特許 7335752 ガス分析装置及びガス分析方法

(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】

(24)【登録日】2023-08-22

(45)【発行日】2023-08-30

(54)【発明の名称】ガス分析装置及びガス分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 31/00 20060101AFI20230823BHJP

【ＦＩ】

G01N31/00 V

G01N31/00 D

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019147134

(22)【出願日】2019-08-09

(65)【公開番号】P2020030207

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2022-07-19

(31)【優先権主張番号】P 2018153721

(32)【優先日】2018-08-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000155023

【氏名又は名称】株式会社堀場製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100129702

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 喜永

(72)【発明者】

【氏名】落合 亮太

(72)【発明者】

【氏名】吉村 友志

(72)【発明者】

【氏名】ラクダン マカミール コラレス

【審査官】大瀧 真理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２１７９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８５１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８４１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７４９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３１８５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２２３７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０８－５１２４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－１３２３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０２９１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０７５００４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サンプルガスが流れる第１流路と、
前記第１流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計と、
前記サンプルガスが流れる第２流路と、
前記第２流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、
前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計と、
前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する算出部とを備える、ガス分析装置。

【請求項2】

前記第２分析計は、エタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正される、請求項１記載のガス分析装置。

【請求項3】

前記算出部は、前記第１分析計の全炭化水素濃度と、第２分析計のメタン・エタン合計濃度と、炭素数３以上の特定有機物が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、請求項１又は２記載のガス分析装置。

【請求項4】

前記算出部は、以下の式により、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のガス分析装置。

【数4】

ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}：前記サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計の全炭化水素濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度
ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：炭素数３以上の特定有機物（ここではプロパンＣ_３Ｈ_８）が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率

【請求項5】

前記第２流路には、前記ノンメタン・ノンエタンカッタの温度を２００～２５０℃に加熱する加熱部が設けられている、請求項１乃至４の何れか一項に記載のガス分析装置。

【請求項6】

前記第１流路に設けられた第１流量調整機構と、
前記第２流路に設けられた第２流量調整機構とを更に備え、
前記第１流量調整機構及び前記第２流量調整機構により、前記第１分析計と前記第２分析計との応答タイミングを一致させている、請求項１乃至５の何れか一項に記載のガス分析装置。

【請求項7】

前記サンプルガスが流れる第３流路と、
前記第３流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタと、
前記第３流路において前記ノンメタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン濃度を計測する第３分析計とを更に備えている、請求項１乃至６の何れか一項に記載のガス分析装置。

【請求項8】

前記算出部は、前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第３分析計のメタン濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、請求項７記載のガス分析装置。

【請求項9】

前記算出部は、前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度と前記第３分析計のメタン濃度とを用いて、前記サンプルガス中のエタン濃度を算出する、請求項７又は８記載のガス分析装置。

【請求項10】

前記第３流路には、前記ノンメタンカッタの温度を３００℃以上に加熱する加熱部が設けられている、請求項７乃至９の何れか一項に記載のガス分析装置。

【請求項11】

前記サンプルガスが流れる第３流路と、
前記第３流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタと、
前記第３流路において前記ノンメタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン濃度を計測する第３分析計と、
前記第１流路に設けられた第１流量調整機構と、
前記第２流路に設けられた第２流量調整機構と、
前記第３流路に設けられた第３流量調整機構を更に備え、
前記第１流量調整機構、前記第２流量調整機構及び前記第３流量調整機構により、前記第１分析計と前記第２分析計と前記第３分析計との応答タイミングを一致させている、請求項１乃至５の何れか一項に記載のガス分析装置。

【請求項12】

サンプルガスが流れる流路と、
前記流路に設けられ、前記サンプルガス中の所定の炭化水素成分を除去する炭化水素選択触媒と、
前記流路において前記炭化水素選択触媒の下流に設けられ、前記サンプルガス中の炭化水素成分の濃度を計測する分析計と、
前記炭化水素選択触媒の温度を切り替える温度切替機構とを備え、
前記温度切替機構によって、前記炭化水素選択触媒を２００～２５０℃に加熱して、前記炭化水素選択触媒を前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタとし、前記炭化水素選択触媒を３００℃以上に加熱して、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタとする、ガス分析装置。

【請求項13】

サンプルガスが流れる第１流路に、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計を設け、
前記サンプルガスが流れる第２流路に、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタを設け、
前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計を設け、
前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、ガス分析方法。

【請求項14】

サンプルガスが流れる第１流路と、前記第１流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計と、前記サンプルガスが流れる第２流路と、前記第２流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計と、前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する算出部とを備える、ガス分析装置の校正方法であって、
前記第２分析計を、エタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正する、ガス分析装置の校正方法。

【請求項15】

前記第１分析計は、プロパンを用いて校正する、請求項１４記載のガス分析装置の校正方法。

【請求項16】

サンプルガスが流れる第１流路と、前記第１流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計と、前記サンプルガスが流れる第２流路と、前記第２流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計とを備えるガス分析装置を用いたガス分析方法であって、
前記第１分析計をプロパンを用いて校正した場合の以下の式（Ａ）と、
式（Ａ）：ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６×ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}
ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計の全炭化水素濃度
ｘ_ＣＨ４：サンプルガス中のメタン濃度
ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計におけるメタンの応答係数
ｘ_Ｃ２Ｈ６：サンプルガス中のエタン濃度
ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計におけるエタンの応答係数
ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}：サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
前記第２分析計をエタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正した場合の以下の式（Ｂ）と、
式（Ｂ）：ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度
ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタンの応答係数
ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタンの透過率
ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のプロパンの応答係数
ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のプロパンの透過率
を用いて、以下の式（１）を導出し、

【数5】

ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}：前記サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計の全炭化水素濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度
ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：炭素数３以上の特定有機物（ここではプロパンＣ_３Ｈ_８）が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率
上記式（１）を用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する、ガス分析方法。

【請求項17】

前記式（Ａ）において、エタンの応答係数ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}を１．０とみなして、以下の式（Ａ’）を導出し、
式（Ａ’）：ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}
前記式（Ｂ）において、ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}を１．０とみなすとともに、エタン校正している前記第２分析計のプロパンの応答係数を１．０とみなして、以下の式（Ｂ’）を導出し、
式（Ｂ’）：ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}
前記第１分析計及び前記第２分析計の構成が同じ場合に、ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}とＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}とが同じであることから、以下の式（Ｃ）を導出し、
式（Ｃ）：ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}－ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}
この式（Ｃ）から、前記式（１）を導出する、請求項１６記載のガス分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス分析装置及びガス分析方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、排ガスに含まれるＴＨＣ（Total Hydro- Carbon ）からメタン（ＣＨ_４）を除いた非メタン炭化水素（ＮＭＨＣ：Non-Methane Hydro-Carbon）の濃度を求めるものが考えられている。

【0003】

このガス分析装置では、水素炎イオン化法（ＦＩＤ：Flame Ionization Detector）を用いた検出器を用いて構成されており、排ガス中のＴＨＣ濃度を検出器により計測するとともに、排ガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタ（ＮＭＣ：Non-Methane Cutter）を通過した排ガスに含まれるＣＨ_４濃度を検出器により計測する。そして、ガス分析装置は、それら検出器により得られた濃度の差分からメタン以外の炭化水素成分（ＮＭＨＣ）の濃度を算出する。

【0004】

ここで、ＮＭＣの役割は、メタン以外の炭化水素成分を触媒効果により酸化させ除去することであり、その性能は、メタンを透過させる比率、及び、メタンの次に酸化しにくいエタンを透過させる比率で評価される。前者はメタン透過効率と呼ばれ、高ければ高いほど良く、後者はエタン透過効率と呼ばれ、低ければ低いほど良いとされる。メタン透過効率は８５％以上、エタン透過効率は２％以下が要求されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－３５０３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、近年では、天然ガス可採量の増加に伴い、天然ガス車両の市場が大きくなっている。そのため天然ガス車両の計測要求も高まっている。天然ガスの成分は主にメタン、エタンであり、天然ガス車両の排ガス中にもこれらの成分が多く含まれている。しかし、メタン、エタンは光化学スモッグなどの大気汚染への寄与度は低く、規制対象から除くべく、メタン、エタン以外の炭化水素（ＮＭＮＥＨＣ：Non-Methane Non-Ethane Hydro-Carbon）濃度を測定することが求められている。そして、ＮＭＮＥＨＣの濃度を計測する手法としてＧＣ－ＦＩＤを用いることが考えられている。

【0007】

しかしながら、ＧＣ－ＦＩＤを用いてＮＭＮＥＨＣの濃度を計測する場合には、充填剤を詰めたカラムにサンプルガスを流して、通過時間の違いにより各成分を分離する必要があり、バッチ測定であることから連続測定することができない。

【0008】

そこで本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分（ＮＭＮＥＨＣ）の濃度を連続測定できるようにすることをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

すなわち本発明に係るガス分析装置は、サンプルガスが流れる第１流路と、前記第１流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計と、前記サンプルガスが流れる第２流路と、前記第２流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計と、前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する算出部とを備えることを特徴とする。

【0010】

このようなものであれば、メタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタを用いて第２分析計によりサンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を連続計測することができるので、第１分析計により連続計測されるＴＨＣ濃度と併せて、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することができる。その結果、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分（ＮＭＮＥＨＣ）の濃度を連続測定できるようになる。

【0011】

具体的に算出部は、前記第１分析計の全炭化水素濃度と、第２分析計のメタン・エタン合計濃度と、炭素数３以上の特定有機物が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することが考えられる。

【0012】

詳細に算出部は、以下の式により、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することが考えられる。

【0013】

【数1】

ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}：前記サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計の全炭化水素濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度
ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：炭素数３以上の特定有機物（ここではプロパンＣ_３Ｈ_８）が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率

【0014】

上記の式は、前記第２分析計がエタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正されることを前提としている。

【0015】

本発明のガス分析装置は、前記サンプルガスが流れる第３流路と、前記第３流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタと、前記第３流路において前記ノンメタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン濃度を計測する第３分析計とを更に備えていることが望ましい。

【0016】

この構成において、前記算出部は、前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第３分析計のメタン濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分（ＮＭＨＣ）の濃度を算出することが望ましい。

【0017】

また、前記算出部は、前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度と前記第３分析計のメタン濃度とを用いて、前記サンプルガス中のエタン濃度を算出することが望ましい。

【0018】

ノンメタン・ノンエタンカッタにより、メタン及びエタン以外の炭化水素成分を効率良く除去するとともに、メタン及びエタンを選択的に通過させるためには、前記第２流路には、前記ノンメタン・ノンエタンカッタの温度を２００～２５０℃に加熱する加熱部が設けられていることが望ましい。

【0019】

ノンメタンカッタにより、メタン以外の炭化水素成分を効率良く除去するとともに、メタンを選択的に通過させるためには、前記第３流路には、前記メタンカッタの温度を３００℃以上に加熱する加熱部が設けられていることが望ましい。

【0020】

第２流路にノンメタン・ノンエタンカッタを設けることによって、第１分析計と第２分析計との応答タイミングが異なってしまい、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を精度良く分析することが難しくなってしまう。
この問題を好適に解決するためには、本発明のガス分析装置は、前記第１流路に設けられた第１流量調整機構と、前記第２流路に設けられた第２流量調整機構とを更に備えており、前記第１流量調整機構及び前記第２流量調整機構により、前記第１分析計と前記第２分析計との応答タイミングを一致させていることが望ましい。

【0021】

同様に、第３流路にノンメタンカッタを設けることによって、第１分析計と第２分析計と第３分析計との応答タイミングが異なってしまい、各成分の濃度を精度良く分析することが難しくなってしまう。
本発明のガス分析装置は、前記第３流路に設けられた第３流量調整機構を更に備えており、前記第１流量調整機構、前記第２流量調整機構及び前記第３流量調整機構により、前記第１分析計と前記第２分析計と前記第３分析計との応答タイミングを一致させていることが望ましい。

【0022】

また、本発明に係るガス分析装置は、サンプルガスが流れる流路と、前記流路に設けられ、前記サンプルガス中の所定の炭化水素成分を除去する炭化水素選択触媒と、前記流路において前記炭化水素選択触媒の下流に設けられ、前記サンプルガス中の炭化水素成分の濃度を計測する分析計と、前記炭化水素選択触媒の温度を切り替える温度切替機構とを備え、前記温度切替機構によって、前記炭化水素選択触媒を２００～２５０℃に加熱して、前記炭化水素選択触媒を前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタとし、前記炭化水素選択触媒を３００℃以上に加熱して、前記サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタとすることを特徴とする。
このガス分析装置であれば、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分（ＮＭＮＥＨＣ）の濃度を測定できるだけでなく、サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分（ＮＭＨＣ）の濃度を測定できるようになる。また、ノンメタン・ノンエタンカッタとノンメタンカッタとを共通の炭化水素選択触媒を用いて構成することができ、流路構成を簡単にすることができる。

【0023】

また、本発明に係るガス分析方法は、サンプルガスが流れる第１流路に、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計を設け、前記サンプルガスが流れる第２流路に、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタを設け、前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計を設け、前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することを特徴とする。

【0024】

さらに、本発明に係るガス分析装置の校正方法は、サンプルガスが流れる第１流路と、前記第１流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計と、前記サンプルガスが流れる第２流路と、前記第２流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計と、前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する算出部とを備える、ガス分析装置の校正方法であって、前記第２分析計を、エタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正することを特徴とする。また、第１分析計は、プロパンを用いて校正することが望ましい。

【0025】

その上、本発明に係るガス分析方法は、サンプルガスが流れる第１流路と、前記第１流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計と、前記サンプルガスが流れる第２流路と、前記第２流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計とを備えるガス分析装置を用いたガス分析方法であって、
前記第１分析計をプロパンを用いて校正した場合の以下の式（Ａ）と、
式（Ａ）：ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６×ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}
ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計の全炭化水素濃度
ｘ_ＣＨ４：サンプルガス中のメタン濃度
ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計におけるメタンの応答係数
ｘ_Ｃ２Ｈ６：サンプルガス中のエタン濃度
ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計におけるエタンの応答係数
ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}：サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
前記第２分析計をエタンを用いて前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過させて校正した場合の以下の式（Ｂ）と、
式（Ｂ）：ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度
ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタンの応答係数
ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタンの透過率
ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のプロパンの応答係数
ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のプロパンの透過率
を用いて、以下の式（１）を導出し、

【0026】

【数2】

ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}：前記サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}：前記第１分析計の全炭化水素濃度
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度
ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：炭素数３以上の特定有機物（ここではプロパンＣ_３Ｈ_８）が前記ノンメタン・ノンエタンカッタを通過する割合である特定有機物透過率
上記式（１）を用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することを特徴とする。
また、前記式（Ａ）において、エタンの応答係数ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}を１．０とみなして、以下の式（Ａ’）を導出し、
式（Ａ’）：ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}
前記式（Ｂ）において、ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}を１．０とみなすとともに、エタン校正している前記第２分析計のプロパンの応答係数を１．０とみなして、以下の式（Ｂ’）を導出し、
式（Ｂ’）：ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}
前記第１分析計及び前記第２分析計の構成が同じ場合に、ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}とＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}とが同じであることから、以下の式（Ｃ）を導出し、
式（Ｃ）：ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}－ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}
この式（Ｃ）から、前記式（１）を導出することが望ましい。

【発明の効果】

【0027】

以上に述べた本発明によれば、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を連続測定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本実施形態のガス分析装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】同実施形態のＮＭＮＥＣの温度と炭化水素の透過率との関係を示すグラフである。

【図3】変形実施形態のガス分析装置の構成を模式的に示す図である。

【図4】変形実施形態のガス分析装置の構成を模式的に示す図である。

【図5】変形実施形態のガス分析装置の構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の一実施形態に係るガス分析装置について、図面を参照しながら説明する。

【0030】

＜装置構成＞
本実施形態のガス分析装置１００は、例えば内燃機関から排出される排ガスに含まれる炭化水素を分析するものである。

【0031】

具体的にこのガス分析装置１００は、図１に示すように、サンプルガスである排ガスが流れる第１流路Ｌ１と、当該第１流路Ｌ１に設けられ、排ガス中の全炭化水素濃度（ＴＨＣ濃度）を計測する第１分析計２と、第１流路Ｌ１とは別に設けられ、排ガスが流れる第２流路Ｌ２と、当該第２流路Ｌ２に設けられ、排ガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分（ＮＭＮＥＨＣ）を除去するノンメタン・ノンエタンカッタ（ＮＭＮＥＣ）３と、第２流路Ｌ２においてＮＭＮＥＣ３の下流に設けられ、排ガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計４とを備えている。

【0032】

本実施形態の第１流路Ｌ１及び第２流路Ｌ２は、排ガスが導入される導入ポートＰ１を有するメイン流路ＭＬの所定の分岐点ＢＰから分岐している。

【0033】

第１流路Ｌ１及び第２流路Ｌ２にはそれぞれ、第１分析計２と第２分析計４との応答タイミングを一致させるために、第１流量調整機構５及び第２流量調整機構６が設けられている。

【0034】

第１流量調整機構５は、第１流路Ｌ１において第１分析計２の上流側に設けられた例えばキャピラリにより構成されており、第２流量調整機構６は、第２流路Ｌ２において第２分析計４の上流側に設けられた例えばキャピラリにより構成されている。

【0035】

第２流路Ｌ２に設けられたＮＭＮＥＣ３は、酸化触媒であって、二酸化マンガンを用いることもできるし、酸化触媒となるその他の金属であっても良い。また、ＮＭＮＥＣ３は、２００～２５０℃に加熱されている。具体的には、第２流路Ｌ２にＮＭＮＥＣ３を前記温度に加熱するための加熱部７が設けられている。この温度に加熱することによって、図２に示すように、ＮＭＮＥＣ３によりメタン及びエタン以外の炭化水素成分（図２ではプロパンＣ_３Ｈ_８）を効率良く燃焼させて除去し、メタン及びエタンを効率良く（例えば８０％以上）通過させることができる。

【0036】

第１分析計２及び第２分析計４は、水素炎イオン化（ＦＩＤ）法により排ガス中の炭化水素を検出するＦＩＤ検出器である。このＦＩＤ検出器には、燃料ガス（例えばＨ_２、又は、Ｈ_２／Ｈｅの混合ガス）と助燃用空気とが供給される。図１において、符号８は、第１分析計２及び第２分析計４に燃料ガスを供給する燃料ガス供給ラインであり、符号９は、第１分析計２及び第２分析計４に助燃用空気を供給する助燃用空気供給ラインである。その他、符号１０は、第１分析計２及び第２分析計４を校正するための校正ガスを供給する校正ガス供給ラインである。また、ガス分析装置１００は、加熱ブロックＢ１～Ｂ３により各分析計２、４及び各流路が所定温度に加熱されている。

【0037】

そして、ガス分析装置１００は、第１分析計２及び第２分析計４により得られた各濃度から、排ガス中のＮＭＮＥＨＣの濃度を算出する算出部１１を備えている。

【0038】

算出部１１は、第１分析計２の全炭化水素濃度と第２分析計４のメタン・エタン合計濃度とを用いて、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出するものである。

【0039】

具体的に算出部１１は、第１分析計２のＴＨＣ濃度ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}と、第２分析計４のメタン・エタン合計濃度ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}と、炭素数３以上の特定有機物（ここではプロパンＣ_３Ｈ_８）がＮＭＮＥＣ３を通過する割合である特定有機物透過率ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}とを用いて、以下の式により、ＮＭＮＥＨＣ濃度を算出する。

【0040】

【数3】

【0041】

以下に、上記数１の導出について説明する。

【0042】

第１分析計２により得られるＴＨＣ濃度ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}は、第１分析計２におけるメタンの応答係数ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}、第１分析計２におけるエタンの応答係数ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}、サンプルガス中のメタン濃度ｘ_ＣＨ４、サンプルガス中のエタン濃度ｘ_Ｃ２Ｈ６、サンプルガス中のメタン・エタン以外の炭化水素成分の濃度ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}を用いて、以下の式となる。

【0043】

ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６×ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ} （２）

【0044】

上記の式（２）は、第１分析計２（ＴＨＣ－ＦＩＤ）がプロパンＣ_３Ｈ_８の標準ガスを用いて校正されることを前提としている。したがって、ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}及びＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}は、プロパン校正している第１分析計２のメタン及びエタンの応答係数である。なお、応答係数は、校正ガスに対する、対象成分の感度差（比率）である。さらに、エタンの応答係数は１．０とみなすことができることから、式（２）は、以下の式とみなすことができる。

【0045】

ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ} （３）

【0046】

第２分析計４（ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ）により得られる濃度は、校正方法に応じて、その濃度演算式が異なる。

【0047】

（Ａ）プロパンを用いてＮＭＮＥＣをバイパスして校正した場合
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６×ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］} （４）

【0048】

（Ｂ）メタンを用いてＮＭＮＥＣを通過させて校正した場合
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４＋ｘ_Ｃ２Ｈ６×ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］} （５）

【0049】

（Ｃ）メタンを用いてＮＭＮＥＣをバイパスして校正した場合
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６×ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］} （６）

【0050】

（Ｄ）エタンを用いてＮＭＮＥＣを通過させて校正した場合
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］} （７）

【0051】

（Ｅ）エタンを用いてＮＭＮＥＣをバイパスして校正した場合
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６×ＰＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］} （８）

【0052】

ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤの計測値
ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤのメタンの応答係数
ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤのメタンの透過率
ＲＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤのエタンの応答係数
ＰＦ_{Ｃ２Ｈ６［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤのエタンの透過率
ＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤのプロパンの応答係数
ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}：ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤのプロパンの透過率

【0053】

上記の式（２）～（８）において、メタン濃度及びエタン濃度は測定することができないので、濃度演算式を簡略化するためにそれらを消去する必要がある。そこで、式（３）及び式（７）に着目して、ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}及びＲＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}が除去できれば、これら２つの式を組み合わせることができる。なお、式（４）、式（５）、式（６）、式（８）を用いた場合には、メタン濃度及びエタン濃度を消去することができないので、ＮＭＮＥＨＣの濃度を算出することができない。

【0054】

ここで、ＮＭＮＥＣ３は２００～２５０℃に加熱されていることから、ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}は１．０程度であると想定でき、ＰＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}を式（７）から除くことができる。

【0055】

また、エタン校正している第２分析計４のプロパンの応答係数は１．０とみなすことができるため、式（７）から除くことができる。

【0056】

その結果、以下の式を得ることができる。
ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_ＣＨ４×ＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_Ｃ２Ｈ６＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］} （９）

【0057】

また、第１分析計２及び第２分析計４の構成が同じであるので、ＲＦ_{ＣＨ４［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}とＲＦ_{ＣＨ４［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}とは同じとみなすことができる。

【0058】

従って、式（３）及び式（９）から以下の式を得ることができる。
ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}＝ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}－ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}×ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}＋ｘ_{ＮＭＮＥＨＣ} （１０）

【0059】

この式（１０）をｘ_{ＮＭＮＥＨＣ}についてまとめると、上記の式（１）を導出することができる。上記の通り、式（１）を導出する上で、各炭化水素成分の透過率ＰＦ及び応答係数ＲＦを考慮している。
この式（１）から、ＰＦ_{Ｃ３Ｈ８［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}のみを調べることによって、第１分析計２（ＴＨＣ－ＦＩＤ）により得られた濃度ｘ_{ＴＨＣ［ＴＨＣ－ＦＩＤ］}と、第２分析計４（ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ）により得られた濃度ｘ_{ＴＨＣ［ＮＭＮＥＣ－ＦＩＤ］}とからＮＭＮＥＨＣの濃度を求めることができることが分かる。

【0060】

＜本実施形態の効果＞
本実施形態のガス分析装置１００によれば、メタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するＮＭＮＥＣ３を用いて第２分析計４によりサンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を連続計測することができるので、第１分析計２により連続計測されるＴＨＣ濃度と併せて、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することができる。その結果、サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分（ＮＭＮＥＨＣ）の濃度を連続測定できるようになる。

【0061】

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

【0062】

図３に示すように、ガス分析装置１００が、サンプルガスが流れるとともに、サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタ（ＮＭＣ）１２が設けられた第３流路Ｌ３と、第３流路Ｌ３に設けられ、サンプルガス中のメタン濃度を計測する第３分析計１３とを更に備えていても良い。このとき、第３流路Ｌ３には、ＮＭＣ１２の温度を３００℃以上に加熱する加熱部１４が設けられている。

【0063】

そして、算出部１１は、第１分析計２の全炭化水素濃度と第３分析計１３のメタン濃度とを用いて、サンプルガス中のメタン以外の炭化水素成分の濃度を算出することができる。また、算出部１１は、第２分析計４のメタン・エタン合計濃度と第３分析計１３のメタン濃度とを用いて、サンプルガス中のエタン濃度を算出することもできる。

【0064】

さらに、第３流路Ｌ３には、第１分析計２及び第２分析計４と第３分析計１３との応答タイミングを一致させるために、第３流量調整機構１５が設けられている。第３流量調整機構１５は、第３流路Ｌ３において第３分析計１３の上流側に設けられた例えばキャピラリにより構成されている。

【0065】

加えて、ガス分析装置１００は、図４に示すように、第３流路Ｌ３におけるＮＭＣ１２の下流側及び第２流路Ｌ２におけるＮＭＮＥＣ３の下流側を合流させて共通の分析計４にサンプルガスを導入するようにしても良い。この場合、サンプルガスが流れる流路を第２流路Ｌ２と第３流路Ｌ３とを切り替える例えば開閉弁Ｖ１、Ｖ２からなる流路切替機構１６を設ける。第２流路Ｌ２に切り替えることによって、分析計４がメタン・エタン合計濃度を測定することになり、第３流路Ｌ３に切り替えることによって、分析計４がメタン濃度を測定することになる。この構成であれば、分析計の台数を削減することができ、ガス分析装置のコスト低減等を可能にすることができる。

【0066】

前記実施形態のガス分析装置の構成に限られず、本発明のガス分析装置は、サンプルガスが流れる第１流路と、前記第１流路に設けられ、前記サンプルガス中の全炭化水素濃度を計測する第１分析計と、前記サンプルガスが流れる第２流路と、前記第２流路に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタと、前記第２流路において前記ノンメタン・ノンエタンカッタの下流に設けられ、前記サンプルガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する第２分析計と、前記第１分析計の全炭化水素濃度と前記第２分析計のメタン・エタン合計濃度とを用いて、前記サンプルガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する算出部とを備えていれば良い。

【0067】

その上、ガス分析装置１００は、図５に示すように、サンプルガスである排ガスが流れる第１流路Ｌ１と、当該第１流路Ｌ１に設けられ、排ガス中の全炭化水素濃度（ＴＨＣ濃度）を計測する第１分析計２と、第１流路Ｌ１とは別に設けられ、排ガスが流れる第２流路Ｌ２と、当該第２流路Ｌ２に設けられ、排ガス中の所定の炭化水素成分を除去する炭化水素選択触媒１７と、第２流路Ｌ２において炭化水素選択触媒１７の下流に設けられ、排ガス中の炭化水素成分の濃度を計測する分析計１８と炭化水素選択触媒１７の温度を切り替える温度切替機構１９とを備えてもよい。分析計１８は、水素炎イオン化（ＦＩＤ）法により排ガス中の炭化水素を検出するＦＩＤ検出器である。炭化水素選択触媒１７は、温度に応じて除去する炭化水素成分を選択できる触媒であり、温度に応じて例えばノンメタンカッタ又はノンメタン・ノンエタンカッタとなる。なお、炭化水素選択触媒１７は、メタン又はメタン及びエタンを選択的に除去するだけでなく、その他の炭化水素を選択的に除去できるものであってもよい。温度切替機構１９は、前記実施形態と同様に、設定温度が変更可能な加熱部により構成されている。

【0068】

そして、温度切替機構１９によって、炭化水素選択触媒１７を２００～２５０℃に加熱して、炭化水素選択触媒１７を排ガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタン・ノンエタンカッタとする。これにより、分析計１８は、排ガス中のメタン及びエタンのメタン・エタン合計濃度を計測する。ここで、ガス分析装置１００の算出部は、第１分析計２のＴＨＣ濃度と分析計１８のメタン・エタン合計濃度とから、排ガス中のメタン及びエタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する。

【0069】

また、温度切替機構１９によって、炭化水素選択触媒１７を３００℃以上に加熱して、排ガス中のメタン以外の炭化水素成分を除去するノンメタンカッタとする。これにより、分析計１８は、排ガス中のメタンの濃度を計測する。ここで、ガス分析装置１００の算出部は、第１分析計２のＴＨＣ濃度と分析計１８のメタン濃度とから、排ガス中のメタン以外の炭化水素成分の濃度を算出する。

【0070】

なお、温度切替機構１９による温度の切替は、ユーザにより手動で設定できるように構成してもよいし、例えば所定の測定シーケンス等によって自動で設定できるように構成しても良い。また、上述した説明では、分析計２，４，１８をＦＩＤ検出器であるとしたが、炭化水素成分を測定できるものであれば如何なる分析器を用いてもよい。

【0071】

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。

【符号の説明】

【0072】

１００・・・ガス分析装置
Ｌ１ ・・・第１流路
２ ・・・第１分析計
Ｌ２ ・・・第２流路
３ ・・・ノンメタン・ノンエタンカッタ（ＮＭＮＥＣ）
４ ・・・第２分析計
５ ・・・第１流量調整機構
６ ・・・第２流量調整機構
７ ・・・加熱部
１１ ・・・算出部
Ｌ３ ・・・第３流路
１２ ・・・ノンメタンカッタ（ＮＭＣ）
１３ ・・・第３分析計
１４ ・・・加熱部
１５ ・・・第３流量調整機構
１７ ・・・炭化水素選択触媒
１８ ・・・分析計
１９ ・・・温度切替機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】