WO2023282282A1

WO2023282282A1 - ガス測定装置

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Publication number: WO2023282282A1
Application number: PCT/JP2022/026807
Authority: WO
Inventors: 克彦荒谷
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2023-01-12
Also published as: CN117980726A; EP4368968A1; JPWO2023282282A1

Abstract

ガス測定装置（１００）は、試料ガス（Ｍ）を除湿する試料ガスライン（ＭＬ）と、試料ガスから分析対象のガス成分を除去した後に除湿した基準ガス（Ｒ）を生成する基準ガスライン（ＲＬ）と、基準ガスライン（ＲＬ）を通過したガスと、試料ガスライン（ＭＬ）を通過したガスとを選択的に試料セル（９）に供給する第１切換部（８）と、試料セル（９）に光を照射する光源（１０）と、光源（１０）から試料セル（９）に照射された光が試料セル（９）を透過した光強度を検出する検出部（２０）とを備える。分析対象のガス成分は、ＳＯ２ガスを含む。基準ガスライン（ＲＬ）は、試料ガス（Ｍ）を水によってバブリングさせ、試料ガス（Ｍ）からＳＯ２ガスを除去するバブリングセパレータ（１１）と、バブリングセパレータ（１１）を通過したガスを除湿する除湿装置（１２）とを含む。

Description

ガス測定装置

　本開示は、ガス測定装置に関する。

　特開平９－４９７９７号公報（特許文献１）には、試料ガスと基準ガスを切り替えてガス成分の濃度を測定する赤外線ガス分析計が開示されている。この赤外線ガス分析計では、三方弁が切換えられ、試料ガスと基準ガスとが所定周期で交互にセル内に供給される。これに並行して、モータによってセクタが回転され、光源からの赤外光がセル内に断続的に照射される。これにより、検出器は、試料ガスまたは基準ガスを透過した赤外光を交互に検出し、基準ガスの検出出力と試料ガスの検出出力の出力比によってガス成分の分析が可能となる。また、実開昭５９－２９７４８号公報（特許文献２）には、２つのセルを用いる２光路式ガス分析計が開示されている。

特開平９－４９７９７号公報実開昭５９－２９７４８号公報

　赤外線ガス分析計では、測定対象ガス成分と赤外線吸収帯が重なるガス成分（以下、干渉成分という）が試料ガスに含まれると測定誤差が生じる。たとえば、燃焼排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ_２）を測定する場合は、干渉成分としてＨＣおよびＣＯ_２が燃焼排ガス中に存在する。

　特開平９－４９７９７号公報（特許文献１）に開示されている赤外線ガス分析計では、基準ガスとして、測定対象ガス成分であるＳＯ_２が含まれない大気を使用できる。しかしながら、当該文献には記載されていないが、大気中にはＳＯ_２測定の干渉成分であるＨＣおよびＣＯ_２がほとんど含まれないため、試料ガスと基準ガスの赤外線吸収の差分の出力は、干渉成分の影響によって測定誤差が生じる可能性がある。

　これに対して、干渉成分の濃度を別途連続で測定し、測定結果を用いてリアルタイムで干渉成分の影響による誤差を補正する方法もある。しかし、この方法は、事前に試料ガス中の干渉成分の種類とその大まかな濃度が分かっていないと使えないことに加え、並行して干渉成分の濃度を検出する構成が必要となり、コストが高くなる。

　さらに、透過波長帯を絞る多層膜の光学フィルタや、干渉ガスを高濃度で充填したセルを光路に設置する干渉対策方法も考えられる。この方法は、ある程度の干渉低減効果はあるものの、十分とは言えない場合も多く、いくらか干渉誤差が残る。また、こういった光学フィルタを光路に入れることで、光が減衰するので測定精度が悪くなる。

　本開示は、開発コストを抑えつつ、ＳＯ_２の検出精度を向上させることができるガス測定装置を提供することを目的とする。

　本開示は、試料ガス中の分析対象のガス成分を測定するガス測定装置に関する。ガス測定装置は、試料ガスを除湿する試料ガスラインと、試料ガスから分析対象のガス成分を除去した後に除湿した基準ガスを生成する基準ガスラインと、試料セルと、基準ガスラインを通過したガスと、試料ガスラインを通過したガスとを選択的に試料セルに供給する第１切換部と、試料セルに光を照射する光源と、光源から試料セルに照射された光が試料セルを透過した光強度を検出する検出部とを備える。分析対象のガス成分は、ＳＯ_２ガスを含む。基準ガスラインは、試料ガスを水によってバブリングさせ、試料ガスからＳＯ_２ガスを除去するバブリングセパレータと、バブリングセパレータを通過したガスを除湿する除湿装置とを含む。

　本開示におけるガス測定装置は、分析対象のガスが水溶性であり、干渉成分ガスが非水溶性である場合に、試料ガスから分析対象のガスをバブリングセパレータで除去して基準ガスとする。このため、基準ガス中にも同じ濃度の干渉成分ガスが存在するので、干渉成分ガスの影響をキャンセルすることができる。

実施の形態１のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。検討例のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。実施の形態１の変形例のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。実施の形態２のガス測定装置の全体の構成を概略的に示す図である。検出器の信号の読み取りについて説明するための図である。実施の形態２の変形例のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

　［実施の形態１］
　図１は、実施の形態１のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。図２は、検討例のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。図１のガス測定装置１００は、図２のガス測定装置５００と基準ガスラインＲＬの構成が異なる。以下、図２と対比しながら図１の構成について説明する。

　図１に示すガス測定装置１００は、試料ガスラインＭＬと、基準ガスラインＲＬと、切換部８と、試料セル９とを備える。

　試料ガスラインＭＬには、試料ガスＭが導入される。試料ガスラインＭＬは、自然冷却によって生じるドレン水を分離するドレンセパレータ１と、試料ガスを冷却することによって除湿するクーラ２と、ドレンセパレータ１およびクーラ２で分離されるドレン水を収容するドレンポット７とを備える。

　試料ガスラインＭＬは、さらに、試料ガスＭが通過するフィルタ４と、試料ガスＭを送出するポンプ５と、試料ガスＭの流量を調整するニードル弁６とを含む。

　以上の試料ガスラインＭＬについては、図２の検討例と図１の実施の形態１では同じ構成となっている。

　図２の検討例では、基準ガスラインＲＬには大気が導入される。一方、実施の形態１では、基準ガスラインＲＬにも、試料ガスＭが導入される。図１に示す基準ガスラインＲＬは、自然冷却によって生じるドレン水によって、試料ガスＭをバブリングするバブリングセパレータ１１と、バブリングセパレータ１１通過後の試料ガス（基準ガスＲ）を冷却することによって除湿するクーラ１２と、バブリングセパレータ１１およびクーラ１２で分離されるドレン水を収容するドレンポット１７とを備える。バブリングセパレータ１１によって、試料ガスＭ中の水溶性のガス成分は除去される。

　基準ガスラインＲＬは、さらに、基準ガスＲが通過するフィルタ１４と、基準ガスＲを送出するポンプ１５と、基準ガスＲの流量を調整するニードル弁１６とを含む。

　上記の通り、本実施の形態では、基準ガスＲとして、試料ガスＭを水バブリングして水溶性のＳＯ_２を除去したガスを使用する。水バブリングには、バブリングセパレータ１１などを使用する。工場、焼却場などの燃焼排ガスが試料ガスＭである場合は、試料ガスＭ自身の水分で水バブリングできるので、バブリングセパレータ１１には、別途の水の供給は必要ない。ただし、バブリングセパレータ１１に水を補給するようにしてもよく、クーラ２または１２からのドレン水をバブリングセパレータ１１に補給しても良い。

　以下に説明する切換部８および試料セル９については、図１と図２では共通である。
　切換部８は、試料ガスラインＭＬに配置された三方弁８Ｍと、基準ガスラインＲＬに配置された三方弁８Ｒとを含む。三方弁８Ｍ，８Ｒは、選択信号ＳＥＬによって、基準ガスラインＲＬと試料ガスラインＭＬのいずれか一方を通過したガスを試料セル９に送り、他方を通過したガスを排気するように流路を構成する。

　ガス測定装置１００は、モータ１９と、セクタ１８と、光源１０と、ＳＯ２検出器２０と、制御装置３０とをさらに備える。

　試料セル９は、ガス導入口９ａとガス排出口９ｂを有する。切換部８を介して試料ガスＭまたは基準ガスＲがガス導入口９ａから試料セル９内に供給され、ガス排出口９ｂから排出される。試料セル９の一端には赤外光を発する光源１０が、また、試料セル９の他端には、試料セル９を透過した赤外光を検出するためのＳＯ２検出器２０が配設されている。

　光源１０と試料セル９端部との間には赤外光を断続するためのセクタ１８が設けられている。このセクタ１８は、遮光部と透光部とを有する。セクタ回転軸１８ｅを中心としてセクタ１８が回転するよう構成される。透光部が試料セル９上にある場合に赤外光が試料セル９内に照射され、遮光部が試料セル９上にある場合に試料セル９内への赤外光の照射が遮断される。制御装置３０は、モータ１９を介してセクタ１８の回転位置制御を行ない、また、選択信号ＳＥＬによって切換部８の駆動制御を行なう。

　ＳＯ_２は、赤外域での特有の波長の光（ＳＯ_２：７．４μｍ）を吸収する。したがって、この波長にのみ感応するＳＯ２検出器２０によって、測定ガス中を通過した後の赤外吸収を測定すれば、ＳＯ_２の濃度が測定できる。

　ＳＯ２検出器２０の内部には、試料ガス中の検出対象ガスが封入されており、内部の圧力変化によって検出対象ガス固有の周波数の赤外光強度を検出する。そして、ＳＯ２検出器２０の検出出力を受ける制御装置３０は、所定の信号処理を行ない、試料ガス中の測定ガス濃度を示す濃度値を算出する。

　図２に示した比較例のガス測定装置５００のような構成とすると、基準ガスＲ中には干渉成分であるＨＣおよびＣＯ_２が含まれておらず、試料ガスＭ中には干渉成分が含まれている。ＨＣは、Ｃ－Ｈ結合の吸収波長帯７．２μｍがＳＯ_２の吸収波長帯７．４μｍと近接している。したがって、ＨＣの影響でＳＯ_２濃度の測定に誤差が生じる。一方、ＣＯ_２の吸収波長帯４．３μｍはＳＯ_２の吸収波長帯７．４μｍとは離れているが、試料ガス中のＣＯ_２の濃度は一般にＳＯ_２の濃度よりも著しく大きいので、わずかな吸収波長帯の重なりであっても、干渉成分として影響するのでＳＯ_２濃度の測定に誤差が生じる。

　これに対し、図１に示した実施の形態１のガス測定装置１００によれば、水への溶解度が小さいＨＣおよびＣＯ_２などの干渉成分は、水バブリングでほとんど除去されず、基準ガスＲに含まれる。したがって、試料ガスＭと基準ガスＲの赤外線吸収の差分では、干渉成分の影響がキャンセルされる。このため、干渉成分の影響を受けずにＳＯ_２の濃度が測定できる。実施の形態１によれば、干渉成分やその濃度が未知の場合でも干渉成分の影響を、従来技術に比べて安価にかつ精度よく除去できる。

　［実施の形態１の変形例］
　実施の形態１では、試料セルに試料ガスと基準ガスとを交互に導入する構成のガス測定装置を示したが、同様な基準ガスラインを試料セルと基準セルの２セルを用いるガス測定装置に適用しても良い。

　図３は、実施の形態１の変形例のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。図３に示すガス測定装置１００Ａは、図１に示したガス測定装置１００の構成において、切換部８に代えて基準セル５９を備える。他の部分のガス測定装置１００Ａの構成は、図１に示したガス測定装置１００の構成と同様であるので説明は繰り返さない。

　試料ガスラインＭＬを通過した試料ガスは、そのまま試料セル９に導入される。基準セル５９は、ガス導入口５９ａとガス排出口５９ｂを有する。基準ガスラインＲＬを通過した基準ガスは、基準セル５９のガス導入口５９ａから基準セル５９に導入され、その後、ガス排出口５９ｂから排気される。ＳＯ２検出器２０は、試料セル９を透過した赤外光強度と基準セル５９を通過した赤外光強度の差を検出する。

　このように、試料セルと基準セルの２セルを用いるガス測定装置であっても、同様に干渉成分の影響を除去できる。

　［実施の形態２］
　実施の形態１では、試料ガスと基準ガスを切り替えて測定する赤外線ガス分析計において、基準ガスに、水バブリングでＳＯ_２を溶解除去した試料ガスを用いるＳＯ_２測定装置について説明した。しかし、ガス測定装置には、ＳＯ_２以外の成分も同時に測定できる多成分測定装置のニーズも存在する。

　ＳＯ_２以外に、ＮＯｘ（＝ＮＯ＋ＮＯ_２）、ＣＯ、ＣＯ_２を１つの測定装置で同時に測定しようとする場合、実施の形態１による基準ガス生成方法では、水溶性が乏しいＮＯ、ＣＯ、ＣＯ_２は、バブリングセパレータで除去されないため、ＮＯｘ、ＣＯ、ＣＯ_２測定用の基準ガスとしては不適切であるという問題がある。

　特に、ＮＯ，ＣＯ_２は、基準ガスとして使用可能なレベル（即ち、大気中濃度に対して９９，９％以上の除去率）まで、連続かつ安定的に除去するのは難しい。このため、実施の形態１の構成そのままでは、多成分ガス測定装置を構成することは難しい。ＣＯを、酸化触媒でＣＯ_２へ酸化させて除去することも考えられるが、触媒の被毒などで、必要な酸化効率を長期安定に保つことに課題がある。

　したがって、干渉影響を低減した実施の形態１のガス測定装置を使って、多成分の測定をするには、別途、ＮＯｘ、ＣＯ、ＣＯ_２の連続測定装置を設置する必要があるが、コストが高くなること、および、測定装置の設置スペースが大きく設置効率が悪いという問題がある。

　そこで、実施の形態２では、バブリングセパレータ１１の下流に三方弁１３を設け、試料ガスがバブリングセパレータ１１を通過してできたガス（Ｒ１）と大気（Ｒ２）を切換えて交互に基準ガスとして使用する。

　図４は、実施の形態２のガス測定装置の全体の構成を概略的に示す図である。
　図４に示すガス測定装置２００は、図１に示すガス測定装置１００の構成において、基準ガスラインＲＬに代えて基準ガスラインＲＬＡを備え、ＳＯ２検出器２０に代えて検出部２０Ａを備える。試料ガスラインＭＬ、切換部８、試料セル９、モータ１９、セクタ１８、および光源１０については、ガス測定装置２００は、ガス測定装置１００と共通であるので、説明は繰り返さない。

　図４に示す基準ガスラインＲＬＡは、バブリングセパレータ１１と、クーラ１２との間に三方弁１３が追加される点が図１に示す基準ガスラインＲＬと異なる。三方弁１３は、制御装置３０から与えられる選択信号ＳＥＬ２に応じて、バブリングセパレータ１１を通過した基準ガスＲ１と、大気である基準ガスＲ２とのいずれか一方を選択してクーラ１２に送る。バブリングセパレータ１１、クーラ１２、ドレンポット１７、フィルタ１４、ポンプ１５、ニードル弁１６については、図１と同じであるので、説明は繰り返さない。

　検出部２０Ａは、それぞれＳＯ_２，ＮＯ，ＣＯ，ＣＯ_２を検出対象とする、ＳＯ２検出器２２と、ＮＯ検出器２３と、ＣＯ検出器２４と、ＣＯ２検出器２５とを含む。

　ＳＯ_２、ＮＯ、ＣＯ、ＣＯ_２は、それぞれ赤外域での特有の波長の光（ＳＯ_２：７．４μｍ、ＮＯ：５．３μｍ、ＣＯ：４．６μｍ、ＣＯ_２：４．３μｍ）を吸収する。したがって、これらのそれぞれの波長にのみ感応する検出器によって、測定ガス中を通過した後の赤外吸収を測定すれば、それぞれの成分の濃度が測定できる。

　各検出器は、その内部に試料ガス中の検出対象ガスが封入されており、内部の圧力変化によって検出対象ガス固有の周波数の赤外光強度を検出する。そして、検出部２０Ａでの検出出力を受ける制御装置３０は、所定の信号処理を行ない、試料ガス中の測定ガス濃度示す濃度値を算出する。

　図５は、検出器の信号の読み取りについて説明するための図である。切換部８には選択信号ＳＥＬが入力され、三方弁１３には選択信号ＳＥＬ２が入力される。

　一例では、図５のように、選択信号ＳＥＬ２によって、基準ガスＲ１と基準ガスＲ２を２０秒毎に切換える。また試料ガスＭと基準ガスＲとを選択信号ＳＥＬによって１０秒毎に切換える。

　このようにして、試料ガスＭの検出信号を挟んで基準ガスＲ１の検出信号と基準ガスＲ２の検出信号とを交互に読み取る。時刻ｔ０～ｔ２，ｔ４～ｔ６，ｔ８～ｔ１０，…の各期間において、ＳＯ２検出器２２によって検出された前半の基準ガスＲ１の検出信号と後半の試料ガスＭの検出信号との差分で制御装置３０がＳＯ_２濃度の測定を行なう。

　また、時刻ｔ２～ｔ４，ｔ６～ｔ８，…の各期間においては、ＮＯ，ＣＯ，ＣＯ_２の測定を行なう。各期間の前半では、ＮＯ検出器２３、ＣＯ検出器２４、ＣＯ２検出器２５の各々が基準ガスＲ２の検出信号を制御装置３０に出力し、各期間の後半では、ＮＯ検出器２３、ＣＯ検出器２４、ＣＯ２検出器２５の各々が試料ガスＭの検出信号を制御装置３０に出力する。制御装置３０は、前半の信号と後半の信号との差分でＮＯ，ＣＯ，ＣＯ_２濃度の測定を行なう。

　なお、上記の説明では、ＳＯ_２濃度の測定と、ＮＯ，ＣＯ，ＣＯ_２の測定とを交互に行なう例を説明したが、基準ガスＲ１の検出信号、基準ガスＲ２の検出信号の各々を次回の測定タイミングまで記憶しておき、記憶した最新の基準ガスＲ１，Ｒ２を同時に用いて試料ガスＭの全成分の測定を毎サイクル実行することも可能である。

　実施の形態１の構成そのままでは、精度の高い多成分計を構成することができなかったが、実施の形態２では、ＳＯ_２濃度測定時の干渉除去技術を使用しつつ、測定装置１台で多成分測定が可能となる。このため、低コストで、設置スペースが小さい、低干渉ＳＯ_２計を含む多成分計が可能となる。

　［実施の形態２の変形例１］
　図４において、水溶性のＮＯ_２は、試料ガスラインＭＬではコンバータ３でＮＯに変換される。一方、基準ガスＲ１中の水溶性のＮＯ_２は、基準ガスラインＲＬＡではバブリングセパレータ１１で溶解除去される。

　このため、図５の時刻ｔ０～ｔ１におけるＮＯ検出器２３から得られる基準ガスＲ１の検出信号（第１信号とする）は、時刻ｔ１～ｔ２におけるＮＯ検出器２３から得られる試料ガスＭの検出信号（第２信号とする）よりも水溶性のＮＯ_２に相当する分のＮＯ濃度が低いことが示される。

　したがって、制御装置３０において、ＮＯ検出器２３から得られる上記第２信号と第１信号の差分によって、ＮＯ_２濃度の測定が副次的に可能となる。これを利用して、ＮＯ_２濃度の測定が可能となる多成分ガス測定装置を実現することもできる。

　［実施の形態２の変形例２］
　実施の形態２では、試料セルに試料ガスと基準ガスとを交互に導入する構成のガス測定装置を示したが、同様な基準ガスラインを試料セルと基準セルの２セルを用いるガス測定装置に適用しても良い。

　図６は、実施の形態２の変形例のガス測定装置の構成を概略的に示す図である。図６に示すガス測定装置２００Ａは、図３に示したガス測定装置２００の構成において、切換部８に代えて基準セル５９を備える。他の部分のガス測定装置２００Ａの構成は、図３に示したガス測定装置２００の構成と同様であるので説明は繰り返さない。

　このように、試料セルと基準セルの２セルを用いるガス測定装置であっても、同様にＳＯ_２濃度測定時の干渉除去技術を使用しつつ、測定装置１台で多成分測定が可能となる。

　［態様］
　上述した例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

　（第１項）本開示は、試料ガス中の分析対象のガス成分を測定するガス測定装置に関する。ガス測定装置は、試料ガスを除湿する試料ガスラインと、試料ガスから分析対象のガス成分を除去した後に除湿した基準ガスを生成する基準ガスラインと、試料セルと、基準ガスラインを通過したガスと、試料ガスラインを通過したガスとを選択的に試料セルに供給する試料ガス切換部と、試料セルに光を照射する光源と、光源から試料セルに照射された光が試料セルを透過した光強度を検出する検出部とを備える。分析対象のガス成分は、ＳＯ_２ガスを含む。基準ガスラインは、試料ガスを水によってバブリングさせ、試料ガスからＳＯ_２ガスを除去するバブリングセパレータと、バブリングセパレータを通過したガスを除湿する除湿装置とを含む。

　（第２項）本開示の他の実施形態は、試料ガス中の分析対象のガス成分を測定するガス測定装置に関する。ガス測定装置は、試料ガスを除湿する試料ガスラインと、試料ガスから分析対象のガス成分を除去した後に除湿した基準ガスを生成する基準ガスラインと、試料ガスラインを通過したガスが導入される試料セルと、基準ガスラインを通過したガスが導入される基準セルと、試料セルおよび基準セルに光を照射する光源と、光源から試料セルに照射された光が試料セルを透過した光強度と光源から基準セルに照射された光が基準セルを透過した光強度とを検出する検出部とを備える。分析対象のガス成分は、ＳＯ_２ガスを含む。基準ガスラインは、試料ガスを水によってバブリングさせ、試料ガスからＳＯ_２ガスを除去するバブリングセパレータと、バブリングセパレータを通過したガスを除湿する除湿装置とを含む。

　上記の構成によると、ガス測定装置は、分析対象のガスが水溶性であり、干渉成分ガスが非水溶性である場合に、試料ガスから分析対象のガスをバブリングセパレータで除去して基準ガスとする。このため、基準ガス中にも同じ濃度の干渉成分ガスが存在するので、干渉成分ガスの影響をキャンセルすることができる。

　（第３項）第１項または第２項において、バブリングセパレータは、バブリングに用いる水として試料ガスが冷却された時に生じるドレン水を使用する。燃焼ガスを分析する場合には、自然冷却によってガス中から水分が凝縮しバブリングセパレータに水が供給されるので外部から水をバブリングセパレータに供給する必要がない。

　（第４項）第１項または第２項において、分析対象のガス成分は、ＮＯガス、ＣＯガス、ＣＯ_２ガスのうち少なくとも１つをさらに含む。基準ガスラインは、バブリングセパレータと除湿装置との間に配置され、バブリングセパレータを通過したガスと、大気とを選択的に除湿装置に供給する基準ガス切換部をさらに含む。

　（第５項）第４項において、光源が試料セルに照射する光は、赤外光である。検出部は、ＳＯ_２ガスの濃度を検出する第１検出器と、ＮＯガス、ＣＯガス、ＣＯ_２ガスのうち少なくとも１つの濃度を検出する第２検出器とを含む。

　以上のような構成とすることによって、水溶性の分析対象ガスを精度良く測定することができ、さらに非水溶性の分析対象ガスを測定できる多成分ガス測定装置を実現することができる。

　（第６項）第１項または第２項において、分析対象のガス成分は、ＮＯガス、およびＮＯ_２ガスを含む。試料ガスラインは、試料ガスを冷却して除湿するクーラと、クーラを通過したガスのうちＮＯ_２ガスをＮＯガスに変換するコンバータとを含む。ガス測定装置は、試料ガスラインを通過したガスが試料セルに導入されたときの検出部の出力と、バブリングセパレータを通過したガスが試料セルに導入されたときの検出部の出力とに基づいて、ＮＯ_２ガスの濃度を測定する処理装置をさらに備える。

　（第７項）第６項において、光源が試料セルに照射する光は、赤外光である。検出部は、ＳＯ_２ガスの濃度を検出する第１検出器と、ＮＯガスの濃度を検出する第２検出器とを含む。

　以上のような構成とすることによって、通常ではＮＯガスと別に検出しにくいＮＯ_２ガスの濃度を副次的に測定できる多成分ガス測定装置を実現することができる。

　今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

　１　ドレンセパレータ、２，１２　クーラ、３　コンバータ、４，１４　フィルタ、５，１５　ポンプ、６，１６　ニードル弁、７，１７　ドレンポット、８　試料ガス切換部、８Ｍ，８Ｒ，１３　三方弁、９　試料セル、９ａ，５９ａ　ガス導入口、９ｂ，５９ｂ　ガス排出口、１０　光源、１１　バブリングセパレータ、１８　セクタ、１８ｅ　セクタ回転軸、１９　モータ、２０，２２，２３，２４，２５　検出器、２０Ａ　検出部、３０　制御装置、５９　基準セル、１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，５００　ガス測定装置、ＭＬ　試料ガスライン、ＲＬ，ＲＬＡ　基準ガスライン。

Claims

　試料ガス中の分析対象のガス成分を測定するガス測定装置であって、
　前記試料ガスを除湿する試料ガスラインと、
　前記試料ガスから前記分析対象のガス成分を除去した後に除湿した基準ガスを生成する基準ガスラインと、
　試料セルと、
　前記基準ガスラインを通過したガスと、前記試料ガスラインを通過したガスとを選択的に前記試料セルに供給する試料ガス切換部と、
　前記試料セルに光を照射する光源と、
　前記光源から前記試料セルに照射された光が前記試料セルを透過した光強度を検出する検出部とを備え、
　前記分析対象のガス成分は、ＳＯ_２ガスを含み、
　前記基準ガスラインは、
　前記試料ガスを水によってバブリングさせ、前記試料ガスからＳＯ_２ガスを除去するバブリングセパレータと、
　前記バブリングセパレータを通過したガスを除湿する除湿装置とを含む、ガス測定装置。
　試料ガス中の分析対象のガス成分を測定するガス測定装置であって、
　前記試料ガスを除湿する試料ガスラインと、
　前記試料ガスから前記分析対象のガス成分を除去した後に除湿した基準ガスを生成する基準ガスラインと、
　前記試料ガスラインを通過したガスが導入される試料セルと、
　前記基準ガスラインを通過したガスが導入される基準セルと、
　前記試料セルおよび前記基準セルに光を照射する光源と、
　前記光源から前記試料セルに照射された光が前記試料セルを透過した光強度と前記光源から前記基準セルに照射された光が前記基準セルを透過した光強度とを検出する検出部とを備え、
　前記分析対象のガス成分は、ＳＯ_２ガスを含み、
　前記基準ガスラインは、
　前記試料ガスを水によってバブリングさせ、前記試料ガスからＳＯ_２ガスを除去するバブリングセパレータと、
　前記バブリングセパレータを通過したガスを除湿する除湿装置とを含む、ガス測定装置。
　前記バブリングセパレータは、前記バブリングに用いる水として前記試料ガスが冷却された時に生じるドレン水を使用する、請求項１に記載のガス測定装置。
　前記分析対象のガス成分は、ＮＯガス、ＣＯガス、ＣＯ_２ガスのうち少なくとも１つをさらに含み、
　前記基準ガスラインは、
　前記バブリングセパレータと前記除湿装置との間に配置され、前記バブリングセパレータを通過したガスと、大気とを選択的に前記除湿装置に供給する基準ガス切換部をさらに含む、請求項１に記載のガス測定装置。
　前記光源が前記試料セルに照射する光は、赤外光であり、
　前記検出部は、
　ＳＯ_２ガスの濃度を検出する第１検出器と、
　ＮＯガス、ＣＯガス、ＣＯ_２ガスのうち少なくとも１つの濃度を検出する第２検出器とを含む、請求項４に記載のガス測定装置。
　前記分析対象のガス成分は、ＮＯガス、およびＮＯ_２ガスを含み、
　前記試料ガスラインは、
　前記試料ガスを冷却して除湿するクーラと、
　前記クーラを通過したガスのうちＮＯ_２ガスをＮＯガスに変換するコンバータとを含み、
　前記ガス測定装置は、
　前記試料ガスラインを通過したガスが前記試料セルに導入されたときの前記検出部の出力と、前記バブリングセパレータを通過したガスが前記試料セルに導入されたときの前記検出部の出力とに基づいて、ＮＯ_２ガスの濃度を測定する中央処理装置をさらに備える、請求項１に記載のガス測定装置。
　前記光源が前記試料セルに照射する光は、赤外光であり、
　前記検出部は、
　ＳＯ_２ガスの濃度を検出する第１検出器と、
　ＮＯガスの濃度を検出する第２検出器とを含む、請求項６に記載のガス測定装置。
　前記バブリングセパレータは、前記バブリングに用いる水として前記試料ガスが冷却された時に生じるドレン水を使用する、請求項２に記載のガス測定装置。
　前記分析対象のガス成分は、ＮＯガス、ＣＯガス、ＣＯ_２ガスのうち少なくとも１つをさらに含み、
　前記基準ガスラインは、
　前記バブリングセパレータと前記除湿装置との間に配置され、前記バブリングセパレータを通過したガスと、大気とを選択的に前記除湿装置に供給する基準ガス切換部をさらに含む、請求項２に記載のガス測定装置。
　前記光源が前記試料セルに照射する光は、赤外光であり、
　前記検出部は、
　ＳＯ_２ガスの濃度を検出する第１検出器と、
　ＮＯガス、ＣＯガス、ＣＯ_２ガスのうち少なくとも１つの濃度を検出する第２検出器とを含む、請求項９に記載のガス測定装置。
　前記分析対象のガス成分は、ＮＯガス、およびＮＯ_２ガスを含み、
　前記試料ガスラインは、
　前記試料ガスを冷却して除湿するクーラと、
　前記クーラを通過したガスのうちＮＯ_２ガスをＮＯガスに変換するコンバータとを含み、
　前記ガス測定装置は、
　前記試料ガスラインを通過したガスが前記試料セルに導入されたときの前記検出部の出力と、前記バブリングセパレータを通過したガスが前記試料セルに導入されたときの前記検出部の出力とに基づいて、ＮＯ_２ガスの濃度を測定する中央処理装置をさらに備える、請求項２に記載のガス測定装置。
　前記光源が前記試料セルに照射する光は、赤外光であり、
　前記検出部は、
　ＳＯ_２ガスの濃度を検出する第１検出器と、
　ＮＯガスの濃度を検出する第２検出器とを含む、請求項１１に記載のガス測定装置。