JP6798128B2 - 分子濃度の連続測定装置及び分子濃度の連続測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスに含まれる対象分子の分子濃度を連続的に測定するための、分子濃度の連続測定装置及び分子濃度の連続測定方法に関する。

近年、環境負荷ガスの大気中への放出が大きな社会問題となっており、法規制も年々厳しくなっている。特に、工場または車から大気中に放出される排ガス等の環境負荷ガスに対する取り組みは重要となっている。大気中に拡散される環境負荷ガスを低減するための対策を行う上で重要なことは、多種類の環境負荷ガスの発生挙動を正確に、かつ迅速に把握することである。特に大気中においては、風向および風速等の気象条件が時々刻々と変化するので、測定結果も短時間で大きく変化し得る。そのため、環境負荷ガスを含む大気ガスについての測定を、リアルタイムに、かつ高精度に行う技術が求められている。

一般に、大気中の環境負荷ガスの成分とされる芳香族分子等の有機化合物の分子の検出および同定には、質量分析（ＭＳ：Mass Spectrometry）法が用いられることが多い。質量分析法は、原子および分子等を何らかの方法でイオン化し、イオン化した原子および分子等を真空中に飛行させ、電磁気力により質量電荷比ごとに分離することにより、質量スペクトルを取得する方法である。この質量スペクトルに基づいて、対象となる分子（対象分子）の分子濃度を測定することができる。

質量分析法の一例であるガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣ／ＭＳ：Gas Chromatography MS）は、クロマトグラフィを用いて有機化合物の質量スペクトルを得る方法であり、有機化合物の分子濃度の測定法として一般的に用いられている。例えば、下記特許文献１には、一定温度で瞬間的に加熱可能なＧＣ／ＭＳ装置に関する技術が開示されている。当該技術によれば、大気中の有機化合物の分子濃度を、高い安定度で、高感度に測定することができる。

また、有機化合物の検出および同定をリアルタイムで行う手段として、質量分析法の一例であるレーザと質量分析装置とを組み合わせたレーザイオン化質量分析法の活用が進んでいる。レーザイオン化質量分析法は、レーザにより有機化合物の原子および分子をイオン化し、イオン化された原子および分子について質量スペクトルを得る方法である。レーザイオン化質量分析法として、例えば、一光子イオン化（ＳＰＩ：Single Photon Ionization）法によるＭＳ法（ＳＰＩ−ＭＳ）、共鳴多光子イオン化（ＲＥＭＰＩ：Resonance Enhanced Multi Photon Ionization）法によるＭＳ法（ＲＥＭＰＩ−ＭＳ）等が存在する。

レーザイオン化質量分析法によれば、多成分のガスに係る測定をリアルタイムで行うことが可能である。例えば、下記特許文献２には、車両にレーザイオン化質量分析装置を搭載した装置に関する技術が開示されている。当該技術によれば、大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度を、リアルタイムに、かつオンサイトで測定することが可能である。

国際公開第２０１４／１７８１４７号 特開２０１１−２５２８９３号公報

一般的に、大気中において人体等に影響を及ぼし始める有害分子（対象分子）の分子濃度は数十ｐｐｔのオーダである。環境負荷ガスが与える影響を低減させるためには、この濃度レベルで対象分子を測定することが要求される。

上記特許文献１に開示されているようなＧＣ／ＭＳ法では、低濃度である対象分子の分子濃度の測定は可能であるが、一回の測定に長時間を要するので、測定結果のリアルタイム性に乏しい。その結果、当該文献に開示された技術では、大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度をその場で連続的に測定することは困難である。

また、上記特許文献２に開示された技術では、測定結果のリアルタイム性が確保されても、数十ｐｐｔのような濃度レベルを測定することは困難である。例えば、ガスを捕集して濃縮することにより、上述したような低い濃度レベルの対象分子の分子濃度を測定することは可能となるが、対象分子の分子濃度が高い環境においては、対象分子の濃縮量が飽和してしまうため、濃縮された対象分子を用いて当該環境における分子濃度を測定することは適切ではない。したがって、対象分子の分子濃度の濃度域が大きく変化するような環境において、連続的に当該分子濃度を測定することは困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ガスに含まれる対象分子の分子濃度を幅広い濃度域について連続的に測定することが可能な、新規かつ改良された分子濃度の連続測定装置及び分子濃度の連続測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ガスに含まれる測定対象である対象分子の分子濃度を測定する測定装置と、上記ガスを上記測定装置に導入可能な第１導入路と、上記第１導入路と並列に設けられ、中間部に上記対象分子を吸着可能である濃縮部を備え、上記濃縮部を経由して上記ガスを上記測定装置に導入可能な第２導入路と、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を、上記第１導入路と上記第２導入路との間で切り替える第１の切替装置と、上記濃縮部の上流側および下流側において第２及び第３の切替装置を介して上記第２導入路と接続されているバイパス管と、上記第１導入路または上記第２導入路のいずれか一方の導入路から上記測定装置に導入された上記ガスに含まれる上記対象分子の分子濃度の上記測定装置による測定結果に基づいて、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を、上記第１の切替装置により上記一方の導入路から他方の導入路に切り替えるか否かを判定する制御部と、上記第２導入路の上記濃縮部よりも上流側において、第４の切替装置を介して、上記第２導入路に接続され、上記対象分子とは異なる分子からなるキャリアガスを上記第２導入路に導入可能なキャリアガス導入路と、上記第４の切替装置より上流側で上記ガスの上記第２導入路への導入を遮断する弁体と、を備え、上記制御部は、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路が上記第２導入路に切り替えられている場合、上記第２及び第３の切替装置を用いて上記濃縮部を密閉して、上記弁体により、上記ガスの上記第２導入路への導入を遮断し、上記キャリアガス導入路から上記第２導入路に上記キャリアガスを導入し、さらに、上記濃縮部から上記対象分子が脱離される間は、上記キャリアガスを上記キャリアガス導入路及び上記バイパス管を経由して上記測定装置に導入し、上記濃縮部から上記対象分子が脱離した後には、上記第２及び第３の切替装置を用いて上記濃縮部を開放して、上記キャリアガスを上記濃縮部に導入し、上記濃縮部から脱離した対象分子を上記キャリアガスと共に上記測定装置に導入する、分子濃度の連続測定装置が提供される。

上記キャリアガスが不活性ガスであってもよい。また、上記濃縮部は、上記ガスを通過させつつ、上記ガスに含まれる上記対象分子を吸着する吸着管と、上記吸着管を加熱して上記吸着管に吸着された上記対象分子を上記吸着管から脱離させる加熱装置と、からなり、上記加熱装置はキュリーポイントパイロライザーであってもよい。また、上記制御部は、上記第１ 導入路を通過して導入された上記ガスに含まれる上記対象分子の分子濃度の上記測定結果が所定の閾値を下回る場合、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を上記第１ 導入路から上記第２ 導入路に切り替えてもよい。

上記制御部は、上記第２導入路を通過して導入された上記ガスに含まれる上記対象分子の分子濃度の上記測定結果が所定の閾値を上回る場合、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を上記第２導入路から上記第１導入路に切り替えてもよい。

上記連続測定装置は上記第２導入路の上記濃縮部よりも上流側において、上記対象分子とは異なる分子からなるキャリアガスを上記第２導入路に導入可能なキャリアガス導入路をさらに備え、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路が上記第２導入路に切り替えられている場合、上記キャリアガス導入路から上記第２導入路に上記キャリアガスが導入されてもよい。

上記測定装置は、レーザ光を用いて上記対象分子の分子濃度を測定する測定装置であってもよい。

上記測定装置は、一光子イオン化質量分析法（Single Photon Ionization-Mass Spectrometry：ＳＰＩ−ＭＳ）を用いた測定装置であってもよい。

上記第１導入路を通過して導入された上記ガスに含まれる上記対象分子の分子濃度の上記測定結果が１ｐｐｂを下回る場合に、上記制御部は、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を上記第１導入路から上記第２導入路に切り替えてもよい。

上記第２導入路を通過して導入された上記ガスに含まれる上記対象分子の分子濃度の上記測定結果が５ｐｐｂを上回る場合に、上記制御部は、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を上記第２導入路から上記第１導入路に切り替えてもよい。

上記対象分子は、芳香族分子を含んでもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ガスに含まれる測定対象である対象分子の分子濃度を測定する測定装置と、上記ガスを上記測定装置に導入可能な第１導入路と、上記第１導入路と並列に設けられ、中間部に上記対象分子を吸着可能である濃縮部を備え、上記濃縮部を経由して上記ガスを上記測定装置に導入可能な第２導入路と、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を、上記第１導入路と上記第２導入路との間で切り替える第１の切替装置と、上記濃縮部の上流側および下流側において第２及び第３の切替装置を介して上記第２導入路と接続されているバイパス管と、上記第２導入路の上記濃縮部よりも上流側において、第４の切替装置を介して、上記第２導入路に接続され、上記対象分子とは異なる分子からなるキャリアガスを上記第２導入路に導入可能なキャリアガス導入路と、上記第４の切替装置より上流側で上記ガスの上記第２導入路への導入を遮断する弁体と、を用いて、上記第１導入路または上記第２導入路のいずれか一方の導入路から上記測定装置に上記ガスを導入し、上記測定装置を用いて上記ガスに含まれる上記対象分子の分子濃度を連続的に測定し、上記測定装置による上記対象分子の分子濃度に係る測定結果に基づいて、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路を上記一方の導入路から他方の導入路に切り替えるか否かを判定し、上記測定装置に導入される上記ガスの導入路が上記第２導入路に切り替えられている場合、上記第２及び第３の切替装置を用いて上記濃縮部を密閉して、上記弁体により、上記ガスの上記第２導入路への導入を遮断し、上記キャリアガス導入路から上記第２導入路に上記キャリアガスを導入し、さらに、上記濃縮部から上記対象分子が脱離される間は、上記キャリアガスを上記キャリアガス導入路及び上記バイパス管を経由して上記測定装置に導入し、上記濃縮部から上記対象分子が脱離した後には、上記第２及び第３の切替装置を用いて上記濃縮部を開放して、上記キャリアガスを上記濃縮部に導入し、上記濃縮部から脱離した対象分子を上記キャリアガスと共に上記測定装置に導入する、分子濃度の連続測定方法が提供される。

かかる構成によれば、第１導入路から直接的に導入されたガスに含まれる対象分子の分子濃度の測定結果に基づいて、第２導入路において濃縮された対象分子についての測定を行うか否かの判定が行われ、判定結果に応じてガスの導入路の切り替えが行われる。この場合、対象分子の分子濃度がある基準を満たしていなければ、濃縮された対象分子の分子濃度に基づいて、上記ガスに含まれる対象分子の分子濃度が測定される。一方、対象分子の分子濃度が当該基準を満たしていれば、測定結果がそのまま大気中の分子濃度として扱われる。また、第２導入路において濃縮された対象分子の測定結果に基づいて、第１導入路から直接的に導入されるガスに含まれる対象分子についての測定を行うかの判定が行われ、判定結果に応じてガスの導入路の切り替えが行われる。この場合、対象分子の分子濃度がある基準を満たしていなければ、大気から直接的に導入される大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度が測定される。これにより、ガスに含まれる対象分子の分子濃度の高低に関わらず、切れ目なく連続的に測定することができる。

以上説明したように本発明によれば、ガスに含まれる対象分子の分子濃度を幅広い濃度域について連続的に測定することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る連続測定装置の概略構成の一例を示す図である。 同実施形態に係る連続測定装置による測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る連続測定装置に導入されるガスの流路の第１の例を示す図である。 同実施形態に係る連続測定装置に導入されるガスの流路の第２の例を示す図である。 同実施形態に係る連続測定装置に導入されるガスの流路の第３の例を示す図である。 同実施形態に係る連続測定装置による測定処理の流れの変形例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．連続測定装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る連続測定装置１の概略構成の一例を示す図である。図１を参照すると、本実施形態に係る連続測定装置１は、測定装置２、第１導入路３、第２導入路４、切替装置１０ａ〜１０ｅ、共通導入管２０、および制御部１００を備える。また、第１導入路３は、第１導入管３０により構成される。第２導入路４は、濃縮部５、ポンプ６、第２導入管４０、バイパス管４１、キャリアガス導入管４２およびガス導出管４３により構成される。第１導入路３と第２導入路４は並列に設けられる。

また、図１を参照すると、共通導入管２０と第１導入管３０と第２導入管４０との接続箇所には切替装置１０ａが設けられる。第２導入管４０とガス導出管４３との接続箇所には切替装置１０ｂが設けられる。濃縮部５の下流側および上流側における第２導入管４０とバイパス管４１との接続箇所にはそれぞれ切替装置１０ｃおよび１０ｄが設けられる。第２導入管４０とキャリアガス導入管４２との接続箇所には切替装置１０ｅが設けられる。

なお、共通導入管２０、第１導入管３０、第２導入管４０、バイパス管４１、キャリアガス導入管４２およびガス導出管４３を形成する配管の材質、長さおよび内径は特に限定されない。ただし、配管の材質は、対象分子が配管の内部で吸着しない材質であることが好ましい。また、配管の長さおよび内径は、ガスの導入タイミングと測定タイミングとのズレが所定の時間を超えない程度となるサイズであることが好ましい。例えば、上記配管の長さおよび内径は、所定の時間およびガスの配管内の吸引速度等を考慮して適宜設定され得る。

測定装置２は、測定対象である対象分子の分子濃度を測定する機能を有する装置である。ここで、対象分子とは、例えば、環境負荷ガスに含まれる有害分子等であり、より具体的には、ベンゼン、ナフタレン、またはクレゾール等の芳香族分子である。また、これらの有害分子は、例えば、石炭、コークスまたはタール等の乾留処理または加熱処理により工場から放出される揮発性分子等であり得る。

本実施形態に係る測定装置２は、例えば、ポンプを用いて共通導入管２０からガスを吸引し、吸引されたガスに含まれる対象分子をイオン化し、イオン化された対象分子の質量スペクトルを取得することにより分子濃度を測定する質量分析装置により実現される。特に本実施形態に係る測定装置２は、連続的に分子濃度を測定するために、レーザ光の照射により対象分子をイオン化するレーザイオン化質量分析装置であることが好ましく、より具体的には、ＳＰＩ−ＭＳ装置であることが好ましい。

ＳＰＩ−ＭＳ装置は、ターボ分子ポンプ等のポンプによりガスを吸引するガス導入部、レーザ光を励起するレーザ部、ガス導入部により導入されたガスに含まれる分子をレーザ光によりイオン化するイオン化部、およびイオン化された分子の質量分析を行う質量分析部と、により構成される。当該ＳＰＩ−ＭＳ装置により、例えば芳香族分子を一光子でイオン化することができる。したがって、迅速に測定対象物質の質量を分析することができるので、対象分子の分子濃度をリアルタイムで測定することが可能となる。例えば、一般的なＳＰＩ−ＭＳ装置は、ガスが導入されてから約１秒以内に、当該ガスに含まれる分子濃度の測定結果を出力することが可能である。また、一般的なＳＰＩ−ＭＳ装置による分子濃度の検出下限は、約１ｐｐｂ程度である。

なお、本実施形態に係る測定装置２はＳＰＩ−ＭＳ装置に限定されない。例えば、測定装置２は、レーザ吸収分光法または赤外線単線吸収分光法等、レーザ光を用いた測定装置であってもよい。対象分子の種類等に応じて、測定装置に適用される測定方法は適宜変更され得る。本実施形態では、測定装置２はＳＰＩ−ＭＳ装置であるものとして説明する。

測定装置２は、測定結果を制御部１００に出力する。

第１導入路３を構成する配管である第１導入管３０は、一端において大気ガスを導入するための導入口を有し、他端において切替装置１０ａを介して共通導入管２０と接続されている。

第２導入路４を主に構成する配管である第２導入管４０は、第１導入管３０と並行して設けられ、一端において大気ガスを導入するための導入口を有し、他端において切替装置１０ａを介して共通導入管２０と接続されている。また、第２導入管４０の中間部分には濃縮部５が設けられている。

濃縮部５は、大気ガスに含まれる対象分子を吸着することにより濃縮する機能を有する。濃縮部５は、第２導入管４０の上流側から導入された大気ガスに含まれる対象分子を吸収し、加熱により当該対象分子を脱着させて第２導入管４０の下流側に導出する。

図１に示すように、濃縮部５は、吸着管５０および加熱装置５１を備える。吸着管５０は第２導入管４０の途中に設けられ、導入された大気ガスから対象分子を吸着する。吸着管５０として、例えば、ＴＥＮＡＸ等の活性炭系の吸着材を含む吸着管などが用いられる。

また、加熱装置５１は、吸着管５０を加熱し、吸着管５０に吸着された対象分子を脱着させる。本実施形態に係る加熱装置５１として、瞬間的な加熱が可能であり、再現性が良好であるキュリーポイントパイロライザーを用いることが好ましい。また、加熱装置５１は、セラミックヒータ等であってもよい。加熱装置５１による加熱処理の実行および終了のタイミング、並びに加熱温度等は、制御部１００により制御される。

なお、本実施形態に係る吸着管５０の内径は、４ｍｍ以上、かつ、５ｍｍ以下であることが好ましい。当該内径が４ｍｍを下回る場合、吸着管５０の内部に吸着される対象分子の吸着量が十分でないことがある。また、当該内径が５ｍｍを上回る場合、加熱装置５１により与えられる熱が吸着管５０の内部において伝わりにくくなることにより加熱ムラが生じ、吸着管５０に吸着された対象分子を全て脱着させることが困難となる。したがって、吸着管５０の内径を４ｍｍ以上、かつ、５ｍｍ以下とすることにより、対象分子を十分吸着しつつ、加熱装置５１による加熱時において吸着管５０全体が均等に加熱され、吸着された対象分子を全て脱着させることが可能となる。

また、本実施形態に係る吸着管５０の長さは、２０ｍｍ以下であることが好ましい。当該長さが２０ｍｍを上回る場合、上述したような加熱ムラが生じやすくなる。なお、吸着管５０の長さの下限値は特に限定されないが、少なくとも測定装置２の対象分子についての検出下限以上の分子量を吸着可能であるような長さであることが好ましい。また、吸着管５０の長さは、後述する導入路の切り替えにおいて用いられる分子濃度の閾値に相当する量の分子を少なくとも吸着可能であるような長さであることが好ましい。

バイパス管４１は、濃縮部５の上流側および下流側において切替装置１０ｄおよび１０ｃを介して第２導入管４０と接続されている。このバイパス管４１は、ガスを濃縮部５に通過させずに迂回させるための配管であり、第２導入管４０、共通導入管２０および測定装置２のパージのために用いられる。

キャリアガス導入管４２は、キャリアガス導入路の一例であり、一端においてキャリアガスを導入するための導入口を有し、他端において切替装置１０ｅを介して第２導入管４０と接続されている。このキャリアガス導入管４２は、外部からキャリアガスを導入するための配管である。不図示のキャリアガス送出部から導入されたキャリアガスは、第２導入管４０、共通導入管２０および測定装置２のパージのために、並びに濃縮部５において濃縮された対象分子を測定装置２に流すために用いられる。なお、当該キャリアガスは、例えば、Ｎ_２、ＡｒまたはＨｅ等の不活性ガスであることが好ましい。

ガス導出管４３は、一端においてポンプ６と接続され、他端において切替装置１０ｂを介して第２導入管４０と接続されている。このガス導出管４３は、第２導入管４０を介して濃縮部５において大気ガスに含まれる対象分子を濃縮する場合、および一度濃縮部５に吸着されていた対象分子を脱着させて排出させる場合において、大気ガスおよび対象分子を連続測定装置１の外部にポンプ６を用いて排出するための配管である。

なお、ポンプ６の種類は特に限定されないが、本実施形態に係るポンプ６は、所定の吸引時間内において所定の吸引量を吸引することが可能なポンプ容量を有するポンプであることが好ましい。所定の吸引量とは、上記の所定の吸引時間内において、吸着管５０に対象分子が十分吸着するのに必要な大気ガスの吸引量を意味する。例えば、吸着管５０の内部に対象分子を十分に吸着させるのに少なくとも２Ｌの大気ガスの吸引が必要であり、所定の吸引時間が３０秒である場合、ポンプ６に求められるポンプ容量は、少なくとも４Ｌ／ｍｉｎとなる。

切替装置１０ａ〜１０ｅ（以下、特に区別する場合を除き、切替装置１０と総称する）は、各配管におけるガスの流れを切り替えるための装置である。切替装置１０は、例えば、バルブにより実現される。切替装置１０を実現するバルブの種類は特に限定されないが、三方弁など、複数の配管の接続部における流路を切り替えることが可能なバルブであることが好ましい。本実施形態に係る切替装置１０は、不図示のバルブアクチュエータにより開閉操作されるバルブであることが好ましい。これにより、後述する制御部１００の制御により、切替装置１０による配管の切替操作が自動的に行われる。なお、バルブアクチュエータの方式は、空気作動式、電動式、電磁作動式または油圧作動式など、特に限定されない。

切替装置１０ａは、測定装置２に導入されるガスの導入路を、第１導入路３（第１導入管３０）と第２導入路４（第２導入管４０）との間で切り替える。切替装置１０ｂは、第２導入管４０の中を流れてきたガスを、測定装置２に導入させるか、ガス導出管４３を介して外部に排出するかを切り替える。切替装置１０ｃおよび１０ｄは、第２導入管４０の中を流れてきたガスの流路を、濃縮部５とバイパス管４１との間で切り替える。また、切替装置１０ｅは、第２導入路４に導入するガスを、大気ガスとキャリアガス導入管４２を介して導入されるキャリアガスとの間で切り替える。各配管の遮断は、切替装置１０に備えられる弁体等を用いて行われる。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ストレージ、および通信装置等のハードウェア構成を備える情報処理装置により実現される。制御部１００は、所定のタイミング、および測定装置２による測定結果に基づいて、切替装置１０による各配管の切替を制御する。具体的には、制御部１００は、切替装置１０を制御して、第１導入路３または第２導入路４のいずれか一方の導入路を、他方の導入路に切り替える。制御部１００による切替装置１０の制御については後述する。

また、制御部１００は、入出力制御機能を有してもよい。例えば、制御部１００は、測定装置２により得られた測定結果、または連続測定装置１の稼働状態に関する情報を、不図示のディスプレイまたはプリンタ等に出力する機能を有してもよい。これにより、連続測定装置１を使用する作業者は、測定装置２により得られる測定結果、および連続測定装置１の稼働状態について知得することができる。また、例えば、制御部１００は、不図示のキーボードまたはタッチパネル等により得られる入力情報を取得する機能を有してもよい。これにより、上記作業者は、連続測定装置１の始動または停止等に係る指示を入力することができる。

また、制御部１００は、測定装置２により得られる測定結果を逐次的に記憶する記憶機能を有してもよい。かかる記憶機能はストレージ等により実現される。

なお、本実施形態における測定装置２および制御部１００は分離して構成されているが、他の実施形態においては、測定装置２と制御部１００は一体となって構成されていてもよい。例えば、測定装置２は、切替装置１０による各配管の切り替えを制御する機能を有する。

＜２．連続測定装置による測定処理の流れ＞
以上、本実施形態に係る連続測定装置１の構成の一例について説明した。次に、本実施形態に係る連続測定装置１による測定処理の流れの一例について、図２〜図５を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る連続測定装置１による測定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートには、まず第１導入路３を経由して測定装置２に大気ガスが導入され、当該大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度に基づいて、制御部１００がガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替えるか否かを判定する例が含まれている。

まず、連続測定装置１に導入される大気ガスの導入路が第１導入路３に切り替えられる（ステップＳ１０１）。この場合、制御部１００は、第１導入路３を介して大気ガスが測定装置２に導入されるよう、切替装置１０をそれぞれ制御する。図３は、本実施形態に係る連続測定装置１に導入されるガスの流路の第１の例を示す図である。図３に示すように、制御部１００は、各切替装置１０ａ〜１０ｅにそれぞれ設けられる弁体１１ａ〜１１ｅを適宜開閉し、大気ガスが第１導入路３を経由して測定装置２に導入されるための流路を確保する。なお、大気ガスの導入路がもともと第１導入路３に切り替えられている場合、制御部１００によるステップＳ１０１に係る処理は行われなくてもよい。

次に、大気ガスが第１導入路３および第２導入路４をそれぞれ経由して吸引される（ステップＳ１０３）。図３に示すように、まず、測定装置２に内蔵されるポンプにより第１導入路３に吸引される大気ガスは、第１導入路３を経由して測定装置２に導入される（ステップＳ１０５）。

次に、測定装置２は、第１導入路３を経由した大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度を連続的に測定する（ステップＳ１０７）。また、ポンプ６により第２導入路４に吸引される大気ガスは濃縮部５に導入され、濃縮部５を通過した大気ガスはガス導出管４３を介して排出される。このとき、第２導入路４を経由した大気ガスに含まれる対象分子は、吸着管５０の内部に吸着される。ステップＳ１０７において、第１導入路３を経由した大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度の測定、および第２導入路４に導入される大気ガスの吸引は、所定時間にわたり行われる。当該所定時間は、吸着管５０に対象分子が十分吸着するのに必要な大気ガスの吸引量を吸引するための時間である。当該時間は、ポンプの吸引能力、または吸着管５０の内径および長さ等に応じて適宜設定される。

次に、制御部１００は、測定装置２による測定結果に基づいて、測定装置２に導入されるガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替えるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。例えば、制御部１００は、測定装置２に導入される大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度の測定結果が所定の閾値を下回る場合、切替装置１０に対してガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替える制御を行う。一方、制御部１００は、当該測定結果が所定の閾値以上である場合、切替装置１０に対して導入路を切り替える制御を行わない。ここでいう測定結果は、例えば、測定装置２により測定された分子濃度の時系列データの平均値、中央値、最大値もしくは最小値等の統計値、またはステップＳ１０９の判定処理時における分子濃度であってもよい。

なお、当該閾値は、例えば、測定装置２がＳＰＩ−ＭＳ装置である場合、検出限界値（例えば１ｐｐｂ）であってもよい。測定された分子濃度が検出限界値を下回った場合に、制御部１００は、切替装置１０に対してガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替える制御を行ってもよい。

また、当該閾値は、測定装置２による測定結果のＳＮ（シグナルノイズ）比に基づいて設定されてもよい。第１導入路３を経由して測定装置２に導入される大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度が検出限界値に近い場合、測定結果のＳＮ比は小さくなり、測定結果の誤差が大きくなる。一方、詳しくは後述するが、対象分子の大気中における分子濃度が低くても、第２導入路４を経由して濃縮部５で濃縮された後に吸着管５０から脱着して測定装置２に導入される対象分子の分子濃度は局所的に高い数値を示す。そのため、吸着管５０から脱着した対象分子の分子濃度の測定結果のＳＮ比は高くなる。したがって、許容されるＳＮ比を示すレベルの分子濃度を閾値として設定することにより、直接的な測定結果を可能な限り得ることができる。なお、当該閾値は、検出限界値の一例である１ｐｐｂ等に限られず、測定状況および測定環境に応じて適宜設定され得る。

ステップＳ１０９において、制御部１００が測定装置２に導入されるガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替えないと判定した場合（Ｓ１０９／ＮＯ）、測定装置２には第１導入路３を経由した大気ガスが導入され、測定装置２は継続して対象分子の分子濃度の測定を継続する（ステップＳ１１１）。また、吸着管５０に吸着された対象分子は、加熱装置５１による加熱により吸着管５０から脱着され、ポンプ６の吸引によりガス導出管４３を経由して外部に排出される（ステップＳ１１３）。

一方、ステップＳ１０９において、制御部１００が測定装置２に導入されるガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替えると判定した場合（Ｓ１０９／ＹＥＳ）、濃縮部５が密閉され、ガスの導入路が第１導入路３から第２導入路４に切り替えられる（ステップＳ１１５）。このとき、まず、制御部１００は、濃縮部５を密閉し、第２導入管４０および測定装置２にキャリアガスが導入されるよう切替装置１０を制御する。図４は、本実施形態に係る連続測定装置１に導入されるガスの流路の第２の例を示す図である。図４に示すように、弁体１１ａが第１導入管３０を遮断し、弁体１１ｂがガス導出管４３を遮断し、弁体１１ｃおよび１１ｄが濃縮部５を密閉し、弁体１１ｅが第２導入管４０の大気ガス導入口を遮断するよう、制御部１００が切替装置１０を制御する。これにより、図４に示すように、キャリアガスがキャリアガス導入管４２およびバイパス管４１を経由して測定装置２に導入されるための流路が確保される。

第２導入路４への切替後、まずキャリアガスによる第２導入路４および測定装置２のパージが行われる（ステップＳ１１７）。第２導入管４０、共通導入管２０および測定装置２のガス導入部の内側に滞留または付着している対象分子またはコンタミ等を除去するためである。当該パージにより、測定装置２による誤測定を防ぎ、濃縮部５において濃縮された対象分子の分子濃度のみを測定することが可能となる。

また、当該パージと並行して、濃縮部５の吸着管５０の加熱装置５１による加熱処理が行われる（ステップＳ１１９）。これにより、吸着管５０に吸着していた対象分子が脱着される。ステップＳ１１７におけるパージ処理およびステップＳ１１９における加熱処理が同時に行われる場合に各処理に係る時間は、例えば、加熱処理に費やされる時間に応じて設定される。例えば、１５０℃〜２００℃程度で吸着管５０を加熱する場合、全ての対象分子の脱着にかかる時間は５秒程度である。なお、吸着管５０の温度を２００℃より高温に加熱すると、冷却に必要な時間が長くなり本発明のリアルタイム性の確保が困難となる。

加熱処理後、制御部１００は、濃縮部５の吸着管に吸着された対象分子が測定装置２に導入されるよう切替装置１０を制御する（ステップＳ１２１）。図５は、本実施形態に係る連続測定装置１に導入されるガスの流路の第３の例を示す図である。図５に示すように、弁体１１ｃおよび１１ｄがバイパス管４１を遮断し、濃縮部５を開放するよう、制御部１００が切替装置１０を制御する。これにより、キャリアガスが濃縮部５において吸着管５０から脱離した対象分子を下流側に運ぶので、脱着した対象分子がキャリアガスとともに測定装置２に導入される。

次に、測定装置２は、濃縮部５から導入されるキャリアガスに含まれる対象分子の分子濃度を測定する（ステップＳ１２３）。ここで測定される分子濃度はあくまでも濃縮部５において濃縮されていた対象分子の分子濃度である。測定時において当該対象分子は濃縮されているので、測定結果により示される分子濃度は実際の大気中の分子濃度とは異なる。ここで、ステップＳ１０７において吸着管５０に対象分子を吸着させるのに費やされた時間をｔ_１（ｓｅｃ）、およびステップＳ１２３における分子濃度の測定に要した時間をｔ_２（ｓｅｃ）とし、さらに測定時の分子濃度をＣ_ｃ（ｔ）とすると、下記式（１）を用いて分子濃度（の平均値）Ｃ_ａを求めることができる。この分子濃度Ｃ_ａが、大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度の測定結果として扱われる。

また、ステップＳ１２１により濃縮部５が開放されたあと、吸着管５０の冷却が行われる（ステップＳ１２５）。吸着管５０の冷却は自然冷却であってもよいし、送風機等の各種冷却機構により行われる強制冷却であってもよい。なお、第２導入路４に切り替えられていない場合、吸着管５０の加熱後により対象分子を排出した後に、ステップＳ１２５における吸着管５０の冷却が行われる。冷却を開始してから所定時間経過した後、測定を継続するか否かが判断される（ステップＳ１２７）。この所定時間は、例えば、吸着管５０の冷却のために設けられる時間である。測定を継続する場合において（Ｓ１２７／ＹＥＳ）、ステップＳ１０９で第２導入路４に導入路が切り替えられている場合は、再度ステップＳ１０１において第１導入路３に導入路が切り替えられる。測定を継続しない場合は（Ｓ１２７／ＮＯ）、本実施形態に係る連続測定装置１による測定処理を終了する。

＜３．変形例＞
図２に示したフローチャートは、はじめに第１導入路３を経由して大気ガスが測定装置２に導入され、測定装置２による大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度の測定結果に基づいて、制御部１００がガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替えるか否かを判定する場合の処理の流れを示しているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、連続測定装置１による測定処理の流れとして、はじめに第２導入路４を経由して導入された大気ガスに含まれる対象分子が濃縮部５に濃縮され、濃縮された対象分子が測定装置２に導入され、測定装置２による濃縮された対象分子の分子濃度の測定結果に基づいて、制御部１００がガスの導入路を第２導入路４から第１導入路３に切り替えるか否かを判定してもよい。以下、制御部１００による第２導入路４から第１導入路３への切り替えの判定処理を含む、連続測定装置１による測定処理の流れの変形例について説明する。

図６は、本実施形態に係る連続測定装置１による測定処理の流れの変形例を示すフローチャートである。図６を参照すると、まず、連続測定装置１に導入される大気ガスの導入路が第１導入路３に切り替わっている場合、当該大気ガスの導入路は第２導入路に切り替えられる（ステップＳ２０１）。

次に、大気ガスが第２導入路４を経由して吸引される（ステップＳ２０３）。このとき、大気ガスは、ポンプ６により第２導入路４に吸引されて濃縮部５に導入され、濃縮部５を通過した大気ガスはガス導出管４３を介して排出される。このとき、第２導入路４を経由した大気ガスに含まれる分子は、吸着管５０の内部に吸着される。第２導入路４を経由した大気ガスの吸引は、所定時間にわたり行われる。

所定時間吸引後、濃縮部５が密閉され、吸着管５０が加熱される（ステップＳ２０５）。その際、図４に示すようにキャリアガスによる第２導入路４および測定装置２のパージが並行して行われる。なお、吸着管５０に対する加熱処理の条件等については、上述した例と同一である。

その後、制御部１００は、濃縮部５の吸着管に吸着された対象分子が測定装置２に導入されるよう切替装置１０を制御する（ステップＳ２０７）。切替装置１０に対する制御は、図５に示したガスの流路に切り替える制御と同一である。これにより、キャリアガスが濃縮部５において吸着管５０から脱離した対象分子を下流側に運ぶので、脱着した対象分子がキャリアガスとともに測定装置２に導入される。

次に、測定装置２は、濃縮部５から導入されるキャリアガスに含まれる対象分子の分子濃度を測定する（ステップＳ２０９）。測定終了後、吸着管５０の冷却が行われる（ステップＳ２１１）。その際、吸着管５０の冷却は自然冷却であってもよいし、送風機等の各種冷却機構により行われる強制冷却であってもよい。

次いで、制御部１００は、測定装置２による測定結果に基づいて、測定装置２に導入されるガスの導入路を第２導入路４から第１導入路３に切り替えるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。例えば、制御部１００は、測定装置２に導入される大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度の測定結果が所定の閾値を上回る場合、切替装置１０に対してガスの導入路を第２導入路４から第１導入路３に切り替える制御を行う。一方、制御部１００は、当該測定結果が所定の閾値以下である場合、切替装置１０に対して導入路を切り替える制御を行わない。

なお、当該閾値は、吸着管５０の最大吸着量に相当する分子濃度の値であってもよい。より具体的には、本実施形態に係る閾値は５ｐｐｂであってもよい。この値は、吸着管５０の長さが２０ｍｍである場合の吸着管５０の最大吸着量に応じた分子濃度である。濃縮部５に最大吸着量を上回る量の対象分子が流れてきた場合、最大吸着量を上回る量の対象分子を吸着することができない。この場合、測定装置２による測定結果は最大吸着量に相当する分子濃度となり、当該分子濃度以上の分子濃度を測定することができない。この場合、導入路の切り替えが求められる。

最大吸着量に相当する対象分子を閾値として導入路を切り替えることにより、直接大気から吸引された大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度が測定装置２に導入される。これにより、濃縮部５が濃縮可能な濃度以上の対象分子の分子濃度を測定することができる。なお、当該閾値は、５ｐｐｂに限られず、測定状況および測定環境に応じて適宜設定され得る。

ステップＳ２１３において、制御部１００が測定装置２に導入されるガスの導入路を第２導入路４から第１導入路３に切り替えないと判定した場合（Ｓ２１３／ＮＯ）、切替制御は行われない。一方で、制御部１００が測定装置２に導入されるガスの導入路を第２導入路４から第１導入路３に切り替えると判定した場合（Ｓ２１３／ＹＥＳ）、ガスの導入路が第２導入路４から第１導入路３に切り替えられる（ステップＳ２１５）。

次に、第１導入路３を経由して大気ガスが測定装置２に吸引される（ステップＳ２１７）。そして、測定装置２は、吸引した大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度を測定する（ステップＳ２１９）。

ステップＳ２１３において導入路が第１導入路３に切り替えられた場合はステップＳ２１９の処理の後に、または、ステップＳ２１３において導入路が第１導入路３に切り替えられていない場合はステップＳ２１３における判定処理の後に、測定を継続するか否かが判断される（ステップＳ２２１）。測定を継続する場合において（Ｓ２２１／ＹＥＳ）、ステップＳ２１１で第１導入路３に導入路が切り替えられている場合は、再度ステップＳ２０１において第２導入路４に導入路が切り替えられる。測定を継続しない場合は（Ｓ２２１／ＮＯ）、本実施形態に係る連続測定装置１による測定処理を終了する。

以上、本実施形態に係る連続測定装置１による測定処理の流れの変形例について説明した。なお、他の実施形態における測定処理の流れは、図２および図６に示した測定処理の流れのフローチャートが複合化されたものであってもよい。例えば、図２および図６に示したフローチャートにより実現される測定処理の流れが、互いに途中で入れ替わる形態も可能である。より具体的には、測定処理の流れが、図２または図６に示されるフローチャートの一方から他方に切り替えられてもよい。当該測定処理の流れを切り替えるか否かの判断は、例えば、制御部１００により行われてもよい。当該判断は、例えば、測定結果または一回の測定処理におけるガスの導入路の切り替えの発生の有無等に基づいて行われてもよい。

例えば、図２のステップＳ１２７に係る処理を行う時点でガスの導入路が第２導入路４に切り替えられていた場合、次の処理として、図６のステップＳ２０１に係る処理が行われてもよい。すなわち、次回の測定において、測定処理当初のガスの導入路が第２導入路４のままに維持されていてもよい。これは、特に、測定された対象分子の分子濃度が上記の閾値以下となったときに、１回の測定で終わらず、測定をさらに継続する場合に好適な形態である。次回の測定においても分子濃度が当該閾値以下となる可能性が高いためである。

一方、図６のステップＳ２２１に係る処理を行う時点でガスの導入路が第１導入路３に切り替えられていた場合、次の処理として、図２のステップＳ１０１に係る処理が行われてもよい。すなわち、次回の測定において、測定処理当初のガスの導入路が第１導入路３のままに維持されていてもよい。これは、特に、測定された対象分子の分子濃度が上記の閾値以上となったときに、１回の測定で終わらず、測定をさらに継続する場合に好適な形態である。次回の測定においても、分子濃度が当該閾値以上となる可能性が高いためである。

また、上述した測定結果等にかかわらず、適宜測定処理を図２または図６のいずれかに示すフローチャートにより実現される流れに切り替えることが可能である。例えば、連続測定装置１が用いられる環境または状況等に応じて、適宜測定処理の流れを切り替えることも可能である。

＜４．まとめ＞
以上、本実施形態に係る連続測定装置１による測定処理の流れについて説明した。以上説明した処理を繰り返すことにより、大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度を連続的に測定することができる。例えば、測定装置２により測定された対象分子の大気中の分子濃度が上記の閾値より低い場合は、大気ガスの導入路を第１導入路３から第２導入路４に切り替え、濃縮部５において濃縮された対象分子の分子濃度が測定される。これにより、測定装置２の検出下限を下回る分子濃度を測定することも可能である。また、対象分子の大気中の分子濃度が上記の閾値以上である場合は、大気ガスの導入路を第２導入路４から第１導入路３に切り替え、濃縮部５において濃縮された対象分子ではなく、大気から直接導入された大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度を測定することもできる。これにより、対象分子の分子濃度を、数十ｐｐｔオーダからｐｐｍオーダまでの幅広い濃度域について連続的に測定することが可能となる。

また、本実施形態に係る測定装置２として、レーザ光を用いた測定装置であることが好ましく、ＳＰＩ−ＭＳ装置を用いることがさらに好ましい。これにより、対象分子の分子濃度の測定に費やされる時間を、吸着管５０への対象分子の吸着に要する時間、並びに吸着管５０の加熱および冷却に要する時間よりも短くすることができるので、連続測定の律速要因となることを回避することができる。したがって、連続測定装置１のリアルタイム性を向上させることができる。

なお、上記実施形態に係る測定装置２の測定対象である対象分子は芳香族分子であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。他の実施形態においては、対象分子は、吸着管５０に吸着可能な分子であれば、特に限定されない。

また、上記実施形態に係る連続測定装置１は大気ガスに含まれる対象分子の分子濃度を連続的に測定するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、連続測定装置は、建築構造物の内部空間、または坑道等の地下空間等に存在する対象分子の分子濃度を測定してもよい。

また、図１に示す構成は、あくまで本実施形態に係る連続測定装置１の一例であり、連続測定装置１の具体的な構成はかかる例に限定されない。連続測定装置は、上述した本実施形態に係る連続測定方法を実現可能に構成されればよく、一般的に想定され得るあらゆる構成を取ることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 連続測定装置
２ 測定装置
３ 第１導入路
４ 第２導入路
５ 濃縮部
６ ポンプ
１０ 切替装置
１１ 弁体
２０ 共通導入管
３０ 第１導入管
４０ 第２導入管
４１ バイパス管
４２ キャリアガス導入管
４３ ガス導出管
５０ 吸着管
５１ 加熱装置
１００ 制御部

Claims (11)

1. ガスに含まれる測定対象である対象分子の分子濃度を測定する測定装置と、
   前記ガスを前記測定装置に導入可能な第１導入路と、
   前記第１導入路と並列に設けられ、中間部に前記対象分子を吸着可能である濃縮部を備え、前記濃縮部を経由して前記ガスを前記測定装置に導入可能な第２導入路と、
   前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を、前記第１導入路と前記第２導入路との間で切り替える第１の切替装置と、
   前記濃縮部の上流側および下流側において第２及び第３の切替装置を介して前記第２導入路と接続されているバイパス管と、
   前記第１導入路または前記第２導入路のいずれか一方の導入路から前記測定装置に導入された前記ガスに含まれる前記対象分子の分子濃度の前記測定装置による測定結果に基づいて、前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を、前記第１の切替装置により前記一方の導入路から他方の導入路に切り替えるか否かを判定する制御部と、
   前記第２導入路の前記濃縮部よりも上流側において、第４の切替装置を介して、前記第２導入路に接続され、前記対象分子とは異なる分子からなるキャリアガスを前記第２導入路に導入可能なキャリアガス導入路と、
   前記第４の切替装置より上流側で前記ガスの前記第２導入路への導入を遮断する弁体と、を備え、
   前記制御部は、前記測定装置に導入される前記ガスの導入路が前記第２導入路に切り替えられている場合、前記第２及び第３の切替装置を用いて前記濃縮部を密閉して、前記弁体により、前記ガスの前記第２導入路への導入を遮断し、前記キャリアガス導入路から前記第２導入路に前記キャリアガスを導入し、さらに、前記濃縮部から前記対象分子が脱離される間は、前記キャリアガスを前記キャリアガス導入路及び前記バイパス管を経由して前記測定装置に導入し、前記濃縮部から前記対象分子が脱離した後には、前記第２及び第３の切替装置を用いて前記濃縮部を開放して、前記キャリアガスを前記濃縮部に導入し、前記濃縮部から脱離した対象分子を前記キャリアガスと共に前記測定装置に導入する、分子濃度の連続測定装置。
2. 前記キャリアガスが不活性ガスである、請求項１に記載の分子濃度の連続測定装置。
3. 前記濃縮部は、
   前記ガスを通過させつつ、前記ガスに含まれる前記対象分子を吸着する吸着管と、
   前記吸着管を加熱して前記吸着管に吸着された前記対象分子を前記吸着管から脱離させる加熱装置と、
   からなり、
   前記加熱装置はキュリーポイントパイロライザーである、
   請求項１または２に記載の分子濃度の連続測定装置。
4. 前記制御部は、前記第１導入路を通過して導入された前記ガスに含まれる前記対象分子の分子濃度の前記測定結果が所定の閾値を下回る場合、前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を前記第１導入路から前記第２導入路に切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分子濃度の連続測定装置。
5. 前記制御部は、前記第２導入路を通過して導入された前記ガスに含まれる前記対象分子の分子濃度の前記測定結果が所定の閾値を上回る場合、前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を前記第２導入路から前記第１導入路に切り替える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分子濃度の連続測定装置。
6. 前記測定装置は、レーザ光を用いて前記対象分子の分子濃度を測定する測定装置である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分子濃度の連続測定装置。
7. 前記測定装置は、一光子イオン化質量分析法（Single Photon Ionization-Mass Spectrometry：ＳＰＩ−ＭＳ）を用いた測定装置である、請求項６に記載の分子濃度の連続測定装置。
8. 前記第１導入路を通過して導入された前記ガスに含まれる前記対象分子の分子濃度の前記測定結果が１ｐｐｂを下回る場合に、
   前記制御部は、前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を前記第１導入路から前記第２導入路に切り替える、請求項７に記載の分子濃度の連続測定装置。
9. 前記第２導入路を通過して導入された前記ガスに含まれる前記対象分子の分子濃度の前記測定結果が５ｐｐｂを上回る場合に、
   前記制御部は、前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を前記第２導入路から前記第１導入路に切り替える、請求項７に記載の分子濃度の連続測定装置。
10. 前記対象分子は、芳香族分子を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の分子濃度の連続測定装置。
11. ガスに含まれる測定対象である対象分子の分子濃度を測定する測定装置と、
    前記ガスを前記測定装置に導入可能な第１導入路と、
    前記第１導入路と並列に設けられ、中間部に前記対象分子を吸着可能である濃縮部を備え、前記濃縮部を経由して前記ガスを前記測定装置に導入可能な第２導入路と、
    前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を、前記第１導入路と前記第２導入路との間で切り替える第１の切替装置と、
    前記濃縮部の上流側および下流側において第２及び第３の切替装置を介して前記第２導入路と接続されているバイパス管と、
    前記第２導入路の前記濃縮部よりも上流側において、第４の切替装置を介して、前記第２導入路に接続され、前記対象分子とは異なる分子からなるキャリアガスを前記第２導入路に導入可能なキャリアガス導入路と、
    前記第４の切替装置より上流側で前記ガスの前記第２導入路への導入を遮断する弁体と、
    を用いて、
    前記第１導入路または前記第２導入路のいずれか一方の導入路から前記測定装置に前記ガスを導入し、
    前記測定装置を用いて前記ガスに含まれる前記対象分子の分子濃度を連続的に測定し、
    前記測定装置による前記対象分子の分子濃度に係る測定結果に基づいて、前記測定装置に導入される前記ガスの導入路を前記一方の導入路から他方の導入路に切り替えるか否かを判定し、
    前記測定装置に導入される前記ガスの導入路が前記第２導入路に切り替えられている場合、前記第２及び第３の切替装置を用いて前記濃縮部を密閉して、前記弁体により、前記ガスの前記第２導入路への導入を遮断し、前記キャリアガス導入路から前記第２導入路に前記キャリアガスを導入し、さらに、前記濃縮部から前記対象分子が脱離される間は、前記キャリアガスを前記キャリアガス導入路及び前記バイパス管を経由して前記測定装置に導入し、前記濃縮部から前記対象分子が脱離した後には、前記第２及び第３の切替装置を用いて前記濃縮部を開放して、前記キャリアガスを前記濃縮部に導入し、前記濃縮部から脱離した対象分子を前記キャリアガスと共に前記測定装置に導入する、分子濃度の連続測定方法。

Images