窒素酸化物濃度測定装置
【課題】流路を切り換えてＮＯ２濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置であって、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスについても、ＮＯ２濃度を正確に測定し得る窒素酸化物濃度測定装置を提供する。
【解決手段】ＮＯ検出器ＤＴにより、コンバータＣＶを通過したサンプルガスについて得た第１のＮＯ検出値と、コンバータＣＶを通過しないサンプルガスについて得た第２のＮＯ検出値とから、ＮＯ濃度、ＮＯ２濃度およびＮＯｘ濃度を算出するようになっている窒素酸化物濃度測定装置１において、コンバータＣＶよりも上流に備えられたバッファタンクＢＴ１，ＢＴ２にサンプルガスを一旦貯留し、その貯留が完了したバッファタンクＢＴ１，ＢＴ２から導出したサンプルガスについて、上記第１のＮＯ検出値および上記第２のＮＯ検出値を得るようにした。
【解決手段】ＮＯ検出器ＤＴにより、コンバータＣＶを通過したサンプルガスについて得た第１のＮＯ検出値と、コンバータＣＶを通過しないサンプルガスについて得た第２のＮＯ検出値とから、ＮＯ濃度、ＮＯ２濃度およびＮＯｘ濃度を算出するようになっている窒素酸化物濃度測定装置１において、コンバータＣＶよりも上流に備えられたバッファタンクＢＴ１，ＢＴ２にサンプルガスを一旦貯留し、その貯留が完了したバッファタンクＢＴ１，ＢＴ２から導出したサンプルガスについて、上記第１のＮＯ検出値および上記第２のＮＯ検出値を得るようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中等における一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）および全窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、排ガスや大気中の窒素酸化物の濃度は、化学発光方式、赤外線吸収方式または紫外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置によって測定される。このうち、化学発光方式および赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置は、検出感度が高く、安定性も優れている等の特長を有しており、従来広く用いられている。
【０００３】
化学発光方式の窒素酸化物濃度測定装置は、ＮＯとＯ３（オゾン）が反応してＮＯ２になるときに放射される光の強度がＮＯ濃度と比例関係にあることを利用し、この発光強度を検出してＮＯ濃度を測定するものである。一方、赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置は、ＮＯがその濃度に比例して５．３μｍ近辺の赤外線を選択的に吸収することを利用し、この吸収量を検出してＮＯ濃度を測定するものである。つまり、化学発光方式および赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置は、原理的にはＮＯの濃度しか測定できない。
【０００４】
したがって、化学発光方式または赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置を用いて、ＮＯ濃度とＮＯ２濃度との合算値であるＮＯｘ濃度を測定する際は、サンプルガスを、ＮＯ２をＮＯに還元するコンバータに通してＮＯ２を全てＮＯに変換した後、検出器に導入することにより、測定するようになっている。
【０００５】
また、ＮＯ２濃度を測定する際は、上記コンバータを通ったサンプルガスと、上記コンバータを通らないサンプルガスとをそれぞれ検出器に導入することで、ＮＯｘ濃度とＮＯ濃度とを測定し、ＮＯｘ濃度からＮＯ濃度を引き算して、ＮＯ２濃度を算出するようになっている。
【０００６】
ところで、上記のようにＮＯ２濃度を測定する際は、サンプルガスが上記コンバータを通る流路と通らない流路とを切り替える必要があるが、一方の流路を用いて測定している間に、他方の流路を用いて測定すべきサンプルガスの濃度が急激に変化すると、上記引算の結果、ＮＯ２濃度の測定値に大きな誤差が生じる場合があった。
そこで、サンプルガスの濃度変化が大きくなるにつれて上記流路の切替周期を短くすることにより、ＮＯ２濃度を正確に測定できるように構成した窒素酸化物濃度測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−９８２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、流路を切り換えた後、サンプルガスの濃度が正しく測定されるまでには、サンプルガスが検出器に到達するまでにかかる時間等の所定時間（応答時間）が必要であるため、流路の切換周期を短くするにも限界があった。したがって、依然としてＮＯ２濃度を正確に測定できない場合があった。
また、流路の切替周期を短くすることによって、電磁弁等の流路切替手段が早期に劣化してしまう問題があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流路を切り換えてＮＯ２濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置であって、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスについても、ＮＯ２濃度を正確に測定し得る窒素酸化物濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、ＮＯ検出器と、ＮＯ２ガスをＮＯガスに変換するコンバータとを備え、連続的に供給されるサンプルガスの窒素酸化物濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置であって、前記ＮＯ検出器により、当該コンバータを通過した前記サンプルガスについて得た第１のＮＯ検出値と、当該コンバータを通過しない前記サンプルガスについて得た第２のＮＯ検出値とから、ＮＯｘ濃度、ＮＯ濃度、およびＮＯ２濃度を算出するようになっている窒素酸化物濃度測定装置において、前記コンバータよりも上流に備えられたバッファタンクに前記サンプルガスを一旦貯留し、その貯留が完了したバッファタンクから導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようにしたことを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置を提供するものである。
ここで、ＮＯとは一酸化窒素、ＮＯ２とは二酸化窒素、ＮＯｘとは全窒素酸化物を意味する。
【００１０】
また本発明は、上記構成において、前記バッファタンクが複数備えられており、各バッファタンクにサンプルガスを順次貯留する一方、その貯留が完了したバッファタンクから順次導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようになっていることを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、上記構成のいずれかにおいて、前記バッファタンクに貯留されたサンプルガスは、その貯留が完了した時点から所定時間経過した後に、導出されるようになっていることを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成された本発明の窒素酸化物濃度測定装置は、バッファタンクに一旦貯留されて均一化されたサンプルガスについて、ＮＯｘ濃度およびＮＯ濃度が測定されるようになっている。したがって、当該窒素酸化物濃度測定装置によれば、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスであっても、ＮＯｘ濃度とＮＯ濃度とを測定するための切替え流路通過時にはその濃度は均一化しているから、ＮＯｘ濃度からＮＯ濃度を引き算した結果得られるＮＯ２濃度の測定値が不正確になることがない。
【００１３】
なお、バッファタンクを複数設け、各バッファタンクにサンプルガスを順次貯留する一方、その貯留が完了したバッファタンクから順次導出したサンプルガスについて、窒素酸化物濃度を測定するようにした場合は、測定の連続性を向上させることができる。
【００１４】
また、バッファタンクに貯留されたサンプルガスを、その貯留の完了から所定時間経過した後に導出するようにした場合、サンプルガスをさらに均一化することができ、測定の正確性を増すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施形態につき説明する。
図１は本実施形態に係る窒素酸化物濃度測定装置を示すブロック図である。
【００１６】
本実施形態に係る窒素酸化物濃度測定装置１は、化学発光方式の測定装置であって、図１に示す如く、化学発光方式のＮＯ検出器ＤＴに対し、バッファ部ＢＦを介してサンプルガスを供給するためのサンプルガスラインＳＬ（図中の実線）、オゾンガスを供給するためのオゾンガスラインＯＬ（一点鎖線）、および校正ガスを供給するための校正ガスラインＣＬ（点線）と、バッファ部ＢＦからサンプルガスの一部を排出するための排気ラインＥＬ１（破線）と、ＮＯ検出器ＤＴからガスを排出するための排気ラインＥＬ２（破線）と、ドレンポットＤＰ１からガスを排出するための排気ラインＥＬ３（破線）と、オゾンガスラインＯＬおよびサンプルガスラインＳＬからの水分を排出するための排水ラインＷＬ（二点鎖線）と、から構成されている。
【００１７】
［サンプルガスライン］
サンプルガスラインＳＬ（実線）は、図１に示す如く、サンプルガス供給源（不図示）に接続されるサンプルガス供給口ＳＳから延び、サンプルガス中の固形分を除去するフィルタＦ１と、サンプルガスを吸引するサンプリングポンプＰ１と、サンプルガス中の水分を除去する除湿器ＤＨと、サンプルガス流量を所定値にするための流量計ＦＭとを介して、バッファ部ＢＦに接続されている。
【００１８】
バッファ部ＢＦにおけるサンプルガスラインＳＬは、図１に示す如く、電磁弁ＳＶ６を介してバッファタンクＢＴ１に接続されるラインと、電磁弁ＳＶ７を介してバッファタンクＢＴ２に接続されるラインとに分岐している。ここで、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２は、サンプルガスを一旦貯留するためのタンクである。
サンプルガスラインＳＬはさらに、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２それぞれから延び、三方電磁弁ＳＶ８に接続されて再度１つのラインとなり、バッファ部ＢＦからＮＯ検出器ＤＴに向かって延びている。
【００１９】
バッファ部ＢＦから延びるサンプルガスラインＳＬは、図１に示す如く、サンプルガス流量を調整するためのキャピラリＲ１と、ＮＯ２ガスをＮＯガスに変換するコンバータＣＶとを介して、ＮＯ検出器ＤＴに接続されている。ここで、コンバータＣＶに対しては、コンバータＣＶの下流に配置された三方電磁弁ＳＶ３で合流するバイパスラインＢＬ１が設けられている。また、ＮＯ検出器ＤＴに対しても、三方電磁弁ＳＶ３とＮＯ検出器ＤＴとの間に配置された三方電磁弁ＳＶ４から枝分かれして排気ラインＥＬ２に接続されるバイパスラインＢＬ２が設けられている。
【００２０】
［校正ガスライン］
校正ガスラインＣＬは、図１に示す如く、スパンガス（例えば、ＮＯ／Ｎ２ガス）供給源（不図示）が接続されるスパンガス供給口ＣＳから延びるラインと、ゼロガス（例えば、Ｎ２ガス）供給源（不図示）が接続されるゼロガス供給口ＺＳから延びるラインとが、それぞれ電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２を通った後に合流し、さらに、逆止弁Ｖ１を介して、サンプルガスラインＳＬにおけるサンプリングポンプＰ１と除湿器ＤＨとの間に接続されている。
【００２１】
［オゾンガスライン］
オゾンガスラインＯＬは、図１に示す如く、オゾン発生用ガス（空気またはＯ２）の供給源（不図示）に接続されるオゾン発生用ガス供給口ＯＳから延び、オゾン発生用ガス中に僅かに含まれるＮＯｘや炭化水素等を除去するための活性炭槽ＡＣ１と、オゾン発生用ガス中の固形分を除去するフィルタＦ２と、オゾン発生用ガス中の水分を除去する除湿器ＤＨと、酸素からオゾンを発生させるオゾン発生器ＯＺと、オゾン発生用ガスの流量を調整するためのキャピラリＲ２とを介して、ＮＯ検出器ＤＴに接続されている。
【００２２】
［排水ラインＷＬ］
排水ラインＷＬは、図１に示す如く、サンプルガスラインＳＬおよびオゾンガスラインＯＬの経路中に設けられた除湿器ＤＨから延び、サンプルガスラインＳＬからの水分を捕集するドレンポットＤＰ１および排水コックＣ１を介して排出口ＶＴ３に接続されるラインと、オゾンガスラインＯＬからの水分を捕集するドレンポットＤＰ２および排水コックＣ２を介して排水口ＶＴ４に接続されるラインと、から構成されている。
【００２３】
［排気ライン］
排気ガスラインＥＬ１は、図１に示す如く、バッファ部ＢＦにおけるサンプルガスラインＳＬの電磁弁ＳＶ６，ＳＶ７の上流側から延び、電磁弁ＳＶ５を介して排出口ＶＴ５に接続されるラインと、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２それぞれから延び、排出口ＶＴ５に接続されるラインと、からなっている。
【００２４】
排気ガスラインＥＬ２は、図１に示す如く、ＮＯ検出器ＤＴから延び、ＮＯ検出器ＤＴから排出されたガス中のオゾンを分解するオゾン分解器ＯＤと、オゾン分解器ＯＤ通過後のガス中に僅かに含まれるオゾンガスをさらに分解すると共に、オゾン分解器ＯＤにおいて発生するミストを除去するための活性炭槽ＡＣ２と、ＮＯ検出器ＤＴから排出されたガス中の固形分を除去するためのフィルタＦ３と、ＮＯ検出器ＤＴからガスを吸引するためのサンプリングポンプＰ２とを介し、排気口ＶＴ２に接続されている。
【００２５】
排気ガスラインＥＬ３は、図１に示す如く、ドレンポットＤＰ１から延び、キャピラリＲ３を介して排水口ＶＴ１に接続されている。
この排気ガスラインＥＬ３を用いてドレンポットＤＰ１から常に一定量のガスを排気することにより、除湿器ＤＨを通過するサンプルガスの流量および圧力が変化した際、ドレンポットＤＰ１内に存在するガスがサンプルガス中に逆流するのを防ぐようになっている。
なお、ドレンポットＤＰ２には同様の排気ラインが設けられていないが、これは、除湿器ＤＨを通過するオゾンガスは、サンプリングポンプＰ２によって常に一定量が吸引されているため、その流量および圧力がほとんど変化しないことと、仮に流量および圧力が変化して逆流することがあっても、ドレンポットＤＰ２内に存在するガスは空気であるため、ＮＯ検出器ＤＴの指示値にはほとんど影響がないこととによる。
【００２６】
［動作］
次に、上記のように構成した窒素酸化物濃度測定装置１の測定時の動作について説明する。
図２および図４は測定時におけるサンプルガスラインＳＬの要部を示すブロック図、図３は測定時における主要な電磁弁の動作シーケンスを示す図である。
なお、図２および図４において、サンプルガスが通過するラインは太線で示されている。
また、図３におけるハッチングが施されている部分は、そのタイミングではその電磁弁が開いていることを示している。
【００２７】
まず、サンプリングポンプＰ１が、サンプルガス供給口ＳＳに接続されたサンプルガス供給源（不図示）からサンプルガスを連続的に吸引する。吸引されたサンプルガスは、除湿器ＤＨにより除湿された後、バッファ部ＢＦに導入される（図１参照）。
【００２８】
一方、サンプリングポンプＰ２が、オゾン発生用ガス供給口ＯＳに接続されたオゾン発生用ガス供給源（不図示）からオゾン発生用ガスを連続的に吸引する。吸引されたオゾン発生用ガスは、除湿器ＤＨにより除湿された後、オゾン発生器ＯＺに導入されてオゾンガスとなり、ＮＯ検出器ＤＴに導入される（図１参照）。
【００２９】
バッファ部ＢＦに導入されたサンプルガスは、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２のいずれか一方に貯留される。その間、他方のバッファタンクに貯留されていたガスがＮＯ検出器ＤＴに導入されて、窒素酸化物濃度が測定されるようになっている。
【００３０】
他方のバッファタンクに貯留されていたガスの窒素酸化物濃度を測定するときは、サンプルガスが、
１．コンバータＣＶを通り、ＮＯ検出器ＤＴを通らない「Ｒｅｆモード」
２．コンバータＣＶを通り、ＮＯ検出器ＤＴを通る「ＮＯｘモード」
３．コンバータＣＶを通らないで、ＮＯ検出器ＤＴを通る「ＮＯモード」
からなると共に所定時間毎にこの順で切り替わる３つの測定モードにより、測定される。
ここでは、バッファタンクＢＴ２にサンプルガスが貯留され、バッファタンクＢＴ１に貯留されていたガスが測定される場合（図３の動作シーケンスＮｏ．２）について説明する。
【００３１】
（Ｒｅｆモード）
まず、図２Ａおよび図３の動作シーケンスＮｏ．２を参照しつつ、Ｒｅｆモードについて説明する。
バッファ部ＢＦにおいて、電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６、および三方電磁弁ＳＶ８のバッファタンクＢＴ２側は閉じ、電磁弁ＳＶ７は開いているため、サンプルガスは、バッファタンクＢＴ２に導入されて貯留される。このとき、サンプルガスの一部はバッファタンクＢＴ２を通過して排出口ＶＴ５から排気され、大気圧平衡状態で貯留されるようになっている。
【００３２】
サンプルガスがバッファタンクＢＴ２に貯留されている間、電磁弁ＳＶ８のバッファタンクＢＴ１側は開いているため、バッファタンクＢＴ１に貯留されていたガスが、サンプリングポンプＰ２によって吸引され、コンバータＣＶ側に導出される。
【００３３】
このとき、三方電磁弁ＳＶ３のコンバータＣＶ側と、三方電磁弁ＳＶ４のバイパスラインＢＬ２側とが開いているため、バッファタンクＢＴ１からのガスは、コンバータＣＶを通過した後、ＮＯ検出器ＤＴに導入されずに、排気ラインＥＬ２を介して排出口ＶＴ２から排気される。
【００３４】
このＲｅｆモードでは、ＮＯ検出器ＤＴにはサンプルガスが導入されないので、その検出値はゼロ相当の値となるが、このゼロ相当の値を用いて、ＮＯ検出器ＤＴのゼロ点を補正するようになっている。これにより、ゼロドリフトがほとんどない測定が可能となる。
【００３５】
（ＮＯｘモード）
次に、図２Ｂおよび図３の動作シーケンスＮｏ．２を参照しつつ、ＮＯｘモードについて説明する。
Ｒｅｆモード開始から所定時間（ここでは８秒とする）経過後、三方電磁弁ＳＶ４のバイパスラインＢＬ２側が閉じられると共にＮＯ検出器ＤＴ側が開かれる。その結果、バッファタンクＢＴ１からのガスは、コンバータＣＶを介してＮＯ検出器ＤＴに導入された後、排気ラインＥＬ２を介して排出口ＶＴ２から排気される。
【００３６】
このＮＯｘモードでは、コンバータＣＶによってＮＯ２がＮＯに変換されたサンプルガスがＮＯ検出器ＤＴに導入されることになり、このとき得られた検出値（第１のＮＯ検出値）を用いて、ＮＯｘ濃度が算出される。
【００３７】
一方、このとき、バッファ部ＢＦ内の電磁弁はそのままの状態であり、バッファタンクＢＴ２へのサンプリングガスの貯留は、引き続き行われている。
【００３８】
（ＮＯモード）
次に、図２Ｃおよび図３の動作シーケンスＮｏ．２を参照しつつ、ＮＯモードについて説明する。
ＮＯｘモード開始から所定時間（８秒）経過後、三方電磁弁ＳＶ３のコンバータＣＶ側が閉じられると共にバイパスラインＢＬ１側が開かれる。その結果、バッファタンクＢＴ１からのガスは、コンバータＣＶを通過せずにＮＯ検出器ＤＴに導入された後、排気ラインＥＬ２を介して排出口ＶＴ２から排気される。
【００３９】
このＮＯモードでは、サンプルガスがそのままＮＯ検出器ＤＴに導入されることになり、このとき得られた検出値（第２のＮＯ検出値）を用いて、ＮＯ濃度が算出される。
【００４０】
一方、ＮＯｘモード開始から所定時間（８秒）経過後、バッファ部ＢＦ内の電磁弁ＳＶ５が開かれ、かつ電磁弁ＳＶ７が閉じられる。これにより、バッファタンクＢＴ２へ向かっていたサンプリングガスは排出口ＶＴ５から排気され、バッファタンクＢＴ２への貯留は終了とされる。ここで、上記ＲｅｆモードおよびＮＯｘモードの期間中に導入されたサンプルガスにより、その導入前に存在していたバッファタンクＢＴ２内のガスは排出口ＶＴ５から排気され、バッファタンクＢＴ２内のガスの入れ替えがなされるようになっている。
また、このＮＯモード期間（８秒間）は、バッファタンクＢＴ２にサンプルガスが導入されないことになるが、この間で、バッファタンクＢＴ２に貯留されたサンプルガス中の窒素酸化物濃度が均一化するようになっている。
【００４１】
以上により、動作シーケンスＮｏ．２は終了し、次の動作シーケンスＮｏ．３、すなわちバッファタンクＢＴ１へのサンプルガスの貯留と、バッファタンクＢＴ２に貯留されていたガスの測定とが実行され（図３の動作シーケンスＮｏ．３および図４参照）、以降、動作シーケンスＮｏ．２，Ｎｏ．３と同じ動作が繰り返される（図３の動作シーケンスＮｏ．４，Ｎｏ．５参照）。
【００４２】
このように、窒素酸化物濃度測定装置１によれば、一方のバッファタンクにサンプルガスを貯留しつつ、他方のバッファタンク貯留されていたサンプルガスを測定することで、サンプルガスの窒素酸化物濃度を略連続的に測定することができる。
【００４３】
また、窒素酸化物濃度測定装置１は、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２に一旦貯留されて均一化されたサンプルガスについて、ＮＯｘ濃度およびＮＯ濃度が測定されるようになっている。したがって、窒素酸化物濃度測定装置１によれば、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスであっても、コンバータＣＶ通過時およびバイパスラインＢＬｌ通過時にはその濃度は均一化しているから、ＮＯｘ濃度からＮＯ濃度を引き算した結果得られるＮＯ２濃度の測定値に大きな誤差が生じることがない。
【００４４】
なお、上記窒素酸化物濃度測定装置１の動作の説明においては、校正動作の説明を省略したが、当然サンプルガスの測定前に校正を行う必要がある。この場合、サンプルガスの替わりに、校正ガスラインＣＬからのスパンガスおよびゼロガスをＮＯ検出器ＤＴに導入して基準となるＮＯ検出値を得ることにより、校正を行うことができる。
【００４５】
［実施例］
次に、一例として、本発明の窒素酸化物濃度測定装置１を用いて、ＮＯスパンガス（ＮＯ／Ｎ２ガス）９．３０ｐｐｍおよびゼロガス（Ｎ２ガス）の供給をランダムに３回切り替え、サンプルガス中の窒素酸化物濃度が急激に変化する状態を意図的につくって、そのときのＮＯｘ濃度、ＮＯ濃度およびＮＯ２濃度を測定した。その結果を図５に示す。
なお、このとき、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２の内容積を３００ｍＬ、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２からのサンプルガスの吸引流量を２００ｍＬ／ｍｉｎとした。
【００４６】
また、比較のために、コンバータ上流にバッファ部を有さない従来の窒素酸化物濃度測定装置を用いて、上記と同様の測定を行った。その結果を図６に示す。
【００４７】
なお、上記の測定においては、ＮＯスパンガス、すなわちＮＯ２を含まないガスを用いているため、正確な測定が行われたならば、ＮＯ２濃度はゼロになるはずである。
【００４８】
図６から明らかなように、従来の窒素酸化物濃度測定装置では、ＮＯスパンガス，ゼロガスの切り替えタイミング、すなわちサンプルガス中の窒素酸化物濃度が急激に変化するタイミングに対して、ＮＯｘモード，ＮＯモードの切り替えタイミングが偶然適切であった場合（図中のＥ１’）は、正確にＮＯ２濃度を測定できているものの、そのタイミングが適切でなかった場合（図中のＥ２’およびＥ３’）は、５ｐｐｍ程度の大きなピークが生じてしまい、正確にＮＯ２濃度が測定できていないことがわかる。実際、ＮＯｘモード，ＮＯモードの切り替えは所定時間毎に周期的に切り替えられるため、サンプルガス中の窒素酸化物濃度の変化とタイミングがあうことは稀であるから、従来の窒素酸化物濃度測定装置では、ＮＯ２濃度の測定が不正確となるのは不可避であることがわかる。
【００４９】
これに対し、本発明に係る窒素酸化物濃度測定装置１では、図５から明らかなように、窒素酸化物濃度が急激に変化するサンプルガスであっても、ＮＯ２の濃度がほぼゼロとなっており、正確に測定できていることがわかる。なお、図示の都合上、ＮＯスパンガス，ゼロガスの切り替えを３回としているが、さらに多数回切り替えて測定を続けても結果は同じであり、図５に示す結果は、ＮＯスパンガス，ゼロガスの切り替えタイミングに対して、ＮＯｘモード，ＮＯモードの切り替えタイミングが３回続けて偶然適切であったわけではない。
すなわち、本発明に係る窒素酸化物濃度測定装置によれば、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスであっても、ＮＯ２濃度を正確に測定し得ることが実証された。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記実施形態においては、化学発光方式の窒素酸化物濃度測定装置にバッファ部を設けた構成としたが、赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置にバッファ部を設けた構成としてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態においては、バッファタンクの数を２個としたが、３個以上設けてもよく、測定の連続性は低下するものの１個であってもよい。
また、上記実施形態においては、バッファタンクに貯留されたサンプルガスを、その貯留が完了した時点から８秒経過後に導出するようにしたが、この導出開始までの時間については適宜設定可能である。
【００５２】
また、上記実施形態においては、Ｒｅｆモード、ＮＯｘモードおよびＮＯモードからなる測定モードにより測定したが、ＮＯｘモードおよびＮＯモードのみからなる測定モードにより測定しても当然よい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る窒素酸化物濃度測定装置を示すブロック図である。
【図２】測定時におけるサンプルガスラインの要部を示すブロック図である。
【図３】測定時における主要な電磁弁の動作シーケンスを示す図である。
【図４】測定時におけるサンプルガスラインの要部を示すブロック図である。
【図５】図１の窒素酸化物濃度測定装置を用いて測定した結果を示す図である。
【図６】従来の窒素酸化物濃度測定装置を用いて測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 窒素酸化物濃度測定装置
ＤＴ ＮＯ検出器
ＣＶ コンバータ
ＢＴ１、ＢＴ２ バッファタンク
ＣＬ 校正ガスライン
ＯＬ オゾンガスライン
ＳＬ サンプルガスライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中等における一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）および全窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、排ガスや大気中の窒素酸化物の濃度は、化学発光方式、赤外線吸収方式または紫外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置によって測定される。このうち、化学発光方式および赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置は、検出感度が高く、安定性も優れている等の特長を有しており、従来広く用いられている。
【０００３】
化学発光方式の窒素酸化物濃度測定装置は、ＮＯとＯ３（オゾン）が反応してＮＯ２になるときに放射される光の強度がＮＯ濃度と比例関係にあることを利用し、この発光強度を検出してＮＯ濃度を測定するものである。一方、赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置は、ＮＯがその濃度に比例して５．３μｍ近辺の赤外線を選択的に吸収することを利用し、この吸収量を検出してＮＯ濃度を測定するものである。つまり、化学発光方式および赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置は、原理的にはＮＯの濃度しか測定できない。
【０００４】
したがって、化学発光方式または赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置を用いて、ＮＯ濃度とＮＯ２濃度との合算値であるＮＯｘ濃度を測定する際は、サンプルガスを、ＮＯ２をＮＯに還元するコンバータに通してＮＯ２を全てＮＯに変換した後、検出器に導入することにより、測定するようになっている。
【０００５】
また、ＮＯ２濃度を測定する際は、上記コンバータを通ったサンプルガスと、上記コンバータを通らないサンプルガスとをそれぞれ検出器に導入することで、ＮＯｘ濃度とＮＯ濃度とを測定し、ＮＯｘ濃度からＮＯ濃度を引き算して、ＮＯ２濃度を算出するようになっている。
【０００６】
ところで、上記のようにＮＯ２濃度を測定する際は、サンプルガスが上記コンバータを通る流路と通らない流路とを切り替える必要があるが、一方の流路を用いて測定している間に、他方の流路を用いて測定すべきサンプルガスの濃度が急激に変化すると、上記引算の結果、ＮＯ２濃度の測定値に大きな誤差が生じる場合があった。
そこで、サンプルガスの濃度変化が大きくなるにつれて上記流路の切替周期を短くすることにより、ＮＯ２濃度を正確に測定できるように構成した窒素酸化物濃度測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−９８２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、流路を切り換えた後、サンプルガスの濃度が正しく測定されるまでには、サンプルガスが検出器に到達するまでにかかる時間等の所定時間（応答時間）が必要であるため、流路の切換周期を短くするにも限界があった。したがって、依然としてＮＯ２濃度を正確に測定できない場合があった。
また、流路の切替周期を短くすることによって、電磁弁等の流路切替手段が早期に劣化してしまう問題があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、流路を切り換えてＮＯ２濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置であって、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスについても、ＮＯ２濃度を正確に測定し得る窒素酸化物濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、ＮＯ検出器と、ＮＯ２ガスをＮＯガスに変換するコンバータとを備え、連続的に供給されるサンプルガスの窒素酸化物濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置であって、前記ＮＯ検出器により、当該コンバータを通過した前記サンプルガスについて得た第１のＮＯ検出値と、当該コンバータを通過しない前記サンプルガスについて得た第２のＮＯ検出値とから、ＮＯｘ濃度、ＮＯ濃度、およびＮＯ２濃度を算出するようになっている窒素酸化物濃度測定装置において、前記コンバータよりも上流に備えられたバッファタンクに前記サンプルガスを一旦貯留し、その貯留が完了したバッファタンクから導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようにしたことを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置を提供するものである。
ここで、ＮＯとは一酸化窒素、ＮＯ２とは二酸化窒素、ＮＯｘとは全窒素酸化物を意味する。
【００１０】
また本発明は、上記構成において、前記バッファタンクが複数備えられており、各バッファタンクにサンプルガスを順次貯留する一方、その貯留が完了したバッファタンクから順次導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようになっていることを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、上記構成のいずれかにおいて、前記バッファタンクに貯留されたサンプルガスは、その貯留が完了した時点から所定時間経過した後に、導出されるようになっていることを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成された本発明の窒素酸化物濃度測定装置は、バッファタンクに一旦貯留されて均一化されたサンプルガスについて、ＮＯｘ濃度およびＮＯ濃度が測定されるようになっている。したがって、当該窒素酸化物濃度測定装置によれば、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスであっても、ＮＯｘ濃度とＮＯ濃度とを測定するための切替え流路通過時にはその濃度は均一化しているから、ＮＯｘ濃度からＮＯ濃度を引き算した結果得られるＮＯ２濃度の測定値が不正確になることがない。
【００１３】
なお、バッファタンクを複数設け、各バッファタンクにサンプルガスを順次貯留する一方、その貯留が完了したバッファタンクから順次導出したサンプルガスについて、窒素酸化物濃度を測定するようにした場合は、測定の連続性を向上させることができる。
【００１４】
また、バッファタンクに貯留されたサンプルガスを、その貯留の完了から所定時間経過した後に導出するようにした場合、サンプルガスをさらに均一化することができ、測定の正確性を増すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施形態につき説明する。
図１は本実施形態に係る窒素酸化物濃度測定装置を示すブロック図である。
【００１６】
本実施形態に係る窒素酸化物濃度測定装置１は、化学発光方式の測定装置であって、図１に示す如く、化学発光方式のＮＯ検出器ＤＴに対し、バッファ部ＢＦを介してサンプルガスを供給するためのサンプルガスラインＳＬ（図中の実線）、オゾンガスを供給するためのオゾンガスラインＯＬ（一点鎖線）、および校正ガスを供給するための校正ガスラインＣＬ（点線）と、バッファ部ＢＦからサンプルガスの一部を排出するための排気ラインＥＬ１（破線）と、ＮＯ検出器ＤＴからガスを排出するための排気ラインＥＬ２（破線）と、ドレンポットＤＰ１からガスを排出するための排気ラインＥＬ３（破線）と、オゾンガスラインＯＬおよびサンプルガスラインＳＬからの水分を排出するための排水ラインＷＬ（二点鎖線）と、から構成されている。
【００１７】
［サンプルガスライン］
サンプルガスラインＳＬ（実線）は、図１に示す如く、サンプルガス供給源（不図示）に接続されるサンプルガス供給口ＳＳから延び、サンプルガス中の固形分を除去するフィルタＦ１と、サンプルガスを吸引するサンプリングポンプＰ１と、サンプルガス中の水分を除去する除湿器ＤＨと、サンプルガス流量を所定値にするための流量計ＦＭとを介して、バッファ部ＢＦに接続されている。
【００１８】
バッファ部ＢＦにおけるサンプルガスラインＳＬは、図１に示す如く、電磁弁ＳＶ６を介してバッファタンクＢＴ１に接続されるラインと、電磁弁ＳＶ７を介してバッファタンクＢＴ２に接続されるラインとに分岐している。ここで、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２は、サンプルガスを一旦貯留するためのタンクである。
サンプルガスラインＳＬはさらに、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２それぞれから延び、三方電磁弁ＳＶ８に接続されて再度１つのラインとなり、バッファ部ＢＦからＮＯ検出器ＤＴに向かって延びている。
【００１９】
バッファ部ＢＦから延びるサンプルガスラインＳＬは、図１に示す如く、サンプルガス流量を調整するためのキャピラリＲ１と、ＮＯ２ガスをＮＯガスに変換するコンバータＣＶとを介して、ＮＯ検出器ＤＴに接続されている。ここで、コンバータＣＶに対しては、コンバータＣＶの下流に配置された三方電磁弁ＳＶ３で合流するバイパスラインＢＬ１が設けられている。また、ＮＯ検出器ＤＴに対しても、三方電磁弁ＳＶ３とＮＯ検出器ＤＴとの間に配置された三方電磁弁ＳＶ４から枝分かれして排気ラインＥＬ２に接続されるバイパスラインＢＬ２が設けられている。
【００２０】
［校正ガスライン］
校正ガスラインＣＬは、図１に示す如く、スパンガス（例えば、ＮＯ／Ｎ２ガス）供給源（不図示）が接続されるスパンガス供給口ＣＳから延びるラインと、ゼロガス（例えば、Ｎ２ガス）供給源（不図示）が接続されるゼロガス供給口ＺＳから延びるラインとが、それぞれ電磁弁ＳＶ１、ＳＶ２を通った後に合流し、さらに、逆止弁Ｖ１を介して、サンプルガスラインＳＬにおけるサンプリングポンプＰ１と除湿器ＤＨとの間に接続されている。
【００２１】
［オゾンガスライン］
オゾンガスラインＯＬは、図１に示す如く、オゾン発生用ガス（空気またはＯ２）の供給源（不図示）に接続されるオゾン発生用ガス供給口ＯＳから延び、オゾン発生用ガス中に僅かに含まれるＮＯｘや炭化水素等を除去するための活性炭槽ＡＣ１と、オゾン発生用ガス中の固形分を除去するフィルタＦ２と、オゾン発生用ガス中の水分を除去する除湿器ＤＨと、酸素からオゾンを発生させるオゾン発生器ＯＺと、オゾン発生用ガスの流量を調整するためのキャピラリＲ２とを介して、ＮＯ検出器ＤＴに接続されている。
【００２２】
［排水ラインＷＬ］
排水ラインＷＬは、図１に示す如く、サンプルガスラインＳＬおよびオゾンガスラインＯＬの経路中に設けられた除湿器ＤＨから延び、サンプルガスラインＳＬからの水分を捕集するドレンポットＤＰ１および排水コックＣ１を介して排出口ＶＴ３に接続されるラインと、オゾンガスラインＯＬからの水分を捕集するドレンポットＤＰ２および排水コックＣ２を介して排水口ＶＴ４に接続されるラインと、から構成されている。
【００２３】
［排気ライン］
排気ガスラインＥＬ１は、図１に示す如く、バッファ部ＢＦにおけるサンプルガスラインＳＬの電磁弁ＳＶ６，ＳＶ７の上流側から延び、電磁弁ＳＶ５を介して排出口ＶＴ５に接続されるラインと、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２それぞれから延び、排出口ＶＴ５に接続されるラインと、からなっている。
【００２４】
排気ガスラインＥＬ２は、図１に示す如く、ＮＯ検出器ＤＴから延び、ＮＯ検出器ＤＴから排出されたガス中のオゾンを分解するオゾン分解器ＯＤと、オゾン分解器ＯＤ通過後のガス中に僅かに含まれるオゾンガスをさらに分解すると共に、オゾン分解器ＯＤにおいて発生するミストを除去するための活性炭槽ＡＣ２と、ＮＯ検出器ＤＴから排出されたガス中の固形分を除去するためのフィルタＦ３と、ＮＯ検出器ＤＴからガスを吸引するためのサンプリングポンプＰ２とを介し、排気口ＶＴ２に接続されている。
【００２５】
排気ガスラインＥＬ３は、図１に示す如く、ドレンポットＤＰ１から延び、キャピラリＲ３を介して排水口ＶＴ１に接続されている。
この排気ガスラインＥＬ３を用いてドレンポットＤＰ１から常に一定量のガスを排気することにより、除湿器ＤＨを通過するサンプルガスの流量および圧力が変化した際、ドレンポットＤＰ１内に存在するガスがサンプルガス中に逆流するのを防ぐようになっている。
なお、ドレンポットＤＰ２には同様の排気ラインが設けられていないが、これは、除湿器ＤＨを通過するオゾンガスは、サンプリングポンプＰ２によって常に一定量が吸引されているため、その流量および圧力がほとんど変化しないことと、仮に流量および圧力が変化して逆流することがあっても、ドレンポットＤＰ２内に存在するガスは空気であるため、ＮＯ検出器ＤＴの指示値にはほとんど影響がないこととによる。
【００２６】
［動作］
次に、上記のように構成した窒素酸化物濃度測定装置１の測定時の動作について説明する。
図２および図４は測定時におけるサンプルガスラインＳＬの要部を示すブロック図、図３は測定時における主要な電磁弁の動作シーケンスを示す図である。
なお、図２および図４において、サンプルガスが通過するラインは太線で示されている。
また、図３におけるハッチングが施されている部分は、そのタイミングではその電磁弁が開いていることを示している。
【００２７】
まず、サンプリングポンプＰ１が、サンプルガス供給口ＳＳに接続されたサンプルガス供給源（不図示）からサンプルガスを連続的に吸引する。吸引されたサンプルガスは、除湿器ＤＨにより除湿された後、バッファ部ＢＦに導入される（図１参照）。
【００２８】
一方、サンプリングポンプＰ２が、オゾン発生用ガス供給口ＯＳに接続されたオゾン発生用ガス供給源（不図示）からオゾン発生用ガスを連続的に吸引する。吸引されたオゾン発生用ガスは、除湿器ＤＨにより除湿された後、オゾン発生器ＯＺに導入されてオゾンガスとなり、ＮＯ検出器ＤＴに導入される（図１参照）。
【００２９】
バッファ部ＢＦに導入されたサンプルガスは、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２のいずれか一方に貯留される。その間、他方のバッファタンクに貯留されていたガスがＮＯ検出器ＤＴに導入されて、窒素酸化物濃度が測定されるようになっている。
【００３０】
他方のバッファタンクに貯留されていたガスの窒素酸化物濃度を測定するときは、サンプルガスが、
１．コンバータＣＶを通り、ＮＯ検出器ＤＴを通らない「Ｒｅｆモード」
２．コンバータＣＶを通り、ＮＯ検出器ＤＴを通る「ＮＯｘモード」
３．コンバータＣＶを通らないで、ＮＯ検出器ＤＴを通る「ＮＯモード」
からなると共に所定時間毎にこの順で切り替わる３つの測定モードにより、測定される。
ここでは、バッファタンクＢＴ２にサンプルガスが貯留され、バッファタンクＢＴ１に貯留されていたガスが測定される場合（図３の動作シーケンスＮｏ．２）について説明する。
【００３１】
（Ｒｅｆモード）
まず、図２Ａおよび図３の動作シーケンスＮｏ．２を参照しつつ、Ｒｅｆモードについて説明する。
バッファ部ＢＦにおいて、電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６、および三方電磁弁ＳＶ８のバッファタンクＢＴ２側は閉じ、電磁弁ＳＶ７は開いているため、サンプルガスは、バッファタンクＢＴ２に導入されて貯留される。このとき、サンプルガスの一部はバッファタンクＢＴ２を通過して排出口ＶＴ５から排気され、大気圧平衡状態で貯留されるようになっている。
【００３２】
サンプルガスがバッファタンクＢＴ２に貯留されている間、電磁弁ＳＶ８のバッファタンクＢＴ１側は開いているため、バッファタンクＢＴ１に貯留されていたガスが、サンプリングポンプＰ２によって吸引され、コンバータＣＶ側に導出される。
【００３３】
このとき、三方電磁弁ＳＶ３のコンバータＣＶ側と、三方電磁弁ＳＶ４のバイパスラインＢＬ２側とが開いているため、バッファタンクＢＴ１からのガスは、コンバータＣＶを通過した後、ＮＯ検出器ＤＴに導入されずに、排気ラインＥＬ２を介して排出口ＶＴ２から排気される。
【００３４】
このＲｅｆモードでは、ＮＯ検出器ＤＴにはサンプルガスが導入されないので、その検出値はゼロ相当の値となるが、このゼロ相当の値を用いて、ＮＯ検出器ＤＴのゼロ点を補正するようになっている。これにより、ゼロドリフトがほとんどない測定が可能となる。
【００３５】
（ＮＯｘモード）
次に、図２Ｂおよび図３の動作シーケンスＮｏ．２を参照しつつ、ＮＯｘモードについて説明する。
Ｒｅｆモード開始から所定時間（ここでは８秒とする）経過後、三方電磁弁ＳＶ４のバイパスラインＢＬ２側が閉じられると共にＮＯ検出器ＤＴ側が開かれる。その結果、バッファタンクＢＴ１からのガスは、コンバータＣＶを介してＮＯ検出器ＤＴに導入された後、排気ラインＥＬ２を介して排出口ＶＴ２から排気される。
【００３６】
このＮＯｘモードでは、コンバータＣＶによってＮＯ２がＮＯに変換されたサンプルガスがＮＯ検出器ＤＴに導入されることになり、このとき得られた検出値（第１のＮＯ検出値）を用いて、ＮＯｘ濃度が算出される。
【００３７】
一方、このとき、バッファ部ＢＦ内の電磁弁はそのままの状態であり、バッファタンクＢＴ２へのサンプリングガスの貯留は、引き続き行われている。
【００３８】
（ＮＯモード）
次に、図２Ｃおよび図３の動作シーケンスＮｏ．２を参照しつつ、ＮＯモードについて説明する。
ＮＯｘモード開始から所定時間（８秒）経過後、三方電磁弁ＳＶ３のコンバータＣＶ側が閉じられると共にバイパスラインＢＬ１側が開かれる。その結果、バッファタンクＢＴ１からのガスは、コンバータＣＶを通過せずにＮＯ検出器ＤＴに導入された後、排気ラインＥＬ２を介して排出口ＶＴ２から排気される。
【００３９】
このＮＯモードでは、サンプルガスがそのままＮＯ検出器ＤＴに導入されることになり、このとき得られた検出値（第２のＮＯ検出値）を用いて、ＮＯ濃度が算出される。
【００４０】
一方、ＮＯｘモード開始から所定時間（８秒）経過後、バッファ部ＢＦ内の電磁弁ＳＶ５が開かれ、かつ電磁弁ＳＶ７が閉じられる。これにより、バッファタンクＢＴ２へ向かっていたサンプリングガスは排出口ＶＴ５から排気され、バッファタンクＢＴ２への貯留は終了とされる。ここで、上記ＲｅｆモードおよびＮＯｘモードの期間中に導入されたサンプルガスにより、その導入前に存在していたバッファタンクＢＴ２内のガスは排出口ＶＴ５から排気され、バッファタンクＢＴ２内のガスの入れ替えがなされるようになっている。
また、このＮＯモード期間（８秒間）は、バッファタンクＢＴ２にサンプルガスが導入されないことになるが、この間で、バッファタンクＢＴ２に貯留されたサンプルガス中の窒素酸化物濃度が均一化するようになっている。
【００４１】
以上により、動作シーケンスＮｏ．２は終了し、次の動作シーケンスＮｏ．３、すなわちバッファタンクＢＴ１へのサンプルガスの貯留と、バッファタンクＢＴ２に貯留されていたガスの測定とが実行され（図３の動作シーケンスＮｏ．３および図４参照）、以降、動作シーケンスＮｏ．２，Ｎｏ．３と同じ動作が繰り返される（図３の動作シーケンスＮｏ．４，Ｎｏ．５参照）。
【００４２】
このように、窒素酸化物濃度測定装置１によれば、一方のバッファタンクにサンプルガスを貯留しつつ、他方のバッファタンク貯留されていたサンプルガスを測定することで、サンプルガスの窒素酸化物濃度を略連続的に測定することができる。
【００４３】
また、窒素酸化物濃度測定装置１は、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２に一旦貯留されて均一化されたサンプルガスについて、ＮＯｘ濃度およびＮＯ濃度が測定されるようになっている。したがって、窒素酸化物濃度測定装置１によれば、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスであっても、コンバータＣＶ通過時およびバイパスラインＢＬｌ通過時にはその濃度は均一化しているから、ＮＯｘ濃度からＮＯ濃度を引き算した結果得られるＮＯ２濃度の測定値に大きな誤差が生じることがない。
【００４４】
なお、上記窒素酸化物濃度測定装置１の動作の説明においては、校正動作の説明を省略したが、当然サンプルガスの測定前に校正を行う必要がある。この場合、サンプルガスの替わりに、校正ガスラインＣＬからのスパンガスおよびゼロガスをＮＯ検出器ＤＴに導入して基準となるＮＯ検出値を得ることにより、校正を行うことができる。
【００４５】
［実施例］
次に、一例として、本発明の窒素酸化物濃度測定装置１を用いて、ＮＯスパンガス（ＮＯ／Ｎ２ガス）９．３０ｐｐｍおよびゼロガス（Ｎ２ガス）の供給をランダムに３回切り替え、サンプルガス中の窒素酸化物濃度が急激に変化する状態を意図的につくって、そのときのＮＯｘ濃度、ＮＯ濃度およびＮＯ２濃度を測定した。その結果を図５に示す。
なお、このとき、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２の内容積を３００ｍＬ、バッファタンクＢＴ１，ＢＴ２からのサンプルガスの吸引流量を２００ｍＬ／ｍｉｎとした。
【００４６】
また、比較のために、コンバータ上流にバッファ部を有さない従来の窒素酸化物濃度測定装置を用いて、上記と同様の測定を行った。その結果を図６に示す。
【００４７】
なお、上記の測定においては、ＮＯスパンガス、すなわちＮＯ２を含まないガスを用いているため、正確な測定が行われたならば、ＮＯ２濃度はゼロになるはずである。
【００４８】
図６から明らかなように、従来の窒素酸化物濃度測定装置では、ＮＯスパンガス，ゼロガスの切り替えタイミング、すなわちサンプルガス中の窒素酸化物濃度が急激に変化するタイミングに対して、ＮＯｘモード，ＮＯモードの切り替えタイミングが偶然適切であった場合（図中のＥ１’）は、正確にＮＯ２濃度を測定できているものの、そのタイミングが適切でなかった場合（図中のＥ２’およびＥ３’）は、５ｐｐｍ程度の大きなピークが生じてしまい、正確にＮＯ２濃度が測定できていないことがわかる。実際、ＮＯｘモード，ＮＯモードの切り替えは所定時間毎に周期的に切り替えられるため、サンプルガス中の窒素酸化物濃度の変化とタイミングがあうことは稀であるから、従来の窒素酸化物濃度測定装置では、ＮＯ２濃度の測定が不正確となるのは不可避であることがわかる。
【００４９】
これに対し、本発明に係る窒素酸化物濃度測定装置１では、図５から明らかなように、窒素酸化物濃度が急激に変化するサンプルガスであっても、ＮＯ２の濃度がほぼゼロとなっており、正確に測定できていることがわかる。なお、図示の都合上、ＮＯスパンガス，ゼロガスの切り替えを３回としているが、さらに多数回切り替えて測定を続けても結果は同じであり、図５に示す結果は、ＮＯスパンガス，ゼロガスの切り替えタイミングに対して、ＮＯｘモード，ＮＯモードの切り替えタイミングが３回続けて偶然適切であったわけではない。
すなわち、本発明に係る窒素酸化物濃度測定装置によれば、窒素酸化物濃度の変化が激しいサンプルガスであっても、ＮＯ２濃度を正確に測定し得ることが実証された。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記実施形態においては、化学発光方式の窒素酸化物濃度測定装置にバッファ部を設けた構成としたが、赤外線吸収方式の窒素酸化物濃度測定装置にバッファ部を設けた構成としてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態においては、バッファタンクの数を２個としたが、３個以上設けてもよく、測定の連続性は低下するものの１個であってもよい。
また、上記実施形態においては、バッファタンクに貯留されたサンプルガスを、その貯留が完了した時点から８秒経過後に導出するようにしたが、この導出開始までの時間については適宜設定可能である。
【００５２】
また、上記実施形態においては、Ｒｅｆモード、ＮＯｘモードおよびＮＯモードからなる測定モードにより測定したが、ＮＯｘモードおよびＮＯモードのみからなる測定モードにより測定しても当然よい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る窒素酸化物濃度測定装置を示すブロック図である。
【図２】測定時におけるサンプルガスラインの要部を示すブロック図である。
【図３】測定時における主要な電磁弁の動作シーケンスを示す図である。
【図４】測定時におけるサンプルガスラインの要部を示すブロック図である。
【図５】図１の窒素酸化物濃度測定装置を用いて測定した結果を示す図である。
【図６】従来の窒素酸化物濃度測定装置を用いて測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 窒素酸化物濃度測定装置
ＤＴ ＮＯ検出器
ＣＶ コンバータ
ＢＴ１、ＢＴ２ バッファタンク
ＣＬ 校正ガスライン
ＯＬ オゾンガスライン
ＳＬ サンプルガスライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯ検出器と、ＮＯ２ガスをＮＯガスに変換するコンバータとを備え、連続的に供給されるサンプルガスの窒素酸化物濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置であって、前記ＮＯ検出器により、当該コンバータを通過した前記サンプルガスについて得た第１のＮＯ検出値と、当該コンバータを通過しない前記サンプルガスについて得た第２のＮＯ検出値とから、ＮＯｘ濃度、ＮＯ濃度、およびＮＯ２濃度を算出するようになっている窒素酸化物濃度測定装置において、
前記コンバータよりも上流に備えられたバッファタンクに前記サンプルガスを一旦貯留し、その貯留が完了したバッファタンクから導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようにしたことを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置。
【請求項２】
前記バッファタンクが複数備えられており、各バッファタンクにサンプルガスを順次貯留する一方、その貯留が完了したバッファタンクから順次導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の窒素酸化物濃度測定装置。
【請求項３】
前記バッファタンクに貯留されたサンプルガスは、その貯留が完了した時点から所定時間経過した後に、導出されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の窒素酸化物濃度測定装置。
【請求項１】
ＮＯ検出器と、ＮＯ２ガスをＮＯガスに変換するコンバータとを備え、連続的に供給されるサンプルガスの窒素酸化物濃度を測定する窒素酸化物濃度測定装置であって、前記ＮＯ検出器により、当該コンバータを通過した前記サンプルガスについて得た第１のＮＯ検出値と、当該コンバータを通過しない前記サンプルガスについて得た第２のＮＯ検出値とから、ＮＯｘ濃度、ＮＯ濃度、およびＮＯ２濃度を算出するようになっている窒素酸化物濃度測定装置において、
前記コンバータよりも上流に備えられたバッファタンクに前記サンプルガスを一旦貯留し、その貯留が完了したバッファタンクから導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようにしたことを特徴とする窒素酸化物濃度測定装置。
【請求項２】
前記バッファタンクが複数備えられており、各バッファタンクにサンプルガスを順次貯留する一方、その貯留が完了したバッファタンクから順次導出したサンプルガスについて、前記第１のＮＯ検出値および前記第２のＮＯ検出値を得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の窒素酸化物濃度測定装置。
【請求項３】
前記バッファタンクに貯留されたサンプルガスは、その貯留が完了した時点から所定時間経過した後に、導出されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の窒素酸化物濃度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１５７８７１（Ｐ２００８−１５７８７１Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４９６５９（Ｐ２００６−３４９６５９）
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（３９１０２８１８８）株式会社アナテック・ヤナコ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（３９１０２８１８８）株式会社アナテック・ヤナコ (2)
【Ｆターム（参考）】
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