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JP6611316B2 - Nitrogen oxide concentration measuring device - Google Patents

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JP6611316B2
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Description

本発明は、窒素酸化物濃度計測装置に関する。   The present invention relates to a nitrogen oxide concentration measuring apparatus.

下記非特許文献1には、燃焼排ガス中の高濃度成分ガスを計測する場合に、センサの保護や計測の継続を目的として窒素酸化物等のサンプルガス(窒素酸化物含有ガス)を希釈することが記載されている。また、下記非特許文献2には、高温の試料ガスを乾燥させるために希釈ガスで希釈することが記載されている。さらに、下記非特許文献3には、成分ガスを希釈ガスで希釈することにより低濃度の調整ガス(校正用ガス)を得る校正用ガス調整装置が記載されている。   Non-Patent Document 1 below describes dilution of sample gas (nitrogen oxide-containing gas) such as nitrogen oxide for the purpose of protecting the sensor and continuing measurement when measuring high-concentration component gas in combustion exhaust gas. Is described. Non-Patent Document 2 below describes that a high-temperature sample gas is diluted with a dilution gas in order to dry it. Further, Non-Patent Document 3 below describes a calibration gas adjustment device that obtains a low-concentration adjustment gas (calibration gas) by diluting a component gas with a dilution gas.

ハンディタイプ燃焼排ガス計testo340の製品説明ホームページ(http://www.testo.jp/products/01/testo340.html)Product explanation homepage of the handy type flue gas meter testo340 (http://www.testo.jp/products/01/testo340.html) JIS B 7982 付属書5(規定) 「排ガス中の窒素酸化物自動測定器の試料ガス希釈について」JIS B 7982 Annex 5 (normative) “About sample gas dilution of automatic measuring instrument for nitrogen oxides in exhaust gas” 社団法人日本環境技術協会 「環境大気常時監視実務推進マニュアル(第三版)」Japan Environmental Technology Association "Environmental Atmospheric Continuous Monitoring Practice Manual (Third Edition)"

ところで、サンプルガス(窒素酸化物含有ガス)を希釈して濃度計測を行う場合、サンプルガスの流量と希釈ガスの流量とを所望流量に設定して混合し、当該混合によって得られた調整ガスの濃度をセンサで計測する。そして、この調整ガスの濃度(実計測値)に予め取得された希釈倍率を乗算した値を最終的な濃度計測値とする。この場合、上記希釈倍率は、サンプルガス(窒素酸化物含有ガス)の計測時に得られた直接的な値ではなく、事前に取得された間接的な値なので、誤差要因となり得る。   By the way, when measuring the concentration by diluting the sample gas (nitrogen oxide-containing gas), the sample gas flow rate and the dilution gas flow rate are set to a desired flow rate and mixed, and the adjustment gas obtained by the mixing is mixed. The concentration is measured with a sensor. A value obtained by multiplying the concentration (actual measurement value) of the adjustment gas by a dilution factor acquired in advance is used as a final concentration measurement value. In this case, the dilution factor is not a direct value obtained at the time of measurement of the sample gas (nitrogen oxide-containing gas), but is an indirect value acquired in advance, which may cause an error.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、窒素酸化物含有ガスを希釈して窒素酸化物濃度を計測するに際して希釈倍率を並行して確認することを目的とするものである。   This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and it aims at confirming a dilution ratio in parallel, when diluting nitrogen oxide containing gas and measuring a nitrogen oxide density | concentration.

上記目的を達成するために、本発明では、第1の解決手段として、窒素酸化物含有ガスを所定の希釈ガスで希釈して窒素酸化物濃度を計測する窒素酸化物濃度計測装置であって、前記希釈ガスとして不活性ガスを取り込み、前記不活性ガスの流量及び別途取り込んだ前記窒素酸化物含有ガスの流量を所望流量にそれぞれ調節する流量調節手段と、該流量調節手段で流量調節された前記窒素酸化物含有ガス及び前記希釈ガスを混合させて調整ガスを生成するガス混合手段と、前記調整ガスの窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、前記調整ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、前記酸素濃度検出手段における酸素濃度検出値、前記窒素酸化物含有ガスの既知の酸素濃度及び前記窒素酸化物濃度検出手段における窒素酸化物濃度検出値に基づいて、前記不活性ガスによる前記窒素酸化物含有ガスの希釈倍率と前記窒素酸化物含有ガスの窒素酸化物濃度を演算する演算手段とを備える、という手段を採用する。   In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solving means, a nitrogen oxide concentration measuring apparatus for measuring a nitrogen oxide concentration by diluting a nitrogen oxide-containing gas with a predetermined dilution gas, An inert gas is taken in as the dilution gas, a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the inert gas and the flow rate of the nitrogen oxide-containing gas separately taken to a desired flow rate, and the flow rate adjusted by the flow rate adjusting means, A gas mixing means for generating a regulated gas by mixing a nitrogen oxide-containing gas and the dilution gas, a nitrogen oxide concentration detecting means for detecting the nitrogen oxide concentration of the regulated gas, and detecting the oxygen concentration of the regulated gas Oxygen concentration detection means, oxygen concentration detection value in the oxygen concentration detection means, known oxygen concentration of the nitrogen oxide-containing gas, and nitrogen acid in the nitrogen oxide concentration detection means Based on the object density detection value, wherein and a calculation means for calculating a dilution ratio with the nitrogen oxides concentration of the nitrogen oxide-containing gas in the nitrogen oxide-containing gas with inert gas, to adopt a means of.

本発明では、第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記流量調節手段は、前記窒素酸化物含有ガスが流通する第1の毛細管と、前記不活性ガスが流通する第2の毛細管を備える、という手段を採用する。   In the present invention, as the second solving means, in the first solving means, the flow rate adjusting means includes a first capillary through which the nitrogen oxide-containing gas flows and a second capillary through which the inert gas flows. A means of providing a capillary tube is adopted.

本発明では、第3の解決手段として、上記第1または第2の解決手段において、前記流量調節手段は恒温槽を備える、という手段を採用する。   In the present invention, as the third solving means, in the first or second solving means, a means is adopted in which the flow rate adjusting means includes a thermostatic bath.

本発明では、第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、前記調整ガスあるいは前記不活性ガスを順次選択して前記酸素濃度検出手段に供給する選択手段を備える、という手段を採用する。   In the present invention, as a fourth solution means, in any one of the first to third solution means, a selection means for sequentially selecting the adjustment gas or the inert gas and supplying it to the oxygen concentration detection means is provided. , Is adopted.

本発明では、第5の解決手段として、上記第4の解決手段において、前記選択手段は、前記調整ガスあるいは前記不活性ガスに加えて、前記希釈ガスで希釈する前の前記窒素酸化物含有ガスを順次選択して前記酸素濃度検出手段に供給する、という手段を採用する。   In the present invention, as the fifth solving means, in the fourth solving means, the selecting means includes the nitrogen oxide-containing gas before being diluted with the dilution gas in addition to the adjustment gas or the inert gas. Are sequentially selected and supplied to the oxygen concentration detecting means.

本発明では、第6の解決手段として、上記第1〜第5のいずれかの解決手段において、前記窒素酸化物含有ガスに含まれる二酸化窒素を一酸化窒素に還元する還元手段と、該還元手段を迂回する迂回経路と、前記還元手段あるいは前記迂回経路を択一的に選択する第2の選択手段とをさらに備える、という手段を採用する。   In the present invention, as sixth solving means, in any one of the first to fifth solving means, a reducing means for reducing nitrogen dioxide contained in the nitrogen oxide-containing gas to nitrogen monoxide, and the reducing means A detour route for detouring and a second selection unit for alternatively selecting the return unit or the detour route is employed.

本発明では、第7の解決手段として、上記第1〜第6のいずれかの解決手段において、前記不活性ガスは窒素である、という手段を採用する。   In the present invention, as a seventh solving means, in the first to sixth solving means, a means is adopted in which the inert gas is nitrogen.

本発明によれば、希釈ガスとして酸素を含まない不活性ガスを採用し、窒素酸化物濃度検出手段による調整ガスの窒素酸化物濃度と並行して、酸素濃度検出手段で調整ガスの酸素濃度を検出するので、演算手段において窒素酸化物含有ガスにおける既知の酸素濃度と上記調整ガスの酸素濃度とに基づいて希釈倍率を演算する。
したがって、本発明によれば、窒素酸化物含有ガスを不活性ガスで希釈して窒素酸化物濃度の濃度計測を行うに際して、窒素酸化物含有ガスの希釈倍率を並行して取得することが可能であり、よって希釈倍率を並行して確認しつつ窒素酸化物濃度を計測することができる。
According to the present invention, an inert gas containing no oxygen is used as the dilution gas, and the oxygen concentration of the adjustment gas is adjusted by the oxygen concentration detection means in parallel with the nitrogen oxide concentration of the adjustment gas by the nitrogen oxide concentration detection means. Therefore, the dilution rate is calculated based on the known oxygen concentration in the nitrogen oxide-containing gas and the oxygen concentration in the adjustment gas.
Therefore, according to the present invention, when diluting the nitrogen oxide-containing gas with an inert gas and measuring the concentration of the nitrogen oxide concentration, it is possible to obtain the dilution ratio of the nitrogen oxide-containing gas in parallel. Therefore, it is possible to measure the nitrogen oxide concentration while confirming the dilution rate in parallel.

本発明の一実施形態に係る窒素酸化物濃度計測装置の装置構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the apparatus structure of the nitrogen oxide concentration measuring apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において希釈後のサンプルガス(調整ガス)の酸素濃度と希釈倍率との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the oxygen concentration of the sample gas (adjustment gas) after dilution, and dilution magnification in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の変形例に係る窒素酸化物濃度計測装置の装置構成を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the apparatus structure of the nitrogen oxide concentration measuring apparatus which concerns on the modification of one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る窒素酸化物濃度計測装置(以下、単に計測装置という。)について説明する。
この計測装置は、窒素酸化物含有ガスであるサンプルガス(原ガス)を所定の希釈ガスで希釈して窒素酸化物(NO)の濃度を計測する装置であり、図1に示すように希釈部A1と計測部A2とを備える。また、この計測装置は、特に酸素(O)が大気(空気)と同程度(約21%)含まれたもの、例えば空気を窒素酸化物(NO)のキャリアガスとする窒素酸化物含有ガスを計測対象とするものである。
Hereinafter, a nitrogen oxide concentration measuring apparatus (hereinafter simply referred to as a measuring apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
This measuring device is a device that measures the concentration of nitrogen oxides (NO x ) by diluting a sample gas (raw gas), which is a nitrogen oxide-containing gas, with a predetermined dilution gas, and is diluted as shown in FIG. A part A1 and a measurement part A2 are provided. In addition, this measuring device particularly contains oxygen (O 2 ) in the same degree (about 21%) as the atmosphere (air), for example, nitrogen oxide containing nitrogen as a carrier gas of nitrogen oxide (NO x ). Gas is to be measured.

なお、図1では、本発明を説明する上で本質的に重要でない構成要素、例えば各種の開閉弁やフィルタ、またNO検出器30及びO検出器31の校正に関係する部品等については省略している。 In FIG 1, the elements that are not on essential importance in describing the present invention, for example, various on-off valve and filter, also for the part or the like relating to the calibration of the NO X detector 30 and O 2 detectors 31 Omitted.

上記サンプルガス(原ガス)は、本実施形態における計測対象ガスであり、上述したように空気(大気)をキャリアガスとし、かつ比較的高濃度の窒素酸化物(NO)を含有する窒素酸化物含有ガスである。また、サンプルガス(原ガス)に含まれる窒素酸化物(NO)は、一酸化窒素(NO)及び/あるいは二酸化窒素(NO)である。このようなサンプルガス(原ガス)は、外部のサンプルガス供給源(図示略)から希釈部A1に供給される。 The sample gas (original gas) is a measurement target gas in the present embodiment, and as described above, nitrogen oxidation using air (atmosphere) as a carrier gas and containing a relatively high concentration of nitrogen oxides (NO x ). It is a substance-containing gas. The nitrogen oxide (NO x ) contained in the sample gas (raw gas) is nitrogen monoxide (NO) and / or nitrogen dioxide (NO 2 ). Such sample gas (raw gas) is supplied to the dilution unit A1 from an external sample gas supply source (not shown).

希釈部A1は、サンプルガス(原ガス)を所定の希釈ガス窒素ガス(N)によって希釈する機能構成要素である。上記サンプルガス(原ガス)は、計測部A2の濃度計測レンジを越えた高濃度の窒素酸化物(NO)を含有する窒素酸化物含有ガスであり、よって計測部A2で窒素酸化物(NO)の濃度を直接計測することができない。このような事情から、本実施形態に係る計測装置は、計測部A2の前処理部として希釈部A1を備える。 The dilution unit A1 is a functional component that dilutes the sample gas (original gas) with a predetermined dilution gas nitrogen gas (N 2 ). The sample gas (raw gas) is a nitrogen oxide-containing gas containing a high concentration of nitrogen oxide (NO x ) that exceeds the concentration measurement range of the measurement unit A2, and therefore, the measurement unit A2 performs nitrogen oxide (NOx). The concentration of X ) cannot be measured directly. Under such circumstances, the measuring apparatus according to the present embodiment includes a diluting unit A1 as a preprocessing unit of the measuring unit A2.

なお、上記希釈ガスについては、酸素(O)を含まないものであれば適用可能であるが、サンプルガス(原ガス)に対する化学的安定性の面で不活性ガスが好ましく、また不活性ガスの中で最も安価な窒素(N)が好適である。本実施形態においても、この窒素(N)を希釈ガスとして採用する。このような希釈ガス(窒素(N))は、外部の希釈ガス供給源(図示略)から希釈部A1に供給される。 The dilution gas is applicable as long as it does not contain oxygen (O 2 ), but an inert gas is preferable in terms of chemical stability with respect to the sample gas (raw gas), and the inert gas is also applicable. Among these, the cheapest nitrogen (N 2 ) is preferable. Also in this embodiment, this nitrogen (N 2 ) is adopted as a dilution gas. Such a dilution gas (nitrogen (N 2 )) is supplied to the dilution unit A1 from an external dilution gas supply source (not shown).

さて、このような希釈部A1は、図1に示すように、プリコンバータ1、第1除湿器2、第1SPポンプ3、第1ドレンポット4、第1キャピラリ5(第1の毛細管)、第1流量計6、第2キャピラリ7、第3キャピラリ8(第2の毛細管)、第2流量計9、恒温槽10、ガス混合器11、吸引ポンプ12及び第3流量計13を備えている。   As shown in FIG. 1, the diluting part A1 includes a pre-converter 1, a first dehumidifier 2, a first SP pump 3, a first drain pot 4, a first capillary 5 (first capillary), a first 1 flow meter 6, second capillary 7, third capillary 8 (second capillary tube), second flow meter 9, thermostat 10, gas mixer 11, suction pump 12, and third flow meter 13.

プリコンバータ1は、サンプルガス(原ガス)中に含まれる二酸化窒素(NO)の殆どを一酸化窒素(NO)に還元(化学的還元)する第1還元部である。サンプルガス(原ガス)が一酸化窒素(NO)及び二酸化窒素(NO)を含む場合、プリコンバータ1を通過したサンプルガスは、サンプルガス(原ガス)に本来的に含む一酸化窒素(NO)とプリコンバータ1による還元処理によって二酸化窒素(NO)から新たに生成された一酸化窒素(NO)とを含む窒素酸化物含有ガスとなる。 The pre-converter 1 is a first reduction unit that reduces (chemically reduces) most of nitrogen dioxide (NO 2 ) contained in the sample gas (raw gas) to nitrogen monoxide (NO). When the sample gas (raw gas) contains nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ), the sample gas that has passed through the pre-converter 1 is essentially nitrogen monoxide (NO) contained in the sample gas (raw gas). ) And nitrogen monoxide (NO) newly generated from nitrogen dioxide (NO 2 ) by the reduction treatment by the pre-converter 1.

このようなプリコンバータ1は、計測部A2における窒素酸化物の検出原理上必要なもの、つまり計測部A2では一酸化窒素(NO)のみ検出可能であり、二酸化窒素(NO)について検出できないという事情に基づいて設けられている。したがって、例えばサンプルガス(原ガス)が一酸化窒素(NO)のみを窒素酸化物として含む場合には、プリコンバータ1を省略することができる。 Such a pre-converter 1 is necessary for the principle of detection of nitrogen oxides in the measurement unit A2, that is, the measurement unit A2 can detect only nitrogen monoxide (NO) and cannot detect nitrogen dioxide (NO 2 ). It is provided based on circumstances. Therefore, for example, when the sample gas (raw gas) contains only nitrogen monoxide (NO) as nitrogen oxide, the pre-converter 1 can be omitted.

第1除湿器2は、上記プリコンバータ1で還元処理されたサンプルガスについて、含有する水分を除去する機器である。この第1除湿器2は、水分を除去したサンプルガスを第1SPポンプ3に供給する一方、サンプルガスから分離した水分を第1ドレンポット4に供給する。第1SPポンプ3は、制御演算部36による制御の下で作動するポンプであり、第1除湿器2から供給されたサンプルガスを第1キャピラリ5及び第1流量計6に向けて吐出する。第1ドレンポット4は、第1除湿器2から供給された上記水分を一定量貯えて外部に排出する容器である。   The first dehumidifier 2 is a device that removes moisture contained in the sample gas reduced by the pre-converter 1. The first dehumidifier 2 supplies the sample gas from which moisture has been removed to the first SP pump 3, while supplying moisture separated from the sample gas to the first drain pot 4. The first SP pump 3 is a pump that operates under the control of the control calculation unit 36, and discharges the sample gas supplied from the first dehumidifier 2 toward the first capillary 5 and the first flow meter 6. The first drain pot 4 is a container that stores a certain amount of the water supplied from the first dehumidifier 2 and discharges it to the outside.

第1キャピラリ5は、第1SPポンプ3から供給されるサンプルガスが流通する所定管径(流路径)の毛細管であり、サンプルガスの流量を所望の第1流量R1(所望流量)に調節する。第1流量計6は、第1SPポンプ3の吐出口つまり第1キャピラリ5の入口に接続されたオーバーフロー方式のフロート式ガス流量計であり、上記第1SPポンプ3の吐出口つまり第1キャピラリ5の入口の圧力を大気圧に設定する。   The first capillary 5 is a capillary tube having a predetermined pipe diameter (flow path diameter) through which the sample gas supplied from the first SP pump 3 flows, and adjusts the flow rate of the sample gas to a desired first flow rate R1 (desired flow rate). The first flow meter 6 is an overflow type float gas flow meter connected to the discharge port of the first SP pump 3, that is, the inlet of the first capillary 5, and the discharge port of the first SP pump 3, that is, the first capillary 5. Set the inlet pressure to atmospheric pressure.

第2キャピラリ7は、外部から供給される窒素(N)が流通する所定管径(流路径)の毛細管であり、窒素(N)の流量を第2流量R2に調節して第3キャピラリ8及び第2流量計9に出力する。第3キャピラリ8は、第2キャピラリ7から供給される第2流量R2の窒素(N)が流通する所定管径(流路径)の毛細管であり、窒素(N)を第3流量R3(所望流量)に調節する。すなわち、外部から供給される窒素(N2)は、第2キャピラリ7によって第2流量R2に絞られ、さらに第3キャピラリ8によって第2流量R2よりも小さな第3流量R3に絞られる。 The second capillary 7 is a capillary tube having a predetermined pipe diameter (flow path diameter) through which nitrogen (N 2 ) supplied from the outside flows, and the third capillary 7 is adjusted by adjusting the flow rate of nitrogen (N 2 ) to the second flow rate R 2. 8 and the second flow meter 9. The third capillary 8 is a capillary of a predetermined pipe diameter nitrogen of the second flow rate R2 supplied from the second capillary 7 (N 2) flows (Nagarero径), nitrogen (N 2) a third flow rate R3 ( To the desired flow rate). That is, nitrogen (N2) supplied from the outside is throttled to the second flow rate R2 by the second capillary 7 and further throttled to the third flow rate R3 smaller than the second flow rate R2 by the third capillary 8.

第2流量計9は、第2キャピラリ7の出口つまり第3キャピラリ8の入口に接続されたオーバーフロー方式のフロート式ガス流量計であり、上記第2キャピラリ7の出口及び第3キャピラリ8の入口の圧力を大気圧に設定する。   The second flow meter 9 is an overflow type flow type gas flow meter connected to the outlet of the second capillary 7, that is, the inlet of the third capillary 8. Set the pressure to atmospheric pressure.

恒温槽10は、第1キャピラリ5及び第3キャピラリ8を収容し、当該第1キャピラリ5及び第3キャピラリ8の環境温度を予め設定された設定温度に保持する温度調節装置である。ここで、上記第1キャピラリ5、第3キャピラリ8及び恒温槽10は、希釈ガスとして窒素(N)を取り込み、当該窒素(N)をの流量及び別途取り込んだサンプルガスの流量を所望流量にそれぞれ調節する流量調節手段である。 The thermostatic chamber 10 is a temperature adjusting device that houses the first capillary 5 and the third capillary 8 and maintains the environmental temperature of the first capillary 5 and the third capillary 8 at a preset temperature. Here, the first capillary 5, the third capillary 8, and the thermostatic chamber 10 take in nitrogen (N 2 ) as a diluent gas, and set the flow rate of the nitrogen (N 2 ) and the flow rate of the sample gas taken in separately as desired flow rates. The flow rate adjusting means for adjusting the flow rate respectively.

ガス混合器11は、第1キャピラリ5で流量調節されたサンプルガスと第3キャピラリ8で流量調節された窒素(N)とを撹拌混合させて調整ガスを生成する。図1では、三又状の配管によって第1キャピラリ5の出口と第3キャピラリ8の出口とが接続された後にガス混合器11の入口に接続されており、より正確には上記三又状の配管とガス混合器11とによって調整ガスが生成される。このようなガス混合器11、より正確には三又状の配管及びガス混合器11は、本実施形態におけるガス混合手段である。なお、ガス混合器11に2つの入口を設けることにより、ガス混合器11にサンプルガスと窒素(N)とを個別かつ直接に供給してもよい。 The gas mixer 11 stirs and mixes the sample gas whose flow rate has been adjusted by the first capillary 5 and nitrogen (N 2 ) whose flow rate has been adjusted by the third capillary 8 to generate a regulated gas. In FIG. 1, the outlet of the first capillary 5 and the outlet of the third capillary 8 are connected by a trifurcated pipe and then connected to the inlet of the gas mixer 11. The adjustment gas is generated by the pipe and the gas mixer 11. Such a gas mixer 11, more precisely, a three-pronged pipe and the gas mixer 11 is a gas mixing means in the present embodiment. By providing the two inlets to the gas mixer 11, the sample gas and nitrogen (N 2) to the gas mixer 11 and may also be supplied individually and directly.

ここで、このようなガス混合手段におけるサンプルガスと窒素(N)との混合比は、第1キャピラリ5の第1流量R1と第3キャピラリ8の第3流量R3とによって理論的に決定される。このような混合比は、窒素(N)によるサンプルガスの希釈倍率に対応する量である。 Here, the mixing ratio of the sample gas and nitrogen (N 2 ) in such a gas mixing means is theoretically determined by the first flow rate R1 of the first capillary 5 and the third flow rate R3 of the third capillary 8. The Such a mixing ratio is an amount corresponding to the dilution ratio of the sample gas with nitrogen (N 2 ).

吸引ポンプ12は、制御演算部36による制御の下で作動するポンプであり、ガス混合器11で生成された調整ガスを吸引する。より正確には、吸引ポンプ12が発揮する吸引力によって、サンプルガスは第1キャピラリ5からガス混合器11に吸引されると共に窒素(N)が第3キャピラリ8からガス混合器11に吸引され、ガス混合器11において調整ガスが生成される。この吸引ポンプ12は、ガス混合器11から吸引した調整ガスを第3流量計13及び計測部A2の入口に供給する。 The suction pump 12 is a pump that operates under the control of the control calculation unit 36, and sucks the adjustment gas generated by the gas mixer 11. More precisely, the sample gas is sucked from the first capillary 5 to the gas mixer 11 and nitrogen (N 2 ) is sucked from the third capillary 8 to the gas mixer 11 by the suction force exerted by the suction pump 12. The adjustment gas is generated in the gas mixer 11. The suction pump 12 supplies the adjustment gas sucked from the gas mixer 11 to the third flow meter 13 and the inlet of the measurement unit A2.

第3流量計13は、上記吸引ポンプ12の吐出口つまり計測部A2の入口に接続されたオーバーフロー方式のフロート式ガス流量計である。この第3流量計13は、上記吸引ポンプ12の吐出口及び計測部A2の入口の圧力を大気圧に設定する。   The third flow meter 13 is an overflow type float gas flow meter connected to the discharge port of the suction pump 12, that is, the inlet of the measuring unit A2. The third flow meter 13 sets the pressure at the discharge port of the suction pump 12 and the inlet of the measurement unit A2 to atmospheric pressure.

一方、計測部A2は、希釈部A1で生成された調整ガス及び希釈部A1を介して別途供給される希釈ガス(窒素(N))に基づいて希釈部A1におけるサンプルガスの希釈倍率KRを演算し、この希釈倍率KRと別途検出した調整ガスの窒素酸化物濃度とに基づいてサンプルガスの窒素酸化物濃度を計測する機能構成要素である。なお、調整ガスにおける窒素酸化物(NO)は希釈部A1によって計測部A2の濃度計測レンジ内となるように前処理されているので、計測部A2は、調整ガスの窒素酸化物濃度を安定的かつ正確に計測することができる。 On the other hand, the measurement unit A2 calculates the dilution rate KR of the sample gas in the dilution unit A1 based on the adjustment gas generated in the dilution unit A1 and the dilution gas (nitrogen (N 2 )) separately supplied via the dilution unit A1. This is a functional component that calculates and measures the nitrogen oxide concentration of the sample gas based on the dilution factor KR and the nitrogen oxide concentration of the adjustment gas separately detected. Since the nitrogen oxide (NO x ) in the adjustment gas is pretreated by the dilution unit A1 so as to be within the concentration measurement range of the measurement unit A2, the measurement unit A2 stabilizes the nitrogen oxide concentration of the adjustment gas. Can be measured accurately and accurately.

このような計測部A2は、図1に示すように、第2SPポンプ14、第2除湿器15、第4流量計16、第2ドレンポット17、第3ドレンポット18、第4キャピラリ19、メインコンバータ20(還元手段)、迂回経路21、第1三方弁22(第2の選択手段)、第2三方弁23、第1活性炭槽24、第5キャピラリ25、第3三方弁26(選択手段)、第5流量計27、オゾン発生器28、第6キャピラリ29、NO検出器30(窒素酸化物濃度検出手段)、O検出器31(酸素濃度検出手段)、第7キャピラリ32、オゾン分解器33、第2活性炭槽34、減圧ポンプ35、制御演算部36(演算手段)及び表示部37を備えている。 As shown in FIG. 1, the measuring unit A2 includes the second SP pump 14, the second dehumidifier 15, the fourth flow meter 16, the second drain pot 17, the third drain pot 18, the fourth capillary 19, and the main Converter 20 (reduction means), detour path 21, first three-way valve 22 (second selection means), second three-way valve 23, first activated carbon tank 24, fifth capillary 25, third three-way valve 26 (selection means) , Fifth flow meter 27, ozone generator 28, sixth capillary 29, NO X detector 30 (nitrogen oxide concentration detecting means), O 2 detector 31 (oxygen concentration detecting means), seventh capillary 32, ozone decomposition The apparatus 33, the 2nd activated carbon tank 34, the pressure reduction pump 35, the control calculating part 36 (calculation means), and the display part 37 are provided.

第2SPポンプ14は、制御演算部36による制御の下で作動するポンプであり、希釈部A1の吸引ポンプ12から吐出された調整ガスを計測部A2内の取り込む。第2除湿器15は、上記第2SPポンプ14から供給された調整ガスの水分及び大気から別途取り込んだ空気の水分を除去する機器である。この第2除湿器15は、水分を除去した調整ガスを第4流量計16に供給する一方、調整ガスから分離した水分を第2ドレンポット17に供給する。また、この第2除湿器15は、水分を除去した空気(ドライエアー)をオゾン発生器28に供給する一方、空気から分離した水分を第3ドレンポット18に供給する。   The second SP pump 14 is a pump that operates under the control of the control calculation unit 36, and takes in the adjustment gas discharged from the suction pump 12 of the dilution unit A1 into the measurement unit A2. The second dehumidifier 15 is a device that removes the moisture of the adjustment gas supplied from the second SP pump 14 and the moisture of the air separately taken from the atmosphere. The second dehumidifier 15 supplies the adjusted gas from which moisture has been removed to the fourth flow meter 16, while supplying moisture separated from the adjusted gas to the second drain pot 17. The second dehumidifier 15 supplies air (dry air) from which moisture has been removed to the ozone generator 28, and supplies moisture separated from the air to the third drain pot 18.

第4流量計16は、第2除湿器15から供給された調整ガスの流量を計測して第4キャピラリ19及び第1活性炭槽24に供給する。第2ドレンポット17は、第2除湿器15から供給された水分(調整ガスから分離された水分)を一定量貯えて外部に排出する容器である。第3ドレンポット18は、第2除湿器15から供給された水分(空気から分離された水分)を一定量貯えて外部に排出する容器である。   The fourth flow meter 16 measures the flow rate of the adjustment gas supplied from the second dehumidifier 15 and supplies it to the fourth capillary 19 and the first activated carbon tank 24. The second drain pot 17 is a container that stores a certain amount of water (water separated from the adjustment gas) supplied from the second dehumidifier 15 and discharges it to the outside. The third drain pot 18 is a container that stores a certain amount of water (water separated from air) supplied from the second dehumidifier 15 and discharges it to the outside.

第4キャピラリ19は、第4流量計16から供給された調整ガスが流通する所定管径(流路径)の毛細管であり、調整ガスの流量を第4流量R4に調節してメインコンバータ20及び迂回経路21に供給する。メインコンバータ20は、プリコンバータ1で還元処理されなかったサンプルガス中の二酸化窒素(NO)を還元処理する第2還元部である。このメインコンバータ20によって、サンプルガス中に含まれる全ての二酸化窒素(NO)が一酸化窒素(NO)に変換されて第1三方弁22に供給される。 The fourth capillary 19 is a capillary tube having a predetermined pipe diameter (flow path diameter) through which the adjustment gas supplied from the fourth flow meter 16 flows, and adjusts the flow rate of the adjustment gas to the fourth flow rate R4 to bypass the main converter 20 and the bypass. Supply to path 21. The main converter 20 is a second reduction unit that reduces nitrogen dioxide (NO 2 ) in the sample gas that has not been reduced by the pre-converter 1. The main converter 20 converts all nitrogen dioxide (NO 2 ) contained in the sample gas into nitrogen monoxide (NO) and supplies it to the first three-way valve 22.

迂回経路21は、メインコンバータ20を迂回するために設けられた配管であり、メインコンバータ20を経由させることなく調整ガスを第1三方弁22に供給する。第1三方弁22は、制御演算部36による制御の下で作動する電磁弁であり、メインコンバータ20から供給された調整ガスあるいは迂回経路21から供給された調整ガスを択一的に選択して第2三方弁23に供給する。   The bypass path 21 is a pipe provided to bypass the main converter 20 and supplies the adjustment gas to the first three-way valve 22 without passing through the main converter 20. The first three-way valve 22 is an electromagnetic valve that operates under the control of the control calculation unit 36 and selectively selects the adjustment gas supplied from the main converter 20 or the adjustment gas supplied from the bypass path 21. Supply to the second three-way valve 23.

第2三方弁23は、制御演算部36による制御の下で作動する電磁弁であり、第1三方弁22から供給された調整ガス(計測対象ガス)をNO検出器30に供給する流路あるいはNO検出器30をバイパスする流路を順次選択する。この第2三方弁23は、所謂フローチョッピング方式で計測対象ガス中の窒素酸化物(NO)の濃度をNO検出器30に検出させるためのものであり、予め設定された第1周期T1で計測対象ガス流路とバイパス流路とを交互に選択することにより計測対象ガスをNO検出器30に間欠的に供給する。 The second three-way valve 23 is an electromagnetic valve that operates under the control of the control calculation unit 36, and is a flow path for supplying the adjustment gas (measurement target gas) supplied from the first three-way valve 22 to the NO X detector 30. Alternatively, a flow path that bypasses the NO X detector 30 is sequentially selected. The second three-way valve 23 is provided for causing the detected nitrogen oxide in the measurement target gas in a so-called flow chopping scheme concentration (NO X) in the NO X detector 30, a first period T1 which is set in advance in intermittently supplying the measurement target gas in the NO X detector 30 by selecting the measurement object gas flow passage and the bypass flow path alternately.

第1活性炭槽24は、第4流量計16から供給された調整ガスからO検出器31の外乱成分となるガス種、つまり強い正磁性を示す窒素酸化物(NO)やO検出器31にダメージを与えるミストを除去し、この外乱成分となるガス種等が除去された調整ガス(酸素(O)及び窒素(N)を主成分とするガス)を第3三方弁26に供給する。第5キャピラリ25は、外部から供給された窒素(N)が流通する所定管径(流路径)の毛細管であり、窒素(N)の流量を第5流量R5に調節して第3三方弁26に供給する。 The first activated carbon tank 24 is a gas type that becomes a disturbance component of the O 2 detector 31 from the adjustment gas supplied from the fourth flow meter 16, that is, a nitrogen oxide (NO X ) or O 2 detector that exhibits strong positive magnetism. The mist that damages the gas 31 is removed, and the adjustment gas (the gas mainly composed of oxygen (O 2 ) and nitrogen (N 2 )) from which the gas species and the like as disturbance components are removed is supplied to the third three-way valve 26. Supply. The fifth capillary 25 is a capillary tube having a predetermined pipe diameter (flow path diameter) through which nitrogen (N 2 ) supplied from the outside flows, and the third three-way is adjusted by adjusting the flow rate of nitrogen (N 2 ) to the fifth flow rate R 5. Supply to valve 26.

第3三方弁26は、制御演算部36による制御の下で作動する電磁弁であり、第1活性炭槽24から供給された調整ガス(酸素計測用ガス)あるいは第5キャピラリ25から参照用ガスとして供給された窒素(N)を順次選択してO検出器31に供給する。この第3三方弁26は、所謂フローチョッピング方式で酸素計測用ガス中及び参照用ガス中の酸素(O)の濃度をO検出器31に検出させるためのものであり、予め設定された第2周期T2で酸素計測用ガスと参照用ガスとを交互に選択することにより、酸素計測用ガスと参照用ガスとをO検出器31に間欠的に供給する。 The third three-way valve 26 is an electromagnetic valve that operates under the control of the control calculation unit 36, and is used as the adjustment gas (oxygen measurement gas) supplied from the first activated carbon tank 24 or the reference gas from the fifth capillary 25. The supplied nitrogen (N 2 ) is sequentially selected and supplied to the O 2 detector 31. The third three-way valve 26 is used to cause the O 2 detector 31 to detect the concentration of oxygen (O 2 ) in the oxygen measurement gas and the reference gas by a so-called flow chopping method, and is set in advance. By alternately selecting the oxygen measurement gas and the reference gas in the second period T2, the oxygen measurement gas and the reference gas are intermittently supplied to the O 2 detector 31.

第5流量計27は、上記第5キャピラリ25出口つまり第3三方弁26の一方の入口に接続されたオーバーフロー方式のフロート式ガス流量計である。この第5流量計27は、上記第5キャピラリ25出口及び第3三方弁26の一方の入口の圧力を大気圧に設定する。オゾン発生器28は、第2除湿器15から供給されたドライエアー中の酸素(O)をオゾン(O)に変換する。第6キャピラリ29は、上記オゾン発生器28から供給されオゾン(O)含有のドライエアーが流通する所定管径(流路径)の毛細管であり、ドライエアーの流量を第6流量R6に調節してNO検出器30に供給する。 The fifth flow meter 27 is an overflow type float gas flow meter connected to the outlet of the fifth capillary 25, that is, one inlet of the third three-way valve 26. The fifth flow meter 27 sets the pressure at the outlet of the fifth capillary 25 and one inlet of the third three-way valve 26 to atmospheric pressure. The ozone generator 28 converts oxygen (O 2 ) in the dry air supplied from the second dehumidifier 15 into ozone (O 3 ). The sixth capillary 29 is a capillary tube having a predetermined pipe diameter (flow path diameter) through which dry air containing ozone (O 3 ) supplied from the ozone generator 28 circulates, and adjusts the flow rate of the dry air to the sixth flow rate R6. And supplied to the NO X detector 30.

NO検出器30は、化学発光法に基づいて第2三方弁23から供給される調整ガス(計測対象ガス)中の窒素酸化物濃度を第1NO濃度検出値(窒素酸化物濃度検出値)として検出すると共に、計測対象ガスをバイパスさせた時の窒素酸化物濃度を第2NO濃度検出値として検出する。すなわち、このNO検出器30は、計測対象ガス(調整ガス)に第6キャピラリ29から供給されたオゾン(O)含有のドライエアーを混合させた混合ガスを生成し、当該混合ガス中の一酸化窒素(NO)とオゾン(O)との化学反応によって発生する化学発光強度を第1NO濃度検出値として出力する。このようなNO検出器30は、上記第1NO濃度検出値及び第2NO濃度検出値を窒素酸化物(NO)に関する濃度検出値として制御演算部36に出力する。 The NO X detector 30 determines the nitrogen oxide concentration in the adjustment gas (measurement target gas) supplied from the second three-way valve 23 based on the chemiluminescence method as a first NO X concentration detection value (nitrogen oxide concentration detection value). and detects as to detect the concentration of nitrogen oxides when bypass the measurement target gas as a 2NO X concentration detection value. That is, the NO X detector 30 generates a mixed gas in which dry air containing ozone (O 3 ) supplied from the sixth capillary 29 is mixed with the measurement target gas (regulated gas), and the mixed gas in the mixed gas The chemiluminescence intensity generated by the chemical reaction between nitric oxide (NO) and ozone (O 3 ) is output as the first NO X concentration detection value. Such NO X detector 30 outputs to the control arithmetic unit 36 the the first 1NO X concentration detected value and the 2NO X concentration detected value as a density detection value related to the nitrogen oxide (NO X).

ここで、化学発光法は、上述したように一酸化窒素(NO)とオゾン(O)との化学反応を利用する濃度測定手法であり、原理的に一酸化窒素(NO)の濃度のみが検出可能であり、二酸化窒素(NO)の濃度を検出することができない。このような事情から、本実施形態に係る計測装置では、プリコンバータ1及びメインコンバータ20を備えることにより、サンプルガス中あるいは調整ガス中の二酸化窒素(NO)を一酸化窒素(NO)に還元している。 Here, the chemiluminescence method is a concentration measurement method using a chemical reaction between nitric oxide (NO) and ozone (O 3 ) as described above, and in principle, only the concentration of nitric oxide (NO) is used. It can be detected and the concentration of nitrogen dioxide (NO 2 ) cannot be detected. Under such circumstances, the measurement apparatus according to the present embodiment includes the pre-converter 1 and the main converter 20 to reduce nitrogen dioxide (NO 2 ) in the sample gas or the adjustment gas to nitrogen monoxide (NO). doing.

検出器31は、磁気力法に基づいて第3三方弁26から供給される調整ガス(酸素計測用ガス)あるいは参照用ガス(窒素(N))の濃度を検出する。すなわち、このO検出器31は、一定距離を隔てて垂下されると共に内部に窒素が封入された2 個のガラス球体に強い磁化率を有する酸素(O)が作用することにより、この球体の距離が変化する現象を利用することにより、調整ガス(酸素計測用ガス)あるいは参照用ガス(窒素(N))の濃度を検出する。 The O 2 detector 31 detects the concentration of the adjustment gas (oxygen measurement gas) or the reference gas (nitrogen (N 2 )) supplied from the third three-way valve 26 based on the magnetic force method. That is, the O 2 detector 31 is formed by the oxygen (O 2 ) having a strong magnetic susceptibility acting on two glass spheres that are suspended at a certain distance and in which nitrogen is enclosed. The concentration of the adjustment gas (oxygen measurement gas) or the reference gas (nitrogen (N 2 )) is detected by utilizing the phenomenon that the distance of the gas changes.

このようなO検出器31は、調整ガス(酸素計測用ガス)における酸素(O)の濃度(第1酸素濃度検出値)及び参照用ガス(窒素(N))における酸素(O)の濃度(第2酸素濃度検出値)を制御演算部36に出力する。第7キャピラリ32は、上記O検出器31から排出された調整ガス(酸素計測用ガス)あるいは参照用ガス(窒素(N))が流通する所定管径(流路径)の毛細管であり、調整ガス(酸素計測用ガス)及び参照用ガスの流量を第7流量R7に調整する。 Such O 2 detector 31, adjusts gas oxygen in (oxygen measurement gas) (O 2) concentration of oxygen (O 2 in (first oxygen concentration detection value) and the reference gas (nitrogen (N 2)) ) (Second oxygen concentration detection value) is output to the control calculation unit 36. The seventh capillary 32 is a capillary tube having a predetermined tube diameter (channel diameter) through which the adjustment gas (oxygen measurement gas) or the reference gas (nitrogen (N 2 )) discharged from the O 2 detector 31 flows. The flow rates of the adjustment gas (oxygen measurement gas) and the reference gas are adjusted to the seventh flow rate R7.

オゾン分解器33は、上記NO検出器30から排出された計測対象ガスとドライエアーとの混合ガス中の残留オゾン(O)を分解して無害化するためのものである。このオゾン分解器33は、残留オゾン(O)を分解した混合ガスを第2活性炭槽34に供給する。第2活性炭槽34は、このようなオゾン分解器33から供給された混合ガスから残留一酸化窒素(NO)を除去する。減圧ポンプ35は、制御演算部36による制御の下で作動するポンプであり、第2活性炭槽34から供給された混合ガスを減圧して大気中に放出する。 The ozonolysis device 33 is for decomposing and detoxifying residual ozone (O 3 ) in the mixed gas of the measurement target gas and the dry air discharged from the NO X detector 30. The ozonolysis device 33 supplies a mixed gas obtained by decomposing residual ozone (O 3 ) to the second activated carbon tank 34. The second activated carbon tank 34 removes residual nitric oxide (NO) from the mixed gas supplied from the ozonolysis device 33. The decompression pump 35 is a pump that operates under the control of the control calculation unit 36, and decompresses the mixed gas supplied from the second activated carbon tank 34 and releases it to the atmosphere.

制御演算部36は、O検出器31から時々刻々と入力される第1酸素濃度検出値及びサンプルガス(原ガス)における既知の酸素濃度(原ガス酸素濃度)に基づいて希釈部A1におけるサンプルガスの希釈倍率KRを順次演算し、また上記NO検出器30から時々刻々と入力される第1NO濃度検出値に上記希釈倍率KRを乗算することにより、希釈部A1で希釈される前のサンプルガス中の窒素酸化物(NO)の濃度(計測対象濃度D)を順次演算する。また、この制御演算部36は、時系列的に順次演算した上記希釈倍率KR及び計測対象濃度Dを計測画像データに変換して表示部37に出力する。 The control calculation unit 36 samples the sample in the dilution unit A1 based on the first oxygen concentration detection value input from the O 2 detector 31 every moment and the known oxygen concentration (raw gas oxygen concentration) in the sample gas (raw gas). by sequentially calculating a dilution ratio KR of the gas, also multiplying the dilution factor KR to the 1NO X concentration detected value inputted every moment from the NO X detector 30, before being diluted with a dilution unit A1 The nitrogen oxide (NO x ) concentration (measurement target concentration D) in the sample gas is sequentially calculated. In addition, the control calculation unit 36 converts the dilution factor KR and the measurement target concentration D, which are sequentially calculated in time series, into measurement image data and outputs the measurement image data to the display unit 37.

さらに、この制御演算部36は、計測装置の全体動作を制御するために、第1SPポンプ3、吸引ポンプ12、第2SPポンプ14、減圧ポンプ35及び第1〜第3三方弁22、23,26の動作を制御する。表示部37は、上記制御演算部36から入力された計測画像データを2次元画像として表示する。   Further, the control calculation unit 36 controls the entire operation of the measuring device, and the first SP pump 3, the suction pump 12, the second SP pump 14, the decompression pump 35, and the first to third three-way valves 22, 23, 26. To control the operation. The display unit 37 displays the measurement image data input from the control calculation unit 36 as a two-dimensional image.

次に、このように構成された計測装置の動作について、図2をも参照して詳しく説明する。   Next, the operation of the measuring apparatus configured as described above will be described in detail with reference to FIG.

希釈部A1では、制御演算部36による制御の下で第1SPポンプ3が作動を開始することによって、外部のサンプルガス供給源(図示略)からサンプルガスがプリコンバータ1に取り込まれ、サンプルガス中の二酸化窒素(NO)の殆どが一酸化窒素(NO)に還元される。そして、このような還元処理が施されたサンプルガスは、第1除湿器2で水分が除去されて第1SPポンプ3に流れ込む。 In the dilution unit A1, when the first SP pump 3 starts operating under the control of the control calculation unit 36, the sample gas is taken into the pre-converter 1 from an external sample gas supply source (not shown), and is contained in the sample gas. Most of the nitrogen dioxide (NO 2 ) is reduced to nitric oxide (NO). Then, the sample gas that has been subjected to such a reduction process has its moisture removed by the first dehumidifier 2 and flows into the first SP pump 3.

このようにして第1SPポンプ3に流れ込むサンプルガスは、窒素酸化物(NO)の一種である二酸化窒素(NO)を含んだものであっても、その殆どが一酸化窒素(NO)に還元されるので、二酸化窒素(NO)の含有量がサンプルガス供給源から取り込まれたサンプルガス(原ガス)よりも大幅に低下したものである。 Even if the sample gas flowing into the first SP pump 3 in this way contains nitrogen dioxide (NO 2 ), which is a kind of nitrogen oxide (NO X ), most of it is converted into nitric oxide (NO). Since it is reduced, the content of nitrogen dioxide (NO 2 ) is significantly lower than the sample gas (raw gas) taken from the sample gas supply source.

また、希釈部A1では、制御演算部36による制御の下で上記第1SPポンプ3と同時に吸引ポンプ12が作動を開始する。この結果、第1SPポンプ3から吐出したサンプルガスは第1キャピラリ5内に流れ込んで第1流量R1に流量調節される。また、吸引ポンプ12が作動を開始することによって、外部の希釈ガス供給源(図示略)から窒素(N)が第3キャピラリ8に流れ込んで第3流量R3に流量調節される。 In the dilution unit A1, the suction pump 12 starts operating simultaneously with the first SP pump 3 under the control of the control calculation unit 36. As a result, the sample gas discharged from the first SP pump 3 flows into the first capillary 5 and the flow rate is adjusted to the first flow rate R1. When the suction pump 12 starts operating, nitrogen (N 2 ) flows from the external dilution gas supply source (not shown) into the third capillary 8 and the flow rate is adjusted to the third flow rate R3.

そして、第1キャピラリ5で第1流量R1に流量調節されたサンプルガスは第3キャピラリ8で第3流量R3に流量調節された窒素(N)と混合されることによって希釈されるが、窒素(N)によるサンプルガスの希釈倍率は、第1キャピラリ5の第1流量R1及び第3キャピラリ8の第3流量R3に専ら依存する。 The sample gas whose flow rate is adjusted to the first flow rate R1 by the first capillary 5 is diluted by being mixed with nitrogen (N 2 ) whose flow rate is adjusted to the third flow rate R3 by the third capillary 8, but the nitrogen gas is diluted. The dilution rate of the sample gas by (N 2 ) depends exclusively on the first flow rate R 1 of the first capillary 5 and the third flow rate R 3 of the third capillary 8.

ここで、例えばサンプルガスの希釈倍率を10倍に設定しようとする場合、第3流量R3は第1流量R1の9倍に設定される。すなわち、第3キャピラリ8として、第1キャピラリ5の9倍の流量の毛細管が選定される。しかしながら、このような第1流量R1及び第3流量R3は、第1キャピラリ5及び第3キャピラリ8の環境温度に応じて変動し得るものである。   Here, for example, when the dilution rate of the sample gas is set to 10 times, the third flow rate R3 is set to 9 times the first flow rate R1. That is, a capillary having a flow rate nine times that of the first capillary 5 is selected as the third capillary 8. However, the first flow rate R1 and the third flow rate R3 can vary depending on the environmental temperature of the first capillary 5 and the third capillary 8.

このような事情から本実施形態では、第1キャピラリ5及び第3キャピラリ8を恒温槽10内に収容して環境温度を一定温度に維持している。この恒温槽10は、第1キャピラリ5及び第3キャピラリ8の環境温度を例えば45°(一定)に維持することにより、第1流量R1及び第3流量R3の変動を最小限に抑え、以ってサンプルガスの希釈倍率の変動を最小限に抑える。   For this reason, in the present embodiment, the first capillary 5 and the third capillary 8 are accommodated in the thermostat 10 to maintain the environmental temperature at a constant temperature. The constant temperature bath 10 maintains the environmental temperature of the first capillary 5 and the third capillary 8 at, for example, 45 ° (constant), thereby minimizing fluctuations in the first flow rate R1 and the third flow rate R3. Minimize sample gas dilution factor fluctuations.

また、本実施形態では、第1キャピラリ5の入口に第1流量計6が接続され、また第3キャピラリ8の入口に第2流量計9が接続されることにより、第1キャピラリ5の入口におけるサンプルガスの圧力及び第3キャピラリ8の入口における窒素(N)の圧力が大気圧に一定化されている。これによっても、第1流量R1及び第3流量R3の変動が最小限に抑制され、よってサンプルガスの希釈倍率の変動が最小限に抑制される。 In the present embodiment, the first flow meter 6 is connected to the inlet of the first capillary 5, and the second flow meter 9 is connected to the inlet of the third capillary 8, so that the first capillary 5 is connected to the inlet of the first capillary 5. The pressure of the sample gas and the pressure of nitrogen (N 2 ) at the inlet of the third capillary 8 are made constant at atmospheric pressure. This also minimizes fluctuations in the first flow rate R1 and the third flow rate R3, and thus minimizes fluctuations in the dilution rate of the sample gas.

このようにして窒素(N)によって所望の希釈倍率で希釈されたサンプルガスは、ガス混合器11で撹拌されることにより、偏りなく全体的に窒素(N2)と混合されて吸引ポンプ12から計測部A2に吐出される。また、吸引ポンプ12の吐出口には第3流量計13が接続されているので、吐出圧は大気圧に一定化されている。 The sample gas diluted at a desired dilution ratio with nitrogen (N 2 ) in this way is agitated by the gas mixer 11 so as to be mixed with nitrogen (N 2) without any bias and from the suction pump 12. It is discharged to the measurement unit A2. Further, since the third flow meter 13 is connected to the discharge port of the suction pump 12, the discharge pressure is made constant at atmospheric pressure.

以上が希釈部A1の動作であるが、上記吸引ポンプ12から吐出した調整ガスは、計測部A2の第2SPポンプ14によって計測部A2内に取り込まれる。すなわち、調整ガスは、制御演算部36による制御の下で第2SPポンプ14が作動することによって、第2除湿器15に供給されて水分が除去され、さらに第4流量計16で流量計測された後に第4キャピラリ19に供給される。   The operation of the dilution unit A1 has been described above. The adjustment gas discharged from the suction pump 12 is taken into the measurement unit A2 by the second SP pump 14 of the measurement unit A2. That is, the adjusted gas is supplied to the second dehumidifier 15 by the operation of the second SP pump 14 under the control of the control calculation unit 36, moisture is removed, and the flow rate is measured by the fourth flow meter 16. Later, it is supplied to the fourth capillary 19.

そして、調整ガスは、第4キャピラリ19において第4流量R4に流量調節された後、メインコンバータ20の入力及び迂回経路21の一端に供給される。そして、メインコンバータ20に供給された調整ガスは、メインコンバータ20において調整ガス中の二酸化窒素(NO)が還元されて第1三方弁22に供給される。一方、迂回経路21の一端に供給された調整ガスは、何ら処理されることなく第1三方弁22に供給される。 The adjustment gas is adjusted to the fourth flow rate R4 in the fourth capillary 19 and then supplied to the input of the main converter 20 and one end of the bypass path 21. The adjustment gas supplied to the main converter 20 is supplied to the first three-way valve 22 after the nitrogen dioxide (NO 2 ) in the adjustment gas is reduced in the main converter 20. On the other hand, the adjustment gas supplied to one end of the bypass path 21 is supplied to the first three-way valve 22 without any processing.

ここで、制御演算部36は、調整ガス(つまりサンプルガス)が二酸化窒素(NO)を含む場合、メインコンバータ20から供給される調整ガスを選択するように第1三方弁22を制御し、一方、調整ガスが二酸化窒素(NO)を含まない場合、つまり調整ガスが窒素酸化物(NO)として一酸化窒素(NO)のみを含む場合には、迂回経路21から供給される調整ガスを選択するように第1三方弁22を制御する。しかし、何れにしても、第1三方弁22から第2三方弁23に供給される調整ガスは、窒素酸化物(NO)として一酸化窒素(NO)のみを含むものである。このような調整ガス(計測対象ガス)は、第2三方弁23においてNO検出器30をバイパスした流路と第1周期T1で交互に選択されてNO検出器30に供給される。 Here, when the adjustment gas (that is, the sample gas) contains nitrogen dioxide (NO 2 ), the control calculation unit 36 controls the first three-way valve 22 so as to select the adjustment gas supplied from the main converter 20, On the other hand, when the adjustment gas does not contain nitrogen dioxide (NO 2 ), that is, when the adjustment gas contains only nitrogen monoxide (NO) as nitrogen oxide (NO X ), the adjustment gas supplied from the bypass path 21. The first three-way valve 22 is controlled so as to select. However, in any case, the adjustment gas supplied from the first three-way valve 22 to the second three-way valve 23 contains only nitrogen monoxide (NO) as nitrogen oxides (NO x ). Such adjustment gas (measurement target gas) is alternately selected in the second three-way valve 23 and the flow path bypassing the NO X detector 30 in the first period T1 and supplied to the NO X detector 30.

一方、計測部A2では、大気から取り込まれた空気が第2除湿器15で水分除去されることによりドライエアーが生成され、当該ドライエアーがオゾン発生器28に供給される。そして、ドライエアー中の酸素(O)は、オゾン発生器28においてオゾン(O)に変換され、さらに第6キャピラリ29において第6流量R6に流量調節されてNO検出器30に供給される。 On the other hand, in the measurement unit A2, dry air is generated by removing moisture from the air taken in from the atmosphere by the second dehumidifier 15, and the dry air is supplied to the ozone generator 28. Oxygen (O 2 ) in the dry air is converted into ozone (O 3 ) in the ozone generator 28, and the flow rate is adjusted to the sixth flow rate R 6 in the sixth capillary 29 and supplied to the NO X detector 30. The

そして、NO検出器30では、第1周期T1で間欠的に入力される調整ガス(計測対象ガス)にオゾン(O)を含むドライエアーが混合されて混合ガスが生成され、調整ガス(計測対象ガス)中の窒素酸化物(NO)つまり一酸化窒素(NO)の濃度とオゾン(O)を含むドライエアーのみのガス中の窒素酸化物(NO)つまり一酸化窒素(NO)の濃度とが交互に検出される。そして、NO検出器30は、制御演算部36に対して、計測対象ガスに関する第1NO濃度検出値とオゾン(O)を含むドライエアーのみのガスに関する第2NO濃度検出値とを第1周期T1で交互に出力する。 In the NO X detector 30, dry gas containing ozone (O 3 ) is mixed with the adjustment gas (measurement target gas) that is intermittently input in the first period T 1 to generate a mixed gas, and the adjustment gas ( nitrogen oxides of the measurement target gas) in (NO X) that concentration and ozone (O 3) nitrogen oxides only in the gas dry air containing nitrogen monoxide (NO) (NO X) that is nitrogen monoxide (NO ) Are detected alternately. Then, NO X detector 30, the control arithmetic unit 36, and a second 2NO X concentration detected value to gas only dry air including first 1NO X density detection value and the ozone regarding the measurement target gas (O 3) a The signals are alternately output in one cycle T1.

NO検出器30で窒素酸化物(NO)の濃度検出がなされた混合ガスは、オゾン分解器33で残留オゾン(O)が分解された後、第2活性炭槽34で窒素酸化物(NO)が吸着除去される。このようなオゾン分解器33及び第2活性炭槽34を通過した後の混合ガスは、大気放出のための環境基準を十分に満足するものであり、減圧ポンプ35で減圧された後に大気中に放出される。 The mixed gas whose nitrogen oxide (NO X ) concentration has been detected by the NO X detector 30 is decomposed by residual ozone (O 3 ) by the ozone decomposer 33, and then the nitrogen oxide ( NO X) are adsorbed and removed. The mixed gas after passing through the ozonolysis device 33 and the second activated carbon tank 34 sufficiently satisfies the environmental standards for atmospheric release, and is released into the atmosphere after being decompressed by the decompression pump 35. Is done.

一方、第4流量計16から出力された調整ガスの一部は、第1活性炭槽24においてO検出器31の外乱成分となる窒素酸化物(NO)やO検出器31にダメージを与えるミストが除去された後に第3三方弁26に供給される。これとは別に、計測部A2には窒素(N)が外部の希釈ガス供給源から供給されている。この窒素(N)は、O検出器31で調整ガス(酸素計測用ガス)中の酸素(O)の濃度を検出する際の比較用ガス(参照用ガス)であり、第5キャピラリ25で第5流量R5に流量調節された後に第3三方弁26に供給される。 On the other hand, a part of the adjustment gas output from the fourth flow meter 16 damages the nitrogen oxide (NO x ) and the O 2 detector 31 which are disturbance components of the O 2 detector 31 in the first activated carbon tank 24. The supplied mist is removed and then supplied to the third three-way valve 26. Separately, nitrogen (N 2 ) is supplied to the measurement unit A2 from an external dilution gas supply source. This nitrogen (N 2 ) is a comparison gas (reference gas) when the O 2 detector 31 detects the concentration of oxygen (O 2 ) in the adjustment gas (oxygen measurement gas), and the fifth capillary 25, the flow rate is adjusted to the fifth flow rate R5 and then supplied to the third three-way valve 26.

このような第1活性炭槽24から供給される調整ガス(酸素計測用ガス)及び第5キャピラリ25から供給される窒素(N)(参照用ガス)は、第3三方弁26によって第2周期T2で交互に選択されてO検出器31に供給される。すなわち、O検出器31は、NO検出器30における第1NO濃度検出値及び第2NO濃度検出値の取得と並行して、第2周期T2で調整ガス(酸素計測用ガス)中の酸素濃度と窒素(N)中の酸素濃度とを交互に検出し、制御演算部36に第1酸素濃度検出値と第2酸素濃度検出値とを交互に出力する。 The adjustment gas (oxygen measurement gas) supplied from the first activated carbon tank 24 and the nitrogen (N 2 ) (reference gas) supplied from the fifth capillary 25 are supplied to the second cycle by the third three-way valve 26. They are alternately selected at T 2 and supplied to the O 2 detector 31. That, O 2 detector 31, in parallel with the acquisition of the first 1NO X concentration detected value and the 2NO X concentration detected value of NO X detector 30, in the conditioning gas (oxygen measurement gas) in the second period T2 The oxygen concentration and the oxygen concentration in nitrogen (N 2 ) are detected alternately, and the first oxygen concentration detection value and the second oxygen concentration detection value are alternately output to the control calculation unit 36.

ここで、希釈ガス供給源から供給される窒素(N2)は本質的に酸素(O)を含まない。したがって、O検出器31で参照用ガスである窒素(N)中の酸素濃度を検出した場合、その濃度検出値は「ゼロ」である。 Here, nitrogen (N 2) supplied from the dilution gas supply source does not essentially contain oxygen (O 2 ). Therefore, when the oxygen concentration in nitrogen (N 2 ) as the reference gas is detected by the O 2 detector 31, the concentration detection value is “zero”.

このようにしてO検出器31で酸素濃度が検出された調整ガスあるいは窒素(N)は、第7キャピラリ32で第7流量R7に流量調節された後に、減圧ポンプ35で減圧された後に大気中に放出される。 The adjustment gas or nitrogen (N 2 ) in which the oxygen concentration is detected by the O 2 detector 31 in this way is adjusted to the seventh flow rate R 7 by the seventh capillary 32 and then reduced by the pressure reducing pump 35. Released into the atmosphere.

一方、制御演算部36は、O検出器31から入力される第1酸素濃度検出値及びサンプルガス(原ガス)における既知の酸素濃度(原ガス酸素濃度)に基づいて、希釈部A1で行われた窒素(N)によるサンプルガスの希釈における希釈倍率KRを演算する。すなわち、大気中の空気は約21%の酸素を含んであり、このような大気における酸素濃度は変動することのない既知の一定値と考えることができる。これに対して、O検出器31に入力される調整ガス(酸素計測用ガス)は、希釈部A1で行われた窒素(N)による希釈の程度つまり希釈倍率KRに応じた酸素濃度となる。したがって、制御演算部36は、サンプルガス(原ガス)のキャリアガスである空気の酸素濃度(原ガス酸素濃度)とO検出器31から入力される第1酸素濃度検出値との比率として希釈倍率KRを演算する。 On the other hand, the control calculation unit 36 performs the dilution unit A1 based on the first oxygen concentration detection value input from the O 2 detector 31 and the known oxygen concentration (raw gas oxygen concentration) in the sample gas (raw gas). The dilution factor KR in the dilution of the sample gas with broken nitrogen (N 2 ) is calculated. That is, air in the atmosphere contains about 21% oxygen, and the oxygen concentration in such an atmosphere can be considered as a known constant value that does not fluctuate. In contrast, the adjustment gas (oxygen measurement gas) input to the O 2 detector 31 has an oxygen concentration corresponding to the degree of dilution with nitrogen (N 2 ) performed in the dilution unit A1, that is, the dilution factor KR. Become. Therefore, the control calculation unit 36 dilutes as a ratio between the oxygen concentration (original gas oxygen concentration) of the air that is the carrier gas of the sample gas (raw gas) and the first oxygen concentration detection value input from the O 2 detector 31. The magnification KR is calculated.

ここで、図2は、窒素(N)で希釈した後のサンプルガス中のO濃度(vol%度)と希釈倍率KRとの関係をサンプルガスに元々含まれているO濃度(vol%)つまり外部のサンプルガス供給源から希釈部A1に供給されるサンプルガスのO濃度(vol%)をパラメータとして示した特性図である。この特性図に示すように、希釈後のサンプルガス中のO濃度(vol%度)は、希釈倍率KRに対して反比例の関係にある。すなわち、希釈後のサンプルガス中のO濃度(vol%度)は、希釈倍率KRが大きくなる程に小さくなる。 Here, FIG. 2 shows the relationship between the O 2 concentration (vol% degree) in the sample gas after dilution with nitrogen (N 2 ) and the dilution factor KR, and the O 2 concentration (vol. %), That is, a characteristic diagram showing, as a parameter, the O 2 concentration (vol%) of the sample gas supplied from the external sample gas supply source to the dilution section A1. As shown in this characteristic diagram, the O 2 concentration (vol% degree) in the diluted sample gas is inversely proportional to the dilution factor KR. That is, the O 2 concentration (vol% degree) in the diluted sample gas decreases as the dilution factor KR increases.

物理量を検出する際の基本的な原理として、検出量が小さい程に当該検出量に含まれる誤差の割合つまり検出精度が低下する。つまり、O検出器31における第1酸素濃度検出値が小さい程に、上述したように演算される希釈倍率KRの誤差(希釈倍率誤差)が大きくなるので、O検出器31の検出レンジと希釈倍率誤差をの兼ね合いを見て希釈部A1における目標希釈率つまり第1流量R1と第3流量R3との比率を設定する必要がある。 As a basic principle when detecting a physical quantity, the smaller the detected quantity, the lower the ratio of errors contained in the detected quantity, that is, the detection accuracy. In other words, enough first oxygen concentration sensing value in the O 2 detector 31 is small, the error (dilution magnification error) increases the dilution ratio KR is calculated as described above, the detection range of the O 2 detector 31 It is necessary to set the target dilution rate in the dilution part A1, that is, the ratio between the first flow rate R1 and the third flow rate R3, considering the balance of the dilution magnification error.

なお、本実施形態のように、酸素(O)が大気(空気)と同程度(約21%)含まれたサンプルガス(例えば空気をキャリアガスとする窒素酸化物含有ガス)の場合、希釈部A1においてサンプルガス(原ガス)を20倍程度まで希釈しても十分な精度で希釈倍率KRを算出することが可能である。 In the case of a sample gas (for example, a nitrogen oxide-containing gas using air as a carrier gas) containing oxygen (O 2 ) to the same extent (about 21%) as the atmosphere (air) as in this embodiment, dilution is performed. Even if the sample gas (original gas) is diluted to about 20 times in the part A1, the dilution factor KR can be calculated with sufficient accuracy.

このようにして希釈部A1における希釈倍率KRを演算すると、制御演算部36は、この希釈倍率KRに第1NO濃度検出値を乗算することによってサンプルガス(原ガス)に元々含まれていた窒素酸化物(NO)の濃度(計測対象濃度D)を演算する。このような希釈倍率KR及び計測対象濃度Dは、制御演算部36によって時系列的に繰り返して演算されて計測画像データに取り込まれる。すなわち、表示部37には、時々刻々とリアルタイムで得られる希釈倍率KR及び計測対象濃度D、また必要に応じて生データである第1NO濃度検出値、第2NO濃度検出値、第1酸素濃度検出値及び第2酸素濃度検出値が時系列データとして表示される。 In this manner, when calculating the dilution factor KR in the dilution part A1, the control calculation unit 36, originally contained in the sample gas by multiplying the first 1NO X concentration detected value to the dilution factor KR (crude gas) nitrogen The concentration of oxide (NO x ) (measurement target concentration D) is calculated. Such dilution factor KR and measurement target concentration D are repeatedly calculated in time series by the control calculation unit 36 and are taken into the measurement image data. That is, the display unit 37, every moment the dilution factor KR and the measurement target density D obtained in real time, also the 1NO X concentration detected value is the raw data as necessary, the 2NO X concentration detected value, the first oxygen The concentration detection value and the second oxygen concentration detection value are displayed as time series data.

このような本実施形態によれば、希釈ガスとして酸素を含まない窒素(N)を採用し、当該窒素(N)でサンプルガス(原ガス)を希釈して得られた調整ガス中の酸素濃度(第1酸素濃度検出値)を調整ガス中の窒素酸化物(NO)の濃度(計測対象濃度D)と並行して取得するので、サンプルガス(原ガス)を窒素(N)で希釈して計測対象濃度Dを取得するに際して希釈倍率KRを並行して取得することができる。したがって、本実施形態によれば、従来よりも精度の高い計測対象濃度Dを取得することができる。 According to the present embodiment, nitrogen (N 2 ) that does not contain oxygen is used as the dilution gas, and the sample gas (original gas) is diluted with the nitrogen (N 2 ). Since the oxygen concentration (first oxygen concentration detection value) is acquired in parallel with the concentration of nitrogen oxide (NO x ) in the adjustment gas (measurement target concentration D), the sample gas (raw gas) is nitrogen (N 2 ). The dilution factor KR can be acquired in parallel when the measurement target concentration D is obtained by diluting with (1). Therefore, according to the present embodiment, it is possible to acquire the measurement target concentration D with higher accuracy than before.

本実施形態によれば、流量調節手段として第1キャピラリ5及び第3キャピラリ8を採用するので、例えば2つのマスフローコントローラを採用する場合に比較してコストダウンを実現することができる。また、第1キャピラリ5及び第3キャピラリ8を恒温槽10内に収容するので、第1流量R1及び第3流量R3を安定化することができる。また、選択手段として第3三方弁26を備えるので、第2酸素濃度検出値との比較によって第1酸素濃度検出値の異常を容易に認知することができる。   According to the present embodiment, since the first capillary 5 and the third capillary 8 are employed as the flow rate adjusting means, the cost can be reduced as compared with the case where, for example, two mass flow controllers are employed. In addition, since the first capillary 5 and the third capillary 8 are accommodated in the thermostat 10, the first flow rate R1 and the third flow rate R3 can be stabilized. Further, since the third three-way valve 26 is provided as the selection means, an abnormality in the first oxygen concentration detection value can be easily recognized by comparison with the second oxygen concentration detection value.

また、還元手段としてのメインコンバータ20、迂回経路21及び第2の選択手段としての第1三方弁22を備えるので、一酸化窒素(NO)のみを含むサンプルガス(原ガス)だけではなく、二酸化窒素(NO)を含むサンプルガス(原ガス)についても計測対象濃度Dを取得することができる。さらには、不活性ガスの中でも安価な窒素(N)を希釈ガスとして採用するので、ランニングコストを低減することができる。 Further, since the main converter 20 as the reduction means, the bypass path 21 and the first three-way valve 22 as the second selection means are provided, not only the sample gas (raw gas) containing only nitric oxide (NO) but also the dioxide dioxide. The measurement target concentration D can also be obtained for a sample gas (raw gas) containing nitrogen (NO 2 ). Furthermore, since inexpensive nitrogen (N 2 ) is used as the diluent gas among the inert gases, the running cost can be reduced.

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上述したように、酸素(O)が大気(空気)と同程度(約21%)含まれたサンプルガス(例えば空気を窒素酸化物(NO)のキャリアガスとする窒素酸化物含有ガス)の場合、サンプルガス(原ガス)を20倍程度まで希釈しても十分な精度で希釈倍率KRを算出することができる。しかしながら、窒素酸化物含有ガスに含まれる酸素(O)の濃度が低下すると、調整ガスに含まれる酸素(O)の濃度も低下するので、O検出器31における酸素濃度検出誤差が増大し、この結果として制御演算部36で演算される希釈倍率KRの誤差(希釈倍率誤差)が増大する。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) As described above, a sample gas containing oxygen (O 2 ) to the same extent (about 21%) as the atmosphere (air) (for example, nitrogen oxide using air as a carrier gas of nitrogen oxide (NO x )) In the case of the contained gas), the dilution factor KR can be calculated with sufficient accuracy even if the sample gas (original gas) is diluted to about 20 times. However, when the concentration of oxygen (O 2 ) contained in the nitrogen oxide-containing gas is lowered, the concentration of oxygen (O 2 ) contained in the adjustment gas is also lowered, so that an oxygen concentration detection error in the O 2 detector 31 is increased. As a result, the error (dilution factor error) of the dilution factor KR calculated by the control calculation unit 36 increases.

このような事情に対して、図3に示すように装置構成を工夫することが考えられる。すなわち、この計測装置は、図1に示した計測装置に対して第3活性炭槽38、第4三方弁39及び第5三方弁40を追加したものであり、希釈部A3と計測部A4とを備える。   For such a situation, it is conceivable to devise the device configuration as shown in FIG. That is, this measuring device is obtained by adding a third activated carbon tank 38, a fourth three-way valve 39, and a fifth three-way valve 40 to the measuring device shown in FIG. Prepare.

希釈部A3における第1流量計6は、第1SPポンプ3から供給されたサンプルガスを計測部A4に設けられた第3活性炭槽38に供給する。第3活性炭槽38は、第1流量計6から供給されたサンプルガスからO検出器31の外乱成分となる窒素酸化物(NO)やO検出器31にダメージを与えるミストを除去し、当該窒素酸化物(NO)が除去されたサンプルガス(酸素計測用ガス)を第4三方弁39に供給する。第4三方弁39は、上記第3活性炭槽38の出口に設けられ、一方、第5三方弁40は、第1活性炭槽24の出口に設けられている。 The first flow meter 6 in the dilution unit A3 supplies the sample gas supplied from the first SP pump 3 to the third activated carbon tank 38 provided in the measurement unit A4. The third activated carbon tank 38 removes nitrogen oxide (NO X ) that becomes a disturbance component of the O 2 detector 31 and mist that damages the O 2 detector 31 from the sample gas supplied from the first flow meter 6. The sample gas (oxygen measurement gas) from which the nitrogen oxide (NO X ) has been removed is supplied to the fourth three-way valve 39. The fourth three-way valve 39 is provided at the outlet of the third activated carbon tank 38, while the fifth three-way valve 40 is provided at the outlet of the first activated carbon tank 24.

このような第4三方弁39及び第5三方弁40は、制御演算部36によって制御されることにより、第1活性炭槽24から供給された調整ガス(酸素計測用ガス)あるいは第3活性炭槽38から供給されたサンプルガス(酸素計測用ガス)を第3周期T3で交互に第3三方弁26に出力する。第3三方弁26は、このような調整ガス(酸素計測用ガス)あるいはサンプルガス(酸素計測用ガス)と第5キャピラリ25から入力される窒素(N)を第2周期T2で交互に選択することにより、調整ガス(酸素計測用ガス)、サンプルガス(酸素計測用ガス)あるいは窒素(N)(参照用ガス)を交互にO検出器31に供給する。 The fourth three-way valve 39 and the fifth three-way valve 40 as described above are controlled by the control calculation unit 36, thereby adjusting gas (oxygen measurement gas) supplied from the first activated carbon tank 24 or the third activated carbon tank 38. The sample gas (oxygen measurement gas) supplied from is alternately output to the third three-way valve 26 at the third period T3. The third three-way valve 26 alternately selects such adjustment gas (oxygen measurement gas) or sample gas (oxygen measurement gas) and nitrogen (N 2 ) input from the fifth capillary 25 at the second period T2. Thus, the adjustment gas (oxygen measurement gas), the sample gas (oxygen measurement gas), or nitrogen (N 2 ) (reference gas) is alternately supplied to the O 2 detector 31.

すなわち、図3の計測装置では、O検出器31が調整ガス(酸素計測用ガス)、窒素(N2)(参照用ガス)あるいはサンプルガス(酸素計測用ガス)の各酸素濃度を所定の順番で交互に検出する。この結果、制御演算部36には、調整ガス(酸素計測用ガス)の酸素濃度を示す第1酸素濃度検出値、窒素(N)(参照用ガス)の酸素濃度を示す第2酸素濃度検出値に加えて、サンプルガス(酸素計測用ガス)の酸素濃度を示す第3酸素濃度検出値が入力される。そして、この計測装置では、希釈倍率KRに加えて第3酸素濃度検出値が時系列データとして表示部37に表示される。 That is, in the measuring apparatus of FIG. 3, the O 2 detector 31 sets each oxygen concentration of the adjusting gas (oxygen measuring gas), nitrogen (N 2) (reference gas) or sample gas (oxygen measuring gas) in a predetermined order. Detect alternately with. As a result, the control calculation unit 36 detects the first oxygen concentration detection value indicating the oxygen concentration of the adjustment gas (oxygen measurement gas) and the second oxygen concentration detection indicating the oxygen concentration of nitrogen (N 2 ) (reference gas). In addition to the value, a third oxygen concentration detection value indicating the oxygen concentration of the sample gas (oxygen measurement gas) is input. In this measuring apparatus, the third oxygen concentration detection value is displayed on the display unit 37 as time series data in addition to the dilution factor KR.

このような変形例に係る計測装置によれば、窒素(N)(希釈ガス)によって希釈される前、つまり希釈倍率KRの計算に利用される調整ガス(酸素計測用ガス)よりも酸素濃度が希釈倍率KR分だけ高いサンプルガス(酸素計測用ガス)の酸素濃度を示す第3酸素濃度検出値が時系列データとして表示部37に表示されるので、希釈倍率KRの変動監視をより良好に行うことが可能である。この計測装置によれば、例えば10(vol%)程度の酸素(O)を含んだサンプルガス(原ガス)であっても、希釈倍率KRの変動を精度よく監視することができる。 According to the measurement apparatus according to such a modification, the oxygen concentration is higher than that of the adjustment gas (oxygen measurement gas) used for calculation of the dilution factor KR before being diluted with nitrogen (N 2 ) (dilution gas). Since the third oxygen concentration detection value indicating the oxygen concentration of the sample gas (oxygen measurement gas) that is higher by the dilution factor KR is displayed as time-series data on the display unit 37, the fluctuation monitoring of the dilution factor KR is better monitored. Is possible. According to this measuring apparatus, even for a sample gas (raw gas) containing, for example, about 10 (vol%) oxygen (O 2 ), the fluctuation of the dilution factor KR can be accurately monitored.

(2)上記各実施形態では、還元手段としてのメインコンバータ20を設けたが、サンプルガス(原ガス)が窒素酸化物(NO)として一酸化窒素(NO)のみを含む場合には、メインコンバータ20(還元手段)及び第1三方弁22を省略して、迂回経路21と第2三方弁23とを直接接続してもよい。また、サンプルガス(原ガス)が二酸化窒素(NO)を含む場合には、迂回経路21と第1三方弁22とを省略し、メインコンバータ20(還元手段)の出口を第2三方弁23に直接接続してもよい。 (2) In each of the above embodiments, the main converter 20 is provided as a reducing means. However, when the sample gas (raw gas) contains only nitrogen monoxide (NO) as nitrogen oxide (NO X ), the main converter 20 is provided. The bypass 20 and the second three-way valve 23 may be directly connected by omitting the converter 20 (reduction means) and the first three-way valve 22. When the sample gas (raw gas) contains nitrogen dioxide (NO 2 ), the bypass path 21 and the first three-way valve 22 are omitted, and the outlet of the main converter 20 (reducing means) is connected to the second three-way valve 23. You may connect directly to.

(3)上記各実施形態では、選択手段として第3三方弁26を設けることにより、調整ガス(酸素計測用ガス)の酸素濃度に加えて、窒素(N)の酸素濃度を参照濃度として検出したが、第3三方弁26(選択手段)を削除して調整ガス(酸素計測用ガス)の酸素濃度のみを検出してもよい。 (3) In each of the above embodiments, by providing the third three-way valve 26 as the selection means, the oxygen concentration of nitrogen (N 2 ) is detected as the reference concentration in addition to the oxygen concentration of the adjustment gas (oxygen measurement gas). However, the third three-way valve 26 (selection means) may be deleted to detect only the oxygen concentration of the adjustment gas (oxygen measurement gas).

A1 希釈部
A2 計測部
1 プリコンバータ
2 第1除湿器
3 第1SPポンプ
4 第1ドレンポット
5 第1キャピラリ(流量調節手段、第1の毛細管)
6 第1流量計
7 第2キャピラリ
8 第3キャピラリ(流量調節手段、第2の毛細管)
9 第2流量計
10 恒温槽
11 ガス混合器(ガス混合手段)
12 吸引ポンプ
13 第3流量計
14 第2SPポンプ
15 第2除湿器
16 第4流量計
17 第2ドレンポット
18 第3ドレンポット
19 第4キャピラリ
20 メインコンバータ(還元手段)
21 迂回経路
22 第1三方弁(第2の選択手段)
23 第2三方弁
24 第1活性炭槽
25 第5キャピラリ
26 第3三方弁(選択手段)
27 第5流量計
28 オゾン発生器
29 第6キャピラリ
30 NO検出器(窒素酸化物濃度検出手段)
31 O検出器(酸素濃度検出手段)
32 第7キャピラリ
33 オゾン分解器
34 第2活性炭槽
35 減圧ポンプ
36 制御演算部(演算手段)
37 表示部
38 第3活性炭槽
39 第4三方弁
40 第5三方弁
A1 dilution part A2 measurement part 1 pre-converter 2 first dehumidifier 3 first SP pump 4 first drain pot 5 first capillary (flow rate adjusting means, first capillary tube)
6 First flow meter 7 Second capillary 8 Third capillary (flow rate adjusting means, second capillary tube)
9 Second flow meter 10 Constant temperature bath 11 Gas mixer (gas mixing means)
Reference Signs List 12 Suction pump 13 Third flow meter 14 Second SP pump 15 Second dehumidifier 16 Fourth flow meter 17 Second drain pot 18 Third drain pot 19 Fourth capillary 20 Main converter (reducing means)
21 detour route 22 first three-way valve (second selection means)
23 second three-way valve 24 first activated carbon tank 25 fifth capillary 26 third three-way valve (selection means)
27 Fifth flow meter 28 Ozone generator 29 Sixth capillary 30 NO X detector (nitrogen oxide concentration detection means)
31 O 2 detector (oxygen concentration detection means)
32 7th capillary 33 Ozone decomposer 34 2nd activated carbon tank 35 Depressurization pump 36 Control calculation part (calculation means)
37 Display unit 38 Third activated carbon tank 39 Fourth three-way valve 40 Fifth three-way valve

Claims (6)

窒素酸化物含有ガスを所定の希釈ガスで希釈して窒素酸化物濃度を計測する窒素酸化物濃度計測装置であって、
前記希釈ガスとして不活性ガスを取り込み、前記不活性ガスの流量及び別途取り込んだ前記窒素酸化物含有ガスの流量を所望流量にそれぞれ調節する流量調節手段と、
該流量調節手段で流量調節された前記窒素酸化物含有ガス及び前記希釈ガスを混合させて調整ガスを生成するガス混合手段と、
前記調整ガスの窒素酸化物濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段と、
前記調整ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記酸素濃度検出手段における酸素濃度検出値、前記窒素酸化物含有ガスの既知の酸素濃度及び前記窒素酸化物濃度検出手段における窒素酸化物濃度検出値に基づいて、前記不活性ガスによる前記窒素酸化物含有ガスの希釈倍率と前記窒素酸化物含有ガスの窒素酸化物濃度を演算する演算手段と
前記調整ガスあるいは前記不活性ガスを順次選択して前記酸素濃度検出手段に供給する選択手段
を備えることを特徴とする窒素酸化物濃度計測装置。
A nitrogen oxide concentration measuring device for measuring a nitrogen oxide concentration by diluting a nitrogen oxide-containing gas with a predetermined dilution gas,
A flow rate adjusting means that takes in an inert gas as the dilution gas, and adjusts the flow rate of the inert gas and the flow rate of the nitrogen oxide-containing gas separately taken to a desired flow rate, respectively;
Gas mixing means for generating a regulated gas by mixing the nitrogen oxide-containing gas and the dilution gas whose flow rate has been adjusted by the flow rate adjusting means;
Nitrogen oxide concentration detecting means for detecting the nitrogen oxide concentration of the adjustment gas;
Oxygen concentration detecting means for detecting the oxygen concentration of the adjustment gas;
Based on the oxygen concentration detection value in the oxygen concentration detection means, the known oxygen concentration of the nitrogen oxide-containing gas, and the nitrogen oxide concentration detection value in the nitrogen oxide concentration detection means, the nitrogen oxide by the inert gas A calculation means for calculating a dilution ratio of the contained gas and a nitrogen oxide concentration of the nitrogen oxide-containing gas ;
A nitrogen oxide concentration measuring apparatus comprising: a selecting unit that sequentially selects the adjustment gas or the inert gas and supplies the oxygen gas to the oxygen concentration detecting unit .
前記流量調節手段は、前記窒素酸化物含有ガスが流通する第1の毛細管と、前記不活性ガスが流通する第2の毛細管を備えることを特徴とする請求項1記載の窒素酸化物濃度計測装置。   2. The nitrogen oxide concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the flow rate adjusting unit includes a first capillary through which the nitrogen oxide-containing gas flows and a second capillary through which the inert gas flows. . 前記流量調節手段は、恒温槽を備えることを特徴とする請求項1または2記載の窒素酸化物濃度計測装置。   The nitrogen oxide concentration measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein the flow rate adjusting means includes a thermostatic bath. 前記選択手段は、前記調整ガスあるいは前記不活性ガスに加えて、前記希釈ガスで希釈する前の前記窒素酸化物含有ガスを順次選択して前記酸素濃度検出手段に供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の窒素酸化物濃度計測装置。 The selection means sequentially selects and supplies the nitrogen oxide-containing gas before being diluted with the dilution gas to the oxygen concentration detection means in addition to the adjustment gas or the inert gas. The nitrogen oxide concentration measuring apparatus according to any one of Items 1 to 3. 前記窒素酸化物含有ガスに含まれる二酸化窒素を一酸化窒素に還元する還元手段と、
該還元手段を迂回する迂回経路と、
前記還元手段あるいは前記迂回経路を択一的に選択する第2の選択手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の窒素酸化物濃度計測装置。
Reducing means for reducing nitrogen dioxide contained in the nitrogen oxide-containing gas to nitric oxide;
A detour route that detours the return means;
A second selection means for alternatively selecting the return means or the detour path;
The nitrogen oxide concentration measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記不活性ガスは、窒素であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の窒素酸化物濃度計測装置。 The nitrogen oxide concentration measuring device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the inert gas is nitrogen .
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