JPH06201538A

JPH06201538A - 複数系のガスサンプリング方法及び装置

Info

Publication number: JPH06201538A
Application number: JP5000704A
Authority: JP
Inventors: Naoichi Sakota; 直一迫田; Takatoshi Koyakumaru; 孝俊小役丸; 和宏 ▲さこ▼田; Kazuhiro Sakota; Takeo Shiozaki; 武夫塩崎; Minoru Takigawa; 稔滝川; Takashi Inoue; 敬士井上
Original assignee: KANSA KK; Rengo Co Ltd; Sanyo Shoji Co Ltd
Current assignee: KANSA KK; Rengo Co Ltd; Sanyo Shoji Co Ltd
Priority date: 1993-01-06
Filing date: 1993-01-06
Publication date: 1994-07-19
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JP2912105B2

Abstract

(57)【要約】【目的】異なる種類の混合ガスの各系の組成をガスク
ロマトグラフ（ＧＣ）装置で効率よく定量分析するため
の高効率なガスサンプリング方法及び装置を得る。【構成】恒温室２の各保存室２ａ〜２ｅに組成の異な
るガス成分を送り、保存室内の各被検査物Ｘの青果物か
ら生成される混合ガスを並列な複数のラインで送るよう
にし、各ラインを選択的に切換える取り込み側切換弁４
を介して循環ライン６に接続する。循環ライン６はライ
ン中に循環ポンプ７が設けられ、その戻り側は戻り側切
換弁５を介して戻りガス系ライン３に接続されている。
さらに、循環ライン６には計量管９、１３のラインが接
続され、計量された混合ガスを、ＧＣ装置１１、１５へ
キャリヤーガスのボンベ１０、１４から送るキャリヤー
ガスに混合して高効率に定量、分析を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数のガスラインか
ら順次ガスを定量、分析するためサンプリングする複数
系のガスサンプリング方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスクロマトグラフ（以下ＧＣと略記す
る）の分析技術は、キャリヤーガスを移動相、液体又は
固体を固定相とするカラムクロマトグラフ法であり、多
成分混合気体の分析、微量成分の定量に用いられ、種々
の分野で使用されている。

【０００３】基本的なＧＣ装置は、所定の温度に保持さ
れる恒温室内に取り付けられたカラムと、このカラムに
流量制御装置を介して導入されるキャリヤーガスに導入
経路途中で調べようとする試料を混合する試料導入部又
は注入部と、カラム内に充填又は塗布された液体又は固
体の固定相との親和力（吸着性、溶解性、化学結合性）
の差によってカラム内で分離された各成分の濃度ピーク
を検出する検出器と、その検出結果を記録する記録計と
を備えている。

【０００４】実際のガス分析や研究開発に用いられるＧ
Ｃ装置としては、上記基本的なＧＣ装置の、例えば恒温
室の温度調節、流量制御、試料導入、あるいは成分検出
作用等を全て自動的に行なえるようにコンピュータと組
合せて自動制御化したものが開発されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、各種ガス発
生剤、ガス吸収剤、吸着剤等の開発、電池の分析並びに
開発、或いは触媒反応の分析等の分野では、条件の異な
る複数の系のガス分析を並行して行ないたい場合があ
る。特に最近、青果物の新しい鮮度保持技術等の分野で
は、青果物の生理を調査することが重要であり、そのた
めには様々なガス組成の環境下で青果物の発生するガス
や呼吸量を測定する必要が生じる。

【０００６】しかしながら、このような場合であって
も、前述した従来のＧＣ装置を用いて分析、測定しよう
とすると、従来のＧＣのサンプリング装置は一系統のガ
ス分析しかできないため、ガス分析を並行して行なうこ
とができない。従って、このような場合は、１つの条件
で分析、測定が終了するのを待って次の条件を設定し、
次の分析、測定を行ない、これを延々と繰り返す必要が
あり、作業が極めて長時間となり効率が悪くなる。

【０００７】どうしても並行作業をしようとすると、上
記ＧＣ装置を並列に設けて分析測定する必要があり、設
備コストが高くなると共に分析結果も別々に得られるた
め、その結果の比較やまとめなどの後処理が面倒である
などの問題がある。

【０００８】この発明は、上述した従来のＧＣ装置によ
り複数系ガスの分析をする際にガスを採取する方法の問
題点に留意して、異なる組成ガスの複数ラインのいずれ
かを選択してその混合ガスを計量しＧＣ装置へ効率よく
送ることができかつ自動化に適する複数系のガスサンプ
リング方法及び装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
としてこの発明は、分析すべき混合ガスの複数種類をそ
れぞれ並列に送り出す分析ガスラインのいずれかを選択
してそのいずれかの混合ガスを循環送りするラインへ送
り、この循環ラインの経路途中に接続されている計量ラ
インへ混合ガスを両方のライン圧力が平衡するように送
り込み、計量ラインのガスを循環ラインから遮断して所
定の外気圧と数秒間圧力平衡させた後ガス容量を計量
し、その後ガスクロマトグラフのキャリヤーガスのライ
ンに加えてガスクロマトグラフのカラムに送り込むこと
から成る複数系のガスサンプリング方法としたのであ
る。

【００１０】又、上記課題を解決する別の手段として、
複数の被検査物をそれぞれ異なる環境条件下に保存する
保存室と、これらの室から並列に送り出される複数の分
析ガスラインのいずれかを選択する切換弁と、この弁を
介して送り込まれる混合ガスをポンプで循環させる循環
ラインの経路途中に設けた切換弁と、この弁を介して接
続されるガス計量ラインに設けたガス計量管と、計量す
るガスを所定の外気圧と平衡させるため循環ラインの経
路中に設けた圧力平衡弁とを備えて成る複数系のガスサ
ンプリング装置の構成を採用したのである。

【００１１】

【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。実施例の分析装置は、青果物、例えばリン
ゴやミカン等の鮮度を保持するためこれら青果物をどの
ような環境条件下に保存すると鮮度が保持できるのかと
いう鮮度保持技術を開発するのに用いられる例を示して
いるが、この他にも同様な条件の用途であれば種々のも
のに応用できることは当業者であれば説明するまでもな
いであろう。

【００１２】図１は実施例のガス分析装置の全体概略系
統図を示す。このガス分析装置は、複数系のガスサンプ
リング部Ａとガスクロマトグラフ（以下ＧＣと略記す
る）装置部Ｂとから成り、ＧＣ装置部Ｂには２種類のＧ
Ｃ装置を示してあるが、この発明の分析方法を実施する
ためにはそのいずれか一方だけでもよい。

【００１３】複数系のガスサンプリング部Ａは、ボンベ
１の混合ガスを送り込まれ被検査物Ｘを保存する恒温室
２と、恒温室で発生する混合ガスを並列に送るガス系ラ
イン３を経由し、そのうちのいずれかのラインを選択し
て切り換える取り込み側切換弁４と、この切換弁４に接
続された循環ライン６と、この循環ライン６中に循環ポ
ンプ７並びに循環ライン６に接続し、循環ライン６から
の戻りのガス系ライン３に切換える戻り側切換弁５を備
えている。

【００１４】ボンベ１は、図示のように、複数本のもの
１ａ〜１ｅ（実施例では５本）が用意されており、恒温
室２の被検査物Ｘをそれぞれ独立に保存する保存室２ａ
〜２ｅに対応している。被検査物Ｘに対し、それぞれの
保存室２ａ〜２ｅで異なる環境条件下となるように、ボ
ンベ１ａ、〜１ｅの混合ガスの組成の異なるものが用意
されている。

【００１５】例えば、ボンベ１ａではＮ₂８０％、Ｏ₂
１９％、ＣＯ₂０．３％、その他０．７％、ボンベ１ｂ
ではＮ₂８２％、Ｏ₂１７％、ＣＯ₂０．１％、その他
０．９％……というように混合ガス成分の割合いが少し
ずつ異なっている。なお、図示省略しているが、混合ガ
スの供給を各組成ガス毎のものとし、保存室２ａ〜２ｅ
へ送り込む前に混合装置を設けて所望の混合割合の混合
ガスを作成し、これをそれぞれの保存室に送り込むよう
にしてもよい。

【００１６】並列に設けられたガス系ライン３の経路の
いずれかを選択して接続する切換弁５は、この実施例で
はロータリーコックが使用され、かつ実際には送り側経
路用と戻り側経路用の２つのロータリーコックが連動し
て使用されている。切換弁５としては、かかるロータリ
ーコック式以外にも同等の切換機能を有するものであれ
ばどのような形式のものも採用し得る。

【００１７】循環ライン６内に設けられた循環ポンプ７
は、図示の位置に限定されるものではなく、さらに下流
側に設けてもよく、設置する位置は任意である。循環ラ
イン６中の６ａ、６ｂ、６ｃはそれぞれ三方コックであ
り、循環ラインに直接入れられている流路と外気へ通じ
る流路を有する。外気へ通じる流路６ｘは、細いテフロ
ン管により形成されている。各三方コック６ａ、６ｂ、
６ｃを外気へ通じる流路に切り換えると、コック６ａよ
り上流、コック６ｂより下流、コック６ｃより下流の流
れは各コックのところで遮断され、コック６ａより下
流、コック６ｂより上流、コック６ｃより上流側のライ
ンが所定の外気圧に開放される。なお、上記三方コック
６ａ、６ｂ、６ｃはそれぞれ２つの二方コックを用いて
上記と同等機能を持たせるようにしてもよい。

【００１８】循環ライン６の経路途中には、図示のよう
に別の切換弁８、１２が設けられており、これによって
循環ライン６中の混合ガスをそれぞれのＧＣ装置へ送り
込む。切換弁８、１２には混合ガスの流量を計量する計
量管９、１３がそれぞれ接続されている。切換弁８、１
２の型式も、流路切換式のものがこの実施例では使用さ
れており、同等機能であれば他の型式でもよいことは勿
論である。

【００１９】上記計量管９、１３で計量された混合ガス
は、切換弁８、１２によって流路を切換えられ、不活性
ガスのキャリヤーガスを充填したガスボンベ１０、１４
からのキャリヤーガスラインに切換弁８、１２で接続さ
れ、それぞれのＧＣ装置１１、１５へ送られる。

【００２０】図２は上記ＧＣ装置１１、１５の付近の拡
大図である。ＧＣ装置１１、１５のいずれも一般のＧＣ
装置と同じであり、ＧＣ装置１１、１５は、切換弁８、
１２から送り込まれた混合ガスをカラム１６、１８を介
して分離し、各成分を検出器１７、１９により検出す
る。この場合、前段のＧＣ装置１１の検出器１７は熱伝
導度型検出器（一般にＴＣＤと略称される）から成り、
無機のガス成分、例えばＣＯ₂、Ｏ₂、Ｎ₂等を検出す
るのに適している。

【００２１】一方、後段のＧＣ装置１５の検出器１９
は、水素炎イオン化検出器（一般にＦＩＤと略称され
る）から成り、有機のガス成分、例えばエチレンＣ₂Ｈ
₄、アセトアルデヒドＣＨ₃ＣＨＯ、エチルアルコール
Ｃ₂Ｈ₅ＯＨなどを検出するのに適している。なお、検
出器の型式としては他にも電子捕獲型検出器（ＥＣ
Ｄ）、フレーム光度検出器（ＦＰＤ）などがあり、その
いずれの型式によるものでもよいことは勿論である。上
記検出器１７、１９によって検出されたデータはコンピ
ュータ２０へ送られ、記録されて分析作業が行なわれ
る。

【００２２】以上のように構成した実施例のガス分析装
置では、本発明のサンプリング方法を次のようにして実
施する。この発明のガスサンプリング方法の手順は必ら
ずしも以下に説明する順序通りではないが、理解し易い
ように図１のボンベ１からガスを送り込む作業から説明
する。

【００２３】図１の恒温室２内の保存室２ａ、２ｂ……
２ｅには同一条件の青果物、例えば果物Ｘが保存されて
おり、それぞれの保存室２ａ〜２ｅに対してボンベ１ａ
〜１ｅから異なる組成の混合ガスが送られて、種々の条
件の環境下に保持されている。そして各保存室内の果物
Ｘから生成されるガスを含む混合ガスは、それぞれの各
ガス系ライン３により取り込み側切換弁４へ送られる。

【００２４】取り込み側切換弁４と戻り側切換弁５とを
回転させ、いずれかのガス系ラインを選択すると、上記
選択されたいずれかのガス系ラインは循環ライン６に接
続される。なお、図１の状態では三方コック６ａ、６
ｂ、６ｃは循環ラインが全て通じるようにコックが設定
されているものとする。又、切換弁８、１２は最初ポー
ト５、６がそれぞれ通じている位相にセットされている
ものとする。次に循環ポンプ７を始動させ、循環ライン
６に設けられた三方コック６ｃを外気に通じ、下流部と
は遮断するように操作して、前回分析したガスを一定時
間排気する。

【００２５】次に、三方コック６ｃを操作し外気への流
路６ｘを閉じると共に、循環ラインに通じさせ、一定時
間ポンプを運転して上記混合ガスを循環ライン６に循環
する。この場合、循環ライン６で循環されるガスは各ガ
ス系ライン３のうちの選択されたラインの戻りラインを
通して保存室２ａ〜２ｅに戻される。これは、保存室２
ａ〜２ｅ内で発生するガスをできるだけ保存室内のガス
の雰囲気が変化しない状態で取り出すためである。戻り
ラインを設けない方式では保存室内の混合ガス流量が増
大するか、あるいは保存室内が負圧状態となり、ガスの
組成が変化してしまうが、上記方法ではこれを抑制でき
る。

【００２６】循環ラインに上記混合ガスが十分循環する
とポンプを止め、計量管内の圧力と分析する選択された
ガス系ライン３のいずれかとの圧力を平衡にして計量管
内に保存室内と同一のガスを取り込む。この圧力平衡は
各保存室２ａ〜２ｅに送り込まれるボンベ１からの混合
ガスの圧力が微妙に違うことが多く、各ガス系を選択し
て分析する度ごとに必要な操作である。

【００２７】圧力が平衡すると、三方コック６ａ、６ｂ
を操作して計量管９、１３を含むラインを循環ライン６
の三方コック６ａより上流及び三方コック６ｂより下流
のラインから切り離し、計量管９、１３を含むラインの
両端を外気に開放して所定圧の外気と計量管部のガス圧
との圧力平衡を数秒間行いコックを閉じる。

【００２８】その後切換弁８、１２を操作して切換弁
８、１２のポート５、６がポート２、１に重なるように
切り換え、計量管部のガスをキャリヤーガスのラインに
接続し、ＧＣ装置１１、１５のいずれかに送り込む。上
記装置においてＧＣ装置１１、１５への計量管のガスの
送り込みはＧＣ装置１１、１５のいずれか一方を先に行
ない、その後もう一方を行なってもよいし、あるいは両
者を並行して同時に行なってもよい。

【００２９】以上の操作が終了すると、各ガス系ライン
３のもう１つに切換弁５を切り換えて、新しいガスを取
り入れ、上記手順を繰り返す。測定ガスラインから計量
部に取り込む切換弁４と計量部から測定ガスラインに戻
す切換弁５が連動していると便利が良い。

【００３０】上記動作を１台以上のＧＣ装置からの信号
に基づいて行っても良い。ＧＣ装置からの信号をコンピ
ューター２０に取り込み、プログラムに従って、ＧＣ装
置を動作するとともに、ＧＣによるガスの分析値をコン
ピューター２０に取り込み編集し、各ガスラインごとの
経時的な分析値を図形表示すると更に便利である。ま
た、ガス計量管が常温下に位置すると、マイクロシリン
ダを用いた手動分析値との対比が容易にできる。さらに
停電の検出並びにガスクロマトグラフ水素炎検出器の水
素炎の消炎の検出に基づいて、水素ガスの供給ラインの
弁を閉じると共に、一台以上のＧＣを停止する装置を具
備していると、夜間の運転も安全に出来ることは言うま
でもない。

【００３１】

【効果】以上詳細に説明したように、この発明のガスサ
ンプリング方法では分析したい複数系のガスラインのい
ずれかを切換弁で選択し、選択したラインを循環ライン
に接続して計量管で計量し、これを各ＧＣ装置へ送り込
むようにしたから、これらの手順を各分析ガスの種別毎
に切換弁を操作することによって次々と連続して高効率
に処理することができ、装置全体を自動化する上で極め
て効率よく処理が可能となる。

【００３２】又、この方法を実施するガスサンプリング
装置は上記サンプリング方法を実施する上で最小限の設
備で実施でき、極めて高効率でかつ経済的なコストのか
からない装置が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のガス分析装置の全体概略ブロック図

【図２】実施例のＧＣ装置部分の拡大図

【符号の説明】

１ガスボンベ２恒温室３ガス系ライン４取り込み側切換弁５戻り側切換弁６循環ライン７循環ポンプ８、１２切換弁９、１３計量管１０、１４ガスボンベ１１、１５ＧＣ装置１６、１８カラム１７、１９検出器２０コンピュータ

フロントページの続き (72)発明者小役丸孝俊大阪市福島区大開４丁目１番186号レンゴー株式会社中央研究所内 (72)発明者 ▲さこ▼田和宏大阪市福島区大開４丁目１番186号レンゴー株式会社中央研究所内 (72)発明者塩崎武夫大阪市城東区永田４丁目５番14号 (72)発明者滝川稔長岡京市神足太田25番地の19 (72)発明者井上敬士高槻市城南町２丁目14番14号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分析すべき混合ガスの複数種類をそれぞ
れ並列に送り出す分析ガスラインのいずれかを選択して
そのいずれかの混合ガスを循環送りするラインへ送り、
この循環ラインの経路途中に接続されている計量ライン
へ混合ガスを両方のライン圧力が平衡するように送り込
み、計量ラインのガスを循環ラインから遮断して所定の
外気圧と数秒間圧力平衡させた後ガス容量を計量し、そ
の後ガスクロマトグラフのキャリヤーガスのラインに加
えてガスクロマトグラフのカラムに送り込むことから成
る複数系のガスサンプリング方法。
【請求項２】複数の被検査物をそれぞれ異なる環境条
件下に保存する保存室と、これらの室から並列に送り出
される複数の分析ガスラインのいずれかを選択する切換
弁と、この弁を介して送り込まれる混合ガスをポンプで
循環させる循環ラインの経路途中に設けた切換弁と、こ
の弁を介して接続されるガス計量ラインに設けたガス計
量管と、計量するガスを所定の外気圧と平衡させるため
循環ラインの経路中に設けた圧力平衡弁とを備えて成る
複数系のガスサンプリング装置。