JPH07151652A - High accuracy gas dilution system - Google Patents

High accuracy gas dilution system

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JPH07151652A
JPH07151652A JP29934493A JP29934493A JPH07151652A JP H07151652 A JPH07151652 A JP H07151652A JP 29934493 A JP29934493 A JP 29934493A JP 29934493 A JP29934493 A JP 29934493A JP H07151652 A JPH07151652 A JP H07151652A
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JP
Japan
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gas
flow rate
line
mfc
stage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29934493A
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Japanese (ja)
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Kazumi Kitamura
一巳 北村
Osamu Tsubota
理 坪田
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PURE CREATE KK
Tokyo Gas Chemicals Co Ltd
Original Assignee
PURE CREATE KK
Tokyo Gas Chemicals Co Ltd
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Publication date
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  • Accessories For Mixers (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain a system for producing an uncontaminated sample gas diluted at high accuracy. CONSTITUTION:A main line 10 is provided with a flow rate sensor 16 and an exhaust gas flow rate control valve 15, fixed to an exhaust gas line 14, is controlled such that the flow rate sensor 16 will detect a preset flow rate of primary diluted gas. The primary diluted gas thus controlled is then admixed with a secondary diluted gas fed from a secondary diluted gas line 18 to produce a sample gas which is fed to the analyzer side through a sample gas supply line 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高精度に希釈された試
料ガスを製造するための装置に適用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to an apparatus for producing a highly accurately diluted sample gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】微量ガス分析を行う場合、分析装置のキ
ャリブレーションは最も重要な要素の一つであり、分析
レベルがppb からサブppb 以下の濃度の定量には、現在
市販されている標準ガスでは対応できない。そこで、こ
の標準ガスを更に希釈して検量線を作成する必要があ
る。しかし、希釈は、その方法や使用する機器の性能の
影響を大きく受けて誤差を生じやすい。現在公知の一般
的な希釈方法としては、図3に示すように、一つの標準
ガスライン(メインライン)1に一段希釈ガスライン3
及び二段希釈ライン3aを結び、夫々にマスフローコン
トローラ(MFC)2を取り付けて標準ガス及び希釈用
ガスの流量を制御している。図中5は一段排気ガスライ
ン、5aは二段排気ガスラインである。このように、基
準ガスを更に希釈して高希釈率のガスを得るには、多数
のMFC2を使用する必要がある。しかし、MFC2を
多数使用すると、一つ一つの機器の信頼性及びラインパ
ージ性から、試料ガス濃度に及ぼす影響は大きい。特
に、標準ガスライン1に3個のMFC2を使用する従来
例の場合、MFC2を通過する流量が少ないため、この
MFC2内のコントロールバルブのようにデッドボリウ
ムの大きい場所を通過するときに試料ガスは汚染されや
すい。
2. Description of the Related Art Calibration of an analyzer is one of the most important factors when conducting trace gas analysis, and the standard gas currently available on the market is used for the determination of concentrations from ppb to sub ppb. Can't handle it. Therefore, it is necessary to further dilute this standard gas to create a calibration curve. However, dilution is susceptible to errors due to the large influence of the method and the performance of the equipment used. As a currently known general dilution method, as shown in FIG. 3, one standard gas line (main line) 1 is connected to a single-stage dilution gas line 3
Further, the two-stage dilution line 3a is connected, and a mass flow controller (MFC) 2 is attached to each of them to control the flow rates of the standard gas and the dilution gas. In the figure, 5 is a first-stage exhaust gas line, and 5a is a second-stage exhaust gas line. As described above, in order to further dilute the reference gas to obtain a high dilution rate gas, it is necessary to use a large number of MFC2. However, when a large number of MFC2 are used, the influence on the sample gas concentration is large due to the reliability of each device and the line purge property. In particular, in the case of the conventional example in which three MFCs 2 are used in the standard gas line 1, the flow rate through the MFC 2 is small, so the sample gas is It is easily polluted.

【0003】そこで、図4に示す特殊な希釈方法が提案
されている。これは、MFC2からの汚染を考慮したタ
イプである。このフローの特徴は、標準ガスライン1に
取り付けるMFC2は供給側に1ケで、排気ガスライン
5、5a側にMFC2を夫々取り付け、排気するガス量
を制御しながら標準ガスライン1の流量を制御し、これ
に希釈用ガスを混合して希釈を行う方式である。この方
式によると、一番の汚染原因となる水分等の影響がほぼ
なくなる利点を有する。
Therefore, a special dilution method shown in FIG. 4 has been proposed. This is a type that takes into account the pollution from MFC2. The feature of this flow is that the MFC2 attached to the standard gas line 1 has one on the supply side, and the MFC2 attached to the exhaust gas lines 5 and 5a respectively to control the flow rate of the standard gas line 1 while controlling the amount of exhaust gas. Then, a gas for dilution is mixed with this to dilute. According to this method, there is an advantage that the influence of water or the like, which causes the first pollution, is almost eliminated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、図4の方
法の場合、次のような欠点がある。
However, the method of FIG. 4 has the following drawbacks.

【0005】a.排気ガスライン5、5aに取り付けた
MFC2個々の流量制御誤差が累積されて精度が悪くな
る。
A. The flow rate control error of each MFC 2 attached to the exhaust gas lines 5 and 5a is accumulated, resulting in poor accuracy.

【0006】b.希釈用ガスと標準ガスを混合した後、
必要な量以外のガスは排気ガスライン5、5aのMFC
2によって排気するという方式であるため、この方式で
は、排気流量を制御するMFC2の精度が大きな鍵を握
り、通常のMFC精度が F/S±2%ということを考慮す
ると、標準ガスライン1の流量を正確に把握し得ないと
いう問題がある。
B. After mixing the dilution gas and the standard gas,
Except for the required amount of gas, MFC in the exhaust gas lines 5 and 5a
Since this is a method of exhausting gas by means of 2, the accuracy of the MFC 2 that controls the exhaust flow rate is a major key in this method, and considering that the normal MFC accuracy is F / S ± 2%, the standard gas line 1 There is a problem that the flow rate cannot be accurately grasped.

【0007】本発明の目的は、汚染を可及的に排除し、
その流量を正確に制御できる高精度ガス希釈装置を提案
することである。
The object of the present invention is to eliminate pollution as much as possible,
It is to propose a high-precision gas diluter that can accurately control the flow rate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明で提案する高精度
ガス希釈装置の構成は次のとおりである。原料ガスが供
給されるメインラインと、前記メインラインの供給側に
取り付けられたMFCと、前記MFCの下流側メインラ
インに結ばれたMFC付の一段希釈ガスラインと、前記
一段希釈ガスラインが結ばれた下流側メインラインを分
岐して設けられた排気流量制御弁付の一段排気ガスライ
ンと、前記一段排気ガスラインが分岐された下流側メイ
ンラインに取り付けられた流量検出センサーと、前記流
量検出センサーが取り付けられた下流側メインラインに
結ばれたMFC付の二段希釈ガスラインと、前記流量検
出センサーで検出される流量を、あらかじめ設定された
流量になるように前記排気流量制御弁を制御する制御回
路と、から成る高精度ガス希釈装置。
The structure of the high precision gas diluting device proposed by the present invention is as follows. The main line to which the raw material gas is supplied, the MFC attached to the supply side of the main line, the one-stage dilution gas line with MFC connected to the downstream main line of the MFC, and the one-stage dilution gas line are connected. A single-stage exhaust gas line with an exhaust flow rate control valve provided by branching the downstream main line, a flow rate detection sensor attached to the downstream main line where the first-stage exhaust gas line is branched, and the flow rate detection Control the exhaust flow rate control valve so that the two-stage dilution gas line with MFC connected to the downstream main line where the sensor is attached and the flow rate detected by the flow rate detection sensor become a preset flow rate High-precision gas diluter consisting of a control circuit for

【0009】[0009]

【作用】メインラインから供給される原料ガス(基準ガ
ス)は、MFCによりその流量が制御され、一段希釈ガ
スラインから供給される一次希釈用ガスは、同じくMF
Cによりその流量が制御されて一定の比率で混合され
る。
The flow rate of the raw material gas (reference gas) supplied from the main line is controlled by the MFC, and the primary dilution gas supplied from the first-stage dilution gas line is also MF.
The flow rate is controlled by C to mix at a constant ratio.

【0010】この混合により希釈された一次希釈ガス
は、次にメインガスラインの流量検出センサーによりそ
の流量が検出される。制御回路は、流量検出センサーで
検出される一次希釈ガスがあらかじめ設定された流量に
なるように排気流量制御弁を制御して、排気ガスライン
から排気する流量を制御する。流量検出センサーを出た
一次希釈ガスには、次に、二段希釈ガスラインから供給
される二次希釈用ガスが混合されて最終的な希釈ガス
(試料ガス)となって分析器側に送出される。
The flow rate of the primary dilution gas diluted by this mixing is then detected by the flow rate detection sensor in the main gas line. The control circuit controls the exhaust flow rate control valve so that the primary dilution gas detected by the flow rate detection sensor has a preset flow rate, and controls the flow rate exhausted from the exhaust gas line. The primary dilution gas that exits the flow rate detection sensor is then mixed with the secondary dilution gas supplied from the two-stage dilution gas line to form the final dilution gas (sample gas), which is sent to the analyzer side. To be done.

【0011】[0011]

【実施例】図1及び図2に基づいて本発明の実施例を詳
述する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0012】10はメインライン、11はメインライン
10の供給側に取り付けられた分流比によって流量を計
測するマスフローコントローラ(以下「MFC」とい
う)、12は一段希釈ガス(窒素ガス)ライン、13は
MFC、14はメインライン10を分岐した一段排気ガ
スライン、15はこの一段排気ガスライン14に取り付
けられた排気流量制御弁である。
Reference numeral 10 is a main line, 11 is a mass flow controller (hereinafter referred to as "MFC") which is mounted on the supply side of the main line 10 and measures the flow rate, 12 is a one-stage dilution gas (nitrogen gas) line, and 13 is MFC, 14 is a one-stage exhaust gas line branched from the main line 10, and 15 is an exhaust flow control valve attached to the one-stage exhaust gas line 14.

【0013】16はメインライン10に取り付けられた
流量検出センサーであり、この流量検出センサー16で
検出される流量があらかじめ設定された流量になるよう
に、制御回路17により前記排気流量制御弁15が制御
される。
Reference numeral 16 is a flow rate detection sensor attached to the main line 10. The exhaust flow rate control valve 15 is controlled by the control circuit 17 so that the flow rate detected by the flow rate detection sensor 16 becomes a preset flow rate. Controlled.

【0014】18はメインライン10において、前記流
量検出センサー16の下流側に結ばれたMFC19付の
二段希釈ガス(窒素ガス)ライン、20は試料ガス送出
ラインである。
Reference numeral 18 denotes a main line 10 which is a two-stage dilution gas (nitrogen gas) line with an MFC 19 connected to the downstream side of the flow rate detection sensor 16, and 20 is a sample gas delivery line.

【0015】次に、実施例の作用を説明する。メインガ
スライン10から供給される原料ガスは、MFC11に
よりその流量が制御され、一段希釈ガスライン12から
供給される一次希釈用ガスは、同じくMFC13により
その流量が制御されて一定の比率で混合される。
Next, the operation of the embodiment will be described. The raw material gas supplied from the main gas line 10 has its flow rate controlled by the MFC 11, and the primary dilution gas supplied from the first-stage dilution gas line 12 also has its flow rate controlled by the MFC 13 and is mixed at a constant ratio. It

【0016】この混合により希釈された一次希釈ガス
は、次に流量検出センサー16によりその流量が検出さ
れる。制御回路17は、流量検出センサー16で検出さ
れる流量が、あらかじめ設定された流量になるように排
気流量制御弁15により排気するガスの流量を制御す
る。流量検出センサー16を出た一次希釈ガスには、次
に二段希釈ガスライン18を経由してMFC19で流量
が制御された二次希釈用ガスが混合されて最終的な希釈
ガス(試料ガス)となって試料ガス送出ライン20から
分析器(図示せず)側に送出される。
The flow rate of the primary dilution gas diluted by this mixing is detected by the flow rate detecting sensor 16. The control circuit 17 controls the flow rate of the gas exhausted by the exhaust flow rate control valve 15 so that the flow rate detected by the flow rate detection sensor 16 becomes a preset flow rate. The primary dilution gas that has flowed out of the flow rate detection sensor 16 is then mixed with the secondary dilution gas whose flow rate is controlled by the MFC 19 via the second-stage dilution gas line 18, and the final dilution gas (sample gas) is obtained. Then, the gas is delivered from the sample gas delivery line 20 to the analyzer (not shown) side.

【0017】なお、実施例は、二段希釈ガスライン18
を以て最終的な希釈を行っているが、更に必要とした場
合には、図1において一点鎖線で示すように、更に二段
排気ガスライン21をメインライン10から分岐し、こ
れに排気流量制御弁22を取り付け、流量検出センサー
23で検出されるメインライン10の流量(二次希釈ガ
ス)が、あらかじめ設定された流量になるように制御回
路24で排気するガスの流量を制御し、これにより制御
された二次希釈ガスに、三段希釈ガスライン25からM
FC26で制御された三次希釈用ガスを混合して三次希
釈を行い、これを試料ガスとして送出するように構成す
ることも可能である。
In the embodiment, the two-stage dilution gas line 18 is used.
Although the final dilution is performed by using the above, if further required, the two-stage exhaust gas line 21 is further branched from the main line 10 as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 22 is attached, and the flow rate of the gas exhausted by the control circuit 24 is controlled by the control circuit 24 so that the flow rate (secondary dilution gas) of the main line 10 detected by the flow rate detection sensor 23 becomes a preset flow rate. The secondary dilution gas is supplied to the third dilution gas line 25 through M
It is also possible to mix the third dilution gas controlled by the FC26 to perform the third dilution, and send this as the sample gas.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は以上のように、メインラインに
はその供給側にMFCを一ケのみ取り付け、あとはメイ
ンラインに取り付けた流量検出センサーで検出される流
量が一定になるように排気する流量を制御し、これに二
次希釈用ガスを混合して試料ガスを製造するように構成
した。この結果、次の効果を奏する。
As described above, according to the present invention, only one MFC is attached to the supply side of the main line, and the exhaust gas is exhausted so that the flow rate detected by the flow rate detection sensor attached to the main line becomes constant. The sample flow rate was controlled by mixing the secondary flow rate with the secondary dilution gas. As a result, the following effects are achieved.

【0019】a.メインラインには1ケのMFC及び流
量検出センサーしか取り付けられていない。この結果、
多段に希釈ガスラインを設けて試料ガスを製造する過程
において、従来のように、MFC内のコントロールバル
ブを経由することがないので、これを経由することによ
り発生する汚染の問題は排除できる。
A. Only one MFC and flow rate sensor are attached to the main line. As a result,
In the process of manufacturing the sample gas by providing the dilution gas lines in multiple stages, unlike the conventional case, the control valve in the MFC is not used, so that the problem of contamination caused by the passage can be eliminated.

【0020】b.メインラインを流れるガスの量を、オ
リフィスによるバイパスラインとの分流比によってガス
の流量を計測するMFCの場合、パイバス部分の流量に
誤差を生じていたが、MFCは供給側に1ケのみ取り付
け、メインラインを流れる他の全流量を直接流量検出セ
ンサーで計測する方法で正確に計測し、この値に基づい
て排気流量を制御することにより、メインライン内を流
れるガスの流量を制御するようにしたので、誤差の問題
は一切なくなり、高精度制御(希釈)が可能である。
B. In the case of MFC that measures the gas flow rate by the flow dividing ratio of the amount of gas flowing through the main line to the bypass line by the orifice, there was an error in the flow rate of the pi-bus portion, but MFC was installed only on the supply side. All other flow rates flowing through the main line are accurately measured by a method that directly measures them with a flow rate detection sensor, and the flow rate of exhaust gas is controlled based on this value to control the flow rate of gas flowing through the main line. Therefore, the problem of error is completely eliminated, and high precision control (dilution) is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る高精度ガス希釈装置の概念を示す
説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing the concept of a high precision gas diluting device according to the present invention.

【図2】実施例の詳細を示すフローシート。FIG. 2 is a flow sheet showing details of the embodiment.

【図3】従来の一般的な希釈装置の説明図。FIG. 3 is an explanatory view of a conventional general diluting device.

【図4】排気ガスラインにMFCを取り付けてメインガ
スラインを流れるガスの流量を制御する従来の希釈装置
の説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional diluter in which an MFC is attached to an exhaust gas line to control the flow rate of gas flowing through a main gas line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 メインライン 11 MFC 12 一段希釈ガスライン 13 MFC 14 一段排気ガスライン 15 排気流量制御弁 16 流量検出センサー 17 制御回路 18 二段希釈ガスライン 19 MFC 20 試料ガス送出ライン 10 Main line 11 MFC 12 First-stage dilution gas line 13 MFC 14 First-stage exhaust gas line 15 Exhaust flow control valve 16 Flow rate detection sensor 17 Control circuit 18 Second-stage dilution gas line 19 MFC 20 Sample gas delivery line

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料ガスが供給されるメインラインと、 前記メインラインの供給側に取り付けられたMFCと、 前記MFCの下流側メインラインに結ばれたMFC付の
一段希釈ガスラインと、 前記一段希釈ガスラインが結ばれた下流側メインライン
を分岐して設けられた排気流量制御弁付の一段排気ガス
ラインと、 前記一段排気ガスラインが分岐された下流側メインライ
ンに取り付けられた流量検出センサーと、 前記流量検出センサーが取り付けられた下流側メインラ
インに結ばれたMFC付の二段希釈ガスラインと、 前記流量検出センサーで検出される流量を、あらかじめ
設定された流量になるように前記排気流量制御弁を制御
する制御回路と、 から成る高精度ガス希釈装置。
1. A main line to which a raw material gas is supplied, an MFC attached to the supply side of the main line, a one-stage dilution gas line with MFC connected to a downstream main line of the MFC, and the one-stage A one-stage exhaust gas line with an exhaust flow control valve provided by branching a downstream main line to which a dilution gas line is connected, and a flow rate detection sensor attached to the downstream main line where the one-stage exhaust gas line is branched. And a two-stage dilution gas line with MFC connected to the downstream main line to which the flow rate detection sensor is attached, and the exhaust gas so that the flow rate detected by the flow rate detection sensor becomes a preset flow rate. A high-precision gas diluter consisting of a control circuit that controls the flow control valve.
JP29934493A 1993-11-30 1993-11-30 High accuracy gas dilution system Withdrawn JPH07151652A (en)

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Cited By (4)

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