JPH0333218B2 - - Google Patents

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JPH0333218B2
JPH0333218B2 JP59221843A JP22184384A JPH0333218B2 JP H0333218 B2 JPH0333218 B2 JP H0333218B2 JP 59221843 A JP59221843 A JP 59221843A JP 22184384 A JP22184384 A JP 22184384A JP H0333218 B2 JPH0333218 B2 JP H0333218B2
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JP
Japan
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chamber
pressure
gas
diaphragm
line
Prior art date
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JP59221843A
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JPS6199857A (ja
Inventor
Hiroji Kamisaka
Naoki Noguchi
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011Sample conditioning
    • G01N33/0016Sample conditioning by regulating a physical variable, e.g. pressure or temperature

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はガス分析装置に関する。
<従来の技術> 一般に、FID(Flame Ionization Detector、水
素炎イオン検出器)やCLD(Chemical
Luminescence Detector、化学発光検出器)等
の検出器を用いたガス分析装置においては、検出
器に流入するサンプル流量を原理的に一定流量に
高精度で制御することが要求される。そして、こ
のサンプル流量の制御には圧力調整器とキヤピラ
リ(毛細管)とが用いられている。
第6図は従来の前記ガス分析装置の構成を概略
的に示すもので、60は検出器で、サンプルガス
ライン61、助熱ガスライン(FIDの場合)又は
オゾンガス発生用酸素ライン(CLDの場合)6
2からそれぞれサンプルガス、助熱ガス又はオゾ
ンガスの供給を受けて所定の分析を行なうもので
ある。なお、赤外線ガス分析装置等の場合はライ
イン62は不要である。
70は圧力調整器で、サンプルガスライン61
から分岐した分岐ライン63に設けられている。
この圧力調整器70は、内部がダイヤフラムDP
によつて第1室71と第2室72とに区画されて
いる。そして、第1室71には大気との連通孔7
3が開設されるとともに、ばね座74を介して圧
力設定用の第1ばねSP1がダイヤフラムDPの第
1室71側に設けられている。75は第1ばね
SP1の強さを調節するための調整ねじである。第
2室72には前記分岐ライン63が接続されるガ
ス導入口76、排出ライン64が接続されるガス
導出口77及び両口76,77に連通する弁口7
8が設けられるとともに、前記ダイヤフラムDP
第2室72側には前記弁口78に対して接近離間
自在の弁体79が設けられている。SP2はダイヤ
フラムDPと弁体79を連動させるための第2ば
ねである。なお、Pはポンプ、Cはキヤピラリで
いずれもサンプルガスライン61上に設けられて
いる。
そして、上記構成の圧力調整器70は、第1室
71における圧力と第2室72における圧力のバ
ランスを保持するように、ダイヤフラムDPが変
動し、これによつて弁体79による弁口78の開
度を調整する。即ち、図外のサンプルガス源から
ポンプPを経て供給されるサンプルガスの流量が
設定流量より大きくなり、第2室72側の圧力が
第1室71側の圧力より大きくなると、弁口78
の開度を大きくし、余分のサンプルガスをガス導
出口77から排出ライン64へ逃がすことによ
り、第2室72及びサンプルガスライン63の圧
力を所定圧に保つように作動する。こうして、検
出器60には常に所定流量のサンプルガスが流れ
込むようにしている。
しかしながら、上記ガス分析装置においては、
圧力調整器70に第1ばねSP1、第2ばねSP2
用いて圧力調整を行うようにしているから次のよ
うな不都合が生ずる。
即ち、第1ばねSP1、第2ばねSP2のばね定数
をそれぞれk1、k2、ダイヤフラムDPの受圧部の
面積をSとし、第1室71内の圧力がP1、第2
室72内の圧力をP2のときつり合つているもの
とすると、 P1S+k1x1=P2S+k2x2…… (1) なる式が成り立つ。ここに、x1、x2はそれぞれ第
1ばねSP1、第2ばねSP2の自然長からの圧縮変
位量を示す。即ち、P2は、P2=P1+k1x1−k2x2/S の値に設定されるものとする。
ここで、サンプルガスの流量が増加して、第2
室72側の圧力がΔP2だけ増大し、これによつて
ダイヤフラムDPが第1室71側へΔxだけ変位し
て弁口78の開度が増大して、増加したサンプル
ガス流量を逃がすことによりつり合つたとする
と、 P1S+k1(x1+Δx)=P2+ΔP2)S+k2(x2
Δx) …(2) なる式が成り立つ。この(2)式に(1)式を代入して整
理すると ΔP2=(k1+k2)Δx/S …(3) が得られる。
即ち、弁口78を開いて増大したサンプルガス
流量を逃がすため、ダイヤフラムDPがΔxだけ変
位して圧力調整をすると、第2室72側には(3)式
で表わされる圧力変動が生じ誤差となる。この結
果、検出器60へのサンプルガスの流入量が変動
し、測定値に誤差が生ずる。
このように従来のガス分析装置においては、ガ
ス圧力の変動が激しいサンプルガスライン61に
圧力調整用のばねSP1,SP2を有する圧力調整器
70を接続しているため、ばねSP1,SP2に起因
する調圧しきれぬ圧力変動があり、この結果、検
出器60へのサンプルガスの流入量が変動して測
定値に誤差が生じる欠点があつた。このような欠
点は、自動車排ガスの測定等のように、サンプル
点におけるガス圧力の変動の大きいものには致命
的であつた。
<発明が解決しようとする問題点> 本発明は、上述の従来技術の問題点に留意して
なされたもので、その目的はサンプル点において
大きな圧力変化が生じても、常に安定して一定流
量のサンプルガスを検出器へと送りもつて正確な
測定を行なうことができるガス分析装置を提供す
ることにある。
<問題点を解決するための手段> 上記目的を達成するため、本発明においては、
ダイヤフラムによつて第1室と第2室とに区画
し、前記第1室には基準ガス導通口を設け、前記
第2室にはガス導入口及び導出口と、これら両口
に連通する弁口とを設け、前記ダイヤフラムには
前記弁口に対して接近離間自在の弁体を設けて圧
力調整器を構成するとともに、前記第2室にサン
プルガスライン又はサンプルガスラインから分岐
した分岐ラインを接続し、前記基準ガス導通口に
は圧力調整された基準ガスラインを接続して前記
第2室内及びサンプルガスラインの圧力を所定圧
に保持するようにしている。
このように構成された圧力調整器では、圧力調
整のためのばねを用いていないけれども第2室及
びサンプルガスラインの圧力は一定圧に保持され
る。又、ばねを使用していないので、ばねに起因
する圧力変化を生じず、基準ガスは従来の圧力調
整器で圧力調整されるが、供給源のガス圧に殆ん
ど変化がないので十分な精度を保持できる。
<実施例> 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
第1図は本発明に係るガス分析装置の概略構成
を示すもので、10は圧力調整器で、図示する例
では背圧調整器として構成されている。即ち、そ
の内部はダイヤフラムDPによつて第1室11と
第2室12とに区画されており、第1室11には
基準ガス導通口13が形成されている。この基準
ガス導通口13は分岐ライン21を介して基準ガ
スライン20に接続されている。
この基準ガスライン20中には基準ガスの圧力
を一定にするための圧力調整器22が設けられて
おり、又、圧力調整器22の上流側には基準ガス
源が設けられている。そして、基準ガスとしては
圧力変動の少ないものたとえば大気や窒素ボンベ
のガスが用いられる。又、後述する検出器40と
してFIDあるいはCLDを用いる場合は、の助燃ガ
スやオゾン源ガスが比較的圧力変動が少ないこと
から、その助燃ガスラインやオゾン源ガスライン
から分岐したラインを基準ガスラインとして用い
ることができる。この場合は、格別に基準ガス源
を必要としない利点がある。
上述したように、前記基準ガスは、サンプルガ
スとは異なり、そのガス圧力の変動がごく少ない
ものを用いるので、圧力調整器22として従来一
般に使用されているもの(例えば第6図に示す如
きもの)であつても十分精度よく一定圧に保持で
きる。
前記第2室12には、サンプルガス導入口1
4、ガス導出口15及びこれら両口14,15に
連通する弁口16が形成されるとともに、前記弁
口16に対して接近離間自在の弁体17が設けら
れている。この弁体17はダイヤフラムDPに設
けられた磁石部を有する取付部18に対して磁気
的に吸着されるべく保持され、ダイヤフラムDP
の平面方向に摺動しうるようになつている。そし
て、サンプルガス導入口14は分岐ライン31を
介してサンプルガスライン30に接続されてい
る。
40はFID又はCLD等の検出器で、サンプルガ
スライン30を介してサンプルガスが供給され
る。Pはポンプでその上流側にはサンプルガス源
が設けられている。尚、Cはキヤピラリ、32は
ガス導出口15に接続される排出ラインである。
次に、上述のように構成したガス分析装置の作
動を説明する。まず、圧力調整器22によつて基
準ガスライン20を所定のガス圧力に設定し、所
定圧(例えばP1)に設定された基準ガスを圧力
調整器10の第1室11内に導入する。そして、
サンプルガス導入口14を経て第2室12内にサ
ンプルガスを流入させる。ここでサンプルガスの
圧力が前記基準ガスの圧力P1より大きい場合、
ダイヤフラムDPは第1室11側へ変位し、これ
によつて弁体17は弁口16から離間し、弁口1
6の開度が大きくなり、第2室12側からサンプ
ルガスがガス導出口15を経て排出ライン32側
へ逃げ、第1室11と第2室12の両圧力が等し
くなる位置でダイヤフラムDPは安定する。
今、サンプルガス源からのガス流量が増大する
と、サンプルガス導入口14を経て第2室12に
導入されたサンプルガスがダイヤフラムDPを第
1室11側に変位させ、弁口16の開度が大きく
なり、第2室12の圧力が第1室の圧力P1と等
しくなつた状態でつり合う。すなわち、ダイヤフ
ラムDPは例えばΔxだけ第1室11側へ変位して
ダイヤフラムDPに加わる力はつり合うが、第6
図に示す圧力調整器70のように圧力調整用のば
ねSP1,SP2を用いてないから、つり合つている
力はダイヤフラムDPが変位する前と同じで、ダ
イヤフラムDPの第1室11側に加わつているの
は基準圧だけであるので、第2室12側の圧力に
何ら変動が生じないのである。従つて、検出器4
0へのサンプルガスライン30の圧力は一定値に
保持され、該検出器40へサンプルガス流量は精
度よく一定値に保持される。
又、ダイヤフラムDPと弁体17が一体として
構成されていると弁体17と弁口16の中心が一
致せず、正確に弁口16の開度を制御することが
むずかしいが、本実施例では、弁体17はダイヤ
フラムDPの取付部18にマグネツトカツプリン
グされ、ダイヤフラムDPの平面方向に移動しう
るので、該弁体17の中心線と弁口16の中心線
とが常に一致するので、弁体17は弁口16の開
度を正確に制御することができる。
上述の実施例においては、サンプルガスライン
30の圧力調整用の圧力調整器10の第1室11
側の圧力設定を行なうのに、他の圧力調整器22
によつて圧力調整された基準ガスライン20から
分岐した分岐ライン21を第1室11の基準ガス
導通口13に接続したものであり、サンプルガス
ライン30側の圧力調整器10と基準ガスライン
20側の圧力調整器22とは別体であるが、本発
明は必らずしもこれに限られるものではなく、第
2図に示すように、一体構としてもよい。即ち、
圧力調整器10の第1室11と第6図に示す従来
の圧力調整器70の第2室72との間を連通路
(基準ガス導通口)19を介して接続するととも
に、該第2室72に基準ガス導出口77′を検出
器40に対して接続するようにしたものである。
なお、79′は弁口78の開度を調整する弁体で、
ダイヤフラムDPに取付けられている。又、第2
図に示す実施例では基準ガスライン20のキヤピ
ラリCも圧力調整器に対し一体化しているが、こ
れを別体としてもよい。
このように一体構造に構成した場合、配管部分
を少なくすることができ、それだけこの種ガス分
析装置の構成を簡略かつ小型化できる。
上記第1図、第2図に示す実施例では圧力調整
器10は所謂背圧調整器(B.P.R、Back
Pressure Regulator)として構成されているが、
これを第3図に示すように、差圧調整器(D.P.R.
Differential Pressure Regulator)として構成
してもよい。第3図において圧力調整器10′の
サンプルガス導入口14はサンプルガスライン3
0に直接接続されている。又、弁口16の開度は
第1図に示すものと異なり、サンプルガス源から
供給されるサンプルガスの流量が増大すると、小
さくなるようにされている。また、検出器40の
出口側の圧力(通常大気圧)は基準ガスライン2
0の圧力調整器22にフイードバツクされるよう
に構成されている。(第3図中破線参照) 第4図は本発明の更に他の実施例を示すもの
で、同図に示すものが第1図乃至第3図に図示し
たものと大きく相異するところは、ポンプPを検
出器40の下流側に設け、サンプルガス、基準ガ
スを吸引するようにしたものである。なお、Fは
フイルタ、Cはキヤピラリである。
第5図は、ダイヤフラムDPに対して弁体17
を取付ける他の実施態様を示すもので、上下方向
に押圧力を有する例えばクリツプ状のばね50に
よつて、ダイヤフラムDP側の取付部51に弁体
17を取付けている。このようにした場合も弁体
17はダイヤフラムDPの平面方向に移動するこ
とができる。
<発明の効果> 以上詳述したように、本発明においては、ダイ
ヤフラムによつて第1室と第2室とに区画し、前
記第1室には基準ガス導通口を設け、前記第2室
にはガス導入口及び導出口と、これら両口に連通
する弁口とを設け、前記ダイヤフラムには前記弁
口に対して接近離間自在の弁体を設けて圧力調整
器を構成するとともに、前記第2室にサンプルガ
スライン又はサンプルガスラインから分岐した分
岐ラインを接続し、前記基準ガス導通口には圧力
調整された基準ガスラインを接続しているので、
サンプルガス源から供給されるサンプルガスの圧
力が急激に上昇しても検出器に供給されるサンプ
ルガス流量は一定に保持され、検出器において正
確な分析を行なうことができる。
特に、本発明は自動車排ガスの測定等のように
サンプル点におけるガス圧力の変動の大きい場合
に大なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
図乃至第4図は夫々本発明の他の実施例を示す構
成図、第5図は弁体のダイヤフラムへの取付状態
を示す断面図、第6図は従来装置を示す構成図で
ある。 10,10′…圧力調整器、11…第1室、1
2…第2室、13,19…基準ガス導通口、14
…サンプルガス導入口、15…サンプルガス導出
口、16…弁口、17,17′…弁体、20…基
準ガスライン、30…サンプルガスライン、31
…サンプルガスラインから分岐した分岐ライン、
DP…ダイヤフラム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ダイヤフラムによつて第1室と第2室とに区
    画し、前記第1室には基準ガス導通口を設け、前
    記第2室にはガス導入口及び導出口と、これら両
    口に連通する弁口とを設け、前記ダイヤフラムに
    は前記弁口に対して接近離間自在の弁体を設けて
    圧力調整器を構成するとともに、前記第2室にサ
    ンプルガスライン又はサンプルガスラインから分
    岐した分岐ラインを接続し、前記基準ガス導通口
    には圧力調整された基準ガスラインを接続して前
    記第2室内及びサンプルガスラインの圧力を所定
    圧に保持するようにしたことを特徴とするガス分
    析装置。
JP59221843A 1984-10-22 1984-10-22 ガス分析装置 Granted JPS6199857A (ja)

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JP59221843A JPS6199857A (ja) 1984-10-22 1984-10-22 ガス分析装置

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