JP2543882B2 - Sample gas analysis method - Google Patents
Sample gas analysis methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のエンジン等から排出される排気ガ
ス等に含まれるHCを検出する試料ガス分析方法に関する
ものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sample gas analysis method for detecting HC contained in exhaust gas or the like discharged from an engine or the like of an automobile.
（従来技術） 自動車用エンジン等の熱機関の燃焼効率およびその排
気ガス処理装置の性能等を把握するためには、排気ガス
の成分および濃度を性格かつ迅速に検出する必要があ
る。従来、上記排気ガスの成分を分析するため、試料ガ
スを四重極質量分析器に導入してイオン化させ、各イオ
ンのうち特定の質量のものを四重電極部によって取出
し、二次電子増倍管においてその濃度を測定することが
行なわれている。しかし、排気ガス中には分子数の異な
る各種のHCが50種以上含まれており、そのトータルHC量
を上記四重極質量分析器により測定するためには、全て
のHCをそれぞれイオン化してその濃度を個別に測定する
必要があり、迅速な排気ガス分析が不可能であるという
問題があった。(Prior Art) In order to understand the combustion efficiency of a heat engine such as an automobile engine and the performance of an exhaust gas treatment device thereof, it is necessary to detect the components and concentrations of the exhaust gas accurately and quickly. Conventionally, in order to analyze the components of the above-mentioned exhaust gas, a sample gas is introduced into a quadrupole mass analyzer for ionization, and a specific mass of each ion is taken out by the quadrupole electrode section, and secondary electron multiplication is performed. It is practiced to measure its concentration in tubes. However, the exhaust gas contains more than 50 kinds of various HCs with different numbers of molecules, and in order to measure the total HC amount by the quadrupole mass spectrometer, all the HCs must be ionized. There is a problem that it is necessary to measure the concentration individually, and rapid exhaust gas analysis is impossible.
このため、実開昭58−26660号公報に示されるよう
に、300℃以上に加熱された酸化触媒を有する導入管内
に試料ガスを導入して、この試料ガス中のHCの全てをCO
2に酸化させた後、CO2の濃度を四重極質量分析器で分析
し、これに基づいて空燃比を算出することが行なわれて
いる。しかし、この構成では酸化前のHCをCO2およびCO
から分離してその濃度を分析することができないととも
に、上記酸化触媒を高温に加熱する加熱装置が必要であ
るために分析装置の構造が複雑になるという問題があ
る。Therefore, as shown in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 58-26660, a sample gas is introduced into an introducing pipe having an oxidation catalyst heated to 300 ° C. or higher, and all HC in the sample gas is CO 2.
After oxidizing the 2, the concentration of CO 2 was analyzed by a quadrupole mass spectrometer has been carried out to calculate the air-fuel ratio based on this. However, in this configuration, HC before oxidation is reduced to CO 2 and CO
There is a problem in that the structure cannot be separated from the sample and the concentration thereof cannot be analyzed, and the structure of the analyzer becomes complicated because a heating device for heating the oxidation catalyst to a high temperature is required.
（発明の目的） 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、簡単な構成で試料ガス中に含まれた各種HCのトー
タル量を正確かつ迅速に求めることができる試料ガス分
析方法を提供するものである。(Object of the Invention) The present invention has been made to solve the above problems, and a sample gas analysis capable of accurately and quickly obtaining the total amount of various HCs contained in a sample gas with a simple configuration. It provides a method.
（発明の構成） 本発明は、試料ガスを四重極質量分析器に導入し、こ
の試料ガス中に含まれる全HCイオンのうち含有率の高い
複数種の代表HCイオンを選択しそのイオン量を測定し、
この代表HCイオンのイオン量を加算することにより基準
イオン量を算出し、予め求めた上記基準イオン量と全HC
のトータル量との相関関係に基づいて上記基準イオン量
から試料ガス中のトータルHC量を算出するようにしたも
のである。(Structure of the Invention) The present invention introduces a sample gas into a quadrupole mass spectrometer, selects a plurality of types of representative HC ions having a high content ratio out of all HC ions contained in the sample gas, and selects the amount of the ions. Is measured
The reference ion amount is calculated by adding the ion amounts of the representative HC ions, and the previously determined reference ion amount and total HC are calculated.
The total HC amount in the sample gas is calculated from the reference ion amount based on the correlation with the total amount.
上記の構成によれば、四重極質量分析器によって測定
した複数種の代表HCイオンのイオン量の和からなる基準
イオン量に基づいて、この基準イオン量に対して所定の
比率で存在する試料ガス中のトータルHC量を正確かつ迅
速に検出することができる。According to the above configuration, based on the reference ion amount consisting of the sum of the ion amounts of the plurality of types of representative HC ions measured by the quadrupole mass spectrometer, the sample existing in a predetermined ratio with respect to this reference ion amount The total amount of HC in the gas can be detected accurately and quickly.
（実施例） 第１図は本発明の試料ガス分析方法を実施するために
使用する分析装置の実施例を示している。この分析装置
は、試料ガスの導入通路１と、この導入通路１の端部に
設けられた第１真空室２と、この第１真空室２内に試料
ガスを導入するために真空引きを行なうロータリ真空ポ
ンプ３と、上記第１真空室２に接続された第２真空室４
と、この第２真空室４を所定の真空度に設定するターボ
分子ポンプ５およびロータリ真空ポンプ６とを備えてい
る。上記第２真空室４には第１真空室２から導入される
試料ガスの流量を規制するオイフィス７と、試料ガス導
入用のバルブ８と試料ガス導出用バルブ９と、上記試料
ガス中の各成分をイオン化してそのうちの特定の電荷比
を有するイオンのイオン量を測定する四重極質量分析器
10とが配設され、この四重極質量分析器10において測定
されたイオン量を測定値はコンピュータ11に出力され
る。(Example) FIG. 1 shows an example of an analyzer used for carrying out the sample gas analysis method of the present invention. This analyzer performs evacuation to introduce a sample gas introduction passage 1, a first vacuum chamber 2 provided at an end of the introduction passage 1, and a sample gas into the first vacuum chamber 2. Rotary vacuum pump 3 and second vacuum chamber 4 connected to the first vacuum chamber 2
And a turbo molecular pump 5 and a rotary vacuum pump 6 for setting the second vacuum chamber 4 to a predetermined degree of vacuum. The second vacuum chamber 4 restricts the flow rate of the sample gas introduced from the first vacuum chamber 2, the valve 8 for introducing the sample gas, the sample gas outlet valve 9, and each of the sample gases. Quadrupole mass spectrometer for ionizing components and measuring the ion content of ions having a specific charge ratio
10 is provided, and the measured value of the amount of ions measured by the quadrupole mass spectrometer 10 is output to the computer 11.
上記四重極質量分析器10は、第２図に示すように、試
料ガス中の各成分に電子衝撃を与えて各成分をイオン化
するイオンソース部12と、イオン化された各成分を収束
させてイオンビームを形成するレンズ系13と、このレン
ズ系13を経て入射したイオンを振動させて特定電荷比を
イオンのみを通過させる４本のロッドからなる電極部14
と、この電極部14を通過したイオンのイオン量をイオン
電流として検出する二次電子増倍管15とを備え、上記電
極部14に印加された電圧値を調節することによって特定
電荷化のイオンを選択的に検出するように構成されてい
る。As shown in FIG. 2, the quadrupole mass spectrometer 10 collects the ionized components by ion bombarding each component in the sample gas by electron impact and ionizing each component. An electrode unit 14 including a lens system 13 for forming an ion beam and four rods for vibrating the ions incident through the lens system 13 and passing only ions having a specific charge ratio.
And a secondary electron multiplier 15 that detects the amount of ions of the ions that have passed through the electrode section 14 as an ion current, and by adjusting the voltage value applied to the electrode section 14, the ions with a specific charge Is configured to be selectively detected.
以上のように構成された分析装置を用いて自動車のエ
ンジン等から排出された排気ガスを分析してトータルHC
量を測定する分析方法を第３図に示すフローチャートに
基づいて説明する。まず、排気ガスの分析を開始する前
にステップS1において、排気ガス中に含まれる各種HCイ
オンのイオン量を測定することにより、使用燃料および
使用機器等に応じた複数種の代表HCイオンを選定すると
ともに、この代表HCイオンのイオン量の和からなる基準
イオン量と排気ガス中のトータルHC量との相関関係を求
める。Using the analyzer configured as above, the exhaust gas emitted from the engine of the automobile is analyzed and the total HC
An analysis method for measuring the amount will be described based on the flowchart shown in FIG. First, before starting the analysis of the exhaust gas, in step S 1 , by measuring the ion amount of various HC ions contained in the exhaust gas, a plurality of types of representative HC ions according to the fuel used and equipment used, etc. Along with the selection, the correlation between the reference ion amount, which is the sum of the ion amounts of the representative HC ions, and the total HC amount in the exhaust gas is calculated.
すなわち、上記分析装置の導入通路１に標準排気ガス
を導入し、この標準排気ガス中に含まれる各イオンのう
ち電荷比51〜150のものを質量走査してそのイオン量を
測定することにより、第４図に示すように標準排気ガス
中に含まれる全HCイオンのマスフラグメントを作成す
る。そしてこのマスフラグメントに表わされたイオンの
うちイオン量が多く含有率の高いイオン、例えばC4H7 +
（電荷比55）およびC5H9 +（電荷比69）、C6H9 +（電荷比
81）、C7H7 +（電荷比91）、C7H11 +（電荷比95）を代表
イオンとして選定する。また、上記のようにして選定し
た代表イオンのイオン量を加算することにより求めた基
準イオン量と、全HCイオンのイオン量を加算する等によ
り求めたトータルHC量とは、第５図に示すように比例関
係にあるため、この比率を基準イオンのイオン量とトー
タルHC量との相関関係として記憶する。That is, by introducing a standard exhaust gas into the introduction passage 1 of the above-mentioned analyzer and measuring the amount of the ions by mass-scanning each of the ions contained in the standard exhaust gas with a charge ratio of 51-150. As shown in FIG. 4, mass fragments of all HC ions contained in the standard exhaust gas are created. And among the ions represented in this mass fragment, the ion with a large amount of ions and a high content rate, such as C 4 H 7 +
(Charge ratio 55) and C 5 H 9 + (charge ratio 69), C 6 H 9 + (charge ratio
81), C 7 H 7 + (charge ratio 91), and C 7 H 11 + (charge ratio 95) are selected as representative ions. The reference ion amount obtained by adding the ion amounts of the representative ions selected as described above and the total HC amount obtained by adding the ion amounts of all HC ions are shown in FIG. Since there is such a proportional relationship, this ratio is stored as a correlation between the ion amount of the reference ions and the total HC amount.
次にステップS2において、エンジンの排気通路等から
上記導通路１内に試料ガスとして導入した排気ガス中の
代表イオンのイオン量をそれぞれ測定し、ステップS3に
おいて各代表イオンのイオン量を加算することにより基
準イオン量を算出する。そしてステップS4において、上
記基準イオン量と、上記ステップS1において求めた相関
関係とに基づき、試料ガス中のトータルHC量を算出す
る。Next, in step S 2 , the ion amount of the representative ion in the exhaust gas introduced as the sample gas into the above-mentioned conduction passage 1 from the exhaust passage of the engine is measured, and the ion amount of each representative ion is added in step S 3 . By doing so, the reference ion amount is calculated. Then, in step S 4 , the total HC amount in the sample gas is calculated based on the reference ion amount and the correlation obtained in step S 1 .
このようにして一台のエンジンの排気ガス分析が終了
すると、上記ステップS2に戻り、他のエンジンの排気ガ
スの分析を行なう。When the exhaust gas analysis of one engine is completed in this way, the process returns to step S 2 and the exhaust gas of another engine is analyzed.
上記のように試料ガス中に含まれた全HCイオンのうち
含有率の高い複数種の代表HCイオンを選定してそのイオ
ン量を加算することにより基準イオン量を求め、この基
準イオン量と、予め求めた相関関係とに基づいて試料ガ
ス中のトータルHC量を算出するようにしたため、試料ガ
スの分析を行なう度に、全HCイオンのイオン量を全て測
定するという煩雑な作業を必要とすることなく、迅速に
トータルHC量を求めることができる。As described above, a reference ion amount is obtained by selecting a plurality of types of representative HC ions having a high content rate out of all the HC ions contained in the sample gas and adding the ion amounts, and this reference ion amount, Since the total amount of HC in the sample gas is calculated based on the correlation obtained in advance, the complicated work of measuring all the ion amounts of all HC ions each time the sample gas is analyzed is required. Without this, the total amount of HC can be quickly obtained.
なお、上記実施例ではエンジンの排気ガス中のトータ
ルHC量を測定する場合について説明したが、本発明の分
析方法は排気ガス以外にも、エンジンの吸気通路から取
出した吸気ガスおよびエンジンの燃焼室内のガス等を試
料ガスとして使用することができる。In addition, in the above embodiment, the case where the total amount of HC in the exhaust gas of the engine is measured has been described. The gas or the like can be used as the sample gas.
（発明の効果） 以上説明したように本発明は、四重極質量分析器によ
り測定した複数の代表HCイオンのイオン量の和からなる
基準イオン量と、予め求めたトータルHC量に対する上記
基準イオン量の相関関係とに基づいて試料ガス中のトー
タルHC量を算出するように構成したため、試料ガスの分
析を行なう度に全HCイオンのイオン量を全て測定すると
いう煩雑な作業を必要とすることなく、特定のHCイオン
のイオン量を測定するだけで試料ガス中のトータルHC量
を正確かつ迅速に分析することができる。(Effects of the Invention) As described above, the present invention provides a reference ion amount composed of the sum of the ion amounts of a plurality of representative HC ions measured by a quadrupole mass spectrometer, and the reference ion for the previously determined total HC amount. Since it is configured to calculate the total amount of HC in the sample gas based on the correlation of the amount, it is necessary to perform the complicated work of measuring all the ion amounts of all HC ions each time the sample gas is analyzed. Instead, the total amount of HC in the sample gas can be accurately and quickly analyzed only by measuring the amount of specific HC ions.
したがって、自動車のエンジン等から排出される排気
ガス等を分析してこのガス中に含まれるトータルHC量を
適正に測定することにより、上記エンジンの熱効率およ
び排気ガス処理装置の作動状態の検査等を簡単かつ正確
に把握できるという利点がある。Therefore, by analyzing the exhaust gas discharged from the engine of the automobile and measuring the total amount of HC contained in this gas properly, the thermal efficiency of the engine and the operating state of the exhaust gas treatment device can be checked. There is an advantage that it can be grasped easily and accurately.
第１図は本発明に係る試料ガス分析方法を実施するため
に使用する分析装置の実施例を示す全体概略図、第２図
は上記分析装置の要部を示す概略図、第３図は本発明に
係る試料ガス分析方法の具体例を示すフローチャート、
第４図はHC成分のマスフラグメント、第５図は基準イオ
ン量とトータルHC量との相関関係を示す特性図である。 10……四重極質量分析器。FIG. 1 is an overall schematic view showing an embodiment of an analyzer used for carrying out a sample gas analysis method according to the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing the main part of the analyzer, and FIG. 3 is a book. A flow chart showing a specific example of the sample gas analysis method according to the invention,
FIG. 4 is a mass fragment of the HC component, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing the correlation between the reference ion amount and the total HC amount. 10 quadrupole mass spectrometer.
Claims (1)
の試料ガス中に含まれる全HCイオンのうち含有率の高い
複数種の代表HCイオンを選択してそのイオン量を測定
し、この代表HCイオンのイオン量を加算することにより
基準イオン量を算出し、予め求めた上記基準イオン量と
全HCのトータル量との相関関係に基づいて上記基準イオ
ン量から試料ガス中のトータルHC量を算出するようにし
たことを特徴とする試料ガス分析方法。1. A sample gas is introduced into a quadrupole mass spectrometer, a plurality of types of representative HC ions having a high content rate are selected from all the HC ions contained in the sample gas, and the amount of the ions is measured. , The reference ion amount is calculated by adding the ion amounts of the representative HC ions, and the total amount in the sample gas is calculated from the reference ion amount based on the correlation between the reference ion amount obtained in advance and the total amount of all HCs. A sample gas analysis method, characterized in that the amount of HC is calculated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096793A JP2543882B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Sample gas analysis method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096793A JP2543882B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Sample gas analysis method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262561A JPS63262561A (en) | 1988-10-28 |
| JP2543882B2 true JP2543882B2 (en) | 1996-10-16 |
Family
ID=14174514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62096793A Expired - Lifetime JP2543882B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Sample gas analysis method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543882B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202013005959U1 (en) * | 2013-07-03 | 2014-10-06 | Manfred Gohl | Determination device for hydrocarbon emissions from engines |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62096793A patent/JP2543882B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63262561A (en) | 1988-10-28 |
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