JP2015148459A - ガス分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部をサンプルガスが流れるガス導入管1と、ガス導入管の下流端に接続された分析計2と、ガス導入管の途中に分岐接続された排気管3と、ガス導入管における排気管との接続部の下流側に設けられた圧力抵抗器5と、排気管の途中に設けられた圧力制御弁6と、排気管における圧力制御弁の上流側に分岐接続され、排気管に補充ガスを供給する補充ガス供給管7と、補充ガス供給管に接続された補充ガス供給源8とを備える。
【選択図】図1
Description
そして、サンプルガスが微量となって、圧力制御弁を通過するガス流量が一定量以下になると、もはや圧力制御弁によって流量抵抗管の入口圧を一定に維持することができず、その結果、ガス分析計に対するガス流入量が変化して分析精度が落ちるという問題があった。
本発明の別の好ましい実施例によれば、前記排気管の内径が、前記ガス導入管における前記排気管との接続部の上流側の部分の内径よりも大きくなっている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、複数種類の前記分析計を備え、前記ガス導入管における前記排気管との接続部の下流側の部分が複数の管部分に並列分岐し、前記複数の管部分のそれぞれの下流端に前記複数種類の分析計のそれぞれが接続されるとともに、前記複数の管部分のそれぞれの途中に圧力抵抗器が設けられている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記ガス導入管における前記排気管との接続部の上流側に、別の分析計が設けられている。
図1に示すように、本発明によれば、内部をサンプルガスが流れるガス導入管1が備えられ、ガス導入管1の下流端に分析計2が接続される。
分析計2としては、分析の目的に応じた適当な公知の分析計、例えば、FTIR(フーリエ変換赤外分光光度計)、質量分析計、FID分析計、GC(ガスクロマトグラフ)、THC(全炭化水素)分析計、水素計、磁気式酸素計、CLD(化学発光検出器)、NDIR(非分散赤外線検出器)、FPD(炎光光度検出器)およびTC(熱伝導検出器)等を使用することができる。
圧力抵抗器5としては、入力側の圧力と出力側の圧力を一定に保つことにより、通過流量を一定に制御することができるものであれば任意のものが使用可能であるが、好ましくは、圧力抵抗器5は、キャピラリ、または流量調節バルブ、またはオリフィス、またはノズル、またはリリーフ弁、または逆止弁、またはマスフローコントローラ、または面積式流量計、またはスピコン(スピードコントローラ)、または均圧弁、または減圧弁、または背圧弁、またはベンチュリー管からなっている。
補充ガスは、ガス導入管1における圧力抵抗器5の入力側の圧力以上の圧力に加圧された状態で補充ガス供給管7から排気管3内に供給される。
そのため、補充ガス供給源8としては、例えば、不活性ガスのガスボンベが使用され、あるいは、屋内外の大気を補充ガスとする場合には、補充ガス供給源8は、大気を吸引してガス導入管1に供給するためのポンプを含んでいる。
それによって、圧力制御弁6による制御の精度が低下することがなく、よって、圧力抵抗器5の入力側の圧力を一定にし、分析計2に導入されるガス流量を一定に維持することができ、その結果、高精度のガス分析を達成できる。
[実施例]
図2Aを参照して、図1に示したガス分析装置から分析計2を除去したものを実施例として使用した。なお、この実施例では、圧力抵抗器5としてキャピラリを用い、また、補充ガス供給源8として、ポンプを使用して屋内大気を供給するようにした。さらに、キャピラリ5の入力側に圧力センサ10を配置した。
[比較例]
図2Bを参照して、比較例として、図2Aの実施例から補充ガスを供給するための構成(補充ガス供給管7、補充ガス供給源8、圧力制御弁9)を除去したものを使用した。
実施例において、圧力制御弁6の設定圧力を25kPaとして、キャピラリ5の入力側の圧力が25kPaに維持されるように設定するとともに、補充ガス供給管7から排気管3に乗じ補充ガスを2L/min供給した状態で、ガス導入管1に導入するサンプルガスの流量を0〜300mL/minの範囲内で変化させ、その間のキャピラリ5の入力側の圧力の変化を圧力センサ10によって測定した。比較例においても、実施例と同様の測定を行った。
実施例において、圧力制御弁6の設定圧力を15kPaとして、キャピラリ5の入力側の圧力が15kPaに維持されるように設定するとともに、補充ガス供給管7から排気管3に常時補充ガスを2L/min供給した状態で、ガス導入管1に導入するサンプルガスの流量を10〜200mL/minの範囲内で変化させ、その間のキャピラリ5の入力側の圧力の変化を圧力センサ10によって測定した。比較例においても、補充ガスの供給は除いて、実施例と同様の測定を行った。
図3のグラフから、比較例では、ガス導入管1に導入されるサンプルガスの流量が減少すると、キャピラリ5の入力側の圧力が、設定圧力から大きく変動してしまうのに対し、実施例では、ガス導入管1に導入されるサンプルガスの流量が減少しても、キャピラリ5の入力側の圧力は一定(設定圧力)に維持されることがわかった。
実施例において、圧力制御弁6の設定圧力を、35kPa、25kPaおよび15kPaの3段階で変化させ、それぞれの場合において、常時排気管3に補充ガスを2L/min供給した状態で、ガス導入管1に導入されるサンプルガスの流量を0〜90mL/minの範囲内で変化させ、その間のキャピラリ5の入力側の圧力の変化を圧力センサ10によって測定した。
図4のグラフから、実施例では、圧力制御弁6の設定圧力とは無関係に、ガス導入管1に導入されるサンプルガスの流量が減少しても、キャピラリ5の入力側の圧力は一定(設定圧力)に維持されることがわかった。
この実施例は、ガス導入管1における分岐点4の下流側の構成、およびガス導入管1における分岐点4の上流側に別の分析計を設けた点が、図1に示した実施例と異なる。よって、図5中、図1に示した構成要素と同じ構成要素には同一番号を付して、以下、それらの詳細な説明を省略する。
さらに、この実施例では、ガス導入管1における分岐点4の上流側に、FTIR12が設けられている。
1a〜1c 管部分
2 分析計
3 排気管
4 分岐点
5 圧力抵抗器
6 圧力制御弁(背圧弁)
7 補充ガス供給管
8 補充ガス供給源
9 別の圧力制御弁
10 圧力センサ
11a THC分析計
11b 水素計
11c 磁気式酸素計
12 FTIR
それによって、圧力制御弁6による制御の精度が低下することがなく、よって、圧力抵抗器5の入力側の圧力を一定にし、分析計2に導入されるガス流量を一定に維持することができ、その結果、高精度のガス分析を達成できる。
実施例において、圧力制御弁6の設定圧力を25kPaとして、キャピラリ5の入力側の圧力が25kPaに維持されるように設定するとともに、補充ガス供給管7から排気管3に常時補充ガスを2L/min供給した状態で、ガス導入管1に導入するサンプルガスの流量を0〜300mL/minの範囲内で変化させ、その間のキャピラリ5の入力側の圧力の変化を圧力センサ10によって測定した。比較例においても、実施例と同様の測定を行った。
Claims (7)
- 内部をサンプルガスが流れるガス導入管と、
前記ガス導入管の下流端に接続された分析計と、
前記ガス導入管の途中に分岐接続された排気管と、
前記ガス導入管における前記排気管との接続部の下流側に設けられた圧力抵抗器と、
前記排気管の途中に設けられた圧力制御弁と、
前記排気管における前記圧力制御弁の上流側に分岐接続され、前記排気管に補充ガスを供給する補充ガス供給管と、
前記補充ガス供給管に接続された補充ガス供給源と、を備えたものであることを特徴とするガス分析装置。 - 前記ガス導入管における前記排気管との接続部から前記圧力抵抗器の入口までの部分の内径が、前記ガス導入管における前記排気管との接続部の上流側の部分の内径よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のガス分析装置。
- 前記排気管の内径が、前記ガス導入管における前記排気管との接続部の上流側の部分の内径よりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガス分析装置。
- 前記圧力抵抗器は、キャピラリ、または流量調節バルブ、またはオリフィス、またはノズル、またはリリーフ弁、または逆止弁、またはマスフローコントローラ、または面積式流量計、またはスピードコントローラ、または均圧弁、または減圧弁、または背圧弁、またはベンチュリー管からなっていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のガス分析装置。
- 前記補充ガス供給管の途中に別の圧力制御弁または別の圧力抵抗器が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のガス分析装置。
- 複数種類の前記分析計を備え、前記ガス導入管における前記排気管との接続部の下流側の部分が複数の管部分に並列分岐し、前記複数の管部分のそれぞれの下流端に前記複数種類の分析計のそれぞれが接続されるとともに、前記複数の管部分のそれぞれの途中に圧力抵抗器が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のガス分析装置。
- 前記ガス導入管における前記排気管との接続部の上流側に、別の分析計が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のガス分析装置。
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