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JP2010203795A - Calibration device for hydrocarbon concentration measuring apparatus - Google Patents

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JP2010203795A
JP2010203795A JP2009046710A JP2009046710A JP2010203795A JP 2010203795 A JP2010203795 A JP 2010203795A JP 2009046710 A JP2009046710 A JP 2009046710A JP 2009046710 A JP2009046710 A JP 2009046710A JP 2010203795 A JP2010203795 A JP 2010203795A
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JP
Japan
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gas
light
reaction tube
calibration
group
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Withdrawn
Application number
JP2009046710A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisao Suzuki
久雄 鈴木
Masahiro Yamakage
正裕 山蔭
Katsutoshi Goto
勝利 後藤
Sei Fukada
聖 深田
Kenji Muta
研二 牟田
Hideji Fujii
秀治 藤井
Masazumi Taura
昌純 田浦
Kazuhiro Akihama
一弘 秋濱
Taketoshi Fujikawa
武敏 藤川
Fumiko Oshima
文子 大嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】測定対象ガスを透過した光の強度に基づいて測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、に属する炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定装置の校正を行うことが可能な炭化水素濃度測定装置用校正装置を提供する。
【解決手段】校正装置２００に、燃料を供給する燃料供給装置２１０と、燃焼用ガスを供給可能なガス供給装置２２０と、燃料および燃焼用ガスを混合した状態で気化して混合ガスを生成する気化装置２４０と、混合ガスが内部空間を通って上流端部から下流端部に向かって移動する反応管２６０と、反応管２６０の内部空間に供給された混合ガスを加熱することにより燃焼させて校正用ガスを生成する加熱装置２７０と、を具備し、反応管２６０において加熱装置２７０が配置される部分よりも下流端部側となる位置にガス容器４０を接続した。
【選択図】図１Kind Code: A1 The present invention relates to hydrocarbons belonging to a group consisting of alkanes and alkenes, a group consisting of aromatic hydrocarbons, and a group consisting of alkynes among hydrocarbons contained in the measurement target gas based on the intensity of light transmitted through the measurement target gas. Provided is a calibration apparatus for a hydrocarbon concentration measuring apparatus capable of calibrating a hydrocarbon concentration measuring apparatus for measuring a concentration.
A fuel supply device 210 for supplying fuel to a calibration device 200, a gas supply device 220 capable of supplying a combustion gas, and vaporizing the fuel and the combustion gas in a mixed state to generate a mixed gas. The vaporizer 240, the reaction tube 260 in which the mixed gas moves from the upstream end toward the downstream end through the internal space, and the mixed gas supplied to the internal space of the reaction tube 260 are combusted by heating. A heating device 270 that generates a calibration gas, and the gas container 40 is connected to a position on the downstream end side of the reaction tube 260 from the portion where the heating device 270 is disposed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、がそれぞれ異なる波長帯の光を吸収する性質を利用し、各グループに対応する波長帯の光の吸収量に基づいて測定対象ガスに含まれる各グループに属する炭化水素濃度の和を測定する炭化水素濃度測定装置を校正する技術に関する。   In the present invention, among hydrocarbons, (a) a group consisting of alkane and alkene, (b) a group consisting of aromatic hydrocarbons, and (c) a group consisting of alkynes each absorb light in different wavelength bands. The present invention relates to a technique for calibrating a hydrocarbon concentration measuring apparatus that uses and measures the sum of hydrocarbon concentrations belonging to each group included in a measurement target gas based on the amount of light absorbed in a wavelength band corresponding to each group.

従来、自動車等の排気ガスに含まれる炭化水素の濃度を測定する技術を測定原理で分類すると、代表的なものとしては水素炎イオン化法（Ｆｌａｍｅ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ；ＦＩＤ）を用いるもの、非分散形赤外線分析法（Ｎｏｎ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いるものが知られている。   Conventionally, technologies for measuring the concentration of hydrocarbons contained in exhaust gases of automobiles and the like are classified according to the measurement principle. Typical ones are those using a flame ionization detector (FID), non-dispersive infrared rays. The thing using the analysis method (Non-Dispersive Infrared Analyzer) is known.

しかし、水素炎イオン化法を用いる技術は、実質的には測定の対象となるガスに含まれる炭素原子の個数をカウントするものであり、その測定精度自体は高いが測定の対象となるガスに含まれる炭化水素の化学種毎の組成を測定することはできないこと、リアルタイムでの計測に不向きであること、という問題を有する。   However, the technique using the flame ionization method is to count the number of carbon atoms contained in the gas to be measured, and the measurement accuracy itself is high, but it is included in the gas to be measured. In other words, the composition of each hydrocarbon species cannot be measured, and it is unsuitable for real-time measurement.

また、非分散形赤外線分析法を用いる技術は、原理的には応答遅れの無いリアルタイムな炭化水素の非接触濃度計測が可能であるが、炭化水素はその種類毎に固有の吸収波長帯（吸収量が多い波長帯）を持っているので、測定対象となるガス中に含まれる炭化水素の種類毎に対応する波長帯の光を発生する光源および受光素子を用意する必要が生じる。
特に、自動車等の排気ガスに含まれる炭化水素の種類は場合によっては２００種類を超えるため、全ての種類の炭化水素に対応する光源および受光素子を用意した場合には装置が非常に大型化し、かつ装置の製造コストが膨大なものとなるという問題を有する。 In principle, the technology using non-dispersive infrared analysis can measure non-contact concentration of hydrocarbons in real time with no response delay. However, hydrocarbons have their own absorption wavelength band (absorption). Therefore, it is necessary to prepare a light source and a light receiving element that generate light in a wavelength band corresponding to each type of hydrocarbon contained in the gas to be measured.
In particular, since the types of hydrocarbons contained in the exhaust gas of automobiles and the like exceed 200 types in some cases, the apparatus becomes very large when light sources and light receiving elements corresponding to all types of hydrocarbons are prepared, In addition, there is a problem that the manufacturing cost of the device becomes enormous.

上記問題を解消する技術として、出願人らは、「単数または複数の化学種からなる炭化水素を含むガスに前記単数または複数の化学種に共通の吸収領域を含む波長帯の光を照射する照射部と、前記照射部により前記ガスに照射された光を検出する検出部と、前記検出部により検出された光に基づいて前記共通の吸収領域の吸光度を算出し、当該吸光度に基づいて前記共通の吸収領域の波長帯の光を吸収する化学種の濃度の和を算出する解析部と、を具備する炭化水素濃度測定装置」を提案している（特願２００７−２８９７６６号参照）。
この技術は、例えば炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、（ｃ）アルキンからなるグループ、がそれぞれ異なる波長帯の光を吸収する性質を利用し、各グループに対応する波長帯の光の吸収量を検出することにより各グループに属する炭化水素の濃度（の和）を検出可能とし、装置に必要な光源および受光素子の数を減らし、装置の小型化を可能とする。 As a technique for solving the above-mentioned problem, the applicants stated that "irradiation of irradiating light having a wavelength band including an absorption region common to the one or more chemical species to a gas containing hydrocarbons of one or more chemical species. An absorbance of the common absorption region based on the light detected by the detection unit, a detection unit that detects the light irradiated to the gas by the irradiation unit, and the common based on the absorbance And a analyzer for calculating the sum of the concentrations of chemical species that absorb light in the wavelength band of the absorption region of “a hydrocarbon concentration measuring apparatus” (see Japanese Patent Application No. 2007-289766).
In this technique, for example, among hydrocarbons, (a) a group consisting of alkanes and alkenes, (b) a group consisting of aromatic hydrocarbons, and (c) a group consisting of alkynes absorb light in different wavelength bands. By detecting the amount of light absorbed in the wavelength band corresponding to each group, the concentration (sum) of hydrocarbons belonging to each group can be detected, and the number of light sources and light receiving elements required for the device is reduced. The device can be miniaturized.

しかし、上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置を従来の測定装置の校正方法で容易かつ確実に校正することは困難であるという問題を有する。   However, there is a problem that it is difficult to easily and reliably calibrate the hydrocarbon concentration measuring apparatus proposed by the applicants with a conventional measuring apparatus calibration method.

従来の測定装置の校正方法としては、含まれる炭化水素の種類が限定されたガス（例えば、プロパンガス）を校正用のガスとして用いる方法が知られているが、この方法では、測定対象となる炭化水素の種類が数百種類にも及ぶ上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置を適切に校正することが出来ない。   As a conventional calibration method for a measuring apparatus, a method is known in which a gas (for example, propane gas) in which the types of hydrocarbons contained therein are limited is used as a calibration gas. The hydrocarbon concentration measuring apparatus proposed by the above-mentioned applicants having hundreds of kinds of hydrocarbons cannot be properly calibrated.

また、触媒の性能評価を行う装置として特許文献１に記載のガス分析試験装置が知られている。特許文献１に記載の装置は一酸化炭素濃度計、二酸化炭素濃度計、窒素酸化物濃度計、酸素濃度計、硫黄酸化物濃度計およびＴＨＣ計を有する。
しかし、特許文献１に記載の装置が有するＴＨＣ計は上記水素炎イオン化法を用いる測定機器であり、炭化水素を炭素量で検出する（測定値の単位はｐｐｍＣ）ため、そのまま上記出願人らが提案する炭化水素濃度測定装置の校正に応用することが出来ない。 Further, a gas analysis test apparatus described in Patent Document 1 is known as an apparatus for evaluating the performance of a catalyst. The apparatus described in Patent Document 1 includes a carbon monoxide concentration meter, a carbon dioxide concentration meter, a nitrogen oxide concentration meter, an oxygen concentration meter, a sulfur oxide concentration meter, and a THC meter.
However, the THC meter included in the apparatus described in Patent Document 1 is a measuring instrument that uses the flame ionization method described above, and detects hydrocarbons by the amount of carbon (measured value is in ppmC). It cannot be applied to the calibration of the proposed hydrocarbon concentration measuring device.

特開平１０−３１９００６号公報JP-A-10-319006

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、測定対象ガスを透過した光の強度に基づいて測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定装置の校正を行うことが可能な炭化水素濃度測定装置用校正装置を提供する。   The present invention has been made in view of the situation as described above, and based on the intensity of light transmitted through the measurement target gas, among the hydrocarbons contained in the measurement target gas, a group consisting of alkanes and alkenes, from aromatic hydrocarbons Calculate the amount of light absorption in the wavelength band that each of the group and the group composed of alkyne absorb, and measure the concentration of hydrocarbons belonging to each group based on the calculated light absorption amount corresponding to each group. Provided is a calibration device for a hydrocarbon concentration measuring device capable of calibrating the hydrocarbon concentration measuring device.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、
光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記受光器により検出された光の強度に基づいて、前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を校正する炭化水素濃度測定装置用校正装置であって、
燃料を供給可能な燃料供給装置と、
燃焼用ガスを供給可能なガス供給装置と、
前記燃料供給装置により供給される燃料および前記ガス供給装置により供給される燃焼用ガスを混合した状態で気化することにより混合ガスを生成する気化装置と、
上流端部が前記気化装置に接続され、前記気化装置により供給される前記混合ガスが内部空間を通って前記上流端部から下流端部に向かって移動する反応管と、
前記反応管の中途部に配置され、前記反応管の内部空間に供給された混合ガスを加熱することにより燃焼させ、校正用ガスを生成する加熱装置と、
を具備し、
前記反応管において前記加熱装置が配置される部分よりも下流端部側となる位置に前記ガス容器を接続することにより前記ガス容器に前記校正用ガスを収容するものである。 That is, in claim 1,
A light source that generates light;
A spectroscope for periodically changing the wavelength of the light generated by the light source;
A light receiver for detecting the intensity of light whose wavelength has been varied by the spectroscope;
The optical path formed by the light source, the spectroscope and the light receiver is disposed at a position sandwiched by the spectroscope and the light receiver or a position sandwiched by the light source and the spectroscope, and can accommodate a measurement target gas, and A gas container capable of transmitting light;
Based on the intensity of light detected by the light receiver, each of a group consisting of alkanes and alkenes, a group consisting of aromatic hydrocarbons, and a group consisting of alkynes among the hydrocarbons contained in the gas to be measured is absorbed. A concentration calculation device that calculates the absorption amount of light in the wavelength band and calculates the concentration of hydrocarbons belonging to each group based on the calculated absorption amount of light corresponding to each group;
A calibration device for a hydrocarbon concentration measuring device for calibrating a hydrocarbon concentration measuring device comprising:
A fuel supply device capable of supplying fuel; and
A gas supply device capable of supplying combustion gas;
A vaporizer that generates a mixed gas by vaporizing the fuel supplied by the fuel supply device and the combustion gas supplied by the gas supply device; and
A reaction tube in which an upstream end is connected to the vaporizer, and the mixed gas supplied by the vaporizer moves through an internal space from the upstream end toward the downstream end;
A heating device that is disposed in the middle of the reaction tube and that burns the mixed gas supplied to the internal space of the reaction tube to generate a calibration gas;
Comprising
The calibration gas is accommodated in the gas container by connecting the gas container to a position on the downstream end side of the reaction tube where the heating device is disposed.

請求項２においては、
前記反応管において前記加熱装置が配置される部分よりも下流端部側となる位置にガスクロマトグラフ質量分析装置を接続することにより前記校正用ガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析装置に供給するものである。 In claim 2,
The calibration gas is supplied to the gas chromatograph mass spectrometer by connecting the gas chromatograph mass spectrometer to a position on the downstream end side of the reaction tube where the heating device is arranged.

請求項３においては、
前記反応管において前記ガス容器が接続される部分よりも下流端部側となる位置にガスクロマトグラフ質量分析装置を接続することにより前記校正用ガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析装置に供給するものである。 In claim 3,
The calibration gas is supplied to the gas chromatograph mass spectrometer by connecting the gas chromatograph mass spectrometer to a position on the downstream end side of the reaction tube where the gas container is connected.

請求項４においては、
前記反応管において前記加熱装置が配置される部分に対応する前記反応管の内部空間に配置され、前記加熱装置により加熱された状態で前記混合ガスに接触することにより前記混合ガスの燃焼を促進する燃焼促進部材を具備するものである。 In claim 4,
The reaction tube is disposed in an internal space of the reaction tube corresponding to a portion where the heating device is disposed, and promotes combustion of the mixed gas by contacting the mixed gas while being heated by the heating device. A combustion promoting member is provided.

請求項５においては、
前記燃焼促進部材は、
複数の粒状のＳｉＣを含むものである。 In claim 5,
The combustion promoting member is
It contains a plurality of granular SiC.

本発明は、測定対象ガスを透過した光の強度に基づいて測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を測定する炭化水素濃度測定装置の校正を行うことが可能である、という効果を奏する。   The present invention is based on the intensity of light transmitted through the gas to be measured, and the hydrocarbons contained in the gas to be measured are absorbed by the group consisting of alkane and alkene, the group consisting of aromatic hydrocarbons, and the group consisting of alkynes. It is possible to calibrate a hydrocarbon concentration measuring device that calculates the amount of light absorption in the wavelength band to be measured and measures the concentration of hydrocarbons belonging to each group based on the calculated amount of light absorption corresponding to each group The effect that it is.

本発明に係る炭化水素濃度測定装置用校正装置の実施の一形態を示す図。The figure which shows one Embodiment of the calibration apparatus for hydrocarbon concentration measuring apparatuses which concerns on this invention. 本発明に係る炭化水素濃度測定装置の実施の一形態を示す図。The figure which shows one Embodiment of the hydrocarbon concentration measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る炭化水素濃度測定装置の実施の一形態の光学系を示す図。The figure which shows the optical system of one Embodiment of the hydrocarbon concentration measuring apparatus which concerns on this invention.

以下では、図２および図３を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定装置の実施の一形態であるＴＨＣ測定装置１００について説明する。   Hereinafter, a THC measuring device 100 which is an embodiment of the hydrocarbon concentration measuring device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図２に示すＴＨＣ測定装置１００は、測定対象ガス１に含まれる炭化水素の濃度和（Ｔｏｔａｌ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）を測定する装置である。
「測定対象ガス」は、少なくともその一部に炭化水素を含む気体を広く指す。「測定対象ガス」の具体例としては、自動車の排気ガス等が挙げられる。
測定対象ガスに含まれる炭化水素は必ずしも常温（２５℃）かつ常圧（１気圧）において気化している必要はなく、例えば加熱することにより気化するものであっても良い。
「炭化水素」は、炭素と水素とからなる化合物である化学種を単数または複数種類含む。
炭化水素に含まれる化学種は、その構造からアルカン、アルケン、アルキン、芳香族炭化水素等に分類される。
「アルカン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ＋２（ｎ；１以上の整数）で表される鎖状飽和炭化水素を指す。なお、本発明においてはシクロアルカンはアルカンに含まれるものとする。
「シクロアルカン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ（ｎ；３以上の整数）で表される環状飽和炭化水素を指す。
「アルケン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ（ｎ；２以上の整数）で表される鎖状不飽和炭化水素を指す。
「アルキン」は、一般式ＣｎＨ２ｎ−２（ｎ；２以上の整数）で表される鎖状不飽和炭化水素を指す。
「芳香族炭化水素」は、単環または複数の環（縮合環）構造を有する炭化水素である。 The THC measurement device 100 shown in FIG. 2 is a device that measures the concentration sum (Total Hydrocarbon) of hydrocarbons contained in the measurement target gas 1.
“Measurement gas” broadly refers to a gas containing hydrocarbons at least in part. Specific examples of “measurement target gas” include automobile exhaust gas.
The hydrocarbon contained in the measurement target gas is not necessarily vaporized at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure (1 atm), and may be vaporized by heating, for example.
“Hydrocarbon” includes one or more chemical species which are compounds composed of carbon and hydrogen.
Chemical species contained in hydrocarbons are classified into alkanes, alkenes, alkynes, aromatic hydrocarbons and the like based on their structures.
“Alkane” refers to a chain saturated hydrocarbon represented by the general formula C n H 2n + 2 (n: an integer of 1 or more). In the present invention, cycloalkane is included in alkane.
“Cycloalkane” refers to a cyclic saturated hydrocarbon represented by the general formula C n H 2n (n: an integer of 3 or more).
“Alkene” refers to a chain unsaturated hydrocarbon represented by the general formula C n H 2n (n: an integer of 2 or more).
“Alkyne” refers to a chain unsaturated hydrocarbon represented by the general formula C n H 2n-2 (n: an integer of 2 or more).
An “aromatic hydrocarbon” is a hydrocarbon having a single ring or a plurality of ring (fused ring) structures.

本実施形態のＴＨＣ測定装置１００は、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、に属する炭化水素がそれぞれ異なる波長帯の光を吸収する性質を利用し、各グループに対応する波長帯の光の吸収量を検出することにより、各グループに属する炭化水素の濃度和を測定する。
なお、「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」は波数に換算して２８００ｃｍ−１以上３０００ｃｍ−１以下の波長帯であり、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」は波数に換算して３０００ｃｍ−１以上３２００ｃｍ−１以下の波長帯であり、「アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」は波数に換算して３２００ｃｍ−１以上３４００ｃｍ−１以下の波長帯である。 The THC measuring apparatus 100 of the present embodiment includes (a) a group consisting of alkanes and alkenes, (b) a group consisting of aromatic hydrocarbons, and (c) an alkyne among the hydrocarbons contained in the measurement target gas 1. By utilizing the property that the hydrocarbons belonging to each group absorb light in different wavelength bands and detecting the amount of light absorbed in the wavelength bands corresponding to each group, the concentration sum of the hydrocarbons belonging to each group is calculated. taking measurement.
Note that "alkane and waveband hydrocarbons belonging to the group consisting of alkenes absorb light" is the wavelength band 2800 cm -1 or 3000 cm -1 following in terms of wavenumber, carbide belonging to the group consisting of "aromatic hydrocarbon waveband hydrogen absorbs "is 3200 cm -1 or less in the wavelength range 3000 cm -1 or more, in terms of wavenumber," waveband hydrocarbons belonging to the group consisting of alkynes absorb light "is in terms of wavenumber 3200 cm - The wavelength band is 1 or more and 3400 cm −1 or less.

ＴＨＣ測定装置１００は、フレーム１１０、光源側光学系ユニット１２０、ガス容器４０、フォトダイオード３０、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０およびデータ処理装置９０を具備する。   The THC measurement device 100 includes a frame 110, a light source side optical system unit 120, a gas container 40, a photodiode 30, a chopper / spectrometer control device 70, a lock-in amplifier 80, and a data processing device 90.

フレーム１１０はＴＨＣ測定装置１００の他の部材、特に光学系を構成する部材の相対的な位置を保持するための構造体である。
フレーム１１０はベース部材１１１、ユニット支持部材１１２、容器支持部材１１３およびフォトダイオード支持部材１１４を具備する。 The frame 110 is a structure for holding the relative positions of other members of the THC measuring apparatus 100, particularly members constituting the optical system.
The frame 110 includes a base member 111, a unit support member 112, a container support member 113, and a photodiode support member 114.

ベース部材１１１はフレーム１１０の主たる構造体を成す部材である。フレーム１１０を構成する他の部材はベース部材１１１に固定される。   The base member 111 is a member that forms the main structure of the frame 110. Other members constituting the frame 110 are fixed to the base member 111.

ユニット支持部材１１２は光源側光学系ユニット１２０をベース部材１１１に固定する部材である。ユニット支持部材１１２の下端部はベース部材１１１に固定され、ユニット支持部材１１２の上端部は光源側光学系ユニット１２０に固定される。   The unit support member 112 is a member that fixes the light source side optical system unit 120 to the base member 111. The lower end portion of the unit support member 112 is fixed to the base member 111, and the upper end portion of the unit support member 112 is fixed to the light source side optical system unit 120.

容器支持部材１１３はガス容器４０をベース部材１１１に固定する部材である。容器支持部材１１３の下端部はベース部材１１１に固定され、容器支持部材１１３の上端部はガス容器４０に固定される。   The container support member 113 is a member that fixes the gas container 40 to the base member 111. The lower end portion of the container support member 113 is fixed to the base member 111, and the upper end portion of the container support member 113 is fixed to the gas container 40.

フォトダイオード支持部材１１４はフォトダイオード３０をベース部材１１１に固定する部材である。フォトダイオード支持部材１１４の下端部はベース部材１１１に固定され、フォトダイオード支持部材１１４の上端部はフォトダイオード３０に固定される。   The photodiode support member 114 is a member that fixes the photodiode 30 to the base member 111. The lower end portion of the photodiode support member 114 is fixed to the base member 111, and the upper end portion of the photodiode support member 114 is fixed to the photodiode 30.

光源側光学系ユニット１２０はＴＨＣ測定装置１００の光学系のうち、ガス容器４０よりも赤外ランプ１０寄りに配置される部材をまとめたものである。
光源側光学系ユニット１２０はケース１２１、赤外ランプ１０、第一集光レンズ６１、光チョッパ５０、コリメートレンズ６２、分光器２０および第二集光レンズ６３を具備する。 The light source side optical system unit 120 is a group of members arranged closer to the infrared lamp 10 than the gas container 40 in the optical system of the THC measuring apparatus 100.
The light source side optical system unit 120 includes a case 121, an infrared lamp 10, a first condenser lens 61, a light chopper 50, a collimator lens 62, a spectrometer 20, and a second condenser lens 63.

ケース１２１は箱状の部材であり、光源側光学系ユニット１２０を構成する他の部材を収容するとともに当該他の部材の相対的な位置関係を保持する。
ケース１２１はユニット支持部材１１２を介してベース部材１１１に固定される。
光源側光学系ユニット１２０に収容される各部材（ＴＨＣ測定装置１００の光学系を成す部材）の詳細については後述する。 The case 121 is a box-shaped member, and accommodates other members constituting the light source side optical system unit 120 and holds the relative positional relationship of the other members.
The case 121 is fixed to the base member 111 via the unit support member 112.
Details of each member housed in the light source side optical system unit 120 (members forming the optical system of the THC measuring apparatus 100) will be described later.

ガス容器４０は本発明に係るガス容器の実施の一形態であり、測定対象ガス１を収容する容器である。
本実施形態のガス容器４０は胴体部材４１、入口側窓部材４２および出口側窓部材４３を具備する。 The gas container 40 is an embodiment of the gas container according to the present invention, and is a container that houses the measurement target gas 1.
The gas container 40 of the present embodiment includes a body member 41, an inlet side window member 42, and an outlet side window member 43.

胴体部材４１はガス容器４０の主たる構造体を成す円筒形状の部材である。
胴体部材４１は、後述する反応管２６０（図１参照）に接続され、胴体部材４１の内部を測定対象ガス１（ここでは、排気ガス）が通過する。胴体部材４１は容器支持部材１１３を介してベース部材１１１に固定される。 The body member 41 is a cylindrical member forming the main structure of the gas container 40.
The body member 41 is connected to a reaction tube 260 (see FIG. 1) described later, and the measurement target gas 1 (here, exhaust gas) passes through the inside of the body member 41. The body member 41 is fixed to the base member 111 via the container support member 113.

入口側窓部材４２および出口側窓部材４３は胴体部材４１に形成された二つの開口部に嵌設されたガラスまたは石英からなる部材である。   The entrance side window member 42 and the exit side window member 43 are members made of glass or quartz fitted into two openings formed in the body member 41.

フォトダイオード３０はフォトダイオード支持部材１１４を介してベース部材１１１に固定される。フォトダイオード３０の詳細については後述する。   The photodiode 30 is fixed to the base member 111 via the photodiode support member 114. Details of the photodiode 30 will be described later.

以下では、ＴＨＣ測定装置１００の光学系について説明する。
図３に示す如く、ＴＨＣ測定装置１００の光学系は、赤外ランプ１０、分光器２０、フォトダイオード３０、第一集光レンズ６１、コリメートレンズ６２、第二集光レンズ６３および光チョッパ５０により構成される。 Hereinafter, the optical system of the THC measurement apparatus 100 will be described.
As shown in FIG. 3, the optical system of the THC measurement apparatus 100 includes an infrared lamp 10, a spectroscope 20, a photodiode 30, a first condenser lens 61, a collimator lens 62, a second condenser lens 63, and an optical chopper 50. Composed.

赤外ランプ１０は本発明に係る光源の実施の一形態であり、ＴＨＣ測定装置１００の光学系の最上流部を成す部材である。
図２に示す如く、赤外ランプ１０はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
本実施形態の赤外ランプ１０は赤外光を発生させるものであり、赤外ランプ１０により発生する赤外光の波長帯は、「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素が吸収する波長帯」を全て含む。 The infrared lamp 10 is an embodiment of a light source according to the present invention, and is a member that forms the most upstream part of the optical system of the THC measurement apparatus 100.
As shown in FIG. 2, the infrared lamp 10 is fixed at a predetermined position inside the case 121.
The infrared lamp 10 of the present embodiment generates infrared light, and the wavelength band of infrared light generated by the infrared lamp 10 is “wavelength band absorbed by hydrocarbons belonging to the group consisting of alkanes and alkenes”. ”,“ Wavelength band absorbed by hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons ”, and“ wavelength band absorbed by hydrocarbons belonging to the group consisting of alkynes ”.

本実施形態の赤外ランプ１０は赤外光を発生するが、本発明に係る光源はこれに限定されない。これは、本発明に係る光源が発生する光（の波長）は測定対象ガスが吸収する波長帯に応じて適宜選択されるものであることによる。
すなわち、本発明に係る光源により発生する光には、赤外光、可視光、および紫外光が含まれる。 The infrared lamp 10 of the present embodiment generates infrared light, but the light source according to the present invention is not limited to this. This is because the light (wavelength) generated by the light source according to the present invention is appropriately selected according to the wavelength band absorbed by the measurement target gas.
That is, the light generated by the light source according to the present invention includes infrared light, visible light, and ultraviolet light.

分光器２０は本発明に係る分光器の実施の一形態であり、赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させるものである。
図３に示す如く、分光器２０はグレーティング２１およびＭＥＭＳミラー２６を具備する。 The spectroscope 20 is an embodiment of the spectroscope according to the present invention, and periodically changes the wavelength of light generated by the infrared lamp 10.
As shown in FIG. 3, the spectroscope 20 includes a grating 21 and a MEMS mirror 26.

グレーティング２１は赤外ランプ１０により発生した光を回折させることにより波長毎に分光するものである。
本実施形態のグレーティング２１は溝が多数（１ｍｍに数百から数千本程度）形成された回折格子である。グレーティング２１に入射された光は回折されて波長毎に分光され、分光された光は波長に応じて異なる反射角度（回折角度）で反射される。
図２に示す如く、グレーティング２１はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。 The grating 21 diffracts the light generated by the infrared lamp 10 to divide the light for each wavelength.
The grating 21 of the present embodiment is a diffraction grating in which a large number of grooves (several hundreds to thousands of grooves per 1 mm) are formed. The light incident on the grating 21 is diffracted and dispersed for each wavelength, and the dispersed light is reflected at different reflection angles (diffraction angles) depending on the wavelength.
As shown in FIG. 2, the grating 21 is fixed at a predetermined position inside the case 121.

ＭＥＭＳミラー２６はグレーティング２１により反射された光を所定の方向に反射するものである。ＭＥＭＳミラー２６はいわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術により製造される。
図２に示す如く、ＭＥＭＳミラー２６はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図３に示す如く、ＭＥＭＳミラー２６は基部２６ａおよび回動部２６ｂを有する。 The MEMS mirror 26 reflects the light reflected by the grating 21 in a predetermined direction. The MEMS mirror 26 is manufactured by a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.
As shown in FIG. 2, the MEMS mirror 26 is fixed at a predetermined position inside the case 121.
As shown in FIG. 3, the MEMS mirror 26 has a base portion 26a and a rotating portion 26b.

基部２６ａは平板状の部材であり、その中央部には開口部２６ｃが形成される。   The base 26a is a flat plate-like member, and an opening 26c is formed at the center.

回動部２６ｂは平板状の部材であり、開口部２６ｃに収容される位置に配置され、基部２６ａに対して回動可能に連結され、支持される。回動部２６ｂは、基部２６ａとの連結部分が弾性的に捻れることにより基部２６ａに対して回動する。
図２に示す如く、回動部２６ｂに力が作用していない状態では回動部２６ｂと基部２６ａとの連結部分が弾性的に捻れておらず、回動部２６ｂは基部２６ａの一対の板面と回動部２６ｂの板面とが平行となる姿勢（基準姿勢）で保持される。
回動部２６ｂの一方の板面には金、アルミニウム等の薄膜が形成され、当該薄膜がＭＥＭＳミラー２６の反射面を成す。 The rotation part 26b is a flat plate-like member, is disposed at a position accommodated in the opening 26c, and is rotatably connected to and supported by the base part 26a. The rotating part 26b rotates with respect to the base part 26a by elastically twisting the connecting part with the base part 26a.
As shown in FIG. 2, when no force is applied to the rotating portion 26b, the connecting portion of the rotating portion 26b and the base portion 26a is not elastically twisted, and the rotating portion 26b is a pair of plates of the base portion 26a. The surface is held in a posture (reference posture) in which the plate surface of the rotating portion 26b is parallel.
A thin film made of gold, aluminum, or the like is formed on one plate surface of the rotating portion 26 b, and the thin film forms a reflective surface of the MEMS mirror 26.

本実施形態のＭＥＭＳミラー２６はいわゆる電磁力式のミラーである。
基部２６ａには開口部２６ｃ、ひいては回動部２６ｂを挟む形で一対の永久磁石が埋め込まれる。従って、回動部２６ｂは当該一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置されることとなる。
また、回動部２６ｂには外部から電圧を印加可能な配線が形成される。 The MEMS mirror 26 of this embodiment is a so-called electromagnetic force type mirror.
A pair of permanent magnets are embedded in the base portion 26a so as to sandwich the opening portion 26c and eventually the rotating portion 26b. Accordingly, the rotating portion 26b is disposed in a magnetic field formed by the pair of permanent magnets.
In addition, a wiring capable of applying a voltage from the outside is formed in the rotating portion 26b.

回動部２６ｂに形成された配線に電圧を印加すると、一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置された回動部２６ｂにローレンツ力が作用する。その結果、回動部２６ｂが基部２６ａに対して回動し、回動部２６ｂに形成された反射面の角度が変更される。
回動部２６ｂに作用するローレンツ力の大きさは、回動部２６ｂに形成された配線に印可される電圧値、ひいては電流値に対応した大きさを有する。
従って、回動部２６ｂに形成された配線に印可される電圧値（電流値）を調整することにより、回動部２６ｂの回動角度、ひいてはＭＥＭＳミラー２６の反射角度を調整することが可能である。 When a voltage is applied to the wiring formed in the rotating part 26b, Lorentz force acts on the rotating part 26b arranged in a magnetic field formed by a pair of permanent magnets. As a result, the rotation part 26b rotates with respect to the base part 26a, and the angle of the reflective surface formed in the rotation part 26b is changed.
The magnitude of the Lorentz force acting on the rotating part 26b has a magnitude corresponding to the voltage value applied to the wiring formed on the rotating part 26b, and consequently the current value.
Therefore, by adjusting the voltage value (current value) applied to the wiring formed in the rotating portion 26b, the rotating angle of the rotating portion 26b and consequently the reflection angle of the MEMS mirror 26 can be adjusted. is there.

ＭＥＭＳミラー２６の反射角度が変化すると、ＭＥＭＳミラー２６により所定の方向（本実施形態では、フォトダイオード３０に向かう方向）に反射される光がグレーティング２１から入射される角度が変化する。
従って、ＭＥＭＳミラー２６の反射角度を調整することにより、ＭＥＭＳミラー２６により所定の方向に反射される光の波長を調整することが可能である。 When the reflection angle of the MEMS mirror 26 changes, the angle at which the light reflected by the MEMS mirror 26 in a predetermined direction (in this embodiment, the direction toward the photodiode 30) is incident from the grating 21 changes.
Therefore, by adjusting the reflection angle of the MEMS mirror 26, the wavelength of light reflected by the MEMS mirror 26 in a predetermined direction can be adjusted.

また、回動部２６ｂに形成された配線への電圧の印加を停止すると、回動部２６ｂは基部２６ａとの連結部分の弾性的な捻れ変形を解消するべく回動し、基準姿勢に戻る。
従って、回動部２６ｂに形成された配線に所定の周波数で電圧を印加することにより、回動部２６ｂは当該所定の周波数で揺動し、ＭＥＭＳミラー２６により所定の方向に反射される光が周期的に波長変動する（光の波長が周期的に変動する）。
以下、ＭＥＭＳミラー２６の回動部２６ｂが揺動する周期を「分光器２０の分光周期」という。 Further, when the application of voltage to the wiring formed in the rotating portion 26b is stopped, the rotating portion 26b rotates to eliminate the elastic torsional deformation of the connecting portion with the base portion 26a and returns to the reference posture.
Therefore, by applying a voltage at a predetermined frequency to the wiring formed in the rotation unit 26b, the rotation unit 26b swings at the predetermined frequency, and the light reflected in the predetermined direction by the MEMS mirror 26 is reflected. Wavelength fluctuates periodically (light wavelength fluctuates periodically).
Hereinafter, the period in which the rotating portion 26b of the MEMS mirror 26 swings is referred to as “spectral period of the spectroscope 20”.

本実施形態のＭＥＭＳミラー２６はいわゆる電磁力式のミラーであるが、本発明に係るＭＥＭＳミラーはこれに限定されず、他の駆動形式（例えば、静電式、圧電式、熱歪式）で基部に対して回動部を回動させても良い。
本発明に係るＭＥＭＳミラーは市販のＭＥＭＳミラーにより達成することが可能である。 The MEMS mirror 26 of the present embodiment is a so-called electromagnetic force type mirror, but the MEMS mirror according to the present invention is not limited to this, and may be of other driving types (for example, electrostatic type, piezoelectric type, thermal strain type). You may rotate a rotation part with respect to a base.
The MEMS mirror according to the present invention can be achieved by a commercially available MEMS mirror.

フォトダイオード３０は本発明に係る受光器の実施の一形態であり、分光器２０により波長変動された光の強度を検出するものである。
本実施形態のフォトダイオード３０は受光した光の強度を検出する半導体素子からなり、受光した光の強度に応じた電気信号を出力（送信）する。 The photodiode 30 is an embodiment of a light receiver according to the present invention, and detects the intensity of light whose wavelength has been varied by the spectrometer 20.
The photodiode 30 of the present embodiment is composed of a semiconductor element that detects the intensity of received light, and outputs (transmits) an electrical signal corresponding to the intensity of the received light.

図２および図３において二点鎖線で示す如く、ＴＨＣ測定装置１００の光学系は、赤外ランプ１０から分光器２０、ガス容器４０を経てフォトダイオード３０に至る光路Ａを形成する。
図２に示す如く、ガス容器４０は光路Ａにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置に配置される。
赤外ランプ１０により発生した光は、分光器２０により周期的に波長変動された状態で入口側窓部材４２を透過して胴体部材４１の内部に進入する。胴体部材４１の内部に進入した光は胴体部材４１の内部に収容されている測定対象物を透過し、次いで出口側窓部材４３を透過して胴体部材４１の外部（ガス容器４０の外部）に導かれ、フォトダイオード３０により受光される。 2 and 3, the optical system of the THC measurement apparatus 100 forms an optical path A from the infrared lamp 10 to the photodiode 30 through the spectroscope 20 and the gas container 40.
As shown in FIG. 2, the gas container 40 is disposed at a position sandwiched between the spectroscope 20 and the photodiode 30 in the optical path A.
The light generated by the infrared lamp 10 passes through the entrance-side window member 42 and enters the body member 41 in a state where the wavelength is periodically changed by the spectrometer 20. The light that has entered the body member 41 passes through the measurement object accommodated in the body member 41, then passes through the exit-side window member 43, and enters the outside of the body member 41 (outside the gas container 40). Guided and received by the photodiode 30.

第一集光レンズ６１は赤外ランプ１０により発生する光を集光（収束）する光学素子である。
図２に示す如く、第一集光レンズ６１はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図３に示す如く、第一集光レンズ６１は光路Ａにおいて赤外ランプ１０および分光器２０により挟まれる位置に配置される。 The first condenser lens 61 is an optical element that condenses (converges) the light generated by the infrared lamp 10.
As shown in FIG. 2, the first condenser lens 61 is fixed at a predetermined position inside the case 121.
As shown in FIG. 3, the first condenser lens 61 is disposed at a position between the infrared lamp 10 and the spectroscope 20 in the optical path A.

コリメートレンズ６２は第一集光レンズ６１により集光された光を平行光とし、分光器２０（より詳細には、グレーティング２１）に照射する光学素子である。
図２に示す如く、コリメートレンズ６２はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図３に示す如く、コリメートレンズ６２は光路Ａにおいて赤外ランプ１０および分光器２０により挟まれ、かつ第一集光レンズ６１よりも下流側となる位置に配置される。
また、コリメートレンズ６２は第一集光レンズ６１により集光された光の焦点Ｂ（図３中の白丸）よりも光路Ａにおいて下流側となる位置に配置される。 The collimating lens 62 is an optical element that irradiates the spectroscope 20 (more specifically, the grating 21) with the light collected by the first condenser lens 61 as parallel light.
As shown in FIG. 2, the collimating lens 62 is fixed at a predetermined position inside the case 121.
As shown in FIG. 3, the collimating lens 62 is sandwiched between the infrared lamp 10 and the spectroscope 20 in the optical path A, and is disposed at a position downstream of the first condenser lens 61.
Further, the collimating lens 62 is disposed at a position downstream of the focal point B (white circle in FIG. 3) of the light collected by the first condenser lens 61 in the optical path A.

第二集光レンズ６３は分光器２０により波長変動された光を集光（収束）してフォトダイオード３０に照射する（受光させる）光学素子である。
図２に示す如く、第二集光レンズ６３はケース１２１においてガス容器４０の入口側窓部材４２に対向する位置に形成された開口部に嵌設され、光源側光学系ユニット１２０の内部から外部に光を照射する窓としての機能を兼ねる。 The second condenser lens 63 is an optical element that condenses (converges) the light whose wavelength has been changed by the spectroscope 20 and irradiates (receives) light to the photodiode 30.
As shown in FIG. 2, the second condensing lens 63 is fitted in an opening formed in the case 121 at a position facing the inlet side window member 42 of the gas container 40, and from the inside of the light source side optical system unit 120 to the outside. Also serves as a window to irradiate light.

光チョッパ５０はＭＥＭＳチョッパ部材５１およびスリット部材５６を具備する。
図２に示す如く、光チョッパ５０はケース１２１の内部の所定の位置に固定される。
図３に示す如く、光チョッパ５０は光路Ａにおいて赤外ランプ１０および分光器２０により挟まれる位置、より詳細には第一集光レンズ６１およびコリメートレンズ６２により挟まれる位置に配置される。 The optical chopper 50 includes a MEMS chopper member 51 and a slit member 56.
As shown in FIG. 2, the optical chopper 50 is fixed at a predetermined position inside the case 121.
As shown in FIG. 3, the optical chopper 50 is disposed at a position sandwiched between the infrared lamp 10 and the spectroscope 20 in the optical path A, more specifically at a position sandwiched between the first condenser lens 61 and the collimating lens 62.

ＭＥＭＳチョッパ部材５１はいわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術により製造される。
図３に示す如く、ＭＥＭＳチョッパ部材５１は基部５１ａおよび回動部５１ｂを有する。 The MEMS chopper member 51 is manufactured by a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique.
As shown in FIG. 3, the MEMS chopper member 51 has a base portion 51a and a rotating portion 51b.

基部５１ａは一対の板面を有する平板状の部材であり、基部５１ａの中央部には基部５１ａの一対の板面を貫通する開口部５１ｃが形成される。   The base 51a is a flat plate member having a pair of plate surfaces, and an opening 51c penetrating the pair of plate surfaces of the base 51a is formed at the center of the base 51a.

回動部５１ｂは平板状の部材であり、開口部５１ｃに収容される位置に配置され、基部５１ａに対して回動可能に連結され、支持される。回動部５１ｂは、基部５１ａとの連結部分が弾性的に捻れることにより基部５１ａに対して回動する。
図３に示す如く、回動部５１ｂに力が作用していない状態では回動部５１ｂと基部５１ａとの連結部分が弾性的に捻れておらず、回動部５１ｂは基部５１ａの一対の板面と回動部５１ｂの板面とが平行となる姿勢（基準姿勢）で保持される。その結果、開口部５１ｃは回動部５１ｂにより閉塞された（閉じられた）状態となる。 The rotation part 51b is a flat plate-like member, is disposed at a position accommodated in the opening 51c, and is rotatably connected to and supported by the base 51a. The rotating part 51b rotates with respect to the base 51a by elastically twisting the connecting part with the base 51a.
As shown in FIG. 3, when no force is applied to the rotating portion 51b, the connecting portion between the rotating portion 51b and the base portion 51a is not elastically twisted, and the rotating portion 51b is a pair of plates of the base portion 51a. The surface is held in a posture (reference posture) in which the plate surface of the rotating portion 51b is parallel. As a result, the opening 51c is closed (closed) by the rotating portion 51b.

本実施形態のＭＥＭＳチョッパ部材５１はいわゆる電磁力式のアクチュエータである。
基部５１ａには開口部５１ｃ、ひいては回動部５１ｂを挟む形で一対の永久磁石が埋め込まれる。従って、回動部５１ｂは当該一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置されることとなる。
また、回動部５１ｂには外部から電圧を印加可能な配線が形成される。 The MEMS chopper member 51 of this embodiment is a so-called electromagnetic force type actuator.
A pair of permanent magnets are embedded in the base 51a so as to sandwich the opening 51c, and thus the rotating part 51b. Therefore, the rotating part 51b is disposed in a magnetic field formed by the pair of permanent magnets.
In addition, a wiring capable of applying a voltage from the outside is formed in the rotating portion 51b.

回動部５１ｂは、電圧の印加状態に対応して基部５１ａに対して回動する。
すなわち、回動部５１ｂに形成された配線に電圧を印加すると、一対の永久磁石により形成される磁界の中に配置された回動部５１ｂにはローレンツ力が作用する。その結果、回動部５１ｂが基部５１ａに対して回動し、開口部５１ｃ（厳密には、開口部５１ｃの一部）が開いた状態となる。 The rotating part 51b rotates with respect to the base part 51a corresponding to the voltage application state.
That is, when a voltage is applied to the wiring formed in the rotating part 51b, Lorentz force acts on the rotating part 51b arranged in a magnetic field formed by a pair of permanent magnets. As a result, the rotating part 51b rotates with respect to the base part 51a, and the opening 51c (strictly, a part of the opening 51c) is opened.

また、回動部５１ｂに形成された配線への電圧の印加を停止すると、回動部５１ｂは基部５１ａとの連結部分の弾性的な捻れ変形を解消するべく回動し、基準姿勢に戻る。
従って、回動部５１ｂに形成された配線に所定の周波数で電圧を印加することにより、回動部５１ｂは当該所定の周波数で揺動し、開口部５１ｃを開閉する。 Further, when the application of the voltage to the wiring formed in the rotating portion 51b is stopped, the rotating portion 51b rotates to eliminate the elastic twisting deformation of the connecting portion with the base 51a and returns to the reference posture.
Therefore, by applying a voltage at a predetermined frequency to the wiring formed in the rotating portion 51b, the rotating portion 51b swings at the predetermined frequency and opens and closes the opening 51c.

図３において実線で示す如く、回動部５１ｂが基準姿勢をとっているとき、第一集光レンズ６１により集光された光は回動部５１ｂにより遮断され、フォトダイオード３０に到達しない。回動部５１ｂが基準姿勢をとることにより、光が光チョッパ５０により遮断される状態を「遮断状態」という。
図３において点線で示す如く、回動部５１ｂが基部５１ａに対して回動した姿勢をとっているとき、第一集光レンズ６１により集光された光は回動部５１ｂに遮断されずに開口部５１ｃを通過し、フォトダイオード３０に到達する。回動部５１ｂが基部５１ａに対して回動した姿勢をとることにより、光が光チョッパ５０を通過する状態を「通過状態」という。
このように、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂは、回動することにより「通過状態」および「遮断状態」のいずれかの状態に切り替えることが可能である。
以下、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂが回動（揺動）する周期、より厳密には通過状態の開始から遮断状態への移行を経て再び通過状態に移行するまでの周期を「光チョッパ５０のチョッピング周期」という。 As shown by a solid line in FIG. 3, when the rotating unit 51 b is in the reference posture, the light collected by the first condenser lens 61 is blocked by the rotating unit 51 b and does not reach the photodiode 30. A state in which light is blocked by the light chopper 50 when the rotating unit 51b takes the reference posture is referred to as a “blocking state”.
As shown by the dotted line in FIG. 3, when the rotating part 51b is in the attitude of rotating with respect to the base part 51a, the light collected by the first condenser lens 61 is not blocked by the rotating part 51b. It passes through the opening 51c and reaches the photodiode 30. A state in which light passes through the light chopper 50 when the rotating unit 51b is rotated with respect to the base 51a is referred to as a “passing state”.
Thus, the rotation part 51b of the MEMS chopper member 51 can be switched to either the “passing state” or the “cut-off state” by rotating.
Hereinafter, the cycle in which the rotating portion 51b of the MEMS chopper member 51 rotates (swings), more precisely, the cycle from the start of the passing state to the transition to the passing state through the transition to the blocking state is referred to as “optical chopper”. 50 chopping cycles.

本実施形態のＭＥＭＳチョッパ部材５１はいわゆる電磁力式のアクチュエータであるが、本発明に係るＭＥＭＳチョッパ部材はこれに限定されず、他の駆動形式（例えば、静電式、圧電式、熱歪式）で基部に対して回動部を回動させても良い。
また、市販のＭＥＭＳミラーその他のＭＥＭＳアクチュエータを本発明に係るＭＥＭＳチョッパ部材として流用することが可能である。 The MEMS chopper member 51 of the present embodiment is a so-called electromagnetic force type actuator, but the MEMS chopper member according to the present invention is not limited to this, and other drive types (for example, electrostatic type, piezoelectric type, thermal strain type). ) May rotate the rotating portion relative to the base.
Further, a commercially available MEMS mirror or other MEMS actuator can be used as the MEMS chopper member according to the present invention.

「光チョッパ５０のチョッピング周期」は、「分光器２０の分光周期」よりも短くなるように設定される（光チョッパ５０のチョッピング周波数は、分光器２０の分光周波数よりも大きくなるように設定される）。
既存のＭＥＭＳミラーを流用してＭＥＭＳチョッパ部材５１を構成した場合、光チョッパ５０のチョッピング周期を１０μｓｅｃ〜１００μｓｅｃ程度に設定することが可能である（光チョッパ５０のチョッピング周波数を１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度に設定することが可能である）。
従って、光チョッパ５０のチョッピング周期よりも短くならない範囲で「分光器２０の分光周期」を短くすることが可能であり、ＴＨＣ測定装置１００の高速応答性（リアルタイム性）の向上に寄与する。ここでいう高速応答性とは、ごく短時間における測定対象ガスの組成変動（本実施形態では、炭化水素濃度の変動）を精度良く検出可能であることを指す。 The “chopping period of the optical chopper 50” is set to be shorter than the “spectral period of the spectrometer 20” (the chopping frequency of the optical chopper 50 is set to be higher than the spectral frequency of the spectrometer 20). )
When the MEMS chopper member 51 is configured by diverting an existing MEMS mirror, the chopping cycle of the optical chopper 50 can be set to about 10 μsec to 100 μsec (the chopping frequency of the optical chopper 50 is set to about 10 kHz to 100 kHz). Is possible).
Therefore, it is possible to shorten the “spectral period of the spectroscope 20” within a range that does not become shorter than the chopping period of the optical chopper 50, which contributes to the improvement of the high-speed response (real-time property) of the THC measurement apparatus 100. Here, the high-speed response means that it is possible to accurately detect the composition variation (in this embodiment, variation in hydrocarbon concentration) of the measurement target gas in a very short time.

図３に示す如く、本実施形態では、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の開口部５１ｃは焦点Ｂに対応する位置（焦点Ｂの近傍となる位置）に配置される。
このように構成することにより、赤外ランプ１０により発生した光が細く収束された状態で開口部５１ｃを通過することとなり、回動部５１ｂが基準姿勢から大きく回動しなくても「通過状態」と「遮断状態」との切り替えを行うことが可能であり、光チョッパ５０のチョッピング周期をより短くすることが可能である。
このチョッピングにより受光強度は強くなり（周波数領域にもよるが、受光素子は高周波数になるほど感度が大きい）、ひいてはＳ／Ｎ比を大きくすることが可能である。また、ロックインアンプを組み合わせることによりノイズ成分の除去を効果的に行うことが可能であり、Ｓ／Ｎ比をさらに大きくすることが可能である。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the opening 51 c of the MEMS chopper member 51 is disposed at a position corresponding to the focal point B (a position near the focal point B).
With this configuration, the light generated by the infrared lamp 10 passes through the opening 51c in a state where the light is converged finely, and the “passing state” can be achieved even if the rotating portion 51b does not rotate significantly from the reference posture. "And" blocking state "can be switched, and the chopping cycle of the optical chopper 50 can be further shortened.
By this chopping, the light receiving intensity is increased (depending on the frequency region, the sensitivity of the light receiving element is higher as the frequency is higher), and thus the S / N ratio can be increased. Further, by combining a lock-in amplifier, it is possible to effectively remove noise components, and it is possible to further increase the S / N ratio.

本実施形態では回動部５１ｂが基準姿勢となるときには回動部５１ｂにより開口部５１ｃが閉塞されるが、ここでいう「閉塞される」とは、開口部５１ｃが回動部５１ｂにより完全に密閉される（開口部５１ｃの端面と回動部５１ｂとの間に隙間が無い）ことを指すのではなく、光が開口部５１ｃを通過出来ない程度に覆われることを指す。   In the present embodiment, the opening 51c is closed by the turning portion 51b when the turning portion 51b is in the reference posture. The term “closed” here means that the opening 51c is completely closed by the turning portion 51b. It does not indicate that it is sealed (there is no gap between the end surface of the opening 51c and the rotating portion 51b), but indicates that the light is covered to the extent that it cannot pass through the opening 51c.

スリット部材５６は赤外ランプ１０により発生した光を絞る（外乱光を光路Ａから排除することによりＴＨＣ測定装置１００の波長分解能を向上させる）ものである。
スリット部材５６は一対の板面を有する板状の部材であり、スリット部材５６にはスリット部材５６の一対の板面を貫通する溝であるスリット５６ａが形成される。 The slit member 56 narrows the light generated by the infrared lamp 10 (excludes disturbance light from the optical path A, thereby improving the wavelength resolution of the THC measurement apparatus 100).
The slit member 56 is a plate-like member having a pair of plate surfaces, and the slit member 56 is formed with a slit 56 a that is a groove penetrating the pair of plate surfaces of the slit member 56.

スリット部材５６はＭＥＭＳチョッパ部材５１に隣接する位置に配置される。本実施形態では、スリット部材５６はＭＥＭＳチョッパ部材５１の後側の板面（ＭＥＭＳチョッパ部材５１の基部５１ａの一対の板面のうち、光路Ａの下流側となる板面）に貼り合わされる形で固定される。
従って、ＭＥＭＳチョッパ部材５１は光の光路Ａにおいてスリット部材５６よりも上流側に配置される（スリット部材５６は光の光路ＡにおいてＭＥＭＳチョッパ部材５１よりも下流側に配置される）こととなる。
このように構成することは、以下の利点を有する。すなわち、仮にＭＥＭＳチョッパ部材を光の光路においてスリット部材よりも下流側に配置した場合には、ＭＥＭＳチョッパ部材の回動部により遮断（反射）された光の一部がスリット部材により更に反射されて外乱光となり、ＭＥＭＳチョッパ部材の基部の開口部を通過して分光器、ひいては受光器に到達し、受光器による光の強度の検出精度を低下させる場合がある。
そのため、ＭＥＭＳチョッパ部材を光の光路においてスリット部材よりも下流側に配置する場合には、このような外乱光の影響を排除するためにスリット部材の形状、表面の色、配置等を別途工夫する必要があるが、本実施形態の如くスリット部材５６を光の光路ＡにおいてＭＥＭＳチョッパ部材５１よりも下流側に配置した場合には回動部５１ｂにより遮断（反射）された光がスリット部材５６により再度反射されることが無いので、容易に外乱光の影響を排除することが可能であり、ひいてはＴＨＣ測定装置１００の波長分解能を向上させることが可能である。 The slit member 56 is disposed at a position adjacent to the MEMS chopper member 51. In the present embodiment, the slit member 56 is bonded to the rear plate surface of the MEMS chopper member 51 (the plate surface on the downstream side of the optical path A among the pair of plate surfaces of the base portion 51a of the MEMS chopper member 51). It is fixed with.
Therefore, the MEMS chopper member 51 is disposed upstream of the slit member 56 in the light optical path A (the slit member 56 is disposed downstream of the MEMS chopper member 51 in the light optical path A).
This configuration has the following advantages. That is, if the MEMS chopper member is disposed downstream of the slit member in the optical path of light, a part of the light blocked (reflected) by the rotating portion of the MEMS chopper member is further reflected by the slit member. In some cases, the light becomes disturbance light, passes through the opening of the base portion of the MEMS chopper member, reaches the spectroscope, and eventually the light receiver, and decreases the detection accuracy of the light intensity by the light receiver.
Therefore, when the MEMS chopper member is arranged downstream of the slit member in the optical path of the light, the shape, surface color, arrangement, etc. of the slit member are separately devised in order to eliminate the influence of such disturbance light. Although it is necessary, when the slit member 56 is arranged on the downstream side of the MEMS chopper member 51 in the optical path A of the light as in this embodiment, the light blocked (reflected) by the rotating portion 51b is caused by the slit member 56. Since it is not reflected again, it is possible to easily eliminate the influence of disturbance light, and it is possible to improve the wavelength resolution of the THC measurement apparatus 100.

ＭＥＭＳチョッパ部材５１に固定されたスリット部材５６のスリット５６ａは、焦点Ｂに対応する位置（焦点Ｂの近傍となる位置）に配置される。
このように構成することにより、赤外ランプ１０により発生した光が細く収束された状態でスリット５６ａを通過することとなり、スリット５６ａを通過する光の光量を確保しつつスリット５６ａを極力細くして外乱光の影響を排除することが可能であり、ＴＨＣ測定装置１００のＳ／Ｎ比の向上と波長分解能の向上とを両立することが可能である。 The slit 56a of the slit member 56 fixed to the MEMS chopper member 51 is disposed at a position corresponding to the focal point B (a position near the focal point B).
With this configuration, the light generated by the infrared lamp 10 passes through the slit 56a in a state where the light is converged finely, and the slit 56a is made as thin as possible while ensuring the amount of light passing through the slit 56a. It is possible to eliminate the influence of disturbance light, and to improve both the S / N ratio of the THC measurement apparatus 100 and the wavelength resolution.

既存のＭＥＭＳミラーを流用してＭＥＭＳチョッパ部材５１を構成した場合、ＭＥＭＳチョッパ部材５１を例えば縦２０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ５ｍｍ程度の大きさに抑えることが可能である。また、スリット部材５６の厚さも数ｍｍ程度に抑えることが可能である。
従って、ＭＥＭＳチョッパ部材５１およびスリット部材５６を合わせたサイズ、すなわち光チョッパ５０を全体としてコンパクトにすることが可能であり、光チョッパ５０を小型化することが可能である。
また、光チョッパ５０を小型化することにより、ＴＨＣ測定装置１００の光学系全体を小型化することが可能である。ＴＨＣ測定装置１００を小型化することは、ＴＨＣ測定装置１００を自動車に取り付けて走行中の自動車の排気ガスの分析を行う場合に特に有効である。 When the MEMS chopper member 51 is configured by diverting an existing MEMS mirror, the MEMS chopper member 51 can be suppressed to a size of, for example, about 20 mm long × 30 mm wide × 5 mm thick. Further, the thickness of the slit member 56 can be suppressed to about several mm.
Accordingly, the size of the MEMS chopper member 51 and the slit member 56, that is, the optical chopper 50 can be made compact as a whole, and the optical chopper 50 can be downsized.
Further, by reducing the size of the optical chopper 50, it is possible to reduce the size of the entire optical system of the THC measuring apparatus 100. Downsizing the THC measuring device 100 is particularly effective when the exhaust gas of a running vehicle is analyzed with the THC measuring device 100 attached to the vehicle.

以下では、ＴＨＣ測定装置１００の制御系について説明する。
図２に示す如く、ＴＨＣ測定装置１００の制御系は、チョッパ・分光器制御装置７０、ロックインアンプ８０およびデータ処理装置９０により構成される。 Hereinafter, a control system of the THC measurement apparatus 100 will be described.
As shown in FIG. 2, the control system of the THC measurement device 100 is configured by a chopper / spectrometer control device 70, a lock-in amplifier 80, and a data processing device 90.

チョッパ・分光器制御装置７０は光チョッパ５０および分光器２０のＭＥＭＳミラー２６の動作を制御する装置である。
チョッパ・分光器制御装置７０は光チョッパ５０、より厳密にはＭＥＭＳチョッパ部材５１に接続され、ＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂに形成された配線に所定の周期（チョッピング周期に対応する周期）の電圧を印加することが可能である。
チョッパ・分光器制御装置７０はＭＥＭＳミラー２６に接続され、ＭＥＭＳミラー２６の回動部２６ｂに形成された配線に所定の周期（分光周期に対応する周期）の電圧を印加することが可能である。
チョッパ・分光器制御装置７０はＭＥＭＳミラー駆動制御用の発振回路であり、周波数設定可能なものであれば、汎用的なもので達成することが可能である。 The chopper / spectrometer control device 70 is a device that controls the operation of the optical chopper 50 and the MEMS mirror 26 of the spectroscope 20.
The chopper / spectrometer control device 70 is connected to the optical chopper 50, more precisely, to the MEMS chopper member 51, and has a predetermined period (period corresponding to the chopping period) in the wiring formed in the rotating part 51b of the MEMS chopper member 51. It is possible to apply a voltage of
The chopper / spectrometer control device 70 is connected to the MEMS mirror 26, and can apply a voltage having a predetermined period (a period corresponding to the spectroscopic period) to the wiring formed in the rotating portion 26b of the MEMS mirror 26. .
The chopper / spectrometer control device 70 is an oscillation circuit for MEMS mirror drive control, and can be achieved by a general purpose device as long as the frequency can be set.

ロックインアンプ８０はフォトダイオード３０により受光された光の強度に応じた電気信号（測定信号）からノイズ成分を除去するものである。
ロックインアンプ８０はフォトダイオード３０に接続され、フォトダイオード３０から測定信号を受信することが可能である。
ロックインアンプ８０はチョッパ・分光器制御装置７０に接続され、チョッパ・分光器制御装置７０がＭＥＭＳチョッパ部材５１の回動部５１ｂに形成された配線に印可する電圧のタイミングを示す信号（参照信号）、およびＭＥＭＳミラー２６の回動部２６ｂに形成された配線に印加される電圧のタイミングを示す信号（分光周期信号）をチョッパ・分光器制御装置７０から受信することが可能である。
ロックインアンプ８０は測定信号および参照信号に基づいてノイズ成分が除去された測定信号（補正測定信号）を生成する。
ロックインアンプ８０は既知のロックインアンプまたはこれと等価な機能を発現する回路等により達成される。 The lock-in amplifier 80 removes a noise component from an electrical signal (measurement signal) corresponding to the intensity of light received by the photodiode 30.
The lock-in amplifier 80 is connected to the photodiode 30 and can receive a measurement signal from the photodiode 30.
The lock-in amplifier 80 is connected to the chopper / spectrometer control device 70, and a signal (reference signal) indicating the timing of the voltage applied to the wiring formed in the rotating part 51 b of the MEMS chopper member 51 by the chopper / spectrometer control device 70. ), And a signal (spectral period signal) indicating the timing of the voltage applied to the wiring formed in the rotating portion 26b of the MEMS mirror 26 can be received from the chopper / spectrometer control device 70.
The lock-in amplifier 80 generates a measurement signal (corrected measurement signal) from which noise components have been removed based on the measurement signal and the reference signal.
The lock-in amplifier 80 is achieved by a known lock-in amplifier or a circuit that exhibits an equivalent function.

データ処理装置９０は本発明に係る濃度算出装置の実施の一形態である。
データ処理装置９０はフォトダイオード３０により受光された光の強度に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうち、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、に属する炭化水素の濃度和をグループ毎に算出する。
データ処理装置９０は処理部９１、入力部９２および表示部９３を具備する。 The data processing device 90 is an embodiment of the concentration calculation device according to the present invention.
Based on the intensity of light received by the photodiode 30, the data processing device 90 includes (a) a group consisting of alkanes and alkenes, and (b) an aromatic hydrocarbon among the hydrocarbons contained in the measurement target gas 1. A concentration sum of hydrocarbons belonging to the group and (c) the group consisting of alkynes is calculated for each group.
The data processing device 90 includes a processing unit 91, an input unit 92, and a display unit 93.

処理部９１は種々のプログラム等を格納し、これらのプログラム等を展開し、これらのプログラム等に従って所定の演算を行い、当該演算結果等を記憶することができる。   The processing unit 91 stores various programs and the like, expands these programs and the like, performs predetermined calculations according to these programs and the like, and stores the calculation results and the like.

処理部９１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の処理部９１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。 The processing unit 91 may actually be configured such that a CPU, ROM, RAM, HDD, or the like is connected by a bus, or may be configured by a one-chip LSI or the like.
The processing unit 91 of the present embodiment is a dedicated product, but it can also be achieved by storing the above-described program in a commercially available personal computer or workstation.

処理部９１はロックインアンプ８０に接続され、ロックインアンプ８０から補正測定信号および分光周期信号を取得（受信）することが可能である。   The processing unit 91 is connected to the lock-in amplifier 80 and can acquire (receive) the corrected measurement signal and the spectral period signal from the lock-in amplifier 80.

処理部９１は処理部９１において行われる種々の演算等に用いられる情報、演算結果等を記憶することが可能である。
処理部９１は、基準となるガス（以下、基準ガス）のスペクトルを記憶している。
「基準ガス」は、測定対象ガスに含まれる炭化水素の三つの吸収波長帯の光を吸収しないことが予め分かっているガスである。基準ガスの具体例としては、窒素ガスが挙げられる。
「基準ガスのスペクトル」は基準ガスに光を照射したときの波長と光の強度との関係を示すものである。
本実施例では、基準ガスのスペクトルの波長帯は波数に換算して２０００ｃｍ−１以上４０００ｃｍ−１以下の範囲に設定される。これは、炭化水素の三つのグループの吸収波長帯を全て含む範囲に設定するためである。 The processing section 91 can store information used for various calculations performed in the processing section 91, calculation results, and the like.
The processing unit 91 stores a spectrum of a reference gas (hereinafter referred to as a reference gas).
The “reference gas” is a gas that is known in advance not to absorb light in the three absorption wavelength bands of hydrocarbons contained in the measurement target gas. A specific example of the reference gas is nitrogen gas.
The “reference gas spectrum” indicates the relationship between the wavelength and the light intensity when the reference gas is irradiated with light.
In this embodiment, the wavelength band of the spectrum of the reference gas is set in a range of 2000 cm -1 or 4000 cm -1 or less in terms of wavenumber. This is to set the range to include all the absorption wavelength bands of the three groups of hydrocarbons.

処理部９１は、ロックインアンプ８０から取得された補正測定信号および分光周期信号に基づいて、（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、にそれぞれ対応する吸収波長帯の吸光度を算出する。   Based on the corrected measurement signal and the spectroscopic periodic signal acquired from the lock-in amplifier 80, the processing unit 91 (a) a group consisting of an alkane and an alkene, (b) a group consisting of an aromatic hydrocarbon, and (c) The absorbance in the absorption wavelength band corresponding to each group of alkynes is calculated.

処理部９１は、補正測定信号および分光周期信号を照合することにより、取得された補正測定信号が（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループ、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループ、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループ、のうちのどのグループに対応する波長帯の光の強度を示すものかを特定する。
次に、処理部９１は、以下の数１に基づいて補正測定信号と基準ガスのスペクトルにおいて対応する波長帯の強度との差分を算出することにより、対応する波長帯の吸光度を算出する。 The processing unit 91 collates the corrected measurement signal and the spectral periodic signal so that the acquired corrected measurement signal is (a) a group consisting of alkane and alkene, (b) a group consisting of aromatic hydrocarbons, and (c ) Specify which group of alkynes indicates the intensity of light in the wavelength band corresponding to the group.
Next, the processing unit 91 calculates the absorbance of the corresponding wavelength band by calculating the difference between the corrected measurement signal and the intensity of the corresponding wavelength band in the spectrum of the reference gas based on the following Equation 1.

Figure 2010203795
Figure 2010203795

数１において、Ａｎは吸光度を指し、Ｉｎは測定対象ガスに光を照射したときの対象となる吸収波長帯を透過してくる光の強度を指し、（Ｉｎ）０は基準ガスに光を照射したときの対象となる吸収波長帯を透過してくる光の強度を指す。 In Equation 1, An indicates the absorbance, In indicates the intensity of light transmitted through the absorption wavelength band when the measurement target gas is irradiated with light, and (In) 0 irradiates the reference gas with light. It refers to the intensity of light that passes through the absorption wavelength band that is the target of the measurement.

処理部９１は、数１に基づいて算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出し、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」に基づいて「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
具体的には、処理部９１は、処理部９１に予め記憶された係数Ｋ１と「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部９１は、処理部９１に予め記憶された係数Ｋ２と「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。
同様に、処理部９１は、処理部９１に予め記憶された係数Ｋ３と「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」との積として、測定対象ガス１に含まれる「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」を算出する。 The processing unit 91 calculates “the sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkane and alkene” based on “absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkane and alkene” calculated based on Equation 1. Based on the “absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons”, the “sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons” is calculated, and “from alkyne Based on the “absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to a certain group”, “the sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkynes” is calculated.
Specifically, the processing unit 91 includes the measurement target gas 1 as a product of the coefficient K1 stored in the processing unit 91 in advance and “absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkane and alkene”. The “sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkanes and alkenes” is calculated.
Similarly, the processing unit 91 is included in the measurement target gas 1 as the product of the coefficient K2 stored in advance in the processing unit 91 and “absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons”. The “sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons” is calculated.
Similarly, the processing unit 91 obtains “from alkyne as a product of the coefficient K3 stored in the processing unit 91 in advance and“ absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkyne ”. The sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to a certain group is calculated.

処理部９１は、上記算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」の和として、「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を算出する。   The processing unit 91 calculates the above-mentioned “sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkanes and alkenes”, “sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the groups consisting of aromatic hydrocarbons”, and “groups consisting of alkynes” As the sum of the “sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to”, “the total hydrocarbon concentration of the measurement target gas 1” is calculated.

処理部９１は、算出された「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、「アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度の和」、および「測定対象ガス１の全炭化水素濃度」を適宜記憶する。   The processing unit 91 calculates the “sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkanes and alkenes”, “the sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the groups consisting of aromatic hydrocarbons”, and “belonging to the group consisting of alkynes” “Sum of hydrocarbon concentrations” and “total hydrocarbon concentration of measurement target gas 1” are stored as appropriate.

なお、上記係数Ｋ１、係数Ｋ２および係数Ｋ３の初期値は、ＦＩＤ−ＧＣ等により予め炭化水素の組成が分かっているガスをＴＨＣ測定装置１００により測定して得られた「アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果、「芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果、および「アルキンからなるグループに属する炭化水素の吸収波長帯における吸光度」の算出結果に基づいて実験的に定められる。
また、本実施例の場合、処理部９１により算出される各グループに属する炭化水素の濃度の和および全炭化水素濃度はメタン換算濃度値（ｐｐｍＣ）の形で算出されるが、本発明はこれに限定されず、体積比等の形で算出しても良い。
本発明は、ＴＨＣ計測原理を踏まえた［ｖｏｌ−ｐｐｍ］の濃度値（単位体積当たりの化学種の数）での校正を可能とするものである。 The initial values of the coefficient K1, the coefficient K2, and the coefficient K3 are obtained by measuring a gas whose hydrocarbon composition is known in advance by the FID-GC or the like using the THC measuring device 100, and the group consisting of alkane and alkene. Calculation result of "absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to", calculation result of "absorbance in the absorption wavelength band of hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons", and absorption of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkynes It is experimentally determined based on the calculation result of “absorbance in wavelength band”.
In the case of the present embodiment, the sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to each group calculated by the processing unit 91 and the total hydrocarbon concentration are calculated in the form of methane equivalent concentration values (ppmC). However, the calculation may be performed in a form such as a volume ratio.
The present invention enables calibration with a concentration value of [vol-ppm] (the number of chemical species per unit volume) based on the THC measurement principle.

入力部９２は処理部９１に接続され、ＴＨＣ測定装置１００による炭化水素濃度の測定に係る種々の情報・指示等を処理部９１に入力するものである。
本実施例の処理部９１は専用品であるが、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。 The input unit 92 is connected to the processing unit 91, and inputs various information / instructions related to the measurement of the hydrocarbon concentration by the THC measuring device 100 to the processing unit 91.
The processing unit 91 of this embodiment is a dedicated product, but the same effect can be achieved even by using a commercially available keyboard, mouse, pointing device, button, switch, or the like.

表示部９３は入力部９２から処理部９１への入力内容や処理部９１による算出結果（炭化水素濃度の測定結果）等を表示するものである。
本実施例の表示部９３は専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。 The display unit 93 displays the input content from the input unit 92 to the processing unit 91, the calculation result (measurement result of hydrocarbon concentration) by the processing unit 91, and the like.
The display unit 93 of this embodiment is a dedicated product, but the same effect can be achieved even if a commercially available monitor, liquid crystal display, or the like is used.

本実施形態では赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ａにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置にガス容器４０を配置するが、本発明に係る炭化水素濃度測定装置はこれに限定されない。
本発明に係る炭化水素濃度測定装置の他の実施形態としては、光源および分光器により挟まれる位置にガス容器を配置する構成が挙げられる。 In the present embodiment, the gas container 40 is disposed at a position sandwiched between the spectroscope 20 and the photodiode 30 in the optical path A formed by the infrared lamp 10, the spectroscope 20 and the photodiode 30. The hydrocarbon concentration according to the present invention The measuring device is not limited to this.
Another embodiment of the hydrocarbon concentration measuring apparatus according to the present invention includes a configuration in which a gas container is disposed at a position sandwiched between a light source and a spectroscope.

以下では、図１を用いて本発明に係る炭化水素濃度測定装置用校正装置の実施の一形態である校正装置２００について説明する。
校正装置２００はＴＨＣ測定装置１００を校正する装置である。
校正装置２００は燃料供給装置２１０、ガス供給装置２２０、供給配管２３０、気化装置２４０、第一搬送配管２５０、第一配管ヒータ２５５、反応管２６０、メッシュ２６３ａ・２６３ｂ、ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・、加熱装置２７０、第二搬送配管２８０、第二配管ヒータ２８５、ガスクロマトグラフ質量分析装置２９０、ガス処理装置２９５、排気配管２９６および第三搬送配管２９７を具備する。 Below, the calibration apparatus 200 which is one Embodiment of the calibration apparatus for hydrocarbon concentration measuring apparatuses which concerns on this invention using FIG. 1 is demonstrated.
The calibration device 200 is a device for calibrating the THC measurement device 100.
The calibration device 200 includes a fuel supply device 210, a gas supply device 220, a supply piping 230, a vaporization device 240, a first transfer piping 250, a first piping heater 255, a reaction tube 260, meshes 263a and 263b, SiC beads 264, 264,. A heating device 270, a second transfer pipe 280, a second pipe heater 285, a gas chromatograph mass spectrometer 290, a gas processing device 295, an exhaust pipe 296, and a third transfer pipe 297 are provided.

燃料供給装置２１０は本発明に係る燃料供給装置の実施の一形態であり、気化装置２４０に燃料を供給する装置である。
ここで、「燃料」は本発明に係る炭化水素濃度測定装置を校正するために用いられるガス（校正用ガス）の原料となるものであり、本実施形態では自動車用燃料（例えば、ガソリン、軽油等）である。
燃料供給装置２１０は燃料タンク２１１および流量調整弁２１２を具備する。 The fuel supply device 210 is an embodiment of the fuel supply device according to the present invention, and is a device that supplies fuel to the vaporizer 240.
Here, “fuel” is a raw material of gas (calibration gas) used for calibrating the hydrocarbon concentration measuring apparatus according to the present invention. In this embodiment, fuel for automobiles (for example, gasoline, light oil) Etc.).
The fuel supply device 210 includes a fuel tank 211 and a flow rate adjustment valve 212.

燃料タンク２１１は燃料を貯留する容器である。
流量調整弁２１２は燃料タンク２１１の開口部に設けられ、燃料タンク２１１から気化装置２４０に供給される燃料の流量（単位時間当たりの供給量）を調整する弁である。 The fuel tank 211 is a container for storing fuel.
The flow rate adjustment valve 212 is a valve that is provided at the opening of the fuel tank 211 and adjusts the flow rate (amount of supply per unit time) of fuel supplied from the fuel tank 211 to the vaporizer 240.

本実施形態の燃料供給装置２１０は燃料タンク２１１および流量調整弁２１２を具備するが、本発明に係る燃料供給装置はこれに限定されない。
すなわち、本発明に係る炭化水素濃度測定装置用校正装置が設置される施設に予め燃料を供給可能な設備が設けられている場合には、本発明に係る燃料供給装置を省略することが可能である。 Although the fuel supply apparatus 210 of this embodiment includes the fuel tank 211 and the flow rate adjustment valve 212, the fuel supply apparatus according to the present invention is not limited to this.
That is, when a facility capable of supplying fuel is provided in advance in a facility where the calibration apparatus for a hydrocarbon concentration measuring apparatus according to the present invention is installed, the fuel supply apparatus according to the present invention can be omitted. is there.

ガス供給装置２２０は本発明に係るガス供給装置の実施の一形態であり、気化装置２４０に燃焼用ガスを供給する装置である。
ここで、「燃焼用ガス」は燃料を燃焼させるために必要となるガスである。燃焼用ガスは、少なくともその一部に酸素を含む。燃焼用ガスの例としては、酸素ガス、酸素ガスおよび窒素ガスを混合したガス、空気（大気）等が挙げられる。
ガス供給装置２２０はガスタンク２２１および流量調整弁２２２を具備する。 The gas supply device 220 is an embodiment of the gas supply device according to the present invention, and is a device that supplies combustion gas to the vaporizer 240.
Here, the “combustion gas” is a gas necessary for burning the fuel. The combustion gas contains oxygen at least in part. Examples of the combustion gas include oxygen gas, gas obtained by mixing oxygen gas and nitrogen gas, air (atmosphere), and the like.
The gas supply device 220 includes a gas tank 221 and a flow rate adjustment valve 222.

ガスタンク２２１は燃焼用ガスを貯留する容器である。
流量調整弁２２２はガスタンク２２１の開口部に設けられ、ガスタンク２２１から気化装置２４０に供給される燃焼用ガスの流量（単位時間当たりの供給量）を調整する弁である。 The gas tank 221 is a container for storing combustion gas.
The flow rate adjustment valve 222 is provided at the opening of the gas tank 221 and adjusts the flow rate (supply amount per unit time) of the combustion gas supplied from the gas tank 221 to the vaporizer 240.

本実施形態のガス供給装置２２０はガスタンク２２１および流量調整弁２２２を具備するが、本発明に係るガス供給装置はこれに限定されない。
すなわち、本発明に係る炭化水素濃度測定装置用校正装置が設置される施設に予め燃焼用ガスを供給可能な設備が設けられている場合には、本発明に係るガス供給装置を省略することが可能である。 Although the gas supply device 220 of the present embodiment includes the gas tank 221 and the flow rate adjustment valve 222, the gas supply device according to the present invention is not limited to this.
That is, when a facility capable of supplying combustion gas is provided in advance in a facility where the calibration apparatus for a hydrocarbon concentration measuring apparatus according to the present invention is installed, the gas supply apparatus according to the present invention may be omitted. Is possible.

供給配管２３０は燃料供給装置２１０により供給される燃料、およびガス供給装置２２０により供給される燃焼用ガスを気化装置２４０に搬送する配管である。
供給配管２３０は主管２３１、第一副管２３２および第二副管２３３を具備する。 The supply pipe 230 is a pipe that conveys the fuel supplied from the fuel supply apparatus 210 and the combustion gas supplied from the gas supply apparatus 220 to the vaporizer 240.
The supply pipe 230 includes a main pipe 231, a first sub pipe 232, and a second sub pipe 233.

主管２３１の一端部は後述する気化装置２４０の吸入側ポート２４２に接続される。
第一副管２３２の一端部は主管２３１の中途部に接続され、第一副管２３２の他端部は流量調整弁２１２に接続される。流量調整弁２１２が開かれると、燃料タンク２１１に貯留されている燃料が第一副管２３２および主管２３１を経て気化装置２４０に供給される。
第二副管２３３の一端部は主管２３１の他端部に接続され、第二副管２３３の他端部は流量調整弁２２２に接続される。流量調整弁２２２が開かれると、ガス供給装置２２０に貯留されている燃焼用ガスが第二副管２３３および主管２３１を経て気化装置２４０に供給される。 One end of the main pipe 231 is connected to a suction side port 242 of the vaporizer 240 described later.
One end of the first sub pipe 232 is connected to the middle part of the main pipe 231, and the other end of the first sub pipe 232 is connected to the flow rate adjustment valve 212. When the flow rate adjustment valve 212 is opened, the fuel stored in the fuel tank 211 is supplied to the vaporizer 240 via the first sub pipe 232 and the main pipe 231.
One end of the second sub pipe 233 is connected to the other end of the main pipe 231, and the other end of the second sub pipe 233 is connected to the flow rate adjustment valve 222. When the flow regulating valve 222 is opened, the combustion gas stored in the gas supply device 220 is supplied to the vaporizer 240 through the second sub pipe 233 and the main pipe 231.

気化装置２４０は本発明に係る気化装置の実施の一形態であり、燃料供給装置２１０により供給される燃料およびガス供給装置２２０により供給される燃焼用ガスを混合した状態で気化することにより混合ガスを生成する装置である。
気化装置２４０は本体２４１、吸入側ポート２４２および吐出側ポート２４３を具備する。 The vaporizer 240 is an embodiment of the vaporizer according to the present invention, and is mixed gas by vaporizing in a state where the fuel supplied by the fuel supply device 210 and the combustion gas supplied by the gas supply device 220 are mixed. Is a device that generates
The vaporizer 240 includes a main body 241, a suction side port 242, and a discharge side port 243.

本体２４１は箱状の筐体と、当該筐体の内部に収容される気化容器と、筐体および気化容器の間に収容されるとともに気化容器を加熱することにより気化容器に収容された燃料を気化させるヒータと、気化容器の内部で気化した燃料および燃焼用ガスを混合することにより生成した混合ガスを圧送するポンプと、を具備する。
本実施形態では、本体２４１の内部のヒータで気化容器を２００℃程度まで加熱することにより、燃料を気化する。 The main body 241 includes a box-shaped housing, a vaporization container housed in the housing, and a fuel housed in the vaporization container by heating the vaporization container while being housed between the housing and the vaporization container. A heater for vaporization; and a pump for pumping a mixed gas generated by mixing the fuel vaporized in the vaporization container and the combustion gas.
In the present embodiment, the fuel is vaporized by heating the vaporization container to about 200 ° C. with a heater inside the main body 241.

吸入側ポート２４２は気化装置２４０の内部（気化容器の内部）に燃料および燃焼用ガスを供給するための開口部を成す部材である。吸入側ポート２４２は本体２４１の内部に収容される気化容器に接続される。燃料供給装置２１０により供給される燃料およびガス供給装置２２０により供給される燃焼用ガスは吸入側ポート２４２を経て気化容器に収容される。   The intake port 242 is a member that forms an opening for supplying fuel and combustion gas to the inside of the vaporizer 240 (inside the vaporizer vessel). The suction side port 242 is connected to a vaporization container accommodated inside the main body 241. The fuel supplied by the fuel supply device 210 and the combustion gas supplied by the gas supply device 220 are accommodated in the vaporization container via the suction side port 242.

吐出側ポート２４３は気化装置２４０の内部（気化容器の内部）において生成した混合ガスを反応管２６０に供給するための開口部を成す部材である。
吐出側ポート２４３は本体２４１の内部のポンプを介して気化容器に接続される。当該ポンプが作動することにより気化容器内の混合ガスが圧送され、吐出側ポート２４３を経て後述する第一搬送配管２５０に供給される。 The discharge-side port 243 is a member that forms an opening for supplying the mixed gas generated in the vaporizer 240 (inside the vaporization vessel) to the reaction tube 260.
The discharge side port 243 is connected to the vaporization container via a pump inside the main body 241. By operating the pump, the mixed gas in the vaporization container is pumped and supplied to the first transfer pipe 250 described later via the discharge side port 243.

本実施形態の気化装置２４０は専用品であるが、既存の気化装置（Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ Ｕｎｉｔ）により達成しても良い。   The vaporizer 240 of this embodiment is a dedicated product, but may be achieved by an existing vaporizer (Vaporizer Unit).

第一搬送配管２５０は気化装置２４０から反応管２６０に供給される混合ガスを搬送する配管である。
第一搬送配管２５０の一端部は気化装置２４０の吐出側ポート２４３に接続され、第一搬送配管２５０の他端部は反応管２６０の上流端部に接続される。 The first transport pipe 250 is a pipe that transports the mixed gas supplied from the vaporizer 240 to the reaction tube 260.
One end of the first transfer pipe 250 is connected to the discharge side port 243 of the vaporizer 240, and the other end of the first transfer pipe 250 is connected to the upstream end of the reaction tube 260.

第一配管ヒータ２５５は第一搬送配管２５０を加熱することにより第一搬送配管２５０を通じて搬送される混合ガスの温度を所定の温度以上に（燃料が液化しない程度の温度に）保持するものである。
第一配管ヒータ２５５は電気式のヒータであり、第一搬送配管２５０に巻回される。第一配管ヒータ２５５に通電することにより第一配管ヒータ２５５が発熱し、第一搬送配管２５０が加熱される。 The first pipe heater 255 holds the temperature of the mixed gas conveyed through the first conveyance pipe 250 by heating the first conveyance pipe 250 to a predetermined temperature or higher (a temperature at which the fuel is not liquefied). .
The first pipe heater 255 is an electric heater and is wound around the first transfer pipe 250. When the first pipe heater 255 is energized, the first pipe heater 255 generates heat, and the first transfer pipe 250 is heated.

反応管２６０は本発明に係る反応管の実施の一形態である。
反応管２６０は第一反応管部材２６１および第二反応管部材２６２を具備する。 The reaction tube 260 is an embodiment of the reaction tube according to the present invention.
The reaction tube 260 includes a first reaction tube member 261 and a second reaction tube member 262.

第一反応管部材２６１は反応管２６０の上流側を成す管状（筒状）の部材である。
第一反応管部材２６１の一端部は反応管２６０の上流端部を成す。第一反応管部材２６１の一端部は第一搬送配管２５０を介して気化装置２４０に接続される。
第一反応管部材２６１の他端部にはフランジ２６１ａが形成される。 The first reaction tube member 261 is a tubular (tubular) member that forms the upstream side of the reaction tube 260.
One end portion of the first reaction tube member 261 forms an upstream end portion of the reaction tube 260. One end of the first reaction tube member 261 is connected to the vaporizer 240 via the first transfer pipe 250.
A flange 261 a is formed at the other end of the first reaction tube member 261.

第二反応管部材２６２は反応管２６０の下流側を成す管状（筒状）の部材である。
第二反応管部材２６２の一端部にはフランジ２６２ａが形成される。
第二反応管部材２６２の他端部は反応管２６０の下流端部を成す。第二反応管部材２６２の他端部はガス処理装置２９５に接続される。 The second reaction tube member 262 is a tubular (tubular) member on the downstream side of the reaction tube 260.
A flange 262 a is formed at one end of the second reaction tube member 262.
The other end of the second reaction tube member 262 forms a downstream end of the reaction tube 260. The other end of the second reaction tube member 262 is connected to the gas processing device 295.

メッシュ２６３ａ・２６３ｂは金属製の網であり、第一反応管部材２６１の内部空間の中途部に所定の間隔を空けて設けられる。メッシュ２６３ａ・２６３ｂにより、第一反応管部材２６１の内部空間は第一反応管部材２６１の長手方向に並ぶ形で三つの領域に区画される。   The meshes 263a and 263b are metal nets and are provided at predetermined intervals in the middle of the internal space of the first reaction tube member 261. Due to the meshes 263a and 263b, the internal space of the first reaction tube member 261 is divided into three regions in a form aligned in the longitudinal direction of the first reaction tube member 261.

ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・は本発明に係る燃焼促進部材の実施の一形態である。
ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・はＳｉＣからなり、メッシュ２６３ａ・２６３ｂの網目を通過しない程度の大きさを有する粒状の部材である。ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・は第一反応管部材２６１の内部空間を分割することにより生じた三つの領域のうち、メッシュ２６３ａ・２６３ｂにより挟まれる領域に充填される。 SiC beads 264, 264... Are an embodiment of the combustion promoting member according to the present invention.
The SiC beads 264, 264, etc. are made of SiC and are granular members having a size that does not pass through the meshes of the meshes 263a, 263b. The SiC beads 264, 264,... Are filled in regions sandwiched by the meshes 263a and 263b among the three regions generated by dividing the internal space of the first reaction tube member 261.

加熱装置２７０は本発明に係る加熱装置の実施の一形態である。
本実施形態の加熱装置２７０はカンタルヒータ等の電気ヒータであり、第一反応管部材２６１の中途部に配置される。より詳細には、加熱装置２７０の形状は螺旋状であり、加熱装置２７０は第一反応管部材２６１の外周面に巻回された形で配置される。
図１に示す如く、第一反応管部材２６１において加熱装置２７０が巻回される部分は、ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・が充填される領域（メッシュ２６３ａ・２６３ｂにより挟まれる領域）に対応する。換言すれば、加熱装置２７０はＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・が充填される領域を取り囲む位置に配置される。
加熱装置２７０に通電すると加熱装置２７０が発熱し、加熱装置２７０により発生した熱が第一反応管部材２６１に熱伝導することにより第一反応管部材２６１が加熱される。
また、第一反応管部材２６１の熱がＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・に熱伝導することにより、ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・が加熱される。 The heating device 270 is an embodiment of the heating device according to the present invention.
The heating device 270 of this embodiment is an electric heater such as a Kanthal heater and is disposed in the middle of the first reaction tube member 261. More specifically, the shape of the heating device 270 is a spiral, and the heating device 270 is disposed in a form wound around the outer peripheral surface of the first reaction tube member 261.
As shown in FIG. 1, the portion of the first reaction tube member 261 around which the heating device 270 is wound corresponds to a region filled with SiC beads 264, 264... (Region sandwiched between meshes 263 a and 263 b). . In other words, the heating device 270 is disposed at a position surrounding the region filled with the SiC beads 264, 264.
When the heating device 270 is energized, the heating device 270 generates heat, and the heat generated by the heating device 270 is conducted to the first reaction tube member 261, whereby the first reaction tube member 261 is heated.
Further, the heat of the first reaction tube member 261 is conducted to the SiC beads 264, 264, so that the SiC beads 264, 264, etc. are heated.

図１に示す如く、ＴＨＣ測定装置１００の校正を行うとき、ＴＨＣ測定装置１００のガス容器４０（図２参照）はボルトによりフランジ２６１ａおよびフランジ２６２ａに固定される。
その結果、ガス容器４０は第一反応管部材２６１の他端部および第二反応管部材２６２の一端部に接続され、反応管２６０の中途部に介装される。
ガス容器４０が反応管２６０の中途部に介装された状態では、ガス容器４０は反応管２６０において加熱装置２７０が配置される部分よりも下流端部側となる位置に接続されることとなる。 As shown in FIG. 1, when the THC measuring apparatus 100 is calibrated, the gas container 40 (see FIG. 2) of the THC measuring apparatus 100 is fixed to the flange 261a and the flange 262a by bolts.
As a result, the gas container 40 is connected to the other end of the first reaction tube member 261 and one end of the second reaction tube member 262, and is interposed in the middle of the reaction tube 260.
In a state where the gas container 40 is interposed in the middle of the reaction tube 260, the gas container 40 is connected to a position on the downstream end side of the portion where the heating device 270 is disposed in the reaction tube 260. .

気化装置２４０により生成した混合ガスは、第一搬送配管２５０を経て第一反応管部材２６１の内部空間、すなわち反応管２６０の内部空間に供給され、反応管２６０の内部空間を通って反応管２６０の上流端部から下流端部に向かって移動する。   The mixed gas generated by the vaporizer 240 is supplied to the internal space of the first reaction tube member 261, that is, the internal space of the reaction tube 260 through the first transfer pipe 250, and passes through the internal space of the reaction tube 260. It moves toward the downstream end from the upstream end.

第一反応管部材２６１の内部空間（反応管２６０の内部空間）に供給された混合ガスは、加熱装置２７０により加熱されている第一反応管部材２６１の内周面およびＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・の表面に接触することによる熱伝導あるいは第一反応管部材２６１およびＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・からの輻射により加熱されて燃焼し、燃焼ガス（校正用ガス）が生成される。
第一反応管部材２６１の内部空間（反応管２６０の内部空間）に供給された混合ガスは反応管２６０の上流端部から下流端部に向かって移動する過程でＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・の隙間を通過する。ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・は粒状に成形されておりその表面積（の和）は大きいので、混合ガスはＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・の表面に効率良く接触することが可能であり、混合ガスの燃焼、ひいては校正用ガスの生成が促進される。 The mixed gas supplied to the internal space of the first reaction tube member 261 (internal space of the reaction tube 260) is the inner peripheral surface of the first reaction tube member 261 heated by the heating device 270 and the SiC beads 264, 264, ... Heated by contact with the surface or radiation from the first reaction tube member 261 and the SiC beads 264, 264... And burned to generate combustion gas (calibration gas).
The mixed gas supplied to the internal space of the first reaction tube member 261 (the internal space of the reaction tube 260) moves from the upstream end portion toward the downstream end portion of the reaction tube 260 in the process of SiC beads 264, 264. Pass through the gap. Since the SiC beads 264, 264, etc. are formed into a granular shape and have a large surface area (the sum), the mixed gas can efficiently contact the surface of the SiC beads 264, 264, etc. Gas combustion, and hence generation of calibration gas, is promoted.

校正用ガスに含まれる炭化水素の組成（校正用ガスに含まれる炭化水素に含まれる炭化水素の種類および当該種類毎の濃度）は、燃料の組成（種類）、気化装置２４０への単位時間当たりの燃料供給量（流量調整弁２１２の開度）、燃焼用ガスの組成（種類）、気化装置２４０への単位時間当たりの燃焼用ガス供給量（流量調整弁２２２の開度）、気化装置２４０による燃料の気化温度、気化装置２４０から反応管２６０への単位時間当たりの混合ガスの供給量（反応管２６０を移動する混合ガスおよび校正用ガスの単位時間当たりの流量）、加熱装置２７０の加熱温度（加熱装置２７０により加熱された反応管２６０およびＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・の温度、等のパラメータにより変動する。   The composition of the hydrocarbons contained in the calibration gas (the type of hydrocarbons contained in the calibration gas and the concentration for each type) is the fuel composition (type) per unit time to the vaporizer 240. Fuel supply amount (opening of the flow rate adjustment valve 212), composition (kind) of combustion gas, combustion gas supply amount per unit time to the vaporizer 240 (opening amount of the flow rate adjustment valve 222), vaporizer 240 The vaporization temperature of the fuel by the gas, the supply amount of the mixed gas per unit time from the vaporizer 240 to the reaction tube 260 (the flow rate per unit time of the mixed gas and the calibration gas moving through the reaction tube 260), and the heating of the heating device 270 The temperature fluctuates depending on parameters such as the temperature of the reaction tube 260 and the SiC beads 264, 264... Heated by the heating device 270.

校正用ガスは、さらに反応管２６０の内部空間を通って反応管２６０の上流端部から下流端部に向かって移動し、ガス容器４０（の内部空間）に導かれる。
ＴＨＣ測定装置１００は、校正用ガスがガス容器４０（の内部空間）を通過するときに測定を行うことにより、校正用ガスに含まれる（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度和、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度和、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度和、をそれぞれ測定する。 The calibration gas further moves from the upstream end portion to the downstream end portion of the reaction tube 260 through the internal space of the reaction tube 260 and is guided to the gas container 40 (internal space thereof).
The THC measurement device 100 performs measurement when the calibration gas passes through the gas container 40 (internal space thereof), whereby the concentration of hydrocarbons belonging to the group consisting of (a) alkane and alkene contained in the calibration gas. Sum, (b) Concentration sum of hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons, and (c) Concentration sum of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkynes, respectively.

ガス容器４０（の内部空間）を通過した校正用ガスは、さらに反応管２６０の内部空間（第二反応管部材２６２の内部空間）を通って反応管２６０の上流端部から下流端部に向かって移動し、ガス処理装置２９５に収容される。   The calibration gas that has passed through (internal space of) the gas container 40 further passes through the internal space of the reaction tube 260 (internal space of the second reaction tube member 262) from the upstream end to the downstream end of the reaction tube 260. And is accommodated in the gas processing device 295.

ガス処理装置２９５は校正用ガスを処理する、より詳細には校正用ガスに含まれる炭化水素を完全に燃焼する装置である。   The gas processing device 295 is a device that processes the calibration gas, and more specifically, completely burns hydrocarbons contained in the calibration gas.

排気配管２９６はガス処理装置２９５により処理された校正用ガスを外部に排出する配管である。
排気配管２９６の一端部はガス処理装置２９５に接続され、排気配管２９６の他端部は外気に開放される。
ガス処理装置２９５により処理された校正用ガスは、排気配管２９６を通って外部に排出される。 The exhaust pipe 296 is a pipe for discharging the calibration gas processed by the gas processing device 295 to the outside.
One end of the exhaust pipe 296 is connected to the gas processing device 295, and the other end of the exhaust pipe 296 is opened to the outside air.
The calibration gas processed by the gas processing device 295 is discharged to the outside through the exhaust pipe 296.

第二搬送配管２８０は反応管２６０の内部に収容された校正用ガスの一部をガスクロマトグラフ質量分析装置２９０に搬送するための配管である。
第二搬送配管２８０の一端部は第二反応管部材２６２の中途部、すなわち反応管２６０においてガス容器４０が接続される部分よりも下流端部側となる部分に接続され、第二搬送配管２８０の他端部はガスクロマトグラフ質量分析装置２９０に接続される。
ガス容器４０を通過した校正用ガスの一部は第二搬送配管２８０を通って搬送され、ガスクロマトグラフ質量分析装置２９０に供給される。 The second transport pipe 280 is a pipe for transporting a part of the calibration gas stored in the reaction tube 260 to the gas chromatograph mass spectrometer 290.
One end of the second transfer pipe 280 is connected to the middle part of the second reaction tube member 262, that is, a part on the downstream end side of the part where the gas container 40 is connected in the reaction pipe 260, and the second transfer pipe 280. The other end of is connected to a gas chromatograph mass spectrometer 290.
A part of the calibration gas that has passed through the gas container 40 is transported through the second transport pipe 280 and supplied to the gas chromatograph mass spectrometer 290.

第二配管ヒータ２８５は第二搬送配管２８０を加熱することにより第二搬送配管２８０を通って搬送される校正用ガスの温度を所定の温度以上に（校正用ガスに含まれる炭化水素が液化しない程度の温度に）保持するものである。
第二配管ヒータ２８５は電気式のヒータであり、第二搬送配管２８０に巻回される。第二配管ヒータ２８５に通電することにより第二配管ヒータ２８５が発熱し、第二搬送配管２８０が加熱される。 The second pipe heater 285 heats the second transfer pipe 280 so that the temperature of the calibration gas transferred through the second transfer pipe 280 exceeds a predetermined temperature (the hydrocarbon contained in the calibration gas does not liquefy). At a certain temperature).
The second pipe heater 285 is an electric heater and is wound around the second transfer pipe 280. By energizing the second pipe heater 285, the second pipe heater 285 generates heat, and the second transfer pipe 280 is heated.

ガスクロマトグラフ質量分析装置２９０は本発明に係るガスクロマトグラフ質量分析装置の実施の一形態であり、第二搬送配管２８０を介して反応管２６０から供給された校正用ガスに含まれる炭化水素の濃度を、炭化水素の種類毎（化学種毎）に測定する。
ガスクロマトグラフ質量分析装置２９０は既存のガスクロマトグラフ質量分析装置により達成することが可能である。 The gas chromatograph mass spectrometer 290 is an embodiment of the gas chromatograph mass spectrometer according to the present invention, and the concentration of hydrocarbons contained in the calibration gas supplied from the reaction tube 260 via the second transport pipe 280 is determined. Measure for each type of hydrocarbon (chemical species).
The gas chromatograph mass spectrometer 290 can be achieved by an existing gas chromatograph mass spectrometer.

第三搬送配管２９７はガスクロマトグラフ質量分析装置２９０により炭化水素の濃度の測定が行われた後の校正用ガスをガス処理装置２９５に搬送する配管である。
第三搬送配管２９７の一端部はガスクロマトグラフ質量分析装置２９０に接続され、第三搬送配管２９７の他端部はガス処理装置２９５に接続される。 The third transport pipe 297 is a pipe for transporting the calibration gas after the measurement of the hydrocarbon concentration by the gas chromatograph mass spectrometer 290 to the gas processing device 295.
One end of the third transfer pipe 297 is connected to the gas chromatograph mass spectrometer 290, and the other end of the third transfer pipe 297 is connected to the gas processing device 295.

ＴＨＣ測定装置１００の測定結果（厳密には、ＴＨＣ測定装置１００による校正用ガスに含まれる（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度和、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度和、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度和、の測定結果）と、ガスクロマトグラフ質量分析装置２９０の測定結果（厳密には、ガスクロマトグラフ質量分析装置２９０の測定結果に基づいて算出される（ａ）アルカンおよびアルケンからなるグループに属する炭化水素の濃度和、（ｂ）芳香族炭化水素からなるグループに属する炭化水素の濃度和、並びに、（ｃ）アルキンからなるグループに属する炭化水素の濃度和）と、を比較することにより、ＴＨＣ測定装置１００の校正が行われる。
本実施形態では、具体的にはＴＨＣ測定装置１００の測定結果がガスクロマトグラフ質量分析装置２９０の測定結果に略一致するように、処理部９１に記憶された係数Ｋ１、係数Ｋ２、係数Ｋ３等の値が適宜修正される。 Measurement results of THC measuring device 100 (strictly speaking, (a) the sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkanes and alkenes contained in the calibration gas by THC measuring device 100, (b) the group consisting of aromatic hydrocarbons And (c) the measurement result of the concentration of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkynes) and the measurement result of the gas chromatograph mass spectrometer 290 (strictly, the gas chromatograph mass spectrometer) Calculated based on the measurement results of 290 (a) the sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkanes and alkenes, (b) the sum of the concentrations of hydrocarbons belonging to the group consisting of aromatic hydrocarbons, and (c) THC measuring device 100 by comparing the concentration of hydrocarbons belonging to the group consisting of alkynes). Calibration is performed.
In the present embodiment, specifically, the coefficient K1, the coefficient K2, the coefficient K3, etc. stored in the processing unit 91 are set so that the measurement result of the THC measurement apparatus 100 substantially matches the measurement result of the gas chromatograph mass spectrometer 290. The value is modified accordingly.

以上の如く、校正装置２００は、
光を発生させる赤外ランプ１０と、
赤外ランプ１０により発生した光を周期的に波長変動させる分光器２０と、
分光器２０により波長変動された光の強度を検出するフォトダイオード３０と、
赤外ランプ１０、分光器２０およびフォトダイオード３０により形成される光路Ａにおいて分光器２０およびフォトダイオード３０により挟まれる位置または赤外ランプ１０および分光器２０により挟まれる位置に配置され、測定対象ガス１を収容可能かつ光を透過可能なガス容器４０と、
フォトダイオード３０により検出された光の強度に基づいて、測定対象ガス１に含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出するデータ処理装置９０と、
を具備するＴＨＣ測定装置１００を校正する装置であって、
燃料を供給可能な燃料供給装置２１０と、
燃焼用ガスを供給可能なガス供給装置２２０と、
燃料供給装置２１０により供給される燃料およびガス供給装置２２０により供給される燃焼用ガスを混合した状態で気化することにより混合ガスを生成する気化装置２４０と、
上流端部が気化装置２４０に接続され、気化装置２４０により供給される混合ガスが内部空間を通って上流端部から下流端部に向かって移動する反応管２６０と、
反応管２６０の中途部に配置され、反応管２６０の内部空間に供給された混合ガスを加熱することにより燃焼させ、校正用ガスを生成する加熱装置２７０と、
を具備し、
反応管２６０において加熱装置２７０が配置される部分よりも下流端部側となる位置にガス容器４０を接続することによりガス容器４０に前記校正用ガスを収容する。
このように構成することにより、ＴＨＣ測定装置１００のガス容器４０に校正用ガスを供給することが可能であり、ひいてはＴＨＣ測定装置１００の校正を行うことが可能である。 As described above, the calibration apparatus 200 is
An infrared lamp 10 for generating light;
A spectroscope 20 for periodically changing the wavelength of light generated by the infrared lamp 10, and
A photodiode 30 for detecting the intensity of light whose wavelength has been varied by the spectroscope 20;
The gas to be measured is disposed at a position sandwiched by the spectroscope 20 and the photodiode 30 or a position sandwiched by the infrared lamp 10 and the spectroscope 20 in the optical path A formed by the infrared lamp 10, the spectroscope 20 and the photodiode 30. 1 and a gas container 40 capable of transmitting light;
Based on the intensity of light detected by the photodiode 30, each of a group consisting of alkane and alkene, a group consisting of aromatic hydrocarbon, and a group consisting of alkyne among the hydrocarbons contained in the measurement target gas 1 is absorbed. A data processing device 90 that calculates the amount of light absorption in the wavelength band and calculates the concentration of hydrocarbons belonging to each group based on the calculated amount of light absorption corresponding to each group;
An apparatus for calibrating a THC measuring apparatus 100 comprising:
A fuel supply device 210 capable of supplying fuel;
A gas supply device 220 capable of supplying a combustion gas;
A vaporizer 240 that generates a mixed gas by vaporizing the fuel supplied by the fuel supply device 210 and the combustion gas supplied by the gas supply device 220 in a mixed state;
A reaction tube 260 having an upstream end connected to the vaporizer 240 and a gas mixture supplied by the vaporizer 240 moving from the upstream end toward the downstream end through the internal space;
A heating device 270 that is arranged in the middle of the reaction tube 260 and burns the heated mixed gas supplied to the internal space of the reaction tube 260 to generate a calibration gas;
Comprising
The calibration gas is accommodated in the gas container 40 by connecting the gas container 40 to a position on the downstream end side of the part where the heating device 270 is disposed in the reaction tube 260.
With this configuration, it is possible to supply the calibration gas to the gas container 40 of the THC measurement apparatus 100, and thus it is possible to calibrate the THC measurement apparatus 100.

また、校正装置２００は、
反応管２６０において加熱装置２７０が配置される部分よりも下流端部側となる位置にガスクロマトグラフ質量分析装置２９０を接続することにより校正用ガスをガスクロマトグラフ質量分析装置２９０に供給する。
このように構成することにより、ガスクロマトグラフ質量分析装置２９０による校正用ガスの測定結果に基づいてＴＨＣ測定装置１００の校正を行うことが可能であり、校正装置２００によるＴＨＣ測定装置１００の校正の精度（信頼性）が向上する。 The calibration device 200 is
A gas for calibration is supplied to the gas chromatograph mass spectrometer 290 by connecting the gas chromatograph mass spectrometer 290 to a position on the downstream end side of the reaction tube 260 where the heating device 270 is disposed.
With this configuration, the THC measurement device 100 can be calibrated based on the measurement result of the calibration gas by the gas chromatograph mass spectrometer 290, and the calibration accuracy of the THC measurement device 100 by the calibration device 200 can be calibrated. (Reliability) is improved.

また、校正装置２００は、
反応管２６０においてガス容器４０が接続される部分よりも下流端部側となる位置にガスクロマトグラフ質量分析装置２９０を接続することにより校正用ガスをガスクロマトグラフ質量分析装置２９０に供給する。
このように構成することにより、ガス容器４０を通過してＴＨＣ測定装置１００による測定の対象となった校正用ガスと同じガスをガスクロマトグラフ質量分析装置２９０に供給することが可能であり、校正装置２００によるＴＨＣ測定装置１００の校正の精度（信頼性）が向上する。 The calibration device 200 is
A gas for calibration is supplied to the gas chromatograph mass spectrometer 290 by connecting the gas chromatograph mass spectrometer 290 to a position on the downstream end side of the reaction tube 260 to which the gas container 40 is connected.
With this configuration, the same gas as the calibration gas that has passed through the gas container 40 and has been measured by the THC measurement device 100 can be supplied to the gas chromatograph mass spectrometer 290. The accuracy (reliability) of the calibration of the THC measuring apparatus 100 by 200 is improved.

また、校正装置２００は、
反応管２６０において加熱装置２７０が配置される部分に対応する反応管２６０の内部空間に配置され、加熱装置２７０により加熱された状態で混合ガスに接触することにより混合ガスの燃焼を促進するＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・を具備する。
このように構成することにより、効率良く校正用ガスを生成することが可能である。 The calibration device 200 is
SiC beads that are disposed in the internal space of reaction tube 260 corresponding to the portion of reaction tube 260 where heating device 270 is disposed, and that promote combustion of the mixed gas by contacting the mixed gas while being heated by heating device 270 264, 264...
By comprising in this way, it is possible to produce | generate the gas for calibration efficiently.

また、ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・は、
複数の粒状のＳｉＣからなる。
このように構成することにより、ＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・の表面積の和を大きくすることが可能であり、ひいては混合ガスに接触する面積を大きくして混合ガスの燃焼をより促進することが可能である。 In addition, SiC beads 264, 264 ...
It consists of a plurality of granular SiC.
By configuring in this way, it is possible to increase the sum of the surface areas of the SiC beads 264, 264... And further increase the area in contact with the mixed gas to further promote the combustion of the mixed gas. Is possible.

本実施形態のＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・はＳｉＣからなるが、本発明に係る燃焼促進部材を構成する材料はこれに限定されない。
すなわち、本発明に係る燃焼促進部材を構成する材料は、混合ガスおよび校正用ガスと反応せず、加熱装置による加熱により破損されず、かつ内部空間を通過する混合ガスに熱を伝達可能な材料であれば他の材料でも良い。
また、燃焼促進部材は単一の材料からなるものに限定されず、異なる複数の材料からなる部材の混合体でも良い。 The SiC beads 264, 264... Of the present embodiment are made of SiC, but the material constituting the combustion promoting member according to the present invention is not limited to this.
That is, the material constituting the combustion promoting member according to the present invention does not react with the mixed gas and the calibration gas, is not damaged by heating by the heating device, and can transfer heat to the mixed gas passing through the internal space. Any other material may be used.
Further, the combustion promoting member is not limited to one made of a single material, and may be a mixture of members made of a plurality of different materials.

本発明に係る燃焼促進部材の形状は本実施形態のＳｉＣビーズ２６４・２６４・・・の如き粒状に限定されず、反応管の内部空間における混合ガスおよび混合ガスとの接触面積を大きくすることが可能な形状であれば良い。
これは、燃焼促進部材と混合ガスとの接触面積が大きいほど、燃焼促進部材から混合ガスに伝達される熱量が大きくなり、混合ガスの燃焼を促進する効果が大きくなることによる。
本発明に係る燃焼促進部材の形状の他の例としては、多孔体状（塊の内部に気体が通過可能な孔が複数形成された形状）、針状等が挙げられる。 The shape of the combustion promoting member according to the present invention is not limited to a granular shape such as the SiC beads 264, 264... Of the present embodiment, and the contact area between the mixed gas and the mixed gas in the internal space of the reaction tube can be increased. Any shape is possible.
This is because the amount of heat transferred from the combustion promoting member to the mixed gas increases as the contact area between the combustion promoting member and the mixed gas increases, and the effect of promoting the combustion of the mixed gas increases.
Other examples of the shape of the combustion promoting member according to the present invention include a porous shape (a shape in which a plurality of holes through which gas can pass is formed inside a lump), a needle shape, and the like.

本実施形態の反応管２６０（第一反応管部材２６１および第二反応管部材２６２）はステンレス鋼からなるが、本発明に係る反応管を構成する材料はこれに限定されない。
すなわち、混合ガスおよび校正用ガスと反応せず、加熱装置２７０による加熱により破損されず、かつ内部空間を通過する混合ガスに熱を伝達可能な材料であれば他の材料でも良い。反応管を構成する材料の他の例としては、ガラス、石英、セラミックス等が挙げられる。 The reaction tube 260 (the first reaction tube member 261 and the second reaction tube member 262) of this embodiment is made of stainless steel, but the material constituting the reaction tube according to the present invention is not limited to this.
That is, other materials may be used as long as they are materials that do not react with the mixed gas and the calibration gas, are not damaged by the heating by the heating device 270, and can transfer heat to the mixed gas passing through the internal space. Other examples of the material constituting the reaction tube include glass, quartz, ceramics and the like.

１ 測定対象ガス
１０ 赤外ランプ（光源）
２０ 分光器
３０ フォトダイオード（受光器）
４０ ガス容器
９０ データ処理装置（濃度算出装置）
１００ ＴＨＣ測定装置（炭化水素濃度測定装置）
２００ 校正装置（炭化水素濃度測定装置用校正装置）
２１０ 燃料供給装置
２２０ ガス供給装置
２４０ 気化装置
２６０ 反応管
２６４ ＳｉＣビーズ（燃焼促進部材）
２７０ 加熱装置
２９０ ガスクロマトグラフ質量分析装置 1 Gas to be measured 10 Infrared lamp (light source)
20 Spectrometer 30 Photodiode (receiver)
40 Gas container 90 Data processing device (concentration calculation device)
100 THC measuring device (hydrocarbon concentration measuring device)
200 Calibration device (calibration device for hydrocarbon concentration measuring device)
210 Fuel supply device 220 Gas supply device 240 Vaporizer 260 Reaction tube 264 SiC beads (combustion promoting member)
270 Heating device 290 Gas chromatograph mass spectrometer

Claims (5)

光を発生させる光源と、
前記光源により発生した光を周期的に波長変動させる分光器と、
前記分光器により波長変動された光の強度を検出する受光器と、
前記光源、前記分光器および前記受光器により形成される光路において前記分光器および前記受光器により挟まれる位置または前記光源および前記分光器により挟まれる位置に配置され、測定対象ガスを収容可能かつ前記光を透過可能なガス容器と、
前記受光器により検出された光の強度に基づいて、前記測定対象ガスに含まれる炭化水素のうちアルカンおよびアルケンからなるグループ、芳香族炭化水素からなるグループ、アルキンからなるグループ、のそれぞれが吸収する波長帯の光の吸収量を算出し、算出された各グループに対応する光の吸収量に基づいて各グループに属する炭化水素の濃度を算出する濃度算出装置と、
を具備する炭化水素濃度測定装置を校正する炭化水素濃度測定装置用校正装置であって、
燃料を供給可能な燃料供給装置と、
燃焼用ガスを供給可能なガス供給装置と、
前記燃料供給装置により供給される燃料および前記ガス供給装置により供給される燃焼用ガスを混合した状態で気化することにより混合ガスを生成する気化装置と、
上流端部が前記気化装置に接続され、前記気化装置により供給される前記混合ガスが内部空間を通って前記上流端部から下流端部に向かって移動する反応管と、
前記反応管の中途部に配置され、前記反応管の内部空間に供給された混合ガスを加熱することにより燃焼させ、校正用ガスを生成する加熱装置と、
を具備し、
前記反応管において前記加熱装置が配置される部分よりも下流端部側となる位置に前記ガス容器を接続することにより前記ガス容器に前記校正用ガスを収容する炭化水素濃度測定装置用校正装置。 A light source that generates light;
A spectroscope for periodically changing the wavelength of the light generated by the light source;
A light receiver for detecting the intensity of light whose wavelength has been varied by the spectroscope;
The optical path formed by the light source, the spectroscope and the light receiver is disposed at a position sandwiched by the spectroscope and the light receiver or a position sandwiched by the light source and the spectroscope, and can accommodate a measurement target gas, and A gas container capable of transmitting light;
Based on the intensity of light detected by the light receiver, each of a group consisting of alkanes and alkenes, a group consisting of aromatic hydrocarbons, and a group consisting of alkynes among the hydrocarbons contained in the gas to be measured is absorbed. A concentration calculation device that calculates the absorption amount of light in the wavelength band and calculates the concentration of hydrocarbons belonging to each group based on the calculated absorption amount of light corresponding to each group;
A calibration device for a hydrocarbon concentration measuring device for calibrating a hydrocarbon concentration measuring device comprising:
A fuel supply device capable of supplying fuel; and
A gas supply device capable of supplying combustion gas;
A vaporizer that generates a mixed gas by vaporizing the fuel supplied by the fuel supply device and the combustion gas supplied by the gas supply device; and
A reaction tube in which an upstream end is connected to the vaporizer, and the mixed gas supplied by the vaporizer moves through an internal space from the upstream end toward the downstream end;
A heating device that is disposed in the middle of the reaction tube and that burns the mixed gas supplied to the internal space of the reaction tube to generate a calibration gas;
Comprising
A calibration apparatus for a hydrocarbon concentration measuring apparatus, wherein the calibration gas is accommodated in the gas container by connecting the gas container to a position on the downstream end side of a portion where the heating device is arranged in the reaction tube. 前記反応管において前記加熱装置が配置される部分よりも下流端部側となる位置にガスクロマトグラフ質量分析装置を接続することにより前記校正用ガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析装置に供給する請求項１に記載の炭化水素濃度測定装置用校正装置。   The gas for calibration is supplied to the gas chromatograph mass spectrometer by connecting the gas chromatograph mass spectrometer to a position on the downstream end side of the reaction tube where the heating device is arranged. Calibration apparatus for hydrocarbon concentration measuring apparatus as described. 前記反応管において前記ガス容器が接続される部分よりも下流端部側となる位置にガスクロマトグラフ質量分析装置を接続することにより前記校正用ガスを前記ガスクロマトグラフ質量分析装置に供給する請求項２に記載の炭化水素濃度測定装置用校正装置。   The gas for calibration is supplied to the gas chromatograph mass spectrometer by connecting the gas chromatograph mass spectrometer to a position on the downstream end side of the part to which the gas container is connected in the reaction tube. Calibration apparatus for hydrocarbon concentration measuring apparatus as described. 前記反応管において前記加熱装置が配置される部分に対応する前記反応管の内部空間に配置され、前記加熱装置により加熱された状態で前記混合ガスに接触することにより前記混合ガスの燃焼を促進する燃焼促進部材を具備する請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の炭化水素濃度測定装置用校正装置。   The reaction tube is disposed in an internal space of the reaction tube corresponding to a portion where the heating device is disposed, and promotes combustion of the mixed gas by contacting the mixed gas while being heated by the heating device. The calibration apparatus for a hydrocarbon concentration measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a combustion promoting member. 前記燃焼促進部材は、
複数の粒状のＳｉＣを含む請求項４に記載の炭化水素濃度測定装置用校正装置。 The combustion promoting member is
The calibration device for a hydrocarbon concentration measuring device according to claim 4, comprising a plurality of granular SiC.
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