特許 6651804 アンモニア濃度測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6651804

(24)【登録日】2020年1月27日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】アンモニア濃度測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/00 20060101AFI20200210BHJP

   G01N 31/00 20060101ALI20200210BHJP

   G01N 21/76 20060101ALI20200210BHJP

【ＦＩ】

   G01N1/00 101S

   G01N31/00 G

   G01N21/76

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-225044(P2015-225044)

(22)【出願日】2015年11月17日

(65)【公開番号】特開2017-90418(P2017-90418A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2018年10月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲徳▼政 賢治

【審査官】 山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１１８０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５００９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７７７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４３８８４１１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １／００ − １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

窒素酸化物及びアンモニアを含む気体のアンモニアの濃度を測定するアンモニア濃度測定装置であって、
前記気体に含まれるアンモニアの濃度の測定に係る処理を行う測定部と、
不均一に前記気体を供給する供給源から前記測定部までの流路を外気から遮断するように密閉された２つの流路部と、
前記２つの流路部と前記測定部との間の流路の接続状態を切り換え可能に設けられた弁と、
１つの前記測定部との間の流路が開く流路部が前記２つの流路部のいずれか一方になるように前記弁を動作させる制御部と、
前記２つの流路部のうち前記測定部との間の流路が開かれた流路部内の気体を前記測定部側に引き込む第１ポンプと、
前記２つの流路部のうち一方の流路部に設けられて前記気体に含まれる窒素酸化物とアンモニアとを反応させてアンモニアを分解する分解部と、
前記弁によって前記測定部との間の流路が閉じられた流路部と接続される排気路を介して当該流路部内の気体を排気する第２ポンプと
を備え、
前記測定部は、前記分解部を有する一方の流路部からの気体と前記分解部を有しない他方の流路部からの気体との窒素酸化物の量の差を測定することで、前記気体に含まれていて前記分解部により分解されたアンモニアの濃度を測定し、
前記制御部は、前記２つの流路部からそれぞれ前記測定部に導かれた気体が前記供給源から同一タイミングで供給された気体となるように前記弁を動作させ、
前記測定部に接続される流路部を切り換えるために前記制御部が前記弁を定期的に動作させる周期時間をＴとし、前記分解部を有する一方の流路部の容積をＬ１とし、前記分解部を有しない他方の流路部の容積をＬ２とし、前記第２ポンプによる気体の流速をＶ２とすると、以下の式（１）が成り立つ
アンモニア濃度測定装置。
Ｔ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｖ２…（１）

【請求項2】

前記測定部は、窒素酸化物がオゾン発生装置から供給されるオゾンを含むガスと混合されることによって発する光を測定し、
前記第１ポンプによる気体の流速をＶ１とし、前記オゾン発生装置からのガスの流速をＶ３とすると、以下の式（２）が成り立つ
請求項１に記載のアンモニア濃度測定装置。
Ｖ２＝Ｖ１−Ｖ３…（２）

【請求項3】

前記２つの流路部の少なくとも一方に設けられて流路部の容積を調整する容積調整槽を備える
請求項１又は２に記載のアンモニア濃度測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンモニア濃度測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

煙道を流れる排気に含まれるアンモニアの濃度を測定するためのアンモニア濃度測定装置が知られている（例えば、特許文献１）。係るアンモニア濃度測定装置は、窒素酸化物の濃度を測定する測定部と煙道との間を接続する２つの流路を設け、当該２つの流路と測定部との接続を弁で択一的に切り換える構成を有している。係るアンモニア濃度測定装置は、２つの一方で排気に含まれる窒素酸化物とアンモニアとを反応させてアンモニアを取り除く反応処理を行い、他方では当該反応処理を行わない。これによって、２つの流路を流れる排気に含まれる窒素酸化物の濃度差を以ってアンモニアの濃度を測定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２６６８６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、排気に含まれる窒素酸化物等の量は、煙道を通過する排気量のむら等によって変動しうる。このため、特許文献１に記載のアンモニア濃度測定装置では、一方の流路に流れ込んだ窒素酸化物等の量と他方の流路に流れ込んだ窒素酸化物等の量とに差が生じると、アンモニアの濃度の測定結果に誤差が生じ、測定の精度が低下することがあった。

【0005】

本発明では、より高い精度でアンモニアの濃度を測定することができるアンモニア濃度測定装置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】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のアンモニア濃度測定装置は、窒素酸化物及びアンモニアを含む気体のアンモニアの濃度を測定するアンモニア濃度測定装置であって、前記気体に含まれるアンモニアの濃度の測定に係る処理を行う測定部と、不均一に前記気体を供給する供給源から前記測定部までの流路を外気から遮断するように密閉された２つの流路部と、前記２つの流路部と前記測定部との間の流路の接続状態を切り換え可能に設けられた弁と、１つの前記測定部との間の流路が開く流路部が前記２つの流路部のいずれか一方になるように前記弁を動作させる制御部と、前記２つの流路部のうち前記測定部との間の流路が開かれた流路部内の気体を前記測定部側に引き込む第１ポンプと、前記２つの流路部のうち一方の流路部に設けられて前記気体に含まれる窒素酸化物とアンモニアとを反応させてアンモニアを分解する分解部とを備え、前記測定部は、前記分解部を有する一方の流路部からの気体と前記分解部を有しない他方の流路部からの気体との窒素酸化物の量の差を測定することで、前記気体に含まれていて前記分解部により分解されたアンモニアの濃度を測定し、前記制御部は、前記２つの流路部からそれぞれ前記測定部に導かれた気体が前記供給源から同一タイミングで供給された気体となるように前記弁を動作させる。

【0007】

本発明の望ましい態様として、前記弁によって前記測定部との間の流路が閉じられた流路部と接続される排気路を介して当該流路部内の気体を排気する第２ポンプを備え、前記測定部に接続される流路部を切り換えるために前記制御部が前記弁を定期的に動作させる周期時間をＴとし、前記分解部を有する一方の流路部の容積をＬ１とし、前記分解部を有しない他方の流路部の容積をＬ２とし、前記第２ポンプによる気体の流速をＶ２とすると、以下の式（１）が成り立つ。
Ｔ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｖ２…（１）

【0008】

本発明の望ましい態様として、前記測定部は、窒素酸化物がオゾン発生装置から供給されるオゾンを含むガスと混合されることによって発する光を測定し、前記第１ポンプによる気体の流速をＶ１とし、前記オゾン発生装置からのガスの流速をＶ３とすると、以下の式（２）が成り立つ。
Ｖ２＝Ｖ１−Ｖ３…（２）

【0009】

本発明の望ましい態様として、前記２つの流路部の少なくとも一方に設けられて流路部の容積を調整する容積調整槽を備える。

【0010】

本発明の望ましい態様として、前記測定部は、２つ設けられ、前記２つの流路部の容積は等しく、前記弁は、２つの前記流路部の各々に１つの前記測定部が接続され、かつ、接続される前記流路部と前記測定部との組み合わせを切替可能に設けられ、前記制御部は、所定周期で接続される前記流路部と前記測定部との組み合わせを切り換える。

【0011】

本発明の望ましい態様として、前記２つの流路部の各々を経た気体に含まれるアンモニアの濃度の測定結果であって、２つの前記測定部による測定結果を平均化してアンモニアの濃度を求める平均化処理部を備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、より高い精度でアンモニアの濃度を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１に係るアンモニア濃度測定装置の主要構成を示す模式図である。

【図2】図２は、第１流路部の容積を示す模式図である。

【図3】図３は、第２流路部の容積を示す模式図である。

【図4】図４は、第２流路部と測定部とが接続されている場合のアンモニア測定装置を示す模式図である。

【図5】図５は、第１流路部と測定部とが接続されている場合のアンモニア測定装置を示す模式図である。

【図6】図６は、供給源から供給される気体に含まれる一酸化窒素及びアンモニアの濃度のむらの一例を示すグラフである。

【図7】図７は、実施形態２に係るアンモニア濃度測定装置の主要構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態であるアンモニア濃度測定装置は、窒素酸化物（例えば、一酸化窒素）及びアンモニアを含む気体のアンモニアの濃度を測定する。なお、アンモニアの濃度とは、例えばｐｐｍ（parts per million）で表される値をさす。

【0015】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るアンモニア濃度測定装置の主要構成を示す模式図である。アンモニア濃度測定装置は、コンバータ２、流路部１０、弁２０、制御部３０、分解部４０、容積調整槽５０、測定部６０、第１ポンプ７０、第２ポンプ８０等を備える。図１等に示す矢印は、気体の流れる方向を示す。

【0016】

コンバータ２は、複数種類の窒素酸化物（ＮＯｘ）が一酸化窒素（ＮＯ）に限定されるよう、窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む気体に処理を施す。具体的には、コンバータ２は、例えば、アンモニアの濃度の測定対象となる気体（排気煙等）が流される煙道３と流路部１０との間に介在する気体処理装置である。コンバータ２は、煙道３を流れる気体に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を一酸化窒素（ＮＯ）にして流路部１０に供給する。

【0017】

流路部１０は、不均一に気体を供給する供給源から測定部６０までの流路を外気から遮断するように密閉されて、当該気体を供給源から測定部６０に導く。具体的には、例えば、流路部１０は、コンバータ２から測定部６０までの気体の流路を形成する管状の部材である。流路部１０は、煙道３から測定部６０までの気体の流路を密閉しており、流路を外気から遮断している。これによって、アンモニアの濃度の測定対象となる気体と外気とが制御されずに混合することがないようになっている。

【0018】

流路部１０によって煙道３から測定部６０に導かれる気体は、一酸化窒素（ＮＯ）及びアンモニア（ＮＨ３）を含む。ここで、コンバータ２による処理を経た当該気体に含まれる一酸化窒素の量は、当該気体に含まれるアンモニアの量以上である。

【0019】

流路部１０は、２つ設けられる。具体的には、コンバータ２から測定部６０までの気体の流路は、例えば、コンバータ２の下流側で枝分かれして２系統になっている。便宜上、２系統の流路部１０の一方を第１流路部１１とし、他方を第２流路部１２とする。２系統の流路部１０は枝分かれに限らず、コンバータ２との接続が独立していてもよい。なお、第１流路部１１及び第２流路部１２は、例えば、同一形状（例えば、円筒状）であり、同一の内径を有する。

【0020】

弁２０は、２つの流路部１０と測定部６０との間の流路の接続状態を切り換え可能に設けられている。具体的には、弁２０は、例えば、２つの流路部１０の各々の測定部６０側に個別に設けられる。便宜上、第１流路部１１に設けられた弁２０を第１弁２１とし、第２流路部１２に設けられた弁２０を第２弁２２とする。弁２０は、流路部１０を測定部６０又は排気路８５のいずれか一方に接続する切替弁である。弁２０は、当該一方にのみ流路部１０からの気体が流れるように気体の流路を形成する。

【0021】

制御部３０は、１つの測定部６０との間の流路が開く流路部１０が２つの流路部１０（第１流路部１１、第２流路部１２）のいずれか一方になるように弁２０を動作させる。具体的には、制御部３０は、例えば、弁２０の動作制御に係る情報を保持する記憶部と、弁２０の動作制御に係る演算部とを具備する回路である。制御部３０は、第１流路部１１と測定部６０とを接続するように第１弁２１を動作させるとともに第２流路部１２と排気路８５とを接続するように第２弁２２を動作させる。また、制御部３０は、第２流路部１２と測定部６０とを接続するように第２弁２２を動作させるとともに第１流路部１１と排気路８５とを接続するように第１弁２１を動作させる。

【0022】

また、制御部３０は、第１ポンプ７０、第２ポンプ８０の動作による気体の流速及び後述するオゾン発生装置から供給されるガスの流速を制御する流速制御部として機能する。流速制御部としての機能については後述する。

【0023】

分解部４０は、２つの流路部１０のうち一方に設けられて気体に含まれるアンモニアを取り除く。具体的には、分解部４０は、例えば、気体に含まれる一酸化窒素とアンモニアとを反応させてアンモニアを分解する。より具体的には、分解部４０は、例えば、第１流路部１１に設けられた槽状の部材である。分解部４０は、第１流路部１１と一体的に気体の流路を形成しており、第１流路部１１と連続する気体の流路の出入り口及び後述する酸素の供給路を除いて密閉されている。分解部４０は、第２流路部１２を流れる気体が測定部６０に到達する前に当該気体に酸素（Ｏ２）を混合する。酸素が混合された当該気体に含まれる一酸化窒素及びアンモニアは、以下の化学反応式（３）が示すように化学変化を生じる。気体に含まれる一酸化窒素とアンモニアは、当該化学変化によって１：１の比率で減少する。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ…（３）

【0024】

分解部４０に酸素を供給する構成である構成は、例えば、酸素ボンベ、酸素ボンベと分解部４０との間の酸素の流路に設けられた開閉弁、酸素ボンベ内の酸素を分解部４０側に流すように動作する酸素供給ポンプ等を有する。係る酸素供給部の構成はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。実施形態１における「分解部４０の容積」は、例えば、酸素の供給に係る構成と分解部４０との間の酸素の流路が閉じられている場合の分解部４０内の気体容積をさすものとする。

【0025】

容積調整槽５０は、２つの流路部１０の少なくとも一方に設けられて流路部１０の容積を調整する。具体的には、容積調整槽５０は、例えば、第１の流路部１１に設けられた槽状の部材である。容積調整槽５０は、第１流路部１１と一体的に気体の流路を形成しており、第１流路部１１と連続する気体の流路の出入り口を除いて密閉されている。容積調整槽５０は、気体の流路において分解部４０の下流側に設けられている。よって、容積調整槽５０には分解部４０によってアンモニアが取り除かれた後の気体が流れ込む。

【0026】

なお、容積調整槽５０は、２つの流路部１０の両方に設けられてもよい。係る容積調整槽５０によって、容積調整槽５０と同等の機能を有する構成、例えば流路部１０の流路長を調整するための伸縮式のパイプ等が容積調整槽５０に代えて設けられてもよい。

【0027】

測定部６０は、気体に含まれるアンモニアの濃度の測定に係る処理を行う。具体的には、測定部６０は、測定部６０は、一酸化窒素がオゾン発生装置から供給されるオゾンを含むガスと混合されることによって発する光を測定する測定処理を行う。より具体的には、測定部６０は、分解部４０を有する一方の流路部１０（第１流路部１１）からの気体と分解部４０を有しない他方の流路部１０（第２流路部１２）からの気体との一酸化窒素の量の差を測定することで、気体に含まれていて分解部４０により分解されたアンモニアの濃度を測定する。

【0028】

測定部６０は、例えば、気体流路部６１と、オゾン発生装置６２と、発光測定器６３とを具備する。気体流路部６１は、弁２０によって接続された流路部１０から流れてきた気体が流れ込む槽状、容器状又は筒状の構成であり、後述する排気口、オゾン発生装置６２からのガスの流入路及び２つの流路部１０と連続する気体の流路の出入り口を除いて密閉されている。オゾン発生装置６２は、オゾンを含むガスを発生させて気体流路部６１に導かれた気体にオゾンを含むガスを混合する。発光測定器６３は、気体流路部６１を流れる気体に含まれる一酸化窒素がオゾン発生装置６２から供給されるオゾンを含むガスと混合されることによって発する光を測定する。測定部６０は、係る光の発生の度合いによって気体に含まれる一酸化窒素の量を測定する。

【0029】

実施形態１において分解部４０を有する第１流路部１１を流れる気体は、分解部４０によって一酸化窒素とアンモニアとが１：１の比率で反応することで一酸化窒素及びアンモニアが分解されている。すなわち、分解部４０を経た気体に含まれる一酸化窒素は、アンモニアの濃度に応じて減少している。一方、分解部４０を経ない気体は、煙道３から導かれた状態のままの量の一酸化窒素及びアンモニアを含んでいる。よって、分解部４０を経た気体に含まれる一酸化窒素と分解部４０を経ない気体に含まれる一酸化窒素との間に、アンモニアの濃度に応じた一酸化窒素の量の差が生じる。測定部６０は、２つの流路部１０の各々によって導かれた気体に対して測定処理を個別に行うことで、分解部４０によるアンモニアを取り除く処理の有無によって生じる一酸化窒素の量の差を測定する。一酸化窒素の量の差は、煙道３からの気体に含まれていて分解部４０で取り除かれたアンモニアの濃度に応じる。よって、測定部６０は、一酸化窒素を測定することで気体に含まれていたアンモニアの濃度を測定する機能を奏する。

【0030】

第１ポンプ７０は、２つの流路部１０のうち測定部６０との間の流路が開かれた流路部１０内の気体を測定部６０側に引き込む。具体的には、第１ポンプ７０は、例えば、気体の流路において２つの流路部１０及び測定部６０の下流側に設けられたポンプである。第１ポンプ７０は、測定部６０内の気体を排気するための排気口と測定部６０との間に設けられる。第１ポンプ７０は、弁２０によって測定部６０と接続された１つの流路部１０（第１流路部１１又は第２流路部１２）から測定部６０側に気体を引き込む。また、第１ポンプ７０は、弁によって測定部６０と接続される流路部１０が切り替わる際、測定部６０内に存する既存の気体を排気口から排気する。

【0031】

第２ポンプ８０は、弁２０によって測定部６０との間の流路が閉じられた流路部１０と接続される排気路８５を介して当該流路部内の気体を排気する。具体的には、第２ポンプ８０は、例えば、排気路８５の下流側に設けられて、弁２０によって排気路８５を介して接続された流路部１０から気体を排気する。

【0032】

次に、アンモニア濃度測定装置の動作について説明する。制御部３０は、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体が供給源から同一タイミングで供給された気体となるように弁２０を動作させる。

【0033】

具体的には、制御部３０は、測定部６０に接続される流路部１０を切り換えるために制御部３０が弁２０を定期的に動作させる周期時間をＴとし、分解部４０を有する一方の流路部１０（第１流路部１１）の容積をＬ１とし、分解部４０を有しない他方の流路部１０（第２流路部１２）の容積をＬ２とし、第２ポンプ８０による気体の流速をＶ２とすると、以下の式（１）が成り立つように弁２０を動作させる。Ｔの単位は分（ｍｉｎ）である。Ｌ１、Ｌ２の単位はリットル（ｌ）である。Ｖ２の単位は、リットル毎分（ｌ／ｍｉｎ）である。
Ｔ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｖ２…（１）

【0034】

図２は、第１流路部１１の容積を示す模式図である。図３は、第２流路部１２の容積を示す模式図である。実施形態１におけるＬ１は、図２に示すようにコンバータ２と第１弁２１との間に存する第１流路部１１による気体の流路の容積である。係る第１流路部１１の容積は、分解部４０の容積及び貯留部の容積を含む。また、実施形態１におけるＬ２は、図２に示すようにコンバータ２と第２弁２２との間に存する第２流路部１２による気体の流路の容積である。言い換えれば、制御部３０は、第１流路部１１の容積、分解部４０の容積及び貯留部の容積が合算された容積と第２流路部１２の容積との差と、第２ポンプ８０による気体の流速との関係に基づいて、切替周期を決定する。切替周期に応じて、測定部６０が連続して２つの流路部１０の一方と接続される期間が決定する。

【0035】

切替周期は可変であってよい。具体的には、制御部３０は、設定された切替周期に応じて第２ポンプ８０による気体の流速を設定する構成であってもよい。係る制御形態を取る場合、切替周期を設定するための設定部をアンモニア濃度測定装置に設けてもよい。このように、制御部３０は、切替周期に基づいて第２ポンプ８０の動作を制御してもよいし、第２ポンプ８０による気体の流速に基づいて切替周期を決定してもよい。

【0036】

実施形態１の制御部３０は、流速制御部として機能する。具体的には、制御部３０は、第１ポンプ７０による気体の流速をＶ１とし、オゾン発生装置６２からのガスの流速をＶ３とすると、以下の式（２）が成り立つように、第１ポンプ７０、第２ポンプ８０及びオゾン発生装置６２の動作を制御する。Ｖ１，Ｖ３の単位は、リットル毎分（ｌ／ｍｉｎ）である。
Ｖ２＝Ｖ１−Ｖ３…（２）

【0037】

実施形態１では、第１ポンプ７０による気体の流速、第２ポンプ８０による気体の流速及びオゾン発生装置６２からのガスの流速が制御可能であるので、上記の式（２）を満たす第２ポンプ８０の速度をより柔軟に設定することができる。すなわち、制御部３０は、第２ポンプ８０による気体の流速を調整するために、第１ポンプ７０による気体の流速及びオゾン発生装置６２からのガスの流速の少なくとも一方を調整するようにしてもよい。

【0038】

実施形態１に係る制御部３０は、第１流路部１１及び第２流路部１２の各々の容積を示す情報を保持している。制御部３０は、係る情報と、上記の式（１）、（２）を成立させるためのアルゴリズムに基づいて定められた論理（プログラム等）とに基づいて弁２０等を制御する。

【0039】

第１ポンプ７０による気体の流速、第２ポンプ８０による気体の流速及びオゾン発生装置６２からのガスの流速は、上記の式（２）が成立するように予め定められていてもよい。

【0040】

図４は、第２流路部１２と測定部６０とが接続されている場合のアンモニア測定装置を示す模式図である。図５は、第１流路部１１と測定部６０とが接続されている場合のアンモニア測定装置を示す模式図である。制御部３０は、図４に示すように分解部４０を有しない流路部１０（第２流路部１２）と測定部６０とを接続する。その後、制御部３０は、切替周期（Ｔ）に対応する期間が経過したタイミングで、図５に示すように分解部４０を有する流路部１０（第１流路部１１）と測定部６０とを接続する。係る順序で測定部６０に接続される流路部１０を切り換えることで、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体が供給源から同一タイミングで供給された気体となる。

【0041】

より具体的には、図４に示す状態において供給源から第２流路部１２を通って測定部６０に流れている気体と同一タイミングで第１流路部１１に流入した気体は、切替周期（Ｔ）が経過するまで分解部４０及び容積調整槽５０を含む第１流路部１１側に収まる。その後、切替周期（Ｔ）に対応する期間が経過して第１流路部１１と測定部６０とが接続されることで、図４に示す状態における期間に分解部４０及び容積調整槽５０を含む第１流路部１１側に収まっていた気体が測定部６０に流れる。このように、第１流路部１１の容積（Ｌ１）、第２流路部１２（Ｌ２）第２ポンプ８０による気体の流速（Ｖ２）に応じた切替周期（Ｔ）で弁２０を動作させることで、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体を供給源から同一タイミングで供給された気体とすることが可能になる。すなわち、制御部３０が係る切替周期（Ｔ）で弁２０を動作させることで、２つの流路部１０を流れて測定部６０に導かれる気体が供給源から取得されるタイミングのずれを抑制することができる。

【0042】

同一の供給源から取得されたタイミングが同一である気体同士における一酸化窒素及びアンモニアの濃度の差は、取得されたタイミングが異なる気体同士における一酸化窒素及びアンモニアの濃度の差よりも有意に小さいと考えられる。よって、気体の取得タイミングのずれによるアンモニアの濃度の測定誤差の発生を抑制することができることから、より高い精度でアンモニアの濃度を測定することができる。

【0043】

図６は、供給源から供給される気体に含まれる一酸化窒素及びアンモニアの濃度のむらの一例を示すグラフである。図６では、分解部４０によるアンモニアの分解が行われない気体の一酸化窒素の濃度を線Ｌ１で示している。また、分解部４０によるアンモニアの分解が行われた気体の一酸化窒素の濃度を線Ｌ２で示している。アンモニアの濃度を示す情報であるアンモニアの分解の有無による一酸化窒素の変化の度合いは、例えば矢印Ｌ３で示すような、線Ｌ１と線Ｌ２との差として現れる。

【0044】

煙道３を通過する排気量のむら等の変動によって、図６に示すように、供給源から供給される気体に含まれる一酸化窒素等の量は変動しうる。本発明のような制御を行っていない従来の構成では、気体の取得タイミングのずれによって一方の流路に流れ込んだ一酸化窒素等の量と他方の流路に流れ込んだ一酸化窒素等の量とに差が生じることで、アンモニアの濃度の測定結果に誤差が生じ、測定の精度が低下することがある。具体的には、例えばタイミングＰ１，Ｐ３において分解部４０による分解を経ない気体における一酸化窒素の量を測定し、タイミングＰ２，Ｐ４において分解部４０による分解を経た気体における一酸化窒素の量を測定すると、タイミングＰ１，Ｐ３に対してタイミングＰ２，Ｐ４の方が一酸化窒素の量が多いことから、アンモニアの濃度がマイナスとして測定されてしまうことがある。

【0045】

これに対し、本発明では、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体を供給源から同一タイミングで供給された気体とすることが可能になる。よって、第２流路部１２を通って分解部４０による分解を経ずに測定部６０に到達した気体の取得タイミング（例えば、タイミングＰ１，Ｐ３等）と、第１流路部１１を通って分解部４０による分解を経て測定部６０に到達した気体の取得タイミング（例えば、タイミングＰ５，Ｐ６等）とを任意の同一タイミングにすることができる。このため、第１流路部１１を通って分解部４０による分解を経て測定部６０に到達した気体に含まれる一酸化窒素の量が同一タイミングにおける気体に含まれるアンモニアの濃度に応じて減少し、係る減少の度合いが第２流路部１２を通って分解部４０による分解を経ずに測定部６０に到達した気体に含まれる一酸化窒素の量との差として現れる。係る一酸化窒素の量の差が気体に含まれるアンモニアの濃度に対応する。よって、本発明によれば、より高い精度でアンモニアの濃度を測定することができる。

【0046】

以上、実施形態１によれば、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体が供給源から同一タイミングで供給された気体となるので、より高い精度でアンモニアの濃度を測定することができる。

【0047】

また、式（１）を成立させることで、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体をより確実に供給源から同一タイミングで供給された気体することができる。よって、より高い精度でアンモニアの濃度を測定することができる。

【0048】

また、式（２）を成立させることで、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体をより確実に供給源から同一タイミングで供給された気体することができる。よって、より高い精度でアンモニアの濃度を測定することができる。

【0049】

また、一酸化窒素とアンモニアとの反応による一酸化窒素の変化の度合いを利用してアンモニアの濃度を測定するので、入手が容易な触媒（酸素）を以てアンモニアの濃度を測定することができる。

【0050】

また、容積調整槽を設けることで、２つの流路部１０の容積の関係をより容易に調整することができる。

【0051】

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。図７は、実施形態２に係るアンモニア濃度測定装置の主要構成を示す模式図である。実施形態２に係るアンモニア濃度測定装置では、測定部６０は、２つ設けられる。また、２つの流路部１０の容積は等しい。

【0052】

具体的には、２つの流路部１０は、例えば、内寸（内壁の断面形状、径、流路長）が等しい。すなわち、２つの流路部１０は、同一形状かつ同一寸法である。２つの測定部６０の各々に気体を導く２つの流路部１０が同一形状かつ同一寸法であることで、気体が２つの流路部１０を通過する条件を実質的に同一にすることができる。このため、２つの測定部６０に導かれる気体の取得タイミングをより同一タイミングに揃えやすくなる。なお、実施形態２では、２つの測定部６０の下流側に２つの第１ポンプ７０が設けられる。

【0053】

実施形態２の場合、容量調整槽は、例えば第２流路部１２ａに設けられる。実施形態２では、容積調整槽５０の容積と分解部４０の容積とは同一である。より具体的には、容積調整槽５０と分解部４０は、同一形状かつ同一内寸である。すなわち、実施形態２に係るアンモニア濃度測定装置は、分解部４０を有する流路部１０（第１流路部１１ａ）と分解部４０を有しない流路部１０（第２流路部１２ａ）の容積が等しい。

【0054】

図７に示すように、２つの測定部６０は、オゾン発生装置６２を共有してもよい。無論、２つの測定部６０が個別にオゾン発生装置６２を具備していてもよい。

【0055】

また、実施形態２に係るアンモニア濃度測定装置では、弁２０は、２つの流路部１０の各々に１つの測定部６０が接続され、かつ、接続される流路部１０と測定部６０との組み合わせを切替可能に設けられる。また、制御部３０は、所定周期で接続される流路部１０と測定部６０との組み合わせを切り換える。具体的には、例えば図７に示すように、２つの流路部１０の下流側に３方向電磁弁のような流路を切り替え可能な第１弁２１ａ、第２弁２２ａを設け、第１弁２１ａ、第２弁２２ａより下流側の流路を二又にして２つの測定部６０との接続関係を入れ替え可能としている。実施形態２では、第１流路部１１ａの容積及び第２流路部１２ａの容積はそれぞれ「コンバータ２から測定部６０に至るまでの気体の流路の容積」をさし、係る第１弁２１ａ、第２弁２２ａによって選択された二又の流路のうち一方の容積を含む。第１流路部１１ａの容積と第２流路部１２ａの容積が等しいということは、同一のタイミングで選択されている双方の流路の容積が等しいということをさし、二又の流路の各々の容積は問わない。同一のタイミングの選択パターンは、図７に示す実線の矢印又は破線の矢印のいずれかであり、これらは排他である。

【0056】

２つの測定部６０は、個体差による測定誤差を示すことがある。そこで、第１弁２１ａ、第２弁２２ａによって流路部１０と測定部６０との接続関係の組み合わせを入れ替えることで、分解部４０を有する流路部１０（第１流路部１１ａ）の気体に係る測定を行う測定部６０と分解部４０を有しない流路部１０（第２流路部１２ａ）の気体に係る測定を行う測定部６０を固定のものとした場合に固定化される測定誤差を低減することができる。より具体的には、所定周期で入れ替わる測定部６０による測定結果を、分解部４０を有する流路部１０（第１流路部１１ａ）の気体に係る測定結果と分解部４０を有しない流路部１０（第２流路部１２ａ）の気体に係る測定結果でそれぞれ平均化することで、個体差による測定誤差を実質的にゼロに等しくすることができる。係る平均化のための構成として、アンモニア濃度測定装置は、２つの流路部の各々を経た気体に含まれるアンモニアの濃度の測定結果であって、２つの測定部による測定結果を平均化してアンモニアの濃度を求める平均化処理部９０を備えるようにしてもよい。

【0057】

以上、実施形態２によれば、２つの流路部１０からそれぞれ測定部６０に導かれた気体を供給源から同一タイミングで供給された気体とすることが可能になる。また、所定周期で接続される流路部１０と測定部６０との組み合わせを切り換えることで、２つの測定部６０の個体差（測定誤差）を考慮したより高い精度でのアンモニアの濃度の測定を実現することができる。このように、実施形態２によれば、より簡便な制御でより高い精度でのアンモニアの濃度の測定を実現することができる。

【0058】

以上、実施形態について説明したが、これらの実施形態の内容により本発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0059】

例えば、上記の実施形態では、流路部１０に供給される気体に含まれる窒素酸化物をコンバータ２によって実質的に一酸化窒素に限定しているが、係る処理は必須でない。測定部６０の具体的な測定方法に応じて、コンバータ２による処理は省略可能である。

【符号の説明】

【0060】

２ コンバータ
３ 煙道
１０ 流路部
１１ 第１流路部
１２ 第２流路部
２０ 弁
２１ 第１弁
２２ 第２弁
３０ 制御部
４０ 分解部
５０ 容量調整槽
６０ 測定部
６１ 気体流路部
６２ オゾン発生装置
６３ 発光測定器
７０ 第１ポンプ
８０ 第２ポンプ
８５ 排気路
９０ 平均化処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】