JPH0816659B2 - ガス濃度測定機の校正方法及びその実施に使用される装置 - Google Patents

ガス濃度測定機の校正方法及びその実施に使用される装置

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JPH0816659B2
JPH0816659B2 JP61246178A JP24617886A JPH0816659B2 JP H0816659 B2 JPH0816659 B2 JP H0816659B2 JP 61246178 A JP61246178 A JP 61246178A JP 24617886 A JP24617886 A JP 24617886A JP H0816659 B2 JPH0816659 B2 JP H0816659B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はガス濃度測定機の校正方法及びその実施に
使用される校正装置に関するものである。
従来の技術 従来特定のガスにつき、その濃度を測定する測定機は
数多く提供されているが、すべて該特定のガスについて
メーカーで校正する必要があり、1台の測定機で不特定
の複数種類のガスを測定できず、またデータを記録する
ことができるものではなく、個人ばくろ測定には使用す
ることができない。またガス測定においては、測定機の
指示値と対象ガス成分量との関係を正しく知ることが重
要であり、そのために標準ガスの調整が行われる。従来
そのための方法としては拡散セルによる方法及び一定量
の液を定容の容器内で気化させる方法等がその代表的な
方法とされている。
発明が解決しようとする問題点 ところで前記従来の調整方法のうちの前者にあつて
は、多量の清浄空気を必要とするばかりでなく、濃度が
安定するまでに長時間を必要とするという問題があり、
また後者にあつては、ガスセンサを校正するのに使用し
ようとしても、容器内にセンサを設置しにくくて、使用
することができないという問題がある。さらに両者とも
実験室において使用されるように構成されていて、測定
現場においては使用が困難であり、また容器の洗浄に手
間がかかるという問題もある。
そこでこの発明の目的は、前記従来の測定機の校正方
法及びその校正装置のもつ問題を解決し、使用者が測定
現場において、標準ガスの調整及びそれに基づく測定機
の校正を簡単な操作で、比較的短い時間に行うことがで
き、1台の測定機が複数種類のガス濃度測定を可能とす
る校正方法及びその実施に使用される装置を提供するに
ある。
問題点を解決するための手段 この発明は前記のような目的を達成するにつき、特許
請求の範囲第1項に記載の発明は、半導体センサを有す
るガス濃度測定機の前記半導体センサを気体循環系路に
設置された試験槽内に設置し、前記気体循環系路内を清
浄気体によって清浄にするとともに、該気体循環系路内
を清浄気体で満たし、その後該気体循環系路内を標準ガ
スを循環させ、前記半導体センサの出力値がガス濃度に
対応するように前記ガス濃度測定機を調整することを特
徴とするものであり、特許請求の範囲第2項に記載の発
明は、気体循環系路と、この気体循環系路へ清浄気体を
供給し排出するために気体循環系路に設けられた気体の
供給口及び排出口と、気体循環系路に設けられた試験槽
及び気液注入口と、気体循環系路に設けられて気体循環
系路内を気体を循環させるポンプとを具えていることを
特徴とするものである。
作 用 前記の方法においては、清浄気体がポンプによつて循
環系路内を循環充満し、そのときのセンサ出力が0にな
るように調整したうえ、標準ガスまたは標準液を循環系
路内に導入し、それらが循環路内で希釈されて一定時間
後にそのガス濃度が所定値となつた際、センサの出力値
がその数値と異つた場合にスパン調整によつてそれらを
一致させることとなる。
実 施 例 第1〜3図には、この発明の方法により校正されるガ
ス濃度測定機1が示されている。
第1図に示す測定機1は、半導体センサ3、アンプ
4、時計5、キースイツチ6、A/D変換器7、演算処理
部8、ROM9、RAM10等を有する制御手段と、液晶表示部1
1と、メモリカード12及び電源回路13とを具えている。
この測定機1は携帯型、設置型のいずれとしてもよく、
携帯型の場合の電源回路13はバツテリ内蔵型となる。
前記のものにおいて、半導体センサとしては各種のも
のが使用されてよいのであるが、その最適なものとして
特開昭59−143946号公報に開示されたものがあり、それ
の構成を第2、第3図を参照して簡単に述べる。その詳
細は該公報に記述を参照されたい。
本実施例における半導体センサは第2図中15で示さ
れ、16が基板、17が絶縁層、18が金属層である。金属層
18はそれぞれが2つの電極部と1つの細線部を有する3
本のパタンに形成されており、22と24がヒーター、22
a、22d、24c、24fがヒーター電極、23がガス検知用リー
ド、23b、23eが検出用電極である。21はガス検知用半導
体層である。19は絶縁層であり、各電極部(22a、23b、
24c、24d、23e、24f)には絶縁層19の窓開けの後バンブ
20が形成されている。このガス検出装置15は、フイルム
26上に装着されたリード箔31(6本)を各電極部(22
a、23b、24c、22d、23e、24f)のバンブ20に加熱ボンデ
イングすることによりフイルム26上に装着されており、
下方は下カバー27、上方は防爆ネツト29と防塵フイルタ
ー30によつて覆われている。防爆ネツト29と防塵フイル
ター30はフイルム26上に設けられた上カバーワク28に取
り付けられ固定されている。防爆ネツト29は着火防止用
である。防塵フイルター30はガス検出装置15が微細構造
であつて、表面に付着したゴミによつて寿命の低下や動
作が不安定になる等の影響を受けるのを防ぐ為であり、
本実施例のガス検出装置15をフイルム26に取り付ける場
合には、0.1μm以上のゴミを通さず尚且つガスの流出
入には支障を起さないグラスウールを使用している。ガ
スはこの防爆ネツト29と防塵フイルター30を通してガス
検知用半導体21に吸着される。
第4〜6図には、この発明の方法の際使用される校正
装置2についての詳細が示されている。
校正装置2においては、一方にガス吸込口36が他方に
活性炭フイルタ付空気吸込口37がそれぞれ設けられた吸
気管38に3方コツク39を介して連結管40の一端が連結さ
れている。そしてこの連結管40の他端には4方コツク41
を介して、その2方には閉管路42が、また一方には排気
管44がそれぞれ連結されている。
そして閉管路42にはコツク41から遠ざかる方向に順次
バツフアタンク45、試験槽46、サンプリング口47、気液
注入口48及びポンプ49が配置されている。このポンプ49
はダイヤフラムポンプまたはベローズポンプ等からな
り、気体接触部はテフロン、ガラスまたはステンレス等
の腐食や吸着の少ないものによつて形成される。
第5図にはサンプリング口47、気液注入口48の、また
第6図には試験槽46の口部が示されており、これらの口
部にはそれぞれテフロン張りシリコン栓50、51が施さ
れ、シリコン栓50はパツキンを通して、シリジン針(図
示せず)を差込めるようになつている。
第7図には、試験層46にセンサ3を装着した状態を示
し、この際の栓50′はセンサ止具51及びコード52装着用
の孔53を有しているものとなつている。
この校正装置2の各部材は、それぞれ図示しない継手
によつて分離可能に接続され、その結果一部の変換及び
各部の清掃が別個に行われるようになつている。またバ
ツフアタンク45及び試験槽46等にヒーターを付設し、温
度を一定に保つようにしてもよく、それらは組立てられ
た後は一体となつて保管、運搬が容易なように構成す
る。
第8図は、測定機1の校正時における作動についての
フローチヤートであり、これをも参照して校正作業につ
いて説明する。
センサ3を第7図示のように試験槽46に装着し、3方
コツク39を第9図(イ)に示す位置とし、4方コツク41
を第10図(a)に示す位置とすると、吸気管38の吸込口
37の活性炭フイルタを通して清浄空気が連結管40を通し
て閉管路42に導入されて、排気管44から排出されるよう
になるので、4方コツク41を第10図(b)に示す位置に
切換えて排気管44を閉鎖し、これによつて校正装置2の
系内が清浄空気で充満される。そこでこのとき表示部11
に表示されるセンサ3の出力値が0となるように制御手
段の操作により自動的にゼロ調整を行う。
ここで気液注入口48からシリジン等を用いて、標準液
または標準ガスを注入すると、標準液は気化希釈されて
ガスとなり、また標準ガスは希釈されて、この希釈され
たガスが系内に充満し、一定時間後にその濃度Cは次式
で計算したものとなる。
(1) 標準液注入の場合 M:分子量 ρ:密度(g/ml) V:標準液注入量(μ) A:系内の容量() T:氷点温度273.15(゜K) t:温度(℃) (2) 標準ガス注入の場合 c:標準ガス濃度(ppm) v:標準ガス量(ml) この場合、標準液または標準ガスを順次追加注入して
いくことにより、系内のガス濃度Cを段階的に上昇させ
ることができる。
ここに1例として系内の容量が5のものを使用し、
25℃のときのアセトンの注入量μと、系内のアセトン
の濃度ppmの関係を第11図のグラフに示す。
つぎに他の例として標準液としてトルエンを使用した
場合について説明すると、ガスセンサ3の出力の0調整
後、アセトンに代えてトルエン1μを注入し、前記に
よりトルエン濃度を46ppmに調整し、そのときのセンサ
3の出力値を読み、その値が46ppm以外であることが表
示されれば、制御手段の操作によりスパン調整を行つ
て、表示値が46ppmとなるように調整し、これによりガ
スセンサ3の出力値が正しい値を示すこととなる。
この場合センサ3の出力電圧と、ガス濃度との関係は
直線関係でないので、演算処理部8内で直線化し、それ
が液晶表示部11に表示されることとなり、これによつて
測定機1の校正作業が終了する。
このようにして校正を終えた測定機1により、その後
に測定現場の環境中の被検ガスを測定し、それが表示部
11に表示されることとなり、その際キースイツチ6によ
つて書込み開始信号を送ると、メモリカード12に被検ガ
スの濃度を蓄積して行くことができる。そしてこのメモ
リカードをパソコン等に読み出させ、気中濃度の経時変
化を第12図に示すようにグラフ化してみることができ
る。
前記校正作業中サンプリング口47を利用し、ここから
ガスタイトシリンジ等により系内のガスを採取し、これ
をガスクロマトグラフ分析等のための標準ガスとして使
用することができる。
前記のようにして校正作業が終了すると、校正装置2
の系内を洗浄することとなるが、それには3方コツク39
を第9図(ハ)または(ニ)に示す位置とし、4方コツ
ク41を第10図(a)に示す位置とし、ポンプ49を作動す
る。このポンプ49の作動によつて系内は減圧状態となつ
て、各部材の内壁に吸着している物質を排出することと
なる。
その後3方コツク39を第9図(イ)または(ロ)の位
置とすると、吸込口37からの清浄空気または吸込口36か
らの窒素ガス等で系内を置換することとなる。
前記のような清浄作業を繰返えすことにより、系内の
洗浄が行われることとなるが、その際ヒータ等により装
置を加熱すると洗浄が一層効果的になされる。
前記のような校正装置にあつては、接ガス部に濃度の
経時変化を少くするように、吸着、分解の少ないテフロ
ン、ガラスまたはステンレス等を使用するのがよい。ま
た試験槽46に部材を入れて異なるガスによる劣化試験を
行うことができる。
発明の効果 この発明は前記のようであつて、ガス濃度測定機の半
導体センサを試験槽中に設置し、この試験槽が標準ガス
循環系路に設置され、この循環系路を清浄気体で清浄化
した後、該系路内を標準ガスを循環させ、このガス濃度
に対応するように前記センサの出力を調整するようにし
たので、使用者が標準ガスの調整及び測定機の校正を測
定現場において簡単に実施することができ、したがつて
1台の測定機で異つたガスの測定が可能となり、清浄気
体や標準液または標準ガスの使用が少量ですむのに加え
て、校正作業が迅速に行われるという効果がある。その
ため有機溶剤等の作業者の個人ばくろ濃度の経時変化の
測定も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の測定機の実施例の概略回路図、第
2図は、同上のものに最適な半導体センサの概略図、第
3図は、同上の線III−IIIによる断面図、第4図は、こ
の発明の校正装置の実施例の概略図、第5図は、第4図
の5部分の拡大断面図、第6図は、第4図の6部分の拡
大断面図、第7図は、第6図示のものに測定機のセンサ
を装着した状態を示す図面、第8図は、この発明の方法
実施時における測定機のフローチヤート図、第9図
(イ)(ロ)(ハ)(ニ)は、第4図のものの3方コツ
クの作動説明図、第10図(a)(b)は、同4方コツク
の作動説明図、第11図は、第4図のものにおけるアセト
ン注入量と濃度との関係を示すグラフ、第12図は測定機
による測定時における気中濃度と時間との関係を示すグ
ラフである。 1……測定機、2……校正装置 3……半導体センサ、7……A/D変換器 8……演算処理部、9……ROM 10……RAM、11……液晶表示部 37……活性炭フイルター付空気吸込口、39……3方コツ
ク 41……4方コツク、42……閉管路 44……排気管、46……試験槽 48……気液注入口、49……ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 中野 克 東京都大田区北馬込1丁目17番1号 リコ ーテクノリサーチ株式会社内 (72)発明者 新井 洋一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (56)参考文献 実公 昭49−4395(JP,Y1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体センサを有するガス濃度測定機の前
    記半導体センサを気体循環系路に設置された試験槽内に
    設置し、前記気体循環系路内を清浄気体によって清浄に
    するとともに、該気体循環系路内を清浄気体で満たし、
    その後該気体循環系路内を標準ガスを循環させ、前記半
    導体センサの出力値がガス濃度に対応するように前記ガ
    ス濃度測定機を調整することを特徴とするガス濃度測定
    機の校正方法。
  2. 【請求項2】気体循環系路と、この気体循環系路へ清浄
    気体を供給し排出するために気体循環系路に設けられた
    気体の供給口及び排出口と、気体循環系路に設けられた
    試験槽及び気液注入口と、気体循環系路に設けられて気
    体循環系路内を気体を循環させるポンプとを具えている
    ことを特徴とするガス濃度測定機の校正装置。
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