JPH01219544A - オゾン濃度測定制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は大気中のオゾンによって発生する自動車のタイ
ヤ等で代表されるゴム製品の亀裂を人工的に促進して試
験することができるオゾンウェザ−メーターの紫外線吸
収法によるオゾン濃度測定制御方法に関する。

［従来の技術］ 従来の紫外線吸収法によるオゾン濃度測定制御方法は、
第４図に示すように紫外線吸収セル４４に入るオゾン試
験槽ｌからのオゾン化空気４０は先ずフィルター４１で
塵埃を除去され、その後分岐して一方はバイパス４２、
他方はゼロガスフィルター４３を経て紫外線吸収セル４
４に入る。

この切替操作は自動切替弁４５の通路変更によって交互
に行われる。紫外線吸収セル４４には、水銀灯４６から
の紫外線が投光され、測定用受光器４７で受光される。

ここにおいて、ゼロガスフィルター４３を通過後のオゾ
ンゼロのガスが、紫外線吸収セル４４、中を通過してい
るとき、測定用受光器４７に流れる光電流をＩｏとし、
一方バイパス４２を通って試験槽ｌ内のオゾン化空気４
０が紫外線吸収セル４４中を通過中の光電流をＩｎとし
、その差ΔＩ＝Ｉｏ−Ｉｍは、オゾン濃度がｐｐｈｍオ
ーダーでは比例関係にある。従って、このΔＩを求めて
オゾン濃度を電気的演算回路を用いて算出し、表示、記
録又は制御を行うものである。

尚、図中４８は吸引口、４９は石英板、５０は排気口、
５２は排気処理装置、５３は流量計、５４は流量調節バ
ルブ、５５はポンプ、５６は排気である。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術における問題点として、オゾンを測定する
紫外線（２５３，７ｎｍ）は、オゾンのみならず、ベン
ゼン、アセトン、トルエン等の有機溶剤のガス、水蒸気
、ＳＯ２等、多くのガスに吸収されるので、オゾン濃度
を正確に計るためには、ゼロガスフィルターにおいては
、オゾンだけを吸着、分解させて、他のガスには全く反
応を示さないことが必須の条件となる。

しかし、ゼロガスフィルターは、妨害ガスの吸着、分解
を全くしないという訳にはいかない、すなわち、ゼロガ
スフィルターにおいては、オゾンは１００％分解、吸着
されるが、同時に妨害ガスも２０〜３０％分解、吸着さ
れ、無反応のゼロではない、特にオゾン試験槽内に入れ
た試験片の数が多くなれば、試験片から発生する有機溶
剤のガス等の妨害ガスは無視できなくなり、この妨害ガ
スがバイパスを通ったときと、ゼロガスフィルターを通
ったときとで差が生じると、それはオゾン濃度の誤差と
なる。

紫外線吸収法によるオゾン１度測定は、化学的分析法の
場合に必要とされる試薬等の薬剤が不要で操作が簡単で
ある等極めて便利な反面、妨害ガスによる測定誤差が生
じる欠点がある。

従来方法においては、妨害ガスによる影響を無視できる
ものとの前提で測定されてきたが、試験片の数、その材
質の違い、試験温度等によってこの妨害ガスの発生は無
視できないものである。

又装置の設置環境がゴム製品の製造現場であったりする
と、製造工程中に発散される有機物があり、試験槽に取
込む空気そのものに多量の妨害ガスを含むことになる。

従って試験槽オゾン濃度が５０ｐｐｈｍ程度においては
、その２０〜３０％を妨害ガスが占めることもあり、自
動制御の場合は、妨害ガスを含めてのオゾン濃度として
制御してしまうため、実質のオゾンは、８０〜７０％の
値であり、５０ｐｐｈｍの例では、４０〜３５ｐｐｈｍ
が実オゾン濃度で、２０〜１５　ｐ　ｐ　ｈｍは妨害ガ
スによるニセオゾン漬度の場合がある。

見かけにおいて５０ｐｐｈｍに調節していてもその内容
はマチマチであり、試験結果に差が生じ判断に迷う例が
ある。

従って、空気中に含まれるオゾンと誤認して測定される
有機溶剤ガス等の妨害ガスをあらかじめ除去し、かつ試
験片から発生する妨害ガスは、妨害ガスとして正確にと
らえ、オゾン濃度はあくまでも妨害ガス分を除いた値と
して測定、制御することが要望されるようになってきた
。

［発明の概要］ 本発明は上記要望に応えるためになされたものであり、
空気中に含まれるオゾンと誤認して測定される妨害ガス
をあらかじめ除去すると共に試験槽内のゴム試料等の試
験片より発生する妨害ガスを正確にとらえ、オゾン濃度
を妨害ガスを除いた値として測定、制御し、正確なオゾ
ン濃度雰囲気でオゾン濃度試験を可能としたオゾン濃度
測定制御方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、以下の手段を有する。

紫外線吸収法によるオゾン濃度測定制御方−法において
、空気を温度調節して試験槽に送り、試験槽内のゴム試
料等の試験片より発生する妨害ガスを、オゾンとみなし
て測定し、この値を演算回路で、減算してオゾン濃度ゼ
ロとし、これを起点にしてオゾン発生器により所要のオ
ゾンを発生させ、一定時間後オゾンの発生を中止して、
前記オゾン濃度ゼロ値を再度測定し、妨害ガス発生量変
化によるオゾン濃度ゼロ値移動を再調整し、上記動作を
１回以上繰り返し、所要オゾン濃度に制御することを特
徴とするオゾン濁度測定制御方法である。

［作　　用］ オゾン濃度試験前に試料をオゾン濃度試験時の恒温状態
にして試料より発生する妨害ガスをオゾンとみなして測
定し、この値を最初の基準のオゾン濃度ゼロ値とする。

このオゾン濃度ゼロ値を基準にして試験槽１内が、所要
のオゾン濃度になるように妨害ガス除去フィルター２で
浄化された空気をオゾン発生器９に入れ、発生器９内の
例えば、オゾン灯１４の光エネルギーを制御して、オゾ
ン発生量をコントロールし、発生したオゾンを試験槽ｌ
内に送り込んで行う。

一定時間後にオゾン発生器９への送気を中止して連動切
替弁８ａ、８ｂにて風路を変更し、バイパス１０を通し
て試験槽１内の空気を置換し、オゾン濃度ゼロとする。

この状態で試験槽１内空気中の妨害ガスを前記と同様に
オゾンとみなして測定する。この値を新しいオゾン濃度
ゼロ値とし、前記のオゾン濃度ゼロ値は解消する゛。

連動切替弁８ａ、８ｂの風路をバイパス１０からオゾン
発生器９に戻し、前記２度目のオゾン濃度ゼロ値を基準
にして試験槽１内が所要のオゾン濃度となるようオゾン
発生器９でオゾンを発生させる。

前記手順を１回以上繰り返して妨害ガスに影響されない
正確なオゾン濃度下での試験が可能となる。

［実施例］ 以下図面にもとづいて、本発明の実施の１例を説明する
。

試験槽ｌへの空気の取入れは、先ず妨害ガス除去フィル
ター２を通じて行われる。妨害ガス除去フィルター２は
、除塵フィルター３、妨害ガス除去剤Ａ（強力酸化剤）
、妨害ガス除去剤Ｂ（中和吸着剤）、妨害ガス除去剤Ｃ
（触媒吸着剤）、妨害ガス除去剤Ｄ（物理吸着剤）の複
数層の妨害ガス除去剤４より構成されている。又この妨
害ガス除去フィルター２は、前記妨害ガス除去剤を単独
又は複数組合わせて構成してもよい。

送風機５によって吸引される外気６が、この妨害ガス除
去フィルター２を通過中に外気中の塵埃は、除塵フィル
ター３で除去され、臭気性物質は強力酸化剤で酸化反応
を起して酸化物質として固定化され、酸性ガス又はアル
カリ性ガスは、中和吸着剤で中和して除去され、オキシ
ダント等・は、触媒吸着剤で処理され、有機溶剤ガスは
、物理吸着剤で吸着等され、それぞれの妨害ガス除去剤
の特性に応じた作用で外気を清浄にする。

清浄空気は風栖７を通り、連動切替弁８ａによってオゾ
ン発生器９か、バイパス１０の何れかに流れる。

オゾン発生器９とバイパス１０は、二叉に分流していて
、この合流の出口に連動切替弁８ｂがあり、この連動切
替弁８ａ、８ｂは、弁１１が第１図実線で図示されると
きは、オゾン発生器９を通過し、弁１１が同図破線で図
示される位置のときは、バイパス１０を通過する。

又バイパス１０をなくしてオゾン発生器９をＯＮ、ＯＦ
Ｆすることにより、風路切替と同様の機能を持たせるこ
とができる。

連動切替弁８ａ、８ｂの弁１１の操作は、切替弁操作器
１２とタイムコントロールシステム１３によって行われ
る。

オゾン発生器９内には、オゾンの発生源であるオゾン灯
１４が設置されていてオゾン発生器９内を通過中の空気
をオゾン化する。

オゾン発生器９を通ったオゾン化空気又はバイパス１０
を通過の清浄空気は、風路１５を通って試験槽１の底部
より槽内に入る。

多孔を持つ板状の拡散板１６ａによって拡散されたオゾ
ン化空気（又は清浄空気）は、温度センサー１７、温度
Ｗｌ！’ｉ器１８によって制御されるヒーター１９によ
って加温され、更に拡散板１６ｂによって拡散されて、
槽内を流れ、試験片２０と接触する。

オゾン化空気（又は清浄空気）は、拡散板１６Ｃを通っ
て流量計２１、排気処理装置２２を通過して排気口２３
より外部に放出される。

試験槽１内のオゾン濃度制御は、オゾン採取口２４より
採取の槽内空気と風路７に設けられたゼロガス採取口２
５より採取の清浄空気（以下ゼロガスという、）は、切
替弁２６によって交互にオゾン濃度測定装置２７に取入
れられて、比較演算されて制御器２９でオゾン発生源で
あるオゾン灯１４の光エネルギーを制御する。

オゾン濃度の測定制御方法の詳細については以下に述べ
る。

第２図はタイムコントロールシステム１３からの指令に
よって切替弁操作器１２が作動して、連動切替弁８ａ、
８ｂがバイパス１０風路を開にして外気６は、妨害ガス
除去フィルター２によってゼロガスとされ、送風１１５
でバイパス１０を通って試験槽ｌへ送気され、ヒーター
１７で所要温度に制御され、流量計２１、排気処理装置
２２、排気口２３を通って外部へ放出される状態を示し
ている。

この状態で試験片２０無しの場合、切替弁２６をオゾン
採取口２４側にして試験槽ｌのガスを採取し、フィルタ
ー３０を通して紫外線吸収セル３１に流し、水銀灯３２
よりの紫外線によって投光し測定用受光器３３での光電
流を１０とする。

切替弁２６が切替えられてゼロガス採取口２５よりゼロ
ガスを採取した場合の光電流も同じゼロガスであるから
１０となり、両者に差は無い。

オゾン濃度ゼロとして増幅演算回路２８は計算し、表示
する。

次に試験片２０を入れた場合を考えると、ゴム試料は加
温空気中にさらされて、ゴム試料中のオイル、老化防止
剤、加硫促進剤等が微量気散して槽内空気中に混入する
。この場合の槽内空気を測定すると、オゾンではないが
紫外線（２５３，７ｎｍ）を吸収するガス（以下妨害ガ
スという）であればオゾンと誤認して計測される。

すなわち、試験槽ガス採取によって生じる光電流をｉｄ
、ゼロガスによる光電流ｔｏでは、ｉ。

＞ｉｄで、Δ１＝ｉｏ−ｉｄを生じオゾンとして演算さ
れ表示される。

第２図の状態では、オゾンは本来ゼロでなければならな
いので電気回路的に−Δｉを加えてオゾン濃度は、ゼロ
として算出表示される。

つまりゼロガスがバイパス１０を通過の状態では、常に
オゾン濃度をゼロとするように増幅、演算回路は動作す
る。そしてこのゼロ値を基準としてオゾン濃度制御を行
う。

タイムコントロールシステム１３よりの信号で連動切替
弁８ａ、８ｂがオゾン発生器９側に開となる状態を第３
図に示す。

妨害ガス除去フィルター２通過のゼロガスは、オゾン発
生器９内でオゾン灯１４によってオゾン化空気とされて
試験槽ｌ内に入る。

ヒーター１９によって加温されたオゾン化空気は、槽内
の試験片２０に接触し、オゾンによる劣化を進行させる
。

このオゾン濃度は、切替弁２６をオゾン採取口２４側に
して採取した試験槽ｌ内のオゾン化空気による紫外線吸
収セル３１内で水銀灯３２からの紫外線吸収を生じ、測
定用受光器３３での光電流はｉｏｚとなり１．切替弁２
６をゼロガス採取口２５側にして採取したゼロガスによ
る光電流ｔｏとではｔｏ＞ｉｏｚでその差Δｉ’＝ｉｏ
−ｉｏｚはオゾン濃度に比例している。

Δｉ′を増幅、演算回路で計算し、オゾン濃度として表
示させる。その値が所要濃度になるように制御器２９を
動かし、オゾン灯１４の光エネルギーをコントロールす
る。かくしてオゾン濃度を正確に制御することができる
。

この状態を一定時間（例えば４時間）経過後、タイムコ
ントロールシステム１３からの信号で連動切替弁８ａ、
８ｂがバイパス１０に開となる状態に切替わり、試験槽
ｌ内のオゾン化空気をゼロガスによって置換する。

置換が完了したときの光電流がｉｄ′であり、切替弁２
６がゼロガス採取であるときの光電流ｉｏ’との差　Δ
ｉ＃＝ｉｏ’　−ｉｄ’は、妨害ガスによるもので、先
に妨害ガスとして測定したΔｉと比較してみてΔｉ〉Δ
ｉ″であったとすると、その差は、妨害ガス発生量に差
が生じたことを意味するので、先の−Δｉを加えてオゾ
ン濃度ゼロとした試算を御破算にして−Δｉ″を加えて
オゾン濃度ゼロとする新しい算出を行う。

我々の実験に於ては、温度４０℃、オゾン濃度Ｏｐ　ｐ
　ｈｍで試験槽内に試験片４０本人れた場合、試験片の
種類にもよるが試験片より５〜７ｐｐｈｍの妨害オゾン
が発生し、約３０分で安定する。この妨害ガスは、試験
開始３時間後に安定し、試験終了９６時間まであまり変
化がない。

従って、試験開始４時間後にオゾン灯を消し、槽内のオ
ゾンをゼロにする。この時間は、約６分間必要とし、６
分後のオゾン濃度を妨害ガス発生量とする。これを新し
くオゾン濃度ゼロとする。この時間に１分間必要とする
。その後、設定濃度までオゾン濃度を上げるのに約６分
間必要とする。

合計１３分間の試験−時停止により正しいオゾン濃度試
験を行うことができ、合計試験時間９６時間に影響を与
えない。

以下これらの繰り返し、すなわち一定時間毎に妨害ガス
の発生量をオゾン濃度としてチエツクして、これを増幅
、演算回路で差引き計算をしてオゾン濃度ゼロとし、こ
れを基準に所要のオゾン濃度例えば５０ｐｐｈｍに制御
し、実質のオゾン濃度の試験を一定時間行うオゾン濃度
測定制御方法である。

更に妨害ガスが試験時間の経過に対し、変化を示さず常
に一定量の発生が明らかな場合は、初期１回の妨害ガス
発生量変化によるオゾン濠度ゼロ値調整を行うだけでよ
く、その後は連続のオゾン濃度試験を行うことができ、
前記オゾン濃度ゼロ値調整のための中断を行わないこと
も本発明方法に含まれる。

尚、空気中の妨害ガスと試験片から発生する妨害ガスの
合計を正確にとらえ、それを除いて制御する場合もある
。

又オゾン濃度ゼロ値の修正は、空気中の妨害ガスを含め
て行う事もでき、この場合は取り込む空気が安定してい
る場合であるが、各種妨害ガスを取り除く除去フィルタ
ーを必要とせず、空気中の粉塵を除くフィルターのみで
良い。

［発明の効果］ 従って、本発明方法によれば、空気中に含まれるオゾン
と誤認して測定される有機溶剤ガス等の妨害ガスをあら
かじめ除去し、かつ試験片から発生する妨害ガスは妨害
ガスとして正確にとらえ。

オゾン濃度はあくまでも妨害ガス分を除いた値として測
定、制御することができるものである。

すなわち、従来、妨害ガスをオゾンとみなしてそれをも
含めた誤ったオゾン濃度の試験を行っていたが、本発明
方法では、妨害ガスを含まない真のオゾン濃度での正確
な試験が可能となるものである。

又従来の濃度測定方法では同じ試料でも、試験槽に１回
に入れる試料の数の違いによって妨害ガスの発生量が異
なるため、見かけのオゾン濃度は同じでも実質オゾン濃
度が異なるため、例えば下表のようにクラック発生まで
の時間は、バラついて良否の判定にトラブルが生じたが
、本発明方法では、試験の結果のバラツキがなくなった
ことにより、それが解消された。

（条件） 試料　寸法　輻１０ｍｍＸ長さ６０ｍｍＸ厚み２ｍｍ伸
　　張　　率　　２０％ 温　　　　　度　　４０±１”Ｃ オゾン濃度　５０±５ｐｐｈｍ（但し測定方法は従来方
式と本発明方式による） 又従来においては、ゴム製品の製造者側と受入側とのト
ラブルは、場合によっては折角作った製品が廃棄せざる
を得なくなることもあり、その経済的損失は計り知れな
いものがあったが、本発明によりかかるトラブルは解決
された。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明実施のためのオゾン
濃度測定制御装置の説明図、第４図は従来方法を実施す
るためのオゾン濃度測定制御装置の説明図である。 特許出願人　　スガ試験機株式会社（他１名）才　Ｚ　
　Ｌ”） ｚつ 千　３　髪２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）紫外線吸収法によるオゾン濃度測定制御方法にお
   いて、空気を温度調節して試験槽に送り、試験槽内のゴ
   ム試料等の試験片より発生する妨害ガスを、オゾンとみ
   なして測定し、この値を演算回路で減算してオゾン濃度
   ゼロとし、これを起点にしてオゾン発生器により所要の
   オゾンを発生させ、一定時間後オゾンの発生を中止して
   、前記オゾン濃度ゼロ値を再度測定し、妨害ガス発生量
   変化によるオゾン濃度ゼロ値移動を再調整し、上記動作
   を１回以上繰り返し、所要オゾン濃度に制御することを
   特徴とするオゾン濃度測定制御方法
2. （２）空気中に含まれるオゾンと誤認して測定される有
   機溶剤ガス、亜硫酸ガス、水蒸気又はオキシダント等の
   妨害ガスを、強力酸化剤、中和吸着剤、触媒吸着剤又は
   物理吸着剤等の妨害ガス除去剤を単独又は複数組合わせ
   てなる妨害ガス除去フィルターで除去し、妨害ガスなし
   の空気を温度調節して試験槽に送ることを特徴とする請
   求項１記載のオゾン濃度測定制御方法