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HIGH SENSITIVITY GAS ANALYZER meetings

Patent code P06A008961
File No. 6382
Posted date Jun 8, 2006
Application number P2004-234010
Publication number P2006-053003A
Patent number P4052597
Date of filing Aug 11, 2004
Date of publication of application Feb 23, 2006
Date of registration Dec 14, 2007
Inventor
  • (In Japanese)阿部 哲也
  • (In Japanese)廣木 成治
  • (In Japanese)丹澤 貞光
  • (In Japanese)秦野 歳久
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
Title HIGH SENSITIVITY GAS ANALYZER meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the detection sensitivity and measuring precision of a target gas in a gas analyzer for determinating a very small amount of the gas contained in the atmosphere or the like.
SOLUTION: The gas analyzer is used so as to repeatedly determinate a very small amount of the gas contained in the atmosphere or the like and constituted of a gas flow channel for allowing the gas to be measured in a pulsative manner, a quadrupole type mass analyzer with a vacuum exhaust device and an orifice for allowing a part of the gas to be measured to flow in the ion source of the quadrupole type mass analyzer from the intermediate part of the gas flow channel. This gas analyzer is sharply improved in the detection sensitivity and measuring precision of a target gas by repeatedly reproducing the pulse shape of the flow of the gas to be measured and preventing an adsorbable gas such as steam or the like from being adsorbed on the pipe wall or electrode of the quadrupole type mass analyzer.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来,大気等に含まれる微量ガスを質量分析法により測定する場合には,測定しようとするガス(対象ガス)を含む大気等(被測定ガス)を連続的に質量分析計のイオン源に流し込む必要があるが,大気圧かそれに近い圧力の被測定ガス圧力と質量分析計が正常に作動する圧力の間には1億倍(108)以上の差があるため,数段の差動排気を行い,質量分析計イオン源へのガス流入口の孔径を極度に小さくしている。



すなわち,従来のガス分析装置は,図2に示すように,被測定ガスリザーバ51と,可変リークバルブ52と,マニホールド55と,ターボ分子ポンプ56とダイヤフラムポンプ57からなる真空排気装置と,それらを結ぶ配管58とからなるガス流路5と,ターボ分子ポンプ62とダイヤフラムポンプ63からなる真空排気装置の付いた四極子型質量分析計61と,前記ガス流路5の中間から被測定ガスの一部を前記四極子型質量分析計61のイオン源64に流入させるためのオリフィス7から構成されている。



このような装置を用いて,まず,前記両真空排気装置により可変リークバルブ52の下流側配管内と四極子型質量分析計61内を高真空に排気し,分析計を作動状態にする。次に,可変リークバルブ52を適度に開き,マニホールド55に取り付けてある圧力計59の指示が所定の値になるようにする。この所定の値は,このとき質量分析計のイオン源64部の圧力がこの値とオリフィス7のコンダクタンスと排気装置の実効排気速度とにより測定に最適な値となるように予め設定された,該分析装置固有のものである。



この状態において,リザーバ51から放出された被測定ガスの一部がマニホールド55の近くに設けられたオリフィス7から四極子型質量分析計61のイオン源64に流れ込むので,そのガスのマススペクトルを分析することにより被測定ガス中の対象ガスの濃度を測定することができる。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は,大気等に含まれる微量ガスを繰返し高感度で定量することができるガス分析装置に関し,詳しくは,大気中の特定ガス,自動車排気ガス中の有害ガス,呼気中の特定ガス,構造材に含まれる特定ガス等の微量ガスを最高ppmオーダーの高い感度で測定することができる質量分析法によるガス分析装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
微量ガスを繰返し定量測定することができるガス分析装置において、
被測定ガス流路が、被測定ガスリザーバ、前記ガスリザーバに開閉弁を介して接続する小容器、前記小容器に開閉弁を介して接続するバッファタンク、前記バッファタンクに配管を介して接続するマニホールド、及び前記マニホールドに配管を介して接続する真空排気装置から構成され、
前記マニホールドと真空排気装置付四極子型質量分析計とが、被測定ガスの一部を前記マニホールドから前記質量分析計のイオン源に導入するオリフィスを介して、接続されることからなり、
前記小容器に採取した大気圧の被測定ガスを前記2つの開閉弁を交互に開閉して流出させることにより被測定ガスパルスを前記質量分析計に導入して定量測定することを特徴とする、前記ガス分析装置。

【請求項2】
 
被測定ガス流路が、被測定ガスリザーバ、前記ガスリザーバに開閉弁を介して接続する小容器、前記小容器に開閉弁を介して接続するバッファタンク、前記バッファタンクに配管を介して接続するマニホールド、及び前記マニホールドに配管を介して接続する真空排気装置から構成され、
前記マニホールドと真空排気装置付四極子型質量分析計とが、被測定ガスの一部を前記マニホールドから前記質量分析計のイオン源に導入するオリフィスを介して、接続されることからなり、
前記小容器に採取した大気圧の被測定ガスを前記2つの開閉弁を交互に開閉して流出させることにより被測定ガスパルスを前記質量分析計に導入して定量測定する、微量ガスを繰返し定量測定することができるガス分析装置を使用し、
前記ガスリザーバに入っている被測定ガスを小容器の2つの開閉弁を操作して小容器に一定容積の被測定ガスを採取し、前記ガス流路における前記真空排気装置を作動させた後、前記小容器に設けられたバッファタンクに接続する開閉弁を開き、小容器内の採取された被測定ガスをバッファタンク内に拡散し、その拡散ガスを前記バッファタンクと前記マニホールド間の配管を介してマニホールドに移し、前記オリフィスを介してマニホールドから前記質量分析計のイオン源に供給して被測定ガスをイオン化し、そのイオン電流を測定することにより被測定ガス中の対象ガスの定量を行うことを特徴とする、微量ガスを繰返し定量測定する方法。

【請求項3】
 
前記小容器の内容積と前記バッファタンクの内容積の比が1/10000~1/2000であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004234010thum.jpg
State of application right Registered
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