JP3764575B2 - Liquid vaporization reference gas generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は常温で液体の物質を気化させて基準濃度のガスを作成するための液体気化基準ガス発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液体を気化させて既知濃度のガスを作成する方法としては、従来、例えば図4に示すようなバブリングによる方法がある。これは、気化すべき液体aを入れたバブル管bを恒温槽c内に貯留した水の中に浸漬させ、その気体導入管dからバランスガスを導入してこれを液体a中でバブリングさせることにより、バランスガスと共に気化した液体aを吐出管eから取り出すようにしたものであり、液体aの飽和蒸気圧分を含んだ基準ガスを作成する一般的な方法として知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のバブリングによる方法では、バブル管bの温度が恒温水槽cによって安定化されるものの、気化すべき液体aによっては、その気化潜熱により液体温度が変化するため、発生気体の濃度が安定しないことがある。発生気体の濃度を安定化するためには、バブル管bを多段に組み込んだ構成が採られることがあるが、例えばメタノール等においては、このような構成によっても濃度の不安定性を解消することはできなかった。
【0004】
本発明はこのような実情に鑑みてなされ、常温で液体の物質を気化させて基準濃度のガスを高精度に作成することのできる液体気化基準ガス発生装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
すなわち、気化すべき液体を封入する液体容器内の空間部と第1開閉弁を介して接続されるガス容器と、このガス容器と第2開閉弁を介して接続される排気手段と、前記ガス容器に接続されるバランスガス導入ラインとを具備してなり、前記ガス容器内に前記液体容器において発生した蒸気を導入した後、前記ガス容器内における圧力に基づいて前記ガス容器内にバランスガスを導入し、所望の濃度を有するガスを発生させることを特徴としている。
【0006】
排気手段を作動させた状態下で、まず、第1開閉弁と第2開閉弁を開いて液体容器内の空間部とガス容器内とを連通させ、液体蒸気でガス容器内の気体をパージする。次いで、その第1開閉弁を閉じて第2開閉弁を開き、ガス容器内を真空引きする。その後、第2開閉弁を閉じて第1開閉弁を開きガス容器内を液体の飽和蒸気で充満させる。そして、バランスガスを必要に応じてガス容器内に導入すれば所望の濃度のガスを作成できる。
【0007】
なお、第1開閉弁を閉じて第2開閉弁を開いて所定の(減)圧力になるまでガス容器内を排気した後、第2開閉弁を閉じ、その後、第1開閉弁を開いて液体蒸気をガス容器内に導入するとともに、バランスガスを必要に応じてガス容器内に導入することによっても、所望の濃度のガスを作成することができる。また、第1開閉弁を開いて、所定の圧力に達するまでガス容器内に液体蒸気を導入した後、第1開閉弁を閉じ、バランスガスを必要に応じてガス容器内に導入してもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の液体気化基準ガス発生装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は装置の全体構成を示し、符号1は気化すべき液体(例えばメタノール),2はその液体1を封入した液体容器,3は圧力計,4はガス容器,5は圧力計,6はガス容器4と液体容器2内の空間部7とを連通する連通管、8はバランスガスをガス容器4に導入するための導入管,9は排気管,10は吸引ポンプ(排気手段),11〜13は電磁開閉弁,14はニードルバルブであり、各電磁開閉弁11〜13および吸引ポンプ10はコントローラ(図示省略)と接続され、予め設定・記憶された制御プログラムに従って制御駆動される。なお、上述の電磁開閉弁11が本発明でいう第1開閉弁,電磁開閉弁13が第2開閉弁である。
【0009】
上述のような構成にて、例えば、図2および図3に示すようなフローで所望濃度の基準ガス(校正ガス)を得ることができる。以下、順を追って説明すると、まず、吸引ポンプ10を起動させ(ステップS1)、次いで、第1開閉弁11と第2開閉弁13をオン操作し(ステップS2)、液体容器2の空間部7とガス容器4とを連通させ、圧力計5の指示値が圧力計3の指示値と等しくなるまで(ステップS3)、液体1の蒸気でガス容器4内の気体をパージする。
【0010】
圧力計5の指示値が圧力計3の指示値と等しくなると、第1開閉弁11をオフし(ステップS4)、ガス容器4内を真空引きする。圧力計5の指示値が0(真空)になると(ステップS5)第2開閉弁13をオフし(ステップS6)、次いで、第1開閉弁11をオンし(ステップS7)、圧力計5の指示値が圧力計3の指示値(=PL )と等しくなるまで(ステップS8)液体容器2内の空間部7とガス容器4とを連通させて、ガス容器4内を液体1の飽和蒸気で充満させ、その圧力計3の指示値PL をコントローラに一時記憶させておく。
【0011】
圧力計5の指示値が圧力計3の指示値と等しくなると、第1開閉弁11をオフし(ステップS9)、また、電磁開閉弁12をオンすることにより(ステップS10)、バランスガス(例えばN2 )をガス容器4内に導入する。その間、圧力計5で計測されるガス容器4内の圧力PT は、PT =PL +PB (バランスガスの圧力)の関係式を満たし、その濃度DT =PL /PT となる。従って、所望の濃度値(=DTD)を得るためには、圧力計5の指示値PT =PL /DTDの関係式が満たされるまで電磁開閉弁12を開いておけばよい(S11)。所望の濃度値が得られた後は電磁開閉弁12を閉じ(ステップS12)、かつ、吸引ポンプ10を停止させる(ステップS13)。
【0012】
上述の所望の濃度値(=DTD)は予めコントローラに設定しておくことにより、ステップS1〜S13が順次自動的に行われ、ガス容器4内に所望濃度のガスを温度変化等の影響を受けることなく安定な状態で得ることができ、特に、濃度の不安定なメタノール等であっても基準ガスの作成が容易となる。なお、圧力計3を設けない場合には、ステップS3およびステップS8にて、圧力計5の指示値が予め設定した適切な値になった時点にて第1開閉弁11をオフにすればよい。
【0013】
また、上述のフローとは別に、第1開閉弁11を閉じて第2開閉弁13を開き、所定の(減)圧力になるまでガス容器4内を排気した後、第2開閉弁13を閉じ、その後、第1開閉弁11を開いて蒸気をガス容器4内に導入するとともに、バランスガスを必要に応じてガス容器4内に導入するようにしてもよく、あるいは、第1開閉弁11を開き、所定の圧力に達するまでガス容器4内に蒸気を導入した後、第1開閉弁11を閉じ、バランスガスを必要に応じてガス容器4内に導入するようにしてもよい。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液体気化基準ガス発生装置は、気化すべき液体を封入する液体容器内の空間部と第1開閉弁を介して接続されるガス容器と、このガス容器と第2開閉弁を介して接続される排気手段と、前記ガス容器に接続されるバランスガス導入ラインとを具備してなり、前記ガス容器内に前記液体容器において発生した蒸気を導入した後、前記ガス容器内における圧力に基づいて前記ガス容器内にバランスガスを導入し、所望の濃度を有するガスを発生させるようにした点に特徴があり、液体の飽和蒸気をガス容器内に封じ込め、その後、バランスガスとの分圧により濃度を決定するようにしたので、温度変化に依存することなく、濃度安定性が良好となり、所望濃度のガスを容易かつ確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液体気化基準ガス発生装置の一実施形態を示す構成図である。
【図2】 前記装置の制御作動を説明するためのフローチャートの前半部である。
【図3】 前記フローチャートの後半部である。
【図4】 従来の液体気化装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1…液体、2…液体容器、4…ガス容器、7…空間部、8…バランスガス導入ライン,10…排気手段,11…第2開閉弁,13…第2開閉弁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid vaporization reference gas generator for producing a gas having a reference concentration by vaporizing a liquid substance at room temperature.
[0002]
[Prior art]
As a method of creating a gas having a known concentration by vaporizing a liquid, there is a conventional method by bubbling as shown in FIG. This involves immersing the bubble tube b containing the liquid a to be vaporized in the water stored in the thermostatic chamber c, introducing a balance gas from the gas introduction tube d, and bubbling it in the liquid a. Thus, the liquid a vaporized together with the balance gas is taken out from the discharge pipe e, and is known as a general method for creating a reference gas containing the saturated vapor pressure of the liquid a.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional bubbling method as described above, the temperature of the bubble tube b is stabilized by the constant temperature water tank c. However, depending on the liquid a to be vaporized, the liquid temperature changes due to the latent heat of vaporization. May not be stable. In order to stabilize the concentration of the generated gas, a configuration in which bubble tubes b are incorporated in multiple stages may be employed. For example, in methanol or the like, concentration instability can be eliminated even with such a configuration. could not.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid vaporization reference gas generation apparatus capable of vaporizing a liquid substance at room temperature to create a reference concentration gas with high accuracy.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows.
That is, the gas container being connected via a space part and the first on-off valve in the liquid material container you enclosing the liquid to be vaporized, and evacuation means are connected through the gas container and the second on-off valve, wherein Ri Na and and a balance gas introduction line connected to a gas container, after introducing the steam generated in the liquid container to the gas container, the gas container based on the pressure in the gas container introducing a balance gas, it is characterized in Rukoto to generate a gas having a desired concentration.
[0006]
In a state where the exhaust means is operated, first, the first on-off valve and the second on-off valve are opened to connect the space in the liquid container and the gas container, and the gas in the gas container is purged with liquid vapor. . Next, the first on-off valve is closed, the second on-off valve is opened, and the gas container is evacuated. Thereafter, the second on-off valve is closed, the first on-off valve is opened, and the gas container is filled with liquid saturated vapor. If a balance gas is introduced into the gas container as necessary, a gas having a desired concentration can be created.
[0007]
After closing the first on-off valve and opening the second on-off valve to evacuate the gas container until a predetermined (reduced) pressure is reached, the second on-off valve is closed, and then the first on-off valve is opened and the liquid is opened. By introducing the vapor into the gas container and introducing the balance gas into the gas container as required, a gas having a desired concentration can be produced. Further, after opening the first on-off valve and introducing the liquid vapor into the gas container until a predetermined pressure is reached, the first on-off valve may be closed and the balance gas may be introduced into the gas container as necessary. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a liquid vaporization reference gas generator according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of the apparatus.
[0009]
With the configuration as described above, for example, a reference gas (calibration gas) having a desired concentration can be obtained by the flow shown in FIGS. Hereinafter, the description will be made in order. First, the
[0010]
When the indicated value of the
[0011]
When the indicated value of the
[0012]
By setting the desired concentration value (= D TD ) in the controller in advance, steps S1 to S13 are automatically performed sequentially, and the gas having the desired concentration in the
[0013]
In addition to the above-described flow, the first on- off valve 11 is closed and the second on- off
[0014]
【The invention's effect】
As described above, the liquid vaporized reference gas generator of the present invention, a gas container connected via the space portion and the first on-off valve of the liquid body in the container you enclosing the liquid to be vaporized, the gas container When an exhaust means connected via a second on-off valve, wherein Ri Na and and a balance gas introduction line connected to a gas container, after introducing the steam generated in the liquid container to the gas container , Characterized in that a balance gas is introduced into the gas container based on the pressure in the gas container to generate a gas having a desired concentration, and a liquid saturated vapor is contained in the gas container, then, since so as to determine the concentration by partial pressures of the balance gas, without depending on the temperature change, density stability is improved, can be obtained easily and ensure the desired concentration of the gas.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a liquid vaporization reference gas generation device of the present invention.
2 is a first half of a flowchart for explaining the control operation of the device.
3 is a second half of the flowchart.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional liquid vaporizer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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JP34230697A JP3764575B2 (en) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | Liquid vaporization reference gas generator |
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