JP2724868B2 - ガス流量補正装置および方法 - Google Patents

ガス流量補正装置および方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子吸光光度計における燃料ガスの流量を
最適に制御できるガス流量補正装置および方法に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、原子吸光光度計における燃料ガスの流量を制御
する装置としては、第9図に示すようなものが知られて
いる。図において、圧力計16,16を見ながらそれぞれ調
圧器15,15を手動で操作すると、燃料ガスはニードル14
を介してバーナチャンバ4へ、助燃ガスはニードル17を
介してバーナチャンバ4へ、また、アトマイザ5に直接
流入する。そして、流入後の燃料ガスと助燃ガスは、バ
ーナチャンバ4内で混合されバーナ3上でフレーム2を
形成する。この時、助燃ガスは、アトマイザ5内で試料
18を吸引し霧化した後、その試料18をフレーム2に供給
する。
なお、特公昭61−28293号公報にも燃料ガスの流量を
制御する装置が記載されているが、この装置は助燃ガス
によって燃料ガスの流量を制御するようにしたものであ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の技術では、ニードルが経時
劣化した時や、アトマイザを交換した時のように、ガス
流路の内径が変わると、燃料ガスや助燃ガスの流量が変
化する。このような場合には、各元素測定毎に吸光度を
見ながら調圧器を操作して、燃料ガスや助燃ガスの流量
調整を初めからやり直さなければならない。この流量調
整作業は熟練度を要し非常に煩雑である。
本発明の目的は、燃料ガスや助燃ガスの流路内径が変
わっても、それらの流量調整を自動的に行なうガス流量
補正装置および方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のガス流量補正装置は、上記目的を達成するた
めに、バーナへ供給される燃料ガスの流量を検出する流
量検出手段と、前記バーナ上に形成されるフレームに光
を照射して特定元素の原子吸光分析を行なう分析手段
と、前記流量検出手段と前記分析手段とからの信号を基
にして吸光度が最大となるときの前記燃料ガスの流量を
求めるとともに、その求めた流量と前記特定元素に対す
る予め記憶しておいた燃料ガスの最適流量との差を算出
し、この差分だけ燃料ガスの流量を補正する補正手段と
を備えた。
また、本発明のガス流量補正装置は、バーナへ供給さ
れる助燃ガスの流量を検出する流量検出手段と、前記バ
ーナ上に形成されるフレームに光を照射して特定元素の
原子吸光分析を行なう分析手段と、前記流量検出手段と
前記分析手段とからの信号を基にして吸光度が最大とな
るときの前記助燃ガスの流量を求めるとともに、その求
めた流量と前記特定元素に対する予め記憶しておいた助
燃ガスの最適流量との差を算出し、この差分だけ助燃ガ
スの流量を補正する補正手段とを備えた。
本発明のガス流量補正装置は、バーナへ供給される燃
料ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記バー
ナ上に形成されるフレームに光を照射して特定元素の原
子吸光分析を行なう分析手段と、前記空燃比検出手段と
前記分析手段とからの信号を基にして吸光度が最大とな
るときの前記燃料ガスの空燃比を求めるとともに、その
求めた空燃比と前記特定元素に対する予め記憶しておい
た燃料ガスの最適空燃比との差を算出し、この差分だけ
燃料ガスの空燃比を補正する補正手段とを備えた。
さらに、本発明のガス流量補正方法は、バーナへ供給
される燃料ガスの流量を検出し、前記バーナ上に形成さ
れるフレームに光を照射して原子吸光分析により特定元
素の吸光度を求め、前記流量と前記吸光度をコンピュー
タに取込み、吸光度が最大となるときの前記燃料ガスの
流量を求め、その求めた流量と予めコンピュータに記憶
しておいた前記特定元素に対する燃料ガスの最適流量と
の差を算出し、この差分だけ燃料ガスの流量を補正する
ようにしている。
〔作用〕
上記構成によれば、流量検出手段で燃料ガスの流量を
検出し、その検出信号を制御手段に送信する。また燃料
ガスの流量変化に敏感な特定元素(例えば、クロム、ア
ルミニウム、カルシウム、モリブデンなど)を、燃料ガ
スの流量を変えながら、分析手段で原子吸光分析し、そ
の吸光度信号を補正手段に送信する。補正手段では、流
量検出手段からの検出信号と分析手段からの吸光度信号
を基にして、吸光度が最大となるときの燃料ガスの流量
を求める。そして、このようにして求めた燃料ガスの流
量と前記特定元素に対する予め記憶しておいた燃料ガス
の最適流量とを比較して両者の差を求め、この差分だけ
燃料ガスの流量を補正するようにする。
また、燃料ガスの流量を検出する代わりに、助燃ガス
の流量を検出するようにしても上記と同じことを行なう
ことができる。
さらに、流量検出手段でガスの流量を検出する代わり
に、空燃比検出手段で燃料ガスと助燃ガスとの空燃比を
検出するようにしても良い。
また、本発明のガス流量検出手段をボイラに応用すれ
ば、最適な燃焼条件でボイラを運転できる。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例を図面に従って説明する。な
お、従来の技術と同一の箇所には同一符号を記す。
第1図は、本発明のガス流量補正装置の全体構成を示
している。図に示すように、フレーム2を形成するバー
ナ3にはバーナチャンバ4が固定され、このバーナチャ
ンバ4にはアトマイザ5が取付けられている。またアト
マイザ5の一端には試料18が設けられている。
燃料ガスが流れる流路20はバーナチャンバ4に接続さ
れ、流路20の途中には上流側より自動調圧器12、圧力セ
ンサ13、ニードル14が設けられている。助燃ガスが流れ
る流路21は2つに分岐し、一方にニードル17を介してバ
ーナチャンバ4に、他方はアトマイザ5に直接接続され
ている。分岐以前の流路21には上流側より調圧器15、圧
力計16が設けられている。
自動調圧器12および圧力センサ13は、コンバータ(A/
DおよびD/A)11を介してコンピュータ10に接続されてい
る。またバーナ3の近傍には、フレーム2を挟んでホロ
ーカソードランプ1と分光器6が配置され、この分光器
6は、ホトマルチプライヤ7、プリアンプリファイア8
およびA/Dコンバータ9を介してコンピュータ10に接続
されている。
なお、本実施例では、圧力センサ13は流量検出手段
を、ホローカソードランプ1,分光器6,ホトマルチプライ
ヤ7,プリアンプリファイア8,A/Dコンバータ9は分析手
段を、コンピュータ10,コンバータ11,自動調圧器12は補
正手段をそれぞれ構成している。
次に、本実施例の動作について説明する。
燃料ガスおよび助燃ガスをそれぞれ自動調圧器12およ
び調圧器15で調圧しながらバーナチャンバ4へ供給する
と、燃料ガスと助燃ガスはバーナチャンバ4内で混合さ
れてバーナ3上にフレーム2を形成する。また同時に助
燃ガスをアトマイザ5へ供給すると、この助燃ガスによ
って試料18が吸引されアトマイザ5内で霧化される。霧
化された試料18はバーナ3上のフレーム2へ供給され
る。
流路20内を流れる燃料ガスの圧力は、圧力センサ13で
検出され電気信号に変換される。その電子信号はコンバ
ータ11を通してコンピュータ10に送信される。コンピュ
ータ10は送られてきた電気信号を基にして自動調圧器12
を調節し燃料ガスの圧力が指定圧力になるように制御す
る。
またホローカソードランプ1を発した光はフレーム2
中で原子吸光された後、分光器6で分光されホトマルチ
プライヤ7で電気信号に変換される。変換された電気信
号はプリアンプリファイア8で増幅された後、A/Dコン
バータ9を通してコンピュータ10に送られ、吸光度値に
変換される。
本実施例では、ニードル14とニードル17が固定されて
いるので、自動調圧器12と調圧器15を調整すれば、燃料
ガス流量および助燃ガス流量は、第2図および第3図の
流量特性を示す。各元素毎の最適流量は予めコンピュー
タ10に記憶されており、元素を指定することにより自動
的に流量が設定される。但し、ニードル14,17が経時劣
化した時や、アトマイザ5を交換した時に、ガス流路の
内径が変わり燃焼条件が変化し、各元素の最適条件から
ずれてしまう。このような場合には、燃料ガス流量の変
化に敏感な特定元素(例えば、クロム、アルミニウム、
カルシウム、モリブデンなど)を、燃料ガスの流量を変
化させながら原子吸光分析を行ない、最適感度となる場
合の圧力を求める。そして、この時の圧力と予めコンピ
ュータ10に記憶しておいた圧力との差圧を求める。そし
て以降は、指定圧に対し、実際の設定圧は上記で求めた
圧力差分補正を行なった圧力とする。
この様にすることにより、予め記憶してあった圧力指
定のままで、各元素の最適燃焼条件を実現することがで
きる。
以上の動作をフローチャートで示すと第4図のように
なる。図において、ステップ100で試料(クロム、アル
ミニウム、カルシウム、モリブデンなど)18を設定し、
ステップ101で自動調圧器12を順次変化させ燃料ガスの
圧力を調節する。次に、ステップ102において、燃料ガ
スの圧力に対する吸光度のデータを求め、それをコンピ
ュータ10のメモリに記憶する。さらに、コンピュータ10
では、ステップ103において、求めた最大吸光度を予め
記憶しておいた初期設定値との差圧を算出し、その差圧
をメモリに記憶する。そして、ステップ104において、
初期設定値に前記差圧を加え初期設定値の補正を行な
う。
なお、実験により、クロム、アルミニウム、カルシウ
ム、モリブデンは、第5図〜第8図のような感度特性を
示すことが判明している。各図では、流量に対する感度
特性を示しているが、圧力に対する感度特性も同じ傾向
を示す。
〔発明の効果〕
本発明によれば、燃料ガスや助燃ガスの流量を自動的
に調整することにより、各元素の最適な燃焼条件を実現
できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のガス流量補正装置の全体構成図、第2
図は燃料ガスの流量特性図、第3図は助燃ガスの流量特
性図、第4図は本発明のガス流量補正方法の流れを示す
フローチャート、第5図はクロムの感度特性図、第6図
はアルミニウムの感度特性図、第7図はカルシウムの感
度特性図、第8図はモリブデンの感度特性図、第9図は
従来のガス流量補正装置の構成図である。 1……ホローカソードランプ、2……フレーム、3……
バーナ、 4……バーナチャンバ、5……アトマイザ、6……分光
器、 7……ホトマルチプライヤ、8……プリアンプリファイ
ア、 9……A/Dコンバータ、10……コンピュータ、 11……A/DおよびD/Aコンバータ、12……自動調圧器、 13……圧力センサ、14……ニードル、15……調圧器、 16……圧力計、17……ニードル、18……試料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−98238(JP,A) 特開 昭61−195331(JP,A) 特開 昭62−147218(JP,A) 特開 昭62−266318(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バーナへ供給される燃料ガスの流量を検出
    する流量検出手段と、 前記バーナ上に形成されるフレームに光を照射して特定
    元素の原子吸光分析を行なう分析手段と、 前記流量検出手段と前記分析手段とからの信号を基にし
    て吸光度が最大となるときの前記燃料ガスの流量を求め
    るとともに、その求めた流量と前記特定元素に対する予
    め記憶しておいた燃料ガスの最適流量との差を算出し、
    この差分だけ燃料ガスの流量を補正する補正手段と を備えたガス流量補正装置。
  2. 【請求項2】バーナへ供給される助燃ガスの流量を検出
    する流量検出手段と、 前記バーナ上に形成されるフレームに光を照射して特定
    元素の原子吸光分析を行なう分析手段と、 前記流量検出手段と前記分析手段とからの信号を基にし
    て吸光度が最大となるときの前記助燃ガスの流量を求め
    るとともに、その求めた流量と前記特定元素に対する予
    め記憶しておいた助燃ガスの最適流量との差を算出し、
    この差分だけ助燃ガスの流量を補正する補正手段と を備えたガス流量補正装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載のガス流量補正装
    置において、 前記流量検出手段は、ガスの圧力を検出する圧力センサ
    であることを特徴とするガス流量補正装置。
  4. 【請求項4】バーナへ供給される燃料ガスの空燃比を検
    出する空燃比検出手段と、 前記バーナ上に形成されるフレームに光を照射して特定
    元素の原子吸光分析を行なう分析手段と、 前記空燃比検出手段と前記分析手段とからの信号を基に
    して吸光度が最大となるときの前記燃料ガスの空燃比を
    求めるとともに、その求めた空燃比と前記特定元素に対
    する予め記憶しておいた燃料ガスの最適空燃比との差を
    算出し、この差分だけ燃料ガスの空燃比を補正する補正
    手段と を備えたガス流量補正装置。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれか一項に記載のガス
    流量補正装置において、 前記特定元素は、クロム、アルミニウム、カルシウム、
    モリブデンであることを特徴とするガス流量補正装置。
  6. 【請求項6】バーナへ供給される燃料ガスの流量を検出
    し、 前記バーナ上に形成されるフレームに光を照射して原子
    吸光分析により特定元素の吸光度を求め、 前記流量と前記吸光度をコンピュータに取込み、吸光度
    が最大となるときの前記燃料ガスの流量を求め、 求めた流量と予めコンピュータに記憶しておいた前記特
    定元素に対する燃料ガスの最適流量との差を算出し、 この差分だけ燃料ガスの流量を補正する ことを特徴とするガス流量補正方法。
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AT221205B (de) * 1960-06-21 1962-05-10 Siemens Ag Regeleinrichtung für insbesondere gas-, staub- oder flüssigkeitsbeheizte Öfen mit langen Brennerflammen
DE3024401A1 (de) * 1980-06-28 1982-01-28 Steag Ag, 4300 Essen Verfahren zur gesteuerten verbrennung von festen fossilen brennstoffen, insbesondere kohlestaub

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