KR101006175B1 - 질소분석장치 - Google Patents

Abstract

　본 발명의 질소분석장치는 아르곤 및 산소를 주성분으로 하는 혼합가스 중에 포함된 불순물 질소농도를 방전관 안의 방전에 의하여 상기 불순물 질소로부터 발생하는 빛의 발광강도 및 상기 방전관으로 도입되는 시료가스의 산소농도를 기초로 하여 측정하는 질소농도 측정수단과 상기 혼합가스의 산소농도에 따라 상기 혼합가스로부터 채취되는 시료가스에 희석용 산소를 첨가하는 희석용 산소 도입수단을 구비한다.

질소분석장치, 공기분리장치, 아르곤 탑, 산소농도 측정수단, 질소농도 측정수단, 방전관, 유량조절기

Description

질소분석장치{NITROGEN ANALYZER}

본 발명은 질소분석장치에 관한 것으로서, 상세하게는 아르곤 및 산소를 주성분으로 하는 혼합가스 중에 미량으로 포함된 불순물 질소의 농도를 측정하기 위한 질소분석장치이다. 특히, 원료공기를 분리하여 아르곤을 생산하는 아르곤 탑에 도입되는 피드 아르곤 및 아르곤 탑에서 도출되는 조(粗) 아르곤의 각각에 포함되어 있는 불순물 질소농도를 실시간으로 연속적으로 측정하기 위한 질소분석장치에 관한 것이다.

본원은 2006년 2월 20일자 일본에서 출원된 특원 제2006－041872호에 근거하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.

아르곤 및 산소를 주성분으로 하는 혼합가스 중에 포함된 불순물 질소의 농도를 측정하는 방법으로서 상기 혼합가스를 대기압 이하인 방전관 안으로 도입하고, 방전에 의하여 생기는 질소에 특유의 빛의 발광강도를 측정함과 동시에, 상기 혼합가스 중의 산소농도를 측정하고, 측정한 산소농도에 따라 발광강도로부터 얻어지는 질소농도를 보정함으로써, 상기 혼합가스 내의 불순물 질소농도를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.)

특허문헌 1: 일본특허공개공보 2005－249551호.

<발명이 해결하고자 하는 과제>

한편, 아르곤을 제조하는 공기분리장치에서는 아르곤 탑의 운전 상태를 관리하기 위하여 상기 아르곤 탑에 도입되는 피드 아르곤 중의 질소농도와 상기 아르곤 탑으로부터 도출되는 조 아르곤 중의 질소농도를 측정할 필요가 있다.

그러나 피드 아르곤과 조 아르곤은 양쪽 모두 아르곤 및 산소를 주성분으로 하는 혼합가스이면서, 피드 아르곤은 산소 80~95%, 질소 0~5000 ppm, 나머지 잔여분을 아르곤으로 하는 조성(組成)이고, 조 아르곤은 아르곤 90% 이상, 질소 0~5%, 나머지 잔여분이 산소로 하는 조성이기 때문에, 산소농도, 아르곤 농도에 큰 차이가 있어 피드 아르곤 중의 불순물 질소농도와 조 아르곤의 불순물 질소농도를 다른 수단과 수법으로 각각 개별적으로 측정하고 있는 것이 현실정이다.

예를 들면, 조 아르곤의 불순물 질소농도는 조 아르곤 중의 아르곤 농도를 열전도식의 농도계로 측정함과 동시에, 산소농도를 지르코니아 식의 산소계 등으로 측정하여 이들을 100으로 나누어 질소농도(%)를 구하고 있었지만, ppm~서브%의 질소를 고정밀도로 분석하는 것은 어려웠다.

여기서 본 발명은 상기 특허문헌 1에 기재된 분석방법 및 장치를 응용하고 피드 아르곤과 조 아르곤의 양쪽에 포함되어 있는 불순물 질소의 농도를 하나의 분석 장치로 고정밀도 및 연속적으로 측정할 수 있는 질소분석장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 질소분석장치는 아르곤 및 산소를 주성분으로 하는 혼합가스 중에 포함된 불순물 질소의 농도를 방전관 내에서의 방전에 의하여 상기 불순물 질소로부터 생기는 빛의 발광강도 및 상기 방전관으로 도입되는 시료가스의 산소농도에 근거해 측정하는 질소농도 측정수단과,

상기 시료가스의 산소농도에 따라 상기 혼합가스로부터 채취된 시료가스에 희석용 산소를 첨가하는 희석용 산소 도입수단을 구비하고 있다.

또, 본 발명은 교정가스로서 순산소, 산소 밸런스 질소 및 순아르곤을, 유량 조절기를 통하여 각각 도입하는 3 계통의 교정가스 도입경로를 더욱 구비하고 있는 것이 바람직하며,

상기 희석용 산소 도입수단이 상기 혼합가스가 조 아르곤일 때에 상기 조 아르곤으로부터 채취되는 시료가스 중의 산소농도를 피드 아르곤의 산소농도와 동일하게 하기 위한 희석용 산소를 상기 조 아르곤으로부터 채취되는 시료가스에 첨가하는 것이 바람직하다.

　또, 본 발명은 상기 3 계통의 교정가스 도입경로의 하나에, 상기 피드 아르곤 또는 상기 조 아르곤을 질소분석장치로 도입하는 경로가 접속되고 상기 하나의 교정가스 도입경로로부터 도입하는 가스를 상기 교정가스, 상기 피드 아르곤 및 조 아르곤의 어느 하나로 절환하는 제 1의 도입가스 절환수단과,

상기 3 계통의 교정가스 도입경로의 다른 하나에, 상기 희석용 산소를 상기 질소분석장치로 도입하는 경로가 접속되고 상기 다른 하나의 교정가스 도입경로로부터 도입하는 가스를 상기 교정가스 및 상기 희석용 산소의 어느 하나로 절환하는 제 2의 도입가스 절환수단을 더욱 구비하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명은 상기 피드 아르곤 및 조 아르곤을 상기 질소분석장치로 도입하는 경로에 설치된 유량 조절기와 상기 유량 조절기의 1차 측에 여분의 피드 아르곤 또는 조 아르곤을 도출하는 경로를 더욱 구비하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명은 상기 제 1의 도입가스 절환수단과 상기 유량 조절기의 사이에 있고 상기 유량 조절기의 1차 측에 여분의 피드 아르곤 또는 조 아르곤을 도출하는 경로를 마련하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 희석용 산소가 상기 공기분리장치로부터 얻을 수 있는 산소인 것이 바람직하다.

더욱이 본 발명에 있어서 혼합가스의 산소농도가 높은 경우는 방전관에 도입되는 시료가스는 혼합가스로부터 채취된 시료가스이고, 혼합가스의 산소농도가 낮은 경우는 혼합가스로부터 채취되는 시료가스에 희석용 산소농도가 첨가된 시료가스이다. 또, 본 발명에 있어서 조 아르곤은 공기분리장치에 설치된 아르곤 탑으로부터 도출되는 가스이며, 피드 아르곤은 상기 아르곤 탑으로 도입되는 가스이다. 또, 본 발명에서 1차 측은 가스 흐름에 있어서 상류 측을 의미하고, 2차 측은 하류 측을 의미한다.

<발명의 효과>

본 발명의 질소분석장치에 의하면 불순물 질소를 분석하는 혼합가스가 산소농도가 높은 피드 아르곤인 경우에는 피드 아르곤을 그대로 방전관 내로 도입하여 불순물 질소의 농도를 측정하고, 산소농도가 낮은 조 아르곤인 경우에는 조 아르곤에 희석용 산소를 첨가하여 방전관에 도입하는 가스 중의 산소농도를 피드 아르곤과 동일하게 하는 것으로써, 조 아르곤 중의 불순물 질소의 농도도 피드 아르곤과 동일하게 측정할 수 있다.

따라서, 1대의 분석 장치로 피드 아르곤 중의 불순물 질소농도와 조 아르곤 중의 불순물 질소농도를 측정할 수 있다. 또, 산소농도를 동일한 정도로 해서 측정하므로, 교정가스의 종류도 최소한으로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 질소분석장치의 제1 실시예를 나타내는 계통도이다.

도 2는 본 발명의 질소분석장치의 제2 실시예를 나타내는 계통도이다.

도 3은 본 발명의 질소분석장치의 제3 실시예를 나타내는 계통도이다.

<부호의 설명>

10…질소분석장치 11…공기분리장치

12…아르곤 탑 13, 14…경로

15a, 15b…가스절환밸브 16…시료가스도입경로

21…순산소 도입경로 22…산소 밸런스 질소 도입경로

23…순 아르곤 도입경로 24…희석용 산소 도입경로

25…도입가스 절환수단 26…방전관

27…입구측 경로 28…압력계

29…압력제어기 30…산소농도 측정수단

31…출구측 경로 32…진공펌프

33, 34…방전 전극 35…교류 고전압 전원

36…광추출수단 37…광검출기

38…신호 증폭수단 39…연산기

40…항온부 41…도입가스 절환수단

42…유량조절기 43…도입가스 절환수단

44…유량조절기 45…아르곤 도출경로

46…아르곤 도출밸브 Ds…산소농도신호

16F, 21F, 22F, 23F, 24F…유량조절기

도 1은 본 발명의 질소분석장치의 제1 실시예를 나타내는 계통도이다. 이 질소분석장치(10)는 공기분리장치(11)에 설치되어 있는 아르곤 탑(12)의 하부에 경로(13)로부터 도입되는 피드 아르곤 중의 불순물 질소농도와 아르곤 탑(12)의 상부로부터 경로(14)로 도출하는 조 아르곤 중의 불순물 질소농도를 적절하게 절환하면서 연속적으로 측정할 수 있도록 한 것으로, 상기 피드 아르곤 및 조 아르곤은 가스 절환 밸브(15a, 15b)를 통해서 시료가스 도입경로(16)로부터 질소분석장치(10)로 도입된다.

질소분석장치(10)에는 교정가스로 사용하는 순산소, 산소 밸런스 질소(소정량의 질소를 포함한 산소) 및 순아르곤을 각각 도입하기 위한 순산소 도입경로(21), 산소 밸런스 질소 도입경로(22) 및 순아르곤 도입경로(23)의 3개의 경로가 교정가스 도입경로로서 설치되어 있고 이들 교정가스 도입경로에는 각 교정가스의 유량을 소정 유량으로 조절하기 위한 유량 조절기(21F, 22F, 23F)가 각각 설치되어 있다.

또, 상기 시료가스 도입경로(16)에 설치된 유량 조절기(16F)의 2차 측에는 시료가스 도입경로(16)로부터 도입되는 가스에 희석용 산소를 첨가하기 위한 희석용 산소 도입경로(24)가 마련되어 있고, 이 희석용 산소 도입경로(24)에도 희석용 산소의 첨가량을 조절하기 위한 유량 조절기(24F)가 설치되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 희석용 산소 도입경로(24) 및 유량 조절기를 적어도 구비하고, 혼합가스의 산소농도에 따라 혼합가스로부터 채취한 가스에 희석용 산소를 첨가하기 위한 장치를 희석용 산소 도입수단이라고 한다.

상기 각 교정가스 도입경로와 상기 시료가스 도입경로(16)는 각 유량 조절기의 2차 측에서 도입가스 절환수단(25)을 통하여 방전관(26)의 입구측 경로(27)에 연결되어 있다. 상기 입구측 경로(27)에는 압력계(28)의 지시값에 의하여 방전관(26)측의 압력을 제어하는 압력 제어기(29)와 입구측 경로(27)를 흐르는 시료가스의 산소농도를 측정하는 산소농도 측정수단(30)이 설치되어 있다. 또, 방전관(26)의 출구측 경로(31)에는 방전관(26) 내를 감압 상태로 하기 위한 진공 펌프(32)가 설치되어 있다.

방전관(26)에는 상기 방전관(26)의 내부와 외부에 부속되되, 유전체에 들러 쌓인 방전 전극(33, 34)과, 상기 전극(33, 34)에 전압을 인가하기 위한 교류 고전압 전원(35)과, 방전에 의해 생긴 빛으로부터 질소에 특유의 파장의 빛을 추출하는 광추출 수단(36)과, 빛의 강도를 측정하는 광검출기(37)가 설치되며, 추가로 광검 출기(37)의 전기신호를 증폭하는 신호 증폭 수단(38)과, 상기 신호 증폭 수단(38)으로 증폭된 전기신호와 상기 산소농도 측정수단(30)으로부터의 산소농도 신호(Ds)에 의하여 질소농도 측정치를 산출하기 위한 연산기(39)가 설치되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 방전관(26), 광검출기(37) 및 연산기(39)를 적어도 구비하면서 질소농도를 측정하기 위한 장치를 질소농도 측정수단이라고 한다.

이와 같이 형성된 질소분석장치(10)를 사용하여 산소농도가 높은 상기 피드 아르곤 중의 불순물 질소의 농도를 측정할 때에는 상기 희석용 산소 도입경로(24)로부터의 희석용 산소의 첨가는 실시되지 않고, 피드 아르곤을 분석용의 시료가스로서 직접 방전관(26)으로 도입한다. 또, 산소농도가 낮은 상기 조 아르곤 중의 불순물 질소의 농도를 측정할 때에는 상기 희석용 산소 도입경로(24)로부터 소정량의 희석용 산소를 첨가함으로써, 분석용의 시료가스로서 방전관(26)에 도입하는 가스 중의 산소농도를 상기 피드 아르곤 중의 산소농도와 동일한 정도로 한다.

예를 들면, 아르곤 90% 이상, 질소 0~5%, 나머지 잔여분을 산소로 하는 조성의 조 아르곤을 희석용 산소로 약 10배로 희석하는 것에 의하여 아르곤 9~10%, 질소 0~0. 5%(500 ppm), 나머지 잔여분을 산소로 하는, 피드 아르곤의 산소 80~95%, 질소 0~5000ppm, 나머지 잔여분을 아르곤으로 하는 조성에 매우 근접하는 시료가스로 할 수 있다.

이것에 의하여 피드 아르곤을 분석할 경우도, 조 아르곤을 분석할 경우에도 방전관(26)으로 도입되는 시료가스 중의 산소농도나 질소농도를 동일한 정도로 할 수 있으므로, 방전관(26)이나 연산기(39), 교정가스의 각 조건 등을 변경하지 않고 방전관(26)으로부터의 발광강도와 방전관(26)으로 도입되는 시료가스의 산소농도를 기초로 하여 양측에 포함되어 있는 불순물 질소의 농도를 연속적으로 그리고 고정밀도로 분석할 수 있다.

또한, 상기 희석용 산소를 도입하는 희석용 산소 도입수단은 외부로부터 상기 희석용 산소 도입경로(24)를 통하여 도입하여도 좋고, 교정용으로 사용하는 상기 순산소를 순산소 도입경로(21)를 이용하여 도입하여도 좋다. 또, 상기 공기분리장치(11)로부터 얻을 수 있는 제품 산소 가스의 일부를 사용할 수도 있으나, 질소분석장치(10)를 연속적으로 장시간 사용할 경우에는 공기분리장치(11)의 제품 산소 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 도입가스 절환수단(25)으로서는 복수의 밸브를 조합한 것이라도 좋고, 하나의 3방향 절환 밸브를 사용할 수도 있다.

또, 상기 질소분석장치(10)를 공기분리장치(11)의 제어 또는 감시에 사용할 경우에는 질소분석장치(10)를 옥외에 설치할 수도 있기 때문에 질소분석장치(10)를 항온부(40)에 넣어서 일정 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 특히, 방전관(26)을 중심으로 하는 광검출기(37)는 온도 영향을 받기 쉽기 때문에 특별히 정도가 높은 온도 제어를 수행하는 것이 바람직하다. 더 나아가 가스의 유량을 조절하는 각 유량 조절기에는 열 식의 질량 유량 제어장치 등의 정밀한 유량 조절기를 사용하는 것이 바람직하나, 가스의 장치 도입 압력을 일정하게 유지할 수 있는 경우에는 간단하게 오리피스 등으로 유량을 제어하는 것도 가능하다.

상기 방전관(26)은 도 1에 나타낸 구조에 한정하지 않고, 고전압을 인가한 유전체에 둘려 쌓인 전극 간에서 방전이 일어나는 것이라면 상관없다. 예를 들면, 방전관 내부에서 유리로 둘려 쌓인 원통형의 전극이 대향하고 있거나, 원통형의 유전체 외부에 원주 방향으로 2개의 전극을 배치하고 유전체 외부에서 전극끼리를 절연시킨 형상이라도 상관없다.

또, 광 추출 수단(36)으로는 질소에 특유의 발광 파장을 선택적으로 투과하는 간섭 필터나, 특정 파장을 추출하는 분광기 등의 특정 파장 추출 수단을 이용할 수 있고, 그 파장은 337±2nm인 것이 바람직하다. 또한, 상기 광검출기(37)는 광전자 증배관(增倍管)인 것이 바람직하나, 포토 다이오드나 포토 다이오드 어레이를 이용하여 광신호를 전기신호로 변환하여도 괜찮다. 또, 광검출기(37)와 신호 증폭 수단(38)이 일체화된 검출기 모듈을 사용할 수도 있다.

상기 산소농도 측정수단(30)은 산소농도를 측정할 수 있는 것이라면 무엇이든 상관없고, 특별히 한정되지 않는다. 그 구체적인 예로서는, 산화물 이온 도전체인 안정화 지르코니아을 이용한 센서, 강전해질 수용액을 이용한 격막식(隔膜 式) 산소 센서, 산소의 삼중항(三重項) 규정상태를 이용한 자기식 산소 센서, 다환식 방향족 화합물이나 유기 루테니움 착체 등의 형광 소실을 산소농도에 의존하는 것을 원리로 한 광학식 산소 센서, 전계 효과 트랜지스터를 이용한 산소 센서 등을 들 수 있고, 이들을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 피드 아르곤 및 희석용 산소에 의해 희석된 조 아르곤은 양쪽 모두 99% 이상이 아르곤과 산소와의 혼합물이기 때문에, 2개 성분의 혼합 비율을 측정하면 산소농도를 결정할 수 있는 것으로서, 시료가스의 열전도도나 음속을 측정하는 것에 의하여 아르곤과 산소의 2개 성분의 비율을 측정할 수 있는 센서 등을 이용하여도 괜찮다. 또한, 아르곤에 특유의 발광을 방전관으로부터 방사한 빛에서 추출하고, 질소와 동일한 광검출기 또는 다른 광검출기를 이용하여 아르곤을 정량하고, 상기 아르곤량으로부터 산소농도를 산출하여도 괜찮다.

피드 아르곤이나 조 아르곤 중의 질소농도는 순산소 도입경로(21), 산소 밸런스 질소 도입경로(22) 및 순아르곤 도입경로(23)의 각 유량 조절기(21F, 22F, 23F를 제어하고 예를 들면, 순산소와 순아르곤 만을 도입하여 질소를 포함하지 않는 교정가스와 순아르곤과 산소 밸런스 질소와의 유량비를 조절하는 것에 의하여 산소농도, 아르곤 농도, 질소농도가 각각 다른 복수의 교정가스, 예를 들면 산소 밸런스 질소의 질소농도가 500 ppm일 경우는, 양측의 유량비를 조절하는 것에 의하여 산소 95%, 아르곤 5%, 질소 475ppm의 교정가스, 산소 90%, 아르곤 10%, 질소 450ppm의 교정가스, 산소 85%, 아르곤 15%, 질소 425 ppm의 교정가스의 3개 종류의 교정가스를 방전관(26)으로 각각 도입하고 각 농도 밸런스에서의 발광강도를 측정하여 검량선(檢量線)을 작성함과 동시에 각 산소농도에 대응하는 보정량을 결정한다.

이것에 의하여 피드 아르곤이나 조 아르곤을 분석할 경우에 상기 산소농도 측정수단(30)에 의하여 측정한 산소농도를 기초로 하여 질소의 검량선을 보정하는 것으로써, 피드 아르곤이나 조 아르곤 중의 불순물 질소의 농도를 고정밀도로 측정할 수 있다. 질소농도를 산출하는 수단인 연산기(39)는 연산 기능을 가지는 컴퓨터를 이용하는 것이 바람직하나, 얻어진 산소농도에 대한 질소 검량선의 경사나 절편(切片)의 관계가 1차 함수로 나타나는 경우는 아날로그 회로를 이용할 수도 있 다.

도 2는 본 발명의 질소분석장치의 제 2 실시예를 나타내는 계통도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 제 1 실시예에 나타낸 각 구성요소와 동일한 구성요소에는 각각 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 나타난 질소분석장치는 상기 순아르곤 도입경로(23)에 도입가스 절환수단(41)을 통하여 상기 시료가스 도입경로(16)를 연결하고, 그 하류 측에 교정가스의 하나인 순아르곤 및 시료가스가 되는 피드 아르곤이나 조 아르곤의 유량을 조절하는 유량 조절기(42)를 마련함과 동시에, 상기 순산소 도입경로(21)에 도입가스 절환수단(43)을 통하여 상기 희석용 산소 도입경로(24)를 연결하고, 그 하류 측에 교정가스의 하나인 순산소 및 상기 조 아르곤을 희석하기 위한 희석용 산소의 유량을 조절하는 유량 조절기(44)를 마련한다.

즉, 질소분석장치의 교정과 시료가스의 분석은 동시에 수행되지 않기 때문에, 교정시나 분석시에 도입가스 절환수단(41, 43)을 절환하여 각 유량 조절기(42, 44)로 유량을 조절하는 것에 의하여, 상기와 동일하게 하여 질소분석장치의 교정과 시료가스의 분석을 수행할 수 있다. 이것에 의하여, 고가 유량 조절기의 소요 수를 줄여 질소분석장치의 경비 절감을 꾀할 수 있다.

또한, 시료가스 도입경로(16)나 희석용 산소 도입경로(24)의 연결 부위는 3개의 교정가스 도입경로 중에서 임의로 선택할 수 있다. 또, 희석용 산소로서 교정용인 고순도산소를 사용할 경우에는 희석용 산소 도입경로(24) 및 도입가스 절환수단(43)도 불필요하게 된다.

도 3은 본 발명의 질소분석장치의 제 3 실시예를 나타내는 계통도이다. 본 실시예의 질소분석장치는 상기 제 2 실시예에 나타낸 질소분석장치에 유량 조절기(42)의 1차 측에 여분의 피드 아르곤 및 조 아르곤을 도출시키는 아르곤 도출경로(45)를 마련하여 아르곤 도출밸브(46)를 열어서 시료가스 도입경로(16)로부터 도입된 피드 아르곤이나 조 아르곤의 일부를 질소분석장치 밖으로 도출하도록 형성되어 있다.

이와 같이 아르곤 도출경로(45)를 마련함으로써 피드 아르곤이나 조 아르곤의 채취 장소로부터 질소분석장치까지의 거리가 멀어서 분석 시료의 채취로부터 분석까지 시간이 소요되는 경우에도 분석에 과다한 피드 아르곤이나 조 아르곤을 아르곤 도출경로(45)를 통하여 도출할 수 있다. 이것에 의하여, 시료가스 도입경로(16)로부터 도입되는 피드 아르곤이나 조 아르곤의 유속을 높게 하여 도달시간을 단축할 수 있고, 공기분리장치(11)의 제어 응답성을 높일 수 있다. 또한, 도 1에 있어서 시료가스 도입경로(16)에 설치된 유량 조절기(16F)의 1차 측에도 동일하게 아르곤 도출경로(45)를 마련할 수 있다. 또, 아르곤 도출밸브(46)에는 배압밸브를 설치할 수 있다.

　본 발명의 질소분석장치에 의하면 1대의 분석 장치로 피드 아르곤 중의 불순물 질소농도와 조 아르곤 중의 불순물 질소농도를 측정할 수 있다. 또, 산소농도를 동일한 정도로 하여 측정하기 때문에, 교정가스의 종류도 최소한으로 줄일 수 있고, 따라서 산업상 큰 이용 가능성이 있다.

Claims (6)

1. 아르곤 및 산소를 포함하는 혼합가스 중에 포함된 불순물 질소의 농도를 방전관 내의 방전에 의하여 상기 불순물 질소에서 발생하는 빛의 발광강도 및 상기 방전관으로 도입되는 시료가스의 산소농도를 기초로 하여 측정하는 질소농도 측정수단과

   상기 혼합가스의 산소농도에 따라 상기 혼합가스로부터 채취한 시료가스에 희석용 산소를 첨가하는 희석용 산소 도입수단을 구비하는 질소분석장치.
2. 제 1항에 있어서,

   교정가스로서 순산소, 산소 밸런스 질소 및 순아르곤을 유량 조절기를 통하여 각각 도입하는 3 계통의 교정가스 도입경로를 더욱 구비한 질소분석장치로서,

   상기 희석용 산소 도입수단은 상기 혼합가스가 조 아르곤일 경우에 상기 조 아르곤에서 채취한 시료가스 중의 산소농도를 피드 아르곤의 산소농도와 동일하게 되도록 희석용 산소를 상기 조 아르곤에서 채취한 시료가스에 첨가하는 것을 특징으로 하는 질소분석장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 3 계통의 교정가스 도입경로 중의 하나에 상기 피드 아르곤 또는 상기 조 아르곤을 상기 질소분석장치에 도입하는 경로가 연결되고, 상기 하나의 교정가 스 도입경로로 도입되는 가스를 상기 교정가스, 상기 피드 아르곤 및 조 아르곤 중의 어느 하나로 절환하는 제 1의 도입가스 절환수단과,

   상기 3 계통의 교정가스 도입경로 중의 다른 하나에 상기 희석용 산소를 상기 질소분석장치에 도입하는 경로가 연결되고, 상기 다른 하나의 교정가스 도입경로로 도입되는 가스를 상기 교정가스 및 상기 희석용 산소 중의 어느 하나로 절환하는 제 2의 도입가스 절환수단을 더욱 구비하는 질소분석장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 피드 아르곤 및 조 아르곤을 상기 질소분석장치로 도입하는 경로에 설치된 유량 조절기와 이 유량 조절기의 1차 측에 여분의 피드 아르곤 또는 조 아르곤을 도출하는 경로를 더욱 구비하는 질소분석장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 유량 조절기의 1차 측에 여분의 피드 아르곤 또는 조 아르곤을 도출하는 경로를 마련하는 것을 특징으로 하는 질소분석장치.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 희석용 산소는 공기분리장치에서 얻어진 산소인 것을 특징으로 하는 질소분석장치.

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