JPH03156353A - ガス成分分析方法および装置 - Google Patents

ガス成分分析方法および装置

Info

Publication number
JPH03156353A
JPH03156353A JP9041071A JP4107190A JPH03156353A JP H03156353 A JPH03156353 A JP H03156353A JP 9041071 A JP9041071 A JP 9041071A JP 4107190 A JP4107190 A JP 4107190A JP H03156353 A JPH03156353 A JP H03156353A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
oxygen
components
sensors
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9041071A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Ono
小野 昭紘
Yasuhiro Hayakawa
泰弘 早川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP9041071A priority Critical patent/JPH03156353A/ja
Publication of JPH03156353A publication Critical patent/JPH03156353A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

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] この発明は複数ガス成、分で構成されるガス体中のガス
成分を迅速に、しかも連続的に同時分析することができ
る方法および装置に関−4−る。
この発明は各種製造業における排ガス分析あるいは密閉
系内のガス成分分析に利用される。
[従来の技術] 各種製造業において、排ガスの分析は製造工程管理上あ
るいは環境問題などの点で重要である。
−・方、一般の分析機器によるガス分析では試料ガスの
サンプリングか必要であり、主にガス分析装置として利
用されているガスクロマトグラフやICP発光分光分析
装置などでは大量の試料カスを検出器へ導入てきない、
あるいは分析時間が長いなどの問題がある。そのため、
排ガス経路などのガス流通経路において複数のガス成分
を迅速に、しかも連続的に同時分析することは困難であ
る。
半導体ガスセンサは、金属酸化物表面におけるガスの吸
脱着によりガスを検出するセンサであり、通常ガス警報
器として利用されている。半導体ガスセンサは連続的に
ガス濃度をモニターすることがてきるか、ガス選択性の
付与が困難であり、上記ガス分析装置のように複数のガ
ス成分を同時に分析することはできない。この問題点を
克服するために、複数個の半導体ガスセンサを用いて、
複数ガス成分の同時分析を試みた例(第7回化学センサ
研究発表会 177、1988あるいはセンサ技術 v
ol、7. No、5.1987など)がある。しかし
、いずれの場合もある体積中に存在するガス成分を分析
した例であり、ガス流通セルに半導体ガスセンサを設置
し、連続的に複数ガス成分の同時分析を行また例はない
[発明が解決しようとする課!!I] 各種製造業における排ガス分析には迅速性、連続性とと
もに複数ガス成分の同時分析が不可欠である。しかし、
従来のガス分析装置ではガス流通経路から直接検出器へ
ガスを導入することは困難であり、サンプリングを必要
とした。このため、ガス流通経路における複数ガス成分
の同時分析という面では迅速性、連続性の点で問題があ
った。
一方、半導体ガスセンサは単一のガス成分であれば、迅
速にしかも連続的に分析を行うことができるが、複数ガ
ス成分を同時分析することは困難であった。
そこて、本発明は複数ガス成分で構成されるガス体中の
ガス成分を迅速に、しかも連続的に同時分析することが
できる方法および装置を提供する。
[課題を解決するための手段] 以上の問題を解決するため、本発明者らは次の方法およ
び装置を発明した。すなわち、本発明のガス成分分析方
法は半導体ガスセンサを2個またはそれ以上配置したガ
ス流通セルに、酸素または酸素を含む不活性ガスと混合
したガス体を連続的に一定流着で供給し、各センサから
の出力電圧信号をそのまま用いる、あるいは相互に補正
計算することにより複数ガス成分で構成されるガス体中
のガス成分を同時に定量することを特徴としている。上
記方法を実現するために、本発明のガス成分分析装置は
、複数成分で構成されているガスの流通経路から分岐し
てガスを採取レ一定流量のガスとするガス採取部と、該
ガス採取部に酸素または酸素を含む不活性ガスを供給す
る酸素供給部と、ガス採取部に連結しガス供給口および
排出口に接続したガス流通路を内部に有して2個または
それ以上の半導体ガスセンサをガス流通路に対して直角
に直列に配置し周囲を恒温槽としたガス流通セル、およ
び、流通セル内の各センサからの出力信号からガス成分
濃度を計算する装置、とからなる複数成分ガス流通経路
内のガス組成を連続かつオンラインで定量可能としたこ
とを特徴としている。また、一定容積中に存在する複数
ガス成分で構成されるガス体に対して、本発明のガス成
分分析装置は、ガス体を−・定量採取し、一定流量のガ
スとするガス採取部と、該ガス採取部に酸素または酸素
を含む不活性ガスを供給する酸素供給部と、ガス採取部
に連結しガス供給口および排出口に接続したガス流通路
を内部に有して2個またはそれ以上の半導体ガスセンサ
をガス流通路に対して直角に直列に配置し周囲を恒温槽
としたガス流通セル、および、流通セル内の各センサか
らの出カイ3号からガス成分を計算する装置、とからな
る一定容積中に存在する複数ガス成分の組成を連続かつ
オンラインて定量可能としたことを特徴としている。
[作用コ カス流通セル中を一定流量で流れるガスの濃度は、半導
体ガスセンサの素子の抵抗変化、あるいはセンサ出力電
圧の変化として検出される。ガス中の複数のガス成分は
それらか総合された形として各センサで検出されるが、
個々のセンサの複数ガス成分に対する検量線に基づき、
各ガスの成分がそれぞれ定量される。
半導体ガスセンサはガス流通路に対して直角に、かつガ
ス流通路に沿って直列に配置されており、また検出部の
周囲は恒温槽となっている。したがって、ガス流による
センサ素子の温度低下および雰囲気温度の変化が抑えら
れ、所要の分析積度が保持される。
[実施例] 以下、本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の装置の概略を示している。
第1図に示すように\、複数ガス成分で構成されるガス
体に流通経路から一定流量のガスを分岐したガス採取部
1には減圧弁2、圧力計3、流量計4、マスフローコン
トローラー5およびシャットオフバルブ6が順次配列さ
れ、三方コック7の方の入口に連絡している。また、酸
素供給#、8、減圧弁9、圧力計lO1流量計11、マ
スフローコントローラー】2およびシャットオフバルブ
13が順次配列され、上記三方コック7の他方の入口に
連絡している。三方コック7の出口は検出部16に接続
されている。検出部16には、インターフェイス+9を
介してCPU20が接続され、CPU20には表示装置
21が接続されている。
検出部16は第2図に示すようにケーシング31を有し
、ケーシング31内にガス流通セル34が設けられてい
る。ケーシング31は耐熱性材料32で内張すされてお
り、恒温槽となっている。ガス流通セル34にはガス流
通路35がセル長手方向に沿って貫通している。分析す
べきガス成分の数に対応した数の半導体カスセンサ37
が、ガス流通路35に臨むようにしてガス流通セル34
に取り付けられている。
こねら半導体ガスセンサ37は、ガス流通路35に対し
て直角であり、かつガス流通路35に沿って直列に並ん
でいる。この実施例では、半導体ガスセンサ37はSn
O2半導体よりなっている。センサ取付は部には0リン
グ39を装着し、ガス流通セル34内の気密を保つよう
にしている。ガス流通セル34の入側にはガス供給管4
1が、また出側にはガス排出管42かそれぞれ接続され
ている。ガス供給管41には電気ヒータ44か取り付け
られており、電気ヒータ44により一定温度に加熱され
たガスの温度を測定するための温度計46が、ガス流通
セル34に取り付けられている。
半導体ガスセンサ1個を配置できるガス流通セル34を
分析すべきガス成分の数だけ用意し、これらをガス経路
15に対して直列に配置してもよい。
第3図は半導体ガスセンサ1個を配置できるガス流通セ
ル34を示している一0第3図に示すガス検出部の部材
は第2図に示すものと同様の部材であるので、同一の参
照符号を付けている。この場合は、特に原理の異なるセ
ンサを組合せて用いる時に有効である。例えば、半導体
ガスセンサと水素炎イオン化検出器(FID)あるいは
表光光度検出器(FPD)を組み合わせて用いる場合な
どは安定して測定が行えた。
ガスセンサの個数および種類を問わず、センサはガス流
通路内に配置される。したがって、ガスによるセンサ素
子の温度低下を防ぐために、ガス流通経路35に対して
直角にセンサが配置できるようにガス流通セル34は設
計されている。ガス流通路35に対向するように配置す
るとセンサ素子の温度低下を招き、分析結果が不安定と
なり好ましくなかった。
前述の例では、検出部16に配置する検出器は半導体ガ
スセンサである。しかし、分析すべきガス成分に対応し
て接触燃焼式ガスセンサや定電位電解式ガスセンサ、あ
るいは従来のガスクロマトグラフに用いられているFI
D、FPDなどの検出器を用いてもよい。これらの検出
器を用いる場合、接触燃焼式ガスセンサ以外は酸素供給
源8は必要ない。
つぎに、F記のように構成された本発明の装置によりガ
スを分析する方法について説明する。
ガス流通経路25に接続されたガス採取部1から導入さ
れた分析すべき試料ガスを舐圧弁2で所定の圧力に設定
し、流量計4およびマスフローコントローラ5で一定流
量とし、ガス体供給管22で酸素供給源8から供給され
る酸素供給管14と合流させる。試料ガスと酸素が混合
されたガスI5は、複数の半導体ガスセンサを配置した
検出部16に流入する。個々の半導体ガスセンサからの
出力電圧信号18はインターフェイス19を介してCP
U20へ送られ、それらの信号をもとに補正計pを行っ
た後、複数ガス成分の定量結果が表示装置21に表示さ
れる。ここで、酸素供給源8は、半導体ガスセンサの抵
抗が表面に吸着している酸素量に応して変化し、その変
化によってガス濃度を検知するために必要なものであり
、水分を除去した酸素、あるいは空気を用いる。必要に
応じて不活性ガスをキャリヤーとして混合して用いても
よい。また、検出部16の周囲には恒温槽17を配置し
、雰囲気温度の変化によるセンサ感度の変化を防止する
ために30〜60℃の一定温度に保持した。
これらの装置を用い、試料ガス中の複数カス成分を分析
するためには、試料ガスの流量は100〜1000a+
Q/min、酸素供給源8としての酸素あるいは空気の
流量は1〜5 ffi/minの範囲で、その混合ガス
15中の酸素濃度がI(n以上になるように設定する。
また、半導体ガスセンサ素子の温度低下を防ぐために1
.混合ガス15の総流量は517m1n以下に設定する
試料ガス中の複数のガス成分は、そわらが総合された形
として各センサで検出される。各センサからの出力電圧
信号を随時CPU20で取り込み、それらの信号をもと
に補正計算を行うことで、複数ガス成分で構成されるガ
ス体中のガス成分を迅速に、しかも連続的に同時分析す
ることができる。補正計算の方法としては、あらかじめ
個々のセンサに対して単一ガス成分の検量線を作成して
おく。個々のセンサの複数ガス成分に対する検量線は単
一カス成分の検量線をもとに作成することができ、この
ようにして作成した検量線に分析すべき試料ガスに対し
て取り込んだ信号を代入する。その結果、センサの数に
対応した数だけの関係式が作成されることになり、これ
をもとに補正計算することで、センサの数に対応した数
だけのガス成分を分析することができる。
ここで、複数成分よりなるガスの分析例について説明す
る。
3個の半導体ガスセンサをガス流通セルに直列に配置し
、112. Go、 C114の3成分混合ガスの分析
を行った。H,、Go、 C)14はそれぞれ一定濃度
の標準ガスを績密ガス混合器で混合し、種々の濃度に設
定して]OOmQ/winの流量で供給した。3成分の
濃度を順次変化させたときのセンサ出力電圧の様子を第
4図に示す。これらの測定の際に、センサからの出力電
圧信号をインターフェイスを介してcpuに取り込み、
H,、GO,CH,3成分の定量を行フた結果、3成分
ともに1〜+000pp−の濃度範囲において、計算値
との誤差1096以内で定量が行えた。また、このとき
の分析遅れ時間は補正計算に要する5〜lO秒程度であ
り、連続的に分析値を得ることができた。
以上は、複数ガス成分で構成されるガス体の流通経路か
ら一定流量のガスを分岐し、連続的にガス体中の複数ガ
ス成分を同時定量する場合について述べたが、一定容積
中に存在する複数ガス成分で構成されるガス体について
は、その一定量をポンプあるいはシリンダ等で採取し、
本発明装置に不活性ガスを用いて導入することで上述の
場合と同様、ガス体中の複数ガス成分を同時に定量する
ことができる。
[発明の効果] 本発明の方法および装置により、複数ガス成分で構成さ
れるガス体中のガス成分を迅速に、しかも連続的に同時
分析することができるようになり、排ガス分析などガス
濃度の連続的なモニターが必要な製造工程に寄与する効
果は大きい。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の装置の全体概略図、第2図は複数セン
サを設置したガス流通セルを有する検出部の縦断面図、
第3図は単一センサを設置したガス流通セルを有する検
出部の縦断面図、第4図は11、、 CO,CIL混合
ガス分析時のセンサ出力電圧信号を示した図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体ガスセンサを2個またはそれ以上配置したガ
    ス流通セルに、酸素または酸素を含む不活性ガスと混合
    したガス体を連続的に一定流量で供給し、各センサから
    の出力電圧信号をそのまま用いる、あるいは相互に補正
    計算することにより複数ガス成分で構成されるガス体中
    のガス成分を同時に定量することを特徴とするガス成分
    分析方法。 2、複数成分で構成されているガスの流通経路から分岐
    してガスを採取し一定流量のガスとするガス採取部と、
    該ガス採取部に酸素または酸素を含む不活性ガスを供給
    する酸素供給部と、ガス採取部に連結しガス供給口およ
    び排出口に接続したガス流通路を内部に有して2個また
    はそれ以上の半導体ガスセンサをガス流通路に対して直
    角に直列に配置し周囲を恒温槽としたガス流通セル、お
    よび、流通セル内の各センサからの出力信号からガス成
    分濃度を計算する装置、とからなる複数成分ガス流通経
    路内のガス組成を連続かつオンラインで定量可能とした
    ことを特徴とするガス成分分析装置。 3、ガス体を一定量採取し、一定流量のガスとするガス
    採取部と、該ガス採取部に酸素または酸素を含む不活性
    ガスを供給する酸素供給部と、ガス採取部に連結しガス
    供給口および排出口に接続したガス流通路を内部に有し
    て2個またはそれ以上の半導体ガスセンサをガス流通路
    に対して直角に直列に配置し周囲を恒温槽としたガス流
    通セル、および、流通セル内の各センサからの出力信号
    からガス成分濃度を計算する装置、とからなる一定容積
    中に存在する複数ガス成分の組成を連続かつオンライン
    で定量可能としたことを特徴とするガス成分分析装置。
JP9041071A 1989-08-28 1990-02-23 ガス成分分析方法および装置 Pending JPH03156353A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9041071A JPH03156353A (ja) 1989-08-28 1990-02-23 ガス成分分析方法および装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21871989 1989-08-28
JP1-218719 1989-08-28
JP9041071A JPH03156353A (ja) 1989-08-28 1990-02-23 ガス成分分析方法および装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03156353A true JPH03156353A (ja) 1991-07-04

Family

ID=16724368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9041071A Pending JPH03156353A (ja) 1989-08-28 1990-02-23 ガス成分分析方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03156353A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309770A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Hitachi Ltd 油中ガス分析装置、油中ガス分析装置を備えた変圧器、及び油中ガスの分析方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5045685A (ja) * 1973-08-25 1975-04-23
JPS6067850A (ja) * 1983-09-15 1985-04-18 パウル ケビン クリフオ−ド 雰囲気中の選択された数のガスを選択的に検出,測定,識別する装置
JPS60250228A (ja) * 1984-05-25 1985-12-10 Kawasou Denki Kogyo Kk 高温ガスの採取方法及び採取装置
JPS6466537A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Nippon Steel Corp Method and apparatus for analyzing hydrogen in gas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5045685A (ja) * 1973-08-25 1975-04-23
JPS6067850A (ja) * 1983-09-15 1985-04-18 パウル ケビン クリフオ−ド 雰囲気中の選択された数のガスを選択的に検出,測定,識別する装置
JPS60250228A (ja) * 1984-05-25 1985-12-10 Kawasou Denki Kogyo Kk 高温ガスの採取方法及び採取装置
JPS6466537A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Nippon Steel Corp Method and apparatus for analyzing hydrogen in gas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309770A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Hitachi Ltd 油中ガス分析装置、油中ガス分析装置を備えた変圧器、及び油中ガスの分析方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0163608B1 (ko) 극고순도의 기체분석용 측정장치
US4705669A (en) Gas analyzer for simultaneously measuring many ingredients
JP3655569B2 (ja) ガス成分濃度測定方法及び装置
US6435003B1 (en) Method of identifying a gas and associated apparatus
EP0260005B1 (en) Gas calibration method and apparatus
CN108226387B (zh) 车载型排气分析系统及其检查方法、存储介质、检查系统
US6112574A (en) Exhaust gas analyzer and modal mass analysis method by gas trace process using the analyzer thereof
US5055260A (en) Reactor analysis system
EP0029690B1 (en) Method and apparatus for linearization of a gas analyzer and valve manifold assembly for gas dosing
US3464797A (en) Instrument for determining ozone
CN114235941A (zh) 一种环境空气中非甲烷总烃的直接检测装置及方法
KR100796840B1 (ko) 이온 이동도 분광법에 의한 산소내 일산화탄소 및탄화수소의 전체 농도를 측정하는 방법
JPH03156353A (ja) ガス成分分析方法および装置
JPH09318572A (ja) 排気ガスの成分計量方法と装置
WO1993017333A2 (en) Carbon analyser
US4838098A (en) Contained radiological analytical chemistry module
CN209016017U (zh) 一种质子转移反应质谱进样系统
JPH04120461A (ja) Sf↓6ガス分析装置
US4909065A (en) Contained radiological analytical chemistry module
JP2961680B2 (ja) ガスクロマトグラフ
JP2712486B2 (ja) ガス分析装置
Russow et al. A new approach to determining the content and 15N abundance of total dissolved nitrogen in aqueous samples: TOC analyser-QMS coupling
Zhang et al. Assessing the performance of full-scale environmental chambers using an independently measured emission source
JP2001147228A (ja) 燃焼式水質分析計
GB2194639A (en) Gas determination method and apparatus