JP2005156438A - Gas-liquid two phase sample analyzer and analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気液2相試料分析装置及び分析方法に関する。 The present invention relates to a gas-liquid two-phase sample analyzer and an analysis method.
気液混合流体中の水分を測定する従来技術として、特許文献1に記載されている蒸気の質制御装置がある。この装置の赤外線式湿り度検出手段は、焦電素子を用いて、所定の波長(略1.9μm)の赤外線が水滴に非常に良く吸収されることを利用して蒸気の湿り度を検出するものであり、蒸気配管中の水滴の量により吸収される赤外線量の変化を測定することによって、湿り度を測定するものである。 As a conventional technique for measuring moisture in a gas-liquid mixed fluid, there is a steam quality control device described in Patent Document 1. The infrared wetness detecting means of this apparatus uses a pyroelectric element to detect the wetness of steam by utilizing the fact that infrared rays of a predetermined wavelength (approximately 1.9 μm) are absorbed very well by water droplets. The wetness is measured by measuring the change in the amount of infrared rays absorbed by the amount of water droplets in the steam pipe.
ここで湿り度とは、蒸気の質、すなわち湿り飽和蒸気1キログラム中に含まれる液体の質量を表すものである。湿り度は、蒸気の単位体積あたりの全質量に対する乾き飽和水蒸気の占める質量の割合を乾き度xとすると、(1−x)として表される指標である。
しかしながら、特許文献1に記載の赤外線式湿り度検出手段は、試料本管から採取したサンプル内に含まれる水分総量を検出することはできるが、気相中に含まれる水蒸気量と、液相の水滴量とを分離して測定するものではなかった。このため、例えば試料本管内が、蒸気配管のように過飽和水蒸気状態にあって凝縮水が水滴として流れている状態と、試料本管内が不飽和水蒸気状態にあっても試料配管内の別の個所で発生あるいは存在していた水が高速流れによって飛沫状になって流れ飛んでくる過渡的な状態とを局所的なサンプリングによって区別することができないという問題点があった。 However, the infrared wetness detection means described in Patent Document 1 can detect the total amount of water contained in the sample collected from the sample main tube, but the amount of water vapor contained in the gas phase and the liquid phase The amount of water droplets was not measured separately. For this reason, for example, the inside of the sample main is in a supersaturated water vapor state like a steam pipe and the condensed water flows as water droplets, and another part in the sample pipe even if the inside of the main sample is in an unsaturated water vapor state There is a problem that it is impossible to distinguish the transient state in which water generated or existed in the water is spattered by high-speed flow and flies away by local sampling.
この問題点を図7にて補足説明する。図7は、試料配管を流れる流体を時間経過と共に段階的(H1〜H4)に増して行ったときの赤外線分析計の出力例を示す図であり、横軸は経過時間、縦軸は水分量を示している。
供給水分量が少ない低湿度領域(A領域)では、気体試料である水蒸気量に見合って赤外線が吸収される。次に供給水分量を少し増して細かい水滴を間歇的に吸引するようなB領域では、吸引した水滴によって「ひげ」状の重畳出力を示す。間歇的に「ひげ」状の重畳出力が発生するB領域では、気体水分量H3は間歇的発生であるが故に判別しやすくなっているので、この水分量H3を差し引いた「ひげ」状部分の重畳出力分の液体水分量を求めることが可能である。
This problem will be supplementarily described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an output example of the infrared analyzer when the fluid flowing through the sample pipe is increased stepwise (H1 to H4) with the passage of time, the horizontal axis is the elapsed time, and the vertical axis is the moisture content. Is shown.
In the low humidity region (A region) where the amount of supplied water is small, infrared rays are absorbed in accordance with the amount of water vapor that is a gas sample. Next, in the B region where the amount of supplied water is slightly increased and fine water droplets are intermittently sucked, a “beard” -shaped superimposed output is shown by the sucked water droplets. In the region B where the “beard” -like superimposed output is intermittently generated, the gas moisture amount H3 is easily generated because it is intermittently generated. Therefore, the “beard” -like portion obtained by subtracting this moisture amount H3 is easy to distinguish. It is possible to determine the liquid moisture content for the superimposed output.
しかしながら、さらに供給水分量を増して行くと水滴の発生頻度が高まり、その水滴吸入頻度が増加するC領域では、図8(a)に示したように観察される「ひげ」状の重畳出力分が、図8(b)のように重なり合っているために、「ひげ」状波形の見かけの底部が気体試料分量に相当しないことになるので、重畳出力分を明確に判別できないという問題点があった。つまり、気体試料分と液体試料分の境が明確にならず、見かけの誤差を生じるという問題点があった。 However, when the amount of supplied water is further increased, the frequency of occurrence of water droplets increases, and in the region C where the frequency of water droplet inhalation increases, the “beard” -shaped superimposed output component observed as shown in FIG. However, since they overlap as shown in FIG. 8B, the apparent bottom of the “whisker” waveform does not correspond to the amount of gas sample, so that there is a problem that the superimposed output cannot be clearly determined. It was. That is, there is a problem that the boundary between the gas sample and the liquid sample is not clear and an apparent error occurs.
なお、このような気液2相状態において、気相水分量を測るために一般に用いられる湿度計を適用しても液体試料による影響で湿度計の指示値が上限に張りついて戻らなくなるため、あるいは出力値がダウンするなど不安定な状態に陥るため、また仮に湿度を測れた場合でも応答性が良くないため、湿度計の使用は困難であった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、試料本管を流れる試料中の気体試料及び液体試料の分量をそれぞれ応答良く求めることを目的とする。
In such a gas-liquid two-phase state, even if a hygrometer generally used for measuring gas phase moisture content is applied, the indicated value of the hygrometer does not return to the upper limit due to the influence of the liquid sample, or The hygrometer is difficult to use because the output value is unstable, such as a decrease in the output value, and the responsiveness is not good even if the humidity is measured.
The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to determine the amounts of a gas sample and a liquid sample in a sample flowing through a sample main tube with good response.
そのため本発明では、試料本管を流れる流体から、少なくとも異なる2種類の試料採取導入管によってそれぞれ試料採取して得た分析計の出力情報に基づいて、流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求める。
また本発明では、試料本管若しくは試料本管の流れを分岐する分流管の流れを一時遮断する切換弁を備え、試料採取導入管を切換弁の近傍の試料本管若しくは分流管に接続し、切換弁の切り換えによってこれらの流れの状態を選択的に変え、それぞれ採取した試料を分析計により流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求める。
Therefore, in the present invention, the amount of the gas sample and the liquid sample in the fluid sample based on the output information of the analyzer obtained by sampling each of the fluid flowing through the sample main by at least two different types of sampling inlet pipes. Ask for.
Further, in the present invention, a switching valve that temporarily shuts off the flow of the sample main pipe or the flow of the flow dividing pipe of the sample main pipe is provided, the sample collection introducing pipe is connected to the sample main pipe or the flow dividing pipe near the switching valve, The state of these flows is selectively changed by switching the switching valve, and the amount of the gas sample and the liquid sample in the fluid sample is obtained from the collected sample by the analyzer.
本発明によれば、試料本管を流れる流体試料が、飛沫水滴が多く発生しているような状態であっても液体試料の分量を正確且つ応答良く求めることができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that the amount of the liquid sample can be accurately and responsively obtained even when the fluid sample flowing through the sample main pipe is in a state where many droplets of water droplets are generated.
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る気液2相試料分析装置を示す構成図である。
気液2相試料分析装置は、大別して試料本管1を流れる流体中に混在する蒸気状態の気体試料及び凝縮状態の液体試料(例えばH2O)を赤外線により分析する第1及び第2の赤外線分析装置(分析計)10,20と、これらの装置10,20の出力情報に基づいて流体試料中の気体試料及び液体試料の分量(濃度、量)を求める分量演算装置8とから構成されている。なお、W0は試料本管1内の液体試料を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a gas-liquid two-phase sample analyzer according to the first embodiment of the present invention.
The gas-liquid two-phase sample analyzer is roughly divided into a first gas sample and a second gas sample that analyze a vapor gas sample and a condensed liquid sample (for example, H 2 O) mixed in the fluid flowing through the sample main tube 1 with infrared rays. Infrared analyzers (analyzers) 10 and 20 and a
第1赤外線分析装置10は、試料本管1に接続された第1試料採取導入管11を介して、本管1を流れる流体中に混在する蒸気状態の気体試料及び凝縮状態の液体試料を採取する。ここで採取した試料は、第1試料検出セル部13へ導入される。
試料検出セル部13は、試料排出管15及びこれに接続される負圧吸引機構(ポンプ)16により内部圧力が調整されている。なお第1試料採取導入管11と第2試料採取導入管21とは仕様が異なっており、第1試料採取導入管11の径D1は、第2試料採取導入管21の径D2よりも径が小さく形成されている(D1<D2)。このため、負圧吸引機構16により吸引された試料(液体試料W0)は、細かく霧化して試料検出セル部13内に供給される。なお、W1は試料検出セル部13内の液体試料を示している。
The first
The internal pressure of the sample
試料検出セル部13の一端(図示の上側)及び他端(図示の下側)には透過窓(図示せず)がそれぞれ設けられ、これらの透過窓を介して赤外線を透過させるように、一端には赤外線光源12が配置され、他端には試料検出機構14が配置されている。
試料検出機構14は、図示していないが、例えば赤外線断続チョッパを介して赤外線受光器により、赤外線光源12から発せられた赤外線の減衰量を検出する。赤外線受光器の出力信号はアンプ17及び信号処理装置18を経て赤外線の減衰量を演算して試料検出セル13内部の試料を定量するように構成されている。
A transmission window (not shown) is provided at one end (upper side in the figure) and the other end (lower side in the figure) of the sample
Although not shown, the
また第2赤外線分析装置20は、第1赤外線分析装置10と同じように設けられている。
第2赤外線分析装置20は、前述の第1試料採取導入管11より径の大きい第2試料採取導入管21により、第1試料採取導入管11が設けられた試料本管1のほぼ同じ位置の試料を採取する。
The second
The second infrared analyzing
第2試料検出セル部23は、試料排出管25及びこれに接続される負圧吸引機構26により内部圧力が調整されている。なお第2試料採取導入管21の径D2は、前述の第1試料採取導入管11の径D1よりも径が大きく形成されている(D2>D1)。このため、負圧吸引機構26により吸引された試料(液体試料W0)は、比較的大きな粒径の霧として試料検出セル部23内に供給される。なお、W2は試料検出セル部23内の液体試料を示している。
The internal pressure of the second sample
なお赤外線光源22、試料検出セル部23、試料検出機構24、試料排出管25、負圧吸引機構(ポンプ)26、アンプ27及び信号処理装置28については、前述の分析装置10に用いたものと同じものを用いている。
分量演算装置8は、第1及び第2の赤外線分析装置10,20により算出された各出力信号が入力される。そしてこれらに基づいて、後述する流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を算出する。
The
The
また分析装置10,20ともに負圧吸引機構16,26によって試料検出セル部13,23内に導入された試料は速やかに排出されるようになっているため、試料本管1内の液体試料W0の分量が試料検出部13,23内で霧化された液体試料W1,W2の分量にほぼ等しいという関係が実現できている。
次にこの装置の作用について説明する。
In addition, since the samples introduced into the sample
Next, the operation of this apparatus will be described.
一般に、赤外線の減衰は吸収と散乱とによって生じる。主として吸収は水蒸気(H2O)のような3原子分子によって生じる。一方、散乱は水滴などによって生じる。なお散乱は水滴などの粒子の大きさと赤外線の波長との関係でその程度が変わることが知られている(代表的な参考文献として例えば、久野治義、「赤外線工学」、社団法人電子情報通信学会、平成6年3月20日初版がある)。 In general, infrared attenuation is caused by absorption and scattering. Absorption is mainly caused by triatomic molecules such as water vapor (H 2 O). On the other hand, scattering is caused by water droplets. It is known that the degree of scattering varies depending on the relationship between the size of particles such as water droplets and the wavelength of infrared rays (as representative references, for example, Haruyoshi Kuno, “Infrared Engineering”, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) The first edition is March 20, 1994).
試料分析装置10,20は前述したように試料採取導入管11,21の管径D1,D2が異なっていたとしても、試料本管1を流れる試料が気体試料だけであれば、負圧吸引して検出セル部13,23内に導入された試料の状態は気体試料のままで変わらないこととなる。
しかし、本管1を流れる試料に液体試料W0が混在して、これを吸引する場合には、同じように負圧吸引しても、試料採取導入管11,21の径D1,D2が異なっているため、それぞれの検出セル13,23内に導入されたときの液体試料W1,W2の霧化状態が異なる。前述の通り、試料分析装置10の試料採取導入管11,21の径D1,D2がD1<D2なる関係があるとすれば、試料本管1を流れる試料が試料採取管11を介して検出セル13に導入される際に、噴霧微粒化されて粒子W1の平均径は相対的に小さくなる。一方、試料分析装置20の検出セル23に導入される試料(液体試料W2)は、噴霧微粒化されて粒子の平均径は相対的に大きくなっている。
Even if the sample diameters D1 and D2 of the sample
However, when the liquid sample W0 is mixed in the sample flowing through the main pipe 1 and sucked, the diameters D1 and D2 of the sample
検出セル内13,23に導入された液体試料W1,W2が噴霧状になると、赤外線は噴霧粒子による散乱によって減衰するが、上述のように噴霧粒子径が異なるために赤外線の散乱の程度が異なることになる。
そこで、第1及び第2の試料分析装置10,20の出力差を採ると、気体試料による影響分は両試料分析装置10,20で共通のため相殺消去され、液体試料が関与する散乱による影響分は、散乱の程度が両試料分析装置10,20で異なるために残る。
When the liquid samples W1 and W2 introduced into the
Therefore, when the output difference between the first and
このため分量演算装置8は、これらの出力差を演算し、予め取得しておいた出力差と液体試料の分量との相関データを利用して両試料分析装置10,20の出力差の値から液体試料の分量を求める。これにより試料本管1を流れる試料が、前述の図7のCパターンおよびDパターンの状態である場合においても、分析装置10,20の試料検出セル部13,23には、試料本管1の液体試料W0を微粒化した液体試料W1,W2が供給され、これらの状態を分析することにより、試料本管1の液体試料W0または試料検出セル部13,23内の液体試料W1,W2の分量を求めることができることとなる。
For this reason, the
そして、液体試料W0,W1,W2の分量を算出した後は、試料分析装置10,20の一方の出力情報から気体試料の分量を算出する。
また、試料分析装置10,20の一方の出力波形から、試料本管1内または検出セル部13,23内の液体試料W0,W1,W2の状態を凡そ知ることができる。前述したように図7は液体試料の供給を段階的に増して行ったときの赤外線式分析装置の出力波形例を示したものであり、Aパターンでは「ひげ」状の山が無いことから水滴を採取していないことが判る。Bパターンでは「ひげ」状の山の高さから水滴の大きさが判る。Cパターンでは「ひげ」状の発生頻度から水滴の多さが判る。またDパターンのように急激な立ち上がり特性に対して、立下り特性が著しく悪い場合は、分析装置の試料検出セル内が水滴過多または水滴の滞留によりテイリング(tailing:後引き)現象を起こしていることが判る。これらの情報を活用して試料本管1内の液体の状態、すなわち本管1内の液滴の有無、液滴の大きさと多さ、あるいは分析装置10,20の試料検出セル部13,23内の液滴が過多であるか否か、を定性的に求める。
After calculating the quantities of the liquid samples W0, W1, and W2, the quantity of the gas sample is calculated from the output information of one of the
Further, from the output waveform of one of the
なお、試料分析装置10,20の両方の波形情報で液体試料W1,W2の状態を探ると、さらに検出精度の確からしさが増す。あるいはテイリングを発生する水分量は、試料採取導入管の管径D1,D2を変えたことにより若干異なるため、水分量に関する情報のビット数が増すことになって、液体試料の状態推定に関してより確からしさを増すことができる。液体試料の状態がおよそ推定できると、気体試料の分量と組み合わせて、試料本管1内の流体がどのような状態にあるかを推定しやすくなる。
If the state of the liquid samples W1 and W2 is searched with the waveform information of both the
本実施形態によれば、試料本管1を流れる流体中に混在する蒸気状態の気体試料及び凝縮状態の液体試料を採取する試料採取導入管と、内部圧力が調整された試料検出セル部13,23と、試料を試料採取導入管から試料検出セル部13,23に負圧によって吸引して導く負圧吸引機構16,26と、試料検出セル部13,23に導かれた試料を検出する試料検出機構17,27と、を備えた気液2相試料分析装置において、試料採取導入管として少なくとも異なる2種類の試料採取導入管11,21を有し、これらの試料採取導入管11,21を介してそれぞれ採取した試料を分析する分析計(赤外線分析装置)10,20と、分析計10,20の出力情報に基づいて流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求める分量演算装置8と、を備える。このため、試料本管1を流れる流体試料が、飛沫水滴が多く発生しているような状態であっても液体試料の分量を正確且つ応答良く求めることができる。
According to the present embodiment, a sample collection introduction tube for collecting a vapor state gas sample and a condensed liquid sample mixed in the fluid flowing through the sample main tube 1, the sample
また本実施形態によれば、少なくとも異なる2種類の試料採取導入管11,21は、それぞれ異なる径D1,D2を有する。このため、試料検出セル部13,23内に導入される試料の液体試料W1,W2の状態(液体試料の粒径)がそれぞれ異なり、これらの液体試料W1,W2に対して検出される出力値の差分を取ることによって、気体試料の影響を相殺でき、液体試料W1,W2の分量に関連を持つ出力情報(例えば、試料本管1の液体試料W0の分量)だけを得ることができ、液体試料の分量を正確に応答良く求め易くできる。
Further, according to the present embodiment, at least two different types of sampling / introducing
また本実施形態によれば、試料本管1を流れる流体中に混在する蒸気状態の気体試料及び凝縮状態の液体試料を試料採取導入管11,21に採取し、内部圧力が調整された試料検出セル部13,23に、採取された試料を負圧によって吸引して導き、試料検出セル部13,23に導かれた試料を検出する気液2相試料分析方法であって、少なくとも異なる2種類の試料採取導入管13,23によってそれぞれ試料採取して得た分析計(赤外線分析装置)10,20の出力情報に基づいて、流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求める。このため、方程式を解くかのように複合的に出力情報を利用することになり、気体試料および/または液体試料の計測に及ぼす、好ましくない他の量の影響を効果的に除去もしくは低減することができる。
In addition, according to the present embodiment, a gas sample in a vapor state and a liquid sample in a condensed state mixed in the fluid flowing through the sample main pipe 1 are collected in the sample
また本実施形態によれば、液体試料の分量に基づいて液体の状態を推定する。このため、液滴の有無、液滴の大きさと多さ、あるいは分析計10,20の試料検出セル部13,23内の液滴が過多であるか否か、つまり出力が正しいかどうかを判断することができる。
次に図2,3を用いて本発明の第2の実施形態について説明する。
According to this embodiment, the state of the liquid is estimated based on the amount of the liquid sample. Therefore, it is determined whether or not there are droplets, the size and size of the droplets, or whether or not the number of droplets in the sample
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態では、図示の通り、試料本管1に連通する試料採取管2と、この採取管2に接続される選択切換弁3とを新たに設け、これらにより試料本管1から赤外線分析装置(分析計)10,20に試料を導くように構成している。試料採取導入管11,21は、選択切換弁3に接続している。
選択切換弁3は、試料本管1から採取管2を介して導入された試料を、第1試料採取導入管11または第2試料採取導入管21の一方に導入する。これにより、試料本管1を流れる試料を選択的に第1赤外線分析装置10または第2赤外線分析装置20に導く。
In the present embodiment, as shown in the figure, a sample collection tube 2 communicating with the sample main tube 1 and a selection switching valve 3 connected to the sample tube 2 are newly provided, whereby the sample main tube 1 is connected to the infrared analyzer. (Analyzer) 10 and 20 are configured to guide the sample. The sample
The selection switching valve 3 introduces the sample introduced from the sample main pipe 1 through the collection pipe 2 into one of the first sample
この場合においても試料採取導入管11,21の径D1,D2を異なるように構成させている(例えばD1<D2)。なお図2における他の構成は第1の実施形態において説明したものと同じでも良いので説明を省略する。
また図3では、図2と異なり、分析装置30を1つにして、この装置30内に選択切換弁3を設け、1つの試料採取管2を介して試料本管1を流れる試料を採取し、これを切換弁3により、径D1’,D2’が異なる(例えばD1’<D2’)2つの試料採取導入管11a,11bにそれぞれ切り換えて導入可能な構成にしている。なお、分量演算装置8は分析装置10内に組み込んでおり、信号処理装置18と一緒に示している。
Even in this case, the diameters D1 and D2 of the sample
3, unlike FIG. 2, the
図2及び図3では、切換弁3を切り換えることで仕様の異なる(径の異なる)試料導入管(11,21または11a,11b)を介して試料を交互に検出セル部(13または13,23)に導入し、液体試料が関与する散乱影響分を時系列での出力差分として求めることができる。なお試料採取導入管(11,21または11a,11b)は、試料採取管2を共有しており、この採取管2は試料本管1の1箇所の位置から試料を採取しているため、試料本管1の複数箇所から試料採取する場合に比べて、試料採取管2が赤外線分析装置10,20の出力値の差分に影響を及ぼさない。
2 and 3, the sample is alternately detected through the sample introduction pipes (11, 21 or 11a, 11b) having different specifications (different diameters) by switching the switching valve 3 (13, 13, 23). ) And the scattering influence part involving the liquid sample can be obtained as an output difference in time series. Note that the sample collection introduction pipe (11, 21 or 11a, 11b) shares the sample collection pipe 2, and this collection pipe 2 collects the sample from one position of the sample main pipe 1, so that the sample Compared to the case of sampling from a plurality of locations on the main tube 1, the sampling tube 2 does not affect the difference between the output values of the
本実施形態によれば、試料本管1に連通する採取管2と、この採取管2に接続される選択切換弁3と、を備え、選択切換弁3は、採取管2から採取された試料を、少なくとも異なる2種類の試料採取導入管(11,21または11a,11b)に選択的に導入する。このため、試料本管1からの試料採取位置による影響を受けずに、液体試料の分量の算出精度を高めることができる。そして、図3に示すような構成にすれば、径D1’,D2’の異なる試料採取導入管(11,21または11a,11b)だけが2種で、試料採取管2、試料検出セル部13、負圧吸引機構16、試料検出機構14などは共通で用いることにより、2種類の分析装置10,20の器差ばらつきや試料本管1に連通する採取管2の取付け方によるばらつき等が出力値の差分に含まれないようにすることができる。即ち試料検出セル部13内に導入される試料の液体試料状態の差だけが出力値の差分に反映することができるため、結果として液体試料分の算出精度を高めることができる。
According to the present embodiment, the sampling tube 2 communicated with the sample main tube 1 and the selection switching valve 3 connected to the sampling tube 2 are provided. The selection switching valve 3 is a sample collected from the sampling tube 2. Are selectively introduced into at least two different types of sampling introduction pipes (11, 21 or 11a, 11b). For this reason, the calculation accuracy of the amount of the liquid sample can be improved without being affected by the position of sampling from the sample main pipe 1. 3, there are only two types of sampling inlet pipes (11, 21 or 11a, 11b) having different diameters D1 ′ and D2 ′, the sampling pipe 2 and the sample
次に図4を用いて本発明の第3の実施形態について説明する。
本実施形態では、デッドボリューム装置40を新たに設けている。デッドボリューム装置40は、採取管41により試料本管1と接続している。採取管41と、デッドボリューム部43及び負圧吸引機構26を連通する管にはそれぞれ切換弁42,45が設けられている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a
切換弁42,45は、試料本管1からの試料を採取管41を介して採取し、選択的にデッドボリューム部43に吸引して導くことを可能としている。
デッドボリューム装置40には、切換弁3と接続される連通配管44が配設されている。なお図示のように、デッドボリューム部43内には突起壁43aが連通配管44を覆うように形成され、これにより連通配管44が採取管41から吸引した噴霧を直接吸引しないようにしている。
The switching
The
次に本実施形態の作用について説明する。
切換弁3,42,45の連通切換による作動モードは、少なくとも次の2つの試料採取モードを実現できる。
その1つは、デッドボリューム部43の前後に配置された切換弁42,45が遮断されて、デッドボリューム部43の内部には流れのない状態にした上で、赤外線分析装置10が試料本管1から切り離されてデッドボリューム43内の試料を採取するようにするモード(デッドボリューム部43内からの吸引モード)である。これにより、閉じられたデッドボリューム部43内の試料を吸引する場合における気体試料分を求められる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The operation mode by the communication switching of the switching
One of them is that the switching
もう1つは、赤外線分析装置10が試料本管1の試料を採取し、デッドボリューム部43にも試料本管1の試料を導入するモード(試料本管1からの吸引モード)である。試料本管吸引モードでは気体試料と液体試料とを採取するので、デッドボリューム内吸引モードで求めた気体試料を差し引くことで液体試料の分量を求めることができる。これら2つの作動モードは、交互に作動し、少なくともデッドボリューム部内試料吸引モードは、短時間のうちに切り換えられる。
The other is a mode in which the
本実施形態によれば、試料本管1から採取した試料を滞留させるデッドボリューム部43を備え、少なくとも異なる2種類の試料採取導入管2,11,41,44,のうち1種類が、デッドボリューム部43を介して試料採取するように構成し、デッドボリューム部43内のデッドボリュームの状態(デッドボリュームの有無またはデッドボリュームの大小)を選択的に切り換えて、試料検出セル部13に接続した。このため、試料本管1から一時的に遮断されたデッドボリューム部43内の試料を採取することで、液体試料のない気体試料だけの試料を採取することができ、この結果、気体試料及び液体試料の分量を容易に分離することができる。
According to the present embodiment, the
次に図5,6を用いて本発明の第4の実施形態について説明する。
図5では、試料本管1を分流する分流管51を新たに設け、この分流管51に2つの切換弁52,53を配設して、これらの切換弁52,53の間に分析装置10の試料採取導入管11を接続している。
また図6では、分流管51の試料採取部分より上流側に1つの切換弁52を配設している。そして分流管51と同様に、もう1つ別の分流管54を試料本管1に設け、この分流管54の上流側に1つの切換弁55を配設している。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 5, a
In FIG. 6, one switching
図5での切換弁52または図6での切換弁52により、分流管51中の流れを遮断、開放可能である。なお、試料本管1に直接切換弁が配置可能である場合、すなわち試料本管1中の流れを直接に遮断、開放可能である場合には、分流管51,54を設定する必要は無い。この場合は試料採取部分を試料本管1に配設された切換弁の下流にする。
次に本実施形態の作用について説明する。
The switching
Next, the operation of this embodiment will be described.
先ず、図5の切換弁52,53を開放させた状態、すなわち試料本管1から気体試料と液体試料とを分流管51に流入させる(第1モード)。次に、少なくとも切換弁52を遮断させた状態、すなわち分流管51の上流からの流れを止めた状態(第2モード)で気体試料だけを採取する。これにより流れ飛ぶ水滴分が無い試料状態を作り出す。
赤外線分析装置10は、試料採取導入管11を介して分流管51から試料検出セル部13へ導入し、これら2つのモードにおける時系列出力値から、気体試料及び液体試料の分量を同定する。
First, a state in which the switching
ここで、図6に示す切換弁55は、切換弁52と開/閉が逆の動きとなるよう連動して作動する。これによって、分流管51に流れるガスの遮断による弊害を小さくしている。すなわち、切換弁51が閉じたとき、その分を分流管54でバイパスさせることで、上流側および下流側への影響を小さくしている。なお分流量を小さくすること等により、ガスの遮断による弊害が無視できれば分流管54、切換弁55を設定する必要は無い。
Here, the switching
また、試料本管1に切換弁を配置して本管1の流れを直接に遮断する場合は、試料本管1と同等のバイパス管(図6の分流管54に相当)と切換弁55(図6の切換弁55に相当)とを設ける構成とすれば、本実施形態と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
以上は、試料として水蒸気(H2O)を分析するものについて示してきたが、本発明の意図する所は、H2Oに限らず、他の流体中に気相と液相とで混在する試料、気相流体中に液相試料が流れ飛んでくる試料場の分析にも適用することができる。
Further, when a switching valve is arranged in the sample main pipe 1 and the flow of the main pipe 1 is directly cut off, a bypass pipe equivalent to the sample main pipe 1 (corresponding to the
Although the above has shown about analyzing water vapor (H 2 O) as a sample, the present invention is not limited to H 2 O, but is mixed in a gas phase and a liquid phase in other fluids. The present invention can also be applied to analysis of a sample field where a liquid phase sample flows and flows into a sample or a gas phase fluid.
本実施形態によれば、試料本管1を流れる流体中の試料を採取する試料採取導入管11と、内部圧力が調整された試料検出セル部13と、試料を試料採取導入管11から試料検出セル部13に負圧によって吸引して導く負圧吸引機構16と、試料検出セル部13に導かれた試料を検出する試料検出機構14と、を備えた気液2相試料分析装置において、試料本管1若しくは試料本管1の流れを分岐する分流管51,52と、この分流管51,52の流れを一時遮断する切換弁52,53,55と、を備え、試料採取導入管11を切換弁52の近傍の試料本管1若しくは分流管51に接続し、切換弁52の切り換えによってこれらの流れの状態を選択的に変え、それぞれ採取した試料を分析計10により流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求める。このため、流れ飛ぶ水滴分が無い試料状態を作り出すことができ、このときの赤外線分析装置10の出力情報から気体試料の分量を容易に求めることができる。
According to the present embodiment, the sample
また本実施形態によれば、試料本管1を流れる流体中に混在する蒸気状態の気体試料及び凝縮状態の液体試料を試料採取導入管11に採取し、内部圧力が調整された試料検出セル部13に前記採取された試料を負圧によって吸引して導き、試料検出セル部13に導かれた試料を検出する気液2相試料分析方法において、少なくとも異なる2種類の試料採取導入管11によってそれぞれ試料採取して得た分析計(赤外線分析装置10)の出力情報に基づいて、流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求める。このため、方程式を解くかのように複合的に出力情報を利用することになるため、気体試料および/または液体試料の計測に及ぼす好ましくない他の量の影響を効果的に除去もしくは低減することができる。
In addition, according to the present embodiment, the vapor detection gas sample and the condensed liquid sample mixed in the fluid flowing through the sample main pipe 1 are collected in the sample
1 燃料本管
2 採取管
3 切換弁
8 分量演算装置
10,20,30 赤外線分析装置
11,21 試料採取導入管
12,22 赤外線光源
13,23 試料検出セル
14,24 試料検出機構
15,25 試料排出管
16,26 負圧ポンプ
17,27 アンプ
18,28 信号処理装置
40 デッドボリューム装置
41 試料採取導入管
42,45 切換弁
43 デッドボリューム部
44 連通配管
46 負圧ポンプ
51,54 分流管
52,53,55 切換弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel main pipe 2 Sampling pipe 3
Claims (8)
前記試料採取導入管として少なくとも異なる2種類の試料採取導入管を有し、
前記試料採取導入管を介してそれぞれ採取した試料を分析する分析計と、
前記分析計の出力情報に基づいて流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求める分量演算装置と、
を備えることを特徴とする気液2相試料分析装置。 A sample collection introduction tube for collecting a vapor state gas sample and a condensed liquid sample mixed in the fluid flowing through the sample main pipe, a sample detection cell section whose internal pressure is adjusted, and the sample collection introduction tube A gas-liquid two-phase sample analyzer comprising: a negative pressure suction mechanism that sucks and guides to the sample detection cell portion from the sample detection cell portion; and a sample detection mechanism that detects the sample guided to the sample detection cell portion;
Having at least two different types of sampling inlet pipes as the sampling inlet pipe;
An analyzer for analyzing each sample collected through the sampling introduction tube;
A quantity calculation device for obtaining quantities of a gas sample and a liquid sample in a fluid sample based on output information of the analyzer;
A gas-liquid two-phase sample analyzer, comprising:
前記採取管に接続される選択切換弁と、を備え、
前記選択切換弁は、前記採取管から採取された試料を前記少なくとも異なる2種類の試料採取導入管に選択的に導入することを特徴とする請求項1または請求項2記載の気液2相試料分析装置。 A sampling tube communicating with the sample main pipe,
A selection switching valve connected to the sampling pipe,
The gas-liquid two-phase sample according to claim 1 or 2, wherein the selective switching valve selectively introduces the sample collected from the collection tube into the at least two different types of sample collection introduction tubes. Analysis equipment.
前記少なくとも異なる2種類の試料採取導入管のうち1種類が、前記デッドボリューム部を介して試料採取するように構成し、前記デッドボリューム部内のデッドボリュームの状態を選択的に切り換えて、前記試料検出セル部に接続したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の気液2相試料分析装置。 A dead volume part for retaining a sample collected from the sample main pipe,
One of the at least two different sample collection and introduction tubes is configured to sample through the dead volume section, and the sample detection is performed by selectively switching the state of the dead volume in the dead volume section. The gas-liquid two-phase sample analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas-liquid two-phase sample analyzer is connected to a cell unit.
試料本管の流れを分岐する分流管と、
前記試料本管若しくは前記分流管の流れを一時遮断する切換弁と、を備え、
前記試料採取導入管を前記切換弁の近傍の試料本管若しくは分流管に接続し、
前記切換弁の切り換えによってこれらの流れの状態を選択的に変え、
それぞれ採取した試料を分析計により流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求めることを特徴とする気液2相試料分析装置。 A sample collection introduction pipe for collecting a sample in a fluid flowing through the sample main pipe, a sample detection cell section whose internal pressure is adjusted, and the sample is sucked into the sample detection cell section from the sample collection introduction pipe by a negative pressure. A gas-liquid two-phase sample analyzer comprising: a negative pressure suction mechanism that guides the sample; and a sample detection mechanism that detects the sample guided to the sample detection cell unit;
A shunt pipe for branching the flow of the sample main pipe,
A switching valve that temporarily shuts off the flow of the sample main pipe or the shunt pipe,
Connecting the sample collection introduction pipe to a sample main pipe or a branch pipe in the vicinity of the switching valve;
These flow states are selectively changed by switching the switching valve,
A gas-liquid two-phase sample analyzer characterized in that an amount of a gas sample and a liquid sample in a fluid sample is obtained from each sample collected by an analyzer.
少なくとも異なる2種類の試料採取導入管によってそれぞれ試料採取して得た分析計の出力情報に基づいて、流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求めることを特徴とする気液2相試料分析方法。 A gas sample in a vapor state and a liquid sample in a condensed state mixed in a fluid flowing through the sample main pipe are collected in a sample collection introduction pipe, and the sample collected in a sample detection cell section in which the internal pressure is adjusted by a negative pressure. In the gas-liquid two-phase sample analysis method for detecting a sample guided by suction and guided to the sample detection cell unit,
Gas-liquid two-phase sample analysis characterized in that the quantity of a gas sample and a liquid sample in a fluid sample is obtained based on output information of an analyzer obtained by sampling with at least two different types of sampling introduction pipes Method.
試料本管から分岐した分流管の流れを一時遮断するよう切り換え、前記分流管の流れの状態を選択的に変え、
それぞれ採取した試料を分析計により流体試料中の気体試料及び液体試料の分量を求めることを特徴とする気液2相試料分析方法。 The sample in the fluid flowing through the sample main pipe is collected in the sample collection introduction pipe, and the collected sample is sucked and guided to the sample detection cell section whose internal pressure is adjusted, and led to the sample detection cell section. A gas-liquid two-phase sample analysis method for detecting a read sample,
Switch to temporarily shut off the flow of the shunt pipe branched from the sample main pipe, selectively change the flow state of the shunt pipe,
A gas-liquid two-phase sample analysis method, characterized in that an amount of a gas sample and a liquid sample in a fluid sample is obtained from each sample collected by an analyzer.
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