JP2011007534A - Gas analyzing device, and method for controlling pressure or flow rate of gas cell using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス分析装置に関し、特に、赤外線光源を用いたガス分析装置に関する。また、当該ガス分析装置を用いたガスセルの圧力又は流量の制御方法に関する。 The present invention relates to a gas analyzer, and more particularly, to a gas analyzer using an infrared light source. The present invention also relates to a method for controlling the pressure or flow rate of a gas cell using the gas analyzer.
従来のガス分析装置としては、例えば、ガス導入部に導入されたサンプルガスをカラム、及び加熱炉のチューブを通して検出器に導くよう構成されたガスクロマトグラフィー(特許文献１)や、赤外線等の光源、チョッパー、試料セル、検出器、制御装置等から構成され、試料セル中を通過するサンプルガスに赤外線を照射して、検出器による光の検出情報からサンプルガスに含まれる成分を測定する赤外線ガス分析計(特許文献２)等が知られている。これらの場合、サンプルガスは、キャリアガスに乗った状態で供給されるのであり、キャリアガスとしては、ヘリウム、窒素ガス、アルゴン等の不活性な気体が用いられる。
しかしながら、測定成分を含まないキャリアガスを用いる従来型のガス分析装置では、キャリアガスが充填された高圧のガスボンベが必要になるので、その取り扱いに注意が必要であって慎重に準備しなければならない点で煩わしさがあった。 However, in a conventional gas analyzer using a carrier gas that does not contain a measurement component, a high-pressure gas cylinder filled with the carrier gas is required. There was annoying point.
さらに、流動する検体ガスを連続して測定する分析計においては、ガスセル内の検体ガスの圧力変化はガスの濃度変化であり、正確な測定の妨げになる。又、検体ガス連続測定により検体ガス生成又は排出機構の変化を観察する目的の場合、検体ガスのガスセルへの流量を一定に保ち、測定結果と生成又は排出機構の時系列を一致させて観察する事は、重要である。しかしながら、従来の分析計ではガスセル内のガス圧を一定に保つ機構或いはガス流量を一定に保つ機構は存在したが、圧力を制御しながら必要流量を確保する機構は存在しなかった. Furthermore, in an analyzer that continuously measures a flowing sample gas, the change in the pressure of the sample gas in the gas cell is a change in the gas concentration, which hinders accurate measurement. For the purpose of observing changes in the sample gas generation or discharge mechanism by continuous measurement of the sample gas, keep the flow rate of the sample gas to the gas cell constant and observe the measurement results in time series with the generation or discharge mechanism. Things are important. However, in the conventional analyzer, there was a mechanism for keeping the gas pressure in the gas cell constant or a mechanism for keeping the gas flow rate constant, but there was no mechanism for ensuring the necessary flow rate while controlling the pressure.
そこで、本発明の目的は、ガスセル内の圧力を制御しながら、流量をも制御可能なガス分析装置を供給することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to supply a gas analyzer capable of controlling the flow rate while controlling the pressure in the gas cell.
上記目的を達成するために、本発明者らは、ガスセル内のガス圧調節の機構について鋭利検討した検討した結果、本発明を見出すに至った。 In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied the mechanism of adjusting the gas pressure in the gas cell, and as a result, have found the present invention.
すなわち、本発明のガス分析装置は、測定対象ガスを流すガスセルと、前記測定対象ガスへ赤外線を照射するための赤外線光源と、前記ガスセル内を透過した光の強度を検出する強度検出手段と、前記ガスセル内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記ガスセルの上流に配設された第一のポンプと、前記ガスセルの下流に配設された第二のポンプと、前記ガスセルの上流に配設された第一のバルブと、前記ガスセルの下流に配設された第二のバルブと、前記第二のバルブの気体吸入口と前記第二のポンプの下流とを接続するガスラインと、からなるガス分析装置であって、前記圧力検出手段により検出された圧力に基づき、ガスセル内の圧力を制御することを特徴とする。 That is, the gas analyzer of the present invention includes a gas cell for flowing a measurement target gas, an infrared light source for irradiating the measurement target gas with infrared light, an intensity detection means for detecting the intensity of light transmitted through the gas cell, A pressure detecting means for detecting the pressure in the gas cell; a first pump disposed upstream of the gas cell; a second pump disposed downstream of the gas cell; and disposed upstream of the gas cell. And a second valve disposed downstream of the gas cell, and a gas line connecting the gas inlet of the second valve and the downstream of the second pump. The gas analyzer is characterized in that the pressure in the gas cell is controlled based on the pressure detected by the pressure detecting means.
また、本発明のガス分析装置の好ましい実施態様において、ガスセル内の圧力の制御を、前記第二のポンプが吸引するガスの量を調節することにより行うことを特徴とする。 In a preferred embodiment of the gas analyzer of the present invention, the pressure in the gas cell is controlled by adjusting the amount of gas sucked by the second pump.
また、本発明のガス分析装置の好ましい実施態様において、前記第二のポンプが吸引するガスの量の調節を、前記第二のバルブを制御して気体の供給量を調節することにより行うことを特徴とする。 In a preferred embodiment of the gas analyzer of the present invention, the amount of gas sucked by the second pump is adjusted by controlling the second valve to adjust the gas supply amount. Features.
また、本発明のガス分析装置の好ましい実施態様において、さらに、前記ガスセル内を流れる流量を検出する流量検出手段を備えることを特徴とする。 In a preferred embodiment of the gas analyzer of the present invention, the gas analyzer further comprises a flow rate detecting means for detecting a flow rate flowing in the gas cell.
また、本発明のガス分析装置の好ましい実施態様において、前記ガスセル内を流れる流量を前記第一のバルブによって調節することを特徴とする。 In a preferred embodiment of the gas analyzer of the present invention, the flow rate flowing through the gas cell is adjusted by the first valve.
本発明のガスセルの圧力又は流量の制御方法は、本発明のガス分析装置を用いて、ガスセルの圧力及び／又は流量を制御することを特徴とする。 The gas cell pressure or flow rate control method of the present invention is characterized in that the gas cell pressure and / or flow rate is controlled using the gas analyzer of the present invention.
本発明のガス分析装置によれば、ガスセル内の圧力を任意の値に設定できるという有利な効果を奏する。また、本発明のガス分析装置によれば、ガスセル内の圧力を制御しつつ、ガスセル内を流れるガスの流量も制御することができるという有利な効果を奏する。また、本発明のガス分析装置によれば、より簡便な設計とすることができ、大流量のガスにも対応可能であるという有利な効果を奏する。 According to the gas analyzer of the present invention, there is an advantageous effect that the pressure in the gas cell can be set to an arbitrary value. Further, according to the gas analyzer of the present invention, there is an advantageous effect that the flow rate of the gas flowing in the gas cell can be controlled while the pressure in the gas cell is controlled. Moreover, according to the gas analyzer of this invention, it can be set as a simpler design, and there exists an advantageous effect that it can respond also to the gas of large flow volume.
また、本発明のガス分析装置によれば、排気先の圧力変動に限らず、吸気側の圧力変動に対応しえるという有利な効果を奏する。 Moreover, according to the gas analyzer of this invention, there exists an advantageous effect that it can respond not only to the pressure fluctuation of an exhaust destination but the pressure fluctuation of an intake side.
本発明のガス分析装置は、測定対象ガスを流すガスセルと、前記測定対象ガスへ赤外線を照射するための赤外線光源と、前記ガスセル内を透過した光の強度を検出する強度検出手段と、前記ガスセル内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記ガスセルの上流に配設された第一のポンプと、前記ガスセルの下流に配設された第二のポンプと、前記ガスセルの上流に配設された第一のバルブと、前記ガスセルの下流に配設された第二のバルブと、前記第二のバルブの気体吸入口と前記第二のポンプの下流とを接続するガスラインと、からなるガス分析装置であって、前記圧力検出手段により検出された圧力に基づき、ガスセル内の圧力を制御することが可能である。本発明の測定対象となるガスとしては、特に限定されるものではないが、例えば、硫黄酸化物（SO2など）、窒素酸化物（NOX）、一酸化炭素、二酸化炭素、硫化水素、シアン化水素、アンモニア、アクロレイン、キシレン、メタン、イソシアン酸、各種炭化水素、アルコール類、酸類、アルデヒド類、ケトン類などを挙げることができる。 The gas analyzer of the present invention includes a gas cell for flowing a measurement target gas, an infrared light source for irradiating the measurement target gas with infrared light, intensity detection means for detecting the intensity of light transmitted through the gas cell, and the gas cell. A pressure detecting means for detecting the internal pressure, a first pump arranged upstream of the gas cell, a second pump arranged downstream of the gas cell, and arranged upstream of the gas cell. Gas analysis comprising a first valve, a second valve disposed downstream of the gas cell, and a gas line connecting the gas inlet of the second valve and the downstream of the second pump The apparatus can control the pressure in the gas cell based on the pressure detected by the pressure detection means. The gas to be measured in the present invention is not particularly limited. For example, sulfur oxide (SO 2 or the like), nitrogen oxide (NO X ), carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, hydrogen cyanide. Ammonia, acrolein, xylene, methane, isocyanic acid, various hydrocarbons, alcohols, acids, aldehydes, ketones and the like.
赤外線光源を設けたのは、測定対象ガスによる赤外線の吸収特性を利用して測定対象ガス中に含まれる特定成分の濃度などを測定するためである。このために、ガスセル内を透過した光の強度を検出するのであるが、当該強度検出手段としては、ガスセル内を透過した光の強度を検出することが可能であれば、特に限定されるものではない。赤外線光源からの光が、ガスセル内の測定対象ガスを通過した後、強度検出手段、例えば、赤外線検出器によって受光される。強度検出手段では、測定対象ガスに含まれる測定対象成分に対応する吸収波長帯の赤外光（透過光強度）が検出される。当該透過光強度は、測定対象ガスに含まれる特定成分の密度に応じて変化する。しかし、その密度はガスセル内の圧力変動で変化し透過光強度も変動する為、正確な密度の測定の妨げになる。本発明はガスセル内の圧力を安定させ、正確な密度の測定を可能にする装置である。 The reason why the infrared light source is provided is to measure the concentration of a specific component contained in the measurement target gas by utilizing the infrared absorption characteristics of the measurement target gas. For this purpose, the intensity of light transmitted through the gas cell is detected. However, the intensity detecting means is not particularly limited as long as the intensity of light transmitted through the gas cell can be detected. Absent. After the light from the infrared light source passes through the measurement target gas in the gas cell, it is received by an intensity detection means, for example, an infrared detector. The intensity detection means detects infrared light (transmitted light intensity) in the absorption wavelength band corresponding to the measurement target component contained in the measurement target gas. The transmitted light intensity changes according to the density of the specific component contained in the measurement target gas. However, the density changes due to pressure fluctuations in the gas cell and the transmitted light intensity also fluctuates, which hinders accurate density measurement. The present invention is an apparatus that stabilizes the pressure in a gas cell and enables accurate density measurement.
また、圧力検出手段としても、ガスセル内の圧力を検出することが可能であれば、特に限定されるものではないが、例えば市販で入手可能な圧力計、圧力センサー等を用いることができる。圧力検出手段は、外部に信号を送ることが可能なものが好ましい。圧力検出手段の信号は、制御コンピュータに送られて解析されて、解析結果に基づき外部のバルブやポンプへ開閉、強弱等の指令を送ることができる。 The pressure detection means is not particularly limited as long as it can detect the pressure in the gas cell. For example, a commercially available pressure gauge, pressure sensor, or the like can be used. The pressure detecting means is preferably capable of sending a signal to the outside. The signal of the pressure detection means is sent to the control computer and analyzed, and commands such as opening / closing and strength can be sent to an external valve or pump based on the analysis result.
本発明において、第一のポンプは、ガスセル内へ測定対象成分を含むガスを供給するためのものであり、第二のポンプは、ガスセルからガスを吸引するためのものである。ガスセル内の圧力調節は、第一のポンプ又は第二のポンプにより制御することができる。また、本発明のガス分析装置には、第一のバルブ及び第二のバルブが設置されている。ガスセル内を流れるガスの流量調節は、第一のバルブ及び／又は第二のバルブにより制御することができる。 In this invention, a 1st pump is for supplying the gas containing a measuring object component in a gas cell, and a 2nd pump is for attracting | sucking gas from a gas cell. The pressure regulation in the gas cell can be controlled by the first pump or the second pump. The gas analyzer of the present invention is provided with a first valve and a second valve. The flow rate adjustment of the gas flowing in the gas cell can be controlled by the first valve and / or the second valve.
本発明においては、さらに、前記第二のバルブの気体吸入口と前記第二のポンプの下流とを接続するガスラインを有する。ガスラインは、前記第二のバルブの気体吸入口と、前記第二のポンプの下流のいずれかを接続することができれば、ガスラインの構造、形状等は、特に限定されるものではない。当該ガスラインを設けることにより、装置内に侵入する外気を遮断することができる。これは、分析対象となるガス発生装置から排出される発生ガスの総量をも測定する必要がある場合には有益である。 The present invention further includes a gas line connecting the gas inlet of the second valve and the downstream of the second pump. As long as the gas line can connect either the gas inlet of the second valve and the downstream of the second pump, the structure, shape, etc. of the gas line are not particularly limited. By providing the gas line, it is possible to block outside air entering the apparatus. This is useful when it is necessary to also measure the total amount of gas emitted from the gas generator to be analyzed.
通常、ガス分析装置は、ガス分析の対象となるガス発生装置から排出されるガスの一部又は全部を吸引し、ガス分析器で分析したのち、装置外へ排出される。この時、ガス発生装置の検査において、発生ガスの総量を測定する必要があるときは、分析装置に吸引されたガスを測定後、ガス発生装置の排出経路に当該ガスを戻さなければならない。また、ガス分析装置の方式によっては、分析器の圧力を特定の圧力に保つため、外気やボンベから別の気体を注入することもある。もし、この気体が注入された排出ガスをガス発生装置の排出経路に戻した場合、やはり、発生ガスには、別の気体が混入することになり、発生ガスの総量の正確性が失われてしまう。本発明においては、ガスラインを設けたことにより、ガス分析装置内に侵入する外気や他の気体を遮断することができる。したがって、ガス分析の対象となるガス発生装置からの発生ガスの総量を測定する必要があるときでも、極めて正確な発生ガス総量を測定することができる。本発明は、分析装置から排出されるガスを制御して、圧力調整用の気体（通常は外気を用いる。）として活用することで、発生ガスの総量の正確性を確保する方式である。 Usually, the gas analyzer sucks a part or all of the gas discharged from the gas generator to be subjected to gas analysis, analyzes it with the gas analyzer, and then discharges it outside the apparatus. At this time, when it is necessary to measure the total amount of the generated gas in the inspection of the gas generator, the gas must be returned to the discharge path of the gas generator after measuring the gas sucked into the analyzer. Depending on the method of the gas analyzer, another gas may be injected from outside air or a cylinder in order to keep the analyzer pressure at a specific pressure. If the exhaust gas injected with this gas is returned to the exhaust path of the gas generator, another gas will be mixed into the generated gas, and the accuracy of the total amount of generated gas will be lost. End up. In the present invention, by providing the gas line, it is possible to block outside air and other gases entering the gas analyzer. Therefore, even when it is necessary to measure the total amount of gas generated from the gas generator that is the object of gas analysis, it is possible to measure the total amount of generated gas very accurately. The present invention is a method for ensuring the accuracy of the total amount of generated gas by controlling the gas discharged from the analyzer and utilizing it as a gas for pressure adjustment (usually using outside air).
本発明のガス分析装置の好ましい実施態様において、ガスセル内の圧力の制御を、前記第二のポンプが吸引するガスの量を調節することにより行うことができる。すなわち、圧力検出手段の信号は、制御コンピュータに送られて解析されて、当該解析結果に基づき、例えば、第二のバルブの開閉を指示して、第二のポンプへ供給する気体の量を変化させることができる。気体を供給又は停止することにより第二のポンプがガスセルから吸引するガスの量の増減変更をすることが可能である。このように、本発明の好ましい態様において、前記第二のポンプが吸引するガスの量の調節を、前記第二のバルブを制御して気体の供給量を調節することにより行うことができる。 In a preferred embodiment of the gas analyzer of the present invention, the pressure in the gas cell can be controlled by adjusting the amount of gas sucked by the second pump. That is, the signal of the pressure detection means is sent to the control computer and analyzed, and based on the analysis result, for example, the opening and closing of the second valve is instructed to change the amount of gas supplied to the second pump. Can be made. By supplying or stopping the gas, the amount of gas sucked from the gas cell by the second pump can be increased or decreased. Thus, in a preferred embodiment of the present invention, the amount of gas sucked by the second pump can be adjusted by controlling the second valve to adjust the gas supply amount.
さらに、本発明のガス分析装置の好ましい実施態様において、前記ガスセル内を流れる流量を検出する流量検出手段を備えてもよい。流量検出手段は、ガスセル内を流れるガスの流量を検出することができれば、特に限定されるものではないが、例えば、流量計、流量センサーなどを用いることができる。流量検出手段は、外部に信号を送ることが可能なものが好ましい。圧力検出手段の信号は、制御コンピュータに送られて解析されて、解析結果に基づき外部のバルブやポンプへ開閉、強弱等の指令を送ることができる。好ましい実施態様において、前記ガスセル内を流れる流量は、前記第一のバルブによって調節することができる。 Furthermore, in a preferred embodiment of the gas analyzer of the present invention, a flow rate detecting means for detecting a flow rate flowing in the gas cell may be provided. The flow rate detection means is not particularly limited as long as it can detect the flow rate of the gas flowing in the gas cell. For example, a flow meter, a flow sensor, or the like can be used. The flow rate detecting means is preferably capable of sending a signal to the outside. The signal of the pressure detection means is sent to the control computer and analyzed, and commands such as opening / closing and strength can be sent to an external valve or pump based on the analysis result. In a preferred embodiment, the flow rate flowing through the gas cell can be adjusted by the first valve.
また、ガスセル内の圧力は、関係法令の表記が1気圧中の濃度を指定という観点から、好ましくは１、実用上は1気圧±0.05気圧の範囲に設定する。また、ガスセル内を流れるガスの流量は、より短い置換時間という観点から、好ましくは１０〜５０L/minが好ましい。 Further, the pressure in the gas cell is preferably set to 1 in view of specifying the concentration in 1 atm in the notation of the relevant laws and regulations, and is set in the range of 1 atm ± 0.05 atm for practical use. The flow rate of the gas flowing in the gas cell is preferably 10 to 50 L / min from the viewpoint of a shorter replacement time.
また、本発明においては、大流量のガスにも対応可能である。この場合、流路の配管径を太くし(通常は内径２mmから６mmに対し、特に限定されないが、例えば、８mmから１２mmにする等)、ポンプの吐出能力を大きくする事により達成可能である。通常は３〜５L／minに対し、例えば、２０〜５０Lにするなど適宜設定することができる。通常の赤外線分析装置は、検体ガス中の特定の物質の濃度を測定するような専用装置に作られており、ガスセルの容量は小さい(数CCから数10CC)。これに対しFTIR方式などは検体ガス中の多数の且つ微量な濃度の物質を同時に連続して分析するため、ガスセルの容量は大きい(数10CC〜数L)。検体ガス生成又は排出する装置の状態を観察する為には、ガスセル内の検体ガスが短時間で置換される必要があり、ひいては、大流量の検体ガスが必要であるが、本発明においては、大流量のガスに対応可能であるということから、かかる場合にも対応可能である。 Moreover, in this invention, it can respond also to a large flow rate gas. In this case, it can be achieved by increasing the pipe discharge capacity of the pump by increasing the pipe diameter of the flow path (normally, although not particularly limited to an inner diameter of 2 mm to 6 mm, for example, from 8 mm to 12 mm). Usually, it can be appropriately set to 3 to 5 L / min, for example, 20 to 50 L. Ordinary infrared analyzers are made as dedicated devices that measure the concentration of a specific substance in a sample gas, and the capacity of the gas cell is small (several CC to several tens CC). On the other hand, since the FTIR method and the like simultaneously analyze a large number of substances in a sample gas at a very small concentration simultaneously, the capacity of the gas cell is large (several tens of CC to several L). In order to observe the state of the apparatus for generating or discharging the sample gas, the sample gas in the gas cell needs to be replaced in a short time, and thus a large flow rate of the sample gas is required. Since it is possible to deal with a large flow of gas, it is possible to deal with such a case.
FTIR方式の利点は、検体ガス中に水分を含んでいても測定可能である点である。一般に、赤外線分析計は水分の赤外光吸収力が強い為、水分を除去したガスでないと高精度の測定が出来ないが、FTIR方式である場合、検体ガスに水分が含有されていても、その影響を受けないように考案されており、水分除去が不要である。具体的には水分が吸収したスペクトルを除外する機能があり、又、他のガスの検量スペクトルは水分が吸収する波長領域を避けて作成されている為である。したがって、本発明においては、水分を含有する検体ガスであっても対応可能である。 The advantage of the FTIR method is that measurement is possible even if the sample gas contains moisture. In general, infrared analyzers have a strong ability to absorb moisture from infrared light, so high-precision measurements cannot be made unless the gas is dehydrated, but in the case of the FTIR method, even if the sample gas contains moisture, It has been devised so as not to be affected by it, and no water removal is necessary. Specifically, it has a function of excluding the spectrum absorbed by moisture, and the calibration spectrum of other gases is created avoiding the wavelength region where moisture is absorbed. Therefore, in the present invention, even a sample gas containing moisture can be used.
本発明のガスセルの圧力又は流量の制御方法は、本発明のガス分析装置を用いて、ガスセルの圧力及び／又は流量を制御することができる。より詳細なガスセルの圧力、流量の制御の一例に関しては、下記の図面を用いてガス分析装置と併せて説明する。 The gas cell pressure or flow rate control method of the present invention can control the gas cell pressure and / or flow rate using the gas analyzer of the present invention. An example of more detailed control of the pressure and flow rate of the gas cell will be described together with the gas analyzer using the following drawings.
次に、本発明のガス分析装置の一例を図１を用いて説明する。図1中、１は測定対象ガス、２は流量調整バルブ（第一のバルブ）、３は第一のポンプ、４は圧力計、５はガスセル、６は流量計、７はガスライン、８は流量調整バルブ（第二のバルブ）、９は第二のポンプ、１０は大気である。 Next, an example of the gas analyzer of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a gas to be measured, 2 is a flow adjustment valve (first valve), 3 is a first pump, 4 is a pressure gauge, 5 is a gas cell, 6 is a flow meter, 7 is a gas line, and 8 is A flow rate adjusting valve (second valve), 9 is a second pump, and 10 is the atmosphere.
第一のポンプ３は、１モータ２ヘッドポンプＰなどを用いることができ、当該第一のポンプをガスセル５の入り口側(上流側)に配管し、第二のポンプ９（第一のポンプと第二のポンプとは、別個独立のものを用いてもよく、１モータ２ヘッドポンプＰなどを用いることもできる）をガスセル５の出口側(下流側)に配管し、排出管の先端は大気に開放する。第一のポンプ３と検体ガス生成又は排出機構との配管に流量調整用ニードルバルブＡ（第一のバルブ）を設置する。ガスセル５の出口側と第二のポンプ９間の配管に制御バルブＢ（第二のバルブ）を取り付けた気体吸入管（気体吸入口）を取り付ける。当該気体吸入口と前記第二のポンプの下流とを接続してガスライン７を設ける。当該ガスラインは、装置への外気の侵入を防ぐことができる。ガスセル出口に流量計C（流量計６）を設置する。ガスセルには外部に信号を送れる圧力計Ｄ(圧力計４)を設置する。圧力計４の信号は制御コンピュータＥ(図示せず)に送られた後解析され、その結果に基づきコンピュータは気体取り付け管に取り付けた制御バルブＢ（第二のバルブ）を制御し気体を第二のポンプ９に供給する機能を持たせる。第一のポンプ３と第二のポンプ９の能力は同一であるが、第一のポンプ３の吐出量はポンプの前後の配管抵抗で第二のポンプ９の吐出量より少ない場合が通常である。この為ガスセル内の圧力は第一のポンプ３の出口圧力より低下する。この時圧力計Ｄは低下した圧力を計測し、信号を制御コンピュータＥに送る。制御コンピュータは信号を解析処理後第二のバルブ（気体供給バルブＢ）を制御し第二のポンプ９に気体を供給し第二のポンプ９がガスセルから吸引するガスの量を減らし、圧力の低下を防ぐ。この機構によりガスセル内の圧力を一定に制御する事が出来る。又、ガス入り口側に設置した第一のバルブ(バルブＡ)の開閉とポンプの回転数の調整により必要流量を確保する事が出来る。
The first pump 3 can be a one-motor two-head pump P or the like, and the first pump is connected to the inlet side (upstream side) of the
流量と圧力の制御は、以下のように行う事も可能である。すなわち、（１）流量計を監視しながら第１のバルブの開閉を手動で調整し、所定の流量にする。（２）流量が設定されると、圧力計の圧力が制御コンピュータに伝達され、その情報に基づいて第二のバルブの開閉量が自動で調整される。この時圧力は多少変動するが、徐々に所定の圧力で（１気圧）安定する。このように、流量の設定を第１のバルブを手動で調整する事により行うこともできる。 The flow rate and pressure can be controlled as follows. (1) While monitoring the flow meter, the opening and closing of the first valve is manually adjusted to obtain a predetermined flow rate. (2) When the flow rate is set, the pressure of the pressure gauge is transmitted to the control computer, and the opening / closing amount of the second valve is automatically adjusted based on the information. At this time, the pressure varies somewhat, but gradually stabilizes at a predetermined pressure (1 atm). In this way, the flow rate can be set by manually adjusting the first valve.
一方、第一のバルブの後ろにマスフローメータを設置し第一のバルブを自動バルブにすることで流量の設定を制御コンピュータにより行ってもよい。流量の変動は一度設定されると安定し、逐次調整する必要は通常あまりない。これは測定対象ガスの供給側のガスが大気圧に近く圧力変動が大きくない事と、排出されるガスから分析装置に吸引されるガスの量が小さい為と考えられる。 On the other hand, a mass flow meter may be installed behind the first valve and the flow rate may be set by a control computer by using the first valve as an automatic valve. Flow rate fluctuations are stable once set and usually do not need to be adjusted sequentially. This is presumably because the gas on the supply side of the measurement target gas is close to the atmospheric pressure and the pressure fluctuation is not large, and the amount of gas sucked into the analyzer from the discharged gas is small.
本発明は、以上のような構成をとることにより、ガスセル内の圧力を、大気圧はもちろん、大気圧以外の一定圧力に制御可能であり、幅広い条件での測定を可能とする。すなわち、例えば、本発明のおけるような第二のバルブを設定しない場合、セルの出口を開放することにより大気圧に設定することができるもののセル内の圧力は大気圧に依存するのみで、他の一定の圧力に設定する事が不可能である。すなわち、セル内の圧力を任意に設定できないが、本発明のガス分析装置によれば、任意の圧力に設定可能である。 According to the present invention, the pressure in the gas cell can be controlled to a constant pressure other than the atmospheric pressure as well as the atmospheric pressure by adopting the configuration as described above, and measurement under a wide range of conditions is possible. That is, for example, when the second valve as in the present invention is not set, the pressure in the cell depends only on the atmospheric pressure, although it can be set to the atmospheric pressure by opening the outlet of the cell. It is impossible to set a constant pressure. That is, although the pressure in a cell cannot be set arbitrarily, according to the gas analyzer of the present invention, it can be set to any pressure.
以下、本発明の実施例を説明するが、下記の実施例は、本発明の範囲を何ら限定するものではない。 Examples of the present invention will be described below. However, the following examples do not limit the scope of the present invention.
実施例１
本実施例においては、シャーシダイナモを使用して、本発明のガス分析装置による効果を調べた。シャーシダイナモは、本物の自動車を使い、路上走行と同じになるようにタイヤの回転に負荷を掛け、いろいろな走行データを収集する実験装置である。
この装置で市販の乗用車の各種走行モード試験を行い、その時測定したエンジン排出ガスのデータを、図２〜６に示す。図２はCO、図３はNO、図４はN2O、図５はNH3、図６はCH4のモード走行時の濃度変化のグラフをそれぞれ示す。また、実験条件については、下記の通りである。
＜実験条件＞
実験車両：市販の国産ガソリン乗用車
測定モード：１０１５
排出ガス取り込み方法：マフラーの排ガス浄化装置通過後のガスを毎分２０Lで連続測定
測定時間：測定開始から終了までは１５分間
測定濃度：単位はPPM、濃度は各グラフの目盛りを参照
Example 1
In this example, the effect of the gas analyzer of the present invention was examined using a chassis dynamo. The chassis dynamo is an experimental device that collects various driving data by using a real car and applying a load to the rotation of the tire in the same way as driving on the road.
Various driving mode tests of commercial passenger cars were conducted with this apparatus, and engine exhaust gas data measured at that time are shown in FIGS. FIG. 2 shows CO, FIG. 3 shows NO, FIG. 4 shows N2O, FIG. 5 shows NH3, and FIG. The experimental conditions are as follows.
<Experimental conditions>
Test vehicle: Commercially available domestic gasoline passenger car Measurement mode: 1015
Exhaust gas capture method: Continuous measurement of gas after passing through the exhaust gas purifier of the muffler at 20L / minute Measurement time: 15 minutes from the start to the end of measurement Measurement concentration: Unit is PPM, concentration refers to each graph scale
また、図７は上記実験中に測定されたエンジンの状態変化により、排出ガス濃度が急激に変化した過渡現象のグラフである（時間は４秒間）この間のエンジンの状態と排出ガスの変化は、研究者にとって貴重データとなる。このデータはガスセル内の検体ガスが、短時間で置換されている為濃度のピークがはっきりと記録されている。必要流量の確保が重要な要素であることの証である。
以上の通り、本発明により、ガスセル内の圧力を安定させることにより、より正確な密度の測定が可能となった。
FIG. 7 is a graph of a transient phenomenon in which the exhaust gas concentration rapidly changes due to the engine state change measured during the experiment (time is 4 seconds). It becomes valuable data for researchers. In this data, since the sample gas in the gas cell is replaced in a short time, the concentration peak is clearly recorded. This is a proof that the necessary flow rate is an important factor.
As described above, according to the present invention, it is possible to measure the density more accurately by stabilizing the pressure in the gas cell.
本発明のガス分析装置は、設計が容易であり、幅広い条件下で測定可能であり、したがって、各種定量定性分析の分野において広く適用可能である。 The gas analyzer of the present invention is easy to design and can be measured under a wide range of conditions. Therefore, it can be widely applied in the fields of various quantitative qualitative analyses.
１ 測定対象ガス
２ 流量調整バルブ（第一のバルブ）
３ 第一のポンプ
４ 圧力計
５ ガスセル
６ 流量計
７ ガスライン
８ 流量調整バルブ（第二のバルブ）
９ 第二のポンプ
１０ 大気
1 Gas to be measured 2 Flow adjustment valve (first valve)
3 First pump 4
9 Second pump 10 Atmosphere
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009149167A JP2011007534A (en) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | Gas analyzing device, and method for controlling pressure or flow rate of gas cell using the same |
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| JP (1) | JP2011007534A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4896267B1 (en) * | 2011-07-28 | 2012-03-14 | 株式会社ベスト測器 | Gas analyzer |
| JP4925489B1 (en) * | 2011-08-02 | 2012-04-25 | 株式会社ベスト測器 | Gas analyzer |
| US9638609B2 (en) | 2013-01-18 | 2017-05-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for providing sample gas and related methods |
-
2009
- 2009-06-23 JP JP2009149167A patent/JP2011007534A/en active Pending
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