JP2024037235A - Mixed gas manufacturing device and mixed gas manufacturing method - Google Patents

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卓朗 渡邉
Takuro Watanabe
琢哉 下坂
Takuya Shimozaka
鵬 李
Ho Ri
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Abstract

To provide a mixed gas manufacturing device capable of manufacturing mixed gas controlled so that water concentration included in the mixed gas is controlled to target moisture concentration.SOLUTION: A mixed gas manufacturing device 10 includes: a source gas generation part Y0 which prepares mixed gas in which concentration of a target compound is higher than target concentration; a humidified gas supply part X0 supplying humidified gas; and a mixed gas dilution part W0 which dilutes first mixed gas in higher target compound concentration than the target concentration with the humidified gas. The humidified gas supply part X0 is provided with: humidifying means 120 which is provided with temperature control means CTWB controlling temperatures of a humidifier container HB for humidifying the dilution gas and water housed in the humidifier container HB and first pressure control means BPC controlling pressure in the humidifier container HB; and second flow rate control means MFC2 controlling flow rate of dilution gas to be supplied for the humidifying means 120. The mixed gas dilution part W0 is provided with first flow rate control means MFC1 controlling flow rate of the first mixed gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

特許法第30条第2項適用申請有り ・令和3年 9月 8日に、日本分析化学会第70年会の講演予稿集にて公開した。 ・令和3年 9月23日に、日本分析化学会第70年会にて、学会発表した。 ・令和3年11月29日に、Pacifichem2021の講演予稿集にて公開した。 ・令和3年12月20日に、Pacifichem2021にて、学会発表した。 ・令和4年 5月 2日に、第82回分析化学討論会の講演予稿集にて公開した。 ・令和4年 5月15日に、第82回分析化学討論会にて、学会発表した。Application for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act has been filed. - Published on September 8, 2021 in the lecture proceedings of the 70th Annual Meeting of the Japanese Society of Analytical Chemistry.・On September 23, 2021, a conference presentation was made at the 70th annual meeting of the Japanese Society of Analytical Chemistry.・Published on November 29, 2021 in the lecture proceedings of Pacifichem 2021.・On December 20, 2021, an academic conference presentation was made at Pacifichem 2021.・Published on May 2, 2020 in the lecture proceedings of the 82nd Analytical Chemistry Symposium.・On May 15, 2020, an academic presentation was made at the 82nd Analytical Chemistry Symposium.

本発明は、混合ガス製造装置及び混合ガス製造方法に関する。 The present invention relates to a mixed gas production device and a mixed gas production method.

生体から放出されるガスには多様な揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds、以下、「VOC」と記す。)が含まれ、それらのVOCを疾患の被験物質(バイオマーカー)として利用するための様々な研究が行われている。生体ガスに含まれる被験物質の濃度は、数nmol/mol若しくはそれ以下の微量であることが多いが、生体ガスは、被験物質に比べて桁違いに多量の水を含んでいる。生体ガスに含まれるVOCの濃度を、GC/MS、VOCセンサー等の測定機器で測定するとき、水は代表的な妨害成分であり、機器検出部に干渉などの影響を及ぼす。また、被験物質以外のVOCも、妨害成分として機器検出部に干渉などの影響を及ぼす。このため、生体ガスと同様な成分を含み、その成分の濃度が生体ガスのものに近い標準ガスを用いて、測定機器の校正を行うことが好ましい。 Gases emitted from living organisms contain a variety of volatile organic compounds (hereinafter referred to as "VOCs"), and these VOCs can be used in various ways as test substances (biomarkers) for diseases. Research is being conducted. Although the concentration of the test substance contained in the biological gas is often a very small amount of several nmoles/mol or less, the biological gas contains an order of magnitude larger amount of water than the test substance. When measuring the concentration of VOC contained in biological gas using a measurement device such as a GC/MS or a VOC sensor, water is a typical interfering component and affects the detection section of the device by causing interference. In addition, VOCs other than the test substance also have an effect such as interference on the detection section of the device as interfering components. For this reason, it is preferable to calibrate the measuring instrument using a standard gas that contains the same components as the biological gas and whose concentration is close to that of the biological gas.

一方、生体ガスと同様な成分を含む標準ガスは、多量の水を含むことになることから、加圧すると水が凝縮してしまうため、高圧容器、いわゆるボンベに充填して供給することができない。高圧容器に充填して標準ガスを供給する場合は、水をほとんど含まない乾燥した標準ガスしか供給できない。 On the other hand, standard gases that contain components similar to biological gases contain a large amount of water, which condenses when pressurized, so they cannot be supplied by filling them into high-pressure containers, or so-called cylinders. . When supplying standard gas by filling it into a high-pressure container, only dry standard gas containing almost no water can be supplied.

水を含む標準ガスが必要である場合は、混合ガス発生装置を用いて用時調製されているが、この従来の混合ガス発生装置においては、加温制御された水に希釈ガスをバブリングすることにより加湿を行っていた。 When a standard gas containing water is required, it is prepared at the time of use using a mixed gas generator, but in this conventional mixed gas generator, diluent gas is bubbled through heated water. humidification was performed.

Martin Leidinger et al, Meas. Sci. Tecnol., 29, 015901(2018) 上記非特許文献には、マスフローコントローラーを用いて、目的化合物を含むガスと希釈ガスとを混合して混合ガスを製造する、混合ガス製造装置が記載されている。上記非特許文献には、室温よりわずかに低い温度に温度制御された恒温槽(洗瓶)に希釈ガスを通過させることにより、キャリアガスの一部を加湿することができる旨が記載されている。Martin Leidinger et al, Meas. Sci. Tecnol., 29, 015901 (2018) The above non-patent document describes that a gas containing a target compound and a diluent gas are mixed using a mass flow controller to produce a mixed gas. A mixed gas production device is described. The above non-patent document states that a portion of the carrier gas can be humidified by passing the diluent gas through a constant temperature bath (washing bottle) whose temperature is controlled to be slightly lower than room temperature. .

しかしながら、従来技術の混合ガス製造装置においては、混合ガス中に含まれる水の濃度を、相対湿度100パーセントのような高い水分濃度の目標濃度にまで高めることができなかった。すなわち、従来技術においては、加温制御された水の中に、キャリアガスをバブリングさせることにより加湿を行っているが、目標の水分濃度が高い場合には、この方法では加湿ガスに含まれる水の濃度を目標濃度に制御することができなかった。このため、目標濃度が高い場合は、混合ガス中に含まれる水の濃度を目標濃度にまで高めた混合ガスを得ることができない、という課題があった。また、キャリアガスの流量を変更すると、加温制御された水の温度が一定であっても加湿ガスに含まれる水の濃度が変化してしまう、という課題があった。また、加湿後の希釈ガスの流量を正確に求めることができない、という課題があった。すなわち、従来技術の混合ガス製造装置で発生した混合ガスに含まれるVOCの濃度及び水分濃度を正確に求めることができない、という課題があった。 However, in the mixed gas production apparatus of the prior art, it has not been possible to increase the concentration of water contained in the mixed gas to a high water concentration target concentration such as 100 percent relative humidity. In other words, in conventional technology, humidification is performed by bubbling carrier gas into water whose temperature is controlled, but when the target moisture concentration is high, this method It was not possible to control the concentration to the target concentration. Therefore, when the target concentration is high, there is a problem in that it is not possible to obtain a mixed gas in which the concentration of water contained in the mixed gas is increased to the target concentration. Another problem is that when the flow rate of the carrier gas is changed, the concentration of water contained in the humidifying gas changes even if the temperature of the heated water is constant. Further, there was a problem in that the flow rate of the diluent gas after humidification could not be determined accurately. That is, there was a problem in that it was not possible to accurately determine the concentration of VOC and the concentration of water contained in the mixed gas generated by the mixed gas production apparatus of the prior art.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とする水分濃度に正確に調整された混合ガスを製造することができる混合ガス製造装置を提供すること、若しくは、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とする水分濃度に正確に調整された混合ガスを製造することができる混合ガス製造方法を提供すること、又は、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とするVOCの濃度に正確に調整された混合ガスを製造することができる混合ガス製造方法を提供すること、を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is a method for producing a mixed gas that is capable of producing a mixed gas accurately adjusted to a target moisture concentration even when producing a mixed gas with a high moisture concentration. To provide an apparatus, or to provide a method for producing a mixed gas that can produce a mixed gas accurately adjusted to a target moisture concentration even when producing a mixed gas with a high moisture concentration; An object of the present invention is to provide a method for producing a mixed gas that can produce a mixed gas accurately adjusted to a target VOC concentration even when producing a mixed gas with a high moisture concentration.

[1]本発明の混合ガス製造装置においては、目的化合物を含み、前記目的化合物の濃度が目標とする濃度より高い混合ガスを調製する源ガス発生部と、前記混合ガスを加湿する加湿ガスを供給する加湿ガス供給部と、前記目的化合物の濃度が目標とする濃度より高い第1の濃度である第1混合ガスを前記加湿ガスで希釈する混合ガス希釈部と、を備える混合ガス製造装置であって、前記加湿ガス供給部は、希釈ガスを加湿するための加湿容器と前記加湿容器に収容された水の温度を制御する温度制御手段と前記加湿容器内の圧力を制御する第1の圧力制御手段とを備える加湿手段と、前記加湿手段に供給する前記希釈ガスの流量を制御する第2の流量制御手段と、を備え、前記混合ガス希釈部は、前記第1混合ガスの流量を制御する第1の流量制御手段を備えることを特徴とする。 [1] The mixed gas production device of the present invention includes a source gas generation unit that prepares a mixed gas containing a target compound and in which the concentration of the target compound is higher than the target concentration, and a humidifying gas that humidifies the mixed gas. A mixed gas production device comprising: a humidified gas supply unit; and a mixed gas dilution unit that dilutes a first mixed gas having a first concentration higher than a target concentration with the humidified gas. The humidifying gas supply unit includes a humidifying container for humidifying the diluent gas, a temperature control means for controlling the temperature of water contained in the humidifying container, and a first pressure controlling the pressure inside the humidifying container. and a second flow rate control means for controlling the flow rate of the diluent gas supplied to the humidification means, and the mixed gas diluting section controls the flow rate of the first mixed gas. The present invention is characterized by comprising a first flow rate control means for controlling the flow rate.

[2]本発明の混合ガス製造装置においては、前記第2の流量制御手段は、前記加湿手段の上流側に配置されていることが好ましい。 [2] In the mixed gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the second flow rate control means is arranged upstream of the humidification means.

[3]本発明の混合ガス製造装置においては、前記加湿ガス供給部は、前記加湿ガスに含まれる水分量を測定する水分量測定手段をさらに備えることが好ましい。 [3] In the mixed gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the humidified gas supply section further includes a moisture content measuring means for measuring the moisture content contained in the humidified gas.

[4]本発明の混合ガス製造装置においては、前記目的化合物の濃度が前記第1の濃度より高い第2の濃度である第2混合ガスを希釈する前記希釈ガスを供給する予備希釈部を備え、前記予備希釈部は、前記希釈ガスの流量を制御する第3の流量制御手段を有することが好ましい。 [4] The mixed gas production apparatus of the present invention includes a pre-dilution section that supplies the diluent gas that dilutes the second mixed gas in which the target compound has a second concentration higher than the first concentration. Preferably, the preliminary dilution section includes a third flow rate control means for controlling the flow rate of the dilution gas.

[5]本発明の混合ガス製造装置においては、前記第1の流量制御手段及び前記第2の流量制御手段は、マスフローコントローラーであることが好ましい。 [5] In the mixed gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the first flow rate control means and the second flow rate control means are mass flow controllers.

[6]本発明の混合ガス製造装置においては、前記加湿容器は、第1の加湿容器と、第2の加湿容器と、を備えることが好ましい。 [6] In the mixed gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the humidifying container includes a first humidifying container and a second humidifying container.

[7]本発明の混合ガス製造装置においては、前記源ガス発生部は、固相又は液相の前記目的化合物が収容された拡散管と、第2の圧力制御手段と、を備えることが好ましい。 [7] In the mixed gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the source gas generation section includes a diffusion tube containing the target compound in a solid or liquid phase, and a second pressure control means. .

[8]本発明の混合ガス製造装置においては、前記源ガス発生部は、前記目的化合物を含む気体が収容された高圧容器を備えることが好ましい。 [8] In the mixed gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the source gas generation section includes a high-pressure container containing a gas containing the target compound.

[9]本発明の混合ガス製造装置においては、前記源ガス発生部は、固相、液相又は気相の前記目的化合物が収容されたパーミエーションチューブを備えることが好ましい。 [9] In the mixed gas production apparatus of the present invention, it is preferable that the source gas generation section includes a permeation tube containing the target compound in a solid phase, liquid phase, or gas phase.

[10]本発明の混合ガスの製造方法においては、目的化合物の濃度が第1の濃度である第1混合ガスを、単位時間当たりの流量を第1の流量に制御して供給する第1混合ガス供給工程と、希釈ガスを加湿した加湿ガスを、加湿前の前記希釈ガスの供給量を基準に、単位時間当たりの流量を第2の流量に制御して供給する加湿ガス供給工程と、前記第1混合ガス供給工程において供給された前記第1混合ガスと、前記加湿ガス供給工程において供給された前記加湿ガスとを混合する混合工程と、を備え、前記加湿ガス供給工程は、内部の温度及び圧力が制御された加湿容器であって、内部に水が収容された加湿容器内で、前記希釈ガスをバブリングさせることにより前記希釈ガスを加湿させること、を特徴とする。 [10] In the method for producing a mixed gas of the present invention, the first mixed gas in which the concentration of the target compound is the first concentration is supplied by controlling the flow rate per unit time to the first flow rate. a gas supply step; a humidification gas supply step in which a humidified gas obtained by humidifying a dilution gas is supplied while controlling a flow rate per unit time to a second flow rate based on the supply amount of the dilution gas before humidification; a mixing step of mixing the first mixed gas supplied in the first mixed gas supply step and the humidifying gas supplied in the humidifying gas supplying step, the humidifying gas supplying step and a pressure-controlled humidifying container, wherein the diluting gas is humidified by bubbling the diluting gas within the humidifying container containing water.

[11]本発明の混合ガスの製造方法においては、前記加湿ガス供給工程は、前記加湿ガスの露点と圧力を測定し、測定により得られた前記露点及び前記圧力から前記加湿ガスに含まれる水分量を演算する水分量演算工程を有すること、が好ましい。 [11] In the method for producing a mixed gas of the present invention, the humidifying gas supplying step measures the dew point and pressure of the humidifying gas, and calculates the moisture contained in the humidifying gas from the dew point and pressure obtained by the measurement. It is preferable to include a moisture amount calculation step of calculating the amount.

本発明の混合ガス製造装置によれば、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とする水分濃度に正確に調整された混合ガスを製造することができる。また、本発明の混合ガス製造方法によれば、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とする水分濃度に正確に調整された混合ガスを製造することができる。さらには、本発明の混合ガス製造方法によれば、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とするVOCの濃度に正確に調整された混合ガスを製造することができる。 According to the mixed gas production apparatus of the present invention, even when producing a mixed gas with a high moisture concentration, it is possible to produce a mixed gas whose moisture concentration is accurately adjusted to a target moisture concentration. Further, according to the mixed gas production method of the present invention, even when producing a mixed gas with a high moisture concentration, it is possible to produce a mixed gas whose moisture concentration is accurately adjusted to a target moisture concentration. Furthermore, according to the mixed gas production method of the present invention, even when producing a mixed gas with a high moisture concentration, it is possible to produce a mixed gas whose concentration of VOC is accurately adjusted to the target.

実施形態1に係る混合ガス製造装置10の全体構成を説明するために示す図である。1 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas manufacturing apparatus 10 according to a first embodiment. FIG. 実施形態2に係る混合ガス製造装置20の全体構成を説明するために示す図である。FIG. 2 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 20 according to a second embodiment. 実施形態3に係る混合ガス製造装置30の全体構成を説明するために示す図である。FIG. 3 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 30 according to Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係る混合ガス製造装置40の全体構成を説明するために示す図である。FIG. 4 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 40 according to a fourth embodiment. 実施形態5に係る混合ガス製造装置50の全体構成を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to explain the whole composition of mixed gas manufacturing device 50 concerning Embodiment 5. 実施形態6に係る混合ガスの製造方法を説明するために示す図である。FIG. 7 is a diagram shown to explain a method for producing a mixed gas according to Embodiment 6. 実施例1において加湿ガスを製造したときの、評価結果を示すための図である。図7(a)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、加湿容器内の圧力及び温度の変化を示す図である。図7(b)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、希釈ガスの水の濃度の変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing evaluation results when humidifying gas was produced in Example 1. FIG. 7(a) is a diagram showing changes in the pressure and temperature inside the humidifying container when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed. FIG. 7(b) is a diagram showing a change in the concentration of water in the diluent gas when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed. 比較例において加湿ガスを製造したときの、評価結果を示すための図である。図8(a)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、加湿容器内の圧力及び温度の変化を示す図である。図8(b)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、希釈ガス中の水分濃度の変化を示す図である。It is a figure for showing the evaluation result when humidifying gas was manufactured in a comparative example. FIG. 8(a) is a diagram showing changes in the pressure and temperature inside the humidifying container when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed. FIG. 8(b) is a diagram showing changes in the water concentration in the diluent gas when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed. 実施例2により製造したアセトン混合ガスについて、ガスクロマトグラフにより分析して得られたクロマトグラムの一例を示すための図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a chromatogram obtained by analyzing the acetone mixed gas produced in Example 2 using a gas chromatograph. 実施例2により製造したアセトン混合ガス、及び、参考例により製造したアセトン混合ガスについて、アセトンの調製濃度(目標濃度)とガスクロマトグラフにより分析したピーク面積値との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the prepared concentration of acetone (target concentration) and the peak area value analyzed by gas chromatography for the acetone mixed gas produced in Example 2 and the acetone mixed gas produced in Reference Example.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と記す。)について説明する。以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明に必須であるとは限らない。また、各実施形態において説明が重複する場合は、説明を省略することがある。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as "embodiment") will be described. The embodiments described below do not limit the claimed invention. Furthermore, not all of the elements and combinations thereof described in the embodiments are essential to the present invention. Furthermore, if the explanations overlap in each embodiment, the explanations may be omitted.

1.混合ガス製造装置(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る混合ガス製造装置10の全体構成を説明するために示す図である。以下、図1を用いて、実施形態1に係る混合ガス製造装置10について説明する。
1. Mixed gas production device (Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment. Hereinafter, a mixed gas production apparatus 10 according to Embodiment 1 will be described using FIG. 1.

1-1.全体構成
実施形態1に係る混合ガス製造装置10は、図1に示すように、源ガス発生部Y0と、予備希釈部Z0と、混合ガス希釈部W0と、加湿ガス供給部X0と、を備える。
1-1. Overall Configuration As shown in FIG. 1, the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment includes a source gas generation section Y0, a preliminary dilution section Z0, a mixed gas dilution section W0, and a humidified gas supply section X0. .

源ガス発生部Y0は、目的化合物を含む混合ガスを発生する部分である。ここで、「目的化合物」とは、混合ガスに含まれる化合物であって、希釈の対象となる化合物のことをいう。例えば、混合ガスが測定機器を校正するための標準ガスである場合には、目的化合物には、分析対象となる化合物(例えば、アセトン)が該当する。また、「加湿ガス」とは、希釈ガスに水が加えられ、水分濃度が高められたガスのことをいう。 The source gas generating section Y0 is a section that generates a mixed gas containing the target compound. Here, the term "target compound" refers to a compound contained in the mixed gas that is to be diluted. For example, when the mixed gas is a standard gas for calibrating a measuring instrument, the target compound corresponds to a compound to be analyzed (for example, acetone). Moreover, "humidifying gas" refers to a gas in which water is added to diluted gas to increase the moisture concentration.

源ガス発生部Y0で調製される混合ガスに含まれる目的化合物の濃度は、目標とする濃度より高い第2の濃度である。 The concentration of the target compound contained in the mixed gas prepared in the source gas generating section Y0 is a second concentration higher than the target concentration.

源ガス発生部Y0は、流路101を備える。流路101には、源ガス発生手段110としての拡散管DTと第2の圧力制御手段APCと、第5の流量制御手段MFC5とを備える。拡散管DTが収められている容器への希釈ガス流量を第5の流量制御手段MFC5で制御し、拡散管DTから目的化合物が単位時間あたり一定量放出されることで、目的化合物を含む混合ガスを発生する。 The source gas generation section Y0 includes a flow path 101. The flow path 101 includes a diffusion tube DT as a source gas generation means 110, a second pressure control means APC, and a fifth flow rate control means MFC5. The flow rate of the diluent gas into the container containing the diffusion tube DT is controlled by the fifth flow rate control means MFC5, and a constant amount of the target compound is released from the diffusion tube DT per unit time, so that the mixed gas containing the target compound is controlled. occurs.

流路101は、第2の圧力制御手段APCと拡散管DTとの間にバルブ81が設けられており、流路101を流れるガスを遮断できるように構成されている。 The flow path 101 is configured such that a valve 81 is provided between the second pressure control means APC and the diffusion tube DT, and gas flowing through the flow path 101 can be shut off.

流路101は、第5の流量制御手段MFC5と後述する予備希釈部Z0の第4の流量制御手段MFC4との間の分岐部53において分岐している。分岐した先には、分析機器に混合ガスを導入するための分析機器試料導入口AS1と、排気バルブ91と、が設けられている。 The flow path 101 branches at a branch 53 between the fifth flow rate control means MFC5 and the fourth flow rate control means MFC4 of the preliminary dilution section Z0, which will be described later. At the branched end, an analytical instrument sample inlet AS1 for introducing a mixed gas into the analytical instrument and an exhaust valve 91 are provided.

なお、第2の圧力制御手段APCの設置場所と、第5の流量制御手段MFC5の設置場所を入れ替えてもよい。この場合、第2の圧力制御手段APCは、背圧制御を行うものを使用する。 Note that the installation location of the second pressure control means APC and the installation location of the fifth flow rate control means MFC5 may be exchanged. In this case, the second pressure control means APC is one that performs back pressure control.

混合ガス希釈部W0は、混合ガスを調製する部分である。具体的には、まず、源ガス発生部Y0により、目的化合物の濃度が第2の濃度である第2混合ガスを調製する。次いで、予備希釈部Z0により第2混合ガスを希釈することによって、目的化合物の濃度が第1の濃度である第1混合ガスを調製する。さらには、第1混合ガスを、加湿ガス供給部X0から供給された加湿ガスで希釈を行い、目的化合物の濃度が目標濃度に調整された加湿された混合ガスを調製する。 The mixed gas dilution unit W0 is a part that prepares a mixed gas. Specifically, first, the source gas generation unit Y0 prepares a second mixed gas in which the concentration of the target compound is the second concentration. Next, by diluting the second mixed gas in the pre-dilution section Z0, a first mixed gas in which the concentration of the target compound is the first concentration is prepared. Furthermore, the first mixed gas is diluted with the humidifying gas supplied from the humidifying gas supply section X0 to prepare a humidified mixed gas in which the concentration of the target compound is adjusted to the target concentration.

予備希釈部Z0は、目的化合物の濃度が第2の濃度である第2混合ガスを希釈し、目的化合物の濃度が第1の濃度である混合ガスを調製する部分である。目的化合物の濃度が第2の濃度である第2混合ガスは、源ガス発生部Y0から供給される。第2混合ガスを、希釈ガス導入部希釈ガスで希釈し、目的化合物の濃度が第1の濃度の混合ガスを調製する。 The preliminary dilution section Z0 is a section that dilutes the second mixed gas in which the concentration of the target compound is the second concentration to prepare a mixed gas in which the concentration of the target compound is the first concentration. The second mixed gas containing the target compound at the second concentration is supplied from the source gas generation section Y0. The second mixed gas is diluted with the diluent gas of the diluent gas introduction section to prepare a mixed gas having the first concentration of the target compound.

予備希釈部Z0は、二つの流路102、103を備える。流路102は、第4の流量制御手段MFC4を備え、ガスが流れる向きに対して、第4の流路制御手段MFC4の下流側に、流路103との合流部54が設けられている。流路103は、ガスが流れる向きに対して上流側から順に、希釈ガス導入部61、第3の流量制御手段MFC3が配置されている。 The preliminary dilution section Z0 includes two channels 102 and 103. The flow path 102 includes a fourth flow rate control means MFC4, and a merging portion 54 with the flow path 103 is provided on the downstream side of the fourth flow path control means MFC4 with respect to the direction in which the gas flows. In the flow path 103, a diluent gas introduction section 61 and a third flow rate control means MFC3 are arranged in order from the upstream side with respect to the direction in which the gas flows.

第4の流量制御手段MFC4の、ガスが流れる向きに対して上流側に、源ガス発生部Y0が設置されている。源ガス発生部Y0から合流部54までの各要素は、流路102により連結されている。希釈ガス導入部61から流路102との合流部54までの各要素は、希釈ガスを流通させるための流路103により連結されている。これにより、流路102を流れてきた第2混合ガスと流路103を流れてきた希釈ガスとを混合することができる。 A source gas generation section Y0 is installed on the upstream side of the fourth flow rate control means MFC4 in the direction in which the gas flows. Each element from the source gas generation section Y0 to the confluence section 54 is connected by a flow path 102. Each element from the diluent gas introduction part 61 to the confluence part 54 with the flow path 102 is connected by a flow path 103 through which the dilution gas flows. Thereby, the second mixed gas flowing through the flow path 102 and the dilution gas flowing through the flow path 103 can be mixed.

さらに、流路102は、合流部54と混合ガス希釈部W0の第1の流量制御手段MFC1との間の分岐部55において分岐している。分岐した先には、分析機器に混合ガスを導入するための分析機器試料導入口AS2と、排気バルブ92と、が設けられている。 Further, the flow path 102 branches at a branch portion 55 between the confluence portion 54 and the first flow rate control means MFC1 of the mixed gas dilution portion W0. At the branched end, an analytical instrument sample inlet AS2 for introducing a mixed gas into the analytical instrument and an exhaust valve 92 are provided.

流路103は、第3の流量制御手段MFC3と合流部54との間にバルブ82が設けられており、流路103を流れるガスを遮断できるように構成されている。 The flow path 103 is provided with a valve 82 between the third flow rate control means MFC3 and the merging portion 54, and is configured to be able to shut off gas flowing through the flow path 103.

実施形態1に係る混合ガス製造装置10は、予備希釈部Z0を1ライン有する態様の例を示したが、予備希釈部Z0を2ライン以上有してもよい。 Although the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment has been shown as having one line of preliminary dilution section Z0, it may have two or more lines of preliminary dilution section Z0.

また、予備希釈部Z0を有することは必須ではない。源ガス発生部Y0により調製される混合ガスに含まれる目的化合物の濃度が目標とする濃度に対して低い場合には、後述する実施形態2の混合ガス製造装置20ように、予備希釈部Z0を備えなくても何ら問題ないことは言うまでもない。この場合、第2混合ガスにおける目的化合物の濃度である第1の濃度と、第2混合ガスにおける目的化合物の濃度である第2の濃度とは、同じということになる。 Further, it is not essential to have the preliminary dilution section Z0. When the concentration of the target compound contained in the mixed gas prepared by the source gas generation section Y0 is lower than the target concentration, the preliminary dilution section Z0 is It goes without saying that there is no problem even if you are not prepared. In this case, the first concentration, which is the concentration of the target compound in the second mixed gas, and the second concentration, which is the concentration of the target compound in the second mixed gas, are the same.

混合ガス希釈部W0は、二つの流路104,106を備える。流路104には、ガスが流れる向きに対して上流側から順に、第1の流量制御手段MFC1、合流部56が設けられている。流路106は、ガスが流れる向きに対して上流側において加湿ガス供給部X0に連結し、合流部56において流路104に連結されている。これにより、流路104を流れてきた第1混合ガスと流路106を流れてきた加湿ガスとを混合することができる。 The mixed gas dilution section W0 includes two flow paths 104 and 106. The flow path 104 is provided with a first flow rate control means MFC1 and a merging portion 56 in this order from the upstream side in the direction in which the gas flows. The flow path 106 is connected to the humidifying gas supply section X0 on the upstream side with respect to the direction in which the gas flows, and is connected to the flow path 104 at the merging section 56. Thereby, the first mixed gas flowing through the channel 104 and the humidifying gas flowing through the channel 106 can be mixed.

流路104は、合流部56の下流に、分析機器に混合ガスを導入するための分析機器試料導入口AS3を備える。また、流路104は、合流部56と分析機器試料導入口AS3との間の分岐部57において分岐しており、分岐した先には排気バルブ93を備える。 The flow path 104 includes an analytical instrument sample introduction port AS3 downstream of the confluence section 56 for introducing the mixed gas into the analytical instrument. Further, the flow path 104 branches at a branching section 57 between the confluence section 56 and the analytical instrument sample inlet AS3, and is provided with an exhaust valve 93 at the branched end.

加湿ガス供給部X0は、ガスが流れる向きに対して上流側から順に、希釈ガス導入部71、第2の流量制御手段MFC2、及び、加湿手段120が配置されている。加湿手段120は、加湿容器HBと、温度制御手段CTWBと、第1の圧力制御手段BPCと備える。上記した各要素は、希釈ガス又は加湿ガスを流通させるための流路105により連結されている。 In the humidifying gas supply section X0, the diluent gas introducing section 71, the second flow rate control means MFC2, and the humidifying means 120 are arranged in order from the upstream side with respect to the direction in which the gas flows. The humidifying means 120 includes a humidifying container HB, a temperature controlling means CTWB, and a first pressure controlling means BPC. Each of the above-mentioned elements is connected by a flow path 105 through which dilution gas or humidification gas flows.

流路105は、第1の圧力制御手段BPCの下流の分岐部65において分岐している。分岐した先には、混合ガスに含まれる水分量を測定する水分量測定手段130が接続されている。また、流路105の分岐部65と水分量測定手段130との間には、バルブ86が設けられている。 The flow path 105 branches at a branch portion 65 downstream of the first pressure control means BPC. A water content measuring means 130 for measuring the water content contained in the mixed gas is connected to the branched end. Further, a valve 86 is provided between the branch portion 65 of the flow path 105 and the moisture content measuring means 130.

流路105における第2の流量制御手段MFC2と加湿手段120との間には、バルブ83が設けられている。 A valve 83 is provided between the second flow rate control means MFC2 and the humidification means 120 in the flow path 105.

流路105は、加湿手段120を経由することなく、希釈ガスを流通させることができるようにするための、加湿手段120をバイパスする流路107を有してもよい。流路105にはバルブ84、85が設けられ、流路107にはバルブ87、88が設けられている。 The flow path 105 may include a flow path 107 that bypasses the humidification means 120 so that the diluent gas can flow without passing through the humidification means 120. The flow path 105 is provided with valves 84 and 85, and the flow path 107 is provided with valves 87 and 88.

以下に、本実施形態に係る混合ガス製造装置10を構成する各々の構成要素について、詳細に説明する。 Below, each constituent element which constitutes mixed gas manufacturing device 10 concerning this embodiment is explained in detail.

なお、以下の説明において、第1の流量制御手段MFC1、第2の流量制御手段MFC2、第3の流量制御手段MFC3、第4の流量制御手段MFC4、第5の流量制御手段MFC5を総称して、「流量制御手段MFC」と記すことがある。また、バルブ81、82、83、84、85、86、87、88を総称して、「バルブ80」と記すことがある。さらに、流路101、102、103、104、105、106、107を総称して、「流路100」と記すことがある。 In the following description, the first flow rate control means MFC1, the second flow rate control means MFC2, the third flow rate control means MFC3, the fourth flow rate control means MFC4, and the fifth flow rate control means MFC5 are collectively referred to as , may be written as "flow rate control means MFC". Further, the valves 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, and 88 may be collectively referred to as "valve 80." Furthermore, the flow paths 101, 102, 103, 104, 105, 106, and 107 may be collectively referred to as "flow path 100."

1-2.源ガス発生手段
拡散管DTを用いた拡散管法によって、目的化合物を含む混合ガスを調製する。具体的には、拡散管DTの中に目的化合物である有機溶剤など揮発性を有する固体若しくは液体を入れ、目的化合物を一定の温度に保持して拡散管DTの中に目的化合物の蒸気を充満させ、拡散管DTの細管の中を目的化合部の蒸気が拡散して目的化合物が一定速度で拡散管DTから放出される。そこに希釈ガスを一定流速で送り、一定濃度の目的化合物を含むガスを、連続的に発生させる。
1-2. Source gas generation means A mixed gas containing the target compound is prepared by a diffusion tube method using a diffusion tube DT. Specifically, a volatile solid or liquid such as an organic solvent that is the target compound is placed in the diffusion tube DT, and the target compound is maintained at a constant temperature to fill the diffusion tube DT with vapor of the target compound. The vapor of the target compound is diffused in the thin tube of the diffusion tube DT, and the target compound is released from the diffusion tube DT at a constant rate. A diluent gas is sent there at a constant flow rate to continuously generate a gas containing the target compound at a constant concentration.

第2の圧力制御手段APCは、拡散管DTにおけるガスの圧力を一定に制御する機能を有する。第2の圧力制御手段APCとしては、例えば、自動圧力制御器を挙げることができる。第2の圧力制御手段APCを使って、拡散管DTにおけるガスの圧力を一定に制御することにより、拡散管DTから、目的化合物を一定速度で放出させることが可能になる。 The second pressure control means APC has a function of controlling the gas pressure in the diffusion tube DT to be constant. The second pressure control means APC can be, for example, an automatic pressure controller. By controlling the gas pressure in the diffusion tube DT to be constant using the second pressure control means APC, it becomes possible to release the target compound from the diffusion tube DT at a constant rate.

第2の圧力制御手段APCが無いと、流量制御手段MFCにおいてガスの流量を変化させたとき、外部の気圧が変動したとき、拡散管DTにおけるガスの圧力が変動する。その結果、拡散管DT内のガスが膨張あるいは収縮し、それに伴って目的化合物の蒸気が拡散管DTから放出あるいは希釈ガスが拡散管DTに流れ込み、ガスの濃度が増加あるいは減少してしまう。しかし、源ガス発生手段110が第2の圧力制御手段APCを備えることにより、拡散管DTにおけるガスの圧力を一定に保つことができる。この結果、拡散管DTから供給される第2混合ガスにおける、目的化合物の濃度を一定に保つことが可能になる。 Without the second pressure control means APC, when the flow rate of gas is changed in the flow rate control means MFC and the external atmospheric pressure fluctuates, the pressure of the gas in the diffusion tube DT will fluctuate. As a result, the gas in the diffusion tube DT expands or contracts, and accordingly, the vapor of the target compound is released from the diffusion tube DT, or the diluent gas flows into the diffusion tube DT, and the concentration of the gas increases or decreases. However, by providing the source gas generation means 110 with the second pressure control means APC, the pressure of the gas in the diffusion tube DT can be kept constant. As a result, it becomes possible to keep the concentration of the target compound constant in the second mixed gas supplied from the diffusion tube DT.

実施形態1に係る拡散管DTについて、混合ガスに含まれる目的化合物の濃度の再現精度を実験により検証した。表1に混合ガスの製造条件を、表2に製造された混合ガスに含まれる目的化合物の濃度の測定結果を、それぞれ示す。 Regarding the diffusion tube DT according to the first embodiment, the reproducibility accuracy of the concentration of the target compound contained in the mixed gas was verified through experiments. Table 1 shows the production conditions of the mixed gas, and Table 2 shows the measurement results of the concentration of the target compound contained in the produced mixed gas.

Figure 2024037235000002
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Figure 2024037235000003
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表2に示すように、異なる日に実施した10回の濃度の測定において、平均値は1.745μmol/mol、標準偏差は0.014μmol/molという結果が得られた。なお、異なる測定日毎に得られた値には、0.01μmol/mol~0.02μmol/molの標準不確かさがある。 As shown in Table 2, the average value was 1.745 μmol/mol and the standard deviation was 0.014 μmol/mol in the 10 concentration measurements performed on different days. Note that the values obtained on different measurement days have standard uncertainties of 0.01 μmol/mol to 0.02 μmol/mol.

1-3.流量制御手段
流量制御手段MFCは、流路100を流れるガスの流量を制御する。
1-3. Flow Control Means The flow control means MFC controls the flow rate of gas flowing through the flow path 100.

流量制御手段MFCは、流路100を流れるガスの流量を制御できるものである限り、特に制限されることなく使用することができるが、マスフローコントローラーであることが好ましい。マスフローコントローラーは、流路100を流れるガスの質量流量を計測して、流路100を流れるガスの流量を自動で増加又は減少させることにより制御する。 The flow rate control means MFC can be used without particular restriction as long as it can control the flow rate of gas flowing through the flow path 100, but is preferably a mass flow controller. The mass flow controller measures the mass flow rate of gas flowing through the flow path 100 and controls the flow rate by automatically increasing or decreasing the flow rate of the gas flowing through the flow path 100.

第1の流量制御手段MFC1は、混合ガス希釈部W0部に配置され、流路104を流れる目的化合物の濃度が第1の濃度である第1混合ガスの流量Fを制御する。第1の流量制御手段MFC1を用いて、流路104を流れる第1混合ガスの流量Fを制御することにより、最終的に得られる、加湿した混合ガスにおける目的化合物の濃度を制御することができる。 The first flow rate control means MFC1 is disposed in the mixed gas dilution section W0, and controls the flow rate F1 of the first mixed gas in which the concentration of the target compound flowing through the flow path 104 is the first concentration. By controlling the flow rate F1 of the first mixed gas flowing through the flow path 104 using the first flow rate control means MFC1, it is possible to control the concentration of the target compound in the finally obtained humidified mixed gas. can.

第2の流量制御手段MFC2は、加湿ガス供給部X0において、流路105に供給される希釈ガスの流量Fを制御する。第2の流量制御手段MFC2により制御された流路105を流れる希釈ガスの流量Fを制御することにより、加湿した混合ガスにおける目的化合物の濃度を制御することができる。 The second flow rate control means MFC2 controls the flow rate F2 of the diluent gas supplied to the flow path 105 in the humidifying gas supply section X0. By controlling the flow rate F2 of the diluent gas flowing through the flow path 105 controlled by the second flow rate control means MFC2, the concentration of the target compound in the humidified mixed gas can be controlled.

なお、第2の流量制御手段MFC2は、ガスが流れる向きに対して、希釈ガス導入部71の下流側であって、加湿手段120の上流側に配置することが好ましい。 Note that the second flow rate control means MFC2 is preferably disposed downstream of the dilution gas introduction section 71 and upstream of the humidification means 120 with respect to the direction in which the gas flows.

仮に、流量制御手段MFCを加湿手段120の下流側に配置した場合には、流量制御手段によって制御されるガスの流量は、希釈ガスと加湿手段120により加えられた水(水蒸気)との和になる。このとき、加湿によって加えられた水(水蒸気)の影響により流量制御手段MFCが正しく流量を計測できなくなるため、流量制御手段MFCによってガスの流量を正しく制御することは容易ではない。一方、流量制御手段MFCを加湿手段120の上流側に配置した場合には、加湿手段120により加えられた水の影響を考慮する必要はなくなり、正しい流量の希釈ガスを流路105に供給することが可能になる。 If the flow rate control means MFC is placed downstream of the humidification means 120, the flow rate of the gas controlled by the flow rate control means will be equal to the sum of the dilution gas and the water (steam) added by the humidification means 120. Become. At this time, the flow rate control means MFC cannot accurately measure the flow rate due to the influence of water (steam) added by humidification, so it is not easy to correctly control the gas flow rate by the flow rate control means MFC. On the other hand, when the flow rate control means MFC is arranged upstream of the humidification means 120, there is no need to consider the influence of water added by the humidification means 120, and it is possible to supply diluent gas at the correct flow rate to the flow path 105. becomes possible.

第3の流量制御手段MFC3は、予備希釈部Z0において、流路103を流れる希釈ガスの流量Fを制御する。 The third flow rate control means MFC3 controls the flow rate F3 of the dilution gas flowing through the flow path 103 in the preliminary dilution section Z0.

第4の流量制御手段MFC4は、予備希釈部Z0に配置される。第4の流量制御手段MFC4は、流路102を流れる目的化合物の濃度が第2の濃度である第2混合ガスの流量Fを制御する。流路102を流れる第2混合ガスの流量Fと、流路103を流れる希釈ガスの流量Fとを適切に制御することにより、第1混合ガスにおける目的化合物の濃度Cを制御することができる。 The fourth flow rate control means MFC4 is arranged in the preliminary dilution section Z0. The fourth flow rate control means MFC4 controls the flow rate F4 of the second mixed gas in which the concentration of the target compound flowing through the flow path 102 is the second concentration. By appropriately controlling the flow rate F4 of the second mixed gas flowing through the flow path 102 and the flow rate F2 of the diluent gas flowing through the flow path 103, the concentration C1 of the target compound in the first mixed gas is controlled. Can be done.

第5の流量制御手段MFC5は、源ガス発生手段110の拡散管DTの下流側に配置され、拡散管DTを通過するガスの流量FDTを制御する。拡散管DTを通過するガスの流量FDTを一定量に制御することにより、拡散管DTから流れ出る第2混合ガスに含まれる目的化合物の濃度CDTを一定に保つことができる。 The fifth flow rate control means MFC5 is arranged downstream of the diffusion tube DT of the source gas generation means 110, and controls the flow rate FDT of the gas passing through the diffusion tube DT. By controlling the flow rate F DT of the gas passing through the diffusion tube DT to a constant amount, the concentration C DT of the target compound contained in the second mixed gas flowing out from the diffusion tube DT can be kept constant.

1-4.加湿手段
加湿手段120は、流路105を通じて供給された希釈ガスを加湿して、加湿ガスを調製する。加湿手段120は、少なくとも、加湿容器HBと温度制御手段CTWBと第1の圧力制御手段BPCとを備える。なお、加湿手段120は、水を収容するための容器を備え、容器に収容した水の温度を一定の温度に制御し、さらに、容器内の圧力を一定の圧力に維持することが可能な構成を備える限りにおいて、以下に説明する構成に限定されない。
1-4. Humidifying Means The humidifying means 120 humidifies the diluent gas supplied through the channel 105 to prepare humidified gas. The humidifying means 120 includes at least a humidifying container HB, a temperature controlling means CTWB, and a first pressure controlling means BPC. Note that the humidifying means 120 includes a container for storing water, and has a configuration capable of controlling the temperature of the water stored in the container to a constant temperature and further maintaining the pressure inside the container at a constant pressure. The present invention is not limited to the configuration described below as long as it includes the following.

加湿容器HBは、内部に水を収容し、図示しない配管を通じて供給された希釈ガスを水中においてバブリングさせて、加湿ガスを調製する。加湿容器HBは、水を収容可能な容器部と、容器部に収容された水に希釈ガスをバブリングできるように構成された配管と、を備える。 The humidifying container HB stores water therein, and prepares a humidifying gas by bubbling diluent gas supplied through a pipe (not shown) in the water. The humidifying container HB includes a container section capable of containing water, and piping configured to bubble diluent gas into the water accommodated in the container section.

配管は、ガスの流れに対して上流側の配管と下流側の配管とを備える。上流側の配管は、流れてきた希釈ガスを水中でバブリングさせるため、加湿容器HBの内部に対して開口するとともに、配管の先端が少なくとも水面より低い位置、好ましくは配管の先端が容器部の底に近い位置に配置されている。また、下流側の配管は、バブリングにより水面が激しく波打った場合にも配管が液体の水を取り込むことがないように、加湿容器HBにおける水面から遠い、高い位置に配置されている。 The piping includes piping on the upstream side and piping on the downstream side with respect to the gas flow. The upstream piping is open to the inside of the humidifying container HB in order to bubble the flowing diluent gas in the water, and the tip of the piping is at least at a position lower than the water surface, preferably the tip of the piping is at the bottom of the container. is located close to. Further, the downstream piping is arranged at a high position far from the water surface in the humidifying container HB so that the piping will not take in liquid water even if the water surface is violently undulated due to bubbling.

また、加湿容器HBは、内部空間と外部との間のガスの往来を遮断できるよう、気密構造になっている。これにより、加湿容器HBの内部は、流路105の一部分として外部環境と遮断されるとともに、加湿容器HBの内部の圧力を、後で説明する第1の圧力制御手段BPCにより一定に保つことが可能になる。さらに、加湿容器HBは、内部の圧力を管理するため、内部の圧力を測定できる圧力計(圧力トランスミッタ)P1を備えることが好ましい。 Further, the humidifying container HB has an airtight structure so as to block gas flow between the internal space and the outside. As a result, the inside of the humidifying container HB is isolated from the outside environment as a part of the flow path 105, and the pressure inside the humidifying container HB can be kept constant by the first pressure control means BPC, which will be explained later. It becomes possible. Further, in order to manage the internal pressure, the humidifying container HB preferably includes a pressure gauge (pressure transmitter) P1 that can measure the internal pressure.

加湿容器は、2つの加湿容器(第1の加湿容器HB1、第2の加湿容器HB2)を備えることが好ましい。第1の加湿容器HB1と第2の加湿容器HB2とは、同じ構成であってもよく、異なる構成であってもよい。2つの加湿容器HB1、HB2を備えることにより、希釈ガスを加湿する能力を高めることができる。 The humidifying container preferably includes two humidifying containers (a first humidifying container HB1 and a second humidifying container HB2). The first humidifying container HB1 and the second humidifying container HB2 may have the same configuration or may have different configurations. By providing two humidifying containers HB1 and HB2, the ability to humidify the diluent gas can be increased.

なお、加湿容器HBを2つ以上有することは必須ではない。加湿容器HBを1つしか有しない場合であっても、十分な加湿能力を有する場合には、加湿容器HBを1つしか備えなくても何ら問題ないことは言うまでもない。 Note that it is not essential to have two or more humidifying containers HB. It goes without saying that even if there is only one humidifying container HB, there is no problem even if only one humidifying container HB is provided as long as the humidifying capacity is sufficient.

温度制御手段CTWBは、加湿容器HBに収容した水が一定の温度になるように、水の温度を制御する。温度制御手段CTWBとして、加湿容器HBを収容する恒温槽や恒温水槽、オーブン、等を例示することができる。さらに、加湿容器HBにヒーターを巻き、さらにその外側を断熱材で覆ったものも、温度制御手段CTWBとして使用することが可能である。温度制御手段CTWBにより、加湿容器HBに収容した水の飽和蒸気圧を一定に保つことができる。 The temperature control means CTWB controls the temperature of the water contained in the humidifying container HB so that the temperature of the water is constant. As the temperature control means CTWB, a constant temperature bath, a constant temperature water bath, an oven, etc. that house the humidifying container HB can be exemplified. Furthermore, a humidifying container HB wrapped around a heater and further covered with a heat insulating material can also be used as the temperature control means CTWB. The temperature control means CTWB can keep the saturated vapor pressure of the water contained in the humidifying container HB constant.

第1の圧力制御手段BPCは、加湿容器HB(加湿手段120が2つの加湿容器を備える場合にあっては、下流側に配置した第2の加湿容器HB2)の下流側に配置され、加湿容器HBの内部の圧力を一定の圧力に制御する。第1の圧力制御手段BPCとして、例えば、自動背圧制御器を挙げることができる。加湿容器HBの内部の圧力を一定に保つことにより、加湿ガスに含まれる水の濃度を一定に保つことができる。 The first pressure control means BPC is arranged downstream of the humidifying container HB (in the case where the humidifying means 120 includes two humidifying containers, the second humidifying container HB2 arranged on the downstream side), and The pressure inside the HB is controlled to a constant pressure. As the first pressure control means BPC, for example, an automatic back pressure controller can be mentioned. By keeping the pressure inside the humidifying container HB constant, the concentration of water contained in the humidifying gas can be kept constant.

ここで、実施形態1に係る混合ガス製造装置10の加湿ガス供給部X0を用いて、大気圧下で露点35℃(物質量分率で約0.056mol/mol)の加湿ガスを調製する場合の、加湿容器HBの温度条件、加圧条件を示すと、以下に示すようになる。 Here, when a humidified gas having a dew point of 35° C. (approximately 0.056 mol/mol in substance amount fraction) is prepared under atmospheric pressure using the humidified gas supply section X0 of the mixed gas production device 10 according to Embodiment 1. The temperature conditions and pressure conditions of the humidifying container HB are shown below.

加湿時の温度Tにおける水の飽和蒸気圧をps,T、加湿時の圧力をpとしたとき、調製した加湿ガスに含まれる水分濃度は、ps,T/pで式(1)により求めることができる。すなわち、35℃における水の飽和蒸気圧は5629.2Pa、大気圧は101.325kPaであるので、
s,T/p=5629.2/101325≒0.056 …(1)
となる。この関係を満たす、温度及び圧力を求め、それぞれ温度制御手段CTWBの設定温度及び第1の圧力制御手段BPCの設定圧力とする。
When the saturated vapor pressure of water at temperature T during humidification is p s,T and the pressure during humidification is p, the water concentration contained in the prepared humidifying gas is p s,T /p according to equation (1). You can ask for it. That is, the saturated vapor pressure of water at 35°C is 5629.2 Pa and the atmospheric pressure is 101.325 kPa, so
p s, T /p=5629.2/101325≒0.056...(1)
becomes. A temperature and a pressure that satisfy this relationship are determined and used as the set temperature of the temperature control means CTWB and the set pressure of the first pressure control means BPC, respectively.

水分量測定手段130は、加湿手段120において希釈ガスに加えられた水の量を計測する。水分量測定手段130は、加湿ガスに含まれる水の量を測定することができる限りにおいて、測定方式は問わない。例えば、静電容量式、水晶発振式、鏡面冷却式、レーザー吸収分光式などの各種の測定方式の水分計を例示することができる。なかでも、実施形態1の混合ガス製造装置10においては、鏡面冷却式水分計により加湿ガスの水分濃度を測定することが好ましい。 The water content measuring means 130 measures the amount of water added to the diluent gas in the humidifying means 120. The moisture content measuring means 130 may use any measuring method as long as it can measure the amount of water contained in the humidifying gas. For example, moisture meters using various measurement methods such as a capacitance type, a crystal oscillation type, a mirror cooling type, and a laser absorption spectroscopy type can be exemplified. Among these, in the mixed gas production apparatus 10 of Embodiment 1, it is preferable to measure the moisture concentration of the humidified gas using a mirror cooling type moisture meter.

実施形態1の混合ガス製造装置10においては、流路105と水分量測定手段130との間にバルブ86が配置されており、流路105を流れる加湿ガスの水分量を計測する時のみ、加湿ガスをサンプリングできるようになっている。また、水分量測定手段130とバルブ86との間に、圧力計P2が配置されている。 In the mixed gas production device 10 of the first embodiment, a valve 86 is disposed between the flow path 105 and the moisture content measuring means 130, and the humidification is performed only when measuring the moisture content of the humidified gas flowing through the flow path 105. Gas can be sampled. Further, a pressure gauge P2 is arranged between the moisture content measuring means 130 and the valve 86.

1-5.流路
流路100を構成する配管としては、例えば、内径1/10インチ~1/2インチの、ステンレス鋼、ガラス、ペルフルオロアルコキシアルカン(PFA)、ふっ素樹脂、等からなる管を使用することができる。上記した管の中でも、内径:1/4インチで、内壁が石英ガラスでコーティングされたステンレス鋼製の管を使用することが好ましい。
1-5. Flow path As the piping constituting the flow path 100, for example, a pipe made of stainless steel, glass, perfluoroalkoxyalkane (PFA), fluororesin, etc. with an inner diameter of 1/10 inch to 1/2 inch can be used. can. Among the above tubes, it is preferable to use a stainless steel tube with an inner diameter of 1/4 inch and whose inner wall is coated with quartz glass.

配管が極性を有する材料からなり、目的化合物も極性を有する場合には、管の内壁に、目的化合物の吸着が発生しやすくなる傾向がある。また、配管の材料が極性を有しない場合であっても、内壁表面に存在する凹凸が吸着しやすいところになり、凹凸に目的化合物が吸着することがある。 When the pipe is made of a polar material and the target compound also has polarity, the target compound tends to be easily adsorbed on the inner wall of the pipe. Further, even if the material of the piping does not have polarity, the unevenness existing on the inner wall surface tends to attract adsorption, and the target compound may be adsorbed to the unevenness.

配管の内壁に目的化合物が吸着すると、流路100に流すガスを切り替えたときのガス濃度のテーリングの原因となり、混合ガスに含まれる目的化合物の濃度が不正確になることがある。目標とする混合ガスの濃度が、nmol/molオーダーの場合には、その影響は重大なものとなる。 If the target compound is adsorbed on the inner wall of the pipe, it may cause tailing in the gas concentration when switching the gas flowing through the flow path 100, and the concentration of the target compound contained in the mixed gas may become inaccurate. When the target concentration of the mixed gas is on the order of nmole/mol, the influence becomes significant.

実施形態1に係る混合ガス製造装置10においては、流路100を構成する配管の全長を極力短くして、ガスが配管に触れる面積を減らすことが好ましい。さらに、上記したように配管の内壁に石英ガラスのコーティングを施すことや、内壁を滑らかにして目的化合物が吸着しにくい構造とすることが好ましい。 In the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment, it is preferable to shorten the overall length of the piping constituting the flow path 100 as much as possible to reduce the area where the gas contacts the piping. Furthermore, as described above, it is preferable to coat the inner wall of the pipe with quartz glass or to make the inner wall smooth so that the target compound is difficult to adsorb.

さらに、流路100を流れるガスの流量を比較的多めに設定することは、配管の内壁への目的化合物の吸脱着が促進され、目的化合物の吸脱着の平衡関係が成立すると考えられる。これにより、混合ガスにおける目的化合物の濃度が安定すると考えられ、好ましい。 Furthermore, it is considered that setting the flow rate of the gas flowing through the flow path 100 to be relatively large promotes adsorption and desorption of the target compound to the inner wall of the pipe, and establishes an equilibrium relationship between the adsorption and desorption of the target compound. This is thought to stabilize the concentration of the target compound in the mixed gas, which is preferable.

1-6.混合ガスにおける目的化合物の濃度
1-6-1.予備希釈部による希釈
実施形態1に係る混合ガス製造装置10は、第5の流量制御手段MFC5を介して供給された第2混合ガス(濃度CDT)を希釈することで、1段階目の希釈を行う。1段階目の希釈によって得られた第1混合ガスに含まれる目的化合物の濃度Cは、第4の流量制御手段MFC4の流量F及び第3の流量制御手段MFC3の流量Fを用いて、以下の式(2)により計算できる。
=CDT×F/(F+F) …(2)
1-6. Concentration of target compound in mixed gas 1-6-1. Dilution by preliminary dilution section The mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment performs the first stage dilution by diluting the second mixed gas (concentration C DT ) supplied via the fifth flow rate control means MFC5. I do. The concentration C1 of the target compound contained in the first mixed gas obtained by the first stage dilution is determined using the flow rate F4 of the fourth flow rate control means MFC4 and the flow rate F3 of the third flow rate control means MFC3. , can be calculated using the following equation (2).
C 1 =C DT ×F 4 /(F 4 +F 3 )...(2)

1-6-2.混合ガス調製部による希釈
混合ガス製造装置10においては、2段階目の希釈として、目的化合物の濃度がCである混合ガスをさらに希釈する。2段階目の希釈によって得られた混合ガスに含まれる目的化合物の濃度Cは、第1の流量制御手段MFC1における流量F及び加湿ガス供給部X0から供給された加湿ガスの流量FDILを用いて、以下の式(3)により計算できる。
C=C×F/(F+FDIL) …(3)
1-6-2. Dilution by Mixed Gas Preparation Unit In the mixed gas production device 10, as a second stage of dilution, the mixed gas in which the concentration of the target compound is C1 is further diluted. The concentration C of the target compound contained in the mixed gas obtained by the second stage dilution is determined using the flow rate F1 in the first flow rate control means MFC1 and the flow rate FDIL of the humidifying gas supplied from the humidifying gas supply section X0. It can be calculated using the following equation (3).
C=C 1 ×F 1 /(F 1 +F DIL )…(3)

ここで、加湿ガス供給部X0から供給された加湿ガスの流量FDILは、第2の流量制御手段MFC2の流量Fと加湿によって加えられた水の量Fとの和である。そこで、以下の式(4)が成立する。
DIL=F+F …(4)
Here, the flow rate F DIL of the humidifying gas supplied from the humidifying gas supply unit X0 is the sum of the flow rate F 2 of the second flow rate control means MFC2 and the amount F W of water added by humidification. Therefore, the following equation (4) holds true.
FDIL = F2 + FW ...(4)

加湿によって加えられた水の量Fは、加湿後の混合ガスを水分量測定手段130で測定した結果から導出することができる。具体的には、水分量測定手段130を用いて、加湿後の混合ガスの露点TDILを測定する。次いで、JIS Z 8806に記載されている表を用いて、露点TDILにおける飽和水蒸気圧Pを求める。 The amount of water FW added by humidification can be derived from the result of measuring the mixed gas after humidification with the moisture content measuring means 130. Specifically, the moisture content measuring means 130 is used to measure the dew point T DIL of the humidified mixed gas. Next, using the table described in JIS Z 8806, the saturated water vapor pressure P W at the dew point T DIL is determined.

同時に、流路105に配置した圧力計P2により、水分量測定手段130により露点TDILの測定を行った位置での圧力PDILを測定する。加湿した混合ガスに含まれる水の量は、加湿した混合ガスにおける水の分圧と同義であり、以下の式(5)が成り立つ。式(4)を用いて、加湿した混合ガスに含まれる水の量を計算する。
/FDIL=F/(F+F)=P/PDIL …(5)
式(5)によりFが求まり、加湿した希釈ガスの流量FDILを求めることができる。その結果、式(3)を用いて目的成分の濃度Cを求めることができる。
At the same time, the pressure gauge P2 disposed in the flow path 105 measures the pressure P DIL at the position where the dew point T DIL was measured by the moisture content measuring means 130. The amount of water contained in the humidified mixed gas is synonymous with the partial pressure of water in the humidified mixed gas, and the following formula (5) holds true. The amount of water contained in the humidified mixed gas is calculated using equation (4).
F W /F DIL =F W /(F 2 +F W )=P W /P DIL …(5)
FW is determined by equation (5), and the flow rate F DIL of the humidified diluent gas can be determined. As a result, the concentration C of the target component can be determined using equation (3).

なお、目的化合物を含む混合ガスを希釈するガスとして、加湿手段120を通さない希釈ガスを使用することも可能である。具体的には、バルブ84、85を閉じ、バルブ87、88を開放して、希釈ガスを、流路107を経由して流すことにより、目的化合物を含む混合ガスを、加湿していない希釈ガスにより希釈することができる。 Note that it is also possible to use a diluent gas that does not pass through the humidifying means 120 as the gas for diluting the mixed gas containing the target compound. Specifically, by closing the valves 84 and 85 and opening the valves 87 and 88, the diluent gas is caused to flow through the flow path 107, thereby converting the mixed gas containing the target compound into the non-humidified diluent gas. It can be diluted with

この場合、下記式(6)に示すように、
DIL=F2 ・・・(6)
となる。
In this case, as shown in equation (6) below,
FDIL = F2 ...(6)
becomes.

2.混合ガス製造装置(実施形態2)
図2は、実施形態2に係る混合ガス製造装置20の全体構成を説明するために示す図である。以下、図2を用いて、実施形態2に係る混合ガス製造装置20について説明する。
2. Mixed gas production device (Embodiment 2)
FIG. 2 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 20 according to the second embodiment. Hereinafter, a mixed gas production apparatus 20 according to a second embodiment will be described using FIG. 2.

実施形態2に係る混合ガス製造装置20の説明においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる点について説明する。また実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じ要素には同じ符号を付し、説明を省略する。 In the description of the mixed gas manufacturing device 20 according to the second embodiment, points different from the mixed gas manufacturing device 10 according to the first embodiment will be described. Further, the same elements as those in the mixed gas production apparatus 10 according to Embodiment 1 are given the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

実施形態2の混合ガス製造装置20においては、予備希釈部Z0を有していないという点において、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる。その他の点においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じである。 The mixed gas manufacturing device 20 of the second embodiment differs from the mixed gas manufacturing device 10 of the first embodiment in that it does not include the preliminary dilution section Z0. In other respects, it is the same as the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment.

源ガス発生部Y0で目的化合物を第2の濃度で含む源ガスを発生させ、混合ガス希釈部W0へ供給するものである A source gas containing the target compound at a second concentration is generated in the source gas generation section Y0, and is supplied to the mixed gas dilution section W0.

実施形態2に係る混合ガス製造装置20においても、実施形態1に係る混合ガス製造装置と同様に、水の濃度が目的濃度に制御された混合ガスを製造することができる混合ガス製造装置を提供することができる。 Similarly to the mixed gas manufacturing device 20 according to Embodiment 1, the mixed gas manufacturing device 20 according to Embodiment 2 also provides a mixed gas manufacturing device capable of manufacturing a mixed gas in which the concentration of water is controlled to a target concentration. can do.

3.混合ガス製造装置(実施形態3)
図3は、実施形態3に係る混合ガス製造装置30の全体構成を説明するために示す図である。以下、図3を用いて、実施形態2に係る混合ガス製造装置30について説明する。
3. Mixed gas production device (Embodiment 3)
FIG. 3 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 30 according to the third embodiment. Hereinafter, a mixed gas production apparatus 30 according to Embodiment 2 will be described using FIG. 3.

実施形態3に係る混合ガス製造装置30の説明においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる点について説明する。また実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じ要素には同じ符号を付し、説明を省略する。 In the description of the mixed gas production device 30 according to the third embodiment, points different from the mixed gas production device 10 according to the first embodiment will be explained. Further, the same elements as those in the mixed gas production apparatus 10 according to Embodiment 1 are given the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

実施形態3の混合ガス製造装置30においては、水分量測定手段130及び圧力計P2が、流路105の途中に直接組み込まれているという点において、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる。その他の点においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じである。 The mixed gas manufacturing device 30 of the third embodiment differs from the mixed gas manufacturing device 10 of the first embodiment in that the moisture content measuring means 130 and the pressure gauge P2 are directly incorporated in the middle of the flow path 105. . In other respects, it is the same as the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment.

水分量測定手段130が、流路105の途中に直接組み込まれていることにより、流路105を流れる加湿ガスの水分量を常時計測することが可能になる。この結果、水分量測定手段130により得られた水分量の情報を、加湿手段120を構成する、温度制御手段CTWB、及び、第1の圧力制御手段BPCにフィードバックすることが可能になる。 By incorporating the moisture content measuring means 130 directly into the flow path 105, it becomes possible to constantly measure the moisture content of the humidifying gas flowing through the flow path 105. As a result, it becomes possible to feed back the information on the moisture content obtained by the moisture content measurement means 130 to the temperature control means CTWB and the first pressure control means BPC which constitute the humidification means 120.

4.混合ガス製造装置(実施形態4)
図4は実施形態4に係る混合ガス製造装置40の全体構成を説明するために示す図である。以下、図4を用いて、実施形態4に係る混合ガス製造装置40について説明する。
4. Mixed gas production device (Embodiment 4)
FIG. 4 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 40 according to the fourth embodiment. Hereinafter, a mixed gas production apparatus 40 according to Embodiment 4 will be described using FIG. 4.

以下の、実施形態4に係る混合ガス製造装置40の説明においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる点を中心について説明し、また実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じ要素には同じ符号を付し、説明を省略する。 In the following description of the mixed gas production apparatus 40 according to the fourth embodiment, the points that are different from the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment will be mainly explained, and the same points as the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment will be explained. Elements are given the same reference numerals and their explanations are omitted.

実施形態4の混合ガス製造装置40においては、源ガス発生手段110が、目的化合物を含むガスが充填された高圧容器PGCである点において、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる。その他の点においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じである。 The mixed gas production apparatus 40 of the fourth embodiment differs from the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment in that the source gas generation means 110 is a high-pressure container PGC filled with a gas containing the target compound. In other respects, it is the same as the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment.

目的化合物を含むガスが充填された高圧容器PGCは、目的化合物を含むガスが充填されている。ここでいう、目的化合物を含むガスは、実施形態1の源ガス発生手段110において発生させた源ガスに対応するが、目的化合物を含む限りにおいて特に制限はない。すなわち、目的化合物のみからなるガスであってもよく、目的化合物を第2の濃度で含む混合ガスであってもよい。 The high-pressure container PGC is filled with a gas containing the target compound. The gas containing the target compound here corresponds to the source gas generated in the source gas generating means 110 of Embodiment 1, but is not particularly limited as long as it contains the target compound. That is, the gas may be composed only of the target compound, or it may be a mixed gas containing the target compound at a second concentration.

高圧容器PGCに充填された目的化合物を含むガスは、減圧器(レギュレーター)により減圧され、流路101に供給される。さらに、第4の流量制御手段MFC4により流量が制御され、合流部54において、予備希釈部Z0の流路103を流れてきた希釈ガスと混合される。 The gas containing the target compound filled in the high-pressure container PGC is reduced in pressure by a pressure reducer (regulator) and is supplied to the flow path 101 . Furthermore, the flow rate is controlled by the fourth flow rate control means MFC4, and in the merging section 54, it is mixed with the diluent gas that has flowed through the channel 103 of the preliminary dilution section Z0.

実施形態4に係る混合ガス製造装置40においても、実施形態1に係る混合ガス製造装置と同様に、水の濃度が目的濃度に制御された混合ガスを製造することができる混合ガス製造装置を提供することができる。 Similarly to the mixed gas manufacturing apparatus according to Embodiment 1, the mixed gas manufacturing apparatus 40 according to Embodiment 4 also provides a mixed gas manufacturing apparatus capable of manufacturing a mixed gas in which the concentration of water is controlled to a target concentration. can do.

5.混合ガス製造装置(実施形態5)
図5は実施形態5に係る混合ガス製造装置50の全体構成を説明するために示す図である。以下、図5を用いて、実施形態5に係る混合ガス製造装置50について説明する。
5. Mixed gas production device (Embodiment 5)
FIG. 5 is a diagram shown to explain the overall configuration of a mixed gas production apparatus 50 according to the fifth embodiment. Hereinafter, a mixed gas production apparatus 50 according to Embodiment 5 will be described using FIG. 5.

以下の、実施形態5に係る混合ガス製造装置50の説明においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる点を中心について説明し、また実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じ要素には同じ符号を付し、説明を省略する。 In the following description of the mixed gas production apparatus 50 according to the fifth embodiment, the points that are different from the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment will be mainly explained, and the same points as the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment will be explained. Elements are given the same reference numerals and their explanations are omitted.

実施形態5の混合ガス製造装置50においては、源ガス発生手段110が、目的化合物を含む固体若しくは液体又は気体が充填されたパーミエーションチューブPTである点において、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と異なる。その他の点においては、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同じである。 The mixed gas production apparatus 50 of Embodiment 5 differs from the mixed gas production apparatus of Embodiment 1 in that the source gas generation means 110 is a permeation tube PT filled with solid, liquid, or gas containing the target compound. Different from 10. In other respects, it is the same as the mixed gas production apparatus 10 according to the first embodiment.

パーミエーションチューブPTは、パーミエーションチューブ法によって、目的化合物を第2の濃度で含む第2混合ガスを調製する。具体的には、パーミエーションチューブPTは、ポリテトラフルオロエチレン若しくはポリエチレンなどのポリマー樹脂製のチューブに、固体若しくは液体又は気体である目的化合物が封入されていて、目的化合物を一定の温度に保持して、目的化合物を一定速度でチューブから浸透、拡散させる。そこに希釈ガスを一定流速で送り、一定濃度の目的化合物を含むガスを、連続的に発生させる。 The permeation tube PT prepares a second mixed gas containing the target compound at a second concentration by the permeation tube method. Specifically, the permeation tube PT is a tube made of polymer resin such as polytetrafluoroethylene or polyethylene, in which a solid, liquid, or gas target compound is sealed, and the target compound is maintained at a constant temperature. The target compound permeates and diffuses through the tube at a constant rate. A diluent gas is sent there at a constant flow rate to continuously generate a gas containing the target compound at a constant concentration.

実施形態5に係る混合ガス製造装置50においても、実施形態1に係る混合ガス製造装置10と同様に、水の濃度が目的濃度に制御された混合ガスを製造することができる混合ガス製造装置50を提供することができる。 Similarly to the mixed gas manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment, the mixed gas manufacturing apparatus 50 according to the fifth embodiment is capable of manufacturing a mixed gas in which the concentration of water is controlled to the target concentration. can be provided.

6.混合ガスの製造方法
次に、実施形態6に係る混合ガスの製造方法について説明する。図6は、実施形態6に係る混合ガスの製造方法を説明するために示す図である。実施形態6に係る混合ガスの製造方法は、実施形態1等として説明した、混合ガス製造装置10等により、好適に実施することができる。
6. Method for producing mixed gas Next, a method for producing mixed gas according to Embodiment 6 will be described. FIG. 6 is a diagram shown to explain a method for producing a mixed gas according to Embodiment 6. The method for producing a mixed gas according to the sixth embodiment can be suitably carried out by the mixed gas producing apparatus 10 or the like described in the first embodiment or the like.

混合ガス製造方法は、第1混合ガス供給工程ST1と、加湿ガス供給工程ST2と、混合工程ST3とを備える。 The mixed gas manufacturing method includes a first mixed gas supplying step ST1, a humidifying gas supplying step ST2, and a mixing step ST3.

第1混合ガス供給工程ST1は、目的化合物を第1の濃度で含む第1混合ガスを、単位時間当たりの流量が第1の流量で供給する工程である。目的化合物を第1の濃度で含む第1混合ガスは、混合ガス製造装置10等の源ガス発生部Y0を用いて調製することができる。実施形態6に係る混合ガスの製造方法においては、目的化合物を第1の濃度で含む第1混合ガスを、マスフローコントローラー等の流量制御手段を用いて、単位時間当たりの流量が第1の流量となるように制御して供給する。 The first mixed gas supply step ST1 is a step in which a first mixed gas containing a target compound at a first concentration is supplied at a first flow rate per unit time. The first mixed gas containing the target compound at the first concentration can be prepared using the source gas generation section Y0 of the mixed gas production apparatus 10 or the like. In the method for producing a mixed gas according to Embodiment 6, the first mixed gas containing the target compound at the first concentration is controlled so that the flow rate per unit time is equal to the first flow rate using a flow rate control means such as a mass flow controller. Control and supply so that

加湿ガス供給工程ST2は、希釈ガスを加湿した加湿ガスを、加湿前の希釈ガスの供給量に基づいて、単位時間当たりの流量が第2の流量で供給する工程である。また、加湿ガス供給工程ST2は、温度及び圧力が制御された加湿容器HBであって、内部に水が収容された加湿容器HB内で、希釈ガスをバブリングさせることにより、希釈ガスを加湿して加湿ガスを調製する。 The humidifying gas supply step ST2 is a step of supplying humidifying gas obtained by humidifying diluent gas at a second flow rate per unit time based on the supply amount of diluent gas before humidification. In the humidifying gas supply step ST2, the diluting gas is humidified by bubbling the diluting gas in the humidifying container HB whose temperature and pressure are controlled and which contains water. Prepare humidifying gas.

ここで加湿容器HBは、上記したように、希釈ガスを加湿するための水を収容するための容器であり、気密構造になっている。また、加湿容器HBは、第1の圧力制御手段BPCにより、内部の圧力を調整できるように構成されている。加湿時に、加湿容器HBの温度及び圧力を制御し、さらに希釈ガスをバブリングさせることにより、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、水の濃度が目標とする水分濃度に制御された混合ガスを製造することができる。 As described above, the humidifying container HB is a container for storing water for humidifying the diluted gas, and has an airtight structure. Further, the humidifying container HB is configured such that the internal pressure can be adjusted by the first pressure control means BPC. During humidification, by controlling the temperature and pressure of the humidifying container HB and bubbling the diluent gas, even when producing a mixed gas with a high moisture concentration, the water concentration can be controlled to the target moisture concentration. Gas can be produced.

加湿ガス供給工程ST2は、調製した加湿ガスに含まれる水分量を演算する水分量演算工程を備えても良い。具体的には、上記したように、混合ガス製造装置10等が備える水分量測定手段130により、加湿ガスの露点を測定し、飽和水蒸気圧を求める。同時に、流路106に配置した圧力計P2により、加湿ガスの圧力を測定する。加湿ガスに含まれる水分量は、加湿ガスにおける水の分圧に対応することから、加湿ガスの飽和蒸気圧と、流路106における加湿ガスの圧力とから、水分量を演算により求めることができる。 The humidifying gas supply step ST2 may include a moisture amount calculation step of calculating the amount of moisture contained in the prepared humidifying gas. Specifically, as described above, the moisture content measuring means 130 included in the mixed gas production apparatus 10 and the like measures the dew point of the humidifying gas and determines the saturated water vapor pressure. At the same time, the pressure of the humidifying gas is measured by the pressure gauge P2 arranged in the flow path 106. Since the amount of moisture contained in the humidifying gas corresponds to the partial pressure of water in the humidifying gas, the amount of moisture can be calculated from the saturated vapor pressure of the humidifying gas and the pressure of the humidifying gas in the flow path 106. .

混合工程ST3は、第1混合ガス供給工程ST1による第1混合ガスと、加湿ガス供給工程ST2による加湿ガスとを混合する工程である。第1混合ガス及び加湿ガスは、単位時間当たりの流量が、それぞれ第1の流量、第2の流量に制御されている。このため、第1混合ガスと加湿ガスとを混合することにより、水の濃度が目標とする水分濃度に制御され、かつ、目的化合物の濃度が正確に制御された混合ガスを得ることができる。 The mixing step ST3 is a step of mixing the first mixed gas from the first mixed gas supply step ST1 and the humidifying gas from the humidifying gas supplying step ST2. The flow rates of the first mixed gas and humidifying gas per unit time are controlled to a first flow rate and a second flow rate, respectively. Therefore, by mixing the first mixed gas and the humidifying gas, it is possible to obtain a mixed gas in which the concentration of water is controlled to the target water concentration and the concentration of the target compound is accurately controlled.

なお、実施形態5に係る混合ガスの製造方法は、加湿前の希釈ガスの流量に基づいて、加湿ガスの流量の制御を行っている。これにより、加湿によって加わった水の影響を受けることなく、加湿ガスの流量を正確に制御することが可能になる。 Note that in the mixed gas manufacturing method according to the fifth embodiment, the flow rate of the humidifying gas is controlled based on the flow rate of the diluent gas before humidification. This makes it possible to accurately control the flow rate of humidifying gas without being affected by water added by humidification.

5.実施例
[実施例1]
図1に示す混合ガス製造装置10を用いて、大気圧下で露点35℃(物質量分率で約0.056mol/mol)の加湿ガスの調製を行った。加湿ガスの調製にあたっては、加湿ガス供給部X0を使用し、源ガス発生部Y0及び予備希釈部Z0には希釈ガスを流し、排気バルブ91又は排気バルブ92を介して全量を廃棄した。
5. Example [Example 1]
Using the mixed gas production apparatus 10 shown in FIG. 1, a humidifying gas having a dew point of 35° C. (substance fraction: about 0.056 mol/mol) was prepared under atmospheric pressure. In preparing the humidifying gas, the humidifying gas supply section X0 was used, the diluent gas was passed through the source gas generating section Y0 and the preliminary dilution section Z0, and the entire amount was discarded via the exhaust valve 91 or the exhaust valve 92.

また、加湿時の温度として温度制御手段CTWBの水温を48℃、加湿用容器内の圧力を絶対圧で201kPaになるように第1の圧力制御手段BPCを動作させた。また、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量Fを、1~10L/minの範囲で設定した。結果を図7に示す。 Further, the first pressure control means BPC was operated so that the water temperature of the temperature control means CTWB was 48° C. and the pressure inside the humidification container was 201 kPa in absolute pressure as the temperature during humidification. Further, the flow rate F2 of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 was set in the range of 1 to 10 L/min. The results are shown in FIG.

図7は、実施例1において加湿ガスを製造したときの、評価結果を示す図である。図7(a)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、加湿容器内の圧力及び温度の変化を示す図である。図7(b)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、希釈ガスの水の濃度の変化を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing evaluation results when humidifying gas was produced in Example 1. FIG. 7(a) is a diagram showing changes in the pressure and temperature inside the humidifying container when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed. FIG. 7(b) is a diagram showing a change in the concentration of water in the diluent gas when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed.

図7(a)に示すように、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量Fを、1~10L/minの範囲で変化させても、第2の加湿容器HB2の内部の圧力及び温度は、一定に制御されていることが確認できる。 As shown in FIG. 7(a), even if the flow rate F2 of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed in the range of 1 to 10 L/min, the flow rate of the second humidifying container HB2 is It can be confirmed that the internal pressure and temperature are controlled to be constant.

加湿ガスの水分濃度は、図7(b)に示すように、約0.055mol/molであり、調製を行っている時間内における変動の幅は、約0.001mol/molであることがわかる。 As shown in FIG. 7(b), the moisture concentration of the humidifying gas is approximately 0.055 mol/mol, and the fluctuation range during the preparation time is approximately 0.001 mol/mol. .

[比較例]
図1に示す混合ガス製造装置10において、第1の圧力制御手段BPCを常時全開に、温度制御手段CTWBの温度のみを制御して、加湿ガスを調製した。すなわち、比較例においては、従来の装置が、加湿時の温度のみを制御して加湿を行っていることを考慮し、温度制御手段CTWBの水温を35℃に制御し、大気圧下で、露点35℃(物質量分率で約0.056mol/mol)の加湿ガスの調製を試みた。
[Comparative example]
In the mixed gas production apparatus 10 shown in FIG. 1, humidified gas was prepared by keeping the first pressure control means BPC fully open at all times and controlling only the temperature of the temperature control means CTWB. That is, in the comparative example, considering that the conventional device performs humidification by controlling only the temperature during humidification, the water temperature of the temperature control means CTWB is controlled at 35°C, and the dew point is adjusted under atmospheric pressure. An attempt was made to prepare a humidifying gas at 35° C. (approximately 0.056 mol/mol in substance amount fraction).

比較例においても、混合ガス製造装置10の加湿ガス供給部X0を使用し、源ガス発生部Y0及び予備希釈部Z0には希釈ガスを流し、排気バルブ91又は排気バルブ92を介して流したガスの全量を廃棄した。また、加湿時の温度として温度制御手段CTWBの水温は35℃に設定した。結果を図8に示す。 In the comparative example as well, the humidified gas supply section X0 of the mixed gas production device 10 is used, the dilution gas is passed through the source gas generation section Y0 and the preliminary dilution section Z0, and the gas is passed through the exhaust valve 91 or the exhaust valve 92. The entire amount was discarded. Furthermore, the water temperature of the temperature control means CTWB was set at 35° C. during humidification. The results are shown in FIG.

図8は、比較例において加湿ガスを製造したときの、評価結果を示すための図である。図8(a)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、加湿容器内の圧力及び温度の変化を示す図である。図8(b)は、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量を変化させたときの、希釈ガス中の水分濃度の変化を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing evaluation results when humidifying gas was produced in a comparative example. FIG. 8(a) is a diagram showing changes in the pressure and temperature inside the humidifying container when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed. FIG. 8(b) is a diagram showing changes in the water concentration in the diluent gas when the flow rate of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed.

図8(a)に示すように、第2の流量制御手段MFC2を介して供給する希釈ガスの流量Fを、1~10L/minの範囲で変化させても、第2の加湿容器HB2の内部の温度は一定に保たれていた。しかし、第2の加湿容器HB2の内部の圧力は、希釈ガスの流量が増加すると高くなった。 As shown in FIG. 8(a), even if the flow rate F2 of the diluent gas supplied via the second flow rate control means MFC2 is changed in the range of 1 to 10 L/min, the flow rate of the second humidifying container HB2 is The internal temperature was kept constant. However, the pressure inside the second humidification container HB2 increased as the flow rate of the diluent gas increased.

また、図8(b)に示すように、加湿ガスの水分濃度は、供給する希釈ガスの流量Fが増えると、低下した。また、加湿ガスの水分濃度は、供給する希釈ガスの流量が一番小さい条件であっても、約0.04mol/molであり、目的とする水分濃度まで加湿できない結果であった。 Further, as shown in FIG. 8(b), the moisture concentration of the humidifying gas decreased as the flow rate F2 of the diluent gas to be supplied increased. In addition, the moisture concentration of the humidifying gas was approximately 0.04 mol/mol even under the condition where the flow rate of the diluent gas to be supplied was the smallest, and the result was that humidification could not be achieved to the desired moisture concentration.

[実施例2]
実施形態1に係る混合ガス製造装置10を使用して、目的化合物がアセトンである、実施例2のアセトン混合ガス、及び、参考例のアセトン混合ガスを製造した。第1の流量制御手段MFC1~第4の流量制御手段MFC4の設定条件は、表3に示す通りとした。
[Example 2]
Using the mixed gas production apparatus 10 according to Embodiment 1, an acetone mixed gas of Example 2 and an acetone mixed gas of Reference Example, in which the target compound is acetone, were manufactured. The setting conditions of the first flow rate control means MFC1 to the fourth flow rate control means MFC4 were as shown in Table 3.

Figure 2024037235000004
Figure 2024037235000004

実施例2のアセトン混合ガスは、2段階目の希釈ガスとして加湿ガスを使用したものであり、参考例のアセトン混合ガスは、2段階目の希釈ガスとして、加湿しない希釈ガスを使用したものである。 The acetone mixed gas of Example 2 uses a humidifying gas as the second-stage diluting gas, and the acetone mixed gas of the reference example uses a non-humidifying diluting gas as the second-stage diluting gas. be.

高濃度のアセトン混合ガスは、拡散管DTを用いて発生させた。第5の流量制御手段MFC5を500mL/min、第2の圧力制御手段APCを200kPaに設定した。このときの高濃度混合ガスにおけるアセトンの濃度は、1.75μmol/molであった。 A highly concentrated acetone mixed gas was generated using a diffusion tube DT. The fifth flow rate control means MFC5 was set at 500 mL/min, and the second pressure control means APC was set at 200 kPa. The concentration of acetone in the high concentration mixed gas at this time was 1.75 μmol/mol.

実施例2における加湿ガスの発生は、加湿ガス供給部X0の加湿手段120において行った。温度制御手段CTWBの水温を48℃に設定し、第1の圧力制御手段BPCにより、加湿容器HBの内部の絶対圧力が201kPaになるように制御した。 The humidifying gas in Example 2 was generated in the humidifying means 120 of the humidifying gas supply section X0. The water temperature of the temperature control means CTWB was set to 48° C., and the absolute pressure inside the humidifying container HB was controlled to be 201 kPa by the first pressure control means BPC.

製造した実施例2のアセトン混合ガス、参考例のアセトン混合ガスは、濃縮装置が組み込まれた水素炎イオン化検出器付きのガスクロマトグラフを用いて分析した。以下に分析に使用した分析機器、分析条件を記す。
ガスクロマトグラフ
装置 :Agilent Technologies社 7890B
カラム :DB-1,60m×0.32mm×1μm
キャリヤーガス:He,2.45mL/min
オーブン温度 :初期温度35℃(4分間保持)→毎分5℃昇温→65℃→毎分20℃昇温→225℃(2分間保持)
検出器 :水素炎イオン化検出器
濃縮装置
装置 :Entech Instruments製7200 Preconcentrator
試料濃縮量 :400mL
濃縮モジュール1設定温度:Trap -40℃、Desorb 10℃
濃縮モジュール2設定温度:Trap -100℃、Desorb 210℃
The produced acetone mixed gas of Example 2 and the acetone mixed gas of Reference Example were analyzed using a gas chromatograph equipped with a flame ionization detector and a concentrator. The analytical equipment and analytical conditions used for the analysis are described below.
Gas chromatograph device: Agilent Technologies 7890B
Column: DB-1, 60m x 0.32mm x 1μm
Carrier gas: He, 2.45mL/min
Oven temperature: Initial temperature 35℃ (held for 4 minutes) → Increased temperature by 5℃ per minute → 65℃ → Increased temperature by 20℃ per minute → 225℃ (held for 2 minutes)
Detector: Hydrogen flame ionization detector Concentrator Equipment: Entech Instruments 7200 Preconcentrator
Sample concentration amount: 400mL
Concentration module 1 set temperature: Trap -40℃, Desorb 10℃
Concentration module 2 set temperature: Trap -100℃, Desorb 210℃

評価に使用した濃縮装置は、ガスクロマトグラフに分析試料が入る前に、濃縮により水が除去するので、加湿を行った実施例2のアセトン混合ガスは、分析の際は乾燥ガスの状態になる。これにより、参考例のアセトン混合ガスと比較することができる。 Since the concentrator used in the evaluation removes water by concentration before the analysis sample enters the gas chromatograph, the humidified acetone mixed gas of Example 2 becomes a dry gas during analysis. This allows comparison with the acetone mixed gas of the reference example.

得られた結果を、表4、表5、図9及び図10に示す。 The obtained results are shown in Table 4, Table 5, FIG. 9 and FIG. 10.

Figure 2024037235000005
Figure 2024037235000005

Figure 2024037235000006
Figure 2024037235000006

図9は、実施例2により製造したアセトン混合ガスについて、ガスクロマトグラフにより分析して得られたクロマトグラムの一例を示すための図である。保持時間5.677分のピークが、アセトンである。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a chromatogram obtained by analyzing the acetone mixed gas produced in Example 2 using a gas chromatograph. The peak with a retention time of 5.677 minutes is acetone.

図10は、実施例2により製造したアセトン混合ガス、及び、参考例により製造したアセトン混合ガスについて、アセトンの調製濃度(目標濃度)とガスクロマトグラフにより分析したピーク面積値との関係を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the prepared concentration of acetone (target concentration) and the peak area value analyzed by gas chromatography for the acetone mixed gas produced in Example 2 and the acetone mixed gas produced in Reference Example. be.

図10より、実施例2により製造したアセトン混合ガス、及び、参考例により製造したアセトン混合ガスとも、アセトン濃度の調製濃度とピーク面積値との関係は、良好な一次の関係であることがわかる。また、実施例2により製造したアセトン混合ガスと参考例により製造したアセトン混合ガスにおける一次直線の傾きはほぼ同じであった。このことより、2段階目の希釈に使用した希釈ガスが、加湿ガスであるか加湿しない希釈ガスであるかに関係なく、2段階の希釈による混合ガスの製造が成功していることを示す結果であると言える。 From FIG. 10, it can be seen that for both the acetone mixed gas produced in Example 2 and the acetone mixed gas produced in Reference Example, the relationship between the prepared concentration of acetone and the peak area value is a good linear relationship. . Further, the slopes of the linear straight lines of the acetone mixed gas produced in Example 2 and the acetone mixed gas produced in Reference Example were almost the same. These results indicate that the production of mixed gas through two-stage dilution is successful, regardless of whether the diluent gas used for the second-stage dilution is a humidifying gas or a non-humidifying diluent gas. It can be said that

本発明の混合ガス製造装置10は、目的化合物を含む混合ガスを調製する混合ガス希釈部W0と、混合ガスを希釈する希釈ガスを加湿する加湿ガス供給部X0とを備える。混合ガス希釈部W0は、目的化合物の濃度が目標とする濃度より高い第1の濃度である第1混合ガスの流量を制御する第1の流量制御手段MFC1を備える。加湿ガス供給部X0は、加湿手段120と加湿手段120に供給する希釈ガスの流量を制御する第2の流量制御手段MFC2とを備える。加湿手段120は、希釈ガスを加湿するための加湿容器HBと加湿容器HBに収容された水の温度を制御する温度制御手段CTWBと加湿容器HB内の圧力を制御する第1の圧力制御手段BPCとを備える。 The mixed gas production apparatus 10 of the present invention includes a mixed gas dilution section W0 that prepares a mixed gas containing a target compound, and a humidified gas supply section X0 that humidifies the diluted gas that dilutes the mixed gas. The mixed gas dilution unit W0 includes a first flow rate control means MFC1 that controls the flow rate of the first mixed gas in which the concentration of the target compound is a first concentration higher than the target concentration. The humidifying gas supply section X0 includes a humidifying means 120 and a second flow rate control means MFC2 that controls the flow rate of the diluent gas supplied to the humidifying means 120. The humidifying means 120 includes a humidifying container HB for humidifying the diluent gas, a temperature controlling means CTWB for controlling the temperature of the water contained in the humidifying container HB, and a first pressure controlling means BPC for controlling the pressure inside the humidifying container HB. Equipped with.

すなわち、本発明の混合ガス製造装置10は、加湿ガス供給部X0は、加湿容器HBの温度を制御する温度制御手段CTWBと、加湿容器HBの圧力を制御する第1の圧力制御手段BPCとを備える。これにより、希釈ガスの流量に依存することなく、任意の水分濃度の加湿ガスを調製することが可能になる。 That is, in the mixed gas production apparatus 10 of the present invention, the humidified gas supply section X0 includes a temperature control means CTWB that controls the temperature of the humidification container HB, and a first pressure control means BPC that controls the pressure of the humidification container HB. Be prepared. This makes it possible to prepare humidifying gas with any moisture concentration without depending on the flow rate of diluent gas.

この結果、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とする水分濃度の混合ガスを製造することができる混合ガス製造装置を提供することができる。 As a result, even when producing a mixed gas with a high moisture concentration, it is possible to provide a mixed gas production apparatus that can produce a mixed gas with a target moisture concentration.

本発明の混合ガス製造方法は、第1混合ガス供給工程ST1と、加湿ガス供給工程ST2と、混合工程ST3とを備える。 The mixed gas manufacturing method of the present invention includes a first mixed gas supplying step ST1, a humidifying gas supplying step ST2, and a mixing step ST3.

第1混合ガス供給工程ST1は、目的化合物を第1の濃度で含む第1混合ガスを、単位時間当たりの流量を第1の流量に制御して供給する工程である。加湿ガス供給工程ST2は、希釈ガスを加湿した加湿ガスを、加湿前の希釈ガスの供給量に基づいて、単位時間当たりの流量を第2の流量に制御して供給する工程である。混合工程ST3は、第1混合ガス供給工程ST1において供給された第1混合ガスと、加湿ガス供給工程ST2において供給された加湿ガスとを混合する工程である。 The first mixed gas supply step ST1 is a step of supplying a first mixed gas containing a target compound at a first concentration while controlling the flow rate per unit time to a first flow rate. The humidifying gas supply step ST2 is a step of supplying humidifying gas obtained by humidifying diluent gas by controlling the flow rate per unit time to a second flow rate based on the supply amount of diluent gas before humidification. The mixing step ST3 is a step of mixing the first mixed gas supplied in the first mixed gas supply step ST1 and the humidifying gas supplied in the humidifying gas supplying step ST2.

さらに、加湿ガス供給工程ST2は、温度及び圧力が制御された加湿容器HBであって、内部に水が収容された加湿容器内で、希釈ガスをバブリングさせることにより希釈ガスを加湿する。 Further, in the humidifying gas supply step ST2, the diluent gas is humidified by bubbling the diluent gas in the humidifying container HB whose temperature and pressure are controlled and which contains water.

すなわち、本発明の混合ガス製造方法は、温度及び圧力が制御された加湿容器HBであって、内部に水が収容された加湿容器HBの内部において、希釈ガスをバブリングさせることにより希釈ガスを加湿する加湿ガス供給工程ST2を有する。これにより、任意の水分濃度に調整された加湿ガスを調製することが可能になる。 That is, the mixed gas production method of the present invention humidifies the diluted gas by bubbling the diluted gas inside the humidifying container HB whose temperature and pressure are controlled and which contains water. It has a humidifying gas supply step ST2. This makes it possible to prepare humidifying gas adjusted to any moisture concentration.

この結果、水分濃度が高い混合ガスを製造する場合においても、目標とする水分濃度の混合ガス製造方法を提供することができる。 As a result, even when producing a mixed gas with a high moisture concentration, it is possible to provide a method for producing a mixed gas with a target moisture concentration.

10,20,30,40,50…混合ガス製造装置、51,61,71…希釈ガス導入部、53,55,65…分岐部、54,56…合流部、80,81,82,83,84,85,86,87,88…バルブ、91,92,93…排気バルブ、100,101,102,103,104,105,106、107…流路、110…源ガス発生手段、120…加湿手段、130…水分量測定手段、APC…第2の圧力制御手段(自動圧力制御器)、BPC…第1の圧力制御手段(自動背圧制御器)、AS1,AS2,AS3…分析機器試料導入口、CTWB…温度制御手段(恒温槽)、DT…拡散管、HB…加湿容器、HB1…第1の加湿容器、HB2…第2の加湿容器、MFC…流量制御手段(マスフローコントローラー)、MFC1…第1の流量制御手段(マスフローコントローラー1)、MFC2…第2の流量制御手段(マスフローコントローラー2)、MFC3…第3の流量制御手段(マスフローコントローラー3)、MFC4…第4の流量制御手段(マスフローコントローラー4)、MFC5…第5の流量制御手段(マスフローコントローラー5)、P1,P2…圧力計、PT…パーミエーションチューブ、W0…混合ガス希釈部、X0…加湿ガス供給部、Y0…源ガス発生部、Z0…予備希釈部 10, 20, 30, 40, 50... Mixed gas production device, 51, 61, 71... Dilution gas introduction part, 53, 55, 65... Branch part, 54, 56... Merging part, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88... Valve, 91, 92, 93... Exhaust valve, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107... Channel, 110... Source gas generation means, 120... Humidification Means, 130...Moisture content measuring means, APC...Second pressure control means (automatic pressure controller), BPC...First pressure control means (automatic back pressure controller), AS1, AS2, AS3...Analytical instrument sample introduction Port, CTWB...temperature control means (thermal bath), DT...diffusion tube, HB...humidification container, HB1...first humidification container, HB2...second humidification container, MFC...flow rate control means (mass flow controller), MFC1... First flow control means (mass flow controller 1), MFC2...second flow control means (mass flow controller 2), MFC3...third flow control means (mass flow controller 3), MFC4...fourth flow control means (mass flow controller Controller 4), MFC5...Fifth flow rate control means (mass flow controller 5), P1, P2...Pressure gauge, PT...Permeation tube, W0...Mixed gas dilution section, X0...Humidified gas supply section, Y0...Source gas generation Part, Z0...Pre-dilution part

Claims (11)

目的化合物を含み、前記目的化合物の濃度が目標とする濃度より高い混合ガスを調製する源ガス発生部と、
前記混合ガスを加湿する加湿ガスを供給する加湿ガス供給部と、
前記目的化合物の濃度が目標とする濃度より高い第1の濃度である第1混合ガスを前記加湿ガスで希釈する混合ガス希釈部と、を備える混合ガス製造装置であって、
前記加湿ガス供給部は、希釈ガスを加湿するための加湿容器と前記加湿容器に収容された水の温度を制御する温度制御手段と前記加湿容器内の圧力を制御する第1の圧力制御手段とを備える加湿手段と、前記加湿手段に供給する前記希釈ガスの流量を制御する第2の流量制御手段と、を備え、
前記混合ガス希釈部は、前記第1混合ガスの流量を制御する第1の流量制御手段を備えることを特徴とする混合ガス製造装置。
a source gas generation unit that prepares a mixed gas containing a target compound and in which the concentration of the target compound is higher than the target concentration;
a humidifying gas supply unit that supplies humidifying gas to humidify the mixed gas;
A mixed gas production device comprising: a mixed gas dilution unit that dilutes a first mixed gas having a first concentration higher than a target concentration with the humidifying gas,
The humidifying gas supply section includes a humidifying container for humidifying diluted gas, a temperature control means for controlling the temperature of water contained in the humidifying container, and a first pressure control means for controlling the pressure inside the humidifying container. and a second flow control means for controlling the flow rate of the diluent gas supplied to the humidification means,
A mixed gas manufacturing apparatus, wherein the mixed gas diluting section includes a first flow rate control means for controlling the flow rate of the first mixed gas.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記第2の流量制御手段は、前記加湿手段の上流側に配置されていること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
A mixed gas production apparatus characterized in that the second flow rate control means is disposed upstream of the humidification means.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記加湿ガス供給部は、前記加湿ガスに含まれる水分量を測定する水分量測定手段をさらに備えること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
The mixed gas production apparatus characterized in that the humidified gas supply section further includes a moisture content measuring means for measuring the moisture content contained in the humidified gas.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記目的化合物の濃度が前記第1の濃度より高い第2の濃度である第2混合ガスを希釈する前記希釈ガスを供給する予備希釈部を備え、
前記予備希釈部は、前記希釈ガスの流量を制御する第3の流量制御手段を有すること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
comprising a preliminary dilution unit that supplies the dilution gas that dilutes the second mixed gas in which the target compound has a second concentration higher than the first concentration;
A mixed gas manufacturing apparatus characterized in that the preliminary dilution section has a third flow rate control means for controlling the flow rate of the dilution gas.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記第1の流量制御手段及び前記第2の流量制御手段は、マスフローコントローラーであること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
A mixed gas production apparatus characterized in that the first flow rate control means and the second flow rate control means are mass flow controllers.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記加湿容器は、第1の加湿容器と、第2の加湿容器と、を備えること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
A mixed gas production device characterized in that the humidifying container includes a first humidifying container and a second humidifying container.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記源ガス発生部は、固相又は液相の前記目的化合物が収容された拡散管と、第2の圧力制御手段と、を備えること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
A mixed gas production apparatus characterized in that the source gas generation section includes a diffusion tube containing the target compound in a solid phase or a liquid phase, and a second pressure control means.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記源ガス発生部は、前記目的化合物を含む気体が収容された高圧容器を備えること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
A mixed gas production apparatus characterized in that the source gas generation section includes a high-pressure container containing a gas containing the target compound.
請求項1に記載の混合ガス製造装置であって、
前記源ガス発生部は、固相、液相又は気相の前記目的化合物が収容されたパーミエーションチューブを備えること、を特徴とする混合ガス製造装置。
The mixed gas production device according to claim 1,
A mixed gas production apparatus characterized in that the source gas generation section includes a permeation tube containing the target compound in a solid phase, liquid phase, or gas phase.
目的化合物の濃度が第1の濃度である第1混合ガスを、単位時間当たりの流量を第1の流量に制御して供給する第1混合ガス供給工程と、
希釈ガスを加湿した加湿ガスを、加湿前の前記希釈ガスの供給量を基準に、単位時間当たりの流量を第2の流量に制御して供給する加湿ガス供給工程と、
前記第1混合ガス供給工程において供給された前記第1混合ガスと、前記加湿ガス供給工程において供給された前記加湿ガスとを混合する混合工程と、を備え、
前記加湿ガス供給工程は、内部の温度及び圧力が制御された加湿容器であって、内部に水が収容された加湿容器内で、前記希釈ガスをバブリングさせることにより前記希釈ガスを加湿すること、を特徴とする、混合ガス製造方法。
a first mixed gas supply step of supplying a first mixed gas having a first concentration of the target compound while controlling the flow rate per unit time to the first flow rate;
a humidifying gas supply step of supplying a humidified gas obtained by humidifying a diluent gas by controlling the flow rate per unit time to a second flow rate based on the supply amount of the diluent gas before humidification;
a mixing step of mixing the first mixed gas supplied in the first mixed gas supply step and the humidifying gas supplied in the humidifying gas supplying step,
The humidifying gas supply step includes humidifying the diluent gas by bubbling the diluent gas in a humidifying container whose internal temperature and pressure are controlled and which contains water; A mixed gas production method characterized by:
請求項10に記載の混合ガス製造方法であって、
前記加湿ガス供給工程は、前記加湿ガスの露点と圧力を測定し、測定により得られた前記露点及び前記圧力から前記加湿ガスに含まれる水分量を演算する水分量演算工程を有することを特徴とする、混合ガス製造方法。
The mixed gas production method according to claim 10,
The humidifying gas supply step includes a moisture content calculation step of measuring the dew point and pressure of the humidifying gas, and calculating the moisture content of the humidifying gas from the dew point and pressure obtained by the measurement. A mixed gas production method.
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