JPH0833352B2 - オゾン濃度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、オゾン濃度測定装置に関する。

（従来の技術） 従来、オゾン（O₃）を含むガス中のオゾン濃度の測定
装置としては、オゾンが紫外線領域の254nm付近におい
て最大吸収帯があることを利用した紫外線吸収法を利用
した装置が最も多く使用されている。

第４図に示すように、光源例えば紫外線ランプ（１）
の光を、ハーフミラー（２）により透過した50％の光を
試料セル（３）中を通過させてセンサＡ（４）で検出
し、また反射した50％の光をセンサＢ（５）で検出す
る。

また、３方電磁弁（６）を切換えることにより、オゾ
ンを含む試料ガス（７）と、この試料ガス（７）中のオ
ゾンだけを分解するゼロガス生成器（８）を通した比較
ガス（９）を交互に、試料セル（３）に導入する。

そして、センサＡ（４）、Ｂ（５）による光検出の結
果をマイクロコンピュータ（10）等で演算処理し、上記
試料ガス（７）と比較ガス（９）との吸光度の差を求め
でオゾン濃度を測定するものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来装置には、次のような問題点
がある。

イ）紫外光の領域で濃度検出を行う構成のため、紫外光
の発生に特別な装置を必要とし、また特に高精度の紫外
光受光装置を必要とする。

ロ）試料セル内を測定状態、基準状態に交互に切り換え
て測定するので、測定時間が長くかかる。

ハ）測定することによってオゾンガスの一部が分解され
てしまうので、実際に使用するオゾン流路とは別に測定
用のサンプリング流路を設ける必要がある。特に、例え
ば0.2/min程度以下の低流量のオゾンを取扱う場合に
は、上記分解の割合が高くなり、大きなオゾンの無駄が
生じることになる。

本発明は上述の従来事情に対処してなされたもので、
簡単な構成で取扱いが容易なオゾン濃度測定装置を提供
しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、オゾンに接することにより、可視光領域で
変色するシリカゲルと、このシリカゲルが変色する変色
度を検出する検出手段とを具備したことを特徴とする。

（作用） 本発明オゾン濃度測定装置では、オゾンに接すること
により可視光領域で変色するシリカゲルと、このシリカ
ゲルの変色度から上記オゾン濃度を検出する検出手段を
備えているので、オゾン濃度が可視光領域の色の変化と
して表われる。

（実施例） 以下、本発明オゾン濃度測定装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

暗箱状に形成されたケース（11）の内部には、可視光
領域で透明な部材例えば石英ガラス製の容器（12）が配
置されている。この容器（12）には、オゾン（O₃）を含
むガス（13）を容器（12）内に導入するためのガス導入
口（14）および上記ガス（13）を容器（12）から排出す
るためのガス排出口（15）が設けられており、それぞれ
ケース（11）を貫通した配管（16），（17）が取着され
ている。

容器（12）の内部には、オゾンに接することにより可
視光領域で変色するシリカゲル（18）が、ポーラス状ハ
ニカム状等のような通気性を有する形状にて充填されて
いる。

上記シリカゲルは、ガス中に混在するオゾンの一部が
接すると、吸着する作用がある。吸着されたオゾンは吸
着凝縮作用によって可視光領域において光を吸収するこ
とが発明者の実験によって明らかになっている。

次に、ケース（11）内には容器（12）を挟むように上
記シリカゲル（18）の変色を検出可能な如く白色光を発
光する例えば白熱灯を使用した光源（19）と受光器（2
0）が対向して配置されており、光源（19）を出て容器
（12）およびシリカゲル（18）を透過してきた光（21）
を受光器（20）で受光し、その受光強度に対応して電気
的出力を発生するように構成されている。

そして、上記受光器（20）からの電気的出力を増幅器
（22）にて増幅およびオゾン濃度に換算してその濃度を
表示部（23）にて表示するようにオゾン濃度の検出手段
が構成されている。

次に、動作作用について説明する。

光源（19）を点灯し、この光源（19）を出て容器（1
2）、シリカゲル（18）を透過した光（21）を受光器（2
0）で受光し、受光器（20）からの電気的出力を増幅器
（22）で増幅してそのレベルを表示器（23）で表示す
る。このとき、シリカゲル（18）はガス濃度測定前であ
るので、その光透過度は一番良好であり、したがって受
光器（20）で受光された光強度は最高の状態にあり、こ
のレベルを例えば基準レベルと設定しておく。

次に、ガスの供給源（図示せず）から供給されるオゾ
ンを含むガス（13）を所定の流量となるように設定し、
配管（16）を通してガス導入口（14）から容器（12）内
に導入する。

容器（12）内に導入されたガス（13）は、シリカゲル
（18）中を進行してガス排出口（15）に達し、配管（1
7）から排出される。

この時、ガス（13）中に混在するオゾンの一部はオゾ
ンの濃度に応じてシリカゲル（18）に接し吸着され、や
がて吸着平衡状態となるが、上記吸着されたオゾンは吸
着凝縮作用によって可視光領域において光を吸収するよ
うになる。したがって、上記シリカゲル（18）に例えば
光源（19）からの白色光を当てると赤色領域の光を吸収
するので、上記シリカゲル（18）は赤色と補色関係にあ
る青紫色に変色着色されて見える。この光（21）を受光
器（20）で受光すると、着色つまり変色度が大きいほど
光強度が弱く検出される。

上記光強度は変色度に応じて弱くなり、変色度はシリ
カゲル（18）を変色させるオゾンの濃度に従うので、受
光器（20）で検出した光強度の電気的出力から、上記濃
度情報を得ることができる。

そして、この電気的出力を増幅器（22）で増幅し、上
記した基準レベルとの比較演算等の手段にて、オゾン濃
度を表示器（23）で表示する。

なお、上記シリカゲル（18）へのオゾンの吸着および
離脱は可逆的であるため、オゾンの供給を止めるとシリ
カゲル（18）は元の状態に自然に戻るので、上記シリカ
ゲルを交換する必要はなく、保守は容易である。

上記実施例では、光源（19）と受光器（20）を対向し
て配置し、光源（19）からの光を直接受光器（20）で受
光するよう構成したものについて説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、例えば第２図に
示すように、ケース（11）内の上下位置に光の反射体例
えば鏡（24）（25）を配置し、光源（19）から出た光を
複数回反射させシリカゲル（18）中を透過した光を受光
器（20）で受光するようにしもよい。こうすることによ
り、検出感度を向上させることができる。

また、光源（19）として、白熱灯のように一定レベル
の連続発光の光源ではなく、例えば交流電源にて交流的
に点灯し、増幅器（22）を交流チョッパー式増幅に構成
して検出感度を上げたり、同期増幅により外乱を防止し
て精度を上げるようにしてもよい。

さらに、光源（19）としては、オゾンを吸着するシリ
カゲル（18）の変色が可視光領域で発生するので、その
発光の出力レベルの安定度が十分であれば、フィラメン
ト電球、LED等使用可能である。

次に、上記実施例では、暗箱状に形成したケース（1
1）中に光源（19）、シリカゲル（18）、受光器（20）
等を配置したが、外乱光の影響を十分に防止できるよう
な構成であれば種々変更してもよいことは言うまでもな
い。

一方、本発明オゾン濃度測定装置は、第３図に示すよ
うに、例えばオゾン分解器（31）の動作監視用として応
用することもできる。オゾンを使用した装置（図示せ
ず）の排出側に設けられたオゾン分解器（31）の排出側
に第１図のガス導入口側の配管（16）を接続し、また増
幅器（22）の出力側に警報器（32）を接続配置する。そ
して、オゾン分解器（31）から排出されるガス中のオゾ
ンの濃度を常時測定し、警報器（32）に入力される濃度
レベルが設定値を越えたときに警報を発するように構成
しておけばよい。

〔発明の効果〕

上述のように本発明オゾン濃度測定装置によれば、簡
単な構成で容易にオゾン濃度を測定することができる。

しかも、シリカゲルが変色する変色度を受光器で受光
して検出し、検出した光強度の電気的出力から濃度情報
を得ることができるため、正確で信頼性の向上を図るこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明オゾン濃度測定装置の一実施例を示す構
成図、第２図は第１図の部分変形図、第３図は第１図の
応用例を示す構成図、第４図は従来例の図である。 11……ケース、12……容器、 18……シリカゲル、19……光源、 20……受光器、22……増幅器、 23……表示器、24,25……鏡。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オゾンに接することにより、可視光領域で
   変色するシリカゲルと、このシリカゲルに可視光を照射
   する光源と、この光源から照射した可視光により前記シ
   リカゲルが変色する変色度を受光器で検出する検出手段
   とを具備したことを特徴とするオゾン濃度測定装置。
2. 【請求項２】前記光源は白熱灯又はフィラメント電球又
   はLEDであることを特徴とする請求項１記載のオゾン濃
   度測定装置。
3. 【請求項３】前記検出手段は、シリカゲルを透過した光
   を受光する受光器を備え、この受光器の受光強度に対応
   した電気出力を発生するものであることを特徴とする請
   求項１記載のオゾン濃度測定装置。