(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化すべき液体を封入する液体容器内の空間部と第１開閉弁を介して接続されるガス容器と、このガス容器と第２開閉弁を介して接続される排気手段と、前記ガス容器に接続されるバランスガス導入ラインとを具備してなり、前記ガス容器内に前記液体容器において発生した蒸気を導入した後、前記ガス容器内における圧力に基づいて前記ガス容器内にバランスガスを導入し、所望の濃度を有するガスを発生させることを特徴とする液体気化基準ガス発生装置。
【請求項２】
前記バランスガス導入ラインに開閉弁を具備してなり、前記第１開閉弁を閉じる一方、前記第２開閉弁を開き、バランスガス導入ラインに設けられた開閉弁を閉じて、前記排気手段によって前記ガス容器内を排気した後、第２開閉弁を閉じ、第１開閉弁を開いて、前記ガス容器内に前記液体容器において発生した蒸気を導入し、しかる後に、第１開閉弁を閉じ、バランスガス導入ラインに設けられた開閉弁を開いて、前記ガス容器内における圧力に基づいて前記ガス容器内にバランスガスを導入することにより、所望の濃度を有するガスを発生させる請求項１に記載の液体気化基準ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は常温で液体の物質を気化させて基準濃度のガスを作成するための液体気化基準ガス発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を気化させて既知濃度のガスを作成する方法としては、従来、例えば図４に示すようなバブリングによる方法がある。これは、気化すべき液体ａを入れたバブル管ｂを恒温槽ｃ内に貯留した水の中に浸漬させ、その気体導入管ｄからバランスガスを導入してこれを液体ａ中でバブリングさせることにより、バランスガスと共に気化した液体ａを吐出管ｅから取り出すようにしたものであり、液体ａの飽和蒸気圧分を含んだ基準ガスを作成する一般的な方法として知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のバブリングによる方法では、バブル管ｂの温度が恒温水槽ｃによって安定化されるものの、気化すべき液体ａによっては、その気化潜熱により液体温度が変化するため、発生気体の濃度が安定しないことがある。発生気体の濃度を安定化するためには、バブル管ｂを多段に組み込んだ構成が採られることがあるが、例えばメタノール等においては、このような構成によっても濃度の不安定性を解消することはできなかった。
【０００４】
本発明はこのような実情に鑑みてなされ、常温で液体の物質を気化させて基準濃度のガスを高精度に作成することのできる液体気化基準ガス発生装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
すなわち、気化すべき液体を封入する液体容器内の空間部と第１開閉弁を介して接続されるガス容器と、このガス容器と第２開閉弁を介して接続される排気手段と、前記ガス容器に接続されるバランスガス導入ラインとを具備してなり、前記ガス容器内に前記液体容器において発生した蒸気を導入した後、前記ガス容器内における圧力に基づいて前記ガス容器内にバランスガスを導入し、所望の濃度を有するガスを発生させることを特徴としている。
【０００６】
排気手段を作動させた状態下で、まず、第１開閉弁と第２開閉弁を開いて液体容器内の空間部とガス容器内とを連通させ、液体蒸気でガス容器内の気体をパージする。次いで、その第１開閉弁を閉じて第２開閉弁を開き、ガス容器内を真空引きする。その後、第２開閉弁を閉じて第１開閉弁を開きガス容器内を液体の飽和蒸気で充満させる。そして、バランスガスを必要に応じてガス容器内に導入すれば所望の濃度のガスを作成できる。
【０００７】
なお、第１開閉弁を閉じて第２開閉弁を開いて所定の（減）圧力になるまでガス容器内を排気した後、第２開閉弁を閉じ、その後、第１開閉弁を開いて液体蒸気をガス容器内に導入するとともに、バランスガスを必要に応じてガス容器内に導入することによっても、所望の濃度のガスを作成することができる。また、第１開閉弁を開いて、所定の圧力に達するまでガス容器内に液体蒸気を導入した後、第１開閉弁を閉じ、バランスガスを必要に応じてガス容器内に導入してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の液体気化基準ガス発生装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は装置の全体構成を示し、符号１は気化すべき液体（例えばメタノール），２はその液体１を封入した液体容器，３は圧力計，４はガス容器，５は圧力計，６はガス容器４と液体容器２内の空間部７とを連通する連通管、８はバランスガスをガス容器４に導入するための導入管，９は排気管，１０は吸引ポンプ（排気手段），１１〜１３は電磁開閉弁，１４はニードルバルブであり、各電磁開閉弁１１〜１３および吸引ポンプ１０はコントローラ（図示省略）と接続され、予め設定・記憶された制御プログラムに従って制御駆動される。なお、上述の電磁開閉弁１１が本発明でいう第１開閉弁，電磁開閉弁１３が第２開閉弁である。
【０００９】
上述のような構成にて、例えば、図２および図３に示すようなフローで所望濃度の基準ガス（校正ガス）を得ることができる。以下、順を追って説明すると、まず、吸引ポンプ１０を起動させ（ステップＳ１）、次いで、第１開閉弁１１と第２開閉弁１３をオン操作し（ステップＳ２）、液体容器２の空間部７とガス容器４とを連通させ、圧力計５の指示値が圧力計３の指示値と等しくなるまで（ステップＳ３）、液体１の蒸気でガス容器４内の気体をパージする。
【００１０】
圧力計５の指示値が圧力計３の指示値と等しくなると、第１開閉弁１１をオフし（ステップＳ４）、ガス容器４内を真空引きする。圧力計５の指示値が０（真空）になると（ステップＳ５）第２開閉弁１３をオフし（ステップＳ６）、次いで、第１開閉弁１１をオンし（ステップＳ７）、圧力計５の指示値が圧力計３の指示値（＝ＰL ）と等しくなるまで（ステップＳ８）液体容器２内の空間部７とガス容器４とを連通させて、ガス容器４内を液体１の飽和蒸気で充満させ、その圧力計３の指示値ＰL をコントローラに一時記憶させておく。
【００１１】
圧力計５の指示値が圧力計３の指示値と等しくなると、第１開閉弁１１をオフし（ステップＳ９）、また、電磁開閉弁１２をオンすることにより（ステップＳ１０）、バランスガス（例えばＮ2 ）をガス容器４内に導入する。その間、圧力計５で計測されるガス容器４内の圧力ＰT は、ＰT ＝ＰL ＋ＰB （バランスガスの圧力）の関係式を満たし、その濃度ＤT ＝ＰL ／ＰT となる。従って、所望の濃度値（＝ＤTD）を得るためには、圧力計５の指示値ＰT ＝ＰL ／ＤTDの関係式が満たされるまで電磁開閉弁１２を開いておけばよい（Ｓ１１）。所望の濃度値が得られた後は電磁開閉弁１２を閉じ（ステップＳ１２）、かつ、吸引ポンプ１０を停止させる（ステップＳ１３）。
【００１２】
上述の所望の濃度値（＝ＤTD）は予めコントローラに設定しておくことにより、ステップＳ１〜Ｓ１３が順次自動的に行われ、ガス容器４内に所望濃度のガスを温度変化等の影響を受けることなく安定な状態で得ることができ、特に、濃度の不安定なメタノール等であっても基準ガスの作成が容易となる。なお、圧力計３を設けない場合には、ステップＳ３およびステップＳ８にて、圧力計５の指示値が予め設定した適切な値になった時点にて第１開閉弁１１をオフにすればよい。
【００１３】
また、上述のフローとは別に、第１開閉弁１１を閉じて第２開閉弁１３を開き、所定の（減）圧力になるまでガス容器４内を排気した後、第２開閉弁１３を閉じ、その後、第１開閉弁１１を開いて蒸気をガス容器４内に導入するとともに、バランスガスを必要に応じてガス容器４内に導入するようにしてもよく、あるいは、第１開閉弁１１を開き、所定の圧力に達するまでガス容器４内に蒸気を導入した後、第１開閉弁１１を閉じ、バランスガスを必要に応じてガス容器４内に導入するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液体気化基準ガス発生装置は、気化すべき液体を封入する液体容器内の空間部と第１開閉弁を介して接続されるガス容器と、このガス容器と第２開閉弁を介して接続される排気手段と、前記ガス容器に接続されるバランスガス導入ラインとを具備してなり、前記ガス容器内に前記液体容器において発生した蒸気を導入した後、前記ガス容器内における圧力に基づいて前記ガス容器内にバランスガスを導入し、所望の濃度を有するガスを発生させるようにした点に特徴があり、液体の飽和蒸気をガス容器内に封じ込め、その後、バランスガスとの分圧により濃度を決定するようにしたので、温度変化に依存することなく、濃度安定性が良好となり、所望濃度のガスを容易かつ確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の液体気化基準ガス発生装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】  前記装置の制御作動を説明するためのフローチャートの前半部である。
【図３】  前記フローチャートの後半部である。
【図４】  従来の液体気化装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…液体、２…液体容器、４…ガス容器、７…空間部、８…バランスガス導入ライン，１０…排気手段，１１…第２開閉弁，１３…第２開閉弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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