(57)【要約】【課題】試料ガスの紫外線吸光度および参照ガスの紫外線吸光度をそれぞれ測定し、これら両紫外線吸光度から試料ガス中のオゾン濃度を演算するオゾン測定において、紫外線ランプの光量が変動すると試料ガス中のオゾン濃度を正しく測定できなくなるという問題を解決する。【解決手段】参照ガスの紫外線吸光度の変化率、すなわち紫外線ランプの光量の変化率が所定のしきい値を超えたときに、試料ガスおよび参照ガスの紫外線吸光度からの試料ガス中のオゾン濃度の演算を行わないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスの紫外線吸光度および参照ガスの紫外線吸光度をそれぞれ測定し、これら両紫外線吸光度から試料ガス中のオゾン濃度を演算するオゾン測定方法において、前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率が所定のしきい値を超えたときに、前記両紫外線吸光度からの試料ガス中のオゾン濃度の演算を行わないことを特徴とするオゾン測定方法。
【請求項２】
前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率を、下記式により算出することを特徴とする請求項１に記載のオゾン測定方法。
参照ガスの紫外線吸光度の変化率（％）
＝［｛Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１）｝／Ｒ（ｎ−１）］×１００
Ｒ（ｎ）：今回測定した参照ガスの紫外線吸光度
Ｒ（ｎ−１）：前回測定した参照ガスの紫外線吸光度
【請求項３】
前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率（％）のしきい値の絶対値を、０．０１〜１．０％の範囲の所定値としたことを特徴とする請求項２に記載のオゾン測定方法。
【請求項４】
試料ガスの紫外線吸光度および参照ガスの紫外線吸光度をそれぞれ測定し、これら両紫外線吸光度から試料ガス中のオゾン濃度を演算するオゾン測定装置において、前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率が所定のしきい値を超えたときに、前記両紫外線吸光度からの試料ガス中のオゾン濃度の演算を行わないことを特徴とするオゾン測定装置。
【請求項５】
前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率を、下記式により算出することを特徴とする請求項４に記載のオゾン測定装置。
参照ガスの紫外線吸光度の変化率（％）
＝［｛Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１）｝／Ｒ（ｎ−１）］×１００
Ｒ（ｎ）：今回測定した参照ガスの紫外線吸光度
Ｒ（ｎ−１）：前回測定した参照ガスの紫外線吸光度
【請求項６】
前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率（％）のしきい値の絶対値を、０．０１〜１．０％の範囲の所定値としたことを特徴とする請求項５に記載のオゾン測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中などのオゾン濃度を測定するオゾン測定方法および装置に関し、さらに詳述すると、試料ガスの紫外線吸光度および参照ガスの紫外線吸光度をそれぞれ測定し、これら両紫外線吸光度の差から試料ガス中のオゾン濃度を求めるオゾン測定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料ガスの紫外線吸光度および参照ガスの紫外線吸光度をそれぞれ測定し、これら両紫外線吸光度の差から試料ガス中のオゾン濃度を求める紫外線吸収法によるオゾン測定装置として、従来、図５に示す構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。図５のオゾン測定装置において、２は試料ガス導入口、４は試料ガス流通管、６は三方切換弁、８はバイパス管、１０はオゾン分解器、１２は測定セル、１４は紫外線ランプ、１６は検出器、１８は比較演算回路、２０は流量計、２２はポンプ、２４はパイプ、２６は試料ガス排出口を示す。図５の装置によるオゾン濃度測定は、下記の手順で行われる。
【０００３】
（１）ポンプ２２の作動により試料ガス導入口２から流通管４内に試料ガスを一定流量で吸引し、三方切換弁６の操作によってバイパス管８を通さずに試料ガスをセル１２に導入する。
【０００４】
（２）紫外線ランプ１４から特定波長の紫外線をセル１２内の試料ガスに照射する。これにより、試料ガス中のオゾンおよびその他の紫外線に吸収を有する共存成分の濃度に比例した紫外線が試料ガスに吸収される。この減衰した紫外線を検出器１６で検出してその強度に対応した電気信号に変換し、比較演算回路１８に記憶する。
【０００５】
（３）三方切換弁６を切り換えて試料ガスをバイパス管８に流すことにより、試料ガスをオゾン分解器１０に通してオゾンを含まない参照ガスを調製し、この参照ガスをセル１２に導入して同様の測定を行う。この場合、オゾン分解器１０によって試料ガス中のオゾンのみが分解されるため、オゾン以外の共存成分の濃度に比例した紫外線が吸収される。この減衰した紫外線を検出器１６で検出してその強度に対応した電気信号に変換し、比較演算回路１８に記憶する。
【０００６】
（４）オゾンおよびその他の共存成分によって減衰した紫外線強度の電気信号と、共存成分のみによって減衰した紫外線強度の電気信号とを比較演算回路１８で比較演算し、その差をオゾン濃度に対応する電気信号として出力する。以上の操作を繰り返すことにより、試料ガス中のオゾン濃度が間欠的に測定される。
【０００７】
上述したオゾン測定装置では、紫外線ランプ（通常は低圧水銀ランプ）から特定波長の紫外線を試料ガスや参照ガスに照射しているが、この紫外線ランプは光量の安定性が悪く、点灯中に光量が変動することがあり、このように紫外線ランプの光量が変動すると、試料ガス中のオゾン濃度を正しく測定することができなくなる。
【０００８】
これに対し、図５に示すように、紫外線ランプ１４の光量を検出するだけのための検出器２８を設け、この検出器２８によって紫外線ランプ１４の光量が安定しているか否かをモニターすることにより、上述した紫外線ランプの光量が変動する問題に対応することが行われている。
【０００９】
また、紫外線ランプの光量に乱れが生じているときには紫外線ランプを一定時間消灯し、その後再点灯することより、上述した紫外線ランプの光量が変動する問題に対応することが提案されている（特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１５９３１３号公報
【特許文献２】実開平５−９０３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、前述した紫外線ランプの光量を検出するだけのための検出器を設ける方法では、上記検出器を設けるために装置コストが高くなるという問題があった。また、前述した特許文献２の方法では、紫外線ランプを消灯している間はオゾン濃度の測定ができなくなるという問題があった。
【００１２】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、紫外線ランプの光量を検出するだけのための検出器を設けることなく、また紫外線ランプを消灯することなく、紫外線ランプの光量が変動すると試料ガス中のオゾン濃度を正しく測定できなくなるという前述した問題を解決したオゾン測定方法および測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、前記目的を達成するために種々検討を行った結果、試料ガスおよび参照ガスの紫外線吸光度から試料ガス中のオゾン濃度を演算する場合、参照ガスにはオゾンが含まれていないため、参照ガスの紫外線吸光度と紫外線ランプの光量とがよく相関し、紫外線ランプの光量が変動すると、参照ガスの紫外線吸光度が上記紫外線ランプの光量変動に対応して変化すること、したがって参照ガスの紫外線吸光度の変化率が大きくなったときには、紫外線ランプの光量が大きく変動し、試料ガス中のオゾン濃度を正しく測定することができなくなると判断できることを知見した。そして、参照ガスの紫外線吸光度の変化率が一定のしきい値を超えた場合には、両紫外線吸光度からのオゾン濃度の演算を行わないこと、すなわちオゾン濃度の測定値を取得しないようにすることにより、紫外線ランプの光量が変動した場合でも試料ガス中のオゾン濃度を常に正しく測定できることを見出した。
【００１４】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、試料ガスの紫外線吸光度および参照ガスの紫外線吸光度をそれぞれ測定し、これら両紫外線吸光度から試料ガス中のオゾン濃度を演算するオゾン測定方法において、前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率が所定のしきい値を超えたときに、前記両紫外線吸光度からの試料ガス中のオゾン濃度の演算を行わないことを特徴とするオゾン測定方法を提供する。
【００１５】
また、本発明は、試料ガスの紫外線吸光度および参照ガスの紫外線吸光度をそれぞれ測定し、これら両紫外線吸光度から試料ガス中のオゾン濃度を演算するオゾン測定装置において、前記参照ガスの紫外線吸光度の変化率が所定のしきい値を超えたときに、前記両紫外線吸光度からの試料ガス中のオゾン濃度の演算を行わないことを特徴とするオゾン測定装置を提供する。
【００１６】
なお、本発明のオゾン測定装置は、図５に示したような１つの測定セルに試料ガスおよび参照ガスを交互に導入する構成のものでもよく、２つの測定セルを配置し、一方のセルに試料ガス、他方のセルに参照ガスを導入する構成のものでもよく、さらに他の構成のものでもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のオゾン測定方法および測定装置は、紫外線ランプの光量が変動すると試料ガス中のオゾン濃度を正しく測定できなくなるという問題を解決して、紫外線ランプの光量が変動した場合でも、試料ガス中のオゾン濃度を常に正しく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。本発明においては、参照ガスの紫外線吸光度を測定するとともに、図１に示すように、上記参照ガスの紫外線吸光度の変化率、すなわち紫外線ランプの光量変化率が所定のしきい値を超えたときには、試料ガスおよび参照ガスの紫外線吸光度からの試料ガス中のオゾン濃度の演算を行わないことにより、オゾン濃度の異常な測定値をカットする。
【００１９】
この場合、上記参照ガスの紫外線吸光度の変化率は、下記式により求めることができる。
参照ガスの紫外線吸光度の変化率（％）
＝［｛Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１）｝／Ｒ（ｎ−１）］×１００
Ｒ（ｎ）：今回測定した参照ガスの紫外線吸光度
Ｒ（ｎ−１）：前回測定した参照ガスの紫外線吸光度
【００２０】
また、しきい値は適宜設定することができるが、上述した参照ガスの紫外線吸光度の変化率（％）のしきい値の絶対値を、０．０１〜１．０％の範囲の所定値、より好ましくは０．０１〜０．５％の範囲の所定値、さらに好ましくは０．０１〜０．１％の範囲の所定値に設定することが適当である。
【実施例】
【００２１】
次に、実施例を示す。シミュレーションにより、参照ガスの紫外線吸光度の変化率が所定のしきい値を超えたときに試料ガス中のオゾン濃度の演算を行わない場合と、参照ガスの紫外線吸光度の変化率が所定のしきい値を超えたときに試料ガス中のオゾン濃度の演算を行う場合とにおける試料ガス中のオゾン濃度の測定結果を調べた。結果を図２〜図４に示す。
【００２２】
図２は、ランプ光量（紫外線ランプの光量、以下同じ）ａの経時変化と、ランプ光量の変化率ｂ（参照ガスの紫外線吸光度の変化率、以下同じ）とを示すグラフである。図３は、ランプ光量の経時変化ａと、ランプ光量の変化率が所定のしきい値を超えたときにオゾン濃度の演算を行う場合の試料ガス中のオゾン濃度ｃとを示すグラフである。図４は、ランプ光量の経時変化ａと、ランプ光量の変化率が所定のしきい値を超えたときにオゾン濃度を求める演算を行わない場合の試料ガス中のオゾン濃度ｄとを示すグラフである。
【００２３】
図３と図４の比較より、ランプ光量の変化率が所定のしきい値を超えたときにオゾン濃度の演算を行う場合（図３）は、ランプ光量の変化が大きいときに異常なオゾン濃度測定値が現れ、オゾン濃度を常に正しく測定することができないのに対し、ランプ光量の変化率が所定のしきい値を超えたときにオゾン濃度の演算を行わない場合（図４）は、ランプ光量の変化が大きいときでも異常なオゾン濃度測定値が現れることがなく、したがって試料ガス中のオゾン濃度を常に正しく測定できることがわかる。以上のように、本実験により、本発明の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の概念を示す説明図である。
【図２】ランプ光量の経時変化と、ランプ光量の変化率とを示すグラフである。
【図３】ランプ光量の経時変化と、本発明による試料ガス中のオゾン濃度の測定結果とを示すグラフである。
【図４】ランプ光量の経時変化と、従来法による試料ガス中のオゾン濃度の測定結果とを示すグラフである。
【図５】紫外線吸収法によるオゾン測定装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】
１２  測定セル
１４  紫外線ランプ
１６  検出器
１８  比較演算回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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