JPH06117972A - Method and device for preparing standard gas - Google Patents
Method and device for preparing standard gasInfo
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- JPH06117972A JPH06117972A JP4298097A JP29809792A JPH06117972A JP H06117972 A JPH06117972 A JP H06117972A JP 4298097 A JP4298097 A JP 4298097A JP 29809792 A JP29809792 A JP 29809792A JP H06117972 A JPH06117972 A JP H06117972A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、標準ガス調製技術、特
に、試料の蒸気が極低濃度含有されている標準ガスを得
るための技術に関し、例えば、ガス分析装置に使用され
る検量線を作成するために必要な標準ガスを得るのに利
用して有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a standard gas preparation technique, and more particularly to a technique for obtaining a standard gas containing a sample vapor in an extremely low concentration. For example, a calibration curve used in a gas analyzer is It relates to a technique effectively used to obtain the standard gas necessary for producing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ガス分析装置に使用される検量
線が作成されるに際しては、ガス中に既知の濃度の試料
蒸気が含有されている標準ガスが使用される。そこで、
検量線を作成するためには、まず、ガス中に既知の濃度
の試料蒸気が含有されている標準ガスを調製する必要が
ある。2. Description of the Related Art In general, when a calibration curve used in a gas analyzer is prepared, a standard gas containing a sample vapor of a known concentration in the gas is used. Therefore,
In order to create a calibration curve, it is first necessary to prepare a standard gas containing a sample vapor of known concentration in the gas.
【０００３】例えば、液体試料の蒸気の濃度がｐｐｂ
（１０-9）レベル、或いは、それ以下の極低濃度の標準
ガスを得るための標準ガス調製装置として、特開平４−
８１６５０号公報に記載されているものがある。For example, the vapor concentration of a liquid sample is ppb.
As a standard gas preparation device for obtaining a standard gas having an extremely low concentration of (10 −9 ) level or less, Japanese Patent Application Laid-Open No.
There is one described in Japanese Patent No. 81650.
【０００４】すなわち、この標準ガス調製装置は、一流
路のガス配管の途中に圧力調整器、流量コントローラ
と、液体試料が入った穴あき容器を内包する試料室とを
ガスの流れ方向に沿ってこの順序に配置した高濃度標準
ガス発生機構と、この高濃度標準ガス発生機構に直結さ
れた蒸気試料供給流路と、少なくとも１つの分岐管を持
ち、高濃度標準ガス発生機構に近い方から、奇数番目の
分岐部分は、流量コントローラを配置したガス排出口に
接続し、偶数番目の分岐部分は、ガスの流れ方向に沿っ
てこの順に圧力調整器と流量コントローラとを配置した
ガス導入口が接続されることを特徴とする。That is, in this standard gas preparation device, a pressure regulator, a flow rate controller, and a sample chamber containing a perforated container containing a liquid sample are provided along the gas flow direction in the middle of one-pass gas pipe. A high-concentration standard gas generation mechanism arranged in this order, a vapor sample supply flow path directly connected to the high-concentration standard gas generation mechanism, and at least one branch pipe, and from a side close to the high-concentration standard gas generation mechanism, The odd-numbered branch part is connected to the gas outlet where the flow controller is arranged, and the even-numbered branch part is connected to the gas inlet where the pressure regulator and the flow controller are arranged in this order along the gas flow direction. It is characterized by being done.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
の標準ガス調製装置においては、高濃度標準ガス発生機
構によって発生された一定濃度の標準ガスを複数段にて
希釈するように構成されているため、次の問題点がある
ことが本発明者によって明らかにされた。However, in the above-mentioned conventional standard gas preparation device, the standard gas having a constant concentration generated by the high-concentration standard gas generation mechanism is diluted in a plurality of stages. Therefore, the present inventor has clarified the following problems.
【０００６】 高価格の流量コントローラが複数基使
用されているため、標準ガス調製装置全体が高価格にな
ってしまう。Since a plurality of high-priced flow rate controllers are used, the standard gas preparation apparatus as a whole becomes expensive.
【０００７】 高い希釈率を得るに際して、流量コン
トローラによって流量が精密に制御されることになるた
め、その流量コントローラの制御誤差によって、標準ガ
ス濃度に誤差が発生する。When a high dilution rate is obtained, the flow rate controller precisely controls the flow rate, so that the control error of the flow rate controller causes an error in the standard gas concentration.
【０００８】 複雑な分岐管が使用されているため、
配管の内側表面から脱離ガスが発生し易く、また、発生
した試料蒸気の吸着脱離時間が長くなる。Since a complicated branch pipe is used,
Desorption gas is easily generated from the inner surface of the pipe, and the adsorption / desorption time of the generated sample vapor becomes long.
【０００９】本発明の目的は、多数段の希釈工程を用い
ずに、極低濃度で、しかも、その濃度が既知の標準ガス
を直接的に発生かつ調製することができる標準ガス調製
技術を提供することにある。An object of the present invention is to provide a standard gas preparation technique capable of directly generating and preparing a standard gas having an extremely low concentration and a known concentration without using a large number of dilution steps. To do.
【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below.
【００１２】すなわち、キャリアガス供給源に接続され
ているキャリアガス供給路と、この供給路にそれぞれ介
設されている圧力調整器および流量コントローラと、固
体または液体の試料が収容される容器と、前記キャリア
ガス供給路が接続されており、前記容器を収容する蒸発
室と、蒸発室の雰囲気温度を制御する温度調整器とを備
えており、前記温度調整器によって前記蒸発室の雰囲気
温度が変更調整されることにより、前記容器に収容され
た試料から蒸発する蒸気の量が制御され、蒸発した試料
蒸気が前記キャリアガス供給路からのキャリアガスと混
合されることによって低濃度の標準ガスが発生かつ調製
されることを特徴とする。That is, a carrier gas supply passage connected to a carrier gas supply source, a pressure regulator and a flow rate controller respectively provided in the supply passage, a container for accommodating a solid or liquid sample, The carrier gas supply path is connected, and an evaporation chamber for accommodating the container and a temperature controller for controlling the atmospheric temperature of the evaporation chamber are provided, and the atmospheric temperature of the evaporation chamber is changed by the temperature controller. By being adjusted, the amount of vapor evaporated from the sample contained in the container is controlled, and the vaporized sample vapor is mixed with the carrier gas from the carrier gas supply path to generate a low-concentration standard gas. And is prepared.
【００１３】[0013]
【作用】前記した手段において、蒸発室の温度は温度調
整器によって所望の温度に変更調整される。ここで、液
体の蒸発量とその液体の雰囲気温度との関係には一定の
相関があるため、蒸発室に収容された試料が液体である
場合には、液体試料は蒸発室の調整された温度に対応す
る蒸発量をもって蒸発することになる。そこで、予め、
液体の蒸発量と周囲温度との相関を求めておくことによ
り、蒸発室の調整温度における試料の蒸発量を制御する
ことができる。つまり、蒸発室の現在の温度を所望の蒸
発量が得られる温度に調整することにより、試料を当該
所望の蒸発量に制御することができる。In the above means, the temperature of the evaporation chamber is changed and adjusted to a desired temperature by the temperature controller. Here, since the relationship between the evaporation amount of the liquid and the ambient temperature of the liquid has a certain correlation, when the sample contained in the evaporation chamber is a liquid, the liquid sample is the adjusted temperature of the evaporation chamber. Will be evaporated with the amount of evaporation corresponding to. So, in advance,
By obtaining the correlation between the evaporation amount of the liquid and the ambient temperature, the evaporation amount of the sample at the adjusted temperature of the evaporation chamber can be controlled. That is, by adjusting the current temperature of the evaporation chamber to a temperature at which the desired evaporation amount can be obtained, the sample can be controlled to the desired evaporation amount.
【００１４】他方、前記した手段において、キャリアガ
スは圧力調整器によって一定の圧力に調整されるととも
に、流量コントローラによって一定の流量に制御され
て、蒸発室に供給されている。したがって、蒸発室にお
ける現在のキャリアガスの容積（嵩）を所定の値に制御
することができる。On the other hand, in the above-mentioned means, the carrier gas is adjusted to a constant pressure by the pressure regulator and is controlled to a constant flow rate by the flow rate controller to be supplied to the evaporation chamber. Therefore, the current volume (bulk) of the carrier gas in the evaporation chamber can be controlled to a predetermined value.
【００１５】そして、液体試料が蒸発して成る試料蒸気
は、蒸発室に常時供給され続けているキャリアガスに混
合される。この混合によって標準ガスが発生されたこと
になる。ここで、試料を所望の蒸発量をもって蒸発させ
て得られる試料蒸気の量は、前述した通り所望の値に制
御することができ、また、蒸発室におけるキャリアガス
の容積も、前述した通り所望の値に制御することができ
るため、蒸発室における試料蒸気の量と、蒸発室におけ
るキャリアガスの容積との割合、すなわち、発生された
標準ガスの濃度は所望の値に制御することが可能という
ことになる。The sample vapor formed by evaporating the liquid sample is mixed with the carrier gas which is constantly supplied to the evaporation chamber. The standard gas is generated by this mixing. Here, the amount of the sample vapor obtained by evaporating the sample with a desired evaporation amount can be controlled to a desired value as described above, and the volume of the carrier gas in the evaporation chamber can also be controlled to a desired value as described above. Since it can be controlled to a value, the ratio of the amount of sample vapor in the evaporation chamber to the volume of the carrier gas in the evaporation chamber, that is, the concentration of the generated standard gas can be controlled to a desired value. become.
【００１６】また、以上の説明から明らかな通り、試料
蒸気量の値およびキャリアガス量の値は知得可能である
から、現在の試料蒸気量の値とキャリアガス量の値とか
ら、その割合である現在の標準ガス濃度を求めることが
できる。そして、試料の蒸発量は極微量であるため、そ
の試料蒸気のキャリアガスに占める割合、すなわち、標
準ガスの濃度は極低くなる。Further, as is clear from the above description, since the value of the sample vapor amount and the value of the carrier gas amount can be known, the ratio between the present sample vapor amount value and the carrier gas amount value can be obtained. It is possible to obtain the current standard gas concentration that is Since the amount of evaporation of the sample is extremely small, the ratio of the sample vapor in the carrier gas, that is, the concentration of the standard gas is extremely low.
【００１７】なお、固体の昇華量とその固体の周囲温度
との関係には一定の相関があるため、蒸発室に収容され
た試料が固体である場合にも、以上説明した液体試料の
場合と同様に、極低濃度で、しかも、その濃度が既知の
標準ガスを直接的に発生、かつ、調製することができ
る。Since the relationship between the amount of sublimation of a solid and the ambient temperature of the solid has a certain correlation, even when the sample contained in the evaporation chamber is a solid, it is different from the case of the liquid sample described above. Similarly, a standard gas having an extremely low concentration and a known concentration can be directly generated and prepared.
【００１８】[0018]
【実施例】図１は本発明の一実施例である標準ガス調製
装置を示す模式図である。図２はその作用を説明するた
めの線図である。EXAMPLE FIG. 1 is a schematic view showing a standard gas preparation apparatus which is an example of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation.
【００１９】本実施例において、本発明に係る標準ガス
調製装置は、キャリアガスとしての窒素ガスに極低濃度
の水蒸気を含む標準ガスを発生すると同時に、その標準
ガスを所望の濃度に調製するものとして構成されてい
る。In the present embodiment, the standard gas preparation apparatus according to the present invention generates a standard gas containing an extremely low concentration of steam in nitrogen gas as a carrier gas, and at the same time prepares the standard gas to a desired concentration. Is configured as.
【００２０】本実施例に係る標準ガス調製装置は、キャ
リアガスとしての窒素ガス１を供給するための供給源で
あるボンベ２を備えており、このボンベ２にはガス供給
路３が接続されている。ガス供給路３には圧力調整器４
および流量コントローラ５が、上流側からこの順に配さ
れて介設されており、ガス供給路３に供給された窒素ガ
ス１は圧力調整器４によって圧力が調整されるととも
に、流量コントローラ５によって流量が制御されるよう
になっている。The standard gas preparation apparatus according to this embodiment is equipped with a cylinder 2 which is a supply source for supplying nitrogen gas 1 as a carrier gas, and a gas supply passage 3 is connected to this cylinder 2. There is. Pressure regulator 4 in the gas supply path 3
And a flow rate controller 5 are arranged in this order from the upstream side, and the pressure of the nitrogen gas 1 supplied to the gas supply path 3 is adjusted by the pressure adjuster 4 and the flow rate controller 5 changes the flow rate. It is controlled.
【００２１】ガス供給路３における流量コントローラ５
の下流側には不純物除去機構６が介設されており、この
不純物除去機構６の下流側においてガス供給路３は蒸発
室７に流体的に接続されている。そして、不純物除去機
構６はモレキュラシーブ等が使用されており、圧力調整
器４および流量コントローラ５を通過した窒素ガス１中
に含有されている水や有機物等の不純物を除去して蒸発
室７へ供給するように構成されている。Flow controller 5 in gas supply path 3
An impurity removing mechanism 6 is provided on the downstream side of, and the gas supply passage 3 is fluidly connected to the evaporation chamber 7 on the downstream side of the impurity removing mechanism 6. A molecular sieve or the like is used for the impurity removing mechanism 6, and impurities such as water and organic substances contained in the nitrogen gas 1 that has passed through the pressure regulator 4 and the flow rate controller 5 are removed and supplied to the evaporation chamber 7. Is configured to.
【００２２】ちなみに、不純物除去機構６によって除去
される不純物の発生源としては、ボンベ２から取り出さ
れる窒素ガス１に元来含まれているものと、圧力調整器
４および流量コントローラ５からの脱離成分とがある。
圧力調整器４や流量コントローラ５が高温加熱と通ガス
によって充分にクリーニングすることができない場合に
は、試料濃度がｐｐｂレベルか、それ以下の標準ガスの
調製方法においては、これらの不純物が障害物質となる
ため、不純物除去機構６を使用することが不可欠にな
る。Incidentally, the sources of impurities removed by the impurity removing mechanism 6 are those originally contained in the nitrogen gas 1 taken out from the cylinder 2, and the desorption from the pressure regulator 4 and the flow rate controller 5. There are ingredients.
When the pressure regulator 4 and the flow rate controller 5 cannot be sufficiently cleaned by high temperature heating and passing gas, in the standard gas preparation method in which the sample concentration is ppb level or lower, these impurities are obstacles. Therefore, it becomes indispensable to use the impurity removing mechanism 6.
【００２３】ガス供給路３が接続された蒸発室７には取
出路８が接続されており、蒸発室７において発生された
後記する標準ガスがこの取出路８によって取り出される
ようになっている。ちなみに、取出路８は標準ガスが必
要とされる任意の負荷（図示せず）に適宜流体的に接続
し得るように構成されている。An extraction passage 8 is connected to the evaporation chamber 7 to which the gas supply passage 3 is connected, and the standard gas described later generated in the evaporation chamber 7 is extracted through the extraction passage 8. By the way, the extraction passage 8 is constructed so that it can be appropriately fluidly connected to any load (not shown) in which standard gas is required.
【００２４】蒸発室７の室内には試料を貯留するための
容器９が収容されるようになっており、この容器９には
口径が０．１〜５ｍｍである蒸発口が開設されている。
本実施例において、この容器９には液体試料として水
（Ｈ2 Ｏ）１０が貯留されており、水１０が蒸発して成
る水蒸気１１が容器９の蒸発口から蒸発室７の室内に放
出されるようになっている。A container 9 for storing a sample is accommodated in the evaporation chamber 7, and the container 9 is provided with an evaporation port having a diameter of 0.1 to 5 mm.
In this embodiment, water (H 2 O) 10 is stored as a liquid sample in the container 9, and water vapor 11 formed by evaporation of the water 10 is released from the evaporation port of the container 9 into the evaporation chamber 7. It has become so.
【００２５】また、蒸発室７は温度調整器１２によって
その室内温度が指定された所望の温度に変更調整される
ようになっており、水１０の蒸気圧、ひいては、窒素ガ
ス１の気流中への水蒸気１１の放出量が一定に維持され
るようになっている。The temperature of the evaporation chamber 7 is adjusted by the temperature controller 12 to a specified desired temperature, and the vapor pressure of the water 10 and thus the nitrogen gas 1 flow into the vaporization chamber 7. The discharge amount of the water vapor 11 is maintained constant.
【００２６】温度調整器１２は、その槽内室によって蒸
発室７を実質的に構成している恒温槽１３と、恒温槽１
３の雰囲気を加熱および冷却することにより、その雰囲
気温度を指定された温度に変更調整し、かつ、維持する
ように構成されている加熱冷却装置１４と、マイクロコ
ンピュータ等から構成されて加熱冷却装置１４を自動的
に制御するコントローラ１５と、蒸発室７の現在の温度
を検出して検出温度をコントローラ１５に送信する温度
センサ１６とを備えている。そして、コントローラ１５
は恒温槽１３の雰囲気温度を指定された温度に維持する
ように加熱冷却装置１４の運転をシーケンス制御すると
ともに、温度センサ１６からの現在の検出温度に基づい
て加熱冷却装置１４の運転をフィードバック制御するよ
うに構成されている。The temperature controller 12 includes a constant temperature tank 13 which substantially constitutes the evaporation chamber 7 by its inner chamber, and a constant temperature tank 1.
By heating and cooling the atmosphere of No. 3, the heating and cooling apparatus 14 configured to change and adjust the atmosphere temperature to a specified temperature and to maintain it, and a heating and cooling apparatus including a microcomputer and the like. A controller 15 for automatically controlling 14 and a temperature sensor 16 for detecting the current temperature of the evaporation chamber 7 and transmitting the detected temperature to the controller 15 are provided. And the controller 15
Controls the operation of the heating / cooling device 14 so as to maintain the ambient temperature of the constant temperature bath 13 at the designated temperature, and feedback-controls the operation of the heating / cooling device 14 based on the current detected temperature from the temperature sensor 16. Is configured to.
【００２７】次に、前記構成に係る標準ガス調製装置に
よる本発明の一実施例である標準ガス２０の発生兼調製
方法について説明する。Next, a method of generating and preparing the standard gas 20, which is an embodiment of the present invention, by the standard gas preparation device having the above-mentioned structure will be described.
【００２８】ボンベ２から取り出されたキャリアガスと
しての窒素ガス１は、圧力調整器４によって一定の圧力
に調整されるとともに、流量コントローラ５によって一
定の流量に制御されて、蒸発室７に供給される。したが
って、蒸発室７における現在の窒素ガス１の容積（嵩）
は所定の値に維持された状態に常時制御されていること
になる。The nitrogen gas 1 as the carrier gas taken out from the cylinder 2 is adjusted to a constant pressure by the pressure regulator 4 and is controlled to a constant flow rate by the flow rate controller 5 and is supplied to the evaporation chamber 7. It Therefore, the current volume (bulk) of the nitrogen gas 1 in the evaporation chamber 7
Is always controlled to be maintained at a predetermined value.
【００２９】他方、蒸発室７には容器９に貯留された状
態で、液体試料としての水１０が収容される。そして、
蒸発室７における現在の窒素ガス１の容積が所定の値で
安定した状態において、温度調整器１２におけるコント
ローラ１５には、調製すべき標準ガスの濃度に対応する
温度が指定されて入力される。On the other hand, the evaporation chamber 7 contains water 10 as a liquid sample in a state of being stored in a container 9. And
In a state where the current volume of the nitrogen gas 1 in the evaporation chamber 7 is stable at a predetermined value, the temperature corresponding to the concentration of the standard gas to be prepared is designated and input to the controller 15 in the temperature controller 12.
【００３０】コントローラ１５は蒸発室７を指定された
温度に維持すべく加熱冷却装置１４の運転をシーケンス
制御する。また、コントローラ１５は温度センサ１６か
ら送信されて来る現在の検出温度に基づいて、蒸発室７
の現在の温度を指定温度に維持すべくフィードバック制
御を実行する。したがって、蒸発室７の雰囲気温度は温
度調整器１２によって指定された温度に正確に変更調整
され、かつ、その温度に維持された状態になっている。The controller 15 sequence-controls the operation of the heating / cooling device 14 in order to maintain the evaporation chamber 7 at the designated temperature. In addition, the controller 15 uses the current detected temperature transmitted from the temperature sensor 16 as the evaporation chamber 7
Feedback control is executed to maintain the current temperature of the specified temperature. Therefore, the atmospheric temperature of the evaporation chamber 7 is accurately changed and adjusted to the temperature designated by the temperature controller 12, and is maintained at that temperature.
【００３１】ここで、水蒸気の飽和蒸気圧とその温度と
の関係には一定の相関があることが知られている。そし
て、この水蒸気の飽和蒸気圧における単位面積当たりの
絶対湿度は一定であるから、一定の温度に対応する飽和
水蒸気圧下における単位面積当たりの水蒸気の重量は定
まっている。また、容器９の形状と、水とキャリアガス
との間の拡散係数を用いた計算式によって、湿り空気に
おける飽和蒸気圧での水蒸気の重量は理論的に求めるこ
とができる。但し、本実施例においては、蒸発室７にお
ける窒素ガス１に含まれる水蒸気１１の重量が求められ
るべきであるから、窒素に対して較正することが望まし
い。It is known that there is a certain correlation between the saturated vapor pressure of water vapor and its temperature. Since the absolute humidity per unit area at the saturated vapor pressure of this steam is constant, the weight of the steam per unit area under the saturated steam pressure corresponding to a constant temperature is fixed. Further, the weight of water vapor at the saturated vapor pressure in the moist air can be theoretically obtained from the calculation formula using the shape of the container 9 and the diffusion coefficient between water and the carrier gas. However, in this embodiment, since the weight of the water vapor 11 contained in the nitrogen gas 1 in the evaporation chamber 7 should be obtained, it is desirable to calibrate for nitrogen.
【００３２】これを要するに、一定の雰囲気下における
水蒸気の蒸発量と、その雰囲気温度との関係には一定の
相関があるため、一定の窒素ガス１の雰囲気に維持され
た蒸発室７における水１０は、温度調整器１２によって
調整された蒸発室７の温度に対応する蒸発量をもって水
蒸気１１を発生することになる。そして、この水蒸気１
１の重量は、指定された温度に照合して求めることがで
きる。In short, since there is a certain correlation between the amount of vaporized water vapor in a certain atmosphere and the temperature of the atmosphere, the water 10 in the evaporation chamber 7 maintained in a constant nitrogen gas 1 atmosphere. Generates the water vapor 11 with an evaporation amount corresponding to the temperature of the evaporation chamber 7 adjusted by the temperature adjuster 12. And this water vapor 1
The weight of 1 can be obtained by collating with the designated temperature.
【００３３】蒸発室７において水１０から蒸発した水蒸
気１１は、蒸発室７に常時供給され続けている窒素ガス
１に混合される。この混合によって、窒素ガス１に水蒸
気１１が含まれた標準ガス２０が発生された状態にな
る。蒸発室７において発生された標準ガス２０は取出路
８によって取り出され、取出路８から負荷に直接的に供
給される。The water vapor 11 evaporated from the water 10 in the evaporation chamber 7 is mixed with the nitrogen gas 1 which is continuously supplied to the evaporation chamber 7. By this mixing, the standard gas 20 containing the water vapor 11 in the nitrogen gas 1 is generated. The standard gas 20 generated in the evaporation chamber 7 is taken out by the take-out passage 8 and is directly supplied to the load from the take-out passage 8.
【００３４】ここで、標準ガス２０中における水蒸気１
１の重量は指定された温度に対応する値に制御されてお
り、他方、窒素ガス１の容積も圧力調整器４および流量
コントローラ５によって指定された値に制御されている
ため、標準ガス２０における水蒸気１１の重量と、蒸発
室７における窒素ガス１の容積との割合、すなわち、標
準ガス２０の濃度は指定された温度に対応した値に調整
された値になる。Here, the water vapor 1 in the standard gas 20
Since the weight of 1 is controlled to a value corresponding to the specified temperature, while the volume of nitrogen gas 1 is also controlled to the values specified by the pressure regulator 4 and the flow rate controller 5, the standard gas 20 The ratio of the weight of the water vapor 11 to the volume of the nitrogen gas 1 in the evaporation chamber 7, that is, the concentration of the standard gas 20 has a value adjusted to a value corresponding to the designated temperature.
【００３５】また、以上の説明から明らかな通り、指定
された温度下における水蒸気量の値および窒素ガス量の
値は求めることが可能であるため、指定された温度に対
応する水蒸気量の値と、現在供給されている窒素ガス量
の値とから、現在発生されている標準ガス２０の水蒸気
濃度の値を求めることができる。Further, as is apparent from the above description, since the value of the amount of water vapor and the value of the amount of nitrogen gas under the specified temperature can be obtained, the value of the amount of water vapor corresponding to the specified temperature is The value of the water vapor concentration of the standard gas 20 that is currently being generated can be obtained from the value of the amount of nitrogen gas that is currently being supplied.
【００３６】そして、水１０の蒸発量は極微量であるた
め、その水蒸気１１が窒素ガス１に占める割合、すなわ
ち、標準ガスの濃度は極低くなる。したがって、このよ
うにして得られた標準ガス２０は希釈しなくとも、ｐｐ
ｂレベルの値を示すことになる。つまり、得ようとする
標準ガス濃度に対応する温度を温度調整器１２に指定す
ることにより、指定した温度に対応する極低濃度の標準
ガス２０が蒸発室７において発生されるとともに、この
発生された標準ガス２０は同時に所定の極低濃度に調製
されることになる。Since the evaporation amount of the water 10 is extremely small, the ratio of the water vapor 11 in the nitrogen gas 1, that is, the concentration of the standard gas is extremely low. Therefore, even if the standard gas 20 thus obtained is not diluted, pp
It indicates the value of the b level. That is, by designating the temperature corresponding to the standard gas concentration to be obtained to the temperature controller 12, the standard gas 20 having an extremely low concentration corresponding to the designated temperature is generated in the evaporation chamber 7 and is also generated. The standard gas 20 is simultaneously adjusted to a predetermined extremely low concentration.
【００３７】なお、以上説明した標準ガス調製装置にお
ける温度調整器１２に対する指定温度と、指定された温
度によって得られるべき標準ガス濃度との相関は、次の
ような実験方法によって較正することができる。すなわ
ち、蒸発室７の温度を較正対象温度に調整維持してお
き、窒素ガス１を所定の一定圧一定流量をもって長時間
（１０時間程度）流し続け、その時の水１０の重量の減
少量を精密天秤によって実測することにより、実際に水
１０から蒸発した水蒸気１１の重量を求める。The correlation between the designated temperature for the temperature regulator 12 and the standard gas concentration to be obtained at the designated temperature in the standard gas preparation device described above can be calibrated by the following experimental method. . That is, the temperature of the evaporation chamber 7 is adjusted and maintained at the temperature to be calibrated, the nitrogen gas 1 is continuously flowed at a predetermined constant pressure and a constant flow rate for a long time (about 10 hours), and the weight reduction amount of the water 10 at that time is accurately measured. By actually measuring with a balance, the weight of the water vapor 11 actually evaporated from the water 10 is obtained.
【００３８】例えば、水１０が貯留された容器９の蒸発
口の口径が直径０．８ｍｍ、ガス流量が１０００ｃｃ／
分、蒸発室７の調整温度が４０℃の時、９時間の通ガス
での水１０の重量の減少量は、約１．１ｍｇ、である。
したがって、この場合の標準ガス２０の濃度は、約２．
８５ｐｐｍ、になる。For example, the diameter of the evaporation port of the container 9 in which the water 10 is stored is 0.8 mm and the gas flow rate is 1000 cc /
When the adjusted temperature of the evaporation chamber 7 is 40 ° C., the weight reduction amount of the water 10 in the passing gas for 9 hours is about 1.1 mg.
Therefore, the concentration of the standard gas 20 in this case is about 2.
It becomes 85 ppm.
【００３９】これに対して、ガス流量が１０００ｃｃ／
分、蒸発室７の調整温度が２０℃の時、９時間の通ガス
での水１０の重量の減少量は、約０．３３ｍｇである。
したがって、この場合の標準ガス２０の濃度は、約０．
８１ｐｐｍ、になる。On the other hand, the gas flow rate is 1000 cc /
When the adjusted temperature of the evaporation chamber 7 is 20 ° C., the weight reduction amount of the water 10 in the passing gas for 9 hours is about 0.33 mg.
Therefore, the concentration of the standard gas 20 in this case is about 0.
It becomes 81 ppm.
【００４０】また、ガス流量が１０００ｃｃ／分、蒸発
室７の調整温度が１０℃の時、９時間の通ガスでの水１
０の重量の減少量は、約０．１７ｍｇ、である。したが
って、この場合の標準ガス２０の濃度は、約３９０ｐｐ
ｂになる。Further, when the gas flow rate is 1000 cc / min and the adjusted temperature of the evaporation chamber 7 is 10 ° C., water 1 in the passing gas for 9 hours is used.
The weight loss of 0 is about 0.17 mg. Therefore, the concentration of the standard gas 20 in this case is about 390 pp.
It becomes b.
【００４１】なお、図２は温度と容器９からの２０℃で
の水分蒸発量に対する比蒸発率との関係を示す線図であ
る。図２によれば、温度から２０℃での水の蒸発量に対
するその温度での蒸発量が求められる。この蒸発量から
標準ガスの濃度を求めることができる。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the temperature and the specific evaporation rate with respect to the amount of water evaporated from the container 9 at 20 ° C. According to FIG. 2, the evaporation amount at that temperature with respect to the evaporation amount of water at 20 ° C. is obtained from the temperature. The concentration of the standard gas can be obtained from this evaporation amount.
【００４２】前記実施例によれば次の効果が得られる。 水１０を蒸発室７に収容するとともに、蒸発室７に
窒素ガス１を一定圧一定流量をもって供給しつつ、得よ
うとする標準ガス濃度に対応する温度を温度調整器１２
に指定することにより、指定した温度に対応する極低濃
度の標準ガス２０を蒸発室７において調製することがで
きる。According to the above embodiment, the following effects can be obtained. While the water 10 is stored in the evaporation chamber 7 and the nitrogen gas 1 is supplied to the evaporation chamber 7 at a constant pressure and a constant flow rate, the temperature controller 12 adjusts the temperature corresponding to the standard gas concentration to be obtained.
The standard gas 20 having an extremely low concentration corresponding to the designated temperature can be prepared in the evaporation chamber 7 by designating.
【００４３】 水１０からの水蒸気１１の蒸発量は極
微量であるため、その水蒸気１１が窒素ガス１に占める
割合、すなわち、標準ガス２０の濃度は極低くなる。し
たがって、希釈しなくともｐｐｂレベルの標準ガス２０
を得ることができる。Since the evaporation amount of the water vapor 11 from the water 10 is extremely small, the ratio of the water vapor 11 to the nitrogen gas 1, that is, the concentration of the standard gas 20 is extremely low. Therefore, ppb level standard gas 20
Can be obtained.
【００４４】 極低濃度の標準ガス２０を発生し、か
つ、調製することにより、多段の希釈工程を省略するこ
とができるため、標準ガス調製装置を小型化することが
できるとともに、価格を低減することができる。By generating and preparing the extremely low-concentration standard gas 20, a multi-step dilution step can be omitted, so that the standard gas preparation device can be downsized and the cost can be reduced. be able to.
【００４５】 温度調整器１２の温度に対する指定を
変更することにより、標準ガスの濃度を変更することが
できるため、ガス分析装置や質量分析計の検量線を作成
するに際して、その作成作業が簡単になり、また、自動
化を実現することができる。Since the concentration of the standard gas can be changed by changing the designation for the temperature of the temperature adjuster 12, the preparation work is easy when preparing the calibration curve of the gas analyzer or the mass spectrometer. Also, automation can be realized.
【００４６】 ガス供給路３の蒸発室７の上流側に不
純物除去機構６を介設することにより、窒素ガス１に含
まれている不純物を除去することができるため、標準ガ
スに対するバックグランド濃度を低減させることができ
る。By installing the impurity removing mechanism 6 on the upstream side of the evaporation chamber 7 of the gas supply path 3, the impurities contained in the nitrogen gas 1 can be removed, so that the background concentration relative to the standard gas can be reduced. Can be reduced.
【００４７】図３は本発明の実施例２である標準ガス調
製装置を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a standard gas preparation apparatus which is Embodiment 2 of the present invention.
【００４８】本実施例２が前記実施例１と異なる点は、
コントローラ１５に連動されたマイクロコンピュータ等
から構成されている圧力コントローラ１８を備えている
圧力制御弁１７が取出路８に介設されており、この圧力
制御弁１７によって蒸発室７の圧力が制御されるように
構成されている点にある。The second embodiment differs from the first embodiment in that
A pressure control valve 17 having a pressure controller 18 composed of a microcomputer or the like linked to the controller 15 is provided in the take-out path 8, and the pressure control valve 17 controls the pressure of the evaporation chamber 7. It is configured to be.
【００４９】本実施例２によれば、圧力制御弁１７によ
って蒸発室７の内圧を変更調整することにより、水１０
の蒸発量の変化幅を広く変更調整することができるた
め、この標準ガス調製装置から発生される標準ガス２０
の濃度についての制御幅を広げることができる。According to the second embodiment, the pressure control valve 17 changes and adjusts the internal pressure of the evaporation chamber 7 so that the water 10
Since the change range of the evaporation amount of the standard gas can be widely changed and adjusted, the standard gas 20 generated from the standard gas preparation device can be adjusted.
It is possible to widen the control range for the concentration of.
【００５０】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
【００５１】例えば、試料としては、水を使用するに限
らず、他の液体または固体を使用することができる。な
お、固体の昇華量とその固体の周囲温度との関係には一
定の相関があるため、前記実施例において説明した液体
試料の一例である水の場合と同様に、極低濃度で、しか
も、その濃度が既知の標準ガスを直接的に調製すること
ができる。For example, as the sample, not only water but also other liquids or solids can be used. Since the relationship between the amount of sublimation of a solid and the ambient temperature of the solid has a certain correlation, as in the case of water, which is an example of the liquid sample described in the above-mentioned embodiment, at an extremely low concentration, and A standard gas of known concentration can be prepared directly.
【００５２】温度調整器および圧力制御弁は、コントロ
ーラによって自動的に制御されるように構成するに限ら
ず、作業者がモニタを見ながら手動操作し得るように構
成してもよい。The temperature regulator and the pressure control valve are not limited to being automatically controlled by the controller, but may be configured so that an operator can manually operate them while looking at the monitor.
【００５３】[0053]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【００５４】試料容器が収容される蒸発室に接続されて
いるキャリアガス供給路に圧力調整器および流量コント
ローラをそれぞれ介設するとともに、その蒸発室に試料
容器の周囲の温度を制御する温度調整器を設備し、この
温度調整器によって蒸発室の温度を変更調整して試料容
器に収容された試料から蒸発する蒸気の量を制御するこ
とにより、蒸発した試料蒸気をキャリアガス供給路から
のキャリアガスと混合させて標準ガスを発生させると同
時に、所望する標準ガス濃度に対応する温度を温度調整
器に指定することにより、指定した温度に対応する極低
濃度の標準ガスを調製することができる。A pressure regulator and a flow rate controller are respectively provided in a carrier gas supply path connected to an evaporation chamber in which the sample container is housed, and a temperature controller for controlling the ambient temperature of the sample container in the evaporation chamber. By adjusting the temperature of the evaporation chamber with this temperature controller and controlling the amount of vapor evaporated from the sample stored in the sample container, the evaporated sample vapor is supplied from the carrier gas supply channel. A standard gas having a very low concentration corresponding to the designated temperature can be prepared by mixing with the standard gas to generate a standard gas and simultaneously designating a temperature corresponding to the desired concentration of the standard gas in the temperature controller.
【図１】本発明の一実施例である標準ガス調製装置を示
す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a standard gas preparation device which is an embodiment of the present invention.
【図２】その作用を説明するための線図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation.
【図３】本発明の実施例２である標準ガス発生装置を示
す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a standard gas generator that is Embodiment 2 of the present invention.
１…窒素ガス（キャリアガス）、２…ボンベ（キャリア
ガス供給源）、３…ガス供給路（キャリアガス供給
路）、４…圧力調整器、５…流量コントローラ、６…不
純物除去機構、７…蒸発室、８…取出路、９…試料容
器、１０…水（液体試料）、１１…水蒸気（試料蒸
気）、１２…温度調整器、１３…恒温槽、１４…加熱冷
却装置、１５…コントローラ、１６…温度センサ、１７
…圧力制御弁、１８…圧力コントローラ、２０…標準ガ
ス。1 ... Nitrogen gas (carrier gas), 2 cylinder (carrier gas supply source), 3 gas supply path (carrier gas supply path), 4 pressure regulator, 5 flow controller, 6 impurity removal mechanism, 7 ... Evaporation chamber, 8 ... Take-out path, 9 ... Sample container, 10 ... Water (liquid sample), 11 ... Water vapor (sample vapor), 12 ... Temperature controller, 13 ... Constant temperature bath, 14 ... Heating / cooling device, 15 ... Controller, 16 ... Temperature sensor, 17
... pressure control valve, 18 ... pressure controller, 20 ... standard gas.
Claims (5)
ガスが供給され、この蒸発室の雰囲気温度または圧力、
あるいは両方が指定された値に調整されて維持されるこ
とにより、前記試料からの蒸気の蒸発量が制御され、こ
の蒸気が前記キャリアガスに混合されることによって標
準ガスが発生されると同時に、この標準ガスの濃度が前
記指定温度または圧力に対応する前記蒸気の蒸発量に見
合う値に調製されることを特徴とする標準ガスの調製方
法。1. A carrier gas is supplied to an evaporation chamber in which a sample is stored, and the atmospheric temperature or pressure of the evaporation chamber is
Alternatively, by adjusting and maintaining both of them at a specified value, the evaporation amount of the vapor from the sample is controlled, and the standard gas is generated by mixing the vapor with the carrier gas, and at the same time, A method for preparing a standard gas, wherein the concentration of the standard gas is adjusted to a value commensurate with the evaporation amount of the vapor corresponding to the specified temperature or pressure.
ャリアガス供給路と、この供給路にそれぞれ介設されて
いる圧力調整器および流量コントローラと、固体または
液体の試料が収容される容器と、前記キャリアガス供給
路が接続されており、前記容器を収容する蒸発室と、蒸
発室の雰囲気温度を調整する温度調整器とを備えてお
り、前記温度調整器によって前記蒸発室の雰囲気温度が
変更調整されることにより、前記容器に収容された試料
から蒸発する蒸気の量が制御され、蒸発した試料蒸気が
前記キャリアガス供給路からのキャリアガスと混合され
ることによって低濃度の標準ガスが発生、かつ、調製さ
れることを特徴とする標準ガス調製装置。2. A carrier gas supply passage connected to a carrier gas supply source, a pressure regulator and a flow rate controller respectively provided in the supply passage, a container for accommodating a solid or liquid sample, The carrier gas supply path is connected, and an evaporation chamber that accommodates the container and a temperature controller that adjusts the atmospheric temperature of the evaporation chamber are provided, and the atmospheric temperature of the evaporation chamber is changed by the temperature controller. By being adjusted, the amount of vapor evaporated from the sample contained in the container is controlled, and the vaporized sample vapor is mixed with the carrier gas from the carrier gas supply path to generate a low-concentration standard gas. And a standard gas preparation device characterized by being prepared.
圧力制御弁が接続されており、前記蒸発室の温度の変更
調整と共に、この圧力制御弁によって蒸発室内の雰囲気
圧力が変更調整されることにより、前記容器に収容され
た試料から蒸発する試料蒸気の量が制御されることを特
徴とする請求項２に記載の標準ガス調製装置。3. A pressure control valve for controlling the pressure in the evaporation chamber is connected to the evaporation chamber, and the atmospheric pressure in the evaporation chamber is changed and adjusted by the pressure control valve together with the change and adjustment of the temperature of the evaporation chamber. The standard gas preparation apparatus according to claim 2, wherein the amount of the sample vapor evaporated from the sample contained in the container is controlled thereby.
て自動的に制御されることにより、指定された所望の温
度雰囲気を作り出して維持するように構成されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の標準ガス調製装置。4. The temperature regulator according to claim 2, wherein the temperature regulator is automatically controlled by a controller to create and maintain a specified desired temperature atmosphere. Standard gas preparation equipment.
て自動的に制御されることにより、指定された所望の圧
力雰囲気を作り出して維持するように構成されているこ
とを特徴とする請求項３に記載の標準ガス調製装置。5. The pressure control valve according to claim 3, wherein the pressure control valve is configured to automatically create and maintain a specified desired pressure atmosphere by being automatically controlled by a controller. Standard gas preparation equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4298097A JPH06117972A (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Method and device for preparing standard gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4298097A JPH06117972A (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Method and device for preparing standard gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117972A true JPH06117972A (en) | 1994-04-28 |
Family
ID=17855128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4298097A Pending JPH06117972A (en) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | Method and device for preparing standard gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117972A (en) |
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-
1992
- 1992-10-08 JP JP4298097A patent/JPH06117972A/en active Pending
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