特開 2016-180617 化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-180617(P2016-180617A)

(43)【公開日】2016年10月13日

(54)【発明の名称】化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/76 20060101AFI20160916BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/76

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-59932(P2015-59932)

(22)【出願日】2015年3月23日

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．テフロン

(71)【出願人】

【識別番号】000190301

【氏名又は名称】新コスモス電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】谷口 好彦

(72)【発明者】

【氏名】田尻 典靖

(72)【発明者】

【氏名】上田 敏夫

(72)【発明者】

【氏名】中村 信介

(72)【発明者】

【氏名】城井 哲史

(72)【発明者】

【氏名】勝木 章

【テーマコード（参考）】

2G054

【Ｆターム（参考）】

2G054AA01

2G054BB02

2G054CA04

2G054CA06

2G054EA01

2G054FA06

2G054FA07

2G054FA12

2G054FA25

2G054FA26

2G054GA03

(57)【要約】

【課題】オゾン発生のために空気を供給する供給路において乾燥器や電子クーラーを使用せず、ＮＯｘは発生量を抑制でき、かつ効率よくオゾンを発生させることができる化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法を提供する。
【解決手段】被検知ガスを含むサンプルガスが流通可能なサンプルガス供給路１０と、圧力スイング法を使用して高濃度酸素ガスを得る高濃度酸素発生部２０と、高濃度酸素ガスが流通可能な高濃度酸素ガス供給路３０と、供給された高濃度酸素ガスからオゾンガスを発生させるオゾンガス発生部４０と、発生したオゾンガスが流通可能であるオゾンガス供給路５０と、被検知ガスとオゾンガスとが化学反応を起こす反応部６０と、化学反応に基づく発光の発光量を測定する光測定部７０と、光測定部７０における測定値に基づいて被検知ガスを検出するガス検出部８０と、を備えた化学発光式ガス検出装置Ｘ。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検知ガスを含むサンプルガスが流通可能なサンプルガス供給路と、
圧力スイング法を使用して高濃度酸素ガスを得る高濃度酸素発生部と、
前記高濃度酸素ガスが流通可能な高濃度酸素ガス供給路と、
前記高濃度酸素ガス供給路が接続し、供給された前記高濃度酸素ガスからオゾンガスを発生させるオゾンガス発生部と、
前記オゾンガス発生部で発生した前記オゾンガスが流通可能であるオゾンガス供給路と、
前記サンプルガス供給路および前記オゾンガス供給路が接続し、前記サンプルガスおよび前記オゾンガスが供給されて、前記サンプルガスに含まれる前記被検知ガスと前記オゾンガスとが化学反応を起こす反応部と、
前記反応部における前記化学反応に基づく発光の発光量を測定する光測定部と、
前記光測定部における測定値に基づいて前記サンプルガス中の被検知ガスを検出するガス検出部と、を備えた化学発光式ガス検出装置。

【請求項2】

前記高濃度酸素ガス供給路に酸素センサを配設し、当該酸素センサと、前記高濃度酸素発生部からの酸素ガスを排出可能な酸素ガス排出路に配設した比例制御弁と、を接続してある請求項１に記載の化学発光式ガス検出装置。

【請求項3】

前記高濃度酸素ガス供給路における前記酸素センサの上流側に、雰囲気ガスを供給可能な外気供給路を接続してある請求項２に記載の化学発光式ガス検出装置。

【請求項4】

前記酸素センサは、所定の期間内にゼロ点調節を行うように構成してある請求項２または３に記載の化学発光式ガス検出装置。

【請求項5】

被検知ガスを含むサンプルガスと、圧力スイング法を使用して得た高濃度酸素ガスから発生させたオゾンガスと、を化学反応させて前記化学反応に基づく発光の発光量を測定し、この測定値に基づいて前記サンプルガス中の被検知ガスを検出する際に、
前記化学反応に供する高濃度酸素ガスの濃度を制御可能に構成してある化学発光式ガス検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オゾンガスと被検知ガスとの化学反応に基づく発光の発光量を測定することにより、サンプルガス中の被検知ガスを検出する化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、化学発光式ガス検出装置として特許文献１には以下の装置が記載されている。即ち、空気供給管からの乾燥空気をオゾン発生器に導入し、放電により空気中の酸素の一部をオゾンに変換する。発生したオゾンはオゾンガス供給路であるノズル２を介して反応槽の内部に流入し、サンプルガス供給路であるノズル３の先端から流入した試料ガス中の一酸化窒素と反応して、二酸化窒素になるときに化学発光現象が起こる。この発光強度を光検出器で検出し、その出力をガス濃度指示計に伝送する。

【0003】

この種の化学発光式ガス検出装置は、化学反応に基づく発光、所謂ルミネッセンスの発光量を測定することにより被検知ガスを検出するため、発色剤を含浸させたセルローステープに被検知ガスを透過させるテープ式ガス検出装置のように被検知ガスの濃度によって検出速度が左右されることがなく、被検知ガスが低濃度であっても感度良くガス検出を行うことが可能である。また、検知素子を使用していないため、検知素子の交換が不要である。キャリアガスも不要であって、さらには、アルコールガス、フロン、水素ガスによって誤報が生じる可能性もない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−２１３５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の装置では、オゾン発生器に導入する乾燥空気は、シリカゲル等を収容した乾燥器に雰囲気を通すことによって乾燥空気としている。また、他の態様では、ペルチェ素子を使って雰囲気の除湿する電子クーラーを使用することが知られている。このような乾燥器やペルチェ素子を使用する電子クーラーを使用すると、装置が高価となる。

【0006】

また、オゾン発生器においてオゾンを発生させる際には、空気中に含まれる窒素を基にＮＯｘが発生するが、有害なＮＯｘは発生量が少ない方が望ましい。

【0007】

従って、本発明の目的は、オゾン発生のために空気を供給する供給路において乾燥器や電子クーラーを使用せず、ＮＯｘは発生量を抑制でき、かつ効率よくオゾンを発生させることができる化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための本発明に係る化学発光式ガス検出装置の第一特徴構成は、被検知ガスを含むサンプルガスが流通可能なサンプルガス供給路と、圧力スイング法を使用して高濃度酸素ガスを得る高濃度酸素発生部と、前記高濃度酸素ガスが流通可能な高濃度酸素ガス供給路と、前記高濃度酸素ガス供給路が接続し、供給された前記高濃度酸素ガスからオゾンガスを発生させるオゾンガス発生部と、前記オゾンガス発生部で発生した前記オゾンガスが流通可能であるオゾンガス供給路と、前記サンプルガス供給路および前記オゾンガス供給路が接続し、前記サンプルガスおよび前記オゾンガスが供給されて、前記サンプルガスに含まれる前記被検知ガスと前記オゾンガスとが化学反応を起こす反応部と、前記反応部における前記化学反応に基づく発光の発光量を測定する光測定部と、前記光測定部における測定値に基づいて前記サンプルガス中の被検知ガスを検出するガス検出部と、を備えた点にある。

【0009】

高濃度酸素発生部で得た高濃度酸素ガスにおいて、窒素濃度は通常の空気に含まれる濃度より遥かに低い。従って、本発明の化学発光式ガス検出装置は、高濃度酸素発生部で得た高濃度酸素ガスに基づいてオゾンガス発生部でオゾンを発生させるため、通常の空気中に含まれる窒素を基にオゾンを発生させる場合に比べて、ＮＯｘの発生量を大幅に削減することができる。さらに、本発明の化学発光式ガス検出装置は、高濃度酸素ガスを利用してオゾンを発生させるため、効率よくオゾンを発生させることができる。

【0010】

また、本発明の化学発光式ガス検出装置は、オゾン発生のために空気を供給する供給路において乾燥器や電子クーラーを使用しないため、化学発光式ガス検出装置の製造コストを削減することができる。

【0011】

本発明に係る化学発光式ガス検出装置の第二特徴構成は、前記高濃度酸素ガス供給路に酸素センサを配設し、当該酸素センサと、前記高濃度酸素発生部からの酸素ガスを排出可能な酸素ガス排出路に配設した比例制御弁と、を接続した点にある。

【0012】

本構成によれば、酸素センサは高濃度酸素ガス供給路を流通する高濃度酸素ガスの濃度をモニタリングすることができ、さらに、モニタリングした酸素濃度に基づいて比例制御弁の比例制御を行うことができる。例えば酸素センサのモニタリングにより酸素ガスの濃度が高すぎると判断された場合は、比例制御弁によって排出される酸素ガスの量を多くして高濃度酸素発生部に供する高濃度酸素ガスの量を減じる等の制御を行うことができるため、常に適切な濃度の高濃度酸素ガスをオゾンガス発生部に供給することができる。

【0013】

本発明に係る化学発光式ガス検出装置の第三特徴構成は、前記高濃度酸素ガス供給路における前記酸素センサの上流側に、雰囲気ガスを供給可能な外気供給路を接続した点にある。

【0014】

本構成によれば、外気供給路により雰囲気ガスを酸素センサの上流側に供することができる。これにより、雰囲気ガスが外気供給路によって供された場合には、高濃度酸素ガス供給路における外気供給路の合流点より下流側において、高濃度酸素ガスおよび雰囲気ガスが混合した状態で酸素センサに供されることとなる。従って、酸素センサに流通させる酸素ガスの濃度を雰囲気ガスによって調節することができる。

【0015】

本発明に係る化学発光式ガス検出装置の第四特徴構成は、前記酸素センサが、所定の期間内にゼロ点調節を行うように構成した点にある。

【0016】

本構成であれば、経年劣化による酸素センサのセンサ出力値の低下を未然に防止することができる。

【0017】

本発明に係る化学発光式ガス検出方法の第一特徴構成は、被検知ガスを含むサンプルガスと、圧力スイング法を使用して得た高濃度酸素ガスから発生させたオゾンガスと、を化学反応させて前記化学反応に基づく発光の発光量を測定し、この測定値に基づいて前記サンプルガス中の被検知ガスを検出する際に、前記化学反応に供する高濃度酸素ガスの濃度を制御可能に構成した点にある。

【0018】

本構成によれば、例えば高濃度酸素ガスの濃度をモニタリングするセンサや、高濃度酸素ガスの流量を調整できる弁等を使用して、常に適切な濃度および量の高濃度酸素ガスを化学反応に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の化学発光式ガス検出装置を示す概略図である。

【図2】化学発光式ガス検出装置の別実施形態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の化学発光式ガス検出装置Ｘは、被検知ガスを含むサンプルガスが流通可能なサンプルガス供給路１０と、圧力スイング法を使用して高濃度酸素ガスを得る高濃度酸素発生部２０と、高濃度酸素ガスが流通可能な高濃度酸素ガス供給路３０と、高濃度酸素ガス供給路３０が接続し、供給された高濃度酸素ガスからオゾンガスを発生させるオゾンガス発生部４０と、オゾンガス発生部４０で発生したオゾンガスが流通可能であるオゾンガス供給路５０と、サンプルガス供給路１０およびオゾンガス供給路５０が接続し、サンプルガスおよびオゾンガスが供給されて、サンプルガスに含まれる被検知ガスとオゾンガスとが化学反応を起こす反応部６０と、反応部６０における化学反応に基づく発光の発光量を測定する光測定部７０と、光測定部７０における測定値に基づいてサンプルガス中の被検知ガスを検出するガス検出部８０と、を備える。

【0021】

〔サンプルガス／高濃度酸素ガス供給路・サンプルガス用／雰囲気ガス用ポンプ〕
化学発光式ガス検出装置Ｘは、サンプルガスをサンプルガス導入口１１からサンプルガス供給路１０に流通させるサンプルガス用ポンプＰ１を、サンプルガス供給路１０のうち第一分岐路１２及び第二分岐路１３の分岐部よりも上流側、即ち、反応部６０よりも上流側に備えている。
また、化学発光式ガス検出装置Ｘは、空気を雰囲気ガス導入口２１から高濃度酸素発生部２０に流通させる雰囲気ガス用ポンプＰ２を、高濃度酸素発生部２０よりも上流側、即ち、オゾンガス発生部４０よりも上流側に備えている。両ポンプＰ１，Ｐ２が駆動すると、両ポンプＰ１，Ｐ２の下流側は正圧状態となる。

【0022】

サンプルガスの導入経路と雰囲気ガスの導入経路とを各別に備えると共に、サンプルガス用ポンプＰ１と雰囲気ガス用ポンプＰ２とを各別に備えると、サンプルガスを採取環境に応じて適切に採取できる。即ち、サンプルガスのサンプルガス供給路１０への導入抵抗と、空気の雰囲気ガス供給路２への導入抵抗が全く異なる場合、例えば、装置本体は設置可能な場所に設置して雰囲気ガスは使用者の裁量で装置に導入させつつ、サンプルガス供給路１０を長くして狭所・閉所のサンプルガスを収集することができる。また、サンプルガス中に空気が存在しない場合には、サンプルガスとは別途に空気を化学発光式ガス検出装置Ｘに流入させなければならない場合にも、空気を確実に装置内に導入できる。このように、種々多様な環境に対応可能な化学発光式ガス検出装置Ｘとすることが可能である。

【0023】

サンプルガス用ポンプＰ１の稼働によって、サンプルガスはサンプルガス導入口１１からサンプルガス供給路１０に導入される。ただし、反応部６０における化学反応に必要なサンプルガス量は少量かつ一定量でなければならないのに対して、一般的にポンプの吐出量を少量かつ一定量に制御するのは困難である。そこで、サンプルガス供給路１０において、第一分岐路１２にキャピラリ１２ａを設けると共に、第二分岐路１３にキャピラリ１３ａを設け、第一分岐路１２を介して反応部６０に流入するサンプルガスを少量かつ一定量に調整している。また、サンプルガス供給路１０にはフローセンサ１４が配設してある。

【0024】

また、キャピラリ１２ａ，１３ａに供給されるサンプルガスの供給圧が一定となるよう、サンプルガス用ポンプＰ１の直下に圧力センサＰＳ１を設けてサンプルガス用ポンプＰ１の吐出圧をモニタリングし、その吐出圧に基づいてサンプルガス用ポンプＰ１をフィードバック制御している。また、例えば、サンプルガス導入口１１付近にスペースがなくサンプルガス供給路１０に配管抵抗が生じたとしても、反応部６０へのサンプルガスの供給量・供給圧が自動的に調整され、ガス検出の応答速度は一定となる。

【0025】

雰囲気ガス用ポンプＰ２の稼働によって、空気は雰囲気ガス導入口２１から高濃度酸素発生部２０に導入される。高濃度酸素発生部２０で得た高濃度酸素ガスが流通する高濃度酸素ガス供給路３０には、レギュレータ３１、電磁弁３２，３３およびキャピラリ３４，３５を設け、オゾンガス供給路５０を介して反応部６０に流入する高濃度酸素ガス量を少量かつ一定量に調整している。また、キャピラリ３４，３５に供給される高濃度酸素ガスの圧力が一定となるよう、オゾン源ガス用ポンプＰ２の下流に圧力センサＰＳ２を設けて雰囲気ガス用ポンプＰ２の吐出圧をモニタリングしている。

【0026】

サンプルガス供給路１０のうち、サンプルガス導入口１１とサンプルガス用ポンプＰ１との間には、ダストフィルタＤＦ１が配設されており、サンプルガス中の粉塵はダストフィルタＤＦ１によって除去される。同様に、高濃度酸素ガス供給路３０のうち、雰囲気ガス導入口２１と雰囲気ガス用ポンプＰ２との間にも、ダストフィルタＤＦ２が配設されている。また、高濃度酸素ガス供給路３０には、高濃度酸素発生部２０の上流および下流のそれぞれにバッファ３６，３７が配設してある。バッファ３６の直下には、活性炭を充填した吸着部３８およびダストフィルタＤＦ３が配設してある。本実施形態では、吸着部３８およびダストフィルタＤＦ３の消音のため、雰囲気ガス用ポンプＰ２の上流に、バッファ３６、吸着部３８およびダストフィルタＤＦ３を配設している。また、高濃度酸素ガス供給路３０にはフローセンサ３９が配設してある。

【0027】

さらに、本実施形態では、高濃度酸素ガス供給路３０に酸素センサ９０を配設し、当該酸素センサ９０と、高濃度酸素発生部２０からの酸素ガスを排出可能な酸素ガス排出路１００に配設した比例制御弁１０１と、を接続してある。

【0028】

高濃度酸素ガス供給路３０における酸素センサ９０の上流側には、雰囲気ガスを供給可能な外気供給路１１０を接続してある。当該外気供給路１１０には、雰囲気ガスを外気導入口１１１から外気供給路１１０に流通させる雰囲気ガス用ポンプＰ３を備えている。

【0029】

〔高濃度酸素発生部〕
高濃度酸素発生部２０は、圧力スイング法を使用して高濃度酸素ガスを得ることができる。圧力スイング法とは、窒素を吸着する吸着剤を利用し、加圧と減圧を繰り返すことにより空気中の酸素と窒素を分離する手法（PSA:Pressure Swing Adsorption）である。本実施形態では、第一吸着部２２および第二吸着部２３を使用し、これらを交互に加圧と減圧を繰り返す場合について説明する。即ち、高圧の第一吸着部２２により窒素が吸着され、高純度の酸素ガスが第一吸着部２２から流出する。この時、低圧の第二吸着部２３では、第一吸着部２２で発生した酸素ガスをパージすることにより、すでに窒素を吸着している吸着剤から窒素を脱着させ吸着力を回復させる。低圧の第二吸着部２３の吸着剤の吸着力が回復すると、ロータリーバルブ２４の切換により空気は第二吸着部２３に送られ、高圧であった第一吸着部２２の圧力が低下して、第二吸着部２３で発生した酸素ガスでパージすることにより、吸着剤の吸着力の回復を行う。このようにして、第一吸着部２２と第二吸着部２３への空気の供給と加圧と減圧の繰り返しによって、連続的に高純度の酸素ガスを得ることができる。第一吸着部２２および第二吸着部２３の下流には、キャピラリ２５，２６がそれぞれ接続してある。

【0030】

高濃度酸素発生部２０で使用できる吸着剤は、アルカリ土類金属を含む結晶性含水アミノ珪酸塩、所謂ゼオライトを使用できるがこれに限定されるものではなく、酸素より窒素を多量に吸着する性質を有する吸着剤であれば使用することができる。このように高濃度酸素発生部２０では、吸着剤を用いて空気中より酸素を選択的に取り出して高濃度（約９０〜９５％）の酸素ガスを得ることができる。

【0031】

高濃度酸素発生部２０で得た高濃度酸素ガスにおいて、窒素濃度は通常の空気に含まれる濃度より遥かに低い。従って、本発明の化学発光式ガス検出装置Ｘは、高濃度酸素発生部２０で得た高濃度酸素ガスに基づいてオゾンガス発生部４０でオゾンを発生させるため、通常の空気中に含まれる窒素を基にオゾンを発生させる場合に比べて、ＮＯｘの発生量を大幅に削減することができる。さらに、本発明の化学発光式ガス検出装置Ｘは、高濃度酸素ガスを利用してオゾンを発生させるため、効率よくオゾンを発生させることができる。

【0032】

〔酸素センサ〕
酸素センサ９０は、高濃度酸素ガス供給路３０において、電磁弁３２，３３の間に配設してある。当該酸素センサ９０は、酸素の濃度を測定できるものであれば、隔膜型ガルバニ電池式酸素センサ等、公知の酸素センサを利用することができる。酸素センサ９０は、高濃度酸素発生部２０からの酸素ガスを排出可能な酸素ガス排出路１００に配設した比例制御弁１０１と接続してある。比例制御弁１０１は、弁を流通する流体の流量を比例制御できるものであれば使用することができる。酸素センサ９０は、検知した酸素濃度に基づいて比例制御弁１０１を制御できるよう、必要に応じてマイコン（図示しない）等と接続すればよい。

【0033】

本構成により、酸素センサ９０は高濃度酸素ガス供給路３０を流通する高濃度酸素ガスの濃度をモニタリングすることができ、さらに、モニタリングした酸素濃度に基づいて比例制御弁１０１の比例制御を行うことができる。例えば酸素センサ９０のモニタリングにより酸素ガスの濃度が高すぎると判断された場合は、比例制御弁１０１によって排出される酸素ガスの量を多くして高濃度酸素発生部２０に供する高濃度酸素ガスの量を減じる等の制御を行うことができるため、常に適切な濃度の高濃度酸素ガスをオゾンガス発生部４０に供給することができる。

【0034】

また、酸素センサ９０、比例制御弁１０１および上述したマイコンを使用して、反応部６０におけるサンプルガスに含まれる被検知ガスとオゾンガスとの化学反応に供する高濃度酸素ガスの濃度を制御可能に構成することができる。

【0035】

酸素センサ９０の上流側には、雰囲気ガスを供給可能な外気供給路１１０を接続してある。本構成では、外気供給路１１０により雰囲気ガスを酸素センサ９０の上流側に供することができる。これにより、雰囲気ガスが外気供給路１１０によって供された場合には、高濃度酸素ガス供給路３０における外気供給路１１０の合流点より下流側において、高濃度酸素ガスおよび雰囲気ガスが混合した状態で酸素センサ９０に供されることとなる。従って、酸素センサ９０に流通させる酸素ガスの濃度を雰囲気ガスによって調節することができる。

【0036】

例えば、酸素センサ９０を隔膜型ガルバニ電池式酸素センサとした場合、酸素濃度が高い場合や高濃度ガスの乾燥度が高い場合は、ガルバニ電池の電解液が蒸発し易くなる等により、センサ寿命が短くなる虞がある。このような場合に、本構成のように酸素センサ９０に流通させる酸素ガスの濃度や高濃度ガスの湿潤度を雰囲気ガスによって調節することができれば、酸素センサ９０の寿命を延ばすことができる。

【0037】

酸素センサ９０は、経年劣化によるセンサ出力値の低下を防止するため、所定の期間内にゼロ点調節を行うとよい。

【0038】

〔オゾンガス発生部〕
高濃度酸素発生部２０により得られた高濃度酸素ガスは、オゾンガス発生部４０に供給される。オゾンガス発生部４０は、例えば無声放電方式とすることが可能であるがこれに限定されるものではない。図示はしないが、無声放電式のオゾンガス発生部４０は、対向した電極間に高周波高電圧を印加して電極間の空間内で無声放電を発生させることにより、酸素ガスからオゾンガスを発生させるものである。ただし、無声放電式のオゾンガス発生部４０は一例であり、例えば、ＰＳＡ（圧力変動分離）式のオゾンガス発生部４０であっても良い。

【0039】

オゾンガス発生部４０は、筐体を二重構造とすることが可能である。この場合、外側筐体と内側筐体との間を加圧して、オゾンガスがオゾンガス発生部４０の所定の経路以外から外部に漏洩するのを防止することができる。

【0040】

〔オゾンガス供給路〕
オゾンガス供給路５０は、オゾンガス発生部４０と反応部６０とを接続している。オゾンガス供給路４は非金属材、例えば、ガラス等で形成してある。オゾンガス発生部４０及び反応部６０のうちオゾンガス供給路５０との接続部は金属材で構成するため、オゾンガス供給路５０を非金属材で形成すると、金属材と非金属材との熱変形率の違いから、オゾンガス発生部４０とオゾンガス供給路５０との間、及び、反応部６０とオゾンガス供給路５０との間に隙間ができる可能性がある。そこで、オゾンガス発生部４０及び反応部６０とオゾンガス供給路５０との接続は、突合せ接続ではなく、ねじ込み式等の異形嵌合とすると良い。

【0041】

オゾンガス供給路５０を非金属材で形成すると、オゾンガス発生部４０によって空気に含まれる窒素からＮＯｘが生成されても、ＮＯｘはオゾンガス供給路５０に付着しない。上述したように、オゾンガス発生部４０には一定量の高濃度酸素ガスが供給されるよう構成してあるため、反応部６０には一定量のオゾンガスと一定量のＮＯｘが供給される。

【0042】

〔反応部〕
反応部６０には、一定量のサンプルガス及び一定量のオゾンガスと、一定量のＮＯｘとが供給される。反応部６０では、その内部に設けられた反応槽においてサンプルガス中のアルシンガスとオゾンガスとが化学反応を起こす。アルシンガスとオゾンガスとは多段階に反応し、一酸化砒素が生成される。この一酸化砒素とオゾンガスとが反応し、励起状態の二酸化砒素が生成される。この励起状態の二酸化砒素が基底状態に遷移する際に、エネルギー保存則に基づいて、励起状態と基底状態とのエネルギー差に相当するエネルギーを有する光が放出される。この発光現象が、いわゆるルミネッセンスであり、特に、本件のごとき化学反応によるルミネッセンスをケミカルルミネッセンスという。アルシンガスに基づくケミカルルミネッセンスの発光のスペクトルは紫外線領域と可視光領域とに亘るものであるが、本実施形態では後述する光測定部６によって波長が３６０ｎｍ〜７００ｎｍの可視光領域の光の量を測定する。

【0043】

反応部６０には、オゾンガス発生部４０で発生したＮＯｘが供給されるが、ＮＯｘは一定量であるため、サンプルガス中のアルシンガスとオゾンガスとの化学反応に基づく発光量の測定は、ＮＯｘの流入に左右されない。よって、化学発光式ガス検出装置ＧＳの検出感度は安定する。

【0044】

反応部６０における反応槽は、耐食性を向上させるため、表面をテフロン等によってコーティングを施すとよい。

【0045】

〔光測定部〕
光測定部７０は、不図示の光電子増倍管を備えると共に、反応部６０に隣接配置されている。光電子増倍管は、上述のケミカルルミネッセンスの光の量を電気信号に変換するものである。光電子倍増管は、高真空容器、高真空容器内に順に配設された光電陰極・収束電極・複数の二次電子倍増電極・陽極等を備えている。各電極間には適宜電圧が印加されている。高真空容器の入光窓から入射した光子が光電陰極に衝突し、光電子が放出される。光電陰極から放出された光電子は収束電極で収束されて加速反射される。さらに、光電子が二次電子倍増電極に衝突すると数個の二次電子が放出される。この後、二次電子が二次電極に衝突する毎に数倍の二次電子が発生し、二次電子は最終的に陽極に到達する。陽極に到達した二次電子は信号電流、即ち電気信号として外部に出力される。

【0046】

〔ガス検出部〕
ガス検出部８０は、不図示のアンプを備えると共に、光測定部７０に隣接配置されている。アンプは、光測定部７０から出力された信号電流値をアルシンガスの濃度に変換する。

【0047】

〔その他の構成〕
反応部６０の下流には、圧力センサＰＳ３が接続したオゾン吸収フィルタＯＦを配設してある。化学反応後のガス中に残存するオゾンガスは、オゾン吸収フィルタＯＦによって吸着除去される。オゾン吸収フィルタＯＦの下流側において第二分岐路１３を合流させ、化学反応に不要なサンプルガス及び空気を排出可能にしてある。

【0048】

図示はしないが、化学発光式ガス検出装置Ｘは、電源スイッチ、警報解除スイッチ、電源ランプ・警報ランプ・メンテナンス要求ランプ・運転状態表示ランプ等の表示機能、ガス警報接点・トラブル警報接点・アナログ出力接点等の外部出力機能、を備えている。

【0049】

〔別実施の形態〕
上述した実施形態では、サンプルガスの導入は１系統（サンプルガス導入口１１）のみである場合について説明した。しかし、このような態様に限定されるものではなく、サンプルガスの導入経路を複数とすることも可能である。

【0050】

図２に、サンプルガスの導入を２系統とした化学発光式ガス検出装置Ｘ’について示す。
即ち、化学発光式ガス検出装置Ｘ’は、追加のサンプルガス供給路１０’、高濃度酸素ガス供給路３０’、オゾンガス発生部４０’、オゾンガス供給路５０’、反応部６０’、光測定部７０’およびガス検出部８０’を備える。

【0051】

サンプルガス供給路１０’には、ダストフィルタＤＦ１’、サンプルガス用ポンプＰ１’、圧力センサＰＳ１’ フローセンサ１４’、オゾン吸収フィルタＯＦ’および圧力センサＰＳ３’が設けられ、第一分岐路１２’および第二分岐路１３’にはキャピラリ１２ａ’およびキャピラリ１３ａ’がそれぞれ配設されている。

【0052】

また、オゾンガス発生部４０’には、高濃度酸素発生部２０からの高濃度酸素ガスを供給する高濃度酸素ガス供給路３０’が接続している。当該高濃度酸素ガス供給路３０’には、キャピラリ３５’およびフローセンサ３９’が設けてある。

【0053】

即ち、化学発光式ガス検出装置Ｘ’では、高濃度酸素発生部２０からの高濃度酸素ガスを、電磁弁３２によって、オゾンガス発生部４０側の経路、および、オゾンガス発生部４０’側の経路に分配することができる。また、オゾン吸収フィルタＯＦ’の下流側において第二分岐路１３，１３’を合流させ、化学反応に不要なサンプルガス及び空気を排出可能にしてある。

【0054】

このようにサンプルガスの導入経路を複数とすることで、それぞれの導入経路を離間した場所とすることができるため、より多くの場所で被検知ガスをサンプリングすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、オゾンガスと被検知ガスとの化学反応に基づく発光の発光量を測定することにより、サンプルガス中の被検知ガスを検出する化学発光式ガス検出装置および化学発光式ガス検出方法に利用できる。

【符号の説明】

【0056】

Ｘ 化学発光式ガス検出装置
１０ サンプルガス供給路
２０ 高濃度酸素発生部
３０ 高濃度酸素ガス供給路
４０ オゾンガス発生部
５０ オゾンガス供給路
６０ 反応部
７０ 光測定部
８０ ガス検出部
９０ 酸素センサ
１００ 酸素ガス排出路
１０１ 比例制御弁
１１０ 外気供給路

【図1】

【図2】