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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