JPH04204152A

JPH04204152A - ガス分析装置

Info

Publication number: JPH04204152A
Application number: JP2334197A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Haniyu; 智行羽生; Shunichi Sasaki; 俊一佐々木; Hiroyuki Hayakawa; 早川　弘幸
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-24

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】（発明の属する産業分野）この発明は、ランプ中のガスの成分分析を従来より高精
度に分析しうるように改良したガス分析装置に関する。

（従来技術）従来、ランプ中のガスの成分分析を行うには、ガスクロ
マトグラフィ法、質量分析法などの方法が用いられてい
る。これらの方法は、いずれも−般的なガスの成分分析
の手法であって、分析しようとするガスを測定機器に導
入したうえ分析を行っている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記の方法を用いる場合、ランプ中のガスを測
定機器に導入することはなかなか離しい。

これまで用いられているガスの導入方法としては、水中
でランプを破壊し、そこから出てきたガスを密閉容器内
に補集し、それを機器に導入する方法がある。しかし、
この方法だと、せっかく採集したガスを外気にさらして
しまうおそれがあり、いかに分析機器の精度がよくても
、厳密にランプ中のガスの成分の分析を行うことは難し
かった。

本発明はかかる欠点を除去し、きわめて簡単にランプ中
のガスの成分分析を行うことができるガス分析装置を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、前記目的を達成するため、ガス分析装置を次
のような構成、すなわち、ランプを破壊するための装置
を有しランプ内のガスをリザーブするためのリザーブ室
と、リザーブ室から導入されたガスの分析機が設置され
ている分析室と、分析室の分析機と信号のやりとりがで
きるように設置されたコンピューターとからなり、前記
分析室とリザーブ室とは、その中にオリフィスが設置さ
れているガス導入管で結ばれており、分析機の信号は、
コンピューターによって処理できるように構成するもの
である。

（作用）前記のように構成すると、ランプ中のガスをコンピュー
ターを接続した分析機を含んだ装置内部で採集する二と
となるので、採集したガスが汚染されることなく、ラン
プ内にあったときに最も近い状態で分析できる。また、
装置内部の測定環境（バックグラウンド）の影響を小さ
くできる差動排気による微量成分ガスの濃縮効果を利用
することとなるので、従来の方法で分析したときよりも
高精度な分析をすることが可能となる。

（実施例）本発明に係るガス分析装置の基本的な構成を第１図に示
す０分析機１には４電極質量分析機を使用し、排気用ポ
ンプ２にはターボモレキュラポンプを使用している。以
下、ガスの採集からガス分析までの手順を第１図に従っ
て説明する。まず。

ランプの破壊装置を備えたガスのリザーブ室３の中にラ
ンプを設置した後、リザーブ室３の内部を高真空に排気
し、その高真空の状態でランプを破壊してガスを採集す
る。採集したガスは、そのままりザーブ室内に一時リザ
ーブしておき、オリフィス４という微小な穴から分析機
１が設置しである分析室５へ微小量リークさせる。この
ときのリーク量は。分析機１の分析管が動作し得る程度
の圧力が確保できるように予め調整しである。そして、
ここからリークしてきたガスを分析機１でモニターし、
その信号は分析機１に接続されたコンピューター（図示
せず）によって各ガスの分圧に計算しなおされ、リアル
タイムでコンピューターに接続されたデイスプレィに表
示さ九る。測定後は更に外部記憶装置に記録され、いつ
でも再現できるようになっている。更に、測定時間とポ
ンプの排気速度から各ガス成分のリーク量を計算で求め
ることができる。このように、コンピューターを装置に
接続することによって、精密な定量分析が可能になった
。ターボモレキュラーポンプ２とリザーブ室３はそれぞ
れロータリーポンプ（図示せず）に接続されている。ま
た、分析室５にはオリフィス４詮介して標準ガスを導入
し得るようにしてあり、リザーブ室３にはアルゴンガス
等を導入し得るようにしである。この装置のもう一つの
特徴として、ガスの濃縮効果を利用した分析精度の向上
という効果がある。これは、先のオリフィス４を通り抜
けるガスの確率は、その分子量が小さいものほど通り易
く、大きいものほど通りにくいという性質を利用したも
のである。例えば、アー　ルピン中に水素が混合されて
いるガスを考えたとき、水素はアルゴンに比べて約１０
倍はどオリフィスを通り抜けやすい。つまり、試料ガス
が測定時間中圧力が下がらない程度に充分あるとき、オ
リフィスを通ってきた混合ガスは、通ってくる前のとき
よりも水素の分圧は１０倍になることになる。これは、
アルゴン中に水素が１　（ｐｐｍ）あるようなガスをオ
リフィスを通して分析室へ導入したとき１分析室の水素
濃度は約１０　（ｐｐｗ＋３になるということである。

したがって、分析機の分解能力が１０　（ｐｐｍ）であ
っても−１（ｐｐ＋ａ）の濃度のガスを分析できるとい
うことせあり、装置の精度を１０倍にしたのと同じ効果
が期待できる。また、オリフィスの小穴の大きさは１本
装置でいろいろな大きさを試してみたが、その直径が１
ｍよりも大きいとあまり効果がなく、小さければ小さい
ほど測定時間中に分析圧力を安定に保てるため、その効
果が一層期待できることがわかった。実際に試料ガスを
定量分析するときは、このままでは試料ガスの真の成分
比は決定できないので、本装置では、予め成分比のわか
っているガスを欅準ガスとして測定して検量線を作成し
ておき、その後、試料ガスを測定して、その値を用いて
検量線から真の値を求める。第２図にその検量線グラフ
を示す。

同図において、縦軸は標準ガスの実際のアルゴンガス中
に含まれる水素ガスの濃度であり、横軸は本装置で測定
したときの測定値である。この検量線は、水素濃度が２
　（ｐｐｍ）−５３０（ｐｐｍ）までの標準ガスによる
グラフであるが、ばらつきも少なく、非常によく直線に
のっていることがわかる。

また、このグラフは５３０　（ｐｐｎ）までしか標準ガ
スを測定していないが、これよりも水素濃度の高いガス
においても５はぼこの直線にのることを確認している。

この検量線は、アルゴン中の水素濃度の検量線であるが
、ガスの質量数が違えば、この濃縮効果は期待すること
ができ、例えば他にも、アルゴン中の水の濃度、窒素中
の水の濃度等が可能である。そして、先にも述べたよう
に、質量数に差があればあるほど、その効果は大きくな
る。

なお、本装置では、分析機に質量分析機を用いたが、他
に、ガスクロマトグラフィ等でもよく、また、これらを
複合して使用してもかまわない。ただし、ガスクロマト
グラフィの場合は、分析室内は真空ではないので、分析
部は今回使用した装置とは若干異なる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように１本発明によれば、ラン
プ中から採集したガスを汚染させることなく、ランプ内
にあったときに最も近い状態で分析することができ、か
つ、バックグラウンドの影響を小さくできる差動排気に
よる微量成分ガスの濃縮効果を利用しているので、従来
の方法、装置による場合に比較して高精度な分析を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガス分析装置のシステム構成図、
第２図は本発明において試料ガスの定量分析に用いる検
量線グラフである。第１図において。１・・・分析機２・・・ターボモレキニラボンプ３・・・リザーブ室４・・・オリフィス ′　　　５・・・分析室特許出願人　　岩崎電気株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ランプを破壊するための装置を有しランプ内のガ
スをリザーブするためのリザーブ室と、リザーブ室から
導入されたガスの分析機が設置されている分析室と、分
析室の分析機と信号のやりとりができるように設置され
たコンピューターとからなり、前記分析室とリザーブ室
とは、その中にオリフィスが設置されているガス導入管
で結ばれており、分析機の信号は、コンピューターによ
って処理できるように構成されていることを特徴とする
ガス分析装置。
（２）分析室とリザーブ室を結ぶガス導入管内のオリフ
ィスは、その小の直径が１ｍｍ以下であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のガス分析装置。
（３）分析機に４重極質量分析機を用いたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のガス分析装置。
（４）コンピューターによって分析機からの信号を処理
し計算することのできるプログラムを含むことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のガス分析装置。