JP2004286726A - ガス分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡単かつ確実に試料ガス中の被検知ガス種や濃度を知ることができるガス分析装置を提供すること。
【解決手段】カラム１を備え、前記カラム１にキャリアガスとしての空気を流通させるためのガス吸引ポンプ２を設け、前記カラム１に試料ガスを流通させる供給部１ａおよび排出部１ｂを設け、前記供給部１ａから供給されて、排出部１ｂから排出される試料ガスの排気路５にガス検知素子６ａ、７ａを備えたガス検知部６，７を設け、前記ガス検知部６，７からの出力に基づき、試料ガス中の被検知ガス種および被検知ガス濃度を求める演算部８を設けてある。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス分析装置に関し、試料ガスの種類や試料ガス中に含まれる被検知ガスの種類や濃度を知るための分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のガス分析装置としては、ガスクロマトグラム分離部（以下カラムと称する）を備え、前記カラムにキャリアガスとして不活性ガスを流通させるためのガス供給部を設け、前記カラムに試料ガスを流通させる供給部および排出部を設け、前記供給部から供給されて排出部から排出される試料ガスの排気路に、フィラメントを有する熱伝導度検出器を設けて、カラムから流出するガスの組成が変わったとき、その熱伝導度の変化を受けてフィラメントの温度が変化するのを電気抵抗の変化として検出し、分離されたガスを識別するものが用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、前記排気路に、熱伝導度検出器に代えて炎光光度検出器（ＦＰＤ）や水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）等を設けて、その排気路から流出する被検知ガスの物性を知ることによって、ガス種やその濃度を知ることができるようにしたものが実用されている（特許文献２参照）。さらに、微量成分を精度良く分析するために、被検知ガスを質量分析器に導入し、きわめて低濃度の被検知ガスを分析する技術が開発されている（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５０９４３号公報
【特許文献２】
特開平１１−１０１７８９号公報
【特許文献３】
特開平９−４３１９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、いずれの検出器を用いた場合にも、溶離ガスとしては単一組成のガスを用いる必要があったことから、不活性ガスをキャリアガスとして用いている。そのため、キャリアガスは、ガスボンベ等から供給される必要があって、別途ガス供給源を用意しなければならないことになり、ガス分析装置の複雑化、大型化につながっていた。
また、熱伝導度検出器によると、排出される試料ガス中の被検知ガス組成の変化を知ることができても、その濃度を正確に知ることが困難であったり、ＦＰＤ、ＦＩＤ、質量分析器等を設けた場合には、装置が大がかりである上に、高価で、試料の調整に労力を要する等の問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記実情に鑑み、より簡単かつ確実に試料ガス中の被検知ガス種や濃度を知ることができるガス分析装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明のガス分析装置の特徴構成は、
ガスクロマトグラム分離部を備え、前記ガスクロマトグラム分離部にキャリアガスとしての空気を流通させるためのガス吸引ポンプを設け、前記ガスクロマトグラム分離部に試料ガスを流通させる供給部および排出部を設け、前記供給部から供給されて、排出部から排出される試料ガスのガス流通路にガス検知素子を備えたガス検知部を複数設け、前記ガス検知部からの出力に基づき、試料ガス中の被検知ガス種および被検知ガス濃度を求める演算部を設けてある点にある。
【０００８】
〔作用効果〕
つまり、カラムを備えると、試料ガス中の被検知ガスを前記カラムを通過する時間差により分離することができる。このとき、前記カラムに空気を流通させるためのガス吸引ポンプを設けてあれば、不活性ガス等をガスボンベ等により圧入することなく、前記カラムに空気を流通させることができる。
前記試料ガスのガス流通路にガス検知素子を備えたガス検知部を設けておけば、前記ガス検知部からの被検知ガス検知に基づく出力を得ることができる。前記ガス検知部が複数設けてあれば、その複数のガス検知部毎のガス検知特性から、カラムから排出されるガスの種類が特定できる。また、出力の濃度依存性に基づき、カラムから排出されるガスの濃度を知ることができる。このようなガス種およびガス濃度は、演算部により演算して求めることができる。
【０００９】
このときのガス検知部の配置としては、前記ガス流通路のうち、ガス排出路に少なくとも二種のガス検知部を設けてあってもよいし、ガス供給路に少なくとも一つのガス検知部を配置してあってもよい。
前者の場合、カラムにより分離された試料ガスの成分毎にガス検知部がガス検知出力を呈し、そのガス検知部に設けられるガス検知素子のガス検知特性から、ガス種やガス濃度を分析でき、各ガス検知出力が、それぞれ夾雑ガスを含まない純粋なガス成分に対するガス出力となるために、各ガス検知素子によるガス検知特性が明確に現れやすく、かつ、出力値に基づく定量が正確に行える。
また、後者の場合、ガス供給路側のガス検知部で、カラムにより分離することなしにガス検知素子により試料ガス全体としての出力を知り、試料ガスを全体として定量することができ、ガス排出路側で溶離時間の短い画分を検出することによって、試料ガスに含まれる成分を定量する。前記溶離時間の短い画分を得ると、この画分に相当するガス種がわかり、その出力よりその画分に相当するガス量を定量することができ、試料ガス中におけるその成分ガス濃度がわかる。すると、その試料ガスの成分組成を推定することができる。そのため、たとえば、試料ガスとしての燃料ガス中に含まれるメタンガス濃度を知り、燃料ガス全体の出力およびメタンガス出力をもとに、メタンガス以外のガス種の濃度を知ることができ、その比などから、その燃料ガス種（天然ガスかＬＰＧか、天然ガスのうち１２Ａか１３Ａか等）を識別することができる。そのため、溶離時間の長い画分が溶離されるのを待つことなく、短い溶離時間で前記試料ガスの分析が完了できることになる。そのため、分析が容易にかつ確実に行えるとともに、分析に要する時間の短縮も図れるようになる。
【００１０】
尚、従来カラム分離された溶離ガス中に含まれる被検知ガスは通常酸素を含まないものとなるために、半導体式ガス検知素子の精密なガス検知に供することができないと考えられていたのに対して、前記ガス吸引ポンプによって空気を流通させるものであるから、前記カラムには単に空気を流通させる構成とすることができ、主に酸素の存在下で出力を呈する半導体式ガス検知素子を前記ガス検知素子として用いることができる。
これにより、清浄空気を用いて半導体式のガス検知素子による精密なガスの定量が行えるようになった。
【００１１】
また、前記演算部が、一種のガス検知部からのガス検知出力に基づき、被検知ガス種を求めるとともに、前記ガス検知部とは異なる他のガス検知部からのガス検知出力に基づき、被検知ガス濃度を求めてもよい。
たとえば、都市ガス中にはメタンガスとにおい成分の比率が、都市ガス供給会社毎に特定の値をとるように調整されていることから、メタンガスに感度の高いガス検知素子を備えた第一ガス検知部と、においに感度の高いガス検知素子を備えた第二ガス検知部とを備えた場合、その試料ガス中の都市ガスの種類および濃度を知ることができる。
具体的には、カラムから排出されるガスのうち可燃性ガスの排出されている分画を検知することにより、その出力パターン等から第一ガス検知部が都市ガス種を特定することを可能とし、そのガス中に含まれる微量におい成分を第二ガス検知部における出力から定量すれば、その可燃性ガスとともに試料ガス中に含まれていたにおい成分を定量することにより、試料ガスに含まれていた可燃性ガス量がその成分比とともに特定でき、その試料ガス中の都市ガス濃度がわかることになる。
【００１２】
尚、ガス種およびガス濃度は、それぞれ別個のガス検知部で求める以外に、それぞれのガス検知出力を複合して演算処理により求めることも可能である。
このような演算処理は、演算部によって行い、あらかじめ種々の被検知ガスに対するガス検知部それぞれのガス検知特性を参照して演算可能に構成してあればよい。
【００１３】
前記カラムにキャリアガスとしての空気を流通させる給気部に、夾雑ガスを吸着するガス吸着装置を設けてあれば、キャリアガスとしての空気に定量分析対象となる被検知ガスを検知する際に妨害となる夾雑ガスが含まれていたとしても、その夾雑ガスを吸着して、空気のみが溶離ガスとして働くから、精度の高いカラム分離が可能となる。
【００１４】
また、一旦ガスの分析を行った後には、前記カラムには試料ガス等の雑ガスが微量残存していることがあり、このようなガスが次の測定の妨害となる場合がある。さらに、分析を行う前にガス分析装置が低温状態であると、ガス検知素子からの出力が応答性よく得られないという実情もある。そこで、ガスを分析していないときに本発明のガス分析装置を暖機運転し、その際前記カラムのクリーニングを行うことにより、迅速な分析を可能としている。
具体的には、前記ガスクロマトグラム分離部から吸引されるガスを、ガス吸着装置を介して前記供給部に返送する循環路を設けてある。これにより、暖機運転をかねて、前記カラム内に残存するガスを吸引して前記吸着装置に送り、そのガス中の妨害ガスを吸着して、清浄になったガスを、さらにカラム内に送ることができる。その清浄なガスは、カラム内に吸着されている雑ガスを溶離させ、そのカラムをクリーニングするとともに、さらに雑ガスを前記吸着装置に移動させることができる。この循環を繰り返すことにより、カラムが再生される。また、その再生作業中に前記ガス検知素子に通電しておくことによって、前記ガス検知素子を安定化するとともに、前記カラムの再生状況をモニタすることもできる。
そのため、作業開始からガス分析可能になるまでの待ち時間を省略することができるとともに、迅速なガス分析ができるようになった。
【００１５】
また、空気の温度は環境ごとに大きく異なる場合があり、測定作業中における経時的な変化も観測される。このような分析環境温度に変化があると、分析データがばらつき、分析結果の信頼性が低下するという問題点がある。そのため、カラムに導入される空気の温度は一定に維持されることが好ましい、そこで、測定中に水槽を設けるとともに、前記供給部に対する給気路を形成する給気管、および、前記カラムを形成するカラムスリーブ部を前記水槽に浸漬配置してあると、前記給気路に供給された空気は、一旦前記水槽をくぐって、前記水槽の水温にコントロールされて前記カラムに入り、前記カラムも前記水温に維持された状態にあるので、分析作業が、全体として水温下で行われることになる。水は熱容量が大きいため、周囲環境の変化によっても前記水温は変化しにくい。そのため、前記分析作業は、一定温度条件下で行われていると見なせることになり、分析結果の信頼性を高めることができるようになる。
【００１６】
また、前記水温を所定温度に維持するために、温度制御部を設けてあれば、たとえ前記水温が周囲環境の影響を受けるほどに分析作業中に環境条件が変化したとしても、その水温を強制的に所定温度に制御することにより、より精密に分析作業温度を一定に維持できることになる。
【００１７】
一方、前記給気管に試料ガス導入用の試料導入部を分枝して設ければ、前記給気管から、前記供給部に試料ガスを導入する位置を決めることができるが、この試料導入部からの試料ガス導入速度が異なれば、分析精度に悪影響が生じる可能性がある。そこで、前記試料導入部に、試料ガスを圧入する注入部を設けるとともに、前記給気管から前記注入部に前記試料ガスが押し戻されるのを防止する逆止弁を設けてあれば、前記注入部には、前記給気管の内圧がかからないので、前記注入部に試料ガスをシリンジ等を用いて導入する際に、前記試料ガスが前記内圧によって逆流させられるのを防止でき、試料ガスを導入する際の操作性も向上する。また、一旦前記注入部に達した試料ガスは、確実に前記給気管に徐々に試料ガスが流入することになり、前記注入部に供給された試料ガス量を一定に操作することによって、試料ガス導入速度を一定に制御することができる。そのため、分析条件を一定に維持しやすく分析精度を高く維持しやすい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（１） 図１に示すように、本発明のガス分析装置は、ガスクロマトグラム分離部（カラム）１を備え、前記ガスクロマトグラム分離部にキャリアガスとしての空気を流通させるためのガス吸引ポンプ２を設ける。前記カラム１に試料ガスを流通させる供給部１ａおよび排出部１ｂを備える。試料ガスは、前記供給部１ａに対するガス流通路の給気路３に設けられた試料導入部４から供給されて、前記供給部１ａに導かれ、前記供給部１ａに導入された試料ガスは、排出部１ｂからガス流通路の排気路５に排出される。前記排気路５にガス検知部６，７を設け、前記ガス検知部６，７からの出力に基づき、試料ガス中の被検知ガス種および被検知ガス濃度を求める演算部８を設けてある。
【００１９】
前記ガス検知部６，７は、前記排気路にガス検知素子６ａ，７ａを格別に設けてなるガス検知室を形成してある。前記ガス検知素子６ａ，７ａとしては、半導体式ガス検知素子が好適に用いられ、たとえば、以下の構成のものが用いられる。
【００２０】
ガス検知素子６ａ：
＜熱線型ガス検知素子＞
図２に示すように、ガス検知素子６ａは、白金を主成分とし、線径３０μｍ、巻き数１５ｔｕｒｎ、長さ５５０μｍの導線コイル６ｂに、金属酸化物半導体を塗布焼成して球状に形成した感応層６ｃを設けてある。
尚、前記導線コイル６ｂとしては、白金に代えて白金ロジウム、白金パラジウム等の貴金属線コイルを用いると、熱的安定性が高いので好ましい。また、酸化スズに代えて酸化インジウム、酸化鉄、酸化亜鉛、等の金属酸化物半導体も利用可能である。さらに、感応層には、必要に応じてコーティング層６ｄが設けられる。
【００２１】
ガス検知素子７ａ：
＜基板型ガス検知素子＞
図３に示すように、ガス検知素子７ａは、アルミナ基板７ｂ上に金属酸化物半導体を主成分とする膜層（感応層）７ｃを備えて構成されており、この金属酸化物半導体膜層７ｃに電気的に接続された検出電極としての白金薄膜電極７ｄを備えて構成されている。そして、この白金薄膜電極７ｄに対して、この電極間における抵抗値の変化を検出するように、検出端子が設けられる。さらに、アルミナ基板７ｂの裏面側に白金薄膜ヒーター７ｅが備えられ、これにセンサ温度制御装置への加熱端子７ｆを設けて加熱手段が構成されている。この加熱手段は、センサの動作に適する４５０〜５５０℃にガス検知素子７ａを加熱維持する。さらに、感応層には、必要に応じてコーティング層７ｇが設けられる。
【００２２】
また、前記ガス検知部において、それぞれのガス検知素子は、ブリッジ回路等からなるガス検知回路９に組み込まれ、前記ガス検知素子６ａ，７ａの被検知ガス検知による抵抗値の変化等に基づく出力をガス検知出力として取り出すことができるよう接続される。
【００２３】
得られたガス分析装置には、シリンジ等により試料ガスを前記試料導入部４より前記カラム１にチャージする。前記ガス吸引ポンプ２により、前記カラム１からガスを吸引すると、前記カラム１の供給部上流側の給気部１０より前記カラム１に空気が導入され、チャージされた試料が展開される。展開された試料は、順次成分毎に分離されつつ、前記排出部１１側に溶離され排出される。この溶離された各成分が順次ガス検知部６，７に誘導され、ガス検知素子６ａ，７ａに接触する。すると、前記ガス検知素子６ａ，７ａの見かけ抵抗値は変化するので、前記ガス検知回路９からその抵抗値の変化に対応するガス検知出力が得られる。
【００２４】
前記ガス検知素子６ａ，７ａからのガス検知出力は演算部８に入力され、前記演算部８において前記ガス検知出力を基に演算して、種々のガスを識別するとともに、検知された被検知ガスの濃度を求められる。
演算により求められたガス種および被検知ガスのガス濃度は、表示部１２に表示され、分析結果を知ることができる。
【００２５】
前記カラム１にキャリアガスとしての空気を流通させる給気部１０に、夾雑ガスを吸着するガス吸着装置１３を設け、空気中の雑ガスを吸着してキャリアガスとして好適に用いられるようにする。
【００２６】
また、前記ガスクロマトグラム分離部から吸引されるガスを、ガス吸着装置を介して前記供給部１ａに返送する循環路１４を設けてある。これにより、ガス分析時には、前記排出部１ｂからのガスをガス検知部６，７を介して排気部へ排気し、ガス分析時以外の暖機運転時には、前記排出部からのガスを、前記ガス吸着装置を介して前記給気路３の循環部１５に導き、前記供給部１ａに返送自在に構成してある。このとき、前記排気路５を流れるガス流量は流量制御部１６により調整可能に構成するとともに、ガス分析時と、暖機運転時とで流量を自動的に切り替えられるようにしてある。
【００２７】
また、前記給気路３には前記試料導入部４とは別途、装置校正用の標準空気導入用の標準空気導入部１７、および、現場雰囲気ガスを試料ガスとして吸引自在にする試料吸引導入部１８を設けてあり、種々の態様でのガス分析を可能とするとともに、その態様に応じた装置の校正を可能にしてある。
【００２８】
尚、図中ＡＦとあるものは、導入されるガス中から塵埃等を除去するエアフィルタであり、Ｒとあるものは、流通するガスの流量を流量表示部Ｒ１に表示させるための流量計である。
【００２９】
（２） 上述のガス分析装置を筐体Ａ内に構成するには、たとえば、図１１に示すように、前記筐体内に水槽２０を設けるとともに、前記水槽２０内に、前記給気路３を形成する給気管３ａ、および、前記カラム１を形成するカラムスリーブ部１ｃを水密に形成し、水槽２０外から前記給気管３ａを通じて空気を流通させられるように接続することができる。
【００３０】
図１１中ガス吸着装置１３は、カートリジ状に形成し、前記ガス吸着装置１３を着脱自在な着脱部１３ａを前記水槽２０内に凹入形成しておき、前記着脱部１３ａに前記ガス吸着装置１３を内嵌して装着する。これにより、前記ガス吸着装置１３の取り付け、配管、交換等にかかる作業を、前記水槽２０内の水に接することなく行え、かつ、前記ガス吸着装置１３と水との熱交換を容易にできる。
【００３１】
カラムスリーブ部１ｃには可撓管１ｄに充填材１ｅを充填したカラム本体１ｆを前記水槽２０外から挿脱自在に設けるとともに、前記カラムスリーブ部１ｃに前記カラム本体１ｆを挿通した状態で、カラム本体１ｆ両端部に配管して通気自在に構成する。
【００３２】
また、前記水槽２０は、水密容器２０ａ内に水を充填して密封して形成するとともに、前記水槽２０内の水を加熱するヒータ２１を設けるとともに、撹拌装置２２を設けて、前記水槽２０内の水を均一に加熱して所定温度に維持可能に構成し、前記給気管３ａやカラム１を流通するガスを常に前記所定温度に維持すべく調整される。前記ヒータ２１および撹拌装置２２を総称して温度制御部Ｃと称するものとし、前記温度制御部Ｃには前記ヒータ２１に加え、さらに冷却装置等を設けてあっても良い。また、前記所定温度としては、室温よりやや高い３０℃〜４０℃程度が好ましく、このように設定すると、空冷可能な温度であるから、ヒータ２１のみで温度制御ができ、簡単な構成で温度制御部Ｃを構成できる。
【００３３】
前記試料導入部４には試料ガスを注入する注入部４１を取り付ける。注入部４１にはシリンジの先端部を受け入れる注気口４２と逆止弁４３とを設けた注入管４４を設け、前記注入管４４に試料ガスを圧入すると、前記逆止弁４３により前記給気管３から前記注入管４４に前記試料ガスが押し戻されるのを防止しつつ、試料ガスが前記給気管３に導入される。そのため、試料ごとの分析条件を一定に維持しやすく、分析結果の信頼性を高めることができる。前記注入部４１は、ガス分析装置に固定してあるものであっても良いし、着脱可能に構成してあるものであっても良い。
【００３４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（１） 上述の実施の形態におけるガス分析装置におけるカラムとして、内径４ｍｍ全長２０ｃｍのフッ素樹脂製カラム管に、粒径８０〜１００μｍのポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）製充填材５ｒｉｎｇ Ｕｎｉｐｏｒｔ−ＨＰ（ＧＬサイエンス社製）を充填したものを用い、カラム温度２５℃、キャリアガス流量６０ｍｌ／ｍｉｎで２５００ｐｐｍの１２Ａ都市ガス（メタン９９．９６％付臭剤としてＴＨＴ（テトラヒドロチオフェン）含有）２０ｍｌを分析したところ図４のようになった。
前記ガス検知素子６ａ，７ａとしては、以下のものを用いた。
【００３５】
ガス検知素子６ａ：
上述の基板型ガス検知素子において、金属酸化物半導体に酸化亜鉛を用い、バナジウム塩の水溶液を含浸させた後、焼成してあるもの（コーティング層を設けていない）。
【００３６】
ガス検知素子７ａ：
上述の基板型ガス検知素子において、金属酸化物半導体に酸化タングステンを用い、コーティング層を設けていないもの。
【００３７】
尚、参照としてメタン２５００ｐｐｍを検知したときの出力を調べてある。
【００３８】
図４（イ）より、ガス検知素子６ａによると、都市ガス中のメタンに鋭い出力を示している。また、図４（ロ）に示すように、都市ガス中のＴＨＴを明確に検知することができるようになっており、付臭剤の有無から自然界に存在するメタンと、都市ガス中に含まれていたメタンとを区別することができる。また、それぞれのガス濃度をガス検知素子６ａ，７ａの出力により定量することにより、都市ガス濃度を知ることができる。
【００３９】
この例では、ガス検知部６による出力をＶ６、ガス検知部７による出力をＶ７、定数Ｋとして、
Ｖ（補正出力）＝Ｖ６＋Ｋ（Ｖ７−０．１）×（Ｖ６−０．１）
を求めることにより、メタンとＴＨＴのピークのみが特異的に増幅された補正出力が求められるので、メタン、ＴＨＴ以外の雑ガスによる出力の揺らぎがあったとしても、メタン、ＴＨＴに該当する溶出時間差を確認するとともに、そのピーク高さが他の夾雑ガス等による揺らぎと明確に区別できることを確認することによって、都市ガス種を明確に知ることができる。
【００４０】
（２） 上述の実施の形態におけるガス分析装置におけるカラムとして、内径４ｍｍ全長２０ｃｍのフッ素樹脂製カラム管に、粒径８０〜１００μｍの（ＧＬサイエンス社製Ｂｅｎｔｏｎｅ３４＋ＳＰ−１２００）を充填したものを用い、
前記ガス検知素子６ａ，７ａとしては、以下のものを用いた。
【００４１】
ガス検知素子６ａ：
（１）における６ａと同等のもの。
【００４２】
ガス検知素子７ａ：
上述の基板型ガス検知素子において、金属酸化物半導体に酸化タングステンを用い、感応層に銅をＣｕ／Ｗ比で２．５ｗｔ％で含浸させてあるもの（コーティング層を設けていない）。
【００４３】
このガス分析装置を用い、カラム温度３０℃、キャリアガス流量６０ｍｌ／ｍｉｎでトルエン、エチルベンゼン、キシレンをそれぞれ１００ｐｐｂ含有する混合ガス１０ｍｌを分析したところ図５のようになった。
【００４４】
図５より、先の熱線型ガス検知素子によると、いずれの成分に対しても出力を示しており、その溶離時間によってガス種が判断できることがわかる。また、ニオイ検知素子によると、キシレンについては、濃度依存性の高い大きな出力が得られて、精度良く濃度を知ることができるものの、他のガスについては、際だった出力が得られず、キシレンのみを選択的に定量するのに適していることがわかる。
従って、熱線型ガス検知素子でガス種を分析し、前記基板型ガス検知素子により標準物質としてのキシレンを定量するとともに、前記メタン検知素子の出力比から他のガスの濃度を知ることができることがわかる。
【００４５】
（３） 図６に示すように、上述の実施の形態におけるガス検知部を６，７に加えて、さらに別途ガス検知部２０にガス検知素子２０ａを設けてあるガス検知部２０をガス排出路５に備えたガス分析装置を用いて、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレンの混合ガスを分析させた例を示す。ガス検知部６，７，２０にはそれぞれガス検知素子として、６ｋ，７ｋ，２０ｋを装備してある。
ガス検知素子６ｋ，７ｋ，２０ｋおよび分析条件は以下の通りである。
【００４６】
（ガス検知素子６ｋ）
（１）における６ａと同等のもの。
【００４７】
（ガス検知素子７ｋ）
（１）における７ａと同等のもの。
【００４８】
（ガス検知素子２０ｋ）
前記熱線型ガス検知素子において金属酸化物半導体を、酸化インジウムとし、前記被覆層としてＨＭＤＳを原料として蒸着処理して形成される緻密なシリカ薄膜を設けたもの。
【００４９】
（分析条件）
カラム：３０ｃｍ、内径４ｍｍ
充填剤：Ｂｅｎｔｏｎｅ３４＋ＳＰ−１２００ Ｕｎｉｐｏｒｔ−ＨＰ（粒径８０〜１００μｍ）（ＧＬサイエンス社製）
カラム温度：３０℃
流量：５０ｍｌ
対象ガス濃度：トルエン，キシレン，エチルベンゼン，スチレン各１００ｐｐｂの混合ガス
【００５０】
図７（イ）より、炭化水素ガス全般に感度を有するガス検知素子６ａを備えたガス検知部６からの出力を参照すると、カラムによる分離では、エチルベンゼンとキシレンとは明確に分離されているとは言い難いが、図７（ロ）、図７（ハ）より、キシレン選択性の高いガス検知素子７ａを備えたガス検知部７からの出力および、炭化水素ガスに対する雑ガス（アルコール類、水蒸気等）に選択性の高いガス検知素子２０ａを備えたガス検知部２０からの出力を参照し、前記図７（イ）の出力からキシレンや雑ガスに対する出力を相殺させると図８（イ）、図８（ロ）のようになる。
【００５１】
そのため、
Ｖ（補正出力）＝Ｖ６−０．８×Ｖ２０………図８（イ）
により、雑ガスの影響を排除して、各ガス成分の出力強度比がそのガス成分の濃度比に対応するように表示させられるので、ガスの成分比を視覚的に把握できるようになることがわかる。
【００５２】
また、
Ｖ（補正出力）＝Ｖ６−０．５×Ｖ７ ………図８（ロ）
により、たとえばエチルベンゼンとキシレンのように、ピークの重なり合うガス成分を互いに区別して表示するとともに、ノイズ成分を低減し、ブロードなピークを明確に表示させることが可能となる。雑ガスからの溶離時間差を観測することによって、ガス種もより明確に知ることができる。
従って、シックハウス等の問題になりやすい４種のガスについて簡便かつ正確に分析し、成分濃度を把握しやすくなり、さらに多種のガスにも対応して、個々の事例に即し、シックハウスの原因物質を究明するなどの用途に好適に利用されることがわかる。
【００５３】
（４）
本発明のガス分析装置は、図９に示すように構成することができる。
つまり、図１に示すガス分析装置におけるガス検知部の一つをガス流通路の内ガス供給部側に設けてある。このガス分析装置を用いて１３Ａの天然ガスを分析したところ図１０のようになった。尚、ガス検知部６，７に用いたそれぞれのガス検知素子６ｊ、７ｊとしては、（３）における２０ｋと同等のものを用い、分析条件は以下の通りである。
【００５４】
（分析条件）
カラム：２０ｃｍ、内径４ｍｍ
充填剤：Ｐｏｒａｐａｋ−Ｎ（粒径８０〜１００μｍ）（ＧＬサイエンス社製）
カラム温度：３０℃
流量：２０ｍｌ
対象ガス濃度：１３Ａ都市ガス（メタン８８％、エタン６％、プロパン４％、ブタン２％）５００ｐｐｍ
【００５５】
給気部に設けたガス検知部６では、図１０（イ）より、試料ガスの流通とともに可燃性ガスに対する一つの出力が得られている。これに対して、排出部に設けたガス検知部７から得られるガス検知出力は、図１０（ロ）に示すように、カラムによる保持時間の違いにより個々のガス成分の出力が個別に求められる。この際、プロパン成分は、カラムによる保持時間が長いため、プロパンガス成分を定量するには長時間を要することになる。しかしながら、メタンガスとエタンガスとを、排出部側のガス検知部７で個別に定量し、その比を求めることにより、検出したガスの組成（天然ガスかＬＰＧか、天然ガスのうち１２Ａか１３Ａか等のガス種）を判別することができ、全体としての濃度は供給部側の出力をもとに定量することが可能となる。
従って、プロパンガスの溶離するのを待つことなしに、ガス組成および濃度を判別することができるようになって、きわめて短時間にガスの分析をすることができるようになった。尚、燃料ガス種がある程度予想されている場合で、排出部側のガス検知部７でメタンガスとエタンガスが検出されない場合は、プロパンガスやブタンガスを主成分とするガスであることを推定できるので、やはり、プロパンガスの溶離するのを待つことなしに、きわめて短時間にガスの分析をすることができる。
【００５６】
上述の実施例ではガス検知部を２〜３箇所備えて混合ガスのガス種や濃度を識別する構成としたが、ガス検知部を４つ以上の複数種備えてさらに複雑な混合ガスの種類や濃度を識別可能に構成することもできる。また、ガス検知素子として同じものを用いたガス検知部を設けた場合であっても、それぞれのガス検知部において、配置箇所（カラムの前後等）、フィルタ、動作温度等により異なるガス検知特性を有する場合は、異なる種のガス検知部を設けたものとみなす。また、ガス検知素子としては、接触燃焼式のものや、定電位電解式のもの等、他の形態のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス分析装置の概略図
【図２】ガス検知素子の一部破断斜視図
【図３】ガス検知素子の一部破断斜視図
【図４】ガス分析例を示すグラフ
【図５】ガス分析例を示すグラフ
【図６】ガス分析装置の概略図
【図７】ガス分析例を示すグラフ
【図８】ガス分析データ処理例を示すグラフ
【図９】ガス分析装置の概略図
【図１０】ガス分析例を示すグラフ
【図１１】ガス分析装置の全体図
【符号の説明】
１ カラム
１ａ 供給部
１ｂ 排出部
２ ガス吸引ポンプ
５ 排気路
６，７ ガス検知部
６ａ，７ａ ガス検知素子
８ 演算部

Claims (10)

1. ガスクロマトグラム分離部を備え、前記ガスクロマトグラム分離部に空気を流通させるためのガス吸引ポンプを設け、前記ガスクロマトグラム分離部に試料ガスを流通させる供給部および排出部を設け、前記供給部から供給されて、排出部から排出される試料ガスのガス流通路にガス検知素子を備えたガス検知部を複数設け、前記ガス検知部からの出力に基づき、試料ガス中の被検知ガス種および被検知ガス濃度を求める演算部を設けてあるガス分析装置。
2. 前記ガス流通路のうち、ガス排出路に少なくとも二種のガス検知部を設けてある請求項１記載のガス分析装置。
3. 前記ガス流通路のうち、ガス供給路に少なくとも一つのガス検知部を配置してある請求項１又は２に記載のガス分析装置。
4. 前記ガス検知素子が、半導体式ガス検知素子である請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス分析装置。
5. 前記演算部が、一種のガス検知部からのガス検知出力に基づき、被検知ガス種を求めるとともに、前記ガス検知部とは異なる他のガス検知部からのガス検知出力に基づき、被検知ガス濃度を求める請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス分析装置。
6. 前記ガスクロマトグラム分離部にキャリアガスとしての空気を流通させる給気部に、夾雑ガスを吸着するガス吸着装置を設けた請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス分析装置。
7. 前記ガスクロマトグラム分離部から吸引されるガスを、ガス吸着装置を介して前記供給部に返送する循環路を設けてある請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス分析装置。
8. 水槽を設けるとともに、前記供給部に対する給気路を形成する給気管、および、前記ガスクロマトグラム分離部を形成するカラムスリーブ部を前記水槽に浸漬配置してある請求項１〜７のいずれか一項に記載のガス分析装置。
9. 前記水槽内の水を所定温度に維持する温度制御部を設けた請求項８に記載のガス分析装置。
10. 前記給気管に試料ガス導入用の試料導入部を分枝して設け、前記試料導入部に、試料ガスを圧入する注入部を設けるとともに、前記給気管から前記注入部に前記試料ガスが押し戻されるのを防止する逆止弁を設けた請求項８または９に記載のガス分析装置。

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