JPH039255A - ガス分析計の校正方法およびガス濃度の測定装置 - 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、発電用ボイラ等に用いられているガス分析計
の校正方法及びガス濃度分析装置に関するものである。

（従来の技術） 工業用ガスの酸素等の濃度を検出測定するセンサにおい
て、センサからの出力信号をデジタル信号に変換し、記
憶装置内の検量線により酸素等の濃度を測定、表示して
いる。この際、定期的にいわゆるスパンガス、ゼロガス
等の校正ガスをセンサへと送り込み、センサからの信号
を真のガス濃度と比較して検量線を修正し、センサの経
時的なドリフトを補正するために、ガス校正を行ってい
る。

このとき、例えば第１０図に示すように、スパンガスボ
ンベからの供給路に電磁弁ＳｖＳを、ゼロガスボンベか
らの供給路に電磁弁ＳｖＺを設け、またプローブ１．２
．３への供給路にそれぞれ電磁弁ｓｖ　ｒ、　ｓｖｎ、
　ｓｖｍを設ける。そして、動作タイミングとしては、
第１１図に示すように、各電磁弁を（ＳＶＳ　トＳＶ　
ｒ、　ＳＶ２とＳＶＩ、ＳＶＳとｓｖｎ。

ＳｖＺとｓｖｎ、　ｓｖｓとｓｖｍ、　ｓｖｚとＳＶ　
ＩＩＩ）　ノ順で開き、各検出部昆、　２Ａ、　３Ａの
順で、それぞれスパンガスとゼロガスとを供給して、逐
次校正を行っている。

また、発電用ボイラ等の大規模装置においては、煙道の
広範囲に亘って立体的に酸素濃度の監視を行うべく、第
１２図に示すように各プローブ１，２゜３にそれぞれ例
えば三個毎の検出部１−１．１−２．１−３゜２−１．
２−２．２−３．３−１．３−２．３−３を設けたもの
がある。こうした酸素濃度測定装置では、校正ガスを各
検出部に供給するに際し、各検出部にそれぞれ配管を施
し、それぞれに対応して電磁弁ＳＶ１．　ＳＶ２゜ＳＶ
３を設けている。また、各プローブ１．２．３毎に、校
正ガス導入用の配管を設け、それぞれ電磁弁ｓｖｓ、　
ｓｖｚを設けている。

また、第１３図に示すように、図示省略したスパンガス
ボンベ、ゼロガスボンベからの配管を、それぞれ−本毎
とすることもできる。

こうした校正装置の動作タイミングとしては、第１４図
に示すように、（ＳＶＳとＳＶＩ、　ＳＶＺとＳＶＩ。

ＳＶＳとＳＶ２．　ＳＶＺとＳＶ２．　ＳＶＳとＳＶ３
．　ＳＶ２と５Ｖ３）の順で電磁弁を開放し、検出部１
−１．１−２゜１−３．２−１．２−２．２−３．３−
１．３−２．３−３の順で、それぞれスパンガスとゼロ
ガスとについて校正を行っている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記の方法では、配管と、電磁弁操作のための
配線とが極めて多く、煩雑であり、コスト高となる。ま
た、各検出部、検出点ごとにガス校正を実施するため、
校正開始から終了までに非常に長時間を要する。

本発明の課題は、配管、配線の簡素化、低コスト化が可
能であり、校正処理に要する時間を短縮できる、ガス分
析計の校正方法及びガス濃度分析装置に関するものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、検出部へと導入される燃焼排ガス中の被検出
ガスの濃度に応じて前記検出部から電気信号を発生させ
、この電気信号を演算処理して前記被検出ガスの濃度値
として出力するに際し、前記被検出ガスの濃度が既知で
ある校正ガスを前記検出部へと供給して前記被検出ガス
の濃度値の校正処理を行うガス分析計の校正方法におい
て、複数の前記検出部へと前記校正ガスを実質的に同時
に供給し、これら複数の前記検出部から発生した電気信
号をそれぞれ校正処理することを特徴とするガス濃度分
析計の校正方法に係わるものである。

また、本発明は、被検出ガスの濃度に応じて電気信号を
発生する複数の検出部と；前記電気信号を演算処理して
前記被検出ガスの濃度値として出力する信号変換部と；
前記被検出ガスの濃度が既知である校正ガスを前記複数
の検出部へと供給する校正ガス供給手段と；この校正ガ
ス供給手段と前記複数の検出部との間で前記校正ガスの
供給と遮断とを選択的に行う弁部材と；この弁部材を開
放させることにより前記校正ガスを前記複数の検出部へ
と実質的に同時に供給するための弁部材駆動手段と；前
記複数の検出部からそれぞれ発生した電気信号を基に前
記被検出ガスの濃度値の校正処理を行う校正処理手段と
を有するガス濃度分析装置に係わるものである。

複数の検出部へと校正ガスを実質的に同時に供給すると
は、配管内の流通距離、圧力分布等による微小遅速など
は問題としない意である。

検出部は、−台のプローブに一つ設けられる場合もあり
、また、数個の点状の検出部を設けてもよい。

（実施例） 第１図は実施例の酸素分析計の校正ガス配管を概略的に
示す図、第２図は同じく電気信号の変換部を示す概念図
、第３図、第４図は校正処理手順を示すフローチャート
、第５図は校正ガス供給のための電磁弁の動作タイミン
グを示す図である。

本例の酸素分析計にふいては、スパンガス（分析計の最
大目盛値を校正するのに用いるガス）ボンベ１０又はゼ
ロガス（分析計の最小目盛値を校正するのに用いるガス
）ボンベ２０と、検出部ＩＡ、２＾。

３Ａとの間に、電磁弁ｓｖｓ、　ｓｖｚのみを設けた点
が重要である。この動作手順を説明する。

動作全体の制御は、ＣＰｔ１．　　メモリによって行う
。

まず、リレー回路を駆動して電磁弁ＳｖＳを開き、スパ
ンガスボンベｌＯから検出部ＩＡ、　２Ａ、　３Ａへと
同時にスパンガスを供給する。このとき、第３図に示す
ように、ＳｖＳオンとし、タイマをカウントする。Ｓｖ
Ｓオンを行うには、予め校正周期を信号変換部内に設定
しておく。そして、所定時間経つと（Ｔｓｓｔ　　Ｔｌ
　＝ａとなると）、校正ガスの流通が定常状態となるの
で、スパン校正処理を開始する。

スパン校正処理手順は、第４図に示すように、検出部Ｉ
Ａ、　２Ａ、　３Ａのいずれにもスパン校正ガスを流し
つつ、検出部ＩＡ、　２Ａ、　３Ａ　　の順で行う。具
体的には、検出部ＩＡ、　２Ａ、　３Ａで発生した電気
信号を、マルチプレクサ、Ａ／Ｄコンバータを通して人
力ポートよりＣＰＵへと入力し、これと検量線データと
により酸素濃度を算出し、スパンガスの真の酸素濃度と
比較し、検量線を校正する。

スパン校正処理を終え、予め定められたスパンガス供給
時間が経つと（Ｔｓｅｔ　　Ｔ＋　＝　Ｏとなると）、
リレー回路が駆動され、電磁弁ＳｖＳが閉じる（　ＳＶ
Ｓオフ、タイマ１リセツト）。

次いで、予め設定した内部タイマの信号により、電磁弁
ＳｖＺが開かれ（ＳＶＺオン、タイマ２カウント開始）
、この後、上記のスパン校正処理と全く同じ手順で、検
出部ＩＡ、　２Ａ、　３Ａのゼロ校正を逐次行う。

内部タイマによる校正処理開始時期の設定周期は、例え
ば１週毎、−月毎など任意に定めろる。

本例の酸素濃度分析計によれば、電磁弁ＳＶＳ。

ＳｖＺの開閉によって校正ガスの供給、遮断を行ってお
り、弁の開放によって同時に３つの検出部へと校正ガス
を送っている。従って、電磁弁の数が少ないため、リレ
ー回路からの配線が少なく、簡素である。また、内部タ
イマの設定周期に従って電磁弁ｓｖｓ、　ｓｖｚを開放
し、ここから検出部ＩＡ。

２Ａ、　３Ａへと校正ガスを送っているので、非常に簡
単に、校正処理全体の開始を実質的に同時とできる。

更に、校正ガスの供給開始→定常状態→校正ガスの供給
終了のサイクルを、スパンガス、ゼロガスの各々につい
て一回毎しか行っていないので、極めて校正処理時間が
短かい。

第６図は他の実施例による酸素濃度分析計の配管状態を
示す概略図、第７図は外部トリガと信号変換部との接続
を概念的に示す図、第８図は校正動作の手順を示すフロ
ーチャート、第９図は電磁弁の開放動作のタイミングチ
ャートである。

本例では、各プローブ１．　２．　３に、点状の検出部
１−１．１−２．１−３．２−１．２−２．２−３．３
−１．３−２゜３−３を３個毎設けである。そして、電
磁弁ＳＶＩの配管は検出部１−１．２−１．３−１　　
へと通じ、電磁弁ＳＶ２　（７）配管は検出部１−２．
２−２．３−２　　ヘと通じ、電磁弁５Ｖ３（７）配管
は検出部１−３．２−３．３−３　　ヘと通じている。

また、第７図に示すように、各プローブｌ、２゜３毎に
、マルチプレクサ、Ａ／Ｄコンバータを介して、所定の
電気信号変換部１２へと接続している。

この電気信号変換部１２は、第２図に示すものと同じで
あり、入力ポート、メモリ、ＣＰＵ、タイマ、出力ポー
トを有しており、各検出部からの電気信号を変換して酸
素濃度値とし、また校正処理を行うものである（第７図
では詳細を図示省略しである）。

次に、動作手順を説明する。

まず、外部トリガより校正処理開始信号を同時に各電気
回路部１２へと送り（最初はｎ＝１、第８図参照）、図
示省略したリレー回路を駆動して、ＳＶＳ、　ＳＶＩ　
　オン、タイマ１カウント開始とする。

そして、第９図に示すように、検出器１−１．２−１゜
３−１　　に同時にスパンガスを供給する。所定時間経
過後（Ｔｓｅｔ　−Ｔ＋　＝ａ）　、検出器１−１．２
−１゜３−１のスパン校正ガスによる校正処理を行う。

この校正処理自体は、第１図〜第５図の例と同様に行う
。

次いで、電磁弁ＳｖＳをオフとし、電磁弁ＳＶ２を開き
、検出器１−１．２−１．３−１へとゼロガスを供給す
る。所定時間経過後（Ｔｓｅｔ　　Ｔ２　＝　ａ　）　
、検出器１−１．２−１．３−１のゼロガスによる校正
処理を行う。そして、データ処理を終え、Ｔｓｅｔ　　
Ｔ２＝０となると、電磁弁ＳＶＺ、　ＳＶＩを共に閉鎖
する。

これにより、検出器１−１．２−１．３−１の校正処理
が終了する。

タイマ、ｎ＝２とし、電磁弁ＳＶＳ、　ＳＶ２を開き、
上記と同様に検出器１−２．２−２．３−２のスパンガ
スによる校正処理を行う。同様の操作を繰り返し、順次
、検出器１−２．２−２．３−２のゼロガス校正処理、
検出器１−３．２−３．３−３のスパンガス校正処理、
ゼロガス校正処理を行う。

本例によれば、電磁弁Ｓν１．　ＳＶ２．　ＳＶ３　　
のそれぞれを開放することで、同時に３個毎の点状検出
器へと校正ガスを供給している。従って、電磁弁の数を
減らし、リレー回路からの配線を少なくでき、簡素にで
きる。かつ、校正ガスの供給開始−定常状態→校正ガス
の供給終了のサイクル数を従来の１７３にできるので、
極めて校正処理時間が短かい。

更に、−個の外部トリガから各信号変換部へと校正開始
信号を送っているので、各信号変換部の内蔵タイマ及び
メモリに上記の校正スケジュールを予め記憶させておき
、外部トリガからの信号により校正処理開始時刻を同期
させることができる。

従って、検出器１−１．２−１．３−１系列の校正処理
と、１−２．２−２．３−２系列の校正処理と、１−３
．２−３．３−３系列の校正処理とを適切にスケジュー
ル調整でき、処理時間が前後したり、過大な空き時間が
発生するのを防止できる。

上記の実施例は種々変更できる。

例えば、第１図における検出部の数、第６図における点
状検出部の数、測定プローブの数は種々変更できる。第
１図の例において、例えば全部で９個の検出部（測定プ
ローブ）を用い、３個の信号変換部（第２図参照）にそ
れぞれ３個毎の検出部を割り振り、９個の上記検出部の
校正処理を逐次的に、又は３個毎同時並列的に行っても
よい。

この際、各信号変換部の校正処理動作を同期させるべく
、外部トリガから各信号変換部へと校正開始信号を送っ
てもよい。

本発明は、Ｓ［ｌＸ、　Ｎ［ｌＸ等の濃度分析にも適用
できる。

（発明の効果） 本発明に係るガス分析計の校正方法によれば、複数の検
出部へと校正ガスを実質的に同時に供給し、これら複数
の検出部から発生した電気信号をそれぞれ校正処理して
いるので、校正ガスの供給開始、定常状態、校正ガスの
供給終了のサイクルを複数の検出部毎に行う必要はなく
、−括して行える。従って、校正処理サイクル数が極め
て少なく、所要時間を非常に短くできる。

本発明に係るガス濃度分析装置によれば、校正ガス供給
手段と複数の検出部との間で校正ガスの供給と遮断とを
選択的に行う弁部材を設け、この弁部材を開放させるこ
とにより校正ガスを複数の検出部へと実質的に同時に供
給しているので、弁部材を設けるという簡略な構成で本
発明の方法を実現できると共に、複数の検出部のそれぞ
れについて弁部材°を設ける必要がないので、配管が簡
略であり、かつ弁部材と弁部材駆動手段との間の配線を
減らすことができる。従って、全体の構成を簡素にでき
、コストダウンも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸素濃度分析計の配管状態を示す概略図、 第２図は同じく信号変換部等を示す概念図、第３図は校
正処理手順を示すフローチャート、第４図は検出器のス
パン校正処理又はセロ校正処理の順番を示すフローチャ
ート、 第５図は校正ガス供給動作のタイミングチャー第６図は
他の実施例による、酸素濃度分析計を示す概略図、 第７図は外部トリガと信号変換部との接続を概念図的に
示す図、 第８図は校正処理手順を示すフローチャート、第９図は
校正ガス供給動作のタイミングチャート、 第１０図は従来の酸素濃度分析計の概略図、第１１図は
第１０図の分析計による校正ガス供給動作のタイミング
チャート、 第１２図は従来の他の酸素濃度分析計の概略図、第１３
図は従来の更に他の酸素濃度分析計の（概略図、 第１４図は校正ガス供給動作のタイミングチャートであ
る。 １、　２．　３・・・測定プローブ ＩＡ、　２Ａ、　３Ａ・・・酸素ガス検出部１−１．１
−２．　ｌ−３，２−１，２−２，２−３，３−１，，
３−２，３−３・・・点状検出部 １０・・・スパン校正ガスボンベ １２・・・信号変換部 ２０・・・ゼロ校正ガスボンベ ＳＶＩ、　ＳＶ２．　ＳＶ３．　ＳＶＩ、　ＳＶｎ、　
ＳＶｍ−・・電磁弁ＳｖＳ・・・スパンガス供給用電磁
弁 ＳｖＺ・・・ゼロガス供給用電磁弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検出部へと導入される燃焼排ガス中の被検出ガスの
   濃度に応じて前記検出部から電気信号を発生させ、この
   電気信号を演算処理して前記被検出ガスの濃度値として
   出力するに際し、前記被検出ガスの濃度が既知である校
   正ガスを前記検出部へと供給して前記被検出ガスの濃度
   値の校正処理を行うガス分析計の校正方法において、複
   数の前記検出部へと前記校正ガスを実質的に同時に供給
   し、これら複数の前記検出部から発生した電気信号をそ
   れぞれ校正処理することを特徴とするガス分析計の校正
   方法。 ２、被検出ガスの濃度に応じて電気信号を発生する複数
   の検出部と；前記電気信号を演算処理して前記被検出ガ
   スの濃度値として出力する信号変換部と；前記被検出ガ
   スの濃度が既知である校正ガスを前記複数の検出部へと
   供給する校正ガス供給手段と；この校正ガス供給手段と
   前記複数の検出部との間で前記校正ガスの供給と遮断と
   を選択的に行う弁部材と；この弁部材を開放させること
   により前記校正ガスを前記複数の検出部へと実質的に同
   時に供給するための弁部材駆動手段と；前記複数の検出
   部からそれぞれ発生した電気信号を基に前記被検出ガス
   の濃度値の校正処理を行う校正処理手段とを有するガス
   濃度分析装置。