JP5084395B2 - ガス計測器 - Google Patents
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Description
試料ガスを前記測定手段に供給する試料ガス供給流路と、
ゼロガスを前記測定手段に供給するゼロガス供給流路と、
スパンガスを前記測定手段に供給するスパンガス供給流路と、
前記試料ガス供給流路、前記ゼロガス供給流路または前記スパンガス供給流路が前記測定手段と連通するように、30秒以下の時間間隔で各流路を切り換える流路切換手段と、
前記測定手段で測定したゼロガス測定信号値およびスパンガス測定信号値から校正を行い、校正結果に基づいて、試料ガス測定信号値を補正して試料ガス測定値を得る補正手段と、
前記測定手段から連続的にガスを排出する1ライン以上の排出手段と、前記試料ガス供給流路、前記ゼロガス供給流路、および前記スパンガス供給流路にガスを滞留させないように、試料ガス、ゼロガス、およびスパンガスを測定時以外のときに常時排出する1ライン以上の排出手段とを含むことを特徴とするガス計測器である。
また本発明は、環境大気中の二酸化硫黄を測定することを特徴とする。
[NO2]=[NOx]−[NO] …(1)
電気的な応答を速くするために、アンプの時定数を0.1秒以下にするとともに、CPUの取り込み速度も0.1秒以下にしている。反応槽12および流路径を最小にすることとによって、流体の応答を早くして、時間応答性を実現している。たとえば反応槽12の容積は、10〜20mlであり、流路径は、1〜3mmであることが好ましい。
図2は、本発明のNOx計測器1による第1実施形態を説明する図である。図示するグラフは、横軸が時間(単位:秒)、縦軸が測定信号値(単位:ppb)を表す。
10秒毎にZero(0),Span(0),NO(0),NOx(0)を測定し、Zero(0)−Span(0)−NO(0)−NOx(0)のデータセットで補正を行い、[NO]0および[NOx]0を得る。次の10秒で追加測定するZero(1)を用いた、Span(0)−NO(0)−NOx(0)−Zero(1)のデータセットで新たな[NO]1および[NOx]1を得、NO(0)−NOx(0)−Zero(1)−Span(1)のデータセットで新たな[NO]2および[NOx]2を、Zero(1)−Span(1)−NO(1)−NOx(1)のデータセットで新たな[NO]3および[NOx]3を、繰り返し得る。
10秒毎に更新する[NO]nおよび[NOx]nの移動平均値を下記式(2)および(3)によって算出して、平均値である[NO]および[NOx]を得る。
[NO]=([NO]0+[NO]1+[NO]2+[NO]3+・・・+[NO]n)/(n+1) …(2)
[NOx]=([NOx]0+[NOx]1+[NOx]2+[NOx]3+・・・+[NOx]n)/(n+1)…(3)
第2実施形態では、個別移動平均法を用いており、ゼロガス、スパンガス、NO、NOxの4つのセットを測定する毎に、最新のセットを用いて[NO]および[NOx]を求める。
10秒毎にZero(0),Span(0),NO(0),NOx(0)を測定し、Zero(0)−Span(0)−NO(0)−NOx(0)のデータセットで補正を行い、[NO]0および[NOx]0を得る。次にZero(1),Span(1),NO(1),NOx(1)を測定し、Zero(1)−Span(1)−NO(1)−NOx(1)のデータセットで補正を行い、[NO]1および[NOx]1を得る。次にZero(2),Span(2),NO(2),NOx(2)を測定し、Zero(2)−Span(2)−NO(2)−NOx(2)のデータセットで補正を行い、[NO]2および[NOx]2を得る。これを繰り返し行い、Zero(n),Span(n),NO(n),NOx(n)を測定し、Zero(n)−Span(n)−NO(n)−NOx(n)のデータセットで補正を行い、[NO]nおよび[NOx]nを得る。
40秒毎に更新する[NO]nおよび[NOx]nの移動平均値を上記式(2)および(3)によって算出して、[NO]および[NOx]を得る。
第3実施形態では、ゼロスパン移動平均法を用いており、ゼロガス、スパンガス、NO、NOxを測定して、ゼロガス測定信号値およびスパンガス測定信号値のそれぞれの平均値を用いて[NO]および[NOx]を求める。
10秒毎にZero(0),Span(0),N O(0),NOx(0)を測定し、次にZero(1),Span(1),NO(1),NOx(1)を測定し、Zero(2),Span(2),NO(2),NOx(2)を測定する。これを繰り返し行い、Zero(n),Span(n),NO(n),NOx(n)を測定し、ゼロ、スパンのみの移動平均値を算出して、ゼロガス平均値Zeroave(0)およびスパンガス平均値Spanave(0)を得る。
次にNO(n+1),NOx(n+1)を測定した時点で、Zeroave(0)およびSpanave(0)を用いて、Zeroave(0)−Spanave(0)−NO(n+1)−NOx(n+1)のデータセットで補正を行い、[NO]0および[NOx]0を得る。次にZero(n+1),Span(n+1)を測定し、新たなZeroave(1)およびSpanave(1)を算出して[NO]1および[NOx]1を得る。
このように更新する[NO]nおよび[NOx]nの移動平均値を上記式(2)および(3)によって算出して、[NO]および[NOx]を得る。
第4実施形態では、ゼロスパン回数可変法を用いており、ゼロガス、スパンガス、NO、NOxを測定する際に、ゼロガスおよびスパンガスの測定回数を減らして、[NO]および[NOx]を求める。
第5実施形態では、ゼロスパン独立測定法を用いており、ゼロガス、スパンガス、NO、NOxを測定する際に、ゼロガスおよびスパンガスの測定回数を減らして、しかもゼロガス、スパンガスの測定をそれぞれ異なるタイミングで行いながら、[NO]および[NOx]を求める。
第6実施形態では、ある一定時間のみ、第1〜第5実施形態のような測定を行う。
連続測定中に、上記第1〜第5実施形態による測定を数時間に1時間行い、残りの時間は試料ガスの測定のみを行うこともできる。たとえば6時間に1時間だけ、上記第1〜第5実施形態による測定を行い、残りの5時間については試料ガスの測定のみを行う。このような方法によっても、校正の頻度を確保することができる。
(実施例)
NOx計測器1を、第1実施形態の方法で24時間作動させた。図4は、作動時の室内温度の変動を示すグラフである。横軸は時刻(単位:時)を、縦軸は温度(単位:℃)を示す。温度調整は特にしておらず、室内温度は、約30℃から約38℃の間で推移していた。
図5は、作動時の測定信号値および試料ガス測定値の変動を示すグラフである。横軸は時刻(単位:時)、縦軸は測定信号値または試料ガス測定値(単位:ppb)を示す。測定信号値は、ゼロガス測定信号値、スパンガス測定信号値および試料ガス測定信号値をそれぞれ示す。図5に示すように、試料ガス測定信号値は、温度の変動に伴って、ドリフトした。そこで、ゼロガス測定信号値およびスパンガス測定信号値により校正を行い、試料ガス測定信号値を補正して試料ガス測定値を得た。試料ガス測定信号値および試料ガス測定値の平均値(ppb)、標準偏差(ppb)、最大値(ppb)、最小値(ppb)、相対標準偏差(%)を表1に示す。試料ガス測定値は、試料ガス測定信号値に比べると、標準偏差および相対標準偏差が小さくなっているので、温度変動に伴うドリフトが軽減されていることがわかった。
2 測定手段
3 試料ガス供給流路
3a NOxガス供給流路
3b NOガス供給流路
3c SO2ガス供給流路
4 ゼロガス供給流路
5 スパンガス供給流路
6 流路切換手段
7 補正手段
8 排出手段
9 演算部
11 O3発生器
12 反応槽
13 光電測光部
14,44 増幅器
16 フィルタ
17 コンバータ
18 分岐点
21 NOxガス切換弁
22 NOガス切換弁
23 ゼロガス切換弁
24 スパンガス切換弁
25 SO2ガス切換弁
26 排出流路
26a 弁排出流路
26b 槽排出流路
27 ポンプ
31〜36 オリフィス
40 SO2計測器
41 蛍光室
42 光源部
43 測光部
Claims (6)
- ガス濃度を連続的に測定する測定手段と、
試料ガスを前記測定手段に供給する試料ガス供給流路と、
ゼロガスを前記測定手段に供給するゼロガス供給流路と、
スパンガスを前記測定手段に供給するスパンガス供給流路と、
前記試料ガス供給流路、前記ゼロガス供給流路または前記スパンガス供給流路が前記測定手段と連通するように、30秒以下の時間間隔で各流路を切り換える流路切換手段と、
前記測定手段で測定したゼロガス測定信号値およびスパンガス測定信号値から校正を行い、校正結果に基づいて、試料ガス測定信号値を補正して試料ガス測定値を得る補正手段と、
前記測定手段から連続的にガスを排出する1ライン以上の排出手段と、前記試料ガス供給流路、前記ゼロガス供給流路、および前記スパンガス供給流路にガスを滞留させないように、試料ガス、ゼロガス、およびスパンガスを測定時以外のときに常時排出する1ライン以上の排出手段とを含むことを特徴とするガス計測器。 - 前記補正手段は、前記測定手段で測定した最新のゼロガス測定信号値および最新のスパンガス測定信号値から校正を行い、校正結果に基づいて、最新の試料ガス測定信号値を補正して最新の試料ガス測定値を得ることを特徴とする請求項1に記載のガス計測器。
- 前記測定手段で測定したゼロガス測定信号値およびスパンガス測定信号値の移動平均を算出して、ゼロガス平均値およびスパンガス平均値を得るゼロスパン平均手段を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のガス計測器。
- 前記ゼロスパン平均手段は、ゼロガス測定信号値およびスパンガス測定信号値のうち外れ値を除外してから、移動平均を算出することを特徴とする請求項3に記載のガス計測器。
- 環境大気中の窒素酸化物を測定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のガス計測器。
- 環境大気中の二酸化硫黄を測定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のガス計測器。
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