濃度計測装置
【課題】気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して効率よく行うことを可能とする濃度計測装置を提供する。
【解決手段】本発明の濃度計測装置１０は、ガス発生部２１Ａ、２１Ｂから第１ガス１３と第２ガス２２を下流方向に拡散させる風洞１１Ａを具備している。第１ガス第１計測口Ｘ１−１と第２ガス第１計測口Ｘ２−１とは、前記風洞１１Ａの第１地点Ｘ１２−１に近接配置され、前記第１ガス１３と前記第２ガス２２は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測装置１０は、前記拡散された第１ガス１３を前記第１ガス第１計測口Ｘ１−１から取り込み、前記取り込まれた第１ガス１３の濃度Ｃ１ｉを計測するための第１ガス濃度計測装置１６−１と、前記拡散された第２ガス２２を前記第２ガス第１計測口Ｘ２−１から取り込み、前記取り込まれた第２ガス２２の濃度Ｃ２ｉを計測するための第２ガス濃度計測装置２６とを具備する。尚、１６−１は１６−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）に読み替えが可能である。
【解決手段】本発明の濃度計測装置１０は、ガス発生部２１Ａ、２１Ｂから第１ガス１３と第２ガス２２を下流方向に拡散させる風洞１１Ａを具備している。第１ガス第１計測口Ｘ１−１と第２ガス第１計測口Ｘ２−１とは、前記風洞１１Ａの第１地点Ｘ１２−１に近接配置され、前記第１ガス１３と前記第２ガス２２は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測装置１０は、前記拡散された第１ガス１３を前記第１ガス第１計測口Ｘ１−１から取り込み、前記取り込まれた第１ガス１３の濃度Ｃ１ｉを計測するための第１ガス濃度計測装置１６−１と、前記拡散された第２ガス２２を前記第２ガス第１計測口Ｘ２−１から取り込み、前記取り込まれた第２ガス２２の濃度Ｃ２ｉを計測するための第２ガス濃度計測装置２６とを具備する。尚、１６−１は１６−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）に読み替えが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃度計測装置に関し、特に、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度の各々を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場内の煙突から排出される煙の拡散状況を実験室内で模擬するときには、特許文献１の第１図に例示されるように、実験用風洞を具備したガス吸引装置が用いられる。このガス吸引装置は、同一の高さに複数本立てて並べられた定量ポット、上記の定量ポットの上端に接続され、他端が所望のガス吸引装置に開口して接続されるサンプリング管、上記の定量ポットの下端同士を連通させたヘッダの各々を具備している。また、このガス吸引装置は、上記の定量ポット、及びヘッダ内に注入された液体、一端が上記のヘッダに接続され、他端が上記の定量ポット下端の高さに開口したオーバーフロー管、上記のオーバーフロー管に備えられる弁、上記のヘッダに接続された排出管、上記の排出管に備えられた排出ポンプの各々を具備している。
【０００３】
半導体製造装置中の成膜装置、乾式エッチング装置等においては、シラン、ホスフィン等の特殊材料ガス、塩素ガス等の腐食性ガス、水素ガス等の強粘性ガスといったプロセスガスが使用される。このプロセスガスを用いた、マスフローコントローラの流量測定を行うことを目的とする、マスフローコントローラ流量検定システムは、特許文献２に例示される。このマスフローコントローラ流量検定システムは、プロセスガス遮断弁とマスフローコントローラとを順次経由して、プロセスガス源からのプロセスガスをプロセスチャンバに供給する複数のプロセスガスライン、計測ガス供給源からのプロセスガスが上記のマスフローコントローラの各々を経由して排出されるように、上記のプロセスガスラインに分岐接続された計測ガスラインとを具備している。
【０００４】
非特許文献１の図４に、従来の濃度計測装置に係る構成の一例が示される。本明細書に添付される図８は、この従来の濃度計測装置を用いてトレーサガスの濃度計測を行うときの実験形態を示した図である（但し、データ処理を行うための機器等は省略している）。この濃度計測装置は、トレーサガス供給装置１３Ａ（煙突１１と図示しない流量計を介して接続される）、１３Ｂ（煙突１２と図示しない流量計を介して接続される）、測定室１１Ａ、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が注入され、上部がコルク等で栓のされたビーカー１６−ｉ、吸引装置１７の各々を具備している。測定室１１Ａは、その内部に、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１１（底面１８からの高さ：Ｌ１）、１２（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ１−ｉ、サンプリング孔Ｘ１−ｉから敷設され、水１６−ｉに挿入される管１４−ｉ、ビーカー１６−ｉの気相部１５Ａ−ｉと吸引装置１７とを接続する管１５−ｉの各々を含んでいる。複数のサンプリング孔Ｘ１−ｉを設置することで、各点のトレーサガス（アンモニア（ＮＨ３）ガス）濃度（以下、「アンモニアガス濃度Ｃ１ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）」と記す）を測定することが可能となっている。
【０００５】
送風機１１Ｂは、所定の速度でＺ１方向に回転することで、測定室１１Ｂ内にＺ２方向の風を流通させる。トレーサガス供給装置１３Ａ、１３Ｂの各々は、トレーサガス１３を測定室１１Ａの内部に供給するための、各種のトレーサガス発生装置で構成される（以下、従来の技術において「トレーサガス１３」を「アンモニアガス１３」と記す）。吸引装置１７は、特許文献１の図２に示されるように、液体の注入された定量ポット、ヘッダの各々、オーバーフロー管、弁、排出管、排出ポンプ等を具備している（定量ポットは、各々、サンプリング管１５−ｉと接続されている）。吸引装置１７においては、貯水タンクからオーバーフロー管、ヘッダの各々を介して定量ポットへ液体が吸引されるように制御され、この結果、定量ポット内に一定の高さで液体が注入される。このときの液体の高さは、アンモニアガス１３に対して予め定められた吸引速度によって異なる。吸収液１６Ａ−ｉは、吸引装置１７によって、サンプリング孔Ｘ１−ｉから吸収液１６Ａ−ｉへ吸引されたアンモニアガス１３を吸収する。底面１８は、測定室１１Ａの下底部平面に相当し、底面１８からは山１８Ａ等の地形が形成されている。
【０００６】
図８の（ａ）は、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉの１回目の測定に相当する。このとき、トレーサガス発生装置１３Ａからアンモニアガス１３が供給され、Ｚ２方向に流通する。供給されたアンモニアガス１３の一部は、サンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉを介して、吸収液１６−ｉに吸収される。所定時間の後、アンモニアガス１３の供給を停止させ、更に、アンモニアガス１３の溶解した吸収液１６Ａ−ｉの電気伝導度を測定することにより、サンプリング孔Ｘ１−ｉの設置される地点の各々における、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉが決定される。図８の（ｂ）は、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉの２回目の測定に相当する。このとき、アンモニアガス発生装置１３Ｂからアンモニアガス１３が供給され、Ｚ２方向に流通する（測定室１１Ａの内部を十分に空気で十分に置換した後に、アンモニアガス１３が供給される）。所定時間の経過の後、同様の方法によってサンプリング孔Ｘ１−ｉの地点の各々における、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉが決定される。
【０００７】
【特許文献１】特公平１−３４１１０号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２２３５６８号公報
【非特許文献１】三菱重工業株式会社「大気環境予測技術」（第７頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うことを可能とする濃度計測装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、気流中に含まれるガスの濃度測定においてガスクロマトグラフ法を用いるときに、測定装置（ガスクロマトグラフフィ）に流入されるガス量が常に一定となる濃度計測装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガス濃度の測定点が同一である濃度計測装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、測定される各々のガスのガス圧が同一である濃度計測装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガスの測定量を最適な値に調節することの可能な濃度計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付で用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明の濃度計測装置（１０）は、拡散された第１ガス（１３）を第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）を具備している。前記第１ガス（１３）と第２ガス（２２）は、互いに種類が異なり、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から下流方向（Ｚ２）に拡散させられる。前記拡散された第２ガス（２２）を第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（Ｘ１−１）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）を具備している。前記第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）と前記第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）とは第１地点（Ｘ１２−１）に近接配置されている。尚、Ｘ１−１はＸ１−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）、Ｘ２−１はＸ２−ｊ、Ｘ１２−１はＸ１２−ｊにそれぞれ読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１５】
本発明の濃度計測装置（１０）は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向に拡散させる風洞（１１Ａ）を具備している。第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）と第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）とは、前記風洞（１１Ａ）の第１地点（Ｘ１２−１）に近接配置され、前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記拡散された第１ガス（１３）を前記第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）と、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）とを具備する。尚、１６−１は１６−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）に読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１６】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第１ガス（１３）は、溶液（１６Ａ−１）に吸収され、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記吸収された第１ガス（１３）の量の測定に用いられる。また、前記第２ガス（２２）は前記溶液（１６Ａ−１）には吸収されず、前記第２ガス濃度計測装置（２６）はガスクロマトグラフ（２６）である。尚、１６Ａ−１は１６Ａ−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）に読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１７】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記ガスクロマトグラフ（２６）には、前記第２ガス（２２）と、前記第２ガス（２２）を希釈するための空気（ＡＩＲ）とを含む混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）が供給される。本発明の濃度計測装置（１０）は、前記供給される混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）の量（Ｖ１３）が一定になるように、前記流入される第２ガス（２６）の量（Ｖ１）と、前記流入される空気（ＡＩＲ）の量（Ｖ３）の各々を調節する流入量調節部（２５−１、２７−１、２８−１）を更に具備する。尚、２５−１は２５−ｊ、２７−１は２７−ｊ、２８−１は２８−ｊにそれぞれ読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１８】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第２ガス（２２）の流通する第１管（２３−１）と、前記空気（ＡＩＲ）の流通する第２管（２３Ａ−１）とを更に具備している。前記第１管（２３−１）と前記第２管（２３Ａ−１）は、接続点（Ｘ４Ａ−１）において接続される。前記流入量調節部（２５−１、２７−１、２８−１）は、前記第１管（２３−１）に備えられ、前記第１管（２３−１）内を流通する第２ガス量（Ｖ１）を調節するための第１弁（２５−１）と、前記第２管（２３Ａ−１）に備えられ、前記第２管（２３Ａ−１）内を流通する空気量（Ｖ３）を調節するための第２弁（２７−１）とを具備する。また、前記流入量調節部（２５−１、２７−１、２８−１）は、前記第１弁（２５−１）の開度と前記第２弁（２７−１）の開度の各々を調節することで、前記第１管（２３−１）内を流通する第２ガス量（Ｖ１）と、前記第２管（２３Ａ−１）内を流通する空気量（Ｖ３）の各々を調節する開度調節部（２８−１）とを含んでいる。尚、２３Ａ−１は２３Ａ−ｊ、Ｘ４Ａ−１はＸ４Ａ−ｊにそれぞれ読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１９】
本発明の濃度計測装置（１０）において、第１ガス第２計測口（Ｘ１−２）と第２ガス第２計測口（Ｘ２−２）とは、前記第１地点（Ｘ１２−１）から離れた第２地点（Ｘ１２−２）に近接配置される。前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記拡散された第１ガス（１３）を前記第１ガス第２計測口（Ｘ１−２）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測する。前記第２ガス濃度計測装置（２６）は、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第２ガス第２計測口（Ｘ２−２）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測する。尚、Ｘ１−２はＸ１−ｋ（ｋ＝１，３，…，ｎのいずれか）、Ｘ２−２はＸ２−ｋ、Ｘ１２−２はＸ１２−ｋのそれぞれに読み替えることが可能である（以下も同様）。
【００２０】
本発明の濃度計測装置（１０）は、拡散された第１ガス（１３）を第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）を具備する。前記第１ガス（１３）と第２ガス（２２）は、互いに種類が異なり、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から下流方向（Ｚ２）に拡散させられる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）とを具備する。
【００２１】
本発明の濃度計測装置（１０）は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向（Ｚ２）に拡散させる風洞（１１Ａ）を具備する。前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記拡散された第１ガス（１３）を第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）と、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）とを具備する。尚、Ｘ３−１はＸ３−ｊに読み替えが可能である（以下も同様）。
【００２２】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第１ガス（１３）は、溶液（１６Ａ−１）に吸収され、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記吸収された第１ガス（１３）の量の測定に用いられる。前記第２ガス（２２）は前記溶液（１６Ａ−１）には吸収されず、前記第２ガス濃度計測装置（２６）はガスクロマトグラフ（２６）である。
【００２３】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記第１ガス（１３）を吸引するための吸引装置（３１）を備えている。前記第２ガス（２２）は、前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給される。前記吸引装置（３１）が吸引する前記第１ガス（１３）の圧力は、前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給される前記第２ガス（２２）の圧力と実質的に等しい。
【００２４】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記溶液（１６Ａ−１）は、容器（１６−１）内に注入される。本発明の濃度計測装置（１０）は、前記容器（１６−１）と接続され、前記第１ガス（１３）の流通する第１管（３０Ａ−１）と、前記ガスクロマトグラフ（２６）と接続され、前記第２ガス（２２）の流通する第２管（３０−１）と、前記第１管（３０Ａ−１）に備えられ、前記第１管（３０Ａ−１）内を流通する第１ガス量（Ｖ１）を調節するための弁（２５−１）と、前記第２管（３０−１）に備えられ、前記第２ガス（２２）を吸引するための第１ポンプ（３１−１）とを更に具備する。前記吸引装置（３１）は、前記弁（２５−１）が閉塞されているときに、前記第１ガス（１３）の圧力が設定値（Ｐｓ１）になるように前記第１ガス（１３）を吸引し、前記弁（２５−１）は、前記第１ガス（１３）の圧力が前記設定値（Ｐｓ１）とされたときに開放される。前記第１ポンプ（３１−１）は、前記第１ガス（１３）の圧力が前記設定値（Ｐｓ１）とされたときに、前記第２ガス（２２）を吸引して前記ガスクロマトグラフ（２６）に前記第２ガス（２２）を供給する。尚、３０Ａ−１は３０Ａ−ｊに読み替えが可能である（以下も同様）。
【００２５】
本発明の濃度計測装置（１０）は、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）と前記ガスクロマトグラフ（２６）に接続され、前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）とを含む混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分配して、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）と前記ガスクロマトグラフ（２６）の各々に供給する分配器（３５−１、３６−１）を更に具備する。前記分配器（３５−１、３６−１）が前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）に供給する前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）の量（Ｖ１）と、前記分配器（３５−１、３６−１）が前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給する前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）の量（Ｖ２）の各々は一定である。
【００２６】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記分配器（３５−１、３６−１）は、第１分配器（３５−１）と第２分配器（３６−１）とを含んでいる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を吸引する第２ポンプ（３４−１）と、前記第２ポンプ（３４−１）が吸引した前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分流して、前記第１分配器（３５−１）と前記第２分配器（３６−１）の各々に供給する分流部（４０−１）とを更に具備する。前記第１分配器（３５−１）は、前記ガスクロマトグラフ（２６）と接続され、前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分配して前記一定量の前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給する。前記第２分配器（３６−１）は、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）と接続され、前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分配して前記一定量の前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）に供給する。
【００２７】
本発明の濃度計測方法は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向（Ｚ２）に拡散させるステップ（Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ、Ｓ１ｅ）を具備する。第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）と第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）とは、風洞（１１Ａ）の第１地点（Ｘ１２−１）に近接配置され、前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測方法は、前記拡散された第１ガス（１３）を前記第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）から取り込み、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）から取り込むステップ（Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）と、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測し、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するステップ（Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ、Ｓ３ｄ、Ｓ３ｅ）とを具備する。
【００２８】
本発明の濃度計測方法は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向（Ｚ２）に拡散させるステップ（Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ、Ｓ１ｅ）を具備する。前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測方法は、前記拡散された第１ガス（１３）を第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第１計測口（Ｘ３−１）から取り込むステップ（Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）と、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測し、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するステップ（Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ、Ｓ３ｄ、Ｓ３ｅ）とを具備する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うことが可能となる。
【００３０】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれるガスの濃度測定においてガスクロマトグラフ法を用いるときに、測定装置（ガスクロマトグラフ）に流入されるガス量が常に一定とすることが可能となる。
【００３１】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガス濃度の測定点を同一に設定することが可能となる。
【００３２】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、測定される各々のガスのガス圧（上記のＰｓ１に相当）を同一とすることが可能となる。
【００３３】
本発明のガス濃度測定装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガスの測定量を最適な値に調節することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係る濃度計測装置１０の構成を示す。実施の形態１に係る濃度計測装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続される）、２１Ｂ（煙突２０と接続される）、測定室１１Ａ、内部に吸収液１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされたビーカー１６−ｉ、吸引装置１７の各々を具備している。測定室１１Ａは、その内部に、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１９（底部１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底部１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ１−ｉ、サンプリング孔Ｘ１−ｉから敷設され、吸収液１６−ｉに挿入される管１４−ｉ、ビーカー１６−ｉの気相部１５Ａ−ｉと吸引装置１７とを接続するガスサンプリング管１５−ｉの各々を含んでいる。
【００３５】
また、実施の形態１に係る濃度計測装置１０は、吸引ポンプ２４−ｉ、サンプリング孔Ｘ２−ｉ、サンプリング孔Ｘ２−ｉから敷設され、吸引ポンプ２４に接続される管２３−ｉ、ガスクロマトグラフ２６、吸引ポンプ２４−ｉとガスクロマトグラフ２６とを接続する管２５−ｉの各々を具備している。サンプリング孔Ｘ１−ｉの各々とサンプリング孔Ｘ２−ｉの各々とは、地点Ｘ１２−ｉ内に近接して配置されている（例えば、サンプリング孔Ｘ１−１とサンプリング孔Ｘ２−１、サンプリング孔Ｘ１−２とサンプリング孔Ｘ２−２の各々は、互いに近接して配置されている。他のサンプリング孔Ｘ１−ｉと他のサンプリング孔Ｘ２−ｉとの配置関係も同様である）。従って、各々の地点Ｘ１２−ｉ内において、気流中のアンモニアガス濃度Ｃ１ｉとメタンガス濃度Ｃ２ｉは、実質的に均一とみなすことが可能である。
【００３６】
吸引装置１７、吸収液１６Ａ−ｉ、底面１８、山１８Ａの各々については、従来の技術で説明したものと同様である。トレーサガス供給装置２１Ａは、トレーサガス供給装置１３Ａ、１３Ｂと同様に、煙突１９を介してアンモニアガス１３を測定室１１Ａの内部に供給する。トレーサガス供給装置２１Ｂは、煙突２０を介してメタンガス２２を測定室１１Ａの内部に供給する。測定室１１Ａの内部に供給されたアンモニアガス１３、メタンガス２２（以下、これらを総称するときには、「トレーサガス１３、２２」と記す）の各々、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、Ｚ２方向に所定速度で発生した風によって流通（拡散）する（以下、実施の形態２において、トレーサガス１３、２２、空気ＡＩＲを総称するときには、「流通ガス１３、２２、ＡＩＲ」と記す）。
【００３７】
流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置１７による吸引に基づいて、サンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉに流入速度Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎで流入する。また、流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引ポンプ２４−ｉによる吸引に基づいて、サンプリング孔Ｘ２−ｉから管２３−ｉに流入速度Ｖ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎで流入する。管１４−ｉに流入したアンモニアガス１３は吸収液１６−ｉに吸収され、管２３−ｉに流入したメタンガス２２はガスクロマトグラフ２６によって検出される。ガスクロマトグラフ２６は、ＦＩＤ（Ｆｌａｍｅｄ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と同様の検出方法（ＦＩＤ法）でメタンガス２２を検出し、検出結果（所定時間内にサンプリング孔Ｘ２−ｉから流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ全体中のメタンガス濃度Ｃ２ｉ）を導出する。
【００３８】
本発明の実施の形態１〜４においては、メタンガス２２を例に挙げて説明しているが、その他の炭化水素（ＣＨ）系のガスであっても構わない。この場合においても、メタンガス２２と同様にして測定室１１Ａ内をＺ２方向に流通し、その一部はサンプリング孔Ｘ２−ｉから流入して、ガスクロマトグラフ２６により検出される。
【００３９】
実施の形態２に係る濃度計測装置１０を用いることで、アンモニア１３のように吸収液（水）１６Ａ−ｉに吸収されやすい（易溶性）のトレーサガスに対する濃度測定、及びメタンガス２２のように吸収液（水）１６Ａ−ｉに吸収されにくい（難溶性）のトレーサガスに対する濃度測定の各々を同時に行うことが可能となる。吸収液１６Ａ−ｉとして水以外の液体を用いたときにおいても同様であり、その液体に対して易溶性のトレーサガスに対する濃度測定、及びその液体に対して難溶性のトレーサガスに対する濃度測定の各々を、濃度計測装置１０を用いて行うことが可能である。
【００４０】
次に、図２を参照して、本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置１０を用いた、濃度計測方法について説明する。尚、ステップＳ１ｂにおいては、送風機１１Ｂ、吸引装置１７、吸引ポンプ２４−ｉ、ガスクロマトグラフ２６の各々を総称して、「各装置１１Ｂ、１７、２４−ｉ、２６」と記されている。
【００４１】
送風機１１Ｂが所定の速度でＺ１方向に回転され、その結果、Ｚ２方向に所定速度の風が発生し、また、吸引装置１７、吸引ポンプ２４−ｉ、ガスクロマトグラフ２６の各々が起動される。（ステップＳ１ｂ）。トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置１７による吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉに流入し、その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス１３は、吸収液１６Ａ−ｉに吸収される。一方、流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引ポンプ２４−ｉによる吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ２−ｉから管２３−ｉに流入し、その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるメタンガス２２は、ガスクロマトグラフ２６に供給される（ステップＳ２ｂ）（ステップＳ２ｂの処理は所定時間の間、継続して行われる）。
【００４２】
吸収液１６Ａ−ｉに対して電気伝導度の測定を行い、測定結果に基づいて所定時間内における、吸収液１６Ａ−ｉへのアンモニアガス１３の溶解量を導出することで、流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中のアンモニア濃度Ｃ１ｉが導出される。一方、ガスクロマトグラフ２６は、所定時間内における、流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中のメタンガス濃度Ｃ２ｉを導出する（ステップＳ３ｂ）。
【００４３】
（実施の形態２）
図３に、本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置１０の構成を示す。実施の形態３に係る濃度計測装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続され、アンモニアガス１３を供給する）、２１Ｂ（煙突２０と接続され、メタンガス２２を供給する）、測定室１１Ａ、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされるビーカー１６−ｉ、吸引装置１７の各々を具備している。測定室１１Ａは、その内部に、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１９（底面１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ１−ｉ、サンプリング孔Ｘ１−ｉから敷設され、吸収液１６Ａ−ｉに挿入される管１４−ｉ、ビーカー１６−ｉの気相部１５Ａ−ｉと吸引装置１７とを接続する管１５−ｉの各々を含んでいる。
【００４４】
また、実施の形態２に係る濃度計測装置１０は、サンプリング孔Ｘ２−ｉと、サンプリング孔Ｘ２−ｉからガスクロマトグラフ２６、及び空気ＡＩＲの入口Ｘ４−ｉに向けて敷設され、吸引ポンプ２４−ｉ、弁２５−ｉ、弁２７−ｉの備えられている管２３−ｉ、空気ＡＩＲの入口Ｘ４−ｉから接続点Ｘ４Ａ−ｉまで敷設される管３０−ｉを具備している。更に、実施の形態２に係る濃度計測装置１０は、弁２５−ｉを介して管２３−ｉと接続され、弁２７−ｉを介して管２３−ｉと接続される流量コントローラ２８−ｉを具備している。サンプリング孔Ｘ１−ｉの各々とサンプリング孔Ｘ２−ｉは、実施の形態２に係る濃度計測装置１０と同様に、地点Ｘ１２−ｉ内に近接して配置されている（従って、例えばサンプリング孔Ｘ１−１とサンプリング孔Ｘ２−１の各々において、流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中のアンモニア濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉは互いに等しい。他のサンプリング孔Ｘ１−ｉと他のサンプリング孔Ｘ２−ｉについても同様）。
【００４５】
尚、実施の形態２に係る濃度測定装置１０において、実施の形態１に係る濃度測定装置１０と同一の番号が付されている構成要素については、特に断りのない限りは上記の実施の形態１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
吸引ポンプ２４−ｉは、予め定められた引力で流通ガス１３、２２、ＡＩＲを吸引する。このとき、トレーサガス供給装置２１Ｂから大量のメタンガス２２が測定室１１Ａに供給されたときには、メタンガス濃度（（メタンガス２２の流入量／流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入量）×１００（％））Ｃ２ｉが、ガスクロマトグラフ２６によって測定可能な範囲（通常、３０００ｐｐｍ程度）を超えることもある。従って、空気ＡＩＲによって流通ガス１３、２２、ＡＩＲの希釈を行う必要がある。しかしながら、この希釈量が濃度測定装置１０による実験操作の度に異なると、測定結果（メタンガス濃度Ｃ２ｉ）に大きな誤差が生じることが予測される。
【００４７】
従って、流量コントローラ２８−ｉによる、流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１、及び空気ＡＩＲの流入速度Ｖ２の制御が行われる。この制御を行うため、流量コントローラ２８−ｉは、流入速度Ｖ１と流入速度Ｖ３を測定する。また、流量コントローラ２８−ｉは、それらの測定結果に基づいて弁２５−ｉ、２７−ｉの各々の開度を調節することで、ガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１３（＝Ｖ１＋Ｖ３）が２００ｃｃ／ｍｉｎになるように制御する。
【００４８】
以下に、流量コントローラ２８−ｉによる、流入速度Ｖ１３の制御の形態は、例えば（１）のようなものである。（１）流量コントローラ２８−ｉは、予め希釈率と流入速度Ｖ１３とを記憶する。ここで、希釈率＝１／２とし、Ｖ１３＝２００ｃｃ／ｍｉｎ（一定）とする。Ｖ１＝８０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｖ２＝１２０ｃｃ／ｍｉｎと計測されたときには、流量コントローラ２８−ｉは、弁２５−ｉ、２７−ｉの各々に開度調節信号を出力することで、弁２５−ｉの開度を大きくしてＶ１＝１００ｃｃ／ｍｉｎとなるように制御し、また、弁２７−ｉの開度を小さくしてＶ２＝１００ｃｃ／ｍｉｎとなるように制御する。
【００４９】
ここで、ガスクロマトグラフ２６によって測定されるメタンガス濃度（以下、「メタンガス測定濃度」と記す）＝Ｃ０とし、１ｍｉｎあたりのガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入量からメタンガス濃度Ｃ２ｉを算出するものとすると、次の（２）式が成立する。
【００５０】
Ｃ２ｉ＝Ｃ０×（Ｖ１３／Ｖ１） （２）
【００５１】
実施の形態２に係る濃度計測装置１０により、ガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１３（アンモニアガス濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉの計測が行われる所定時間内における、ガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入量）を常に一定にすることが可能となる。従って、測定結果（メタンガス濃度Ｃ２ｉ）に含まれる誤差を最小限とすることが可能となる。また、空気ＡＩＲによる流通ガス１３、２２、ＡＩＲの希釈が行われることから、流量コントローラ２８−ｉの具備されない実施の形態１に係る濃度計測装置１０と比較して、より広い範囲でのメタンガス濃度Ｃ２ｉの測定が可能となる。
【００５２】
以下、本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置１０を用いた濃度計測方法について説明する。この濃度計測方法においては、図２に示したステップＳ１ｃ〜Ｓ３ｃの処理が行われる。ステップＳ１ｃ〜Ｓ３ｃのうち、ステップＳ１ｃ、Ｓ３ｃについては、各々、ステップＳ１ｂ、Ｓ３ｂと同様であるので、それらの詳細な説明は省略する。
【００５３】
トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置１７による吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉに流入し、その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス１３は、吸収液１６Ａ−ｉに吸収される。一方、吸引ポンプ２４−ｉによる吸引に基づいて、流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部はサンプリング孔Ｘ２−ｉから管２３−ｉに流入し、空気ＡＩＲは入口Ｘ３−ｉから管２３−ｉに流入する。流量コントローラ２８−ｉは、流入速度Ｖ１、Ｖ３を計測し、計測結果に基づいて開度調節信号を弁２５−ｉ、２７−ｉの各々に出力する（弁２５−ｉ、２７−ｉの開度は、その開度調節信号に基づいて調節される）。流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲは、ガスクロマトグラフ２６に流入する（ステップＳ２ｃ）（ステップＳ２ｃの処理は所定時間の間、継続して行われる）。
【００５４】
（実施の形態３）
図４に、本発明の実施の形態３に係る濃度計測装置１０の構成を示す。実施の形態３に係る濃度計測装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続され、アンモニアガス１３を供給する）、２１Ｂ（煙突２０と接続され、メタンガス２２を供給する）、測定室１１Ａ、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされるビーカー１６−ｉ、吸引装置３１の各々を具備している。測定室１１Ａは、送風機（送風機を回転させるための電動機を含む）１１Ｂ、煙突１９（底面１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ３−ｉを含んでおり、サンプリング孔Ｘ３−ｉからは、吸収液１６Ａ−ｉ、又はガスクロマトグラフ２６に向けて管３０−ｉが敷設されている。吸引装置３１には、複数の定量ポット３１Ａ−ｉが設置されており、各々の定量ポット３１Ａ−ｉには、管３３−ｉがビーカーの気相部１５Ａ−ｉに向けて接続されている。また、実施の形態３に係る濃度計測装置１０は、管３０−ｉに備えられる吸引ポンプ３１−ｉを具備している。
【００５５】
実施の形態１または２においては、アンモニアガス１３の測定ポイント（サンプリング孔Ｘ１−ｉ）とメタンガス２２の測定ポイント（サンプリング孔Ｘ２−ｉ）の各々が互いに異なるが、実施の形態３においては、測定ポイント（サンプリング孔Ｘ３−ｉ）が同一である。従って、実施の形態１〜３とは異なり、同一の地点（サンプリング孔Ｘ３−ｉ）における流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉの各々を測定することが可能となっており、トレーサガス１３、２２の濃度測定を行う上で、効果が大きい。また、濃度計測装置１０を作製・運用する上で、各々のトレーサガス１３、２２に対して別個の測定ポイントを設置するときと比較して、設置される測定ポイント数は半分となることから、濃度計測装置１０の作製・運用に係るコストを抑制することが可能となる。
【００５６】
尚、実施の形態３に係る濃度計測装置１０において、実施の形態１または２に係る濃度計測装置１０と同一の番号が付されている構成要素については、特に断りのない限りは上記と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
吸引装置３１は、上記の吸引装置１７と同様に、液体の注入された定量ポット３１Ａ−ｉ、ヘッダの各々、オーバーフロー管、弁、排出管、排出ポンプ等を具備している。吸引装置３１においては、まず、貯水タンクからオーバーフロー管、ヘッダの各々を介して定量ポットへ液体が吸引される。次に、弁３２−ｉを閉じた後、排出ポンプ３１Ｂによって定量ポット３１Ａ−ｉ内の吸収液１６Ａ−ｉを吸引し、排出管３１Ｃを介して放出することで、各々の定量ポット３１Ａ−ｉ内における液体の高さ＝水頭ΔＨとなるように制御する（このとき、吸収液１６Ａ−ｉにかかる表面圧力、即ち、ビーカー１６−ｉに向けて流通する流通ガス１３、２２、ＡＩＲの圧力はＰｓ１である）。
【００５８】
吸引ポンプ３１−ｉは、上記の操作に基づいて各々の定量ポット３１Ａ−ｉ内における液体の高さ＝水頭ΔＨとされた後に、弁３２−ｉの開放（流入速度Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎとなる程度に開度が制御される）と同時に起動される。これにより、ガスクロマトグラフ２６に流入する流通ガス１３、２２、ＡＩＲの圧力はＰｓ１（以下、「ガスクロ圧力」と記す）となり、上記の吸収液１６Ａ−ｉの表面圧力（以下、単に「表面圧力」と記す）と等しくなる（流入速度Ｖ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎとなるように吸引される）。従って、同一の測定ポイント（サンプリング孔Ｘ３−ｉ）におけるアンモニアガス濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉの測定を、ガスクロ圧力と表面圧力とを等しくした条件下で行うことが可能となる。弁３２−ｉは、管３０Ａ−ｉ（接続部３０Ｂ−ｉから分岐して吸収液１６Ａ−ｉに挿入される部分）に備えられるものである。
【００５９】
以下、図５を用いて、本発明の実施の形態３に係る濃度計測装置１０を用いた濃度測定方法について説明する。尚、この濃度測定方法におけるステップＳ３ｄの処理については、実施の形態１（図２）のステップＳ３ｂと同様であるので、その詳細な説明は省略する。また、図５においては、送風機１１Ｂ、吸引装置３１を総称して、「各装置１１Ｂ、３１」と記されている。
【００６０】
送風機１１Ｂが所定の速度でＺ１方向に回転され、その結果、Ｚ２方向に所定速度の風が発生する。弁３２−ｉの閉塞、及び吸引装置３１の起動が行われる（定量ポット３１Ａ−ｉ内の液体の高さ＝ΔＨとなる）（ステップＳ１ｄ）。吸引装置３１−ｉ、ガスクロマトグラフ２６の各々が起動される。トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。ステップＳ１ｄにおける処理に基づいて、定量ポット３１Ａ−ｉ内の液体の高さ＝ΔＨとされた後、流入速度Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎとなるように弁３２−ｉが開放される。流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置３１、３１−ｉによる吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ３−ｉから管３０−ｉに流入する。その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス１３は、弁３２−ｉを介して吸収液１６Ａ−ｉに吸収され、流入したした流通ガス１３、２２、ＡＩＲに含まれるメタンガス２２は、ガスクロマトグラフ２６に供給される（ステップＳ２ｄ）。
【００６１】
（実施の形態４）
図６に、本発明の実施の形態４に係る濃度測定装置１０の構成を示す。実施の形態４に係る濃度測定装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続され、アンモニアガス１３を供給する）、２１Ｂ（煙突２０と接続され、メタンガス２２を供給する）、測定室１１Ａ、吸収ポンプ３４−ｉ、分配器３５−ｉ、３６−ｉ、ガスクロマトグラフ２６、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされるビーカー１６−ｉの各々を具備している。測定室１１Ａは、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１９（底面１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ３−ｉを含んでいる。サンプリング孔Ｘ３−ｉからは、吸引ポンプ３４−ｉに向けて管３９−ｉが敷設されており、吸引ポンプ３４−ｉからは分流点４０−ｉを介し、分配器３５−ｉ、３６−ｉに向けて管３９Ａ−ｉが敷設されている。分配器３５−ｉは管３７−ｉによってガスクロマトグラフ２６と接続されており、分配器３６−ｉはからは吸収液１６Ａ−ｉに向けて管３８−ｉが敷設されている。
【００６２】
吸引ポンプ３４−ｉは、予め定められた引力で流通ガス１３、２２、ＡＩＲを吸引する。吸引された流通ガス１３、２２、ＡＩＲは、分流点４０−ｉでＸ５、Ｘ６方向に分岐して、分配器３５−ｉ、３６−ｉのいずれかに流入する。分配器３５−ｉ、３６−ｉの各々には、その内部に管３９Ａ−ｉを介して流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲを分配するための分岐点（図示せず）が設けられている。分配器３５−ｉの内部の分岐点には、Ｖ１方向へ流通ガス１３、２２、ＡＩＲを２００ｃｃ／ｍｉｎで流すように制御するための抵抗装置が設けられており、分配器３６−ｉの内部の分岐点には、Ｖ２方向へ流通ガス１３、２２、ＡＩＲを３０ｃｃ／ｍｉｎで流すように制御するための抵抗装置が設けられている。
【００６３】
実施の形態４に係る濃度計測装置１０においては、実施の形態４に係る濃度計測装置１０と同様に、トレーサガス１３、２２の各々に対する測定ポイント（Ｘ４−ｉ）は互いに同一である。従って、実施の形態３で上述したことと同様の理由で、濃度計測装置１０の作製・運用に係るコストを抑制することが可能となる。また、上記のように分配器３５−ｉ、３６−ｉの内部に抵抗装置を設けることで、ガスクロマトグラフ２６（又は、吸収液１６Ａ−ｉ）への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１（又は、流入速度Ｖ２）を最適な値（ここでは、Ｖ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎ、Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎである）に調節することが可能となる。
【００６４】
以下、図７を用いて、本発明の実施の形態４に係る濃度計測装置１０を用いた濃度計測方法について説明する。尚、この濃度計測方法におけるステップＳ３ｅの処理については、実施の形態２（図４）のステップＳ３ｂと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
送風機１１Ｂ、吸引ポンプ３４−ｉ、分配器３５−ｉ、３６−ｉ、ガスクロマトグラフ２６が起動される（図６においては、「各装置１１Ｂ、３４−ｉ、３５−ｉ、３６−ｉ、２６」と記される）（ステップＳ１ｅ）。トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、サンプリング孔Ｘ４−ｉから流入し、分流点４０−ｉにおいてＸ５方向、Ｘ６方向のいずれかに分岐する。分配器３５−ｉは、その内部に備えられる抵抗装置によってＶ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎとなるように流通ガス１３、２２、ＡＩＲを分配し、分配器３６−ｉは、その内部に備えられる抵抗装置によってＶ１＝３０ｃｃ／ｍｉｎとなるように流通ガス１３、２２、ＡＩＲを分配する（ステップＳ２ｅ）。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１、２に係る濃度計測方法の処理の過程を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る濃度計測方法の処理の過程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る濃度計測方法の処理の過程を示す図である。
【図８】本発明の従来の技術に係る、濃度計測装置の構成、及び計測形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０：濃度計測装置
１１Ａ：測定室
１１Ｂ：送風機
１３：アンモニアガス
１４−ｉ、１５−ｉ、２３−ｉ、２３Ａ−ｉ、２５−ｉ、３３−ｉ、３９−ｉ、
３９Ａ−ｉ：管
１５Ａ−ｉ：気相部
１６−ｉ：ビーカー
１６Ａ−ｉ：吸収液
１７：吸引装置
１８：底面
１８Ａ：山
１９、２２：煙突
１３Ａ、１３Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ：トレーサガス供給装置
２２：メタンガス
２４−ｉ、３１−ｉ：吸引ポンプ
２５−ｉ：、２７−ｉ：弁
２６：ガスクロマトグラフ
２８−ｉ：流量コントローラ
３１：吸引装置
３５−ｉ、３６−ｉ：分配器
Ｘ１−ｉ、Ｘ２−ｉ、Ｘ３−ｉ：サンプリング孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃度計測装置に関し、特に、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度の各々を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場内の煙突から排出される煙の拡散状況を実験室内で模擬するときには、特許文献１の第１図に例示されるように、実験用風洞を具備したガス吸引装置が用いられる。このガス吸引装置は、同一の高さに複数本立てて並べられた定量ポット、上記の定量ポットの上端に接続され、他端が所望のガス吸引装置に開口して接続されるサンプリング管、上記の定量ポットの下端同士を連通させたヘッダの各々を具備している。また、このガス吸引装置は、上記の定量ポット、及びヘッダ内に注入された液体、一端が上記のヘッダに接続され、他端が上記の定量ポット下端の高さに開口したオーバーフロー管、上記のオーバーフロー管に備えられる弁、上記のヘッダに接続された排出管、上記の排出管に備えられた排出ポンプの各々を具備している。
【０００３】
半導体製造装置中の成膜装置、乾式エッチング装置等においては、シラン、ホスフィン等の特殊材料ガス、塩素ガス等の腐食性ガス、水素ガス等の強粘性ガスといったプロセスガスが使用される。このプロセスガスを用いた、マスフローコントローラの流量測定を行うことを目的とする、マスフローコントローラ流量検定システムは、特許文献２に例示される。このマスフローコントローラ流量検定システムは、プロセスガス遮断弁とマスフローコントローラとを順次経由して、プロセスガス源からのプロセスガスをプロセスチャンバに供給する複数のプロセスガスライン、計測ガス供給源からのプロセスガスが上記のマスフローコントローラの各々を経由して排出されるように、上記のプロセスガスラインに分岐接続された計測ガスラインとを具備している。
【０００４】
非特許文献１の図４に、従来の濃度計測装置に係る構成の一例が示される。本明細書に添付される図８は、この従来の濃度計測装置を用いてトレーサガスの濃度計測を行うときの実験形態を示した図である（但し、データ処理を行うための機器等は省略している）。この濃度計測装置は、トレーサガス供給装置１３Ａ（煙突１１と図示しない流量計を介して接続される）、１３Ｂ（煙突１２と図示しない流量計を介して接続される）、測定室１１Ａ、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が注入され、上部がコルク等で栓のされたビーカー１６−ｉ、吸引装置１７の各々を具備している。測定室１１Ａは、その内部に、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１１（底面１８からの高さ：Ｌ１）、１２（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ１−ｉ、サンプリング孔Ｘ１−ｉから敷設され、水１６−ｉに挿入される管１４−ｉ、ビーカー１６−ｉの気相部１５Ａ−ｉと吸引装置１７とを接続する管１５−ｉの各々を含んでいる。複数のサンプリング孔Ｘ１−ｉを設置することで、各点のトレーサガス（アンモニア（ＮＨ３）ガス）濃度（以下、「アンモニアガス濃度Ｃ１ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）」と記す）を測定することが可能となっている。
【０００５】
送風機１１Ｂは、所定の速度でＺ１方向に回転することで、測定室１１Ｂ内にＺ２方向の風を流通させる。トレーサガス供給装置１３Ａ、１３Ｂの各々は、トレーサガス１３を測定室１１Ａの内部に供給するための、各種のトレーサガス発生装置で構成される（以下、従来の技術において「トレーサガス１３」を「アンモニアガス１３」と記す）。吸引装置１７は、特許文献１の図２に示されるように、液体の注入された定量ポット、ヘッダの各々、オーバーフロー管、弁、排出管、排出ポンプ等を具備している（定量ポットは、各々、サンプリング管１５−ｉと接続されている）。吸引装置１７においては、貯水タンクからオーバーフロー管、ヘッダの各々を介して定量ポットへ液体が吸引されるように制御され、この結果、定量ポット内に一定の高さで液体が注入される。このときの液体の高さは、アンモニアガス１３に対して予め定められた吸引速度によって異なる。吸収液１６Ａ−ｉは、吸引装置１７によって、サンプリング孔Ｘ１−ｉから吸収液１６Ａ−ｉへ吸引されたアンモニアガス１３を吸収する。底面１８は、測定室１１Ａの下底部平面に相当し、底面１８からは山１８Ａ等の地形が形成されている。
【０００６】
図８の（ａ）は、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉの１回目の測定に相当する。このとき、トレーサガス発生装置１３Ａからアンモニアガス１３が供給され、Ｚ２方向に流通する。供給されたアンモニアガス１３の一部は、サンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉを介して、吸収液１６−ｉに吸収される。所定時間の後、アンモニアガス１３の供給を停止させ、更に、アンモニアガス１３の溶解した吸収液１６Ａ−ｉの電気伝導度を測定することにより、サンプリング孔Ｘ１−ｉの設置される地点の各々における、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉが決定される。図８の（ｂ）は、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉの２回目の測定に相当する。このとき、アンモニアガス発生装置１３Ｂからアンモニアガス１３が供給され、Ｚ２方向に流通する（測定室１１Ａの内部を十分に空気で十分に置換した後に、アンモニアガス１３が供給される）。所定時間の経過の後、同様の方法によってサンプリング孔Ｘ１−ｉの地点の各々における、アンモニアガス濃度Ｃ１ｉが決定される。
【０００７】
【特許文献１】特公平１−３４１１０号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２２３５６８号公報
【非特許文献１】三菱重工業株式会社「大気環境予測技術」（第７頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うことを可能とする濃度計測装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、気流中に含まれるガスの濃度測定においてガスクロマトグラフ法を用いるときに、測定装置（ガスクロマトグラフフィ）に流入されるガス量が常に一定となる濃度計測装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガス濃度の測定点が同一である濃度計測装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、測定される各々のガスのガス圧が同一である濃度計測装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガスの測定量を最適な値に調節することの可能な濃度計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を括弧付で用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明の濃度計測装置（１０）は、拡散された第１ガス（１３）を第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）を具備している。前記第１ガス（１３）と第２ガス（２２）は、互いに種類が異なり、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から下流方向（Ｚ２）に拡散させられる。前記拡散された第２ガス（２２）を第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（Ｘ１−１）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）を具備している。前記第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）と前記第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）とは第１地点（Ｘ１２−１）に近接配置されている。尚、Ｘ１−１はＸ１−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）、Ｘ２−１はＸ２−ｊ、Ｘ１２−１はＸ１２−ｊにそれぞれ読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１５】
本発明の濃度計測装置（１０）は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向に拡散させる風洞（１１Ａ）を具備している。第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）と第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）とは、前記風洞（１１Ａ）の第１地点（Ｘ１２−１）に近接配置され、前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記拡散された第１ガス（１３）を前記第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）と、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）とを具備する。尚、１６−１は１６−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）に読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１６】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第１ガス（１３）は、溶液（１６Ａ−１）に吸収され、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記吸収された第１ガス（１３）の量の測定に用いられる。また、前記第２ガス（２２）は前記溶液（１６Ａ−１）には吸収されず、前記第２ガス濃度計測装置（２６）はガスクロマトグラフ（２６）である。尚、１６Ａ−１は１６Ａ−ｊ（ｊ＝２，３，…，ｎのいずれか）に読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１７】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記ガスクロマトグラフ（２６）には、前記第２ガス（２２）と、前記第２ガス（２２）を希釈するための空気（ＡＩＲ）とを含む混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）が供給される。本発明の濃度計測装置（１０）は、前記供給される混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）の量（Ｖ１３）が一定になるように、前記流入される第２ガス（２６）の量（Ｖ１）と、前記流入される空気（ＡＩＲ）の量（Ｖ３）の各々を調節する流入量調節部（２５−１、２７−１、２８−１）を更に具備する。尚、２５−１は２５−ｊ、２７−１は２７−ｊ、２８−１は２８−ｊにそれぞれ読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１８】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第２ガス（２２）の流通する第１管（２３−１）と、前記空気（ＡＩＲ）の流通する第２管（２３Ａ−１）とを更に具備している。前記第１管（２３−１）と前記第２管（２３Ａ−１）は、接続点（Ｘ４Ａ−１）において接続される。前記流入量調節部（２５−１、２７−１、２８−１）は、前記第１管（２３−１）に備えられ、前記第１管（２３−１）内を流通する第２ガス量（Ｖ１）を調節するための第１弁（２５−１）と、前記第２管（２３Ａ−１）に備えられ、前記第２管（２３Ａ−１）内を流通する空気量（Ｖ３）を調節するための第２弁（２７−１）とを具備する。また、前記流入量調節部（２５−１、２７−１、２８−１）は、前記第１弁（２５−１）の開度と前記第２弁（２７−１）の開度の各々を調節することで、前記第１管（２３−１）内を流通する第２ガス量（Ｖ１）と、前記第２管（２３Ａ−１）内を流通する空気量（Ｖ３）の各々を調節する開度調節部（２８−１）とを含んでいる。尚、２３Ａ−１は２３Ａ−ｊ、Ｘ４Ａ−１はＸ４Ａ−ｊにそれぞれ読み替えが可能である（以下も同様）。
【００１９】
本発明の濃度計測装置（１０）において、第１ガス第２計測口（Ｘ１−２）と第２ガス第２計測口（Ｘ２−２）とは、前記第１地点（Ｘ１２−１）から離れた第２地点（Ｘ１２−２）に近接配置される。前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記拡散された第１ガス（１３）を前記第１ガス第２計測口（Ｘ１−２）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測する。前記第２ガス濃度計測装置（２６）は、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第２ガス第２計測口（Ｘ２−２）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測する。尚、Ｘ１−２はＸ１−ｋ（ｋ＝１，３，…，ｎのいずれか）、Ｘ２−２はＸ２−ｋ、Ｘ１２−２はＸ１２−ｋのそれぞれに読み替えることが可能である（以下も同様）。
【００２０】
本発明の濃度計測装置（１０）は、拡散された第１ガス（１３）を第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）を具備する。前記第１ガス（１３）と第２ガス（２２）は、互いに種類が異なり、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から下流方向（Ｚ２）に拡散させられる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）とを具備する。
【００２１】
本発明の濃度計測装置（１０）は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向（Ｚ２）に拡散させる風洞（１１Ａ）を具備する。前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記拡散された第１ガス（１３）を第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測するための第１ガス濃度計測装置（１６−１）と、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するための第２ガス濃度計測装置（２６）とを具備する。尚、Ｘ３−１はＸ３−ｊに読み替えが可能である（以下も同様）。
【００２２】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第１ガス（１３）は、溶液（１６Ａ−１）に吸収され、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記吸収された第１ガス（１３）の量の測定に用いられる。前記第２ガス（２２）は前記溶液（１６Ａ−１）には吸収されず、前記第２ガス濃度計測装置（２６）はガスクロマトグラフ（２６）である。
【００２３】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）は、前記第１ガス（１３）を吸引するための吸引装置（３１）を備えている。前記第２ガス（２２）は、前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給される。前記吸引装置（３１）が吸引する前記第１ガス（１３）の圧力は、前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給される前記第２ガス（２２）の圧力と実質的に等しい。
【００２４】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記溶液（１６Ａ−１）は、容器（１６−１）内に注入される。本発明の濃度計測装置（１０）は、前記容器（１６−１）と接続され、前記第１ガス（１３）の流通する第１管（３０Ａ−１）と、前記ガスクロマトグラフ（２６）と接続され、前記第２ガス（２２）の流通する第２管（３０−１）と、前記第１管（３０Ａ−１）に備えられ、前記第１管（３０Ａ−１）内を流通する第１ガス量（Ｖ１）を調節するための弁（２５−１）と、前記第２管（３０−１）に備えられ、前記第２ガス（２２）を吸引するための第１ポンプ（３１−１）とを更に具備する。前記吸引装置（３１）は、前記弁（２５−１）が閉塞されているときに、前記第１ガス（１３）の圧力が設定値（Ｐｓ１）になるように前記第１ガス（１３）を吸引し、前記弁（２５−１）は、前記第１ガス（１３）の圧力が前記設定値（Ｐｓ１）とされたときに開放される。前記第１ポンプ（３１−１）は、前記第１ガス（１３）の圧力が前記設定値（Ｐｓ１）とされたときに、前記第２ガス（２２）を吸引して前記ガスクロマトグラフ（２６）に前記第２ガス（２２）を供給する。尚、３０Ａ−１は３０Ａ−ｊに読み替えが可能である（以下も同様）。
【００２５】
本発明の濃度計測装置（１０）は、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）と前記ガスクロマトグラフ（２６）に接続され、前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）とを含む混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分配して、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）と前記ガスクロマトグラフ（２６）の各々に供給する分配器（３５−１、３６−１）を更に具備する。前記分配器（３５−１、３６−１）が前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）に供給する前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）の量（Ｖ１）と、前記分配器（３５−１、３６−１）が前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給する前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）の量（Ｖ２）の各々は一定である。
【００２６】
本発明の濃度計測装置（１０）において、前記分配器（３５−１、３６−１）は、第１分配器（３５−１）と第２分配器（３６−１）とを含んでいる。また、本発明の濃度計測装置（１０）は、前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を吸引する第２ポンプ（３４−１）と、前記第２ポンプ（３４−１）が吸引した前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分流して、前記第１分配器（３５−１）と前記第２分配器（３６−１）の各々に供給する分流部（４０−１）とを更に具備する。前記第１分配器（３５−１）は、前記ガスクロマトグラフ（２６）と接続され、前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分配して前記一定量の前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を前記ガスクロマトグラフ（２６）に供給する。前記第２分配器（３６−１）は、前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）と接続され、前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を分配して前記一定量の前記混合ガス（１３、２２、ＡＩＲ）を前記第１ガス濃度計測装置（１６−１）に供給する。
【００２７】
本発明の濃度計測方法は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向（Ｚ２）に拡散させるステップ（Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ、Ｓ１ｅ）を具備する。第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）と第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）とは、風洞（１１Ａ）の第１地点（Ｘ１２−１）に近接配置され、前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測方法は、前記拡散された第１ガス（１３）を前記第１ガス第１計測口（Ｘ１−１）から取り込み、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第２ガス第１計測口（Ｘ２−１）から取り込むステップ（Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）と、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測し、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するステップ（Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ、Ｓ３ｄ、Ｓ３ｅ）とを具備する。
【００２８】
本発明の濃度計測方法は、ガス発生部（２１Ａ、２１Ｂ）から第１ガス（１３）と第２ガス（２２）を下流方向（Ｚ２）に拡散させるステップ（Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄ、Ｓ１ｅ）を具備する。前記第１ガス（１３）と前記第２ガス（２２）は、互いに種類が異なる。また、本発明の濃度計測方法は、前記拡散された第１ガス（１３）を第１計測口（Ｘ３−１）から取り込み、前記拡散された第２ガス（２２）を前記第１計測口（Ｘ３−１）から取り込むステップ（Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）と、前記取り込まれた第１ガス（１３）の濃度（Ｃ１ｉ）を計測し、前記取り込まれた第２ガス（２２）の濃度（Ｃ２ｉ）を計測するステップ（Ｓ３ｂ、Ｓ３ｃ、Ｓ３ｄ、Ｓ３ｅ）とを具備する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うことが可能となる。
【００３０】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれるガスの濃度測定においてガスクロマトグラフ法を用いるときに、測定装置（ガスクロマトグラフ）に流入されるガス量が常に一定とすることが可能となる。
【００３１】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガス濃度の測定点を同一に設定することが可能となる。
【００３２】
本発明の濃度計測装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、測定される各々のガスのガス圧（上記のＰｓ１に相当）を同一とすることが可能となる。
【００３３】
本発明のガス濃度測定装置により、気流中に含まれる複数種類のガスの濃度測定を平行して行うときに、各々のガスの測定量を最適な値に調節することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係る濃度計測装置１０の構成を示す。実施の形態１に係る濃度計測装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続される）、２１Ｂ（煙突２０と接続される）、測定室１１Ａ、内部に吸収液１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされたビーカー１６−ｉ、吸引装置１７の各々を具備している。測定室１１Ａは、その内部に、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１９（底部１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底部１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ１−ｉ、サンプリング孔Ｘ１−ｉから敷設され、吸収液１６−ｉに挿入される管１４−ｉ、ビーカー１６−ｉの気相部１５Ａ−ｉと吸引装置１７とを接続するガスサンプリング管１５−ｉの各々を含んでいる。
【００３５】
また、実施の形態１に係る濃度計測装置１０は、吸引ポンプ２４−ｉ、サンプリング孔Ｘ２−ｉ、サンプリング孔Ｘ２−ｉから敷設され、吸引ポンプ２４に接続される管２３−ｉ、ガスクロマトグラフ２６、吸引ポンプ２４−ｉとガスクロマトグラフ２６とを接続する管２５−ｉの各々を具備している。サンプリング孔Ｘ１−ｉの各々とサンプリング孔Ｘ２−ｉの各々とは、地点Ｘ１２−ｉ内に近接して配置されている（例えば、サンプリング孔Ｘ１−１とサンプリング孔Ｘ２−１、サンプリング孔Ｘ１−２とサンプリング孔Ｘ２−２の各々は、互いに近接して配置されている。他のサンプリング孔Ｘ１−ｉと他のサンプリング孔Ｘ２−ｉとの配置関係も同様である）。従って、各々の地点Ｘ１２−ｉ内において、気流中のアンモニアガス濃度Ｃ１ｉとメタンガス濃度Ｃ２ｉは、実質的に均一とみなすことが可能である。
【００３６】
吸引装置１７、吸収液１６Ａ−ｉ、底面１８、山１８Ａの各々については、従来の技術で説明したものと同様である。トレーサガス供給装置２１Ａは、トレーサガス供給装置１３Ａ、１３Ｂと同様に、煙突１９を介してアンモニアガス１３を測定室１１Ａの内部に供給する。トレーサガス供給装置２１Ｂは、煙突２０を介してメタンガス２２を測定室１１Ａの内部に供給する。測定室１１Ａの内部に供給されたアンモニアガス１３、メタンガス２２（以下、これらを総称するときには、「トレーサガス１３、２２」と記す）の各々、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、Ｚ２方向に所定速度で発生した風によって流通（拡散）する（以下、実施の形態２において、トレーサガス１３、２２、空気ＡＩＲを総称するときには、「流通ガス１３、２２、ＡＩＲ」と記す）。
【００３７】
流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置１７による吸引に基づいて、サンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉに流入速度Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎで流入する。また、流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引ポンプ２４−ｉによる吸引に基づいて、サンプリング孔Ｘ２−ｉから管２３−ｉに流入速度Ｖ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎで流入する。管１４−ｉに流入したアンモニアガス１３は吸収液１６−ｉに吸収され、管２３−ｉに流入したメタンガス２２はガスクロマトグラフ２６によって検出される。ガスクロマトグラフ２６は、ＦＩＤ（Ｆｌａｍｅｄ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と同様の検出方法（ＦＩＤ法）でメタンガス２２を検出し、検出結果（所定時間内にサンプリング孔Ｘ２−ｉから流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ全体中のメタンガス濃度Ｃ２ｉ）を導出する。
【００３８】
本発明の実施の形態１〜４においては、メタンガス２２を例に挙げて説明しているが、その他の炭化水素（ＣＨ）系のガスであっても構わない。この場合においても、メタンガス２２と同様にして測定室１１Ａ内をＺ２方向に流通し、その一部はサンプリング孔Ｘ２−ｉから流入して、ガスクロマトグラフ２６により検出される。
【００３９】
実施の形態２に係る濃度計測装置１０を用いることで、アンモニア１３のように吸収液（水）１６Ａ−ｉに吸収されやすい（易溶性）のトレーサガスに対する濃度測定、及びメタンガス２２のように吸収液（水）１６Ａ−ｉに吸収されにくい（難溶性）のトレーサガスに対する濃度測定の各々を同時に行うことが可能となる。吸収液１６Ａ−ｉとして水以外の液体を用いたときにおいても同様であり、その液体に対して易溶性のトレーサガスに対する濃度測定、及びその液体に対して難溶性のトレーサガスに対する濃度測定の各々を、濃度計測装置１０を用いて行うことが可能である。
【００４０】
次に、図２を参照して、本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置１０を用いた、濃度計測方法について説明する。尚、ステップＳ１ｂにおいては、送風機１１Ｂ、吸引装置１７、吸引ポンプ２４−ｉ、ガスクロマトグラフ２６の各々を総称して、「各装置１１Ｂ、１７、２４−ｉ、２６」と記されている。
【００４１】
送風機１１Ｂが所定の速度でＺ１方向に回転され、その結果、Ｚ２方向に所定速度の風が発生し、また、吸引装置１７、吸引ポンプ２４−ｉ、ガスクロマトグラフ２６の各々が起動される。（ステップＳ１ｂ）。トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置１７による吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉに流入し、その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス１３は、吸収液１６Ａ−ｉに吸収される。一方、流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引ポンプ２４−ｉによる吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ２−ｉから管２３−ｉに流入し、その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるメタンガス２２は、ガスクロマトグラフ２６に供給される（ステップＳ２ｂ）（ステップＳ２ｂの処理は所定時間の間、継続して行われる）。
【００４２】
吸収液１６Ａ−ｉに対して電気伝導度の測定を行い、測定結果に基づいて所定時間内における、吸収液１６Ａ−ｉへのアンモニアガス１３の溶解量を導出することで、流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中のアンモニア濃度Ｃ１ｉが導出される。一方、ガスクロマトグラフ２６は、所定時間内における、流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中のメタンガス濃度Ｃ２ｉを導出する（ステップＳ３ｂ）。
【００４３】
（実施の形態２）
図３に、本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置１０の構成を示す。実施の形態３に係る濃度計測装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続され、アンモニアガス１３を供給する）、２１Ｂ（煙突２０と接続され、メタンガス２２を供給する）、測定室１１Ａ、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされるビーカー１６−ｉ、吸引装置１７の各々を具備している。測定室１１Ａは、その内部に、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１９（底面１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ１−ｉ、サンプリング孔Ｘ１−ｉから敷設され、吸収液１６Ａ−ｉに挿入される管１４−ｉ、ビーカー１６−ｉの気相部１５Ａ−ｉと吸引装置１７とを接続する管１５−ｉの各々を含んでいる。
【００４４】
また、実施の形態２に係る濃度計測装置１０は、サンプリング孔Ｘ２−ｉと、サンプリング孔Ｘ２−ｉからガスクロマトグラフ２６、及び空気ＡＩＲの入口Ｘ４−ｉに向けて敷設され、吸引ポンプ２４−ｉ、弁２５−ｉ、弁２７−ｉの備えられている管２３−ｉ、空気ＡＩＲの入口Ｘ４−ｉから接続点Ｘ４Ａ−ｉまで敷設される管３０−ｉを具備している。更に、実施の形態２に係る濃度計測装置１０は、弁２５−ｉを介して管２３−ｉと接続され、弁２７−ｉを介して管２３−ｉと接続される流量コントローラ２８−ｉを具備している。サンプリング孔Ｘ１−ｉの各々とサンプリング孔Ｘ２−ｉは、実施の形態２に係る濃度計測装置１０と同様に、地点Ｘ１２−ｉ内に近接して配置されている（従って、例えばサンプリング孔Ｘ１−１とサンプリング孔Ｘ２−１の各々において、流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中のアンモニア濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉは互いに等しい。他のサンプリング孔Ｘ１−ｉと他のサンプリング孔Ｘ２−ｉについても同様）。
【００４５】
尚、実施の形態２に係る濃度測定装置１０において、実施の形態１に係る濃度測定装置１０と同一の番号が付されている構成要素については、特に断りのない限りは上記の実施の形態１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
吸引ポンプ２４−ｉは、予め定められた引力で流通ガス１３、２２、ＡＩＲを吸引する。このとき、トレーサガス供給装置２１Ｂから大量のメタンガス２２が測定室１１Ａに供給されたときには、メタンガス濃度（（メタンガス２２の流入量／流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入量）×１００（％））Ｃ２ｉが、ガスクロマトグラフ２６によって測定可能な範囲（通常、３０００ｐｐｍ程度）を超えることもある。従って、空気ＡＩＲによって流通ガス１３、２２、ＡＩＲの希釈を行う必要がある。しかしながら、この希釈量が濃度測定装置１０による実験操作の度に異なると、測定結果（メタンガス濃度Ｃ２ｉ）に大きな誤差が生じることが予測される。
【００４７】
従って、流量コントローラ２８−ｉによる、流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１、及び空気ＡＩＲの流入速度Ｖ２の制御が行われる。この制御を行うため、流量コントローラ２８−ｉは、流入速度Ｖ１と流入速度Ｖ３を測定する。また、流量コントローラ２８−ｉは、それらの測定結果に基づいて弁２５−ｉ、２７−ｉの各々の開度を調節することで、ガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１３（＝Ｖ１＋Ｖ３）が２００ｃｃ／ｍｉｎになるように制御する。
【００４８】
以下に、流量コントローラ２８−ｉによる、流入速度Ｖ１３の制御の形態は、例えば（１）のようなものである。（１）流量コントローラ２８−ｉは、予め希釈率と流入速度Ｖ１３とを記憶する。ここで、希釈率＝１／２とし、Ｖ１３＝２００ｃｃ／ｍｉｎ（一定）とする。Ｖ１＝８０ｃｃ／ｍｉｎ、Ｖ２＝１２０ｃｃ／ｍｉｎと計測されたときには、流量コントローラ２８−ｉは、弁２５−ｉ、２７−ｉの各々に開度調節信号を出力することで、弁２５−ｉの開度を大きくしてＶ１＝１００ｃｃ／ｍｉｎとなるように制御し、また、弁２７−ｉの開度を小さくしてＶ２＝１００ｃｃ／ｍｉｎとなるように制御する。
【００４９】
ここで、ガスクロマトグラフ２６によって測定されるメタンガス濃度（以下、「メタンガス測定濃度」と記す）＝Ｃ０とし、１ｍｉｎあたりのガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入量からメタンガス濃度Ｃ２ｉを算出するものとすると、次の（２）式が成立する。
【００５０】
Ｃ２ｉ＝Ｃ０×（Ｖ１３／Ｖ１） （２）
【００５１】
実施の形態２に係る濃度計測装置１０により、ガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１３（アンモニアガス濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉの計測が行われる所定時間内における、ガスクロマトグラフ２６への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入量）を常に一定にすることが可能となる。従って、測定結果（メタンガス濃度Ｃ２ｉ）に含まれる誤差を最小限とすることが可能となる。また、空気ＡＩＲによる流通ガス１３、２２、ＡＩＲの希釈が行われることから、流量コントローラ２８−ｉの具備されない実施の形態１に係る濃度計測装置１０と比較して、より広い範囲でのメタンガス濃度Ｃ２ｉの測定が可能となる。
【００５２】
以下、本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置１０を用いた濃度計測方法について説明する。この濃度計測方法においては、図２に示したステップＳ１ｃ〜Ｓ３ｃの処理が行われる。ステップＳ１ｃ〜Ｓ３ｃのうち、ステップＳ１ｃ、Ｓ３ｃについては、各々、ステップＳ１ｂ、Ｓ３ｂと同様であるので、それらの詳細な説明は省略する。
【００５３】
トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置１７による吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ１−ｉから管１４−ｉに流入し、その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス１３は、吸収液１６Ａ−ｉに吸収される。一方、吸引ポンプ２４−ｉによる吸引に基づいて、流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部はサンプリング孔Ｘ２−ｉから管２３−ｉに流入し、空気ＡＩＲは入口Ｘ３−ｉから管２３−ｉに流入する。流量コントローラ２８−ｉは、流入速度Ｖ１、Ｖ３を計測し、計測結果に基づいて開度調節信号を弁２５−ｉ、２７−ｉの各々に出力する（弁２５−ｉ、２７−ｉの開度は、その開度調節信号に基づいて調節される）。流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲは、ガスクロマトグラフ２６に流入する（ステップＳ２ｃ）（ステップＳ２ｃの処理は所定時間の間、継続して行われる）。
【００５４】
（実施の形態３）
図４に、本発明の実施の形態３に係る濃度計測装置１０の構成を示す。実施の形態３に係る濃度計測装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続され、アンモニアガス１３を供給する）、２１Ｂ（煙突２０と接続され、メタンガス２２を供給する）、測定室１１Ａ、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされるビーカー１６−ｉ、吸引装置３１の各々を具備している。測定室１１Ａは、送風機（送風機を回転させるための電動機を含む）１１Ｂ、煙突１９（底面１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ３−ｉを含んでおり、サンプリング孔Ｘ３−ｉからは、吸収液１６Ａ−ｉ、又はガスクロマトグラフ２６に向けて管３０−ｉが敷設されている。吸引装置３１には、複数の定量ポット３１Ａ−ｉが設置されており、各々の定量ポット３１Ａ−ｉには、管３３−ｉがビーカーの気相部１５Ａ−ｉに向けて接続されている。また、実施の形態３に係る濃度計測装置１０は、管３０−ｉに備えられる吸引ポンプ３１−ｉを具備している。
【００５５】
実施の形態１または２においては、アンモニアガス１３の測定ポイント（サンプリング孔Ｘ１−ｉ）とメタンガス２２の測定ポイント（サンプリング孔Ｘ２−ｉ）の各々が互いに異なるが、実施の形態３においては、測定ポイント（サンプリング孔Ｘ３−ｉ）が同一である。従って、実施の形態１〜３とは異なり、同一の地点（サンプリング孔Ｘ３−ｉ）における流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉの各々を測定することが可能となっており、トレーサガス１３、２２の濃度測定を行う上で、効果が大きい。また、濃度計測装置１０を作製・運用する上で、各々のトレーサガス１３、２２に対して別個の測定ポイントを設置するときと比較して、設置される測定ポイント数は半分となることから、濃度計測装置１０の作製・運用に係るコストを抑制することが可能となる。
【００５６】
尚、実施の形態３に係る濃度計測装置１０において、実施の形態１または２に係る濃度計測装置１０と同一の番号が付されている構成要素については、特に断りのない限りは上記と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
吸引装置３１は、上記の吸引装置１７と同様に、液体の注入された定量ポット３１Ａ−ｉ、ヘッダの各々、オーバーフロー管、弁、排出管、排出ポンプ等を具備している。吸引装置３１においては、まず、貯水タンクからオーバーフロー管、ヘッダの各々を介して定量ポットへ液体が吸引される。次に、弁３２−ｉを閉じた後、排出ポンプ３１Ｂによって定量ポット３１Ａ−ｉ内の吸収液１６Ａ−ｉを吸引し、排出管３１Ｃを介して放出することで、各々の定量ポット３１Ａ−ｉ内における液体の高さ＝水頭ΔＨとなるように制御する（このとき、吸収液１６Ａ−ｉにかかる表面圧力、即ち、ビーカー１６−ｉに向けて流通する流通ガス１３、２２、ＡＩＲの圧力はＰｓ１である）。
【００５８】
吸引ポンプ３１−ｉは、上記の操作に基づいて各々の定量ポット３１Ａ−ｉ内における液体の高さ＝水頭ΔＨとされた後に、弁３２−ｉの開放（流入速度Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎとなる程度に開度が制御される）と同時に起動される。これにより、ガスクロマトグラフ２６に流入する流通ガス１３、２２、ＡＩＲの圧力はＰｓ１（以下、「ガスクロ圧力」と記す）となり、上記の吸収液１６Ａ−ｉの表面圧力（以下、単に「表面圧力」と記す）と等しくなる（流入速度Ｖ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎとなるように吸引される）。従って、同一の測定ポイント（サンプリング孔Ｘ３−ｉ）におけるアンモニアガス濃度Ｃ１ｉ、メタンガス濃度Ｃ２ｉの測定を、ガスクロ圧力と表面圧力とを等しくした条件下で行うことが可能となる。弁３２−ｉは、管３０Ａ−ｉ（接続部３０Ｂ−ｉから分岐して吸収液１６Ａ−ｉに挿入される部分）に備えられるものである。
【００５９】
以下、図５を用いて、本発明の実施の形態３に係る濃度計測装置１０を用いた濃度測定方法について説明する。尚、この濃度測定方法におけるステップＳ３ｄの処理については、実施の形態１（図２）のステップＳ３ｂと同様であるので、その詳細な説明は省略する。また、図５においては、送風機１１Ｂ、吸引装置３１を総称して、「各装置１１Ｂ、３１」と記されている。
【００６０】
送風機１１Ｂが所定の速度でＺ１方向に回転され、その結果、Ｚ２方向に所定速度の風が発生する。弁３２−ｉの閉塞、及び吸引装置３１の起動が行われる（定量ポット３１Ａ−ｉ内の液体の高さ＝ΔＨとなる）（ステップＳ１ｄ）。吸引装置３１−ｉ、ガスクロマトグラフ２６の各々が起動される。トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。ステップＳ１ｄにおける処理に基づいて、定量ポット３１Ａ−ｉ内の液体の高さ＝ΔＨとされた後、流入速度Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎとなるように弁３２−ｉが開放される。流通した流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、吸引装置３１、３１−ｉによる吸引に基づいてサンプリング孔Ｘ３−ｉから管３０−ｉに流入する。その流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲ中に含まれるアンモニアガス１３は、弁３２−ｉを介して吸収液１６Ａ−ｉに吸収され、流入したした流通ガス１３、２２、ＡＩＲに含まれるメタンガス２２は、ガスクロマトグラフ２６に供給される（ステップＳ２ｄ）。
【００６１】
（実施の形態４）
図６に、本発明の実施の形態４に係る濃度測定装置１０の構成を示す。実施の形態４に係る濃度測定装置１０は、トレーサガス供給装置２１Ａ（煙突１９と接続され、アンモニアガス１３を供給する）、２１Ｂ（煙突２０と接続され、メタンガス２２を供給する）、測定室１１Ａ、吸収ポンプ３４−ｉ、分配器３５−ｉ、３６−ｉ、ガスクロマトグラフ２６、内部に吸収液（水）１６Ａ−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含み、上部がコルク等で栓のされるビーカー１６−ｉの各々を具備している。測定室１１Ａは、送風機（送風機を回転させるための電動機も含む）１１Ｂ、煙突１９（底面１８からの高さ：Ｌ１）、２０（底面１８からの高さ：Ｌ２）、サンプリング孔Ｘ３−ｉを含んでいる。サンプリング孔Ｘ３−ｉからは、吸引ポンプ３４−ｉに向けて管３９−ｉが敷設されており、吸引ポンプ３４−ｉからは分流点４０−ｉを介し、分配器３５−ｉ、３６−ｉに向けて管３９Ａ−ｉが敷設されている。分配器３５−ｉは管３７−ｉによってガスクロマトグラフ２６と接続されており、分配器３６−ｉはからは吸収液１６Ａ−ｉに向けて管３８−ｉが敷設されている。
【００６２】
吸引ポンプ３４−ｉは、予め定められた引力で流通ガス１３、２２、ＡＩＲを吸引する。吸引された流通ガス１３、２２、ＡＩＲは、分流点４０−ｉでＸ５、Ｘ６方向に分岐して、分配器３５−ｉ、３６−ｉのいずれかに流入する。分配器３５−ｉ、３６−ｉの各々には、その内部に管３９Ａ−ｉを介して流入した流通ガス１３、２２、ＡＩＲを分配するための分岐点（図示せず）が設けられている。分配器３５−ｉの内部の分岐点には、Ｖ１方向へ流通ガス１３、２２、ＡＩＲを２００ｃｃ／ｍｉｎで流すように制御するための抵抗装置が設けられており、分配器３６−ｉの内部の分岐点には、Ｖ２方向へ流通ガス１３、２２、ＡＩＲを３０ｃｃ／ｍｉｎで流すように制御するための抵抗装置が設けられている。
【００６３】
実施の形態４に係る濃度計測装置１０においては、実施の形態４に係る濃度計測装置１０と同様に、トレーサガス１３、２２の各々に対する測定ポイント（Ｘ４−ｉ）は互いに同一である。従って、実施の形態３で上述したことと同様の理由で、濃度計測装置１０の作製・運用に係るコストを抑制することが可能となる。また、上記のように分配器３５−ｉ、３６−ｉの内部に抵抗装置を設けることで、ガスクロマトグラフ２６（又は、吸収液１６Ａ−ｉ）への流通ガス１３、２２、ＡＩＲの流入速度Ｖ１（又は、流入速度Ｖ２）を最適な値（ここでは、Ｖ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎ、Ｖ２＝３０ｃｃ／ｍｉｎである）に調節することが可能となる。
【００６４】
以下、図７を用いて、本発明の実施の形態４に係る濃度計測装置１０を用いた濃度計測方法について説明する。尚、この濃度計測方法におけるステップＳ３ｅの処理については、実施の形態２（図４）のステップＳ３ｂと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
送風機１１Ｂ、吸引ポンプ３４−ｉ、分配器３５−ｉ、３６−ｉ、ガスクロマトグラフ２６が起動される（図６においては、「各装置１１Ｂ、３４−ｉ、３５−ｉ、３６−ｉ、２６」と記される）（ステップＳ１ｅ）。トレーサガス発生装置２１Ａからアンモニアガス１３が測定室１１Ａに供給され、また、トレーサガス発生装置２１Ｂからメタンガス２２が測定室１１Ａに供給される。供給されたトレーサガス１３、２２、及び測定室１１Ａ内の空気ＡＩＲは、流通ガス１３、２２、ＡＩＲとしてＺ２方向に流通する。流通ガス１３、２２、ＡＩＲの一部は、サンプリング孔Ｘ４−ｉから流入し、分流点４０−ｉにおいてＸ５方向、Ｘ６方向のいずれかに分岐する。分配器３５−ｉは、その内部に備えられる抵抗装置によってＶ１＝２００ｃｃ／ｍｉｎとなるように流通ガス１３、２２、ＡＩＲを分配し、分配器３６−ｉは、その内部に備えられる抵抗装置によってＶ１＝３０ｃｃ／ｍｉｎとなるように流通ガス１３、２２、ＡＩＲを分配する（ステップＳ２ｅ）。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１、２に係る濃度計測方法の処理の過程を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る濃度計測方法の処理の過程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る濃度計測装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る濃度計測方法の処理の過程を示す図である。
【図８】本発明の従来の技術に係る、濃度計測装置の構成、及び計測形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０：濃度計測装置
１１Ａ：測定室
１１Ｂ：送風機
１３：アンモニアガス
１４−ｉ、１５−ｉ、２３−ｉ、２３Ａ−ｉ、２５−ｉ、３３−ｉ、３９−ｉ、
３９Ａ−ｉ：管
１５Ａ−ｉ：気相部
１６−ｉ：ビーカー
１６Ａ−ｉ：吸収液
１７：吸引装置
１８：底面
１８Ａ：山
１９、２２：煙突
１３Ａ、１３Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ：トレーサガス供給装置
２２：メタンガス
２４−ｉ、３１−ｉ：吸引ポンプ
２５−ｉ：、２７−ｉ：弁
２６：ガスクロマトグラフ
２８−ｉ：流量コントローラ
３１：吸引装置
３５−ｉ、３６−ｉ：分配器
Ｘ１−ｉ、Ｘ２−ｉ、Ｘ３−ｉ：サンプリング孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ガスと第２ガスと含む混合ガスを取りこむ計測口と、
前記第１ガスの濃度を計測する第１ガス濃度計測装置と、
前記第２ガスの濃度を計測する第２ガス濃度計測装置と、
前記計測口と前記第２ガス濃度計測装置とを接続する第２管と、
前記第２管内の前記混合ガスを、第１圧力で前記第２ガス濃度計測装置側に吸引する吸引ポンプと、
一端で前記第２管の途中に接続され、他端で前記第１ガス濃度計測装置に接続される第１管と、
第３管を介して気密に前記第１ガス濃度計測装置に接続され、前記第１管内の前記混合ガスを、前記第１ガス濃度計測装置側に吸引する吸引装置と、
を具備し、
前記第１ガス濃度計測装置は、前記第１ガスを吸収する吸収液を含む容器を備え、
前記第１管の前記他端は、前記容器の前記吸収液相内に配置され、
前記第１管には、前記第１管内を流通するガス流量を調整するための弁が備えられ、
前記吸引装置は、
液体の注入される定量ポットと、
前記定量ポット内に注入された液体を排出して前記定量ポット内を減圧する排出ポンプとを備え、
前記第３管の一端は前記容器内の気相に配置され、
前記吸引装置は、前記弁が閉じた状態において、前記吸収液の表面に前記第１圧力の圧力がかかるように、前記定量ポット内に注入された液体を前記排出ポンプにより排出して前記定量ポット内を減圧し、
前記弁は、前記吸収液の表面に前記第１圧力の圧力がかかった状態において、開にされ、
前記吸引ポンプは、前記吸収液の表面に前記第１圧力の圧力がかかった状態において、前記第２管内の前記被測定ガスを前記第１圧力で前記第２ガス濃度計測装置側に吸引する
濃度計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載された濃度計測装置であって、
前記第２ガスは、難溶性のガスであり、
前記第２ガス濃度計測装置は、難溶性のガスを計測することのできる装置である
濃度計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された濃度計測装置であって、
前記第２ガス濃度計測装置は、ガスクロマトグラフである
濃度計測装置。
【請求項１】
第１ガスと第２ガスと含む混合ガスを取りこむ計測口と、
前記第１ガスの濃度を計測する第１ガス濃度計測装置と、
前記第２ガスの濃度を計測する第２ガス濃度計測装置と、
前記計測口と前記第２ガス濃度計測装置とを接続する第２管と、
前記第２管内の前記混合ガスを、第１圧力で前記第２ガス濃度計測装置側に吸引する吸引ポンプと、
一端で前記第２管の途中に接続され、他端で前記第１ガス濃度計測装置に接続される第１管と、
第３管を介して気密に前記第１ガス濃度計測装置に接続され、前記第１管内の前記混合ガスを、前記第１ガス濃度計測装置側に吸引する吸引装置と、
を具備し、
前記第１ガス濃度計測装置は、前記第１ガスを吸収する吸収液を含む容器を備え、
前記第１管の前記他端は、前記容器の前記吸収液相内に配置され、
前記第１管には、前記第１管内を流通するガス流量を調整するための弁が備えられ、
前記吸引装置は、
液体の注入される定量ポットと、
前記定量ポット内に注入された液体を排出して前記定量ポット内を減圧する排出ポンプとを備え、
前記第３管の一端は前記容器内の気相に配置され、
前記吸引装置は、前記弁が閉じた状態において、前記吸収液の表面に前記第１圧力の圧力がかかるように、前記定量ポット内に注入された液体を前記排出ポンプにより排出して前記定量ポット内を減圧し、
前記弁は、前記吸収液の表面に前記第１圧力の圧力がかかった状態において、開にされ、
前記吸引ポンプは、前記吸収液の表面に前記第１圧力の圧力がかかった状態において、前記第２管内の前記被測定ガスを前記第１圧力で前記第２ガス濃度計測装置側に吸引する
濃度計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載された濃度計測装置であって、
前記第２ガスは、難溶性のガスであり、
前記第２ガス濃度計測装置は、難溶性のガスを計測することのできる装置である
濃度計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された濃度計測装置であって、
前記第２ガス濃度計測装置は、ガスクロマトグラフである
濃度計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１９２８４２（Ｐ２００７−１９２８４２Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１５８７５（Ｐ２００７−１１５８７５）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【分割の表示】特願２００２−３３４２１０（Ｐ２００２−３３４２１０）の分割
【原出願日】平成１４年１１月１８日（２００２．１１．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【分割の表示】特願２００２−３３４２１０（Ｐ２００２−３３４２１０）の分割
【原出願日】平成１４年１１月１８日（２００２．１１．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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