(57)【要約】【課題】試料が収容された揮発（揮散）室の雰囲気温度又は圧力を指定された値に調製維持することなしに一定の雰囲気温度又は圧力にて、微量濃度の標準ガスを直接的に発生且つ濃度制御することができる標準ガス発生方法及びその装置を提供することにある。【解決手段】試料５が収容されている試料容器４内に清浄空気が供給され、この試料容器４内の試料５の濃度を制御することによって、所望濃度の標準ガスｇo を揮発発生させる標準ガス発生方法及び装置であって、トラップ容器１と、試料５が収容される試料容器４と、ポンプ１３が、接続チューブにより接続されており、試料５にて揮発させた試料ガスｇはトラップ容器１中でミスト除去されて標準ガスｇo として供給される。【選択図】図１
2005257591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が収容されている試料容器内に清浄空気が供給され、この試料容器内の試料の濃度を制御することによって、所望濃度の標準ガスを揮発発生させることを特徴とする標準ガス発生方法。
【請求項２】
トラップ容器と、試料が収容される試料容器と、ポンプが、接続チューブにより接続されており、試料にて揮発させた試料ガスは、トラップ容器中でミスト除去されて標準ガスとして供給されることを特徴とする標準ガス発生装置。
【請求項３】
前記試料容器とトラップ容器には、それぞれ２本の接続チューブが一体成形加工により接続しており、密閉されていることを特徴とする請求項２記載の標準ガス発生装置。
【請求項４】
前記試料容器とトラップ容器には、それぞれ２本の接続チューブが一体成形加工により接続しており、それぞれ前記試料容器とトラップ容器とそれぞれ２本の接続チューブは、それぞれフッ素系樹脂で成形されていることを特徴とする請求項２又は３記載の標準ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標準ガス発生技術、特に揮発試料を微量濃度含有している標準ガスを得るための技術に関し、ガス分析等に使用される検量線を作成するために必要な標準ガスを得るために利用される標準ガス発生方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準ガス発生技術、特に、揮発試料が微量濃度含有している標準ガスを得るための技術は、例えば、ガス分析装置に使用される検量線を作成するために必要な標準ガスを得るのに有効利用できる技術である。
【０００３】
一般に、ガス分析装置に使用する検量線を作成するに際しては、ガス中に既知の濃度の試料蒸気を含有している標準ガスが使用される。
【０００４】
そこで、検量線を作成するためには、まず、ガス中に既知の濃度の試料蒸気が含有されている標準ガスを調製する必要がある。
【０００５】
例えば、液体試料の蒸気の濃度がｐｐｂ（１０-9）レベル、あるいは、それ以下の極低濃度の標準ガスを得るための標準ガス発生装置として、特開平６−１１７９７２号公報に記載された標準ガス発生装置がある。
【０００６】
すなわち、この標準ガス発生装置は、試料が収容されている蒸発室にキャリアガスが供給され、この蒸発室の雰囲気温度または圧力、あるいは両方が指定された値に調整されて維持されることにより、前記試料からの蒸気の蒸発量が制御され、この蒸気が前記キャリアガスに混合されることによって標準ガスが発生されると同時に、この標準ガスの濃度が前記指定温度、または圧力に対応する前記蒸気の蒸発量に見合う値に調製されることを特徴とするものである。
【０００７】
以下に、公知の特許文献を記載する。
【特許文献１】特開平６−１１７９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、理想的な標準ガス発生装置としては、蒸発室の雰囲気温度又は圧力、あるいはその両方が、指定された値に調整維持される必要があるため、前記した従来の標準ガス発生装置のような機構においては、次の問題点があるものと考えられる。
【０００９】
即ち、蒸発室の雰囲気温度又は圧力、あるいは、その両方を指定された値に調整維持するためには、高価格の恒温槽と温度調整機と加熱冷却装置と温度センサと圧力制御弁などが必要となり、標準ガス発生装置全体が高価格になってしまう。
【００１０】
また、蒸発室の雰囲気温度又は圧力、あるいは、その両方を指定された値に調整維持するためには、高価格の恒温槽と温度調整機と加熱冷却装置と温度センサと圧力制御弁が必要となり、標準ガス発生装置全体の専有面積と体積が大きくなってしまう。
【００１１】
本発明の課題は、試料が収容された試料容器（蒸発室）の雰囲気温度又は圧力を指定された値に変動、調製、維持することなしに、その雰囲気温度又は圧力を一定値に維持した
状態で、微量濃度の標準ガスを直接的に発生、且つ濃度制御することができる標準ガス発生方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に係る発明は、試料５が収容されている試料容器４内に清浄空気が供給され、この試料容器４内の試料５の濃度を制御することによって、所望濃度の標準ガスｇo を揮発発生させることを特徴とする標準ガス発生方法である。
【００１３】
本発明の請求項２に係る発明は、トラップ容器１と試料５が収容される試料容器４とポンプ１３が、接続チューブにより接続されており、試料５にて揮発させた試料ガスｇは、トラップ容器１中でミスト除去されて標準ガスｇo として供給されることを特徴とする標準ガス発生装置である。
【００１４】
本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項２に係る標準ガス発生装置において、前記試料容器４とトラップ容器１には、それぞれ２本の接続チューブが一体成形加工により接続しており密閉されていることを特徴とする標準ガス発生装置である。
【００１５】
本発明の請求項４に係る発明は、上記請求項２又は３に係る標準ガス発生装置において、前記試料容器４とトラップ容器１には、それぞれ２本の接続チューブが一体成形加工により接続しており、それぞれ前記試料容器４とトラップ容器１とそれぞれ２本の接続チューブは、それぞれフッ素系樹脂で成形されていることを特徴とする標準ガス発生装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の標準ガス発生方法及びその装置によれば、ポンプ１３によって、試料容器４と一体成形された一方の接続チューブ７から試料容器４内に供給された一定量の清浄空気は、試料容器４内で、試料である溶液表面に触れることで試料を揮発させることができ、試料容器内に一定濃度のガスを発生させることができる。
【００１７】
試料容器内の温度及び圧力が一定のとき、試料容器内の発生ガス濃度は、試料容器内の試料濃度に依存することになり、試料である液体の濃度を制御することによって、発生ガス濃度を制御することができる。所謂、試料容器内の試料濃度を制御することによって、試料容器内に発生する発生ガス濃度を制御することができる。
【００１８】
そして、試料容器４内で発生した発生ガスは、試料容器４と一体成形にて接続した試料ガス供給チューブ６からトラップ容器１内に排出供給される。トラップ容器１内では、前記試料容器４内でガスと同時に発生したミスト（水分）が、該トラップ容器１の底面に衝突することによって、該底面に吸着して除去されるものである。
【００１９】
そして、試料容器４内で揮発発生し、トラップ容器１内でミスト除去された標準ガスｇo は、トラップ容器１と一体成形された他方の標準ガス供給チューブ２から排出されて標準ガスｇo として使用される。
【００２０】
このように、本発明によれば、試料容器４中に既知濃度の試料４を入れ、流量計付きポンプ１３によって清浄化された空気ａo を供給することによって、揮発発生する試料ガスｇを、トラップ容器１にてミスト除去後、標準ガスｇo として供給でき、あらかじめ、既知の数種類の濃度の試料４を用いて標準ガスｇo を発生させ、その時に揮発（揮散）発生した標準ガスｇo の各々濃度を測定して求め、その試料４の試料濃度と標準ガスｇo 濃度との関係から、該試料４に対する標準ガスｇo （発生ガス）の検量線を容易に作成でき、この検量線に基づいて試料４の濃度を設定し、該試料４の標準ガスｇo 濃度を目的とする
濃度に容易に調製することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の標準ガス発生方法及びその装置の実施の形態を説明する標準ガス発生装置の模式図である。
【００２２】
本発明の標準ガス発生方法及びその装置は、図１に示すポンプ１３によって、空気から不純物を取り除いた清浄空気を、ガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する密封容器の試料容器４内に供給し、供給された清浄空気によって、試料容器４内の試料を揮発（揮散、ガス化）させて、試料の揮発ガスを含有するガスを発生させたのち、ガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する密封容器のトラップ容器１内でガス中のミスト（水分）を取り除いた後、標準ガスとして使用されるものとして構成されている。
【００２３】
本発明の標準ガス発生装置は、図１に示すように空気流量計を備えたポンプ１３を備えており、供給する空気流量を調整することが可能である。
【００２４】
流量を調整した前記ポンプ１３は、空気吸引側の空気導入チューブ１４から空気を導入し、空気排出側の空気供給チューブ１２から空気を排出し、該チューブ１２は一体成形されたガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する空気導入チューブ１１と接続していて、空気導入チューブ１１は、ガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する密閉容器の空気清浄化容器８（有底容器）と一体成形にて接続している。なお、８ａは蓋部である。
【００２５】
ポンプ１３によって空気供給チューブ１２から供給された空気ａは、空気導入チューブ１１から空気清浄化容器８に導入される。空気清浄化容器８には純水９が入っており、空気導入チューブ１１から導入された空気ａは、空気清浄化容器８内の純水９でバブリングされる。空気ａ中には、発生させたいガスと同じ成分が含まれている場合もあるが、純水９でバブリングすることによって空気ａ中の成分は清浄化されて清浄空気となる。
【００２６】
空気清浄化容器８内にて清浄化された清浄空気ａ0 は、該空気清浄化容器８と一体成形にて接続されたガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する清浄化空気供給チューブ１０より排出され、該チューブ１０に接続したガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する清浄空気導入チューブ７から、該チューブ７と一体成形にて接続された密閉容器の試料容器４（有底容器、４ａは蓋部）内に導入される。
【００２７】
試料容器４内に導入された清浄空気ａ0 は、該試料容器４内に収容されている試料５（例えば液状試料、揮発性物質など）の表面に接触し、試料５を揮発（揮散）させて試料ガスｇを発生する。このとき揮発発生する試料ガスｇのガス濃度は、試料５の濃度に依存するものである。また、揮発発生した試料ガスｇ中には、試料４から同時に生成したミストを含んでいる。
【００２８】
なお、このとき試料５から揮発発生する試料ガスｇのガス濃度は、試料５の温度にも依存するものであって、試料５を収容した試料容器４の周囲の雰囲気温度、即ち、試料容器４の置かれた室温にも依存するため、安定して試料ガスｇを発生させるためには、室温が一定であることが求められる。
【００２９】
そのため、室温が制御されたクリーンルームや恒温室に標準ガス発生装置を設置するの
が好ましいが、数℃程度の温度変化では発生ガス濃度への影響は少ないため、エアーコンディショナーなどで一定温度に調整された室内でも構わない。
【００３０】
試料容器４内で揮発した試料５のミストを含有する試料ガスｇは、試料容器４に一体成形されたミスト含有の試料ガスを供給するガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する試料ガス供給チューブ６から密閉容器のガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有するトラップ容器１（有底容器、１ａは蓋部）に一体成形にて接続したガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する試料ガス供給チューブ３を経て、該トラップ容器１内に供給される。
【００３１】
水分ミストを含有する試料ガスｇは、上記トラップ容器１内で、下向きの試料ガス供給チューブ３によってトラップ容器１の底面に吹き付けられて接触し、該試料ガスｇに含有する水分ミストはトラップ容器１の底面に吸着する。
【００３２】
これによって、試料ガスｇからミストが除去されて標準ガスｇo が作成される。ミスト除去後の標準ガスｇo は、トラップ容器１に一体成型されたガラス製若しくはフッ素系樹脂製、又は酸化珪素蒸着内面若しくはフッ素系樹脂蒸着内面を有する標準ガス供給チューブ２から排出供給されて用いられる。
【００３３】
なお、図１に示す空気清浄化容器８は、使用する前記ポンプ１３として、空気清浄化器（図示せず）を一体的に搭載した空気清浄化器搭載型のポンプを使用することによって省略することが可能である。
【実施例】
【００３４】
以下に、本発明の具体的実施例について説明し、実際に本発明に係る標準ガス発生装置を用いて、試料５の濃度を変化させながら標準ガスを発生させた場合における試料５の濃度と、揮発発生する標準ガスｇo の濃度との関係について説明する。
【００３５】
＜実施例１＞
本発明に係る標準ガス発生装置を用い、試料５として酢酸を用いて、試料容器４内に試料５として酢酸１ｐｐｍ濃度の酢酸水溶液を収容し、下記の条件にて標準ガスｇo として酢酸ガスを発生させた。
【００３６】
（標準ガス発生条件）
装置設置場所の温度（室温）  ２３±１℃
試料容器４内の圧力            １ａｔｍ（大気圧）
ポンプ１３の流量設定値  ２０００ｍｌ／分
空気清浄化容器８の容量    １００ｍｌ
試料容器４の容量          １００ｍｌ
トラップ容器１の容量      １００ｍｌ
上記の標準ガス発生条件にて発生させた発生経過時間と、その時のトラップ容器１内における酢酸の標準ガスｇo 濃度は下記の通りであった。
【００３７】
発生経過時間              酢酸標準ガスｇo 濃度
１時間経過時              ３．３μｇ／ｍ3 
２時間経過時              ２．２μｇ／ｍ3 
３時間経過時              ２．２μｇ／ｍ3 
２４時間経過時              ２．２μｇ／ｍ3 
ガス発生当初から１時間経過時までは、ガス濃度が３．３μｇ／ｍ3 と高いが、２時間
経過時から２４時間経過時までは、同一濃度のガスが発生しており、発生ガス濃度の安定性が確認できた。
【００３８】
同様に、酢酸０．５ｐｐｍ、２．０ｐｐｍ、５．０ｐｐｍ、１０．０ｐｐｍの各濃度の酢酸水溶液を試料５として用いた場合の２時間経過後の発生ガス濃度は、それぞれ１．５μｇ／ｍ3、５．０μｇ／ｍ3、１２．０μｇ／ｍ3、２８．５μｇ／ｍ3であった。
【００３９】
図２は、試料５として用いた酢酸の水溶液濃度（横軸、ｐｐｍ）と、発生した酢酸の標準ガスｇo 濃度（縦軸、μｇ／ｍ3 ）の関係から求めた検量線である。
【００４０】
図２に示した検量線から、例えば、１０μｇ／ｍ3の標準ガスｇo を発生させたい場合は、試料５として、酢酸含有量が４．１ｐｐｍの濃度の酢酸水溶液を用いれば良いことが分かる。同様に２０μｇ／ｍ3の標準ガスｇo を発生させたい場合は、試料５として、酢酸含有量が７．４ｐｐｍの酢酸を用いればよいことが分かる。
【００４１】
＜実施例２＞
本発明に係る標準ガス発生装置を用い、試料５としてギ酸を用いて、試料容器４内に試料５としてギ酸１ｐｐｍ濃度のギ酸水溶液を収容し、実施例１と同様の下記の条件にて標準ガスｇo としてギ酸ガスを発生させた。
【００４２】
（標準ガス発生条件）
装置設置場所の温度（室温）  ２３±１℃
試料容器４内の圧力            １ａｔｍ（大気圧）
ポンプ１３の流量設定値  ２０００ｍｌ／分
空気清浄化容器８の容量    １００ｍｌ
試料容器４の容量          １００ｍｌ
トラップ容器１の容量      １００ｍｌ
上記の標準ガス発生条件にて発生させた発生経過時間と、その時のトラップ容器１内におけるギ酸の標準ガスｇo 濃度は下記の通りであった。
【００４３】
発生経過時間              ギ酸標準ガスｇo 濃度
１時間経過時              ３．５μｇ／ｍ3 
２時間経過時              ２．８μｇ／ｍ3 
３時間経過時              ２．７μｇ／ｍ3 
２４時間経過時              ２．７μｇ／ｍ3 
ガス発生当初から１時間経過時までは、ガス濃度が３．５μｇ／ｍ3 と高いが、２時間経過時から２４時間経過時までは、２．８〜２．７μｇ／ｍ3 と、略同一濃度のガスが発生しており、発生ガス濃度の安定性が確認できた。
【００４４】
同様に、ギ酸０．５ｐｐｍ、１．０ｐｐｍ、５．０ｐｐｍ、１０．０ｐｐｍ、２０．０ｐｐｍのギ酸水溶液を試料５として用いた場合の、２時間経過時の発生ガス濃度は、それぞれ０．９μｇ／ｍ3、１．６μｇ／ｍ3、６．３μｇ／ｍ3、１３．２μｇ／ｍ3、３０．１μｇ／ｍ3であった。
【００４５】
図３は、試料５として用いたギ酸の水溶液濃度（横軸、ｐｐｍ）と、発生したギ酸の標準ガスｇo 濃度（縦軸、μｇ／ｍ3 ）の関係から求めた検量線である。
【００４６】
図３に示した検量線から、例えば、１０μｇ／ｍ3のギ酸標準ガスｇo を発生させたい場合は、試料５として、ギ酸含有量が７．７ｐｐｍの濃度のギ酸水溶液を用いれば良いことが分かる。同様に、２０μｇ／ｍ3のギ酸標準ガスｇo を発生させたい場合は、試料５
として、ギ酸含有量が１４．１ｐｐｍのギ酸を用いればよいことが分かる。
【００４７】
以上、本発明者によってなされた発明を、上記実施例１、２に基づき具体的に説明したが、本発明は、実施例１、２に限定されるものではなく、その発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４８】
なお、上記実施例１、２においてはポンプ１３の空気排出側の空気供給チューブ１２を空気清浄化容器８の空気導入チューブ１１に接続しているが、例えば、ポンプ１３の空気吸引側の空気導入チューブ１４をトラップ容器１の標準ガス供給チューブ２に一体的に接続し、ポンプ１３にてトラップ容器１内を吸引して、空気清浄化容器８の空気導入チューブ１１から直接、空気ａを吸引することにより本発明を実施して、標準ガスの生成をしても構わない。
【００４９】
また、空気ａ中の不純物は、空気清浄化容器８を用いて純水９中に溶解させているが、ケミカルフィルターを用いて取り除いても構わないし、試料５の揮発（揮散）ガス中の成分が、空気ａ中に含まれないことが分かっている場合には、空気清浄化を行なわなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の標準ガス発生方法及びその装置を説明する標準ガス発生装置の模式図。
【図２】本発明の標準ガス発生方法及びその装置により求めた実施例１における酢酸濃度と酢酸標準ガス濃度の関係を示す酢酸の検量線グラフ。
【図３】本発明の標準ガス発生方法及びその装置により求めた実施例２におけるギ酸濃度とギ酸標準ガス濃度の関係を示すギ酸の検量線グラフ。
【符号の説明】
【００５１】
ａ…空気  ａo …清浄化空気  ｇ…試料ガス  ｇo …標準ガス
１…トラップ容器  ２…標準ガス供給チューブ  ３…試料ガス供給チューブ
４…試料容器  ５…試料  ６…試料ガス供給チューブ
７…清浄空気導入チューブ  ８…空気清浄化容器  ９…純水
１０…清浄化空気供給チューブ  １１…空気導入チューブ  １２…空気供給チューブ
１３…流量計付きポンプ  １４…空気導入チューブ
【図１】
2005257591.tif 000003
【図２】
2005257591.tif 000004
【図３】
2005257591.tif 000005