JP7353314B2 - 化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、窒素酸化物（以下、ＮＯｘという。）濃度を測定するＮＯｘ濃度測定装置であって、特に化学発光によりＮＯｘ濃度を測定する化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置に関するものである。

ＮＯｘ濃度測定は、煙道排ガスや自動車排ガスなどの燃焼排ガスの監視や、燃焼制御、大気空気、トンネル内空気、室内空気または高層空気などの環境測定に用いられている。ＮＯｘ濃度の測定法の一つとして化学発光法がある。これはＮＯとオゾンが気相で反応した際に生じる化学発光の強度がＮＯ濃度と比例することを利用するものである。ＮＯ２については、触媒などでＮＯに変換することで、ＮＯｘ濃度として測定する。 化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置に用いられるオゾン発生器には、乾燥空気に波長１８５ｎｍの紫外線を照射する低圧水銀灯を用いる紫外線式オゾン発生器があるが、これは低圧水銀灯を定期的に交換しなければならずコストや労力がかかるため、環境監視の用途にはランニングコストが比較的少なく、オゾン発生効率が優れている無声放電を利用する無声放電式オゾン発生器が広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、無声放電式オゾン発生器は数千ボルトの交流電圧を印加した筐体内に乾燥空気を導入して生成させるため、ステンレス鋼などの金属で製作されている筐体が放電により削られ、微小な金属粉が発生する。また、オゾンの腐食性により筐体にさびが生じたりすることがあった。

特開２００８－２３２６４０号公報

化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置における無声放電式オゾン発生器は、構成上、試料ガス中のＮＯとオゾンが反応する反応槽の前段に配置されているため、オゾン発生器内で放電により生じた微小な金属粉やさびなどの不純物が反応槽内に入り、これらが発光を検出する検出器の窓材などに付着すると、正しい発光強度を測定することができず、測定値低下の原因となる場合があった。特に、環境監視の用途に用いられる化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置にあって、誤測定は多方面に多大の影響を及ぼす。 本発明は、オゾン発生器に無声放電式オゾン発生器を用いる場合であっても、測定値の低下をもたらすことなくＮＯｘ濃度を正確に測定することができる化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明の化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置は、無声放電式オゾン発生器で生成したオゾンと試料ガス中のＮＯが反応槽内で反応した際に生じる発光強度を検出してＮＯｘ濃度を測定する化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置であって、無声放電式オゾン発生器と反応槽とを接続する配管の途中に交換式フィルタを配置したものである。

交換式フィルタは、フィルタを配管から容易に取り外し可能で、かつオゾンが配管から漏れないよう封止できる構造のカートリッジタイプやインライン型フィルターエレメントなど種々のフィルタを用いることができる。

本発明の化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置によれば、無声放電式オゾン発生器内で生じた微小な金属粉などの不純物が反応槽に入る前段で交換式フィルタにより除去されるので、これらが発光を検出する検出器の窓材などに付着するおそれがなくなり、発光強度を正確に測定することができる。したがって、測定値が低下することもなく、信頼性のある環境監視を実施することができる。また、フィルタは交換式であるのでメンテナンスが簡便である。

本発明の化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置の基本構成を示す図である。

以下、図面を用いて本発明の化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置について説明する。 図１は、本発明の化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置の基本構成を示しており、１は試料ガス中のＮＯｘ濃度を測定する測定部であり、オゾンと試料ガス中のＮＯが反応する反応槽２と、反応槽２内で反応した際に生じる発光強度を検出する検出器３からなる。 反応槽２は、ステンレス鋼などの金属でその筐体が製作されている。一方、検出器３には反応槽２での発光強度を窓材（図示せず）を介して電気信号に変換するフォトダイオードが用いられる。

反応槽２の一端には、例えば流量調整弁５を介して吸引ポンプ６が接続されている。吸引ポンプ６は配管４を介してサンプリングプローブ（図示せず）と接続されており、吸引ポンプ６により排ガス煙道中の試料ガスがサンプリングプローブを通して吸引され反応槽２に導入される。

また、反応槽２には、無声放電式オゾン発生器７で生成したオゾンを含んだ空気が導入されるように配管により接続されている。無声放電式オゾン発生器７には、流量調節弁８を介して大気空気が導入され、その導入された空気中の酸素が無声放電によりオゾンに変換される。９はオゾン発生器７用の高圧トランスである。

無声放電式オゾン発生器７で生成したオゾンが反応槽２に導入される配管の途中には交換式フィルタ１０が配置されている。交換式フィルタ１０としては、フィルタを配管から容易に取り外し可能であり、かつオゾンが配管から漏れないように封止できる構造のカートリッジタイプやインライン型フィルタエレメントなど種々のフィルタを用いることができる。

したがって、交換式フィルタ１０により、無声放電式オゾン発生器７内で放電により生じた筐体の微小な金属粉やさびなどの不純物が除去され、これら不純物が反応槽２内に入り込み、発光強度を検出する検出器３の窓材に付着するのを防止する。

ＮＯｘ濃度の測定は、試料ガスと無声放電式オゾン発生器７から導入されたオゾンを反応槽２で混合して化学発光を生じさせ、その光強度が検出器３で電気信号に変換され、検出器３からの出力信号が信号処理部１１で演算処理されてＮＯｘが測定される。このとき無声放電式オゾン発生器７内で生じた微小な金属粉などの不純物が反応槽２に入る前段で交換式フィルタ１０により除去され、これら不純物で妨害されることなく正確な測定が可能となる。

１ ・・・測定部２ ・・・反応槽３ ・・・検出器４ ・・・配管５、８ ・・・流量調節弁６ ・・・吸引ポンプ７ ・・・無声放電式オゾン発生器９ ・・・高圧トランス１０ ・・・交換式フィルタ１１ ・・・信号処理部

Claims (3)

1. 金属製筐体からなる無声放電式オゾン発生器で生成したオゾンと試料ガス中の窒素酸化物が反応槽内で反応した際に生じる発光強度を検出して窒素酸化物の濃度を測定する化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置において、
   前記無声放電式オゾン発生器と前記反応槽とを接続する配管の途中に、前記金属製筐体内で発生する金属粉及び金属錆を除去するための交換式フィルタを配置したことを特徴とする化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置。
2. 前記交換式フィルタが、配管から取り外し可能で、かつオゾンが配管から漏れないよう封止できる構造である、請求項１に記載の化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置。
3. 前記交換式フィルタが、カートリッジタイプ又はインライン型フィルタエレメントから構成されている、請求項１又は２に記載の化学発光式ＮＯｘ濃度測定装置。