JP2005077144A - 呼気成分分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体ガスセンサからなりガス分離カラム1の排気側に順次現れる呼気ガスのガス成分を検出する検出器30と、呼気ガス中の検出対象の複数種のガス成分のリテンションタイム、複数種のガス成分に対する検出器30の検出出力のピーク波形、及び検出器30の検出出力の出力値に対応した各ガス成分の濃度データとが予め登録されたメモリ33aと、メモリ33aに登録されたデータをもとに、検出器30の検出出力に現れる1乃至複数のピークの各々にリテンションタイムが各ピークの出現時間に略等しいガス成分のピーク波形を照合することでガス種を識別し、検出器30の出力値に対応した各ガス成分の濃度データから当該ガス成分のガス濃度を測定する演算処理部33とを備える。
【選択図】図1
Description
図2は本実施形態の呼気成分分析装置Aの流路構成図を示しており、本実施形態では大気に連通した小孔からなる吸気口20aを開口するととに、排気口20b及び帰還口20cとを開口したボトル状のバッファタンク20と、前記排気口20bにガス流路21を介して吸気側を接続したエアーポンプPと、エアーポンプPによりバッファタンク20を介して大気より吸気され加圧された空気がキャリアガスとしてガス流路22を介して圧送されてくるガス分離カラム1と、このエアーポンプPの排気側からガス分離カラム1の吸気側までのガス流路22の間に挿入されたガス浄化装置23と、ガス浄化装置23の排気側からガス分離カラム1の吸気側までのガス流路22の間に挿入されたニードルバルブからなる流量調整器24と、ガス流路22内の圧力変化を検出するために設けた流量センサ25と、ガス分離カラム1の吸気側に設けられて被測定ガスである呼気ガスをキャリアガス内に注入して供給するガス注入口26と、エアーポンプPの排気側からガス浄化装置23までのガス流路22の設けられた分岐部27と、バッファタンク20の帰還口20cに連結された帰還用ガス流路29と分岐部27との間に挿入された流速を制御する流量調整器28とで構成され、ガス分離カラム1の大気に連通する排気口内に半導体ガスセンサからなる検出器30を備えている。
前記実施形態1ではエアーポンプPの上流側にバッファタンク20を設け、余剰空気をバッファタンク20に帰す構成であったが、本実施形態は図8に示すようにバッファタンク20を流量調整器24とガス注入口26との間のガス流路22内に挿入し、エアーポンプPは吸気側から直接空気を吸い込み、吸い込んだ空気を流量調整器24で流量を調整した後キャリアガスとしてバッファタンク20を介してガス分離カラム1へ送り込むようにしたものである。尚エアーポンプPの吸気能力が大きい場合には余剰空気を大気へ排出するようにする。またバッファタンク20をエアーポンプPの上流側に設けても勿論良い。
ところで、上述のリテンションタイムはキャリアガス流量に依存するので、当然キャリアガスの流量が多いほど早くなり、またガス成分によってはガス分離カラム1から出てくる時間が大変遅いものがある。このような場合時間がかかると共に検出出力のピークがブロードになって濃度換算が不正確になる。
前記各実施形態1乃至3はバッファタンク20を用いることを前提とするが、図10に示すようにゴム引きの袋等の容量可変の袋状のタンク39に予め清浄なキャリアガス用空気を封入しておき、呼気成分分析装置Aを使用するに当たり、袋状タンク39の排気口に設けた接続部39aをガス流路22の一端に設けた被接続部に接続することで袋状タンク39内とガス流路22側とを連通させ、ガス分離カラム1の排気側に設けた吸引用のエアーポンプPで袋状タンク39内のキャリアガスを呼気ガスとともにガス分離カラム1内に吸引するようにした点に本実施形態は特徴がある。
30 検出器
33 演算処理部
33a メモリ
Claims (8)
- ガス成分に応じて流動遅延を生じさせる部材を充填したガス分離カラムと、
該ガス分離カラムの吸気側からガス分離カラム内に呼気ガスを含むキャリアガスを供給する呼気ガス供給手段と、
半導体ガスセンサを用いて構成され、前記ガス分離カラムの排気側に設けられて、排気側に順次現れる呼気ガスのガス成分を検出する検出手段と、
呼気ガスに含まれる検出対象の複数種類のガス成分のリテンションタイム、複数種類の前記ガス成分の各々に対する検出手段の検出出力のピーク波形、及び検出手段の検出出力の出力値に対応した前記各ガス成分の濃度データが予め登録された記憶手段と、
記憶手段に登録されたデータをもとに検出手段の検出出力に現れる1乃至複数のピークの各々に、リテンションタイムが各ピークの出現時間に略等しいガス成分のピーク波形を照合することによってガス成分の種類を識別するとともに、検出出力の出力値に対応した各ガス成分の濃度データから当該ガス成分のガス濃度を測定するガス成分測定手段と、を備えて成ることを特徴とする呼気成分分析装置。 - 呼気ガスに含まれる不変成分のリテンションタイムの変動量を基準として、呼気ガスに含まれる検出対象のガス成分のリテンションタイムの変動を補正する手段を備えて成ることを特徴とする請求項1記載の呼気成分分析装置。
- 前記呼気ガス供給手段が、空気をキャリアガスとして前記ガス分離カラムの吸気側からガス分離カラム内にガス流路を介して圧送するエアーポンプと、前記エアーポンプと前記ガス分離カラムとの間の前記ガス流路に設けられ、該ガス流路内の前記キャリアガス中に呼気ガスを供給するガス供給口と、前記ガス供給口の上流側に設けられ、前記エアーポンプが前記ガス分離カラムへ供給する単位時間当たりのキャリアガス量に比して十分大きな所定量のキャリアガスを保持するバッファタンクとで構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の呼気成分分析装置。
- 前記呼気ガス供給手段が、非接続時には閉成される接続部を備え、前記ガス分離カラムの吸気側に一端が連結されたガス流路の他端に連結連通させることで、内部に密封したキャリアガスを前記ガス流路側へ供給する容積可変の袋状タンクと、前記ガス分離カラムの排気側に設けられ、該ガス分離カラムの吸気側に対して排気側を負圧にする吸引用のエアーポンプと、前記ガス分離カラムの吸気側と前記袋状タンクとの間に設けられ、キャリアガス中に呼気ガスを供給するガス供給口とで構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の呼気成分分析装置。
- 前記バッファタンクの吸気側を大気に開放し、排気側を前記エアーポンプの吸気側に連結するとともに、前記エアーポンプが前記ガス分離カラム側へ供給する必要キャリアガス流量を超える余剰キャリアガスを前記バッファタンクへ戻すガス流路を前記エアーポンプの排気側と前記バッファタンクとの間に設けていることを特徴とする請求項3記載の呼気成分分析装置。
- ガス吸着物質やガス分解触媒の何れか一方若しくは両方をガス浄化物質として用いているガス浄化装置を前記ガス供給口より上流側のガス流路に設けていることを特徴とする請求項3又は4記載の呼気成分分析装置。
- 前記ガス供給口の上流近傍のガス流路若しくは前記検出手段の下流近傍のガス流路内に、流量を検出する流量センサを備え、該流量センサの検出出力の変化に基づいて呼気ガスの供給を検出する手段を備えていることを特徴とする請求項3乃至6の何れか1つに記載の呼気成分分析装置。
- 前記ガス分離カラムに供給するキャリアガスの流量を、呼気ガスの供給検出後にガス分離効率の向上や分析時間を短縮するように変化させる手段を備えていることを特徴とする請求項7記載の呼気成分分析装置。
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