されるガス中の一酸化窒素とを反
応させて二酸化窒素とすることを特徴とする窒素酸化物
の校正用ガス調製装置を提供する。

【００２２】本発明によれば、オゾンの校正用ガスのリ
ップルが小さいので、一酸化窒素と反応するオゾン濃度
が変動し、生成する二酸化窒素の濃度が変動するという
問題を防ぐことができる。したがって、一酸化窒素と二
酸化窒素の濃度それぞれの濃度のリップルが小さく、安
定した濃度の窒素酸化物の校正用ガスを調製することが
できる。

【００２３】本発明はまた、前記発明に係るオゾンの校
正用ガス調製装置を備え、その調製装置で調製したオゾ
ンの校正用ガスを用いて指示値の校正を行うことを特徴
とするオゾン分析計及びオキシダント計を提供する。本
発明によれば、低濃度であっても、リップルの小さい安
定した校正用ガスで校正できるので、特に低濃度におい
て精密なオゾン分析、又はオキシダント測定ができる。

【００２４】本発明はまた、二酸化窒素を一酸化窒素に
変換するコンバータを有する窒素酸化物計であって、前
記発明に係る窒素酸化物の校正用ガス調製装置を備え、
その調製装置で調製した窒素酸化物の校正用ガスを用い
てコンバータの変換効率を求めることを特徴とする窒素
酸化物分析計を提供する。本発明によれば、濃度の安定
した校正用ガスを利用できるので、精密な分析を行うこ
とができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明に係るオゾン分析計の１実
施形態である。また、図１には、本発明に係るオゾンの
校正用ガス調製装置の１実施形態を記載している。

【００２６】まず、オゾンの校正用ガス調製装置１は、
酸素含有ガス供給源２、キセノンフラッシュランプから
の紫外線を内部の酸素に照射してオゾンを発生させる紫
外線照射槽３、紫外線照射槽３を出たオゾン含有ガスが
順次導入されるバッファータンク４、及びバッファータ
ンク５とを備えている。酸素含有ガス供給源２から供給
される酸素含有ガスの一部はガス供給路６を通って紫外
線照射槽２に流入し、残りの酸素含有ガスはガス供給路
７を通ってバッファータンク５に流入するようになって
いる。

【００２７】本実施形態のオゾン分析計は、上記オゾン
の校正用ガス調製装置１、マニホールド８、及びオゾン
分析計本体９とから構成されている。オゾンの校正用ガ
ス調製装置１のバッファータンク５を出たガスは、マニ
ホールド８を介してオゾン分析計本体９に導入されるよ
うになっている。

【００２８】酸素含有ガス供給源２によって供給される
酸素含有ガスとしては、高純度の酸素や、湿分その他の
分析に支障がある成分を除いた精製空気（ゼロガス）等
を用いることができる。すなわち、酸素含有ガス供給源
２としては、ボンベやゼロガス調製装置等を用いること
ができる。ゼロガス調製装置は、空気を導入するための
ポンプ、除湿器、妨害となる成分を取り除く精製器、流
量計等から構成され、空気からゼロガスを調製できるも
のが用いられる。

【００２９】紫外線照射槽３に紫外線を照射するキセノ
ンフラッシュランプは、キセノンガスを封入したランプ
管内に電極を配置したもので、パルス点灯によって紫外
線を放射するものである。キセノンフラッシュランプの
構造に必ずしも限定はないが、例えば、数百トールの高
純度キセノンガスを封入したバルブ形状のランプ管内に
陰極及び陽極からなる主電極と数本のトリガプローブと
から構成される電極を配置したものを用いることができ
る。このキセノンフラッシュランプは、陰極と陽極との
間に所定の電圧を印加し、トリガプローブにトリガエネ
ルギーを与えて放電を行わせると、パルス点灯を行って
紫外線を含む光をランプ管頭部の放射窓から放射するも
のである。

【００３０】この場合、上記キセノンフラッシュランプ
としては、放射窓が合成石英ガラスからなるものを用い
ることが適当である。すなわち、キセノンフラッシュラ
ンプの放射スペクトルは、紫外から可視及び赤外にわた
って連続しており、特に紫外域でのスペクトル強度が高
くなっているが、放射窓の材質により放射スペクトル分
布が異なる。一方、オゾン発生のためには主波長が１０
０〜２８０ｎｍの紫外線（ＵＶ−Ｃ）を酸素に照射する
ことが必要である。この点で、合成石英ガラスからなる
放射窓を用いたキセノンフラッシュランプは、ＵＶ−Ｃ
の放射強度が高いため、好適に用いることができる。

【００３１】紫外線照射槽３は、上述したキセノンフラ
ッシュランプからの紫外線を酸素に照射してオゾンを発
生させるものである。キセノンフラッシュランプからの
紫外線を酸素に照射する手段としては、例えば、紫外線
照射槽３としての石英管に酸素含有ガスを流しておき、
この石英管にキセノンフラッシュランプからの紫外線を
照射する手段や、紫外線照射槽内にキセノンフラッシュ
ランプを設置し、この紫外線照射槽内に酸素含有ガスを
流すとともに、紫外線照射槽内でキセノンフラッシュラ
ンプにパルス点灯を行わせて紫外線を酸素含有ガスに照
射する手段などを採ることができる。

【００３２】キセノンフラッシュランプは点灯周波数を
制御することによりオゾン発生量を制御できるので、こ
れにより、校正用ガス中のオゾン濃度を調節することが
できる。点灯周波数とは、キセノンフラッシュランプが
１秒間に行うパルス点灯の回数であり、点灯周波数を大
きくするほどオゾン発生量が多くなる。したがって、キ
セノンフラッシュランプの点灯周波数制御手段を設ける
ことが好ましい。この点灯周波数制御手段は、例えば、
キセノンフラッシュランプの電源に接続したトリガ電源
と、このトリガ電源に接続した関数発生器とによって構
成することができる。

【００３３】バッファータンク４，５は、ガスが内部を
流れる間に、不均質に存在するオゾンガスが拡散均質化
するように設けられるものである。その大きさに限定は
ないが、ガスの置き換わり時間が、キセノンフラッシュ
ランプの点灯周期より長くなるよう、充分な大きさとす
ることが望ましい。ここで、ガスの置き換わり時間と
は、バッファーの容積をバッファーに流入するガスの流
量（ガス供給路６を通過するガス流量）で割ることによ
り求められるものである。すなわち、別の見方をすれ
ば、バッファーに流入するガスの流量を小さくするほ
ど、バッファーの容積を小さくすることができる。ただ
し、流入するガス流量をあまり小さくすると、発生した
オゾンガスが、滞留中に分解してしまうので、極端に小
さくすることは適当でない。バッファー ガス供給路７
を通過する酸素含有ガスは、上流側のバッファータンク
４ではなく、下流側のバッファータンク５に流入するよ
うになっている。酸素含有ガスが、ガス供給路７を通過
する流量にも限定はないが、ガス供給路６とガス供給路
７とを通過する流量の合計が、マニホールド８への供給
量となるので、マニホールド８から一度に供給すべきガ
ス量を考慮して各々の流量を決定する必要がある。

【００３４】バッファータンク５の下流側のマニホール
ド８は、校正対象となるオゾン分析計本体９への流出口
だけではなく、濃度を決定するために、手分析の採取口
や二次標準分析計への流出口を備えるのが通常である。
また、余剰の校正用ガスを排出する排出管への流出口も
備える。この排出管にはオゾン分解器や流量計が介装さ
れる。

【００３５】オゾン分析計本体９は、マニホールド８か
ら流入するオゾンの校正用ガスを測定部に導入すること
により、指示値の校正を行うものである。オゾン分析計
本体９の構成に限定はないが、例えば、ＪＩＳ−Ｂ７９
５７に記載された化学発光法や紫外線吸収法のオゾン自
動計測器を挙げることができる。

【００３６】本実施形態のオゾンの校正用ガス調製装置
によれば、紫外線照射槽３を流出した時点では、間欠的
にオゾンを含有するガスであっても、バッファータンク
４の内部を流れる間に、その流量のガスの範囲でほぼ拡
散均質化される。これとガス供給路７からの酸素含有ガ
スがバッファータンク５内で合流し、混合されることに
より、最終的に所望の濃度のオゾンの校正用ガスを得る
ことができる。そのため、本実施形態のオゾン分析計に
よれば、オゾン分析計本体９の校正が、低濃度のオゾン
ガスを用いた場合にも、値が不安定となることなく精密
に行うことができ、ひいては、正確なオゾンの測定が可
能となる。

【００３７】なお、本実施形態においては、バッファー
を２つとしたが、バッファータンク５とマニホールド８
との間にさらに１又は複数のバッファーを直列に設け、
ガス供給路７でバッファータンク５に供給していた酸素
含有ガスを、バッファータンク５とそれよりも下流側の
バッファーのそれぞれに分けて供給するようにしてもよ
い。

【００３８】また、本実施形態はオゾン分析計に係るも
のであるが、オゾン分析計本体９に代えてオキシダント
計本体を用いれば、オキシダント計として構成できる。
図２は本発明に係るオゾン分析計の他の実施形態であ
る。また、図２には、本発明に係るオゾンの校正用ガス
調製装置の他の実施形態を記載している。

【００３９】まず、オゾンの校正用ガス調製装置１１
は、酸素含有ガス供給源１２、キセノンフラッシュラン
プからの紫外線を内部の酸素に照射してオゾンを発生さ
せる紫外線照射槽１３、及び紫外線照射槽１３を出たオ
ゾン含有ガスが導入されるバッファータンク１４とを備
えている。酸素含有ガス供給源１２から供給される酸素
含有ガスの一部はガス供給路１６を通って紫外線照射槽
１２に流入し、残りの酸素含有ガスはガス供給路１７を
通ってバッファータンク１４に流入するようになってい
る。

【００４０】本実施形態のオゾン分析計は、上記オゾン
の校正用ガス調製装置１１、マニホールド１８、及びオ
ゾン分析計本体１９とから構成されている。オゾンの校
正用ガス調製装置１のバッファータンク１４を出たガス
は、マニホールド１８を介してオゾン分析計本体１９に
導入されるようになっている。

【００４１】本実施形態のオゾン分析計及びオゾンの校
正用ガス調製装置が図１に記載した実施形態のものと異
なる点は、紫外線照射槽１３の容積が、それ自体がバッ
ファーとして機能できる程度に比較的大きいことであ
る。また、ガス供給路１７は、紫外線照射槽１３のすぐ
下流側のバッファータンク１４に供給されている。

【００４２】本実施形態によれば、紫外線照射槽１３に
おいて間欠的にオゾンが発生しても、紫外線照射槽１３
から流出するまでに、その流量のガスの範囲でほぼ拡散
均質化される。これとガス供給路１７からの酸素含有ガ
スがバッファータンク１４内で合流し、混合されること
により、最終的に所望の濃度のオゾンの校正用ガスを得
ることかできる。そのため、本実施形態のオゾン分析計
によれば、オゾン分析計本体１９の校正が、低濃度のオ
ゾンガスを用いた場合にも、値が不安定となることな
く、精密に行うことができ、ひいては正確なオゾンの測
定が可能となる。

【００４３】なお、本実施形態においては、バッファー
を１つとしたが、バッファータンク１４とマニホールド
１８との間にさらに１又は複数のバッファーを直列に設
け、ガス供給路１７でバッファータンク１４に供給して
いた酸素含有ガスを、バッファータンク１４とそれより
も下流側のバッファーのそれぞれに分けて供給するよう
にしてもよい。

【００４４】図１及び図２に示したオゾン分析計は、オ
ゾンの校正用ガス調製装置とオゾン分析計本体とを、そ
れぞれ物理的に独立して取扱い可能としても差し支えな
いのはもちろんである。この場合、マニホールドはオゾ
ンの校正用ガス調製装置に組み込んで、物理的に一体と
して取り扱ってもよい。

【００４５】図３は本発明に係る窒素酸化物分析計の１
実施形態である。また、図３には、本発明に係る窒素酸
化物の校正用ガス調製装置の１実施形態を記載してい
る。窒素酸化物の校正用ガス調製装置２１は、図１に記
載したオゾンの校正用ガス調製装置１、濃度既知の一酸
化窒素含有ガス供給源２２、及びオゾンの校正用ガス調
製装置１と一酸化窒素含有ガス供給源２２からの流出す
る双方のガスが導入されて合流するバッファータンク２
４とを備えている。

【００４６】本実施形態の窒素酸化物分析計は、窒素酸
化物の校正用ガスを用いて窒素酸化物分析計本体に内蔵
される二酸化窒素を一酸化窒素に変換するコンバータに
ついて変換効率を求めるものであり、上記窒素酸化物の
校正用ガス調製装置２１、マニホールド２８、及び窒素
酸化物分析計本体２９とから構成されている。窒素酸化
物の校正用ガス調製装置２１のバッファータンク２４を
出たガスは、マニホールド２８を介して窒素酸化物分析
計本体２９に導入されるようになっている。

【００４７】一酸化窒素含有ガス供給源２２としては、
通常、濃度既知の一酸化窒素を充填したボンベを用い
る。バッファータンク２４はその大きさに限定はない
が、流入したガスが流出するまでの滞留時間内にオゾン
の校正ガス調製装置１と一酸化窒素含有ガス供給源２２
とからのガスが充分に混合し、かつ反応が終了できるよ
うにすることが必要である。

【００４８】窒素酸化物の校正用ガス調製装置２１は、
オゾンの校正用ガス調製装置１で調製したオゾンの校正
用ガスと一酸化窒素とを反応させて、二酸化窒素を発生
させることができるものである。すなわち、窒素酸化物
の校正用ガス調製装置２１は、オゾンの校正用ガス調製
装置１においてキセノンフラッシュランプを点灯させな
いときには、一酸化窒素ガスのみの窒素酸化物校正用ガ
スを得られるようになっている。一方、オゾンの校正用
ガス調製装置１においてキセノンフラッシュランプを点
灯させれば、発生するオゾンガス量に対応した一酸化窒
素を酸化して二酸化窒素とするので、一酸化窒素と二酸
化窒素とが混合した窒素酸化物の校正用ガスを得られる
ようになっている。

【００４９】バッファータンク２４の下流側のマニホー
ルド２８は、窒素酸化物分析計本体２９への流出口だけ
ではなく、余剰の校正用ガスを排出する排出管への流出
口も備える。この排出管には流量計などが介送される。

【００５０】窒素酸化物分析計本体２９は二酸化窒素を
一酸化窒素に変換するコンバータを有し、一酸化窒素の
状態で分析を行うものである。その具体的構成に限定は
ないが、例えば、ＪＩＳ−Ｂ−７９５３に記載された化
学発光法による窒素酸化物自動計測器を挙げることがで
きる。ＪＩＳ−Ｂ−７９５３には、流路切替方式、光路
切替方式、二流路二光路方式の計測器が挙げられてい
る。

【００５１】コンバータの変換効率の算出には、ＪＩＳ
−Ｂ−７９５３附属書に記載された気相滴定法によるコ
ンバータ効率試験方法を用いることができる。具体的に
は、下記の手順で行う。なお、下記は流路切替方式の操
作方法であるが、他の方式の場合もこれに準じて行えば
よい。

【００５２】（ａ）オゾンの校正用ガス調製装置１にお
ける紫外線照射を止め、窒素酸化物分析計本体２９の流
路を一酸化窒素測定側に設定する。 （ｂ）一酸化窒素含有ガス供給源２２から一酸化窒素ガ
ス、オゾンの校正用ガス調製装置１から酸素含有ガスを
流し、窒素酸化物分析計本体２９の指示が測定段階の約
８０％を示すように流量を調整する。このときの窒素酸
化物分析計本体２９の指示値をＡとする。 （ｃ）オゾンの校正用ガス調製装置１の紫外線照射槽３
において紫外線照射を行い、生成するオゾンで一酸化窒
素を酸化する。このとき、窒素酸化物分析計本体２９の
指示が測定段階の約１０％を示すようにキセノンフラッ
シュランプの点灯周波数を調整する。このときの窒素酸
化物分析計本体２９の指示値をＢとする。 （ｄ）窒素酸化物分析計本体２９の流路切替を行い、窒
素酸化物測定流路（コンバータ経由）とし、このときの
窒素酸化物分析計本体２９の指示値をＣとする。 （ｅ）上記指示値Ａ、Ｂ及びＣを用い、次の式によって
コンバータ効率を算出する。 コンバータ効率（％）＝｛（Ｃ−Ｂ）／（Ａ−Ｂ）｝×
１００

【００５３】本実施形態の窒素酸化物の校正用ガス調製
装置によれば、所望の安定した濃度のオゾンの校正用ガ
スと一酸化窒素とから校正用ガスを調製できる。そのた
め、最終的に所望の安定した濃度の窒素酸化物の校正用
ガスを得ることができる。また、本実施形態の窒素酸化
物分析計によれば、所望の安定した濃度の校正用ガスを
使用できるので、コンバータの変換効率を正確に求める
ことができ、ひいては、正確な窒素酸化物の測定が可能
となる。

【００５４】なお、本実施形態においては、窒素酸化物
の校正用ガス調製装置として図１に示すオゾンの校正用
ガス調製装置１を採用したが、これに代えて、図２に示
すオゾンの校正用ガス調製装置１１等他の本発明に係る
オゾンの校正用ガス調製装置を採用しても良いことはも
ちろんである。

【００５５】また、本実施形態の窒素酸化物分析計は、
窒素酸化物の校正用ガス調製装置と窒素酸化物分析計本
体とを、それぞれ物理的に独立して取扱い可能としても
差し支えないのはもちろんである。この場合、マニホー
ルドは窒素酸化物の校正用ガス調製装置に組み込んで、
物理的に一体として取り扱ってもよい。

【００５６】なお、いずれの実施形態においても、バッ
ファータンクを用いて説明を行ったが、本発明における
バッファーの形状に特に限定はなく、タンク状の他、あ
る程度の容量を備えた流路でも差し支えないものであ
る。

【００５７】

【実施例】実施例として、図１に示すオゾン分析計をキ
セノンランプの点灯周波数を低くした状態で作動させ
た。また、比較例として、図５に示すオゾン分析計につ
いても、ほぼ同等の条件で作動させた。

【００５８】まず、実施例のオゾン分析計では、酸素含
有ガス供給源２としてを用いた。キセノンフラッシュラ
ンプとしては浜松ホトニクス社製を用い、その点灯周波
数を０．２Ｈｚとした。キセノンフラッシュランプから
の紫外線を内部の酸素に照射してオゾンを発生させる紫
外線照射槽３としては、キセノンフラッシュランプを内
部に配し、入口と出口を有する円筒状の容器（直径３５
ｍｍ、長さ３０ｍｍ）を用いた。バッファータンク４及
びバッファータンク５としては、各々入口管と出口管が
内部に挿入された円筒状の容器（直径４０ｍｍ、長さ１
００ｍｍ、容積約１２５ｍＬ）を用いた。ガス供給路６
を通るガスの流量は５００ｍＬ／ｍｉｎ、ガス供給路７
を通る流量は４５００ｍＬ／ｍｉｎとした。また、オゾ
ン分析計本体９としては、紫外線吸収法のオゾン計を用
いた。なお、このオゾン分析計本体９はオゾン分解器を
内蔵しており、オゾン分解器を経由する流路と経由しな
い流路とを９秒間に１度の周期で切り替えて試料ガスを
測定セルに導入して測定するものである。なお、マニホ
ールド８の容量は約１００ｍＬである。

【００５９】一方、比較例のオゾン分析計では、酸素含
有ガス供給源３２は実施例の酸素含有ガス供給源２と同
じものを用いた。また、キセノンフラッシュランプと紫
外線照射槽３３の条件も、実施例の紫外線照射槽３にお
ける条件と同じとした。バッファータンク３４の形状は
バッファータンク４等と近似的なものとし、その容量は
実施例のバッファータンク４とバッファータンク５の容
量の合計とほぼ同等の、２５０ｍＬとした。また、ガス
供給路３６を通るガスの流量は、実施例のガス供給路６
とガス供給路７の流量の合計と等しい５０００ｍＬ／ｍ
ｉｎとした。また、オゾン分析計本体３９とマニホール
ド３８も、実施例のオゾン分析計本体９及びマニホール
ド８とそれぞれ同じものを用いた。

【００６０】以上の条件で、それぞれの分析計本体で１
８ｐｐｂ（体積濃度）のオゾンガス濃度の測定値をモニ
ターしたところ、比較例では指示が乱点となり、校正が
できるような状態ではなかった。これに対して、実施例
では安定した指示を示し、指示値を校正することが可能
であった。以上のように、紫外線照射槽、バッファーの
合計容量が同等であっても、ガス供給路７というバイパ
スを設けて多段的に混合することにより、間欠的に発生
するオゾンガスを拡散均質化する効果を高められること
が確認できた。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、低濃度のオゾンの校正
用ガスを得るためにキセノンフラッシュランプの点灯周
波数を小さくしても、実用上問題となるリップルなしに
オゾンの校正用ガスを供給することができる。また、リ
ップルの小さいオゾンの校正用ガスを用いて、安定した
濃度の窒素酸化物の校正用ガスを供給することができ
る。そのため、これらの校正用ガスを用いて、オゾン分
析計では低濃度の領域を含めて正確な校正ができる。ま
た、窒素酸化物分析計では、コンバータの変換効率を正
確に求められる。すなわち、本発明によれば、環境大気
のように特に低濃度の試料についても安定して精密なオ
ゾンや窒素酸化物の測定が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るオゾン分析計の構成図
である。

【図２】本発明の他の実施形態に係るオゾン分析計の構
成図である。

【図３】本発明の実施形態に係る窒素酸化物分析計の構
成図である。

【図４】キセノンフラッシュランプの特性の説明図であ
る。

【図５】従来技術に係るオゾン分析計の構成図である。

【符号の説明】

１ オゾンの校正用ガス調製装置 ２ 酸素含有ガス供給源 ３ 紫外線照射槽 ４ バッファータンク ５ バッファータンク ６ ガス供給路 ７ ガス供給路 ８ マニホールド ９ オゾン分析計本体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸素含有ガス供給源と、キセノンフラッ
   シュランプからの紫外線を内部の酸素に照射してオゾン
   を発生させる紫外線照射槽と、紫外線照射槽の下流側に
   直列に連結する２以上のバッファーとを備え、酸素含有
   ガス供給源から供給される酸素含有ガスの一部は紫外線
   照射槽に流入し、残りの酸素含有ガスは紫外線照射槽を
   経由せずにバッファーに流入し、かつ、前記残りの酸素
   含有ガスの全部又は一部は、紫外線照射槽に直接連結さ
   れる最も上流側のバッファーを経由せずに、さらに下流
   側のバッファーに流入すると共に、最も下流側のバッフ
   ァーから流出するガスを校正用ガスとして外部に供給す
   ることを特徴とするオゾンの校正用ガス調製装置。
2. 【請求項２】 酸素含有ガス供給源と、キセノンフラッ
   シュランプからの紫外線を内部の酸素に照射してオゾン
   を発生させる紫外線照射槽と、紫外線照射槽の下流側に
   連結するバッファーとを備え、酸素含有ガス供給源から
   供給される酸素含有ガスの一部は紫外線照射槽に流入
   し、残りの酸素含有ガスは紫外線照射槽を経由せずにバ
   ッファーに流入すると共に、バッファーから流出するガ
   スを校正用ガスとして外部に供給することを特徴とする
   オゾンの校正用ガス調製装置。
3. 【請求項３】 キセノンフラッシュランプの点灯周波数
   制御手段を備えた請求項１又は請求項２に記載のオゾン
   の校正用ガス調製装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のオゾンの校正用ガス調製装置と、濃度既知の一酸化窒
   素含有ガス供給源とを備え、前記オゾンの校正用ガス調
   製装置で調製したオゾンの校正用ガス中のオゾンと前記
   一酸化窒素含有ガス供給源から供給されるガス中の一酸
   化窒素とを反応させて二酸化窒素とすることを特徴とす
   る窒素酸化物の校正用ガス調製装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のオゾンの校正用ガス調製装置を備え、前記オゾンの校
   正用ガス調製装置で調製したオゾンの校正用ガスを用い
   て指示値の校正を行うことを特徴とするオゾン分析計。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のオゾンの校正用ガス調製装置を備え、前記オゾンの校
   正用ガス調製装置で調製したオゾンの校正用ガスを用い
   て指示値の校正を行うことを特徴とするオキシダント
   計。
7. 【請求項７】 二酸化窒素を一酸化窒素に変換するコン
   バータを有する窒素酸化物計であって、請求項４に記載
   の窒素酸化物の校正用ガス調製装置を備え、前記窒素酸
   化物の校正用ガス調製装置で調製した窒素酸化物の校正
   用ガスを用いてコンバータの変換効率を求めることを特
   徴とする窒素酸化物分析計。