JP3113917U

JP3113917U - 揮発性有機化合物測定装置

Info

Publication number: JP3113917U
Application number: JP2005004679U
Authority: JP
Inventors: 亮田辺; 心吾角
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2015-06-21

Abstract

【課題】ＣＯ_２標準ガスを用意することなく、酸化触媒の劣化を判断する揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ分析計）を提供する。
【解決手段】酸化触媒により揮発性有機化合物をＣＯ_２に変換する測定流路２０から流出するガス中のＣＯ_２と試料ガスをそのまま通過させる比較流路３０から流出するガス中のＣＯ_２とのそれぞれのＣＯ_２を検出するガス分析部６０を備えた揮発性有機化合物測定装置において、有機化合物を含有するガスが測定流路２０に流されているときに測定流路を流れるガスを一時的に酸化炉に滞留させる滞留手段４２，４３と、滞留手段により有機化合物含有ガスを一時的に測定流路に滞留させた直後に流出する滞留ガス中のＣＯ_２と有機化合物含有ガスが測定流路を連続的に流れるときの測定流路からの流出ガス中に含まれるＣＯ_２との濃度差に基づいて酸化触媒の劣化を判定する劣化判定部６３とを備えるようにしている。
【選択図】図１

Description

本考案は、工場から採取した排出ガス等の試料ガス中に含まれる揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds: 以下、ＶＯＣともいう）の測定を行う揮発性有機化合物測定装置（以下、ＶＯＣ計ともいう）に関し、さらに詳細には、酸化触媒を用いてＶＯＣをＣＯ_２（二酸化炭素）に変換したときのＣＯ_２量を測定することにより、ＣＯ_２量からＶＯＣ量を測定する揮発性有機化合物測定装置に関する。
ここで、ＶＯＣとは、大気中に排出され、又は飛散したときに気体である有機化合物をいい、例えばトルエン、キシレン、ベンゼン、スチレン等の有機溶剤がＶＯＣに含まれる。

大気汚染を防ぐには、工場等から発生する粉塵、煤煙などの排出規制を行うことが必要であり、大気汚染防止法等による大気環境の法的規制がなされている。近年、世界各国ではＶＯＣ全体に対する規制が始められており、日本でもＶＯＣの排出量を削減するため、ＶＯＣの法規制がなされようとしている。
例えば、有機溶剤を用いる塗装工場、接着工場、印刷工場、洗浄工場等あるいは化学製品貯蔵所等の施設は、屋外に排出する排出ガスにＶＯＣが含まれるために排出規制の対象となる。そのためＶＯＣを排出する施設では、ＶＯＣの排出量を測定することが必要となる。

従来、ＶＯＣ量を測定する揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ計）として、酸化触媒を用いてＶＯＣをＣＯ_２に変換したときのＣＯ_２変換量を、非分散型赤外線ガス分析計を用いて測定することにより、ＣＯ_２量からＶＯＣ量を測定するＶＯＣ計が用いられている（例えば特許文献１参照）。
特開平８−１０１１８７号公報

図６は、従来からの一般的なＶＯＣ計の構成を説明するブロック図である。このＶＯＣ計１００は、ガス導入部１１０、測定流路１２０、比較流路１３０、ガス分析部１４０とからなる。
ガス導入部１１０には、ガス導入口１１１が設けられ、採取した分析対象の試料ガス１１２、あるいはスパン校正用ガス１１３（スパン校正のため有機化合物を含有する標準ガス）、あるいはゼロ点校正用ガス１１４（ゼロ点校正のための有機化合物を含まない標準ガス）が適宜に導入される。ガス導入部１１０の出口側は、測定流路１２０および比較流路１３０のそれぞれの入口側に接続してある。

測定流路１２０には、白金等の酸化触媒が充填された酸化炉１２１、酸化炉１２１から流出するガスに含まれる塩化水素、フッ化水素等のハロゲンガスを除去してＣＯ_２を通過させるためのハロゲンスクラバ１２２、ハロゲンスクラバ１２２から流出するガスに含まれる水分を除去する電子クーラ１２３、ガスを送り出すポンプ１２４が接続されている。
比較流路１３０には、ガス導入部１１０から流出するガスに含まれる水分を除去する電子クーラ１３３、ガスを送り出すポンプ１３４が接続されている。

ガス分析部１４０には、２本のガスセルを用いていずれか一方のガスセルを流れるガスと他方のガスセルを流れるガスとの比較測定を行うことができる比較流通型ガスセルを備えた赤外線ガス分析計１４１が設けてあり、そのうちの一方のガスセルには測定流路１２０から流出するガスが送り込まれ、他方のガスセルには比較流路１３０から流出するガスが送り込まれるようにしてある。

分析対象である試料ガス１１２が、ガス導入口１１１から導入され、測定が開始されると、試料ガス１１２が分析流路１２０と比較流路１３０に分岐して流れる。
測定流路１２０では、酸化触媒が充填された酸化炉１２１を通過する際に、試料ガス中のＶＯＣが酸化されてＣＯ_２に変換され、その後、ハロゲンスクライバ１２２でハロゲンガスが除去され、電子クーラ１２３で水分が除去されて赤外線ガス分析計１４１の一方のガスセルに送られる。測定流路１２０側のガスセルでは、試料ガス中に元々含まれていたＣＯ_２とＶＯＣ由来のＣＯ_２とを合わせたＣＯ_２濃度の信号が検出されることになる。
一方、比較流路１３０では、導入された試料ガス１１２は電子クーラ１３３で水分が除去されて赤外線ガス分析計１４１の他方のガスセルに送られる。比較流路１３０側のガスセルでは、試料ガス１１２が酸化されることなくそのまま送られてくるので、試料ガス１１２中に元々含まれていたＣＯ_２濃度の信号が検出されることになる。
そして、測定流路１２０と比較流路１３０とのそれぞれの信号の強度差（差信号）を求めることにより、試料ガス１１２中に含まれるＶＯＣ量を炭素数に換算した量として測定する。
このようにして測定されたＶＯＣ量は、炭素数が１の揮発性有機化合物の容量に換算した容量比百万分率「ｐｐｍＣ」として表される。

また、ＶＯＣ計では、装置が正常に機能することを確認し、装置の性能・特性を確認するために、試料ガス１１２を導入して測定を行う前に、ゼロ点調整およびスパン調整のための校正が行われる。
校正作業は、ゼロ点調整については、有機化合物を含まないゼロ点校正用ガス１１４を導入してガス分析計の調整が行われ、スパン調整については濃度が既知の有機化合物（例えば空気をベースとするプロパンガス）を含んだスパン校正用ガス１１３を導入してガス分析計の調整が行われる。

ところで、工場等から排出されるＶＯＣには、塩素、有機シリコン、有機リン等の触媒毒が含まれている、これら触媒毒は、酸化炉１２１内の酸化触媒を劣化させ、ひいてはＶＯＣの酸化効率を低下させる影響を及ぼすことになる。
上述したような、校正用ガス１１３を導入して行われるスパン校正を行っている場合には、触媒の酸化効率の影響も含めた校正がなされるため、触媒が劣化しているか否かは判断できない。しかしながら、触媒の劣化が進むと、ＶＯＣの種類に応じて、酸化効率が変化することとなり、正確なＶＯＣ測定が困難になる。
触媒の酸化効率の劣化は、ガス分析部１４０の赤外線ガス分析計１４１に対して、ＣＯ_２標準ガス（ＣＯ_２濃度が既知のガス）を用いて赤外線ガス分析計１４１単独での校正を行った後に、ＶＯＣ濃度既知のスパン校正用ガス（例えばＶＯＣとしてプロパンガスを含有するガス）を、ガス導入部１１０から酸化炉１２１を介して流すことにより確認できるが、赤外線ガス分析計１４１単独での校正が必要となり、煩雑である。しかも、濃度既知のＣＯ_２標準ガスを別途に用意しておく必要がある。

そこで、本考案は赤外線ガス分析計（ガス分析部）単独での校正が必要なく、しかも、ＣＯ_２標準ガスを用意することなく、酸化触媒の劣化を判断することができる揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ計）を提供することを目的とする。
また、本考案は、スパン校正用ガスあるいは濃度が一定のＶＯＣガスがあれば、触媒の劣化判断をすることができる揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ計）を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本考案に係る揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ計）は、試料ガスや校正ガスを導入するガス導入部と、酸化触媒が充填された酸化炉を有し導入された試料ガス中の揮発性有機化合物を酸化してＣＯ_２を発生しつつ通過させる測定流路と、導入された試料ガスをそのまま通過させる比較流路と、測定流路から流出するガス中のＣＯ_２と比較流路から流出するガス中のＣＯ_２とを検出するガス分析部とを備えた揮発性有機化合物測定装置において、ガス導入部から有機化合物を含有する校正ガスまたは試料ガスが測定流路に送り込まれているときに測定流路を流れるガスを一時的に滞留させる滞留手段と、滞留手段により有機化合物含有ガスを一時的に測定流路に滞留させた直後に流出する滞留ガス中のＣＯ_２と有機化合物含有ガスが測定流路を連続的に流れるときの測定流路からの流出ガス中に含まれるＣＯ_２との濃度差に基づいて酸化触媒の劣化を判定する劣化判定部とを備えるようにしている。

この考案によれば、酸化触媒の酸化効率の劣化判定を行う場合に、ガス導入部から有機化合物含有ガスを測定流路に送り込む。この有機化合物含有ガスは、酸化炉で触媒酸化反応によってＣＯ_２に変換されるガスであればよく、例えば、スパン校正用ガスを用いることが好ましいが、これに限られず、濃度が一定のＶＯＣを含有するガスであればよい。
酸化触媒が劣化していない場合、測定流路内を連続的に流れている有機化合物含有ガスは効率よく酸化され、測定流路を流れるガス中の有機化合物全体が完全にＣＯ_２に変換される。
一方、酸化触媒が劣化している場合、測定流路に有機化合物含有ガスを滞留させることなく連続的に流すようにすると、酸化触媒は効率よく酸化することができないために、一部の有機化合物はＣＯ_２に変換されずに、そのまま測定流路から流出される。この場合にガス分析部で検出されるＣＯ_２濃度は低くなる。
測定流路に有機化合物含有ガスを導入した状態で、滞留手段により、一時的に測定流路内のガスを滞留させる。測定流路内に滞留させたガスは、測定流路を連続的に流れるガスに比べて酸化触媒と接する時間が長くなるため、たとえ酸化触媒が劣化している場合であっても、酸化反応が充分に進む。そのため、測定流路中に滞留する有機化合物全体がＣＯ_２に変換され、ＣＯ_２濃度の高いガスが測定流路１２１内に滞留することになる。
そこで、一時的に測定流路に滞留させた直後に測定流路から流出する滞留ガスに含まれるＣＯ_２ガス濃度と、測定流路を連続的に流れるガス濃度を比較することにより、両者の間にガス濃度差が現れれば、酸化触媒は劣化が進んでいると判断されることとなり、ガス濃度差が現れなければ、酸化触媒は劣化していないと判断されることになる。

本考案の揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ計）によれば、装置の校正作業のために本来装備しているスパン校正用ガスやその他の有機化合物を含有するガスを用いて、酸化触媒の劣化を判定することができ、劣化判定のためにＣＯ_２標準ガスを用意する必要がなくなる。
また、劣化判定に校正用ガスを用いる場合は、スパン校正時に同時に触媒劣化判定を行うことができる。また、劣化判定に一定濃度のＶＯＣを含む試料ガスを用いる場合は、試料ガス測定中であっても触媒劣化の判定を行うことができる。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記考案において、測定流路と比較流路とは、流路切換弁によりいずれか一方が選択的にガス分析部に接続されるように構成され、前記流路切換弁が測定流路を流れるガスを一時的に酸化炉に滞留させる滞留手段を兼ねるようにしてもよい。
これによれば、流路切換弁の切換操作により、測定流路を流れるガスと比較流路を流れるガスとが交互にガス分析部にて測定されるが、流路切換弁の操作によって比較流路を流れるガスをガス分析部に流出させている間は、測定流路を、この流路切換弁で閉止することができるので、流路切換弁を滞留手段として兼用させることができる。

上記考案において、測定流路と比較流路とは、それぞれ独立にガス分析部に接続され、測定流路には試料ガスの流れを一時的に停止して酸化炉に滞留させる開閉弁が滞留手段として設けられるようにしてもよい。
これによれば、測定流路と比較流路とのいずれか一方を流れたガスは、それぞれガス分析部で測定されるが、このうち測定流路については、開閉弁が設けてあり、これを閉止することにより酸化炉に試料ガスを一時的に滞留させることができ、滞留手段とすることができる。

上記考案において、測定流路と比較流路とは、それぞれ独立にガス分析部に接続されるとともにそれぞれの流路には試料ガスをガス分析部に送るポンプが設けられ、さらに測定流路側のポンプについて試料ガスの流れを一時的に停止して酸化炉に滞留させるポンプ制御部が滞留手段として設けられるようにしてもよい。これによればポンプ制御部により、測定流路に設けたポンプを一時停止することにより、試料ガスを一時的に酸化炉に滞留させることができ、滞留手段とすることができる。

以下、本考案にかかる揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ計）について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本考案は以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

（実施形態１）
図１は、本考案の第１の実施形態であるＶＯＣ計１の概略構成を示すブロック図である。
ＶＯＣ計１は、大きく分類すると、ガス導入部１０、測定流路２０、比較流路３０、流路切換部４０、共通流路５０、ガス分析部６０とから構成される。
ガス導入部１０は、分析対象の試料ガス１２の流路と、スパン校正用ガス１３（スパン校正のための有機化合物を含有する標準ガス）の流路と、ゼロ点校正用ガス１４（ゼロ点校正のための有機化合物を含まない標準ガス）の流路とが、三方電磁弁４１に接続されている。三方電磁弁４１の出口側は測定流路２０、比較流路３０の入口端に接続されている。また、試料ガス１２の流路には微粒子を除去するためのフィルタ１５が設けられている。なお、スパン校正用ガス用流路とゼロ点校正用ガス用流路との合流点にさらに三方電磁弁を増設し、スパン校正用ガスとゼロ点校正用ガスとを電磁弁により切り換えるようにしてもよい。

測定流路２０は、白金等の酸化触媒が充填され、ＶＯＣをＣＯ_２に変換する酸化炉２１、酸化炉２１から流出するガスに含まれる塩化水素、フッ化水素等のハロゲンガスを除去してＣＯ_２を通過させるためのハロゲンスクラバ２２が接続され、三方電磁弁４２に接続してある。

比較流路３０は、測定流路２０をバイパスするように、三方電磁弁４１の出口側と三方電磁弁４２との間を配管接続してあり、三方電磁弁４１から送り込まれるガスを、そのまま三方電磁弁４２に送り出すようにしてある。

流路切換部４０は、三方電磁弁４１、三方電磁弁４２と、流路選択部４３とからなる。流路選択部４３は、後述する信号処理部６２、劣化判定部６３とともに、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置等のハードウェアと、ハードウェアを制御するソフトウェアとからなるコンピュータにより構成される。
流路選択部４３は、三方電磁弁４２を駆動し、一定間隔（例えば１０秒間隔）で共通流路５０に接続する流路を、測定流路２０と比較流路３０との間で、交互に切り換える制御を行う。交互切換操作により比較流路３０が開成されている期間中は、酸化炉２１を含む測定流路２０内には一次的にガスが滞留することになるので、この三方電磁弁４２は、一時的にガスを滞留させる機能を有している。
また、流路選択部４３は、電磁弁４１を駆動することにより、試料ガス１２、スパン校正用ガス１３（あるいはゼロ点校正用ガス１４）のいずれかを供給する制御を行う。

共通流路５０は、三方電磁弁４２の出口側に接続され、測定流路２０または比較流路３０から三方電磁弁４２を経て流出するガスに含まれる水分を除去する電子クーラ５１、微粒子を除去するフィルタ５２、流路を流れるガスを送り出すポンプ５３、流出するガス流量を調節するニードル弁５４、流量を測定するフローメータ５５が接続され、一定流量でガスが流れるようにして、ガス分析部６０の赤外線ガス分析計６１に接続してある。また、電子クーラ５１には除去した水分を排出するためのポンプ５６が設けられた排出流路が形成されている。

ガス分析部６０は、リファレンス型の赤外線ガス分析計６１と、信号処理部６２と、劣化判定部６３とから構成される。リファレンス型の赤外線ガス分析計６１は、２つのガスセルを有し、その一方のガスセルはリファレンスガスが密封されたリファレンスセルとしてあり、他方のガスセルはフローメータ５５からのガスが流される測定セルとしてある。この赤外線ガス分析計６１は、リファレンスセルに含まれるＣＯ_２濃度に対する測定セルのＣＯ_２濃度の差信号が検出される。但し、本実施形態のＶＯＣ計１では、測定流路２０を流れて測定セルに送られるガスと比較流路３０を流れて測定セルに送られるガス濃度の差信号（ＶＯＣ測定時）、あるいは測定流路２０を流れて測定セルに送られてくるガス濃度の信号の時間変化（劣化判定時）を求めるのが目的である。
信号処理部６２および劣化判定部６３は、上述したようにコンピュータで構成され、赤外線ガス分析計６１からの信号を処理する。具体的には、信号処理部６２が流路選択部４３による三方電磁弁４２の一定間隔（例えば１０秒間隔）での切換操作のタイミング信号とともに、赤外線分析計６１からの信号を継続的に採取し、検出信号を蓄積する。
劣化判定部６３は、信号処理部６２により蓄積された三方電磁弁４２の切換タイミング信号と、赤外線ガス分析計６１からのガス濃度信号の経時変化データに基づいて、酸化触媒の劣化の判定を行う。

次に、ＶＯＣ計１の動作について説明する。ここでは、スパン校正時に触媒劣化の判定を行う場合を説明する。
ゼロ点調整のために、三方電磁弁４１に接続する校正用ガスを、有機化合物やＣＯ_２を含まないゼロ点校正用ガス１４（例えば高純度空気）にし、三方電磁弁４１を開成して測定流路２０にガスを導入し、そのときの赤外線ガス分析計６１の出力信号を採取して、ゼロ点を定める。

続いて、スパン校正のために、校正用ガスを、ゼロ点校正用ガス１４から既知濃度のプロパンガスを含んだ大気ベースのスパン校正用ガス１３に変更する。このガスによる赤外線ガス分析計６１の出力信号を採取することによりスパン校正が行われる。
スパン校正を行う際に、流路選択部４３による三方電磁弁４２の切換操作を行い、測定流路２０と比較流路３０とが交互に１０秒間隔で切り換わるようにし、赤外線ガス分析計６１によるＣＯ_２濃度の出力データを信号処理部６２により採取する。このときの経時変化のデータを蓄積する。

経時変化データのうちで、比較流路３０を測定する期間中は、測定流路２０の酸化炉２１にはガスが１０秒間滞留することになる。そのため、酸化炉２１の触媒が劣化しているか否かに関わらず、酸化炉２１内のプロパンガスは滞留中に完全に酸化され、ＣＯ_２に変換される。その後、測定流路２０に切り換わった直後に、最初に赤外線ガス分析計６１に流れるガスは、酸化炉２１に滞留していたガスであることから、少なくとも一時的（流路体積や流量に依存することになるが通常は２〜３秒）に、ＣＯ_２濃度が高いガスが検出されることになる。
その後は、劣化触媒であるか否かによって、経時変化データの測定結果が異なる。すなわち、劣化触媒の場合は、酸化炉２１を通過するプロパンガスの一部が、ＣＯ_２に変換されずに流出するので、ＣＯ_２濃度の低いガスが検出されることになる。一方、劣化していない触媒の場合は、酸化炉２１内での滞留時間がなくてもプロパンガスを効率よく酸化することができるので、完全にＣＯ_２に変換され、ＣＯ_２濃度の高いガスが引き続き検出されることになる。
その結果、信号処理部６２が経時変化データを採取すると、劣化触媒である場合には、切換時に一時的なピークが発生し、劣化していない触媒である場合には切換時にピークが発生しないことになる。

図２は、劣化していない触媒による経時変化データ（図２（ａ））と、劣化触媒による経時変化データ（図２（ｂ））との比較例を示す図である。これらはプロパン標準ガス（大気ベース、Ｃ_３Ｈ_８約５００ｐｐｍＣ）を１Ｌ／ｍｉｎの流量で流し続け、赤外線ガス分析計による出力をプロットしたものである。酸化炉２１には白金触媒が１５ｇ充填されている。図中、測定流路開成時はＭ、比較流路開成時はＲで示してある。

２つのデータの波形を比較すれば明らかなように、劣化していない触媒の場合は、比較流路を開成した状態Ｒから測定流路を開成した状態Ｍに切り換えたときにピークが生じていない。一方、劣化触媒の場合は、比較流路を開成した状態Ｒから測定流路を開成した状態Ｍに切り換えた直後に、ピークが生じている。

したがって、劣化判定部６３が、信号処理部６２により採取された経時変化データの波形パターンから、ピークの有無を判定することにより、触媒の酸化効率、すなわち劣化の度合いを判断することができる。例えば、図３の模式図に示すように、最大ピーク時のスパン幅（ｂ）と安定時のスパン幅（ａ）との比の値を、予め記憶してある閾値（例えばａ／ｂ＞１．１）と比較することにより劣化の有無を判定することができる。

上記説明では、三方電磁弁４２を切り換える時間間隔（換言すれば測定流路内のガスの滞留時間）を１０秒としたが、この時間間隔、あるいは流路を流れるガス流量を変化させることにより、劣化判定を調整するようにしてもよい。例えば、三方電磁弁４２の切り換える時間間隔を１０秒より短くすることにより、劣化判定をより厳しい条件にすることになる。

（実施形態２）
図４は、本考案の他の一実施形態であるＶＯＣ計２の概略構成を示すブロック図である。実施形態１で説明したＶＯＣ計１と同じものについては、同符号を付すことにより説明の一部を省略する。
ＶＯＣ計２は、図６（従来例）で説明した比較流通型ガスセルの赤外線ガス分析計を用いたものであり、ガス導入部１０ａ、測定流路２０ａ、比較流路３０ａ、ガス分析部６０ａにより構成される。
ガス導入部１０ａは、基本的に図１のガス導入部１０と同じ構成である。ガス導入部１０ａの三方電磁弁４１は、流路選択部１６の制御により駆動される。この流路選択部１６は、図１における流路選択部４３が行う制御動作の一部（三方電磁弁４１の制御）を実行するものでありコンピュータにより構成される。

測定流路２０ａは、酸化炉２１、ハロゲンスクラバ２２が接続してあり、ハロゲンスクラバ２２の後に開閉弁２４を接続し、さらに図１と同様の電子クーラ５１ａ、フィルタ５２ａ、ポンプ５３ａ、ニードル弁５４ａ、フローメータ５５ａ、ポンプ５６ａを接続してある。
開閉弁２４は、開閉制御部２５により駆動される。開閉制御部２５は、図１の流路切換部４０と同様に、コンピュータにより構成される。

比較流路３０ａは、図１と同様の電子クーラ５１ｂ、フィルタ５２ｂ、ポンプ５３ｂ、ニードル弁５４ｂ、フローメータ５５ｂ、ポンプ５６ｂを接続してある。

ガス分析部６０ａは、比較流通型ガスセルの赤外線ガス分析計６４、信号処理部６２、劣化比較部６３から構成される。比較流通型ガスセルの一方には、測定流路２０ａの出口端を接続し、他方には比較流路３０ａの出口端を接続してある。

次に、ＶＯＣ計２の動作について説明する。ここでも、スパン校正時に触媒劣化の判定を行う場合を説明する。
ゼロ点調整のために、三方電磁弁４１に接続する校正用ガスを、ゼロ点校正用ガス１４にし、三方電磁弁４１を開成し、開閉制御部２５により開閉弁２４を開成して、測定流路２０ａ、比較流路３０ａにガスを導入し、そのときの赤外線ガス分析計６４の出力信号を採取して、ゼロ点を定める。

続いて、校正用ガスをスパン校正用ガス１３に変更する。このガスによる赤外線ガス分析計６４の出力信号を採取することによりスパン校正が行われる。
スパン校正を行う際に、開閉制御部２５により開閉弁２４を開閉操作し、赤外線ガス分析計６４によるＣＯ_２濃度の出力データを信号処理部６２により採取する。このときの経時変化のデータを蓄積する。なお、開閉弁２４の閉止動作と連動してポンプ５３ａ、５６ａを停止する方が好ましい。これは、開閉弁２４以降の配管内が減圧状態になるのを防止することにより、圧力変化が生じないようにすることができるからである。この場合は、開閉制御部２５がポンプ５３ａ、５６ａの駆動停止の制御も同時に行う。

蓄積した経時変化データにおいて、開閉弁２４の閉止期間中は、測定流路２０ａの酸化炉２１にはガスが滞留することになる。そのため、酸化炉２１の触媒が劣化しているか否かに関わらず、酸化炉２１内のプロパンガスは滞留中に完全に酸化され、ＣＯ_２に変換される。その後、開閉弁２４が開成した直後に、最初に赤外線ガス分析計６４に流れるガスは、酸化炉２１に滞留していたガスであることから、少なくとも一時的に、ＣＯ_２濃度が高いガスが検出されることになる。

その後は、図１で説明した内容と同様の変化が発生し、劣化触媒であるか否かによって、経時変化データの測定結果が異なり、劣化触媒である場合には、開閉弁２４を閉止しその後再び開いた直後に一時的なピークが発生し、劣化していない触媒である場合には開閉切換時にピークが発生しないようになる。このピークの発生の有無を劣化判定部６３により判定することにより、触媒の劣化を判断することができる。

(実施形態３)
図５は本考案の他の一実施形態であるＶＯＣ計３の構成を示す概略ブロック図である。図５において図４を同じものは同符号を付すことにより説明を省略する。ＶＯＣ計３では図４で示したＶＯＣ計２の開閉弁２４を設けておらず、代わりにコンピュータによって構成されるポンプ制御部５７ａを設けている。このポンプ制御部５７ａは、スパン校正を行っている途中で一時的に一定期間（例えば１０秒）停止する制御を行う。
そして、ポンプ制御部５７によりポンプ５３ａ、５６ａが一時停止することにより、測定流路２０ａの酸化炉２１内にガスを滞留させることができるので図４のＶＯＣ計２と同様の方法で触媒の劣化を判断することができる。

上記３つの実施形態についての説明では、いずれもスパン校正用ガスを用いて劣化判定を行うこととしたが、これに限られず、一定濃度のＶＯＣを含有する試料ガス１２を用いて、試料測定中に劣化判定を行うようにしてもよい。この場合も、三方電磁弁４１を切り換えるだけで実質的に同様の動作を行うことにより、劣化判定を行うことができる。

また、上記実施形態では、ＣＯ_２を検出するために赤外線ガス分析計を用いたが、ＣＯ_２を検出できるものであれば、原理上、赤外線ガス分析計以外の分析計を用いた場合でも、本考案を適用することができる。

本考案は、揮発性有機化合物測定装置（ＶＯＣ計）に利用することができる。

本考案に係る揮発性有機化合物測定装置の第１の実施例を示す概略的な構成図。劣化触媒または非劣化触媒を用いた場合のガス分析部からの出力データを示す図。ガス分析部から出力される出力データの模式図。本考案に係る揮発性有機化合物測定装置の第２の実施例を示す概略的な構成図。本考案に係る揮発性有機化合物測定装置の第３の実施例を示す概略的な構成図。従来の揮発性有機化好物測定装置の概略構成図。

符号の説明

１０ガス導入部
１２試料ガス
１３スパン校正用ガス
１４ゼロ点構成用ガス
２０、２０ａ測定流路
２１酸化炉
２４開閉弁（滞留手段）
２５開閉制御部（滞留手段）
３０、３０ａ比較流路
４０流路切換部
４２三方電磁弁（滞留手段）
４３流路選択部（滞留手段）
５３ａポンプ
５７ａポンプ制御部（滞留手段）
６０ガス分析部
６１赤外線ガス分析計（リファレンス型）
６２信号処理部
６３劣化判定部
６４赤外線ガス分析計（比較流通型）

Claims

試料ガスや校正ガスを導入するガス導入部と、酸化触媒が充填された酸化炉を有し導入された試料ガス中の揮発性有機化合物を酸化してＣＯ_２を発生しつつ通過させる測定流路と、導入された試料ガスをそのまま通過させる比較流路と、測定流路から流出するガス中のＣＯ_２と比較流路から流出するガス中のＣＯ_２とを検出するガス分析部とを備えた揮発性有機化合物測定装置において、
ガス導入部から有機化合物を含有する校正ガスまたは試料ガスが測定流路に送り込まれているときに測定流路を流れるガスを一時的に滞留させる滞留手段と、
滞留手段により有機化合物含有ガスを一時的に測定流路に滞留させた直後に流出する滞留ガス中のＣＯ_２と有機化合物含有ガスが測定流路を連続的に流れるときの測定流路からの流出ガス中に含まれるＣＯ_２との濃度差に基づいて酸化触媒の劣化を判定する劣化判定部とを備えたことを特徴とする揮発性有機化合物測定装置。
測定流路と比較流路とは、流路切換弁によりいずれか一方が選択的にガス分析部に接続されるように構成され、前記流路切換弁が測定流路を流れるガスを一時的に酸化炉に滞留させる滞留手段を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物測定装置。
測定流路と比較流路とは、それぞれ独立にガス分析部に接続され、測定流路には試料ガスの流れを一時的に停止して酸化炉に滞留させる開閉弁が滞留手段として設けられることを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物測定装置。
測定流路と比較流路とは、それぞれ独立にガス分析部に接続されるとともにそれぞれの流路には試料ガスをガス分析部に送るポンプが設けられ、さらに測定流路側のポンプについて試料ガスの流れを一時的に停止して酸化炉に滞留させるポンプ制御部が滞留手段として設けられることを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物測定装置。