JP3220602B2 - 多成分同時連続分析方法 - Google Patents
多成分同時連続分析方法Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、多成分同時連続分析
方法に関し、特に、サンプルガスに対して赤外光を照射
し、そのとき得られる吸収スペクトルに基づいて測定試
料中に含まれる成分の濃度を定量分析するＦＴＩＲ（フ
ーリエ変換赤外分光法）分析計と、このＦＴＩＲ分析計
以外の他の分析計とを組み合わせて、多成分を同時に連
続分析する方法に関する。
方法に関し、特に、サンプルガスに対して赤外光を照射
し、そのとき得られる吸収スペクトルに基づいて測定試
料中に含まれる成分の濃度を定量分析するＦＴＩＲ（フ
ーリエ変換赤外分光法）分析計と、このＦＴＩＲ分析計
以外の他の分析計とを組み合わせて、多成分を同時に連
続分析する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】前記ＦＴＩＲ分析計は、例えば、特開平
４−２６２２３９号公報や、特開平５−２９６９２３号
公報などに開示されているように、自動車のエンジンな
どから排出される排気ガス（以下、サンプルガスと言
う）に含まれる多成分を同時に連続分析することができ
る。しかしながら、このＦＴＩＲ分析計においては、酸
素（Ｏ2 ）や全炭化水素（ＴＨＣ）など測定できない成
分がある。
４−２６２２３９号公報や、特開平５−２９６９２３号
公報などに開示されているように、自動車のエンジンな
どから排出される排気ガス（以下、サンプルガスと言
う）に含まれる多成分を同時に連続分析することができ
る。しかしながら、このＦＴＩＲ分析計においては、酸
素（Ｏ2 ）や全炭化水素（ＴＨＣ）など測定できない成
分がある。
【０００３】そこで、例えば、エンジン内の空燃費（Ａ
／Ｆ）を、ＦＴＩＲ分析計によって測定できる多成分の
濃度ととも知りたい場合には、従来、図４に示すよう
に、サンプルガス中のＯ2 やＴＨＣを、磁気式酸素計な
どのＯ2 計、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）などのＴ
ＨＣ計など他の分析計４１で測定し、それらの分析計４
１による出力と、ＦＴＩＲ分析計４２による一酸化炭素
（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）などの出力とを、ＦＴ
ＩＲ分析計４２に設けられているコンピュータ４２Ａと
は別の外部コンピュータ４３にそれぞれ入力し、このコ
ンピュータ４３において前記各出力を用いて計算しなけ
ればならなかった。なお、図４において、実線で示す矢
印は信号を、点線で示す矢印はサンプルガスＳをそれぞ
れ示している。
／Ｆ）を、ＦＴＩＲ分析計によって測定できる多成分の
濃度ととも知りたい場合には、従来、図４に示すよう
に、サンプルガス中のＯ2 やＴＨＣを、磁気式酸素計な
どのＯ2 計、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）などのＴ
ＨＣ計など他の分析計４１で測定し、それらの分析計４
１による出力と、ＦＴＩＲ分析計４２による一酸化炭素
（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）などの出力とを、ＦＴ
ＩＲ分析計４２に設けられているコンピュータ４２Ａと
は別の外部コンピュータ４３にそれぞれ入力し、このコ
ンピュータ４３において前記各出力を用いて計算しなけ
ればならなかった。なお、図４において、実線で示す矢
印は信号を、点線で示す矢印はサンプルガスＳをそれぞ
れ示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
分析方法においては、ＦＴＩＲ分析計４２は、セル容積
が比較的大きく、他の分析計４１に比べると応答速度が
遅いことや、前記各分析計４１，４２でデッドタイム
（出力までの時間）、応答速度（応答なまり）、データ
出力間隔が異なるところから、過渡現象をみる場合など
においては、計算が非常に煩雑であるとともに、得られ
る値も不正確になりやすいといった欠点がある。そし
て、計算値をリアルタイムで得ることが困難であるとい
った欠点もある。
分析方法においては、ＦＴＩＲ分析計４２は、セル容積
が比較的大きく、他の分析計４１に比べると応答速度が
遅いことや、前記各分析計４１，４２でデッドタイム
（出力までの時間）、応答速度（応答なまり）、データ
出力間隔が異なるところから、過渡現象をみる場合など
においては、計算が非常に煩雑であるとともに、得られ
る値も不正確になりやすいといった欠点がある。そし
て、計算値をリアルタイムで得ることが困難であるとい
った欠点もある。
【０００５】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、ＦＴＩＲ分析計では測定できない成分を含む
多成分を、精度よくしかも簡便にリアルタイムで同時に
連続分析することができる多成分同時連続分析方法を提
供することを目的としている。
たもので、ＦＴＩＲ分析計では測定できない成分を含む
多成分を、精度よくしかも簡便にリアルタイムで同時に
連続分析することができる多成分同時連続分析方法を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の多成分同時連続分析方法は、ＦＴＩＲ分
析計の制御・データ処理用のコンピュータに、ＦＴＩＲ
分析計以外の他の分析計からの指示を直接読み込み、こ
の指示およびＦＴＩＲ分析計の指示を一時記憶部に一旦
格納し、デッドタイムの差および応答速度の差を補正し
た後、タイミングおよび応答速度をほぼ揃えた両指示を
表示・出力するようにしている。すなわち 、ＦＴＩＲ分
析計の制御・データ処理用のコンピュータに、ＦＴＩＲ
分析計以外の他の分析計からの指示を直接読み込み、こ
の指示を、ＦＴＩＲ分析計の指示とともに、コンピュー
タ内で同時に取り扱うようにしている。さらに、コンピ
ュータ内に読み込んだデータ（指示）を一時格納する専
用記憶領域を確保しておく。同様に、ＦＴＩＲ分析計に
よる指示についても記憶領域を確保しておき、それぞれ
について現時点までの最新のデータを一定個数、常に記
憶させておくようにする。
め、この発明の多成分同時連続分析方法は、ＦＴＩＲ分
析計の制御・データ処理用のコンピュータに、ＦＴＩＲ
分析計以外の他の分析計からの指示を直接読み込み、こ
の指示およびＦＴＩＲ分析計の指示を一時記憶部に一旦
格納し、デッドタイムの差および応答速度の差を補正し
た後、タイミングおよび応答速度をほぼ揃えた両指示を
表示・出力するようにしている。すなわち 、ＦＴＩＲ分
析計の制御・データ処理用のコンピュータに、ＦＴＩＲ
分析計以外の他の分析計からの指示を直接読み込み、こ
の指示を、ＦＴＩＲ分析計の指示とともに、コンピュー
タ内で同時に取り扱うようにしている。さらに、コンピ
ュータ内に読み込んだデータ（指示）を一時格納する専
用記憶領域を確保しておく。同様に、ＦＴＩＲ分析計に
よる指示についても記憶領域を確保しておき、それぞれ
について現時点までの最新のデータを一定個数、常に記
憶させておくようにする。
【０００７】上記多成分同時連続分析方法において、Ｆ
ＴＩＲ分析計の分析部から排出された分析済みのサンプ
ルガスを、ＦＴＩＲ分析計以外の他の分析計の分析部に
サンプルガスとして供給するようにしてもよい。
ＴＩＲ分析計の分析部から排出された分析済みのサンプ
ルガスを、ＦＴＩＲ分析計以外の他の分析計の分析部に
サンプルガスとして供給するようにしてもよい。
【０００８】
【作用】図３（Ａ）は、ＦＴＩＲ分析計を用いて成分ａ
を分析したときの指示Ａの一例例を示し、同図（Ｂ）
は、例えばＴＨＣ計を用いて成分ｂを分析したときの指
示Ｂの一例を示すもので、各指示Ａ，Ｂにおけるデッド
タイムをＴA ，ＴB （但し、ＴA ＞ＴB ）とする。さら
に、同図（Ｃ）は、この発明による成分ａ，ｂおよびそ
れらの指示Ａ，Ｂより算出される成分ｃの同時出力の一
例を示している。
を分析したときの指示Ａの一例例を示し、同図（Ｂ）
は、例えばＴＨＣ計を用いて成分ｂを分析したときの指
示Ｂの一例を示すもので、各指示Ａ，Ｂにおけるデッド
タイムをＴA ，ＴB （但し、ＴA ＞ＴB ）とする。さら
に、同図（Ｃ）は、この発明による成分ａ，ｂおよびそ
れらの指示Ａ，Ｂより算出される成分ｃの同時出力の一
例を示している。
【０００９】この発明によれば、このように成分ａ，ｂ
のデッドタイムが異なる場合でも、ＦＴＩＲ分析計の最
新のデータＡと、記憶領域に一時的に記憶されている他
の分析計の指示のうち、（ＴA −ＴB ）だけ、前の指示
Ｂ’とを用いることによって、その差を補正することが
できる。また、応答速度に差がある場合も、より速い分
析計について記憶されている指示値の移動平均を用いる
などして、応答速度を近づけることができる。このた
め、それぞれ全く別の分析計の指示Ａ，Ｂ（Ｂ’）と、
さらには、指示Ａ，Ｂ’をもとにして算出される成分ｃ
の指示Ｃとを、一つの分析計（ＦＴＩＲ分析計）からの
デッドタイム・応答速度の揃った出力として得ることが
できる。このことにより、その後の測定データ（指示
値）の取扱いが容易になる。
のデッドタイムが異なる場合でも、ＦＴＩＲ分析計の最
新のデータＡと、記憶領域に一時的に記憶されている他
の分析計の指示のうち、（ＴA −ＴB ）だけ、前の指示
Ｂ’とを用いることによって、その差を補正することが
できる。また、応答速度に差がある場合も、より速い分
析計について記憶されている指示値の移動平均を用いる
などして、応答速度を近づけることができる。このた
め、それぞれ全く別の分析計の指示Ａ，Ｂ（Ｂ’）と、
さらには、指示Ａ，Ｂ’をもとにして算出される成分ｃ
の指示Ｃとを、一つの分析計（ＦＴＩＲ分析計）からの
デッドタイム・応答速度の揃った出力として得ることが
できる。このことにより、その後の測定データ（指示
値）の取扱いが容易になる。
【００１０】そして、ＦＴＩＲ分析計の分析部から排出
されたサンプルガスを、ＦＴＩＲ分析計以外の他の分析
計の分析部に供給するようにした場合、ＦＴＩＲ分析計
と他の分析計とにおけるもともとの応答速度の差が小さ
くなるとともに、途中の配管でのガス成分の損失の有無
などサンプリング条件の差も出にくくなり、上記効果が
より一層大きくなる。
されたサンプルガスを、ＦＴＩＲ分析計以外の他の分析
計の分析部に供給するようにした場合、ＦＴＩＲ分析計
と他の分析計とにおけるもともとの応答速度の差が小さ
くなるとともに、途中の配管でのガス成分の損失の有無
などサンプリング条件の差も出にくくなり、上記効果が
より一層大きくなる。
【００１１】
【実施例】図１および図２は、この発明の一実施例を示
し、まず、図１において、１はＦＴＩＲ分析計の分析部
（以下、ＦＴＩＲ分析部と言う）で、その上流側には、
前記排気ガスがそのままの状態あるいは適宜希釈された
状態でサンプルガスＳとして供給するためのサンプルガ
ス導入路２が接続されている。３は前記ＦＴＩＲ分析部
１の下流側にガス流路４を介して設けられる他の分析計
の分析部、５はオーバーフロー流路、６は他の分析計の
分析部３から排出されるガスの流路を示している。な
お、これらの構成の詳細については、図２を用いて後述
する。
し、まず、図１において、１はＦＴＩＲ分析計の分析部
（以下、ＦＴＩＲ分析部と言う）で、その上流側には、
前記排気ガスがそのままの状態あるいは適宜希釈された
状態でサンプルガスＳとして供給するためのサンプルガ
ス導入路２が接続されている。３は前記ＦＴＩＲ分析部
１の下流側にガス流路４を介して設けられる他の分析計
の分析部、５はオーバーフロー流路、６は他の分析計の
分析部３から排出されるガスの流路を示している。な
お、これらの構成の詳細については、図２を用いて後述
する。
【００１２】７はＦＴＩＲ分析計の制御・データ処理用
のコンピュータ（以下、単にコンピュータと言う）で、
ＦＴＩＲ分析部１を制御したり、この分析部１からのデ
ータを処理するＦＴＩＲデータ処理部８と、他の分析計
の分析部３を制御したり、この分析部３からのデータを
読み込む他の分析計のデータ読込部９と、ＦＴＩＲデー
タ処理部８によって処理されたデータを一時的に記憶す
るＦＴＩＲ分析計指示の一時記憶部１０と、他の分析計
のデータ読込部９によって読み込まれたデータを一時的
に記憶する他の分析計の指示の一時記憶部１１と、ＦＴ
ＩＲデータ処理部１０および他の分析計のデータ読込部
９を制御したり、一時記憶部１０，１１からのデータを
演算処理する演算演算部１２などからなる。１３は入力
キーボードや表示部あるいはプリンタからなる操作・出
力部である。
のコンピュータ（以下、単にコンピュータと言う）で、
ＦＴＩＲ分析部１を制御したり、この分析部１からのデ
ータを処理するＦＴＩＲデータ処理部８と、他の分析計
の分析部３を制御したり、この分析部３からのデータを
読み込む他の分析計のデータ読込部９と、ＦＴＩＲデー
タ処理部８によって処理されたデータを一時的に記憶す
るＦＴＩＲ分析計指示の一時記憶部１０と、他の分析計
のデータ読込部９によって読み込まれたデータを一時的
に記憶する他の分析計の指示の一時記憶部１１と、ＦＴ
ＩＲデータ処理部１０および他の分析計のデータ読込部
９を制御したり、一時記憶部１０，１１からのデータを
演算処理する演算演算部１２などからなる。１３は入力
キーボードや表示部あるいはプリンタからなる操作・出
力部である。
【００１３】次に、図２は、この発明方法を実施するた
めのガスのサンプリングフローの一例を具体的に示すも
ので、この図において、１４はサンプルガス導入口で、
この導入口１４からＦＴＩＲ分析部１までの間には、フ
ィルタ１５、電磁弁１６、ニードル弁１７、吸引ポンプ
１８、流量計１９、フィルタ２０がこの順で設けられて
いる。また、２１はＦＴＩＲスパンガスラインで、電磁
弁２２、レギュレータ２３、ニードル弁２４などを備
え、その上流側は、図示してないスパンガス源に接続さ
れ、その下流側は、サンプルガス導入路２のポンプ１８
と流量計１９との間に接続されている。
めのガスのサンプリングフローの一例を具体的に示すも
ので、この図において、１４はサンプルガス導入口で、
この導入口１４からＦＴＩＲ分析部１までの間には、フ
ィルタ１５、電磁弁１６、ニードル弁１７、吸引ポンプ
１８、流量計１９、フィルタ２０がこの順で設けられて
いる。また、２１はＦＴＩＲスパンガスラインで、電磁
弁２２、レギュレータ２３、ニードル弁２４などを備
え、その上流側は、図示してないスパンガス源に接続さ
れ、その下流側は、サンプルガス導入路２のポンプ１８
と流量計１９との間に接続されている。
【００１４】そして、ＦＴＩＲ分析部１と他の分析計の
分析部２との間を接続するガス流路４には、その上流側
から順次、電磁弁２５、吸引ポンプ２６、フィルタ２７
などが設けられている。そして、このガス流路４の下流
側には、他の分析計の分析部３が設けられるが、この実
施例においては、他の分析計としては、例えばＦＩＤよ
りなるＴＨＣ計と、磁気式酸素計よりなるＯ2 計であ
り、それらの分析部３Ａ，３Ｂが互いに並列接続されて
いる。２８，２９はＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分析部
３Ｂのそれぞれ上流側に設けられる流量調整用のキャピ
ラリである。そして、３０はこれらの分析部３Ａ，３Ｂ
と並列接続されるオーバーフロー流路で、レギュレータ
３１、流量計３２を備えている。また、３３はＴＨＣ計
など他の分析計のスパンガスラインで、電磁弁３４、レ
ギュレータ３５、ニードル弁３６などを備え、その上流
側は、図示してないスパンガス源に接続され、その下流
側は、ガス流路４の電磁弁２５と吸引ポンプ２６との間
に接続されている。
分析部２との間を接続するガス流路４には、その上流側
から順次、電磁弁２５、吸引ポンプ２６、フィルタ２７
などが設けられている。そして、このガス流路４の下流
側には、他の分析計の分析部３が設けられるが、この実
施例においては、他の分析計としては、例えばＦＩＤよ
りなるＴＨＣ計と、磁気式酸素計よりなるＯ2 計であ
り、それらの分析部３Ａ，３Ｂが互いに並列接続されて
いる。２８，２９はＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分析部
３Ｂのそれぞれ上流側に設けられる流量調整用のキャピ
ラリである。そして、３０はこれらの分析部３Ａ，３Ｂ
と並列接続されるオーバーフロー流路で、レギュレータ
３１、流量計３２を備えている。また、３３はＴＨＣ計
など他の分析計のスパンガスラインで、電磁弁３４、レ
ギュレータ３５、ニードル弁３６などを備え、その上流
側は、図示してないスパンガス源に接続され、その下流
側は、ガス流路４の電磁弁２５と吸引ポンプ２６との間
に接続されている。
【００１５】次に、上述のように構成された装置を用い
て、多成分を同時に連続分析するには、サンプルガスＳ
をサンプルガス導入口１４からサンプルガス導入路２に
導入する。これにより、まず、サンプルガスＳは、ＦＴ
ＩＲ分析部１のセル（図示してない）にまず供給され
る。ＦＴＩＲ分析部１では、セル内に収容されたサンプ
ルガスＳに赤外光を照射し、透過した赤外光を検出器
（図示してない）に導くことで、サンプルガスＳのイン
ターフェログラムを得る。このインターフェログラム
は、コンピュータ７のＦＴＩＲデータ処理部８におい
て、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により、サンプルガス
Ｓを透過した赤外光のパワースペクトルへと変換され
る。
て、多成分を同時に連続分析するには、サンプルガスＳ
をサンプルガス導入口１４からサンプルガス導入路２に
導入する。これにより、まず、サンプルガスＳは、ＦＴ
ＩＲ分析部１のセル（図示してない）にまず供給され
る。ＦＴＩＲ分析部１では、セル内に収容されたサンプ
ルガスＳに赤外光を照射し、透過した赤外光を検出器
（図示してない）に導くことで、サンプルガスＳのイン
ターフェログラムを得る。このインターフェログラム
は、コンピュータ７のＦＴＩＲデータ処理部８におい
て、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により、サンプルガス
Ｓを透過した赤外光のパワースペクトルへと変換され
る。
【００１６】さらに、ＦＴＩＲデータ処理部８では、前
記パワースペクトルと、別途得てあるリファレンスガス
のパワースペクトルとの比をもとに、サンプルガスＳに
よる赤外光の吸収スペクトルを求めた後、この吸収スペ
クトル中の複数の波数ポイントにおける吸光度に基づい
てサンプルガスＳ中に含まれる成分のうちのいくつか
（単成分または多成分）の濃度を算出する。
記パワースペクトルと、別途得てあるリファレンスガス
のパワースペクトルとの比をもとに、サンプルガスＳに
よる赤外光の吸収スペクトルを求めた後、この吸収スペ
クトル中の複数の波数ポイントにおける吸光度に基づい
てサンプルガスＳ中に含まれる成分のうちのいくつか
（単成分または多成分）の濃度を算出する。
【００１７】前記インターフェログラムの取得から濃度
算出までの一連の処理を一定時間間隔（通常、数秒）ご
とに繰り返すことで、これらの成分濃度の連続測定値が
得られる。これらの連続測定値は、ＦＴＩＲ分析計指示
値の一時記憶部１０に順次格納される。ただし、記憶可
能なデータ量には上限があり、一定時間前の測定値は順
次廃棄される。
算出までの一連の処理を一定時間間隔（通常、数秒）ご
とに繰り返すことで、これらの成分濃度の連続測定値が
得られる。これらの連続測定値は、ＦＴＩＲ分析計指示
値の一時記憶部１０に順次格納される。ただし、記憶可
能なデータ量には上限があり、一定時間前の測定値は順
次廃棄される。
【００１８】上述のように、ＦＴＩＲ分析計のセルに供
給されたサンプルガスは、セル出口から排出される。こ
こで、ＦＴＩＲ分析計による分析は、非破壊、すなわ
ち、分析に際してサンプルガスの変質・分解を伴わない
という特徴がある。さらに、ＦＴＩＲ分析計をガス成分
の連続分析に用いる場合、その応答性を上げるため、サ
ンプルガスの流量は一般にかなり大きい値（通常、１０
〜２０ｌ／ｍｉｎ）に設定される。
給されたサンプルガスは、セル出口から排出される。こ
こで、ＦＴＩＲ分析計による分析は、非破壊、すなわ
ち、分析に際してサンプルガスの変質・分解を伴わない
という特徴がある。さらに、ＦＴＩＲ分析計をガス成分
の連続分析に用いる場合、その応答性を上げるため、サ
ンプルガスの流量は一般にかなり大きい値（通常、１０
〜２０ｌ／ｍｉｎ）に設定される。
【００１９】上記理由により、ＦＴＩＲ分析計のセルか
ら排出されたサンプルガスの一部を、より必要流量の少
ない他の分析計のサンプルガスＳとすることができる。
図２に示すサンプリングフローでは、ＦＴＩＲ分析部１
から排出されたサンプルガスＳの一部が、ＴＨＣ計およ
びＯ2 計の分析部３Ａ，３Ｂへガス流路４を介して供給
される。これらのＴＨＣ計分析部３ＡおよびＯ2 計分析
部３Ｂにおいては、供給されたサンプルガスＳに対して
それぞれ所定の測定（ＴＨＣおよびＯ2 濃度の連続測
定）が行われる。ＴＨＣ計分析部３ＡおよびＯ2 計分析
部３Ｂにおける連続測定の濃度指示は、他の分析計のデ
ータ読込部９を介して他の分析計指示値の一時記憶部１
１に順次格納される。ただし、記憶可能なデータ量には
上限があり、一定時間前の測定値は順次廃棄される。
ら排出されたサンプルガスの一部を、より必要流量の少
ない他の分析計のサンプルガスＳとすることができる。
図２に示すサンプリングフローでは、ＦＴＩＲ分析部１
から排出されたサンプルガスＳの一部が、ＴＨＣ計およ
びＯ2 計の分析部３Ａ，３Ｂへガス流路４を介して供給
される。これらのＴＨＣ計分析部３ＡおよびＯ2 計分析
部３Ｂにおいては、供給されたサンプルガスＳに対して
それぞれ所定の測定（ＴＨＣおよびＯ2 濃度の連続測
定）が行われる。ＴＨＣ計分析部３ＡおよびＯ2 計分析
部３Ｂにおける連続測定の濃度指示は、他の分析計のデ
ータ読込部９を介して他の分析計指示値の一時記憶部１
１に順次格納される。ただし、記憶可能なデータ量には
上限があり、一定時間前の測定値は順次廃棄される。
【００２０】上述のようにしてコンピュータ７に読み込
まれた他の分析計の指示は、ＦＴＩＲ分析計の指示とと
もに操作・出力部１３に出力することができる。この場
合、ＦＴＩＲ分析計においては、前記ＦＦＴ処理や濃度
演算処理に要する時間（通常、数秒）の分だけ、サンプ
ルガス濃度の実際の変化と指示値の変化との間にタイム
ラグが生じている。また、ＦＴＩＲ分析部１より後段に
設けられるＴＨＣ計分析部３ＡやＯ2 計分析部３Ｂで
は、サンプルガスＳが分析部に到達するまでに要する時
間がＦＴＩＲ分析部１より長い（遅れている）。
まれた他の分析計の指示は、ＦＴＩＲ分析計の指示とと
もに操作・出力部１３に出力することができる。この場
合、ＦＴＩＲ分析計においては、前記ＦＦＴ処理や濃度
演算処理に要する時間（通常、数秒）の分だけ、サンプ
ルガス濃度の実際の変化と指示値の変化との間にタイム
ラグが生じている。また、ＦＴＩＲ分析部１より後段に
設けられるＴＨＣ計分析部３ＡやＯ2 計分析部３Ｂで
は、サンプルガスＳが分析部に到達するまでに要する時
間がＦＴＩＲ分析部１より長い（遅れている）。
【００２１】これらの要因により、ＦＴＩＲ分析部１と
他の分析部３の濃度指示とのデッドタイムは、多くの場
合一致しない。そこで、このデッドタイム（またはその
ずれの大きさ）を標準ガスを流すなどして予め求めてお
き、コンピュータ７の演算処理部１２に記憶させてお
く。
他の分析部３の濃度指示とのデッドタイムは、多くの場
合一致しない。そこで、このデッドタイム（またはその
ずれの大きさ）を標準ガスを流すなどして予め求めてお
き、コンピュータ７の演算処理部１２に記憶させてお
く。
【００２２】例えば、ＦＴＩＲ分析部１、ＴＨＣ計分析
部３Ａ、Ｏ2 計分析部３Ｂのデッドタイムをそれぞれ、
ＴFT，ＴHC，Ｔ02とし、ＴFT＞ＴHC＞Ｔ02であるとす
る。そして、ＦＴＩＲ分析部１を基準とする。ＴＨＣ計
分析部３Ａ、Ｏ2 計分析部３Ｂのデッドタイムのずれ値
として、それぞれ（ＴFT−ＴHC）、（ＴFT−Ｔ02）とい
う値を記憶させておく。そして、ＦＴＩＲ分析部１につ
いては、最新の指示値（ずれ０）、他の分析部３Ａ、３
Ｂについては、それぞれ（ＴFT−ＴHC）、（ＴFT−
Ｔ02）だけ以前の指示値を分析計指示の一時記憶部１
０，１１から取り出し、操作・出力部１３に出力させる
ようにする。このようにすることにより、例えば、図３
（Ｃ）に示すように、各分析計１，３Ａ、３Ｂの指示
を、デッドタイムの最も大きい分析計（この例では、Ｆ
ＴＩＲ分析計）にタイミングを合わせて出力できる。
部３Ａ、Ｏ2 計分析部３Ｂのデッドタイムをそれぞれ、
ＴFT，ＴHC，Ｔ02とし、ＴFT＞ＴHC＞Ｔ02であるとす
る。そして、ＦＴＩＲ分析部１を基準とする。ＴＨＣ計
分析部３Ａ、Ｏ2 計分析部３Ｂのデッドタイムのずれ値
として、それぞれ（ＴFT−ＴHC）、（ＴFT−Ｔ02）とい
う値を記憶させておく。そして、ＦＴＩＲ分析部１につ
いては、最新の指示値（ずれ０）、他の分析部３Ａ、３
Ｂについては、それぞれ（ＴFT−ＴHC）、（ＴFT−
Ｔ02）だけ以前の指示値を分析計指示の一時記憶部１
０，１１から取り出し、操作・出力部１３に出力させる
ようにする。このようにすることにより、例えば、図３
（Ｃ）に示すように、各分析計１，３Ａ、３Ｂの指示
を、デッドタイムの最も大きい分析計（この例では、Ｆ
ＴＩＲ分析計）にタイミングを合わせて出力できる。
【００２３】ところで、ＦＴＩＲ分析計でのガス成分の
分析では、容量が数１０〜数１００ｍｌのセルを用いる
ことが多く、セル内でサンプルガスのなまりが生ずる。
一方、ＴＨＣ計やＯ2 計では十分小さいセルでもよく、
前記なまりは小さい。ＦＴＩＲ分析計と他の分析計の応
答速度を比較すると、前記なまりの差も一因となって、
ＦＴＩＲ分析計の方が数倍遅いことが多い。しかしなが
ら、この実施例では、ＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分析
部３Ｂへは、ＦＴＩＲ分析部１のセルで既になまったサ
ンプルガスＳを供給するようにしている。このことか
ら、ＦＴＩＲ分析部１とＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分
析部３Ｂとにおける応答速度をほぼ揃えることができ
る。
分析では、容量が数１０〜数１００ｍｌのセルを用いる
ことが多く、セル内でサンプルガスのなまりが生ずる。
一方、ＴＨＣ計やＯ2 計では十分小さいセルでもよく、
前記なまりは小さい。ＦＴＩＲ分析計と他の分析計の応
答速度を比較すると、前記なまりの差も一因となって、
ＦＴＩＲ分析計の方が数倍遅いことが多い。しかしなが
ら、この実施例では、ＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分析
部３Ｂへは、ＦＴＩＲ分析部１のセルで既になまったサ
ンプルガスＳを供給するようにしている。このことか
ら、ＦＴＩＲ分析部１とＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分
析部３Ｂとにおける応答速度をほぼ揃えることができ
る。
【００２４】なお、分析計の応答速度には、サンプルガ
スのなまり以外の要因もあるため、この実施例において
も、ＦＴＩＲ分析部１とＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分
析部３Ｂの応答速度に多少の差が生ずることがある。そ
のような場合でも、応答速度のより遅いものについて、
一時記憶部１０，１１に格納される指示値を演算処理部
１２で移動平均して用いるなど、応答速度のサンプルガ
スＳを調整することができる。必要な平均回数は、標準
ガスなどを用いて予め求めておき、演算処理部１２に記
憶させておけばよい。
スのなまり以外の要因もあるため、この実施例において
も、ＦＴＩＲ分析部１とＴＨＣ計分析部３Ａ、Ｏ2 計分
析部３Ｂの応答速度に多少の差が生ずることがある。そ
のような場合でも、応答速度のより遅いものについて、
一時記憶部１０，１１に格納される指示値を演算処理部
１２で移動平均して用いるなど、応答速度のサンプルガ
スＳを調整することができる。必要な平均回数は、標準
ガスなどを用いて予め求めておき、演算処理部１２に記
憶させておけばよい。
【００２５】以上のようにして、演算処理部１２におい
ては、タイミング・応答速度をほぼ揃えた各分析計の指
示値から、必要により他の分析値をリアルタイムで計算
することができる。例えば、エンジン排気ガスの分析で
あれば、ＦＴＩＲ分析部１からのＣＯ、ＣＯ2 指示、Ｔ
ＨＣ計分析部３ＡからのＴＨＣ指示、Ｏ2 計分析部３Ｂ
からのＯ2 指示、および、予め記憶させておいた燃料の
炭水比（Ｃ／Ｈ）などから、空燃比（Ａ／Ｆ）を算出で
きる。下記に数種類あるＡ／Ｆの計算法のうちの一例を
示す。
ては、タイミング・応答速度をほぼ揃えた各分析計の指
示値から、必要により他の分析値をリアルタイムで計算
することができる。例えば、エンジン排気ガスの分析で
あれば、ＦＴＩＲ分析部１からのＣＯ、ＣＯ2 指示、Ｔ
ＨＣ計分析部３ＡからのＴＨＣ指示、Ｏ2 計分析部３Ｂ
からのＯ2 指示、および、予め記憶させておいた燃料の
炭水比（Ｃ／Ｈ）などから、空燃比（Ａ／Ｆ）を算出で
きる。下記に数種類あるＡ／Ｆの計算法のうちの一例を
示す。
【００２６】
【００２７】また、他の成分の例として、ＴＨＣ計分析
部３ＡからのＴＨＣ指示とＦＴＩＲ分析部１からのＣＨ
4 指示との差を取ることで、非メタン炭化水素（ＮＴＨ
Ｃ）を測定することもできる。従来のＮＴＨＣ分析計で
は、ガスクロマトグラフィの原理を用いてＣＨ4 を他の
測定成分から分離する方法や、ＣＨ4 以外の成分を触媒
で選択的に燃焼させる方法を用いている。しかしなが
ら、この例によれば、このようなガス成分自体の分離技
術が不要である。
部３ＡからのＴＨＣ指示とＦＴＩＲ分析部１からのＣＨ
4 指示との差を取ることで、非メタン炭化水素（ＮＴＨ
Ｃ）を測定することもできる。従来のＮＴＨＣ分析計で
は、ガスクロマトグラフィの原理を用いてＣＨ4 を他の
測定成分から分離する方法や、ＣＨ4 以外の成分を触媒
で選択的に燃焼させる方法を用いている。しかしなが
ら、この例によれば、このようなガス成分自体の分離技
術が不要である。
【００２８】上述の例のような分析計の指示からの演算
処理のコンピュータ７に対する負荷は、ＦＴＩＲデータ
処理部８で行われるＦＦＴ処理などに比べて小さい。そ
のため、計算に用いた各成分（およびそれ以外の成分）
の指示値とこれらの計算値とを同時に出力することが十
分可能である。
処理のコンピュータ７に対する負荷は、ＦＴＩＲデータ
処理部８で行われるＦＦＴ処理などに比べて小さい。そ
のため、計算に用いた各成分（およびそれ以外の成分）
の指示値とこれらの計算値とを同時に出力することが十
分可能である。
【００２９】さらに、このように他の分析値を算出する
だけでなく、ある分析計の指示値を他の分析計の指示値
の干渉補正のために用いることもできる。例えば、ＦＴ
ＩＲ分析部１のみで得られるＳＯ2 の指示が、サンプル
ガスＳ中のＴＨＣの濃度値に応じた干渉を受けているよ
うな場合、ＴＨＣ計分析部３Ａの指示値を用いて補正し
た上で出力するようにすればよい。このような手法を採
ることで、単独の分析計では補正しきれない干渉を低減
することができる。
だけでなく、ある分析計の指示値を他の分析計の指示値
の干渉補正のために用いることもできる。例えば、ＦＴ
ＩＲ分析部１のみで得られるＳＯ2 の指示が、サンプル
ガスＳ中のＴＨＣの濃度値に応じた干渉を受けているよ
うな場合、ＴＨＣ計分析部３Ａの指示値を用いて補正し
た上で出力するようにすればよい。このような手法を採
ることで、単独の分析計では補正しきれない干渉を低減
することができる。
【００３０】上述の実施例においては、ＦＴＩＲ分析部
１から排出されたサンプルガスＳの一部がガス流路４を
介して他の分析計であるＴＨＣ計およびＯ2 計の分析部
３Ａ，３Ｂに供給するようにしていたが、この発明は、
これに限られるものではなく、例えば、サンプリング温
度の違いなどにより、ＦＴＩＲ分析部１から他の分析計
の分析部３へのサンプルガスＳの採取を行えない場合で
も適用できる。
１から排出されたサンプルガスＳの一部がガス流路４を
介して他の分析計であるＴＨＣ計およびＯ2 計の分析部
３Ａ，３Ｂに供給するようにしていたが、この発明は、
これに限られるものではなく、例えば、サンプリング温
度の違いなどにより、ＦＴＩＲ分析部１から他の分析計
の分析部３へのサンプルガスＳの採取を行えない場合で
も適用できる。
【００３１】すなわち、図示は省略するが、ＦＴＩＲ分
析部１と他の分析計の分析部３とを並列的に設け、これ
らにそれぞれサンプルガスＳを並列的に供給するような
場合においても、上述の実施例と同様に、コンピュータ
７への読込み、Ａ／Ｆなどの算出が可能である。この場
合、バッファによるタイミングの補正も同様に行う。
析部１と他の分析計の分析部３とを並列的に設け、これ
らにそれぞれサンプルガスＳを並列的に供給するような
場合においても、上述の実施例と同様に、コンピュータ
７への読込み、Ａ／Ｆなどの算出が可能である。この場
合、バッファによるタイミングの補正も同様に行う。
【００３２】そして、この構成では、ＦＴＩＲ分析計と
他の分析計とにおいて、応答速度にかなりの差がでる場
合があるが、コンピュータ７内で応答の速い分析計の指
示を移動平均処理することで、その差を小さくすること
ができる。必要な平均回数は、タイミングのずれと同様
に、標準ガスを流すなどして予め求め、コンピュータ７
に記憶させておけばよい。
他の分析計とにおいて、応答速度にかなりの差がでる場
合があるが、コンピュータ７内で応答の速い分析計の指
示を移動平均処理することで、その差を小さくすること
ができる。必要な平均回数は、タイミングのずれと同様
に、標準ガスを流すなどして予め求め、コンピュータ７
に記憶させておけばよい。
【００３３】なお、この発明において、ＦＴＩＲ分析計
と組み合わせて用いられる他の分析計としては、上記Ｔ
ＨＣ計やＯ2 計に限られるものではなく、赤外線ガス分
析計など他の分析計を用いることもできる。
と組み合わせて用いられる他の分析計としては、上記Ｔ
ＨＣ計やＯ2 計に限られるものではなく、赤外線ガス分
析計など他の分析計を用いることもできる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＦＴＩＲ分析計の指示とＦＴＩＲ分析計のコンピュ
ータに読み込んだ他の分析計の指示とを一時記憶部に一
旦格納することで、ＦＴＩＲ分析計と他の分析計とにお
ける応答速度の差を補正し、同時に表示・出力すること
ができる。これにより、本来デッドタイム・応答速度の
異なる複数の分析計からの指示を、応答速度のほぼ揃っ
た一台の分析計から出力として得ることができる。した
がって、指示値の比較、上位コンピュータへの取込みな
ど、その後の測定データ（指示値）の取扱いが容易にな
る。
ば、ＦＴＩＲ分析計の指示とＦＴＩＲ分析計のコンピュ
ータに読み込んだ他の分析計の指示とを一時記憶部に一
旦格納することで、ＦＴＩＲ分析計と他の分析計とにお
ける応答速度の差を補正し、同時に表示・出力すること
ができる。これにより、本来デッドタイム・応答速度の
異なる複数の分析計からの指示を、応答速度のほぼ揃っ
た一台の分析計から出力として得ることができる。した
がって、指示値の比較、上位コンピュータへの取込みな
ど、その後の測定データ（指示値）の取扱いが容易にな
る。
【００３５】そして、ＦＴＩＲ分析計のコンピュータに
他の分析計の指示を直接読み込むことで、これらの分析
計の指示を用いて計算される他の分析値もこのコンピュ
ータ内で計算し、もとの指示値と同時に出力することが
できる。これらの分析計の指示の応答差は、上述のよう
にほぼ合わせることができるため、信頼性の高い計算値
が得られる。さらに、これらの計算値は、ＦＴＩＲ分析
計から直接得られるので、煩雑な計算やそのための上位
コンピュータなどの設備も不要であり、計算値がリアル
タイムで得られることから、過渡現象のモニタリングも
可能である。加えて、他の分析計の指示を用いて干渉補
正した指示値を出力させることもでき、分析計自体の性
能の向上も図れる。
他の分析計の指示を直接読み込むことで、これらの分析
計の指示を用いて計算される他の分析値もこのコンピュ
ータ内で計算し、もとの指示値と同時に出力することが
できる。これらの分析計の指示の応答差は、上述のよう
にほぼ合わせることができるため、信頼性の高い計算値
が得られる。さらに、これらの計算値は、ＦＴＩＲ分析
計から直接得られるので、煩雑な計算やそのための上位
コンピュータなどの設備も不要であり、計算値がリアル
タイムで得られることから、過渡現象のモニタリングも
可能である。加えて、他の分析計の指示を用いて干渉補
正した指示値を出力させることもでき、分析計自体の性
能の向上も図れる。
【００３６】また、セル内でのガスのなまりの大きいＦ
ＴＩＲ分析部から排出されたサンプルガスを、ガスのな
まりの小さい他の分析計の分析部にサンプルガスとして
供給した場合、ガスのなまりに起因する応答速度の差を
より小さくできる。そして、この構成では、配管の共通
部分が多くなることで、配管途中でのガスの損失の有無
などサンプリング条件による差もでにくくなり、同時測
定としての信頼性を高めることができる。
ＴＩＲ分析部から排出されたサンプルガスを、ガスのな
まりの小さい他の分析計の分析部にサンプルガスとして
供給した場合、ガスのなまりに起因する応答速度の差を
より小さくできる。そして、この構成では、配管の共通
部分が多くなることで、配管途中でのガスの損失の有無
などサンプリング条件による差もでにくくなり、同時測
定としての信頼性を高めることができる。
【００３７】このように、この発明によれば、ＦＴＩＲ
分析計では測定できない成分を含む多成分を、精度よく
しかも簡便にリアルタイムで同時に連続分析することが
できる。
分析計では測定できない成分を含む多成分を、精度よく
しかも簡便にリアルタイムで同時に連続分析することが
できる。
【図１】この発明の多成分同時連続分析方法を実施する
ための装置および信号の流れを示す図である。
ための装置および信号の流れを示す図である。
【図２】前記装置におけるガスのサンプリングフローの
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図３】この発明の動作説明図である。
【図４】従来技術を説明するための図である。
１…ＦＴＩＲ分析計の分析部、３…ＦＴＩＲ分析計以外
の他の分析計の分析部、７…ＦＴＩＲ分析計のコンピュ
ータ、１０，１１…一時記憶部。
の他の分析計の分析部、７…ＦＴＩＲ分析計のコンピュ
ータ、１０，１１…一時記憶部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 ＦＴＩＲ分析計の制御・データ処理用の
コンピュータに、ＦＴＩＲ分析計以外の他の分析計から
の指示を直接読み込み、この指示およびＦＴＩＲ分析計
の指示を一時記憶部に一旦格納し、デッドタイムの差お
よび応答速度の差を補正した後、タイミングおよび応答
速度をほぼ揃えた両指示を表示・出力するようにしたこ
とを特徴とする多成分同時連続分析方法。 - 【請求項２】 ＦＴＩＲ分析計の分析部から排出された
分析済みのサンプルガスを、ＦＴＩＲ分析計以外の他の
分析計の分析部にサンプルガスとして供給するようにし
た請求項１に記載の多成分同時連続分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29238294A JP3220602B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 多成分同時連続分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29238294A JP3220602B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 多成分同時連続分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128948A JPH08128948A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3220602B2 true JP3220602B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17781073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29238294A Expired - Fee Related JP3220602B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 多成分同時連続分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220602B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4390737B2 (ja) | 2005-04-04 | 2009-12-24 | 株式会社堀場製作所 | 排気ガス測定装置および排気ガス測定方法 |
| JP5316143B2 (ja) * | 2009-03-23 | 2013-10-16 | トヨタ自動車株式会社 | 排気ガス分析装置 |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP29238294A patent/JP3220602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08128948A (ja) | 1996-05-21 |
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