JPH032844Y2 - - Google Patents
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- JPH032844Y2 JPH032844Y2 JP18635284U JP18635284U JPH032844Y2 JP H032844 Y2 JPH032844 Y2 JP H032844Y2 JP 18635284 U JP18635284 U JP 18635284U JP 18635284 U JP18635284 U JP 18635284U JP H032844 Y2 JPH032844 Y2 JP H032844Y2
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- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 50
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
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- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
大気中や排ガス中などのNOxを測定分析する
化学発光式分析計に関する。
化学発光式分析計に関する。
(ロ) 従来技術
化学発光式の分析計は、NOとO3とを反応さ
せ、発光する光エネルギーを測定するものであ
る。この光エネルギーはNOの質量流量に比例す
るため、従来の化学発光式分析計においては常に
所定流量のサンプルガスを採取しながら化学発光
による光量を検出して、サンプルガスのNO又は
NOx濃度を算出するようにしてきた。従つて分
析計の分析精度はサンプルガスの採取流量を所定
値に管理する制御機構の能力に依存するものであ
つた。
せ、発光する光エネルギーを測定するものであ
る。この光エネルギーはNOの質量流量に比例す
るため、従来の化学発光式分析計においては常に
所定流量のサンプルガスを採取しながら化学発光
による光量を検出して、サンプルガスのNO又は
NOx濃度を算出するようにしてきた。従つて分
析計の分析精度はサンプルガスの採取流量を所定
値に管理する制御機構の能力に依存するものであ
つた。
また、従来の化学発光式分析計においては、解
決すべき次のような問題点がある。すなわち、 (1) この流量制御にはフロコントローラ、減圧
弁、背圧弁などが用いられるが、サンプルガス
流量はガス中の異物などの外乱により影響をう
けやすいため、それを常に一定流量(例えば
500±5ml/min)に制御しながら採取するこ
とは技術的に容易でない。
決すべき次のような問題点がある。すなわち、 (1) この流量制御にはフロコントローラ、減圧
弁、背圧弁などが用いられるが、サンプルガス
流量はガス中の異物などの外乱により影響をう
けやすいため、それを常に一定流量(例えば
500±5ml/min)に制御しながら採取するこ
とは技術的に容易でない。
(2) サンプルガス流量の一定制御に用いる従来の
制御機構は、通常0.5〜1.0Kg/cm3の圧力損失
を有するため、サンプルガスが加圧されるが、
この加圧によつてサンプルガス中に水分が発生
することがある。
制御機構は、通常0.5〜1.0Kg/cm3の圧力損失
を有するため、サンプルガスが加圧されるが、
この加圧によつてサンプルガス中に水分が発生
することがある。
(ハ) 考案の目的
この考案はこれらの事情に鑑みてなされたもの
で、その主目的の一つは、サンプルガス流量を一
定量に制御する制御機構が不要で、高精度な測定
が可能な化学発光式分析計を提供することにあ
る。
で、その主目的の一つは、サンプルガス流量を一
定量に制御する制御機構が不要で、高精度な測定
が可能な化学発光式分析計を提供することにあ
る。
(ニ) 考案の構成
この考案の構成を第1図を用いて説明する。
101は一酸化窒素NOとオゾンO3とを反応させ
化学発光させる反応槽、102は反応槽101へ
窒素酸化物を含む気体を供給するサンプルガス供
給手段、103は反応槽101へオゾンガスを供
給するオゾンガス供給手段、104はサンプルガ
ス供給手段102の流量を測定し、その流量に比
例する第1信号e1を出力する流量測定手段、1
05は反応槽101の化学発光量を検出し、その
光量に比例する第2信号e2を出力する光量検出
手段、106は第2信号e2の第1信号e1に対
する比e2/e1を演算して出力e3を出力する
演算手段である。
化学発光させる反応槽、102は反応槽101へ
窒素酸化物を含む気体を供給するサンプルガス供
給手段、103は反応槽101へオゾンガスを供
給するオゾンガス供給手段、104はサンプルガ
ス供給手段102の流量を測定し、その流量に比
例する第1信号e1を出力する流量測定手段、1
05は反応槽101の化学発光量を検出し、その
光量に比例する第2信号e2を出力する光量検出
手段、106は第2信号e2の第1信号e1に対
する比e2/e1を演算して出力e3を出力する
演算手段である。
このような構成において、サンプルガス供給手
段102から供給されるサンプルガスの一酸化窒
素濃度を〔C〕(ppm)、流量をQ(ml/min)と
すると、流量測定手段の出力e1は流量Qに比例
するから e1=K1・Q ……(1) (ただし、K1は比例定数) で表わされる。また、反応槽101においてはよ
く知られた反応式、 NO+O3→NO2 *+O2 ……(A) NO2 *→NO2+hν ……(B) (ただし、NO2 *は励起状態のNO2,hはプラ
ンク定数、νは発光エネルギーの振動数) によつて、NOとO3とが反応し発光エネルギーhν
を放出する。従つて光量検出手段105の出力e
2は反応槽101に存在するNO量に比例するの
で、 e2=K2・〔C〕・Q ……(2) で表わされる。ところで演算手段106の出力e
3は、 e3=e2/e1 ……(3) であるから、(1),(2)式より(3)式が演算されて e3=K2・〔C〕・Q/K1・Q =K2/K1・〔C〕 ……(4) となり、ガス流量Qに無関係に濃度〔C〕に比例
した出力e3が得られることになる。また、この
ときオゾンガスは一定量(rich条件)以上の濃度
があれば、その流量が変動しても前記(A),(B)式の
反応に関与しないことは周知の通りである。
段102から供給されるサンプルガスの一酸化窒
素濃度を〔C〕(ppm)、流量をQ(ml/min)と
すると、流量測定手段の出力e1は流量Qに比例
するから e1=K1・Q ……(1) (ただし、K1は比例定数) で表わされる。また、反応槽101においてはよ
く知られた反応式、 NO+O3→NO2 *+O2 ……(A) NO2 *→NO2+hν ……(B) (ただし、NO2 *は励起状態のNO2,hはプラ
ンク定数、νは発光エネルギーの振動数) によつて、NOとO3とが反応し発光エネルギーhν
を放出する。従つて光量検出手段105の出力e
2は反応槽101に存在するNO量に比例するの
で、 e2=K2・〔C〕・Q ……(2) で表わされる。ところで演算手段106の出力e
3は、 e3=e2/e1 ……(3) であるから、(1),(2)式より(3)式が演算されて e3=K2・〔C〕・Q/K1・Q =K2/K1・〔C〕 ……(4) となり、ガス流量Qに無関係に濃度〔C〕に比例
した出力e3が得られることになる。また、この
ときオゾンガスは一定量(rich条件)以上の濃度
があれば、その流量が変動しても前記(A),(B)式の
反応に関与しないことは周知の通りである。
このようにして、この考案によれば、サンプル
ガス流量を検出することによりガス流量を常に一
定値に維持する制御を必要としない化学発光式分
析計が提供される。
ガス流量を検出することによりガス流量を常に一
定値に維持する制御を必要としない化学発光式分
析計が提供される。
なお、流量測定手段104には、熱電対やサー
ミスタなどを利用した熱線流量計を用いることが
好ましい。また演算手段106には集積回路で構
成されたアナログ演算回路やデジタル演算回路を
用いることができる。出力e3は、アナログ又は
デジタルメータで表示してもよいし、記録計その
他への制御入力としてもよい。
ミスタなどを利用した熱線流量計を用いることが
好ましい。また演算手段106には集積回路で構
成されたアナログ演算回路やデジタル演算回路を
用いることができる。出力e3は、アナログ又は
デジタルメータで表示してもよいし、記録計その
他への制御入力としてもよい。
(ホ) 実施例
以下図面に示す実施例に基づいて、この考案を
詳述する。なお、これによつてこの考案が限定さ
れるものではない。
詳述する。なお、これによつてこの考案が限定さ
れるものではない。
第2図において1はサンプルガス入口、2はサ
ンプルガス中の粉塵を除去するフイルター、3は
校正ガス入口、4はサンプルガスと校正ガスとを
切替える切替電磁弁、5は「NO測定」モード用
流路、6は「NOx測定」モード時にNO2をNOに
変換するコンバータ、7は「NO測定」と「NOx
測定」を切替えるモード切替電磁弁、8はポンプ
であり、これらはサンプルガス供給手段Aを構成
する。9はサンプルガスの流量を測定し流量に比
例する電圧E1を出力する熱線流量計、10は
NOとO3との反応槽、11は反応後のサンプルガ
スを排出する排気口である。12はオゾン発生用
空気入口、13はポンプ、14は空気を冷却して
空気中の水分を除去するためのクーラ通路、15
はニードル弁付流量計、16は空気中で無声放電
を行いO3を発生させるオゾン発生器であり、こ
れらはオゾンガス供給手段Bを構成する。17は
反応槽10の化学発光量を検出する光電子増倍
管、18は光電子増倍管17が反応槽10から受
光する光を周期的に遮光する遮光板、19は遮光
板18を回転させるモータ、23は光電子増倍管
17用の光学フイルター、20は光電子増倍管の
出力を増幅して電圧E2を出力する増幅器、21
は電圧E2のE1に対する比E2/E1を演算し
て電圧E3を出力する演算器、22は演算器21
の出力を記録する記録計である。
ンプルガス中の粉塵を除去するフイルター、3は
校正ガス入口、4はサンプルガスと校正ガスとを
切替える切替電磁弁、5は「NO測定」モード用
流路、6は「NOx測定」モード時にNO2をNOに
変換するコンバータ、7は「NO測定」と「NOx
測定」を切替えるモード切替電磁弁、8はポンプ
であり、これらはサンプルガス供給手段Aを構成
する。9はサンプルガスの流量を測定し流量に比
例する電圧E1を出力する熱線流量計、10は
NOとO3との反応槽、11は反応後のサンプルガ
スを排出する排気口である。12はオゾン発生用
空気入口、13はポンプ、14は空気を冷却して
空気中の水分を除去するためのクーラ通路、15
はニードル弁付流量計、16は空気中で無声放電
を行いO3を発生させるオゾン発生器であり、こ
れらはオゾンガス供給手段Bを構成する。17は
反応槽10の化学発光量を検出する光電子増倍
管、18は光電子増倍管17が反応槽10から受
光する光を周期的に遮光する遮光板、19は遮光
板18を回転させるモータ、23は光電子増倍管
17用の光学フイルター、20は光電子増倍管の
出力を増幅して電圧E2を出力する増幅器、21
は電圧E2のE1に対する比E2/E1を演算し
て電圧E3を出力する演算器、22は演算器21
の出力を記録する記録計である。
次にこの構成における作用を説明する。サンプ
ルガスはポンプ8によつてサンプルガス入口1か
ら導入され、フイルター2で約5ミクロンメータ
以上のダストが除去された後、「NO」か「NOx」
のいずれかの測定モードに、モード切替電磁弁に
よつて切替えられ、熱線流量計9を介して反応槽
10へ供給される。このとき熱線流量計9は流量
に比例する電圧E1を出力する。
ルガスはポンプ8によつてサンプルガス入口1か
ら導入され、フイルター2で約5ミクロンメータ
以上のダストが除去された後、「NO」か「NOx」
のいずれかの測定モードに、モード切替電磁弁に
よつて切替えられ、熱線流量計9を介して反応槽
10へ供給される。このとき熱線流量計9は流量
に比例する電圧E1を出力する。
一方、空気入口12からポンプ13によつて導
入される空気は、クーラ通路14で5℃以下に冷
却され除湿され、ニードル弁付流量計で0.8/
min程度の流量に調整されてオゾン発生器16に
供給される。オゾン発生器16では供給される空
気の約1%の量のオゾンが発生し、そのオゾンは
反応槽10へ導入される。反応槽10ではサンプ
ルガス中のNOとO3とが反応して発光し、その光
の波長はNOに特有なスペクトル(0.6〜3マイク
ロメータ)もつため、比較的長波長測定が可能な
光電子増倍管17により検出される。光の強度は
NOの質量流量に比例するので、光電子増倍管1
7はNO濃度に比例した信号を出力する。なお反
応槽において発光する光は、NOとO3以外にO3と
C2H4、硫黄化合物などサンプルガス中に含まれ
る共存成分によつて発光する光を含むため、それ
らの不要な光を除去するために光学フイルター2
3が設置される。またNOとO3との反応による光
は微弱光であるためその安定性を向上させるため
光電子増倍管17に入る光を遮光板18によつて
断続光にして光電子増倍管17の出力信号を交流
信号にしている。
入される空気は、クーラ通路14で5℃以下に冷
却され除湿され、ニードル弁付流量計で0.8/
min程度の流量に調整されてオゾン発生器16に
供給される。オゾン発生器16では供給される空
気の約1%の量のオゾンが発生し、そのオゾンは
反応槽10へ導入される。反応槽10ではサンプ
ルガス中のNOとO3とが反応して発光し、その光
の波長はNOに特有なスペクトル(0.6〜3マイク
ロメータ)もつため、比較的長波長測定が可能な
光電子増倍管17により検出される。光の強度は
NOの質量流量に比例するので、光電子増倍管1
7はNO濃度に比例した信号を出力する。なお反
応槽において発光する光は、NOとO3以外にO3と
C2H4、硫黄化合物などサンプルガス中に含まれ
る共存成分によつて発光する光を含むため、それ
らの不要な光を除去するために光学フイルター2
3が設置される。またNOとO3との反応による光
は微弱光であるためその安定性を向上させるため
光電子増倍管17に入る光を遮光板18によつて
断続光にして光電子増倍管17の出力信号を交流
信号にしている。
光電子増倍管17の出力信号は増幅器20によ
つて電圧E2に増幅され、熱線流量計9の出力電
圧E1と共に演算器21に入力される。演算器2
1はE2/E1を演算して電圧E3を出力し、電
圧E3は記録計22に記録される。ところで、第
2図において、ポンプ8によつて導入するサンプ
ルガス流量が変動してもその流量は熱線流量計9
によつて監視され、その出力E1として検出され
ると同時に、反応槽17ではNOの質量流量に比
例する光の強さが測定され電圧E2として検出さ
れ、その比E2/E1が演算されて電圧E3とし
て出力されるので、前述の式(4)によりサンプルガ
ス流量に無関係にNO濃度が検出される。
つて電圧E2に増幅され、熱線流量計9の出力電
圧E1と共に演算器21に入力される。演算器2
1はE2/E1を演算して電圧E3を出力し、電
圧E3は記録計22に記録される。ところで、第
2図において、ポンプ8によつて導入するサンプ
ルガス流量が変動してもその流量は熱線流量計9
によつて監視され、その出力E1として検出され
ると同時に、反応槽17ではNOの質量流量に比
例する光の強さが測定され電圧E2として検出さ
れ、その比E2/E1が演算されて電圧E3とし
て出力されるので、前述の式(4)によりサンプルガ
ス流量に無関係にNO濃度が検出される。
第3図は、この実施例の性能試験時の各出力電
圧および検出濃度の記録の一例を示している。す
なわち、サンプルガスとして、100ppmNOおよ
び200ppmNOを含む2種類の標準ガスを切換え
て導入した場合の測定結果である。
圧および検出濃度の記録の一例を示している。す
なわち、サンプルガスとして、100ppmNOおよ
び200ppmNOを含む2種類の標準ガスを切換え
て導入した場合の測定結果である。
最初の1分間は100ppmNOガスを、次の1分
間は200ppmNOを、それぞれ流量を人為的に300
〜800ml/minの範囲に変動させ、電圧E1と、
電圧E2と、電圧E3によつて換算した検出濃度
を記録した例をそれぞれ第3図a,b,cに示し
ている。第3図aの電圧E1の変化は熱線流量計
9が流量300〜800ml/minの変化に比例追従した
値を出力することを示し、第3図bの電圧E2の
変化は反応槽17の発光量の時間的変化が忠実に
出力されることを示し、第3図cはE2/E1の
演算結果によつてサンプル流量の変化に無関係に
サンプルガスの濃度が精度よく検出されることを
示している。
間は200ppmNOを、それぞれ流量を人為的に300
〜800ml/minの範囲に変動させ、電圧E1と、
電圧E2と、電圧E3によつて換算した検出濃度
を記録した例をそれぞれ第3図a,b,cに示し
ている。第3図aの電圧E1の変化は熱線流量計
9が流量300〜800ml/minの変化に比例追従した
値を出力することを示し、第3図bの電圧E2の
変化は反応槽17の発光量の時間的変化が忠実に
出力されることを示し、第3図cはE2/E1の
演算結果によつてサンプル流量の変化に無関係に
サンプルガスの濃度が精度よく検出されることを
示している。
このように、この実施例は、従来から行われて
きた流量を一定に管理することは不要となり、精
度の良好な分析が可能となることを示している。
きた流量を一定に管理することは不要となり、精
度の良好な分析が可能となることを示している。
(ヘ) 考案の効果
この考案によれば、サンプルガス流量の変化を
検出し、その検出値と化学発光の光の強さとの比
をとることにより、サンプルガス流量に無関係に
NO濃度が高精度に検出され、従来から用いられ
てきたサンプルガスを一定に管理するための制御
機構が不要となる。
検出し、その検出値と化学発光の光の強さとの比
をとることにより、サンプルガス流量に無関係に
NO濃度が高精度に検出され、従来から用いられ
てきたサンプルガスを一定に管理するための制御
機構が不要となる。
第1図はこの考案の構成を示す構成図、第2図
はこの考案の一実施例を示す構成図、第3図は第
2図の性能の一例を示すグラフである。 1……サンプルガス入口、9……熱線流量計、
10……反応槽、16……オゾン発生器、17…
…光電子増倍管、20……増幅器、21……演算
器、22……記録計。
はこの考案の一実施例を示す構成図、第3図は第
2図の性能の一例を示すグラフである。 1……サンプルガス入口、9……熱線流量計、
10……反応槽、16……オゾン発生器、17…
…光電子増倍管、20……増幅器、21……演算
器、22……記録計。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (a) 一酸化窒素とオゾンとを反応させ化学発光さ
せる反応槽、 (b) 前記反応槽へ窒素酸化物を含む気体を供給す
るサンプルガス供給手段、 (c) 前記反応槽へオゾンガスを供給するオゾンガ
ス供給手段、 (d) 前記サンプルガス供給手段の流量を測定し、
その流量に比例する第1信号を出力する流量測
定手段、 (e) 前記反応槽の化学発光量を検出し、その光量
に比例する第2信号を出力する光量検出手段、 (f) 前記第2信号の前記第1信号に対する比を演
算して出力する演算手段、 から構成された化学発光式分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18635284U JPH032844Y2 (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18635284U JPH032844Y2 (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102855U JPS61102855U (ja) | 1986-06-30 |
| JPH032844Y2 true JPH032844Y2 (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=30743820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18635284U Expired JPH032844Y2 (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH032844Y2 (ja) |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP18635284U patent/JPH032844Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61102855U (ja) | 1986-06-30 |
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