JP2511062B2 - ガス検定方法及び装置 - Google Patents
ガス検定方法及び装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0062—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method, e.g. intermittent, or the display, e.g. digital
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス検定方法とその装置に関するものであ
り、特に本発明は製造業者によってボンベに入れて供給
されるガス混合物を検定するに適した方法に関するもの
である。
り、特に本発明は製造業者によってボンベに入れて供給
されるガス混合物を検定するに適した方法に関するもの
である。
多くの実験室または工業でプロセスまたは試験のため
にガスが使用されているこれらのガスは一般に呼称組成
のボンベ入りのものとして製造業者から購買されるが、
この呼称組成が不精確なことがしばしば見出される。分
析値の保証書が添えられている場合でさえも異なったボ
ンベ間で有意義な組成の不一致が見出されることがしば
しばある。問題のガスがキャリヤーガス中に低濃度で存
在するとき及び／または問題のガスが反応性であるとき
に、特にそのような不一致が起こる。例えば赤外線、ガ
スクロマトグラフィー、電気化学的センサーの如き精確
な比較分析値を与える方法はあるが、すべてのこれらの
器械自体が較正を必要とし、従ってその目的には絶対的
なまたは一次基準を必要とする。化学分析は多分一次基
準を与える最も適当な方法であろうが、余りに長い時間
を要し精確さのためには非常に大量のガスを必要とする
のでボンベの内容物がかなり減る欠点を持つ。精確な検
定が遂行されるものとしても、ガスの組成が時間と共に
変化することもありうる。特に反応性成分がボンベの壁
またはガス混合物の他の成分と反応する場合には特に時
間と共に変化する。
にガスが使用されているこれらのガスは一般に呼称組成
のボンベ入りのものとして製造業者から購買されるが、
この呼称組成が不精確なことがしばしば見出される。分
析値の保証書が添えられている場合でさえも異なったボ
ンベ間で有意義な組成の不一致が見出されることがしば
しばある。問題のガスがキャリヤーガス中に低濃度で存
在するとき及び／または問題のガスが反応性であるとき
に、特にそのような不一致が起こる。例えば赤外線、ガ
スクロマトグラフィー、電気化学的センサーの如き精確
な比較分析値を与える方法はあるが、すべてのこれらの
器械自体が較正を必要とし、従ってその目的には絶対的
なまたは一次基準を必要とする。化学分析は多分一次基
準を与える最も適当な方法であろうが、余りに長い時間
を要し精確さのためには非常に大量のガスを必要とする
のでボンベの内容物がかなり減る欠点を持つ。精確な検
定が遂行されるものとしても、ガスの組成が時間と共に
変化することもありうる。特に反応性成分がボンベの壁
またはガス混合物の他の成分と反応する場合には特に時
間と共に変化する。
可搬自動分析計に関する米国特許第3,857,771号もよ
く知られている。外分析計は、最も簡単な形では、試料
容器、濃度信号を与えるセンサー手段、濃度信号から信
号の変化の時間的割合を誘導する微分回路、及び信号変
化の時間的割合の極大を記録する手段を持つ。該極大の
値は分析すべき成分の最初の濃度に比例する。
く知られている。外分析計は、最も簡単な形では、試料
容器、濃度信号を与えるセンサー手段、濃度信号から信
号の変化の時間的割合を誘導する微分回路、及び信号変
化の時間的割合の極大を記録する手段を持つ。該極大の
値は分析すべき成分の最初の濃度に比例する。
しかしながら、この比例値はなお器械の較正を必要と
する。加うるに、前記特許が具体的に教えるものは液体
系中の酸素の分析に関するものであり、特に酵素アッセ
イに関するものであり、ガスの分析に容易に応用できる
ものではあり得ない。
する。加うるに、前記特許が具体的に教えるものは液体
系中の酸素の分析に関するものであり、特に酵素アッセ
イに関するものであり、ガスの分析に容易に応用できる
ものではあり得ない。
故に、一次基準を与え操作が迅速容易であり、従って
ガス混合物の製造業者にもの需要者にも使用しうる分析
方法、及び該方法のための廉価な装置に対する強い要求
が残されている。
ガス混合物の製造業者にもの需要者にも使用しうる分析
方法、及び該方法のための廉価な装置に対する強い要求
が残されている。
本発明は、ガス混合物中の活性ガスを測定するため
に、センサーの感知電極における活性ガスの反応速度に
比例した電流を発生させることができる電気化学的ガル
バニックセンサー（galvanic electrochemical senso
r）を含んだ容量既知の室の中に前記ガス混合物を通
し、時刻０において該室を効果的に密封し、少なくとも
第１の時刻と第２の時刻にセンサーからの第１の電流信
号と第２の電流信号を記録し、該両信号を処理してセン
サーの前記活性ガスに対する感度Ｓを導出し、更に導出
された感度と１つの電流信号を処理して活性ガスの濃度
の値を導出する方法を提供するものである。
に、センサーの感知電極における活性ガスの反応速度に
比例した電流を発生させることができる電気化学的ガル
バニックセンサー（galvanic electrochemical senso
r）を含んだ容量既知の室の中に前記ガス混合物を通
し、時刻０において該室を効果的に密封し、少なくとも
第１の時刻と第２の時刻にセンサーからの第１の電流信
号と第２の電流信号を記録し、該両信号を処理してセン
サーの前記活性ガスに対する感度Ｓを導出し、更に導出
された感度と１つの電流信号を処理して活性ガスの濃度
の値を導出する方法を提供するものである。
本発明はまた、ガス試料を導入し排出するための密封
手段を持った容量既知の室と、該室の内部空間に曝され
た感知電極を持った電気化学的ガルバニックセンサー
と、少なくとも第１の時刻と第２の時刻にセンサーから
の電流信号を処理してそれらからセンサーの感度と活性
ガスの濃度の値を導出する手段とを備える、本発明の方
法を実施する装置を提供するものである。
手段を持った容量既知の室と、該室の内部空間に曝され
た感知電極を持った電気化学的ガルバニックセンサー
と、少なくとも第１の時刻と第２の時刻にセンサーから
の電流信号を処理してそれらからセンサーの感度と活性
ガスの濃度の値を導出する手段とを備える、本発明の方
法を実施する装置を提供するものである。
本発明の顕著な特徴は、未知の組成のガスを採取し、
感度未知の較正されていないガルバニックセンサーを用
いて、ガスの濃度のみならずセンサーの感度をも測定で
きることにある。
感度未知の較正されていないガルバニックセンサーを用
いて、ガスの濃度のみならずセンサーの感度をも測定で
きることにある。
本発明は、ガス源の検定に加うるに、活性ガスの監視
に用いることができる。本発明の方法によれば、センサ
ーの感度が導出され、その後監視するべきガスが連続的
または間欠的に試料採取され、室を通して流される。予
め決定されたセンサーの感度と共にセンサーからの出力
信号が用いられて、既知の方法により活性ガスの濃度が
得られる。
に用いることができる。本発明の方法によれば、センサ
ーの感度が導出され、その後監視するべきガスが連続的
または間欠的に試料採取され、室を通して流される。予
め決定されたセンサーの感度と共にセンサーからの出力
信号が用いられて、既知の方法により活性ガスの濃度が
得られる。
更に本発明は、前述の如く自己較正性のガス監視器を
含有するものである。定期的に室を密封し、センサーの
感度を測定または再測定するに本発明の方法を用いる。
次いで、このようにして測定されたまたは更新測定され
た感度を、監視器が試料採取モードにあるときに活性ガ
スの濃度の計算に用いる。
含有するものである。定期的に室を密封し、センサーの
感度を測定または再測定するに本発明の方法を用いる。
次いで、このようにして測定されたまたは更新測定され
た感度を、監視器が試料採取モードにあるときに活性ガ
スの濃度の計算に用いる。
好適には、センサーを装置に取外し可能なように装着
して、使い尽くしたセンサーを取換えあるいは一種のガ
スに感応するセンサーを他の種のガスに感応するセンサ
ーに取換えることができるようにする。
して、使い尽くしたセンサーを取換えあるいは一種のガ
スに感応するセンサーを他の種のガスに感応するセンサ
ーに取換えることができるようにする。
本発明の目的のための活性ガスは、限定された様式で
すなわち電気化学反応が知られ、更に詳しくは反応に参
加する電子の数が知られた限定された様式で副反応が起
きない、ガルバニックセンサーの感知電極で電気化学的
に酸化されまたは還元されうるガスなら如何なるもので
もよい。用いられるセンサーは、問題の濃度範囲で活性
ガスの濃度と認めうる程度で直線性を保った電流を生ず
る物であるべきである。すなわち、直線性からの外れの
％は測定の所望の精度の範囲内にあるべきである。O2、
CO、H2、H2S、Cl2、SO2、NO、NO2その他のガスの如き活
性ガスに適したセンサーは市販されている。ポリテトラ
フルオロエチレンの如き支持体の上に結合または沈着し
た白金感知電極、特に白金黒電極を持つセンサーは、適
当にバイアスをかけられれば大多数のガスに適当である
と信ぜられる。他のエレクトロカタリスト（electrocat
alyst）を用いるセンサーも使用することができ、特殊
な場合には適当であろう。大多数のセンサーはN2、Ar、
CH4等の如きガスに対して実質的に不活性であるが、も
しガス混合物が潜在的に妨害を惹起こすガスを含んでい
る場合には、下記の如くセンサーを改良することもでき
る。
すなわち電気化学反応が知られ、更に詳しくは反応に参
加する電子の数が知られた限定された様式で副反応が起
きない、ガルバニックセンサーの感知電極で電気化学的
に酸化されまたは還元されうるガスなら如何なるもので
もよい。用いられるセンサーは、問題の濃度範囲で活性
ガスの濃度と認めうる程度で直線性を保った電流を生ず
る物であるべきである。すなわち、直線性からの外れの
％は測定の所望の精度の範囲内にあるべきである。O2、
CO、H2、H2S、Cl2、SO2、NO、NO2その他のガスの如き活
性ガスに適したセンサーは市販されている。ポリテトラ
フルオロエチレンの如き支持体の上に結合または沈着し
た白金感知電極、特に白金黒電極を持つセンサーは、適
当にバイアスをかけられれば大多数のガスに適当である
と信ぜられる。他のエレクトロカタリスト（electrocat
alyst）を用いるセンサーも使用することができ、特殊
な場合には適当であろう。大多数のセンサーはN2、Ar、
CH4等の如きガスに対して実質的に不活性であるが、も
しガス混合物が潜在的に妨害を惹起こすガスを含んでい
る場合には、下記の如くセンサーを改良することもでき
る。
O2の存在下に他のガスを測定する（例えば空気中のCO
の測定）ときは、当業者によく知られているように、感
知電極の電位を適当な範囲内に保てば、O2の還元または
水の酸化からの妨害は避け得られる。もし、具体的なセ
ンサーを見付けることが不可能なガスをガス混合物が含
んでいるものとすれば、多くの場合、直接関心の的にな
っているガスのみを通過させて感知電極に向かわせる特
殊のフィルターを利用することが可能であろう。そのよ
うなフィルターは当業界で既に提案されている。しかし
ながら、通常測定すべきガスはN2または空気の如きキャ
リヤーガス中の単一のガスである。
の測定）ときは、当業者によく知られているように、感
知電極の電位を適当な範囲内に保てば、O2の還元または
水の酸化からの妨害は避け得られる。もし、具体的なセ
ンサーを見付けることが不可能なガスをガス混合物が含
んでいるものとすれば、多くの場合、直接関心の的にな
っているガスのみを通過させて感知電極に向かわせる特
殊のフィルターを利用することが可能であろう。そのよ
うなフィルターは当業界で既に提案されている。しかし
ながら、通常測定すべきガスはN2または空気の如きキャ
リヤーガス中の単一のガスである。
若干のガルバニックセンサーは、活性ガスの不在下に
もなお小さな基準線電流を持つ。この基準線電流は、室
を純N2で掃気し次に安定な基準線電流が記録されるまで
室を密封状態に放置することによって測定されうる。こ
の基準線電流は、エレクトロニックスで零にされてもよ
く、またマイクロプロセッサーの入力として次いでこの
値を次の記録された電流信号から差引いてもよい。
もなお小さな基準線電流を持つ。この基準線電流は、室
を純N2で掃気し次に安定な基準線電流が記録されるまで
室を密封状態に放置することによって測定されうる。こ
の基準線電流は、エレクトロニックスで零にされてもよ
く、またマイクロプロセッサーの入力として次いでこの
値を次の記録された電流信号から差引いてもよい。
室は、試験すべきガス混合物で、充分一定の信号が得
られるまで掃気される。次いでガス流を停止し、室を密
封する。この時刻を“時刻0"と見做す。次いで、センサ
ーの感知値と活性ガスの濃度値に導出する測定が開始さ
れる。
られるまで掃気される。次いでガス流を停止し、室を密
封する。この時刻を“時刻0"と見做す。次いで、センサ
ーの感知値と活性ガスの濃度値に導出する測定が開始さ
れる。
本発明に用いるに適当な室は、関係ガス混合物に対し
て実質的に不活性なものであるべきであり、例えばガラ
スまたはポリビニリデンフルオリドポリマーの如き材質
で造られるのがよい。
て実質的に不活性なものであるべきであり、例えばガラ
スまたはポリビニリデンフルオリドポリマーの如き材質
で造られるのがよい。
室の容積は、1cm3〜200cm3であることが適当である。
系の応答時間が室の容積に比例しセンサーの感度に逆比
例するが故に、該容積が重量であることが後に記載する
数式から了解されるであろう。非常に小さな容積は容積
と時間の測定に不精確さを招く。大きな容積は室中に拡
散勾配を惹起こし、その結果信号の処理が精確になるま
でのタイムラグが生ずる。センサーの感度はタイムラグ
に影響する。一般に、非常に鋭敏なセンサーより少し感
度の低いものが好適である。室は、円筒形であることが
好適であり、高さ対半径の比が約１であるものが好適で
ある。室の容積と幾何学的形状並びにセンサーの感度
は、室内に生じる拡散勾配の影響を減退するように最適
化されるが、ガスを充分に混合するために室内にファン
を装着することも適当であろう。
系の応答時間が室の容積に比例しセンサーの感度に逆比
例するが故に、該容積が重量であることが後に記載する
数式から了解されるであろう。非常に小さな容積は容積
と時間の測定に不精確さを招く。大きな容積は室中に拡
散勾配を惹起こし、その結果信号の処理が精確になるま
でのタイムラグが生ずる。センサーの感度はタイムラグ
に影響する。一般に、非常に鋭敏なセンサーより少し感
度の低いものが好適である。室は、円筒形であることが
好適であり、高さ対半径の比が約１であるものが好適で
ある。室の容積と幾何学的形状並びにセンサーの感度
は、室内に生じる拡散勾配の影響を減退するように最適
化されるが、ガスを充分に混合するために室内にファン
を装着することも適当であろう。
室は、ガス混合物を装入し排出する手段を必要とする
が、室を徹底的に掃気できる位置に置かれた流入口及び
流出口であることが適当である。この手段はまた有効に
室を密封できるものでなければならない。すなわち活性
ガスの何等かの損失量対感知電極における反応量の比が
非常に小さく有意義な誤差の要因になり得ないものでな
ければならない。制御手段及び／またはタイマー手段で
操作される例えば電磁弁または空気圧の如き、手動でま
たは遠隔操作で操作される慣用の弁を用いてよい。管を
通る拡散の速度が無視できる充分な程の毛細管の流入管
及び流出管を用いることもできる。その場合には、毛細
管を機械的に密封する代わりに単に毛細管の連絡を断て
ばよい。
が、室を徹底的に掃気できる位置に置かれた流入口及び
流出口であることが適当である。この手段はまた有効に
室を密封できるものでなければならない。すなわち活性
ガスの何等かの損失量対感知電極における反応量の比が
非常に小さく有意義な誤差の要因になり得ないものでな
ければならない。制御手段及び／またはタイマー手段で
操作される例えば電磁弁または空気圧の如き、手動でま
たは遠隔操作で操作される慣用の弁を用いてよい。管を
通る拡散の速度が無視できる充分な程の毛細管の流入管
及び流出管を用いることもできる。その場合には、毛細
管を機械的に密封する代わりに単に毛細管の連絡を断て
ばよい。
本発明の装置は、センサーからの電流（時には電圧信
号の形）を測定する手段と、例えば密封作動に結びつい
た時間を測定する手段と、処理手段とを含むことが望ま
しい。専用のマイクロプロセッサーまたは適当にプログ
ラムされたマイクロコンピューターを時間測定手段及び
処理手段として用いて、後により詳細に記載される計算
を行い、希望の場合にはスクリーン上に表示する、また
は印字する、または発光ダイオードと液晶ディスプレー
による数字表示を含む計器に表示するための感度及び濃
度を表す信号を生ぜしめる。好適な計算は項としてガス
の温度と圧力を含み、これら項を測定する手段が備えら
れていることが好適である。温度及び圧力を示す信号を
発生させてこれらの信号を処理手段に送るのに適当なセ
ンサーを装置に装着してもよいが、独立の手段で温度及
び圧力確かめ、手動で処理手段に供給してもよい。
号の形）を測定する手段と、例えば密封作動に結びつい
た時間を測定する手段と、処理手段とを含むことが望ま
しい。専用のマイクロプロセッサーまたは適当にプログ
ラムされたマイクロコンピューターを時間測定手段及び
処理手段として用いて、後により詳細に記載される計算
を行い、希望の場合にはスクリーン上に表示する、また
は印字する、または発光ダイオードと液晶ディスプレー
による数字表示を含む計器に表示するための感度及び濃
度を表す信号を生ぜしめる。好適な計算は項としてガス
の温度と圧力を含み、これら項を測定する手段が備えら
れていることが好適である。温度及び圧力を示す信号を
発生させてこれらの信号を処理手段に送るのに適当なセ
ンサーを装置に装着してもよいが、独立の手段で温度及
び圧力確かめ、手動で処理手段に供給してもよい。
センサーからの出力信号は普通は非常に小さく、例え
ばμＡの範囲にあり、信号を処理する前に第１段階増幅
回路を使用することが好適である。基準電極を利用する
センサーをポテンシオスタット回路と共に用いることが
望ましい。電流が小さいので、ノイズによる妨害を極小
にすることが重要であり、もし処理にただ２個の信号が
使用される場合にはこのことは特に重要である。これの
目的に適当な増幅器、ポテンシオスタット回路、ノイズ
抑圧技術は当業者によく知られている。
ばμＡの範囲にあり、信号を処理する前に第１段階増幅
回路を使用することが好適である。基準電極を利用する
センサーをポテンシオスタット回路と共に用いることが
望ましい。電流が小さいので、ノイズによる妨害を極小
にすることが重要であり、もし処理にただ２個の信号が
使用される場合にはこのことは特に重要である。これの
目的に適当な増幅器、ポテンシオスタット回路、ノイズ
抑圧技術は当業者によく知られている。
信号の処理は種々の方法で行うことができる。行われ
るべき計算の基礎はファラデーの法則である。該法則
は、電気化学反応に含まれる電子の数をｎとし、Ｆがフ
ァラデー定数すなわち１グラム当量あたり96,487クロー
ンを表すとき、１グラムモルの電子化学反応によってnF
クローン発生すると述べられる。従って、該法則から誘
導した計算は一次基準を与えるものということができ
る。
るべき計算の基礎はファラデーの法則である。該法則
は、電気化学反応に含まれる電子の数をｎとし、Ｆがフ
ァラデー定数すなわち１グラム当量あたり96,487クロー
ンを表すとき、１グラムモルの電子化学反応によってnF
クローン発生すると述べられる。従って、該法則から誘
導した計算は一次基準を与えるものということができ
る。
次の法則があてはまることが確かめられている： この式で、 ｔは、秒で表した時間であり、 Ｓは、μA/単位濃度で表したセンサーの感度であり
（濃度の単位は後で検討する）、 S0は、μＡで表した時刻＝０における信号であり、 Stは、μＡで表した時刻＝ｔにおける信号であり、 Ａは下に定義された値である。
（濃度の単位は後で検討する）、 S0は、μＡで表した時刻＝０における信号であり、 Stは、μＡで表した時刻＝ｔにおける信号であり、 Ａは下に定義された値である。
単位容積あたりの重量（g/cm3）で示した濃度として この式でＭはグラムで示した活性ガスの分子量であ
り、 Ｖはcm3で示した室の容積である。
り、 Ｖはcm3で示した室の容積である。
（この場合、感度Ｓの単位はg/cm3あたりのμＡであ
る。） 容積あたりの容積として濃度（百万分部当りの部、pp
m） この式で、ＰはmmHgで表した全圧であり、 Ｔは゜Kで表した温度である。
る。） 容積あたりの容積として濃度（百万分部当りの部、pp
m） この式で、ＰはmmHgで表した全圧であり、 Ｔは゜Kで表した温度である。
（この場合、感度の単位はppmあたりのμＡである）。
ｔ対lnStのプロットが、 であり、ｔ＝０における切片が である直線であることを看取しうる。従って感度は、勾
配と からのS0の値とから導出することができ、従って濃度 が得られる。
配と からのS0の値とから導出することができ、従って濃度 が得られる。
もしS0が、時刻０のおける測定された信号値からでは
なく、前記方法で切片から導出されたものであるとする
と、時刻０における室内の拡散抵抗の故に非直線性の問
題は実質的に回避されるものと信ぜられる。
なく、前記方法で切片から導出されたものであるとする
と、時刻０における室内の拡散抵抗の故に非直線性の問
題は実質的に回避されるものと信ぜられる。
計算は手動で行われうる、あるいはコンピューターま
たは組込みマイクロプロセッサーで行われ、例えば相次
ぐSt対ｔの値を記録し記憶し、次いでこれらの値に線形
回帰法を行って勾配と切片を求め、終わりに感度と濃度
を得る。
たは組込みマイクロプロセッサーで行われ、例えば相次
ぐSt対ｔの値を記録し記憶し、次いでこれらの値に線形
回帰法を行って勾配と切片を求め、終わりに感度と濃度
を得る。
この一連の動作は比較的短時間で行われるが、一般的
には時間が長い程結果はより精確になる。相次いで一連
の計算を行って、始めの短時間の結果を有効に更新する
ことができる。
には時間が長い程結果はより精確になる。相次いで一連
の計算を行って、始めの短時間の結果を有効に更新する
ことができる。
感度は系のいずれか一つの応答から計算することがで
きる。従って、この値と記録されたS0の値とから計算さ
れた初めの濃度を得る。例えば25％応答時間（t25）で
は、 であり、従って濃度 である。
きる。従って、この値と記録されたS0の値とから計算さ
れた初めの濃度を得る。例えば25％応答時間（t25）で
は、 であり、従って濃度 である。
更に容易には、与えられた時間間隔の相次ぐ倍数から
濃度を計算することができる。
濃度を計算することができる。
もし選ばれた時刻がｔ秒及びbt秒であるとすると、次
の結果になる。
の結果になる。
もし選ばれた時刻がｔとt2、2tと3t等であれば次のよ
うになる。
うになる。
例えば（ｔ、2t）、（2t、3t）等または（ｔ、2t）、
（ｔ、3t）等の如き相次ぐ計算を行うことができる、ま
たは相次ぐ計算でｔの値が変化したものであってもよ
い。
（ｔ、3t）等の如き相次ぐ計算を行うことができる、ま
たは相次ぐ計算でｔの値が変化したものであってもよ
い。
次に本発明を、本発明の装置の略図である添付図面を
参照しつつ、ただ例示のためにより詳細に記述する。
参照しつつ、ただ例示のためにより詳細に記述する。
定量約12cm3の円筒形室１の底には市販のガルバニッ
クセンサー２が装着されている。ストップコック4aと回
転流量計６を装着されたガス補給管３が室に連結されて
いる。同じくストップコック4bを装着されたガス排出管
５が室に連結されている。センサーは、電流測定装置８
に接続され出力リード線７を持つ。電流測定装置は、他
方でマイクロプロセッサー９に電流を示す信号を給電し
ている。またマイクロプロセッサーには、センサーから
直接にあるいは手動で入力されたキーボードからの温度
と圧力（ＴとＰ）が給電されている。内蔵クロックとし
てマイクロプロセッサーの一部であってもよいタイマー
10はマイクロプロセッサーに時刻の値を与える。マイク
ロプロセッサーは表示ユニット11に連結されている。
クセンサー２が装着されている。ストップコック4aと回
転流量計６を装着されたガス補給管３が室に連結されて
いる。同じくストップコック4bを装着されたガス排出管
５が室に連結されている。センサーは、電流測定装置８
に接続され出力リード線７を持つ。電流測定装置は、他
方でマイクロプロセッサー９に電流を示す信号を給電し
ている。またマイクロプロセッサーには、センサーから
直接にあるいは手動で入力されたキーボードからの温度
と圧力（ＴとＰ）が給電されている。内蔵クロックとし
てマイクロプロセッサーの一部であってもよいタイマー
10はマイクロプロセッサーに時刻の値を与える。マイク
ロプロセッサーは表示ユニット11に連結されている。
操作するには、室を窒素で５〜10分間掃気し、次いで
密封されて、ガス混合物の補給がパイプ３を通して行わ
れマイクロプロセッサーが充分一定の電流信号を検出す
るに先立って、前記の如く残留基準線電流が記録できる
ようにされる。ストップコック4aが次いでストップコッ
ク4bが、手動またはマイクロプロセッサーの制御の下に
自動的に、閉じられる。手動でまたはマイクロプロセッ
サーの制御の下にタイマーは０に設定され、係数が進行
する。マイクロプロセッサーが相次ぐ時間間隔を置いて
信号を採取し、定数回帰法を用いて、感度Ｓの現時点化
（更新）された値及び初めの信号S0が計算される。これ
らの値から、表示ユニットに表示するためのガス濃度の
値が計算される。
密封されて、ガス混合物の補給がパイプ３を通して行わ
れマイクロプロセッサーが充分一定の電流信号を検出す
るに先立って、前記の如く残留基準線電流が記録できる
ようにされる。ストップコック4aが次いでストップコッ
ク4bが、手動またはマイクロプロセッサーの制御の下に
自動的に、閉じられる。手動でまたはマイクロプロセッ
サーの制御の下にタイマーは０に設定され、係数が進行
する。マイクロプロセッサーが相次ぐ時間間隔を置いて
信号を採取し、定数回帰法を用いて、感度Ｓの現時点化
（更新）された値及び初めの信号S0が計算される。これ
らの値から、表示ユニットに表示するためのガス濃度の
値が計算される。
公称値としてN2中にCOが45.1ppmあるガス混合物を用
いて試験を行った。英国デッディングトン（Teddingto
n）所在ナショナル・フィジカル・ラバラトリ（Nationa
l Physical Laboratory）によって提供される標準品と
クロスチェックを行った。得られた信頼度レベルは±1.
5ppmであった。室の容積は11.8cm3であった。前記の数
式に基づくプログラムを用いて、マイクロプロセッサー
は各10分間持続する相次ぐ測定実験で次の値を計算し
た。
いて試験を行った。英国デッディングトン（Teddingto
n）所在ナショナル・フィジカル・ラバラトリ（Nationa
l Physical Laboratory）によって提供される標準品と
クロスチェックを行った。得られた信頼度レベルは±1.
5ppmであった。室の容積は11.8cm3であった。前記の数
式に基づくプログラムを用いて、マイクロプロセッサー
は各10分間持続する相次ぐ測定実験で次の値を計算し
た。
回帰法 二点法 46.2 45.9 45.6 45.6 46.4 44.4 同じ装置を用いて更に他の実験を行った。それには公
称N2中H2Sが152ppmであるが、供給業者がいうにはボン
ベに最初に充填したときには±3ppmのふれがあるという
ガス混合物を用いた。前の試験で用いたCOセンサーを、
市販のH2Sセンサーと取換えた。各10分間持続する相次
ぐ実験で次の値が得られた。
称N2中H2Sが152ppmであるが、供給業者がいうにはボン
ベに最初に充填したときには±3ppmのふれがあるという
ガス混合物を用いた。前の試験で用いたCOセンサーを、
市販のH2Sセンサーと取換えた。各10分間持続する相次
ぐ実験で次の値が得られた。
回帰法 二点法 149.3 151.0 148.5 148.3 149.4 148.3 149.1 148.6 本発明の範囲を逸脱することなく、当業者は本発明の
前記方法及び装置に変法を用いうる。
前記方法及び装置に変法を用いうる。
図面は本発明の装置の概略図である。 図中： １……円筒形室、２……ガルバニックセンサー、３……
ガス補給管、4a、4b……ストップコック、５……ガス排
出管、６……回転流量計、７……出力リード線、８……
電流測定装置、９……マイクロプロセッサー、10……タ
イマー、11……表示ユニット。
ガス補給管、4a、4b……ストップコック、５……ガス排
出管、６……回転流量計、７……出力リード線、８……
電流測定装置、９……マイクロプロセッサー、10……タ
イマー、11……表示ユニット。
Claims (15)
- 【請求項１】センサーの感知電極における活性ガスの反
応速度に比例する電流信号を発生させうる電気化学的ガ
ルバニックガスセンサーの使用によりガス混合物中の活
性ガスを測定する方法において、センサーを既知容積の
室の内に位置させ、ガス混合物を該室中に通し、時刻０
において室を密封し、少なくとも第１の時刻と第２の時
刻において第１の電流信号と第２の電流信号を記録し、
該信号と時刻の値を処理して、活性ガスに対するセンサ
ーの感度を導出し、導出された感度を電流信号と共に処
理して活性ガスの濃度の値を導出することを特徴とす
る、活性ガスを測定する方法。 - 【請求項２】時刻０におけるセンサーの信号S0を、活性
ガスの濃度を計算するに用いる、特許請求の範囲第１項
記載の方法。 - 【請求項３】時刻０においてS0が記録される特許請求の
範囲第２項記載の方法。 - 【請求項４】Stが時刻ｔにおける信号であるとき、 lnStに対するｔのプロットを時刻０に外挿して、S0を得
る特許請求の範囲第２項記載の方法。 - 【請求項５】信号処理が、lnStに対してｔの値をプロッ
トし、このプロットの勾配から感度Ｓを導出することを
含む、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項６】信号処理が、専用のマイクロプロセッサー
またはプログラムされたマイクロコンピューターで実施
される、特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項７】信号処理が継起する時間間隔にわたってセ
ンサーの信号を採取し、普通の回帰法を適用して、相次
いで更新される感度Ｓの値及び最初の値S0を計算し、こ
れらの値から、表示ユニット上に表示するためのガス濃
度の現在値を計算する特許請求の範囲第６項記載の方
法。 - 【請求項８】マイクロプロセッサーが温度及び圧力変換
器の値を採取し、温度及び圧力に関する補正を行う特許
請求の範囲第７項記載の方法。 - 【請求項９】室の内部空間に露出した感知電極を持つ電
気化学的ガルバニックガスセンサーを含む室を備えたガ
ス混合物中の活性ガスの濃度を測定する装置において、
室が、既知容積のものであり、ガス試料を装入し排出す
る密封可能な手段と、少なくとも第１と第２の時刻にお
いてセンサーからの電流信号を処理して、信号と時刻の
値からセンサーの感度と活性ガスの濃度の値を導出する
手段とを備えていることを特徴とする、活性ガスの濃度
を測定する装置。 - 【請求項１０】センサーが着脱自在なように室に装着さ
れてなる特許請求の範囲第９項記載の装置。 - 【請求項１１】室の容積が１〜200cm3である特許請求の
範囲第９項または第10項記載の装置。 - 【請求項１２】室が実質的に円筒形であり、高さ対半径
の比が約１である特許請求の範囲第９項、第10項または
第11項記載の装置。 - 【請求項１３】ガス試料の装入と排出のために流入毛細
管及び流出毛細管が用いられ、有効な密封が、流入毛細
管をガス混合物の補給源から断つことによって行われる
特許請求の範囲第９項から第12項までのいずれか１項記
載の装置。 - 【請求項１４】処理する手段が専用マイクロプロセッサ
ーまたはプログラムされたマイクロコンピューターであ
る特許請求の範囲第９項から第13項までのいずれか１項
記載の装置。 - 【請求項１５】装置がガス監視器として操作される特許
請求の範囲第９項から第14項までのいずれか１項記載の
装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB868620586A GB8620586D0 (en) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | Gas calibration method |
| GB8620586 | 1986-08-26 | ||
| GB868626941A GB8626941D0 (en) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | Gas calibration method |
| GB8626941 | 1986-11-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6382354A JPS6382354A (ja) | 1988-04-13 |
| JP2511062B2 true JP2511062B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=26291214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62210367A Expired - Lifetime JP2511062B2 (ja) | 1986-08-26 | 1987-08-26 | ガス検定方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4829809A (ja) |
| EP (1) | EP0260005B1 (ja) |
| JP (1) | JP2511062B2 (ja) |
| CA (1) | CA1264808A (ja) |
| DE (1) | DE3751060T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102534993B1 (ko) | 2022-04-14 | 2023-05-26 | 주식회사 에이치에스솔루션즈 | 휴대용 가스 측정기 검정 및 교정 장치와 이를 이용한 검교정 방법 |
Families Citing this family (21)
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|---|---|---|---|---|
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| US5741413A (en) * | 1993-12-18 | 1998-04-21 | Sem Corporation | Gas sensors and method of using same |
| DE9421095U1 (de) * | 1994-07-07 | 1995-07-13 | Wtw Weilheim | Integriertes Analysengerät zur Bestimmung des Gasverbrauchs von Materie |
| US6055840A (en) * | 1998-01-21 | 2000-05-02 | Industrial Scientific Corporation | Method and apparatus for determining concentration of a gas |
| US6096186A (en) * | 1998-08-18 | 2000-08-01 | Industrial Scientific Corporation | Method for determining exhaustion of an electrochemical gas sensor |
| US6165347A (en) * | 1999-05-12 | 2000-12-26 | Industrial Scientific Corporation | Method of identifying a gas |
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| CN101368927B (zh) * | 2008-09-08 | 2011-10-19 | 无锡尚沃生物科技有限公司 | 自标定气体传感器 |
| EP2327981B1 (en) | 2009-04-06 | 2013-12-04 | Life Safety Distribution AG | Checking electrochemical gas sensors |
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| CN102323307B (zh) * | 2011-05-31 | 2015-12-09 | 北京兴迪仪器有限责任公司 | 分解物探头外置可更换结构设计的装置 |
| CN102721726B (zh) * | 2012-06-29 | 2013-12-11 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | 一种测量流体中物质浓度的方法 |
| WO2013189175A1 (zh) | 2012-06-21 | 2013-12-27 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | 一种测量流体中物质浓度的方法及装置 |
| CN102928485B (zh) * | 2012-08-14 | 2014-08-20 | 无锡市尚沃医疗电子股份有限公司 | 自标定电化学气体传感器 |
| CN105675803B (zh) * | 2014-11-19 | 2017-08-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 应用于欠平衡钻井ubd的气体标定装置及方法 |
| CN105353092A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-24 | 无锡拓能自动化科技有限公司 | 一种气体传感器标定容器 |
| CN107490613B (zh) * | 2017-07-31 | 2020-06-23 | 广东美的制冷设备有限公司 | 电化学气体传感器及其校准方法、空调器 |
| CN111796097B (zh) * | 2020-05-29 | 2023-09-08 | 武汉市金银潭医院 | 诊断新冠肺炎由轻症转重症的血浆蛋白标志物、检测试剂或试剂工具 |
| FR3139628A1 (fr) * | 2022-09-11 | 2024-03-15 | Ellona | Dispositif de mesure de gaz de type électrochimique à calibration autonome et son procédé d’utilisation |
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|---|---|---|---|---|
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| NL7405493A (nl) * | 1974-04-24 | 1975-10-28 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor kwantitatieve analyse. |
| DE2621677A1 (de) * | 1976-05-15 | 1977-11-24 | Bayer Ag | Verfahren zur ueberpruefung von gasanalysengeraeten |
| DE3030448A1 (de) * | 1980-08-12 | 1982-03-11 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Verfahren und vorrichtung fuer die von temperaturschwankungen unbeeinflusste bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen |
| JPS60105955A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-11 | Japan Storage Battery Co Ltd | ガルバニ電池式気体センサ |
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-
1987
- 1987-07-30 US US07/079,398 patent/US4829809A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-21 DE DE3751060T patent/DE3751060T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-21 EP EP87307426A patent/EP0260005B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-25 CA CA000545257A patent/CA1264808A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-26 JP JP62210367A patent/JP2511062B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| KR102534993B1 (ko) | 2022-04-14 | 2023-05-26 | 주식회사 에이치에스솔루션즈 | 휴대용 가스 측정기 검정 및 교정 장치와 이를 이용한 검교정 방법 |
Also Published As
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| US4829809A (en) | 1989-05-16 |
| DE3751060D1 (de) | 1995-03-23 |
| DE3751060T2 (de) | 1995-07-20 |
| EP0260005B1 (en) | 1995-02-15 |
| JPS6382354A (ja) | 1988-04-13 |
| EP0260005A2 (en) | 1988-03-16 |
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