JPH0625757U - メタン・非メタン炭化水素分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタンと非メタン炭化水素の測定に要する時
間を短縮して、それぞれを高速で精度よく測定すること
が可能なメタン・非メタン炭化水素分析計をうる。 【構成】 キャリアガスライン２、サンプルガスライン
３、計量管５、第１カラム６、第２カラム７、バイパス
ライン９などが１０方切換弁１に接続され、かつ第２カ
ラム７の下流側に第２水素炎イオン化検出器10b 、バイ
パスライン９の下流側に第１水素炎イオン化検出器10a
がそれぞれ接続されている。そして、１０方切換弁１の
切替えで、キャリアガスライン２に計量管５、第１カラ
ム６、第２カラム７、第２水素炎イオン化検出器10b
を、この順序で接続することと、キャリアガスライン２
を第１カラムの下流側と第２カラムの上流側とに並行に
接続し、かつ第１カラム６の上流側にバイパスライン９
を介して第１水素炎イオン化検出器10a を接続すること
が可能に構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の排ガスその他のサンプルガスをキャリアガスでカラムに移 送して、そのカラムで分離したメタンと非メタン炭化水素とを測定するメタン・ 非メタン炭化水素分析計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の排ガスなどのサンプルガスの成分をカラムで分離して、そのメタンと 非メタン炭化水素とを測定する分析計として、例えば、図５〜８に示したものが 知られている。図５〜８において、１は１０方切換弁で、これにキャリアガスラ イン２、サンプルガスライン３、サンプルガスの放出ライン４、計量管５、第１ カラム６、第２カラム７がそれぞれ接続されている。８はキャリアガスライン２ から分岐されて１０方切換弁１に接続された分岐ライン、9aは第２カラム７の下 流側から分岐されて１０方切換弁１に接続されたバイパスライン、10は前記第２ カラム７の下流側に接続された水素炎イオン化検出器、11は分岐ライン８に接続 された抵抗で、これは第１カラム、第２カラムの各抵抗の合計と同程度に設定さ れている。

【０００３】 そして、前記キャリアガスライン２が計量管５の上流側と第１カラム６の下流 側に、サンプルガスライン３が放出ライン４と計量管５の上流側に、計量管５の 下流側が第１カラム６の上流側と放出ライン４に、バイパスライン9aが分岐ライ ン８と第１カラム６の上流側に、第２カラム７の上流側が第１カラム６の下流側 と分岐ライン８に、それぞれ１０方切換弁１で接続・切離しすることが可能に構 成されている。

【０００４】 前記非メタン炭化水素分析計において、その１０方切換弁１を実線にしたとき のフローシートは、図６のとおりで、キャリアガスライン２に計量管５、第１カ ラム６、第２カラム７、水素炎イオン化検出器10が、この順序で接続される。一 方、分岐ライン８がバイパスライン9aに接続される。１０方切換弁１を破線にし たときのフローシートは、図７のとおりで、キャリアガスライン２から計量管５ が切り離されて、その計量管５にサンプルガスライン３が接続され、計量管５の 下流側が放出ライン４が接続されて、サンプルガスライン３に導入されたサンプ ルガスの所定量を計量管５が貯えるようになる。一方、キャリアガスライン２が 第１カラム６の下流側に接続されて、この第１カラム６の上流側にバイパスライ ン9aが接続され、かつ分岐ライン８が第２カラム７の上流側に接続される。

【０００５】 メタンと非メタン炭化水素の測定は、１０方切換弁１を実線の状態にして、図 ６に示したラインを構成し、キャリアガスライン２のキャリアガスで計量管５に 貯えられたサンプルガスを第１カラム６から第２カラム７に流動させる。第１カ ラム６をサンプルガスが通過する間に、その各成分が吸着・離脱することを反復 するが、各成分の分子量の差などのために、それらが第１カラム６に吸着されて 分離する時間に差が生じるから、分離が早い酸素とメタンとが第１カラム６から 先に溶出して第２カラム７に移送される。一方、非メタン炭化水素は溶出時間が 比較的長いので、第１カラム６に吸着されて残る状態になる。

【０００６】 第２カラム７に移送された酸素とメタンは、この順序で分離されて第２カラム ７から時間的間隔をおいて溶出し、水素炎イオン化検出器10に移送されるから、 水素炎イオン化検出器10が前記酸素とメタンを順次に検出して、その検出信号を 記録計（図示省略）に入力する。記録計が前記入力された各検出信号に基づき、 図８に示したように、クロマトグラムにＯ₂ （酸素）とＣＨ₄ （メタン）とが表 れるから、このクロマトグラムに表れたピークに基づいて酸素とメタンとを各別 に測定する。

【０００７】 前記のように、酸素とメタンを測定してから、１０方切換弁１を破線の状態に 切換えて、図７に示したラインを構成する。このラインではキャリアガスライン ２のキャリアガスが、第１カラム６に対して、その下流側から上流側にバックフ ラッシュして、第１カラム６の非メタン炭化水素を溶出し水素炎イオン化検出器 10に移送して、前記図８に示したクロマトグラムのように、ＣＨ₄ （メタン）の 後に時間的間隔をおいてnon ＣＨ₄ （非メタン炭化水素）を表すから、そのピー クに基づいて非メタン炭化水素を測定する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来のメタン・非メタン炭化水素分析計は、図８のクロマトグラムに示さ れるように、まず、酸素とメタンとを時間的な間隔をおいて測定してから、１０ 方切換弁１の操作でキャリアガスを第１カラム６の下流側から上流側にバックフ ラッシュして、第１カラムの非メタン炭化水素を水素炎イオン化検出器10に移送 して測定するから、この各成分の測定に要する時間が長くなる。したがって、例 えば、自動車の排ガスのように、その成分濃度が比較的短時間で変化する場合に は、前記成分濃度の変化に対応することが困難になり、測定の信頼性が低下する などの課題が生じる。また、１台の水素炎イオン化検出器10でメタンと非メタン 炭化水素とを順次に検出するが、水素炎イオン化検出器10の検出感度は、メタン と非メタン炭化水素における濃度が高い方で決まるから、濃度が低い方の成分の 測定精度が低下する課題もある。

【０００９】 本考案は、上記のような課題を解決するものであって、メタンと非メタン炭化 水素の測定に要する時間を短縮して、それぞれを高速で精度よく測定することが 可能なメタン・非メタン炭化水素分析計をうることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案のメタン・非メタン炭化水素分析計は、第１カラムと第２カラム及び第 ２水素炎イオン化検出器が、この順序で接続されて、キャリアガスラインのキャ リアガスで第１カラムに導入されたサンプルガスのメタンと非メタン炭化水素と を、第１カラムで非メタン炭化水素を吸着し、メタンを第２カラムに移送して分 離し、次に、前記キャリアガスラインを第１カラムの下流側と、第２カラムの上 流側とに各別並行に接続を変更して、第１カラムの下流側から上流側に前記キャ リアガスをバックフラッシュして、第１カラムが吸着した非メタン炭化水素を溶 出させるメタン・非メタン炭化水素分析計において、前記バックフラッシュ時の 第１カラムの上流側に第１水素炎イオン化検出器が接続されることを特徴とする ものである。

【００１１】

【作用】

前記本考案のメタン・非メタン炭化水素分析計は、第１カラムと第２カラム及 び第２水素炎イオン化検出器を、この順序で接続した状態で、キャリアガスでサ ンプルガスを第１カラムに導入する。このサンプルガスは第１カラムから第２カ ラムに順次に移送されるが、その非メタン炭化水素は第１カラムで吸着され、メ タンは第１カラムから溶出して第２カラムに移送される。前記第１カラムからの メタンの溶出は、キャリアガスにサンプルガスを添加してからの経過時間などで 知ることが可能である。このため、第１カラムからメタンが溶出したのちに、多 方弁の切替え操作などで、第１カラムの下流側と第２カラムの上流側のそれぞれ に各別並行にキャリアガスラインを接続し、かつ第１カラムの上流側に第１水素 炎イオン化検出器を接続して、以後は、第１カラムと第２カラムのそれぞれに並 行して同時にキャリアガスを導入する。

【００１２】 したがって、第２カラムに移送された前記メタンは、第２カラムに吸着し分離 することを反復し、第２カラムから溶出して第２水素炎イオン化検出器に移送さ れて検出される。一方、第１カラムには、その下流側から上流側にキャリアガス がバックフラッシュして、第１カラムに吸着された非メタン炭化水素を溶出し第 １水素炎イオン化検出器に移送するから、第１水素炎イオン化検出器が非メタン 炭化水素を検出して信号を出力する。すなわち、第１カラムのメタンと第２カラ ムの非メタン炭化水素とを、第１、２水素炎イオン化検出器のそれぞれで各別に 時間的に並行して検出するものであって、メタンと非メタン炭化水素の測定に要 する時間を大巾に短縮することが可能である。そして、非メタン炭化水素とメタ ンのそれぞれを専用の第１、２水素炎イオン化検出器で検出するので、それぞれ を高感度で検出することが可能である。

【００１３】

【実施例】

本考案のメタン・非メタン炭化水素分析計の実施例を図１〜４で説明する。図 １〜３において、符号１〜８は前記図５に示した従来例と同じであるから、同符 号を付して詳細な説明を省略した。９は１０方切換弁１に接続されたバイパスラ インで、これに第１水素炎イオン化検出器10a が、第２カラム７の下流側に第２ 水素炎イオン化検出器10b がそれぞれ接続されている。11は分岐ライン８の抵抗 で、これは第１カラム６と第２カラム７の各抵抗の合計と同程度に設定されてい る。

【００１４】 前記非メタン炭化水素分析計において、その１０方切換弁１を実線にしたとき のフローシートは、図２のとおりで、キャリアガスライン２に計量管５、第１カ ラム６、第２カラム７、第２水素炎イオン化検出器10b が、この順序で接続され る。一方、キャリアガスライン２から分岐した分岐ライン８がバイパスライン９ に接続され、このバイパスライン９の下流側に第１水素炎イオン化検出器10a が 接続されている。１０方切換弁１を破線にしたときのフローシートは、図３のと おりで、キャリアガスライン２から計量管５が切り離されて、計量管５にサンプ ルガスライン３が接続され、計量管５の下流側に放出ライン４が接続されて、サ ンプルガスライン２に導入されたサンプルガスの所定量を計量管５が貯えるよう になる。一方、キャリアガスライン２が第１カラム６の下流側に接続されて、こ の第１カラム６の上流側がバイパスライン９に接続されるから、第１カラム６の 上流側に第１水素炎イオン化検出器10a が接続されることになる。そして、分岐 ライン８が第２カラム７の上流側に接続され、この第２カラム７の下流側に第２ 水素炎イオン化検出器10b が接続されている。

【００１５】 メタン・非メタン炭化水素の測定は、１０方切換弁１を実線の状態にして、図 ２に示したラインを構成し、キャリアガスライン２のキャリアガスで計量管５に 貯えられた、自動車の排ガスその他のサンプルガスを第１カラム６から第２カラ ム７に流動させる。第１カラム６をサンプルガスが通過する間に、その酸素とメ タンは溶出時間が比較的短いから、第１カラム６から先に順次に溶出して第２カ ラム７に移送される。一方、サンプルガスの非メタン炭化水素は溶出時間が長い から、第１カラム６で吸着された状態を維持する。

【００１６】 この第１カラム６からの酸素とメタンの溶出を、例えば、キャリアガスに対す る計量管５のサンプルガス添加開始後の時間経過で判断して、１０方切換弁１を 破線の状態に切換えて、図３に示したラインを構成する。このラインではキャリ アガスライン２のキャリアガスが、第１カラム６の下流側から上流側にバックフ ラッシュして、第１水素炎イオン化検出器10a に流動し、かつキャリアガスライ ン２のキャリアガスが分岐ライン８で、抵抗11と第２カラム７を経て第２水素炎 イオン化検出器10b にも時間的に並行して流動する。

【００１７】 したがって、第１カラム６から第２カラム７に移送された前記酸素とメタンと が、第２カラム７から時間的間隔をおいて順次に溶出して、第２水素炎イオン化 検出器10b に移送され検出されるから、図４（Ａ）に示したように、クロマトグ ラムＡにＯ₂ （酸素）とＣＨ₄ （メタン）とが時間的間隔をおいてピークとして 表れる。この酸素とメタンの検出と時間的に並行して進行している、第１カラム ６のバックフラッシュで、第１カラムから溶出した非メタン炭化水素を第１水素 炎イオン化検出器10a が検出するから、図４（Ｂ）に示したように、前記クロマ トグラムＡと時間的に並行して、クロマトグラムＢにnon ＣＨ₄ （非メタン炭化 水素）がピークとして表れる。

【００１８】 このように酸素とメタンの測定と非メタン炭化水素の測定とを時間的に並行し て行うから、これらの成分の測定に要する時間を大巾に短縮することが可能であ る。したがって、サンプルガスが自動車の排ガスなどのように、その成分濃度の 変化が早い場合も、その成分濃度の変化に対応することが可能である。そして、 図３における第１カラム６のラインでは、第１カラム６以外にキャリアガスの流 動に対して抵抗になるものがない。一方、第２カラム７のラインには抵抗11が介 在する。このため、第２カラムのラインに比して、第１カラムのラインには大量 のキャリアガスが流れ、第１カラム６のバックラッシュを効率よく行って、第１ カラムに吸着している非メタン炭化水素の溶出を促進するから、そのテーリング をより小さくすることも可能である。

【００１９】

【考案の効果】

本考案のメタン・非メタン炭化水素分析計は、上記のように、キャリアガスで 移送するサンプルガスの非メタン炭化水素とメタンとを、第１カラムと第２カラ ムとに分離する。この成分の分離を行ってから、第１カラムと第２カラムとに対 するキャリアガスラインの接続を変更して、第１カラムをキャリアガスでバック フラッシュする状態では、第２カラムの下流側に第２水素炎イオン化検出器が接 続されているとともに、第１カラムの上流側に第１水素炎イオン化検出器が接続 されるものである。すなわち、第２カラムから溶出したメタンを第２水素炎イオ ン化検出器が検出するとともに、このメタンの検出と時間的に並行して同時に、 前記バックラッシュで第１カラムから溶出した非メタン炭化水素を第１水素炎イ オン化検出器で検出することが可能である。

【００２０】 したがって、メタンと非メタン炭化水素のそれぞれを測定するために要する時 間を、前記従来例のメタン・非メタン炭化水素分析計に比して大巾に短縮するこ とができ、メタンと非メタン炭化水素を高速で測定することが可能である。例え ば、自動車の排ガスなどのように、その成分濃度の変化が比較的早いサンプルガ スであっても、その成分濃度の変化に対応することが可能であり、測定の信頼性 を向上させることができる。しかも、非メタン炭化水素とメタンのそれぞれを、 専用の第１、２水素炎イオン化検出器で測定するから、非メタン炭化水素とメタ ンのそれぞれを濃度に関係なく高感度で検出して、それらを精度よく測定するこ とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の構成図である。

【図２】実施例のサンプルガスの成分分離時のフローチ
ャートである。

【図３】実施例のキャリアガスバックフラッシュ時のフ
ローチャートである。

【図４】実施例のクロマトグラムである。

【図５】従来例の構成図である。

【図６】従来例のサンプルガスの成分分離時のフローチ
ャートである。

【図７】従来例のキャリアガスバックフラッシュ時のフ
ローチャートである。

【図８】従来例のクロマトグラムである。

【符号の説明】

１：１０方切換弁、２：キャリアガスライン、３：サン
プルガスライン、５：計量管、６：第１カラム、７：第
２カラム、10a ：第１水素炎イオン化検出器、10b ：第
２水素炎イオン化検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１カラムと第２カラム及び第２水素炎
   イオン化検出器が、この順序で接続されて、キャリアガ
   スラインのキャリアガスで第１カラムに導入されたサン
   プルガスのメタンと非メタン炭化水素とを、第１カラム
   で非メタン炭化水素を吸着し、メタンを第２カラムに移
   送して分離し、次に、前記キャリアガスラインを第１カ
   ラムの下流側と、第２カラムの上流側とに各別並行に接
   続を変更して、第１カラムの下流側から上流側に前記キ
   ャリアガスをバックフラッシュして、第１カラムが吸着
   した非メタン炭化水素を溶出させるメタン・非メタン炭
   化水素分析計において、前記バックフラッシュ時の第１
   カラムの上流側に第１水素炎イオン化検出器が接続され
   ることを特徴とするメタン・非メタン炭化水素分析計。