JPH11194082A - 気体試料用水分計 - Google Patents

気体試料用水分計

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JPH11194082A
JPH11194082A JP198A JP198A JPH11194082A JP H11194082 A JPH11194082 A JP H11194082A JP 198 A JP198 A JP 198A JP 198 A JP198 A JP 198A JP H11194082 A JPH11194082 A JP H11194082A
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JP
Japan
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moisture
gas
sample
gas sample
gaseous sample
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Pending
Application number
JP198A
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English (en)
Inventor
Fumihide Kikuchi
文秀 菊池
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Kett Electric Laboratory
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Kett Electric Laboratory
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 気体試料を水分計に直接流入するだけで、気
体試料中の水分量を容易且つ高精度に測定することがで
きる気体試料用水分計を提供する。 【解決手段】 気体試料用水分計は、気体試料が流入す
る気体試料流入部1と、気体の流量をリアルタイムで測
定する流量計2bを含む気体流入量測定部2と、気体試
料中の水分以外の気体物質を除去するフィルター4を含
む気体物質除去部3と、気体試料中の水分のみを吸着す
る水分吸着部5と、この水分吸収部の増加質量を気体試
料に含まれる水分量としてリアルタイムで検出する電子
天秤6bを有する電子天秤部6とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体試料用水分計
に関する。更に詳しくは、気体試料を直接流入するだけ
で、測定試料中の正確な水分量を微量水分範囲まで測定
できる気体試料用水分計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来技術におけるこの種の水分計として
は、カールフィッシャー法(KF法)に基づく水分計が広
く知られている。ここでKF法とは、ヨウ素、二酸化硫
黄、ピリジン、メタノールを成分とするカールフィッシ
ャー試薬が水と定量的に反応することを利用するもので
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、従来技術の気体試料用水分計においては、カー
ルフィッシャー試薬と気体試料中の水分との定量的な反
応を利用するため、測定に非常に手間がかかる上、相当
な熟練を要していた。また、測定においては、有害な試
薬や液体、特殊なガラス容器及び滴定装置等が必要であ
り、測定時の安全性の面及び測定設備自体が大掛かりに
なるという点でも問題を有していた。更に、カールフィ
ッシャー法では極めて微量な水分量の測定が困難である
ばかりか、測定試料中にはカールフィッシャー試薬と妨
害反応する化学物質が含まれている場合もあり、高精度
な測定値を得るには適宜滴定値を補正する等して水分量
を定量しなければならないという不都合もあった。本発
明は、このような問題を解決し、定量試薬等との反応に
拠らず単に気体試料を水分計に直接流入するだけで、気
体試料中の水分量を容易且つ高精度に測定することがで
きる気体試料用水分計を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、気体試料が流
入する気体試料流入部と、気体の流量をリアルタイムで
測定する流量計を含む気体流入量測定部と、気体試料中
の水分以外の気体物質を除去するフィルターを含む気体
物質除去部と、気体試料中の水分のみを吸着する水分吸
着部と、この水分吸収部の増加質量を気体試料に含まれ
る水分量としてリアルタイムで検出する電子天秤を有す
る電子天秤部とを備える気体試料用水分計を特徴とする
ものである。
【0005】このように、本発明においては、まず流量
計において気体試料の流量をリアルタイムで測定した後
に水分以外の気体物質をフィルターで除去し、次いで気
体試料中に含まれる水分量のみを前記電子天秤にてリア
ルタイムで検出し、測定された気体流量及び水分量から
迅速に気体試料中の水分量が算出できるよう構成されて
いるため、気体試料を単に水分計に流入させるだけで、
測定試料中の流入気体量に対する水分量が迅速且つ容易
に、そして高精度で測定可能となる。なお、本発明にお
ける「気体の流量をリアルタイムで測定する」とは、流
量計に流入する単位時間当たりの気体の量及び測定開始
から任意時間までの総気体流量を迅速且つ連続して測定
することを意味し、また「水分吸収部の増加質量を気体
試料に含まれる水分量としてリアルタイムで検出する」
とは、電子天秤で測定される水分吸着部の単位時間当た
りの増加質量(水分量)及び測定開始から任意時間まで
の全増加重量(総水分量)を迅速且つ連続して測定する
ことを意味する。
【0006】ここで、本発明の水分計は、測定中の気体
試料の総流量に対する水分量を測定するため、流入する
気体の量をリアルタイムでモニタしなければ正確な総ガ
ス量を測定することができない。特に、ガス流量が不安
定である場合等には、リアルタイムでのモニタは不可欠
となる。なお、リアルタイムで測定された測定値はコン
ピューターにフィードバックされ積算された後、気体試
料の総流量が算出される。また、本発明の水分計におい
ては、気体試料中に含まれる水分量についても、測定終
了点を正確に確認できるよう、電子天秤にてリアルタイ
ムで検出されなければならない。特に、気体試料中の水
分量が極めて少ない場合には、多量のガスを流す必要が
あると同時に、測定時間も長くかかるため、予備測定を
行い、ガス流量や測定時間等の条件を予め知る必要があ
る。かかる場合に水分量がリアルタイムで確認できなけ
れば、操作性の点で大きな問題となる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づ
いて本発明を詳細に説明する。図1は、本実施例の水分
計の流体系の経路及び機能を示すブロック図である。こ
の図において、1は気体試料流入部、2は測定試料であ
る気体の流入量測定部、3は気体測定試料中の水分以外
の気体物質を除去する気体物質除去部、5は気体物質除
去部3から流出した水分のみを吸着する水分吸着部、6
は水分吸着部5の増加質量を検出する電子天秤部であ
る。又、測定試料である気体が流れるチューブはテフロ
ン製であることが好ましい。
【0008】気体試料流入部1は、測定しようとする気
体試料がチューブ1a を通して直接水分計内部に流入口
1b を介して流入できるよう構成されている。なお、試
料自体が加圧されていない場合等には、測定試料をキャ
リアガスと共に水分計内部に流入させることも可能であ
る。この場合には、まず測定試料の質量を、後述の水分
吸着部5の増加質量を検出する電子天秤6b で測定し、
その後試料をキャリアガスと共に気体試料流入部1を通
じて水分計内部に流入させ(図示せず)、試料中の水分
量を求める方法が採用できる。
【0009】次に、気体流入量測定部2は、測定試料と
なる気体の流量を調整するニードルバルブ2a と、測定
試料の気体流量を検知する流量計2b とから構成されて
いる。ここで、流量計2b は、気体試料流入部1を通じ
て流入された気体流入量を常時リアルタイムで測定でき
るよう構成されている。そして更に、測定された気体流
入量は、水分計内部に備えられたコンピューター(図示
せず)で積算、記憶され気体試料中の水分量算出や、水
分計本体表示部にモニタするデータとして用いられる。
【0010】流量計2b を出た気体試料は、気体物質除
去部3へ流入し、水分以外の気体物質を除去する。図2
は、この気体物質除去部3におけるフィルター4の断面
図である。この図において、フィルター4は、ホルダー
4a と挿入部4b とフィルター本体4c とフィルター本
体4c に充填された活性炭4d とを有している。フィル
ター本体4c には、挿入部4b と連通する穴4e が空い
ており、フィルター本体4c の底にはメッシュ板4f が
設置されている。なお、ホルダー4a の外周にはヒータ
ー4q が蒸着されていてもよい。ホルダー4a 及びヒー
ター4q の材質は、フィルターの汚れ等の確認を容易に
するという点よりガラス製であることが好ましい。な
お、高精度の測定を可能とするためには、活性炭を毎日
交換することが望ましい。
【0011】ホルダー4a の上部には蓋4g があり、蓋
4g の上部には気体試料を通すためのチューブ継ぎ手4
o 及びチューブ4p が設けられている。なお、フィルタ
ー本体の交換は、図3に示すように行われ、ホルダー4
a と蓋4g との取付けによるフィルター本体4c の固定
は、図4のようにホルダー4a 上部にある突起4h と蓋
4g の側面に設けられたリード溝4i とを噛合わすこと
により行われる。このような固定方法を採用するため、
フィルター本体4c の交換を非常に簡単に行うことが出
来、また交換時における蓋4g 取り外しの際、チューブ
4p がねじられることもないのでチューブ4p 表面のね
じれによる亀裂等による痛みもなく、チューブ4pを蓋
4g に取付けたままで、蓋4g をホルダー4a から取り
外すことが可能となり、作業性が大幅に改善される。
【0012】蓋4g の裏側にはO−リング4j を取付け
るための溝4k がある。フィルター本体4c の上部はフ
ランジ形状になっておりこのフランジ部4n と蓋4g の
裏の溝4k に取付けるO−リング4j が密着する。フィ
ルター本体4c の上部にはフランジ部4n と蓋4g の隙
間にはメッシュ板4m があり、4a と4c の間にはO−
リング4r がある。なお、フィルター4の前段に加熱部
を設けることで、気体以外の試料を測定することも可能
となる。
【0013】水分以外の気体物質が除去された気体試料
は、次いで水分吸着部5へ流入し水分のみを吸着する。
その結果、水分吸着部5の質量が増加し、その増加した
質量が気体試料中に含まれる水分量である。この水分吸
着部5で吸着された水分量は、電子天秤部6の電子天秤
6b においてリアルタイムで検出される。そして、その
検出された水分量は水分計内部に備えられるコンピュー
ター(図示せず)で積算、記憶される。前記した気体試
料の流入量と電子天秤6b で検出された水分量とから、
気体試料中の水分量が迅速に算出される。電子天秤6b
の分解能が0.01mgである場合には、水分量としては
0.01mg以下の測定は不可能である。しかし、流入す
る気体の総量を調整することで、例えば10リットルの
気体試料に対し水分量が0.01mgであった場合には、
0.001mg/lの水分量の測定も可能となる。
【0014】図5は、水分吸着部5の断面図であり、図
6は、水分吸着部5が電子天秤部6の計量アーム6a に
取付けられた状態を示す斜視図である。この水分吸着部
5は、気体試料導入用チューブ5a が接続される台5b
と、気体試料中の水分を吸着する吸着剤5cが充填され
るセル本体5d とを有している。台5b には、チューブ
5a 装着用のコネクタ部5e と、孔部5f と、円錐状突
起部5g とが設けられ、円錐状突起部5g がセル本体5
d に嵌められる。また、突起部5g を備える台5b は、
電子天秤部6における計量アーム6a に取付けられてい
る。セル本体5d には、円錐状突起部5g と嵌合するた
めの凹み5h があり台5b に取付けられる。更に、セル
本体5d には、テフロン製の円盤5i が取付けられてお
り、テフロン製の円盤5i には、気体試料がセル本体5
d に流入できるように穴が空いている。
【0015】セル本体5d の上部には、キャップ5j が
装着されている。キャップ5j には、水平方向に対称に
配置された複数の排出口5k が設けられており、本体上
部凹み部5m に設けられた排出口5o と連通するよう構
成されている。なお、排出口5o は気体試料導入チュー
ブ5a と垂直方向となるように取付けられることが好ま
しい。キャップ5j とセル本体5d との取付けは、本体
上部凹み部5m とキャップ5j の下部の円錐状の突起部
5n とが嵌合することによって行われる。
【0016】このように、セル本体5d と台5b もしく
はキャップ5j との取付けが、円錐状の凹凸のみの嵌合
だけで可能となり、又チューブ5a は台5b に取付けて
あるため、セル本体交換時等に、電子天秤部6に大きな
外力を与えることがなく、電子天秤の破損等を防ぐこと
が出来る。また、セル本体5d 及び吸着剤5c の材質と
しては特に制限はないが、吸着剤の交換時期の判断を容
易にするため、セル本体5d はガラス製であることが望
ましく、また吸着剤5c は水分補集量によって色が変化
するような性質を有するものが好ましい。かかる吸着剤
5c の中でもモレキュラーシーブがより好ましく、最も
好ましいものとしてはモレキュラーシーブ3A が挙げら
れる。またここで、台5b 及びキャップ5j の突起部5
g 及び5n の材質は、取り外しの容易性及び密着性の点
でテフロン製であることが好ましい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、まず流
量計において気体試料の流量をリアルタイムで測定した
後に水分以外の気体物質をフィルターで除去し、次いで
気体試料中に含まれる水分量のみを前記電子天秤にてリ
アルタイムで検出し、測定された気体流量及び水分量か
ら迅速に気体試料中の水分量が算出できるよう構成され
ているため、気体試料を単に水分計に流入させるだけ
で、測定試料中の流入気体量に対する水分量が迅速且つ
高精度で測定できるという顕著な効果が達成される。ま
た、気体測定試料に含まれる水分量が、0.001mg
2 O/l以下という極めて微量な量であっても、水分
計に流す気体試料の量を調節することで測定可能とな
る。
【0018】また、本発明の水分計は、気体流量及び水
分量をリアルタイムで測定するため、測定試料の総気体
流量及び総水分量又は換算水分量(気体1リットル当た
りの水分量[mg/l])を本体表示部でモニタする等
して確認することができる。そのため本発明の水分計に
おいては、天秤分解能等から計算される信頼性の高い水
分量で測定を任意に終了することが可能になるととも
に、最適な水分量測定条件(測定流量、測定時間、自動
停止条件等)の設定を短時間且つ簡単に行うことができ
る。
【0019】更に、本発明の水分計においては、気体試
料を単に水分計に流入させるだけで測定試料中の水分量
を測定できるため、測定に熟練を要せず簡単な操作のみ
で測定が可能となる。特に、従来のカールフィッシャー
法のように大掛かりな装置は必要でなく、カールフィッ
シャー試薬のような有害な試薬・液体等も使用しないた
め、本発明の気体試料用水分計は設備面及び安全面にお
いて非常に有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】水分計の流体系の経路及びブロック図である。
【図2】フィルター部の実施例を示す断面図である。
【図3】本発明のフィルター本体の交換方法の説明図で
ある。
【図4】本発明のフィルター本体の交換方法の説明図で
ある。
【図5】水分吸着部の実施例を示す断面図である。
【図6】水分吸着部が電子天秤に取付けられた状態を示
す斜視図である。
【符号の説明】
1 気体試料流入部 2 気体流入量測定部 3 気体物質除去部 4 フィルター 5 水分吸着部 6 電子天秤部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気体試料が流入する気体試料流入部と、
    気体の流量をリアルタイムで測定する流量計を含む気体
    流入量測定部と、気体試料中の水分以外の気体物質を除
    去するフィルターを含む気体物質除去部と、気体試料中
    の水分のみを吸着する水分吸着部と、この水分吸収部の
    増加質量を気体試料に含まれる水分量としてリアルタイ
    ムで検出する電子天秤を有する電子天秤部とを備えるこ
    とを特徴とする気体試料用水分計。
JP198A 1998-01-05 1998-01-05 気体試料用水分計 Pending JPH11194082A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102636406A (zh) * 2012-05-03 2012-08-15 肇庆市金三江化工有限公司 二氧化硅吸水量的测定方法
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JP2019196952A (ja) * 2018-05-09 2019-11-14 株式会社フクダ 密封性評価のための疑似漏れ試験方法及び疑似漏れ試験装置
CN113049435A (zh) * 2021-04-25 2021-06-29 武汉中科标测科技有限公司 一种空气中有害气体总含量快速估测系统及方法

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