JP2013032959A - Gas analyzer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure and analyze a gas to be measured accurately even when external (atmosphere) pressure changes.SOLUTION: The gas analyzer comprises: a gas cell 1 through which a gas to be measured flows; a gas detector 2 for detecting a component concentration of the gas to be measured in the gas cell 1; a first pump 3 for supplying the gas to be measured to the gas cell 1; a second pump 4 for exhausting the gas to be measured from the gas cell 1; gas-cell pressure holding means 5 for maintaining the pressure of the gas to be measured in the gas cell 1 constant; gas-cell flow rate holding means 6 for maintaining the flow rate of the gas to be measured in the gas cell 1 constant; an external-pressure detector 7 for detecting an external (atmosphere) pressure; and flow rate adjustment means 8 for adjusting the flow rate such that the flow rate of the gas to be measured supplied by the first pump 3 is constant.

Description

本発明は、測定対象ガスを分析するためのガス分析装置に関する。   The present invention relates to a gas analyzer for analyzing a measurement target gas.

自動車の排出ガス試験において、従来では、建屋内でシャシダイナモメータやエンジンダイナモメータを用いた試験が行われており、例えば、日本のＪＣ０８モードや、米国のＬＡ４モード等の試験モードがよく知られているが、車両の外部（大気）圧力の変化を考慮した排出ガス試験は行われていなかった。このように、建屋内で試験が行われる場合、外部（大気）圧力が変化しないので、従来のガス分析装置でも排出ガス濃度を精度よく測定できた。   Conventionally, in automobile exhaust gas tests, tests using chassis dynamometers and engine dynamometers are performed in buildings, and for example, test modes such as JC08 mode in Japan and LA4 mode in the United States are well known. However, exhaust gas tests that take into account changes in the external (atmospheric) pressure of the vehicle have not been conducted. As described above, when the test is performed in the building, the external (atmospheric) pressure does not change, and thus the exhaust gas concentration can be accurately measured even with the conventional gas analyzer.

ところが、近年の米国及び欧州法規では車両試験について検討されており、実環境で走行する車両の排出ガスを分析する試験が注目されている。しかし、従来のガス分析装置では、車両が走行する標高の変化によって生じる外部（大気）圧力の変化に対応しておらず、排出ガス濃度を精度よく測定できない。   However, in recent years, US and European regulations have examined vehicle tests, and attention has been focused on tests that analyze exhaust gas from vehicles running in a real environment. However, the conventional gas analyzer does not cope with a change in external (atmospheric) pressure caused by a change in altitude at which the vehicle travels, and cannot accurately measure the exhaust gas concentration.

従来のガス分析装置（例えば特許文献１）では、径及び長さが異なる複数の測定対象ガスの採取管を備えており、採取部における測定対象ガスの圧力が変動する場合、これらの採取管を切り替えることにより、ガス分析装置のガスセルへ流入する測定対象ガスの圧力を一定に制御する。   In a conventional gas analyzer (for example, Patent Document 1), a plurality of measurement target gas sampling tubes having different diameters and lengths are provided, and when the pressure of the measurement target gas in the sampling unit fluctuates, these sampling tubes are used. By switching, the pressure of the measurement target gas flowing into the gas cell of the gas analyzer is controlled to be constant.

さらに、従来のガス分析装置は、測定対象ガスをガス分析装置のガスセルへ供給する加圧式ポンプを備える。加圧式ポンプは、予め設定された一定の圧力に加圧してガスを供給するので、外部（大気）圧力が変化すると、供給する測定対象ガスの流量が変化する。即ち、外部（大気）圧力が高いと、加圧式ポンプの負荷が小さくなって、測定対象ガスの供給流量が多くなり、それに対し、外部（大気）圧力が低いと、加圧式ポンプの負荷が大きくなって、測定対象ガスの供給流量が少なくなる。   Further, the conventional gas analyzer includes a pressurizing pump that supplies the measurement target gas to the gas cell of the gas analyzer. The pressurizing pump pressurizes the gas to a predetermined pressure and supplies the gas. Therefore, when the external (atmospheric) pressure changes, the flow rate of the measurement target gas to be supplied changes. That is, when the external (atmospheric) pressure is high, the load on the pressurizing pump decreases, and the supply flow rate of the gas to be measured increases. On the other hand, when the external (atmospheric) pressure is low, the load on the pressurizing pump increases. Thus, the supply flow rate of the measurement target gas is reduced.

このように、従来のガス分析装置では、外部（大気）圧力の変化に対応していないので、外部（大気）圧力が変化すると、ガス分析装置のガスセルへ流入する測定対象ガスの圧力及び流量が変化する。そして、測定対象ガスの圧力が変化すると、測定対象ガスの濃度が変化するので、流動する測定対象ガスを連続して分析するガス分析装置では、正確に測定対象ガスを分析できない。   As described above, the conventional gas analyzer does not cope with a change in the external (atmosphere) pressure. Therefore, when the external (atmosphere) pressure changes, the pressure and flow rate of the measurement target gas flowing into the gas cell of the gas analyzer are changed. Change. When the pressure of the measurement target gas changes, the concentration of the measurement target gas changes. Therefore, the gas analysis device that continuously analyzes the flowing measurement target gas cannot accurately analyze the measurement target gas.

また、従来のガス分析装置では、外部（大気）圧力の変化によって、測定対象ガスの供給流量が変化するので、それに伴って、測定対象ガスの流速が変化する。測定対象ガスの流速が変化すると、ガス採取ポイント（サンプリングポイント）からガスセルまでの到達時間が変化するので、外部（大気）圧力が変化すると、時系列的に正確な測定ができない。   Further, in the conventional gas analyzer, the supply flow rate of the measurement target gas changes due to a change in external (atmospheric) pressure, and accordingly, the flow rate of the measurement target gas changes. When the flow velocity of the measurement target gas changes, the arrival time from the gas sampling point (sampling point) to the gas cell changes. Therefore, when the external (atmospheric) pressure changes, accurate measurement cannot be performed in time series.

特開平６−１０２１５３号公報JP-A-6-102153

そこで、本発明が解決しようとする課題は、外部（大気）圧力が変化しても、測定対象ガスを正確に測定及び分析できるガス分析装置を提供することである。   Therefore, a problem to be solved by the present invention is to provide a gas analyzer that can accurately measure and analyze a measurement target gas even when an external (atmospheric) pressure changes.

上記課題を解決するために、本発明に係るガス分析装置は、
測定対象ガスを流入出するためのガスセルと、ガスセル内の測定対象ガス成分の濃度を検出するためのガス検出器と、測定対象ガスをガスセルへ供給するための第１ポンプと、測定対象ガスをガスセルから排気するための第２ポンプとを備えたガス分析装置であって、
ガスセル内の測定対象ガスの圧力を一定に保持するためのガスセル圧力保持手段と、
ガスセル内の測定対象ガスの流量を一定に保持するためのガスセル流量保持手段と、
外部（大気）圧力を検出するための外部圧力検出器と、
外部圧力検出器により検出された検出値に基づいて、第１ポンプが供給する測定対象ガスの流量が一定になるように調整するための流入量調整手段と、
を備える。 In order to solve the above problems, a gas analyzer according to the present invention provides:
A gas cell for flowing in and out of the measurement target gas, a gas detector for detecting the concentration of the measurement target gas component in the gas cell, a first pump for supplying the measurement target gas to the gas cell, and a measurement target gas A gas analyzer comprising a second pump for exhausting from the gas cell,
Gas cell pressure holding means for holding the pressure of the measurement target gas in the gas cell constant;
A gas cell flow rate holding means for holding the flow rate of the gas to be measured in the gas cell constant;
An external pressure detector for detecting external (atmospheric) pressure;
An inflow amount adjusting means for adjusting the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump based on the detection value detected by the external pressure detector;
Is provided.

好ましくは、
流入量調整手段は、測定対象ガスの流量を調整するための調整弁と、検出値に基づいて調整弁の開度を制御するための制御手段とからなり、
調整弁は、第１ポンプの流入側に設けられている。 Preferably,
The inflow amount adjusting means includes an adjusting valve for adjusting the flow rate of the measurement target gas and a control means for controlling the opening of the adjusting valve based on the detected value.
The regulating valve is provided on the inflow side of the first pump.

好ましくは、
ガスセル圧力保持手段は、ガスセル内の圧力を一定に保持する背圧弁と、背圧弁に接続された分岐管とからなり、
分岐管は、流入側分岐点が第１ポンプとガスセルとの間に設けられ、流出側分岐点がガスセルと第２ポンプとの間に設けられている。 Preferably,
The gas cell pressure holding means consists of a back pressure valve that keeps the pressure in the gas cell constant, and a branch pipe connected to the back pressure valve,
In the branch pipe, an inflow side branch point is provided between the first pump and the gas cell, and an outflow side branch point is provided between the gas cell and the second pump.

好ましくは、
ガスセル流量保持手段は、ガスセルと第２ポンプとの間に設けられている。 Preferably,
The gas cell flow rate holding means is provided between the gas cell and the second pump.

上記の通り、本発明に係るガス分析装置は、ガスセル内の測定対象ガスの圧力が一定になるように制御するためのガスセル圧力保持手段と、ガスセル内の測定対象ガスの流量が一定になるように制御するためのガスセル流量保持手段とを備える。従って、外部（大気）圧力が変化しても、ガスセル圧力保持手段及びガスセル流量保持手段によって、ガスセル内の圧力及び流量が一定に保持されるので、ガスセル内の測定対象ガスの濃度が一定に保持される。これによって、本発明のガス分析装置は、外部（大気）圧力が変化しても、ガスセル内の測定対象ガスを精度よく正確に測定及び分析できる。   As described above, in the gas analyzer according to the present invention, the gas cell pressure holding means for controlling the pressure of the measurement target gas in the gas cell to be constant, and the flow rate of the measurement target gas in the gas cell to be constant. Gas cell flow rate holding means for controlling the flow rate. Therefore, even if the external (atmospheric) pressure changes, the gas cell pressure holding means and the gas cell flow rate holding means keep the pressure and flow rate in the gas cell constant, so that the concentration of the measurement target gas in the gas cell is kept constant. Is done. Thus, the gas analyzer of the present invention can accurately measure and analyze the measurement target gas in the gas cell even when the external (atmospheric) pressure changes.

さらに、本発明に係るガス分析装置は、外部（大気）圧力を検出するための外部圧力検出器と、外部圧力検出器により検出された検出値に基づいて、第１ポンプが供給する測定対象ガスの流量が一定になるように調整するための流入量調整手段とを備える。従って、外部（大気）圧力が変化しても、外部圧力検出器及び流入量調整手段によって、第１ポンプによって供給される測定対象ガスの流量が一定になるので、供給される測定対象ガスの流速が一定に保持される。これによって、本発明のガス分析装置は、外部（大気）圧力が変化しても、ガス採取ポイント（サンプリングポイント）からガスセルまでの到達時間を一定にできるので、時系列的に正確な測定及び分析ができる。   Furthermore, the gas analyzer according to the present invention includes an external pressure detector for detecting external (atmospheric) pressure, and a measurement target gas supplied by the first pump based on a detection value detected by the external pressure detector. And an inflow amount adjusting means for adjusting the flow rate of the gas to be constant. Therefore, even if the external (atmospheric) pressure changes, the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump is constant by the external pressure detector and the inflow rate adjusting means. Is held constant. As a result, the gas analyzer of the present invention can keep the arrival time from the gas sampling point (sampling point) to the gas cell constant even when the external (atmospheric) pressure changes, so accurate measurement and analysis in time series Can do.

本発明に係るガス分析装置を示す流路図。1 is a flow diagram showing a gas analyzer according to the present invention.

以下、添付図面に基づいて、本発明に係るガス分析装置を説明する。   Hereinafter, a gas analyzer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

［構成］
ガス分析装置は、ガスセル１を備え、ガスセル１内に測定対象ガスが流出入する。ガス分析装置は、ガス検出器２を備える。ガス検出器２は、ガスセル１内に流出入する測定対象ガス（サンプルガス）に含まれる成分濃度を測定する。
測定対象ガスは、例えば、自動車の排気ガスや外気などであって、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素、二酸化炭素、硫化水素、シアン化水素、アンモニアなどの成分濃度を測定する。
ガス検出器２は、例えば、フーリエ変換型赤外分光計（ＦＴＩＲ）、非分散赤外線検出器（ＮＤＩＲ）、化学発光検出器（ＣＬＤ）、磁気式検出器（ＰＭＧ）、水素炎イオン検出機（ＦＩＤ）、炎光光度法（ＦＰＤ）、量子カスケードレーザー法検出器（ＱＣＬ ＤＥＴ）、質量分析計（ＭＳ）、キャビティリングダウン分光計（ＣＲＤＳ）、マイクロ波吸収検出器などである。 [Constitution]
The gas analyzer includes a gas cell 1, and a measurement target gas flows into and out of the gas cell 1. The gas analyzer includes a gas detector 2. The gas detector 2 measures the concentration of a component contained in the measurement target gas (sample gas) flowing into and out of the gas cell 1.
The measurement target gas is, for example, automobile exhaust gas or outside air, and components such as sulfur oxide (SO x ), nitrogen oxide (NO x ), carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, hydrogen cyanide, and ammonia. Measure the concentration.
The gas detector 2 includes, for example, a Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), a non-dispersive infrared detector (NDIR), a chemiluminescence detector (CLD), a magnetic detector (PMG), a flame ion detector ( FID), flame photometry (FPD), quantum cascade laser detector (QCL DET), mass spectrometer (MS), cavity ring-down spectrometer (CRDS), microwave absorption detector, and the like.

ガス分析装置は、測定対象ガスをガスセル２へ供給するための供給管３０と、測定対象ガスをガスセル２から排気するための排気管３１とを備える。供給管３０は、その流入端Ｐ１が、例えば自動車の排気系に接続され、測定対象ガスを採取するサンプリングポイントとなる。排気管３１は、その流出端Ｐ４が外気側に向けられる。   The gas analyzer includes a supply pipe 30 for supplying the measurement target gas to the gas cell 2 and an exhaust pipe 31 for exhausting the measurement target gas from the gas cell 2. The supply pipe 30 has an inflow end P1 connected to, for example, an automobile exhaust system, and serves as a sampling point for collecting the measurement target gas. The exhaust pipe 31 has an outflow end P4 directed toward the outside air.

ガス分析装置は、測定対象ガスをガスセル１へ供給するための加圧式の第１ポンプ３を備える。第１ポンプ３は、供給管３０に設けられており、サンプリングポイントＰ１とガスセル１との間に配置される。第１ポンプ３は、予め設定された一定の圧力に加圧して測定対象ガスを供給する。そのため、外部（大気）圧力が高い場合は、第１ポンプ３に対する負荷は小さくなり、外部（大気）圧力が低い場合は、第１ポンプ３に対する負荷は大きくなる。   The gas analyzer includes a pressurized first pump 3 for supplying a gas to be measured to the gas cell 1. The first pump 3 is provided in the supply pipe 30 and is disposed between the sampling point P <b> 1 and the gas cell 1. The 1st pump 3 pressurizes to the fixed pressure set beforehand, and supplies measurement object gas. Therefore, when the external (atmospheric) pressure is high, the load on the first pump 3 is small, and when the external (atmospheric) pressure is low, the load on the first pump 3 is large.

外部（大気）圧力が変化して、第１ポンプ３に対する負荷が変化することによって生じる、供給される測定対象ガスの流量の変化を防止するために、ガス分析装置は、外部圧力検出器７及び流入量調整手段８，９を備える。   In order to prevent a change in the flow rate of the supplied measurement target gas caused by a change in the external (atmospheric) pressure and a change in the load on the first pump 3, the gas analyzer includes the external pressure detector 7 and Inflow amount adjusting means 8 and 9 are provided.

外部圧力検出器７は、ガス分析装置の外部（大気）圧力の変化、例えば、大気や自動車の排気系からの排気ガス、供給管３０のサンプリングポイントＰ１などの圧力の変化を経時的に測定する検出器である。即ち、外部圧力検出器７は、供給される測定対象ガスの圧力に影響を及ぼす外部（大気）圧力の変化を測定する。   The external pressure detector 7 measures changes in the external (atmospheric) pressure of the gas analyzer, for example, changes in the pressure of the air, the exhaust gas from the exhaust system of the automobile, the sampling point P1 of the supply pipe 30, and the like over time. It is a detector. That is, the external pressure detector 7 measures a change in external (atmospheric) pressure that affects the pressure of the supplied measurement target gas.

流入量調整手段８，９は、外部圧力検出器７によって検出された検出値に基づいて、第１ポンプ３によって供給される測定対象ガスの流量が一定になるように調整する。本実施形態においては、流入量調整手段８，９は、測定対象ガスの流量を調整するための調整弁８と、外部圧力検出器７の検出値に基づいて調整弁８の開度を制御するための制御手段９とを備える。
なお、外部圧力検出器７及び流入量調整手段８，９は、マスフローコントローラなど一体型でもよく、圧力を検知してバルブの開度を調整できるものであればよい。 The inflow rate adjusting means 8 and 9 adjust the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump 3 based on the detection value detected by the external pressure detector 7. In the present embodiment, the inflow rate adjusting means 8 and 9 control the opening of the adjusting valve 8 based on the adjustment valve 8 for adjusting the flow rate of the measurement target gas and the detected value of the external pressure detector 7. And control means 9 for the purpose.
The external pressure detector 7 and the inflow amount adjusting means 8 and 9 may be integrated, such as a mass flow controller, as long as it can detect the pressure and adjust the opening of the valve.

調整弁８は、供給管３０に設けられており、サンプリングポイントＰ１と第１ポンプ３との間、もしくは、第１ポンプ３の出口付近に配置される。即ち、調整弁８は、第１ポンプ３の流入側または排出側に配置される。制御手段９は、外部圧力検出器７の検出値に対応する調整弁８の開度が記憶され、供給される測定対象ガスの流量が一定になるように設定されている。即ち、外部（大気）圧力が高い場合は、第１ポンプ３の負荷が小さくなって、供給される測定対象ガスの流量が増加するので、制御手段９は、調整弁８の開度を小さくして、測定対象ガスの流量を一定にする。また、外部（大気）圧力が低い場合は、第１ポンプ３の負荷が大きくなって、供給される測定対象ガスの流量が減少するので、制御手段９は、調整弁８の開度を大きくして、測定対象ガスの流量を一定にする。   The regulating valve 8 is provided in the supply pipe 30 and is disposed between the sampling point P1 and the first pump 3 or in the vicinity of the outlet of the first pump 3. That is, the regulating valve 8 is arranged on the inflow side or the discharge side of the first pump 3. The control means 9 is set so that the opening degree of the regulating valve 8 corresponding to the detection value of the external pressure detector 7 is stored, and the flow rate of the supplied measurement target gas is constant. That is, when the external (atmospheric) pressure is high, the load of the first pump 3 is reduced and the flow rate of the supplied measurement target gas is increased. Therefore, the control means 9 reduces the opening of the adjustment valve 8. Thus, the flow rate of the measurement target gas is made constant. Further, when the external (atmospheric) pressure is low, the load of the first pump 3 is increased and the flow rate of the supplied measurement target gas is decreased. Therefore, the control means 9 increases the opening of the adjustment valve 8. Thus, the flow rate of the measurement target gas is made constant.

ガス分析装置は、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力を一定に保持するガスセル圧力保持手段５と、ガスセル１内の測定対象ガスの流量を一定に保持するガスセル流量保持手段６とを備える。   The gas analyzer includes a gas cell pressure holding unit 5 that keeps the pressure of the measurement target gas in the gas cell 1 constant, and a gas cell flow rate holding unit 6 that keeps the flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 constant.

本実施形態では、ガスセル圧力保持手段５は、ガスセル１内の圧力を一定にする背圧弁５と、背圧弁５に接続された分岐管３２とを備える。分岐管３２は、供給管３０と排気管３１との間に接続される。即ち、分岐管３２は、流入側分岐点Ｐ２が供給管３０の第１ポンプ３とガスセル１との間に配置され、流出側分岐点Ｐ３が排気管３１のガスセル１と第２ポンプ４との間に配置される。背圧弁５を所定の圧力に調整することで、ガスセル１の流入側において、測定対象ガスの圧力を所定値に保持できる。これによって、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力を一定に保持できる。
なお、背圧弁５の代わりに、背圧レギュレータや比例制御バルブなどでもよい。 In the present embodiment, the gas cell pressure holding means 5 includes a back pressure valve 5 that keeps the pressure in the gas cell 1 constant, and a branch pipe 32 connected to the back pressure valve 5. The branch pipe 32 is connected between the supply pipe 30 and the exhaust pipe 31. That is, the branch pipe 32 has an inflow side branch point P2 disposed between the first pump 3 of the supply pipe 30 and the gas cell 1, and an outflow side branch point P3 of the gas cell 1 of the exhaust pipe 31 and the second pump 4. Arranged between. By adjusting the back pressure valve 5 to a predetermined pressure, the pressure of the measurement target gas can be maintained at a predetermined value on the inflow side of the gas cell 1. Thereby, the pressure of the measurement target gas in the gas cell 1 can be kept constant.
Instead of the back pressure valve 5, a back pressure regulator or a proportional control valve may be used.

ガスセル流量保持手段６は、マスフローコントローラやバルブなどからなる。ガスセル流量保持手段６は、ガスセル１と流出側分岐点Ｐ３との間に配置される。これによって、ガスセル１内の測定対象ガスの流量を一定に保持できる。   The gas cell flow rate holding means 6 includes a mass flow controller and a valve. The gas cell flow rate holding means 6 is disposed between the gas cell 1 and the outflow side branch point P3. Thereby, the flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 can be kept constant.

ガス分析装置は、測定対象ガスをガスセル１から排気するための減圧式の第２ポンプ４を備える。第２ポンプ４は、排気管３１に設けられており、流出側分岐点Ｐ３と流出端Ｐ４との間に配置される。第２ポンプ４は、その入口圧力が第１ポンプ３の出口圧力より常に減圧になるように予め設定され、測定対象ガスを吸引して排気する。   The gas analyzer includes a decompression-type second pump 4 for exhausting the measurement target gas from the gas cell 1. The 2nd pump 4 is provided in the exhaust pipe 31, and is arrange | positioned between the outflow side branch point P3 and the outflow end P4. The second pump 4 is set in advance so that the inlet pressure is always lower than the outlet pressure of the first pump 3, and sucks and exhausts the measurement target gas.

外部（大気）圧力が変化すると、第２ポンプ４の負荷が変化してポンプ入口圧力も変化するが、本発明のガス分析装置は、ガスセル圧力保持手段５でガスセル１の入口側を一定圧力に保持し、ガスセル流量保持手段６でガスセル１の下流側を一定流量に保持しているので、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力及び流量は変化しない。   When the external (atmospheric) pressure changes, the load of the second pump 4 changes and the pump inlet pressure also changes. However, the gas analyzer of the present invention uses the gas cell pressure holding means 5 to keep the inlet side of the gas cell 1 at a constant pressure. Since the gas cell flow rate holding means 6 holds the downstream side of the gas cell 1 at a constant flow rate, the pressure and flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 do not change.

また、流入量調整手段８が、流入側分岐点Ｐ２における測定対象ガスの流量を一定にするので、背圧弁５の負荷が小さくなり、圧力調整の応答を良くできる。   Moreover, since the inflow amount adjusting means 8 makes the flow rate of the measurement target gas constant at the inflow side branch point P2, the load on the back pressure valve 5 is reduced, and the pressure adjustment response can be improved.

［動作］
次に、本発明に係るガス分析装置の動作例について説明する。
例えば、第１ポンプ３で供給される測定対象ガスの流入量が１０Ｌ／ｍｉｎになるように流入量調整手段８を設定し、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力が９００ｈＰａになるようにガスセル圧力保持手段５を設定し、ガスセル１内の測定対象ガスの流量が７Ｌ／ｍｉｎになるようにガスセル流量保持手段６を設定する。 [Operation]
Next, an operation example of the gas analyzer according to the present invention will be described.
For example, the inflow amount adjusting means 8 is set so that the inflow amount of the measurement target gas supplied by the first pump 3 is 10 L / min, and the gas cell pressure is set so that the pressure of the measurement target gas in the gas cell 1 is 900 hPa. The holding means 5 is set, and the gas cell flow rate holding means 6 is set so that the flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 is 7 L / min.

これにより、外部（大気）圧力が変化しても、供給されるガスの流量が常に１０Ｌ／ｍｉｎに制御され、ガスセル１内に７Ｌ／ｍｉｎのガスが流れ、分岐管３２に３Ｌ／ｍｉｎのガスが流れる。従って、供給されるガスの流量、ガスセル１内の圧力及び流量が一定に保持される。   Thereby, even if the external (atmospheric) pressure changes, the flow rate of the supplied gas is always controlled to 10 L / min, 7 L / min gas flows into the gas cell 1, and 3 L / min gas flows into the branch pipe 32. Flows. Therefore, the flow rate of the supplied gas, the pressure in the gas cell 1 and the flow rate are kept constant.

上記の通り、本発明のガス分析装置は、外部（大気）圧力が変化しても、ガスセル圧力保持手段５及びガスセル流量保持手段６によって、ガスセル１内の圧力及び流量が変化しないので、測定対象ガスの成分濃度を精度よく測定できる。従って、ガス分析装置を車載分析計として車両に搭載し、大気圧が変化する高低差のある道路を走行しながらでも、大気や排気ガスの成分濃度を精度よく正確に測定できる。   As described above, the gas analyzer of the present invention is not subject to change in pressure and flow rate in the gas cell 1 by the gas cell pressure holding means 5 and the gas cell flow rate holding means 6 even when the external (atmospheric) pressure changes. The gas component concentration can be measured with high accuracy. Therefore, the gas analyzer can be mounted on a vehicle as an in-vehicle analyzer, and the concentration of air and exhaust gas components can be accurately and accurately measured while traveling on a road with a difference in atmospheric pressure.

さらに、本発明のガス分析装置は、外部（大気）圧力が変化しても、外部圧力検出器７及び流入量調整手段８，９によって、第１ポンプ３が供給する測定対象ガスの流量が一定になるので、測定対象ガスの流速が一定に保持される。従って、ガス分析装置を車載分析計として車両に搭載し、大気圧が変化する道路を走行しながらでも、サンプリングポイントＰ１からガスセル１（流入側分岐点Ｐ２）までの到達時間を一定にできるので、時系列的に正確な測定及び分析ができる。   Furthermore, in the gas analyzer of the present invention, even if the external (atmospheric) pressure changes, the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump 3 is constant by the external pressure detector 7 and the inflow amount adjusting means 8 and 9. Therefore, the flow rate of the measurement target gas is kept constant. Therefore, since the gas analyzer is mounted on the vehicle as an in-vehicle analyzer and the traveling time on the road where the atmospheric pressure changes can be reached, the arrival time from the sampling point P1 to the gas cell 1 (inflow side branch point P2) can be made constant. Accurate measurement and analysis in time series.

１ ガスセル
２ ガス検出器
３ 第１ポンプ
４ 第２ポンプ
５ 背圧弁（ガスセル圧力保持手段）
６ ガスセル流量保持手段
７ 外部圧力検出器
８ 調整弁
９ 制御手段
３０ 供給管
３１ 排気管
３２ 分岐管
Ｐ１ サンプリングポイント
Ｐ２ 流入側分岐点
Ｐ３ 流出側分岐点
Ｐ４ 流出端 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas cell 2 Gas detector 3 1st pump 4 2nd pump 5 Back pressure valve (gas cell pressure holding means)
6 Gas cell flow rate holding means 7 External pressure detector 8 Control valve 9 Control means 30 Supply pipe 31 Exhaust pipe 32 Branch pipe P1 Sampling point P2 Inflow side branch point P3 Outflow side branch point P4 Outflow end

上記課題を解決するために、本発明に係るガス分析装置は、
測定対象ガスの成分濃度を分析するガス分析装置であって、ガス分析装置の外部圧力が変化し、その変化に応じて測定対象ガスの圧力が変化するものであって、
測定対象ガスを流入出するためのガスセルと、
ガスセル内の測定対象ガスの成分濃度を検出するためのガス検出器と、
測定対象ガスをガスセルへ供給するための第１ポンプと、
測定対象ガスをガスセルから排気するための第２ポンプと、
ガスセル内の測定対象ガスの圧力を一定に保持するためのガスセル圧力保持手段と、
ガスセル内の測定対象ガスの流量を一定に保持するためのガスセル流量保持手段と、
外部圧力を検出するための外部圧力検出器と、
外部圧力検出器により検出された検出値に基づいて、第１ポンプが供給する測定対象ガスの流量が一定になるように調整するための流入量調整手段と、
を備えることを特徴とするガス分析装置。 In order to solve the above problems, a gas analyzer according to the present invention provides:
A gas analyzer that analyzes the component concentration of a gas to be measured, wherein the external pressure of the gas analyzer changes, and the pressure of the gas to be measured changes according to the change,
A gas cell for flowing in and out the gas to be measured;
A gas detector for detecting the component concentration of the gas to be measured in the gas cell;
A first pump for supplying a gas to be measured to the gas cell;
A second pump for exhausting the gas to be measured from the gas cell ;
Gas cell pressure holding means for holding the pressure of the measurement target gas in the gas cell constant;
A gas cell flow rate holding means for holding the flow rate of the gas to be measured in the gas cell constant;
An external pressure detector for detecting external pressure;
An inflow amount adjusting means for adjusting the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump based on the detection value detected by the external pressure detector;
A gas analyzer comprising:

ガス分析装置は、測定対象ガスをガスセル２へ供給するための供給管３０と、測定対象ガスをガスセル２から排気するための排気管３１とを備える。供給管３０は、その流入端Ｐ１が、測定対象ガスを採取するサンプリングポイントとなる。排気管３１は、その流出端Ｐ４が外気側に向けられる。 The gas analyzer includes a supply pipe 30 for supplying the measurement target gas to the gas cell 2 and an exhaust pipe 31 for exhausting the measurement target gas from the gas cell 2. Supply tube 30 has its inlet end P1 becomes the sampling point for collecting measurement target gas. The exhaust pipe 31 has an outflow end P4 directed toward the outside air.

外部圧力検出器７は、ガス分析装置の外部（大気）圧力の変化、例えば、大気や自動車の排気系からの排気ガスなどの圧力の変化を経時的に測定する検出器である。即ち、外部圧力検出器７は、供給される測定対象ガスの圧力に影響を及ぼす外部（大気）圧力の変化を測定する。 External pressure detector 7, changes in the external (atmospheric) pressure of the gas analyzer, for example, a detector that measured over time the change in the exhaust gas of which the pressure from the exhaust system of air and automobiles. That is, the external pressure detector 7 measures a change in external (atmospheric) pressure that affects the pressure of the supplied measurement target gas.

本発明は、測定対象ガスを分析するためのガス分析装置に関する。   The present invention relates to a gas analyzer for analyzing a measurement target gas.

自動車の排出ガス試験において、従来では、建屋内でシャシダイナモメータやエンジンダイナモメータを用いた試験が行われており、例えば、日本のＪＣ０８モードや、米国のＬＡ４モード等の試験モードがよく知られているが、車両の外部の大気圧の変化を考慮した排出ガス試験は行われていなかった。このように、建屋内で試験が行われる場合、大気圧が変化しないので、従来のガス分析装置でも排出ガス濃度を精度よく測定できた。 Conventionally, in automobile exhaust gas tests, tests using chassis dynamometers and engine dynamometers are performed in buildings, and for example, test modes such as JC08 mode in Japan and LA4 mode in the United States are well known. However, an exhaust gas test that takes into account changes in atmospheric pressure outside the vehicle has not been conducted. As described above, when the test is performed in the building, the atmospheric pressure does not change, so that the exhaust gas concentration can be accurately measured even with the conventional gas analyzer.

ところが、近年の米国及び欧州法規では車両試験について検討されており、実環境で走行する車両の排出ガスを分析する試験が注目されている。しかし、従来のガス分析装置では、車両が走行する標高の変化によって生じる大気圧の変化に対応しておらず、排出ガス濃度を精度よく測定できない。 However, in recent years, US and European regulations have examined vehicle tests, and attention has been focused on tests that analyze exhaust gas from vehicles running in a real environment. However, conventional gas analyzers do not cope with changes in atmospheric pressure caused by changes in altitude at which the vehicle travels, and cannot accurately measure exhaust gas concentrations.

従来のガス分析装置（例えば特許文献１）では、径及び長さが異なる複数の測定対象ガスの採取管を備えており、採取部における測定対象ガスの圧力が変動する場合、これらの採取管を切り替えることにより、ガス分析装置のガスセルへ流入する測定対象ガスの圧力を一定に制御する。   A conventional gas analyzer (for example, Patent Document 1) includes a plurality of measurement target gas sampling tubes having different diameters and lengths. When the pressure of the measurement target gas in the sampling unit varies, By switching, the pressure of the measurement target gas flowing into the gas cell of the gas analyzer is controlled to be constant.

さらに、従来のガス分析装置は、測定対象ガスをガス分析装置のガスセルへ供給する加圧式ポンプを備える。加圧式ポンプは、予め設定された一定の圧力に加圧してガスを供給するので、大気圧が変化すると、供給する測定対象ガスの流量が変化する。即ち、大気圧が高いと、加圧式ポンプの負荷が小さくなって、測定対象ガスの供給流量が多くなり、それに対し、大気圧が低いと、加圧式ポンプの負荷が大きくなって、測定対象ガスの供給流量が少なくなる。 Further, the conventional gas analyzer includes a pressurizing pump that supplies the measurement target gas to the gas cell of the gas analyzer. Since the pressurizing pump pressurizes the gas to a predetermined pressure and supplies the gas, when the atmospheric pressure changes, the flow rate of the measurement target gas to be supplied changes. That is, when the atmospheric pressure is high, the load on the pressurizing pump decreases, and the supply flow rate of the gas to be measured increases. On the other hand, when the atmospheric pressure is low, the load on the pressurizing pump increases and the gas to be measured increases. The supply flow rate is reduced.

このように、従来のガス分析装置では、大気圧の変化に対応していないので、大気圧が変化すると、ガス分析装置のガスセルへ流入する測定対象ガスの圧力及び流量が変化する。そして、測定対象ガスの圧力が変化すると、測定対象ガスの濃度が変化するので、流動する測定対象ガスを連続して分析するガス分析装置では、正確に測定対象ガスを分析できない。 Thus, in the conventional gas analyzer, do not correspond to changes in the atmospheric pressure, when the atmospheric pressure changes, the pressure and flow rate of the measurement target gas flowing into the gas cell of the gas analyzer is changed. When the pressure of the measurement target gas changes, the concentration of the measurement target gas changes. Therefore, the gas analysis device that continuously analyzes the flowing measurement target gas cannot accurately analyze the measurement target gas.

また、従来のガス分析装置では、大気圧の変化によって、測定対象ガスの供給流量が変化するので、それに伴って、測定対象ガスの流速が変化する。測定対象ガスの流速が変化すると、ガス採取ポイント（サンプリングポイント）からガスセルまでの到達時間が変化するので、大気圧が変化すると、時系列的に正確な測定ができない。 Further, in the conventional gas analyzer, the supply flow rate of the measurement target gas changes due to a change in the atmospheric pressure , and accordingly, the flow velocity of the measurement target gas changes. When the flow velocity of the measurement target gas changes, the arrival time from the gas sampling point (sampling point) to the gas cell changes. Therefore, when the atmospheric pressure changes, accurate measurement cannot be performed in time series.

特開平６−１０２１５３号公報JP-A-6-102153

そこで、本発明が解決しようとする課題は、大気圧が変化しても、測定対象ガスを正確に測定及び分析できるガス分析装置を提供することである。 Therefore, a problem to be solved by the present invention is to provide a gas analyzer that can accurately measure and analyze a measurement target gas even when the atmospheric pressure changes.

上記課題を解決するために、本発明に係るガス分析装置は、
測定対象ガスの成分濃度を分析するガス分析装置であって、ガス分析装置の外部の大気圧が変化し、その大気圧の変化に応じて測定対象ガスの圧力が変化するものであって、
測定対象ガスを流入出するためのガスセルと、
ガスセル内の測定対象ガスの成分濃度を検出するためのガス検出器と、
一端がガスセルに接続され、他端が大気開放され、ガスセルに測定対象ガスを流入するための供給管と、
一端がガスセルに接続され、他端が大気開放され、ガスセルから測定対象ガスを流出するための排気管と、
供給管に設けられ、測定対象ガスをガスセルへ供給するための第１ポンプと、
排気管に設けられ、測定対象ガスをガスセルから排気するための第２ポンプと、
供給管における第１ポンプとガスセルとの間に設けられた流入側分岐点と、
排気管における第２ポンプとガスセルとの間に設けられた流出側分岐点と、
流入側分岐点と流出側分岐点とを接続する分岐管と、
分岐管に設けられ、ガスセル内の測定対象ガスの圧力を一定に保持するための背圧弁と、
排気管におけるガスセルと排出側分岐点との間に設けられ、ガスセル内の測定対象ガスの流量を一定に保持するためのガスセル流量保持手段と、
大気圧を検出するための外部圧力検出器と、
供給管における他端と第１ポンプとの間に設けられた調整弁と、
外部圧力検出器により検出された検出値に基づいて、第１ポンプが供給する測定対象ガスの流量が一定になるように調整弁の開度を調整するための制御手段と、
を備える。 In order to solve the above problems, a gas analyzer according to the present invention provides:
A gas analyzer for analyzing a component concentration of a gas to be measured , wherein the atmospheric pressure outside the gas analyzer changes, and the pressure of the gas to be measured changes according to the change in the atmospheric pressure,
A gas cell for flowing in and out the gas to be measured;
A gas detector for detecting the component concentration of the gas to be measured in the gas cell;
One end is connected to the gas cell, the other end is opened to the atmosphere, and a supply pipe for flowing the measurement target gas into the gas cell;
One end is connected to the gas cell, the other end is opened to the atmosphere, and an exhaust pipe for flowing out the measurement target gas from the gas cell;
A first pump provided in the supply pipe for supplying the gas to be measured to the gas cell;
A second pump provided in the exhaust pipe for exhausting the gas to be measured from the gas cell;
An inflow side branch point provided between the first pump and the gas cell in the supply pipe;
An outflow side branch point provided between the second pump and the gas cell in the exhaust pipe;
A branch pipe connecting the inflow side branch point and the outflow side branch point;
A back pressure valve provided in the branch pipe to keep the pressure of the gas to be measured in the gas cell constant;
A gas cell flow rate holding means provided between the gas cell in the exhaust pipe and the discharge side branch point, for holding the flow rate of the measurement target gas in the gas cell constant;
An external pressure detector for detecting atmospheric pressure;
A regulating valve provided between the other end of the supply pipe and the first pump;
Control means for adjusting the opening of the regulating valve so that the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump is constant based on the detection value detected by the external pressure detector;
Is provided.

上記の通り、本発明に係るガス分析装置は、ガスセル内の測定対象ガスの圧力が一定になるように制御するための背圧弁と、ガスセル内の測定対象ガスの流量が一定になるように制御するためのガスセル流量保持手段とを備える。従って、外部の大気圧が変化しても、背圧弁及びガスセル流量保持手段によって、ガスセル内の圧力及び流量が一定に保持されるので、ガスセル内の測定対象ガスの濃度が一定に保持される。これによって、本発明のガス分析装置は、大気圧が変化しても、ガスセル内の測定対象ガスを精度よく正確に測定及び分析できる。 As described above, the gas analyzer according to the present invention controls the back pressure valve for controlling the pressure of the measurement target gas in the gas cell to be constant and the flow rate of the measurement target gas in the gas cell to be constant. Gas cell flow rate holding means. Therefore, even if the external atmospheric pressure changes, the pressure and flow rate in the gas cell are kept constant by the back pressure valve and the gas cell flow rate holding means, so that the concentration of the measurement target gas in the gas cell is kept constant. Accordingly, the gas analyzer of the present invention can accurately measure and analyze the measurement target gas in the gas cell even when the atmospheric pressure changes.

さらに、本発明に係るガス分析装置は、大気圧を検出するための外部圧力検出器と、外部圧力検出器により検出された検出値に基づいて、第１ポンプが供給する測定対象ガスの流量が一定になるように調整弁の開度を調整するための制御手段とを備える。従って、大気圧が変化しても、外部圧力検出器、調整弁及び制御手段によって、第１ポンプによって供給される測定対象ガスの流量が一定になるので、供給される測定対象ガスの流速が一定に保持される。これによって、本発明のガス分析装置は、大気圧が変化しても、ガス採取ポイント（サンプリングポイント）からガスセルまでの到達時間を一定にできるので、時系列的に正確な測定及び分析ができる。 Furthermore, the gas analyzer according to the present invention includes an external pressure detector for detecting the atmospheric pressure, and the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump based on the detection value detected by the external pressure detector. And a control means for adjusting the opening of the adjusting valve so as to be constant. Therefore, even if the atmospheric pressure changes, the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump is constant by the external pressure detector, the adjusting valve, and the control means, so the flow rate of the supplied measurement target gas is constant. Retained. As a result, the gas analyzer of the present invention can make the arrival time from the gas sampling point (sampling point) to the gas cell constant even when the atmospheric pressure changes, so that accurate measurement and analysis in time series can be performed.

本発明に係るガス分析装置を示す流路図。1 is a flow diagram showing a gas analyzer according to the present invention.

以下、添付図面に基づいて、本発明に係るガス分析装置を説明する。   Hereinafter, a gas analyzer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

［構成］
ガス分析装置は、ガスセル１を備え、ガスセル１内に測定対象ガスが流出入する。ガス分析装置は、ガス検出器２を備える。ガス検出器２は、ガスセル１内に流出入する測定対象ガス（サンプルガス）に含まれる成分濃度を測定する。
測定対象ガスは、例えば、自動車の排気ガスや外気などであって、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素、二酸化炭素、硫化水素、シアン化水素、アンモニアなどの成分濃度を測定する。
ガス検出器２は、例えば、フーリエ変換型赤外分光計（ＦＴＩＲ）、非分散赤外線検出器（ＮＤＩＲ）、化学発光検出器（ＣＬＤ）、磁気式検出器（ＰＭＧ）、水素炎イオン検出機（ＦＩＤ）、炎光光度法（ＦＰＤ）、量子カスケードレーザー法検出器（ＱＣＬ ＤＥＴ）、質量分析計（ＭＳ）、キャビティリングダウン分光計（ＣＲＤＳ）、マイクロ波吸収検出器などである。 [Constitution]
The gas analyzer includes a gas cell 1, and a measurement target gas flows into and out of the gas cell 1. The gas analyzer includes a gas detector 2. The gas detector 2 measures the concentration of a component contained in the measurement target gas (sample gas) flowing into and out of the gas cell 1.
The measurement target gas is, for example, automobile exhaust gas or outside air, and components such as sulfur oxide (SO x ), nitrogen oxide (NO x ), carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, hydrogen cyanide, and ammonia. Measure the concentration.
The gas detector 2 includes, for example, a Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), a non-dispersive infrared detector (NDIR), a chemiluminescence detector (CLD), a magnetic detector (PMG), a flame ion detector ( FID), flame photometry (FPD), quantum cascade laser detector (QCL DET), mass spectrometer (MS), cavity ring-down spectrometer (CRDS), microwave absorption detector, and the like.

ガス分析装置は、測定対象ガスをガスセル１へ供給するための供給管３０と、測定対象ガスをガスセル１から排気するための排気管３１とを備える。供給管３０は、一端がガスセル１に接続されており、他端（流入端）Ｐ１が大気開放され、測定対象ガスを採取するサンプリングポイントとなる。排気管３１は、一端がガスセル１に接続されており、他端（流出端）Ｐ４が外気側に向けられ大気開放される。 The gas analyzer includes a supply pipe 30 for supplying the gas to be measured into the gas cell 1, and an exhaust pipe 31 for exhausting the gas for measurement from the gas cell 1. One end of the supply pipe 30 is connected to the gas cell 1, and the other end ( inflow end ) P <b> 1 is opened to the atmosphere to serve as a sampling point for collecting the measurement target gas. Exhaust pipe 31 has one end connected to the gas cell 1, the other end (outlet end) P4 is Ru opened to the atmosphere are directed to the outside air.

ガス分析装置は、測定対象ガスをガスセル１へ供給するための加圧式の第１ポンプ３を備える。第１ポンプ３は、供給管３０に設けられており、サンプリングポイントＰ１とガスセル１との間に配置される。第１ポンプ３は、予め設定された一定の圧力に加圧して測定対象ガスを供給する。そのため、大気圧が高い場合は、第１ポンプ３に対する負荷は小さくなり、大気圧が低い場合は、第１ポンプ３に対する負荷は大きくなる。 The gas analyzer includes a pressurized first pump 3 for supplying a gas to be measured to the gas cell 1. The first pump 3 is provided in the supply pipe 30 and is disposed between the sampling point P <b> 1 and the gas cell 1. The 1st pump 3 pressurizes to the fixed pressure set beforehand, and supplies measurement object gas. Therefore, when the atmospheric pressure is high, the load on the first pump 3 is small, and when the atmospheric pressure is low, the load on the first pump 3 is large.

外部の大気圧が変化して、第１ポンプ３に対する負荷が変化することによって生じる、供給される測定対象ガスの流量の変化を防止するために、ガス分析装置は、外部圧力検出器７及び流入量調整手段８，９を備える。 In order to prevent a change in the flow rate of the supplied measurement target gas caused by a change in the load on the first pump 3 due to a change in the external atmospheric pressure , the gas analyzer includes the external pressure detector 7 and the inflow. Quantity adjusting means 8 and 9 are provided.

外部圧力検出器７は、ガス分析装置の大気圧の変化、例えば、大気や自動車の排気系からの排気ガスなどの圧力の変化を経時的に測定する検出器である。即ち、外部圧力検出器７は、供給される測定対象ガスの圧力に影響を及ぼす大気圧の変化を測定する。 The external pressure detector 7 is a detector that measures a change in the atmospheric pressure of the gas analyzer, for example, a change in pressure such as exhaust gas from the atmosphere or an exhaust system of an automobile over time. That is, the external pressure detector 7 measures a change in atmospheric pressure that affects the pressure of the supplied measurement target gas.

流入量調整手段８，９は、外部圧力検出器７によって検出された検出値に基づいて、第１ポンプ３によって供給される測定対象ガスの流量が一定になるように調整する。本実施形態においては、流入量調整手段８，９は、測定対象ガスの流量を調整するための調整弁８と、外部圧力検出器７の検出値に基づいて調整弁８の開度を制御するための制御手段９とを備える。
なお、外部圧力検出器７及び流入量調整手段８，９は、マスフローコントローラなど一体型でもよく、圧力を検知してバルブの開度を調整できるものであればよい。 The inflow rate adjusting means 8 and 9 adjust the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump 3 based on the detection value detected by the external pressure detector 7. In the present embodiment, the inflow rate adjusting means 8 and 9 control the opening of the adjusting valve 8 based on the adjustment valve 8 for adjusting the flow rate of the measurement target gas and the detected value of the external pressure detector 7. And control means 9 for the purpose.
The external pressure detector 7 and the inflow amount adjusting means 8 and 9 may be integrated, such as a mass flow controller, as long as it can detect the pressure and adjust the opening of the valve.

調整弁８は、供給管３０に設けられており、サンプリングポイントＰ１と第１ポンプ３との間、もしくは、第１ポンプ３の出口付近に配置される。即ち、調整弁８は、第１ポンプ３の流入側または排出側に配置される。制御手段９は、外部圧力検出器７の検出値に対応する調整弁８の開度が記憶され、供給される測定対象ガスの流量が一定になるように設定されている。即ち、大気圧が高い場合は、第１ポンプ３の負荷が小さくなって、供給される測定対象ガスの流量が増加するので、制御手段９は、調整弁８の開度を小さくして、測定対象ガスの流量を一定にする。また、大気圧が低い場合は、第１ポンプ３の負荷が大きくなって、供給される測定対象ガスの流量が減少するので、制御手段９は、調整弁８の開度を大きくして、測定対象ガスの流量を一定にする。 The regulating valve 8 is provided in the supply pipe 30 and is disposed between the sampling point P1 and the first pump 3 or in the vicinity of the outlet of the first pump 3. That is, the regulating valve 8 is arranged on the inflow side or the discharge side of the first pump 3. The control means 9 is set so that the opening degree of the regulating valve 8 corresponding to the detection value of the external pressure detector 7 is stored, and the flow rate of the supplied measurement target gas is constant. That is, when the atmospheric pressure is high, the load of the first pump 3 is reduced and the flow rate of the supplied measurement target gas is increased. Therefore, the control means 9 reduces the opening of the adjustment valve 8 and performs measurement. Keep the flow rate of the target gas constant. Further, when the atmospheric pressure is low, the load of the first pump 3 is increased and the flow rate of the supplied measurement target gas is decreased. Therefore, the control means 9 increases the opening of the adjustment valve 8 and performs measurement. Keep the flow rate of the target gas constant.

ガス分析装置は、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力を一定に保持するガスセル圧力保持手段５と、ガスセル１内の測定対象ガスの流量を一定に保持するガスセル流量保持手段６とを備える。   The gas analyzer includes a gas cell pressure holding unit 5 that keeps the pressure of the measurement target gas in the gas cell 1 constant, and a gas cell flow rate holding unit 6 that keeps the flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 constant.

本実施形態では、ガスセル圧力保持手段５は、ガスセル１内の圧力を一定にする背圧弁５と、背圧弁５に接続された分岐管３２とを備える。分岐管３２は、供給管３０と排気管３１との間に接続される。即ち、分岐管３２は、流入側分岐点Ｐ２が供給管３０の第１ポンプ３とガスセル１との間に配置され、流出側分岐点Ｐ３が排気管３１のガスセル１と第２ポンプ４との間に配置される。背圧弁５を所定の圧力に調整することで、ガスセル１の流入側において、測定対象ガスの圧力を所定値に保持できる。これによって、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力を一定に保持できる。 In the present embodiment, the gas cell pressure holding means 5 includes a back pressure valve 5 that keeps the pressure in the gas cell 1 constant, and a branch pipe 32 connected to the back pressure valve 5. The branch pipe 32 is connected between the supply pipe 30 and the exhaust pipe 31. That is, the branch pipe 32 has an inflow side branch point P2 disposed between the first pump 3 of the supply pipe 30 and the gas cell 1, and an outflow side branch point P3 of the gas cell 1 of the exhaust pipe 31 and the second pump 4. Arranged between. By adjusting the back pressure valve 5 to a predetermined pressure, the pressure of the measurement target gas can be maintained at a predetermined value on the inflow side of the gas cell 1. Thereby, the pressure of the measurement target gas in the gas cell 1 can be kept constant .

ガスセル流量保持手段６は、マスフローコントローラやバルブなどからなる。ガスセル流量保持手段６は、ガスセル１と流出側分岐点Ｐ３との間に配置される。これによって、ガスセル１内の測定対象ガスの流量を一定に保持できる。   The gas cell flow rate holding means 6 includes a mass flow controller and a valve. The gas cell flow rate holding means 6 is disposed between the gas cell 1 and the outflow side branch point P3. Thereby, the flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 can be kept constant.

ガス分析装置は、測定対象ガスをガスセル１から排気するための減圧式の第２ポンプ４を備える。第２ポンプ４は、排気管３１に設けられており、流出側分岐点Ｐ３と流出端Ｐ４との間に配置される。第２ポンプ４は、その入口圧力が第１ポンプ３の出口圧力より常に減圧になるように予め設定され、測定対象ガスを吸引して排気する。   The gas analyzer includes a decompression-type second pump 4 for exhausting the measurement target gas from the gas cell 1. The 2nd pump 4 is provided in the exhaust pipe 31, and is arrange | positioned between the outflow side branch point P3 and the outflow end P4. The second pump 4 is set in advance so that the inlet pressure is always lower than the outlet pressure of the first pump 3, and sucks and exhausts the measurement target gas.

大気圧が変化すると、第２ポンプ４の負荷が変化してポンプ入口圧力も変化するが、本発明のガス分析装置は、ガスセル圧力保持手段５でガスセル１の入口側を一定圧力に保持し、ガスセル流量保持手段６でガスセル１の下流側を一定流量に保持しているので、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力及び流量は変化しない。 When the atmospheric pressure changes, the load of the second pump 4 changes and the pump inlet pressure also changes. However, the gas analyzer of the present invention holds the inlet side of the gas cell 1 at a constant pressure by the gas cell pressure holding means 5, Since the gas cell flow rate holding means 6 holds the downstream side of the gas cell 1 at a constant flow rate, the pressure and flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 do not change.

また、流入量調整手段８が、流入側分岐点Ｐ２における測定対象ガスの流量を一定にするので、背圧弁５の負荷が小さくなり、圧力調整の応答を良くできる。   Moreover, since the inflow amount adjusting means 8 makes the flow rate of the measurement target gas constant at the inflow side branch point P2, the load on the back pressure valve 5 is reduced, and the pressure adjustment response can be improved.

［動作］
次に、本発明に係るガス分析装置の動作例について説明する。
例えば、第１ポンプ３で供給される測定対象ガスの流入量が１０Ｌ／ｍｉｎになるように流入量調整手段８を設定し、ガスセル１内の測定対象ガスの圧力が９００ｈＰａになるようにガスセル圧力保持手段５を設定し、ガスセル１内の測定対象ガスの流量が７Ｌ／ｍｉｎになるようにガスセル流量保持手段６を設定する。 [Operation]
Next, an operation example of the gas analyzer according to the present invention will be described.
For example, the inflow amount adjusting means 8 is set so that the inflow amount of the measurement target gas supplied by the first pump 3 is 10 L / min, and the gas cell pressure is set so that the pressure of the measurement target gas in the gas cell 1 is 900 hPa. The holding means 5 is set, and the gas cell flow rate holding means 6 is set so that the flow rate of the measurement target gas in the gas cell 1 is 7 L / min.

これにより、大気圧が変化しても、供給されるガスの流量が常に１０Ｌ／ｍｉｎに制御され、ガスセル１内に７Ｌ／ｍｉｎのガスが流れ、分岐管３２に３Ｌ／ｍｉｎのガスが流れる。従って、供給されるガスの流量、ガスセル１内の圧力及び流量が一定に保持される。 Thereby, even if the atmospheric pressure changes, the flow rate of the supplied gas is always controlled to 10 L / min, 7 L / min gas flows in the gas cell 1, and 3 L / min gas flows in the branch pipe 32. Therefore, the flow rate of the supplied gas, the pressure in the gas cell 1 and the flow rate are kept constant.

上記の通り、本発明のガス分析装置は、大気圧が変化しても、ガスセル圧力保持手段５及びガスセル流量保持手段６によって、ガスセル１内の圧力及び流量が変化しないので、測定対象ガスの成分濃度を精度よく測定できる。従って、ガス分析装置を車載分析計として車両に搭載し、大気圧が変化する高低差のある道路を走行しながらでも、大気や排気ガスの成分濃度を精度よく正確に測定できる。 As described above, the gas analyzer of the present invention does not change the pressure and flow rate in the gas cell 1 by the gas cell pressure holding means 5 and the gas cell flow rate holding means 6 even when the atmospheric pressure changes. Concentration can be measured accurately. Therefore, the gas analyzer can be mounted on a vehicle as an in-vehicle analyzer, and the concentration of air and exhaust gas components can be accurately and accurately measured while traveling on a road with a difference in atmospheric pressure .

さらに、本発明のガス分析装置は、大気圧が変化しても、外部圧力検出器７及び流入量調整手段８，９によって、第１ポンプ３が供給する測定対象ガスの流量が一定になるので、測定対象ガスの流速が一定に保持される。従って、ガス分析装置を車載分析計として車両に搭載し、大気圧が変化する道路を走行しながらでも、サンプリングポイントＰ１からガスセル１（流入側分岐点Ｐ２）までの到達時間を一定にできるので、時系列的に正確な測定及び分析ができる。 Furthermore, in the gas analyzer of the present invention, even if the atmospheric pressure changes, the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump 3 is constant by the external pressure detector 7 and the inflow amount adjusting means 8 and 9. The flow rate of the measurement target gas is kept constant. Therefore, since the gas analyzer is mounted on the vehicle as an in-vehicle analyzer and the traveling time on the road where the atmospheric pressure changes can be reached, the arrival time from the sampling point P1 to the gas cell 1 (inflow side branch point P2) can be made constant. Accurate measurement and analysis in time series.

１ ガスセル
２ ガス検出器
３ 第１ポンプ
４ 第２ポンプ
５ 背圧弁
６ ガスセル流量保持手段
７ 外部圧力検出器
８ 調整弁
９ 制御手段
３０ 供給管
３１ 排気管
３２ 分岐管
Ｐ１ 流入端（サンプリングポイント）（供給管の他端）
Ｐ２ 流入側分岐点
Ｐ３ 流出側分岐点
Ｐ４ 流出端（排気管の他端） 1 gas cell 2 gas detector 3 first pump 4 the second pump 5 back pressure valve 6 gas cell flow holding means 7 external pressure detector 8 regulating valve 9 controlling means 30 supply pipe 31 exhaust pipe 32 branch pipe P1 inflow end (sampling point) (The other end of the supply pipe)
P2 Inlet side branch point P3 Outlet side branch point P4 Outlet end (the other end of the exhaust pipe)

Claims (4)

測定対象ガスを流入出するためのガスセルと、前記ガスセル内の前記測定対象ガスの成分濃度を検出するためのガス検出器と、前記測定対象ガスを前記ガスセルへ供給するための第１ポンプと、前記測定対象ガスを前記ガスセルから排気するための第２ポンプとを備えたガス分析装置であって、
前記ガスセル内の前記測定対象ガスの圧力を一定に保持するためのガスセル圧力保持手段と、
前記ガスセル内の前記測定対象ガスの流量を一定に保持するためのガスセル流量保持手段と、
外部圧力を検出するための外部圧力検出器と、
前記外部圧力検出器により検出された検出値に基づいて、前記第１ポンプが供給する前記測定対象ガスの流量が一定になるように調整するための流入量調整手段と、
を備えることを特徴とするガス分析装置。 A gas cell for flowing in and out the measurement target gas, a gas detector for detecting a component concentration of the measurement target gas in the gas cell, a first pump for supplying the measurement target gas to the gas cell, A gas analyzer comprising a second pump for exhausting the gas to be measured from the gas cell,
Gas cell pressure maintaining means for maintaining a constant pressure of the measurement target gas in the gas cell;
A gas cell flow rate holding means for holding the flow rate of the measurement target gas in the gas cell constant;
An external pressure detector for detecting external pressure;
Inflow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the measurement target gas supplied by the first pump based on the detection value detected by the external pressure detector;
A gas analyzer comprising: 前記流入量調整手段は、前記測定対象ガスの流量を調整するための調整弁と、前記検出値に基づいて前記調整弁の開度を制御するための制御手段とからなり、
前記調整弁は、前記第１ポンプの流入側、もしくは、排出側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス分析装置。 The inflow amount adjusting means includes an adjusting valve for adjusting the flow rate of the measurement target gas, and a control means for controlling the opening of the adjusting valve based on the detected value.
The gas analyzer according to claim 1, wherein the regulating valve is provided on an inflow side or an exhaust side of the first pump. 前記ガスセル圧力保持手段は、前記ガスセル内の圧力を一定に保持する背圧弁と、前記背圧弁に接続された分岐管とからなり、
前記分岐管は、流入側分岐点が前記第１ポンプと前記ガスセルとの間に設けられ、流出側分岐点が前記ガスセルと前記第２ポンプとの間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス分析装置。 The gas cell pressure holding means comprises a back pressure valve that keeps the pressure in the gas cell constant, and a branch pipe connected to the back pressure valve,
The branch pipe has an inflow side branch point provided between the first pump and the gas cell, and an outflow side branch point provided between the gas cell and the second pump. Item 3. The gas analyzer according to Item 1 or 2. 前記ガスセル流量保持手段は、前記ガスセルと前記第２ポンプとの間に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガス分析装置。   The gas analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas cell flow rate holding means is provided between the gas cell and the second pump.
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