JPS63150654A - オゾン濃度測定方法 - 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】 ｒ産業上の利用分野」 本発明は、オゾン濃度測定方法に関するもので、特に試
料ガス中のオゾン濃度を測定するに適したオゾン濃度測
定方法に関するものである。

「従来の技術」 従来、この種のオゾン濃度測定方法としては、紫外線吸
収方式が一般的に実施されており、この測定方法は、水
銀灯を使用した紫外線ランプとフォトトランジスタ等の
受光素子とを対設し、両者の間に試料ガスを通過せしめ
てオゾンか紫外線を吸収する割合によってオゾン濃度を
測定せんとするものである。

「発明が解決しようとする問題点」 しかし、−上記従来の紫外線吸収方式のオゾン濃度測定
方法は、紫外線ランプを使用するため測定開始時に点灯
した該紫外線ランプか安定１−るのを待たなければなら
ない欠点を有し、さらに長期の使用に際しては紫外線ラ
ンプ及び受光素子の劣化による指示の誤差が生ずる欠点
をイｒしていた。

また、従来方式は受光素子の出力変化は僅かなものであ
るため、これを適宜な増幅回路で電気的に増幅すること
か必須となり、測定装置か複雑。

高価となる欠点を仔しているばかりか、オゾン濃度に対
する紫外線の吸収割合を６１１算回路で演算ししてオゾ
ン濃度を求めなくてはならず高い精度を得るには複雑な
演算回路及び温度条件等による各種補正回路を付加しな
ければならない欠点を有していた。

そこて、本発明は［、記欠点を解決すべくなされたもの
で、オゾンか触媒によって分解する際に１モルあたり９
４キロカロリーの発熱を行なうことに着［１し、この分
解反応熱によってオゾン濃度を測定する新規なオゾン濃
度測定方法を提供１−ることを目的としたものである。

ｒ問題点を解決するだめのｆ段」 上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を接菌とする本
発明の構成は前述問題点を解決するために、試料ガスを
オゾンと反応しない非反応＋’）の充填物Ｚｌを充填し
た第一室１を通過せしめ、次いて、上記第一室１を通過
した試料ガスを、該第一室１と同形で、酸素及びナトリ
ュームまたは酸素とナトリュームと白金等の貴金属原子
によって約３乃至６オングストロームの空洞を構成して
いるＡ型モレキュラシーブスを１１ｆ１記充填物Ｚ１と
略同外形に形成した触媒ｚ２を充填した第二室２を通過
せしめて、該第二室２内で試料カス中のオゾンの分解反
応熱を発生せしめ、さらに、上記第一室１と第二室２と
を、または上記充填物Ｚ１と触媒Ｚ２とを熱電変ｌ！！
！素ｆ−３の外片側に接触せしめて、該充填物Ｚ１と触
媒Ｚ２との温度グーによる起電力によってオゾン濃度を
測定することを特徴とした技術的ト段を請したものであ
る。

１作用」 それ攻本発明法は、・試料ガスか所定の４’＋度Ｔ１を
イ１−シているとしても、このム（料ガスが第一室１と
第二室２とを所定量通過した後は、第一室１と第二室２
とか同形て、さらにこれらに充填される充填物Ｚ１と触
媒Ｚ２とか同外形であるから、該試料ガスの温度Ｔ１は
充填物Ｚ１と触媒Ｚ２乃至は第一室１と第二室２に同し
温度死重をむｊえることどなる。すなわち、第一室１及
び充ｔＨ物Ｚｌは試料ガスの温度Ｔ１の変化による測定
値変動を補正するように作用することになる。

そして、第二室２を試料ガスか通過する際に、該試料ガ
スに混入するオゾンは触媒Ｚ２と接触して分解する。一
般に触媒によるオゾンの分解は「○＋０３→２０２　Ｊ
と表わされるが、オゾンがすトリューム等のアルカリ金
属に接触すると、「０３−＋　Ｏ＋　０２　Ｊ　トナ’
）、このＴｏ」がｒｏ３Ｊと結合して「ｏ＋ｏ３→２０
２　Ｊとなり、この際に上記オゾン分解反応熱か得られ
ることか知られている。

そして、該オゾン分解反応熱は、触媒Ｚ２乃至第二室２
を加熱し、前記充填物Ｚ１乃至第一室１とに温度差を生
ゼしぬる。

そして。この／１−を反差は熱電変換素ｒ３のゼーへツ
ク現象により電気的に読み取れるので、該熱電変換素子
３の起電力によってオゾン濃度を測定することがてきる
ものである。

ｒｚ施例」 次に、本発明の実施例を添付図面に示す装置例従って説
明すれば以下の通りである。

先ず、本発明方法は試料ガスをオゾンと反応しない非反
応性の充填物ｚ１を充填した第一室１を通過せしめる。

この第一室１は一端に試料ガスの供送管８を他端に試料
ガスを後述第二室２に送る連通管９を連結した密閉容器
状に形成されてなり、該第一室１の材質（後述第二室２
の材質も同じ）はオゾンとは反応しない材質、例えばス
テンレスが使用される。そして、この第一室１内に充填
される充填物Ｚ１は、通過する試料ガスと充分に接触し
てその熱エネルギーを第一室１に確実に伝達するように
多数の小体積物からなり、実施例では、第一室１を１５
ｍｍｘ　１５ｍｍＸ４０ｍｍの角柱容器状となし、その
なかに直径２ｍｍで長さ４ｍｍのセラミック製ベレット
状の充填物Ｚ１をほぼ密に充填してなる。

そして、試料ガスを上記第一室１を通過せしめるには、
供送管８より試料ガスを一定の圧力で圧送してやればよ
いか、本実施例では該試料ガスを第一室１に導く而に前
処理している。すなわち、７か前処理室で、この１）η
処理室７は一端に流ＩｊＬ計６を有した試料ガス供送管
５を、他端に一上記供送管８の上流端を連結してなり、
該試料ガス供送管５が図示しないポンプ等の吐出し口に
連結され、この試料ガス供送管５内を圧送される試料ガ
スが該前処理室７を通過して次いで第一室１に供送され
るようになしである。この前処理室７での主たる１１「
「処理目的は、水分の除去であり、オゾンとは反応しな
い吸着剤としてモルデナイト系のゼオライトを詠１）１
１処理室７内に充填しである。モルデナイト系のゼオラ
イトは、水分（Ｈ２Ｏ）、硫！ｌｉ酸化物（ＳＯＸ）、
窒素酸化物（ＮＯＸ　）に対して強い吸Ａ−力を有する
もので、これらを含む試料ガスか後述第二室２にまて供
送されると、該第二室２に充填された後述する触媒Ｚ２
もこれらに対して強い吸着力を有し、かつ、これらを吸
着した触媒ｚ２は触媒機能を極度に低減するため、試料
ガス中に水分等の触媒Ｚ２に悪影響を及ぼす物質か混入
する場合は前処理室７で除去することが望ましいことは
無論である。

次いで、上記第一室１を通過した試料ガスを、該第一室
１と同形で、酸素とナトリュームまたは酸素とナトリュ
ームと白金等の貴金属原子によって約３乃至６オングス
トロームの空洞を構成しているＡ型モレキュラシーブス
をｎｒｒ記充填物１と略同外形に形成した触媒Ｚ２°を
充填した第二室２を通過せしめて、該第二室２内で試料
ガス中のオゾンの分解反応熱を発生せしめる。オゾンの
分解触媒としては活性炭が有るか、活性炭は炭素がオゾ
ンより分解した酸素と結合して燃焼する危険があり、ま
た燃焼しないまでも減耗する等の欠点を有することが知
られている。そこで、活性炭に代るオゾンの分解触媒を
種々比較検討したところ、上記Ａ型モレキュラシーブス
は極めて定量的にオゾンを分解して分解反応熱を発生す
ることが認められ、実測では前記１モルあたり９４キロ
カロリーの発熱を確認することかてきた。

そこで、図示実施例では、１５ｍｍｘ　１５ｍｍＸ４０
ｍｍのステンレス製の角柱容：計状の第二室２内に直径
２ｍｍで長さ４ｍｍのベレット状に形成した触媒Ｚ２を
充填し、該第二室２の一端には前述連通管９の先端を他
端には排出管１ｏを連結して該第二室２を形成した。な
お、排出管１ｏの先端はそのまま大気中に開口してもよ
いが、何らかの事す）１で残存オゾンが流出する心配も
有るので、該排出管１０の先端には活性炭を充填した後
処理室１１を介して排気「１１２を連設しである。

そして、上記第一室１と第二室２とを熱電変換素子３の
各片側に接触せしめて、該第一室１と第二室２との温度
差による起電力によってオゾン濃度を測定するようにな
している。この熱電変換素子３は、必ずしも明確には図
示していないが、ｎ型半導体とρ型半導体とで対をなし
、両生導体の片側（一端側）は金属板で連結し片側（他
端側）は夫々別個の金属板を介してリニト線を連結して
なるものを一構成？ｉ１４位となしており、該第一室１
と第二室２との対向する側面に電気絶縁板を夫々当接し
、この両型気絶縁板３°、３°間に所ｃｉ！数の慈悲電
変換素ｆ３を配設してなる。なお、Ｌ記のり−ト線には
負荷となる電流計４を接続して、オゾン濃度に対応する
熱電変換素子３の起電力、言い変えるとオゾン濃度を表
示さるようになしである。

具体的試験結果では、上記構成の装置（熱電変換素子３
は１６４素子使用）に酸素担体の１５００ρρｍのオゾ
ンを１４！／ｍｉｎで供送したところ、オゾン１１００
０ｐｐ当７）　１５０μＡ　−０゜１ｖのマイクロアン
メーターを直接駆動するのに充分な起電力を得た。そし
て、５００時間連続してもこの起電力の低下は見られな
かったし、室温条件を±２０℃以上変化させても起電力
に変化は認められなかった。

第２図例は、一つの密閉容器２０の底部内に金網等の通
気板２１を配し、この通気板２１のｌ一方は熱′直変換
素子３を介在した前述電気絶縁板３゜、３゛て諜密閉容
器２０を縦方向に二分して第一′２１“と第二室２°と
に仕切り、藷通気板２１の一ト方は連通室９“　となし
である。そして、この第一＝一室１°内には充填物Ｚ１
が第二室２゛には触媒Ｚ２が充填されるのは第１図例と
同じであるか、第一室１°の１頁部には試料ガスの供送
管８を、第二室２′の頂部には排出管１０を連結し、該
供送管８より第一室１°に供送された資１４ガスは該第
一室１°を通道後、連通室９”にを通り第二室２°に供
送され排出管１０より排出されるようになしたものであ
る。

ｒ発明の効果」 本発明は上記のごときで、試料ガスをオゾンと反応しな
い非反応性の充填物Ｚ１を充填した第一室１を通過せし
めるため、室温及び試料ガス自体の温度か測定値に影響
することがなく、常に高い精度でオゾン濃度を測定する
オゾン濃度測定方法を提供することができるものである
。

また、本発明は充填物Ｚ１と触媒Ｚ２または第一室ｌと
第二室２との温度差にょる熱電変換素子３の起電力によ
ってオゾン濃度を沖１定するようになしたため、従来の
紫外線ランプや受光素子等の劣化の心配を有する部材が
省略でき測定値にイへ頼性が高いオゾン濃度測定方法を
提供することができるものである。さらに、この熱電変
換素子３の起電力はその値がオゾン濃度に比例しかつ大
きな値を示すため、従来装置の増幅器、演算回路をも省
略でき簡易な装置で本発明法を実Ｙ６できるという効果
をも存するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明オゾン濃度測定方法を実施する一装置例
の部分断面正面図、第２図は別の実施例を示す要部断面
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試料ガスをオゾンと反応しない非反応性の充填物Ｚ１を
   充填した第一室１を通過せしめ、 次いで、上記第一室１を通過した試料ガスを、該第一室
   １と同形で、酸素とナトリュームまたは酸素とナトリュ
   ームと白金等の貴金属原子によって約３乃至６オングス
   トロームの空洞を構成しているＡ型モレキュラシーブス
   を前記充填物Ｚ１と略同外形に形成した触媒Ｚ２を充填
   した第二室２を通過せしめて、該第二室２内で試料ガス
   中のオゾンの分解反応熱を発生せしめ、 さらに、上記第一室１と第二室２とを、または上記充填
   物Ｚ１と触媒Ｚ２とを熱電変換素子３の各片側に接触せ
   しめて、該充填物Ｚ１と触媒Ｚ２との温度差による起電
   力によってオゾン濃度を測定することを特徴としたオゾ
   ン濃度測定方法。