JPS588462B2 - 分析システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスまたは液体を分析する分析システム特にそ
の流体フローシステムに関する。

流体分析システム特にガス分析システムでは自動車排気
、工場・発電所の排煙をはじめとして、液体分析システ
ムではやはり産業排水について高速分析の要求が逐年高
まっている。

分析送度を高速化するに当っては流体の流れが安定して
おりサンプリング系路から分析計に至る一連の流路内で
脈流を発生しないことが分析精度を向上するうえでも肝
要であった。

流体分析システムにおける従来方式のものは、流体主流
からサンプラーを経て分析計に至る流体流路の配管を長
くしなければならず、そのためサンプリング直後から分
析計への到達時間が長く、結果的に測定の応答速度が遅
く、また零位検定用のガス（ゼロガス）または液体もし
くはスパン検定用のガス（スパンガス）を分析計をそれ
ぞれ配設した両流路で流量調節して供給するために調圧
弁をそれぞれの流路に設置する必要があった。

さらに、サンプリング点が複数設けられ分析計にそれら
を逐次切換えて接続する際に、流体主流の元圧に変動を
生ずるとそれに応じて流体抵抗の比較的大きな流路は鋭
敏に作用してこの流路の流量や密度が変動し分析精度を
低下させるおそれがあったさらにまた、分析計に流体を
導入するためのポンプ自体による導入流体の脈動が避け
られず、このためサンプル流体の圧力・流量が変動しや
すくその防止用にニードル弁など流体抵抗を高める流路
素子を挿設することおよびこうした流路への流体導入に
そなえてポンプの大容量化が要求されるなど多様な技術
的課題が存在していた。

本発明は上述のような従来方式の難点を解決するもので
あり、そのために流体サンプリング系路の流路端に大気
開放管を連結し、この大気開放管に直接または分岐配管
を介して分析計を接続したかたちで分析システムを構成
する。

この分析システムには分析計の下流側に流量計、弁およ
びポンプを接続したり、大気開放管の出口をバブラ等に
接続して大気開放管内を大気圧よりも正圧に保持するよ
うにしてもよい。

本発明の実施例を従来例と対比しつつ以下に詳述する。

第１図および第２図は従来の分析システムの特にフロー
システムの基本構成を示すが、以下の説明では本発明に
よる第３図を含めて被分析流体としてはガスを採取分析
する場合を代表させることとする。

すなわち、液体の採取分析も事実上同一原理で行われる
ことに留意する必要がある。

第１，２図において、１はガス採取管（サンプラー管）
、２はガス採取器、３はミストフィルタ、４は冷却器、
５はフィルタ、６はポンプ、７は流路切換器、？は弁、
９は流量計、１０はドレンポット、１１、１２．１４は
弁、１３は流量計、１５はサンプリング系路の配管の一
部，１６．１６’はバイパスガス用配管、１１はゼロガ
スおよびスパンガス用配管、１８．２０は弁、１９．２
１は流用計、２２は６と同様のポンプである。

またＡ〇およびＡ２は分析計である。

第１図のフローシステムにあっては、ガスの主流に挿入
したガス採取管１から被分析ガスサンプルは、ポンプ６
により吸引されて途中で混入粒子を除去された後分析計
Ａ１，Ａ，，，を通過してから大気中に放出される被測
定ガス０２ｃｏ ． ｃｏ、炭化水素、ＮＯｘなどの場
合、時折ゼロガスまたはスパンガスが配管１７から分析
計系統に導入される。

また、第２図のフローシステムにおいては、同様にして
導入されるガスの駆動源であるポンプ２２が分析Ａ１，
Ａ２ ，バイパス管１６′の並列ループの下流側に設置
されている。

以上の構成によれば、第１図のフローシステムにおいて
は、ポンプ６、弁８および１２、流量計９，１３などの
流路素子が分析計Ａ１，Ａ２に先行する配管系統に配設
されているため、ガス採取器２を始端としたとき分析計
Ａ１， Ａ２に到達するまでの被測定ガス流動経路の配
管が長く、サンプラーへの導入時点から分析計Ａ１，Ａ
２に達するまでの時間遅れは測定の応答速度にそのまゝ
反映してしまうのである。

また、配管１７を通じてゼロガスおよびスパンガスを供
給する際に、分析計Ａ１，Ａ２の各流量を一致させるた
めに弁８，１２を調整しなければならない。

これに関連してポンプ６の脈動で分析計Ａ， ， Ａ２
に流入する測定ガスの圧力・流量が変動することを防ぐ
ためにこうした変動を減衰させるニードル弁８，１２な
どの素子を配管１５に流路抵抗として挿設することが必
要であり、これに応じて導入サンプルガス量の減少を避
けるためにポンプ６の容量を増してやらねばならなかっ
た。

一方、第２図の従来方式によるフローシステムでは、第
１図に関して述べた難点のほかガス主流の元圧が変動す
ると分析計Ａ， ， Ａ２内の圧力が変化し密度が変わ
るので測定誤差が生ずるとともに、配管系統が僅かでも
負圧になると、管等の漏洩部分が存在するならば直ちに
大気を吸込みこれも正確な測定を妨げることになる。

本発明の実施例に関する第３図においては、ポ？プ６で
吸引したガスサンプルは絞り弁８、流量計９を出た後、
配管１５の終端に相当する一端に連結された大容量・大
径の大気開放管２３に送入される。

この大気開放管２３の他端は大気に開放されており、ま
た大気開放管２３の上記一端付近の流入部分に分岐配管
２４が接続されている。

この分岐配管２４の各分岐流路には２台の分析計Ａ，Ａ
２が配設されている。

分析計は測定対象の数に応じて設置され１台でも３台以
上でもよい。

ここでＡ〇はＣＯ分析計、Ａ２がＣＯ分析計としてよい
。

以上の構成によれば、配管１５と大気開放管２３には多
量の被測定ガスを高速度で流すことが可能となるので、
大気開放管２３をこれに送入され均圧化された被測定ガ
ス源とみなすことができ、被分析ガスを分岐配管２４を
介し分析計Ａ１，Ａ２に導びくだけでよく、かくして配
管１５系統にポンプ６、弁（ニ一ドル弁）８、流量計９
等を挿設する結果配管で長くなっても被測定ガスを系に
高速で導入し分析計の流域に迅速に引き込むまたは送り
届けてやることができる。

この結果、サンプラーの部位から分析計の部位までの到
達時間を著しく短縮し、主流の組成に対する応答が高速
化されるのである。

ポンプ２２、弁１８．２０、流量計１９．２１は分析計
Ａ１，Ａ２のそれぞれ下流側に設けられるので、吸引ポ
ンプ２２が作る負圧で大気開放管２３内の被測定ガスは
分岐管路２４を経て直ちに分析計Ａ１，Ａ２に引き込む
ことができ、上記の流路素子が流体抵抗となって応答を
遅くすることはなくなる。

すなわち、安定な被分析ガスの供給を可能にする。

上記の分岐配管２４はこれを取去って直接に大気開放管
と分析計Ａ１，Ａ２の送入側とを結合してガス流路をさ
らに短縮しサンプリングから分析計までのガス到達時間
をより一層短かくなすことも可能である。

被測定ガスは大気開放管２３により大気に開放されるの
で、このサンプルガスは被分析ガスとしてほぼ大気圧に
なっており、サンプラ一部分で元圧が変動しても大気開
放管２３の大容量による圧力緩衝作用で大気圧に均圧化
され分析計はそのような元圧変動の影響を何ら受けない
。

このことは上述した配管内の負圧、サンプリング点の切
換時に元圧に差異を生じているときまたはゼロガスやス
パンガスを供給するときにも有効にはたらく。

また、ポンプ６の脈動による圧力変動は大気開放管２３
に連通された状態では平滑化され均圧状態が得られるの
で、従前のように流量抵抗の犬なる絞りを付設するかた
ちの平滑化は不要になる。

上記の吸引ポンプ６は、ポンプ２２と相まって分析フロ
ーシステム全体の送気圧力を大気圧よりも高くしたうえ
で大気開放管２３の管端を水バブラなどの液中に浸漬し
て、流路終端と大気開放管内の圧力を大気よりも２００
ｍｍＨ２０程度以下の正圧に保持することにより自然に
分析計への被分析ガスの安定な均圧の流れを作り出した
りポンプ２２の小容量化を図ることもできる。

以上に述べた本発明によるガス分析フローシステムは液
体の分析に適するように変更することが可能であり、こ
の場合大気開放管２３は常時液交換の行われる液槽の形
態を採ることができるなど所要の部位に適宜変更を施せ
ばよいことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来方式による流体分析システム
、第３図は本発明による流体分析システムのそれぞれ基
本構成図を示す。 １，２・・・・・・サンプラー、１５・・・・・・配管
、２３・・・・・・大気開放管、２４・・・・・・分岐
配管、Ａ１，Ａ２・・・・・・分析計、６，２２・・・
・・・ポンプ、８，１１，１８，２０・・・・・・弁、
９，１９，２１・・・・・・流量計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガスサンプルを誘導するための配管、該配管に接続
   された前記ガスサンプルを吸引するための第１のポンプ
   、該第１のポンプにより吸引されたガスサンプルを導入
   する大気開放管、該大気開放管に接続された分岐配管、
   該分岐配管の各流路にそれぞれ接続された分析計、該分
   析計の下流側に配置され前記大気開放管から前記ガスサ
   ンプルを前記分析計に高速で導入するための第２のポン
   プを具備したことを特徴とする分析システム。 ２ 請求の範囲１記載の分析システムにおいて、上記大
   気開放管の出口を水バブラ等に接続し該大気開放管内を
   大気圧よりも正圧に保持するようにしたことを特徴とす
   る上記分析システム。