JP2009069048A - 比色式ガス検知紙によるガス濃度算出方法およびガス濃度測定装置 - Google Patents
比色式ガス検知紙によるガス濃度算出方法およびガス濃度測定装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 比色式ガス検知紙14の反射率を波長が異なる2つのLED11、12によって測定することにより、オゾン検知紙14の保持している色素量と水分量を算出し、色素量からオゾンガスのガス濃度を算出する。
【選択図】 図1
Description
これに対して本発明によれば、反射率を2波長で測定することによって湿度による感度依存性および反射率変化の補正ができ、また同時に温度を測定することによって、温度による感度依存性の補正もできるため、特定ガスの濃度がより正確に測定できる。
図1は、本発明を比色式オゾン検知紙を用いたオゾン濃度測定装置に適用した一実施の形態を示すブロック図である。同図において、オゾン濃度測定装置1は、反射率測定部2と、この反射率測定部2で測定したデータを蓄積するデータ蓄積部3と、測定時に周囲温度を測定する温度計4と、データ蓄積部3のデータを解析してガス濃度を算出するデータ解析部5と、データ蓄積部3に蓄積されたデータを外部PC等7と通信する通信部6とを備えている。また、反射率測定部2は、波長が異なる2つのLED11、12と、参照光用ミラー13と、比色式ガス検知紙14と、フォトトランジスタ15と、変換増幅部16と、A/D変換部17と、出力検出部18とを備えている。
図2は分光光度計によって測定したオゾン検知紙14の反射スペクトルであり、横軸は測定波長、縦軸は反射率の対数を示している。
オゾン曝露前のオゾン検知紙14A、14Bと、オゾンガスに十分曝露してそれ以上反射スペクトルが変化しなくなるまで白色化したオゾン検知紙14C、14Dとについて、それぞれ乾燥時と温湿度条件が20℃、60%RH(相対湿度)の空気中にしばらく静置した後、LED11、12から出た400nmと620nmの可視光をオゾン検知紙14A〜14Dの表面にそれぞれ照射し、その反射光をフォトトランジスタ15によって受光し、変換増幅部16とA/D変換部17とによって電気信号に変換することにより、その波長の反射率を測定することができる。
=(1+αny)εnx+βy+basen・・・(1)
ただし、
x :色素の保持量(ランベルト・べ一ルの法則におけるL(光路長)とC(濃度)の 積に相当)
εn :波長nnmにおける色素による吸光係数(乾燥時)
αn :波長nnmにおける水分によってモル吸光係数が変化する時の係数、
y :水分量(ろ紙に保持されている水分は測定が困難なので20℃、60%RHの雰 囲気と平衡時の水分量を100として規格化)
β :水分によって反射率の対数が変化する時の係数(可視領域ではほぼ一定)
basen :波長nnmにおける色素と水分以外の要素で決定する定数(ここではオゾ ンでそれ以上変化がなくなったときの波長nnmにおける反射率の対数)
式(1)-400nm
400nmの反射率の対数(R400)=(1+α400y)ε400x+βy+base400
式(1)-620nm
620nmの反射率の対数(R620)=(1+α620y)ε620x+βy+base620
R620 =((1+0.0005y)4000x+0.00038y+2.290・・・式(1)-620nm’
O3corrected(ppb×hour)=O3meas.(ppb×hour)/{(0.0153×R.H.+0.0833)×(0.0136×T+0.730)}・・・(2)
ただし、
R.H.:相対湿度(%RH)
T=温度(℃)
O3meas:温湿度条件補正前のオゾンガス蓄積濃度(ppb×hour)
O3corrected:温湿度条件補正後のオゾンガス蓄積濃度(ppb×hour)
(その温度での飽和水蒸気量×相対湿度÷100)÷10.4×100
=(その温度での飽和水蒸気量×相対湿度)÷10.4 ・・・(3)
の値が39.5となるときである。したがって、温度を測定していればろ紙と平衡になった雰囲気の湿度が決定できる。仮に測定時間の温度を測定しており、測定時間の平均温度が15℃であったと仮定すると、15℃での飽和水蒸気量は12.8g/m3 である(表1)ため約32%RHとなる。段落「0028」で求めた値と15℃と32%RHの値を前記式(3)に代入することにより温湿度による感度変化が補正され、オゾンの蓄積曝露量は542ppb×hourと算出される。したがって、温度計4で周囲温度を同時に測定することにより水分量から湿度が決定でき、温湿度による感度変化の補正が可能となる。
R500 =(1+0.000375y)900x+0.00038y+2.322・・・ 式(1)-500nm’
R620 =(1+0.0005y)4000x+0.00038y+2.290・・・
式(1)-620nm’
Claims (6)
- 特定ガスに対して変色する比色式ガス検知紙の反射スペクトルのうち少なくとも2波長を測定することにより、前記ガス検知紙中の色素量と水分量を決定し、前記色素量から前記特定ガスの濃度を算出することを特徴とする比色式ガス検知紙によるガス濃度算出方法。
- 特定ガスに対して変色する比色式ガス検知紙の反射スペクトルのうち少なくとも2波長を測定することにより、前記ガス検知紙中の色素量と水分量を決定し、前記水分量からガス検知紙の感度の湿度依存性を補正し、前記特定ガスの濃度を算出することを特徴とする比色式ガス検知紙によるガス濃度算出方法。
- 請求項2記載の比色式ガス検知紙によるガス濃度算出方法において、
比色式ガス検知紙による測定時に周囲温度をさらに測定することにより、前記ガス検知紙の感度の温度依存性を補正し、前記特定ガスの濃度を算出することを特徴とする比色式ガス検知紙によるガス濃度算出方法。 - 特定ガスに対して変色する比色式ガス検知紙と、このガス検知紙の反射スペクトルのうち少なくとも2波長の反射率を測定する反射率測定部と、得られた反射率のデータを蓄積するデータ蓄積部と、そのデータよりガス検知紙中の色素量と水分量を決定し、前記色素量から前記特定ガスの濃度を算出するデータ解析部とを備えたことを特徴とするガス濃度測定装置。
- 特定ガスに対して変色する比色式ガス検知紙と、このガス検知紙の反射スペクトルのうち少なくとも2波長の反射率を測定する反射率測定部と、得られた反射率のデータを蓄積するデータ蓄積部と、そのデータより前記ガス検知紙中の色素量と水分量を決定し、前記水分量からガス検知紙の感度の湿度依存性を補正して前記特定ガスの濃度を算出するデータ解析部とを備えたことを特徴とするガス濃度測定装置。
- 請求項5記載のガス濃度測定装置において、
測定時の周囲温度を測定する温度計をさらに備え、前記データ解析部は前記温度計により測定された温度からさらにガス検知紙の感度の温度依存性を補正して前記特定ガスの濃度を算出することを特徴とするガス濃度測定装置。
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