JP4992579B2

JP4992579B2 - 分析計

Info

Publication number: JP4992579B2
Application number: JP2007174723A
Authority: JP
Inventors: 順一鈴木; 香織円道
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-07-03
Also published as: JP2009014422A

Description

本発明は、被測定流体を測定流路に配置されたセンサに導入して分析を行う分析計に関するものである。

図２は従来の分析計の一例を示す図である。吸引ポンプ２で被測定流体が分析計１０内に引き入れられる。被測定流体は測定流路８に流入し、フィルタ４で不純物が除去された後にセンサ６に導入される。センサ６では分析に必要な測定が行われ、測定が修了した被測定流体は分析計１０外に排出される。

吸引ポンプ２は、分析計１０の応答速度を上げるために、センサ６の測定に必要な流量以上の流量を分析計１０内に引き入れる。そして、センサ６には測定に必要な流量１のみが導入され、余計な流量２は測定流路８から分岐したバイパス流路９を経由して分析計１０外に排出される。

センサ６に流入する被測定流体の流量を監視するため、センサ６後段に流量計７が配置されている。

センサ６に流入する流量が変化すると、センサ６の測定結果に影響を与えてしまう。そのため、流量１は常に一定である必要がある。そこで、流量１を一定に保つために、測定流路８に絞り５、バイパス流路９に絞り３を設け、これらの絞りの両方を調整する必要がある。

なお、このように測定流路８とバイパス流路９の両方に絞りを設けておくことにより、分析計１０に引き入れる被測定流体の流量が変動した場合に、センサ６への変動の影響を抑えることができる。また、測定流路８とバイパス流路９の両方に絞りを設けておくことにより、センサ６に導入する流量の設定値を変更したい場合に、容易に対応できるという利点がある。

実公平０７−２５６６１号公報

しかしながら、２つの絞りを同時に調整する必要があるため、絞りの調整が面倒である。また、高精度の測定が要求される低濃度用の分析計においては、使用する絞りも非常に高価なものとなってしまい、コスト高となる。

本発明は、上記のような従来の分析計の欠点をなくし、簡易で安価な構成で高精度の流量調整ができる分析計を実現することを目的としたものである。

上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、被測定流体を測定流路に配置されたセンサに導入して分析を行う分析計において、
前記センサの前段に設けられ、前記センサの測定に必要な流量以上の被測定流量を前記測定流路に引き入れる吸引ポンプと、
前記吸引ポンプと前記センサの間から分岐し前記センサの後段で合流するバイパス流路と、
このバイパス流路の流量を調整する絞りと、
前記測定流路と前記バイパス流路との分岐点と前記センサとの間に配置されたキャピラリと、
を備えたことを特徴とする。

請求項２では、請求項１に記載の分析計において、
前記絞りは、前記センサを流れる流量が所定値となるように前記バイパス流路の流量を調整することを特徴とする。
請求項３では、請求項１または２に記載の分析計において、
前記キャピラリの前段に設けられ、前記被測定流体の不純物を除去するフィルタを備えることを特徴とする。
請求項４では、請求項１〜３のいずれかに記載の分析計において、
前記キャピラリは、前記フィルタと前記センサの間の配管の全部とすることを特徴とする。

請求項５では、請求項１〜４のいずれかに記載の分析計において、前記センサの後段に流量計が配置されたことを特徴とする。

このように、バイパス流路に絞りを設けるとともにセンサ前段にキャピラリを配置することにより、簡易で安価な構成で高精度の流量調整ができる分析計を実現することができる。

このように構成することにより、キャピラリ部分に圧力損失が生じるため、センサへの流量調整はバイパス流路の絞りの調整だけ済む。

なお、キャピラリをセンサ後段に設置するとセンサに圧力がかかってしまい、分析値に誤差が出てしまう。したがって、キャピラリの位置は、測定流路とバイパス流路との分岐点とセンサの間に限られる。

以下、図面を用いて本発明の分析計を説明する。

図１は本発明による分析計の一実施例を示す図である。図２の従来例と同じ構成要素には同じ符号を付す。

測定流路８において、フィルタ４とセンサ６の間の配管にキャピラリ１００を配置する。キャピラリ１００は、フィルタ４とセンサ６の間の配管の全部であってもよいし、一部のみであってもよい。

センサ６の手前の配管にキャピラリ１００を入れて圧力損失を発生させることにより、バイパス流路９に配置された絞り３ひとつでセンサ６の流量を一定の値に調整することができる。

たとえば、吸引ポンプ２の引き入れ流量（全吸引流量）：Ｆ_Ｔ＝２０００ｍｌ／ｍｉｎ、流量１：Ｆ_１、流量２：Ｆ_２、センサ６の目的流量：Ｆ_Ｓ≒２００ｍｌ／ｍｉｎとする。
Ｆ_Ｔ＝Ｆ_１＋Ｆ_２

キャピラリ１００がなかった場合には、絞り３を全開にしても流量１，２の配管の配管抵抗はほぼ等しくなる。そのため、
Ｆ_１＝Ｆ_２＝（１／２）Ｆ_Ｔ≒１０００ｍｌ／ｍｉｎ＞Ｆ_Ｓ
となる。したがって、流量１はセンサ６の目的流量Ｆ_Ｓの５倍程度の流量でしか調整できない。

一方、キャピラリ１００を設け、このキャピラリ１００の配管抵抗を流量２の配管抵抗の９倍とし、かつ絞り３を全開にした場合は以下のようになる。
Ｆ_１＝（１／９）Ｆ_２＝（１／１０）Ｆ_Ｔ≒１００ｍｌ／ｍｉｎ＜Ｆ_Ｓ
したがって、流量１は絞り３が全開のときにセンサ６の流量Ｆ_Ｓより小さくなる。このため、絞り３の調整のみで、Ｆ_２＝Ｆ_Ｓとすることができる。

たとえば、キャピラリ１００を内径１ｍｍ、長さ４００ｍｍのパイプとし、そのほかの流路を内径２．５ｍｍのパイプで配管したとする。キャピラリ１００に生じる圧力損失により、絞り３の調整だけで、流量１をセンサ６の測定に必要な２００ｍｌ／ｍｉｎに調整することができる。

センサ６に流入する被測定流体の流量は、センサ６後段に設けられた流量計７で監視する。

なお、キャピラリ１００をセンサ６後段に設置するとセンサ６に圧力がかかってしまい、分析値に誤差が出てしまう。したがって、キャピラリ１００の位置は、測定流路８とバイパス流路９との分岐点とセンサ６の間に限られる。

本発明は、水素計やジルコニア酸素計、赤外線ガス分析計など広く分析計全般に適用することができると考えられる。

図１は本発明による分析計の一実施例を示す図。図２は従来の分析計の一例を示す図。

符号の説明

１０分析計
１フィルタ
２吸引ポンプ
３絞り
４フィルタ
５絞り
６センサ
７流量計
８測定流路
９バイパス流路
１００キャピラリ

Claims

被測定流体を測定流路に配置されたセンサに導入して分析を行う分析計において、
前記センサの前段に設けられ、前記センサの測定に必要な流量以上の被測定流量を前記測定流路に引き入れる吸引ポンプと、
前記吸引ポンプと前記センサの間から分岐し前記センサの後段で合流するバイパス流路と、
このバイパス流路の流量を調整する絞りと、
前記測定流路と前記バイパス流路との分岐点と前記センサとの間に配置されたキャピラリと、
を備えたことを特徴とする分析計。
前記絞りは、前記センサを流れる流量が所定値となるように前記バイパス流路の流量を調整することを特徴とする請求項１に記載の分析計。
前記キャピラリの前段に設けられ、前記被測定流体の不純物を除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の分析計。
前記キャピラリは、前記フィルタと前記センサの間の配管の全部とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分析計。
前記センサの後段に流量計が配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の分析計。