JPH0933346A - Process monitoring method using ftir - Google Patents

Process monitoring method using ftir

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JPH0933346A
JPH0933346A JP20789095A JP20789095A JPH0933346A JP H0933346 A JPH0933346 A JP H0933346A JP 20789095 A JP20789095 A JP 20789095A JP 20789095 A JP20789095 A JP 20789095A JP H0933346 A JPH0933346 A JP H0933346A
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JP
Japan
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cell
sample
measurement
ftir
abnormality
Prior art date
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Application number
JP20789095A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Satake
司 佐竹
Juichiro Ukon
寿一郎 右近
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Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0933346A publication Critical patent/JPH0933346A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure the detection of an abnormality and facilitate the factor analysis of the abnormality by providing a plurality of cells differed in length in parallel to each other, switching one cell to another cell differed in cell length, when an indication abnormality which is not observed in usual measurement is detected, so that the measurement can be continued. SOLUTION: When a sample S is supplied to a long cell 1 in the state where the infrared ray from a Fourier transform infrared spectrophotometer(FTIR) optical system 3 is emitted to the cell 1, the interferogram of the sample S is obtained from an infrared detector 5. This interferogram is Fourier- transformed at a high speed in a CPU 13, and converted into the infrared power spectrum transmitted by the sample S. Whether the density alue of a main component or disturbance component is within a normal range or not is judged in an abnormal condition judging unit 14. When the density value exceeds the normal range, the introduction switching instruction of sample from the CPL 13 is transmitted to a sampling unit 7, and the sample supplying route is switched in the unit 7 to supply the sample S to a short cell 2 with short optical path.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、セルに供給される試
料に対して赤外光を照射し、そのとき得られる吸収スペ
クトルに基づいて試料中に含まれる成分の濃度を定量分
析するところのFTIR(フーリエ変換赤外分光光度
計)を用いたプロセス監視方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention irradiates a sample supplied to a cell with infrared light and quantitatively analyzes the concentration of components contained in the sample based on the absorption spectrum obtained at that time. The present invention relates to a process monitoring method using an FTIR (Fourier transform infrared spectrophotometer).

【0002】[0002]

【従来の技術】石油精製プラントなどのプロセスの監視
は、ガスクロマトグラフィ装置を用いて行われていた
が、プロセス異常の判別が困難であるところから、近年
においては、単一のセルよりなるFTIRを用いてプロ
セス管理を行うようになってきている。
2. Description of the Related Art A process of a petroleum refining plant or the like has been monitored by using a gas chromatography device. However, since it is difficult to discriminate a process abnormality, in recent years, an FTIR consisting of a single cell has been used. It has come to be used for process management.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、精製プラン
トを一旦止めて再度立ち上げる場合、測定対象成分以外
の成分が混じることが多く、例えば原油からエチレン
(C2 4 )を精製する場合、前述の立ち上げ時にエチ
レン中にプロピレン(C3 6 )が混入することがあ
る。このプロピレンはエチレンに比べて赤外光を吸収し
やすく、吸収箇所も多く、FTIRによってエチレンを
定量分析する場合、プロピレンが妨害成分として作用す
る。
By the way, when the refining plant is once stopped and then restarted, components other than the components to be measured are often mixed. For example, when purifying ethylene (C 2 H 4 ) from crude oil, Propylene (C 3 H 6 ) may be mixed into ethylene at the time of starting up. Compared with ethylene, this propylene absorbs infrared light more easily and has many absorption sites, and when ethylene is quantitatively analyzed by FTIR, propylene acts as an interfering component.

【0004】ところが、従来のFTIRを用いたプロセ
ス監視においては、単一のセルを有するFTIRを用い
ていたため、次のような不都合があった。すなわち、単
一のセルよりなるFTIRを用いてプロセス管理を行う
場合、セルに供給される試料の種類やその濃度範囲が予
め分かっていることが必要であるが、前記プロピレンの
ような妨害成分が混入した場合、混入したプロピレンに
よる赤外吸収のため、測定対象成分であるエチレンの濃
度検出値が変動したり、プロピレンの濃度によってはエ
チレンの濃度検出が不能になるとともに、プロピレンそ
のものの濃度も検出できなくなることがある。
However, in the conventional process monitoring using FTIR, FTIR having a single cell is used, so that the following problems occur. That is, when performing process control using FTIR consisting of a single cell, it is necessary to know in advance the type of sample supplied to the cell and its concentration range. When mixed, the detected concentration of ethylene, which is the measurement target component, fluctuates due to infrared absorption by the mixed propylene, and the concentration of ethylene cannot be detected depending on the concentration of propylene, and the concentration of propylene itself is also detected. It may not be possible.

【0005】これは、測定対象成分であるエチレンより
も妨害成分であるプロピレンの方が赤外吸収が強く、エ
チレンの検出が困難になるためであり、また、単一のセ
ルであるため、妨害成分であるプロピレンが不測に高濃
度である場合、その濃度検出も不能になるためである。
This is because propylene, which is an interfering component, has a stronger infrared absorption than ethylene, which is the component to be measured, and it is difficult to detect ethylene. This is because if the concentration of propylene, which is a component, is unexpectedly high, the concentration cannot be detected.

【0006】このような不都合は、上記石油精製プラン
トのみならず、各種の化学プラントなどにおいても生ず
るものと考えられる。
It is considered that such inconvenience occurs not only in the oil refining plant but also in various chemical plants.

【0007】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、プロセスの異常を確実に検知し、異常の要因
分析を容易に行うことができるFTIRを用いたプロセ
ス監視方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and provides a process monitoring method using FTIR capable of surely detecting a process abnormality and easily analyzing the cause of the abnormality. It is an object.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明(以下、第1発明という)では、セルに供
給される試料に対して赤外光を照射し、そのとき得られ
る吸収スペクトルに基づいて試料中に含まれる成分の濃
度を定量分析するFTIRを用いたプロセス監視方法に
おいて、前記セルとしてセル長が異なるものを複数個互
いに並列に設け、通常測定時に見られない指示異常を検
出したとき、セル長の異なる他のセルに切り換えること
により、測定を続行できるようにしている。
In order to achieve the above object, in the present invention (hereinafter referred to as the first invention), a sample supplied to a cell is irradiated with infrared light, and an absorption spectrum obtained at that time is obtained. In a process monitoring method using FTIR for quantitatively analyzing the concentrations of components contained in a sample based on the above, a plurality of cells having different cell lengths are provided in parallel with each other to detect an anomaly of an indication that is not seen during normal measurement. At this time, the measurement can be continued by switching to another cell having a different cell length.

【0009】また、この発明(以下、第2発明という)
では、セルに供給される試料に対して赤外光を照射し、
そのとき得られる吸収スペクトルに基づいて試料中に含
まれる成分の濃度を定量分析するFTIRを用いたプロ
セス監視方法において、前記セルの前段にサンプリング
ユニットを設け、通常測定時に見られない指示異常を検
出したとき、セルに対して希釈された試料を供給するこ
とにより、測定を続行するようにしている。
The present invention (hereinafter referred to as the second invention)
Then, irradiate the sample supplied to the cell with infrared light,
In a process monitoring method using FTIR that quantitatively analyzes the concentrations of components contained in a sample based on the absorption spectrum obtained at that time, a sampling unit is provided in the preceding stage of the cell to detect an abnormal indication that is not seen during normal measurement. At that time, the diluted sample is supplied to the cell to continue the measurement.

【0010】[0010]

【作用】上記第1発明によれば、例えば、石油精製プラ
ントにおけるプロセスに異常が生じ、これによる指示異
常を検出すると、通常の測定対象成分以外の成分(妨害
成分)の濃度が高い試料をセル長が短いセルに導入して
測定する。これにより、測定を中断することなく続行す
ることができ、非測定対象成分の濃度検出と通常の測定
対象成分の濃度検出を行うことができる。そして、非測
定対象成分の濃度検出結果に基づいて、非測定対象成分
(妨害成分)がなくなるように、石油精製プラントをプ
ロセス制御することにより、本来の運転に復することが
できる。
According to the first aspect of the present invention, for example, when an abnormality occurs in a process in a petroleum refining plant and an indication abnormality is detected due to the abnormality, a sample having a high concentration of components (interfering components) other than the normal measurement target component is detected in the cell. It is introduced into a short cell and measured. As a result, the measurement can be continued without interruption, and the concentration of the non-measurement target component and the normal concentration of the measurement target component can be detected. Then, based on the concentration detection result of the non-measurement target component, process control of the petroleum refining plant is performed so that the non-measurement target component (interfering component) disappears, whereby the original operation can be restored.

【0011】上記第2発明においては、前記指示異常を
検出すると、通常の測定対象成分以外の濃度が高い非測
定対象成分が混入した試料を濃度検出が可能な程度に希
釈することにより、非測定対象成分の濃度検出と通常の
測定対象成分の濃度検出を行うことができる。第2発明
においても、非測定対象成分の濃度検出結果に基づい
て、非測定対象成分がなくなるように、石油精製プラン
トをプロセス制御することにより、本来の運転に復する
ことができる。
In the second aspect of the invention, when the indication abnormality is detected, the non-measurement is performed by diluting the sample mixed with the non-measurement target component having a high concentration other than the normal measurement target component to a concentration detectable level. It is possible to detect the concentration of the target component and the usual concentration detection of the target component. Also in the second aspect of the invention, the oil refining plant is process-controlled so that the non-measurement target component disappears based on the concentration detection result of the non-measurement target component, whereby the original operation can be restored.

【0012】なお、前記両発明において取り扱う試料と
しては、気体、液体のいずれであってもよく、試料が気
体である場合、希釈ガスとしては例えば窒素ガスが好適
である。
The sample handled in both of the above inventions may be either a gas or a liquid. When the sample is a gas, nitrogen gas is suitable as the diluent gas.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の詳細を、図を参照しながら
説明する。まず、第1発明について説明する。図1およ
び図2は、第1発明の一実施例を示すもので、図1は、
FTIRを用いたプロセス監視方法(以下、単にプロセ
ス監視方法という)を実施するためのシステムの構成を
模式的に示したものであり、図2は、プロセス監視方法
における動作を示すフローチャートである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first invention will be described. FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of the first invention.
FIG. 2 schematically shows the configuration of a system for carrying out a process monitoring method using FTIR (hereinafter, simply referred to as a process monitoring method), and FIG. 2 is a flowchart showing an operation in the process monitoring method.

【0014】図1において、1,2は試料Sが供給され
るセルで、耐腐蝕性を有する筒体の両端を赤外線透過性
のセル窓で封じるとともに、試料の導入口、導出口を備
えてなるものであり、互いに光学的に並列に配置され、
セル2のセル長がセル1のそれよりかなり小さくしてあ
る。以下、セル1,2をそれぞれ長セル、短セルという
こともある。3はセル1,2の一端側に設けられるFT
IR光学系で、詳細に図示してないが、赤外光源と干渉
計とからなる。4はセル1,2の一端側とFTIR光学
系3との間に設けられる光路切換え装置で、一または複
数の反射鏡よりなり、FTIR光学系3からの赤外光を
セル1,2のいずれかに照射するものである。
In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote cells to which the sample S is supplied. The both ends of a corrosion-resistant cylinder are sealed with infrared transmitting cell windows, and a sample inlet and outlet are provided. And are arranged optically parallel to each other,
The cell length of cell 2 is made much smaller than that of cell 1. Hereinafter, the cells 1 and 2 may be referred to as a long cell and a short cell, respectively. 3 is an FT provided on one end side of the cells 1 and 2
The IR optical system is composed of an infrared light source and an interferometer, which are not shown in detail. Reference numeral 4 denotes an optical path switching device provided between one end side of the cells 1 and 2 and the FTIR optical system 3, which is composed of one or a plurality of reflecting mirrors. It irradiates the crab.

【0015】5はセル1,2の他端側に設けられる赤外
線検出器で、例えば半導体検出器よりなる。6はセル
1,2の他端側と赤外線検出器5との間に設けられる光
路切換え装置で、一または複数の反射鏡よりなり、セル
1,2のいずれかを透過した赤外光を赤外線検出器5に
入光させるものである。
Reference numeral 5 denotes an infrared detector provided on the other end side of the cells 1 and 2, which is, for example, a semiconductor detector. Reference numeral 6 denotes an optical path switching device provided between the other end of the cells 1 and 2 and the infrared detector 5, which is composed of one or a plurality of reflecting mirrors and transmits infrared light transmitted through either of the cells 1 or 2 to infrared rays. The light is incident on the detector 5.

【0016】前記光路切換え装置4,6は、互いに連動
して切換え動作を行い、例えば、光路切換え装置4がセ
ル1側に赤外光を導くように切り換わるとき、光路切換
え装置6は、セル1を透過した赤外光を赤外線検出器5
に入射させるように切り換わる。
The optical path switching devices 4 and 6 perform a switching operation in cooperation with each other. For example, when the optical path switching device 4 is switched to guide infrared light to the cell 1 side, the optical path switching device 6 operates as a cell. The infrared light transmitted through 1 is an infrared detector 5
It is switched so that it is incident on.

【0017】7はセル1,2の前段に設けられるサンプ
リングユニットで、詳細には図示してないが、複数の電
磁弁と管路とからなり、サンプリングコントローラ8か
らの指令に基づいて、図示してない試料源からの試料
(例えば、試料ガス)Sをセル1,2のいずれかに供給
するものである。9,10はセル1,2への試料導入
路、11,12はセル1,2からの試料導出路である。
Although not shown in detail, 7 is a sampling unit provided in front of the cells 1 and 2, and comprises a plurality of solenoid valves and pipes, and is shown in accordance with a command from the sampling controller 8. A sample (for example, sample gas) S from a sample source which is not provided is supplied to one of the cells 1 and 2. Reference numerals 9 and 10 denote sample introduction paths to the cells 1 and 2, and reference numerals 11 and 12 denote sample introduction paths from the cells 1 and 2.

【0018】なお、前記サンプリングユニット7におけ
る試料Sをセル1,2のいずれに供給するかの切換え動
作は、前記光路切換え装置4,6の光路切換え動作と連
動している。
The switching operation of the sampling unit 7 for supplying the sample S to which of the cells 1 and 2 is interlocked with the optical path switching operation of the optical path switching devices 4 and 6.

【0019】13はプロセス監視システムの制御・デー
タ処理用の制御・演算部で、FTIR光学系3、光路切
換え装置4,6、サンプリングコントローラ8などへの
制御信号を出力したり、赤外線検出器5からの信号に基
づいてデータを処理して成分濃度を算出したりするもの
である。14は異常条件判別ユニットで、制御・演算部
13によって得られた成分濃度(測定対象成分や妨害成
分の濃度)が所定の範囲内であるか否かを判別するもの
である。
Reference numeral 13 is a control / arithmetic unit for control / data processing of the process monitoring system, which outputs control signals to the FTIR optical system 3, the optical path switching devices 4 and 6, the sampling controller 8, and the infrared detector 5. The data is processed on the basis of the signal from to calculate the component concentration. An abnormal condition determination unit 14 is for determining whether or not the component concentration (concentration of the measurement target component or the interfering component) obtained by the control / calculation unit 13 is within a predetermined range.

【0020】上述の説明から理解されるように、図1に
おいて、シングルラインは試料Sの流れを、ダブルライ
ンは光路を、太いラインは信号の流れをそれぞれ示して
いる。
As can be understood from the above description, in FIG. 1, the single line indicates the flow of the sample S, the double line indicates the optical path, and the thick line indicates the signal flow.

【0021】上述のように構成されたプロセス監視装置
の動作について、図2をも参照しながら説明する。
The operation of the process monitoring device configured as described above will be described with reference to FIG.

【0022】通常の測定においては、長セル1を用いて
測定が行われる。すなわち、光路切換え装置4,6およ
びサンプリングユニット7を長セル1(長光路)側に切
り換える。そして、FTIR光学系3からの赤外光を長
セル1に照射している状態で、試料Sを長セル1に供給
することにより、赤外線検出器5から試料Sのインター
フェログラムが得られる(ステップS1)。
In the ordinary measurement, the long cell 1 is used for the measurement. That is, the optical path switching devices 4, 6 and the sampling unit 7 are switched to the long cell 1 (long optical path) side. Then, by supplying the sample S to the long cell 1 while the long cell 1 is being irradiated with the infrared light from the FTIR optical system 3, an interferogram of the sample S is obtained from the infrared detector 5 ( Step S1).

【0023】そして、前記インターフェログラムは、制
御・演算部13において高速フーリエ変換され、試料S
を透過した赤外光のパワースペクトルへと変換される。
さらに、前記パワースペクトルと、予め得てある比較ガ
スのパワースペクトルとの比をもとに、試料Sによる赤
外光の吸収スペクトルを求めた後、この吸収スペクトル
中の複数の波数ポイントにおける吸光度に基づいて試料
S中に含まれる成分の濃度が算出される(ステップS
2)。
Then, the interferogram is subjected to fast Fourier transform in the control / calculation unit 13 to obtain a sample S
Is converted into the power spectrum of the infrared light transmitted through.
Further, based on the ratio of the power spectrum and the power spectrum of the comparative gas obtained in advance, the absorption spectrum of infrared light by the sample S is obtained, and then the absorbance at a plurality of wave number points in this absorption spectrum is calculated. Based on this, the concentrations of the components contained in the sample S are calculated (step S
2).

【0024】ここで、異常条件判別ユニット14におい
て、主成分(測定対象成分)の濃度値や妨害成分(非測
定対象成分)の濃度値が正常範囲内であるか否かが判定
され(ステップS3、ステップS4)、前記両濃度値が
ともに正常範囲である場合はそのままの状態で測定が継
続されるが、両濃度値がともに正常範囲を超えている場
合、制御・演算部13からの試料の導入切換え指令がサ
ンプリングコントローラ8を経てサンプリングユニット
7に送られ、これによって、サンプリングユニット7が
試料供給経路を切り換えて、短光路の短セル2に対して
試料Sが供給される。このとき、制御・演算部13から
の光路切換え指令が光路切換え装置4,6に送られて、
これら4,6が動作して、FTIR光学系3からの赤外
光が短セル2に照射されるように切り換えられる(ステ
ップS5)。
Here, in the abnormal condition discriminating unit 14, it is judged whether or not the concentration value of the main component (measurement target component) or the interference component (non-measurement target component) is within the normal range (step S3). , Step S4), if both the concentration values are within the normal range, the measurement is continued as it is. However, if both the concentration values exceed the normal range, An introduction switching command is sent to the sampling unit 7 via the sampling controller 8, whereby the sampling unit 7 switches the sample supply path and the sample S is supplied to the short cell 2 of the short optical path. At this time, an optical path switching command from the control / calculation unit 13 is sent to the optical path switching devices 4 and 6,
These 4 and 6 operate to switch the infrared light from the FTIR optical system 3 so that the short cell 2 is irradiated with the infrared light (step S5).

【0025】そして、今度は、短セル2を用いて上記ス
テップS1と同様にして測定が行われ(ステップS
6)、ステップS2と同様にして成分濃度が算出される
(ステップS7)。
Then, this time, the measurement is performed using the short cell 2 in the same manner as in step S1 (step S1).
6) and the component concentration is calculated in the same manner as in step S2 (step S7).

【0026】ここで、妨害成分の濃度値や主成分の濃度
値が正常範囲内であるか否かおよび妨害成分の濃度値が
目標範囲内であるか否かが判定され(ステップS8、ス
テップS9、ステップS10)、妨害成分の濃度値や主
成分の濃度値が正常範囲外であったり、妨害成分の濃度
値が目標範囲外(目標範囲を超えている)である場合に
は、そのままの状態、すなわち、短セル2を用いて測定
が引続き行われるとともに、妨害成分がなくなるよう
に、石油精製プラントをプロセス制御する。
Here, it is judged whether the density value of the disturbing component or the density value of the main component is within the normal range and whether the density value of the disturbing component is within the target range (steps S8 and S9). , Step S10), if the concentration value of the interfering component or the concentration value of the main component is out of the normal range or the concentration value of the interfering component is outside the target range (exceeds the target range), the state is kept as it is. That is, the oil refining plant is process-controlled so that the measurement is continuously performed using the short cell 2 and the interfering components are eliminated.

【0027】そして、上記プロセス制御結果、主成分や
妨害成分が所定の範囲内に収まると、制御・演算部13
からの指令によって、サンプリングコントローラ8が動
作して、サンプリングユニット7を介して長光路の長セ
ル1に対して試料Sが供給されるとともに、光路切換え
装置4,6が動作して、FTIR光学系3からの赤外光
が長セル1に照射されるように切り換えられ(ステップ
S11)、再び、通常の測定、すなわち、長光路による
測定が行われる(ステップS1)。
When the main component and the disturbing component fall within a predetermined range as a result of the above process control, the control / calculation unit 13
In response to a command from the sampling controller 8, the sampling controller 8 operates to supply the sample S to the long cell 1 of the long optical path through the sampling unit 7, and the optical path switching devices 4 and 6 operate to operate the FTIR optical system. The infrared light from 3 is switched to irradiate the long cell 1 (step S11), and the normal measurement, that is, the measurement by the long optical path is performed again (step S1).

【0028】上述の動作説明から理解されるように、第
1発明によれば、セル長の異なるセル1,2を使い分け
るようにしているので、プロセス異常時に、通常の測定
対象成分のほかに濃度が非常に高い成分(妨害成分)が
混入し、長セル1による測定では、赤外光が全て吸収さ
れてしまい、通常の測定対象成分を測定できないといっ
たことが巧みに回避され、連続して測定を行うことでき
る。
As can be understood from the above description of the operation, according to the first aspect of the invention, the cells 1 and 2 having different cell lengths are selectively used. A very high component (interfering component) is mixed in, and in the measurement by the long cell 1, all infrared light is absorbed, and it is wisely avoided that the ordinary measurement target component cannot be measured, and continuous measurement is performed. Can be done.

【0029】そして、プロセスの異常を確実に検知する
ことができ、異常の要因分析を容易に行うことができ、
プロセスの円滑な運転に大いに寄与できる。
Further, it is possible to reliably detect the abnormality of the process and easily analyze the cause of the abnormality.
It can greatly contribute to the smooth operation of the process.

【0030】図3は、第1発明の他の実施例を示すもの
で、この図3においては、FTIR光学系3を赤外光源
15と干渉計16とに分離し、赤外光源15とセル1,
2とを干渉計16の前段に配置している。このように構
成した場合も、上記図1に示したものと同様に動作し、
同様の作用効果を奏するのでその説明は省略する。
FIG. 3 shows another embodiment of the first invention. In FIG. 3, the FTIR optical system 3 is separated into an infrared light source 15 and an interferometer 16, and the infrared light source 15 and the cell are separated. 1,
2 and 2 are arranged in front of the interferometer 16. Even when configured in this manner, the same operation as that shown in FIG.
Since the same effect is obtained, the description thereof will be omitted.

【0031】なお、上述の第1発明の実施例において
は、セル長の異なるセルを2つ光学的並列な状態に設け
ていたが、これに限られるものではなく、セル長が異な
るセルを3以上光学的並列な状態に設けるようにしても
よい。また、CPU13と異常条件判別ユニット14と
を別構成としているが、これを一体的にしてあってもよ
く、また、異常条件判別をCPU13においてプログラ
ムにしたがって行うようにしてもよい。
In the embodiment of the first invention described above, two cells having different cell lengths are provided in an optically parallel state, but the number of cells having different cell lengths is not limited to this. The above may be provided in an optically parallel state. Although the CPU 13 and the abnormal condition determination unit 14 are separately configured, they may be integrated, or the abnormal condition determination may be performed by the CPU 13 according to a program.

【0032】次に、第2発明について説明する。図4お
よび図5は、第2発明の一実施例を示すもので、図4
は、プロセス監視方法を実施するためのシステムの構成
を模式的に示したものであり、図5は、プロセス監視方
法における動作を説明するためのフローチャートであ
る。また、図4において、図1における符号と同一のも
のは同一物を示している。
Next, the second invention will be described. 4 and 5 show an embodiment of the second invention.
5 schematically shows the configuration of a system for carrying out the process monitoring method, and FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation in the process monitoring method. Further, in FIG. 4, the same symbols as those in FIG. 1 denote the same items.

【0033】図4において、21は試料Sが供給される
セルで、耐腐蝕性を有する適宜長さの筒体の両端を赤外
線透過性のセル窓で封じるとともに、試料の導入口、導
出口を備えてなるものである。そして、このセル21の
一端側にFTIR光学系3が、他端側に赤外線検出器5
がそれぞれ設けられている。
In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a cell to which the sample S is supplied. Both ends of a tube body having an appropriate length and having corrosion resistance are sealed with infrared transmitting cell windows, and a sample inlet and outlet are provided. Be prepared. The FTIR optical system 3 is provided on one end side of the cell 21, and the infrared detector 5 is provided on the other end side.
Are provided respectively.

【0034】22はセル21の前段に設けられるサンプ
リングユニットで、詳細には図示してないが、複数の電
磁弁、キャピラリ、管路などからなる希釈装置を備えて
おり、サンプリングコントローラ23からの指令に基づ
いて、図示してない試料源からの試料Sをそのまま(希
釈しないで)セル21に供給したり、前記試料Sを適宜
の希釈ガス(例えば、窒素ガス)Dで適宜希釈してセル
21に供給するものである。
Reference numeral 22 denotes a sampling unit provided in the preceding stage of the cell 21. Although not shown in detail, the sampling unit 22 is provided with a diluting device including a plurality of solenoid valves, capillaries, pipes, etc. On the basis of the above, the sample S from a sample source (not shown) is supplied to the cell 21 as it is (without being diluted), or the sample S is appropriately diluted with an appropriate diluent gas (for example, nitrogen gas) D to obtain the cell 21. Is to be supplied to.

【0035】上述のように構成されたプロセス監視装置
の動作について、図5をも参照しながら説明する。
The operation of the process monitor configured as described above will be described with reference to FIG.

【0036】通常の測定においては、FTIR光学系3
からの赤外光をセル21に照射している状態で、セル2
1に対して試料Sが希釈されることなく供給され、赤外
線検出器5から試料Sのインターフェログラムが得られ
る(ステップS21)。
In normal measurement, the FTIR optical system 3
While irradiating the cell 21 with infrared light from
The sample S is supplied to 1 without being diluted, and the interferogram of the sample S is obtained from the infrared detector 5 (step S21).

【0037】そして、前記インターフェログラムは、制
御・演算部13において高速フーリエ変換され、試料S
を透過した赤外光のパワースペクトルへと変換される。
さらに、前記パワースペクトルと、予め得てある比較ガ
スのパワースペクトルとの比をもとに、試料Sによる赤
外光の吸収スペクトルを求めた後、この吸収スペクトル
中の複数の波数ポイントにおける吸光度に基づいて試料
S中に含まれる成分の濃度が算出される(ステップS2
2)。
Then, the interferogram is fast-Fourier-transformed in the control / calculation unit 13 to obtain a sample S
Is converted into the power spectrum of the infrared light transmitted through.
Further, based on the ratio of the power spectrum and the power spectrum of the comparative gas obtained in advance, the absorption spectrum of infrared light by the sample S is obtained, and then the absorbance at a plurality of wave number points in this absorption spectrum is calculated. Based on this, the concentrations of the components contained in the sample S are calculated (step S2
2).

【0038】ここで、主成分(測定対象成分)の濃度値
や妨害成分(非測定対象成分)の濃度値が正常範囲内で
あるか否かが判定され(ステップS23、ステップS2
4)、前記両濃度値がともに正常範囲である場合はその
ままの状態で測定が継続されるが、両濃度値がともに正
常範囲を超えている場合、制御・演算部13からの指令
がサンプリングコントローラ23を経てサンプリングユ
ニット22に送られ、これによって、サンプリングユニ
ット22内の希釈装置が動作して、希釈ガスDによって
試料Sの希釈が行われる(ステップS25)。この場
合、制御・演算部13からは、得られたデータから最適
と考えられる希釈率を設定するための指令が出力され
る。
Here, it is determined whether or not the density value of the main component (measurement target component) or the interference component (non-measurement target component) is within the normal range (steps S23 and S2).
4) If both the concentration values are within the normal range, the measurement is continued as it is. However, if both the concentration values exceed the normal range, the command from the control / calculation unit 13 is the sampling controller. After being sent to the sampling unit 22 via 23, the diluting device in the sampling unit 22 operates to dilute the sample S with the dilution gas D (step S25). In this case, the control / calculation unit 13 outputs a command for setting the dilution ratio that is considered to be optimum from the obtained data.

【0039】そして、今度は、希釈された試料Sがセル
21に供給され、上記ステップS21と同様にして測定
が行われ(ステップS26)、ステップS22と同様に
して成分濃度が算出される(ステップS27)。
Then, this time, the diluted sample S is supplied to the cell 21, the measurement is performed in the same manner as in step S21 (step S26), and the component concentration is calculated in the same manner as step S22 (step S22). S27).

【0040】ここで、異常条件判別ユニット14におい
て、妨害成分を測定できるか否かが判定され(ステップ
S28)、前記希釈によっても妨害成分を測定できない
場合は、希釈率が変更され(ステップS29)、再度測
定が行われる(ステップS26)。そして、異常条件判
別ユニット14において妨害成分を測定できると判定さ
れた場合、妨害成分の濃度値や主成分の濃度値が正常範
囲内であるか否かおよび妨害成分の濃度値が目標範囲内
であるか否かが判定され(ステップS30、ステップS
31、ステップS32)、妨害成分の濃度値や主成分の
濃度値が正常範囲外であったり、妨害成分の濃度値が目
標範囲外(目標範囲を超えている)である場合には、ス
テップS26に戻って希釈試料Sの測定が引続き行われ
るとともに、妨害成分がなくなるように、石油精製プラ
ントをプロセス制御する。
Here, in the abnormal condition judging unit 14, it is judged whether or not the disturbing component can be measured (step S28). If the disturbing component cannot be measured even by the dilution, the dilution rate is changed (step S29). The measurement is performed again (step S26). If it is determined in the abnormal condition determination unit 14 that the interference component can be measured, whether the concentration value of the interference component or the concentration value of the main component is within the normal range and whether the concentration value of the interference component is within the target range are determined. It is determined whether or not there is (step S30, step S
31, step S32), if the density value of the interfering component or the density value of the main component is outside the normal range or the density value of the interfering component is outside the target range (exceeds the target range), step S26 Returning to step 1, the diluted sample S is continuously measured, and the petroleum refining plant is process-controlled so as to eliminate interfering components.

【0041】そして、上記プロセス制御結果、主成分や
妨害成分が所定の範囲内に収まると、制御・演算部13
からの指令によって、サンプリングコントローラ23が
動作して、サンプリングユニット7における希釈装置の
動作を停止し(ステップS33)、再び、通常の測定、
すなわち、希釈しない試料Sを用いて測定が行われる
(ステップS21)。
When the main component or the disturbing component falls within a predetermined range as a result of the above process control, the control / calculation unit 13
In response to a command from the sampling controller 23, the sampling controller 23 operates to stop the operation of the diluting device in the sampling unit 7 (step S33), and the normal measurement,
That is, the measurement is performed using the sample S that is not diluted (step S21).

【0042】上述の動作説明から理解されるように、第
2発明によれば、プロセスに異常が生じた場合、試料S
を希釈するようにしているので、上述の第1発明と同様
に、通常の測定対象成分を測定できないといったことが
巧みに回避され、連続して測定を行うことでき、プロセ
スの異常を確実に検知することができ、異常の要因分析
を容易に行うことができ、プロセスの円滑な運転に大い
に寄与できる。
As can be understood from the above description of the operation, according to the second aspect of the invention, when an abnormality occurs in the process, the sample S
Since it is designed to be diluted, as in the first aspect of the invention described above, it is possible to skillfully avoid the inability to measure the normal measurement target component, and it is possible to perform continuous measurement, and reliably detect process abnormalities. Therefore, the factor analysis of the abnormality can be easily performed, and it can greatly contribute to the smooth operation of the process.

【0043】なお、この第2発明においても、図3に示
した変形例と同様に構成してもよい。すなわち、図示は
省略するが、FTIR光学系3を赤外光源と干渉計とに
分離し、赤外光源とセル21とを干渉計の前段に配置し
てもよい。
The second invention may also be configured in the same manner as the modification shown in FIG. That is, although illustration is omitted, the FTIR optical system 3 may be separated into an infrared light source and an interferometer, and the infrared light source and the cell 21 may be arranged in the preceding stage of the interferometer.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、プロセスを監視しているとき、プロセスに異常が生
じ、これによる指示異常を検出した場合、測定に用いる
セルをセル長の長いものから短いもにに切り換えたり、
あるいは、試料を適宜希釈するなどして吸光度を下げる
ようにしているので、測定を続行することができる。
As described above, according to the present invention, when the process is monitored, an abnormality occurs in the process, and when the indicated abnormality is detected, the cell used for measurement has a long cell length. From short to short,
Alternatively, since the absorbance is lowered by appropriately diluting the sample, the measurement can be continued.

【0045】そして、この発明によれば、プロセスの異
常を確実に検知することができるとともに、異常の要因
分析を容易に行うことができる。したがって、プロセス
をより円滑に運転することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to reliably detect the abnormality of the process and easily analyze the cause of the abnormality. Therefore, the process can be operated more smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1発明に係るプロセス監視方法を実施するた
めのシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a configuration of a system for carrying out a process monitoring method according to a first invention.

【図2】前記プロセス監視方法における動作を説明する
ためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation in the process monitoring method.

【図3】第1発明の他の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the first invention.

【図4】第2発明に係るプロセス監視方法を実施するた
めのシステムの構成の一例を模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a configuration of a system for carrying out the process monitoring method according to the second invention.

【図5】前記プロセス監視方法における動作を説明する
ためのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation in the process monitoring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,21…セル、22…サンプリングユニット、S
…試料。
1, 2, 21 ... Cell, 22 ... Sampling unit, S
…sample.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セルに供給される試料に対して赤外光を
照射し、そのとき得られる吸収スペクトルに基づいて試
料中に含まれる成分の濃度を定量分析するFTIRを用
いたプロセス監視方法において、前記セルとしてセル長
が異なるものを複数個互いに並列に設け、通常測定時に
見られない指示異常を検出したとき、セル長の異なる他
のセルに切り換えることにより、測定を続行できるよう
にしたことを特徴とするFTIRを用いたプロセス監視
方法。
1. A process monitoring method using FTIR, which comprises irradiating a sample supplied to a cell with infrared light and quantitatively analyzing the concentration of components contained in the sample based on the absorption spectrum obtained at that time. , A plurality of cells having different cell lengths are provided in parallel with each other, and when an abnormal indication that is not seen during normal measurement is detected, the measurement can be continued by switching to another cell having a different cell length. A process monitoring method using FTIR.
【請求項2】 セルに供給される試料に対して赤外光を
照射し、そのとき得られる吸収スペクトルに基づいて試
料中に含まれる成分の濃度を定量分析するFTIRを用
いたプロセス監視方法において、前記セルの前段にサン
プリングユニットを設け、通常測定時に見られない指示
異常を検出したとき、セルに対して希釈された試料を供
給することにより、測定を続行するようにしたことを特
徴とするFTIRを用いたプロセス監視方法。
2. A process monitoring method using FTIR, which comprises irradiating a sample supplied to a cell with infrared light and quantitatively analyzing the concentrations of components contained in the sample based on the absorption spectrum obtained at that time. A sampling unit is provided in the preceding stage of the cell, and when an abnormal indication that is not seen in normal measurement is detected, the diluted sample is supplied to the cell to continue the measurement. Process monitoring method using FTIR.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014001982A (en) * 2012-06-15 2014-01-09 Denso Corp Concentration measuring device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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