(57)【要約】【課題】試料ガス中の酸素や二酸化炭素量に影響されずに測定可能なＴＶＯＣ計を提供する。【解決手段】一定流量の試料ガスＧ１の酸素濃度を磁気式酸素計２で測定した後、試料ガスＧ１を燃焼触媒酸化炉３で完全燃焼させ、排出された試料ガスＧ２の酸素濃度を磁気式酸素計４で測定し、それぞれの測定値に比例した電気信号Ｅ１、Ｅ２を演算処理装置５に入力して酸素濃度差を求め、その酸素濃度差を演算処理して試料ガスＧ１の全揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）濃度を算出する。【選択図】          図１
2007093409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスを一定流量吸入する吸入手段と、吸入された試料ガスの酸素濃度を測定する測定手段と、測定後の試料ガスを酸化燃焼させる酸化燃焼手段と、酸化燃焼後の試料ガスの酸素濃度を測定する測定手段と、酸化燃焼前後の試料ガスの酸素濃度差を算出し、この酸素濃度差に補正演算を行い試料ガス中の全揮発性有機化合物濃度を算出する演算手段とを備えていることを特徴とするＴＶＯＣ計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気ガスや雰囲気ガスに含まれる全（総）揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）濃度を測定するＴＶＯＣ計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶＯＣは、ベンゼン、キシレン、トルエンなど最大１１種類の揮発性有機化合物の総量を指すもので、工場などの事業所における塗装、接着、印刷、化学製品製造等の作業現場や住宅の建築材料や接着材などから放出されるガスが該当するが、これらの揮発性有機化合物は化学物質過敏症やシックスハウス症候群などの原因物質であることが知られている。
【０００３】
このため各揮発性有機化合物に対し、表１に示す室内環境ガイドラインとしての規制値が国の指針値として定められている（例えば、非特許文献１参照。）。
【表１】
2007093409.tif 000003
特に、ＴＶＯＣに対しては、０．４ｍｇ／ｍ3（新築時１ｍｇ／ｍ3）が国の暫定目標値として定められている。また、環境省告示第６１号（平成１７年６月１０日）による大気汚染防止法により、ＴＶＯＣを水素炎イオン化形分析計（ＦＩＤ計）（例えば、特許文献１参照。）または非分散型赤外線ガス分析計（ＮＤＩＲ計）を用いて測定するよう通達されている。
【０００４】
図３にＦＩＤ計を用いてＴＶＯＣ濃度を測定する場合の構成例を示す。このＦＩＤ計は石英製のノズル１０１の先端部と電極となるコレクタ１０２を反応炉１０３内に収容し、前記ノズル１０１に約３００Ｖの高電圧１０４を前記コレクタ１０２に対して印加したものである。試料ガスＧ１と水素ガスＨ１を供給し、前記反応炉１０３に空気Ａ１を供給するものである。前記ノズル１０１の先端の水素炎１０５中で下記反応式で表される反応が行われる。
ＣＨ＋Ｏ2→ＣＨＯ+＋ｅ-
すなわち、試料ガスＧ１中の揮発性有機化合物が水素炎１０５中で燃焼し、有機物化合物濃度に比例したイオン電流がコレクタ１０２に捕集される。この電流をデータ処理装置１０６によりＴＶＯＣ濃度に変換し出力・表示している。
【０００５】
図４に単セル方式のＮＤＩＲ計を用いてＴＶＯＣ濃度を測定する場合の構成例を示す。このＮＤＩＲ計は、試料ガスＧ１をバイパスするバイパス流路２０１と酸化触媒２０２が介在する酸化触媒流路２０３と、前記バイパス流路２０１と酸化触媒流路２０３を切り替える切替弁２０４と、前記切替弁２０４からの試料ガスＧ１を収容する試料セル２０５、赤外線を放射する光源２０６、静電容量型の検出器２０７及び前記切替弁２０４を交互に切り替えるとともに、前記検出器２０７からの電気信号を試料ガスＧ１のＴＶＯＣ濃度に変換処理する信号変換器２０８から構成されている。前記バイパス流路２０１からの試料ガスＧ１中のＣＯ2濃度と酸化触媒流路２０３を経由した試料ガスのＣＯ2濃度を測定しそのＣＯ2濃度差から揮発性有機化合物濃度を求めるものである。
【０００６】
【非特許文献１】シックハウス（室内空気汚染）問題に関する検討会中間報告書の第４回〜第５回のまとめについて、厚生省、平成１２年１２月２２日
【特許文献１】特開２００３−２０２３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のＦＩＤ計を使用してＴＶＯＣ濃度を測定する場合、試料ガス中の酸素濃度によって測定値が変わる、所謂、酸素干渉を受けるという問題がある。また、ＮＤＩＲ計を使用してＴＶＯＣ濃度を測定する場合、原理上試料ガス中に二酸化炭素が大量に含まれている燃焼排ガス中のＴＶＯＣ濃度の測定は困難であるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、試料中に含まれる酸素や二酸化炭素の影響を受けずにＴＶＯＣ濃度を測定できるＴＶＯＣ計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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明のＴＶＯＣ計は試料ガスを一定流量吸入する吸入手段と、吸入された試料ガスの酸素濃度を測定する測定手段と、測定後の試料ガスを酸化燃焼させる酸化燃焼手段と、酸化燃焼後の試料ガスの酸素濃度を測定する測定手段と、酸化燃焼前後の試料ガスの酸素濃度差を算出し、この酸素濃度差に補正演算を行い試料ガス中の全揮発性有機化合物濃度を算出する演算手段とを備えているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＴＶＯＣ計は試料ガスを酸化燃焼し、その前後の酸素濃度を酸素計で測定し、その酸素濃度の減少量を測定することによって試料ガス中に含まれる酸素や二酸化炭素の影響を受けずにＴＶＯＣの濃度を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】
【００１０】
本発明が提供する最良の形態のＴＶＯＣ計は、試料ガスを一定流量吸入する吸入手段と、吸入された試料ガスの酸素濃度を測定する測定手段と、測定後の試料ガスを酸化燃焼させる酸化燃焼手段と、酸化燃焼後の試料ガスの酸素濃度を測定する測定手段と、酸化燃焼前後の試料ガスの酸素濃度差を算出し、この酸素濃度差に補正演算を行い試料ガス中の全揮発性有機化合物濃度を算出する演算手段とを備えているものである。
【実施例１】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例の形態について述べる。図１は本発明の実施例によるＴＶＯＣ計の概略構成図である。本ＴＶＯＣ計は、試料ガスＧ１を一定流量吸入するための流量制御系１と、吸入された試料ガスＧ１の酸素濃度Ｏ１を測定する磁気式酸素計２と、該磁気式酸素計２を通過した試料ガスＧ１中の有機化合物を完全燃焼して炭酸ガスと水に分解する燃焼触媒酸化炉３と、該燃焼触媒酸化炉３を通過した試料ガスＧ２の酸素濃度Ｏ２を測定する磁気式酸素計４と、前記磁気式酸素計２、４の電気信号Ｅ１、Ｅ２を減算してＴＶＯＣ濃度に変換する演算処理装置５から構成されている。前記流量制御系１は、ガス流路１１中に配設された流量制御弁１２及び流量センサ１３ａと、流量制御装置１３と、ポンプ１４から構成されている。また、前記燃焼触媒酸化炉３は、石英ガラス製の燃焼管３１と、その下部から順次収容されている白金網３２、石英ウール３３及び白金触媒３４等から構成されている。
【００１２】
前記磁気式酸素計２、４として公知の磁気風方式ドーナツ状測定室型や磁気風方式円筒測定室型などの磁気式酸素計を用いることができる。図２は磁気風方式ドーナツ状測定室型の磁気式酸素計２の構成を示すもので、ガラス製のリングセル２１と、バイパス管２２と、コイル２３と、磁石２４と、ブリッジ回路２５とで構成されている。前記リングセル２１には、リング状の試料ガス流路２６の対称位置に試料ガスの入口２７、出口２８が配設されている。前記コイル２３の中央から左右は前記ブリッジ回路２５の各一辺を形成している。なお、磁気式酸素計４も磁気式酸素計２と同様の構成である。
【００１３】
上記構成において試料ガスＧ１はポンプ１４により吸引されるとともにその流量は流量センサ１３ａにより検出され、この検出信号は流量制御装置１３内の流量設定値と比較され、その設定流量となるように流量制御弁１２により制御される。この試料ガスＧ１を磁気式酸素計２の入口２７から出口２８に流すと、試料ガスＧ１中の酸素は前記磁石２４で形成される磁界に吸引されることにより、バイパス管２２の内部で左から右方向に酸素の磁気風が生じ、コイル２３の左右の抵抗値に差が生じ、不平衡電圧が電気信号Ｅ１として検出される。この電気信号Ｅ１は一定流量の試料ガスＧ１に対して検出されるのでその大きさは酸素濃度Ｏ１に比例する。
【００１４】
そして前記磁気式酸素計２から送出された試料ガスＧ１は次に前記燃焼触媒酸化炉３に供給される。この試料ガスＧ１は、燃焼触媒酸化炉３内の白金触媒３４に接触して約６８０℃の完全燃焼温度で燃焼され、試料ガスＧ１は酸素の一部が揮発性有機化合物と結合して炭酸ガスおよび水に変換され試料ガスＧ２となって前記磁気式酸素計４に供給される。
【００１５】
前記試料ガスＧ２は前記磁気式酸素計４において、前記磁気式酸素計２と同様な測定方法により酸素濃度Ｏ２に比例した電気信号Ｅ２として検出される。前記電気信号Ｅ１、Ｅ２は演算処理装置５によって引き算（Ｅ１−Ｅ２）が行われるとともに、その差ΔＥを例えば予め実験的に求めた下記演算式（１）に入力することにより、ＴＶＯＣ濃度が算出され出力・表示される。
Ｙ＝ｆ（ΔＥ）……………（１）
なお上式において、ＹはＴＶＯＣ濃度を示し、ｆ（ΔＥ）はΔＥの関数を示す。
【００１６】
本発明のＴＶＯＣ計の構成は上記実施例に限定されるものではなく、例えば試料ガスＧ１、Ｇ２中の酸素濃度の測定に公知のジルコニア酸素計を始め各種の酸素計を使用することもできる。また、図１に示した構成部品を一台の筐体内に収容してもよい。そして試料ガス中の酸素量が少ない場合は、酸素又は空気を試料ガスに加えて供給してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は工場などの事業所における塗装、接着、印刷、化学製品製造等の作業現場や住宅の建築材料や接着材などから放出されるガス中のＴＶＯＣ濃度の測定に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例によるＴＶＯＣ計の構成を示す図である。
【図２】実施例に係わる磁気式酸素計の構成を示す図である。
【図３】ＦＩＤ計を用いてＴＶＯＣ濃度を測定する場合の構成例を示す図である。
【図４】ＮＤＩＲ計を用いてＴＶＯＣ濃度を測定する場合の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  流量制御系
２  磁気式酸素計
３  燃焼触媒酸化炉
４  磁気式酸素計
５  演算処理装置
１１  ガス流路
１２  流量制御弁
１３  流量制御装置
１３ａ  流量センサ
１４  ポンプ
２１  リングセル
２２  バイパス管
２３  コイル
２４  磁石
２５  ブリッジ回路
２６  試料ガス流路
２７  入口
２８  出口
３１  燃焼管
３２  白金網
３３  石英ウール
３４  白金触媒
１０１  ノズル
１０２  コレクタ
１０３  反応炉
１０４  高電圧
１０５  水素炎
１０６  データ処理装置
２０１  バイパス流路
２０２  酸化触媒
２０３  酸化触媒流路
２０４  切替弁
２０５  試料セル
２０６  光源
２０７  検出器
２０８  信号変換器
Ａ１  空気
Ｅ１、Ｅ２  電気信号
Ｇ１、Ｇ２  試料ガス
Ｈ１  水素ガス
【図１】
2007093409.tif 000004
【図２】
2007093409.tif 000005
【図３】
2007093409.tif 000006
【図４】
2007093409.tif 000007