炉システム内の燃焼生成物を検出するための高速システムとその使用方法
試料中の所望される元素の所定の濃度について、試料の酸化物を分析的に定量化するための高速分析システム及び関連方法を開示する。本システムは、試料供給システム、酸化剤供給システム、炉システム、検出室及び上記検出室と上記炉とを相互接続する転送管を含み、上記検出室及び転送ラインは、反応室または上記転送ラインの何れにおいても水蒸気の凝縮を低減する、または防止するに足る上昇された温度に維持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非バキュームアシストの検出可能酸化物を高速で検出するための分析機器と、その製造及び使用方法とに関する。
【０００２】
特に、本発明は、非バキュームアシストの検出可能酸化物を高速で検出するための分析機であって、上記機器は試料供給ユニットと、酸化剤供給ユニットと、第１の上昇された温度に維持される燃焼ユニットと、転送ラインと、検出室と、検出器と、分析器とを含み、上記転送ライン及び上記検出室は第２の上昇された温度に維持され、上記第１の上昇された温度は試料中の全ての、または実質的に全ての酸化可能成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足るものであり、上記第２の温度は上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を低減または除去するに足るものである分析機に関する。また本発明は、上記分析機器を製造及び使用するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの機器が、反応器及び／または精製装置の流出物または他の流出物内の組成物のオンライン調査を実行するよう設計されてきた。これらの機器の多くは著しく長いサイクル速度を有し、大部分は４分以上のサイクル時間を有する。
【０００４】
これらのシステムの多くは、流出組成物の監視に関して十分な働きをするものの、その多大なサイクル時間は、反応器、精製装置及び／または他の化学変化プロセスのより厳密な制御を可能にするほど十分なものではない。従って技術上、プロセスの改良された制御及び監視を可能にするための、反応器、精製装置または他の化学変化プロセスの流出物から非バキュームアシスト検出用の検出可能燃焼生成物を検出して測定するためのより早い分析機器に対するニーズが存在する。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、非バキュームアシストの検出システムによる検出が可能な少なくとも１つの可燃成分から成る流出物の高速オンライン監視のための分析機器を提供し、上記機器は試料供給システムと、酸化剤供給システムと、第１の上昇された温度に維持される燃焼室と、検出室と、上記２室を接続する転送ラインと、検出器と、分析器とを含み、上記検出室及び上記転送ラインは第２の上昇された温度に維持され、上記第１の上昇された温度は全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足るものであり、上記第２の上昇された温度は上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を防止または除去するに足るものである。
【０００６】
また本発明は、試料供給システムと、酸化剤供給システムと、第１の上昇された温度に維持される燃焼室と、ＵＶ蛍光検出室と、上記検出室と光学的に通信する励起光源と、上記２室を接続する転送ラインと、光検出器と、分析器とを含み、上記検出室及び上記転送ラインは第２の上昇された温度に維持され、上記第１の上昇された温度は全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足るものであり、上記第２の上昇された温度は上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を防止または除去するに足るものである分析機器に関する。
【０００７】
本発明は、試料供給システムと、酸化剤供給システムと、燃焼室と、電子励起された二酸化硫黄から放射される蛍光を検出するように適合化されたＵＶ蛍光検出室と、上記２室を接続する転送ラインと、上記蛍光を検出するように適合化された検出器と、上記検出された光を試料内の硫黄の凝縮に変換するように適合化された分析器とを含む硫黄分析機器に関する。上記燃焼室は、全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足る第１の上昇された温度に維持される。上記検出室及び上記転送ラインは、上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を防止または除去するに足る第２の上昇された温度に維持される。加熱された転送ライン及び検出室は、サイクル時間が試料内の硫黄濃度を測定するように設計された従来のオンライン機器の約２乃至４倍の速さになることを可能にする。好適な一実施形態では、本発明システムのサイクル時間は約２分以下である。別の好適な実施形態では、本発明システムのサイクル時間は約１．５分以下である。別の好適な実施形態では、本発明システムのサイクル時間は約１分以下である。さらに別の好適な実施形態では、本発明システムのサイクル時間は１分未満である。サイクル時間という用語は、上記分析システムへの試料導入から分析器における濃度決定までの経過時間として定義される。より速い分析は多くの化学及び生成プロセスにおいて極めて重要であり、特に最終的な燃料の調製及びブレンド中の硫黄含有量の測定に適している。
【０００８】
本発明は、本発明の分析機器の燃焼室へ試料を供給するステップと、同時に上記燃焼室へ酸化剤を纏めて、または連続して供給するステップとを含む、検出可能な燃焼生成物または酸化物を発生させることのできる元素濃度を迅速に決定するための方法に関する。燃焼室へ入ると、試料内の酸化可能成分はこれらの対応する酸化物及び水蒸気へ変換され、上記燃焼室は、酸化剤−試料混合物の発火温度を超える、または全ての、もしくは実質的に全ての酸化可能な試料成分を酸化してこれらの対応する酸化物にするに足る第１の上昇された温度に維持される。概して、上記第１の上昇された温度は約３００℃を上回り、好適には約６００℃を上回り、特には約９００℃を上回る。好適には、上記上昇される温度は約３００℃乃至２０００℃である。特には、上記上昇される温度は約６００℃乃至１５００℃である。より特定的には、上記上昇される温度は約８００℃乃至１３００℃である。本発明の燃焼装置は、大気圧で、１０水銀柱ミリメートルまでの低減された圧力で、または大気圧を超える１０００絶対ｐｓｉ以上までの高い圧力で運転されることが可能である。実質的に全ての、という言い回しは可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９５％がこれらの対応する酸化物に変換されていること、好適には可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９８％がこれらの対応する酸化物に変換されていること、特には可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９９％がこれらの対応する酸化物に変換されていること、とりわけ、可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９９．９％がこれらの対応する酸化物に変換されていることを意味する。
【０００９】
酸化混合物は、転送管が上記転送ラインまたは上記検出室内の水蒸気の凝縮を低減または防止するに足る第２の上昇された温度に維持される間に、転送管を介して反応室へ転送される。第２の上昇される温度は、概して約３０℃乃至約１２０℃であり、好適には約４０℃乃至約１００℃である。また本発明は、上記混合物に励起光源からの励起光を放射して電子励起された検出可能な酸化物を形成するステップと、上記電子励起された検出可能な酸化物により放出される蛍光を検出するステップと、流出物における興味ある元素を含む検出可能な酸化物の濃度を導出してそれを試料内の上記元素の濃度に関連づけるステップとを含む。
【００１０】
添付の例示的な図面と共に下記の詳細な説明を参照すれば、本発明をより良く理解することができる。諸図面を通して、類似する要素は同じ番号で示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本件発明者は、定型的な試料の体系的高速分析、特には反応器の流出組成物または精製装置の流出組成物の体系的な分析及び監視用の高速分析技術を開発し、当局または業界の品質基準との適合性が保証できることを見出した。この技術は、酸化可能な全試料成分をこれらの対応する酸化物及び水へ完全に、または実質上完全に酸化または変換することを保証する第１の上昇された温度に維持される燃焼室と、燃焼室後システム内の水蒸気の凝縮を低減または除去するに足る第２の上昇された温度に維持される燃焼室後システムとを含む。またこの技術は、燃焼生成物内の検出可能酸化物の濃度から試料内の元素の濃度を検出して定量化するように設計される検出システムも含む。
【００１２】
本件発明者は、燃焼室の下流のシステムを加熱することにより、試料分析のサイクル時間を、１試料当たり約４分から、約１分以下に短縮できることを発見している。各試料注入から結果の出力までの時間であるサイクル時間のこのほぼ４倍の短縮は、化学及び／または精製プロセスのオンライン監視を大幅に改良する。例えば、燃料のブレンドは通常リファイナによって実行されて当局が規定する硫黄レベルに適合する、または超える燃料が生成される。概してリファイナは、超低レベルの硫黄原料（高価）及び高レベルの硫黄原料（さほど高価でない）を生成する。低レベルの硫黄原料は当局の基準を遙かに下回る硫黄含有量を有するが、高レベルの硫黄原料は当局の基準を遙かに上回る硫黄含有量を有する。よって、リファイナはこれら２種の原料を、当局の基準通りの、または上記基準を僅かに下回る硫黄レベルを有するブレンドされた原料を生成するように設計された割合でブレンドする。しかしながら、このブレンドを実行して所望される硫黄レベルを維持するために、リファイナは高速かつ正確な分析データを必要とする。仕様外れの材料を数分間製造すればリファイナには多額のコストが生じてスループットが低下することから、正確な分析データが高速であるほど、仕様外れの製品はより優れた再ブレンドの実行により所望される低い硫黄含有量にされなければならない。従って、高速かつ正確な分析データは、製品の適合性、均質性及び製品スループットを向上させることができる。当然ながら、出力組成の迅速な監視に対するニーズは、いくつか例を挙げると化学産業、製薬産業、栄養補助食品産業及び食品産業を含む多くの産業分野に存在する。
【００１３】
本発明は、広義には、可燃材料（燃料または試料）供給システムと、酸化剤供給システム（当然ながら、これらの２システムは単一の供給システムに結合されてもよい）と、燃焼室とを含む、高速かつ正確な試料分析のための改良された分析機器に関する。上記可燃材料供給システムは試料を燃焼室へ供給し、上記酸化剤供給システムは試料内の全ての酸化可能成分を完全に、または実質上完全に酸化してこれらの対応する酸化物にするに足る量の酸化剤を供給する。完全な、または実質的に完全な燃焼を促進するに足る第１の上昇された温度に維持される燃焼室は、試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらの対応する酸化物及び水にする。次に上記混合物は、転送ラインを介して反応室へ転送される。上記転送ライン及び反応室は、第２の上昇された温度に維持される。反応室では、混合物内の１つまたは複数の酸化物が検出され、上記酸化物の各々における元素濃度が決定されて試料内のその元素の濃度に変換される。上記反応システムでは、酸化剤は概して酸化物を分析的な活性状態に変換させるエージェントに暴露される。好適なエージェントは励起光であり、好適な分析的活性状態は電子的励起状態である。従って、好適な検出システムは光電子増倍管（ＰＭＴ）等の光増幅デバイス、または混合物内の興味ある酸化物の濃度に比例する電子信号を生成する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）もしくは（ＩＣＣＤ）補力電荷結合デバイス（ＩＣＣＤ）等の他の任意の光計数デバイスである。
【００１４】
試料供給システムは、オートサンプラ、直接注入用セプタム、連続サンプリング用のサンプリング・ループ、ＧＣ、ＬＣ、ＭＰＬＣ、ＨＰＬＣ、ＬＰＬＣまたは分析機器燃焼室への試料供給に現在または将来使用されるあらゆる試料供給システム等の分析用分離システム、またはこれらの混合または組み合わせを含むいずれの試料供給システムであってもよい。
【００１５】
本発明は、広義には、可燃組成物及び上記可燃組成物の全可燃成分を超過する量の酸化剤を、上記可燃組成物内の全可燃成分を完全に、または実質上完全に、好適には完全に酸化混合物を生成するこれらの対応する酸化物と水に変換するに足る第１の上昇された温度に維持される燃焼室へ供給するステップと、上記酸化混合物を転送ラインを介して反応室へ転送するステップと、を含み、上記転送ライン及び反応室は上記転送ラインまたは上記反応室における水蒸気の凝縮を低減する、または防止するに足る第２の上昇された温度に維持され、上記反応室内の混合物を、上記混合物内の少なくとも１つの酸化物の一部を分析的活性状態に変換するエージェントに暴露するステップと、その分析的活性状態にある上記少なくとも１つの酸化物を測定してその分析的活性状態にある上記少なくとも１つの酸化物の濃度に比例する信号を生成するステップと、この信号を試料内の一元素の濃度に変換するステップと、を含み、上記元素は上記少なくとも１つの酸化物の原子成分である、高速かつ正確な試料分析のための方法に関する。全プロセスのサイクル時間は、従来の方法に比べて同じ精度またはより優れた精度で４倍までの時間短縮を表す。
【００１６】
本発明における有益な燃焼室は、従来のどんな充填式または非充填式燃焼管であってもよい。但し、本発明に使用する１つの好適な燃焼室は、燃焼ゾーンのある長さに沿って、燃焼容量及び／または上記燃焼ゾーンにおける滞留時間を増大させることなく酸化効率を向上させるための少なくとも１つの静的ミキサを備える燃焼ゾーンを有する燃焼室である。また上記混合燃焼室は、スループットを増大させるために使用されてもよい。
【００１７】
図１を参照すると、概して１００で示される本発明の機器の好適な一実施形態は試料供給ユニット１０２を含む。試料供給ユニット１０２は、温度センサ１０７を有する第１のヒータ１０６と、電源ライン１０９ａ及び温度センサ・ライン１０９ｂを有する第１のヒータ温度制御器１０８と、試料入口ライン１１２、試料出口ライン１１４、搬送ガス入口ライン１１６及び試料バルブ出口ライン１１８を有する試料バルブ１１０と、を含む加熱試料バルブ・ハウジング１０４を含む。第１のヒータ１０６及び第１の制御器１０８は、試料供給ユニット１０２を十分な試料注入を可能にする上昇された注入温度に維持するように設計される。また機器１００は、酸化剤ソース（図示されていない）へ接続される酸化剤供給ライン１２０と、燃焼ゾーン１２６を含む燃焼管または燃焼室１２４を有する炉１２２とを含む。また燃焼室１２４は、試料バルブ出口ライン１１８へ接続される試料入口１２８と、酸化剤供給ライン１２０へ接続される酸化剤入口１３０と、酸化試料出口１３２とを含む。また炉１２２は第２の温度センサ１３５を有する第２のヒータ１３４を含み、上記第２のヒータは燃焼ゾーン１２６と電源ライン１３７ａ及び温度センサ・ライン１３７ｂを有する第２の温度制御器１３６とを包囲する。第２のヒータ１３４及び第２の制御器１３６は、燃焼ゾーン１２６の温度を、試料内の全ての、または実質的に全ての酸化可能成分を出口１３２を介して燃焼室１２４を出る酸化混合物を形成するこれらの対応する酸化物と水に変換するに足る温度に維持するように適合化される。
【００１８】
酸化混合物は、燃焼室出口１３２を出ると第３の温度センサ１４１を含む第３のヒータ１４０を有する転送ラインまたは転送管１３８へ入り、上記第３のヒータは転送ラインまたは転送管１３８の全長または大部分の長さと、電源ライン１４３ａ及び温度センサ・ライン１４３ｂを有する第３の温度制御器１４２とを包囲する。第３のヒータ１４０及び第３の制御器１４２は、上記転送ラインまたは転送管１３８を上記転送管１３８における水蒸気の凝縮を防止または除去するに足る温度に維持するように設計される。転送管１３８は、検出室入口１４６を介して検出室１４５ａ及び検出器／分析器１４５ｂを有する検出システム１４４へ接続される。検出室１４５ａは、第４の温度センサ１４９を有する第４のヒータ１４８と、電源ライン１５１ａ及び温度センサ・ライン１５１ｂを有する第４の温度制御器１５０と、通気ライン１５２とを含む。第４のヒータ１４８及び第４の制御器１５０は、上記検出室１４５ａを上記検出室１４５ａにおける水蒸気の凝縮を防止または除去するに足る温度に維持するように設計される。検出器／分析器１４５ｂは、検出室１４５ａ内で生成される単一のを酸化混合物内の酸化物の濃度に変換するように、かつ上記一元素の濃度を上記検出された酸化物における興味のある元素の試料における濃度に変換するように適合化される。転送管または転送ラインのための好適なヒータは、ヒートスリーブを有するラインをヒートトレースする。
【００１９】
図２を参照すると、概して２００で示される本発明のＵＶ検出システムの好適な一実施形態は、検出室２０２と、検出室の酸化試料入口２０４と、検出室の出口またはベント２０６と、検出室のヒータ２０８とを含む。また検出室２０２は、励起光源２１２へ接続される励起光ポート２１０と、検出器ポート２１４とを含む。ＵＶ検出システム２００はまたフィルタ２１６と検出器２１８とを含み、上記フィルタ２１６は試料内の酸化物から放出されるＵＶ蛍光の所望される帯域幅が光源２１２からの光によって励起されるように検出器ポート２１４へ接続され、上記検出器２１８はフィルタ２１６を通過する光を出力信号に変換する。ＵＶ検出システム２００はまた、検出器２１８からの出力信号を試料内の一元素の濃度に変換するように適合化される分析器２２０を含む。上記好適な元素は、硫黄及び／または窒素である。窒素及び硫黄の双方が同時に分析される場合には、酸化試料を２つの部分に分割し、一方の部分を硫黄の検出システムへ、もう一方の部分を窒素の検出システムへ送ってもよい。上記分析器は、概して、デジタル処理ユニット、メモリ（キャッシュ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、他）、大容量記憶デバイス、周辺機器などを含むデジタル処理システムである。上記分析器はＰＭＴ等の検出器からの出力を入力とし、上記信号を原試料内の関心のある元素の濃度に変換する。上記データは次に、表示され、印刷され、またはこれらに類似する作業を実行されることが可能である。
【００２０】
本明細書に記載されている引例は全て、参照により開示に含まれる。本発明は十分かつ完全に説明されているが、添付のクレームの範囲内で本発明は特定的に説明されているもの以外にも実施される場合があることは理解されるべきである。本発明はその好適な実施形態を参照して開示されているが、その説明を読めば、当業者は、本明細書で説明されかつ添付のクレームに記載された本発明の範囲及び精神を逸脱することのない変更及び修正を行い得ることを認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の装置の好適な一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の検出システムの好適な一実施形態を示すブロック図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非バキュームアシストの検出可能酸化物を高速で検出するための分析機器と、その製造及び使用方法とに関する。
【０００２】
特に、本発明は、非バキュームアシストの検出可能酸化物を高速で検出するための分析機であって、上記機器は試料供給ユニットと、酸化剤供給ユニットと、第１の上昇された温度に維持される燃焼ユニットと、転送ラインと、検出室と、検出器と、分析器とを含み、上記転送ライン及び上記検出室は第２の上昇された温度に維持され、上記第１の上昇された温度は試料中の全ての、または実質的に全ての酸化可能成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足るものであり、上記第２の温度は上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を低減または除去するに足るものである分析機に関する。また本発明は、上記分析機器を製造及び使用するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの機器が、反応器及び／または精製装置の流出物または他の流出物内の組成物のオンライン調査を実行するよう設計されてきた。これらの機器の多くは著しく長いサイクル速度を有し、大部分は４分以上のサイクル時間を有する。
【０００４】
これらのシステムの多くは、流出組成物の監視に関して十分な働きをするものの、その多大なサイクル時間は、反応器、精製装置及び／または他の化学変化プロセスのより厳密な制御を可能にするほど十分なものではない。従って技術上、プロセスの改良された制御及び監視を可能にするための、反応器、精製装置または他の化学変化プロセスの流出物から非バキュームアシスト検出用の検出可能燃焼生成物を検出して測定するためのより早い分析機器に対するニーズが存在する。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、非バキュームアシストの検出システムによる検出が可能な少なくとも１つの可燃成分から成る流出物の高速オンライン監視のための分析機器を提供し、上記機器は試料供給システムと、酸化剤供給システムと、第１の上昇された温度に維持される燃焼室と、検出室と、上記２室を接続する転送ラインと、検出器と、分析器とを含み、上記検出室及び上記転送ラインは第２の上昇された温度に維持され、上記第１の上昇された温度は全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足るものであり、上記第２の上昇された温度は上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を防止または除去するに足るものである。
【０００６】
また本発明は、試料供給システムと、酸化剤供給システムと、第１の上昇された温度に維持される燃焼室と、ＵＶ蛍光検出室と、上記検出室と光学的に通信する励起光源と、上記２室を接続する転送ラインと、光検出器と、分析器とを含み、上記検出室及び上記転送ラインは第２の上昇された温度に維持され、上記第１の上昇された温度は全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足るものであり、上記第２の上昇された温度は上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を防止または除去するに足るものである分析機器に関する。
【０００７】
本発明は、試料供給システムと、酸化剤供給システムと、燃焼室と、電子励起された二酸化硫黄から放射される蛍光を検出するように適合化されたＵＶ蛍光検出室と、上記２室を接続する転送ラインと、上記蛍光を検出するように適合化された検出器と、上記検出された光を試料内の硫黄の凝縮に変換するように適合化された分析器とを含む硫黄分析機器に関する。上記燃焼室は、全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分をこれらの対応する酸化物に変換するに足る第１の上昇された温度に維持される。上記検出室及び上記転送ラインは、上記転送ライン及び検出室内の水蒸気の凝縮を防止または除去するに足る第２の上昇された温度に維持される。加熱された転送ライン及び検出室は、サイクル時間が試料内の硫黄濃度を測定するように設計された従来のオンライン機器の約２乃至４倍の速さになることを可能にする。好適な一実施形態では、本発明システムのサイクル時間は約２分以下である。別の好適な実施形態では、本発明システムのサイクル時間は約１．５分以下である。別の好適な実施形態では、本発明システムのサイクル時間は約１分以下である。さらに別の好適な実施形態では、本発明システムのサイクル時間は１分未満である。サイクル時間という用語は、上記分析システムへの試料導入から分析器における濃度決定までの経過時間として定義される。より速い分析は多くの化学及び生成プロセスにおいて極めて重要であり、特に最終的な燃料の調製及びブレンド中の硫黄含有量の測定に適している。
【０００８】
本発明は、本発明の分析機器の燃焼室へ試料を供給するステップと、同時に上記燃焼室へ酸化剤を纏めて、または連続して供給するステップとを含む、検出可能な燃焼生成物または酸化物を発生させることのできる元素濃度を迅速に決定するための方法に関する。燃焼室へ入ると、試料内の酸化可能成分はこれらの対応する酸化物及び水蒸気へ変換され、上記燃焼室は、酸化剤−試料混合物の発火温度を超える、または全ての、もしくは実質的に全ての酸化可能な試料成分を酸化してこれらの対応する酸化物にするに足る第１の上昇された温度に維持される。概して、上記第１の上昇された温度は約３００℃を上回り、好適には約６００℃を上回り、特には約９００℃を上回る。好適には、上記上昇される温度は約３００℃乃至２０００℃である。特には、上記上昇される温度は約６００℃乃至１５００℃である。より特定的には、上記上昇される温度は約８００℃乃至１３００℃である。本発明の燃焼装置は、大気圧で、１０水銀柱ミリメートルまでの低減された圧力で、または大気圧を超える１０００絶対ｐｓｉ以上までの高い圧力で運転されることが可能である。実質的に全ての、という言い回しは可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９５％がこれらの対応する酸化物に変換されていること、好適には可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９８％がこれらの対応する酸化物に変換されていること、特には可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９９％がこれらの対応する酸化物に変換されていること、とりわけ、可燃材料内の酸化可能成分の少なくとも９９．９％がこれらの対応する酸化物に変換されていることを意味する。
【０００９】
酸化混合物は、転送管が上記転送ラインまたは上記検出室内の水蒸気の凝縮を低減または防止するに足る第２の上昇された温度に維持される間に、転送管を介して反応室へ転送される。第２の上昇される温度は、概して約３０℃乃至約１２０℃であり、好適には約４０℃乃至約１００℃である。また本発明は、上記混合物に励起光源からの励起光を放射して電子励起された検出可能な酸化物を形成するステップと、上記電子励起された検出可能な酸化物により放出される蛍光を検出するステップと、流出物における興味ある元素を含む検出可能な酸化物の濃度を導出してそれを試料内の上記元素の濃度に関連づけるステップとを含む。
【００１０】
添付の例示的な図面と共に下記の詳細な説明を参照すれば、本発明をより良く理解することができる。諸図面を通して、類似する要素は同じ番号で示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本件発明者は、定型的な試料の体系的高速分析、特には反応器の流出組成物または精製装置の流出組成物の体系的な分析及び監視用の高速分析技術を開発し、当局または業界の品質基準との適合性が保証できることを見出した。この技術は、酸化可能な全試料成分をこれらの対応する酸化物及び水へ完全に、または実質上完全に酸化または変換することを保証する第１の上昇された温度に維持される燃焼室と、燃焼室後システム内の水蒸気の凝縮を低減または除去するに足る第２の上昇された温度に維持される燃焼室後システムとを含む。またこの技術は、燃焼生成物内の検出可能酸化物の濃度から試料内の元素の濃度を検出して定量化するように設計される検出システムも含む。
【００１２】
本件発明者は、燃焼室の下流のシステムを加熱することにより、試料分析のサイクル時間を、１試料当たり約４分から、約１分以下に短縮できることを発見している。各試料注入から結果の出力までの時間であるサイクル時間のこのほぼ４倍の短縮は、化学及び／または精製プロセスのオンライン監視を大幅に改良する。例えば、燃料のブレンドは通常リファイナによって実行されて当局が規定する硫黄レベルに適合する、または超える燃料が生成される。概してリファイナは、超低レベルの硫黄原料（高価）及び高レベルの硫黄原料（さほど高価でない）を生成する。低レベルの硫黄原料は当局の基準を遙かに下回る硫黄含有量を有するが、高レベルの硫黄原料は当局の基準を遙かに上回る硫黄含有量を有する。よって、リファイナはこれら２種の原料を、当局の基準通りの、または上記基準を僅かに下回る硫黄レベルを有するブレンドされた原料を生成するように設計された割合でブレンドする。しかしながら、このブレンドを実行して所望される硫黄レベルを維持するために、リファイナは高速かつ正確な分析データを必要とする。仕様外れの材料を数分間製造すればリファイナには多額のコストが生じてスループットが低下することから、正確な分析データが高速であるほど、仕様外れの製品はより優れた再ブレンドの実行により所望される低い硫黄含有量にされなければならない。従って、高速かつ正確な分析データは、製品の適合性、均質性及び製品スループットを向上させることができる。当然ながら、出力組成の迅速な監視に対するニーズは、いくつか例を挙げると化学産業、製薬産業、栄養補助食品産業及び食品産業を含む多くの産業分野に存在する。
【００１３】
本発明は、広義には、可燃材料（燃料または試料）供給システムと、酸化剤供給システム（当然ながら、これらの２システムは単一の供給システムに結合されてもよい）と、燃焼室とを含む、高速かつ正確な試料分析のための改良された分析機器に関する。上記可燃材料供給システムは試料を燃焼室へ供給し、上記酸化剤供給システムは試料内の全ての酸化可能成分を完全に、または実質上完全に酸化してこれらの対応する酸化物にするに足る量の酸化剤を供給する。完全な、または実質的に完全な燃焼を促進するに足る第１の上昇された温度に維持される燃焼室は、試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらの対応する酸化物及び水にする。次に上記混合物は、転送ラインを介して反応室へ転送される。上記転送ライン及び反応室は、第２の上昇された温度に維持される。反応室では、混合物内の１つまたは複数の酸化物が検出され、上記酸化物の各々における元素濃度が決定されて試料内のその元素の濃度に変換される。上記反応システムでは、酸化剤は概して酸化物を分析的な活性状態に変換させるエージェントに暴露される。好適なエージェントは励起光であり、好適な分析的活性状態は電子的励起状態である。従って、好適な検出システムは光電子増倍管（ＰＭＴ）等の光増幅デバイス、または混合物内の興味ある酸化物の濃度に比例する電子信号を生成する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）もしくは（ＩＣＣＤ）補力電荷結合デバイス（ＩＣＣＤ）等の他の任意の光計数デバイスである。
【００１４】
試料供給システムは、オートサンプラ、直接注入用セプタム、連続サンプリング用のサンプリング・ループ、ＧＣ、ＬＣ、ＭＰＬＣ、ＨＰＬＣ、ＬＰＬＣまたは分析機器燃焼室への試料供給に現在または将来使用されるあらゆる試料供給システム等の分析用分離システム、またはこれらの混合または組み合わせを含むいずれの試料供給システムであってもよい。
【００１５】
本発明は、広義には、可燃組成物及び上記可燃組成物の全可燃成分を超過する量の酸化剤を、上記可燃組成物内の全可燃成分を完全に、または実質上完全に、好適には完全に酸化混合物を生成するこれらの対応する酸化物と水に変換するに足る第１の上昇された温度に維持される燃焼室へ供給するステップと、上記酸化混合物を転送ラインを介して反応室へ転送するステップと、を含み、上記転送ライン及び反応室は上記転送ラインまたは上記反応室における水蒸気の凝縮を低減する、または防止するに足る第２の上昇された温度に維持され、上記反応室内の混合物を、上記混合物内の少なくとも１つの酸化物の一部を分析的活性状態に変換するエージェントに暴露するステップと、その分析的活性状態にある上記少なくとも１つの酸化物を測定してその分析的活性状態にある上記少なくとも１つの酸化物の濃度に比例する信号を生成するステップと、この信号を試料内の一元素の濃度に変換するステップと、を含み、上記元素は上記少なくとも１つの酸化物の原子成分である、高速かつ正確な試料分析のための方法に関する。全プロセスのサイクル時間は、従来の方法に比べて同じ精度またはより優れた精度で４倍までの時間短縮を表す。
【００１６】
本発明における有益な燃焼室は、従来のどんな充填式または非充填式燃焼管であってもよい。但し、本発明に使用する１つの好適な燃焼室は、燃焼ゾーンのある長さに沿って、燃焼容量及び／または上記燃焼ゾーンにおける滞留時間を増大させることなく酸化効率を向上させるための少なくとも１つの静的ミキサを備える燃焼ゾーンを有する燃焼室である。また上記混合燃焼室は、スループットを増大させるために使用されてもよい。
【００１７】
図１を参照すると、概して１００で示される本発明の機器の好適な一実施形態は試料供給ユニット１０２を含む。試料供給ユニット１０２は、温度センサ１０７を有する第１のヒータ１０６と、電源ライン１０９ａ及び温度センサ・ライン１０９ｂを有する第１のヒータ温度制御器１０８と、試料入口ライン１１２、試料出口ライン１１４、搬送ガス入口ライン１１６及び試料バルブ出口ライン１１８を有する試料バルブ１１０と、を含む加熱試料バルブ・ハウジング１０４を含む。第１のヒータ１０６及び第１の制御器１０８は、試料供給ユニット１０２を十分な試料注入を可能にする上昇された注入温度に維持するように設計される。また機器１００は、酸化剤ソース（図示されていない）へ接続される酸化剤供給ライン１２０と、燃焼ゾーン１２６を含む燃焼管または燃焼室１２４を有する炉１２２とを含む。また燃焼室１２４は、試料バルブ出口ライン１１８へ接続される試料入口１２８と、酸化剤供給ライン１２０へ接続される酸化剤入口１３０と、酸化試料出口１３２とを含む。また炉１２２は第２の温度センサ１３５を有する第２のヒータ１３４を含み、上記第２のヒータは燃焼ゾーン１２６と電源ライン１３７ａ及び温度センサ・ライン１３７ｂを有する第２の温度制御器１３６とを包囲する。第２のヒータ１３４及び第２の制御器１３６は、燃焼ゾーン１２６の温度を、試料内の全ての、または実質的に全ての酸化可能成分を出口１３２を介して燃焼室１２４を出る酸化混合物を形成するこれらの対応する酸化物と水に変換するに足る温度に維持するように適合化される。
【００１８】
酸化混合物は、燃焼室出口１３２を出ると第３の温度センサ１４１を含む第３のヒータ１４０を有する転送ラインまたは転送管１３８へ入り、上記第３のヒータは転送ラインまたは転送管１３８の全長または大部分の長さと、電源ライン１４３ａ及び温度センサ・ライン１４３ｂを有する第３の温度制御器１４２とを包囲する。第３のヒータ１４０及び第３の制御器１４２は、上記転送ラインまたは転送管１３８を上記転送管１３８における水蒸気の凝縮を防止または除去するに足る温度に維持するように設計される。転送管１３８は、検出室入口１４６を介して検出室１４５ａ及び検出器／分析器１４５ｂを有する検出システム１４４へ接続される。検出室１４５ａは、第４の温度センサ１４９を有する第４のヒータ１４８と、電源ライン１５１ａ及び温度センサ・ライン１５１ｂを有する第４の温度制御器１５０と、通気ライン１５２とを含む。第４のヒータ１４８及び第４の制御器１５０は、上記検出室１４５ａを上記検出室１４５ａにおける水蒸気の凝縮を防止または除去するに足る温度に維持するように設計される。検出器／分析器１４５ｂは、検出室１４５ａ内で生成される単一のを酸化混合物内の酸化物の濃度に変換するように、かつ上記一元素の濃度を上記検出された酸化物における興味のある元素の試料における濃度に変換するように適合化される。転送管または転送ラインのための好適なヒータは、ヒートスリーブを有するラインをヒートトレースする。
【００１９】
図２を参照すると、概して２００で示される本発明のＵＶ検出システムの好適な一実施形態は、検出室２０２と、検出室の酸化試料入口２０４と、検出室の出口またはベント２０６と、検出室のヒータ２０８とを含む。また検出室２０２は、励起光源２１２へ接続される励起光ポート２１０と、検出器ポート２１４とを含む。ＵＶ検出システム２００はまたフィルタ２１６と検出器２１８とを含み、上記フィルタ２１６は試料内の酸化物から放出されるＵＶ蛍光の所望される帯域幅が光源２１２からの光によって励起されるように検出器ポート２１４へ接続され、上記検出器２１８はフィルタ２１６を通過する光を出力信号に変換する。ＵＶ検出システム２００はまた、検出器２１８からの出力信号を試料内の一元素の濃度に変換するように適合化される分析器２２０を含む。上記好適な元素は、硫黄及び／または窒素である。窒素及び硫黄の双方が同時に分析される場合には、酸化試料を２つの部分に分割し、一方の部分を硫黄の検出システムへ、もう一方の部分を窒素の検出システムへ送ってもよい。上記分析器は、概して、デジタル処理ユニット、メモリ（キャッシュ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、他）、大容量記憶デバイス、周辺機器などを含むデジタル処理システムである。上記分析器はＰＭＴ等の検出器からの出力を入力とし、上記信号を原試料内の関心のある元素の濃度に変換する。上記データは次に、表示され、印刷され、またはこれらに類似する作業を実行されることが可能である。
【００２０】
本明細書に記載されている引例は全て、参照により開示に含まれる。本発明は十分かつ完全に説明されているが、添付のクレームの範囲内で本発明は特定的に説明されているもの以外にも実施される場合があることは理解されるべきである。本発明はその好適な実施形態を参照して開示されているが、その説明を読めば、当業者は、本明細書で説明されかつ添付のクレームに記載された本発明の範囲及び精神を逸脱することのない変更及び修正を行い得ることを認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の装置の好適な一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の検出システムの好適な一実施形態を示すブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を高速で検出するための装置であって、
入口及び出口を有する燃焼ゾーンと、上記燃焼ゾーンを第１の上昇された温度に維持するように適合化されるヒータとを含む炉システムと、
上記燃焼ゾーンの入口へ試料を供給するように適合化される試料供給システムと、
上記燃焼ゾーンの入口へ酸化剤を供給するように適合化される酸化剤供給システムと、
検出システムであって、
検出室の入口と検出室の出口とを有する検出室と、
上記燃焼入口と上記検出室の入口とを相互接続する転送ラインと、
上記検出室及び上記転送管を第２の上昇された温度に維持するように適合化されるヒータ・システムと、
酸化混合物内の少なくとも１つの酸化物の検出可能な特性を検出するように適合化される検出器と、
上記検出器からの出力を上記試料内の一元素の濃度に変換するように適合化される分析器とを含む検出システムと、を備え、
上記第１の上昇された温度は全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分を酸化してこれらの対応する酸化物と水にするに足るものであり、上記第２の上昇された温度は上記転送ライン及び上記検出室における水蒸気の凝縮を防止または除去するに足るものである装置。
【請求項２】
上記検出システムは上記検出室の励起光源ポートと光通信関係にある励起ソースをさらに含み、上記検出器は光検出器であり、上記検出可能な特性は少なくとも１つの酸化物から放出される電子励起状態のＵＶ蛍光である請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記試料は燃料を含む請求項１記載の装置。
【請求項４】
上記燃料は、ガソリン、灯油、ジェット燃料、ディーゼル燃料、他の炭化水素ベース燃料及びこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項３記載の装置。
【請求項５】
上記試料は化学反応器のストリームを含む請求項１記載の装置。
【請求項６】
上記試料は精製装置のストリームを含む請求項１記載の装置。
【請求項７】
上記元素は窒素、硫黄及びこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項１記載の装置。
【請求項８】
上記元素は硫黄である請求項１記載の装置。
【請求項９】
上記元素は窒素である請求項１記載の装置。
【請求項１０】
上記元素は窒素、硫黄またはこれらの混合または組合わせである請求項２記載の装置。
【請求項１１】
上記元素は硫黄である請求項２記載の装置。
【請求項１２】
上記元素は窒素である請求項２記載の装置。
【請求項１３】
上記装置のサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムのサイクル時間より少なくとも２倍は短い請求項１記載の装置。
【請求項１４】
上記装置のサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムのサイクル時間より少なくとも３倍は短い請求項１記載の装置。
【請求項１５】
上記装置のサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムのサイクル時間より少なくとも４倍は短い請求項１記載の装置。
【請求項１６】
上記装置のサイクル時間は２分以下である請求項１記載の装置。
【請求項１７】
上記装置のサイクル時間は１分以下である請求項１記載の装置。
【請求項１８】
上記装置のサイクル時間は１分未満である請求項１記載の装置。
【請求項１９】
上記試料供給システムは、オートサンプラ、直接注入用セプタム、連続サンプリング用のサンプリング・ループ、分析用分離システム及びこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項１記載の装置。
【請求項２０】
上記分析用分離システムは、ＧＣ、ＬＣ、ＭＰＬＣ、ＨＰＬＣ、ＬＰＬＣまたはこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項１記載の装置。
【請求項２１】
試料を高速で検出するための装置であって、
試料供給ユニットと、
酸化剤供給ユニットと、
炉であって、
燃焼ゾーンと、
上記燃焼ゾーンを、上記試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらに対応する酸化物と水にするに足る温度に維持するように適合化されるヒータと、を含む炉と、
検出システムであって、
検出室と、
上記炉と上記検出室とを相互接続する転送管と、
上記検出室と光通信状態にある励起ソースと、
少なくとも１つの酸化物から放出される電子励起状態のＵＶ蛍光を検出するための上記検出室と光通信状態にある光検出器と、
上記光検出器の出力を上記少なくとも１つの酸化物の一元素の試料における濃度に変換するように適合化される分析器と、を含む検出システムと、
を備える装置。
【請求項２２】
上記試料は燃料である請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
上記燃料は、ガソリン、灯油、ジェット燃料、ディーゼル燃料または他の任意の炭化水素ベース燃料である請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
上記試料は化学反応器からの流出物である請求項２１記載の装置。
【請求項２５】
上記試料は精製装置のストリームである請求項２１記載の装置。
【請求項２６】
上記元素は窒素、硫黄またはこれらの混合または組合わせである請求項２１記載の装置。
【請求項２７】
上記元素は硫黄である請求項２１記載の装置。
【請求項２８】
上記元素は窒素である請求項２１記載の装置。
【請求項２９】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの２倍以上短い請求項２１記載の装置。
【請求項３０】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの３倍以上短い請求項２１記載の装置。
【請求項３１】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの４倍以上短い請求項２１記載の装置。
【請求項３２】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は２分以下である請求項２１記載の装置。
【請求項３３】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分以下である請求項２１記載の装置。
【請求項３４】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分未満である請求項２１記載の装置。
【請求項３５】
試料供給ユニットと、
酸化剤供給ユニットと、
炉であって、
燃焼ゾーンと、
上記燃焼ゾーンを、上記試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらに対応する酸化物と水にするに足る温度に維持するように適合化されるヒータと、を含む炉と、
検出システムであって、
検出室と、
上記炉と上記検出室とを相互接続する転送管と、
上記検出室と光通信状態にある励起ソースと、
少なくとも１つの酸化物から放出される電子励起状態のＵＶ蛍光を検出するための上記検出室と光通信状態にある光検出器と、
上記光検出器の出力を上記少なくとも１つの酸化物の一元素の試料における濃度に変換するように適合化される分析器と、を含む検出システムと、
を備える装置へ試料を供給するステップと、
上記試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらの対応する酸化物と水にするステップと、
上記酸化混合物を上記検出室へ転送するステップと、
上記酸化混合物における少なくとも１つの酸化物を励起光で励起するステップと、
上記励起された少なくとも１つの酸化物によって放出される光の強度から上記試料内の一元素の濃度を決定するステップと、
を含む方法。
【請求項３６】
上記試料は燃料である請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
上記燃料は、ガソリン、灯油、ジェット燃料、ディーゼル燃料または他の任意の炭化水素ベース燃料である請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
上記試料は化学反応器からの流出物である請求項３５記載の方法。
【請求項３９】
上記試料は精製装置のストリームである請求項３５記載の方法。
【請求項４０】
上記元素は窒素、硫黄またはこれらの混合または組合わせである請求項３５記載の方法。
【請求項４１】
上記元素は硫黄である請求項３５記載の方法。
【請求項４２】
上記元素は窒素である請求項３５記載の方法。
【請求項４３】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの２倍以上短い請求項３５記載の方法。
【請求項４４】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの３倍以上短い請求項３５記載の方法。
【請求項４５】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの４倍以上短い請求項３５記載の方法。
【請求項４６】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は２分以下である請求項３５記載の方法。
【請求項４７】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分以下である請求項３５記載の方法。
【請求項４８】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分未満である請求項３５記載の方法。
【請求項１】
試料を高速で検出するための装置であって、
入口及び出口を有する燃焼ゾーンと、上記燃焼ゾーンを第１の上昇された温度に維持するように適合化されるヒータとを含む炉システムと、
上記燃焼ゾーンの入口へ試料を供給するように適合化される試料供給システムと、
上記燃焼ゾーンの入口へ酸化剤を供給するように適合化される酸化剤供給システムと、
検出システムであって、
検出室の入口と検出室の出口とを有する検出室と、
上記燃焼入口と上記検出室の入口とを相互接続する転送ラインと、
上記検出室及び上記転送管を第２の上昇された温度に維持するように適合化されるヒータ・システムと、
酸化混合物内の少なくとも１つの酸化物の検出可能な特性を検出するように適合化される検出器と、
上記検出器からの出力を上記試料内の一元素の濃度に変換するように適合化される分析器とを含む検出システムと、を備え、
上記第１の上昇された温度は全ての、または実質的に全ての酸化可能な試料成分を酸化してこれらの対応する酸化物と水にするに足るものであり、上記第２の上昇された温度は上記転送ライン及び上記検出室における水蒸気の凝縮を防止または除去するに足るものである装置。
【請求項２】
上記検出システムは上記検出室の励起光源ポートと光通信関係にある励起ソースをさらに含み、上記検出器は光検出器であり、上記検出可能な特性は少なくとも１つの酸化物から放出される電子励起状態のＵＶ蛍光である請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記試料は燃料を含む請求項１記載の装置。
【請求項４】
上記燃料は、ガソリン、灯油、ジェット燃料、ディーゼル燃料、他の炭化水素ベース燃料及びこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項３記載の装置。
【請求項５】
上記試料は化学反応器のストリームを含む請求項１記載の装置。
【請求項６】
上記試料は精製装置のストリームを含む請求項１記載の装置。
【請求項７】
上記元素は窒素、硫黄及びこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項１記載の装置。
【請求項８】
上記元素は硫黄である請求項１記載の装置。
【請求項９】
上記元素は窒素である請求項１記載の装置。
【請求項１０】
上記元素は窒素、硫黄またはこれらの混合または組合わせである請求項２記載の装置。
【請求項１１】
上記元素は硫黄である請求項２記載の装置。
【請求項１２】
上記元素は窒素である請求項２記載の装置。
【請求項１３】
上記装置のサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムのサイクル時間より少なくとも２倍は短い請求項１記載の装置。
【請求項１４】
上記装置のサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムのサイクル時間より少なくとも３倍は短い請求項１記載の装置。
【請求項１５】
上記装置のサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムのサイクル時間より少なくとも４倍は短い請求項１記載の装置。
【請求項１６】
上記装置のサイクル時間は２分以下である請求項１記載の装置。
【請求項１７】
上記装置のサイクル時間は１分以下である請求項１記載の装置。
【請求項１８】
上記装置のサイクル時間は１分未満である請求項１記載の装置。
【請求項１９】
上記試料供給システムは、オートサンプラ、直接注入用セプタム、連続サンプリング用のサンプリング・ループ、分析用分離システム及びこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項１記載の装置。
【請求項２０】
上記分析用分離システムは、ＧＣ、ＬＣ、ＭＰＬＣ、ＨＰＬＣ、ＬＰＬＣまたはこれらの混合または組合わせより成るグループから選択される請求項１記載の装置。
【請求項２１】
試料を高速で検出するための装置であって、
試料供給ユニットと、
酸化剤供給ユニットと、
炉であって、
燃焼ゾーンと、
上記燃焼ゾーンを、上記試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらに対応する酸化物と水にするに足る温度に維持するように適合化されるヒータと、を含む炉と、
検出システムであって、
検出室と、
上記炉と上記検出室とを相互接続する転送管と、
上記検出室と光通信状態にある励起ソースと、
少なくとも１つの酸化物から放出される電子励起状態のＵＶ蛍光を検出するための上記検出室と光通信状態にある光検出器と、
上記光検出器の出力を上記少なくとも１つの酸化物の一元素の試料における濃度に変換するように適合化される分析器と、を含む検出システムと、
を備える装置。
【請求項２２】
上記試料は燃料である請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
上記燃料は、ガソリン、灯油、ジェット燃料、ディーゼル燃料または他の任意の炭化水素ベース燃料である請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
上記試料は化学反応器からの流出物である請求項２１記載の装置。
【請求項２５】
上記試料は精製装置のストリームである請求項２１記載の装置。
【請求項２６】
上記元素は窒素、硫黄またはこれらの混合または組合わせである請求項２１記載の装置。
【請求項２７】
上記元素は硫黄である請求項２１記載の装置。
【請求項２８】
上記元素は窒素である請求項２１記載の装置。
【請求項２９】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの２倍以上短い請求項２１記載の装置。
【請求項３０】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの３倍以上短い請求項２１記載の装置。
【請求項３１】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの４倍以上短い請求項２１記載の装置。
【請求項３２】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は２分以下である請求項２１記載の装置。
【請求項３３】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分以下である請求項２１記載の装置。
【請求項３４】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分未満である請求項２１記載の装置。
【請求項３５】
試料供給ユニットと、
酸化剤供給ユニットと、
炉であって、
燃焼ゾーンと、
上記燃焼ゾーンを、上記試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらに対応する酸化物と水にするに足る温度に維持するように適合化されるヒータと、を含む炉と、
検出システムであって、
検出室と、
上記炉と上記検出室とを相互接続する転送管と、
上記検出室と光通信状態にある励起ソースと、
少なくとも１つの酸化物から放出される電子励起状態のＵＶ蛍光を検出するための上記検出室と光通信状態にある光検出器と、
上記光検出器の出力を上記少なくとも１つの酸化物の一元素の試料における濃度に変換するように適合化される分析器と、を含む検出システムと、
を備える装置へ試料を供給するステップと、
上記試料の酸化可能成分を酸化して酸化混合物を形成するこれらの対応する酸化物と水にするステップと、
上記酸化混合物を上記検出室へ転送するステップと、
上記酸化混合物における少なくとも１つの酸化物を励起光で励起するステップと、
上記励起された少なくとも１つの酸化物によって放出される光の強度から上記試料内の一元素の濃度を決定するステップと、
を含む方法。
【請求項３６】
上記試料は燃料である請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
上記燃料は、ガソリン、灯油、ジェット燃料、ディーゼル燃料または他の任意の炭化水素ベース燃料である請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
上記試料は化学反応器からの流出物である請求項３５記載の方法。
【請求項３９】
上記試料は精製装置のストリームである請求項３５記載の方法。
【請求項４０】
上記元素は窒素、硫黄またはこれらの混合または組合わせである請求項３５記載の方法。
【請求項４１】
上記元素は硫黄である請求項３５記載の方法。
【請求項４２】
上記元素は窒素である請求項３５記載の方法。
【請求項４３】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの２倍以上短い請求項３５記載の方法。
【請求項４４】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの３倍以上短い請求項３５記載の方法。
【請求項４５】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は、加熱される転送ライン及び加熱される検出室のないシステムの４倍以上短い請求項３５記載の方法。
【請求項４６】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は２分以下である請求項３５記載の方法。
【請求項４７】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分以下である請求項３５記載の方法。
【請求項４８】
試料導入から濃度決定までのサイクル時間は１分未満である請求項３５記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００７−５０９３４９（Ｐ２００７−５０９３４９Ａ）
【公表日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３６７４５（Ｐ２００６−５３６７４５）
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３４６９７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４３１５２
【国際公開日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５０６１３７５３８）ペトロリューム アナライザー カンパニー，エルピー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３４６９７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４３１５２
【国際公開日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５０６１３７５３８）ペトロリューム アナライザー カンパニー，エルピー (2)
【Ｆターム（参考）】
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