JPH09113450A - ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法 - Google Patents

ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法

Info

Publication number
JPH09113450A
JPH09113450A JP7270290A JP27029095A JPH09113450A JP H09113450 A JPH09113450 A JP H09113450A JP 7270290 A JP7270290 A JP 7270290A JP 27029095 A JP27029095 A JP 27029095A JP H09113450 A JPH09113450 A JP H09113450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
concentration
detection
light
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7270290A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3156960B2 (ja
Inventor
Kazunari Tanaka
一成 田中
Chiaki Igarashi
千秋 五十嵐
Yoshihiko Sadaoka
芳彦 定岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP27029095A priority Critical patent/JP3156960B2/ja
Priority to US08/728,529 priority patent/US5952237A/en
Publication of JPH09113450A publication Critical patent/JPH09113450A/ja
Priority to US09/365,725 priority patent/US6117686A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3156960B2 publication Critical patent/JP3156960B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G01N21/3151Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using two sources of radiation of different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G01N21/783Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour for analysing gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/15Inorganic acid or base [e.g., hcl, sulfuric acid, etc. ]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/15Inorganic acid or base [e.g., hcl, sulfuric acid, etc. ]
    • Y10T436/153333Halogen containing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/19Halogen containing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/20Oxygen containing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25875Gaseous sample or with change of physical state

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テトラフェニルポルフィリン(TPP)を用
いて、ハロゲンガス、ハロゲン化水素ガス、酸性ガス、
酸化性ガス、塩基性ガス、有機酸ガス、特にハロゲンガ
スやハロゲン化水素ガスを有害成分として含有する混合
ガスから有害成分の微量ガスを検知し、検量線を求めて
定量するに際し、検量域の調整を可能にし、有害成分ガ
スを広い濃度範囲にわたって検知・定量すること。 【解決手段】 検知材のマトリクスポリマ中のテトラフ
ェニルポルフィリンの濃度を制御して検知材の感度を調
整し、かつ測定波長を特定して、測定するガス濃度領域
を制御すること。及び設定感度を調整した検知材を複数
用いることにより、測定するガス濃度領域拡大するこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲンガス、ハ
ロゲン化水素ガス、酸性ガス、酸化性ガス、塩基性ガ
ス、有機酸ガスの内少なくとも1を含む混合ガスから前
記ガスを検出するガス濃度検知方法に関し、特にテトラ
フェニルポルフィリンを用いて行う新規な前記ガスの濃
度検知方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から空気などのような混合ガス中に
含まれる有害ガスを検出するためには種々の手段が提案
されている。混合ガス中の成分の検出は液中の成分の検
出の場合と違って比較的難しく、精度の高い測定がしに
くいものである。一般に用いられている検知手段として
は、(i)検知管、(ii)変色ビーズ、(iii)検知テー
プ、(iv)定電位電解方式などの方式があるが、いずれ
の方法も 測定に手間がかかる。 感度はppm前後と低い。 連続測定はできない。等の欠点があった。
【0003】また、特表平5−505871号公報に
は、ある種のガスに曝されたときに色もしくは導電度が
変化するガス検知成分を有するガスセンサーとして、
(モノ、ジあるいはトリ)アザテトラベンゾポルフィリ
ンを含み、このポルフィリンがクロム(3価)、バナジ
ウム、マンガン、コバルトあるいは鉄(3価)を含むも
のであるものを示している。これらのガスセンサーは、
その物質があるガス成分に曝されたときに色もしくは導
電度に変化が生じるので、その変化によりそのガス成分
を検出するが、いずれも感度があまり高くない。また、
その物質の種類によってはある程度の回復性があるとさ
れているが、回復までの時間が一般に長く、短いもので
も連続測定に使用できるようなものではない。
【0004】混合ガス中の、例えば空気中の、有害成分
を迅速にかつ簡便に高い精度で検出できるようにするこ
とは従来から強く要望されてきたところであり、また半
導体製造装置などにおいて排出される排ガス中の有害成
分、例えばハロゲンやハロゲン化水素の成分を排出しな
いために、迅速かつ簡便に精度良く有害成分を検出でき
る手段を提供することが望まれている。
【0005】最近発明者らは、置換基がポルフィリン環
についているテトラフェニルポルフィリン誘導体あるい
はその金属錯体がハロゲンガス、ハロゲン化水素ガスな
どに対するガス反応性色素であることを見出し、このガ
ス反応性色素を用いてそれがハロゲンガス、ハロゲン化
水素ガスなどと接触することによる色素のスペクトルの
変化とガス濃度との検量線を作成してガス濃度を検知す
る技術について特願平7−85988号明細書に記載し
た。
【0006】簡便に精度良く混合ガス中の微量成分を検
出するのに利用される比色式等の濃度測定法において
は、測定対象の濃度に対する色濃度の変化等を検量線と
し、色濃度等の測定値からその検量線を用いて測定対象
の濃度を測定することは一般に行われるところである。
【0007】しかしながら、前記ハロゲンガスやハロゲ
ン化水素ガスと例えばテトラフェニルポルフィリンを接
触させ、テトラフェニルポルフィリンのスペクトルのピ
ークの高さの変化からハロゲンガスやハロゲン化水素ガ
スのガスの濃度を検知しようとすると、スペクトルのピ
ークの高さの変化が現れてからピークの高さが飽和する
までの被検ガスの濃度範囲が非常に狭く、広い濃度範囲
にわたる検量線を作成することができない場合が多いこ
とが判明した。また、対象ガスについて検量線を作成し
ても、作成した検量線で利用できるの濃度範囲が、測定
したい濃度範囲と合致しない。このため、対象ガスの濃
度を検量線が利用できる濃度にまで希釈あるいは濃縮し
て調整せざるを得ないが、ガスの場合濃度を正確に調整
することは困難であるり、ましてガスの濃度を調整しな
がら、連続して測定しようとすることは極めて困難であ
る。
【0008】本発明者らは先に出願した特願平7−85
988号明細書に、ハロゲンガス、ハロゲン化水素ガ
ス、酸性ガス、酸化性ガスと接触することによるガス反
応性色素の色の変化とガス濃度との検量線を作成して、
ガス濃度を検量する技術について記載した。本発明者ら
は、”光を照射した状態で、テトラフェニルポルフィリ
ンを含むマトリクスポリマを塗布してなる検知材に、ハ
ロゲンガス、ハロゲン化水素ガス、酸性ガス、酸化性ガ
ス、塩基性ガス、有機酸ガスの内少なくとも1を含む混
合ガスを接触させ、特定波長において、テトラフェニル
ポルフィリンを担持した検知材からの透過光または反射
光のスペクトルのピークの位置及び高さを観測する”と
いう研究をさらに続けた結果次の様な事実を見出した。
すなわち、マトリクスポリマ中に含ませるテトラフェニ
ルポルフィリンの濃度を変えると、特定波長での観測
で、接触させるガスとの反応によって生じるスペクトル
ピークがあらわれるガスの濃度領域が変化するという事
実である。例えば、あるテトラフェニルポルフィリン濃
度の検知材を用いた時に観測される「スペクトルピーク
があらわれるガスの濃度領域」と、それより高い濃度の
テトラフェニルポルフィリンを含む検知材を用いた時に
観測される「スペクトルピークがあらわれるガスの濃度
領域」では後者の方が低いガス濃度領域であるという事
である。言い換えると、マトリクスポリマ中に含ませる
テトラフェニルポルフィリンの濃度を変えた検知材を複
数枚用意することによって、従来より広範囲の濃度領域
にわたってガス濃度の検量ができるということである。
この事実に基づいて本発明に達した。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明はテトラフェニ
ルポルフィリンを用いて、ハロゲン、ハロゲン化水素、
酸性ガス、酸化性ガス、塩基性ガス、有機酸ガス、特に
ハロゲンやハロゲン化水素を有害成分として含有する混
合ガスから有害成分の微量なガスを検知・定量するこ
と。かつ、前記ガスを広い濃度範囲にわたって検知・定
量することを目的とするものである。以下、被検対象ガ
スであるハロゲンガス、ハロゲン化水素ガス、酸性ガ
ス、酸化性ガス、塩基性ガス、有機酸ガスを単にハロゲ
ンやハロゲン化水素と略記する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の手段に
より前記の課題を解決することができた。 1)基板の表面に下記化学式(1)に示すテトラフェニ
ルポルフィリンを含むマトリクスポリマを塗布してなる
検知材に、光を照射した状態でハロゲンガス、ハロゲン
化水素ガス、酸性ガス、酸化性ガス、塩基性ガス、有機
酸ガスの内少なくとも1を含む混合ガスを接触させ、前
記テトラフェニルポルフィリンに生じる色の変化を特定
波長の透過光または反射光のスペクトル変化として測定
して前記ガス濃度を測定するガス濃度検知方法におい
て、前記マトリクスポリマ中のテトラフェニルポルフィ
リンの濃度を制御して前記検知材の感度を調整し、かつ
特定波長光で測定することにより、測定するガス濃度領
域を制御することを特徴とする検知ガス濃度領域調整方
法。
【0011】
【化2】
【0012】2)設定感度を調整した前記検知材を複数
用いることにより、測定するガス濃度領域を拡大するこ
とを特徴とする前記1)に記載の検知ガス濃度領域調整
方法。前記1)に記載の検知ガス濃度領域調整方法にお
いて、前記ガス濃度の測定に使用する検知材を構成する
前記基板がアルミナ基板、ガラス基板、光ファイバ、
紙、ガラスビーズ、シリカゲルであり、また、前記マト
リクスポリマが、テトラフェニルポルフィリンと共通の
溶媒に可溶なポリマーであることが好ましい。
【0013】色濃度の測定によって、測定対象中の被検
物質の濃度を測定する場合、測定値の再現性が非常に重
要な因子であるが、再現性の良い測定値を得るには、検
出光の波長を変えて被検物質による検出光の光濃度の変
化を観測し、すなわち被検物質によるスペクトルを観測
してスペクトルのピークを見出し、そのピーク値を示す
波長の光を検出光として被検物質の色濃度を測定すると
再現性の良い測定値が得られるのが一般的である。
【0014】すでに前記したように、本発明者らはハロ
ゲンやハロゲン化水素とテトラフェニルポルフィリンを
接触させ、テトラフェニルポルフィリンの色変化からハ
ロゲンやハロゲン化水素のガスの濃度を検知することに
関する研究において、検知材中のテトラフェニルポルフ
ィリンの濃度を変えるとスペクトルの様子が変わってく
ることが発見され、本発明に到達した。この事実は今ま
で全く知られていない発見であり、現在のところテトラ
フェニルポルフィリンに特異的に観測された現象であ
る。さらに鋭意研究した結果、本発明者らは、以下に詳
述するように感度領域を調整した検知材素子を複数用い
ることにより、測定するガス濃度領域を拡大できる方法
を開発した。
【0015】すなわち、マトリクス中のテトラフェニル
ポルフィリン(以下TPPと記載する。)含有濃度が異
なる複数の検知材を作成し、図1に示すガス検知装置を
用いて、光を照射しながら、かつこれらの検知材に、図
2及び図3に示したように、濃度を変えたハロゲン化水
素を含む混合ガス(測定対象ガス)を接触させ、反射ス
ペクトルを観測したところ、ある特定の投光波長の位置
でTPPの含有濃度が低いところではない反射スペクト
ルピークが、ある含有濃度以上のところから現れること
が観測された。しかも、この特定の観測波長について
は、反射スペクトルのピークの高さに変化を示す被検ガ
ス濃度範囲は、検知材のマトリクス中に含まれるTPP
の含有濃度(すなわち検知材の設定感度)によって異な
ることが判明した。
【0016】言い換えれば、前記検知材からの特定波長
の光の反射率を観測すると、検知材のマトリクスが含有
しているTPPの濃度によって光の反射率に変化が現れ
る測定対象ガスの濃度範囲が異なるということである。
発明者らの研究によれば、検知材のマトリクスが含有し
ているTPPの濃度が高くなるにしたがって、光の反射
率に変化が現れる測定対象ガスの濃度範囲は低くなる。
従って、前記特定波長を用いれば、TPPの濃度の異な
る(設定感度の異なる)検知材を複数用意することによ
って、測定対象ガスの濃度を希釈したり濃縮したりして
濃度の調整をしなくとも、広い濃度範囲にわたって精度
良く測定対象ガスの濃度の測定をすることが可能であ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】前記TPPは、ハロゲンガス、ハ
ロゲン化水素ガス、酸性ガス、酸化性ガス、塩基性ガ
ス、有機酸ガスの検知に使用するために透明なマトリク
スポリマと混合し、透明なマトリクスポリマとともに基
板に担持させるなどの手段で検知材を構成して使用す
る。例えば、TPPをエチルセルロースのような透明で
TPPの吸収波長に特別の吸収ピークをもたない高分子
物質中に分散し、それを基板上に塗布する。例えば基板
として、ガラス板を用いるか、あるいは光学ファイバー
を用い、その上に塗布することにより検知材とすること
ができる。
【0018】本発明の検知材の基板上にTPPを担持さ
せるために使用するマトリクスポリマとしては、TPP
を溶解する溶媒に溶解でき、透明でガス反応性色素の吸
収波長に特別の吸収ピークをもたない高分子物質ならば
特に制限されない。このような高分子物質を例示する
と、ナフィオン、エチルセルロース、エトオキシエチル
セルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテ
ートブチレート、変性澱粉、ポリビニルピロリドン、ビ
ニルピロリドン共重合体、ポリメチルビニルエーテル、
メチルビニルエーテル共重合体などを挙げることができ
る。また、前記マトリクスポリマと混合してガス反応性
色素を担持させるために使用する担体としてはアルミナ
基板、ガラス基板、光ファイバ、紙、ガラスビーズ、シ
リカゲルが好ましいがこれに制限されるものではない。
【0019】本発明では、図1に示すように検知装置の
測定セル1中の担体2の上にTPPとエチルセルローズ
とを混合した溶液を塗布・乾燥して作成した検知材3を
設置し、その検知材3の担体2の正面にハロゲンランプ
6からの光を光ファイバーで導いて照射する投光受光部
7を設け、そこから投光し、検知材3の担体2で反射す
る光をその受光部で受け、その受光部らの信号をマルチ
測光検出器8に導くように構成し、測定セル1へ試料ガ
ス4を通して、反応にともなうTPPの反射スペクトル
の変化をマルチ測光検出器8で測定し、その測定結果を
パソコン9へ導入して処理する方法である。また、別の
検知装置としては図示しないが、例えば、TPPとエチ
ルセルローズとを混合した溶液を光ファイバー上に塗布
・乾燥して、検知材を構成し、これをガス導管内に設け
て、塩化水素を含有する試料ガスを通し、その検知材に
ハロゲンランプからの光を光ファイバー内に入射して、
光ファイバーから出た光を検出器で検出して測定する形
式のものとすることができる。或いはまた、1台でこれ
らの機能を共存させることもできる。
【0020】本発明のガス反応性色素であるTPPがハ
ロゲン化水素ガスとの反応により生じる色の変化につい
ては、単に全体的に変化するのではなく、その反応前と
反応後の反射スペトクルを調べてみると、一般的にある
波長の領域において著しい変化があることが認められ
る。
【0021】具体例1 例えば、マトリクスポリマとしてエチルセルロースを用
い、エチルセルロース中に発色性色素としてテトラフェ
ニルポルフィリン(TPP)を1.6×10-5mol/
g含有させてガラス基板上に塗布・乾燥して検知材を作
製し、この検知材を図1に示した検知装置の測定セル中
に置き、測定セルに「塩化水素ガスを0.18ppm、
0.46ppm、0.9ppm、2.9ppmと4.6
ppm」含有せしめたN2 ガスをTPPにそれぞれ接触
させた場合を、N2 ガスだけを接触させた場合(バック
グラウンド)と対比して、各波長における反射率(バッ
クグラウンドにおいて100%)を測定すると、図2に
みるような結果となる。図2よりわかるように、吸収ピ
ークの現れる(変化が大きい)波長の光線を用いて測定
すると、感度が高くなる。
【0022】さらに本発明の別の具体例を示す。ただ
し、本発明は前記及び次に示す具体例に限定されるもの
ではない。 具体例2 TPP濃度が3.3×10-5mol/g−エチルセルロ
ースの検知材に、塩化水素ガス濃度0ppm〜4.6p
pmを接触させた時の反射スペクトルの変化を図3に示
す。図2と図3とを比較すると、TPP濃度が3.3×
10-5mol/g−エチルセルロースの検知材(具体例
1の場合の検知材より感度の高い検知材である。)を用
いた測定では、718nmに図2では現れない吸収のピ
ークが観測されていることがわかる。
【0023】具体例3 TPP濃度が1.6×10-5mol/g−エチルセルロ
ース(以下g−エチルセルロースをg−ECと記載す
る。)、3.3×10-5mol/g−EC及び6.3×
10-5mol/g−ECの検知材を用い、図1に示した
検知装置により測定セルに塩化水素ガスの0.18pp
m〜2.9ppmを含有せしめたN2 ガスを通し、45
0nmの光の反射率を測定した。 具体例4 TPP濃度が1.6×10-5mol/g−EC、3.3
×10-5mol/g−EC及び6.3×10-5mol/
g−ECの検知材を用い、図1に示した検知装置により
測定セルに塩化水素ガスの0.18ppm〜4.5pp
mを含有せしめたN2 ガスを通し、718nmの光によ
り反射率を測定した。
【0024】具体例3の測定結果を用いてlog(10
0/反射率)と塩化水素ガス濃度の関係に示した関係図
が図4であり、具体例4の測定結果を用いて作成した関
係図が図5である。TPP濃度が1.6×10-5mol
/g−ECである検知材を用いては図4の関係図を検量
線として塩化水素ガスの0.18ppm〜1.5ppm
の濃度領域のガス濃度が検出できるに過ぎないが、TP
P濃度が3.3×10-5mol/g−ECである検知材
を用いては450nmの測定光を用いて測定した図4の
関係図と718nmの測定光を用いて測定した図5の関
係図とを検量線とすれば、塩化水素ガスの0.18pp
m〜2.8ppmの濃度領域のガス濃度が検出できる。
【0025】
【発明の効果】本発明のガス濃度を測定するガス濃度検
知方法により、マトリクスポリマ中のテトラフェニルポ
ルフィリンの濃度を制御して前記検知材の感度を調整
し、かつ特定の測定波長で測定することにより、検知ガ
ス濃度領域を制御することができる。この技術を応用し
て、設定感度を調整した前記検知材を複数用いることに
より、検知ガス濃度領域拡大することができるので、本
発明のガス濃度検知方法の実用性を高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】光反射形式の本発明の検知装置の1例を示す。
【図2】TPP(Chlorinn Free)濃度が1.6E−5m
ol/g−ECの検知材が塩化水素含有窒素ガスと反応
した際の、光の反射率の変化を光の波長との関連で示し
たグラフ。
【図3】TPP(Chlorinn Free)濃度が3.3E−5m
ol/g−ECの検知材が塩化水素含有窒素ガスと反応
した際の、光の反射率の変化を光の波長との関連で示し
たグラフ。
【図4】TPP(Chlorinn Free)濃度を変更して作製し
た検知材により、450nm照射光の下で測定したlo
g(100/反射率)と塩化水素ガス濃度の関係を示し
たグラフ。
【図5】TPP(Chlorinn Free)濃度を変更して作製し
た検知材により、718nm照射光の下で測定したlo
g(100/反射率)と塩化水素ガス濃度の関係を示し
たグラフ。
【符号の説明】
1 測定セル 2 基板 3 検知材 4 試料ガス 5 排ガス 6 ハロゲンランプ 7 投光受光部 8 マルチ測光検出器 9 パソコン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の表面に下記化学式(1)に示すテ
    トラフェニルポルフィリンを含むマトリクスポリマを塗
    布してなる検知材に、光を照射した状態でハロゲンガ
    ス、ハロゲン化水素ガス、酸性ガス、酸化性ガス、塩基
    性ガス、有機酸ガスの内少なくとも1を含む混合ガスを
    接触させ、前記テトラフェニルポルフィリンに生じる色
    の変化を特定波長の透過光または反射光のスペクトル変
    化として測定して前記ガス濃度を測定するガス濃度検知
    方法において、前記マトリクスポリマ中のテトラフェニ
    ルポルフィリンの濃度を制御して前記検知材の感度を調
    整し、かつ特定波長光で測定することにより、測定する
    ガス濃度領域を制御することを特徴とする検知ガス濃度
    領域調整方法。 【化1】
  2. 【請求項2】 設定感度を調整した前記検知材を複数用
    いることにより、測定するガス濃度領域を拡大すること
    を特徴とする請求項1に記載の検知ガス濃度領域調整方
    法。
JP27029095A 1995-10-18 1995-10-18 ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法 Expired - Fee Related JP3156960B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27029095A JP3156960B2 (ja) 1995-10-18 1995-10-18 ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法
US08/728,529 US5952237A (en) 1995-10-18 1996-10-09 Method for detecting harmful gases which is applicable to broad gas concentration range
US09/365,725 US6117686A (en) 1995-10-18 1999-08-03 Method for detecting harmful gases which is applicable to broad gas concentration range

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27029095A JP3156960B2 (ja) 1995-10-18 1995-10-18 ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09113450A true JPH09113450A (ja) 1997-05-02
JP3156960B2 JP3156960B2 (ja) 2001-04-16

Family

ID=17484209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27029095A Expired - Fee Related JP3156960B2 (ja) 1995-10-18 1995-10-18 ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US5952237A (ja)
JP (1) JP3156960B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6096557A (en) * 1996-08-14 2000-08-01 Ebara Corporation Gas detection method and apparatus using gas reactive pigment
CN115096835A (zh) * 2022-07-13 2022-09-23 天津同阳科技发展有限公司 气体浓度检测方法及装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3156960B2 (ja) * 1995-10-18 2001-04-16 株式会社荏原製作所 ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法
WO2001035057A2 (en) * 1999-11-09 2001-05-17 Photonic Biosystems, Inc. Ammonia detection and measurement device
US6331438B1 (en) 1999-11-24 2001-12-18 Iowa State University Research Foundation, Inc. Optical sensors and multisensor arrays containing thin film electroluminescent devices
CN1430726A (zh) * 2000-03-21 2003-07-16 伊利诺伊大学受托管理委员会 具有染料阵列的比色人工鼻和用于人工嗅觉的方法
US6368558B1 (en) 2000-03-21 2002-04-09 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Colorimetric artificial nose having an array of dyes and method for artificial olfaction
US6406669B1 (en) 2001-01-12 2002-06-18 The Regents Of The University Of California Polyaniline-based optical ammonia detector
US6623544B1 (en) 2002-10-31 2003-09-23 Kamaljit S. Kaura Air purification system and method of operation
US7790113B2 (en) * 2006-04-04 2010-09-07 Photonic Biosystems, Inc. Visual, continuous and simultaneous measurement of solution ammonia and hydrogen ion concentration
US7519479B2 (en) * 2006-11-22 2009-04-14 Galvanic Applied Sciences Inc. Slope detection for measuring gas concentration
DE102008054056A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Spektrometrische Anordnung und Verfahren zum Ermitteln eines Temperaturwerts für einen Detektor eines Spektrometers
CN102721686A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 中华人民共和国盐城出入境检验检疫局 一种烟花爆竹燃放有害气体检测方法
FR3050270B1 (fr) * 2016-04-15 2018-04-27 Ethera Systeme de controle de la qualite de l’air dans un environnement clos

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5018380A (en) * 1989-02-06 1991-05-28 Allied-Signal Inc. Dielectric sensors
WO1991007659A1 (en) * 1989-11-08 1991-05-30 British Technology Group Ltd. Gas sensors and compounds suitable therefor
DE69028415T2 (de) * 1989-11-08 1997-01-16 British Tech Group Gassensor und dafür geeignete verbindung
US5319975A (en) * 1992-07-16 1994-06-14 Rutgers, The State University Of New Jersey Fiber optic moisture sensor
DE4332512C2 (de) * 1993-09-24 1995-11-02 Karlsruhe Forschzent Sensitives Material für einen optochemischen Sensor zum Nachweis von gasförmigem Ammoniak
JPH07243973A (ja) * 1994-03-04 1995-09-19 Ebara Res Co Ltd 酸性ガスまたはアルカリ性ガスの検知材及びその製造方法並びに検知装置
US5567622A (en) * 1995-07-05 1996-10-22 The Aerospace Corporation Sensor for detection of nitrogen dioxide and nitrogen tetroxide
JP3156960B2 (ja) * 1995-10-18 2001-04-16 株式会社荏原製作所 ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6096557A (en) * 1996-08-14 2000-08-01 Ebara Corporation Gas detection method and apparatus using gas reactive pigment
KR100502368B1 (ko) * 1996-08-14 2005-10-25 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 가스반응성안료를사용하는가스검출방법및가스반응장치
CN115096835A (zh) * 2022-07-13 2022-09-23 天津同阳科技发展有限公司 气体浓度检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3156960B2 (ja) 2001-04-16
US6117686A (en) 2000-09-12
US5952237A (en) 1999-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0824212B1 (en) Gas detection method and apparatus using gas reactive pigment
Safavi et al. Optical sensor for high pH values
US7364700B2 (en) Ozone gas sensing element, detection apparatus, and measurement method
US5440927A (en) Fiber optic moisture sensor
US6686201B2 (en) Chemically-resistant sensor devices, and systems and methods for using same
US7592184B2 (en) Ammonia detection and measurement device
US5661036A (en) Process for the detection of sulfur
JPH09113450A (ja) ガス濃度検知方法における検知ガス濃度領域調整方法
Hauser et al. All-solid-state instrument for fluorescence-based fibre-optic chemical sensors
JP3014633B2 (ja) 尿検査方法
JPH09171011A (ja) ガス反応性色素、同反応性色素を用いるガス検知材、ガス検知方法又はガス検知装置
Ertaş et al. Simultaneous determination of cadmium and zinc using a fiber optic device and fluorescence spectrometry
Freeman et al. Fiber-optic probes for cyanide using metalloporphyrins and a corrin
JPH07243973A (ja) 酸性ガスまたはアルカリ性ガスの検知材及びその製造方法並びに検知装置
JPH09249815A (ja) ガス反応性色素を用いるガス検知材、該検知材を用いた検知方法および検知装置
CN115219469B (zh) 基于镧系mof三唑磷的纸基微传感器及制备方法与应用
US7101716B2 (en) Formaldehyde detecting material
JPS63133039A (ja) 薄膜の物質透過性能を評価する方法
KR20020094096A (ko) 비색법을 이용한 대기나 배기가스 중의 질소산화물의측정장치 및 측정방법
WO1991002973A1 (en) Porous polymer film calcium ion chemical sensor and method of using the same
Das et al. Smartphone-Based Photometric Detection of Nitrite Level in Water
JPH1180575A (ja) ガス反応性色素、ガス検知材、ガス検知方法又は検知装置
JPH01274041A (ja) 濃度測定方法
JPH08261942A (ja) 酸性ガスの検知材、検知方法および検知装置
Li et al. A Fiber Optic Chemical Sensor with Pyrenebutyric Acid as Sensing Material for Dissolved Oxygen

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees