JPH07174674A - 校正用標準ガス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定ガスの湿度及び温度に等しいゼロ点校
正用若しくはスパン点校正用標準ガスを発生することが
可能な校正用標準ガス発生装置を実現する。 【構成】 ガス測定装置に用いられ、吸引したガスを脱
臭してゼロ点校正用標準ガスを発生させる校正用標準ガ
ス発生装置において、ゼロ点校正用標準ガスを発生させ
る標準ガス発生手段と、ゼロ点校正用標準ガスを加湿
し、被測定ガスと熱的に接触させて被測定ガスと湿度及
び温度が等しいゼロ点校正用標準ガスを発生させる加湿
手段とを設ける。また、ゼロ点校正用標準ガスを加湿
し、スパン点校正用物質の飽和ガスを混合し、被測定ガ
スと熱的に接触させて被測定ガスと湿度及び温度が等し
いスパン点校正用標準ガスを発生させる加湿手段とを設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は匂いセンサ等のガスセン
サの校正に用いる標準ガス発生装置に関し、特に被測定
ガスと等しい湿度及び温度の校正用標準ガスを発生させ
る校正用標準ガス発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガス測定装置では、例えば実開平
２−４５４４５号公報等に記載されているように校正用
標準ガスを用いてゼロ点校正を行い被測定ガスを測定し
ている。図６はこのような従来のガス測定装置の一例を
示す構成ブロック図である。

【０００３】図６において１は吸着剤を通過させて脱臭
する活性炭フィルタ等の標準ガス発生手段、２は切り換
え手段、３は匂いセンサ等のガスセンサを用いたガス測
定手段である。また、１００は被測定ガスの吸気口、１
０１はガス測定手段３の排気口、１０２はガス測定手段
３の出力信号である。

【０００４】標準ガス発生手段１の出力口及び吸気口１
００は切り換え手段２の２つの入力口にそれぞれ接続さ
れ、切り換え手段２の出力ガスはガス測定手段３に供給
される。ガス測定手段３には切り換え手段２から供給さ
れたガスを排気する排気口１０１が設けられ、出力信号
１０２が出力される。

【０００５】ここで、図６に示す従来例の動作を説明す
る。先ず、切り換え手段２で標準ガス発生手段１を選択
し、標準ガス発生手段１からのゼロ点校正用標準ガスを
ガス測定手段３に供給する。ガス測定手段３ではこのゼ
ロ点校正用標準ガスを用いてオフセット成分を求め、こ
のオフセット成分を用いてガスセンサ（図示せず。）の
ゼロ点校正をする。

【０００６】次に、切り換え手段２で吸気口１００を選
択し、被測定ガスをガス測定手段３に供給する。ガス測
定手段３ではこの被測定ガスを測定して結果を出力信号
１０２として出力する。

【０００７】この結果、図６に示す従来例では被測定ガ
スに含まれるオフセット成分を除去することができ、よ
り正確なガス測定が可能になる。

【０００８】また、図６に示す従来例中標準ガス発生手
段１では、吸引したガスを吸着剤に通過させることによ
り脱臭し、ゼロ点校正用標準ガスである無臭空気を発生
させている。

【０００９】さらに、標準ガス発生手段１において前記
ゼロ点校正用標準ガスではなく所定量のガスを含有する
スパン点校正用標準ガスを発生させることにより、スパ
ン点校正を行うことも可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６に示す従
来例において、ゼロ点校正用若しくはスパン点校正用標
準ガスの湿度は低いのに対して、一般に被測定ガスには
空気中の水分が含まれる場合があり、校正用標準ガスと
被測定ガスとの湿度は異なってしまう。また、校正用標
準ガスと被測定ガスとの温度も一般には一致しない。

【００１１】一方、匂いセンサ等のガスセンサは一般に
湿度及び温度の変化によって出力が変化してしまうた
め、前記湿度差及び温度差が存在するゼロ点校正用若し
くはスパン点校正用標準ガスを用いて正確な校正ができ
ないと言った問題点がある。従って本発明の目的は、被
測定ガスの湿度及び温度に等しいゼロ点校正用若しくは
スパン点校正用標準ガスを発生することが可能な校正用
標準ガス発生装置を実現することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１では、ガス測定装置に用いら
れ、吸引したガスを脱臭してゼロ点校正用標準ガスを発
生させる校正用標準ガス発生装置において、前記ゼロ点
校正用標準ガスを発生させる標準ガス発生手段と、前記
ゼロ点校正用標準ガスを加湿し、被測定ガスと熱的に接
触させて前記被測定ガスと湿度及び温度が等しいゼロ点
校正用標準ガスを発生させる加湿手段とを備えたことを
特徴とするものである。

【００１３】本発明の第２では、本発明の第１に対して
ゼロ点校正用標準ガスを加湿し、スパン点校正用物質の
飽和ガスを混合し、被測定ガスと熱的に接触させて前記
被測定ガスと湿度及び温度が等しいスパン点校正用標準
ガスを発生させる加湿手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１４】本発明の第３では、本発明の第１に対して
被測定ガスと湿度及び温度が等しいゼロ点校正用標準ガ
スに対し周囲温度に基づきスパン点校正用物質の飽和ガ
スを混合する加湿手段を備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】

【作用】ゼロ点校正用標準ガスを加湿して湿度を調整
し、被測定ガスと熱的に接触させることにより、被測定
ガスの湿度及び温度に等しいゼロ点校正用標準ガスを発
生することができる。

【００１６】また、前記ゼロ点校正用標準ガスにスパン
点校正用物質の飽和ガスを混合してい湿度及び温度を調
整することにより、若しくは、被測定ガスの湿度及び温
度に等しい前記ゼロ点校正用標準ガスにスパン点校正用
物質の飽和ガスを混合することにより、被測定ガスの湿
度及び温度に等しいスパン点校正用標準ガスを発生する
ことができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る校正用標準ガス発生装置の第１の実
施例を示す構成ブロック図である。図１において４はポ
ンプ、５は脱臭用活性炭フィルタ、６及び７は流量制御
装置、８は蒸留水が満たされたバブリングボトル、９は
制御回路、１０は湿度センサセル、１１及び１２は湿度
センサである。

【００１８】また、１０３及び１０４は校正用標準ガス
発生装置の吸気口及び出力口である。さらに、４及び５
は標準ガス発生手段５０を、６〜１２は加湿手段５１を
それぞれ構成している。

【００１９】吸気口１０３はポンプ４に接続され、ポン
プ４の出力ガスは活性炭フィルタ５に供給される。活性
炭フィルタ５の出力ガスは流量制御装置６及び７にそれ
ぞれ供給され、流量制御装置７の出力ガスはバブリング
ボトル８に供給される。

【００２０】流量制御装置６及びバブリングボトル８の
出力ガスは湿度センサセル１０の手前で混合され、湿度
センサセル１０を通過した後校正用標準ガスとして出力
口１０４から出力される。また、湿度センサ１１が湿度
センサセル１０中に設けられ、被測定ガス中に湿度セン
サ１２が設けられる。

【００２１】湿度センサ１１及び１２の出力は制御回路
９に接続され、制御回路９の２つの制御信号は流量制御
装置６及び７にそれぞれ接続される。

【００２２】また、湿度センサセル１０は前記被測定ガ
スと熱的に十分接触しており、湿度センサ１１と湿度セ
ンサ１２との周辺ガスの温度、即ち、被測定ガスと校正
用標準ガス発生装置の出力ガスとはほぼ同じ温度にな
る。

【００２３】ここで、図１に示す第１の実施例の動作を
説明する。ポンプ４を用いて吸気口１０３から空気若し
くは被測定ガスを吸引する。この吸引されたガスは活性
炭フィルタ５によって脱臭されて無臭空気になる。一般
に、活性炭フィルタ５は空気中の匂い成分のみならず水
分も吸着するので、吸引した空気等よりも無臭空気の湿
度は低くなる。

【００２４】この無臭空気は流量制御装置６及び７に供
給され、流量制御装置７の出力ガスはバブリングボトル
８を通過させられることにより相対湿度でほぼ１００％
に加湿される。一方、流量制御装置６の出力ガスは前述
のように加湿されたバブリングボトル８の出力ガスと混
合される。

【００２５】この混合ガスは湿度センサセル１０に供給
され、熱的接触により被測定ガスとほぼ同じ温度に調整
されると共に湿度センサ１１で混合ガスの湿度が測定さ
れる。一方、被測定ガスの湿度は湿度センサ１２で測定
され、混合ガスの湿度データと共に制御回路９に入力さ
れる。

【００２６】制御回路９では流量制御装置６及び７に流
れる無臭空気の流量を例えばＰＩＤ(Proportional,Inte
gration and Differential )制御等により制御して、被
測定ガスの湿度と前記混合ガスの湿度が等しくなるよう
にする。

【００２７】上述のように生成された混合ガスはゼロ点
校正用標準ガスとして出力口１０４から次の装置である
ガス測定装置等（図示せず。）に対して出力される。

【００２８】この結果、ゼロ点校正用標準ガスを加湿し
て湿度を調整し、被測定ガスと熱的に接触させることに
より、被測定ガスの湿度及び温度に等しいゼロ点校正用
標準ガスを発生することができ、正確なゼロ点校正が可
能となる。

【００２９】また、図２は本発明に係る校正用標準ガス
発生装置の第２の実施例を示す構成ブロック図である。
ここで、４，５，１０〜１２，５０，１０３及び１０４
は図１と同一符号を付してある。

【００３０】図２において８ａは蒸留水が満たされたバ
ブリングボトル、９ａは制御回路、１３は切り換え手段
である３方ソレノイドバルブ（以下、単にバルブと呼
ぶ。）、１４は混合槽、１０５はバルブ１３の制御信号
である。また、８ａ，９ａ及び１０〜１４は加湿手段５
１ａを構成している。

【００３１】接続関係について異なる点は以下の点であ
る。即ち、標準ガス発生手段５０の出力ガスがバルブ１
３の入力口に供給され、バルブ１３の一方の出力ガスは
混合槽１４の一方の入力口に供給される。

【００３２】また、バルブ１３の他方の出力ガスはバブ
リングボトル８ａに供給され、バブリングボトル８ａか
らの出力ガスは混合槽１４の他方の入力口に供給され
る。そして混合槽１４の出力ガスは湿度センサセル１０
に供給される。さらに、制御回路９ａからの制御信号１
０５がバルブ１３に接続される。

【００３３】ここで、図２に示す第２の実施例の動作を
図３を用いて説明する。図３は制御信号１０５の具体例
を示すタイミング図である。また、８ａ，１３及び１４
以外の構成の動作は基本的に図１に示す第１の実施例と
同様なので説明は省略する。

【００３４】標準ガス発生手段５０からの無臭空気はバ
ルブ１３に供給される。この時、制御信号１０５は図３
中”ニ”の期間で”チ”のレベルにあり、バルブ１３は
図２中”イ−ロ”の方向に無臭空気が流れるように設定
される。

【００３５】制御信号１０５が図３中”ホ”の期間で”
ト”のレベルになると、バルブ１３では図２中”イ−
ハ”の方向に無臭空気の流れが切り換わる。この無臭空
気はバブリングボトル８ａに導かれ相対湿度でほぼ１０
０％に加湿されて混合槽１４に供給される。

【００３６】混合槽１４では図２中”イ−ロ”の方向で
流れた無臭空気と前記加湿された無臭空気が混合され湿
度センサセル１０に供給される。

【００３７】例えば、図３中”ホ”の期間の時間を”ｔ
１”、”ヘ”の期間の時間を”ｔ２”とした場合、混合
槽１４の容量及び空気の流量に基づいて決まる時定数よ
り時間”ｔ１”及び”ｔ２”が十分小さければ、混合槽
１４の出力ガスの湿度は時間的にほぼ一定であり、標準
ガス発生手段５０の出力ガスである無臭空気の相対湿度
を”ｈ”とすれば、 (100・ｔ１＋ｈ・ｔ２)／(ｔ１＋ｔ２) ［％］ (1) となる。

【００３８】この結果、制御回路９ａにより前記バルブ
１３の切り換え時間”ｔ１”及び”ｔ２”の比を湿度セ
ンサ１１及び１２の出力に基づいて制御することによ
り、第１の実施例と同様にゼロ点校正用標準ガスの湿度
が調整可能となる。

【００３９】また、湿度センサセル１０において被測定
ガスと熱的に接触させることにより、被測定ガスの湿度
及び温度に等しいゼロ点校正用標準ガスを発生すること
ができ、正確なゼロ点校正が可能となる。

【００４０】また、切り換え手段として流量制御装置で
はなくソレノイドバルブを用いた構成としたため図１に
示す第１に実施例と比較して安価で装置を構成すること
が可能となる。

【００４１】また、図４は本発明に係る校正用標準ガス
発生装置の第３の実施例のうち加湿手段の一部を示す構
成ブロック図である。図４では図１に示した標準ガス発
生手段５０、湿度センサセル１０、湿度センサ１１及び
１２、出力口１０４は共通であるためその記載を省略し
ている。また、６〜８は図１と同一符号を付してある。

【００４２】図４において１５は流量制御装置、１６は
アミルアセテート等の匂い物質が満たされたバブリング
ボトル、１７は温度センサ、１８は制御回路である。

【００４３】標準ガス発生手段５０（図示せず。）から
の無臭空気は流量制御装置６，７及び１５にそれぞれ供
給され、流量制御装置７及び１５の出力ガスはバブリン
グボトル８及び１６にそれぞれ供給される。

【００４４】流量制御装置６の出力ガスとバブリングボ
トル８及び１６の出力ガスとは混合され、湿度センサセ
ル１０（図示せず。）に供給される。また、温度センサ
１７の出力は制御回路１８に接続され、制御回路１８の
制御信号は流量制御装置１５に接続される。

【００４５】ここで、図４に示す第３の実施例の動作を
説明する。温度センサ１７はアミルアセテート等の匂い
物質が満たされたバブリングボトル１６の周囲温度を測
定し、温度信号を制御回路１８に入力する。

【００４６】制御回路１８では流量制御装置１５に流れ
る無臭空気の流量を前記温度信号に基づき、例えばＰＩ
Ｄ制御等により制御して、前記温度での匂い物質の飽和
ガスを発生させる。

【００４７】この匂い物質飽和ガスを第１の実施例にお
けるゼロ点校正用標準ガスである混合ガスと更に混合さ
れ、湿度センサセル１０（図示せず。）に供給され、熱
的接触により被測定ガスとほぼ同じ温度に制御される。

【００４８】このように生成された混合ガスはスパン点
校正用標準ガスとして出力口１０４（図示せず。）から
次の装置であるガス測定装置等（図示せず。）に対して
出力される。

【００４９】この結果、ゼロ点校正用標準ガスを加湿し
て湿度を調整し、更にスパン点校正用物質の飽和ガスを
混合し、被測定ガスと熱的に接触させることにより、被
測定ガスの湿度及び温度に等しいスパン点校正用標準ガ
スを発生することができ、正確なスパン点校正が可能と
なる。

【００５０】また、図５は本発明に係る校正用標準ガス
発生装置の第４の実施例のうち加湿手段の一部を示す構
成ブロック図である。図５では図２に示した標準ガス発
生手段５０、バブリングボトル８ａ、制御回路９ａ、湿
度センサセル１０、湿度センサ１１及び１２、バルブ１
３、混合槽１４は共通であるためその記載を省略してい
る。

【００５１】図５において１３ａは３方ソレノイドバル
ブ（以下、単にバルブと呼ぶ。）、１４ａは混合槽、１
６ａはアミルアセテート等の匂い物質が満たされたバブ
リングボトル、１７ａは温度センサ、１８ａは制御回
路、１０６は出力口である。

【００５２】また、８ａ，９ａ，１０〜１４（何れも図
示せず。），１３ａ，１４ａ，１６ａ，１７ａ及び１８
ａは制御手段５１ｂを構成している。

【００５３】接続関係については図２に示す第２の実施
例と基本的に同一であり、異なる点は図２に示す第２の
実施例の出力口１０４に図５に示す構成を追加した点で
ある。即ち、出力口１０４からの出力ガスはバルブ１３
ａに供給され、バルブ１３ａの一方の出力ガスは混合槽
１４ａの一方の入力口に供給される。

【００５４】また、バルブ１３ａの他方の出力ガスはバ
ブリングボトル１６ａに供給され、バブリングボトル１
６ａからの出力ガスは混合槽１４ａの他方の入力口に供
給される。そして混合槽１４ａの出力ガスは出力口１０
６より出力される。

【００５５】さらに、温度センサ１７ａの出力は制御回
路１８ａに接続され、制御回路１８ａからの制御信号は
バルブ１３ａに接続される。

【００５６】ここで、図５に示す第４の実施例の動作を
説明する。基本的には図２示す第２の実施例で得られた
ゼロ点校正用標準ガスに所定量の匂い物質を混合するこ
とでスパン点校正用標準ガスを得るものである。

【００５７】温度センサ１７ａはアミルアセテート等の
匂い物質が満たされたバブリングボトル１６ａの周囲温
度を測定し、温度信号を制御回路１８ａに入力する。

【００５８】制御回路１８ａでは前記温度信号に基づ
き、第２の実施例と同様に図３に示すような制御信号で
バルブ１３ａを、例えばＰＩＤ制御等により制御して、
前記温度での匂い物質の飽和ガスを発生させる。

【００５９】混合槽１４ａではこの匂い物質飽和ガスと
バルブ１３ａの”イ’−ロ’”方向に流れたゼロ点校正
用標準ガスを混合し、スパン点校正用標準ガスとして出
力口１０６から次の装置であるガス測定装置等（図示せ
ず。）に対して出力する。

【００６０】この結果、前段で得られた被測定ガスの湿
度及び温度に等しいゼロ点校正用標準ガスにスパン点校
正用物質の飽和ガスを混合することにより、被測定ガス
の湿度及び温度に等しいスパン点校正用標準ガスを発生
することができ、正確なスパン点校正が可能となる。

【００６１】また、ゼロ点校正用標準ガスのみが必要な
時にはバルブ１３ａを”イ’−ロ’”方向に固定すれば
出力口１０６からはゼロ点校正用標準ガスが出力される
ことになる。

【００６２】さらに、切り換え手段として流量制御装置
ではなくソレノイドバルブを用いた構成としたため図４
に示す第３に実施例と比較して安価で装置を構成するこ
とが可能となる。

【００６３】なお、第１及び第２の実施例において湿度
センサ１１及び１２の２つの湿度センサを用いている
が、単一の湿度センサを用いて、この湿度センサで前記
混合ガスと前記被測定ガスとの湿度を交互に測定するよ
うにしても良い。

【００６４】また、実施例である校正用標準ガス発生装
置が接続されるガス測定装置内に湿度センサ１１を設
け、このガス測定装置からの湿度信号に基づいて制御回
路９が流量制御装置６及び７を制御しても良い。

【００６５】また、活性炭フィルタ５では、吸引した空
気から取り除く匂い成分若しくはガス成分の種類に応じ
て吸着剤を用いるようにする。

【００６６】また、標準ガス発生手段５０としては図１
等に示すポンプ４及び活性炭フィルタ５からなる構成の
他、標準空気を充填したボンベ等を用いても良い。

【００６７】また、加湿方法としてはバブリングボトル
８等を用いる方法の他、アトマイザ等別の方法を用いて
も良い。

【００６８】また、第３及び４の実施例において説明の
都合上、制御回路９及び９ａと制御回路１８及び１８ａ
とを分けているが同一の制御回路により制御しても良
い。

【００６９】また、第３の実施例では温度調整前にスパ
ン点校正用物質の飽和ガスを混合しているが第４の実施
例のように被測定ガスの湿度及び温度に等しいゼロ点校
正用標準ガスに、即ち、第１の実施例の出力ガスにスパ
ン点校正用物質の飽和ガスを混合しても良い。

【００７０】本願に係る校正用標準ガス発生装置と匂い
／ガスセンサ及び制御装置等を組み合わせることによ
り、自動校正が可能な匂い／ガス測定装置を構成するこ
とが可能となる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項１記載の
発明では、ゼロ点校正用標準ガスを加湿して湿度を調整
し、被測定ガスと熱的に接触させることにより、被測定
ガスの湿度及び温度に等しいゼロ点校正用標準ガスを発
生することが可能な校正用標準ガス発生装置が実現でき
る。

【００７２】請求項２記載の発明では、前記ゼロ点校正
用標準ガスにスパン点校正用物質の飽和ガスを混合して
湿度及び温度を調整することにより、被測定ガスの湿度
及び温度に等しいスパン点校正用標準ガスを発生するこ
とが可能な校正用標準ガス発生装置が実現できる。

【００７３】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明の後段においてスパン点校正用物質の飽和ガスを混
合することにより、被測定ガスの湿度及び温度に等しい
スパン点校正用標準ガスを発生することが可能な校正用
標準ガス発生装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る校正用標準ガス発生装置の第１の
実施例を示す構成ブロック図である。

【図２】本発明に係る校正用標準ガス発生装置の第２の
実施例を示す構成ブロック図である。

【図３】制御信号１０５の具体例を示すタイミング図で
ある。

【図４】本発明に係る校正用標準ガス発生装置の第３の
実施例のうち加湿手段の一部を示す構成ブロック図であ
る。

【図５】本発明に係る校正用標準ガス発生装置の第４の
実施例のうち加湿手段の一部を示す構成ブロック図であ
る。

【図６】従来のガス測定装置の一例を示す構成ブロック
図である。

【符号の説明】

１ 標準ガス発生手段 ２ 切り換え手段 ３ ガス測定手段 ４ ポンプ ５ 活性炭フィルタ ６，７，１５ 流量制御装置 ８，８ａ，１６，１６ａ バブリングボトル ９，９ａ，１８，１８ａ 制御回路 １０ 湿度センサセル １１，１２ 湿度センサ １３，１３ａ ３方ソレノイドバルブ １４，１４ａ 混合槽 １７，１７ａ 温度センサ ５０ 標準ガス発生手段 ５１，５１ａ，５１ｂ 加湿手段 １００，１０３ 吸気口 １０１ 排気口 １０２ 出力信号 １０４，１０６ 出力口 １０５ 制御信号

フロントページの続き (72)発明者 御厨 健太 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス測定装置に用いられ、吸引したガスを
   脱臭してゼロ点校正用標準ガスを発生させる校正用標準
   ガス発生装置において、 前記ゼロ点校正用標準ガスを発生させる標準ガス発生手
   段と、 前記ゼロ点校正用標準ガスを加湿し、被測定ガスと熱的
   に接触させて前記被測定ガスと湿度及び温度が等しいゼ
   ロ点校正用標準ガスを発生させる加湿手段とを備えたこ
   とを特徴とする校正用標準ガス発生装置。
2. 【請求項２】ゼロ点校正用標準ガスを加湿し、周囲温度
   に基づきスパン点校正用物質の飽和ガスを混合し、被測
   定ガスと熱的に接触させて前記被測定ガスと湿度及び温
   度が等しいスパン点校正用標準ガスを発生させる加湿手
   段とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の校正用標準ガス発生装置。
3. 【請求項３】被測定ガスと湿度及び温度が等しいゼロ点
   校正用標準ガスに対し周囲温度に基づきスパン点校正用
   物質の飽和ガスを混合する加湿手段を備えたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の校正用標準ガス発生
   装置。