JPH07248304A - 熱伝導率計 - Google Patents
熱伝導率計Info
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- JPH07248304A JPH07248304A JP6652894A JP6652894A JPH07248304A JP H07248304 A JPH07248304 A JP H07248304A JP 6652894 A JP6652894 A JP 6652894A JP 6652894 A JP6652894 A JP 6652894A JP H07248304 A JPH07248304 A JP H07248304A
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- gas
- thermal conductivity
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- tcd
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固有の検量線を用いることなく測定対象ガス
の濃度測定を可能とし、熱伝導率式ガス分析計の校正，
調整に要する時間の短縮化を図る。 【構成】 ＴＣＤ１の温度変化を出力電圧ｖの変化Δｖ
として検出し、ＴＣＤ１へ流れる電流ｉを制御してＴＣ
Ｄ１の発熱温度を一定に保つ。熱伝導率算出部４は、λ
ｍ＝（ｖ2 ／Ｒｈ−Ｂ）／Ａを演算し、試料ガスの熱伝
導率λｍを求める。濃度導出部５は、ＲＯＭ６に格納さ
れている検量線（分析計全体として共通）の中から所要
の検量線を読み出し、この検量線を参照として、上記求
めた熱伝導率λｍに基づき測定対象ガスの濃度を求め
る。ここで、上記演算式において装置定数Ａ，Ｂは、１
００％Ｎ2 ガスおよび１００％Ｈ2 ガスをＴＣＤ１へ給
送して出力電圧ｖを測定し、これら測定した出力電圧ｖ
に基づいて定めている。
の濃度測定を可能とし、熱伝導率式ガス分析計の校正，
調整に要する時間の短縮化を図る。 【構成】 ＴＣＤ１の温度変化を出力電圧ｖの変化Δｖ
として検出し、ＴＣＤ１へ流れる電流ｉを制御してＴＣ
Ｄ１の発熱温度を一定に保つ。熱伝導率算出部４は、λ
ｍ＝（ｖ2 ／Ｒｈ−Ｂ）／Ａを演算し、試料ガスの熱伝
導率λｍを求める。濃度導出部５は、ＲＯＭ６に格納さ
れている検量線（分析計全体として共通）の中から所要
の検量線を読み出し、この検量線を参照として、上記求
めた熱伝導率λｍに基づき測定対象ガスの濃度を求め
る。ここで、上記演算式において装置定数Ａ，Ｂは、１
００％Ｎ2 ガスおよび１００％Ｈ2 ガスをＴＣＤ１へ給
送して出力電圧ｖを測定し、これら測定した出力電圧ｖ
に基づいて定めている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、熱伝導率式ガス分析
計に用いて好適な熱伝導率計に関するものである。
計に用いて好適な熱伝導率計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、石油精製，石油化学，鉄鋼な
どのプラントに使用される熱伝導率式ガス分析計とし
て、その要部を図３に示すような熱伝導率式水素計が用
いられている。同図において、１は試料ガス（例えば、
測定対象ガスとしてＨ2 ガス、共存ガスとしてＮ2 ガス
を含むガス）の給送通路に配置された第１の測温抵抗体
（ＴＣＤ）、２は熱伝導率が既知のリファレンスガスの
給送通路に配置された第２の測温抵抗体（ＴＣＤ）、Ｒ
１，Ｒ２は抵抗、３は比較器、４は定電流源又は定電圧
源であり、ＴＣＤ１，ＴＣＤ２，抵抗Ｒ１，Ｒ２により
ホイートストンブリッジが組まれている。
どのプラントに使用される熱伝導率式ガス分析計とし
て、その要部を図３に示すような熱伝導率式水素計が用
いられている。同図において、１は試料ガス（例えば、
測定対象ガスとしてＨ2 ガス、共存ガスとしてＮ2 ガス
を含むガス）の給送通路に配置された第１の測温抵抗体
（ＴＣＤ）、２は熱伝導率が既知のリファレンスガスの
給送通路に配置された第２の測温抵抗体（ＴＣＤ）、Ｒ
１，Ｒ２は抵抗、３は比較器、４は定電流源又は定電圧
源であり、ＴＣＤ１，ＴＣＤ２，抵抗Ｒ１，Ｒ２により
ホイートストンブリッジが組まれている。
【０００３】この熱伝導率式水素計では、試料ガスがＴ
ＣＤ１に給送され、その熱伝導率に比例した熱を奪う。
これにより、ＴＣＤ１の発熱温度が変化し、その抵抗値
が変化する。一方、ＴＣＤ２には、リファレンスガスが
給送されている。この場合、リファレンスガスの熱伝導
率は一定であるから、リファレンスガスによって奪われ
る熱も一定であり、ＴＣＤ２の発熱温度は一定となり、
その抵抗値は一定となる。抵抗Ｒ１とＴＣＤ１との接続
点に生ずる電圧は比較器３の非反転入力へ、抵抗Ｒ２と
ＴＣＤ２との接続点に生ずる電圧は比較器３の反転入力
へ与えられる。これにより、試料ガスとリファレンスガ
スの熱伝導率の差に比例した抵抗値変化（発熱温度の
差）が、不平衡電圧ΔＶとして検出される。ここで、リ
ファレンスガスを試料ガスに含まれる共存ガスと同一成
分（Ｎ2 ガス）とすれば、検出される不平衡電圧ΔＶに
基づいて予め設定されている検量線を参照として、試料
ガスに含まれているＨ2 ガスの濃度を測定することがで
きる。
ＣＤ１に給送され、その熱伝導率に比例した熱を奪う。
これにより、ＴＣＤ１の発熱温度が変化し、その抵抗値
が変化する。一方、ＴＣＤ２には、リファレンスガスが
給送されている。この場合、リファレンスガスの熱伝導
率は一定であるから、リファレンスガスによって奪われ
る熱も一定であり、ＴＣＤ２の発熱温度は一定となり、
その抵抗値は一定となる。抵抗Ｒ１とＴＣＤ１との接続
点に生ずる電圧は比較器３の非反転入力へ、抵抗Ｒ２と
ＴＣＤ２との接続点に生ずる電圧は比較器３の反転入力
へ与えられる。これにより、試料ガスとリファレンスガ
スの熱伝導率の差に比例した抵抗値変化（発熱温度の
差）が、不平衡電圧ΔＶとして検出される。ここで、リ
ファレンスガスを試料ガスに含まれる共存ガスと同一成
分（Ｎ2 ガス）とすれば、検出される不平衡電圧ΔＶに
基づいて予め設定されている検量線を参照として、試料
ガスに含まれているＨ2 ガスの濃度を測定することがで
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の熱伝導率式ガス分析計では、不平衡電圧ΔＶ
と測定対象ガスの濃度との関係を示す検量線を分析計毎
に固有に作成しており、このため多種類の校正ガスを必
要とし、その校正，調整（リニアライズ）に時間を要す
るという問題があった。例えば、上述した熱伝導率式水
素計について言えば、濃度（既知濃度）の異なるＨ2 ガ
ス（共存ガスはＮ2 ガス）を校正ガスとして多数用意
し、これら校正ガスをＴＣＤ１へ給送して不平衡電圧Δ
Ｖを検出するものとし、この検出された各校正ガスの不
平衡電圧ΔＶとＨ2 ガス濃度との関係をプロットして検
量線を作成している。ここで、この作成される検量線
は、水素計毎にその装置定数が異なるため、共通として
使用することはできない。このため、水素計毎に検量線
を固有に作成しており、多種類の校正ガスを必要とし、
その校正，調整に時間を要するという問題が生ずる。
うな従来の熱伝導率式ガス分析計では、不平衡電圧ΔＶ
と測定対象ガスの濃度との関係を示す検量線を分析計毎
に固有に作成しており、このため多種類の校正ガスを必
要とし、その校正，調整（リニアライズ）に時間を要す
るという問題があった。例えば、上述した熱伝導率式水
素計について言えば、濃度（既知濃度）の異なるＨ2 ガ
ス（共存ガスはＮ2 ガス）を校正ガスとして多数用意
し、これら校正ガスをＴＣＤ１へ給送して不平衡電圧Δ
Ｖを検出するものとし、この検出された各校正ガスの不
平衡電圧ΔＶとＨ2 ガス濃度との関係をプロットして検
量線を作成している。ここで、この作成される検量線
は、水素計毎にその装置定数が異なるため、共通として
使用することはできない。このため、水素計毎に検量線
を固有に作成しており、多種類の校正ガスを必要とし、
その校正，調整に時間を要するという問題が生ずる。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、固有の検量
線を用いることなく測定対象ガスの濃度測定を可能と
し、熱伝導率式ガス分析計の校正，調整に要する時間の
短縮化を図ることの可能な熱伝導率計を提供することに
ある。
なされたもので、その目的とするところは、固有の検量
線を用いることなく測定対象ガスの濃度測定を可能と
し、熱伝導率式ガス分析計の校正，調整に要する時間の
短縮化を図ることの可能な熱伝導率計を提供することに
ある。
【０００６】
【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、本発明は、試料ガスの給送通路に配置された
測温抵抗体と、この測温抵抗体の温度変化を出力電圧ｖ
の変化として検出し、この検出される出力電圧ｖの変化
に基づいて測温抵抗体へのエネルギーの供給量を制御し
その発熱温度を一定値に保つ制御手段と、この制御手段
によりその発熱温度が一定値に保たれた状態での出力電
圧ｖを所定の演算式に代入して試料ガスの熱伝導率を算
出する熱伝導率算出手段とを備えたものである。ここ
で、熱伝導率算出手段における演算式中の固有の装置定
数は、熱伝導率が既知の第１の校正ガスを測温抵抗体へ
給送して出力電圧ｖを測定し、熱伝導率が既知の第２の
校正ガスを測温抵抗体へ給送して出力電圧ｖを測定し、
これら測定した出力電圧ｖに基づいて定めている。
るために、本発明は、試料ガスの給送通路に配置された
測温抵抗体と、この測温抵抗体の温度変化を出力電圧ｖ
の変化として検出し、この検出される出力電圧ｖの変化
に基づいて測温抵抗体へのエネルギーの供給量を制御し
その発熱温度を一定値に保つ制御手段と、この制御手段
によりその発熱温度が一定値に保たれた状態での出力電
圧ｖを所定の演算式に代入して試料ガスの熱伝導率を算
出する熱伝導率算出手段とを備えたものである。ここ
で、熱伝導率算出手段における演算式中の固有の装置定
数は、熱伝導率が既知の第１の校正ガスを測温抵抗体へ
給送して出力電圧ｖを測定し、熱伝導率が既知の第２の
校正ガスを測温抵抗体へ給送して出力電圧ｖを測定し、
これら測定した出力電圧ｖに基づいて定めている。
【０００７】
【作用】したがってこの発明によれば、試料ガスを温抵
抗体へ給送すると、この測温抵抗体の温度変化が出力電
圧ｖの変化として検出され、この検出される出力電圧ｖ
の変化に基づいて測温抵抗体へのエネルギーの供給量が
制御され、その発熱温度が一定値に保たれる。そして、
発熱温度が一定値に保たれた状態での出力電圧ｖが所定
の演算式に代入され、試料ガスの熱伝導率が算出され
る。この算出された熱伝導率に基づき、試料ガスに含ま
れる測定対象ガスおよび共存ガスの種類に応じ分析計全
体として共通に定められる検量線を参照として、測定対
象ガスの濃度を測定することが可能となる。この場合、
固有のものとしては、熱伝導率算出手段における演算式
中の装置定数を、第１および第２の校正ガスを測温抵抗
体へ給送して出力電圧ｖを測定し、これら測定した出力
電圧ｖに基づいて定めてやるのみでよい。
抗体へ給送すると、この測温抵抗体の温度変化が出力電
圧ｖの変化として検出され、この検出される出力電圧ｖ
の変化に基づいて測温抵抗体へのエネルギーの供給量が
制御され、その発熱温度が一定値に保たれる。そして、
発熱温度が一定値に保たれた状態での出力電圧ｖが所定
の演算式に代入され、試料ガスの熱伝導率が算出され
る。この算出された熱伝導率に基づき、試料ガスに含ま
れる測定対象ガスおよび共存ガスの種類に応じ分析計全
体として共通に定められる検量線を参照として、測定対
象ガスの濃度を測定することが可能となる。この場合、
固有のものとしては、熱伝導率算出手段における演算式
中の装置定数を、第１および第２の校正ガスを測温抵抗
体へ給送して出力電圧ｖを測定し、これら測定した出力
電圧ｖに基づいて定めてやるのみでよい。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図１はこの発明に係る熱伝導率計を用いてなる熱伝
導率水素計の要部を示す図である。同図において、１は
試料ガス（例えば、測定対象ガスとしてＨ2 ガス、共存
ガスとしてＮ2 ガスを含むガス）の給送通路に配置され
た測温抵抗体（ＴＣＤ）、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は抵抗、３
は比較器、４は熱伝導率算出部、５は濃度導出部、６は
ＲＯＭであり、ＴＣＤ１，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により
恒温槽７内でホイートストンブリッジが組まれている。
る。図１はこの発明に係る熱伝導率計を用いてなる熱伝
導率水素計の要部を示す図である。同図において、１は
試料ガス（例えば、測定対象ガスとしてＨ2 ガス、共存
ガスとしてＮ2 ガスを含むガス）の給送通路に配置され
た測温抵抗体（ＴＣＤ）、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は抵抗、３
は比較器、４は熱伝導率算出部、５は濃度導出部、６は
ＲＯＭであり、ＴＣＤ１，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により
恒温槽７内でホイートストンブリッジが組まれている。
【０００９】この熱伝導率式水素計では、試料ガスがＴ
ＣＤ１に給送され、その熱伝導率に比例した熱を奪う。
これにより、ＴＣＤ１の発熱温度ＴRhが変化し、その抵
抗値Ｒｈが変化する。抵抗Ｒ１とＴＣＤ１との接続点に
生ずる電圧は出力電圧ｖとして比較器３の反転入力へ、
抵抗Ｒ３とＲ２との接続点に生ずる電圧は比較器３の反
転入力へ与えられる。これにより、ＴＣＤ１の温度変化
が、出力電圧ｖの変化Δｖとして検出される。比較器３
は、この検出した出力電圧ｖの変化Δｖに基づいて、Ｔ
ＣＤ１へ流れる電流ｉを制御し、ＴＣＤ１の抵抗値Ｒｈ
を一定（Ｒｈ＝（Ｒ１×Ｒ２）／Ｒ３）に保つ。これに
より、出力電圧ｖが変化し、ＴＣＤ１の発熱温度ＴRhが
一定に保たれる。
ＣＤ１に給送され、その熱伝導率に比例した熱を奪う。
これにより、ＴＣＤ１の発熱温度ＴRhが変化し、その抵
抗値Ｒｈが変化する。抵抗Ｒ１とＴＣＤ１との接続点に
生ずる電圧は出力電圧ｖとして比較器３の反転入力へ、
抵抗Ｒ３とＲ２との接続点に生ずる電圧は比較器３の反
転入力へ与えられる。これにより、ＴＣＤ１の温度変化
が、出力電圧ｖの変化Δｖとして検出される。比較器３
は、この検出した出力電圧ｖの変化Δｖに基づいて、Ｔ
ＣＤ１へ流れる電流ｉを制御し、ＴＣＤ１の抵抗値Ｒｈ
を一定（Ｒｈ＝（Ｒ１×Ｒ２）／Ｒ３）に保つ。これに
より、出力電圧ｖが変化し、ＴＣＤ１の発熱温度ＴRhが
一定に保たれる。
【００１０】ＴＣＤ１の発熱温度ＴRhが一定に保たれる
ことは下記（１）式を見ても分かる。すなわち、ＴＣＤ
１は白金薄膜抵抗体であり、その抵抗値Ｒｈは（１）式
で示され、ＴＣＤ１の抵抗値Ｒｈを一定に制御すれば、
同時に発熱温度ＴRhも一定に保たれる。 Ｒｈ＝Ｒｈ20｛１＋α20・（ＴRh−２０）＋β20・（ＴRh−２０）2 ｝ ・・ ・（１） なお、この式において、Ｒｈ20は２０℃におけるＴＣＤ
１の抵抗値（Ω）、α20は２０℃におけるＴＣＤ１の１
次抵抗温度係数、β20は２０℃におけるＴＣＤ１の２次
抵抗温度係数である。
ことは下記（１）式を見ても分かる。すなわち、ＴＣＤ
１は白金薄膜抵抗体であり、その抵抗値Ｒｈは（１）式
で示され、ＴＣＤ１の抵抗値Ｒｈを一定に制御すれば、
同時に発熱温度ＴRhも一定に保たれる。 Ｒｈ＝Ｒｈ20｛１＋α20・（ＴRh−２０）＋β20・（ＴRh−２０）2 ｝ ・・ ・（１） なお、この式において、Ｒｈ20は２０℃におけるＴＣＤ
１の抵抗値（Ω）、α20は２０℃におけるＴＣＤ１の１
次抵抗温度係数、β20は２０℃におけるＴＣＤ１の２次
抵抗温度係数である。
【００１１】ここで、ＴＣＤ１から周囲に伝わる熱量Ｑ
T は、下記（２）式で示される。なお、この式におい
て、ＱG は熱伝導により試料ガスに伝わる熱量、ＱS は
ＴＣＤ１を構築するダイヤフラム（シリコン）および抵
抗パターンを通してシリコン台座に伝わる熱量、ＱC は
対流（強制対流および自然対流）により伝わる熱量、Ｑ
R は輻射により伝わる熱量である。 ＱT ＝ＱG ＋ＱS ＋ＱC ＋ＱR ・・・（２） この熱量ＱT は、さらに、下記（３）式として表現され
る。なお、この式において、ＴRR2 は恒温槽７の温度
（℃）、λｍは試料ガスの熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、Ｇ
は装置定数（ｍ）、λsiはダイヤフラムおよび抵抗パタ
ーンの熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、ＧS はダイヤフラムお
よび抵抗パターンにおける装置定数（ｍ）である。
T は、下記（２）式で示される。なお、この式におい
て、ＱG は熱伝導により試料ガスに伝わる熱量、ＱS は
ＴＣＤ１を構築するダイヤフラム（シリコン）および抵
抗パターンを通してシリコン台座に伝わる熱量、ＱC は
対流（強制対流および自然対流）により伝わる熱量、Ｑ
R は輻射により伝わる熱量である。 ＱT ＝ＱG ＋ＱS ＋ＱC ＋ＱR ・・・（２） この熱量ＱT は、さらに、下記（３）式として表現され
る。なお、この式において、ＴRR2 は恒温槽７の温度
（℃）、λｍは試料ガスの熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、Ｇ
は装置定数（ｍ）、λsiはダイヤフラムおよび抵抗パタ
ーンの熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、ＧS はダイヤフラムお
よび抵抗パターンにおける装置定数（ｍ）である。
【００１２】 ＱT ＝（ＴRh−ＴRR2 ）・λｍ・Ｇ＋（ＴRh−ＴRR2 ）・λsi・ＧS ＋ＱC ＋Ｑ R ・・・（３） この（３）式において、ＧおよびＧS はガス組成によっ
て変化しないし、ＱC，ＱR はＱG ，ＱS に比べて十分
小さな値（または一定値）であり、λsiも一定と考えら
れる。また、ＴRh，ＴRR2 は一定にコントロールされる
ので、上記（３）式はＡ，Ｂを固有の装置定数（運転状
態を含めた形状係数）として、下記（４）式で示され
る。 ＱT ＝Ａ・λｍ＋Ｂ ・・・（４） 一方、ＱT は、 ＱT ＝ｉ2 ・Ｒｈ＝ｖ2 ／Ｒｈ ・・・（５） として表され、ＱT ＝Ａ・λｍ＋Ｂ＝ｖ2 ／Ｒｈより、
試料ガスの熱伝導率λｍは下記（６）式で表されるもの
となる。 λｍ＝（ｖ2 ／Ｒｈ−Ｂ）／Ａ ・・・（６）
て変化しないし、ＱC，ＱR はＱG ，ＱS に比べて十分
小さな値（または一定値）であり、λsiも一定と考えら
れる。また、ＴRh，ＴRR2 は一定にコントロールされる
ので、上記（３）式はＡ，Ｂを固有の装置定数（運転状
態を含めた形状係数）として、下記（４）式で示され
る。 ＱT ＝Ａ・λｍ＋Ｂ ・・・（４） 一方、ＱT は、 ＱT ＝ｉ2 ・Ｒｈ＝ｖ2 ／Ｒｈ ・・・（５） として表され、ＱT ＝Ａ・λｍ＋Ｂ＝ｖ2 ／Ｒｈより、
試料ガスの熱伝導率λｍは下記（６）式で表されるもの
となる。 λｍ＝（ｖ2 ／Ｒｈ−Ｂ）／Ａ ・・・（６）
【００１３】ここで、固有の装置定数Ａ，Ｂが分かれ
ば、出力電圧ｖを上記（６）式に代入することにより、
試料ガスの熱伝導率λｍを求めることができる。そこ
で、本実施例においては、上記（６）式を演算式として
熱伝導率算出部４へ設定する一方、この演算式における
固有の装置定数Ａ，Ｂを次のようにして定めている。す
なわち、熱伝導率が既知の第１の校正ガス（例えば、１
００％Ｎ2 ガス）をＴＣＤ１へ給送して出力電圧ｖ（ｖ
N2）を測定し、熱伝導率が既知の第２の校正ガス（例え
ば、１００％Ｈ2 ガス）をＴＣＤ１へ給送して出力電圧
ｖ（ｖH2）を測定し、この測定した出力電圧ｖN2，ｖH2
を下記（７）式および（８）式に代入して固有の装置定
数Ａ，Ｂを求め、この求めた装置定数Ａ，Ｂを熱伝導率
算出部４における演算式中の装置定数Ａ，Ｂとして設定
している。
ば、出力電圧ｖを上記（６）式に代入することにより、
試料ガスの熱伝導率λｍを求めることができる。そこ
で、本実施例においては、上記（６）式を演算式として
熱伝導率算出部４へ設定する一方、この演算式における
固有の装置定数Ａ，Ｂを次のようにして定めている。す
なわち、熱伝導率が既知の第１の校正ガス（例えば、１
００％Ｎ2 ガス）をＴＣＤ１へ給送して出力電圧ｖ（ｖ
N2）を測定し、熱伝導率が既知の第２の校正ガス（例え
ば、１００％Ｈ2 ガス）をＴＣＤ１へ給送して出力電圧
ｖ（ｖH2）を測定し、この測定した出力電圧ｖN2，ｖH2
を下記（７）式および（８）式に代入して固有の装置定
数Ａ，Ｂを求め、この求めた装置定数Ａ，Ｂを熱伝導率
算出部４における演算式中の装置定数Ａ，Ｂとして設定
している。
【００１４】 Ａ＝（ｖN2 2 −ｖH2 2 ）／Ｒｈ・（λN2−λH2） ・・・（７） Ｂ＝（ｖN2 2 ・λH2−ｖH2 2 ・λN2）／Ｒｈ・（λH2−λN2） ・・・（８） なお、この式において、λN2は１００％Ｎ2 ガスの（Ｔ
Rh＋ＴRR2 ）／２における熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、λ
H2は１００％Ｈ２ガスの（ＴRh＋ＴRR2 ）／２における
熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）である。また、上記（７）式お
よび（８）式は、Ａ・λｍ＋Ｂ＝ｖ2 ／Ｒｈを変形して
得られるｖ2 ＝Ｒｈ・Ａ・λｍ＋Ｒｈ・ＢにｖN2，λN2
およびｖH2，λH2を代入して得られる下記（９）および
（１０）式の連立方程式を解いて得られるものである。 ｖN2 2 ＝Ｒｈ・Ａ・λN2＋Ｒｈ・Ｂ ・・・（９） ｖH2 2 ＝Ｒｈ・Ａ・λH2＋Ｒｈ・Ｂ ・・・（１０）
Rh＋ＴRR2 ）／２における熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、λ
H2は１００％Ｈ２ガスの（ＴRh＋ＴRR2 ）／２における
熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）である。また、上記（７）式お
よび（８）式は、Ａ・λｍ＋Ｂ＝ｖ2 ／Ｒｈを変形して
得られるｖ2 ＝Ｒｈ・Ａ・λｍ＋Ｒｈ・ＢにｖN2，λN2
およびｖH2，λH2を代入して得られる下記（９）および
（１０）式の連立方程式を解いて得られるものである。 ｖN2 2 ＝Ｒｈ・Ａ・λN2＋Ｒｈ・Ｂ ・・・（９） ｖH2 2 ＝Ｒｈ・Ａ・λH2＋Ｒｈ・Ｂ ・・・（１０）
【００１５】一方、本実施例において、ＲＯＭ６には、
試料ガスに含まれる測定対象ガスおよび共存ガスの種類
に応じ分析計全体として共通に定められる検量線が、複
数種類格納されている。すなわち、測定対象ガスをＨ2
とし共存ガスをＮ2 としたときの試料ガスの熱伝導率λ
ｍに対するＨ2 ガスの濃度を示す検量線（図２参照：Ｎ
2 −Ｈ2 検量線）や、測定対象ガスをＨ2 とし共存ガス
をＣＨ4 としたときの試料ガスの熱伝導率λｍに対する
Ｈ2 ガスの濃度を示す検量線（ＣＨ4 −Ｈ2 検量線）
や、測定対象ガスをＨ2 とし共存ガスをＣＯ2 としたと
きの試料ガスの熱伝導率λｍに対するＨ2 ガスの濃度を
示す検量線（ＣＯ2 −Ｈ2 検量線）など、多種類の検量
線が格納されている。これら、検量線は、物理データと
してすでに求められているものもあるが、求められてい
ない場合には実測のうえ作成する。
試料ガスに含まれる測定対象ガスおよび共存ガスの種類
に応じ分析計全体として共通に定められる検量線が、複
数種類格納されている。すなわち、測定対象ガスをＨ2
とし共存ガスをＮ2 としたときの試料ガスの熱伝導率λ
ｍに対するＨ2 ガスの濃度を示す検量線（図２参照：Ｎ
2 −Ｈ2 検量線）や、測定対象ガスをＨ2 とし共存ガス
をＣＨ4 としたときの試料ガスの熱伝導率λｍに対する
Ｈ2 ガスの濃度を示す検量線（ＣＨ4 −Ｈ2 検量線）
や、測定対象ガスをＨ2 とし共存ガスをＣＯ2 としたと
きの試料ガスの熱伝導率λｍに対するＨ2 ガスの濃度を
示す検量線（ＣＯ2 −Ｈ2 検量線）など、多種類の検量
線が格納されている。これら、検量線は、物理データと
してすでに求められているものもあるが、求められてい
ない場合には実測のうえ作成する。
【００１６】また、本実施例において、濃度導出部５
は、試料ガスの構成に応じ、ＲＯＭ６に格納されている
検量線の中から所要の検量線を読み出す。本実施例で
は、測定対象ガスをＨ2 とし共存ガスをＮ2 としている
ので、外部からの指定に応じ、Ｎ2 −Ｈ2 検量線を読み
出す。そして、この読み出したＮ2 −Ｈ2 検量線を参照
として、熱伝導率算出部４にて算出された試料ガスの熱
伝導率λｍに基づき、試料ガスに含まれるＨ2 ガスの濃
度を求め、この濃度を測定濃度値として出力する。
は、試料ガスの構成に応じ、ＲＯＭ６に格納されている
検量線の中から所要の検量線を読み出す。本実施例で
は、測定対象ガスをＨ2 とし共存ガスをＮ2 としている
ので、外部からの指定に応じ、Ｎ2 −Ｈ2 検量線を読み
出す。そして、この読み出したＮ2 −Ｈ2 検量線を参照
として、熱伝導率算出部４にて算出された試料ガスの熱
伝導率λｍに基づき、試料ガスに含まれるＨ2 ガスの濃
度を求め、この濃度を測定濃度値として出力する。
【００１７】なお、本実施例においては、測定対象ガス
を熱伝導率の高いＨ2 としたが、Ｈｅなどの高熱伝導率
のガスとしてもよい。また、これとは逆に、熱伝導率の
低いＣｌ2 などのガスを測定対象ガスとしてもよい。す
なわち、熱伝導率の変化が大きいガスであれば、Ｈ2 と
同様にしてその濃度を測定することが可能である。ま
た、本実施例では、第１の校正ガスを１００％Ｎ2 ガ
ス、第２の校正ガスを１００％Ｈ2 ガスとしたが、熱伝
導率が既知のガスであれば如何なるガスも校正ガスとな
り得る。また、本実施例では、ＲＯＭ６に多種類の検量
線を格納しておくものとしたが、これら検量線は近似式
に置き換えて格納しておくようにしてもよい。
を熱伝導率の高いＨ2 としたが、Ｈｅなどの高熱伝導率
のガスとしてもよい。また、これとは逆に、熱伝導率の
低いＣｌ2 などのガスを測定対象ガスとしてもよい。す
なわち、熱伝導率の変化が大きいガスであれば、Ｈ2 と
同様にしてその濃度を測定することが可能である。ま
た、本実施例では、第１の校正ガスを１００％Ｎ2 ガ
ス、第２の校正ガスを１００％Ｈ2 ガスとしたが、熱伝
導率が既知のガスであれば如何なるガスも校正ガスとな
り得る。また、本実施例では、ＲＯＭ６に多種類の検量
線を格納しておくものとしたが、これら検量線は近似式
に置き換えて格納しておくようにしてもよい。
【００１８】
【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、試料ガスを温抵抗体へ給送すると、この
測温抵抗体の温度変化が出力電圧ｖの変化として検出さ
れ、この検出される出力電圧ｖの変化に基づいて測温抵
抗体へのエネルギーの供給量が制御され、その発熱温度
が一定値に保たれ、発熱温度が一定値に保たれた状態で
の出力電圧ｖが所定の演算式に代入され、試料ガスの熱
伝導率が算出されるものとなり、この算出された熱伝導
率に基づき、試料ガスに含まれる測定対象ガスおよび共
存ガスの種類に応じ分析計全体として共通に定められる
検量線を参照として、測定対象ガスの濃度を測定するこ
とが可能となり、すなわち固有の検量線を用いることな
く測定対象ガスの濃度を測定することが可能となり、こ
の場合、固有のものとしては、熱伝導率算出手段におけ
る演算式中の装置定数を、第１および第２の校正ガスを
測温抵抗体へ給送して出力電圧ｖを測定し、これら測定
した出力電圧ｖに基づいて定めてやるのみでよいので、
熱伝導率式ガス分析計の校正，調整に要する時間を従来
のものに比して大幅に短縮することが可能となる。
発明によれば、試料ガスを温抵抗体へ給送すると、この
測温抵抗体の温度変化が出力電圧ｖの変化として検出さ
れ、この検出される出力電圧ｖの変化に基づいて測温抵
抗体へのエネルギーの供給量が制御され、その発熱温度
が一定値に保たれ、発熱温度が一定値に保たれた状態で
の出力電圧ｖが所定の演算式に代入され、試料ガスの熱
伝導率が算出されるものとなり、この算出された熱伝導
率に基づき、試料ガスに含まれる測定対象ガスおよび共
存ガスの種類に応じ分析計全体として共通に定められる
検量線を参照として、測定対象ガスの濃度を測定するこ
とが可能となり、すなわち固有の検量線を用いることな
く測定対象ガスの濃度を測定することが可能となり、こ
の場合、固有のものとしては、熱伝導率算出手段におけ
る演算式中の装置定数を、第１および第２の校正ガスを
測温抵抗体へ給送して出力電圧ｖを測定し、これら測定
した出力電圧ｖに基づいて定めてやるのみでよいので、
熱伝導率式ガス分析計の校正，調整に要する時間を従来
のものに比して大幅に短縮することが可能となる。
【図１】 本発明に係る熱伝導率計を用いてなる熱伝導
率水素計の要部を示す図である。
率水素計の要部を示す図である。
【図２】 この熱伝導率水素計のＲＯＭに格納されてい
る検量線を例示する図である。
る検量線を例示する図である。
【図３】 従来の熱伝導率水素計の要部を示す図であ
る。
る。
１…測温抵抗体（ＴＣＤ）、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…抵抗、
３…比較器、４…熱伝導率算出部、５…濃度導出部、６
…ＲＯＭ、７…恒温槽。
３…比較器、４…熱伝導率算出部、５…濃度導出部、６
…ＲＯＭ、７…恒温槽。
Claims (1)
- 【請求項１】 試料ガスの給送通路に配置された測温抵
抗体と、 この測温抵抗体の温度変化を出力電圧ｖの変化として検
出し、この検出される出力電圧ｖの変化に基づいて前記
測温抵抗体へのエネルギーの供給量を制御しその発熱温
度を一定値に保つ制御手段と、 この制御手段によりその発熱温度が一定値に保たれた状
態での出力電圧ｖを所定の演算式に代入して前記試料ガ
スの熱伝導率を算出する熱伝導率算出手段とを備え、 前記熱伝導率算出手段における演算式中の固有の装置定
数が、熱伝導率が既知の第１の校正ガスを前記測温抵抗
体へ給送して出力電圧ｖを測定し、熱伝導率が既知の第
２の校正ガスを前記測温抵抗体へ給送して出力電圧ｖを
測定し、これら測定した出力電圧ｖに基づいて定められ
ていることを特徴とする熱伝導率計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06066528A JP3114137B2 (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 熱伝導率式ガス濃度分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06066528A JP3114137B2 (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 熱伝導率式ガス濃度分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07248304A true JPH07248304A (ja) | 1995-09-26 |
| JP3114137B2 JP3114137B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=13318472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06066528A Expired - Lifetime JP3114137B2 (ja) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | 熱伝導率式ガス濃度分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114137B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109997032A (zh) * | 2016-11-29 | 2019-07-09 | 英弘精机株式会社 | 热传导率测定装置、热传导率测定方法及真空度评估装置 |
| JP2020139873A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | オムロン株式会社 | 酸素濃度測定装置及び酸素濃度測定方法 |
| CN111771119A (zh) * | 2018-02-06 | 2020-10-13 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 使用热导率技术对输送到工业用户场所的气体的质量进行现场监测的方法 |
| CN113866070A (zh) * | 2021-11-19 | 2021-12-31 | 郑州大学 | 一种用于测量大孔材料微小表面积的装置和方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646494U (ja) * | 1992-12-03 | 1994-06-28 | 弘 月見里 | 蒸気煮沸釜 |
| JP4505842B2 (ja) * | 2006-03-15 | 2010-07-21 | 株式会社山武 | 熱伝導率測定方法とその装置およびガス成分比率測定装置 |
-
1994
- 1994-03-11 JP JP06066528A patent/JP3114137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109997032A (zh) * | 2016-11-29 | 2019-07-09 | 英弘精机株式会社 | 热传导率测定装置、热传导率测定方法及真空度评估装置 |
| CN111771119A (zh) * | 2018-02-06 | 2020-10-13 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 使用热导率技术对输送到工业用户场所的气体的质量进行现场监测的方法 |
| CN111771119B (zh) * | 2018-02-06 | 2023-11-17 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 使用热导率技术对输送到工业用户场所的气体的质量进行现场监测的方法 |
| JP2020139873A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | オムロン株式会社 | 酸素濃度測定装置及び酸素濃度測定方法 |
| WO2020175379A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | オムロン株式会社 | 酸素濃度測定装置及び酸素濃度測定方法 |
| CN113866070A (zh) * | 2021-11-19 | 2021-12-31 | 郑州大学 | 一种用于测量大孔材料微小表面积的装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3114137B2 (ja) | 2000-12-04 |
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