JPH07270316A - 赤外線ガス分析装置 - Google Patents
赤外線ガス分析装置Info
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- JPH07270316A JPH07270316A JP8801794A JP8801794A JPH07270316A JP H07270316 A JPH07270316 A JP H07270316A JP 8801794 A JP8801794 A JP 8801794A JP 8801794 A JP8801794 A JP 8801794A JP H07270316 A JPH07270316 A JP H07270316A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 赤外線ガス分析装置において従来よりも低濃
度のガス成分の測定を可能とする。 【構成】 ガスセル２０の前段に捕集管１２を設け、制
御部２４による制御の下、測定対象のガス成分を捕集管
１２に吸着させて捕集した後、ヒータＨ１による加熱に
よってガス成分を脱着させることによりガス成分を濃縮
してガスセル２０内に封入し、これにＦＴＩＲ２２が干
渉光を照射することにより、濃縮度を考慮しつつガス成
分の濃度を求める。
度のガス成分の測定を可能とする。 【構成】 ガスセル２０の前段に捕集管１２を設け、制
御部２４による制御の下、測定対象のガス成分を捕集管
１２に吸着させて捕集した後、ヒータＨ１による加熱に
よってガス成分を脱着させることによりガス成分を濃縮
してガスセル２０内に封入し、これにＦＴＩＲ２２が干
渉光を照射することにより、濃縮度を考慮しつつガス成
分の濃度を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気中やトンネル中等
における特定のガス成分の濃度を測定するための非分散
形赤外線ガス分析装置（ＮＤＩＲ）やフーリエ変換形赤
外分光光度計（ＦＴＩＲ）を用いたガス分析装置等の赤
外線ガス分析装置に関する。
における特定のガス成分の濃度を測定するための非分散
形赤外線ガス分析装置（ＮＤＩＲ）やフーリエ変換形赤
外分光光度計（ＦＴＩＲ）を用いたガス分析装置等の赤
外線ガス分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、ＦＴＩＲを用いた従来のガス分
析装置の構成を示す。この装置によりガスの分析を行な
うには、まず、標準ガスであるＮ2を、バルブＶ１２、
三方弁Ｂ１１、及びバルブＶ１３を経てガスセル６０内
に導入する。そして、ＦＴＩＲ６２により、ガスセル６
０内に導入されたガスに干渉赤外光を照射して透過光強
度を検出し、試料ガスに対する検出信号のベースライン
のデータを求め、このデータを保持しておく（ベースラ
イン補正）。次に、外部で採取された試料ガスを、エア
フィルタ５０、バルブＶ１１、三方弁Ｂ１１、及びバル
ブＶ１３を経てガスセル６０に導入する。そして、標準
ガスの場合と同様にＦＴＩＲ６２により、干渉赤外光を
照射して透過光強度を検出し、この検出によって得られ
た信号データを前記ベースライン補正のデータで正規化
する。この正規化によって得られる信号データから吸光
度のスペクトルを算出することにより、試料ガスに含ま
れる特定成分の濃度が求められる。
析装置の構成を示す。この装置によりガスの分析を行な
うには、まず、標準ガスであるＮ2を、バルブＶ１２、
三方弁Ｂ１１、及びバルブＶ１３を経てガスセル６０内
に導入する。そして、ＦＴＩＲ６２により、ガスセル６
０内に導入されたガスに干渉赤外光を照射して透過光強
度を検出し、試料ガスに対する検出信号のベースライン
のデータを求め、このデータを保持しておく（ベースラ
イン補正）。次に、外部で採取された試料ガスを、エア
フィルタ５０、バルブＶ１１、三方弁Ｂ１１、及びバル
ブＶ１３を経てガスセル６０に導入する。そして、標準
ガスの場合と同様にＦＴＩＲ６２により、干渉赤外光を
照射して透過光強度を検出し、この検出によって得られ
た信号データを前記ベースライン補正のデータで正規化
する。この正規化によって得られる信号データから吸光
度のスペクトルを算出することにより、試料ガスに含ま
れる特定成分の濃度が求められる。
【０００３】このようなガス分析装置では、ホワイトセ
ルやホルンセルと呼ばれる長光路ガスセルが用いられ
る。例えば図３におけるガスセル６０はホワイトセルで
ある。ホワイトセルやホルンセル等の長光路セルでは、
セル内に多重反射ミラーを置き、赤外光をセル内で数回
往復させることにより、長光路化が実現されている。こ
のガスセルの長光路化により吸光度が高くなるため、低
濃度のガスの分析が可能となる。
ルやホルンセルと呼ばれる長光路ガスセルが用いられ
る。例えば図３におけるガスセル６０はホワイトセルで
ある。ホワイトセルやホルンセル等の長光路セルでは、
セル内に多重反射ミラーを置き、赤外光をセル内で数回
往復させることにより、長光路化が実現されている。こ
のガスセルの長光路化により吸光度が高くなるため、低
濃度のガスの分析が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年の環境問題に対す
る関心の高まりにしたがって、排ガス等の発生源以外の
大気中などのバックグラウンドにおけるガス成分の測定
に対する要求が強くなって来た。このような測定では、
ＮＯXやＳＯX等の測定すべきガス成分の濃度が極めて低
いガスが対象となる。
る関心の高まりにしたがって、排ガス等の発生源以外の
大気中などのバックグラウンドにおけるガス成分の測定
に対する要求が強くなって来た。このような測定では、
ＮＯXやＳＯX等の測定すべきガス成分の濃度が極めて低
いガスが対象となる。
【０００５】しかし、上記のようなＦＴＩＲを用いた従
来のガス分析装置では、長光路ガスセルの光路長として
は２〜１０ｍが実用的なサイズである。したがって、こ
の程度の光路長では、測定可能な成分濃度の下限は数ｐ
ｐｍであり、これよりも濃度の低いガス成分については
十分な吸光度が得られず測定することができなかった。
この点は、ＦＴＩＲを用いたガス分析装置のみならずＮ
ＤＩＲ等の他の赤外線ガス分析装置においても同様であ
る。一方、ガスクロマトグラフを使用すれば、より低濃
度のガス成分を測定することができるが、ガスクロマト
グラフは赤外線ガス分析装置に比べ、測定に時間及び手
間を要するという問題がある。
来のガス分析装置では、長光路ガスセルの光路長として
は２〜１０ｍが実用的なサイズである。したがって、こ
の程度の光路長では、測定可能な成分濃度の下限は数ｐ
ｐｍであり、これよりも濃度の低いガス成分については
十分な吸光度が得られず測定することができなかった。
この点は、ＦＴＩＲを用いたガス分析装置のみならずＮ
ＤＩＲ等の他の赤外線ガス分析装置においても同様であ
る。一方、ガスクロマトグラフを使用すれば、より低濃
度のガス成分を測定することができるが、ガスクロマト
グラフは赤外線ガス分析装置に比べ、測定に時間及び手
間を要するという問題がある。
【０００６】そこで本発明では、従来よりも低濃度のガ
ス成分を測定することができる赤外線ガス分析装置を提
供することを目的とする。
ス成分を測定することができる赤外線ガス分析装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、ガスセルに導入された試料ガス
に赤外光を照射し、試料ガスによる赤外光の吸収特性を
利用して試料ガスに含まれる特定成分の濃度を測定する
赤外線ガス分析装置において、 ａ）試料ガスに含まれる前記特定成分を吸着させて捕集
する捕集手段と、 ｂ）捕集手段を加熱する加熱手段と、 ｃ）捕集手段に試料ガスを流す第１ガス移送手段と、 ｄ）キャリアガスにより前記特定成分を捕集手段から前
記ガスセルに移送する第２ガス移送手段と、 ｅ）第１ガス移送手段によって捕集手段に所定量の試料
ガスを流した後に、加熱手段によって捕集手段を加熱
し、該加熱によって捕集手段から脱着した前記特定成分
を第２ガス移送手段によって前記ガスセルに導入する制
御手段と、を備えた構成としている。
に成された本発明では、ガスセルに導入された試料ガス
に赤外光を照射し、試料ガスによる赤外光の吸収特性を
利用して試料ガスに含まれる特定成分の濃度を測定する
赤外線ガス分析装置において、 ａ）試料ガスに含まれる前記特定成分を吸着させて捕集
する捕集手段と、 ｂ）捕集手段を加熱する加熱手段と、 ｃ）捕集手段に試料ガスを流す第１ガス移送手段と、 ｄ）キャリアガスにより前記特定成分を捕集手段から前
記ガスセルに移送する第２ガス移送手段と、 ｅ）第１ガス移送手段によって捕集手段に所定量の試料
ガスを流した後に、加熱手段によって捕集手段を加熱
し、該加熱によって捕集手段から脱着した前記特定成分
を第２ガス移送手段によって前記ガスセルに導入する制
御手段と、を備えた構成としている。
【０００８】
【作用】このような構成によると、制御手段による制御
の下、第１ガス移送手段、第２ガス移送手段、及び加熱
手段が以下のように動作する。まず、第１ガス移送手段
が試料ガスを所定量だけ捕集手段に流す。これにより、
試料ガスに含まれた特定成分が捕集手段に吸着する。こ
の吸着によって捕集される特定成分の量は、特定成分の
濃度、捕集手段に流される試料ガスの量、及び捕集手段
における吸着剤の容量によって決まる。捕集手段に試料
ガスが所定量だけ流された後は、加熱手段が捕集手段を
加熱する。これにより、捕集手段に吸着していた特定成
分が脱着する。第２ガス移送手段は、捕集手段から脱着
した特定成分をガスセルへ導入する。このとき、Ｎ2や
Ａｒ等のような赤外光を吸収しないキャリアガスが使用
される。
の下、第１ガス移送手段、第２ガス移送手段、及び加熱
手段が以下のように動作する。まず、第１ガス移送手段
が試料ガスを所定量だけ捕集手段に流す。これにより、
試料ガスに含まれた特定成分が捕集手段に吸着する。こ
の吸着によって捕集される特定成分の量は、特定成分の
濃度、捕集手段に流される試料ガスの量、及び捕集手段
における吸着剤の容量によって決まる。捕集手段に試料
ガスが所定量だけ流された後は、加熱手段が捕集手段を
加熱する。これにより、捕集手段に吸着していた特定成
分が脱着する。第２ガス移送手段は、捕集手段から脱着
した特定成分をガスセルへ導入する。このとき、Ｎ2や
Ａｒ等のような赤外光を吸収しないキャリアガスが使用
される。
【０００９】このようにしてガスセルに導入された特定
成分は、捕集手段に流された試料ガスの量、捕集手段に
おける吸着剤の容量、及びキャリアガスの量によって決
まる濃縮度（既知）で濃縮された状態となる。この濃縮
された特定成分を含むガス、すなわち赤外光を吸収しな
いキャリアガスをベースとして濃縮された特定成分を含
むガスに対して赤外光が照射され、このガスによる吸光
度に基づき、前記濃縮度を考慮して試料ガス中における
特定成分の濃度が求められる。
成分は、捕集手段に流された試料ガスの量、捕集手段に
おける吸着剤の容量、及びキャリアガスの量によって決
まる濃縮度（既知）で濃縮された状態となる。この濃縮
された特定成分を含むガス、すなわち赤外光を吸収しな
いキャリアガスをベースとして濃縮された特定成分を含
むガスに対して赤外光が照射され、このガスによる吸光
度に基づき、前記濃縮度を考慮して試料ガス中における
特定成分の濃度が求められる。
【００１０】
【実施例】図１（ａ）は、本発明の一実施例である赤外
線ガス分析装置の構成を示す。この分析装置は、図３に
示した従来の分析装置と同様、長光路ガスセル２０内に
導入された試料ガスに干渉赤外光を照射して吸光度を測
定するＦＴＩＲ２２を用いたものである。しかし、従来
の分析装置と異なり、ガスセル２０の前段に、外部で採
取された試料ガスに含まれる特定のガス成分すなわち測
定しようとするガス成分を濃縮するために捕集管１２が
設けられており、その捕集材は、測定しようとするガス
成分に応じたものが選定されている。この捕集管１２の
一端は第１三方弁Ｂ１に接続され、他端は第２三方弁Ｂ
２に接続されている。第１三方弁Ｂ１には第１バルブＶ
１も接続されており、第１バルブＶ１の先はエアフィル
タ１０を経て外部へつながっている。したがって、外部
で採取された試料ガスは、エアフィルタ１０、第１バル
ブＶ１、及び第１三方弁Ｂ１を順に経て、捕集管１２に
流入する。また、第２三方弁Ｂ２には定流量ポンプＰ１
とともに第２バルブＶ２も接続され、第２バルブＶ２の
先には標準ガス（この標準ガスはキャリアガスを兼用し
ている）であるＮ2が充填されたボンベ（図示せず）が
接続されている。これにより、捕集管１２には、第２バ
ルブＶ２及び第２三方弁Ｂ２を経て、標準ガス兼キャリ
アガスであるＮ2を流入させることができるようになっ
ている。
線ガス分析装置の構成を示す。この分析装置は、図３に
示した従来の分析装置と同様、長光路ガスセル２０内に
導入された試料ガスに干渉赤外光を照射して吸光度を測
定するＦＴＩＲ２２を用いたものである。しかし、従来
の分析装置と異なり、ガスセル２０の前段に、外部で採
取された試料ガスに含まれる特定のガス成分すなわち測
定しようとするガス成分を濃縮するために捕集管１２が
設けられており、その捕集材は、測定しようとするガス
成分に応じたものが選定されている。この捕集管１２の
一端は第１三方弁Ｂ１に接続され、他端は第２三方弁Ｂ
２に接続されている。第１三方弁Ｂ１には第１バルブＶ
１も接続されており、第１バルブＶ１の先はエアフィル
タ１０を経て外部へつながっている。したがって、外部
で採取された試料ガスは、エアフィルタ１０、第１バル
ブＶ１、及び第１三方弁Ｂ１を順に経て、捕集管１２に
流入する。また、第２三方弁Ｂ２には定流量ポンプＰ１
とともに第２バルブＶ２も接続され、第２バルブＶ２の
先には標準ガス（この標準ガスはキャリアガスを兼用し
ている）であるＮ2が充填されたボンベ（図示せず）が
接続されている。これにより、捕集管１２には、第２バ
ルブＶ２及び第２三方弁Ｂ２を経て、標準ガス兼キャリ
アガスであるＮ2を流入させることができるようになっ
ている。
【００１１】第１三方弁Ｂ１には更に第３三方弁Ｂ３も
接続されており、第３三方弁Ｂ３の他の二つの出入口の
うち一方は第３バルブＶ３を経てガスセル２０に接続さ
れている。したがって、捕集管１２で濃縮されたガス成
分や標準ガス兼キャリアガスであるＮ2は、第３三方弁
Ｂ３及び第３バルブＶ３を経てガスセル２０に送られ
る。また、第３三方弁Ｂ３の残りの出入口は外部へつな
がっており、捕集管１２の残留物はここを経て外部へ廃
棄される。後述のように、捕集管１２で濃縮されたガス
成分をガスセル２０に送る際に、捕集管１２、ガスセル
２０、及び第１三方弁Ｂ１からガスセル２０に至るまで
の導入管を加熱しており、このために、捕集管１２の周
囲には捕集管用ヒータＨ１が、ガスセル２０の周囲には
ガスセル用ヒータＨ２が、前記導入管の周囲には導入管
用ヒータＨ３がそれぞれ設けられている。また、ガスセ
ル２０には内部の圧力を測定するために圧力計１８が取
り付けられており、ガスセル２０の出口部には第４バル
ブＶ４及び真空ポンプＰ２が接続されている。
接続されており、第３三方弁Ｂ３の他の二つの出入口の
うち一方は第３バルブＶ３を経てガスセル２０に接続さ
れている。したがって、捕集管１２で濃縮されたガス成
分や標準ガス兼キャリアガスであるＮ2は、第３三方弁
Ｂ３及び第３バルブＶ３を経てガスセル２０に送られ
る。また、第３三方弁Ｂ３の残りの出入口は外部へつな
がっており、捕集管１２の残留物はここを経て外部へ廃
棄される。後述のように、捕集管１２で濃縮されたガス
成分をガスセル２０に送る際に、捕集管１２、ガスセル
２０、及び第１三方弁Ｂ１からガスセル２０に至るまで
の導入管を加熱しており、このために、捕集管１２の周
囲には捕集管用ヒータＨ１が、ガスセル２０の周囲には
ガスセル用ヒータＨ２が、前記導入管の周囲には導入管
用ヒータＨ３がそれぞれ設けられている。また、ガスセ
ル２０には内部の圧力を測定するために圧力計１８が取
り付けられており、ガスセル２０の出口部には第４バル
ブＶ４及び真空ポンプＰ２が接続されている。
【００１２】本実施例の赤外線ガス分析装置は更に制御
部２４を備えており、制御部２４は、図１（ｂ）に示す
ようにバルブＶ１〜Ｖ４、三方弁Ｂ１〜Ｂ３、ポンプＰ
１，Ｐ２、及びヒータＨ１〜Ｈ３を制御する。ここで図
１（ｂ）は、この赤外線ガス分析装置による測定の各段
階（１）〜（７）におけるバルブＶ１〜Ｖ４、三方弁Ｂ
１〜Ｂ３、ポンプＰ１，Ｐ２、及びヒータＨ１〜Ｈ３の
状態を示す図である。だたし、ヒータＨ１〜Ｈ３のＯＮ
／ＯＦＦは同時に行なわれるため、これら三つのヒータ
をまとめて符号Ｈで示している。以下、この図を参照し
つつ、本実施例の赤外線ガス分析装置の動作について説
明する。
部２４を備えており、制御部２４は、図１（ｂ）に示す
ようにバルブＶ１〜Ｖ４、三方弁Ｂ１〜Ｂ３、ポンプＰ
１，Ｐ２、及びヒータＨ１〜Ｈ３を制御する。ここで図
１（ｂ）は、この赤外線ガス分析装置による測定の各段
階（１）〜（７）におけるバルブＶ１〜Ｖ４、三方弁Ｂ
１〜Ｂ３、ポンプＰ１，Ｐ２、及びヒータＨ１〜Ｈ３の
状態を示す図である。だたし、ヒータＨ１〜Ｈ３のＯＮ
／ＯＦＦは同時に行なわれるため、これら三つのヒータ
をまとめて符号Ｈで示している。以下、この図を参照し
つつ、本実施例の赤外線ガス分析装置の動作について説
明する。
【００１３】まず、段階（１）において、捕集管１２の
残留物すなわち捕集管１２の付着成分を除去する。この
ために、予め、捕集管用ヒータＨ１により捕集管１２を
２００℃に加熱する。このとき、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ４はそれぞれ閉、開、閉、閉の状態となってお
り、三方弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３はそれぞれＣｅｌｌ（ガス
セル）、Ｒｅｆ（標準ガス）、Ｏｕｔ（出口）の側に開
いている。したがって、標準ガス兼キャリアガスである
Ｎ2が捕集管１２に流入し、これにより、加熱によって
捕集管１２から脱着したガス成分が第３三方弁Ｂ３を経
て排出される（以下、これを「標準ガスによるパージ」
という）。
残留物すなわち捕集管１２の付着成分を除去する。この
ために、予め、捕集管用ヒータＨ１により捕集管１２を
２００℃に加熱する。このとき、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ４はそれぞれ閉、開、閉、閉の状態となってお
り、三方弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３はそれぞれＣｅｌｌ（ガス
セル）、Ｒｅｆ（標準ガス）、Ｏｕｔ（出口）の側に開
いている。したがって、標準ガス兼キャリアガスである
Ｎ2が捕集管１２に流入し、これにより、加熱によって
捕集管１２から脱着したガス成分が第３三方弁Ｂ３を経
て排出される（以下、これを「標準ガスによるパージ」
という）。
【００１４】次の段階（２）では、ガスセル２０の真空
引きを行なう。すなわち、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ
４をそれぞれ閉、閉、閉、開の状態とし、三方弁Ｂ１，
Ｂ２，Ｂ３はそれぞれＣｅｌｌ、Ｒｅｆ、Ｃｅｌｌの側
に開けておき、真空ポンプＰ２を作動させる。これによ
り、ガスセル２０内の残留物が除去される。ただし、こ
の段階（２）の動作は１回だけでなく、バルブＶ２及び
Ｖ３を開いてガスセル２０に対し標準ガスによるパージ
を行なうという動作と段階（２）の動作とを交互に繰り
返すことにより、ガスセル２０内の標準ガスの純度を上
げる。
引きを行なう。すなわち、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ
４をそれぞれ閉、閉、閉、開の状態とし、三方弁Ｂ１，
Ｂ２，Ｂ３はそれぞれＣｅｌｌ、Ｒｅｆ、Ｃｅｌｌの側
に開けておき、真空ポンプＰ２を作動させる。これによ
り、ガスセル２０内の残留物が除去される。ただし、こ
の段階（２）の動作は１回だけでなく、バルブＶ２及び
Ｖ３を開いてガスセル２０に対し標準ガスによるパージ
を行なうという動作と段階（２）の動作とを交互に繰り
返すことにより、ガスセル２０内の標準ガスの純度を上
げる。
【００１５】前記動作によりガスセル２０内の標準ガス
が所定の純度に達すると、段階（３）に移行する。段階
（３）では、ヒータＨ２をＯＮしてガスセル２０を所定
の温度に保持し、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をそれ
ぞれ閉、開、開、閉の状態とする。三方弁Ｂ１，Ｂ２，
Ｂ３は段階（２）と同じ状態とする。これにより、標準
ガスであるＮ2が一定の圧力でガスセル２０内に封入さ
れる。この状態において、ＦＴＩＲ２２によってガスセ
ル２０内に干渉赤外光を照射し、従来と同様にしてベー
スライン補正を行なう。
が所定の純度に達すると、段階（３）に移行する。段階
（３）では、ヒータＨ２をＯＮしてガスセル２０を所定
の温度に保持し、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をそれ
ぞれ閉、開、開、閉の状態とする。三方弁Ｂ１，Ｂ２，
Ｂ３は段階（２）と同じ状態とする。これにより、標準
ガスであるＮ2が一定の圧力でガスセル２０内に封入さ
れる。この状態において、ＦＴＩＲ２２によってガスセ
ル２０内に干渉赤外光を照射し、従来と同様にしてベー
スライン補正を行なう。
【００１６】ベースライン補正を行なった後は段階
（４）に移行し、真空ポンプＰ２を作動させてガスセル
２０の真空引きを行なう。このときの各バルブ及び三方
弁の状態は段階（２）と同様である。これにより、ガス
セル２０内から標準ガスが排出される。
（４）に移行し、真空ポンプＰ２を作動させてガスセル
２０の真空引きを行なう。このときの各バルブ及び三方
弁の状態は段階（２）と同様である。これにより、ガス
セル２０内から標準ガスが排出される。
【００１７】次の段階（５）では、測定すべきガス成分
の捕集を行なう。すなわち、ヒータＨ１をＯＦＦ状態と
して捕集管１２を３０℃に保持し、バルブＶ１，Ｖ２，
Ｖ３，Ｖ４をそれぞれ開、閉、閉、閉の状態とし、三方
弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をそれぞれＳａｍｐ（試料ガス）、
Ｏｕｔ、Ｃｅｌｌの側に開いて、定流量ポンプＰ１を作
動させる。これにより、外部で採取された試料ガスが分
析装置に導入され、エアフィルタ１０によって粉塵を除
去された後、捕集管１２に所定時間だけ通される。この
所定時間は、予め決められた量の試料ガスを通すように
設定されている。試料ガスが捕集管１２を通過すること
により、試料ガスに含まれる特定のガス成分が捕集管１
２に吸着する。ここで吸着するガス成分の種類は捕集材
によって決まる。したがって、既述のように、測定しよ
うとするガス成分に応じて、使用する捕集材が選定され
る。例えばＴＥＮＡＸ（商標名）、シリカゲル、及び活
性炭から成る捕集材を使用すると、ＮＯ2やＳＯ2等を捕
集管１２内に吸着させることができる。
の捕集を行なう。すなわち、ヒータＨ１をＯＦＦ状態と
して捕集管１２を３０℃に保持し、バルブＶ１，Ｖ２，
Ｖ３，Ｖ４をそれぞれ開、閉、閉、閉の状態とし、三方
弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をそれぞれＳａｍｐ（試料ガス）、
Ｏｕｔ、Ｃｅｌｌの側に開いて、定流量ポンプＰ１を作
動させる。これにより、外部で採取された試料ガスが分
析装置に導入され、エアフィルタ１０によって粉塵を除
去された後、捕集管１２に所定時間だけ通される。この
所定時間は、予め決められた量の試料ガスを通すように
設定されている。試料ガスが捕集管１２を通過すること
により、試料ガスに含まれる特定のガス成分が捕集管１
２に吸着する。ここで吸着するガス成分の種類は捕集材
によって決まる。したがって、既述のように、測定しよ
うとするガス成分に応じて、使用する捕集材が選定され
る。例えばＴＥＮＡＸ（商標名）、シリカゲル、及び活
性炭から成る捕集材を使用すると、ＮＯ2やＳＯ2等を捕
集管１２内に吸着させることができる。
【００１８】段階（６）では、上記のようにして捕集管
１２に捕集されたガス成分を脱着させ、ガスセル２０内
に導入する。すなわち、ヒータＨ１をＯＮ状態として捕
集管１２を２００℃に加熱し、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ４をそれぞれ閉、開、開、閉の状態とし、三方弁
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をそれぞれＣｅｌｌ、Ｒｅｆ、Ｃｅｌ
ｌの側に開く。これにより、捕集管１２に吸着していた
ガス成分が脱着するとともに、標準ガス兼キャリアガス
であるＮ2が捕集管１２に流入する。この結果、脱着し
たガス成分が標準ガス兼キャリアガスであるＮ2によっ
てガスセル２０内に導入される。ガスセル２０内に導入
されたガス成分の濃度は、試料ガス中におけるそのガス
成分の濃度、段階（５）で試料ガスを捕集管１２に流す
時間（試料ガスを流す量）、捕集管１２における吸着剤
の容量、及び標準ガス兼キャリアガスであるＮ2の量に
よって決まる。したがって、試料ガスを流す時間や吸着
剤の容量の設定によってガス成分を所定の濃縮度（既
知）で濃縮することができる。なお、この段階（６）で
は、捕集管１２から脱着したガス成分がガスセル２０及
びそれへ至る導入管に付着しないように、ヒータＨ２、
Ｈ３によってガスセル２０及び導入管を所定温度に加熱
する。
１２に捕集されたガス成分を脱着させ、ガスセル２０内
に導入する。すなわち、ヒータＨ１をＯＮ状態として捕
集管１２を２００℃に加熱し、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ４をそれぞれ閉、開、開、閉の状態とし、三方弁
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３をそれぞれＣｅｌｌ、Ｒｅｆ、Ｃｅｌ
ｌの側に開く。これにより、捕集管１２に吸着していた
ガス成分が脱着するとともに、標準ガス兼キャリアガス
であるＮ2が捕集管１２に流入する。この結果、脱着し
たガス成分が標準ガス兼キャリアガスであるＮ2によっ
てガスセル２０内に導入される。ガスセル２０内に導入
されたガス成分の濃度は、試料ガス中におけるそのガス
成分の濃度、段階（５）で試料ガスを捕集管１２に流す
時間（試料ガスを流す量）、捕集管１２における吸着剤
の容量、及び標準ガス兼キャリアガスであるＮ2の量に
よって決まる。したがって、試料ガスを流す時間や吸着
剤の容量の設定によってガス成分を所定の濃縮度（既
知）で濃縮することができる。なお、この段階（６）で
は、捕集管１２から脱着したガス成分がガスセル２０及
びそれへ至る導入管に付着しないように、ヒータＨ２、
Ｈ３によってガスセル２０及び導入管を所定温度に加熱
する。
【００１９】次の段階（７）では、脱着したガス成分が
ガスセル２０内に付着しないようにヒータＨ２をＯＮ状
態としたままで、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をそれ
ぞれ閉、開、閉、閉の状態とし、三方弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３をそれぞれＣｅｌｌ、Ｒｅｆ、Ｏｕｔの側に開く。こ
れにより、上記のようにして所定の濃縮度で濃縮された
ガス成分が含まれたＮ2ベースのガスが、ガスセル２０
に封入される。この状態において、ＦＴＩＲ２２により
ガスセル２０内に干渉赤外光を照射して吸光度を検出す
る。そして、この検出信号のデータを段階（３）のベー
スライン補正で得られたデータで正規化する。この正規
化によって得られる信号データから吸光度のスペクトル
を算出し、前記の濃縮度を考慮して、特定のガス成分の
試料ガス中における濃度を求める。なお、このような濃
度測定において、濃縮度は、捕集管１２における吸着剤
の容量又は捕集管１２に試料ガスを流す時間（試料ガス
を流す量）を変えることにより調整することができる。
ガスセル２０内に付着しないようにヒータＨ２をＯＮ状
態としたままで、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をそれ
ぞれ閉、開、閉、閉の状態とし、三方弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３をそれぞれＣｅｌｌ、Ｒｅｆ、Ｏｕｔの側に開く。こ
れにより、上記のようにして所定の濃縮度で濃縮された
ガス成分が含まれたＮ2ベースのガスが、ガスセル２０
に封入される。この状態において、ＦＴＩＲ２２により
ガスセル２０内に干渉赤外光を照射して吸光度を検出す
る。そして、この検出信号のデータを段階（３）のベー
スライン補正で得られたデータで正規化する。この正規
化によって得られる信号データから吸光度のスペクトル
を算出し、前記の濃縮度を考慮して、特定のガス成分の
試料ガス中における濃度を求める。なお、このような濃
度測定において、濃縮度は、捕集管１２における吸着剤
の容量又は捕集管１２に試料ガスを流す時間（試料ガス
を流す量）を変えることにより調整することができる。
【００２０】次の濃度測定のための捕集管１２の残留物
除去（段階（１）の動作）は、上記段階（７）の動作と
同時に行なわれる。そしてこの後、段階（２）、段階
（３）、…、段階（７）という動作が再度行なわれ、次
に導入された試料ガス中の特定のガス成分の濃度が測定
される。以後、このようにして段階（７）→（２）→
（３）→（４）→（５）→（６）→（７）という一連の
動作を行なう毎に、新たな試料ガスについて特定のガス
成分の濃度が測定される。
除去（段階（１）の動作）は、上記段階（７）の動作と
同時に行なわれる。そしてこの後、段階（２）、段階
（３）、…、段階（７）という動作が再度行なわれ、次
に導入された試料ガス中の特定のガス成分の濃度が測定
される。以後、このようにして段階（７）→（２）→
（３）→（４）→（５）→（６）→（７）という一連の
動作を行なう毎に、新たな試料ガスについて特定のガス
成分の濃度が測定される。
【００２１】以上のように本実施例によれば、測定しよ
うとするガス成分が濃縮されたガスがガスセル２０内に
導入されるため、十分な吸光度が得られ、従来よりも低
濃度のガス成分の測定が可能となる。すなわち、ガスセ
ルの長光路化では対応できなかったような希薄なガス成
分の濃度を測定することができる。
うとするガス成分が濃縮されたガスがガスセル２０内に
導入されるため、十分な吸光度が得られ、従来よりも低
濃度のガス成分の測定が可能となる。すなわち、ガスセ
ルの長光路化では対応できなかったような希薄なガス成
分の濃度を測定することができる。
【００２２】上記実施例では、捕集管１２は１個設けら
れているのみであるため、測定可能なガス成分はその捕
集材によって制約されるが、多種類のガス成分を同時に
測定したい場合には、測定したいガス成分に対応した複
数の捕集管を用い、これらを図２（ａ）に示すように並
列に、又は図２（ｂ）に示すように直列に配管すればよ
い。このように複数の捕集管を使用した場合、ガス成分
の各捕集管による捕集量を調整して濃縮度に違いが生じ
ないようにする必要がある。このためには、捕集管にお
ける吸着剤の容量を調整すればよいが、図２（ａ）に示
すように並列に配管して捕集管毎に定流量ポンプＰ３，
Ｐ４，Ｐ５を設けている場合には、試料ガスの流量を捕
集管毎に調整してもよい。このような吸着剤の容量又は
流量の調整により、測定対象の多種類のガス成分が同一
の濃縮度で濃縮されてガスセルに導入される。そして、
ＦＴＩＲにより、ガスセルに導入されたガスに干渉赤外
光が照射されて吸光度スペクトルが算出され、これによ
り、多種類のガス成分の濃度が同時に求められる。
れているのみであるため、測定可能なガス成分はその捕
集材によって制約されるが、多種類のガス成分を同時に
測定したい場合には、測定したいガス成分に対応した複
数の捕集管を用い、これらを図２（ａ）に示すように並
列に、又は図２（ｂ）に示すように直列に配管すればよ
い。このように複数の捕集管を使用した場合、ガス成分
の各捕集管による捕集量を調整して濃縮度に違いが生じ
ないようにする必要がある。このためには、捕集管にお
ける吸着剤の容量を調整すればよいが、図２（ａ）に示
すように並列に配管して捕集管毎に定流量ポンプＰ３，
Ｐ４，Ｐ５を設けている場合には、試料ガスの流量を捕
集管毎に調整してもよい。このような吸着剤の容量又は
流量の調整により、測定対象の多種類のガス成分が同一
の濃縮度で濃縮されてガスセルに導入される。そして、
ＦＴＩＲにより、ガスセルに導入されたガスに干渉赤外
光が照射されて吸光度スペクトルが算出され、これによ
り、多種類のガス成分の濃度が同時に求められる。
【００２３】なお、上記実施例の分析装置はＦＴＩＲを
用いて構成されているが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、ＮＤＩＲ等の分析装置にも適用可能であ
り、ＮＤＩＲ等においても本発明を適用することによ
り、より低濃度のガス成分の測定が可能となる。
用いて構成されているが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、ＮＤＩＲ等の分析装置にも適用可能であ
り、ＮＤＩＲ等においても本発明を適用することによ
り、より低濃度のガス成分の測定が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、赤外線ガス分析装置に
おいて、測定対象のガス成分を濃縮した状態でその濃度
を測定することができる。したがって、ガスクロマトグ
ラフにおる測定で必要とされたような時間や手間をかけ
ることなく、従来よりも低濃度のガス成分の測定が可能
となる。例えば、ガスセル長光路化によっては対応でき
なかったバックグランドにおけるガス成分の測定も可能
となる。
おいて、測定対象のガス成分を濃縮した状態でその濃度
を測定することができる。したがって、ガスクロマトグ
ラフにおる測定で必要とされたような時間や手間をかけ
ることなく、従来よりも低濃度のガス成分の測定が可能
となる。例えば、ガスセル長光路化によっては対応でき
なかったバックグランドにおけるガス成分の測定も可能
となる。
【図１】 本発明の一実施例である赤外線ガス分析装置
の構成を示す図（ａ）、及び、その赤外線ガス分析装置
による測定の各段階における各部の状態を示す図
（ｂ）。
の構成を示す図（ａ）、及び、その赤外線ガス分析装置
による測定の各段階における各部の状態を示す図
（ｂ）。
【図２】 本発明の他の実施例である赤外線ガス分析装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図３】 従来の赤外線ガス分析装置の構成を示す図。
１２ …捕集管 ２０ …ガスセル ２２ …ＦＴＩＲ ２４ …制御部 Ｖ１〜Ｖ４…バルブ Ｂ１〜Ｂ３…三方弁 Ｈ１〜Ｈ３…ヒータ Ｐ１，Ｐ２…ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスセルに導入された試料ガスに赤外光
を照射し、試料ガスによる赤外光の吸収特性を利用して
試料ガスに含まれる特定成分の濃度を測定する赤外線ガ
ス分析装置において、 ａ）試料ガスに含まれる前記特定成分を吸着させて捕集
する捕集手段と、 ｂ）捕集手段を加熱する加熱手段と、 ｃ）捕集手段に試料ガスを流す第１ガス移送手段と、 ｄ）キャリアガスにより前記特定成分を捕集手段から前
記ガスセルに移送する第２ガス移送手段と、 ｅ）第１ガス移送手段によって捕集手段に所定量の試料
ガスを流した後に、加熱手段によって捕集手段を加熱
し、該加熱によって捕集手段から脱着した前記特定成分
を第２ガス移送手段によって前記ガスセルに導入する制
御手段と、を備えることを特徴とする赤外線ガス分析装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8801794A JPH07270316A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 赤外線ガス分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8801794A JPH07270316A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 赤外線ガス分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270316A true JPH07270316A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13931078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8801794A Pending JPH07270316A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 赤外線ガス分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07270316A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042950A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Oyo Kogaku Kenkyusho | ガス成分測定装置 |
| JP2012002799A (ja) * | 2010-05-18 | 2012-01-05 | Horiba Ltd | 吸着性ガス分析装置 |
| CN105510265A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 株式会社岛津制作所 | 红外线气体分析仪及气体分析方法 |
| JP2017509901A (ja) * | 2014-03-17 | 2017-04-06 | プリズム・アナリティカル・テクノロジーズ・インコーポレーテッドＰｒｉｓｍ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ． | 高速試料分析方法及び高速試料分析システム |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP8801794A patent/JPH07270316A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042950A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-13 | Oyo Kogaku Kenkyusho | ガス成分測定装置 |
| JP2012002799A (ja) * | 2010-05-18 | 2012-01-05 | Horiba Ltd | 吸着性ガス分析装置 |
| JP2017509901A (ja) * | 2014-03-17 | 2017-04-06 | プリズム・アナリティカル・テクノロジーズ・インコーポレーテッドＰｒｉｓｍ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ． | 高速試料分析方法及び高速試料分析システム |
| US10551249B2 (en) | 2014-03-17 | 2020-02-04 | Mls Acq, Inc. | Process and system for sample analysis |
| CN105510265A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-20 | 株式会社岛津制作所 | 红外线气体分析仪及气体分析方法 |
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