JPS5916665B2 - 炭化水素測定装置 - Google Patents

炭化水素測定装置

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JPS5916665B2
JPS5916665B2 JP52047222A JP4722277A JPS5916665B2 JP S5916665 B2 JPS5916665 B2 JP S5916665B2 JP 52047222 A JP52047222 A JP 52047222A JP 4722277 A JP4722277 A JP 4722277A JP S5916665 B2 JPS5916665 B2 JP S5916665B2
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JP
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methane
ionization detector
flame ionization
sample gas
signal corresponding
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修 斉藤
博二 上坂
一 浅見
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、サンプルガス中の非メタン炭化水素を差量法
にて測定する場合のメタンと非メタン炭化水素との水素
炎イオン化検出器における感度の相違を補正して精度よ
く非メタン炭化水素さらには全炭化水素を測定し得るよ
うになした炭化水素測定装置に関する。
非メタン炭化水素を測淀する方法としては直接法と差量
法とがある。
直接法とは、JISB7956においてメタン、非メタ
ン炭化水素測定方式として記載されている方法でありガ
スクロマトグラフ法における分離管でメタンを分離溶出
後直ちに分離管をバツクフラツシユして水素炎イオン検
出器に導入し、非メタン炭化水素を測定する方法である
。この直接法によればサンプルガス中の酸素と炭化水素
とを分離管にて分離するので、酸素による干渉を水素炎
イオン化検出器が受けることなく、従つて比較的炭化水
素間の感度差は少ないが、バツクフラツシユする必要が
あり、装置が複雑となり、又操作もむずかしく、又、分
析周期が長くなる等の欠点がある。一方、差量法とは、
同じくJISB7956において全炭化水素メタン測定
方式として記載されている方法であり、全炭化水素はサ
ンプルガスを直接水素炎イオン化検出器に導入し、メタ
ンは分離管で非メタン炭化水素と分離後、水素炎イオン
化検出器に導入し、各々の濃度を測定しその後、信号的
に両者の差を求め、非メタン炭化水素を測定する方法で
ある。
なお、メタンの分離方法としてはJISに記載されてい
るガスクロマトグラフ法により分離管で行うものの他、
全炭化水素のうち非メタン炭化水素を燃焼管で燃焼させ
、メタンのみを分離する選択燃焼法も行なわれている。
この差量法は直接法にくらべて操作が簡単であり、装置
も複雑とならず、さらには分析周期も短いという非常に
大きな利点を有する。しかしながら全炭化水素を測定す
る際、水素炎イオン化検出器がサンプルガス中の酸素の
干渉を受け、メタンと非メタン炭化水素との相対感度が
かなり相違する(メタンに対して非メタン炭化水素の相
対感度が低くなる)。そのため差量法で求めた非メタン
炭IL/↓」ム旙上πl−F#喋ヒ詩七1→h表ψ,!
古レハ礒、ナ?h′…Zナ?る傾向にある。この相対感
度は検出器が異なれば異なつた値を示し、JISB79
56−1975解説の中で4台の検出器のそれぞれにつ
いて相対感度が比較記載されている。下記表にも一例を
示す。第1図は従来の差量法による炭化水素測定装置を
示しており、サンプルガス導入路1より導入されたサン
プルガスは二分され、一方は選択燃焼法の場合は燃焼管
2へ送られ、(ガスクロマトグラフ法の場合2は分離管
となる)メタンのみが分離されて水素炎イオン化検出器
3により検出される。
他の一方は抵抗管4を経た後未処理のまま別の水素炎イ
オン化検出器5に送られ検出される。各検出器の検出信
号は増幅器6,7で増幅された後、減算器8で減算され
、非メタン炭化水素濃度値として指示記録計9により指
示記録される。又必要に応じて全炭化水素濃度値及びメ
タン濃度値が指示記録計10,11により指示記録され
る。この従来例において問題となるのは、水素炎イオン
化検出器5で検出される全炭化水素のうち、非メタン炭
化水素のメタンに対する相対感度が低いことであり、こ
のままでは指示記録計9.10に指示記録される非メタ
ン炭化水素濃度及び全炭化水素濃度が低くなる点である
。また、2台の水素炎イオン化検出器3,5を用いてい
るため、両検出器3,5の特性の差異が非メタン炭化水
素の測定誤差となるのである。
ところで、サンプルガスである大気や内燃機関の排ガス
に含まれる非メタン炭化水素としては、種々の成分(C
3H8,C3H6,n−C4HlO,C7H8等)があ
るが、これらの成分のメタンに対する相対感度は、前表
にも見られる通り、ほぼ同じ値である。即ち、メタンの
感度を1.00とした場合、差量法においては、非メタ
ン炭化水素の感度はそれよりもかなり低くなるが、いず
れの成分もその感度が似かよつており、前表ではO、7
8附近に集中している。従つて、成分比の変動は測定精
度に殆んど影響を及ぼさないことがわかる。本発明は、
この事実に着目してなされたものであり、差量法による
上述した利点を生かしつつ、前記相対感度の低下を補償
して、サンプルガス中の非メタン炭化水素の各成分比に
関係なく、しかも、従来装置のように2台の水素炎イオ
ン化検出器の特性の差異に起因する誤差を生じることな
く精度良い非メタン炭化水素測定さらには全炭化水素測
定が行なえる経済性にも優れた装置を提供することを目
的としている。以下、本発明を第2図に示す実施例に基
づいて説明する。
図において、1はサンプルガス導入路であり、該導入路
1から2つの分岐流路1a,1bが分岐しており、一方
の分岐流路1aにはサンプルガス中のメタンを非メタン
炭化水素から分離する燃焼管又は分離管(即ち、選択燃
焼法の場合は燃焼管であり、ガスクロマトグラフ法の場
合は分離管である。
)2が介装され、他方の分岐流路1bには前記燃焼管又
は分離管2による流動抵抗と同程度の流動抵抗に設定さ
れた抵抗管4が介装されている。両分岐流路1a,1b
の合流点には電磁三方弁17が設けられている。前記電
磁三方弁17の下流側には1台の水素炎イオン化検出器
18が設けられており、前記電磁三方弁17の切換動作
により、メタン及び非メタン炭化水素を含むサンプルガ
スが前記燃焼管又は分離管2を経て前記水素炎イオン化
検出器18に導入される第一状態と前記抵抗管4を経て
前記水素炎イオン化検出器18に導入される第二状態と
に切換わるように構成してある。前記水素炎イオン化検
出器18の出力側には、操作部20により前記電磁三方
弁17の切換動作に同期させて切換わるようにしたスイ
ツチ21を介して増幅器6,7及びそれらの出力信号の
減算器8が接続され、前記第一状態において前記水素炎
イオン化検出器18より出力された全炭化水素濃度に対
応する信号から前記第二状態において前記水素炎イオン
化検出器18より出力されたメタン濃度に対応する信号
を減算するように構成してある。
前記減算器8の出力側には、非メタン炭化水素のメタン
に対する相対感度を補正する相対感度補正用増幅器12
と、該増幅器12により補正された非メタン炭化水素濃
度に対応する信号を指示記録する指示記録計9とが接続
されている。
また、前記増幅器7の出力側と相対感度補正用増幅器1
2の出力側とには、該増幅器12によつて補正された非
メタン炭化水素濃度に対応する信号と前記メタン濃度に
対応する信号とを加算する加算器13が接続され、該加
算器13の出力である補正された全炭化水素濃度に対応
する信号の指示記録計10が設けられている。第2図中
の19は増幅器、11はメタン濃度に対応する信号の指
示記録計、14は前記相対感度補正用増幅器12の増幅
率を決める際に使用する切換器である。
上記の構成によれば、水素炎イオン化検出器18から送
られてくる全炭化水素濃度に対応する信号からメタン濃
度に対応する信号を減算した後、相対感度補正用増幅器
12で当該減算後の信号を増幅し、相対感度分だけ補正
するので、差量法における既述の欠点が解消され、指示
記録計9には真の値にかなり近い非メタン濃度値が指示
記録される。
即ち、メタンに対する非メタン炭化水素の相対感度は、
非メタン炭化水素の成分に関係なくほぼ同じ値を示すの
で、前記増幅器12を用いて一率に補正するだけで、精
度良く非メタン炭化水素濃度を測定できるのである。ま
た、上記の補正後の信号にメタン濃度に対応する信号を
加算して全炭化水素濃度を求めるため、指示記録計10
には正確な全炭化水素濃度値が指示記録される。
次に前記相対感度補正用増幅器の増幅率を決める方法を
、既知濃度のプロパンガスを流す場合を例にとつて説明
する。
まずサンプルガス導入路1よりゼロガス(例えば窒素ガ
ス)を導入し、指示記録計9,10,11がゼロを示す
ように調節する。
次に切換器14がコモン側15にあること及び相対感度
補正用増幅器12の入出力が等しいこと即ち増幅率が1
であることを確認後、所定濃度のメタンガスをサンプル
ガス導入路1より導入し、指示記録計9,11が前記所
定濃度を指示記録するように増幅器6,7を調節する。
次に既知濃度のプロパンガスをサンプルガス導入路1よ
り導入し、指示記録計9が前記既知濃度を指示記録する
ように相対感度補正用増幅器12を調節する。この調節
により、もし水素炎イオン化検出器18のメタンに対す
るプロパンの相対感度が前表に示す0.78の値であれ
ば、前記増幅器12の増幅率は1/0.78となる。次
に切換器14を接続側16に切換えて調節作業は終了す
る。以上説明した通り、本発明は、メタンに対する種々
の非メタン炭化水素の相対感度がほぼ同じ値を示すこと
に着目し、簡単な信号処理によつて、つまり、減算器の
出力側に相対感度補正用増幅器を設けて、一律に補正を
行なうだけで、非メタン炭化水素の成分比の変動による
影響を殆んど受けることなく、非メタン炭化水素濃度の
測定を精度良く行なえるのである。
また、上記の補正後の信号に、メタン濃度に対応する信
号を加算して、全炭化水素濃度を求めるため、高い測定
精度が得られるのである。このように、本発明によれば
、操作が簡単であり、装置も複雑でなく、分析周期が短
いといつた多くの長所を有している反面、測定精度に問
題があつた差量法を用いているにも拘らず、簡単な信号
処理を行なうだけで、直接法に比しても遜色ない測定精
度が得られるに至つたのであり、しかも、1台の水素炎
イオン化検出器に、燃焼管又は分離管を通過したサンプ
ルガスと、抵抗管を通過したサンプルガスとを交互に導
入して測定を行なうため、検出器を2台用いた場合のよ
うな各検出器の特性の差異による誤差が生ぜず、かつ、
維持費及び価格が安くて済む等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の差量法による炭化水素測定装置を示す説
明図、第2図は本発明に係る炭化水素測定装置の実施例
を示す説明図である。 1・・・・・・サンプルガス導入路、2・・・・・・燃
焼管又は分離管、4・・・・・・抵抗管、8・・・・・
・減算器、9,10,11・・・・・・指示記録計、1
2・・・・・・相対感度補正用増幅器、13・・・・・
・加算器、17・・・・・・電磁三方弁、18・・・・
・・水素炎イオン化検出器、20・・・・・・操作部、
21・・・・・・切換スイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 サンプルガス導入路1から2つに分岐した分岐流路
    のうち一方にサンプルガス中のメタンを非メタン炭化水
    素から分離するための燃焼管又は分離管2を、他方には
    抵抗管4を夫々介装し、前記両分岐流路1a,1bの合
    流点に電磁三方弁17を設け、該電磁三方弁17の下流
    側に水素炎イオン化検出器18を設けて、前記電磁三方
    弁17の切換動作によりサンプルガスが前記抵抗管4を
    経て前記水素炎イオン化検出器18に導入される第一状
    態と前記燃焼管又は分離管2を経て前記水素炎イオン化
    検出器18に導入される第二状態とに切換わるように構
    成し、前記水素炎イオン化検出器の出力側には、操作部
    20により前記電磁三方弁17の切換動作と同期させた
    切換スイッチ21を介して接続され、前記第一状態にお
    いて前記水素炎イオン化検出器18より出力された全炭
    化水素濃度に対応する信号から前記第二状態において前
    記水素炎イオン化検出器18より出力されたメタン濃度
    に対応する信号を減算するようにした減算器8を設け、
    該減算器8の出力側には、非メタン炭化水素のメタンに
    対する相対感度を補正する相対感度補正用増幅器12を
    接続し、さらに該増幅器12により補正された非メタン
    炭化水素濃度に対応する信号を指示記録する指示記録計
    9を設けてなる炭化水素測定装置。 2 サンプルガス導入路1から2つに分岐した分岐流路
    のうち一方にサンプルガス中のメタンを非メタン炭化水
    素から分離するための燃焼管又は分離管2を、他方には
    抵抗管4を夫々介装し、前記両分岐流路1a,1bの合
    流点に電磁三方弁17を設け、該電磁三方弁17の下流
    側に水素炎イオン化検出器18を設けて、前記電磁三方
    弁17の切換動作によりサンプルガスが前記抵抗管4を
    経て前記水素炎イオン化検出器18に導入される第一状
    態と前記燃焼管又は分離管2を経て前記水素イオンン化
    検出器18に導入される第二状態とに切換わるように構
    成し、前記水素炎イオン化検出器の出力側には、操作部
    20により前記電磁三方弁17の切換動作と同期させた
    切換スイッチ21を介して接続され、前記第一状態にお
    いて前記水素炎イオン化検出器18より出力された全炭
    化水素濃度に対応する信号から前記第二状態において前
    記水素炎イオン化検出器18より出力されたメタン濃度
    に対応する信号を減算するようにした減算器8を設け、
    該減算器8の出力側には、非メタン炭化水素のメタンに
    対する相対感度を補正する相対感度補正用増幅器12を
    接続し、さらに該増幅器12により補正された非メタン
    炭化水素濃度に対応する信号と前記メタン濃度に対応す
    る信号とを加算する加算器13及び該加算器13の出力
    である補正された全炭化水素濃度に対応する信号を指示
    記録する指示記録計10を設けてなる炭化水素測定装置
JP52047222A 1977-04-23 1977-04-23 炭化水素測定装置 Expired JPS5916665B2 (ja)

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