JPH0623733B2 - 水素炎イオン化検出器 - Google Patents
水素炎イオン化検出器Info
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- JPH0623733B2 JPH0623733B2 JP60107875A JP10787585A JPH0623733B2 JP H0623733 B2 JPH0623733 B2 JP H0623733B2 JP 60107875 A JP60107875 A JP 60107875A JP 10787585 A JP10787585 A JP 10787585A JP H0623733 B2 JPH0623733 B2 JP H0623733B2
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- JP
- Japan
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- mixed gas
- flame ionization
- ionization detector
- catalyst
- gas
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば自動車の排気ガス中のメタン（ＣＨ
４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ア
セチレン（Ｃ２Ｈ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、プロピ
レン（Ｃ３Ｈ６）などの炭化水素ガスのトータルＨＣ濃
度を測定するために用いられる水素炎イオン化検出器、
より詳しくは、サンプルガスと水素ガスとの混合ガスを
外部から導入される燃焼用空気の存在下で燃焼させるた
めの燃焼室と、この燃焼室に噴口を臨ませて前記混合ガ
スを燃焼室内に噴射・供給するための混合ガス噴出ノズ
ルとを備えた水素炎イオン化検出器に関する。
４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ア
セチレン（Ｃ２Ｈ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、プロピ
レン（Ｃ３Ｈ６）などの炭化水素ガスのトータルＨＣ濃
度を測定するために用いられる水素炎イオン化検出器、
より詳しくは、サンプルガスと水素ガスとの混合ガスを
外部から導入される燃焼用空気の存在下で燃焼させるた
めの燃焼室と、この燃焼室に噴口を臨ませて前記混合ガ
スを燃焼室内に噴射・供給するための混合ガス噴出ノズ
ルとを備えた水素炎イオン化検出器に関する。
従来のこの種の水素炎イオン化検出器は、第３図に示す
ように構成されていた。すなわち、この図において、３
３は基台３６の上方に形成される燃焼室である。基台３
６には、サンプルガス導入流路３１、水素ガス導入流路
３２、これらの流路３１，３２からのサンプルガスと水
素ガスとを混合して燃焼室３３内に供給するための混合
ガス供給流路３４および燃焼用空気導入流路３５が形成
されている。また、燃焼室３３内には、混合ガス供給流
路３４に連通した混合ガス噴出ノズル３７が設けられて
いる。この混合ガス噴出ノズル３７は、その先端部また
は全体が例えば９０％の白金と１０％のイリジウムとの
合金などの貴金属で構成されている。
ように構成されていた。すなわち、この図において、３
３は基台３６の上方に形成される燃焼室である。基台３
６には、サンプルガス導入流路３１、水素ガス導入流路
３２、これらの流路３１，３２からのサンプルガスと水
素ガスとを混合して燃焼室３３内に供給するための混合
ガス供給流路３４および燃焼用空気導入流路３５が形成
されている。また、燃焼室３３内には、混合ガス供給流
路３４に連通した混合ガス噴出ノズル３７が設けられて
いる。この混合ガス噴出ノズル３７は、その先端部また
は全体が例えば９０％の白金と１０％のイリジウムとの
合金などの貴金属で構成されている。
なお、３８は燃焼室３３内に設けられる測定用コレクタ
を、３９は絶縁部材を、４０は混合ガス噴出ノズル３７
に対する高電圧（約２００Ｖ）供給線を、４１は測定用
コレクタ３８からの測定電流信号取出し線を、４２は燃
焼室３３の排気口をそれぞれ示している。
を、３９は絶縁部材を、４０は混合ガス噴出ノズル３７
に対する高電圧（約２００Ｖ）供給線を、４１は測定用
コレクタ３８からの測定電流信号取出し線を、４２は燃
焼室３３の排気口をそれぞれ示している。
しかしながら、上記従来の水素炎イオン化検出器におい
ては、混合ガス噴出ノズル３７を白金を含む貴金属で構
成しているにもかかわらず、相対感度が大幅に（±３０
％程度）バラツクため、測定結果の再現性が悪く、調整
が困難で、生産性や測定能率が極めて低くなるといった
欠点がある。
ては、混合ガス噴出ノズル３７を白金を含む貴金属で構
成しているにもかかわらず、相対感度が大幅に（±３０
％程度）バラツクため、測定結果の再現性が悪く、調整
が困難で、生産性や測定能率が極めて低くなるといった
欠点がある。
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、精
度よく測定を行うことができる水素炎イオン化検出器を
提供することを目的とする。
度よく測定を行うことができる水素炎イオン化検出器を
提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明では、サンプルガス
と水素ガスとの混合ガスを外部から導入される燃焼用空
気の存在下で燃焼させるための燃焼室と、この燃焼室に
噴口を臨ませて前記混合ガスを燃焼室内に噴射・供給す
るための混合ガス噴出ノズルとを備えた水素炎イオン化
検出器において、前記噴口に至るまでの混合ガスの流路
内に線状、網状または繊維状に形成された触媒を充填す
るとともに、この触媒が充填された箇所付近を所定温度
以上に加熱するための加熱機構を設けている。
と水素ガスとの混合ガスを外部から導入される燃焼用空
気の存在下で燃焼させるための燃焼室と、この燃焼室に
噴口を臨ませて前記混合ガスを燃焼室内に噴射・供給す
るための混合ガス噴出ノズルとを備えた水素炎イオン化
検出器において、前記噴口に至るまでの混合ガスの流路
内に線状、網状または繊維状に形成された触媒を充填す
るとともに、この触媒が充填された箇所付近を所定温度
以上に加熱するための加熱機構を設けている。
上記構成の水素炎イオン化検出器の作用について、本発
明は以下のように推測している。すなわち、サンプルガ
スと水素ガスとの混合ガスが燃焼室内に噴射・供給され
て燃焼する前に、混合ガス噴出ノズルの噴口に至るまで
の混合ガスの流路内に充填された触媒とともに加熱機構
によって加熱されることにより、混合ガスの流路内にお
いて、ＨＣとＨ２の共存条件で白金の触媒作用による
水素添加反応が生じていると思われ、さらに、共存ガ
スとしてサンプルガス中に酸素が存在する場合、白金自
体の酸化反応の補助触媒作用により水素とサンプルガス
中の酸素とが反応すると考えられる。
明は以下のように推測している。すなわち、サンプルガ
スと水素ガスとの混合ガスが燃焼室内に噴射・供給され
て燃焼する前に、混合ガス噴出ノズルの噴口に至るまで
の混合ガスの流路内に充填された触媒とともに加熱機構
によって加熱されることにより、混合ガスの流路内にお
いて、ＨＣとＨ２の共存条件で白金の触媒作用による
水素添加反応が生じていると思われ、さらに、共存ガ
スとしてサンプルガス中に酸素が存在する場合、白金自
体の酸化反応の補助触媒作用により水素とサンプルガス
中の酸素とが反応すると考えられる。
前述した相対感度のバラツキの発生には、ＨＣの種類の
違い、特にＣ（炭素）とＣとの結合の状態の影響（一般
には、Ｃ≡Ｃの感度＞Ｃ＝Ｃの感度＞Ｃ−Ｃの感度であ
る）およびサンプルガス中の酸素の影響（サンプルガス
中の酸素により水素炎自体の形が変化し、感度変化を生
ずる）が大きいが、前記の水素添加反応によって、Ｃ
≡Ｃ例えばアセチレン（Ｃ２Ｈ２）がエチレン（Ｃ２Ｈ
４）またはエタン（Ｃ２Ｈ６）に近い状態になること、
さらには、前記によって、サンプルガス中の酸素が減
少することにより、ノズルから噴出するサンプルガス中
のＨＣおよび共存ガスの条件の違いが少なくなり、相対
感度のバラツキが減少する。
違い、特にＣ（炭素）とＣとの結合の状態の影響（一般
には、Ｃ≡Ｃの感度＞Ｃ＝Ｃの感度＞Ｃ−Ｃの感度であ
る）およびサンプルガス中の酸素の影響（サンプルガス
中の酸素により水素炎自体の形が変化し、感度変化を生
ずる）が大きいが、前記の水素添加反応によって、Ｃ
≡Ｃ例えばアセチレン（Ｃ２Ｈ２）がエチレン（Ｃ２Ｈ
４）またはエタン（Ｃ２Ｈ６）に近い状態になること、
さらには、前記によって、サンプルガス中の酸素が減
少することにより、ノズルから噴出するサンプルガス中
のＨＣおよび共存ガスの条件の違いが少なくなり、相対
感度のバラツキが減少する。
そして、噴口に至るまでの混合ガス流路内に触媒を設け
ない場合と触媒（白金）を設けた場合とにおける相対感
度を調べたところ、下記表１のような結果が得られた。
ない場合と触媒（白金）を設けた場合とにおける相対感
度を調べたところ、下記表１のような結果が得られた。
このとき用いたサンプルガスは、メタン（ＣＨ４）、プ
ロパン（Ｃ３Ｈ８）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、アセチ
レン（Ｃ２Ｈ２）で、流量条件は下記の通りである。
ロパン（Ｃ３Ｈ８）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、アセチ
レン（Ｃ２Ｈ２）で、流量条件は下記の通りである。
水素ガス 約 ５０ｍｌ／ｍｉｎ 燃焼用空気 約２００ｍｌ／ｍｉｎ サンプルガス 約 １０ｍｌ／ｍｉ なお、表１においては、Ｃ３Ｈ８の相対感度を１．００
０としている。
０としている。
この発明によれば、たとえ混合ガス噴出ノズルを、従来
のように、白金とイリジウムとの合金など高価な貴金属
で構成せず、例えばステンレス鋼のような安価な鋼材で
構成しても、上記表１に示すように、そのバラツキを従
来の±５％程度に抑えることができるようになり、常に
極めて高い精度で測定できるようになった。
のように、白金とイリジウムとの合金など高価な貴金属
で構成せず、例えばステンレス鋼のような安価な鋼材で
構成しても、上記表１に示すように、そのバラツキを従
来の±５％程度に抑えることができるようになり、常に
極めて高い精度で測定できるようになった。
図１は、この発明の水素炎イオン化検出器の一例を示す
もので、この図において、３は基台６の上方に形成され
る燃焼室である。基台６には、サンプルガス導入流路
１、水素ガス導入流路２、これらの流路１，２からのサ
ンプルガスと水素ガスとを混合して燃焼室３内に供給す
るための混合ガス供給流路４および燃焼用空気導入流路
５が形成されている。また、燃焼室３内には、混合ガス
供給流路４に連通した混合ガス噴出ノズル７が設けられ
ている。この混合ガス噴出ノズル７は、その基部がテフ
ロン（デュポン社の商標：ポリ四フッ化エチレン）など
の耐熱性絶縁部材９Ａ，９Ｂを介して袋ナット部材１４
により基台６に固定され、その噴口７ａが燃焼室３に臨
むように立設されている。
もので、この図において、３は基台６の上方に形成され
る燃焼室である。基台６には、サンプルガス導入流路
１、水素ガス導入流路２、これらの流路１，２からのサ
ンプルガスと水素ガスとを混合して燃焼室３内に供給す
るための混合ガス供給流路４および燃焼用空気導入流路
５が形成されている。また、燃焼室３内には、混合ガス
供給流路４に連通した混合ガス噴出ノズル７が設けられ
ている。この混合ガス噴出ノズル７は、その基部がテフ
ロン（デュポン社の商標：ポリ四フッ化エチレン）など
の耐熱性絶縁部材９Ａ，９Ｂを介して袋ナット部材１４
により基台６に固定され、その噴口７ａが燃焼室３に臨
むように立設されている。
そして、この混合ガス噴出ノズル７の内部空間には、線
状、網状または多孔性の繊維状に形成された例えば白金
または白金を含有した物質よりなる触媒１５が充填され
ている。また、燃焼室３の下部に形成された空間３ａ内
に突出している部分の混合ガス噴出ノズル７の外周に
は、触媒１５を混合ガスとともに加熱することができる
例えば電気ヒータからなる加熱機構１６が巻設され、こ
の加熱機構１６によって、空間３ａ内に突出する部分の
近傍が例えば１５０℃以上となるように加熱される。
状、網状または多孔性の繊維状に形成された例えば白金
または白金を含有した物質よりなる触媒１５が充填され
ている。また、燃焼室３の下部に形成された空間３ａ内
に突出している部分の混合ガス噴出ノズル７の外周に
は、触媒１５を混合ガスとともに加熱することができる
例えば電気ヒータからなる加熱機構１６が巻設され、こ
の加熱機構１６によって、空間３ａ内に突出する部分の
近傍が例えば１５０℃以上となるように加熱される。
なお、８は燃焼室３内に耐熱性絶縁部材１０を介して設
けられる測定用コレクタを、１１は混合ガス噴出ノズル
７に対する高電圧（約２００Ｖ）供給線を、１２は測定
用コレクタ８からの測定電流信号取出し線を、１３は燃
焼室３の排気口をそれぞれ示している。
けられる測定用コレクタを、１１は混合ガス噴出ノズル
７に対する高電圧（約２００Ｖ）供給線を、１２は測定
用コレクタ８からの測定電流信号取出し線を、１３は燃
焼室３の排気口をそれぞれ示している。
上述のように構成された水素炎イオン化検出器において
は、サンプルガスと水素ガスとの混合ガスが燃焼室３内
に噴射・供給されて燃焼する前に、混合ガス噴出ノズル
７の噴口７ａに至るまでの混合ガスの流路内に充填され
た触媒１５とともに加熱機構１６によって加熱される。
したがって、前記〔作用〕の項において詳細に説明した
ように、噴口７ａから噴出するサンプルガス中における
ＨＣおよび共存ガスの条件の違いがなくなることによ
り、相対感度のバラツキが減少する。
は、サンプルガスと水素ガスとの混合ガスが燃焼室３内
に噴射・供給されて燃焼する前に、混合ガス噴出ノズル
７の噴口７ａに至るまでの混合ガスの流路内に充填され
た触媒１５とともに加熱機構１６によって加熱される。
したがって、前記〔作用〕の項において詳細に説明した
ように、噴口７ａから噴出するサンプルガス中における
ＨＣおよび共存ガスの条件の違いがなくなることによ
り、相対感度のバラツキが減少する。
この発明は、上記実施例に限られるものではなく、例え
ば第２図に示すように、基台６における混合ガス供給流
路４の内部空間に触媒１５を設け、この触媒１５を設け
た混合ガス供給流路４の周囲に、その付近を所定温度に
加熱することができる加熱機構１６を設けてもよい。
ば第２図に示すように、基台６における混合ガス供給流
路４の内部空間に触媒１５を設け、この触媒１５を設け
た混合ガス供給流路４の周囲に、その付近を所定温度に
加熱することができる加熱機構１６を設けてもよい。
また、前記触媒１５としては、白金または白金を含むも
ののみならず、他の物質を用いてもよい。そして、この
触媒１５を、混合ガス噴出ノズル７の内部空間または基
台６における混合ガス供給流路４の内部空間のみに充填
するのではなく、その両方にわたって充填してもよい。
ののみならず、他の物質を用いてもよい。そして、この
触媒１５を、混合ガス噴出ノズル７の内部空間または基
台６における混合ガス供給流路４の内部空間のみに充填
するのではなく、その両方にわたって充填してもよい。
さらに、前記加熱機構１６としては、電気ヒータ以外の
ものを用いることができ、触媒１５が設けられた部分近
傍のみならず、検出器全体が所定温度になるように加熱
するようにしてもよい。
ものを用いることができ、触媒１５が設けられた部分近
傍のみならず、検出器全体が所定温度になるように加熱
するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明においては、混合ガス噴出
ノズルの噴口に至るまでの混合ガスの流路内に線状、網
状または繊維状に形成された触媒を充填するとともに、
この触媒が充填された箇所付近を所定温度以上に加熱す
るための加熱機構を設けているので、混合ガス噴出ノズ
ルの噴口から噴出するサンプルガス中におけるＨＣおよ
び共存ガスの条件の違いをなくすることができ、したが
って、相対感度のバラツキが減少させることができ、常
に極めて高い精度で測定できるようになった。
ノズルの噴口に至るまでの混合ガスの流路内に線状、網
状または繊維状に形成された触媒を充填するとともに、
この触媒が充填された箇所付近を所定温度以上に加熱す
るための加熱機構を設けているので、混合ガス噴出ノズ
ルの噴口から噴出するサンプルガス中におけるＨＣおよ
び共存ガスの条件の違いをなくすることができ、したが
って、相対感度のバラツキが減少させることができ、常
に極めて高い精度で測定できるようになった。
そして、この発明によれば、従来と異なり、混合ガス噴
出ノズルを、白金とイリジウムとの合金など高価な貴金
属で構成する必要はなく、例えばステンレス鋼のように
安価な鋼材で構成してもよいので、装置のコストを低減
できる。
出ノズルを、白金とイリジウムとの合金など高価な貴金
属で構成する必要はなく、例えばステンレス鋼のように
安価な鋼材で構成してもよいので、装置のコストを低減
できる。
第１図はこの発明の水素炎イオン化検出器の一例を示す
縦断面図、第２図はこの発明の他の水素炎イオン化検出
器を示す縦断面図である。 第３図は従来の水素炎イオン化検出器を示す縦断面図で
ある。 ３……燃焼室、４……混合ガス供給流路、７……混合ガ
ス噴出ノズル、７ａ……噴口、１５……触媒、１６……
加熱機構。
縦断面図、第２図はこの発明の他の水素炎イオン化検出
器を示す縦断面図である。 第３図は従来の水素炎イオン化検出器を示す縦断面図で
ある。 ３……燃焼室、４……混合ガス供給流路、７……混合ガ
ス噴出ノズル、７ａ……噴口、１５……触媒、１６……
加熱機構。
Claims (4)
- 【請求項１】サンプルガスと水素ガスとの混合ガスを外
部から導入される燃焼用空気の存在下で燃焼させるため
の燃焼室と、この燃焼室に噴口を臨ませて前記混合ガス
を燃焼室内に噴射・供給するための混合ガス噴出ノズル
とを備えた水素炎イオン化検出器において、前記噴口に
至るまでの混合ガスの流路内に線状、網状または繊維状
に形成された触媒を充填するとともに、この触媒が充填
された箇所付近を所定温度以上に加熱するための加熱機
構を設けたことを特徴とする水素炎イオン化検出器。 - 【請求項２】触媒が白金または白金を含有するものから
なる特許請求の範囲第(1)項に記載の水素炎イオン化検
出器。 - 【請求項３】加熱機構が触媒を充填した箇所付近を１５
０℃以上の温度に加熱可能な電気ヒータである特許請求
の範囲第(2)項に記載の水素炎イオン化検出器。 - 【請求項４】混合ガス噴出ノズルが鋼よりなる特許請求
の範囲第(1)項〜第(3)項のいずれかに記載の水素炎イオ
ン化検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107875A JPH0623733B2 (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 水素炎イオン化検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107875A JPH0623733B2 (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 水素炎イオン化検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265562A JPS61265562A (ja) | 1986-11-25 |
| JPH0623733B2 true JPH0623733B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=14470302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60107875A Expired - Fee Related JPH0623733B2 (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 水素炎イオン化検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623733B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0475961U (ja) * | 1990-11-15 | 1992-07-02 | ||
| JP2010019860A (ja) * | 2005-05-13 | 2010-01-28 | Horiba Ltd | 水素炎を利用した可搬型測定装置およびその操作方法 |
| JP5795298B2 (ja) * | 2012-11-06 | 2015-10-14 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析システム及びその動作方法 |
| CN103424261B (zh) | 2012-05-23 | 2017-05-24 | 株式会社堀场制作所 | 排气分析装置、排气分析系统及其动作方法 |
| DE102018212089A1 (de) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Hochschule Karlsruhe | Sensorvorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Kohlenwasserstoff-Anteils |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60107875A patent/JPH0623733B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61265562A (ja) | 1986-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |