JPS625149A - ガス稀釈装置 - Google Patents

ガス稀釈装置

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JPS625149A
JPS625149A JP60142835A JP14283585A JPS625149A JP S625149 A JPS625149 A JP S625149A JP 60142835 A JP60142835 A JP 60142835A JP 14283585 A JP14283585 A JP 14283585A JP S625149 A JPS625149 A JP S625149A
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gas
flow path
sampler
dilution
inlet
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Hayato Takeda
隼人 武田
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SHINWA TEC KK
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスのサンプリング、稀釈等の操作を自動的に
おこなうガス稀釈装置に関する。
〔従来の技術〕
第2図(a) 、 (b)にガスの稀釈1分析をおこな
う従来の装置を示す。サンプリング装置100には低濃
度ガス人口101と高濃度ガス人口107が設けられて
いる。低濃度ガス人口101には、流路102、手動操
作バルブ103.流路104.試料採取口105がこの
順で設けられている。試料採取口105とガスサンプラ
117は流路106で接続されている。高濃度ガス人口
107には、流路108.試料採取口109.流路11
01手動操作バルブ111.流路112.排気ポンプ1
13がこの順で設けられている。流路112からは流路
114が分岐しており、この流路114にはT字型の手
動操作バルブ115を介して排気口119が接続されて
いる。この手動操作バルブ115とガスサンプラ117
とは流路116により接続されている。ガスサンプラ1
17には所定量のガスを計量する計量管118が設けら
れている。
ガスクロマトグラフ120にはチッ素ガス人口121と
、試料注入口128とが設けられている。
チッ素ガス人口121には、流路121、弁123゜流
路124.弁125.流路126がこの順で設けられて
おり、流路126はガスサンプラ117に接続されてい
る。ガスサンプラ117と試料注入口128とは流路1
27で接続されている。試料注入口128には分離カラ
ム129が接続されており、この分離カラム129には
電子捕獲型検出器(Electron Capture
 Detector (E CD ) )130が接続
されている。この電子捕獲型検出器130には流路13
1を介して排気口132が設けられている。電子捕獲型
検出器130の検出信号は増幅器】33で増幅され記碌
計134で記録される。
マグネチックスターチ150上にはガス稀釈のための稀
釈容器145が設けられている。稀釈容器145への試
料の注入および試料の採取は試料採取口144でなされ
る。また、稀釈容器145には流路1461手動操作バ
ルブ147.流路149を介して排気ポンプ148が接
続されている。さらに、稀釈容器145には活性炭フィ
ルタ140、流路1411手動操作バルブ142.流路
143が設けられている。
かかる従来の装置でガスあサンプリング、稀釈。
分析をおこなう場合には、注射器(図示せず)を用いて
オはレータがガスの採取、注入を七こなうとともに、手
動操作バルブ103,111.115゜142.147
を手動操作する。例えば、上流側の高濃度ガスの分析を
おこなう場合には次のような手順でおこなう。まず、手
動操作バルブ142゜147を開き排気ポンプ148で
排気して稀釈容器145をクリーニングする。次に1手
動操作バルブ111を開き排気ポンプ113で高濃度ガ
スを吸引しながら、試料採取口109からガスを所定量
(例えば11R1)注射器で採取する。採取した高濃度
ガスを試料採取口144から、手動操作バルブ142,
147を閉じて密封された稀釈容器145中に注射器で
注入する。稀釈容器145では1dの高濃度ガスを1例
えば1000倍に稀釈する。次に稀釈されたガスを試料
採取口144から別の注射器で採取し、試料採取口10
5から所定量(例えば201)注入する。これにより、
稀釈され九ガスはガステンプラ117の計量管118に
満たされる。次にガスサンプラ117を60度面回転せ
、チッ素ガスを流入させることにより、計量管118中
の試料ガスをガスクロマトグラフ120に導入する。試
料ガスは分離カラム129を経て電子捕獲型検出器13
0で検出1分析され、その後排気される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の装置では、注射器による試料の採取
、注入1手動操作バルブ103,111゜115.14
2.147やガスサンプラ117の操作は、定められた
順番に従ってオペレータかする必要がある。しかしなが
ら、これら操作は種めて複雑であり、熟練したオはレー
タでも操作ミスをすることがあり、作業効率が悪いとい
う問題点があった。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、未熟なオスレータでも簡単に操作でき、作業効率が
良いガス稀釈装flを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によるガス稀釈装置は、第1のガスサンプラでサ
ンプリングされた高濃度ガスを圧縮気体により稀釈容器
中に高圧封入して稀釈し、稀釈されたガスを稀釈容器内
の気圧により第2のガスサンプラに流入させてサンプリ
ングするようにしている。
〔作用〕
本発明のガス稀釈装置においては、ガスのサンプリング
、稀駅、稀釈ガスのサンプリング等の操作がオにレータ
の操作を煩わせることなくすべて自動的におこなわれる
。これにより、操作ミスがなくなるとともjこ作業効率
も極めて上昇する。
〔実施例〕
第1図に本発明の一実施例によるガス稀釈装置を示す。
活性炭フィルタ上流側からの高a度ガス人口12にはエ
アフィルタ7−1が設けられ、このエアフィルタ7−1
からは流路50が延びている。流路50は流路51と流
路52に分岐し、流路51の下流側には圧力調整のため
のニードルバルブ10−1が設けられている。ニードル
バルブ10−1の下流側には流路55を介して電磁弁9
−1が設けられている。電磁弁9−1を開閉するために
ソレノイド21−1が設けられている。電磁弁9−1は
吸引ポンプ接続口15を介して吸引ポンプ(図示せず)
lこ接続されている。
流路50から分岐した流路52は自動ガスサンプラ1−
1の入口aに接続されている。自動ガスナンプラ1−1
は、3つの入口a、b、cと3つの出口d、e、fを有
し、さらに、これら人口a。
b、cと出ロd、e、f間を連通させるための流路g、
h、iを有している。出口dと入口す間には、一定量の
ガスを計量する九めの計量管20−1が設けられている
。流路g、h、tは一体的に回転可能であり、隣接する
任意の入口と出口間を連通させる。流路g、h、iの回
転は、全体の制nをつかさどるシーケンスコントローラ
(図示せず)からの指示により、図示しない駆動手段に
よりなされる。出口eには流路53が接続され、この流
路53にはニードルバルブ付の流量計6−1が設けられ
ている。流量計6−1にはさらに流路54が設けられ、
ニードルバルブ10−1と電磁弁9−1間の流路55に
合流している。
圧縮空気または圧縮ガスが流入Tる圧縮9気(または圧
縮ガス)入口14にはエアフィルタ7−2が設けられ、
このエアフィルタ7−2には流路60を経て減圧弁11
が設けられている。さらに、この減圧弁11には流路6
1を経て活性炭フィルタ8−1が設けられており、この
活性炭フィルタ8−1には流路61を介して電磁弁9−
3が設けられている。電磁弁9−3はソレノイド21−
3により開閉される。電磁弁9−3の下流側には流路6
3が設けられ、この流路63は自動ガスナンプラ1−1
の第3の入口Cに接続されている。
自動ガスサンプラ1−1の第3の出口fは流路64によ
り稀釈容器2の試料注入口3に接続されている。
稀釈容器2の下にはマグネチツクスターラ4が設けられ
ている。マグネチツクスターラ4・は、モータ4aに連
結された磁石4bを回転させることにより、稀釈容器2
中の攪拌子2aを回転させて攪拌し、ガスを均一に稀釈
する。稀釈容器2には、さらに圧力変換器5が設けられ
る。この圧力変換器5は稀釈容器2内の圧力を検出する
稀釈容器2から下流側には流路65を経て電磁弁9−4
が設けられている。電磁弁9−4はソレノイド21−4
により開閉される。電磁弁9−4の下流側には自動ガス
サンプラ1−2が設けられている。電磁弁9−4と自動
ガスサンプラ1−2の入口eが流路66により接読され
ている。自動c、d、e、fと流路g、h、tを有して
いる。
また、出口すと入口4間には計量管20−2が設けられ
ている。出口aには流路67が接続され、流路67の下
流側には活性炭フィルタ8−2が設けられている。活性
炭フィルタ8−2には排気口17が設けられている。
活性炭フィルタ下流側よりの低濃度ガスが流入する低濃
度ガス入口13にはエアフィルタ7−3が設けられ、こ
のエアフィルタ7−3からは流路70が延びている。流
路70は流路71と流路76とに分岐し、流路71の下
流側には圧力調整のたメツニードルバルブ10−2が設
けられている。
ニードルバルブ1O−2には流路72を介して電磁弁9
−2が設けられている。電磁弁9−2はソレノイド21
−2で開閉される。電磁弁9−2は吸引ポンプ接続口1
6を介して吸引ポンプ(図示せず)に接続されている。
流路70より分岐した流路76の下流側には自動ガスサ
ンプラ1−3が設けられている。流路76いる。自動ガ
スサンプラ1−3は入口(または出口)a、b、e、d
、a、fと流路g * h * lを有し、出口dと入
口す間には計量管20−3が設けられている。出口eに
は流路77が接続され、この流路77にはニードルバル
ブ付の流量計6−2が設けられている。流量計6−2に
はさらに流路78が設けられ、ニードルバルブ10−2
と電磁弁9−2間の流路72に合流している。
チッ素ガスを流入するチッ素ガス入口18は流路73を
経て、自動ガスサンプラ1−2の入口C)に接続されて
いる。自動ガスサンプラ1−2の出口fと自動ガスサン
プラ1−3の入口Cとは流路74で接続され、自動ガス
サンプラ1−3の出口fは流路75.チッ素ガス出口1
9を経てガス分析をおこなうガスクロマトグラフ(図示
せず)に接続されている。
電磁弁9−1.2,3.4のソレノイド21−1.2,
3,4.自動ガスサンプラ1−1.2゜3、マグネチツ
クスターラ4のモータ4aは、図示シナいシーケンスコ
ントローラの制御下におかれ、所定のシーケンスでオン
、オフ制御される。
次に動作を説明する。このガス稀釈装置には(2)待期
モード、(J3)上流測定モード、C)下流測定モード
、0上流/下流交互測定モード!、■上流/下流測定モ
ード■、■校正モードの6つの運転モードがある。以下
これら各運転モードについて詳細に説明する。
囚待期モード 待期モードは、稀釈容器2のクリーニングをおこない、
他の運転モードに移るのを待っているモードである。
電磁弁9−3と9−4を開き、マグネチツクスターラ4
をオンにする。自動ガスサンプラ1−1゜2.3は第1
図の状態にする。これにより、圧縮空気が、圧縮空気人
口14→エアフイルタ7−2→流路60→減圧弁11→
流路61→活性炭フイルタ8−1→流路62→電磁弁9
−3→流路63→自動ガスサンプラ1−1(流路l)→
流路64→試料注入ロ3の経路により稀釈容器2に流入
する。活性腕フィルタ8−1で清浄にされた圧縮空気に
より稀釈容器2がクリーニングされる。クリーニング後
の圧縮空気は、稀釈容器2→流路65→電磁弁9−4→
流路66→自動ガスナンプラ1−2の流路h→計量管2
0−2→自動ガスナンプラ1−2の流路g−4流路67
→活性炭フィルタ8−2→排気口17の経路により排気
される。この稀釈容器2のクリーニングは約2分間おこ
なわれる。
次に電磁弁9−3を閉じると、稀釈容器2内の圧力が徐
々に減少する。圧力変換器5で稀釈容器2内の圧力を検
出し、内圧がゼロになるのを待つ。
内圧がゼロになったことが検出されると、電磁弁9−4
を閉じるとともにマグネチツクスターラ4をオフにする
。これにより稀釈容器2がりIJ−ユングされ、他の運
転モードへ移る準備が完了する。
田)上流測定モード 上流測定モードは、活性炭フィルタ上流側からの高濃度
ガスを稀釈して繰り返し測定する運転モードである。ス
タートボタンを押すと、高濃度ガスを繰り返し測定し、
ストップボタ、ンを押すとその回の測定を終了するとと
もに停止する。
電磁弁9−3と9−4を閉じ、電磁弁9−1と9−2を
開、く。これにより高濃度ガスが、高濃度ガス人口12
→エアフイルタ7−1→流路50→流路51→ニードル
バルブ10−1→流路55→電磁弁9−1→吸引ポンプ
接続口15の経路によりポンプ(図示せず)で吸引され
る。また、流路50から分岐された高濃度ガスは、流路
52→自動ガスナンプラス−1の流路g→計量管20−
1→自勧ガスナンプラ1−1の流路h→流路53→流量
計6−1→流路54の経路により流路55に合流する。
低a度ガスは、低濃度ガス人口13→エアフイルタ7−
3→流路70→流路71→ニードルバルブ10−2→流
路72→電磁弁9−2→吸引ボンプ接続口16の経路に
より、ポンプ(図示せず)で吸引される。また、流路7
0から流路76に分岐された低濃度ガスは、流路76→
自動ガスサンプラ1−3の流路g→計量管20−3→自
動ガスナンプラ1−3の流路h→流路77→流量計6−
2→流路78の経路により流路72に合流する。
またチッ素ガスは、チッ素ガス人ロ18→流路73→自
動ガスサンプラ1−2の流路i→流路74→自動ガスサ
ンプラ1−3の流路i−+滝路75−Pチッ素ガス出口
19の経路により、ガスクロマトグラフへ送られている
なお、ニードルバルブ 動ガスサンプラ1−1と1−3に適切な量(約50〜1
00m/−程度)の空気が流れるように調節している。
スタートボタンを押すと、電磁弁9−1が閉じる。自動
ガスサンプラ1−1の計量W20−1内の空気圧力が,
活性炭フィルタ上流側空気の圧力と等しくなるのを待つ
。かかる均圧化のためには、数秒から10秒程度の時間
が必要でおる。
次に自動ガスサンプラ1−1を時計方向に6 0’回転
させ,流路gが入口Cと出口6間を接続し。
流路lが入口すと出口1間を接続する。すると、流路6
3→自動ガスサンプラ1−1の流路g→計量管20−1
→流路i→流路64の流通経路ができる。続いて電磁弁
9−3を開き,計量管20−1中の高濃度ガスを、活性
炭フィルタ8−1で清浄にされた圧縮空気で稀釈容器2
へ送入する。
稀釈容器2内の圧力Pは圧力変換器5で検出され、この
Pが次の(1)式で示された値になると′電磁弁9−3
を閉じる。同時に、自動ガスサンプラ1−1を反時計方
向に6 0’回転させて第1図の状態にもどす。
ただし、P:稀釈容器2内の圧力 ( V,/i G 
)d:稀釈倍率 V:計量器20−1の容積(ゴ) V:稀釈容器2の容積  (M) マグネチツクスターラ4をオンにし、稀釈容器2内の攪
拌子2aを回転させて、高濃度ガスと清浄空気を30秒
程度混合する。
電磁弁9−4を開くと、稀釈容器2内の稀釈ガスは,流
路65→′亀磁弁9−4→流路66→自動ガスナンプラ
J−2の流路b→計量管20−2→自動ガスサンプラ1
−2の流路g→流路67→活性炭フィルタ8−2→排気
口17の経路を通って排出される。そして、稀釈容器2
の内圧がゼロになるまで待つ。
ステップB6 圧力変換器5により稀釈容器2内の圧力がゼロになると
、自動ガスサンプラ1−2が時計方向に60度回転する
、すると、流路gが入口Cと出口6間を接続し,流路i
が入口すと出口1間を接続する。したがってチッ素ガス
入口18からのチツ素ガスが,R路73→自動ガスナン
プラ1−′2の流路g→計量管20ー2→流路i→流路
74→自動ガスナンプラ1−3の流路i→流路75→チ
ッ素ガス出口19の経路を流れ、計量管20−2中の試
Rガスをガスクロマトグラフに送り込む。ガスクロマト
グラフでは送り込まれたガスの分析がおこなわれる。
自動ガスサンプラ1−2の計量管20−2中の試料ガス
がガスクロマトグラフに送り込まれた後、自動ガスサン
プラ1−2を反時計方向に60度回転して第1図の状態
にもどす。次に電磁弁9−3を開くと,ステップA1と
同じ状態になり、稀釈容器2が清浄な圧縮空気でクリー
ニングされる。
ステップB8 分析所要時間(例えば2分間)を設定したタイマ(図示
せず)がタイムアツプすると、電磁弁9−3を閉じ(ス
テップAI)、稀釈容器2中の内圧がゼロになるのを待
って電磁弁9−4を閉じる(ステップA2)。
ステップB9 ストップボタンが押されていればそのまま停止する。ス
トップボタンが押されていなければ再びステップB1か
らステップB8を繰り返し、高濃度ガスを測定する。
C)下流測定モード 下流測定モードは、活性炭フィルタ下流側からの低濃度
ガスを繰り返し測定する運転モードである。スタートボ
タンを押すと低濃度ガスを繰り返し測定し、ストップボ
タンを押すとその回の測定を終らするとともに停止する
ステップC1 電磁弁9−3と9−4を閉じ、電磁弁9−1と9−2を
開く。これによりステップB1と同じ状態になる。
スタートボタンを押すと電磁弁9−2が閉じる。
自動ガスサンプラ1−3の計量管20−3内の空気圧力
が、活性炭フィルタ下流側空気の圧力と等しくなるのを
待つ。かかる均圧化の念めには、数秒からlO秒程度の
時間が必要である。
次に自動ガスサンプラ1−3を時計方向に60度回転さ
せ、fL路gが入口eと出口4間を接続し。
流路1が入口すと出口1間を接続する。すると、流路7
4→自動ガスナンプラ1−3の流路g→計量管20−3
→流路i−+流路75の流通経路ができる。したがって
チッ素ガス入口18からのチッ素ガスが、計量管20−
3内の低濃度ガスをガスクロマトグラフに送り込む。ガ
スクロマトグラフでは送り込まれたガスの分析がおこな
われる。自動ガスサンプラ1−3の計量管20−3中の
試料ガスがガスクロマトグラフに送り込まれた後、自動
ガスサンプラ1−3を反時計方向に60度回転して第1
図の状態にもどす。
ストップボタンが押されていればそのまま停止する。ス
トップボタンが押されていなければ再びステップC1か
らステップC3を繰り返し、低濃度ガスを測定する。
■)上流/下流交互測定モード■ 上流/下流交互測定モードIは、上流側からの高濃度ガ
スの測定と下流側からの低濃度ガスの測定を交互におこ
なう運転モードである。ステップB1からステップB8
により高濃度ガスの採取。
稀釈測定をした後、ステップC1からステップC3によ
り低」度ガスの採取、測定をおこない、これを繰り返す
面上流/下流交互測定モード■ 上流/下流交互測定モードIと同様、上流側からの高濃
度ガスの測定と下流側からの低濃度ガスの測定を交互に
おこなう運転モードである。しかしこの運転モードでは
、ステップB1からステップB4により高濃度ガスの採
取、稀釈をおこなっている間に、ステップC1からステ
ップC3を実行して低濃度ガスの採取、測定をおこなう
。低濃度ガスの測定後、ステップB5からステップB8
を実行して高濃度ガスの測定をおこなう。この運転モー
ドは、先の上流/下流交互測定モードIより高速で測定
できる。
[F]校正モード 校正モードは、比較的高濃度の標準ガスサンプル、また
は液体サンプルを稀釈して測定する運転モードである。
ステップF1 wI単サンプルを注射器で稀釈容器2の試料注入口3か
ら注入する。なお、液体サンプルの場合、試料注入口3
を外側からヒータで加熱しておけば、液体サンプルは気
化されてガスになり稀釈容器2中に注入可能となる。
スタートボタンを押すと、標準サンプルは清浄な圧縮空
気で稀釈容器2中に送り込まれる。その後はステップB
3からステップB8により、標準サンプルの稀釈、採取
、 ?1111定をおこなう。
このような本実施例によれば、高濃度ガスの稀釈は稀釈
容器内で加圧状態で行なっているので、混合、稀釈後は
稀釈容器の出口側の電磁弁を開くと稀釈サンプルは内圧
によって出てくる。し比がって、稀釈後のサンプルを吸
引するための真空ポンプや注射器を必要としない。
また、ガスの稀釈倍率は(1)式で決定されるので、計
量器の容積Vと稀釈容器の容積Vを変えなくとも、稀釈
容器内の圧力Pを変化させるだけで、稀釈倍idを容易
lこ変更することができる。
したがって、稀釈圧力を検出する圧力変換器から信号を
ディジタルメータリレーを用いて数値変換をおこなえば
、稀釈倍率を直読することができる。
また、モード選択スイッチにより選択するだけで、高濃
度ガス測定、低濃度ガス測定、高濃度/低濃度ガス交互
測定等の運転モードを容易に変更することができる。
さらに、操作はシーケンスコントローラにより自動的に
おこなわれるので、オペレータによる操作ミスが発生せ
ず、高精度の測定をおこなうことができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されず種々の変更が可
能である。
〔発明の効果〕
本発明は以上説明したとおり、ガスのサンプリング、稀
釈、測定等の操作をすべて自動的におこなうようにし友
ので、操作ミスがなくなるとともに作業効率が極めて良
くなるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるガス稀釈装置の構成図
、第2図[a) 、 (b)は従来のガス稀釈分析装置
の構成図である。 図において、1−1〜3・・・自動ガスサンプラ。 2・・・稀釈容器、2a・・・攪拌子、3・・・試料注
入口。 4・・・マグネチツクスターラ、4a・・・モータ、4
b・・・磁石、5・・・圧力変換器、6−1.2・・・
二−ドルハルフ付の流量計、7−1〜3・・・エアフィ
ルタ。 8−1.2・・・活性炭フィルタ、9−1〜4・・・電
磁弁、10−1.2・・・ニードルバルブ、11・・・
M圧押、12・・・高濃度ガス測定、13・・・低濃度
ガス入口、14・・・圧縮空気(または圧縮ガス)入口
、15.16・・・吸引ポンプ接続口、17・・・排気
口、18・・・チッ素ガス入口、19・・・チッ素ガス
出0.20−1〜3・・・計量管、21−1〜4・・・
ソレノイド。 101・・・低濃度ガス入口、J03.111.115
・・・手動操作バルブ、105.109・・・試料採取
口、107・・・高濃度ガス入口、113・・・排気ポ
ンプ。 117・・・ガスサンプラ、118・・・計量管、12
1・・・チッ素ガス入口、123.125・・・弁、1
28・・・試料注入口、129・・・分離カラム、13
0・・・電子捕獲型検出器、131・・・排気口、13
3・・・増幅器、134・・・記録計、140・・・活
性炭フィルタ。 142.147・・・手動操作バルブ、144・・・E
R採取口、145・・・稀釈容器、148・・・排気ポ
ンプ。 150・・・マグネチックスターラである。 特許出願人  進和チック株式会社 代理 人 島 1)  登・・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮気体が流入する圧縮気体入口と、この圧縮気体入口
    に接続された開閉バルブと、ガス入口およびガス出口を
    有し、これらガス入口およびガス出口を高濃度ガスが充
    満した第1のガス計量管の両端口へ連結する第1のガス
    サンプラと、前記開閉バルブと前記第1のガスサンプラ
    のガス入口とを接続する第1の流路と、ガス入口および
    ガス出口を有し、ガスを均一に稀釈する稀釈容器と、前
    記第1のガスサンプラのガス出口と前記稀釈容器のガス
    入口とを接続する第2の流路と、前記稀釈容器のガス出
    口に接続された第3の流路と、この第3の流路に接続さ
    れた開閉弁と、ガス入口およびガス出口を有し、これら
    ガス入口およびガス出口を稀釈ガスを計量する第2のガ
    ス計量管の両端口へ連結する第2のガスサンプラと、前
    記開閉弁と前記第2のガスサンプラのガス入口とを接続
    する第4の流路と、前記第2のガスサンプラのガス出口
    に接続された排気口とを備えたことを特徴とするガス稀
    釈装置。
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