JPS6336265Y2 - - Google Patents

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JPS6336265Y2
JPS6336265Y2 JP19147480U JP19147480U JPS6336265Y2 JP S6336265 Y2 JPS6336265 Y2 JP S6336265Y2 JP 19147480 U JP19147480 U JP 19147480U JP 19147480 U JP19147480 U JP 19147480U JP S6336265 Y2 JPS6336265 Y2 JP S6336265Y2
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は煙道ガス中のNH3濃度とか大気中
のNO2濃度およびNOX濃度とかの測定に用いら
れる装置で、2系列のガス分析系を有し、その2
台のガス分析計の出力信号を演算処理することに
よつて上記のような多成分の試料ガス中の特定成
分ガスの濃度測定を行う装置の改良に関するもの
である。
一般にケミルミー法(化学発光法)と呼ばれ
NO、C2H4、COなどのガスがO3(オゾン)また
は原子状酸素と反応するとき発する光の強さを光
電子増倍管で検出し、微量のNH3やNOX濃度を
高い感度で連続測定する装置は公害関連で広く用
いられている。この装置はたとえば煙道排ガス中
のNH3濃度測定装置のばあい1本のガスサンプ
リングプローブパイプで試料ガスをサンプリング
してダストフイルタを介して2系列に分岐する
か、もしくはダストカバーを有する2本のガスサ
ンプリングプローブパイプで最初から2系列に分
離して試料ガスをサンプリングするように構成さ
れている。このいずれの方法においても1方の系
列を(A)系列、他方の系列を(B)系列とすれば、(A)系
列へサンプリングされた試料ガスはまづ金属酸化
物によるNH3酸化触媒槽、つぎに特殊カーボン
材によるNO2→NO還元のガスコンバータなどの
成分変換部を経てクーラ・フイルタ・ポンプなど
からなる分析前処理部を介して前述した化学発光
式分析部に入る。この(A)系列の分析系のガス濃度
出力信号(EA)はEA=Σ(NO+NO2+NH3)と
なり、この(EA)中の(NO+NO2)は一般の煙
道排ガス中にNH3とともに存在するNOXによる
ものである。そのためこの(NO+NO2)濃度を
別の方法で検出し、これを上記(EA)信号から
減算しなければ正しいNH3濃度が測定できない。
これが(B)系列を設ける理由であり、この系列は(A)
系列の構成からNH3酸化触媒槽を除いたもので
あるから、それを通つた試料ガスのガス濃度出力
信号(EB)はEB=Σ(NO+NO2)となる。この
2系列の(A),(B)分析部の出力信号EA,EBを減算
器に入力し(EA−EB=ED)の出力信号はΣ(NO
+NO2+NH3)−Σ(NO+NO2)=NH3となりこ
れが求めるNH3の濃度測定値となるのである。
ところで一般にガス分析計の測定値にはサンプリ
ング装置の不備にもとづく誤差と分析計自身の誤
差の総合的な誤差が含まれる。これを確かめて測
定値を補正する校正は通常既知濃度の標準ガスを
用いてたとえばゼロ目盛および全目盛範囲(スパ
ンと呼ぶ)の70%〜80%の目盛において実験的ま
たは自動的に行つている。第1図はその校正を図
示したもので横軸は被測定ガス濃度(D)で例として
0〜100ppmNH3濃度とする。タテ軸はガス濃度
測定装置の出力信号(E)で電圧DC(V)である。上
記のゼロおよびスパン校正によつてガス濃度
0ppmの(DO)とたとえばスパンガス80ppmによ
る校正点(DS)の出力信号(EO),(ES)を補正
したとする。特性(CA)は前述の(A)系列の分析
出力信号(EA)のもの、特性(CB)は同じく前
述の(B)系列の分析出力信号(EB)であり、この
ようにゼロおよびスパンガスを用いてO点とS点
との指示を完全に調整したばあいにおいてもその
中間の測定範囲においては濃度と出力信号との直
線特性(CS)に対しそれぞれ個有の非直線的特性
を示す。この非直線的特性の最大偏差は通常±
0.5〜±1%のものであるが、今たとえば上記(A),
(B)系列の試料ガスがNH3=0ppm、NOX=50ppm
であり、その濃度(DX)における(A)分析特性が
−1%、(B)分析特性が+0.6%の器差をもつてい
たとすると、その出力信号はEA=0.495V、EB
0.503Vとなり前述したEA−EB=EDの減算処理に
よつての出力信号は−0.008Vとなり、測定装置
としてのNH3濃度マイナス0.8ppmという表示を
することになる。このようなガス濃度がマイナス
を示すことはその絶対値の誤差の大小にかかわら
ず、測定者に計器不信感をもたせる結果となり、
前述のようなNH3の微量測定のばあい特に問題
とされる欠点がある。これを防止するためには被
測定ガスの濃度をあらかじめ指定してその濃度に
近い標準ガスで分析計2台を個別に校正しておく
よりほかに方法がないが、そのような校正作業は
はん雑でかつその都度いろいろの濃度の標準ガス
を要することとなり、実際には行われにくいもの
である。
この考案は以上の現況に鑑みてなされたもので
従来の多成分系被測定ガスを2台の分析計の出力
信号を減算処理してそのガス中の特定成分のガス
濃度を測定する形式のガス濃度測定装置の欠点を
解消するものである。すなわち被測定ガスを分離
する2つの系の成分変換部(酸化・還元などのガ
スコンバータ)と濃度分析部との中間流路に上記
2系列相互のガスを連通する流路を設けるととも
に、この連通流路と一方の系の中間流路との接続
部に流路切換弁を設ける。この切換弁の切換えに
よつて弁を設けた側の系を閉じると同時に上記連
通流路を開放することで2つの系の濃度分析部に
切換弁の設けない側の系の成分ガスが同時に流れ
る。この成分の等しいガスの濃度値に対する2つ
の分析部の検出信号を比較器にて比較し、その出
力である偏差は2つの分析部の個有器差の合成さ
れたものであり、これを零にするたとえばデイジ
タル自動校正回路を設け、2つの検出信号の減算
処理後の特定成分のガス濃度測定値から上記合成
器差を補正するように構成したものである。以上
の構成によつてガス濃度測定開始時多くの異なる
濃度の標準ガスによる2台の個別校正を必要とせ
ず、常に被測定ガス濃度に対応して2台の分析計
の器差を完全かつ自動的に補正する校正が行わ
れ、正確な測定ができ、とくに微量ガス濃度の高
精度測定に最適の装置の提供を図るものである。
なお前記NH3酸化触媒槽をNH3還元触媒槽にお
きかえ、NH3をH2とN2に還元分解してその差か
らNH3を測定する方法においても同様に適用さ
れるものである。
以下図面によつてこの考案の実施例を説明す
る。第2図はこの考案の実施例装置として化学発
光式NH3濃度測定装置の構成を示すブロツク図
である。1は排煙道、2はその煙道壁、3,4は
(A),(B)系列のそれぞれのガスサンプリングプロー
ブパイプ、5は3,4にサンプリングされる同一
の排煙道ガス(試料ガス)、6,7は上記3,4
の保持フランジ、8,9はガスサンプリングプロ
ーブで、パイプヒータやダストフイルタなどを内
蔵している。10は(A)系列のNH3酸化器で、高
温の金属触媒によつてNH3→NOに変換するガス
コンバータ。11,12は(A),(B)系列ともに
NO2→NOガスコンバータで、特殊カーボンで還
元作用をする。(A)系列の11のコンバータを経た
ガス13は、Σ(NO+NO2+NH3)に、(B)系列
の12のコンバータを経たガス14はΣ(NO+
NO2)にそれぞれ成分が変換されている。15,
16は分析前処理部で、クーラ・フイルタ・ポン
プなどを内蔵している。この15,16を経たガ
スを24,25とする。以上までの構成は従来装
置と同一であり、装置の種類によつてはサンプリ
ングプローブパイプを1本とし、試料ガス5を吸
引したのち(A),(B)2系列に分岐する形式のものも
多い。この考案の要部の一つは15,16のそれ
ぞれの分析前処理部から17,18の化学発光式
濃度分析部への中間流路19,20に相互の系の
連通流路21を設けるとともに、たとえば(A)系列
の中間流路19に切換弁22を設けたことであ
る。切換弁22は3ポート22a,22b,22
cとT形流路22fを有し、測定時には(M)の
状態にして上記19の中間流路をポート22aと
22bとで開放し、連通流路21をポート22c
で閉じている。校正の際には上方に図示したよう
に(C)の状態に自動的に切換えられ、上記19の流
路入力側ポート22aを閉じ代りに連通流路21
をポート22cからポート22bによつて分析部
17へ連通する。つぎに23は従来装置と同じ演
算処理部で(A)系列の分析部出力信号(EA)から
(B)系列のそれ(EB)を減算処理する減算回路で、
EA−EB=Σ(NO+NO2+NH3)−Σ(NO+NO2
=NH3、これが求めるNH3濃度測定値となる出
力信号(ED)である。上記切換弁22を(M)
の状態にしたきの23の減算回路までの構成は従
来装置と同一であり、第1図で説明した分析部1
7,18の器差が原因でその合成による(ΔE)
の測定誤差が上記出力信号(ED)に入ることと
なり、前述のようにNH3濃度が0ppmにもかかわ
らず−0.8ppmなどの誤つた表示をするのである。
そこでこの考案の装置においてはたとえば連続測
定開始時に第1図で示したゼロ(DO)およびス
パン(DS)の標準ガスによる自動校正を行つた
後、22の切換弁を自動的に(C)の状態に切換え
る。この作動によつて試料ガス5が(B)系列で成分
変換されΣ(NO+NO2)になり16で処理され
たガス24が18の分析部と同時に21の連通流
路を介して17の分析部にも入ることとなる。こ
のガス24がたとえば第1図での(DX)=50ppm
であつたとすれば前述したように17,18の両
分析部の出力信号(EA′),(EB′)は(EA′≠EB′)
で(ΔE)だけの偏差が23減算回路(比較回路
として働く)の出力信号となる。この(ΔE)の
偏差をこの考案の第二の要部である自動校正回路
26に入力されるとこれがたとえばデイジタル的
に記憶される。この記憶が行われたのち点線27
の連動作動によつて22の切換弁が(M)の状態
にもどされ正規の測定に入り、前述のとおり23
の減算信号(ED)の特定ガス濃度信号が26の
自動校正回路に入力されると、ここにおいて
(ED−ΔE)の校正が行われ、この校正信号28が
29の濃度表示部に送られて指示および記録され
るのである。このようにして同一成分の変換ガス
を校正に際して2つの分析部に同時に通すことに
よつてその個有の器差を検出してこれを測定値か
ら自動的に補正する自動校正によつてゼロ点、ス
パン点の中間の任意の濃度の試料ガスに対しても
分析部の器差による偏差を除去して特定ガス濃度
が測定できるものとなる。すなわち試料ガスの濃
度に相当する標準ガスをその都度用いて2台の分
析計を校正するのとほぼ同一の効果を有するもの
となる。ここでほぼ同一と断つたのは2台の分析
計の試料ガス濃度値における器差が(+)または
(−)のいずれかに同方向に偏つてしかもその器
差がほぼ同じであるというような特異なばあい
は、測定の絶対値に上記器差が誤差として入るか
らである。また測定点において誤差±0とした校
正方法であるので、もし試料ガス濃度が上昇また
は減小方向に大幅に変動したばあいは第1図で示
したように2つの特性(CA)(CB)の非直線性の
ために(ΔE)が変化する。このため(ΔE)の変
化分だけが微小ではあるが測定誤差となる。これ
を防止するには上記のようなガス濃度(DX)が
大幅に変動したことを記録などによつて判つたと
き随時前述の校正を行えばよい。しかし実際の操
業条件では上記のような大幅の変動が生じること
は稀であり、随時校正は作業としては容易に行え
るものである。
以上がこの考案の一実施例であるが、切換弁を
設ける系は(A)系列でなく(B)系列でも作用は同じで
ある。またこの考案はNH3濃度測定装置に限定
されるものではなく、同一構成でNOX濃度測定
装置にも用いられるし、またNO+NO2を(A)系列
で、NOを(B)系列で検出してΣ(NO+NO2)−
ΣNOの演算処理によつてNO2濃度を測定する装
置にも同様適用できる。このように2の分析系を
用いて多成分試料ガス中の特定成分のガス濃度を
測定するあらゆるガス濃度測定装置に適用できる
ものでさる。また第1図で示した合成器差の発生
は例で示したマイナスとは限らず±2%〜0%の
範囲内でいろいろになるとはいうまでもない。
この考案は以上のように構成されているので従
来の2系列の分析によつて、多成分系試料ガス中
の特定成分の濃度測定装置の欠点を解消し、2台
の分析計の個有器差の微小な差を同一ガスにて正
確に検出するという着想のもとに構成したもの
で、ゼロ・スパン校正では校正しえない中間目盛
範囲における実際測定するガス濃度に相当する数
多くの標準ガスでの校正とほぼ同一の効果が得ら
れるもので、いいかえると分析計の目盛全範囲の
特性校正を常に行つているものである。このため
どのようなガス濃度値の測定においても2台の分
析計の器差の影響が指示に現われることがなく、
きわめて微量のガス濃度でも高精度で測定できる
大きい効果だけでなく、ばあいによつては標準ガ
スによるゼロ・スパン校正を省くことが可能とな
る便宜な装置を提供しえたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の装置において2台の濃度分析計
の出力信号にその個有の特性が演算処理の際測定
誤差となることを説明するグラフ、第2図はこの
考案の実施例としてNH3濃度を測定する自動校
正式ガス濃度測定装置の構成を示すブロツク図で
ある。 3,4……2つの系(A),(B)のガスサンプリング
プローブパイプ、5……多成分系被測定ガス、
8,9……(A),(B)系のガスサンプリングプロー
ブ、10,11,15……(A)系列の成分変換部
(分析前処理部を含む)、12,16……(B)系列の
成分変換部(分析前処理部を含む)、EA,EB……
(A),(B)系の成分濃度検出信号、ED……上記
(EA),(EB)の差信号(特定成分の濃度比例信
号)、17,18……(A),(B)系の濃度分析部、1
9,20……(A),(B)系の成分変換部と濃度分析部
との中間流路、21……相互の系を連通する流
路、22……流路切換弁、24……上記流路切換
弁の切換えによつて連通される一つの系(B)の成分
変換ガス、EA′,EB′……上記連通した同一成分
ガス24による濃度分析部相互の検出信号、ΔE
……上記(EA′)と(EB′)との比較による偏差、
26……上記(ΔE)の偏差を自動的に零にする
校正回路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 多成分系被測定ガスを2つの系に分離してそれ
    ぞれの成分変換部と濃度分析部により異なる方法
    でその組成成分を分析検出し、この2つの成分濃
    度検出信号の差によつて前記被測定ガス中の特定
    成分の濃度を測定する装置において、前記2つの
    系の成分変換部と濃度分析部との中間流路におい
    て相互の系を連通する流路ならびにこの流路の一
    方の連通端に流路切換弁を設けるとともに、この
    流路切換弁の切換えによつて連通される一つの系
    の成分変換ガスに対する前記濃度分析部相互の検
    出信号を比較し、その比較による偏差を自動的に
    零にする校正回路を設けたことを特徴とする自動
    校正式ガス濃度測定装置。
JP19147480U 1980-12-26 1980-12-26 Expired JPS6336265Y2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2605718B2 (ja) * 1987-06-22 1997-04-30 株式会社島津製作所 化学発光式窒素酸化物測定装置
EP2856146A1 (de) * 2012-05-30 2015-04-08 Beko Technologies GmbH Messgerät und verfahren zum erfassen des kohlenwasserstoffanteils in gasen unter berücksichtigung von querempfindlichkeiten

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