JPH05223782A - 炭化水素分析装置 - Google Patents

炭化水素分析装置

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JPH05223782A
JPH05223782A JP4061314A JP6131492A JPH05223782A JP H05223782 A JPH05223782 A JP H05223782A JP 4061314 A JP4061314 A JP 4061314A JP 6131492 A JP6131492 A JP 6131492A JP H05223782 A JPH05223782 A JP H05223782A
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博二 上坂
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一朗 浅野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サンプルガスに含まれるT・HC、CH4
n−CH4 の濃度をそれぞれ連続的に測定できる炭化水
素分析装置を提供すること。 【構成】 FID7に対して、未処理のサンプルガスと
CH4 を含むサンプルガスとからなる混合ガスと、未処
理のサンプルガスとゼロガスとからなる混合ガスとを、
一定の切換え周期で交互に供給し、そのとき、FID7
から出力される信号を、そのまま同期平滑処理する一
方、前記ガスの切換え周期と同じ周期で復調した後、同
期平滑処理し、これらの処理から得られる信号に基づい
て、サンプルガスに含まれるT・HC、CH4 、n−C
4 の各濃度をそれぞれ連続的に測定できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素分析装置に関
する。
【0002】従来より、サンプルガスに含まれる全炭化
水素(以下、T・HCと云う)およびメタン(以下、C
4 と云う)の濃度を連続的に測定する装置として、図
4に示すイオン化電導法を用いたT・HC/CH4 分析
計が公知である。この図において、41は図外のサンプル
ガス源に接続されたサンプルガス流路で、ニードル弁42
を備えている。このサンプルガス流路42は、ニードル弁
42の下流側において三方電磁弁43によって2つの流路4
4, 45に分岐された後、再び合流して水素炎イオン化検
出器(以下、FIDと云う)46に接続されている。
【0003】そして、前記流路44, 45のうち、一方の流
路44は、ニードル弁46のみを備え、三方電磁弁43を介し
て流入してくるサンプルガスSをそのままFID46に送
るところのT・HC測定ラインに形成され、他方の流路
45は、サンプルガスSに含まれるCH4 以外の炭化水素
(ノンメタン炭化水素、以下、n−CH4 と云う)を選
択的に燃焼除去するn−CH4 カッター47とニードル弁
48とを備え、三方電磁弁43を介して流入してくるサンプ
ルガスSからn−CH4 を除去してFID46に送るとこ
ろのCH4 測定ラインに形成されている。なお、49はチ
ェック弁50を備えた流路、51は流量調節用のキャピラリ
である。
【0004】上記のように構成されたT・HC/CH4
分析計においては、三方電磁弁43を切換えて、T・HC
測定ライン44またはCH4 測定ライン45の何れかを介し
て、T・HCを含むサンプルガスSまたはCH4 を含む
サンプルガスSの何れかを、FID46に供給することに
より、サンプルガスSに含まれるT・HC濃度およびC
4 濃度をそれぞれ各別に得ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のT・HC/CH4 分析計においては、サンプルガス
Sに含まれるn−CH4 の濃度については、T・HC濃
度を表す信号からCH4濃度を表す信号を引算するなど
して算出しなければならなかった。そして、FID46に
は、T・HC測定ライン44またはCH4 測定ライン45の
何れかを介したサンプルガスSが供給されるため、T・
HC、CH4 、n−CH4 の濃度をそれぞれ連続的に測
定できないといった不都合があった。
【0006】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、サンプルガスに含ま
れるT・HC、CH4 、n−CH4 の濃度をそれぞれ連
続的に測定できる炭化水素分析装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る炭化水素分析装置は、サンプルガス源
に接続されるサンプルガス流路を3つのサンプルガス流
路に分岐し、第1サンプルガス流路をFIDに接続する
一方、第2サンプルガス流路にサンプルガスに含まれる
n−CH4 を除去処理するカッターを設けると共に、第
3サンプルガス流路にサンプルガスに含まれるT・HC
を除去処理するカッターを設け、さらに、第2サンプル
ガス流路および第3サンプルガス流路に跨がって設けら
れるガス切換え供給部によって、第2サンプルガス流路
を流れる処理後のサンプルガスと第3サンプルガス流路
を流れる処理後のサンプルガスとを、前記FIDの上流
側において第1サンプルガス流路内に一定周期で交互に
導入して、前記処理後のサンプルガスの何れかを第1サ
ンプルガス流路を流れる未処理のサンプルガスと共にF
IDに供給し、そのときFIDから出力される信号を、
そのまま同期平滑処理する一方、前記処理後のサンプル
ガスを切換える周期と同じ周期で復調した後、同期平滑
処理し、これらの処理から得られる信号に基づいて、サ
ンプルガスに含まれるT・HC、CH4 、n−CH4
各濃度をそれぞれ連続的に測定できるように構成されて
いる。
【0008】そして、前記構成において、第2サンプル
ガス流路には、サンプルガスに含まれるn−CH4 を除
去するカッターに代えて、CH4 を除去するカッターを
設けるようにしてもよい。
【0009】
【作用】第2サンプルガス流路にサンプルガスに含まれ
るn−CH4 を除去処理するカッターを設けた炭化水素
分析装置においては、第1サンプルガス流路には、未処
理のサンプルガスがそのまま流れる。そして、第2サン
プルガス流路には、CH4 を含むサンプルガスが流れ
る。また、第3サンプルガス流路には、ゼロガスが流れ
る。そして、これらのCH4 を含むサンプルガスとゼロ
ガスの何れかがガス切換え供給部によって一定の切換え
周期(チョッピング周波数)で交互にFIDの上流側に
おいて第1サンプルガス流路内に導入される。従って、
FIDには、未処理のサンプルガスとCH4 を含むサン
プルガスとからなる混合ガスと、未処理のサンプルガス
とゼロガスとからなる混合ガスとが前記チョッピング周
波数で交互に供給される。
【0010】上記2つの混合ガスをチョッピング周波数
で交互にFIDに供給することにより、FIDからは、
図3に示すように、前記切換え周期に応じて、大きさ
a,bの信号が交互に出力される。ここで、a,bは、 a=CH4 濃度+n−CH4 濃度 b=(CH4 濃度+n−CH4 濃度)+CH4 濃度 である。
【0011】そして、前記出力信号をそのまま同期平滑
処理することによって、T・HC濃度を表す信号を得る
ことができ、また、出力信号を前記ガスの切換え周期と
同じ周期で復調した後、同期平滑処理することによっ
て、CH4 濃度を表す信号を得ることができる。そし
て、T・HC濃度を表す信号からCH4 濃度を表す信号
を引算することにより、n−CH4 濃度を表す信号が得
られる。従って、サンプルガスに含まれるT・HC、C
4 、n−CH4 の濃度をそれぞれ連続的に測定するこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。
【0013】図1および図2は、本発明の一実施例を示
す。先ず、図1は、本発明に係る炭化水素分析装置にお
けるガス流路を中心にした概略的な構成を示し、この図
において、1は図外のサンプルガス源に接続されるサン
プルガス流路である。このサンプルガス流路1は、3つ
のサンプルガス流路2,3,4に分岐されている。第1
サンプルガス流路2には、流量調節弁としてのニードル
弁5と流量調節部材としてのキャピラリ6が設けられ、
その下流側にはFID7が接続されている。従って、こ
の第1サンプルガス流路2には、図1において〔T・H
C〕で示すように、未処理のサンプルガスS(以下、ガ
ス〔T・HC〕と表す)が常に流れている。
【0014】前記第2サンプルガス流路3には、流量調
節用のニードル弁8と、Cu−Mn系の触媒などを内蔵
し、サンプルガスSからn−CH4 を除去処理するため
のn−CH4 カッター9とが設けられている。従って、
この第2サンプルガス流路3のn−CH4 カッター9よ
りも下流側には、図1において〔CH4 〕で示すよう
に、CH4 を含むサンプルガスS(以下、ガス〔C
4 〕と表す)が常に流れている。
【0015】また、前記第3サンプルガス流路4には、
流量調節用のニードル弁10と、白金パラジウム系触媒な
どを内蔵し、サンプルガスSからT・HCを除去処理す
るためのT・HCカッター11が設けられている。従っ
て、この第3サンプルガス流路4のT・HCカッター11
よりも下流側には、図1において〔ZERO〕で示すよ
うに、ゼロガス(以下、ガス〔ZERO〕と表す)が常
に流れている。
【0016】そして、前記第2サンプルガス流路3と第
3サンプルガス流路4は、その下流側において合流した
後、流量調節用のキャピラリ12を備えた合流流路13介し
てキャピラリ6とFID7との間において前記第1サン
プルガス流路2に接続されている。
【0017】14は前記n−CH4 カッター9とT・HC
カッター11の下流側において、第2サンプルガス流路3
と第3サンプルガス流路4とに跨がるように設けられる
ガス切換え供給部で、図示する例においては、2つの電
磁弁15, 16を直列接続したものによって第2サンプルガ
ス流路3と第3サンプルガス流路4とを接続すると共
に、2つの電磁弁15, 16の接続点17にレギュレータ18を
備えた放出流路19を接続してなるものである。従って、
電磁弁15, 16を、図外の制御装置からの制御信号によっ
て、図3に示すように、一定の周期(例えば1Hz )で
オンオフ制御することにより、前記ガス〔CH4 〕とガ
ス〔ZERO〕とを、前記第1サンプルガス流路2内に
1Hz で交互に導入することができる。
【0018】20, 21はそれぞれ第2サンプルガス流路
3、第3サンプルガス流路4に接続される調圧流路で、
調圧用のチェック弁22, 23を備えると共に、前記放出流
路19に接続されている。
【0019】上記構成の炭化水素分析装置においては、
第1サンプルガス流路2には、ガス〔T・HC〕がその
まま流れる。そして、第2サンプルガス流路3には、ガ
ス〔CH4 〕が流れる。また、第3サンプルガス流路4
には、ガス〔ZERO〕が流れる。そして、ガス切換え
供給部14を例えば1Hz で切換え制御することにより、
ガス〔CH4 〕とガス〔ZERO〕とが1Hz で交互に
FID7の上流側において第1サンプルガス流路2内に
導入される。従って、FID7には、ガス〔T・HC〕
とガス〔CH4 〕とからなる混合ガスと、ガス〔T・H
C〕とガス〔ZERO〕とからなる混合ガスとが一定周
期(1Hz )で交互に供給される。
【0020】上述のように、2つの混合ガスを1Hz で
交互にFID7に供給することにより、FID7から
は、図3に示すように、T・HC濃度に対応した直流成
分(大きさa)と、T・HC濃度に対応した直流成分の
上にCH4 濃度に対応した交流成分が加わった信号(大
きさb)とが交互に出力される。そこで、この出力信号
を処理するため、本発明では、図2に示すような信号処
理回路24を用いている。
【0021】すなわち、図2において、25はFID7か
ら出力された信号を適宜増幅するプリアンプである。こ
のプリアンプ25の出力側には、前記出力信号から直流成
分のみを取り出す処理ライン26と、出力信号から交流成
分のみを取り出す処理ライン27とが互いに並列に接続さ
れている。そして、処理ライン26には、抵抗28とコンデ
ンサ29とからなる回路30と、同期平滑回路31とが設けら
れている。また、処理ライン27には、前記ガスの切換え
周期(この実施例では1Hz )に等しい周期の信号成分
のみを通過させるバンドパスフィルタ32と、同期平滑回
路33とが設けられている。
【0022】34は前記処理ライン26の出力から処理ライ
ン27の出力を引算する回路、35は引算回路34の出力と処
理ライン27の出力とを加算する加算回路、36はバッファ
アンプ、37, 38, 39は信号出力端子である。
【0023】そして、上記構成の信号処理回路24にFI
D7から出力された信号が入力されると、処理ライン26
の同期平滑回路31からは、T・HC濃度に対応した直流
成分である信号a(CH4 の濃度+n−CH4 の濃度、
図3参照)が出力される一方、処理ライン27の同期平滑
回路33からは、CH4 濃度に対応した交流成分である信
号(b−a)が出力される。
【0024】従って、前記信号a,(b−a)を引算回
路34に入力してa−(b−a)なる演算を行うことによ
り、信号出力端子37にはn−CH4 濃度を表す信号(2
a−b)が出力される。また、この信号(2a−b)と
前記信号(b−a)とを加算回路35において加算するこ
とにより、信号出力端子38にはT・HC濃度を表す信号
aが出力される。そして、信号出力端子39には前記同期
平滑回路33からCH4濃度を表す信号(b−a)が出力
される。
【0025】このように、上記構成によれば、サンプル
ガスSに含まれるT・HC、CH4、n−CH4 の濃度
をそれぞれ連続的に測定することができる。
【0026】なお、上述の実施例では、ガスの吸着の少
ないCH4 でフローチョッピングを行うようにしている
が、本発明はこれに限られるものではなく、第2サンプ
ルガス流路3に、サンプルガスSに含まれるn−CH4
を除去するカッター9に代えて、CH4 を除去するカッ
ターを設けてもよい。また、ガス切換え供給部14を一つ
のロータリバルブを用いて構成してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サンプルガスに含まれるT・HC、CH4 、n−CH4
の濃度をそれぞれ連続的に測定でき、効率よく炭化水素
を分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る炭化水素分析装置の一例を概略的
に示す図である。
【図2】上記炭化水素分析装置における信号処理回路の
一例を概略的に示す図である。
【図3】FIDの出力信号を電磁弁の切換え制御と共に
示す図である。
【図4】従来の炭化水素分析装置を概略的に示す図であ
る。
【符号の説明】
1…サンプルガス流路、2…第1サンプルガス流路、3
…第2サンプルガス流路、4…第3サンプルガス流路、
7…FID、9…n−CH4 カッター、11…T・HCカ
ッター、14…ガス切換え供給部、S…サンプルガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 澄夫 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプルガス源に接続されるサンプルガ
    ス流路を3つのサンプルガス流路に分岐し、第1サンプ
    ルガス流路を水素炎イオン化検出器に接続する一方、第
    2サンプルガス流路にサンプルガスに含まれるメタン以
    外の炭化水素を除去処理するカッターを設けると共に、
    第3サンプルガス流路にサンプルガスに含まれる全炭化
    水素を除去処理するカッターを設け、さらに、第2サン
    プルガス流路および第3サンプルガス流路に跨がって設
    けられるガス切換え供給部によって、第2サンプルガス
    流路を流れる処理後のサンプルガスと第3サンプルガス
    流路を流れる処理後のサンプルガスとを、前記水素炎イ
    オン化検出器の上流側において第1サンプルガス流路内
    に一定周期で交互に導入して、前記処理後のサンプルガ
    スの何れかを第1サンプルガス流路を流れる未処理のサ
    ンプルガスと共に水素炎イオン化検出器に供給し、その
    とき水素炎イオン化検出器から出力される信号を、その
    まま同期平滑処理する一方、前記処理後のサンプルガス
    を切換える周期と同じ周期で復調した後、同期平滑処理
    し、これらの処理から得られる信号に基づいて、サンプ
    ルガスに含まれる全炭化水素、メタン、メタン以外の炭
    化水素の各濃度をそれぞれ連続的に測定できるように構
    成したことを特徴とする炭化水素分析装置。
  2. 【請求項2】 サンプルガス源に接続されるサンプルガ
    ス流路を3つのサンプルガス流路に分岐し、第1サンプ
    ルガス流路を水素炎イオン化検出器に接続する一方、第
    2サンプルガス流路にサンプルガスに含まれるメタンを
    除去処理するカッターを設けると共に、第3サンプルガ
    ス流路にサンプルガスに含まれる全炭化水素を除去処理
    するカッターを設け、さらに、第2サンプルガス流路お
    よび第3サンプルガス流路に跨がって設けられるガス切
    換え供給部によって、第2サンプルガス流路を流れる処
    理後のサンプルガスと第3サンプルガス流路を流れる処
    理後のサンプルガスとを、前記水素炎イオン化検出器の
    上流側において第1サンプルガス流路内に一定周期で交
    互に導入して、前記処理後のサンプルガスの何れかを第
    1サンプルガス流路を流れる未処理のサンプルガスと共
    に水素炎イオン化検出器に供給し、そのとき水素炎イオ
    ン化検出器から出力される信号を、そのまま同期平滑処
    理する一方、前記処理後のサンプルガスを切換える周期
    と同じ周期で復調した後、同期平滑処理し、これらの処
    理から得られる信号に基づいて、サンプルガスに含まれ
    る全炭化水素、メタン、メタン以外の炭化水素の各濃度
    をそれぞれ連続的に測定できるように構成したことを特
    徴とする炭化水素分析装置。
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