JPH0477655A - 成分が既知の混合流体の組成連続測定方法及び装置 - Google Patents
成分が既知の混合流体の組成連続測定方法及び装置Info
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- JPH0477655A JPH0477655A JP19207990A JP19207990A JPH0477655A JP H0477655 A JPH0477655 A JP H0477655A JP 19207990 A JP19207990 A JP 19207990A JP 19207990 A JP19207990 A JP 19207990A JP H0477655 A JPH0477655 A JP H0477655A
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 27
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (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。
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ＬＮＧや製造ガス等、成分とそれらの物性値が
既知の混合流体の組成を連続的に測定するための方法並
びに装置に関するものである。
既知の混合流体の組成を連続的に測定するための方法並
びに装置に関するものである。
（従来の技術）
ＬＮＧや製造ガス等の、成分が既知の混合ガスの組成を
測定する場合、従来はガスクロマトグラフを簡略化した
プロセスガスクロ装置が多く使用されている。、このプ
ロセスガスクロ装置は、ガスクロマトグラフと同様に混
合ガスの各成分を分析用のカラムで分離し、逐次成分を
測定するものであるが、前述したように成分が既知の場
合に、必要なカラムを予め選択して簡略化しているもの
である。
測定する場合、従来はガスクロマトグラフを簡略化した
プロセスガスクロ装置が多く使用されている。、このプ
ロセスガスクロ装置は、ガスクロマトグラフと同様に混
合ガスの各成分を分析用のカラムで分離し、逐次成分を
測定するものであるが、前述したように成分が既知の場
合に、必要なカラムを予め選択して簡略化しているもの
である。
（発明が解決しようとする課題）
上記の装置では各成分を、対応したカラムにより分離し
て測定を行うので、連続的な測定はできず、最も短い場
合でも２分間程度の周期で間欠的に測定を行う必要があ
る。
て測定を行うので、連続的な測定はできず、最も短い場
合でも２分間程度の周期で間欠的に測定を行う必要があ
る。
本発明はこのような課題を解決することを目的とするも
のである。
のである。
（課題を解決するための手段）
上述した課題を解決するための手段を実施例に対応する
図面を参照して説明すると、まず本発明による成分が既
知の混合流体の組成連続測定方法は、管路の上流側に基
準温度保持手段２を設けると共に、下流側に比熱測定用
加熱手段３及び、その前後の温度差を測定する温度差測
定手段４を設けて成る測定ユニット１を、複数直列に接
続して測定経路１０を構成すると共に、該測定経路１０
の上流側に質！流量制御手段１１を設け、該質量流量制
御手段１１により前記測定経路１０に一定の質量流量で
被測定混合流体を流すと共に、夫々の測定ユニット１で
は、被測定混合流体を管路の上流側に於いて夫々異なっ
た基準温度に保持すると共に、下流側に於いて一定量の
熱量を付加して、この付加熱量による温度差を測定し、
被測定混合流体の成分の数に対応する測定温度差と、前
記質量流量と、前記付加熱量と、各成分の各基準温度に
於ける既知の定圧比熱とから組成を導出するものである
。
図面を参照して説明すると、まず本発明による成分が既
知の混合流体の組成連続測定方法は、管路の上流側に基
準温度保持手段２を設けると共に、下流側に比熱測定用
加熱手段３及び、その前後の温度差を測定する温度差測
定手段４を設けて成る測定ユニット１を、複数直列に接
続して測定経路１０を構成すると共に、該測定経路１０
の上流側に質！流量制御手段１１を設け、該質量流量制
御手段１１により前記測定経路１０に一定の質量流量で
被測定混合流体を流すと共に、夫々の測定ユニット１で
は、被測定混合流体を管路の上流側に於いて夫々異なっ
た基準温度に保持すると共に、下流側に於いて一定量の
熱量を付加して、この付加熱量による温度差を測定し、
被測定混合流体の成分の数に対応する測定温度差と、前
記質量流量と、前記付加熱量と、各成分の各基準温度に
於ける既知の定圧比熱とから組成を導出するものである
。
従って本発明は、管路の上流側に基準温度保持手段２を
設けると共に、下流側に比熱測定用加熱手段３及び、そ
の前後の温度差を測定する温度差測定手段４を設けて成
る測定ユニット１を、複数直列に接続して測定経路１０
を構成すると共に、該測定経路１０の上流側に質量流量
制御手段１１を設けて成分が既知の混合流体の組成連続
測定装置を構成することができる。
設けると共に、下流側に比熱測定用加熱手段３及び、そ
の前後の温度差を測定する温度差測定手段４を設けて成
る測定ユニット１を、複数直列に接続して測定経路１０
を構成すると共に、該測定経路１０の上流側に質量流量
制御手段１１を設けて成分が既知の混合流体の組成連続
測定装置を構成することができる。
（作 用）
流体、主に気体の定圧比熱は温度に依存しており、また
混合流体の、ある温度に於ける定圧比熱は、その温度に
於ける各成分の定圧比熱と組成の積の線形代数和として
表すことができる。従って各成分の数に対応して異なら
せた基準温度で被測定流体の定圧比熱またはその対応量
を測定して、夫々に対応して得られる、組成を未知数と
する線形代数式を解くことにより、各成分の組成を導出
することができる。特に本発明では異ならせた基準温度
で被測定流体の定圧比熱またはその対応量を測定する場
合に於いて、各基準温度に対応する測定ユニットを順次
直列に接続して被測定流量の質量流量を一定に保持する
と共に、付加熱量も一定としているので、前述した組成
の導出を容易に行うことができる。
混合流体の、ある温度に於ける定圧比熱は、その温度に
於ける各成分の定圧比熱と組成の積の線形代数和として
表すことができる。従って各成分の数に対応して異なら
せた基準温度で被測定流体の定圧比熱またはその対応量
を測定して、夫々に対応して得られる、組成を未知数と
する線形代数式を解くことにより、各成分の組成を導出
することができる。特に本発明では異ならせた基準温度
で被測定流体の定圧比熱またはその対応量を測定する場
合に於いて、各基準温度に対応する測定ユニットを順次
直列に接続して被測定流量の質量流量を一定に保持する
と共に、付加熱量も一定としているので、前述した組成
の導出を容易に行うことができる。
（実施例）
次に本発明の実施例を図について説明する。
第１図に於いて、符号１ （ｌａ、ｌｂ、ｌｃ。
・・・）は測定ユニットであり、この測定ユニット１は
、管路の上流側に基準温度保持手段２を設けると共に、
下流側に比熱測定用加熱手段３及び、その前後の温度差
を測定する温度差測定手段４を設けて構成している。基
準温度保持手段２は、電気ヒータ等の加熱手段５と温度
センサ６及びこの温度センサ６からの温度を設定温度、
即ち基準温度に維持するように加熱手段５を制御する制
御手段７とから構成している。また比熱測定用加熱手段
３は、供給電力を所定の値に一定に保持するように構成
した電気ヒータ等で構成している。そして温度差測定手
段４は、比熱測定用加熱手段３の上流側及び下流側の夫
々に設けた温度センサ８．９により構成している。以上
の要素の具体的構成は、前述した機能を奏する限り適宜
である。
、管路の上流側に基準温度保持手段２を設けると共に、
下流側に比熱測定用加熱手段３及び、その前後の温度差
を測定する温度差測定手段４を設けて構成している。基
準温度保持手段２は、電気ヒータ等の加熱手段５と温度
センサ６及びこの温度センサ６からの温度を設定温度、
即ち基準温度に維持するように加熱手段５を制御する制
御手段７とから構成している。また比熱測定用加熱手段
３は、供給電力を所定の値に一定に保持するように構成
した電気ヒータ等で構成している。そして温度差測定手
段４は、比熱測定用加熱手段３の上流側及び下流側の夫
々に設けた温度センサ８．９により構成している。以上
の要素の具体的構成は、前述した機能を奏する限り適宜
である。
以上のように構成した測定ユニット１（ｌａ。
１ｂ、１ｃ、・・・）を複数直列に接続して測定経路１
０を構成し、そしてこの測定経路１０の上流側に質量流
量制御手段１１を設ける。この質量流量制御手段１１も
、流量制御弁１２と、質量流量が一定となるように流量
制御弁１２を制御する制御手段１３とから構成する等、
適宜の構成で良い。
０を構成し、そしてこの測定経路１０の上流側に質量流
量制御手段１１を設ける。この質量流量制御手段１１も
、流量制御弁１２と、質量流量が一定となるように流量
制御弁１２を制御する制御手段１３とから構成する等、
適宜の構成で良い。
以上の構成に於いて、質量流量制御手段１１により前記
測定経路１０に一定の質量流量で被測定混合流体を流す
と共に、夫々の測定ユニット１ａｌｂ、Ｉｃ、・・・で
は、被測定混合流体を管路の上流側に於いて基準温度保
持手段２により夫々異なった基準温度に保持すると共に
、下流側に於いて比熱測定用加熱手段３により一定量の
熱量を付加して、この付加熱量による温度差を温度差測
定手段４により測定し、被測定混合流体の成分の数に対
応する温度差と、前記質量流量と、前記付加熱量と、各
成分の各基準温度に於ける既知の定圧比熱とから組成を
導入することができる。
測定経路１０に一定の質量流量で被測定混合流体を流す
と共に、夫々の測定ユニット１ａｌｂ、Ｉｃ、・・・で
は、被測定混合流体を管路の上流側に於いて基準温度保
持手段２により夫々異なった基準温度に保持すると共に
、下流側に於いて比熱測定用加熱手段３により一定量の
熱量を付加して、この付加熱量による温度差を温度差測
定手段４により測定し、被測定混合流体の成分の数に対
応する温度差と、前記質量流量と、前記付加熱量と、各
成分の各基準温度に於ける既知の定圧比熱とから組成を
導入することができる。
そこで次に組成の導出原理を説明する。
いま被測定混合流体の成分の数が３の場合を考え、夫々
の成分の既知の定圧比熱（Ｊ／ｇ・℃〕を夫々ＣＰ＋
（ｔ）、Ｃｐｚ （ｔ）、ＣＰｓ （ｔ）、未知の組成
をＣ，、Ｃ，、Ｃ，とする。そしてこの被測定混合流体
を、質量流量Ｍ （ｇ／ｓｅｃ ）を保持して測定経路
１０．に流し、夫々の測定ユニッ）ｌａ。
の成分の既知の定圧比熱（Ｊ／ｇ・℃〕を夫々ＣＰ＋
（ｔ）、Ｃｐｚ （ｔ）、ＣＰｓ （ｔ）、未知の組成
をＣ，、Ｃ，、Ｃ，とする。そしてこの被測定混合流体
を、質量流量Ｍ （ｇ／ｓｅｃ ）を保持して測定経路
１０．に流し、夫々の測定ユニッ）ｌａ。
ｌｂ、ｌｃに於いて、基準温度を、夫々ｔｌ、 ｔ２
゜ｔｚ（”ｃ）とし、負荷熱量をＷ（Ｊ／５ｅｃ）とし
て温度差の測定を行い、測定温度差が、夫々の測定ユニ
ットｌａ、ｌｂ、ｌｃに於いて△Ｔ。
゜ｔｚ（”ｃ）とし、負荷熱量をＷ（Ｊ／５ｅｃ）とし
て温度差の測定を行い、測定温度差が、夫々の測定ユニ
ットｌａ、ｌｂ、ｌｃに於いて△Ｔ。
△Ｔ２．△Ｔ３であった場合について考察する。
まず、各測定ユニットｌａ、ｌｂ、ｌｃに於けるエネル
ギ保存の法則から、次式が成り立つ。
ギ保存の法則から、次式が成り立つ。
これらの式を変形して、両辺を定圧比熱の次元とすると
、次式の如くなる。
、次式の如くなる。
上記（２）式を行列で表現すると、次式の如くなる。
上記（３）式を簡略化して次式で表わし、（４）式の両
辺に〔Ｃ２〕 右辺を変形すると、 の逆行列（ＣＰ） −’を乗じて となり、従って次式が得られる。
辺に〔Ｃ２〕 右辺を変形すると、 の逆行列（ＣＰ） −’を乗じて となり、従って次式が得られる。
（６）式に於いて、（ＣＰ）−’の各成分は既知の〔Ｃ
２〕から容易に算出することができ、またＷ／Ｍも測定
条件として既知であるから、各測定ユニットｌａ、ｌｂ
、Ｉｃに於いて測定した温度差△Ｔ１゜△Ｔ２．ΔＴ３
から、各組成Ｃ９，Ｃｚ 、Ｃｓを算出し得ることがわ
かる。尚、Ｗ／Ｍは各組成の総和が１となるように予め
調整するのが好ましいが、導出後に補正するようにして
も良い。
２〕から容易に算出することができ、またＷ／Ｍも測定
条件として既知であるから、各測定ユニットｌａ、ｌｂ
、Ｉｃに於いて測定した温度差△Ｔ１゜△Ｔ２．ΔＴ３
から、各組成Ｃ９，Ｃｚ 、Ｃｓを算出し得ることがわ
かる。尚、Ｗ／Ｍは各組成の総和が１となるように予め
調整するのが好ましいが、導出後に補正するようにして
も良い。
第２図（ａ）、 （ｂ）は、気体の定圧比熱の温度依存
性を表わしたもので、（ｂ）は（ａ）中の特定の温度に
於ける値を表わしたものである。いま、前述した被測定
混合流体の３成分が、夫ｋ Ｃ［１ａ 、 Ｃｚ Ｈｂ
、 Ｃｓ ＩＩ ＊（夫々組成Ｃ＋ 、Ｃ！ 、Ｃｓ
に対応）であるとし、そして各測定ユニットｌａ、Ｉｂ
、ｌｃに於いて基準温度ｔ＋＝３００°に、ｔｚ＝３５
０°Ｋｔ、−４００°Ｋに於いて測定する場合、上記（
３）（６）式は夫々次式のように表わすことができる。
性を表わしたもので、（ｂ）は（ａ）中の特定の温度に
於ける値を表わしたものである。いま、前述した被測定
混合流体の３成分が、夫ｋ Ｃ［１ａ 、 Ｃｚ Ｈｂ
、 Ｃｓ ＩＩ ＊（夫々組成Ｃ＋ 、Ｃ！ 、Ｃｓ
に対応）であるとし、そして各測定ユニットｌａ、Ｉｂ
、ｌｃに於いて基準温度ｔ＋＝３００°に、ｔｚ＝３５
０°Ｋｔ、−４００°Ｋに於いて測定する場合、上記（
３）（６）式は夫々次式のように表わすことができる。
の導出を連続的に行うことができる。
次に本発明に於ける測定精度を考察する。いま、測定温
度差へＴをＴとして表すと、組成は一般式として次式の
如く表わすことができる。
度差へＴをＴとして表すと、組成は一般式として次式の
如く表わすことができる。
Ｍ ｉ＝Ｉ Ｔ＋
温度差Ｔ、の測定誤差が組成Ｃに及ぼす影響を表わすた
め、（方式の両辺をＴ、で全微分すると次式が得られる
。
め、（方式の両辺をＴ、で全微分すると次式が得られる
。
次に（８）式の両辺を、温度差Ｔ、の測定により算従っ
て、上記の具体的な値をマイクロコンピュータ等を用い
た演算手段に記憶させて、Ｗ／Ｍの測定条件、並びに各
測定値△Ｔ１．ΔＴ２．△Ｔ３を順次入力することによ
り、組成Ｃ＋ 、Ｃ２、Ｃ：ｔｉ Ｔ。
て、上記の具体的な値をマイクロコンピュータ等を用い
た演算手段に記憶させて、Ｗ／Ｍの測定条件、並びに各
測定値△Ｔ１．ΔＴ２．△Ｔ３を順次入力することによ
り、組成Ｃ＋ 、Ｃ２、Ｃ：ｔｉ Ｔ。
となり、従って次式の如く表わすことができる。
００）式に於いて、ΔＴ ｉ／ Ｔ ｉがｉによらず概
ね一定であるとすると、次式の如く変形することができ
る。
ね一定であるとすると、次式の如く変形することができ
る。
ここで、組成Ｃとその測定誤差１△Ｃ１とを、熱量と熱
量の測定誤差とに対応させて考えると、従来の熱量計に
於いては、Ｃ＝ １１０００ｋｃａ ｌに対して、八Ｃ
Ｉ ＝３０ｋｃａｊ２程度である。ｔＬ−、−ｃ、現状
に於いては、△Ｔ ＝ ０．１°Ｃ程度であるので、Ｔ
＝３７°Ｃとなり、従って本発明の測定方法を適用して
熱量を推定する場合、従来の熱量計と同等程度の精度を
得るには、測定ユニットに於ける測定温度差は３７°Ｃ
程度必要であることがわかる。
量の測定誤差とに対応させて考えると、従来の熱量計に
於いては、Ｃ＝ １１０００ｋｃａ ｌに対して、八Ｃ
Ｉ ＝３０ｋｃａｊ２程度である。ｔＬ−、−ｃ、現状
に於いては、△Ｔ ＝ ０．１°Ｃ程度であるので、Ｔ
＝３７°Ｃとなり、従って本発明の測定方法を適用して
熱量を推定する場合、従来の熱量計と同等程度の精度を
得るには、測定ユニットに於ける測定温度差は３７°Ｃ
程度必要であることがわかる。
（発明の効果）
本発明は以上の通りであるので、ＬＮＧや製造ガス等の
ように、成分とそれらの物性値が既知の混合流体の組成
を連続的に測定することができ、例えば熱量や比重等の
混合流体の性質を連続的に推算できるという効果がある
。
ように、成分とそれらの物性値が既知の混合流体の組成
を連続的に測定することができ、例えば熱量や比重等の
混合流体の性質を連続的に推算できるという効果がある
。
第１図は本発明の実施例を表わした系統説明図、第２図
（ａ）、 （ｂ）は気体の定圧比熱の温度依存性を表わ
した説明図である。 符号１ （ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、・・・）・・・測定ユニ
ット、２・・・基準温度保持手段、３・・・比熱測定用
加熱手段、４・・・温度差測定手段、５・・・加熱手段
、６゜８．９・・・温度センサ、７・・・制御手段、１
０・・・測定経路、１１・・・質量流量制御手段、１２
・・・流量制御弁、１３・・・制御手段。 第１図 第２図（ｂ）
（ａ）、 （ｂ）は気体の定圧比熱の温度依存性を表わ
した説明図である。 符号１ （ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、・・・）・・・測定ユニ
ット、２・・・基準温度保持手段、３・・・比熱測定用
加熱手段、４・・・温度差測定手段、５・・・加熱手段
、６゜８．９・・・温度センサ、７・・・制御手段、１
０・・・測定経路、１１・・・質量流量制御手段、１２
・・・流量制御弁、１３・・・制御手段。 第１図 第２図（ｂ）
Claims (2)
- （１）管路の上流側に基準温度保持手段を設けると共に
、下流側に比熱測定用加熱手段及び、その前後の温度差
を測定する温度差測定手段を設けて成る測定ユニットを
、複数直列に接続して測定経路を構成すると共に、該測
定経路の上流側に質量流量制御手段を設け、該質量流量
制御手段により前記測定経路に一定の質量流量で被測定
混合流体を流すと共に、夫々の測定ユニットでは、被測
定混合流体を管路の上流側に於いて夫々異なった基準温
度に保持すると共に、下流側に於いて一定量の熱量を付
加して、この付加熱量による温度差を測定し、被測定混
合流体の成分の数に対応する測定温度差と、前記質量流
量と、前記付加熱量と、各成分の各基準温度に於ける既
知の定圧比熱とから組成を導出することを特徴とする成
分が既知の混合流体の組成連続測定方法。 - （２）管路の上流側に基準温度保持手段を設けると共に
、下流側に比熱測定用加熱手段及び、その前後の温度差
を測定する温度差測定手段を設けて成る測定ユニットを
、複数直列に接続して測定経路を構成すると共に、該測
定経路の上流側に質量流量制御手段を設けたことを特徴
とする成分が既知の混合流体の組成連続測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2192079A JPH0795050B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 成分が既知の混合流体の組成連続測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2192079A JPH0795050B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 成分が既知の混合流体の組成連続測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477655A true JPH0477655A (ja) | 1992-03-11 |
| JPH0795050B2 JPH0795050B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=16285291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2192079A Expired - Lifetime JPH0795050B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 成分が既知の混合流体の組成連続測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795050B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213395A (en) * | 1975-07-22 | 1977-02-01 | Kanebo Ltd | Method of measuring ratio of components of solution |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP2192079A patent/JPH0795050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213395A (en) * | 1975-07-22 | 1977-02-01 | Kanebo Ltd | Method of measuring ratio of components of solution |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0795050B2 (ja) | 1995-10-11 |
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