WO2023067955A1 - ガス測定器 - Google Patents

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WO2023067955A1
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gas
filter
porous metal
measuring instrument
metal complex
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French (fr)
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学世 水谷
誉久 鈴木
Original Assignee
新東工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Definitions

  • the present disclosure relates to gas measuring instruments.
  • Patent Document 1 discloses a gas measuring instrument.
  • This gas measuring instrument consists of a dehumidification cell that dehumidifies the sample gas and removes ethanol from the sample gas, a concentration cell that concentrates the target gas in the dehumidified sample gas by adsorption and desorption, and a concentration cell that collects the concentrated target gas. and a MEMS gas sensor for detecting.
  • the gas measuring instrument described in Patent Document 1 cannot remove nitrogen gas, oxygen gas, and rare gas, which are main component gases other than atmospheric water vapor. For this reason, the gas measuring instrument described in Patent Document 1 may not be able to detect a minute amount of the target gas contained in the atmosphere.
  • the present disclosure provides a gas measuring instrument capable of improving detection accuracy of a target gas in the atmosphere.
  • a gas measuring instrument includes a filter that removes miscellaneous gases from a sample gas in the atmosphere, and a gas sensor that detects a target gas from the sample gas that has passed through the filter.
  • Miscellaneous gas is at least one kind of gas selected from nitrogen gas, oxygen gas and rare gas.
  • the filter removes nitrogen gas, oxygen gas, or rare gas from the sample gas in the atmosphere, and the gas sensor detects the target gas from the sample gas. Since the main component gas in the atmosphere is removed by the filter in this way, the target gas is relatively concentrated. Therefore, this gas measuring instrument can improve the detection accuracy of the target gas in the atmosphere.
  • the filter may be a porous metal complex in which metal ions and organic ligands are combined. Porous metal complexes are less likely to act electrically and can remove low-molecular-weight gases compared to general adsorption members.
  • the gas measuring instrument can properly remove nitrogen gas, oxygen gas and rare gas by adopting the porous metal complex as a filter.
  • the filter may include a bag that contains the powdered porous metal complex and has air permeability.
  • the gas measuring instrument can adjust the amount of the porous metal complex and the storage form according to the flow rate of the passing sample gas or the shape of the flow path, and the powder of the porous metal complex is released into the measurement system or the atmosphere. It can reduce the risk of spreading.
  • the filter has a container containing the powdered porous metal complex, and the container may include an inlet for introducing the sample gas and an outlet for exhausting the sample gas.
  • the gas measuring instrument can reduce the risk of the powdery porous metal complex diffusing into the measuring system or the atmosphere.
  • the filters include a first filter made of a porous metal complex that primarily removes oxygen gas, and a porous metal complex that is positioned downstream of the first filter and primarily removes nitrogen gas and noble gases. and a second filter consisting of
  • the first filter is composed of a porous metal complex in which metal ions and tetracyanoquinodimethane are bonded
  • the second filter is a porous metal complex in which metal ions are bonded to terephthalic acid or methylene.
  • gas instruments can reduce the pore space in porous metal complexes. Therefore, the gas measuring instrument can selectively take in only low-molecular-weight gases from the sample gas.
  • the gas measuring instrument According to the gas measuring instrument according to the present disclosure, it is possible to improve the detection accuracy of the target gas in the atmosphere.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a gas measuring instrument according to an embodiment.
  • a gas measuring instrument 1 shown in FIG. 1 is a device that detects a target gas from a sample gas 100 .
  • the sample gas 100 is gas in the atmosphere and mainly contains at least one gas selected from nitrogen (N 2 ) gas, oxygen (O 2 ) gas and rare gas.
  • Noble gases are, for example, helium (He) and neon (Ne).
  • the sample gas 100 may contain water vapor or hydrogen ( H2 ) gas. Note that the sample gas 100 may be obtained from a closed space.
  • gas measuring instrument 1 includes gas sensor 2 .
  • the gas sensor 2 may be any gas sensor such as a semiconductor type, an electrochemical type, a crystal oscillator type, or the like.
  • the gas sensor 2 is configured to detect the target gas contained in the sample gas 100 .
  • the target gas is acetic acid (CH 3 COOH) as an example, but is not limited to this.
  • the gas sensor 2 is housed inside the chamber 3 .
  • the chamber 3 is connected to a vacuum pump 5 via an exhaust pipe 4 to decompress the internal space.
  • An intake pipe 6 is connected to the chamber 3 .
  • the sample gas 100 is drawn into the internal space of the chamber 3 through the intake pipe 6 .
  • the gas sensor 2 detects a target gas from the sample gas 100 drawn into the internal space of the chamber 3 .
  • a filter 7 is arranged upstream of the gas sensor 2 , here inside the intake pipe 6 .
  • Filter 7 removes miscellaneous gases from sample gas 100 .
  • the filter 7 may remove miscellaneous gases from the sample gas 100 without adsorbing the target gas.
  • a miscellaneous gas is a gas other than the target gas.
  • the miscellaneous gas is at least one kind of gas selected from nitrogen (N 2 ) gas, oxygen (O 2 ) gas and rare gas.
  • the filter 7 has a first filter 8 and a second filter 9.
  • the first filter 8 has an air permeable bag body 8a.
  • the bag 8a is made of, for example, a non-woven fabric.
  • the shape of the bag body 8a can be adjusted so as to be in close contact with the inner wall of the intake pipe 6.
  • the bag 8a accommodates the powdery porous metal complex 8b therein.
  • the porous metal complex 8b is a compound in which metal ions and organic ligands are combined.
  • the porous metal complex 8b is a metal organic framework (MOF) or a porous coordination polymer (PCP).
  • the porous metal complex 8b may be zeolite or porous silica.
  • the porous metal complex 8b mainly removes oxygen gas and water vapor as an example.
  • a porous metal complex 8b is, for example, a porous metal complex in which metal ions and tetracyanoquinodimethane (TCNQ) are combined.
  • TCNQ tetracyanoquinodimethane
  • an ion of a type that is coordinatively unsaturated may be selected.
  • the second filter 9 is arranged downstream of the first filter 8 .
  • the second filter 9 has an air-permeable bag body 9a.
  • the bag body 9a is made of, for example, a non-woven fabric.
  • the shape of the bag body 9a can be adjusted so as to be in close contact with the inner wall of the intake pipe 6.
  • the bag 9a accommodates the powdery porous metal complex 9b therein.
  • the porous metal complex 9b is a compound in which metal ions and organic ligands are combined.
  • the porous metal complex 9b is a metal organic framework or a porous coordination polymer.
  • the porous metal complex 9b mainly removes nitrogen gas and rare gas, for example.
  • Such a porous metal complex 9b is, for example, a porous metal complex in which metal ions are combined with terephthalic acid or methylene.
  • the metal ion an ion of a type that is coordinatively unsaturated may be selected.
  • the intake pipe 6 may be composed of a soft tube. In this case, the arrangement and removal of the first filter 8 and the second filter 9 are facilitated.
  • a partition member 10 may be provided between the chamber 3 and the filter 7 .
  • the partition member 10 is, for example, a member arranged at a connection port between the chamber 3 and the intake pipe 6 and having an inner diameter smaller than the inner diameter of the intake pipe 6 . The provision of the partition member 10 prevents the filter 7 from being pushed into the chamber 3 by the air pressure in the intake pipe 6 .
  • the gas measuring instrument 1 may include a temperature controller 11 that adjusts the temperature of the filter 7.
  • the temperature controller 11 is, for example, a heater provided in the intake pipe 6 . By applying heat to the intake pipe 6 by the temperature controller 11, miscellaneous gases adsorbed to the porous metal complexes 8b and 9b can be removed from the porous metal complexes 8b and 9b.
  • the filter 7 removes nitrogen gas, oxygen gas, or rare gas from the sample gas 100 without adsorbing the target gas contained in the atmospheric sample gas 100, and the gas sensor 2 detects the sample gas. A target gas is detected from the gas 100 . Nitrogen gas, oxygen gas, or rare gas is contained in the atmosphere in large amounts and causes a decrease in the detection sensitivity of the gas sensor 2 . By removing the main component gas in the atmosphere by the filter 7, the gas that lowers the detection sensitivity is removed and the target gas is relatively concentrated. Therefore, the gas measuring instrument 1 can improve the detection accuracy of the target gas in the atmosphere.
  • the gas measuring instrument 1 since the target gas is relatively concentrated, there is no need to prepare a dedicated concentrator for each gas type of the target gas, and the detection accuracy of the target gas can be easily improved. can be done. In other words, the gas measuring instrument 1 can provide a concentration function that can be used universally regardless of the type of gas sensor.
  • the gas measuring instrument 1 employs the filter 7 containing the porous metal complexes 8b and 9b, compared to a general adsorption member, it is difficult to act electrically and can remove low-molecular-weight gases. , oxygen gas and noble gases can be adequately removed.
  • the filter 7 contains the air-permeable bags 8a, 9a containing the powdery porous metal complexes 8b, 9b. Accordingly, the amount and housing form of the porous metal complexes 8b and 9b can be adjusted, and the risk of the powdery porous metal complexes 8b and 9b diffusing into the measurement system or the atmosphere can be reduced.
  • the filter 7 has a double filter structure of the first filter 8 and the second filter 9. Therefore, for example, when maintenance to restore the oxygen gas removal function is required, the operator must remove the entire filter 7 can be replaced only by the first filter 8 requiring maintenance. Therefore, the gas measuring instrument 1 can be improved in maintainability.
  • a plurality of gas sensors including the gas sensor 2 and a gas sensor of a different type from the gas sensor 2 may be arranged inside the chamber 3 .
  • Porous metal complexes 8b and 9b may be provided as an adsorption member instead of powder.
  • the gas measuring instrument 1 does not have to include the bags 8a and 9a.
  • the porous metal complexes 8b and 9b may be arranged in any manner as long as they are arranged on the upstream side of the gas sensor 2 .
  • the filter 7 may be composed of a single filter, or may be composed of three or more filters.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a modification of the gas measuring instrument according to the modification.
  • the gas measuring instrument 1A shown in FIG. 2 is different from the gas measuring instrument 1 shown in FIG. are identical. In the following, differences will be mainly described, and overlapping descriptions will be omitted.
  • the intake pipe 6 positioned upstream of the gas sensor 2 is provided with a first container 12a and a second container 12b.
  • the first container 12a and the second container 12b are hollow.
  • the first container 12a stores the porous metal complex 8b therein.
  • the second container 12b stores the porous metal complex 9b therein.
  • the first container 12a and the second container 12b have inlets and outlets.
  • the introduction port of the first container 12a is configured to be able to introduce the sample gas 100 in the atmosphere.
  • the exhaust port of the first container 12a is connected to the inlet port of the second container 12b.
  • An exhaust port of the second container 12 b is connected to the chamber 3 .
  • the first container 12a and the second container 12b are connected in series and are in communication.
  • a first valve 13a is provided at the inlet of the first container 12a. By controlling the first valve 13a, the flow rate of the sample gas 100 flowing into the first container 12a is adjusted.
  • a second valve 13b is provided at the exhaust port of the first container 12a. By controlling the second valve 13b, the flow rate of the sample gas 100 exhausted from the first container 12a, that is, the flow rate of the sample gas 100 flowing into the second container 12b is adjusted.
  • a third valve 13c is provided at the exhaust port of the second container 12b. By controlling the third valve 13c, the flow rate of the sample gas 100 exhausted from the second container 12b, that is, the flow rate of the sample gas 100 flowing into the chamber 3 is adjusted.
  • a part or all of the first valve 13a, the second valve 13b and the third valve 13c may be used as mass flow controllers.
  • the first container 12a and the second container 12b are provided with temperature controllers 11a and 11b for adjusting the temperature.
  • the configuration of the temperature controllers 11a and 11b is the same as that of the temperature controller 11, and miscellaneous gases adsorbed on the porous metal complexes 8b and 9b can be removed from the porous metal complexes 8b and 9b.
  • the sample gas 100 flows into the first container 12a, oxygen gas is removed from the sample gas 100 by the porous metal complex 8b, and the sample gas 100 is sent to the second container 12b. . Then, nitrogen gas or rare gas is removed from the sample gas 100 by the porous metal complex 9b in the second container 12b and sent to the chamber 3.
  • the first container 12a and the second container 12b have a structure in which the introduction port and the exhaust port thereof can be opened and closed, the powder porous metal complexes 8b and 9b are used as the measurement system or the powder porous metal complex. The risk of diffusion into the atmosphere can be reduced.
  • the first container 12a and the porous metal complex 8b constitute the first filter 8
  • the second container 12b and the porous metal complex 9b constitute the second filter 9
  • the first container 12a and the porous metal Complex 8 b , second container 12 b , and porous metal complex 9 b constitute filter 7 in gas measuring instrument 1 . Therefore, the gas measuring instrument 1A has the same effects as the gas measuring instrument 1 does.

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Abstract

ガス測定器は、大気中のサンプルガスから雑ガスを除去するフィルタと、フィルタを通過したサンプルガスから対象ガスを検出するガスセンサとを備え、雑ガスは、窒素ガス、酸素ガス及び希ガスから選択された少なくとも一種のガスである。

Description

ガス測定器
　本開示は、ガス測定器に関する。
　特許文献１は、ガス測定器を開示する。このガス測定器は、サンプルガスの除湿とサンプルガス中のエタノールの除去を行う除湿セルと、除湿したサンプルガス中の対象ガスを吸脱着することにより濃縮する濃縮セルと、濃縮された対象ガスを検出するＭＥＭＳガスセンサとを備える。
特開２０２０－０４１８３３号公報
　特許文献１に記載のガス測定器は、大気の水蒸気以外の主成分ガスである窒素ガス、酸素ガス及び希ガスを除去できない。このため、特許文献１に記載のガス測定器は、大気に含まれる微量の対象ガスを検出できないおそれがある。本開示は、大気中の対象ガスの検出精度を向上できるガス測定器を提供する。
　本開示の一側面に係るガス測定器は、大気中のサンプルガスから雑ガスを除去するフィルタと、フィルタを通過したサンプルガスから対象ガスを検出するガスセンサとを備える。雑ガスは、窒素ガス、酸素ガス及び希ガスから選択された少なくとも一種のガスである。
　このガス測定器によれば、フィルタによって、大気中のサンプルガスから窒素ガス、酸素ガス又は希ガスが除去され、ガスセンサによってサンプルガスから対象ガスが検出される。このように、大気中の主成分ガスがフィルタによって除去されるため、対象ガスが相対的に濃縮される。よって、このガス測定器は、大気中の対象ガスの検出精度を向上できる。
　一実施形態においては、フィルタは、金属イオンと有機配位子とが結合した多孔性金属錯体としてもよい。多孔性金属錯体は、一般的な吸着部材と比べて、電気的に作用しにくく低分子のガスを除去できる。ガス測定器は、多孔性金属錯体をフィルタとして採用することで、窒素ガス、酸素ガス及び希ガスを適切に除去できる。
　一実施形態においては、フィルタは、粉体の多孔性金属錯体を収容し通気性を有する袋体を含んでもよい。この場合、ガス測定器は、通過するサンプルガスの流量又は流路の形状に応じて、多孔性金属錯体の量及び収容形態を調整できるとともに、粉体の多孔性金属錯体が測定系又は大気に拡散するリスクを低減できる。
　一実施形態においては、フィルタは、粉体の多孔性金属錯体を収容する容器を有し、容器は、サンプルガスを導入する導入口及びサンプルガスを排気する排気口を含んでもよい。この場合、ガス測定器は、粉体の多孔性金属錯体が測定系又は大気に拡散するリスクを低減できる。
　一実施形態においては、フィルタは、酸素ガスを主に除去する多孔性金属錯体からなる第一フィルタと、第一フィルタの下流に配置され、窒素ガス及び希ガスを主に除去する多孔性金属錯体からなる第二フィルタとを有してもよい。このように構成することで、例えばメンテナンスのためにフィルタ交換が必要な場合において、作業員は、フィルタ全体を交換する必要はなくメンテナンスが必要なフィルタのみを交換できる。このため、ガス測定器は、メンテナンス性を向上できる。
　一実施形態においては、第一フィルタは、金属イオンとテトラシアノキノジメタンとが結合した多孔性金属錯体からなり、第二フィルタは、金属イオンとテレフタル酸又はメチレンとが結合した多孔性金属錯体からなってもよい。比較的低分子のテトラシアノキノジメタン、及び、比較的低分子のテレフタル酸もしくはメチレンが配位子として採用されることで、ガス測定器は、多孔性金属錯体における間隙を小さくできる。このため、ガス測定器は、サンプルガスから低分子のガスのみ選択的に取り込むことができる。
　本開示に係るガス測定器によれば、大気中の対象ガスの検出精度を向上できる。
実施形態に係るガス測定器の一例を示す概要図である。 実施形態に係るガス測定器の変形例を示す概要図である。
　以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。
［ガス測定器の構成］
　図１は、実施形態に係るガス測定器の一例を示す概要図である。図１に示されるガス測定器１は、サンプルガス１００から対象ガスを検出する機器である。サンプルガス１００は、大気中のガスであり、主に窒素（Ｎ２）ガス、酸素（Ｏ２）ガス及び希ガスから選択された少なくとも一種のガスを含む。希ガスは、例えばヘリウム（Ｈｅ）及びネオン（Ｎｅ）である。サンプルガス１００は、水蒸気又は水素（Ｈ２）ガスを含んでもよい。なお、サンプルガス１００は、閉空間から取得されてもよい。
　図１に示されるように、ガス測定器１は、ガスセンサ２を備える。ガスセンサ２は、半導体方式、電気化学式、水晶振動子式などのいずれのガスセンサであってもよい。ガスセンサ２は、サンプルガス１００中に含まれる対象ガスを検出可能に構成される。対象ガスは、一例として酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）であるが、これに限定されない。
　ガスセンサ２は、チャンバ３の内部に収容される。チャンバ３は、排気配管４を介して真空ポンプ５に接続され、内部空間が減圧される。チャンバ３には吸気配管６が接続される。真空ポンプ５によってチャンバ３の内部空間が減圧された場合、サンプルガス１００が吸気配管６からチャンバ３の内部空間に引き込まれる。ガスセンサ２は、チャンバ３の内部空間に引き込まれたサンプルガス１００から対象ガスを検出する。
　ガスセンサ２の上流側、ここでは吸気配管６の内部に、フィルタ７が配置される。フィルタ７は、サンプルガス１００から雑ガスを除去する。フィルタ７は、サンプルガス１００から対象ガスを吸着することなく雑ガスを除去してもよい。雑ガスとは、対象ガス以外のガスである。雑ガスは、窒素（Ｎ２）ガス、酸素（Ｏ２）ガス及び希ガスから選択された少なくとも一種のガスである。
　フィルタ７は、第一フィルタ８及び第二フィルタ９を有する。第一フィルタ８は、通気性を有する袋体８ａを有する。袋体８ａは、一例として不織布で構成される。袋体８ａの形状は、吸気配管６の内壁に密着するように調整可能である。袋体８ａは、内部に粉体の多孔性金属錯体８ｂを収容する。多孔性金属錯体８ｂは、金属イオンと有機配位子とが結合した化合物である。多孔性金属錯体８ｂは、金属有機構造体（ＭＯＦ：Metal Organic Framework）又は多孔性配位高分子（ＰＣＰ：Porous Coordination Polymer）である。多孔性金属錯体８ｂは、ゼオライト又は多孔性シリカであってもよい。多孔性金属錯体８ｂは、一例として酸素ガス及び水蒸気を主に除去する。このような多孔性金属錯体８ｂは、例えば、金属イオンとテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）とが結合した多孔性金属錯体である。金属イオンは、配位不飽和になるような種類のイオンが選択されればよい。
　第二フィルタ９は、第一フィルタ８の下流に配置される。第二フィルタ９は、通気性を有する袋体９ａを有する。袋体９ａは、一例として不織布で構成される。袋体９ａの形状は、吸気配管６の内壁に密着するように調整可能である。袋体９ａは、内部に粉体の多孔性金属錯体９ｂを収容する。多孔性金属錯体９ｂは、金属イオンと有機配位子とが結合した化合物である。多孔性金属錯体９ｂは、金属有機構造体又は多孔性配位高分子である。多孔性金属錯体９ｂは、一例として窒素ガス及び希ガスを主に除去する。このような多孔性金属錯体９ｂは、例えば、金属イオンとテレフタル酸又はメチレンとが結合した多孔性金属錯体である。金属イオンは、配位不飽和になるような種類のイオンが選択されればよい。なお、吸気配管６は軟質チューブで構成されてもよい。この場合、第一フィルタ８及び第二フィルタ９の配置及び取り出しが容易となる。
　チャンバ３とフィルタ７との間には、仕切部材１０が設けられてもよい。仕切部材１０は、例えば、チャンバ３と吸気配管６との接続口に配置され、吸気配管６の内径よりも小さい内径を有する部材である。仕切部材１０を設けることで、吸気配管６の気圧によってフィルタ７がチャンバ３へ押し込まれることが防止される。
　ガス測定器１は、フィルタ７の温度を調整する温調器１１を備えてもよい。温調器１１は、例えば吸気配管６に設けられたヒータである。温調器１１によって吸気配管６に熱が加えられることにより、多孔性金属錯体８ｂ，９ｂに吸着している雑ガスを多孔性金属錯体８ｂ，９ｂから取り除くことができる。
［ガス測定器の動作］
　真空ポンプ５が動作することにより、チャンバ３の内部空間が減圧される。これにより、サンプルガス１００が吸気配管６に引き込まれる。引き込まれたサンプルガス１００は、第一フィルタ８を通過する。このとき、サンプルガス１００に含まれる酸素ガス及び水蒸気が第一フィルタ８の多孔性金属錯体８ｂによって除去される。続いて、サンプルガス１００は、第二フィルタ９を通過する。このとき、サンプルガス１００に含まれる窒素ガス及び希ガスが第二フィルタ９の多孔性金属錯体９ｂによって除去される。これにより、サンプルガス１００中の大気の主成分が除去され、サンプルガス１００において対象ガスの濃度が上昇する。チャンバ３内において濃縮された対象ガスは、ガスセンサ２によって検出される。
　フィルタ７の除去機能を回復させる場合には、ガスセンサ２の動作を終了させるとともに、真空ポンプ５及び温調器１１を動作させる。吸気配管６の昇温に応じて、多孔性金属錯体８ｂ，９ｂに吸着している雑ガスが脱着し、チャンバ３を介して排気される。このように、吸気配管６を取り外すことなく、フィルタ７の除去機能を回復させることができる。
［実施形態のまとめ］
　ガス測定器１によれば、フィルタ７によって、大気中のサンプルガス１００に含まれる対象ガスが吸着されることなく、サンプルガス１００から窒素ガス、酸素ガス又は希ガスが除去され、ガスセンサ２によってサンプルガス１００から対象ガスが検出される。窒素ガス、酸素ガス又は希ガスは、大気中に多く含まれるとともにガスセンサ２の検出感度を低下させる要因となる。大気中の主成分ガスがフィルタ７によって除去されることにより、検出感度を低下させるガスが除去されるとともに、対象ガスが相対的に濃縮される。よって、ガス測定器１は、大気中の対象ガスの検出精度を向上できる。また、ガス測定器１によれば、対象ガスを相対的に濃縮するため、対象ガスのガス種ごとに専用の濃縮器などを用意する必要がなく、簡易的に対象ガスの検知精度を高めることができる。つまり、ガス測定器１は、ガスセンサの種類に関わらない汎用的に使用可能な濃縮機能を提供できる。
　ガス測定器１は、多孔性金属錯体８ｂ，９ｂを含むフィルタ７を採用しているため、一般的な吸着部材と比べて、電気的に作用しにくく低分子のガスを除去できるので、窒素ガス、酸素ガス及び希ガスを適切に除去できる。
　ガス測定器１においては、フィルタ７が、粉体の多孔性金属錯体８ｂ，９ｂを収容し通気性を有する袋体８ａ，９ａを含むので、サンプルガス１００の流量又は吸気配管６の内部形状に応じて、多孔性金属錯体８ｂ，９ｂの量及び収容形態を調整できるとともに、粉体の多孔性金属錯体８ｂ，９ｂが測定系又は大気に拡散するリスクを低減できる。
　ガス測定器１においては、フィルタ７が第一フィルタ８及び第二フィルタ９の二重フィルタ構造を有するため、例えば酸素ガスの除去機能を回復させるメンテナンスが必要な場合、作業員は、フィルタ７全体を交換する必要はなくメンテナンスが必要な第一フィルタ８のみを交換できる。このため、ガス測定器１は、メンテナンス性を向上できる。
［変形例］
　以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上記の例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。
　チャンバ３の内部には、ガスセンサ２と、ガスセンサ２とは異なる種類のガスセンサとを含む複数のガスセンサが配置されてもよい。多孔性金属錯体８ｂ，９ｂは、粉体でなく吸着部材として提供されてもよい。この場合、ガス測定器１は、袋体８ａ，９ａを備えなくてもよい。多孔性金属錯体８ｂ，９ｂは、ガスセンサ２の上流側に配置されていれば、どのような態様で配置されていても構わない。フィルタ７は、単一のフィルタで構成されてもよいし、３以上のフィルタで構成されてもよい。
　図２は、変形例に係るガス測定器の変形例を示す概要図である。図２に示されるガス測定器１Ａは、図１に示されるガス測定器１と比較して、フィルタ７を構成する多孔性金属錯体８ｂ，９ｂがそれぞれ容器に格納される点で相違し、その他は同一である。以下では、相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
　図２に示されるように、ガスセンサ２の上流に位置する吸気配管６には、第一容器１２ａ及び第二容器１２ｂが設けられる。第一容器１２ａ及び第二容器１２ｂは、中空である。第一容器１２ａは、その内部に多孔性金属錯体８ｂを格納する。第二容器１２ｂは、その内部に多孔性金属錯体９ｂを格納する。
　第一容器１２ａ及び第二容器１２ｂは、導入口及び排気口を有する。第一容器１２ａの導入口は、大気中のサンプルガス１００を導入可能に構成される。第一容器１２ａの排気口は、第二容器１２ｂの導入口に接続される。第二容器１２ｂの排気口は、チャンバ３に接続される。このように、第一容器１２ａ及び第二容器１２ｂは、直列的に接続され、連通している。
　第一容器１２ａの導入口には第一バルブ１３ａが設けられる。第一バルブ１３ａが制御されることにより、第一容器１２ａに流入するサンプルガス１００の流量が調整される。第一容器１２ａの排気口には第二バルブ１３ｂが設けられる。第二バルブ１３ｂが制御されることにより、第一容器１２ａから排気されるサンプルガス１００の流量、つまり、第二容器１２ｂに流入するサンプルガス１００の流量が調整される。第二容器１２ｂの排気口には第三バルブ１３ｃが設けられる。第三バルブ１３ｃが制御されることにより、第二容器１２ｂから排気されるサンプルガス１００の流量、つまり、チャンバ３に流入するサンプルガス１００の流量が調整される。なお、第一バルブ１３ａ、第二バルブ１３ｂ及び第三バルブ１３ｃの一部又は全てをマスフローコントローラにしてもよい。
　第一容器１２ａ及び第二容器１２ｂには、温度を調整する温調器１１ａ，１１ｂが設けられる。温調器１１ａ，１１ｂの構成は、温調器１１と同一であり、多孔性金属錯体８ｂ，９ｂに吸着している雑ガスを多孔性金属錯体８ｂ，９ｂから取り除くことができる。
　上記のように構成されたガス測定器１Ａにおいては、サンプルガス１００が第一容器１２ａに流入し、多孔性金属錯体８ｂによってサンプルガス１００から酸素ガスが除去され、第二容器１２ｂへと送られる。そして、第二容器１２ｂにおいて多孔性金属錯体９ｂによってサンプルガス１００から窒素ガス又は希ガスが除去され、チャンバ３へと送られる。また、第一容器１２ａ及び第二容器１２ｂは、それらの導入口及び排気口が開閉できる構造を有するため、粉体の多孔性金属錯体８ｂ，９ｂが粉体の多孔性金属錯体が測定系又は大気に拡散するリスクを低減できる。このように、第一容器１２ａ及び多孔性金属錯体８ｂが第一フィルタ８を構成し、第二容器１２ｂ及び多孔性金属錯体９ｂが第二フィルタ９を構成し、第一容器１２ａ、多孔性金属錯体８ｂ、第二容器１２ｂ、多孔性金属錯体９ｂがガス測定器１におけるフィルタ７を構成する。このため、ガス測定器１Ａは、ガス測定器１と同一の効果を奏する。
　１，１Ａ…ガス測定器、２…ガスセンサ、７…フィルタ、８…第一フィルタ、９…第二フィルタ、８ａ，９ａ…袋体、８ｂ，９ｂ…多孔性金属錯体、１２ａ…第一容器、１２ｂ…第二容器、１００…サンプルガス。

Claims (6)

  1. 　大気中のサンプルガスから雑ガスを除去するフィルタと、
    　前記フィルタを通過した前記サンプルガスから対象ガスを検出するガスセンサと、
    を備え、
    　前記雑ガスは、窒素ガス、酸素ガス及び希ガスから選択された少なくとも一種のガスである、ガス測定器。
  2. 　前記フィルタは、金属イオンと有機配位子とが結合した多孔性金属錯体からなる、請求項１に記載のガス測定器。
  3. 　前記フィルタは、粉体の前記多孔性金属錯体を収容する通気性の袋体を有する、請求項２に記載のガス測定器。
  4. 　前記フィルタは、粉体の前記多孔性金属錯体を収容する容器を有し、前記容器は、前記サンプルガスを導入する導入口及び前記サンプルガスを排気する排気口を含む、請求項２に記載のガス測定器。
  5. 　前記フィルタは、酸素ガスを主に除去する前記多孔性金属錯体からなる第一フィルタと、前記第一フィルタの下流に配置され、窒素ガス及び希ガスを主に除去する前記多孔性金属錯体からなる第二フィルタとを有する、請求項２～４の何れか一項に記載のガス測定器。
  6. 　前記第一フィルタは、金属イオンとテトラシアノキノジメタンとが結合した前記多孔性金属錯体からなり、
    　前記第二フィルタは、金属イオンとテレフタル酸又はメチレンとが結合した前記多孔性金属錯体からなる請求項５に記載のガス測定器。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0275951A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Hitachi Ltd 活性炭の吸着能測定装置
JPH06265507A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Mitsubishi Electric Corp 炭酸ガス計測装置
JP2001000822A (ja) * 1999-06-21 2001-01-09 Shimizu Corp ケミカルフィルタ
JP2006313105A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Meiji Univ 空気中ベンゼンの濃縮方法、大気中ベンゼン濃度の測定方法、及び空気中ベンゼン濃縮用フィルターシステム
JP2014166971A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Nippon Steel & Sumitomo Metal 多孔性高分子金属錯体、ガス吸着材、これを用いたガス分離装置およびガス貯蔵装置
JP2017122661A (ja) * 2016-01-07 2017-07-13 紀本電子工業株式会社 揮発性有機化合物測定装置および揮発性有機化合物測定方法
JP2017149683A (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 新日鐵住金株式会社 三次元多孔高分子金属錯体、これを用いたガス吸着材、ガス分離装置、ガス貯蔵装置、触媒、導電性材料、センサー
JP2019147697A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 株式会社Ihi 酸素ガス製造装置
JP2020041833A (ja) 2018-09-07 2020-03-19 フィガロ技研株式会社 ガス検出装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0275951A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Hitachi Ltd 活性炭の吸着能測定装置
JPH06265507A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Mitsubishi Electric Corp 炭酸ガス計測装置
JP2001000822A (ja) * 1999-06-21 2001-01-09 Shimizu Corp ケミカルフィルタ
JP2006313105A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Meiji Univ 空気中ベンゼンの濃縮方法、大気中ベンゼン濃度の測定方法、及び空気中ベンゼン濃縮用フィルターシステム
JP2014166971A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Nippon Steel & Sumitomo Metal 多孔性高分子金属錯体、ガス吸着材、これを用いたガス分離装置およびガス貯蔵装置
JP2017122661A (ja) * 2016-01-07 2017-07-13 紀本電子工業株式会社 揮発性有機化合物測定装置および揮発性有機化合物測定方法
JP2017149683A (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 新日鐵住金株式会社 三次元多孔高分子金属錯体、これを用いたガス吸着材、ガス分離装置、ガス貯蔵装置、触媒、導電性材料、センサー
JP2019147697A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 株式会社Ihi 酸素ガス製造装置
JP2020041833A (ja) 2018-09-07 2020-03-19 フィガロ技研株式会社 ガス検出装置

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