JPS642216B2 - - Google Patents
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- JPS642216B2 JPS642216B2 JP9899981A JP9899981A JPS642216B2 JP S642216 B2 JPS642216 B2 JP S642216B2 JP 9899981 A JP9899981 A JP 9899981A JP 9899981 A JP9899981 A JP 9899981A JP S642216 B2 JPS642216 B2 JP S642216B2
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- gas
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
- G01N21/766—Chemiluminescence; Bioluminescence of gases
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はボイラーの煙道排ガスや自動車排ガ
ス中のNO濃度をNOとO3（オゾン）とが反応した
際に生じる光の強度を検出して測定する化学発光
法におけるCO2ガスの消光干渉分を補正する方法
に関するものである。
ス中のNO濃度をNOとO3（オゾン）とが反応した
際に生じる光の強度を検出して測定する化学発光
法におけるCO2ガスの消光干渉分を補正する方法
に関するものである。
化学発光式NO濃度測定において化学発光反応
の際の被測定ガス中のCO2ガスによる消光干渉の
影響が測定値にあらわれるという問題点がある。
これを補正するため一般の重油やガスボイラーの
煙道排ガス中のNO濃度測定においては上記CO2
ガスの濃度がほぼ10％（vol％）前後を若干変動
しているという事から、このCO2濃度平均値を10
％とし、これに対応する消光干渉の補正をしてい
るのが現状である。この消光干渉率（Ｑ）は上記
CO2濃度を（Z1）とすれば、Ｑ＝K2・Z1であら
わされ、（K2）の比例常数がマイナスでかつvol
％当り一定のものであり、NO濃度検出値が
100PPmのときは−3ppm、200ppmのときは−
6ppmという干渉値となるのでその分だけ検出値
にプラスする補正方法である。このCO2濃度をあ
る一定値としての補正方法は当然のことながらボ
イラーの燃焼状況の変動に伴なうCO2濃度の若干
の変動を補正しえないこととなり、設定値10％か
らたとえば±５％（15％〜５％）の変動によつて
NO濃度値に±1.5％の誤差が生じる欠点がある。
この従来の干渉補正法では石炭や木材などを燃料
とする炉の排ガス中のCO2濃度が高く（常時約15
％位）かつその変動も大きい（＋５〜−10％）ば
あいにおいては測定値の誤差が大きく適用できな
いものとなる。このようなばあい排ガス中のCO2
濃度をCO2濃度計によつて検出し、上記消光干消
率の比例常数（K2）が一定であることを利用し
てNO濃度検出値を補正演算処理して正しいNO
濃度を測定すればよいのであるが、CO2濃度計を
用いて上記干渉補正をするというNO濃度測定法
は装置が高価となる理由で従来から行われておら
ず、上記のような変動の大きいばあにいは化学発
光法以外の測定原理による測定法が行われている
現状である。
の際の被測定ガス中のCO2ガスによる消光干渉の
影響が測定値にあらわれるという問題点がある。
これを補正するため一般の重油やガスボイラーの
煙道排ガス中のNO濃度測定においては上記CO2
ガスの濃度がほぼ10％（vol％）前後を若干変動
しているという事から、このCO2濃度平均値を10
％とし、これに対応する消光干渉の補正をしてい
るのが現状である。この消光干渉率（Ｑ）は上記
CO2濃度を（Z1）とすれば、Ｑ＝K2・Z1であら
わされ、（K2）の比例常数がマイナスでかつvol
％当り一定のものであり、NO濃度検出値が
100PPmのときは−3ppm、200ppmのときは−
6ppmという干渉値となるのでその分だけ検出値
にプラスする補正方法である。このCO2濃度をあ
る一定値としての補正方法は当然のことながらボ
イラーの燃焼状況の変動に伴なうCO2濃度の若干
の変動を補正しえないこととなり、設定値10％か
らたとえば±５％（15％〜５％）の変動によつて
NO濃度値に±1.5％の誤差が生じる欠点がある。
この従来の干渉補正法では石炭や木材などを燃料
とする炉の排ガス中のCO2濃度が高く（常時約15
％位）かつその変動も大きい（＋５〜−10％）ば
あいにおいては測定値の誤差が大きく適用できな
いものとなる。このようなばあい排ガス中のCO2
濃度をCO2濃度計によつて検出し、上記消光干消
率の比例常数（K2）が一定であることを利用し
てNO濃度検出値を補正演算処理して正しいNO
濃度を測定すればよいのであるが、CO2濃度計を
用いて上記干渉補正をするというNO濃度測定法
は装置が高価となる理由で従来から行われておら
ず、上記のような変動の大きいばあにいは化学発
光法以外の測定原理による測定法が行われている
現状である。
この発明は以上の現況に鑑みてなされたもので
化学発光式NO濃度測定における従来の消光干渉
補正方法の欠点や問題点を解消するものである。
すなわち化石燃料として一般に使用される重油、
灯油、LNG・LPGさらに石炭、または自動車の
ばあいのガソリンなどの種類によつて異なるCH
の分子構造によつてＣの含有比率が燃料ごとに固
有の定数（K1）を有することに着目したもので
ある。これは排ガス中のO2濃度（Z0）を検出す
るようにし、上記燃料固有定数（K1）を含むつ
ぎの式によつて排ガス中のCO2濃度値（Z1）を上
記O2濃度（Z0）の函数として算出して求め、こ
の求めたCO2濃度値（Z1）を用いて化学発光反応
の際の消光干渉されたNO濃度値の補正を行う方
法にかかるものである。
化学発光式NO濃度測定における従来の消光干渉
補正方法の欠点や問題点を解消するものである。
すなわち化石燃料として一般に使用される重油、
灯油、LNG・LPGさらに石炭、または自動車の
ばあいのガソリンなどの種類によつて異なるCH
の分子構造によつてＣの含有比率が燃料ごとに固
有の定数（K1）を有することに着目したもので
ある。これは排ガス中のO2濃度（Z0）を検出す
るようにし、上記燃料固有定数（K1）を含むつ
ぎの式によつて排ガス中のCO2濃度値（Z1）を上
記O2濃度（Z0）の函数として算出して求め、こ
の求めたCO2濃度値（Z1）を用いて化学発光反応
の際の消光干渉されたNO濃度値の補正を行う方
法にかかるものである。
Z1＝K1−K1／21・Z0（vol％）
ここにおいて（21）の数値は排ガス中のCO2濃
度（Z1）が零、すなわち燃焼の生じていないとき
の空気中のO2濃度（Z0）を示すものである。
度（Z1）が零、すなわち燃焼の生じていないとき
の空気中のO2濃度（Z0）を示すものである。
以下図面によつてこの発明の実施例を説明す
る。第１図はこの発明の補正の方法の実施に使用
した化学発光式NO濃度測定装置の構成ブロツク
図である。１は従来と同一の化学発光式NO分析
部で２の一点鎖線中の各ブロツクはその主要構成
である。３は煙道でここから排ガス４をサンプリ
ング部５によつてサンプリングされた排ガス６中
のNOxは通常NOが大部分でNO2を微量に含んで
いる。７はガスコンバータで上記NO2をNOに還
元し、上記NOとともにNOガスとして９の化学
反応部に送る。一方空気１０は１１のオゾン発生
器に導かれ無声放電などによりO2の一部がO3（オ
ゾン）１３になり、上記NOガス８とともに反応
部９に入る。ここで８，１２の両ガスが瞬間的に
NO＋O3→NO2＋O2の反応をし、上記NO2の約10
％は励起状態にあり、これが基底状態に遷移する
とき、波長5900〜25000Åの光を放射する。この
放射光１３は赤外フイルターを通して１４の光電
変換部のたとえば光電子増倍管に入り、増幅され
て電気信号１５として出力される。計測後の排出
ガス８″は図示しないオゾン分解器によつてO3を
O2に変換して放出する。一方上記７のガスコン
バータを出たNOガス８は２２に設けた図示しな
い流量制御器によつて一部分岐され８′のガス流
として２３の磁気式酸素計に導入される。この２
３の出力信号２４はO2濃度検出値でこれを（Z0）
とする。２５はこの（Z0）を入力とし、つぎの(1)
式の演算を行い排ガス４中のCO2濃度値（Z1）を
出力する演算回路である。
る。第１図はこの発明の補正の方法の実施に使用
した化学発光式NO濃度測定装置の構成ブロツク
図である。１は従来と同一の化学発光式NO分析
部で２の一点鎖線中の各ブロツクはその主要構成
である。３は煙道でここから排ガス４をサンプリ
ング部５によつてサンプリングされた排ガス６中
のNOxは通常NOが大部分でNO2を微量に含んで
いる。７はガスコンバータで上記NO2をNOに還
元し、上記NOとともにNOガスとして９の化学
反応部に送る。一方空気１０は１１のオゾン発生
器に導かれ無声放電などによりO2の一部がO3（オ
ゾン）１３になり、上記NOガス８とともに反応
部９に入る。ここで８，１２の両ガスが瞬間的に
NO＋O3→NO2＋O2の反応をし、上記NO2の約10
％は励起状態にあり、これが基底状態に遷移する
とき、波長5900〜25000Åの光を放射する。この
放射光１３は赤外フイルターを通して１４の光電
変換部のたとえば光電子増倍管に入り、増幅され
て電気信号１５として出力される。計測後の排出
ガス８″は図示しないオゾン分解器によつてO3を
O2に変換して放出する。一方上記７のガスコン
バータを出たNOガス８は２２に設けた図示しな
い流量制御器によつて一部分岐され８′のガス流
として２３の磁気式酸素計に導入される。この２
３の出力信号２４はO2濃度検出値でこれを（Z0）
とする。２５はこの（Z0）を入力とし、つぎの(1)
式の演算を行い排ガス４中のCO2濃度値（Z1）を
出力する演算回路である。
Z1＝K1−K1／21・Z0（vol％） ……(1)
ここで（K1）は化石燃料として一般に使用さ
れる重油、灯油・LNG・LPGさらに石炭などの
種類によつて組成中のCnH2oやCnH2o+2などの分
子構造によつてそれぞれＣの含有比率が異なり、
燃料固定常数である。上記(1)式の導出過程につい
てつぎに説明する。
れる重油、灯油・LNG・LPGさらに石炭などの
種類によつて組成中のCnH2oやCnH2o+2などの分
子構造によつてそれぞれＣの含有比率が異なり、
燃料固定常数である。上記(1)式の導出過程につい
てつぎに説明する。
O2濃度をｘ、CO2濃度をｙとすると、CO2濃度
ｙはO2農度ｘの一次方程式の函数であることが
燃焼理輪によつて証明されているので、 ｙ＝ax＋ｂ（ａ、ｂ：定数） となる。ここで、燃焼が生じていない条件におい
ては、CO2濃度はｙ＝０であり、また空気中の酸
素の含有割合は約21vol％であるので、O2濃度は
ｘ＝０である。このｘ＝21、ｙ＝０の値を上式に
代入すると、 ０＝ａ・21＋ｂ ｂ＝−21a となり、このｂ＝−21aを最初の式に代入する
と、 ｙ＝ax−21a となり、ａ＝Ｋとすると、 ｙ＝Kx−21K となる。ここで、ｘ＝Z0、ｙ＝Z1とすると、 Z1＝KZ0−21K となり、−21K＝K1とすると、 Z1＝−K1／21・Z0＋K1 Z1＝K1−K1／21・Z0 の(1)式が得られる。
ｙはO2農度ｘの一次方程式の函数であることが
燃焼理輪によつて証明されているので、 ｙ＝ax＋ｂ（ａ、ｂ：定数） となる。ここで、燃焼が生じていない条件におい
ては、CO2濃度はｙ＝０であり、また空気中の酸
素の含有割合は約21vol％であるので、O2濃度は
ｘ＝０である。このｘ＝21、ｙ＝０の値を上式に
代入すると、 ０＝ａ・21＋ｂ ｂ＝−21a となり、このｂ＝−21aを最初の式に代入する
と、 ｙ＝ax−21a となり、ａ＝Ｋとすると、 ｙ＝Kx−21K となる。ここで、ｘ＝Z0、ｙ＝Z1とすると、 Z1＝KZ0−21K となり、−21K＝K1とすると、 Z1＝−K1／21・Z0＋K1 Z1＝K1−K1／21・Z0 の(1)式が得られる。
第２図に、上記(1)式をグラフにて表わしたもの
を示す。この第２図に示したグラフにおいて、定
数（K1）は、O2濃度（Z0）が零のときのCO2濃
度（Z1）に相当するものである。分母の数値
（21）は同じく第２図に示すようにO2濃度（Z0）
が21％すなわちガスが空気の状態のとき、いいか
えると燃焼が生じていない条件を示すものであ
る。図中Ａ〜Ｄの特性はそれぞれ組成の異なる燃
料のO2−CO2の関係を示すものでＡは木材、Ｂは
石炭、Ｃは重油、Ｄは天然ガスの特性である。す
なわち(A)燃料の（K1）は20％であり(D)燃料の
（K1）は11.4％である。そして、たとえばＡ燃料
のO2濃度が10％ということが判れば(1)式の演算
にて直ちにCO2濃度の10.5％が求まるものであ
る。第１図にもどつて２５の演算結果信号２６は
上記(1)式の（Z1）であり、これが２１の演算回路
に入力される。この２１の一方の入力信号１５は
前述したとおり、排ガス中のNO濃度に対応する
ものではあるが、前述したCO2ガスによる消光干
渉によつて若干低くなつたNO濃度信号x0であ
る。これを第３図で示すと、横軸はNOガス８に
含まれているCO2濃度（Z1）で第２図で求められ
た値、タテ軸は干渉によつてNO濃度が減少する
（△x0）を検出値（x0）にて除した干渉率（Ｑ）
を示す。（K2）は（Ｑ）の（Z1）に対する比例常
数でCO2濃度（Z1）のvol％当り−0.003の一定値
である。今CO2（Z1）が10％でありNO検出値
（x0）が100ppmであるとすると（Ｑ）が−0.03で
あるから△x0＝−3ppmとなる。この△x0を補正
し、排ガス４中の真のNO濃度（ｘ）ppmを演算
するのが２１であり、つぎの２式の演算処理をす
る。
を示す。この第２図に示したグラフにおいて、定
数（K1）は、O2濃度（Z0）が零のときのCO2濃
度（Z1）に相当するものである。分母の数値
（21）は同じく第２図に示すようにO2濃度（Z0）
が21％すなわちガスが空気の状態のとき、いいか
えると燃焼が生じていない条件を示すものであ
る。図中Ａ〜Ｄの特性はそれぞれ組成の異なる燃
料のO2−CO2の関係を示すものでＡは木材、Ｂは
石炭、Ｃは重油、Ｄは天然ガスの特性である。す
なわち(A)燃料の（K1）は20％であり(D)燃料の
（K1）は11.4％である。そして、たとえばＡ燃料
のO2濃度が10％ということが判れば(1)式の演算
にて直ちにCO2濃度の10.5％が求まるものであ
る。第１図にもどつて２５の演算結果信号２６は
上記(1)式の（Z1）であり、これが２１の演算回路
に入力される。この２１の一方の入力信号１５は
前述したとおり、排ガス中のNO濃度に対応する
ものではあるが、前述したCO2ガスによる消光干
渉によつて若干低くなつたNO濃度信号x0であ
る。これを第３図で示すと、横軸はNOガス８に
含まれているCO2濃度（Z1）で第２図で求められ
た値、タテ軸は干渉によつてNO濃度が減少する
（△x0）を検出値（x0）にて除した干渉率（Ｑ）
を示す。（K2）は（Ｑ）の（Z1）に対する比例常
数でCO2濃度（Z1）のvol％当り−0.003の一定値
である。今CO2（Z1）が10％でありNO検出値
（x0）が100ppmであるとすると（Ｑ）が−0.03で
あるから△x0＝−3ppmとなる。この△x0を補正
し、排ガス４中の真のNO濃度（ｘ）ppmを演算
するのが２１であり、つぎの２式の演算処理をす
る。
ｘ＝x0（１−Ｑ）＝x0（１−K2・Z1）＝x0＋△x0
……(2)
２１の出力信号２７は上記（ｘ）相当のもので
あり、第１図の構成によつて常時反応部９に導入
されるNOガスのCO2濃度（Z1）を検出したもの
となつており、上記(2)式が示す干渉分を完全にか
つ連続的に補正した信号となつている。これが１
６の記録部で出力されるのである。
あり、第１図の構成によつて常時反応部９に導入
されるNOガスのCO2濃度（Z1）を検出したもの
となつており、上記(2)式が示す干渉分を完全にか
つ連続的に補正した信号となつている。これが１
６の記録部で出力されるのである。
以上がこの発明の補正方法の実施に使用した化
学発光式NO濃度測定装置の説明であるがこの発
明は図示や説明に限定されるものでないことはい
うまでもない。
学発光式NO濃度測定装置の説明であるがこの発
明は図示や説明に限定されるものでないことはい
うまでもない。
この発明は以上のように構成されているので化
学発光式NO濃度測定における従来の消光干渉補
正法の欠点や問題点を解消するものである。すな
わち排ガス中のO2濃度を検出してその検出値を
使用燃料ごとに決まる定数を含む燃焼理論式に挿
入してCO2濃度値を演算して求めこのCO2濃度値
による消光干渉補正をするという方法であり、従
来のCO2濃度を一定値に固定した補正法より精度
が高く、またCO2濃度を都度測定する補正法に比
し簡単な方法となる。
学発光式NO濃度測定における従来の消光干渉補
正法の欠点や問題点を解消するものである。すな
わち排ガス中のO2濃度を検出してその検出値を
使用燃料ごとに決まる定数を含む燃焼理論式に挿
入してCO2濃度値を演算して求めこのCO2濃度値
による消光干渉補正をするという方法であり、従
来のCO2濃度を一定値に固定した補正法より精度
が高く、またCO2濃度を都度測定する補正法に比
し簡単な方法となる。
第１図はこの発明の方法の実施に用いた煙道ガ
ス排ガス用化学発光式NO濃度測定装置の構成を
示すブロツク図、第２図は化石燃料の種類によつ
て決まる定数によつてO2濃度からCO2濃度を求め
る方程式(1)をグラフ化した図、第３図は化学発光
反応の際のCO2ガス濃度のNO濃度検出値に及ぼ
す消光干渉率を示すグラフである。 １……従来の化学発光式NO濃度測定装置、４
……化石燃料の燃焼排ガス、８……上記４の排ガ
ス中のNO2をNOに還元したガスでO2・CO2など
の他成分を含んだもの、９……上記８のガス中の
NOとO3とを化学反応させる反応部、１２……O3
ガス、１３……上記化学反応時発光する放射光。
ス排ガス用化学発光式NO濃度測定装置の構成を
示すブロツク図、第２図は化石燃料の種類によつ
て決まる定数によつてO2濃度からCO2濃度を求め
る方程式(1)をグラフ化した図、第３図は化学発光
反応の際のCO2ガス濃度のNO濃度検出値に及ぼ
す消光干渉率を示すグラフである。 １……従来の化学発光式NO濃度測定装置、４
……化石燃料の燃焼排ガス、８……上記４の排ガ
ス中のNO2をNOに還元したガスでO2・CO2など
の他成分を含んだもの、９……上記８のガス中の
NOとO3とを化学反応させる反応部、１２……O3
ガス、１３……上記化学反応時発光する放射光。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化石燃料の燃焼排ガス中のNOの濃度をNO
とO3との化学反応の際に生じる放射光の強度を
検出して測定する方法において、前記排ガス中
O2濃度を検出するようにし、使用燃料成分組成
にて異なるＣの含有比率にて決まる定数（K1）
を含むつぎの式から前記排ガス中のCO2濃度値
（Z1）を前記O2濃度値（Z0）の函数として算出し
求めるとともに、この求めたCO2濃度値（Z1）を
用い前記化学発光反応の際消光干渉されたNO濃
度値を補正することを特徴とする化学発光式NO
濃度測定における消光干渉補正方法。 Z1＝K1−K1／21・Z0（vol％）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9899981A JPS58741A (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 化学発光式ｎｏ濃度測定における消光干渉補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9899981A JPS58741A (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 化学発光式ｎｏ濃度測定における消光干渉補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58741A JPS58741A (ja) | 1983-01-05 |
| JPS642216B2 true JPS642216B2 (ja) | 1989-01-17 |
Family
ID=14234663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9899981A Granted JPS58741A (ja) | 1981-06-24 | 1981-06-24 | 化学発光式ｎｏ濃度測定における消光干渉補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58741A (ja) |
-
1981
- 1981-06-24 JP JP9899981A patent/JPS58741A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58741A (ja) | 1983-01-05 |
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