JPH0921753A - 化学発光式ガス分析計 - Google Patents
化学発光式ガス分析計Info
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- JPH0921753A JPH0921753A JP19426295A JP19426295A JPH0921753A JP H0921753 A JPH0921753 A JP H0921753A JP 19426295 A JP19426295 A JP 19426295A JP 19426295 A JP19426295 A JP 19426295A JP H0921753 A JPH0921753 A JP H0921753A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 共通の化学発光式検出器によりＮＯｘとＳＯ
ｘを同時に高感度に定量測定できるようにする。 【構成】 反応槽２にはＳＯ2を還元してＳＯに変換す
る還元器６を経て試料ガスを供給する第１の試料ガス供
給流路８、試料を直接供給する第２の試料ガス供給流路
１０、及びオゾン発生器１２から発生したＯ3を供給す
るオゾン供給流路１４が接続されている。反応槽２の光
学窓４に対向して光電子増倍管３２が配置され、光学窓
４と光電子増倍管３２の間に、５００ｎｍを境として透
過波長を選択するフィルタ３４ａ，３４ｂを切り換えて
光路に挿入できる光学フィルタ部３４が配置されてい
る。試料ガスは第１と第２の試料ガス供給流路８，１０
から同時に反応槽２に供給され、オゾン発生器２からオ
ゾン供給流路１４を経てＯ3が反応槽２に供給され、反
応槽２ではＮＯとＯ3との反応による化学発光とＳＯと
Ｏ3による化学発光が同時に起こり、光学フィルタ部３
４によりそれらの発光が交互に光電子増倍管３２へ導入
されて検出され、定量される。
ｘを同時に高感度に定量測定できるようにする。 【構成】 反応槽２にはＳＯ2を還元してＳＯに変換す
る還元器６を経て試料ガスを供給する第１の試料ガス供
給流路８、試料を直接供給する第２の試料ガス供給流路
１０、及びオゾン発生器１２から発生したＯ3を供給す
るオゾン供給流路１４が接続されている。反応槽２の光
学窓４に対向して光電子増倍管３２が配置され、光学窓
４と光電子増倍管３２の間に、５００ｎｍを境として透
過波長を選択するフィルタ３４ａ，３４ｂを切り換えて
光路に挿入できる光学フィルタ部３４が配置されてい
る。試料ガスは第１と第２の試料ガス供給流路８，１０
から同時に反応槽２に供給され、オゾン発生器２からオ
ゾン供給流路１４を経てＯ3が反応槽２に供給され、反
応槽２ではＮＯとＯ3との反応による化学発光とＳＯと
Ｏ3による化学発光が同時に起こり、光学フィルタ部３
４によりそれらの発光が交互に光電子増倍管３２へ導入
されて検出され、定量される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は煙道排ガスや燃焼排ガス
などの測定ガス中の窒素酸化物濃度などを測定する化学
発光式ガス分析計に関するものである。
などの測定ガス中の窒素酸化物濃度などを測定する化学
発光式ガス分析計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】測定ガス中の窒素酸化物を化学発光方式
で測定するには、窒素酸化物（ＮＯｘ）を含んだ試料ガ
スとオゾン（Ｏ3）とを反応槽に導き、一酸化窒素（Ｎ
Ｏ）とＯ3との反応により発生する発光を光電子増倍管
で検出することにより測定している。ＮＯ以外のＮＯｘ
はＮＯに変換した後に反応槽に導く。
で測定するには、窒素酸化物（ＮＯｘ）を含んだ試料ガ
スとオゾン（Ｏ3）とを反応槽に導き、一酸化窒素（Ｎ
Ｏ）とＯ3との反応により発生する発光を光電子増倍管
で検出することにより測定している。ＮＯ以外のＮＯｘ
はＮＯに変換した後に反応槽に導く。
【０００３】試料ガス中のＮＯｘとイオウ酸化物（ＳＯ
ｘ）を同時に測定し、精度よく定量するためには、赤外
線吸収法や紫外線吸収法を使用するか、又はＮＯｘとＳ
Ｏｘとで測定原理の異なる検出器を用いて別個に検出す
る必要がある。しかし、赤外線吸収式ＮＯｘ−ＳＯｘ複
合分析計は高感度化が難しく、高感度にするためには異
なる測定原理の検出部を用意する必要があるため、高価
でかつ複雑なシステムになる。化学発光式ガス分析計で
ＮＯｘとＳＯｘを同時に測定するガス分析計は知られて
いない。Ｏ3を用いてＳＯｘを化学発光式に測定するこ
とがてきるという報告はなされている（J. of High Res
olution Chromatography, 14, 785-794 (1994)）。
ｘ）を同時に測定し、精度よく定量するためには、赤外
線吸収法や紫外線吸収法を使用するか、又はＮＯｘとＳ
Ｏｘとで測定原理の異なる検出器を用いて別個に検出す
る必要がある。しかし、赤外線吸収式ＮＯｘ−ＳＯｘ複
合分析計は高感度化が難しく、高感度にするためには異
なる測定原理の検出部を用意する必要があるため、高価
でかつ複雑なシステムになる。化学発光式ガス分析計で
ＮＯｘとＳＯｘを同時に測定するガス分析計は知られて
いない。Ｏ3を用いてＳＯｘを化学発光式に測定するこ
とがてきるという報告はなされている（J. of High Res
olution Chromatography, 14, 785-794 (1994)）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は共通の化学発
光式検出器により、ＮＯｘとＳＯｘを同時に、かつ高感
度に定量測定できるようにすることを目的とするもので
ある。
光式検出器により、ＮＯｘとＳＯｘを同時に、かつ高感
度に定量測定できるようにすることを目的とするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の化学発光式ガス
分析計は、水素炎を用いてＳＯ以外のＳＯｘをＳＯに還
元する還元器を経て試料ガスが供給される第１の試料ガ
ス供給流路、試料ガスが前記還元器を経ないで供給され
る第２の試料ガス供給流路、及びＯ3が供給されるオゾ
ン供給流路を備え、光学窓を有する反応槽と、オゾン供
給流路にＯ3を供給するＯ3発生器と、反応槽の光学窓に
対向して配置され、反応槽での化学発光を検出する受光
部と、反応槽の光学窓と受光部との間に配置され、ＳＯ
とＯ3との反応により発生する化学発光とＮＯとＯ3との
反応により発生する化学発光とを波長により分離して受
光部に導入する分光手段とを備えている。
分析計は、水素炎を用いてＳＯ以外のＳＯｘをＳＯに還
元する還元器を経て試料ガスが供給される第１の試料ガ
ス供給流路、試料ガスが前記還元器を経ないで供給され
る第２の試料ガス供給流路、及びＯ3が供給されるオゾ
ン供給流路を備え、光学窓を有する反応槽と、オゾン供
給流路にＯ3を供給するＯ3発生器と、反応槽の光学窓に
対向して配置され、反応槽での化学発光を検出する受光
部と、反応槽の光学窓と受光部との間に配置され、ＳＯ
とＯ3との反応により発生する化学発光とＮＯとＯ3との
反応により発生する化学発光とを波長により分離して受
光部に導入する分光手段とを備えている。
【０００６】
【作用】ＳＯｘのうちＯ3と反応して化学発光するのは
ＳＯのみであり、ＮＯｘのうちＯ3と反応して化学発光
するのはＮＯのみである。第１の試料ガス供給流路で
は、水素炎を用いた還元器によりＮＯｘとＳＯｘの両成
分が還元され、 ＳＯ2→ＳＯ ＮＯｘ→Ｎ2 となって反応槽に供給される。反応槽ではＳＯがＯ3と
反応して化学発光が生じる。一方、第２の試料ガス供給
流路ではＳＯ2の還元は行なわれない。ＮＯｘはそのま
ま反応槽に供給されるか、従来のＮＯｘ測定用の化学発
光式ガス分析計のようにＮＯ2→ＮＯコンバータを備え
ている場合には全てのＮＯｘがＮＯとして反応槽に供給
され、Ｏ3と反応して化学発光を生じる。
ＳＯのみであり、ＮＯｘのうちＯ3と反応して化学発光
するのはＮＯのみである。第１の試料ガス供給流路で
は、水素炎を用いた還元器によりＮＯｘとＳＯｘの両成
分が還元され、 ＳＯ2→ＳＯ ＮＯｘ→Ｎ2 となって反応槽に供給される。反応槽ではＳＯがＯ3と
反応して化学発光が生じる。一方、第２の試料ガス供給
流路ではＳＯ2の還元は行なわれない。ＮＯｘはそのま
ま反応槽に供給されるか、従来のＮＯｘ測定用の化学発
光式ガス分析計のようにＮＯ2→ＮＯコンバータを備え
ている場合には全てのＮＯｘがＮＯとして反応槽に供給
され、Ｏ3と反応して化学発光を生じる。
【０００７】ＳＯとＯ3との反応は次のように考えられ
る。 ＳＯ＋Ｏ3 → ＳＯ2＊ ＋ Ｏ2 ＳＯ2＊ → ＳＯ2 ＋ ｈν ＳＯ2＊は励起状態のＳＯ2、ｈνは発光を表わしてい
る。
る。 ＳＯ＋Ｏ3 → ＳＯ2＊ ＋ Ｏ2 ＳＯ2＊ → ＳＯ2 ＋ ｈν ＳＯ2＊は励起状態のＳＯ2、ｈνは発光を表わしてい
る。
【０００８】ＳＯとＯ3との反応で生じる化学発光のス
ペクトルは２６０〜４８０ｎｍ、ＮＯとＯ3との反応で
生じる化学発光のスペクトルは５９０〜２５００ｎｍで
あり、両化学発光のスペクトルは重なりをもっていない
ため、分光手段により両発光を分離して受光部に導くこ
とによって、互いに干渉することなく定量することがで
きる。
ペクトルは２６０〜４８０ｎｍ、ＮＯとＯ3との反応で
生じる化学発光のスペクトルは５９０〜２５００ｎｍで
あり、両化学発光のスペクトルは重なりをもっていない
ため、分光手段により両発光を分離して受光部に導くこ
とによって、互いに干渉することなく定量することがで
きる。
【０００９】
【実施例】図１は一実施例を表わす。（Ａ）は全体の概
略構成図、（Ｂ）は分光手段としての光学フィルタ部で
ある。反応槽２には光学窓４が設けられ、反応槽２には
ＳＯ2をＳＯに還元する還元器６を経て試料ガスを供給
する第１の試料ガス供給流路８、試料を直接供給する第
２の試料ガス供給流路１０、及びオゾン発生器１２から
発生したＯ3を供給するオゾン供給流路１４が接続され
ている。１６は反応槽２の排気口である。還元器６はＳ
Ｏ2を還元してＳＯに変換するものであり、例えばガス
クロマトグラフの水素炎検出器（ＦＩＤ）で使用されて
いるような水素炎による還元器を用いることができる。
第１の試料ガス供給流路８の上流と第２の試料ガス供給
流路１０の上流との合流点よりさらに上流には、従来か
ら使用されているＮＯ2−ＮＯコンバータ（図示略）が
設けられている。
略構成図、（Ｂ）は分光手段としての光学フィルタ部で
ある。反応槽２には光学窓４が設けられ、反応槽２には
ＳＯ2をＳＯに還元する還元器６を経て試料ガスを供給
する第１の試料ガス供給流路８、試料を直接供給する第
２の試料ガス供給流路１０、及びオゾン発生器１２から
発生したＯ3を供給するオゾン供給流路１４が接続され
ている。１６は反応槽２の排気口である。還元器６はＳ
Ｏ2を還元してＳＯに変換するものであり、例えばガス
クロマトグラフの水素炎検出器（ＦＩＤ）で使用されて
いるような水素炎による還元器を用いることができる。
第１の試料ガス供給流路８の上流と第２の試料ガス供給
流路１０の上流との合流点よりさらに上流には、従来か
ら使用されているＮＯ2−ＮＯコンバータ（図示略）が
設けられている。
【００１０】２０はイオン交換式のＨ2−Ｏ2発生器であ
り、イオン交換膜２２の両側に電極２４，２６が設けら
れ、両電極２４，２６に直流電源２８から電圧が印加さ
れることにより、Ｈ2−Ｏ2発生器２０に入った水３０が
電気分解され、イオン交換膜２２の一方の側からＨ2、
他方の側からＯ2が発生する。発生したＨ2は還元器６へ
供給されてＳＯ2の還元に使用され、発生したＯ2はオゾ
ン発生器１２へ供給されてＯ3の発生に利用される。図
では概略的に表わしているが、発生したＨ2とＯ2の流量
は必要に応じて調整することが好ましい。
り、イオン交換膜２２の両側に電極２４，２６が設けら
れ、両電極２４，２６に直流電源２８から電圧が印加さ
れることにより、Ｈ2−Ｏ2発生器２０に入った水３０が
電気分解され、イオン交換膜２２の一方の側からＨ2、
他方の側からＯ2が発生する。発生したＨ2は還元器６へ
供給されてＳＯ2の還元に使用され、発生したＯ2はオゾ
ン発生器１２へ供給されてＯ3の発生に利用される。図
では概略的に表わしているが、発生したＨ2とＯ2の流量
は必要に応じて調整することが好ましい。
【００１１】反応槽２の光学窓４に対向して光電子増倍
管３２が受光部として配置されており、光学窓４と光電
子増倍管３２との間には光学フィルタ部３４が配置され
ている。光学フィルタ部３４には５００ｎｍよりも短波
長側を遮蔽するローカットフィルタ３４ａと、５００ｎ
ｍよりも長波長側を遮蔽するハイカットフィルタ３４ｂ
が取りつけられており、その光学フィルタ部３４の中心
に設けられた回転軸がモータ３６により回転させられる
ことによって、フィルタ３４ａと３４ｂが切り換えて光
学窓４と光電子増倍管３２の間に配置されるようになっ
ている。フィルタ３４ａが光学窓４と光電子増倍管３２
の間に配置されたときは５００ｎｍより長波長側の発光
が光電子増倍管３２に導かれてＮＯの化学発光が検出さ
れ、フィルタ３４ｂが光学窓４と光電子増倍管３２の間
に配置されたときは５００ｎｍより短波長側の発光が光
電子増倍管３２に導かれてＳＯの化学発光が検出され
る。
管３２が受光部として配置されており、光学窓４と光電
子増倍管３２との間には光学フィルタ部３４が配置され
ている。光学フィルタ部３４には５００ｎｍよりも短波
長側を遮蔽するローカットフィルタ３４ａと、５００ｎ
ｍよりも長波長側を遮蔽するハイカットフィルタ３４ｂ
が取りつけられており、その光学フィルタ部３４の中心
に設けられた回転軸がモータ３６により回転させられる
ことによって、フィルタ３４ａと３４ｂが切り換えて光
学窓４と光電子増倍管３２の間に配置されるようになっ
ている。フィルタ３４ａが光学窓４と光電子増倍管３２
の間に配置されたときは５００ｎｍより長波長側の発光
が光電子増倍管３２に導かれてＮＯの化学発光が検出さ
れ、フィルタ３４ｂが光学窓４と光電子増倍管３２の間
に配置されたときは５００ｎｍより短波長側の発光が光
電子増倍管３２に導かれてＳＯの化学発光が検出され
る。
【００１２】この実施例の動作について説明すると、煙
道排ガスや燃焼排ガスなどの試料ガスはＮＯ2−ＮＯコ
ンバータを経て第１と第２の試料ガス供給流路８，１０
から同時に反応槽２に供給され、オゾン発生器２からオ
ゾン供給流路１４を経てＯ3が反応槽２に供給される。
反応槽２ではＮＯとＯ3との反応による化学発光とＳＯ
とＯ3による化学発光が同時に起こり、光学フィルタ部
３４によりそれらの発光が交互に光電子増倍管３２へ導
入されて検出され、定量される。
道排ガスや燃焼排ガスなどの試料ガスはＮＯ2−ＮＯコ
ンバータを経て第１と第２の試料ガス供給流路８，１０
から同時に反応槽２に供給され、オゾン発生器２からオ
ゾン供給流路１４を経てＯ3が反応槽２に供給される。
反応槽２ではＮＯとＯ3との反応による化学発光とＳＯ
とＯ3による化学発光が同時に起こり、光学フィルタ部
３４によりそれらの発光が交互に光電子増倍管３２へ導
入されて検出され、定量される。
【００１３】実施例ではＨ2供給源とＯ2供給源としてイ
オン交換膜式の発生器２０を用いているので、小型で軽
量になる利点があるが、その発生器２０に換えてＨ2と
Ｏ2をそれぞれボンベなどから供給するようにしてもよ
い。光学フィルタ部３４は約５００ｎｍを境としてそれ
より長波長側と短波長側とを分離できればよいので、光
学フィルタに換えて回折格子を用いるなど、他の分光手
段を用いてもよい。
オン交換膜式の発生器２０を用いているので、小型で軽
量になる利点があるが、その発生器２０に換えてＨ2と
Ｏ2をそれぞれボンベなどから供給するようにしてもよ
い。光学フィルタ部３４は約５００ｎｍを境としてそれ
より長波長側と短波長側とを分離できればよいので、光
学フィルタに換えて回折格子を用いるなど、他の分光手
段を用いてもよい。
【００１４】試料ガス供給流路８と１０は実施例のよう
に同時に反応ガスを反応槽２に供給するものに限らず、
２つの流路を交互に切り換えて反応ガスを供給するよう
にしてもよい。そのように試料ガスの供給を試料ガス供
給流路８と１０で交互に切り換えることにより、反応槽
２ではＮＯによる化学発光とＳＯによる化学発光が交互
に起こることになり、光学フィルタ部３４を設けなくて
も両化学発光を分離して検出することができるようにな
る。反応槽２は高感度な検出を行う場合には減圧にすれ
ばよい。減圧にすれば高感度測定を行なうことができる
が、減圧機構が必要になって構成が複雑になる。低感度
でよい場合には常圧のまま測定する。
に同時に反応ガスを反応槽２に供給するものに限らず、
２つの流路を交互に切り換えて反応ガスを供給するよう
にしてもよい。そのように試料ガスの供給を試料ガス供
給流路８と１０で交互に切り換えることにより、反応槽
２ではＮＯによる化学発光とＳＯによる化学発光が交互
に起こることになり、光学フィルタ部３４を設けなくて
も両化学発光を分離して検出することができるようにな
る。反応槽２は高感度な検出を行う場合には減圧にすれ
ばよい。減圧にすれば高感度測定を行なうことができる
が、減圧機構が必要になって構成が複雑になる。低感度
でよい場合には常圧のまま測定する。
【００１５】本発明はＮＯとＳＯ以外にもＯ3との反応
で化学発光するエチレンなど、他の成分も同時に検出で
きる。その場合それぞれの化学発光を分離して受光部に
導くように、分光手段を適当な波長特性のものに設定す
る必要がある。オゾン発生器でのＯ3源として実施例の
ようなＨ2−Ｏ2発生器で発生した酸素やボンベの酸素を
用いると、空気を用いるのに比べてＮＯｘが発生するこ
とがないので、ＮＯｘ計としてのＳ／Ｎ比が向上する。
で化学発光するエチレンなど、他の成分も同時に検出で
きる。その場合それぞれの化学発光を分離して受光部に
導くように、分光手段を適当な波長特性のものに設定す
る必要がある。オゾン発生器でのＯ3源として実施例の
ようなＨ2−Ｏ2発生器で発生した酸素やボンベの酸素を
用いると、空気を用いるのに比べてＮＯｘが発生するこ
とがないので、ＮＯｘ計としてのＳ／Ｎ比が向上する。
【００１６】
【発明の効果】本発明ではＮＯｘとＳＯｘを高感度に定
量測定することができ、これは赤外線式の吸収法では得
られなかった効果である。ＮＯとＳＯのそれぞれの化学
発光は互いに発光スペクトルが離れているので、光学的
に検出する上での干渉は起きない。
量測定することができ、これは赤外線式の吸収法では得
られなかった効果である。ＮＯとＳＯのそれぞれの化学
発光は互いに発光スペクトルが離れているので、光学的
に検出する上での干渉は起きない。
【図１】一実施例を示す図であり、（Ａ）は概略構成
図、（Ｂ）は同実施例における光学フィルタ部を示す正
面図である。
図、（Ｂ）は同実施例における光学フィルタ部を示す正
面図である。
２ 反応槽 ４ 光学窓 ６ ＳＯｘの還元器 ８ 第１の試料ガス供給流路 １０ 第２の試料ガス供給流路 １２ オゾン発生器 １４ オゾン供給流路 ２０ イオン交換膜式Ｈ2−Ｏ2発生器 ３２ 光電子増倍管 ３４ 光学フィルタ部 ３４ａ，３４ｂ フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】 水素炎を用いて一酸化硫黄以外の硫黄化
合物を一酸化硫黄に還元する還元器を経て試料ガスが供
給される第１の試料ガス供給流路、試料ガスが前記還元
器を経ないで供給される第２の試料ガス供給流路、及び
オゾンが供給されるオゾン供給流路を備え、光学窓を有
する反応槽と、 オゾン供給流路にオゾンを供給するオゾン発生器と、 反応槽の光学窓に対向して配置され、反応槽での化学発
光を検出する受光部と、 反応槽の光学窓と受光部との間に配置され、一酸化硫黄
とオゾンとの反応により発生する化学発光と一酸化窒素
とオゾンとの反応により発生する化学発光とを波長によ
り分離して受光部に導入する分光手段と、を備えたこと
を特徴とする化学発光式ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19426295A JPH0921753A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 化学発光式ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19426295A JPH0921753A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 化学発光式ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921753A true JPH0921753A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=16321708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19426295A Pending JPH0921753A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 化学発光式ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0921753A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100363737C (zh) * | 2004-09-28 | 2008-01-23 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 气相/液相混合反应化学发光探测装置 |
| JP2008036076A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Japan Health Science Foundation | バルーン拡張型ステントおよびその製造方法 |
| JP2016180617A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 新コスモス電機株式会社 | 化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法 |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP19426295A patent/JPH0921753A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100363737C (zh) * | 2004-09-28 | 2008-01-23 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 气相/液相混合反应化学发光探测装置 |
| JP2008036076A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Japan Health Science Foundation | バルーン拡張型ステントおよびその製造方法 |
| JP2016180617A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 新コスモス電機株式会社 | 化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法 |
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