JP4543186B1 - Nitrogen dioxide photolysis converter and nitrogen oxide concentration measuring apparatus equipped with nitrogen dioxide photolysis converter - Google Patents

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Abstract

【課題】二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する変換効率が高く安定しており、かつ他の窒素化合物の分解による干渉が少ない二酸化窒素光分解コンバータおよび二酸化窒素光分解コンバータを備えた化学発光法窒素酸化物濃度測定装置を提供する。
【解決手段】測定する試料ガスを導入する二酸化窒素コンバータ本体と、前記二酸化窒素コンバータ本体に設けられた紫外光源からなり、前記紫外光源から紫外光を照射し、前記試料ガス中に含まれる二酸化窒素を光分解して一酸化窒素に変換して、前記試料ガス中の二酸化窒素濃度を測定する二酸化窒素測定装置で用いられる二酸化窒素光分解コンバータであって、前記紫外光源は、複数の間欠点灯する紫外発光ダイオードから構成され、前記複数の紫外発光ダイオードのそれぞれのピーク波長は355nmから410nmであることを特徴とする。
【選択図】図2
Nitrogen dioxide photolysis converter and nitrogen dioxide photolysis converter having high conversion efficiency for converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitric oxide (NO) and being stable and less interference due to decomposition of other nitrogen compounds A chemiluminescence nitrogen oxide concentration measuring apparatus is provided.
A nitrogen dioxide converter main body for introducing a sample gas to be measured and an ultraviolet light source provided in the nitrogen dioxide converter main body, irradiated with ultraviolet light from the ultraviolet light source, and nitrogen dioxide contained in the sample gas Is a nitrogen dioxide photolysis converter used in a nitrogen dioxide measuring device that measures nitrogen dioxide concentration in the sample gas by photodegrading and converting to nitric oxide, wherein the ultraviolet light source is intermittently lit a plurality of times An ultraviolet light emitting diode is used, and each of the plurality of ultraviolet light emitting diodes has a peak wavelength of 355 nm to 410 nm.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、二酸化窒素光分解コンバータおよび二酸化窒素光分解コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置に関し、特に大気汚染監視、大気環境測定のため大気中の窒素酸化物(NO)の濃度および自動車の排気ガス中等のNO濃度、特にNOの主成分である二酸化窒素(NO)を化学発光強度で検出する化学発光法によって測定するに適した二酸化窒素光分解コンバータおよび二酸化窒素光分解コンバータを備えた二酸化窒素(NO)濃度等の窒素酸化物濃度測定装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nitrogen dioxide photolysis converter and a nitrogen oxide concentration measuring apparatus equipped with a nitrogen dioxide photolysis converter, and more particularly, to monitor atmospheric pollution, measure atmospheric environment, and measure nitrogen oxide (NO x ) concentration in the atmosphere and automobiles. exhaust gas concentration of NO x secondary, especially nitrogen dioxide photolysis converter and nitrogen photolytic converter dioxide which is suitable for measuring the chemiluminescence method to detect which is the main component nitrogen dioxide of the NO x to (NO 2) in the chemiluminescence intensity of relates nitrogen dioxide (NO 2) the nitrogen oxide concentration measurement device, such as a concentration with a.

大気中の窒素酸化物(NO)は直接人体に有害であるばかりでなく、大気中の光化学反応により対流圏でオゾン(O)を生成する。対流圏のオゾンは、光化学スモッグの主成分として人体や植物に悪影響を及ぼすだけでなく、強力な温室効果気体として気候変動に影響をもたらすと考えられている。また、NOは酸性雨原因物質である硝酸(HNO)の原料となっている。近年この対流圏オゾンの増加傾向が示されており、降水中の硝酸増加も懸念されている。NO(一酸化窒素(NO)と二酸化窒素(NO))がこのオゾンや硝酸の生成に決定的な役割を果たしているため、大気環境保全上その測定は重要である。 Nitrogen oxides (NO x ) in the atmosphere are not only harmful to the human body, but also generate ozone (O 3 ) in the troposphere by photochemical reactions in the atmosphere. Tropospheric ozone is not only badly affected by humans and plants as a major component of photochemical smog, but is also considered to affect climate change as a powerful greenhouse gas. NO x is a raw material for nitric acid (HNO 3 ), which is an acid rain-causing substance. In recent years, an increasing trend of tropospheric ozone has been shown, and there is concern about an increase in nitric acid in precipitation. Since NO x (nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 )) plays a decisive role in the production of ozone and nitric acid, its measurement is important for air environment conservation.

窒素酸化物(NO)は、主に自動車や工場などの排気中の一酸化窒素(NO)の形で大気中に放出されるが、大気中での化学反応で二酸化窒素(NO)に変換され、通常NOがNOの主成分である。しかし、NOとNOは日中の光化学反応において、数分程度の時定数ですばやく相互に変換しており、NOの測定ではその両方を同時に測定することが重要である。 Nitrogen oxide (NO x ) is released into the atmosphere mainly in the form of nitric oxide (NO) in the exhaust of automobiles and factories, etc., but it is converted into nitrogen dioxide (NO 2 ) by chemical reaction in the atmosphere. it is converted, which is the main component usually NO 2 is NO x. However, the photochemical reaction in the NO and NO 2 is the day, is converted to quickly cross with a time constant of several minutes, the measurement of the NO x it is important to measure both simultaneously.

大気汚染監視、大気環境測定のため大気中の窒素酸化物(NO)の濃度および自動車の排気ガス中等の窒素酸化物(NO)濃度を測定する方法として化学発光法が広く用いられている。この化学発光法は、大気または排気ガス等から採取した試料ガスとオゾン(O)を窒素酸化物濃度測定装置の測定部である反応槽の内部で接触させ、試料ガス中の一酸化窒素(NO)とOとが化学反応を起こす際に発生する化学発光の強度を光電検出器(光センサ)で検出することにより、試料ガス中のNOの濃度を測定する方法である。 Air pollution monitoring, and nitrogen oxides in the atmosphere (NO x) concentration and automotive nitrogen oxides in the exhaust gas secondary of (NO x) chemiluminescence method as a method for measuring the concentration are widely used for air quality measurement . In this chemiluminescence method, a sample gas collected from the atmosphere or exhaust gas and ozone (O 3 ) are brought into contact with each other inside a reaction tank which is a measuring unit of a nitrogen oxide concentration measuring device, and nitrogen monoxide ( This is a method for measuring the concentration of NO in a sample gas by detecting the intensity of chemiluminescence generated when a chemical reaction occurs between NO) and O 3 with a photoelectric detector (photosensor).

環境大気中および自動車の排気ガス中等に含まれる窒素酸化物(NO)は、一酸化窒素(NO)と二酸化窒素(NO)で構成されるが、NOとオゾン(O)の間では化学発光反応がないので、NOは直接化学発光法では測定できない。そこで化学発光法による窒素酸化物濃度測定装置では、NOの濃度を測定できるように、大気または排気ガス等から採取した試料ガスを測定部の反応槽の内に導入する試料ガス導入流路を分岐させ、その一方は二酸化窒素コンバータを通過するようにしている。そして、試料ガスが二酸化窒素コンバータを通過する間に、試料ガス中のNOをNOに還元変換することで、NOも化学発光法で測定している。 Nitrogen oxides (NO x ) contained in the ambient air and automobile exhaust gas are composed of nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ), but between NO 2 and ozone (O 3 ). in since there is no chemiluminescent reaction, nO 2 can not be measured by direct chemiluminescence. Therefore, a chemiluminescent nitrogen oxide concentration measuring device is provided with a sample gas introduction channel for introducing a sample gas collected from the atmosphere or exhaust gas into the reaction tank of the measurement unit so that the concentration of NO 2 can be measured. A branch is made, one of which passes through the nitrogen dioxide converter. And NO 2 is also measured by the chemiluminescence method by reducing and converting NO 2 in the sample gas into NO while the sample gas passes through the nitrogen dioxide converter.

上記の窒素酸化物濃度測定装置では、二酸化窒素コンバータを通過する流路と通過しない流路を交互に切り替えて測定を行なう。二酸化窒素コンバータを通過したときに得られた測定値は、二酸化窒素(NO)と一酸化窒素(NO)を合わせた窒素酸化物(NO)の濃度であり、二酸化窒素コンバータを通過しないときにはNOの濃度が得られる。NOの濃度からNOの濃度を差し引くことで、NOの濃度を求める。このように、化学発光法による窒素酸化物濃度測定装置では、NOの濃度を測定するためにNOをNOに変換する二酸化窒素コンバータを用いている。(特許文献1) In the above-described nitrogen oxide concentration measuring apparatus, measurement is performed by alternately switching the flow path that passes through the nitrogen dioxide converter and the flow path that does not pass through. The measured value obtained when passing through the nitrogen dioxide converter is the concentration of nitrogen oxide (NO x ), which is a combination of nitrogen dioxide (NO 2 ) and nitrogen monoxide (NO), and when not passing through the nitrogen dioxide converter. A concentration of NO is obtained. The concentration of NO 2 is obtained by subtracting the concentration of NO from the concentration of NO x . Thus, a nitrogen oxide concentration measurement device according to chemiluminescence method, using nitrogen dioxide converter for converting NO 2 to NO in order to measure the concentration of NO 2. (Patent Document 1)

従来の化学発光法による窒素酸化物濃度測定装置のほとんどでは、二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する二酸化窒素コンバータとして、モリブデン(Mo)触媒あるいはカーボンを使用している。この二酸化窒素コンバータでは、加熱させたMo触媒あるいはカーボン表面の化学反応によってNOをNOに変換している。 Most conventional nitrogen oxide concentration measuring devices using chemiluminescence methods use a molybdenum (Mo) catalyst or carbon as a nitrogen dioxide converter for converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitrogen monoxide (NO). In this nitrogen dioxide converter, NO 2 is converted to NO by a heated Mo catalyst or a chemical reaction on the carbon surface.

上述のモリブデン(Mo)触媒等を内蔵した二酸化窒素コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置では、二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する変換効率は95%以上と高い。しかしこの窒素酸化物濃度測定装置では、Mo触媒等によって、大気中の他の窒素化合物、例えば三酸化窒素(NO)および五酸化二窒素(N)、亜硝酸(HONO)、硝酸(HNO)、有機硝酸等もNOに変換するため、窒素酸化物(NO)および二酸化窒素(NO)濃度の測定値が過大となる誤差(干渉)が生じるため、正確なNOおよびNO濃度の測定が困難であった。 In the nitrogen oxide concentration measuring apparatus provided with the nitrogen dioxide converter incorporating the above-described molybdenum (Mo) catalyst or the like, the conversion efficiency for converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitrogen monoxide (NO) is as high as 95% or more. However, in this nitrogen oxide concentration measuring device, other nitrogen compounds in the atmosphere, such as nitrogen trioxide (NO 3 ) and dinitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrous acid (HONO), nitric acid, etc. are obtained by using a Mo catalyst or the like. Since (HNO 3 ), organic nitric acid, and the like are also converted to NO, an error (interference) in which the measured values of nitrogen oxide (NO x ) and nitrogen dioxide (NO 2 ) concentrations become excessive occurs, so that accurate NO x and Measurement of NO 2 concentration was difficult.

一方、化学発光法による窒素酸化物濃度測定装置に使用する二酸化窒素コンバータとして、紫外線(UV)で二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する二酸化窒素光分解コンバータが近年開発されている。この二酸化窒素光分解コンバータでは、大気または排気ガス等から採取した試料ガスが導入されるガラス製であるセルの一方の側面にUV光源を取り付け、試料ガスにUVを照射することでその中のNOをNOに光分解している。
NO2+hν→NO+O (式1)
On the other hand, a nitrogen dioxide photolysis converter that converts nitrogen dioxide (NO 2 ) into nitrogen monoxide (NO) with ultraviolet rays (UV) has recently been developed as a nitrogen dioxide converter used in a chemiluminescent nitrogen oxide concentration measuring apparatus. ing. In this nitrogen dioxide photolysis converter, a UV light source is attached to one side surface of a cell made of glass into which a sample gas collected from the atmosphere or exhaust gas is introduced, and the sample gas is irradiated with UV, so that NO therein 2 is photodegraded to NO.
NO 2 + hν → NO + O (Formula 1)

この二酸化窒素光分解コンバータで多くの場合光源として使用される紫外線(UV)ランプは波長選択性を有しておらず、光出力の大部分が、二酸化窒素(NO)の光分解に適した波長以外のUVや可視光である。そのため効率が悪く、光出力の大きいUVランプを使用する必要があるが、それでもNOの光分解に適した波長のUV強度は不十分で、NOを一酸化窒素(NO)に変換する変換効率を高くすることは困難であった。 Ultraviolet (UV) lamps, which are often used as light sources in this nitrogen dioxide photolysis converter, do not have wavelength selectivity, and most of the light output is suitable for photolysis of nitrogen dioxide (NO 2 ). UV or visible light other than the wavelength. Therefore, it is necessary to use a UV lamp with low efficiency and high light output. However, the UV intensity at a wavelength suitable for photodecomposition of NO 2 is still insufficient, and conversion that converts NO 2 into nitric oxide (NO). It has been difficult to increase efficiency.

この紫外線(UV)ランプを光源として使用する二酸化窒素光分解コンバータでは、UVランプの発熱により二酸化窒素光分解コンバータ内部の温度が上昇する。二酸化窒素光分解コンバータ内部の温度が40℃以上に上昇すると、試料ガス中に含まれる有機硝酸等の他の窒素化合物も二酸化窒素(NO)に熱分解されるため、窒素酸化物(NO)および二酸化窒素(NO)濃度の測定値が過大となる誤差(干渉)が生じてしまう。温度上昇を低く抑えるためには強力な冷却が必要であるので、このようなUVランプを使用した二酸化窒素光分解コンバータは実用的でなく、研究以外では使用されていなかった。 In a nitrogen dioxide photolysis converter that uses this ultraviolet (UV) lamp as a light source, the temperature inside the nitrogen dioxide photolysis converter rises due to the heat generated by the UV lamp. When the temperature inside the nitrogen dioxide photolysis converter rises to 40 ° C. or higher, other nitrogen compounds such as organic nitric acid contained in the sample gas are also thermally decomposed into nitrogen dioxide (NO 2 ), so that nitrogen oxides (NO x ) And nitrogen dioxide (NO 2 ) concentration measurement values become excessively large (interference). Since powerful cooling is required to keep the temperature rise low, a nitrogen dioxide photolytic converter using such a UV lamp is not practical and has not been used outside research.

また、この紫外線(UV)ランプを使用する二酸化窒素光分解コンバータでは、UVランプが波長選択性を有していないため、UVランプからの光を直接試料ガスに照射すると、試料ガス中の三酸化窒素(NO)、五酸化二窒素(N)、亜硝酸(HONO)および硝酸(HNO)といった他の窒素化合物が光分解し一酸化窒素(NO)に変換され干渉が生じる。それを防ぐため、UVランプと試料ガスが導入されるガラスセルの間に、必要な波長の光以外を通さない光学フィルターを設ける必要がある。しかしながら、光学フィルターによるUV減衰のため二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する変換効率が低下してしまう。また光学フィルターに強いUV光が直接照射されるため、その劣化が早く長期間性能を保つことができない。これらのことからも、UVランプを使用した二酸化窒素光分解コンバータは実用的でなかった。 Further, in the nitrogen dioxide photolysis converter using this ultraviolet (UV) lamp, since the UV lamp does not have wavelength selectivity, when the sample gas is directly irradiated with the light from the UV lamp, the trioxide in the sample gas. Other nitrogen compounds such as nitrogen (NO 3 ), dinitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), nitrous acid (HONO), and nitric acid (HNO 3 ) are photolyzed and converted into nitric oxide (NO), causing interference. In order to prevent this, it is necessary to provide an optical filter that does not pass light of a necessary wavelength between the UV lamp and the glass cell into which the sample gas is introduced. However, the conversion efficiency for converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitric oxide (NO) is reduced due to UV attenuation by the optical filter. In addition, since strong UV light is directly applied to the optical filter, its deterioration is fast and long-term performance cannot be maintained. From these facts, a nitrogen dioxide photolytic converter using a UV lamp has not been practical.

近年では、紫外(UV)発光ダイオードを光源とした二酸化窒素光分解コンバータが開発されているが、以下の理由から、UV発光ダイオードを光源として使用した二酸化窒素光分解コンバータは実用的ではない。
(1)通常のUV発光ダイオードは光出力が小さいため、多数のUV発光ダイオードを集積して光源として使用したとしても、十分なUV強度を得ることが困難である。
(2)UV発光ダイオードの発光波長域には他の窒素化合物をも光分解する波長域が含まれているため光学フィルターを設ける必要があり、その光学フィルターによるUV減衰のために、二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する変換効率は低い。
(3)多数のUV発光ダイオードを集積し点灯することで、UV発光ダイオード素子の温度が上昇しその劣化が早く、また光学フィルターに強いUV光が直接照射されるためその劣化も早い。
In recent years, a nitrogen dioxide photolytic converter using an ultraviolet (UV) light emitting diode as a light source has been developed. However, a nitrogen dioxide photolytic converter using a UV light emitting diode as a light source is not practical for the following reasons.
(1) Since a normal UV light emitting diode has a small light output, it is difficult to obtain sufficient UV intensity even if a large number of UV light emitting diodes are integrated and used as a light source.
(2) Since the emission wavelength range of the UV light emitting diode includes a wavelength range that photodecomposes other nitrogen compounds, it is necessary to provide an optical filter. For UV attenuation by the optical filter, nitrogen dioxide ( The conversion efficiency for converting NO 2 ) to nitric oxide (NO) is low.
(3) By integrating and lighting a large number of UV light-emitting diodes, the temperature of the UV light-emitting diode elements rises and deteriorates quickly, and the optical filter is directly irradiated with strong UV light, so the deterioration is also quick.

特開2002−148193号公報JP 2002-148193 A

本発明の課題は、化学発光法による窒素酸化物濃度測定において、他の窒素化合物の一酸化窒素(NO)や二酸化窒素(NO)への変換による干渉が僅少とすることができる、温度上昇が小さく波長選択性が高い光源を用いた二酸化窒素光分解コンバータを開発して提供し、この二酸化窒素光分解コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to increase the temperature by which the interference due to the conversion of other nitrogen compounds into nitric oxide (NO) or nitrogen dioxide (NO 2 ) can be minimized in the measurement of nitrogen oxide concentration by the chemiluminescence method. The present invention is to develop and provide a nitrogen dioxide photolysis converter using a light source having a small wavelength and high wavelength selectivity, and to provide a nitrogen oxide concentration measuring apparatus equipped with this nitrogen dioxide photolysis converter.

本発明の課題は、化学発光法による窒素酸化物濃度測定において、二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する変換効率の高い、二酸化窒素光分解コンバータを開発して提供し、この二酸化窒素光分解コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置を提供することにある。 The object of the present invention is to develop and provide a nitrogen dioxide photolysis converter having high conversion efficiency for converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitrogen monoxide (NO) in the measurement of nitrogen oxide concentration by chemiluminescence. An object of the present invention is to provide a nitrogen oxide concentration measuring device provided with this nitrogen dioxide photolysis converter.

本発明の課題は、化学発光法による窒素酸化物濃度測定において、二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する高い変換効率などの性能を長期的に安定に保つ、長寿命の二酸化窒素光分解コンバータを開発して提供し、二酸化窒素光分解コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置を提供することにある。 The object of the present invention is to maintain long-term performance such as high conversion efficiency for converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitric oxide (NO) in the measurement of nitrogen oxide concentration by chemiluminescence. The object is to develop and provide a nitrogen dioxide photolytic converter and to provide a nitrogen oxide concentration measuring apparatus equipped with the nitrogen dioxide photolytic converter.

上記目的を達成するため、本発明は、測定する試料ガスを導入する二酸化窒素コンバータ本体と、前記二酸化窒素コンバータ本体に設けられた紫外光源からなり、前記紫外光源から紫外光を照射し、前記試料ガス中に含まれる二酸化窒素を光分解して一酸化窒素に変換して、前記試料ガス中の二酸化窒素濃度を測定する二酸化窒素測定装置で用いられる二酸化窒素光分解コンバータであって、前記紫外光源は、複数の紫外発光ダイオードから構成され、前記複数の紫外発光ダイオードのそれぞれは、ピーク波長が355nmから410nmで、発光する光のエネルギーの80%以上が波長355nmから420nmの範囲内となる波長選択性を有し、紫外線発光強度が50mW以上であり、かつ前記複数の紫外発光ダイオードは、前記二酸化窒素コンバータ本体の一方の側面及びそれと反対側の側面にそれぞれ第一及び第二の光源部として対向して設けられると共に、前記第一及び第二の光源部を構成する複数の発光ダイオードは、前記の第一及び第二の光源部からの異なる二方向から互い違いに紫外線が一様に照射されるように、若しくは、前記の第一及び第二の光源部のそれぞれの側で交互に点灯・消灯するように、それぞれ複数の群に分けられ、それぞれの群ごとに間欠的に点灯することを特徴とする二酸化窒素光分解コンバータを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a nitrogen dioxide converter main body for introducing a sample gas to be measured, and an ultraviolet light source provided in the nitrogen dioxide converter main body, and the sample is irradiated with ultraviolet light from the ultraviolet light source. A nitrogen dioxide photolysis converter for use in a nitrogen dioxide measuring apparatus for measuring nitrogen dioxide concentration in the sample gas by photolyzing nitrogen dioxide contained in the gas and converting it into nitrogen monoxide, wherein the ultraviolet light source Is composed of a plurality of ultraviolet light-emitting diodes, and each of the plurality of ultraviolet light-emitting diodes has a peak wavelength of 355 nm to 410 nm and a wavelength at which 80% or more of the energy of the emitted light is in the wavelength range of 355 nm to 420 nm. The ultraviolet light emission intensity is 50 mW or more, and the plurality of ultraviolet light emitting diodes are A plurality of light emitting diodes constituting the first and second light source portions are provided as first and second light source portions on one side surface of the nitrogen converter body and on the opposite side surface thereof, respectively. The first and second light source sections are alternately irradiated with UV light alternately from two different directions, or alternately turned on / off on each side of the first and second light source sections. Thus, a nitrogen dioxide photolysis converter is provided , which is divided into a plurality of groups and lights up intermittently for each group .

また、本発明は、前記第一及び第二の光源部を構成する複数の発光ダイオードは、前記の第一及び第二の光源部からの異なる二方向から互い違いに紫外線が一様に照射されるように、それぞれ複数の群に分けられ、それぞれの群ごとに間欠的に点灯することを特徴とする二酸化窒素光分解コンバータを提供する。 Further, the present invention includes a plurality of light emitting diodes constituting the first and second light source unit, alternately UV from two different directions from the first and second light source section of the is uniformly irradiated Thus, a nitrogen dioxide photolysis converter is provided , which is divided into a plurality of groups and lights up intermittently for each group .

また、本発明は、前記複数の紫外発光ダイオードは、前記対向する紫外発光ダイオードの群のいずれかの群が常に点灯していることを特徴とする二酸化窒素光分解コンバータを提供する。 The present invention also provides a nitrogen dioxide photolytic converter, wherein the plurality of ultraviolet light-emitting diodes are always lit by any one of the opposing ultraviolet light-emitting diodes .

また、本発明は、試料ガス導入口と試料ガス導出口を有する円筒状ガラスセルの外周に反射部を設けることを特徴とする二酸化窒素光分解コンバータを提供する。 The present invention also provides a nitrogen dioxide photolytic converter characterized in that a reflecting portion is provided on the outer periphery of a cylindrical glass cell having a sample gas inlet and a sample gas outlet .

上記目的を達成するため、本発明は、前記二酸化窒素光分解コンバータを備えたことを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a nitrogen oxide concentration measuring apparatus comprising the nitrogen dioxide photolysis converter.

本発明によれば、化学発光法による窒素酸化物濃度測定において、二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する高い変換効率などの性能を長期的に安定に保つ、長寿命の二酸化窒素光分解コンバータを開発して提供し、二酸化窒素光分解コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置が得られる。 According to the present invention, in the measurement of nitrogen oxide concentration by the chemiluminescence method, performance such as high conversion efficiency for converting nitrogen dioxide (NO 2 ) to nitric oxide (NO) is stably maintained over a long period of time. A nitrogen dioxide photolysis converter is developed and provided, and a nitrogen oxide concentration measuring device including the nitrogen dioxide photolysis converter is obtained.

本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the nitrogen oxide concentration measuring apparatus provided with the nitrogen dioxide photolysis converter which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the nitrogen dioxide photolysis converter which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータの構成を示す斜視概略図である。It is a perspective schematic diagram showing the composition of the nitrogen dioxide photolysis converter concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータにおける、コンバータ本体(ガラスセル)に取り付けられた第一の光源部の平面図である。It is a top view of the 1st light source part attached to the converter main body (glass cell) in the nitrogen dioxide photolytic converter which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータにおける、第一の光源部に配置された高出力紫外発光ダイオードの点灯および消灯を示す構成図である。It is a block diagram which shows lighting and extinguishing of the high output ultraviolet light-emitting diode arrange | positioned in the 1st light source part in the nitrogen dioxide photolysis converter which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータにおける、第二の光源部に配置された高出力紫外発光ダイオードの点灯および消灯を示す構成図である。It is a block diagram which shows lighting and extinguishing of the high output ultraviolet light-emitting diode arrange | positioned at the 2nd light source part in the nitrogen dioxide photolysis converter which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータにおける、二酸化窒素(NO)変換効率(%)の積算動作時間(日)による変動を示すグラフである。In nitrogen dioxide photolysis converter according to an embodiment of the present invention, it is a graph showing the variation due to nitrogen dioxide (NO 2) Conversion efficiency (%) of the cumulative operating time (day). 本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータを用いた二酸化窒素(NO)測定と、従来技術であるモリブデン(Mo)触媒を内蔵した二酸化窒素コンバータを用いたNO測定の、日本標準時の時刻(hour)と他の窒素化合物の干渉による誤差(ppbv、NO濃度に換算した)の関係を示すグラフである。Nitrogen dioxide (NO 2 ) measurement using the nitrogen dioxide photolysis converter according to the embodiment of the present invention, and NO 2 measurement using a nitrogen dioxide converter incorporating a molybdenum (Mo) catalyst, which is a conventional technique, in Japan Standard Time is a graph showing the relationship between errors due to interference of the time (hour) and other nitrogen compounds (ppbv, it converted to NO 2 concentration).

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明による二酸化窒素光分解コンバータを備えた窒素酸化物濃度測定装置の一実施の形態の概略構成図である。図1の窒素酸化物濃度測定装置Aにおいて、本実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータCは、三方電磁弁SV1と三方電磁弁SV2との間に配置されている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a nitrogen oxide concentration measuring apparatus equipped with a nitrogen dioxide photolytic converter according to the present invention. In the nitrogen oxide concentration measuring apparatus A of FIG. 1, the nitrogen dioxide photolysis converter C according to the present embodiment is disposed between the three-way solenoid valve SV1 and the three-way solenoid valve SV2.

試料ガス流路1からの試料ガス(本実施の形態では、大気中の空気)は三方電磁弁SV1に導入される。演算・制御部8の制御のもとに、三方電磁弁SV1より分岐された試料ガスは、一酸化窒素(NO)測定時は試料ガス上部流路(バイパス流路)2を通り、三方電磁弁SV2を経由して試料ガス流路6を通って反応槽5に導入される。   A sample gas (in the present embodiment, air in the atmosphere) from the sample gas channel 1 is introduced into the three-way solenoid valve SV1. The sample gas branched from the three-way solenoid valve SV1 under the control of the calculation / control unit 8 passes through the sample gas upper channel (bypass channel) 2 when measuring nitric oxide (NO), and the three-way solenoid valve. The sample is introduced into the reaction vessel 5 through the sample gas channel 6 via SV2.

一酸化窒素(NO)と二酸化窒素(NO)を同時に測定する時には、三方電磁弁SV1およびSV2が切り替えられ、試料ガス(空気)は試料ガス下部流路3を通って二酸化窒素光分解コンバータCに導入される。二酸化窒素光分解コンバータCに導入された試料ガスは三方電磁弁SV2に入り、試料ガス流路6を通って反応槽5に導入される。 When measuring nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) at the same time, the three-way solenoid valves SV1 and SV2 are switched, and the sample gas (air) passes through the sample gas lower flow path 3 and the nitrogen dioxide photolysis converter C To be introduced. The sample gas introduced into the nitrogen dioxide photolysis converter C enters the three-way solenoid valve SV2, and is introduced into the reaction vessel 5 through the sample gas flow path 6.

オゾン発生器4は、外部の空気を導入し、該空気を除湿し、該空気に含まれる酸素から無声放電あるいは紫外線照射によりオゾン(O)を発生させる。このOが測定部の反応槽5に導入され、試料ガスと混合される。 The ozone generator 4 introduces external air, dehumidifies the air, and generates ozone (O 3 ) from the oxygen contained in the air by silent discharge or ultraviolet irradiation. This O 3 is introduced into the reaction vessel 5 of the measuring section and mixed with the sample gas.

反応槽5は、真空ポンプ9により排気され、低圧に保たれている。反応槽5では、試料ガス中の一酸化窒素(NO)とOとが反応して化学発光を生じ、その強度が光電検出器(光センサ)7で測定される。光電検出器(光センサ)7からの化学発光強度に比例した信号は演算・制御部8で演算処理されて、試料ガス中の一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO)、窒素酸化物(NO)の濃度が定量される。 The reaction tank 5 is evacuated by a vacuum pump 9 and kept at a low pressure. In the reaction tank 5, nitric oxide (NO) in the sample gas and O 3 react to generate chemiluminescence, and the intensity thereof is measured by a photoelectric detector (photosensor) 7. A signal proportional to the chemiluminescence intensity from the photoelectric detector (photosensor) 7 is arithmetically processed by the arithmetic / control unit 8 to generate nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), and nitrogen oxide in the sample gas. The concentration of (NO x ) is quantified.

ここで、本実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータCについて説明する。図2は二酸化窒素光分解コンバータCの平面図であり、図3は二酸化窒素光分解コンバータCの構成を示す斜視概略図である。   Here, the nitrogen dioxide photolytic converter C according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a plan view of the nitrogen dioxide photolysis converter C, and FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the nitrogen dioxide photolysis converter C.

図2に示すように、二酸化窒素光分解コンバータCは、中央に二酸化窒素コンバータ本体である円筒状セル21を有し、円筒状セル21の左右両側面にセル保持リング22a、22b、ブラケット23a、23b、放熱フィン24a、24b、LED基板(セル保持プレートと兼用)25a、25b及びファン26a、26bが備えられる。円筒状セル21の左側上部に試料ガス導入口となる異径ユニオンエルボ31と右側上部に試料ガス導出口となる異径ユニオンエルボ32が取り付けられている。   As shown in FIG. 2, the nitrogen dioxide photolytic converter C has a cylindrical cell 21 that is a nitrogen dioxide converter main body at the center, and cell holding rings 22 a and 22 b, brackets 23 a, 23b, radiation fins 24a and 24b, LED substrates (also used as cell holding plates) 25a and 25b, and fans 26a and 26b. A different-diameter union elbow 31 serving as a sample gas inlet is attached to the upper left portion of the cylindrical cell 21, and a different-diameter union elbow 32 serving as a sample gas outlet is attached to the upper right portion.

円筒状セル21の左右両側面は、セル保持リング22a、22bとセル保持プレートを兼ねたLED基板25a、25bで保持されている。LED基板25a、25bは、ブラケット23a、23bで固定される。またLED基板25a、25bには、放熱のため、放熱フィン24a、24bとファン26a、26bが取り付けられている。   The left and right side surfaces of the cylindrical cell 21 are held by LED substrates 25a and 25b that also serve as cell holding rings 22a and 22b and a cell holding plate. LED boards 25a and 25b are fixed by brackets 23a and 23b. Further, heat radiation fins 24a and 24b and fans 26a and 26b are attached to the LED boards 25a and 25b for heat radiation.

このように構成される二酸化窒素光分解コンバータCは、図3に示すように、円筒状セル21の左右両側面に、LED基板25aとLED基板25bが対向して設けられる構成となる。   As shown in FIG. 3, the nitrogen dioxide photolytic converter C configured as described above has a configuration in which the LED substrate 25 a and the LED substrate 25 b are provided to face both the left and right side surfaces of the cylindrical cell 21.

本実施の形態において、円筒状セル21はガラス製であり、長さは180mm、外径は57mmである。円筒状セル21の円筒外周に、厚さ0.2mmの片面鏡面光沢のアルミニウム反射板が巻いてあり、高出力紫外発光ダイオードからの紫外線を反射させる。   In the present embodiment, the cylindrical cell 21 is made of glass, has a length of 180 mm, and an outer diameter of 57 mm. A cylindrical reflector 21 having a thickness of 0.2 mm and having a single-sided mirror gloss is wound around the outer circumference of the cylindrical cell 21 to reflect ultraviolet rays from the high-power ultraviolet light-emitting diode.

図4は、本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータCの円筒状セル21の左側に設置される、第一の光源部としてのLED基板25aを示す。本実施の形態において、LED基板25aには、12個の高出力紫外発光ダイオードLED1が上下四段に、最上段に2個、二段目、三段目にそれぞれ4個、最下段に2個配置されている。   FIG. 4 shows an LED substrate 25a as a first light source unit installed on the left side of the cylindrical cell 21 of the nitrogen dioxide photolytic converter C according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, twelve high-power ultraviolet light-emitting diodes LED1 are arranged in four upper and lower stages, two in the uppermost stage, four in the second and third stages, and two in the lowermost stage on the LED substrate 25a. Has been placed.

第一の光源部としてのLED基板25aに対向して、コンバータ本体21の右側に第二の光源部として設置されるLED基板25bは、25aと同一構成で、かつ12個の高出力紫外発光ダイオードLED2がLED基板25aと点対称に配置されている。   An LED substrate 25b installed as a second light source unit on the right side of the converter body 21 so as to face the LED substrate 25a as the first light source unit has the same configuration as 25a and includes 12 high-power ultraviolet light-emitting diodes. The LED 2 is arranged point-symmetrically with the LED substrate 25a.

図5は、本発明の実施の形態に係る二酸化窒素光分解コンバータCの第一の光源部の動作説明図である。第一の光源部を構成するLED基板25aに配置されている12個の高出力紫外発光ダイオードLED1のうち、黒丸で示した6個のLED1aと白丸で示した6個のLED1bが一定時間(例えば、本実施の形態では1秒)おきに交互に点灯する。つまり、図5に示すように点灯群LED1aが点灯しているときには、消灯群LED1bは消灯している。このように、12個の高出力紫外発光ダイオードLED1のうち半数である点灯群LED1aが点灯し、半数である消灯群LED1bが消灯している。   FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the first light source unit of the nitrogen dioxide photolytic converter C according to the embodiment of the present invention. Among the twelve high-power ultraviolet light emitting diodes LED1 arranged on the LED substrate 25a constituting the first light source unit, six LEDs 1a indicated by black circles and six LEDs 1b indicated by white circles have a certain time (for example, In this embodiment, the light is alternately turned on every 1 second). That is, as shown in FIG. 5, when the lighting group LED 1a is lit, the extinguishing group LED 1b is extinguished. Thus, the lighting group LED1a, which is half of the twelve high-power ultraviolet light-emitting diodes LED1, is turned on, and the light-off group LED1b, which is half, is turned off.

図6は、第二の光源部の動作説明図である。図5と同様に、黒丸で示した6個のLED2aと白丸で示した6個のLED2bが一定時間おきに交互に点灯する。つまり、図6に示すように点灯群LED2aが点灯しているときには、消灯群LED2bは消灯している。このように、12個の高出力紫外発光ダイオードLED2のうち半数である点灯群LED2aが点灯し、半数である消灯群LED2bは消灯している。   FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the second light source unit. As in FIG. 5, the six LEDs 2a indicated by black circles and the six LEDs 2b indicated by white circles are alternately lit at regular intervals. That is, as shown in FIG. 6, when the lighting group LED 2a is lit, the unlit group LED 2b is unlit. Thus, half of the twelve high-power ultraviolet light emitting diodes LED2 are turned on, and half of the turn-off group LEDs 2b are turned off.

すなわち、本実施の形態において、図5および図6において黒丸で示すLED1aとLED2aが一の紫外発光ダイオードの群を構成し、白丸で示したLED1bとLED2bが他の紫外発光ダイオードの群を構成する。つまり、二酸化窒素光分解コンバータCに備えられる複数の紫外発光ダイオード(LED1a、LED2a、LED1b、LED2b)が複数の群に分けられる。   That is, in the present embodiment, LED 1a and LED 2a indicated by black circles in FIGS. 5 and 6 constitute a group of one ultraviolet light emitting diode, and LEDs 1b and LED 2b indicated by white circles constitute a group of other ultraviolet light emitting diodes. . That is, the plurality of ultraviolet light emitting diodes (LED 1a, LED 2a, LED 1b, LED 2b) provided in the nitrogen dioxide photolytic converter C are divided into a plurality of groups.

本実施の形態において、一の紫外発光ダイオードの群を構成するLED1aとLED2bおよび他の紫外発光ダイオードの群を構成するLED1bとLED2aがそれぞれ対向して配置され、円筒状セル21の各部は、第一の光源部および第二の光源部からの異なる二方向(対向方向)から互い違いに、ほぼ一様に紫外線が照射される。しかし、本発明の実施の形態はこれに限られるものではなく、例えば、一の紫外発光ダイオードの群を構成するLED1aとLED2が第一の光源部であるLED25aに配置され、他の紫外発光ダイオードの群を構成するLED1bとLED2が第二の光源部であるLED25bに配置され、各々の群ごとに点灯・消灯する、すなわち、円筒セル21の左右側で交互に点灯・消灯するように構成しても良い。 In the present embodiment, LED 1a and LED 2b constituting one ultraviolet light emitting diode group and LED 1b and LED 2a constituting another ultraviolet light emitting diode group are arranged to face each other. Ultraviolet rays are irradiated almost uniformly from two different directions (opposite directions) from the one light source unit and the second light source unit. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, the LED 1a and the LED 2a constituting one group of ultraviolet light emitting diodes are arranged in the LED 25a which is the first light source unit, and other ultraviolet light emission is performed. LED1b and LED2 b constituting a group of diodes arranged LED25b a second light source unit, for turning on and off every each group, i.e., such that turning on and off alternately at the right and left side of the cylindrical cell 21 It may be configured.

また、本実施の形態において、図5および図6において黒丸で示した一の紫外発光ダイオードの群を構成するLED1aとLED2a、白丸で示した他の紫外発光ダイオードの群を構成するLED1bとLED2bをそれぞれ同時に点灯・消灯する、すなわち点滅パターンを同期させる必要はなく、それぞれの群の点滅パターンがずれていたとしても、それぞれの群の点滅パターンに点灯が重複する部分があり、必ずいずれかの群が点灯されるようにしてあればよい。   Further, in the present embodiment, LED 1a and LED 2a constituting one ultraviolet light emitting diode group indicated by black circles in FIGS. 5 and 6 and LED 1b and LED 2b constituting other ultraviolet light emitting diode groups indicated by white circles are arranged. It is not necessary to turn on and off at the same time, that is, it is not necessary to synchronize the blinking patterns. Even if the blinking patterns of each group are shifted, there is a part in which the blinking patterns overlap in each group. It suffices if it is turned on.

以上要するに、本実施の形態においては、二酸化窒素光分解コンバータCに備えられた各高出力紫外線発光ダイオード(LED1およびLED2)が複数の群に分けられ、それぞれの群ごとに点灯と消灯が繰り返される、すなわち間欠点灯されることにより、高出力紫外線発光ダイオード素子の温度上昇を防いで紫外発光ダイオード素子の劣化を防ぐとともに、コンバータ内部の温度が40℃以上に上昇することを防ぎ、有機硝酸等が熱分解されるのを防止している。   In short, in the present embodiment, each high-power ultraviolet light-emitting diode (LED1 and LED2) provided in the nitrogen dioxide photolytic converter C is divided into a plurality of groups, and lighting and extinguishing are repeated for each group. In other words, by intermittently lighting, the temperature of the high-power ultraviolet light-emitting diode element is prevented from rising to prevent the ultraviolet light-emitting diode element from deteriorating, and the temperature inside the converter is prevented from rising to 40 ° C. or higher. Prevents thermal decomposition.

更に、複数の群の少なくともいずれか一の群が常に点灯していることにより、二酸化窒素光分解コンバータCにおける二酸化窒素から一酸化窒素への変換効率が高く保たれるものである。   Further, since at least one of the plurality of groups is always lit, the conversion efficiency from nitrogen dioxide to nitrogen monoxide in the nitrogen dioxide photolysis converter C is kept high.

上記のように、二酸化窒素光分解コンバータCの内部に導入された試料ガスは、コンバータ本体の円筒状セル21の両側に対面して配置された光源部の高出力紫外発光ダイオードLED1およびLED2から紫外線(UV)を照射され、試料ガス中の二酸化窒素が一酸化窒素に還元変換される。   As described above, the sample gas introduced into the nitrogen dioxide photolysis converter C is irradiated with ultraviolet rays from the high-power ultraviolet light-emitting diodes LED1 and LED2 of the light source unit arranged facing both sides of the cylindrical cell 21 of the converter body. Irradiated with (UV), nitrogen dioxide in the sample gas is reduced and converted to nitric oxide.

図7は、本発明の実施の形態である二酸化窒素光分解コンバータCの連続運転試験によって得られた、光分解コンバータの二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に変換する効率(%)の積算動作時間(日)による変化を示すグラフである。 FIG. 7 shows the efficiency (%) of converting the nitrogen dioxide (NO 2 ) of the photolysis converter into nitrogen monoxide (NO) obtained by the continuous operation test of the nitrogen dioxide photolysis converter C according to the embodiment of the present invention. It is a graph which shows the change by integration operation time (days) of).

図7に示すように、運転開始直後に変換効率は数%低下するが、その後140日以上の間、変換効率は93%±1%にほぼ収まり、高い変換効率を安定に維持していることが示される。図7でデータがない部分が2箇所あるが、変換効率測定が中断されただけで運転は連続して行なっている。   As shown in FIG. 7, the conversion efficiency decreases by several percent immediately after the start of operation, but the conversion efficiency is almost within 93% ± 1% for 140 days or more thereafter, and the high conversion efficiency is stably maintained. Is shown. Although there are two portions with no data in FIG. 7, the operation is continuously performed only by measuring the conversion efficiency.

本実施の形態に採用されている高出力紫外発光ダイオードLED1およびLED2の仕様について述べる。LED1とLED2は、日亜化学工業株式会社製造の品名「紫外線チップタイプLED」、型名「NCSU34A(T)」である。初期電気・光学特性は、標準で、ピーク波長385nm、スペクトル半値幅10nm、光出力最小310mWである。また信頼性については、連続動作時の寿命が500時間とされている。   The specifications of the high-power ultraviolet light-emitting diodes LED1 and LED2 employed in the present embodiment will be described. LED1 and LED2 are the product name “UV chip type LED” and the model name “NCSU34A (T)” manufactured by Nichia Corporation. Initial electrical and optical characteristics are standard, with a peak wavelength of 385 nm, a spectral half width of 10 nm, and a minimum optical output of 310 mW. Regarding reliability, the lifetime during continuous operation is 500 hours.

本実施の形態で使用される紫外発光ダイオードの発光波長域は、ピーク波長が355nm〜410nmの範囲に、発光した光エネルギーの80%以上が355nm〜415nmの範囲にあることが好ましい。ピーク波長が410nmを超えると二酸化窒素(NO)を分解しなくなってしまい、また355nmを下回ると亜硝酸(HONO)の一酸化窒素(NO)への光分解が生じNO測定値が過大となる誤差を生じるとともに、二酸化窒素から一酸化窒素への還元変換効率が低下してしまうためである。 The emission wavelength region of the ultraviolet light-emitting diode used in this embodiment is preferably such that the peak wavelength is in the range of 355 nm to 410 nm, and 80% or more of the emitted light energy is in the range of 355 nm to 415 nm. When the peak wavelength exceeds 410 nm, nitrogen dioxide (NO 2 ) is not decomposed. When the peak wavelength is less than 355 nm, photolysis of nitrous acid (HONO) to nitric oxide (NO) occurs, and the measured NO 2 value is excessive. This is because the reduction conversion efficiency from nitrogen dioxide to nitrogen monoxide is reduced.

また、充分なUV強度を得るために、本実施の形態で使用される紫外発光ダイオードの発光強度は50mW以上であることが好ましい。   In order to obtain a sufficient UV intensity, the emission intensity of the ultraviolet light emitting diode used in this embodiment is preferably 50 mW or more.

本実施の形態では、二酸化窒素光分解コンバータCの各高出力紫外線発光ダイオード(LED1およびLED2)は複数の群に分けられ、それぞれの群ごとに点灯と消灯を繰り返す、すなわち間欠点灯される。この間欠点灯により高出力紫外線発光ダイオード素子の温度上昇が妨げられ、性能維持できる期間を延長する効果がある。   In the present embodiment, the high-power ultraviolet light-emitting diodes (LED1 and LED2) of the nitrogen dioxide photolytic converter C are divided into a plurality of groups, and are repeatedly turned on and off, that is, intermittently lit. This intermittent lighting prevents the temperature increase of the high-power ultraviolet light-emitting diode element, and has the effect of extending the period during which performance can be maintained.

上記のように、使用している高出力紫外線発光ダイオードの紫外線発光強度が維持される期間は、連続点灯の場合標準で500時間である。図7に示すように、連続運転試験では、500時間をはるかに超えた140日間、3300時間以上変換効率が安定している結果が得られている。別の試験では、変換効率が維持される期間は6000時間以上となり、連続運転時の10倍以上の長時間にわたり光分解コンバータCの性能が維持できることが実証された。   As described above, the period during which the ultraviolet light emission intensity of the high-power ultraviolet light-emitting diode used is maintained is 500 hours as a standard in the case of continuous lighting. As shown in FIG. 7, in the continuous operation test, the conversion efficiency is stable for 140 days, far exceeding 500 hours, and 3300 hours or more. In another test, the period during which the conversion efficiency is maintained is 6000 hours or more, and it has been demonstrated that the performance of the photolytic converter C can be maintained over a long time that is 10 times longer than that in continuous operation.

図8は、本発明の実施の形態である二酸化窒素光分解コンバータCと従来技術であるモリブデン(Mo)触媒を内蔵した二酸化窒素コンバータをそれぞれ用いて化学発光法により二酸化窒素(NO)濃度を測定した実験において、日本標準時の時刻(hour)と二酸化窒素(NO)干渉量(ppbv)、すなわち他の窒素化合物が二酸化窒素コンバータにより変換されることによって生じる干渉による誤差をNO濃度に換算した量との関係を示すグラフである。図8の曲線7Aは、本発明の一実施の形態である二酸化窒素光分解コンバータCを用いた測定の結果、曲線7Bは、MO触媒を内蔵した二酸化窒素コンバータを用いた測定の結果を示す。 FIG. 8 shows the nitrogen dioxide (NO 2 ) concentration by chemiluminescence using the nitrogen dioxide photolysis converter C according to the embodiment of the present invention and the nitrogen dioxide converter incorporating the molybdenum (Mo) catalyst according to the prior art. In the measured experiment, the time in Japan standard time (hour) and the amount of nitrogen dioxide (NO 2 ) interference (ppbv), that is, the error due to interference caused by the conversion of other nitrogen compounds by the nitrogen dioxide converter is converted into NO 2 concentration. It is a graph which shows the relationship with measured quantity. A curve 7A in FIG. 8 shows the result of measurement using the nitrogen dioxide photolytic converter C according to one embodiment of the present invention, and a curve 7B shows the result of measurement using the nitrogen dioxide converter incorporating the MO catalyst.

二酸化窒素光分解コンバータCでは、干渉による誤差はおおむね0.5ppb以下でありデータのばらつきを考慮すると無視できる。一方、Mo触媒を内蔵した二酸化窒素コンバータでは昼に干渉による誤差は4ppbに達する。Mo触媒を内蔵したコンバータで、昼に干渉による誤差が増大するのは、大気中の光化学反応で、昼に硝酸(HNO)や有機硝酸といった干渉を引き起こす窒素化合物の濃度が増加するためである。 In the nitrogen dioxide photolysis converter C, the error due to interference is approximately 0.5 ppb or less, and can be ignored in consideration of data variation. On the other hand, in a nitrogen dioxide converter incorporating a Mo catalyst, the error due to interference reaches 4 ppb in the daytime. The reason why the error due to interference increases in the converter with a built-in Mo catalyst is that the concentration of nitrogen compounds that cause interference such as nitric acid (HNO 3 ) and organic nitric acid increases in the daytime due to photochemical reactions in the atmosphere. .

1…試料ガス流路、2…試料ガス上部流路、3…試料ガス下部流路、4…オゾン発生器、5…反応槽、6…試料ガス流路、7…光電検出器(光センサ)、8…演算・制御部、9…真空ポンプ、21…円筒状セル、22a…セル保持リング、22b…セル保持リング、23a…ブラケット、23b…ブラケット、24a…放熱フィン、24b…放熱フィン、25a…LED基板(セル保持プレート)、25b…LED基板(セル保持プレート)、26a…ファン、26b…ファン、31…異径ユニオンエルボ、32…異径ユニオンエルボ、C…二酸化窒素光分解コンバータ、LED1…第一の光源部の高出力紫外線発光ダイオード、LED1a…第一の光源部の高出力紫外線発光ダイオード(点灯群)、LED1b…第一の光源部の高出力紫外線発光ダイオード(消灯群)、LED2…第二の光源部の高出力紫外線発光ダイオード、LED2a…第二の光源部の高出力紫外線発光ダイオード(点灯群)、LED2b…第二の光源部の高出力紫外線発光ダイオード(消灯群)、SV1…三方電磁弁、SV2…三方電磁弁。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample gas flow path, 2 ... Sample gas upper flow path, 3 ... Sample gas lower flow path, 4 ... Ozone generator, 5 ... Reaction tank, 6 ... Sample gas flow path, 7 ... Photoelectric detector (light sensor) 8 ... Calculation / control unit, 9 ... vacuum pump, 21 ... cylindrical cell, 22a ... cell holding ring, 22b ... cell holding ring, 23a ... bracket, 23b ... bracket, 24a ... radiation fin, 24b ... radiation fin, 25a ... LED substrate (cell holding plate), 25b ... LED substrate (cell holding plate), 26a ... Fan, 26b ... Fan, 31 ... Different diameter union elbow, 32 ... Different diameter union elbow, C ... Nitrogen dioxide photolytic converter, LED1 ... High output ultraviolet light emitting diode of the first light source unit, LED 1a... High output ultraviolet light emitting diode (lighting group) of the first light source unit, LED 1b. LED2 ... High output ultraviolet light emitting diode of the second light source unit, LED2a ... High output ultraviolet light emitting diode (lighting group) of the second light source unit, LED2b ... High output ultraviolet light of the second light source unit Light emitting diode (light-off group), SV1 ... three-way solenoid valve, SV2 ... three-way solenoid valve.

Claims (5)

測定する試料ガスを導入する二酸化窒素コンバータ本体と、前記二酸化窒素コンバータ本体に設けられた紫外光源からなり、前記紫外光源から紫外光を照射し、前記試料ガス中に含まれる二酸化窒素を光分解して一酸化窒素に変換して、前記試料ガス中の二酸化窒素濃度を測定する二酸化窒素測定装置で用いられる二酸化窒素光分解コンバータであって、
前記紫外光源は、複数の紫外発光ダイオードから構成され、前記複数の紫外発光ダイオードのそれぞれは、ピーク波長355nmから410nmで、発光する光のエネルギーの80%以上が波長355nmから420nmの範囲内となる波長選択性を有し、紫外線発光強度が50mW以上であり、かつ前記複数の紫外発光ダイオードは、前記二酸化窒素コンバータ本体の一方の側面及びそれと反対側の側面にそれぞれ第一及び第二の光源部として対向して設けられると共に、前記第一及び第二の光源部を構成する複数の発光ダイオードは、前記の第一及び第二の光源部からの異なる二方向から互い違いに紫外線が一様に照射されるように、若しくは、前記の第一及び第二の光源部のそれぞれの側で交互に点灯・消灯するように、それぞれ複数の群に分けられ、それぞれの群ごとに間欠的に点灯すること
を特徴とする二酸化窒素光分解コンバータ。
It consists of a nitrogen dioxide converter body that introduces a sample gas to be measured, and an ultraviolet light source provided in the nitrogen dioxide converter body, and irradiates ultraviolet light from the ultraviolet light source to photolyze nitrogen dioxide contained in the sample gas. A nitrogen dioxide photolysis converter used in a nitrogen dioxide measuring device for measuring nitrogen dioxide concentration in the sample gas by converting into nitrogen monoxide,
The ultraviolet light source is composed of a plurality of ultraviolet light emitting diodes, and each of the plurality of ultraviolet light emitting diodes has a peak wavelength of 355 nm to 410 nm, and 80% or more of the energy of emitted light is within a wavelength range of 355 nm to 420 nm. The ultraviolet light emission intensity is 50 mW or more, and the plurality of ultraviolet light emitting diodes are provided on the one side surface and the opposite side surface of the nitrogen dioxide converter body, respectively. The plurality of light-emitting diodes constituting the first and second light source units are arranged so as to face each other, and the ultraviolet rays are alternately uniform from two different directions from the first and second light source units. Each of the light sources is illuminated or turned on / off alternately on each side of the first and second light source units. Divided into groups of intermittently nitrogen dioxide photolysis converter, characterized in that the lighting for each group.
請求項1に記載の二酸化窒素光コンバータにおいて、前記第一及び第二の光源部を構成する複数の発光ダイオードは、前記の第一及び第二の光源部からの異なる二方向から互い違いに紫外線が一様に照射されるように、それぞれ複数の群に分けられ、それぞれの群ごとに間欠的に点灯することを特徴とする二酸化窒素光分解コンバータ。 2. The nitrogen dioxide optical converter according to claim 1, wherein the plurality of light emitting diodes constituting the first and second light source units alternately emit ultraviolet rays from two different directions from the first and second light source units. A nitrogen dioxide photolytic converter characterized by being divided into a plurality of groups so as to be irradiated uniformly and intermittently lighting each group . 請求項1または2に記載の二酸化窒素光分解コンバータにおいて、前記複数の紫外発光ダイオードは、前記対向する紫外発光ダイオードの群のいずれかの群が常に点灯していることを特徴とする二酸化窒素光分解コンバータ。 3. The nitrogen dioxide photolytic converter according to claim 1, wherein any one of the opposed ultraviolet light emitting diodes is always lit in the plurality of ultraviolet light emitting diodes. 4. Decomposition converter. 請求項1から3のいずれかに記載の二酸化窒素光分解コンバータにおいて、試料ガス導入口と試料ガス導出口を有する円筒状ガラスセルの外周に反射部を設けることを特徴とする二酸化窒素光分解コンバータ。 The nitrogen dioxide photolytic converter according to any one of claims 1 to 3, wherein a reflecting portion is provided on an outer periphery of a cylindrical glass cell having a sample gas inlet and a sample gas outlet. . 請求項1から4のいずれかに記載の二酸化窒素光分解コンバータを備えたことを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置 A nitrogen oxide concentration measuring apparatus comprising the nitrogen dioxide photolytic converter according to any one of claims 1 to 4 .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102445415A (en) * 2011-10-14 2012-05-09 北京大学 Nitrogen dioxide photolysis device
WO2018205033A1 (en) 2017-05-11 2018-11-15 Global Analyzer Systems Limited Method of controlling recombination or back reactions of products and byproducts in a dissociation reaction
CN114018848A (en) * 2021-11-16 2022-02-08 无锡时和安全设备有限公司 Visual nitrogen oxide conversion system
US11435291B2 (en) 2016-04-07 2022-09-06 Global Analyzer Systems Limited Photolytic converter

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102375358B (en) 2010-08-06 2015-04-22 京瓷办公信息系统株式会社 Image forming apparatus and fixing device
JP5881498B2 (en) * 2012-03-28 2016-03-09 株式会社東芝 Nitrogen oxide and sulfur oxide removal system, nitrogen oxide and sulfur oxide removal method, and carbon dioxide recovery system
BR112016008928B1 (en) * 2013-10-24 2022-04-19 Bsn Medical Gmbh IMMERSION DEVICE, ITS USE AND CASE FOR USE IN A DEVICE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001281150A (en) * 2000-03-29 2001-10-10 Japan Organo Co Ltd Method for detecting nitrogen oxide ion
JP2007040812A (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Hitachi High-Technologies Corp Capillary electrophoretic device
JP2007171480A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Samsung Electronics Co Ltd Image display device
JP2009109351A (en) * 2007-10-30 2009-05-21 Kanazawa Inst Of Technology Detection method of nitrogen oxide containing compound and apparatus used for the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001281150A (en) * 2000-03-29 2001-10-10 Japan Organo Co Ltd Method for detecting nitrogen oxide ion
JP2007040812A (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Hitachi High-Technologies Corp Capillary electrophoretic device
JP2007171480A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Samsung Electronics Co Ltd Image display device
JP2009109351A (en) * 2007-10-30 2009-05-21 Kanazawa Inst Of Technology Detection method of nitrogen oxide containing compound and apparatus used for the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102445415A (en) * 2011-10-14 2012-05-09 北京大学 Nitrogen dioxide photolysis device
US11435291B2 (en) 2016-04-07 2022-09-06 Global Analyzer Systems Limited Photolytic converter
WO2018205033A1 (en) 2017-05-11 2018-11-15 Global Analyzer Systems Limited Method of controlling recombination or back reactions of products and byproducts in a dissociation reaction
US11820655B2 (en) 2017-05-11 2023-11-21 Global Analyzer Systems Limited Method of controlling recombination or back reactions of products and byproducts in a dissociation reaction
CN114018848A (en) * 2021-11-16 2022-02-08 无锡时和安全设备有限公司 Visual nitrogen oxide conversion system

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