JP2006138641A - Gas component analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料ガスの成分を分析するガス成分分析装置に関し、特に分子量や粘性が異なる複数の成分が混合した試料ガス中における各成分の混合比が変動したときでも、その試料ガスの測定精度を損なわずに、連続して各成分の分析が可能なガス成分分析装置に関するものである。 The present invention relates to a gas component analyzer for analyzing a component of a sample gas, and in particular, even when the mixing ratio of each component in a sample gas in which a plurality of components having different molecular weights and viscosities are mixed fluctuates, the measurement accuracy of the sample gas is measured. The present invention relates to a gas component analyzer that can continuously analyze each component without impairing the above.
従来のガス成分分析装置は、加熱された試料ガス導入部と、この試料ガス導入部にバルブを介して連結されている質量分析計と、この質量分析計に連通されている排気系と、前記質量分析計から出力されたデータを処理するデータ処理部とを備えて構成されていた。このような従来のガス成分分析装置は、試料ガス導入部と質量分析計との間に調圧された低真空室を設け、この低真空室と質量分析計を細管又はノズルで隔てて、これらの差圧によって質量分析計に試料ガスを導入するようになっていた(特許文献1参照)。
しかし、上記特許文献1に記載の従来技術においては、減圧状態で調圧された低真空室と、質量分析計とを細管又はノズルで隔てるように接続しているが、試料ガス中に例えば水素ガスのような分子量や粘性の比較的小さなガスが存在する場合には、低真空室の調圧を行ったとしても、質量分析計に導入される試料ガスの流量が変動し、正確な測定ができない、という問題点があった。 However, in the prior art described in Patent Document 1, a low vacuum chamber regulated in a reduced pressure state and a mass spectrometer are connected so as to be separated by a thin tube or nozzle. If there is a gas with a relatively low molecular weight or viscosity, such as a gas, the flow rate of the sample gas introduced into the mass spectrometer will fluctuate even if the pressure in the low vacuum chamber is adjusted. There was a problem that it was not possible.
また、試料ガス導入部と質量分析計との間に低真空室を設けたことにより、この部分に水素のような拡散速度が大きく、排気速度の小さな成分が選択的に滞留してしまうため、試料ガス中における各ガスの混合比が変動したときに、その変動を追従できない、という問題点があった。
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、分子量や粘性が異なる複数の成分が混合した試料ガス中における各成分の混合比が変動したときでも、その試料ガスの測定精度を損なわずに、連続して各成分の分析が可能なガス成分分析装置を提供することを目的とする。
In addition, by providing a low vacuum chamber between the sample gas introduction part and the mass spectrometer, a diffusion rate such as hydrogen is large in this part, and a component with a low exhaust rate is selectively retained. When the mixing ratio of each gas in the sample gas varies, there is a problem that the variation cannot be followed.
Therefore, the present invention addresses such problems and does not impair the measurement accuracy of the sample gas even when the mixing ratio of each component in the sample gas in which a plurality of components having different molecular weights and viscosities are mixed varies. Another object of the present invention is to provide a gas component analyzer capable of continuously analyzing each component.
上記目的を達成するために、本発明によるガス成分分析装置は、測定対象となる試料ガスを、試料ガス導入部から絞りを介して質量分析計に導入し、絞りの下流側の圧力を圧力検出手段で検出し、この検出した圧力を用いて試料ガスの分析結果を補正し、この補正後の分析結果に基づいて試料ガスの成分濃度を算出するものである。 In order to achieve the above object, a gas component analyzer according to the present invention introduces a sample gas to be measured from a sample gas introduction unit into a mass spectrometer through a restriction, and detects the pressure downstream of the restriction. The analysis result of the sample gas is corrected using the detected pressure, and the component concentration of the sample gas is calculated based on the corrected analysis result.
本発明によれば、試料ガスを導入するガス導入部と質量分析計部とが絞りを介して直接連結された構造であり、かつ試料ガス導入部の絞りの下流側に圧力検出手段が配置されているため、質量分析計に導入される試料ガス量の変動を検知し、質量分析計で得た試料ガスの分析結果を補正することができる。したがって、分子量や粘性が異なる複数の成分が混合した試料ガス中における各ガスの混合比が変動したときでも、その試料ガスの測定精度を損なわずに、連続して測定をすることができる。 According to the present invention, the gas introduction part for introducing the sample gas and the mass spectrometer part are directly connected via the restriction, and the pressure detection means is arranged downstream of the restriction of the sample gas introduction part. Therefore, the variation in the amount of sample gas introduced into the mass spectrometer can be detected, and the analysis result of the sample gas obtained by the mass spectrometer can be corrected. Therefore, even when the mixing ratio of each gas in the sample gas in which a plurality of components having different molecular weights and viscosities are mixed, measurement can be continuously performed without impairing the measurement accuracy of the sample gas.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明によるガス成分分析装置の実施形態を示す概要図である。このガス成分分析装置は、複数の成分が混合した試料ガスGの成分を分析する装置であって、試料ガス導入部1と、絞り2と、質量分析計3と、排気系4と、圧力計5と、データ処理部6とを備えて成る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a gas component analyzer according to the present invention. This gas component analyzer is an apparatus for analyzing a component of a sample gas G in which a plurality of components are mixed, and includes a sample gas introduction unit 1, a
試料ガス導入部1は、測定対象となる試料ガスGを導入する管路であり、その途中には試料ガスGの流量を規制する絞り2が挿入されている。この試料ガス導入部1の排気下流側には、絞り2を介して質量分析計3が直接連結されている。この質量分析計3は、例えば磁場偏向型質量分析計又は四重極型質量分析計などから構成されており、導入した試料ガスGの質量スペクトルを得て、原子質量の精密測定、同位体存在比の測定、元素分析等を行うものである。ここで得た分析結果は後述のデータ処理部6で処理される。
The sample gas introduction unit 1 is a pipe line for introducing a sample gas G to be measured, and a
この質量分析計3には排気系4が連結されている。この排気系4は、例えばターボポンプ(T.P)やロータリーポンプ(R.P)などの真空ポンプを、少なくとも1つ以上備えており、質量分析計3の内部を高真空に調圧するようになっている。このような質量分析計3と試料ガス導入部1とが絞り2を介して直接連通された構造であるので、試料ガスGは、試料ガス導入部1から絞り2を通過して質量分析計3に直接導入され、試料ガスGの各成分の混合比が変動したときでも、その変動に対する追従性を保つことができる。
An
また、試料ガス導入管1の途中にて絞り2と質量分析計3との間には、圧力計5が取り付けられている。この圧力計5は、絞り2の下流側の圧力を検出する圧力検出手段となるもので、例えばダイアフラムを用いた全圧真空計で構成されている。この圧力計5によって、絞り2の下流側に導入された試料ガスGの圧力変化が連続的にモニターされている。そして、データ処理部6にて、質量分析計3で得た試料ガスGの分析結果を、圧力計5で検出した圧力値の信号を用いて補正するようになっている。
A pressure gauge 5 is attached between the
次に、試料ガス導入部1の具体的な構成について図2を参照して説明する。図2において、試料ガスGの流路である配管7の腹部には、第1の試料ガス導入管8と第2の試料ガス導入管9が連結されている。この第1の試料ガス導入管8と第2の試料ガス導入管9との間には隔壁10が設けられ、この隔壁10を貫通させて細管11が配設されている。この細管11は、上記絞り2に相当するもので、例えば内径が10μm、長さが30mm程度に形成されており、該細管11の上流側と下流側の圧力を隔てている。これにより、上記排気系4によって質量分析計3の内部を高真空(例えば10-3Pa程度)に調圧すると、細管11の上流側と下流側とに差圧が生じる。したがって、配管7を流れる高圧(例えば100kPa程度)の試料ガスGは、試料ガス導入管8から細管11を通過して試料ガス導入管9に導入され、質量分析計3に吸引される。このとき、質量分析計3に吸引される試料ガスGの流量は、約5μL/min程度となる。
Next, a specific configuration of the sample gas introduction unit 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a first sample
なお、第1の試料ガス導入管8と第2の試料ガス導入管9の周囲にはヒータ12が取り付けられており、試料ガスG中に水蒸気が含まれている場合に結露が発生するのを防止するようになっている。このヒータ12は、試料ガスGの温度の変動による影響を防ぐために、水蒸気が凝縮しない温度に保たれている。また、上記説明において、質量分析計3の圧力は常時10-3Pa程度であり、試料ガスGを採取する配管7内の圧力は100kPa程度であるとしたが、本発明はこれに限られず、ある所定の幅を持っていてもかまわない。細管11についても、内径が10μm、長さが30mm程度のものに限られず、それ同じ程度の絞り効果を得られるものであれば、大きさや形状が限定されるものではない。
Note that a
ここで、図2に示す質量分析計3に吸引される試料ガスGの流量は、厳密には、細管11の両端の圧力、試料ガスGの粘性や平均分子量、温度に依存している。細管11の下流側の圧力については、実質的には細管11を通過する試料ガスGの流量と、排気系4の排気量に依存しているが、圧力計5で細管11の下流側の圧力変動を検出しながら、質量分析計3の内部を常に排気しているため、その値は常時10-3Pa程度に保持されている。
Here, strictly speaking, the flow rate of the sample gas G sucked into the
よって、上記試料ガスGの流量Fは、その試料ガスGの粘性係数をhmix、平均分子量をM、温度をTとし、また細管11の内径をa、長さをLとすると、
F=A/hmix ・a4/L・Pave + B・Z・a3/L・(T/M)0.5・・・(1)
の数式で表される。なお、符号A、Bは定数である。
ここで、上記(1)式における符号Zは、
Z=(1+C・a・Pave) / (1+D・a・Pave)・・・(2)
と表される。なお、符号C、Dは定数である。
Therefore, the flow rate F of the sample gas G is as follows. The viscosity coefficient of the sample gas G is h mix , the average molecular weight is M, the temperature is T, the inner diameter of the capillary tube 11 is a, and the length is L.
F = A / h mix・ a 4 / L ・ P ave + B ・ Z ・ a 3 / L ・ (T / M) 0.5・ ・ ・ (1)
It is expressed by the following formula. The symbols A and B are constants.
Here, the symbol Z in the above equation (1) is:
Z = (1 + C ・ a ・ P ave ) / (1 + D ・ a ・ P ave ) ・ ・ ・ (2)
It is expressed. The symbols C and D are constants.
ここで、上記(2)式における符号Paveは、細管11の両端の平均圧力を示す。上述のように、細管11の上流側の圧力Puは100kPa程度とされており、その下流側の圧力Pdは10-3Pa程度に保持されていることから、細管11の両端の平均圧力Paveは、
Pave=(Pu+Pd)/2 ≒ 0.5 Pu ・・・(3)
と近似することができる。
Here, the symbol P ave in the above equation (2) indicates the average pressure at both ends of the thin tube 11. As described above, the pressure P u in the upstream side of the capillary 11 is set to about 100 kPa, since the pressure P d at the downstream side is held at about 10 -3 Pa, the average pressure across the capillary 11 Pave
P ave = (P u + P d ) / 2 ≒ 0.5 P u (3)
And can be approximated.
したがって、上記(1)〜(3)式から、試料ガスGの流量Fは、細管11の上流側における圧力Puに依存していることが分かる。
ここで、試料ガスGの粘性係数hmix 及び平均分子量Mがほぼ均一である場合、例えばその成分の多くが空気、窒素などで構成された試料ガスGを測定する場合には、上記特許文献1に記載の従来の装置でも測定することができるが、試料ガスG中に平均分子量や粘性係数が比較的小さいガスが存在しており、そのガスの混合割合が変動する場合には、試料ガスGの流量Fは変化してしまう。したがって、細管11の上流側における圧力Puのみを一定に保っていたとしても、試料ガスGの流量Fは、その組成変化に依存して変動してしまうので、従来の装置では正確な測定が困難となる。
Therefore, the above (1) to (3), the flow rate F of the sample gas G is seen to be dependent on the pressure P u in the upstream side of the capillary 11.
Here, when the viscosity coefficient h mix and the average molecular weight M of the sample gas G are substantially uniform, for example, when measuring the sample gas G in which most of the components are composed of air, nitrogen or the like, the above-mentioned Patent Document 1 is used. Can be measured by the conventional apparatus described in the above, but when the gas having a relatively small average molecular weight and viscosity coefficient exists in the sample gas G and the mixing ratio of the gas varies, the sample gas G The flow rate F changes. Therefore, even though keeping only the constant pressure P u in the upstream side of the capillary 11, the flow rate F of the sample gas G, so fluctuates depending on its composition change, accurate measurements in the conventional apparatus It becomes difficult.
図3は、窒素ガス(N2)と水素ガス(H2)との混合比を変化させたときに、質量分析計3で測定される水素ガスの出力値を示すグラフである。本来はグラフaに示すように、窒素ガス中における水素ガスの比率が0〜100(vol%)に増加するにともなって、質量分析計3の出力値が直線的に増加するのが理想的である。しかし、実際には、グラフbに示すような曲線的な増加傾向を示し、水素ガスの混合比率が増加するにしたがって、ガス流量の変動誤差ΔCは大きくなる。これは、水素ガスの分子量や粘性が、窒素ガスと比べて非常に小さいことによるものである。
FIG. 3 is a graph showing the output value of hydrogen gas measured by the
このような試料ガスの例として、燃料電池で使用される燃料ガスが考えられる。燃料電池は、燃料極と酸化剤極との間に固体高分子電解質膜を挟んで構成された燃料電池構造体をセパレータで挟持し、これを複数組積層したものである。燃料極に供給する燃料ガスとしては水素が用いられ、酸化剤極に供給する酸化剤としては空気が用いられる。このような燃料電池で使用される試料ガスは、分子量や粘性が非常に小さな水素ガスが、大きな比率で、具体的には体積比で0%から100%まで変動するという特徴があるので、従来の装置では正確な測定が困難であるところ、本発明ではそれが可能である。 As an example of such a sample gas, a fuel gas used in a fuel cell can be considered. In a fuel cell, a fuel cell structure constituted by sandwiching a solid polymer electrolyte membrane between a fuel electrode and an oxidant electrode is sandwiched by separators, and a plurality of these are laminated. Hydrogen is used as the fuel gas supplied to the fuel electrode, and air is used as the oxidant supplied to the oxidant electrode. The sample gas used in such fuel cells is characterized by the fact that hydrogen gas with a very low molecular weight and viscosity varies in a large proportion, specifically from 0% to 100% in volume ratio. Where accurate measurement is difficult with this device, this is possible with the present invention.
次に、上記の構成のガス成分分析装置による試料ガスGの測定について説明する。まず図1において、試料ガスGとして、粘性及び分子量が比較的小さいガスA(例えば水素ガス)と、粘性及び分子量が比較的大きいガスB(例えば窒素ガス)と、その中間の粘性及び分子量のガスC(例えば水蒸気)とを混合したガスの測定を行うとする。このような試料ガスGを測定する場合には、粘性及び分子量の小さなガスA、又は粘性及び分子量の大きなガスBのいずれか一方を基準ガスとして選択する。 Next, measurement of the sample gas G by the gas component analyzer having the above-described configuration will be described. First, in FIG. 1, as a sample gas G, a gas A (for example, hydrogen gas) having a relatively low viscosity and molecular weight, a gas B (for example, nitrogen gas) having a relatively high viscosity and molecular weight, and a gas having a viscosity and molecular weight in between. Assume that a gas mixed with C (for example, water vapor) is measured. When measuring such a sample gas G, either a gas A having a low viscosity and a low molecular weight or a gas B having a high viscosity and a high molecular weight is selected as a reference gas.
ここで、このような純粋な基準ガスの成分を質量分析計3で測定するとともに、この基準ガスの圧力を基準圧力PSとして圧力計5で予め測定しておき、その値を基準圧力記録部6aに事前に記録しておく。なお、分子量が最小のガスAを基準ガスとした場合は、ガスAの圧力が測定中に取り得る圧力の最大値に相当し、逆に分子量が最大のガスBを基準ガスとした場合は、ガスBの圧力が測定中に取り得る圧力の最小値に相当する。
Here, the component of such a pure reference gas is measured by the
次に、排気系4で質量分析計3の内部を高真空に調圧することにより、上記複数の成分が混合した試料ガスGが、試料ガス導入部1から絞り2を介して質量分析計3に吸引される。そして、質量分析計3で試料ガスGの元素分析等を行って、その結果を分析結果入力部6bに入力する。それと同時に、絞り2の下流側の圧力Pmを圧力計5で測定して、その値を圧力検出部6cに入力する。そして、係数算出部6dにおいて、圧力検出部6cに入力した試料ガスGの測定圧力Pmと、基準圧力記録部6aに事前に記録しておいた基準圧力Psとの比から係数α(=Pm/Ps)を求める。この係数αは、水素ガスの組成変化による試料ガスGの流量の変動量の比と等しくなる。したがって、この係数αを用いて質量分析計3で得た試料ガスGの分析結果を補正することができる。
Next, by adjusting the inside of the
図4は、試料ガスG中における窒素ガスと水素ガスとの混合比が変化するときに、窒素ガスを基準ガスとして選択した場合の例を示す。図4(b)において、窒素ガス中における水素ガスの組成比が所定の割合k(vol%)であるときにおいて、基準圧力Psに対する測定圧力Pmの比がα(=Pm/Ps)であるとすると、図4(a)に示すように、質量分析計3の現実の出力値CAは、理想値CBに対してα倍の関係にある。
FIG. 4 shows an example in which nitrogen gas is selected as a reference gas when the mixing ratio of nitrogen gas and hydrogen gas in the sample gas G changes. In FIG. 4B, when the composition ratio of hydrogen gas in nitrogen gas is a predetermined ratio k (vol%), the ratio of the measured pressure Pm to the reference pressure Ps is α (= Pm / Ps). Then, as shown in FIG. 4A, the actual output value C A of the
したがって、図5に示すように、質量分析計3で得た補正前の分析結果Aに対して、αの逆数を連続的に掛けることで、質量分析計3の出力結果を補正し、本来示すべき値Bを得ることができる。このことから、図1に示すガス組成出力補正部6eにおいて、試料ガスGの分析結果の値に係数αの逆数を連続的に掛け合わせて、本来示すべき値Bが得られる。このようにして得られた値Bは、質量分析計3で得た分析結果の補正値として、補正濃度出力部6fに出力し、これを例えば画面上に表示する。また、この値Bを他の記録手段(図示せず)に記録しておいてもよい。図4においては、窒素ガスと水素ガスの2つの成分が混合した試料ガスGについて説明したが、本発明は3つ以上の成分が混合した試料ガスについても適用できる。
Therefore, as shown in FIG. 5, the output result of the
図6は、水素ガスと窒素ガスと水蒸気との3つの成分が混合した資料ガスGの分析結果についての補正前と、補正後との関係を示すグラフである。ここでは、水蒸気濃度が一定で、窒素ガスと水素ガスの比率を変化させた場合において、上記係数αと、質量分析計3で得た各ガスの分析結果の補正前及び補正後の値との関係を示す。この場合でも、窒素ガス中における水素ガスの比率が0〜100(vol%)に増加するにともなって、水素ガスについては、H2の補正後の値△をプロットした太線のグラフに示すように、直線的に増加するようになる。また、窒素ガスについては、N2の補正後の値○をプロットした太線のグラフに示すように、直線的に減少するようになる。そして、水蒸気については、H2Oの補正後の値□をプロットした太線のグラフに示すように、その値は一定となる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between before and after correction of the analysis result of the sample gas G in which three components of hydrogen gas, nitrogen gas and water vapor are mixed. Here, when the water vapor concentration is constant and the ratio of nitrogen gas to hydrogen gas is changed, the coefficient α and the values before and after correction of the analysis results of each gas obtained by the
ここで、図1において、例えば質量分析計3に連結された排気系4を構成する真空ポンプについて、その回転数が何らかの理由で変動した場合には、圧力計5で検出する値Pmは変動し、質量分析計3からの信号はその影響を受けることとなる。しかし、上述したように、質量分析計3に連通された排気系4の排気能力の変動に起因して絞り2の下流側の検出圧力Pmが変動したときには、その変動量も同時に圧力計5によって連続的に検出される。そして、その変動量は係数αに繰り込まれるため、排気系4の排気能力の変動による影響に対しても、質量分析計3で得た分析結果の値について、測定中は連続的に補正することができる。
Here, in FIG. 1, for example, when the rotational speed of the vacuum pump constituting the
また、基準ガス測定時の基準圧力Psを基準圧力記録部6aに記録するときに、前回の測定時に記録された基準圧力Psの値との差が所定の誤差範囲を超えたときは、今回の基準圧力Psが大きく変化したことになる。この場合には、質量分析計3又は排気系4が経時変化したか、あるいは圧力計5が経時変化したと判断できるので、質量分析計3、排気系4、圧力計5のいずれかに問題がある旨のエラー表示をすることができる。
Further, when the reference pressure Ps at the time of measuring the reference gas is recorded in the reference
さらに、図1に示す実施例において、試料ガスGを構成する全ての成分を質量分析計3で検出した場合には、質量分析計3で得た試料ガスGの各ガスの成分濃度を総て加算した値は100Vol%とならなければならない。すなわち、補正濃度出力部6fに出力した各ガス成分の濃度値(vol%)を、それぞれC1、C2、・・・Cnと置くと、
C1+C2+・・・+Cn =100(vol%)・・・(4)
の関係を満たさなければならない。よって補正係数βを
β=(C1+C2+・・・+Cn)/100・・・(5)
とおくと、通常はβ=1となる。ところが、測定中に例えば圧力計5にドリフトなどの不具合が発生した場合には、質量分析計3で得た出力を補正した値は、この影響を受けるため、上記(5)式に示すβの値は1とはならない。よって、このような不具合の影響は、質量分析計3の分析結果から各ガスの成分濃度を補正した値に、補正係数βの逆数を掛けて補正する。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 1, when all the components constituting the sample gas G are detected by the
C 1 + C 2 + ... + C n = 100 (vol%) (4)
Must satisfy the relationship. Therefore, the correction coefficient β is set to β = (C 1 + C 2 +... + Cn) / 100 (5)
Then, usually β = 1. However, if a problem such as drift occurs in the pressure gauge 5 during the measurement, for example, the value obtained by correcting the output obtained by the
すなわち、各ガスの成分濃度の値(vol%)を補正した値を、それぞれC1’、C2’、・・・Cn’と置くと、
C1'=C1/β、C2'=C2/β、・・・、Cn'=Cn/β・・・(6)
となる。
ここで、通常時の補正係数βの値(β=1)からの変動量Δβについて所定の閾値を設定し、この変動量Δβが所定の閾値を越えたときは、圧力計5にドリフトなどの不具合が発生していると判断して、その旨をエラー表示することができる。また、時間の経過によらずに、変動量Δβが常に閾値を超えている場合は、(4)式に示す関係が成立しなくなっており、n個のガス成分以外の未知のガス成分が試料ガスGに含まれていると判断できるので、その旨をエラー表示することができる。このようにして、補正演算時に得られた補正係数βの値又はその変動量Δβから、試料ガスGの成分濃度の誤差要因を得ることができる。
That is, the correction value a value (vol%) of the component concentration of the gas, C 1 respectively ', C 2', putting the · · · C n ',
C 1 ′ = C 1 / β, C 2 ′ = C 2 / β,..., C n ′ = C n / β (6)
It becomes.
Here, a predetermined threshold is set for the fluctuation amount Δβ from the normal correction coefficient β value (β = 1), and when the fluctuation amount Δβ exceeds the predetermined threshold value, the pressure gauge 5 has a drift or the like. It is possible to determine that a problem has occurred and display an error message to that effect. If the variation Δβ always exceeds the threshold value regardless of the passage of time, the relationship shown in the equation (4) is not established, and unknown gas components other than the n gas components are not sampled. Since it can be determined that it is contained in the gas G, an error can be displayed. In this way, the error factor of the component concentration of the sample gas G can be obtained from the value of the correction coefficient β obtained at the time of the correction calculation or the fluctuation amount Δβ thereof.
図7は、本発明の第2の実施形態を示す概要図である。この実施形態は、試料ガス導入部1の絞り2の上流側に、第2の圧力計(圧力検出手段)13を配置したものである。この場合は、データ処理部6において、第2の圧力計13で検出した圧力もさらに用いて、質量分析計3で得た試料ガスGの分析結果を補正するようになっている。
図8(a)に示すように、絞り2の上流側において質量分析計で得た水素ガス(H2)の出力値bは、試料ガスGの流量変動により本来示すべき値aと誤差がある。これは試料ガスG中の窒素ガス(N2)についても同様である(図8(b)参照)。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a second pressure gauge (pressure detection means) 13 is arranged on the upstream side of the
As shown in FIG. 8A, the output value b of the hydrogen gas (H 2 ) obtained by the mass spectrometer on the upstream side of the
したがって、図7に示す絞り2の上流にも圧力計13を配置することによって、試料ガス導入部1から導入する試料ガスGの流量変動についても考慮して、その成分濃度を算出することができる。具体的には、基準ガスの絞り下流側における基準圧力Psを採取すると同時に、第2の圧力計13でその時の絞り2の上流側の圧力Ps'を測定し、その値を基準圧力PS'として基準圧力記録部6gに記録しておく。
Therefore, by disposing the pressure gauge 13 also upstream of the
次に、絞り2の下流側の試料ガスGを測定すると同時に、第2の圧力計13で絞り2の上流側の圧力Pm'を連続的に測定して、その値を絞り上流圧力検出部6hに入力する。この入力した圧力Pm'と、前記絞り上流側の基準圧力Ps'との比γ(=Pm'/Ps')を係数算出部6iで求め、こうして求めたγに基づいて係数xを求める。そして、第2のガス組成出力補正部6jで、第1のガス組成出力補正部6eで得た補正後の値に、係数xを連続的に掛けることで、試料ガス導入部1の圧力変動による影響を補正することができる。なお、係数xはγの値に依存するが、これは事前に基準ガスを用いて係数xとγとの関係を表すマップ等を作成しておき、このマップを用いてγから係数xを得るようになっている。
Next, simultaneously with the measurement of the sample gas G on the downstream side of the
1…試料ガス導入部
2…絞り
3…質量分析計
4…排気系
5…圧力計(圧力検出手段)
6…データ処理部
7…試料ガスの流路
8,9…試料ガス導入管
10…隔壁
11…細管
12…ヒータ
13…圧力計(圧力検出手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample
6 ...
Claims (5)
この試料ガス導入部に絞りを介して連結された質量分析計と、
この質量分析計に連結された排気系と、
前記絞りの下流側の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記質量分析計で得た試料ガスの分析結果を前記圧力検出手段で検出した圧力を用いて補正する補正手段とを備え、
前記補正後の分析結果に基づいて試料ガスの成分濃度を算出することを特徴とするガス成分分析装置。 A sample gas introduction part;
A mass spectrometer connected to the sample gas inlet through a restriction,
An exhaust system coupled to the mass spectrometer;
Pressure detecting means for detecting pressure downstream of the throttle;
Correction means for correcting the analysis result of the sample gas obtained by the mass spectrometer using the pressure detected by the pressure detection means,
A gas component analyzer that calculates a component concentration of a sample gas based on the corrected analysis result.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004325967A JP2006138641A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Gas component analyzer |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009121710A (en) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Denso Corp | Adsorption type heat pump device |
-
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- 2004-11-10 JP JP2004325967A patent/JP2006138641A/en active Pending
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