JPS6398555A - ガス濃度測定機の校正方法及びその実施に使用される装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明はガス濃度測定機の校正方法及びその実施に使
用される装置、すなわち測定機及び校正装置に関するも
のである。

従来の技術 従来特定のガスにつき、その濃度を測定する測定機は数
多く提供されているが、すべて該特定のガスについてメ
ーカーで校正する必要があシ、１台の測定機で不特定の
複数種類のガスを測定できず、またデータを記録するこ
とができるものではなく、個人ばくろ測定には使用する
ことができない。ま九ガス測定においては、測定機の指
示値と対象ガス成分量との関係を正しく知ることが重要
であり、そのために標準ガスの調整が行われる。従来そ
のための方法としては拡散セルによる方法及び一定量の
液を定容の容器内で気化させる方法等がその代表的な方
法とされている。

発明が解決しようとする問題点 ところで前記従来の調整方法のうちの前者にあっては、
多ｉ＾の清浄空気を必要とするばかりでなく、濃度が安
定するまでに長時間を必要とするという間届かあシ、ま
た後者にあっては、ガスセンサを校正するのに使用しよ
うとしても、容器内にセンサを設置しにくくて、使用す
ることができないといつ問題がある。さらに両者とも実
験室において使用されるように構成されていて、測定現
場においては使用が困難であシ、また容器の洗浄に手間
がかかるといり間層もある。

そこでこの発明の目的は、前記従来の測定機及びその校
正装置のもつ問題を解決し、使用者が測定現場において
、標準ガスの調整及びそれに基く測定機の校正を簡単な
操作で、比較的短い時間に行うことができ、１台の測定
機で複数種類のガス濃度測定を可能とする校正方法及び
その実施に使用される装置ｔ提供するにある。

問題点を解決するための手段 この発明は前記のよりな目的を達成するにつき、半導体
センサを有するガス濃度測定機を試験槽中に設置し、こ
の試験槽を気体循環系路に設置して、この循環系路を清
浄気体で清浄化した後、標準ガスを循環させ、センサの
出力値がガス濃度に対応するように調整することを特徴
とするものである。

作用 前記の方法においては、清浄気体がポンプによって循環
系路内を循環充満し、そのときのセンサ出力が０になる
ように調整したうえ、標準ガスまたは標準液を循環系路
内に導入し、それらが循環路内で希釈されて一定時間後
にそのガス濃度が所定値となった際、センサの出力値が
その数値と異った場合にスパン調整によってそれらを一
致させることとなる。

実施例 第１〜３図には、この発明の方法により校正されるガス
濃度測定機１が示されている。

第１図に示す測定機１は、半導体センサ３、アンプ４、
時計５、キースイッチ６、Ａ／Ｄ変換器７、演算処理部
８、ＲＯＭ９、ＲＡＭｌ０等を有する制御手段と、液晶
表示部１１と、メモリカード１２及び電源回路１３と金
具えている。

この測定機１は携帯型、設置型のいずれとしてもよく、
携帯型の場合の電源回路１３はバッテリ内蔵型となる。

前記のものにおいて、ガス検出装置としては各種のもの
が使用されてよいのであるが、その最適なものとして特
開昭５９−１４３９４６号公報に開示されたものがちシ
、それの構成を第２、第３図を参照して簡単に述べる。

その詳細は該公報の記述を参照されたい。

本実施例におけるガス検出装置は第２図中１５で示され
、１６が基板、１７が絶縁層、１８が金属層である。金
属層１８はそれぞれが２つの！極部と１つの細線部を有
する３本のパタンに形成されており、２２と２４がヒー
ター、２２　＊、　２２　ｄ、　　２４　ｅ、　２４　
ｆがヒーター電極、２３がガス検知用リード、２３ｂ、
２３ｅが検出用電極である。２１はガス検知用半導体層
である。

１９は絶縁層であり、各電極部（２２ａ、２３ｂ。

２４ｃ、２２ｄ、２３ｅ、２４ｆ）には絶縁層１９の窓
開けの後バンプ２０が形成されている。このガス検出装
置１５は、フィルム２６上に接着されたリード箔３１（
６本）を各電極部（２２ａ。

２３ｂ、２４ｃ、２２ｄ、２３ｅ、２４ｆ）のバンプ２
０に加熱ボンディングすることによりフイルムク６上に
装着されておシ、下方は下カバー２７、上方は防爆ネッ
ト２９と防塵フィルター３０によって覆われている。防
爆ネット２９と防塵フィルター３０はフィルム２６上に
設けられた上カバーワク２８に取り付けられ固定されて
いる。

防爆ネット２９は着火防止用である。防塵フィルター３
０はガス検出装置１５が微細構造であって、表面に付着
したゴミによって寿命の低下や動作が不安定になる等の
影響を受けるのを防ぐ為であシ、本実施例のガス検出装
置１５をフィルム２６に取シ付ける場合には、０．１μ
ｍ以上のゴミを通さず尚且つガスの流出入には支障を起
さないグラスウールを使用している。ガスはこの防爆ネ
ット２９と防塵フィルター３０を通してガス検知用半導
体２１に吸着される。

第４〜６図には、この発明の方法の際使用される校正装
置２についての詳細が示されている。

校正装置２においては、一方にガス吸込口３６が他方に
活性炭フィルタ付空気吸込口３７がそれぞれ設けられた
吸気管３８に３方コック３９ｔ−介して連結管４０の一
端が連結されている。そしてこの連結管４０の他端には
４方；ツク４１を介して、その２方には閉管路４２が、
また一方には排気管４４がそれぞれ連結されている。

そして閉管路４２にはコック４１から遠ざかる方向に順
次バッファタンク４５、試験槽４６、サンプリング口４
７、気液注入口４８及びポンプ４９が配置されている。

このポンプ４９はダイヤフラムポンプまたはベローズポ
ンプ等からなり、気体接触部はテフロン、ガラスまたは
ステンレス等の腐食や吸着の少ないものによって形成さ
れる。

第５図にはサンプリング口４７、気液注入口４８の、ま
た第６図には試験槽４６の口部が示されておシ、これら
の口部にはそれぞれテフロン張シシリコン栓５０．５１
が施され、シリコン栓５０はパツキンを通して、シリジ
ン針（図示せず）を差込めるよりになっている。

第７図には、試験槽４６にセンサ３を装着した状態を示
し、この際の栓５０’はセンサ止具５１及びコード５２
装着用の孔５３を有しているものとなっている。

この校正装置２の各部材は、それぞれ図示しない継手に
よって分離可能に接続され、その結果一部の変換及び各
部の清掃が別個に行われるようになっている。またバッ
ファタンク４５及び試験槽４６等にヒーターを付設し、
温度’ｔ−一定に保つようにしてもよく、それらは組立
てられた後は一体となって保管、運搬が容易なように構
成する。

第８図は、測定機１の校正時における作動についてのフ
ローチャートであ夛、これをも参照して校正作業につい
て説明する。

センサ３を第７図示のように試験槽４６に装着し、３方
コツク３９を第９図Ｇ）に示す位置とし、４方コック４
１ｔ″第１０図（ａ）に示す位置とすると、吸気管３８
の吸込口３７の活性炭フィルタを通して清浄空気が連結
管４０を通して閉管路４２に導入されて、排気管４４か
ら排出されるようになるので、４方コツク４１を第１Ｏ
図〜）に示す位置に切換えて排気管４４を閉鎖し、これ
によって校正装置２の系内が清浄空気で充満される。そ
こでこのとき表示部１１に表示されるセンサ３の出力値
がＯとなるように制御手段の操作によりゼロ調整を行う
。

ここで気液注入口４８からシリジン等を用いて、標準液
または標準ガスを注入すると、標準液は気化希釈されて
ガスとなシ、また標準ガスは希釈されて、この希釈され
たガスが系内に充満し、一定時間後にその濃度０は次式
で計算したものとなる。

（１）　　標準液注入の場合 Ｍ：分子量　　　　　　ρ：密度Ｃ１／ｍ１）Ｖ：標準
液注入１ｋ（μυ人！系内の容ｔ（Ｊ）Ｔ８氷点温度２
７３．１５（”Ｋ）　　ｔ　＋温度（Ｃ）（２）標準ガ
ス注入の場合 ０：標準ガス濃度ＣＰ） マ：標準ガス量（μり この場合、標準液または標準ガスを順次追加注入してい
くことにより、系内のガス濃度０を段階的に上昇させる
ことができる。

ここに１例として系内の容量が５１のものを使用し、２
５Ｃのときのアセトンの注入量μｌ。

と、系内の７七トンの濃度−の関係ｔ−第１１図のグラ
フに示す。

つぎに他の例として標準液としてトルエンを使用した場
合について説明すると、ガスセンサ３の出力のＯ調整後
、アセトンに代えてトルエンｌμｉを注入し、前記によ
りトルエン濃度を４６−に調整し、そのときのセンサ３
の出力値音読み、その値が４６四以外であることが表示
されれば、制御手段の操作によりスパン調整を行って、
表示値が４６ｐとなるように調整し、これによりガスセ
ンサ３の出力値が正しい値を示すこととなる。

この場合上ンサ３の出力電圧と、ガス濃度との関係は直
線関係でないので、演算処理部８内で直線化し、それが
液晶表示部１１に表示されることとなシ、これによって
測定機１０校正作業が終了する。

このようにして校正ｆ！：終えた測定機１により、その
後に測定現場の環境中の被検ガスを測定し、それが表示
部１１に表示されることとなシ、その際キースイッチ６
によって書込み開始信号を送ると、メモリカード１２に
被検ガスの濃度を蓄積して行くことができる。そしてこ
のメモリカードをパソコン等に読み出させ、気中濃度の
経時変化を第１２図に示すよりにグラフ化してみること
ができる。

前記校正作業中サンプリング口４７金利用し、ここから
ガスタクトシリンジ等によυ系内のガスヲ採取し、これ
をガスクロマトグラフ分析等のための標準ガスとして使
用することができる。

前記のようにして校正作業が終了すると、校正袋Ｗ１２
の系内金洗浄することとなるが、それには３方コツク３
９を第９図（ハ）またはに）に示す位置とし、４方コツ
ク４１を第１０図体）に示す位置とし、ポンプ４９金作
動する。このポンプ４９の作動によって系内は減圧状態
となって、各部材の内壁に吸着している物ｌＢ、全排出
することとなる。

その後３方コツク３９を第９図Ｇ）または（ロ）の位置
とすると、吸込口３７からの清浄空気または吸込口３６
からの窒素ガス等で系内金置換することとなる。

前記のような洗浄作業を繰返えすことにより、系内の洗
浄が行われることとなるが、その際ヒータ等により装置
を加熱すると洗浄が一層効果的になされる。

前記のような校正装置にあっては、接ガス部に濃度の経
時変化を少くするように、吸着、分解の少ないテフロン
、ガラスまたはステンレス等を使用するのがよい。また
試験槽４６に部材を入れて異なるガスによる劣化試験を
行うことができる。

発明の効果 この発明は前記のようであって、ガス種度測定機の半導
体セ／すを試験槽中に設置し、この試験槽が標準ガス循
環系路に設置され、この循環系路を清浄気体で清浄化し
た後、該系路内を標準ガスを循環させ、このガス濃度に
対応するように前記センサの出力を調整するようにした
ので、使用者が標準ガスの調整及び測定機の校正を測定
現場において簡単に実施することができ、したがって１
台の測定機で異ったガスの測定が可能となシ、清浄気体
や標準液または標準ガスの使用が少量ですむのに加えて
、校正作業が迅速に行われるという効果がある。そのた
め有機溶剤等の作業者の個人ばくろ濃度の経時変化の測
定も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の測定機の実施例の概略回路図、第
２図は、同上のものに最適な検出装置の概略図、第３図
は、同上の線１−１による断面図、第４図は、この発明
の校正装置の実施例の概略図、第５図は、第４図の５部
分の拡大断面図、第６図は、第４図の６部分の拡大断面
図、第７図は、第６図示のものに測定機のセンサを装着
した状態を示す図面、第８図は、この発明の方法実施時
における測定機のフローチャ−ト図、第９図（イ）仲）
（ハ）に）は、第２図のものの３万コツクの作動説明図
、第１０図（、）　（ｂ）は、同４方コツクの作動説明
図、第１１図は、第２図のものにおけるアセトン注入量
と濃度との関係を示すグラフ、第１２図は測定機による
測定時における気中濃度と時間との関係を示すグラフで
ある。 １・・・測定機　　　　　２・・・校正装置３・・・半
導体センサ　　７・・・Ａ／Ｄ変換器８・・・演算処理
部　　　９・・・几０Ｍ１０・・・ＲＡＭ　　　　　　
１１・・・液晶表示部３７・・・空気吸込口　　　３９
・・・３方コツク４１・・・４方コツク　　　４２・・
・閉管路４４・・・排気管　　　　４６・・・試験槽４
８・・・気液注入口 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 代理人　弁理士　月　　村　　　　茂　外１名馬１　図 荒２図 尾３図 篤７図 篤１２図 時間（Ｈ） ち８図 帛９図 篤１０叉 （ｄ、）　　　　　　　　　　　　（ｂ）月１１図 注入量（ｍｌ） 昭和６２年１月２１日 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２４６１７８号　二２、発明の名称 ガス濃度測定機の校正方法及びその実 施に使用される装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 （６７４）　　株式会社　リ　コ　− 代表者　　浜　　１）　　広 ４、代理人 東京都千代田区麹町４丁目５番地（〒１０２）の簡単な
説明」の各欄 ６、　補正の内容 １、　明細書第１０頁第１行の「ゼロ調整」を「自動的
にゼロ調整」と補正する。 モ２．　　回書同頁第１６行の「μＱ」を「ｍｌ」と補
正ＩＬ　　　　す、。 １ｇ ３、　同書第１２頁第１１行の「ガスタクト」を「ガス
タイト」と補正する ４、　同書筒１５頁第１，３行の「第２図」を「第４図
」と補正する。 ５、　同書同頁第１２行の「空気吸込口」の前に「活性
炭フィルター付」を挿入する。 ６、同書同頁第１５行の「気液注入口」のあとに、「４
９・・・ポンプ」を加入する。 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体センサを有するガス濃度測定機の前記センサ
   を、気体循環系路に設置された試験槽内に設置し、前記
   循環系路内を清浄気体により清浄にし、その後該循環系
   路内を標準ガスを循環させ、前記センサの出力値がガス
   濃度に対応するよりに測定機を調整することを特徴とす
   るガス濃度測定機の校正方法。 ２、半導体センサと、この半導体センサからの出力信号
   を制御する制御手段と、表示手段とを具え、前記制御手
   段はＲＯＭによつて電気的に制御されるよりになつてお
   り、該ＲＯＭに設定された制御内容に従つて該制御手段
   に入力された半導体センサの出力信号をガス濃度として
   変換し、前記表示手段に表示するようになつていること
   を特徴とするガス濃度測定機。 ３、気体の循環系路と、この循環系路へ清浄気体を供給
   し排出するために循環系路に設けられた気体の供給口及
   び排出口と、前記循環系路に設けられた試験槽及び気液
   注入口と、前記循環系路に設けられて系路内を気体を循
   環させるポンプとを具えていることを特徴とするガス濃
   度測定機の校正装置。