JPH10339725A - 大気汚染有害物質測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間においても人手を要することなく連続
測定が可能な大気汚染有害物質測定装置を提供する。 【解決手段】 サンプル導入手段２と、前記濃縮管１４
を加熱するための加熱手段１４と、流路切換手段１と
を、制御手段５１により、予め設定された制御プログラ
ムに従って所定のタイミングで制御作動させ、前記各過
程を自動的に連続しておこなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば大気中に含
まれるベンゼン、トルエン、キシレン等の特定成分をガ
スクロマトグラムを用いて測定できるようにした大気汚
染有害物質測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスクロマトグラムを用いて大気中の特
定有害物質の測定をおこなう装置は種々公知である。そ
の装置は、図示を省略するが、基本的には、例えば、サ
ンプルガスとして大気を濃縮管内に導入して特定成分を
吸着させた後、その濃縮管を加熱して特定成分を離脱さ
せ、キャリアガスに担持させて濃縮サンプルガスとし、
その濃縮サンプルガスを分離カラムや分析カラムに通し
てさらに特定成分のみを分離して分析計に導入し、ガス
クロマトグラムを得るように構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の装置
では、上述のサンプルガスの採取から特定成分のみを分
析計に導入するまでの一連の測定作業、すなわち、濃縮
管の加熱や流路の切り換え等の作業は全て人手によって
所定のタイミングが計られておこなわれており、特に、
長期間にわたって連続測定をおこなう場合には、煩に耐
えなかった。

【０００４】本発明はこのような実情に鑑みてなされ、
長期間においても人手を要することなく連続測定が可能
な大気汚染有害物質測定装置を提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、請求項１に記載の発明では、サンプル導入手段を作
動させることにより濃縮管内にサンプルガスを導入し、
サンプルガス中の特定成分をその濃縮管に吸着させる過
程と、吸着完了後に流路切換手段を切り換えてキャリア
ガスを導入すると共に、前記濃縮管を加熱して吸収され
ていた特定成分を離脱させてそのキャリヤガスに担持さ
せ、分離カラムに導入する過程と、その特定成分が前記
分離カラムから分離・放出されてしまってから所定時間
経過後に流路切換手段を切り換えて分離された特定成分
をキャリアガスに担持させて分析カラムに導入させる一
方、前記分離カラムに残留している前記特定成分以外の
サンプルガスをキャリアガスによって系外に排出させる
過程と、前記分析カラムで分離された特定成分をさらに
分析計に導入してガスクロマトグラムを得る過程とを有
し、そのガスクロマトグラムにより、大気中に含まれる
前記特定成分を測定できるようにした大気汚染有害物質
測定装置にあって、前記サンプル導入手段と、前記濃縮
管を加熱するための加熱手段と、前記流路切換手段と
を、制御手段により、予め設定された制御プログラムに
従って所定のタイミングで制御作動させ、前記各過程を
自動的に連続しておこなえるように構成してなることを
特徴としている。

【０００６】上述のように、サンプル導入手段と、濃縮
管を加熱するための加熱手段と、流路切換手段とを、予
め設定された制御プログラムに従って、所定のタイミン
グで制御作動させることにより、特定成分測定のための
全ての過程を人手を要することなく自動的に連続操作す
ることができる。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１の発
明における前記サンプル導入手段によりサンプルガスを
導入するためのサンプルガスラインと、前記分析計から
分析完了後のサンプルガスを排出させる排ガスラインと
の間にバイパスラインを設けると共に、そのバイパスラ
インとサンプルガスラインとの接続部に切換弁を設け、
その切換弁を操作することにより、サンプルガスを前記
濃縮管に導入するか、あるいは系外に排出させるかを選
択できるように構成してなることを特徴としている。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明における前記バイパスラインに校正ガスを導入
するための校正ガスラインを接続し、切換手段により、
サンプルガスに代えて校正ガスを前記サンプルガスライ
ンに導入させるように構成してなることを特徴としてい
る。

【０００９】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明における前記制御手段には、測定サイクルが所
定回数又は所定の時間に達すると、前記切換弁に弁切換
のための制御出力を送出し、自動的に校正をおこなうた
めの自動校正処理部を設けてなることを特徴としてい
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の大気汚染有害物質
測定装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は装置の全体構成を示し、図中、符号１は流路切換
手段で、例えば１０個のポート（図中、時計まわりに付
した符号ａ〜ｊで示す）を具備し、アクチュエータによ
って切換動作する十方バルブよりなる。２はサンプル導
入手段（吸引シリンダ）で、その一端が三方電磁弁３を
備えた接続管４を介してポートａに接続され、その他端
が三方電磁弁５を介してフィルタ６を備えた駆動用空気
導入口７に接続されている。なお、９は五方電磁弁、１
０はキャピラリである。

【００１１】十方バルブ１のポートｄに隣接するポート
ｂは、接続管（サンプルガスライン）１１を介してサン
プルガスの導入口１３に接続され、その接続管１１には
三方電磁弁４２とフィルタ１２とが設けられている。１
４は濃縮管で、接続管１５，１６を介して十方バルブ１
のポートｃ，ｊと接続されている。なお、その濃縮管１
４は、図示を省略するが、その管自体が通電されること
によって、発熱昇温できるように構成され、その内部に
は、特定成分を吸着させるための濃縮用充填剤が充填さ
れている。

【００１２】１７は分離カラム、１８は分析カラムで、
分離カラム１７は接続管１９，２０を介して十方バルブ
１のポートｄ，ｈに接続され、分析カラム１８の一端は
接続管２１を介してポートｇと接続され、その他端が光
イオン化検出器などよりなる分析計２２に接続されてお
り、その分析計２２の他端は接続管３５を介して排出口
２３に接続されている。

【００１３】十方バルブ１のポートｅは、キャピラリー
２４を介して接続管（排ガスライン）３５と接続されて
いる。また、ポートｆは接続管２８に接続され、その接
続管２８はキャリアガス（例えばＮ₂ ガス）の導入口３
０に接続され、その接続管２８にはニードバルブ２６、
圧力調整弁２７、電磁弁３６、フィルタ２９が設けられ
ている。ポートｈに隣接するポートｉは、接続管３６を
介してニードバルブ２６と圧力調整弁２７との間の接続
管２８に接続され、その接続管３６にはニードバルブ３
７が設けられている。３４は恒温槽である。３３はフィ
ルタ３８を介して濃縮管１４の近傍に設けられた接続管
で、空冷装置（図示省略）が設けられている。

【００１４】３９は接続管３５と接続管１１に設けた三
方電磁弁４２との間に接続されたバイパスライン、４０
はそのバイパスライン３９と接続管１１との間の流路に
接続されたオーバーフロー用のポンプ、２５は校正ガス
入口で、例えばＮ₂ ガスボンベ等が接続され、その校正
ガス入口２５とバイパスライン３９とに接続される校正
ガスライン４５に電磁弁４１とキャピラリ４３とが設け
られている。なお、電磁弁４１と三方電磁弁４２で請求
項３でいう切換手段を構成している。

【００１５】上述の三方電磁弁（切換弁）４２を開閉す
ることによって、サンプルガスを濃縮管１４に導入する
か、あるいはバイパスライン３９を介して系外に排出さ
せるかを選択することができ、これにより、サンプルガ
スを常時供給し続けることが可能となるので、従来のよ
うに、バッファ等にサンプルガスを貯留させて測定する
場合に比べて、サンプルガスの経時的な濃度変化をより
正確に把握することができる。なお、その三方電磁弁４
２には下記のように所定のタイミングでコントローラ５
１により制御作動させるのが好ましい。

【００１６】本発明では、上述のように構成される装置
を、制御手段であるコントローラ５１により、予め設定
された制御プログラムに従って所定のタイミングで制御
作動させるようにしており、吸引シリンダ２、三方電磁
弁４２、濃縮管１４の加熱手段、十方バルブ１がコント
ローラ５からの制御出力によって駆動される。以下に、
そのコントローラ５１によっておこなわれる測定フロー
を説明する（図２参照）。なお、濃縮管１４はそれ自体
に通電されることにより発熱・昇温するように構成され
ている。

【００１７】まず、図１に示される状態（三方電磁弁４
２が開）にて、吸引シリンダ２を作動させ（Ｓ１）、導
入口１３からサンプルガス（大気）を導入し、濃縮管１
４にベンゼン，トルエン，キシレン等の特定成分を吸着
させる（Ｓ２）。

【００１８】吸着完了後のタイミングを読み、十方バル
ブ１を切り換え（破線の状態とし）（Ｓ３）、キャリア
ガスを導入すると共に、濃縮管１４を加熱し、吸着され
ていた特定成分を離脱させてそのキャリアガスに担持さ
せ、分離カラム１７に導入する（Ｓ４，Ｓ５）。

【００１９】その分離カラム１７では、特定成分が他の
成分と分離され（Ｓ６），その分離された特定成分が分
離カラム１７から放出されてしまってから所定時間経過
後に、その特定成分が接続管２０からポートｈ，ｇを通
過してしまうまでのタイミングを読み、十方バルブ１を
実線の状態に切り換える（Ｓ７）。

【００２０】分離カラム１７から分離・放出された特定
成分をキャリアガスに担持させて分析カラム１８に導入
する（Ｓ８）一方、分離カラム１７に残っている特定成
分以外のサンプルガスをキャリアガスに担持させて排出
口２３からバックフラッシュさせる（Ｓ９）。

【００２１】分析カラム１８ではさらに特定成分のみが
分離・生成されて分析計２２に導入され、例えば図３に
示すようなクロマトグラムが得られる。図３にて、Ｂは
ベンゼン、Ｔはトルエン、Ｘはキシレンを示す。なお、
分析後の特定成分は排出口２３から排出される。

【００２２】上述の一連の測定サイクルを１０分間で終
了させるのが好ましく、直ちに次回の測定サイクルを繰
り返し連続しておこない、長期間人手を要さず自動測定
をおこなうことができるが、特に、本発明では、所定の
タイミングで電磁三方弁４２をオン作動させることによ
り、サンプルガスをバイパスライン３９を経由させて系
外に排出させ、常時、サンプルガスを供給し続けること
ができ、濃度変化をリアルタイムで正確に把握すること
ができる。また、所定回数の測定サイクルが完了した時
点または所定の測定時間が経過した時点で、その三方電
磁弁４２と電磁弁４１とをオン作動させることにより、
自動的にスパン校正をおこなえるようにすることもでき
る。

【００２３】そのためには、コントローラ５１のＣＰＵ
内に自動校正処理部（図示省略）を設け、例えば、測定
サイクルが所定回数に達すると、請求項２でいう切換弁
である電磁弁４１と三方電磁弁４２とに、弁切り換えの
ための制御出力を送出し、校正ガスをサンプルガスライ
ン１１に自動的に導入してスパン校正がおこなえるよう
に構成すればよく、校正終了後、直ちに測定サイクルを
継続できるようにすればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、サンプル導入手段と、濃縮管の加熱手段
と、流路切換手段とを、制御手段によって、所定のタイ
ミングで制御作動させ、一連の測定過程を自動的に連続
しておこなえるようにしたので、時間の無駄なく、短時
間の測定サイクルで連続的な自動測定が可能となる。

【００２５】請求項２に記載の発明では、切換弁の操作
で、サンプルガスを濃縮管に導入するか、系外に排出さ
せるかを選択できるようにしたので、サンプルガスライ
ンにサンプルガスを常に供給し続けることができ、サン
プルガスの濃度変化をリアルタイムで正確に把握するこ
とができる。

【００２６】請求項３に記載の発明では、サンプルガス
ラインに校正ガスを導入させるようにしたので、自動測
定が終了した適当な時点で容易に校正をおこなうことが
できる。

【００２７】請求項４に記載の発明では、自動校正処理
部によって、所定回数の測定サイクルが終了した時点ま
たは所定の測定時間が経過した時点で、校正ガスをサン
プルガスラインに導入し、自動的に校正をおこなうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の大気汚染有害物質測定装置の一実施形
態を示す全体構成図である。

【図２】同自動測定を説明するためのフローチャートで
ある。

【図３】同ガスクロマトグラムの一例を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…流路切換手段（十方バルブ）、２…サンプル導入手
段（吸引シリンダ）、１１…サンプルガスライン、１４
…濃縮管（加熱手段）、１７…分離カラム、１８…分析
カラム、２２…分析計、３５…排ガスライン、３９…バ
イパスライン、４１，４２…切換手段、４２…切換弁、
４４…校正ガスライン、５１…制御手段（ＣＴＲ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 純治 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンプル導入手段を作動させることによ
   り濃縮管内にサンプルガスを導入し、サンプルガス中の
   特定成分をその濃縮管に吸着させる過程と、吸着完了後
   に流路切換手段を切り換えてキャリアガスを導入すると
   共に、前記濃縮管を加熱して吸収されていた特定成分を
   離脱させてそのキャリヤガスに担持させ、分離カラムに
   導入する過程と、その特定成分が前記分離カラムから分
   離・放出されてしまってから所定時間経過後に流路切換
   手段を切り換えて分離された特定成分をキャリアガスに
   担持させて分析カラムに導入させる一方、前記分離カラ
   ムに残留している前記特定成分以外のサンプルガスをキ
   ャリアガスによって系外に排出させる過程と、前記分析
   カラムで分離された特定成分をさらに分析計に導入して
   ガスクロマトグラムを得る過程とを有し、そのガスクロ
   マトグラムにより、大気中に含まれる前記特定成分を測
   定できるようにした大気汚染有害物質測定装置におい
   て、前記サンプル導入手段と、前記濃縮管を加熱するた
   めの加熱手段と、前記流路切換手段とを、制御手段によ
   り、予め設定された制御プログラムに従って所定のタイ
   ミングで制御作動させ、前記各過程を自動的に連続して
   おこなえるように構成してなることを特徴とする大気汚
   染有害物質測定装置。
2. 【請求項２】 前記サンプル導入手段によりサンプルガ
   スを導入するためのサンプルガスラインと、前記分析計
   から分析完了後のサンプルガスを排出させる排ガスライ
   ンとの間にバイパスラインを設けると共に、そのバイパ
   スラインとサンプルガスラインとの接続部に切換弁を設
   け、その切換弁を操作することにより、サンプルガスを
   前記濃縮管に導入するか、あるいは系外に排出させるか
   を選択できるように構成してなることを特徴とする請求
   項１に記載の大気汚染有害物質測定装置。
3. 【請求項３】 前記バイパスラインに校正ガスを導入す
   るための校正ガスラインを接続し、切換手段により、サ
   ンプルガスに代えて校正ガスを前記サンプルガスライン
   に導入させるように構成してなることを特徴とする請求
   項２に記載の大気汚染有害物質測定装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段には、測定サイクルが所定
   回数又は所定の時間に達すると、前記切換弁に弁切換の
   ための制御出力を送出し、自動的に校正をおこなうため
   の自動校正処理部を設けてなることを特徴とする請求項
   ３に記載の大気汚染有害物質測定装置。