(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンガスを用いてスパン校正をするオキシダント計の校正方法において、スパン校正用ガスよりも高濃度のオゾンガスを分析部に導入した後に、スパン校正用ガスを分析部に導入してスパン校正を行うことを特徴とするオキシダント計の校正方法。
【請求項２】
オゾンガスを用いてスパン校正をするオキシダント計の校正システムにおいて、スパン校正用ガスよりも高濃度のオゾンガスを分析部に導入した後に、スパン校正用ガスを分析部に導入してスパン校正を行うことを特徴とするオキシダント計の校正システム。
【請求項３】
オキシダント計のスパン校正用ガスを発生するオゾン発生器において、送出するオゾンガスをスパン校正用ガスよりも高濃度のオゾンガスとした後に、スパン校正用ガスの濃度のオゾンガスへと自動的に変化させる濃度変更手段を有することを特徴とするオゾン発生器。
【請求項４】
オキシダント計のスパン校正用ガスを発生するオゾン発生器において、送出可能とするオゾンガスをスパン校正用ガスよりも高濃度の１ｐｐｍ以上のオゾンガスとした後に、スパン校正用ガスの濃度のオゾンガスを分析部に送出することを特徴とするオゾン発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオキシダント計の校正方法、オキシダント計の校正システム、及びオゾン発生器に関し、更に詳しくは、大気中オキシダント計の校正を行う際に、オキシダント計のエージングを的確に行い、正確な校正を可能とする校正方法、及びこれを用いたオキシダント計の校正システム、並びにこの校正方法に好適に使用できるオゾン発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オキシダントとは、全オキシダント、光化学オキシダント、オゾン等の酸化性物質の総称である。大気中のオキシダントを連続的に測定するためのオキシダント計としては、吸光光度法によるオキシダント自動計測器、化学発光法によるオゾン自動計測器、紫外線吸収法によるオゾン自動計測器があり、これらについての日本工業規格が制定されている（ＪＩＳ  Ｂ  ７９５７−１９９２）。
【０００３】
他の大気自動計測器と同様、オキシダント自動計測器は、流路の詰まり、測定部の汚れ、測定部への粉塵の混入に基づく測定誤差の発生などを防ぐため、大気中に含まれる粉塵を除去するフィルターを試料大気導入口付近に備えている。このフィルターは、粉塵濃度等を勘案して定期的に交換（通常２週間に一回程度）される他、校正を行う際にも交換される。
【０００４】
ところが、新しいフィルターをオゾンガスが通過すると、オゾンガス濃度が減少することが知られている。また、フィルターを交換した際だけでなく、新品の測定装置内の配管や長期間低濃度のオゾンガスを測定した後のフィルターや配管も通過するオゾンガスの濃度を減少させることが知られている。
【０００５】
この現象は、予めオゾンを含むガスを通過させること（エージング）によって徐々に解消されるので、予めエージングしたフィルターを使用したり、スパン校正時に指示が安定するまでスパンガスを測定することによってフィルターや配管をエージングすることが行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記エージングを実際の測定現場で行おうとすると、時間がかかり保守作業が大変なだけでなく、その間の大気計測ができないという問題があった。また、欠測を極力避けようとして、エージングが不十分なままスパン校正を行えば、校正結果に誤差が生じ、正確な計測の妨げとなる虞があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、フィルター等のエージングを的確に行い、正確な校正を可能とするオキシダント計の校正方法、及びこれを用いたオキシダント計の校正システム、並びにこの校正方法に好適に使用できるオゾン発生器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を検討した結果、オゾンガスの分解容易性に着目した。一般に計測においては、高濃度の試料を測定した後に低濃度の試料を測定すると、高濃度試料の影響が残存し、一定の時間測定値が高めとなる傾向がある。しかし、分解容易なオゾンガスについては、高濃度から低濃度へとガスの濃度を変化させても残存影響は小さいことが確認できた。そのため、校正に先立ち、高濃度オゾンガスでエージングをすることが可能であることに想到したものである。
【０００９】
すなわち、請求項１のオキシダント計の校正方法は、オゾンガスを用いてスパン校正をするオキシダント計の校正方法において、スパン校正用ガスよりも高濃度のオゾンガスを分析部に導入した後に、スパン校正用ガスを分析部に導入してスパン校正を行うことを特徴とする。
【００１０】
ここで、「スパン校正用ガスよりも高濃度」とは、エージングの効果において、スパン校正ガス用の濃度と比較して有意の差が認められる濃度以上であれば特に限定はない。もし、スパン校正用ガスとして０．１ｐｐｍ（体積濃度、以下同じ）以下の低濃度ガスのみを使用するのであれば、０．２ｐｐｍ程度でもエージング効果の向上が認められるので「スパン校正用ガスよりも高濃度」に該当する。
【００１１】
また、「スパン校正用ガスよりも高濃度」の濃度は一定であっても、途中で変化させてもよい。例えば、スパン校正用ガス濃度の１０倍前後の濃度から、徐々に濃度を下げて最終的にスパン校正ガス濃度まで低下させてもよい。
【００１２】
また、「スパン校正用ガス」の分析部への導入は「スパン校正用ガスよりも高濃度のオゾンガス」の導入終了後連続して行ってもよいし、多少の時間をおいた後に行ってもよい。ただし、あまり長時間経過後に導入することは、エージングの効果が徐々に失われるので望ましくない。
【００１３】
本校正方法により、オキシダント計のフィルターや配管等のエージングを短時間で終了させることができるので、欠測時間を最小限に抑えつつ正確な校正を行うことが可能となる。
【００１４】
また、請求項２のオキシダント計の校正システムは、オゾンガスを用いてスパン校正をするオキシダント計の校正システムにおいて、スパン校正用ガスよりも高濃度のオゾンガスを分析部に導入した後に、スパン校正用ガスを分析部に導入してスパン校正を行うことを特徴とする。
【００１５】
これにより、請求項１に記載のオキシダント計の校正システムについて説明した如く、オキシダント計のフィルターや配管等のエージングを短時間で終了させることができるので、欠測時間を最小限に抑えつつ正確な校正を行うことが可能なオキシダント計の校正システムとすることができる。
【００１６】
上記、オキシダント計の校正方法、並びに校正システムには、請求項３又は請求項４に記載のオゾン発生器を好適に使用できる。すなわち、請求項３に記載のオゾン発生器は、送出するオゾンガスをスパン校正用ガスよりも高濃度のオゾンガスとした後に、スパン校正用ガスの濃度のオゾンガスへと自動的に変化させる濃度変更手段を有することを特徴とする。
【００１７】
ここで、「スパン校正用ガスよりも高濃度」とは、上述した如く、エージングの効果において、スパン校正用ガスの濃度と比較して有意の差が認められる濃度以上であれば特に限定はない。また、「スパン校正用ガスよりも高濃度」から「スパン校正用ガスの濃度」への変化は、漸次低下さても良いし、一度にあるいは段階的に低下させてもよい。また、変化の過程で、多少の時間であれば、オゾンガスの送出が中断しても差し支えない。変化させるタイミングや変化速度は、予め設定したタイミングや速度に従ってもよいし、送出した先のオキシダント計の測定値をフィードバックしてエージングの進行状況に応じた制御をできるようにしても良い。
【００１８】
また、請求項４に記載のオゾン発生器は、送出可能とするオゾンガスをスパン校正用ガスよりも高濃度の１ｐｐｍ以上のオゾンガスとした後に、スパン校正用ガスの濃度のオゾンガスを分析部に送出することを特徴とする。上述の如く、エージングの効果においてスパン校正ガス用の濃度と比較して有意の差が認められる濃度以上であれば、１ｐｐｍ未満の濃度のオゾンガスをエージング用ガスとして送出することも可能である。しかし、エージングの効果をより確実にするためには、１ｐｐｍ以上のオゾンガスをエージング用ガスとして送出することが望ましい。
【００１９】
なお、請求項３又は請求項４に記載のオゾン発生器は、通常のオゾン発生器と同様、エージング用ガスを送出せず、一又は二以上の濃度のスパン校正用ガスを単独で送出する機能を併せ持つことが望ましいことは言うまでもない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
多数の測定局のオキシダント計を手分析値と照合して校正することは煩雑なため、実状に即した方法として測定局においてはオゾン発生器と二次標準としての可搬型のオゾン計とを組み合わせてオキシダント計を校正する。
【００２１】
図１は、本発明に係るオキシダント計の校正システムの一実施形態を示すもので、二次標準オゾン計を手分析値で目盛り付けするシステムを示すものである。本実施形態では、オゾン発生器１で発生したオゾンガスを、マニホールド２を介して二次標準オゾン計３と試料ガス採取装置４とに供給するようになっている。二次標準オゾン計３と試料ガス採取装置４に供給された残りのオゾンガスは、流量計５を介してオーバーフローするようになっている。
【００２２】
本実施形態において、オゾン発生器の原理に特に限定はないが、キセノンフラッシュランプの照射による方法、無声放電による方法、水銀ランプの照射による方法等が採用できる。キセノンフラッシュランプの照射による方法では、点灯周波数を調整することによって直線性よく送出するオゾンガスの濃度調整ができる。また、電圧の調整によっても濃度調整が可能である。無声放電による方法では電流の調整により濃度調整ができる。また、水銀ランプの照射による方法では、電流を調整する他照射面を覆う照射量調整スリーブの位置を調節することによって濃度調整ができるものもある。
【００２３】
図２は、キセノンフラッシュランプの照射による方法を採用した場合のオゾン発生器１の一実施形態を示すものである。図２において、オゾン発生部１１にフィルター１２と流量調整器１３とを介してゼロガスが供給されるようになっている。ゼロガスとは、オキシダント計のゼロ位を調整するゼロ校正に用いられるガスのことで、空気を浄化してオキシダントを除いた精製空気等が用いられる。
【００２４】
オゾン発生部１１には、キセノンフラッシュランプ１４が取り付けられており、この中を通過するガス中の酸素に紫外線を照射することによりオゾンを発生させるようになっている。発生したオゾンガスは、混合器１５を介して、マニホールドへと送出されるようになっている。
【００２５】
キセノンフラッシュランプ１４は電源１６により点灯するが、点灯周波数は、電源１６に接続された制御装置１７で調整するようになっている。制御装置１７に対しては、操作部１８により指示を行うようになっている。操作部１８では、エージング用ガス送出後に校正用ガスを送出するか、エージング用ガスのみを送出するか、あるいは、校正用ガスのみを送出するか等の選択や、各々のガス濃度や送出時間等を設定できるようになっている。
【００２６】
図１において二次標準オゾン計３には、取り扱いが容易で、可搬型としやすいことから、通常紫外線吸収法によるオゾン自動計測器が使用される。試料ガス採取装置は、発生したガスをヨウ素標準液による手分析に供するための装置である。流量計５は、オゾン発生器１からのオゾンガスが、二次標準オゾン計３や試料ガス採取装置に供給するのに充分な流量となっていることを確認すると共に、余分なオゾンガスをオーバーフローさせて外部に排出するようになっている。なお、流量計５の上流又は下流に、オゾンガスを分解するオゾン処理器が介装されるのが通常である。
【００２７】
図１のシステム及び図２のオゾン発生器を用いて本発明に係る校正方法を実施する場合、例えば以下のようなステップに従って行う。まず、操作部１８により「エージングガス送出後０．４ｐｐｍ前後のオゾンガスを送出する。」旨を指示し、ステップ１としてスパン校正用ガスよりも高濃度、例えば数ｐｐｍのオゾンガスを発生させて二次標準オゾン計３と試料ガス採取装置４とをエージングする。このとき、オゾンガスの濃度が高いほど、エージングの効果が上がり短時間で終了できる。しかし、例えば１０ｐｐｍ以上の高濃度とすることは望ましくない。フィルターや配管の劣化を招くばかりでなく、分解されなかったオゾンガスが排出されて周辺の雰囲気を汚染することになるからである。ステップ１は、予め定めた時間で終了しても良いし、充分エージングされたことを二次標準オゾン計３の指示値が安定することをもって確認してから終了しても良い。次いで、ステップ２として、０．４ｐｐｍ前後のオゾンガスを発生させて二次標準オゾン計３と試料ガス採取装置４の双方に送出する。そして、手分析値と、二次標準オゾン計３の指示値との関係を求めておく。
【００２８】
次に、操作部１８により「０．２５ｐｐｍ前後のオゾンガスを送出する。」旨を指示し、ステップ３として０．２５ｐｐｍ前後の濃度のオゾンガスを発生させたときの手分析値と、二次標準オゾン計３の指示値との関係を求めておく。
【００２９】
最後に、操作部１８により「０．１ｐｐｍ前後のオゾンガスを送出する。」旨を指示し、ステップ４として０．１ｐｐｍ前後の濃度のオゾンガスを発生させたときの手分析値と、二次標準オゾン計３の指示値との関係を求めておく。
【００３０】
ステップ１からステップ４までの具体的な手順は、通常の手順、例えばＪＩＳＢ７９５７の手順に従う。実験の結果、高濃度のエージング用ガスの影響により二次標準オゾン計３の指示が高くなったり、不安定になったりすることはないことが確認された。なお、ステップ１からステップ４までの手順を、操作部１８からの一括指示としてまとめて制御装置１７に指示できるようにしてもよい。
【００３１】
図３は、本発明に係るオキシダント計の校正システムの他の実施形態を示すもので、測定局オキシダント計を目盛り付けした二次標準オゾン計で校正するシステムを示すものである。本実施形態では、オゾン発生器１で発生したオゾンガスを、マニホールド２を介して二次標準オゾン計３と測定局オキシダント計６とに供給するようになっている。二次標準オゾン計３と測定局オキシダント計６に供給された残りのオゾンガスは、流量計５を介してオーバーフローするようになっている。
【００３２】
図３において、図１と同一の構成部材については、同一の符号を付してあるので、詳細な説明は省略する。図３の測定局オキシダント計は、大気中のオキシダントを自動的に計測するものであれば、特に測定原理に限定はなく、二次標準オゾン計と同一原理の計測器でもよい。通常、吸光光度法によるオキシダント自動計測器、化学発光法によるオゾン自動計測器、紫外線吸収法によるオゾン自動計測器が用いられる。
【００３３】
図３のシステム及び図２のオゾン発生器を用いて本発明に係る校正方法を実施する場合、図１の場合と同様に、例えば以下のようなステップに従って行う。まず、操作部１８により「エージングガス送出後０．２５ｐｐｍ前後のオゾンガスを送出する。」旨を指示し、ステップ１としてスパン校正用ガスよりも高濃度、例えば数ｐｐｍのオゾンガスを発生させて二次標準オゾン計３と測定局オキシダント計６とをエージングする。このとき、図１の作業終了直後であれば、二次標準オゾン計３へのオゾンガス送出を遮断し、エージングを省略しても良い。このときのオゾンガスの濃度は、図１のシステムについて説明した如く、例えば１０ｐｐｍ以上の高濃度とすることは望ましくない。
【００３４】
次いで、ステップ２として、０．２５ｐｐｍ前後のオゾンガスを発生させて二次標準オゾン計３と測定局オキシダント計６の双方に送出する。そして、二次標準オゾン計３の指示値に測定局オキシダント計６の指示値が合うように測定局オキシダント計６のスパン調整を行う。なお、スパン調整後、他の数種類の濃度のオゾンガスを送出して、測定局オキシダント計６の直線性試験を行っても良い。
【００３５】
具体的な手順は、通常の手順、例えばＪＩＳ  Ｂ７９５７の手順に従う。実験の結果、エージング用の高濃度オゾンの影響により測定局オキシダント計６の指示が高くなったり、不安定になったりすることはないことが確認された。
【００３６】
なお、図１および図３のシステムの説明においては、オゾン発生器１から発生するオゾンガスの濃度は、オゾン発生器の操作部１８の操作により点灯周波数を制御して設定するようにしたが、二次標準オゾン計３や、測定局オキシダント計６、あるいは外部演算装置からの命令信号に基づいて設定するようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、オキシダント計の校正に先立ち、オキシダント計のエージングを的確に、かつ短時間で完了させることができる。従って、欠測状態となる時間を最小限にしつつ、正確な校正、ひいては正確なオキシダント濃度の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオキシダント計の校正システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るオゾン発生器の一実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明に係るオキシダント計の校正システムの他の実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１          オゾン発生器
２          マニホールド
３          二次標準オゾン計
４          試料ガス採取装置
５          流量計
６          測定局オキシダント計
１１        オゾン発生部
１２        フィルター
１３        流量調整器
１４        キセノンフラッシュランプ
１５        混合器
１６        電源
１７        制御装置
１８        操作部
２１        点灯周波数制御信号
【図１】
0004009025.tif 000002
【図２】
0004009025.tif 000003
【図３】
0004009025.tif 000004