JP2003014632A - 紫外線吸収等によるガス濃度モニターのガス圧補正方法及び補正システム - Google Patents

紫外線吸収等によるガス濃度モニターのガス圧補正方法及び補正システム

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JP2003014632A
JP2003014632A JP2001196478A JP2001196478A JP2003014632A JP 2003014632 A JP2003014632 A JP 2003014632A JP 2001196478 A JP2001196478 A JP 2001196478A JP 2001196478 A JP2001196478 A JP 2001196478A JP 2003014632 A JP2003014632 A JP 2003014632A
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gas
pressure
concentration
ultraviolet absorption
cell
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Takao Kurata
孝男 倉田
Takeshi Kobayashi
健 小林
Taketo Yagi
武人 八木
Masataka Obara
正孝 小原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスセル内に導入するガス圧に変動があって
もガス濃度を的確に測定できる紫外線吸収等によるガス
濃度モニターのガス圧補正方法及び補正システムを提供
する。 【解決手段】 ガスセル12内に導入したガスの濃度を
紫外線吸収分析によりモニターする方法において、ガス
セル12内圧力をモニターし、その圧力に応じて計測濃
度を補正するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼排ガス中のS
2 等のガス濃度を紫外線吸収分析等によりモニターす
る方法に係り、特に、ガスセル内に導入する測定ガスの
ガス圧力が変化してもガス濃度を的確に検出するための
紫外線吸収等によるガス濃度モニターのガス圧補正方法
及び補正システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、紫外線吸収分析でのガス中の濃
度の検出は、既知濃度の紫外線吸収スペクトルをとり、
吸光度を濃度毎にプロットした検量線を作成した後で、
未知濃度の吸光度と対比することで、ガスの濃度を求め
ている。
【0003】検量線による濃度の測定は、ランベルトベ
ールの法則により作成した検量線が、直線になるので、
その直線の式を求めれば、吸光度の代入で濃度が求めら
れるという原理による。
【0004】この検量線に基づくボイラの排煙中のSO
2 等のガス濃度を紫外線吸収分析により測定する場合、
煙道中の排ガスをポンプの吸引力でガスセル内に導入
し、そのガスセルに紫外線を透過して吸収スペクトルを
求めて計測することが行われている。
【0005】この際、排煙中には、SO2 の他にSO3
が含まれ、両者の吸収スペクトル帯が同じために、これ
らを個々に計測することが困難であったが、本出願人が
先に出願した特願平11−374106号(発明の名
称:煙道中のSO3 ガスの濃度算出方法)により、SO
2 とSO3 の濃度を検出することが可能となった。この
濃度算出方法は、SO3 の濃度を検出する際に妨害ガス
となるSO2 を混入したガスで、SO3 の組成比を変え
ながら吸光度スペクトルをとり、その吸光度スペクトル
データを基に、PLS(Partial Least Squares)等によ
る多変量解析により、SO2 とSO3 検量線を作成し、
その検量線を基に、煙道中の排ガスを紫外線吸収分析し
て排ガス中の、未知濃度のSO2 とSO3 を計測できる
ようにしたものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、煙道ダクト
中の圧力変化、またガスセル内に導入する排ガスからダ
ストを除去するためのフィルターの目詰まり程度、ポン
プの吸引力の変化等種々の要因により、ガスセル内圧力
が変化する。ガスセル内のガス圧が変わると吸光度の計
測値も変化してしまうため、計測には、ガスセル内の圧
力を一定に保つ必要がある。
【0007】しかしながら、ガスセル圧力を一定に保つ
には、一次圧(煙道側)が不安定なことや、一次圧と2
次圧側の圧力差があまりないことにより、ガスセル内圧
力を一定に保つのは困難である。
【0008】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ガスセル内に導入するガス圧に変動があってもガス
濃度を的確に測定できる紫外線吸収等によるガス濃度モ
ニターのガス圧補正方法及び補正システムを提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、ガスセル内に導入したガスの濃
度を紫外線吸収分析によりモニターする方法において、
ガスセル内圧力をモニターし、その圧力に応じて計測濃
度を補正するようにした紫外線吸収等によるガス濃度モ
ニターのガス圧補正方法である。
【0010】請求項2の発明は、ガスセル内に導入した
ガスの濃度を紫外線吸収分析によりモニターする方法に
おいて、ガスセル内圧力をモニターし、計測濃度を、モ
ニターしたガスセル内圧力で補正するようにした紫外線
吸収等によるガス濃度補正システムである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【0012】先ず、図1により、本発明における煙道中
の排ガスの紫外線吸収分析装置を説明する。
【0013】図1において、10は、ボイラからの排ガ
スが流れる煙道で、その煙道10にガス吸込管11を介
してガスセル12が接続される。ガス吸込管11には、
排ガス中のダストを除去するフィルター13が接続され
る。
【0014】ガスセル12は、出口管14を介してトラ
ップ15が接続される。トラップ15は、導入した排ガ
スを冷却するクーラ16内に収容される。
【0015】トラップ15からの排気管17には、半導
体圧力センサからなる圧力計18が接続されると共に煙
道10からの排ガスをガスセル12を通して吸引排気す
るためのポンプ20が接続される。
【0016】排気管17の下流側は図示していないが、
排ガスを煙道10に戻すようにしても或いは他の排気処
理系に供給するようにしてもよい。
【0017】ガスセル12の一方には、ガスセル12に
紫外線を透過するためのXeランプ等の光源21が設け
られると共に分光器及び光検出器22が設けられ、その
検出信号25がデータ処理装置24に入力される。
【0018】この光源21と分光器及び光検出器22
は、図では、光源21からの紫外線UVをガスセル12
を1回透過させ、その吸光度を分光器及び光検出器22
で検出する例を示しているが、反射ミラーを用いてガス
セル12内を複数回反射させて光路長を長くして吸光度
を計測するようにする。
【0019】分光器及び光検出器22は、紫外線(領域
0〜400nm)中の200〜350nmの範囲の波長
を分光し、それを検出素子に入射し、その検出素子で検
出された吸光度データがデータ処理装置24に入力され
て演算される。
【0020】この図1において、ポンプ20の吸引によ
りガスセル12内には、煙道10内の排ガスがフィルタ
ー13で除塵されて導入される。この排ガス中には、S
3とSO2 が含まれるが、上述した先願の発明に基づ
くSO3 とSO2 の検量線を基にSO3 とSO2 の濃度
を求めることができる。
【0021】この場合、ガスセル12内の圧力が変動す
ると、吸光度の計測値も変化する。そこで、ガスセル1
2内のガス圧と検量線の関係を調べたところ、ガス圧と
検量線の傾きは比例しており、ガス圧が判れば濃度の補
正が可能なことが判った。しかし、ガスセル12内は、
約300〜400℃あり、現状では高温使用で且つ応答
速度の速い圧力計はないため、ガスセル12内の排ガス
を出口管14からトラップ15に排出し、そこで排ガス
の温度を100℃以下まで、クーラ16で冷却し、その
冷却後の排ガスを排気管17に接続した半導体圧力セン
サ等からなる圧力計18で圧力を検出し、その圧力信号
26をデータ処理装置24に入力する。
【0022】この際、排ガス中のSO3 は、トラップ1
5内での冷却で、硫酸になるか或いは排ガス中にアンモ
ニアが含まれていた場合には、酸性硫安又は硫安となっ
て捕集され、排気管17に、SO3 が流れないため、圧
力計18及びポンプ20の腐食からの保護が可能とな
る。また圧力計18を排気管17に接続し、この検出圧
力をガスセル12内の圧力とするが、圧力の伝搬は瞬時
であり、ガスセル12から離れていても実質的にガスセ
ル12の圧力を検出していることと等価であり、圧力計
18を、高温と腐食環境から保護できる点で有利であ
る。
【0023】次に、ガスセル12内のガス圧力と検量線
の関係を説明する。
【0024】(1)試験方法 圧力依存性の確認試験パラメータを表1の条件で、紫外
線吸収スペクトルを採取し、検量線を作成した。
【0025】
【表1】
【0026】この確認試験は、SO2 濃度が0,100
0,1500ppmのサンプルにそれぞれSO3 濃度を
0,10,20,30と変えて合計12のガスサンプル
に対して、設定圧力(任意)を0MPaとし、その圧力
に対して−0.01MPa、−0.015MPaにセル
圧力を保って紫外線吸収スペクトルを採取し、上述した
先願発明の手法に則ってSO2 とSO3 の検量線を求め
た。
【0027】(2)試験結果 先ず、SO2 の計測結果を図2と表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】図2は、260nmのSO2 吸光度を濃度
ごとにプロットしたもので、計測圧力ごとに示したもの
である。
【0030】図2は、圧力ごとに検量線が異なっている
ことを示している。しかし、各圧力の比は略同じであ
り、吸光度の大きさはセル中の分子数に依存していると
考えられる。
【0031】図3は圧力による分子数を補正してプロッ
トしたものである。各プロットは分子数から、下式
(1)により、1気圧の濃度に換算してプロットした。
【0032】 換算濃度= 濃度 × 0.1(MPa)/[0.1(MPa)+ セルゲージ圧(MPa)] …(1) 圧力で補正すると、図3に示すように、異なっていた検
量線の傾き(y=0.0016x+0.00222)が
一つにまとめられた。
【0033】なお、Rは相関係数であり、R2 が0.9
983と、Rがより1に近いことが分かる。
【0034】同様に、図4に、PLS回帰分析により圧
力補正によるSO2 の検量線の計算結果を示した。PL
S回帰分析においても圧力補正すればよいことが分かっ
た。
【0035】図5は、SO2 を0、1000、1500
ppm、また圧力を0、−0.01、−0.015MP
aと変化させたときのSO3 の濃度算出結果を示したも
のである。
【0036】図5において、横軸に示す濃度は圧力補正
を行った調整濃度(標準ガスを決められた組成比で調整
した濃度)であり、縦軸に示す濃度は採集して求めたス
ペクトルからPLS回帰計算を実施して計算した出力濃
度であり、検量線の傾き(y=0.9952x+5.5
858)、相関係数R2 は0.9997であった。
【0037】なお、上記(1)式を一般的に記述すると
以下のようになる。
【0038】 検量線作成時; 濃度 = 調整濃度 × 基準とする圧力(絶対圧)/計測時の圧力(絶対圧 ) …(2) サンプル計測時; 濃度 = 計測濃度 × 検量線作成時に基準とした圧力(絶対圧)/計測時 の圧力(絶対圧) …(3) 次に計測時のガス濃度補正システムのフローを説明す
る。
【0039】先ず検量線作成時のフローチャートを図6
により説明する。
【0040】図6に示すように、計測時、基準となるガ
ス圧を決定(通常1気圧)する(S10)。次にガス圧
力モニターしながら、ガス組成を変えて吸収スペクトル
を採取する(S11)。
【0041】採取した吸収スペクトルから求めた濃度を
上記(2)式により計測時ガス圧で補正する(S1
3)。
【0042】補正した濃度と吸光度で検量線を作成し
(S14)、検量線作成のフローを終了する(S1
5)。
【0043】サンプル計測時のフローチャートを図7に
より説明する。
【0044】図7に示すように、ガス圧力をモニターし
ながら、サンプルスペクトルを採取する(S20)。
【0045】次に、採取した吸収スペクトルから求めた
濃度を上記(3)式により計測時ガス圧力で補正する
(S21)。
【0046】補正した濃度と図6で求めた検量線よりサ
ンプル濃度を求め(S22)、計測フローを終了する
(S23)。
【0047】このように、本発明では、ガスセル12内
の圧力とガスの分子数が比例し、同じ濃度でも紫外線吸
収法で計測される濃度は、セル圧力と比例して変化する
ことに着目し、計測時のセル圧力を計測し、そのセル圧
力で補正することで、正確な濃度測定が行える。
【0048】なお、上述の実施の形態では、SO2 とS
3 濃度の紫外線吸収法による濃度測定を例に説明した
が、他の成分の濃度測定にも適用できる。また、紫外線
吸収法による濃度測定のみならず、PLSなどスペクト
ル波形を利用した統計的手法においても同様な方法が使
用できる。
【0049】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、紫外線吸
収分析等によるガスモニターで、ガスセル内圧力調整を
行うことなく、正確な計測が行える。またガスセル内の
圧力調整を行わないので、簡単で堅牢な装置が製作でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にガス濃度モニター装置の概要を説明す
る図である。
【図2】本発明おいて、各圧力ごとのSO2 検量線を示
す図である。
【図3】本発明において、圧力で補正したSO2 検量線
を示す図である。
【図4】本発明において、PLS回帰分析での圧力補正
によるSO2 検量線を示す図である。
【図5】本発明において、圧力を補正したときのSO3
検量線を示す図である。
【図6】本発明において、検量線作成時のフローチャー
トを示す図である。
【図7】本発明において、計測時のフローチャートを示
す図である。
【符号の説明】
10 煙道 12 ガスセル 18 圧力計 21 光源 22 分光器及び光検出器 24 データ処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 健 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 八木 武人 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 小原 正孝 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター技術開発本部内 Fターム(参考) 2G059 AA01 BB01 CC06 EE01 EE12 GG10 HH03 HH06 JJ01 JJ13 KK01 LL03 MM01 MM12 MM14 NN01 NN04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスセル内に導入したガスの濃度を紫外
    線吸収分析等によりモニターする方法において、ガスセ
    ル内圧力をモニターし、その圧力に応じて計測濃度を補
    正することを特徴とする紫外線吸収等によるガス濃度モ
    ニターのガス圧補正方法。
  2. 【請求項2】 ガスセル内に導入したガスの濃度を紫外
    線吸収分析によりモニターする方法において、ガスセル
    内圧力をモニターし、計測濃度を、モニターしたガスセ
    ル内圧力で補正することを特徴とする紫外線吸収等によ
    るガス濃度補正システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048654A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Yazaki Corp 濃度測定装置
JP2010066209A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Yazaki Corp 濃度測定装置
CN104034675A (zh) * 2014-05-23 2014-09-10 平湖瓦爱乐发动机测试技术有限公司 一种用于物质浓度测量的标定系统及物质浓度的测量方法
EP3236240A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-25 Horiba, Ltd.g Spectroscopic analyzer and spectroscopic analysis method
CN108318437A (zh) * 2018-01-19 2018-07-24 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于紫外开放可调式多反池技术的便携烟气原位测量系统

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048654A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Yazaki Corp 濃度測定装置
JP2010066209A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Yazaki Corp 濃度測定装置
CN104034675A (zh) * 2014-05-23 2014-09-10 平湖瓦爱乐发动机测试技术有限公司 一种用于物质浓度测量的标定系统及物质浓度的测量方法
EP3236240A1 (en) * 2016-04-18 2017-10-25 Horiba, Ltd.g Spectroscopic analyzer and spectroscopic analysis method
CN107367469A (zh) * 2016-04-18 2017-11-21 株式会社堀场制作所 光谱分析装置和光谱分析方法
US10345230B2 (en) 2016-04-18 2019-07-09 Horiba, Ltd. Spectroscopic analyzer and spectroscopic analysis method
CN108318437A (zh) * 2018-01-19 2018-07-24 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于紫外开放可调式多反池技术的便携烟气原位测量系统

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