JPS5855845A - 炭化水素分析法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に炭化水素混合物の分析に関し、特にその
材料とがスの混合物を反応ゾロツクの反応室中に注入し
てその中で抑制燃焼（ｃｏｏｌｆｌａｍｅ　）反応を起
させることによって、炭化水素含有材料の希望の特性値
を決定する方法に関する。

炭、化水素と空気との混合物を爆発反応の圧力及び温度
条件より低い圧力及び温度に維持して行う安定化した「
抑制燃焼」の現象は当分野ではよく知られている。特に
数年来、炭化水素混合物の酸化を含む抑制燃焼反応によ
シ測定できる成るパラメーターを炭化水素試料の成る特
性、特にがンリンのオクタン価に関連づけることができ
ることが知られている。

そのような従来法の一つは米国特許第 ３．７３８，８１０号に記載されており、そこにはガソ
リンを抑制燃焼反応で酸化した時、試料の注入時と反応
の開始時との間の経過時間又は反応の激しさく例えば反
応のピーク（ｐｅａｋ　）の高さ）はそのガソリン試料
のオクタン価に直接関係していることが、可燃性燃料試
験（ＣＦＲ）エンジンで認められているＡＳＴＭ法によ
る確認分析で決定されていることが教示されている。そ
のような装置及び方法は、一つには全てのオクタン価の
等紐付けの数値の基になっている現在の基準即ちＣＦＲ
エンジンによるものと比較して、購入価格及び設備コス
トが比較的低く、保存し易く、測定値の再現性がよいこ
とによシ、成る程度の商業的成功を収めてきた。

前述の特許に記載されている方法は目的とする用途でよ
く作動する商業的装置でその成功が示されているが、成
る欠点を有する。例えば主にアナログである記載の装置
は、不正確で応答時間が遅いということの外、今日の化
学的処理プラント及び精製所で普通用いられているデジ
タル工程制御装置と関連して全工程について極めて正確
な自動的制御を与える問題ももっている。しかし、この
分析機及び他の同様な分析機の最も注目すべき欠点は恐
ら（、ＯＦＲエンジンによる等級基準によシ屡々補正す
ることなく、広い範囲の組成の工程流との混合をオンラ
イン制御することができないことである。特別の例とし
てガソリン製造の場合、現在の分析法では特定の予かし
め定められた炭化水素混合物をオンラインで測定するこ
とができる。

例えばガソリン精製工程の成る段階で、正確に定められ
た狭い限界内にオクタン価と稠度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎ
ｃｙ　）が入ることが知られている精製物が製造される
。従ってこれらの従来技術は「混合」操作を遂行するこ
とができることを述べているが、言及されているこの形
の混合は、範囲としてわずかに組成が変動した成分に限
定されてお扶更に精製工程でかなりの材料が消費された
後で起きている。従ってそれは費用のかかる融通性の低
い操作であることを表している。

従って、抑制燃焼反応器を用いて操作される従来技術に
よる炭化水素分析機は有用であるにもかかわらず、種々
の組成のものを含む混合物を自動的に混合することがで
きる。極めて正確な装置で、安価で操作が簡単で、連続
的なオンライン操作及びコンピューターによる工程管理
及び制御の用途に容易に適用することができる装置が依
然として要求されている。之れは特に既知の組成及びオ
クタン価をもつ燃料を製造するのに多量のエネルギーが
必要な石油精製工程に当てはまることである。

本発明の一つの態様は、目的の炭化水素組成物（即ち最
終的に製造したい生成物）に対し、反応の最適操作点が
存在するという発見を含んでいも好ましい具体例として
、この最適点は、その目的の組成物のための抑制燃焼・
部分酸化反応の最大のピーク＠度上昇を生ずる抑制燃焼
域内の反応器ブロック温度である。この最適点は与えら
れた条件で、材料の成分の最大が抑制燃焼反応によって
消費される条件をもたらすと考えられている。

本発明の好ましい具体例として、樵々の組成の精製工程
流のオンラインによる連続的オクタン価検出を行うのに
適切に用いられるマイクロゾロ七ツサー制御オクタン分
析機について述べる。このようＫして分析器出力は自動
的混合機への入力として働き、希望のオクタン価をもつ
がンリン誘導体及び目的の燃料組成物を生ずることがで
きる。

分析機は、抑制燃焼反応が行われる内部空腔をもつ爆発
防止性加熱鋼ブロック即ち反応器ゾロツクをもっている
。がソリン試料と空気の混合物を、制御した条件下でそ
の空腔へ入れた後、発熱反応を起し、そのピーク温度と
、その−一りに達する時間とを測定する。本発明によれ
ば、オクタン価が問題にしている範囲の中点にある既知
の燃料の試料を注入し、次に同じ既知の燃料の別の試料
をその分析機中に通しながら反応器ブロック温度を変え
ることによって、最適反応器ブロックｌｌ１Ｗｌを決定
する。その場合最適温度とは最大のピークを生ずる温度
のことである。この最適反応温度を後の分析で、同じオ
クタン価をもつが広く変動する組成をもつ燃料群のピー
ク振幅対そのピーク振幅に達する時間についてのマトリ
ックスをつくるための基礎として用いる。そのマトリッ
クス内にピーク振幅対そのピークに達する時間の測定点
が入る未知の炭化水素試料のオクタン価と組成を決定す
る機構がマイクロプロセッサ−内に配備されている。

本発明の他の特徴、利点及び目的は、以下の詳細な記述
を付図と共に読むことＫより一層明らかになるであろう
。

第１図を見ると、完全に自動的なオンライン工程制御に
よるオクタン価分析機１０が示されており、それには炉
室２０（蓋を取って示しである）、があシ、その炉室に
は反応容器２２とそれに付随する反応器ブロック２４、
試料注入弁２６及び燃焼空気加熱送風器２８が含まれて
いる。更に分析機には、マイクロプロセッサ−３０（第
５図参照）のためのエレクトロニクス収容器２９、表示
板３２（これも蓋がとっである）、ガソリン試料４ン７
°３４及びそれに付随する燃料導管３７及び空気導入管
３８が含まれている。特に描かれてはいないが、流動制
御盤が点１１３９で示されているように、はとんどの管
及び他の電気部材及び接続導管を橿うように配置されて
いる。亦、エレクトロニクス収容器の横に接続部箱２９
Ａから出ているケーブル３１を経てマイクロプロセッサ
−へ結合されている状態で、入力・出力データー処理端
末装置４０が示されている。分析機はどこに立てること
もでき、精製新生の工程流にすぐ近くに置くことができ
るように、情況に応じて固定できる装置であシ、従って
分析機の底にある導管３Ｔへ通じている入口（図示して
ない）へ、工程流から一部取如出しだ流れを導入するこ
とができる。

分析機１０の分析法は抑制燃焼による部分的酸化反応の
現象に基いており、その現象はよく知られているように
、２５０°〜６５０℃で一般に起きる燃料燃焼の一つの
段階で、オクタン価に関係づけることができる測定可能
なパラメーターを与えることができる。第２図は燃料・
空気混合物の典型的な抑制燃焼反応を示している。図中
ムは試料注入時点を示し、Ｂは誘導期間を示す。ガソリ
ン試料を加熱反応器室へ注入した後、反応が始まる際、
温度の鋭い上昇が起きる前に誘導期間が経遇する。この
発熱反応が明確な−一りとなって最いるように、このピ
ークの高さと誘導期間は、オクタン価に直接関係づける
ことができるパラメーターを表す。この具体例に関連し
て、本発明の操作を理解する目的から、問題のバラメニ
ターはぜ−ク温度の振幅と、試料注入後の時間であシ、
その時間中にこの振幅は今後１’−Ｖ！−り振幅・時間
座標点」と呼ぶ特定の反応ゾロツク温度に達する。

＃！３図は炉室２０の一層詳細な図を示す。前述の如く
この室は、サーミスター２７からの温度測定入力を受け
る炉温度制御器２５によって制御されている燃焼空気加
熱送風！２８によシ好ましくは７０℃の上昇した温度に
維持される。このようにしてこの室は、ガソリン試料と
供給反応空気が、反応を支える一定の燃料／空気比を維
持するのに充分なように予熱されるのを確実にする。円
筒状絶縁容器２２中に固定された反応器ゾロツク２４は
、二組の対称的に配置された電気的カートリッジ加熱器
３３．３５（図の面に最も近い加熱器のみが示されてい
る）によって別個に約６００℃へ加熱される。その温度
は抑制燃焼反応温度域のほぼ中点の温度である。今簡単
に第５図に触れると、白金のＲＴＤ検査器２３Ａは適当
な信号を反応器ゾロツク温度制御ｖ５２３に与え、その
制御器が今度はブロック温度を希望の値に適切に調節す
るための信号をカートＩＪツジ加熱器に与える。

反応器ブロック２４は、各入口及び出口開口４６．４８
から入れる中心部に球形の内部空腔４４を有し、その中
で実際の反応が行われる。反応によるその中の温度上昇
を決定するための測定用熱電対５２が、その内部空腔中
へ少し突き出ている。ブロック中に埋められた参照熱電
対４２はゾロツクの温度を測定する。反応空気とガソリ
ン試料は、夫々一対の導管５４．５６によって炉室２０
へ導入される。之等の導管はソレノイド５８によって駆
動される試料注入弁２６へ通じている（第４図）。流れ
ている反応空気流と一定の体積の試料とを反応空腔４４
へ注入するために混合できるようにするこの試料用滑動
弁の操作及び構造の詳細は、当業者によく知られている
。この弁は米国特許第３，９３３，１６５号に記載され
た一般的型のもので、更に詳細な点が必要な場合には言
及されるであろう。試料が注入されない期間中は、試料
出口管５７によって再循環流が与えられる。

炉室組立体を完成するため、液滴収策器５９が室の底部
に配置されておシ、反応による非ガス状廃棄生成物を収
集し、通気管５５を通してガスを大気中へ放出する。安
全性を与えるため、逆流防止器（図示してない）が出口
開口４８の出口の所に挿入されている。

第４図を見ると、分析器を精製所の典減的な工程流中に
結びつけるやシ方が概略的に示されている。主導入管６
０を通って流れるガソリンを一対のバイパス管６２．６
４によって流出させ、付随するバイパス弁７２．７４を
通シ、その経路中の燃料濾過器６６中へ送る。概略的に
唯一つの濾過器しか示されていないが、ガソリン流の計
画的点に溢って分析機に入る前にも、又そ０中にも一連
の濾過器が通常配置されていて、試料の純度をよくする
ようにすることはよく理解されている。濾過器を出る流
れは圧力が減少調節器６７によって低下され、空気で駆
動されるガソリン試料ポンプ３４へ送られる。この段階
で、燃料試料を試料注入弁２６の出口側に位置する逆圧
力調節器６９を適当に操作することＫよって約６０　ｐ
ｓｉｉへ再圧縮する。ポンプはがンリン試料の流れが５
ｍ／／分になるような速度で駆動する。分析機の１サイ
クル時間の大部分中、その弁は駆動されず、試料は熱交
換器７０で加熱された後、反応器入口開口４６を迂回し
、試料出口導管５Ｔを通って流れ、墳流導管６５に沿っ
て再循環させる。

工程流と反対側の概略図の角の所に示しであるように、
空気を供給源（図示してない）から分析機へ導入し、空
気導管７６によって分析機内に分布させる。圧力調節器
７７及び流動制御器Ｔ８によって適当に調節し、熱交換
器コイル８０で加熱した後、この供給空気を試料注入弁
２６へ送シ、そこで約７０ＣＣ／分の速度で反応器空腔
４４を通つて連続的に流す。これによシ実際上供給空気
は液体試料を気化及び反応域へ運ぶためのキャリアーが
スとして働くと共に１酸化を支える媒体としても働く。

分析過程の通常の１サイクル時間は５分であプ、従って
５分毎にマイクロプロセッサ％−３０はソレノイＰ５８
へ命令信号を送る。之は勿論注入弁２６の往復滑動運動
を起させ、それによって１２μｌ（マイクロリットル）
の試料を流れる空気流と混合させ、気化し、反応器入口
開口４６へ送気その少し後に１反応器空腔４４へ送シ抑
制燃焼反応を支えるようにする。表示板３２上に配置さ
れた三数字ＬＥＤ表示器８２をマイクロプロセッサ−で
作動させ、経過したサイクル時間を図示する。

この表示板には、一連の手動スイッチ８４も含まれてお
シ、それらはプロセッサーによって制御されている自動
操作に重複させることができる。しかし之等のスイッチ
は主として保□全のためのものであり、本発明を理解す
る上で重要ではないので更に論することはしない。

分析機の操作、特に炉室２０に連結されたエレクトロニ
クス制御回路の操作を一層詳細に考察するため、第５図
には、図示されているように、ａｃ電圧によって電力が
与えられている全分析機の電気経路が概略的に描かれて
いる。一貫性をもたせるため、前の図で示した部分と同
じ部分は同じ番号がつけである。系の心臓部にはｉイク
ロプロセッサーがあり、その操作電力はｄｏ電力供給源
９０により与えられる。マイクロプロセッサ−はモトロ
ーラー社（Ｍｏｔｏｒｏｌａ、工ｎｃ、）から６８０２
型として市販されている８ぎット装置である。そのプロ
セッサーにはリード・オンリー・メモリー（ｒｅａｃｔ
　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ　）　（ＲＯＭ　）とランダ
ム・アクセス・メモリー（ｒａｎｃＬｏｍａｃｃｅｓｓ
ｍｅｍｏｒｙ　）　（ＲＡＭ　）の両方の論理回路の外
、通常の計算論理素子も含まれている。更に、プロセッ
サーへの接続及びそれからの接続は番号１００で全体的
に示しである一連の入力／出力（工１０）回路により達
成される。之等の工１０回路には、反応器温度及び測定
信号のようなアナログ入力を受けるためのアナログから
デジタルへの（Ａ／Ｄ　）変換器２００、アナログ出力
信号を出すためのデジタルからアナログへの（Ｄ／Ａ　
）変換ｉ！！ｉ　３００、ソレノイｒ５８を駆動する出
力を生ずる外、反応器ブロック温度制御器２３のための
設定点を確立するだめの分離した出力カーＹ（ｃａｒｄ
　）　４ＱＱ、ＬＥＤ表示板８２を作動させるための高
速周辺関連カード５００、及び入力／出力データ処理末
端装［４０に伝達するための低速周辺関連カードが含ま
れている。主操作者とマイクロプロセッサ−とのかかわ
シは入力／出力データー処理末端装置のや−ホードによ
り行われ、その装置はこの好ましい具体例ではテキサス
・インスッルメンツ社（Ｔｅｘｈｅ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔｓ、工ｎｃ、　）の７４５ＫＢＲ＠末端機器である
。このようＫして末端装置によシ、反応器ブロック２４
が適当な温度で安定化した後、分析が開始される。それ
は亦種々の測定範囲の値を選択することも、もしそのよ
うな操作が望まれる場合には、行うことができる。勿論
、末端装置は試験結果及び関連する有用な情報のコぎ−
も印刷で鎗る。

分析過程を支えるエレクトロニクス制御回路の操作は次
の通りである。先ず反応器ゾロツク２４が希望の温度値
に正確に維持されていることを確める検査を行う。之は
マイクロプロセッサ−３０への入力として、Ａ／Ｄ変換
器２００を通して温度伝達器５０から反応器ゾロツク温
度を示す＠度信号を与えることによって行われる。ゾロ
ツク温度測定の厳密性のため、反応器ブロック＠度制御
器２３の性能を、マイクロプロセッサ−を通して＠度伝
達器に隣接した別のＲＴＤ感知器５１からの独立した温
度信号によって検査するのが望ましい。特定化した限界
から外れると、末端装置４０で耳に聞える音を出す警報
状態をもたす。異なったブロック温度で開始する間或は
分析操作が行わる間に起きるような、設定点の値と測定
値との間の一時的変動は、ブロックｌｉ＆制御器２３に
よって制御される。設定点の選択はマイクロプロセッサ
−によυ取り扱れ、それが適当な信号を、分離した出力
論理カード４００を経て送る。精確なＲＴＤ感知器加熱
器とを独立した温度検査と一緒に用いることにより、こ
の温度を信頼性をもって±１１℃に制御することができ
る。

ブロック温度制御機構の操作は、厳重に制御されていな
い炉温度制御回路の操作と対照させることができる。そ
の代シ炉室２０の頂部に近く（そして反応容器２２の外
部に）位置するサーミスター２７が、炉温度制御器２５
への入力信号として働く。次に炉温度はひれ状板付加熱
器と対流送風器との組み合せ２８を適当に調節すること
によｐ１１℃以内に制御される。前に述べたように、上
昇した炉温度を維持するために、燃料／空気比を、反応
器空腔４４の気化域に入る前に最初に一定に保つＯ 試料注入後少したって、反応器温度の上昇によって示さ
れるように、抑制燃焼反応が始まる。反応による＠度上
昇は測定用熱電対５２によって検出され、それは参照熱
電対４２からの＠度信号と共に差動増幅器へ入力として
送られる。この増幅器の出力はＡ　／　Ｄ変換ｒｉ２０
０を通してマイクロプロセッサ−３０への入力となる。

プロセッサーはこの温度値を用いて１００　ｍａ毎にそ
の配憶を最新のものにし、それによって第２図に示され
ているようなピーク振幅、従ってオクタン信号を表すピ
ーク勾配の変化が起きた場合それを迅速に決定すること
ができる。その点では、ぎ−ク振幅の大きさく８度）及
び、系操作時計により読みとられたその２−りに達する
までの試料注入後の時間が、後の補正のためメモリー中
に保存される。亦マイクロプロセッサ−はそのようＫし
て決定されたオクタン価に相当する数値を４え、この値
をＤ　／　Ａ変換器３００へ送シ、それをオンライン混
合機のだめの４−２０　ｍａ制御信号として用いること
もできる。更にこの選択については後で述べることにす
る。

この点で分析機の操作及びその工程流との関係を要約す
ると、ガソリン試料を主流導管６０から取シ出し、圧力
調整し、＠度を制御し、そして試料注入弁２６へポンプ
で送る。その間に空気供給源から供給された反応空気を
圧力調整し、流速及び温度を制御し、注入弁を通して連
続的に内部反応器空腔４４へ送る。反応器ゾロツク２４
を抑制燃焼反応を促進するのに望ましい温度（例えば６
００℃）へ加熱し、選択した＠度を維持するように厳密
に制御する。反応容器２２を取シ巻く炉室２０内の温度
も上昇し、前述の如く主に燃料と空気の温度調節の為制
御されるが、反応ブロック温度はど正確な制御ではない
。マイクロプロセッサ−３０からの命令で５分毎に一回
、ソレノイｒ５８を作動させて正確々量の試料を反応空
腔中へ仕入し、そこで供給反応空気と混合し、抑制燃焼
反応を生じさせる。測定用熱電対５２はこの発熱反応に
応答し、それに接続された参照熱電対４２との差のため
に最終的出力信号が発生し、反応の激しさに従ってオク
タン価を示すものとして保存される。操作中このサイク
ルは５分毎に〈）返され、測定分析或は補正が行われる
。

今迄分析機の主たる構成部分の操作原理及び工程とのオ
ンライン接続が可能であることについてかなシ詳しく述
べてきたが、本発Ｆ！ＡＫよるオクタン価分析法をこれ
から述べる。従来の技術では分析されることが予想され
ているＳ類の既知の試料（オクタン価及び組成）が希望
の限定された操作範囲に亘って分析機を通して送られる
「前補正」が含まれているのが好ましい。例えば今迄は
もし−） リサーチ　オクタン価（ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｃｔ４Ｌ
ｎｅｎｕｍｂｅｒ　）　（ＲＯＭ　）範囲が９５〜１０
０に亘る一次基準燃料（ＰＨ７）を分析したいならば、
三つの既知のＰＲ？試料、例えば９５ＲＯＮ。

９７．５　ＲＯＭ及び１００ｕｏｓの試料を選択する。

（種々のＲＯＭ値をもつＰＦＲ燃料の組成は正確に知ら
れておシ、例えばＡ８ＴＭ索引番号Ｄ−２６９９の所に
見出すことができる。）次に反応器温度を一連の分析に
よって、前記米国特許第３，７５８，８１０号に記載さ
れているように大体直線関係が得られる迄調節する。こ
の特定の温度を次に、問題にしている特定の燃料を含め
た後の全ての分析試験のために選択する。そのような方
法で起きる障害は、もし予かしめ設定されたオクタン価
範囲（即ち９５〜１００ＲＯＮ　）内で、トルエン試験
燃料の如き甚だしく異なった組成の燃料が分析機中に送
られると、分析機は、その応答が用いた補正用燃料、即
ちこの場合にはＰＲＰＫ相当しないため、不正確なデー
ターを発生するということである。

本発明は、オクタン価の分析の重要な因子は反応の最適
点を得るというこ上をｇ識することによってそのような
欠点を解消している。この例ではその最適点は反応の激
しさのピーク振幅及び−一りに達する迄の時間である。

之勢二つの測定可能なパラメーターを一緒にして、最適
操作点を見出すことができる。それらの点は組成／ＲＯ
Ｎプロット図をつくるのに用いることができ、その領域
内圧は無数のピーク振幅／時間座標が存在し、それらの
値が未知の試料のためのＲＯＮと組成の情報を表してい
る。この因子のｇｍは、組成及びＲＯＭ値が異なってい
るが前取って分っている種種の燃料について、多くの異
なった反応器ブロック温度でピーク振幅温度及びピーク
に達する時間をくり返し測定した結果得られるものであ
る。この分析試験の結果及びそれらの重要性の理解は、
第６図〜第８図及びそれに関連した記述によって得られ
るであろう。

第６図は９３．４　ＲＯＮのＴＯＦとＰＲＦの両方につ
いてのぎ−ク振幅／時間座標点を温度と時間の関数とし
てプロットしたグラフである。之は既知の試料を成る範
囲の反応器ブロック温度に亘って試験し、与えられた反
応器温度に対する最大ピークに達する時間の長さを決定
し、之等のピーク振幅／時間座標点を、試料のＲＯＭが
一定である場合の反応器ブロック温度の関数として複合
プロット図を描いた結果得られたものである。第６図の
下の方のグラフとして、９３．４ＲＯＭのＰＲＩＩＦの
試料についての複合プロット曲線が含まれている。その
グラフから、試料注入後はぼ１８秒で、６０６℃の反応
器ゾロツク温度で最大ピーク振１時間座標点が得られる
ことが分る。記載した具体例に従って、この温度は反応
の最適点を表わしている。最適点は燃料成分の最大が酸
化される条件を表すと考えられる。このようにして反応
器ゾロツクを予かしめ調整しておくことによシ今論する
ように、後の分析のための重要な基礎が与えられる。

ＲＯＭは一定であるが燃料の組成が変ると、新しい最適
温度が存在し、上で概説した手順に従って反応器ブロッ
ク温度を変えることにより見出されることも明らかであ
る。しかし一度び決定されれば、この最適点はその特定
の組成物に対しては一定である。第６図の上の方のグラ
フは、下の方のグラフで描いたＰＲＦ燃料と同じＲＯＭ
値をもつＴＣＰを用いた分析試験の結果を示している。

之等の条件の下で、ＴＯＦは一層激しい反応をもたらし
、最適温度点はピーク振幅に達する時間と反応器ブロッ
ク温度の両方に関して上方へ移動している。従って両方
の燃料に対する最適点を結ぶ線の勾配は、特定の値で一
定なＲＯＮの値を表も即ち、未知燃料の最適点がこの特
定の斜線と上にくれば、それは９６．４のＲＯＭをもつ
であろう。

この線の長瘍は組成指数を与えるように目盛ることがで
きる。

しかし、商業的見地から第６図についての観察は手段と
して完全に望ましいわけではない。なぜならそれＫは温
度プログラミングができる反応器組立体を用いる必要が
あるからである。それにもかかわらず之等の発見は依然
として重要であり、第７図の拡大したプロットに例示さ
れているように、前に述べた組成／ＲＯＮマトリックス
を確立するのに有用である。第７図は第６図に示したも
のと同様な一連のプロットを示しているが、唯三つの異
なったＲＯＮ値即ち９６．４．９６．７及び９９．６の
ＲＯＭ値をもつＴＯＦとＰＲＩＦを示すように拡大しで
ある。試料が変ると最適点が移動するため、反応器プロ
グ−り温度を変えなければならなくなるのを避けるため
、この複合プロットと第９図のそれとは、もし目的の燃
料のための最適反応器ゾロツク１ｉｆ（ＲＯＮａ線距離
の中点、９６・７）を選び、他の既知の試料につ（・て
分析試験を行うならば、そしてもしそのＲＯＭ［線距離
が大きすぎなければ、近い最適結果が得られるであろう
ということを示している。換言すれば異なつた試料間の
同じ反応ブロック温度点を通って引いて得られたベクト
ルは、反応の出方を実際の測定結果からずれないように
充分に特徴づけている。

例えば第７図の破線は一定のＲＯＮ値をもつ二つの異な
った組成の燃料間の同じブロック温度条件を表し、細い
実線は同じ組成の燃料であるが異なったＲＯＮ値をもつ
試料間の同じブロック温度点を表している。斯様にピー
ク振幅／時間座標点が破線ベクトルの斜線上にくる未知
の燃料は、そのベクトルに等しいＲＯＮ値をもち、この
ベクトルの二つの末端で表わされる組成の間の組成を有
する。同様に、実線ベクトル上にくる未知の試料は、そ
のベクトルと同じ組成と、両端の間のＲＯＮ値を有する
。

第８図は、Ｉ＠６図と第７図に関して行なった観察から
導かれた複合グラフであシ、同じオクタン価をもつ異な
った組成の燃料間の等ゾロツク温度点と、同様に、同じ
組成であるがオクタン価の異なる燃料間の等ブロック温
度点が、一連の直線によって結ばれて、ピーク振幅／時
間座標点の多次元マトリックスを形成しており、そのマ
トリックスの外形は梯形に見える。換言すればピーク振
１時間座標点とオクタン価と組成の間に機能的地図が描
かれておシ、その領域内に入るような座標点の特有のＲ
ＯＮと組成値を決定することができる。

理論的観点から、この領域の境界は未知の試料を分析機
に導入する前に行なった試料分析試験の数の程度によっ
て限定されるだけであることは認められる通りである。

しかし出力信号の特定化された正確度及び再現性の条件
に合う市販分析機の設計には６〜８のオクタン価につい
ての範囲限界が一層実際的である。ＲＯＮ値の決定が主
に商業的重畳性をもつようになシ、従って恐ら（ＲＯＮ
値の異なった３〜５つの既知の試料が、領域の境界を定
めるために分析機によって試験されることになるであろ
うと現在考えられている。２等測定値の間にあるＲＯＮ
値は、＠締約に内挿することができ、それでも希望の精
度条件を満足する。

第９図は第８図の等反応器ゾロツク温度点をゾロットし
た一部を拡大したもので、容易且つ正確に未知のＲＯＮ
値を得ることができることを示している。なぜならＲＯ
Ｎ値の直線は細かく分けられているので、隣り合った斜
線の間の短い距離は正度を悪くすることなく本質的に比
例配分で処理することができる。従って中間の種々の値
を隣接したＲＯＭベクトルの値にすることができ、間の
点ｔ′ｉ直角座標の原理を用いて細かく定めることがで
きる。マトリックスは手で描く方法で計算した未知の値
を用いて導き出すことができるが、マイクロプロセッサ
−に固有の能力を用いて之を行うのが好ましい。マイク
ロプロセッサ−はその記憶中に、誘導され九ＲＯＮデジ
タル値の斜線の外、ＲＯＮ値ベクトルが投影された梯形
のマ）　ＩＪソックス右に想定されるｙ軸を生ずる値を
表すデジタル値を保存している。之等のベクトルとｙ軸
との交点は必ずしも等間隔で分布しているのではなく、
従って隣り合ったＲＯＮ値ベクトル間のオクタン価は一
方では小さく、他の対では大きかったシするであろう。

従って未知のピーク振幅／時間座標点（“Ｘ”で示しで
ある）の値をマイクロプロセッサ−に入力すると、プロ
セッサーは平行して一連の反復を行い、ｙ軸と交わるど
のＲＯＮ値ベクトルが点Ｘに最も近く、ｘがこのベクト
ルの上にあるか下にあるかを決定する。斯様にしてこの
工程は又はどの既知のＲＯＮ値の間にあるかを決定する
。次に想定上のｙ軸を未知の点と一致するようにずらし
て投影し、新しい想定ｙ′軸をつくり、このｙ′軸上に
前に決定した隣接ＲＯＭベクトルとの新しい交点の間に
計算した数値を新たに目盛る０従って座標系内の点Ｘの
正確な付蓋を、既知の二本のＲＯＮ値ベクトル間で数チ
の差で正確に示し、未知の点Ｘ０ＲＯＮ値を示すことが
できム同様なやシ方でマ）　ＩＪソックスＸ軸に滴った
値を目盛って、未知の試料の組成を示す信号を生じさせ
ることができる。プログラミング可能なリード・オンリ
ー・メモリーにそのような手順を施すことは単純な十）
方で、１イクロプロセツサーの設計をやる当業者にはよ
く理解され、尚業者によって容易に達成することができ
るであろう。

第１０図は第８図に示しだ斜線の勾配対ＲＯＮ値を、第
８図に示した範囲に亘って示したグラフである。目的の
制御点（ＲＯＭ線の部分的範囲”Ｌ″の中間点）の周り
では感度が増大していることは明らかである。従っても
し目的の点（例えば９６．７　ＲＯＮ　）の近辺で自動
的混合機へ制御信　４゜号を与えたいならば、制御操作
は４〜２０　ｍａの信号を発生する結果になるその曲線
の最も急くなった直線部分で行われることに表る。例え
ばそれによ１）ＲｏＮ数が０．１よシ大きいオンライン
制御を生ずるであろう。

好ましい具体例についてこれ迄詳述してきた愈之は単に
例示する目的によるものであシ、蟲業者には種々の変更
をすることができることは明らかであろう。例えば最適
点は全体を通じてピーク振幅、そのぎ−ク振幅に達する
時間及び反応器ゾロツク温度のパラメーターの組み合せ
として記述して會た。しかし最適点を決定するのに他の
測定可能な値を用いることも可能である。例えば抑制燃
焼反応の結果生ずる圧力酌端、燃料／空気比、用いた燃
料又は空気の体積及び測定装置の位置である。そのよう
な変更及び他の同様な変更は本発明の範囲外になるもの
と考えらるべきではない。又この例示としての具体例で
与えた詳細か点は本発明に対する限定と考えらるべきで
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい具体例に従ってつくられた
オンライン・マイクロプロセッサ−により制御されるオ
クタン価分析機を、入力・出力データ末端処理装着に連
結した状態で示した前面の立面図である。 第２図は、典型的ガソリンを抑制燃焼反応にかけた時の
ぎ−ク振幅対そのピークに達する時間のグラフである。 第６図は、第１図の具体例の反応器容器の、部分的に断
面で示した、前面の立面図である。 第４図は、第１図の分析機の燃料・空気流通系の概略図
である。 第５図は、第１図の分析機の電気制御系と反応器組立体
との関係を示すブロック図である。 第６図は、オクタン価は同じであるが芳香族含有量が異
る二種類の燃料についての、一連のぜ−ク振幅温度対ぎ
−ク到達時間を反応器ブロック温度の関数として示した
プロット図である。 第７図は、燃料のオクタン価と組成の範囲を含むように
拡大した第６図と同様なプロット図である。 第８図は、第７図に与えたデーターから一部誘導したプ
ロ＼ットで、同じ反応器ブロック温度点を、一連の真直
な線で結ぶことによって等ゾロツク温度値のマトリック
スを形成したプロット図である。 第９図は、第８図に描いた型と同様な等ブロック温度値
プロットの一部を示すプロットの一例で、未知の試料の
オクタン価の決定の仕方を例示するプロット図である。 第１０図は、分析機のオクタン価出力を、オンライン混
合操作のための入力制御信号として容易に用いることが
できることを示すグラフである。 １０・・・分析機、２０・・・炉室、２２・・・反応容
器、２４・・・反応器ブロック、 ３０・・・マイクロプロセッサ−１４４・・・内部空腔
。 代理人　浅　　村　　　皓 外４名 ｂ−も杯ｉ １＠、’ｉ 時間（佇） ＦＩＧ、　１ 照明（斡） Ｆｉｒ；、　９

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭化水素含有材料の希望の特性値を、その材料と
   がスとの混合物を反応ゾロツクの反応室−へ導入してそ
   の中で抑制燃焼反応にかけることにより決定する方法に
   おいて、既知の試料について分析を行うことによシ前記
   反応のための最適点を確定し、既知の試料を続いて分析
   する間、前記最適点又はその近くに前記反応を制御し、
   前記希望の特性に関蓮した多数の座標点を求め、それら
   の座標点のあるものによって表わされる選択されたパラ
   メータの値を互に結びつけるととＫよシ前記座標点の多
   次元マトリックスを定め、前記最適点で未知炭化水素試
   料について抑制燃焼反応を行わせて前記マトリックス内
   に同様な座標点を与え、前記未知試料の座標点と前記マ
   トリックスとを比較して前記希望の特性値を決定する諸
   工機からなることを特徴とする辰化水素材料の特性値を
   決定する方法。
2. （２）既知試料の各分析毎にピーク温度振幅とそのピー
   クに達する時間を測定して多数の反応ピーク温度振幅対
   ピーク座標点に達する時間を決定し、未知試料について
   のぎ−ク温度振幅とぎ−クに達する時間とを前記マトリ
   ックスに対して比較する工程を含む特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。
3. （３）最適点が、反応が最大になる時間に対する最大ピ
   ーク温度振幅が起きる反応器ゾロツク温度を示している
   前記第２項に記載の方法。
4. （４）炭化水素含有材料ががノリンで、希望の特性がが
   ソリンのオクタン価又は組成を示すものである齢配第１
   項に記載の方法。
5. （５）　　ガスが、反応室を通って一定の速度で連続的
   に供給される空気であシ、ガソリンの決められた体積の
   試料が周期′的に注入されて、帥記富に入る肋の前記空
   気と混合される前記第４項に記載の方法。
6. （６）　　既知の炭化水素試料が予かしめ定められた組
   成及びオクタン価をもつガソリンであυ、座標点が反応
   ピーク温度振幅とぎ−クに達する時間を表し、選択され
   たパラメーター値が、同じオクタン価をもつが異なった
   組成の試料にりいて反応ゾロツク温度が婢しくなる点で
   ある前記第１項に記載の方法。
7. （７）同じ組成であるが異なったオクタン価を有する試
   料について反応ブロック温度の等しい点を結び、組成と
   オクタン価についてのｉトリックスを決定する工程を含
   む前記第６項に記載の方法。
8. （８）同じオクタン価であるが異なった燃料組成値をも
   つ試料間の、等しい反応ブロック温度点を結ぶ工程を含
   む前記第７項に記載の方法。
9. （９）等しい反応ゾロツク温度点を結んだ線の勾配が特
   定の一定のオクタン価の値を表す前記第６項に記載の方
   法。 αｑ　同じオクタン価をもつ試料について等しい反応ゾ
   ロツク温度点を結ぶことによって描かれた線の勾配に相
   当する一連のデジタル値を、デジタルプロセッサーの記
   憶部材に記憶させ、前記プロセッサーに未知の試料につ
   いての急激なピーク振幅対そのピークに達する時間の座
   標を表す入力信号を与え、前記プロセッサー内で、前記
   マトリックス内の座標の位胃を計算して前記希望の特性
   の値を与える諸工程を含む前記第６項に記載の方法。