JPH0726905B2 - Surface area measuring device - Google Patents
Surface area measuring deviceInfo
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- JPH0726905B2 JPH0726905B2 JP61204786A JP20478686A JPH0726905B2 JP H0726905 B2 JPH0726905 B2 JP H0726905B2 JP 61204786 A JP61204786 A JP 61204786A JP 20478686 A JP20478686 A JP 20478686A JP H0726905 B2 JPH0726905 B2 JP H0726905B2
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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、粉体や多孔体等の表面積を測定する装置に関
し、更に詳しくは、ガス吸着法の原理に基づく流動法を
用いた表面積測定装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for measuring the surface area of powder, porous material, and the like, and more specifically, surface area measurement using a flow method based on the principle of the gas adsorption method. Regarding the device.
〈従来の技術〉 流動法を用いた表面積測定装置においては、吸着ガスと
キャリアガスとを所定の混合比で混合してなる混合ガス
を試料上に流し、その状態で試料の温度を低温にするこ
とによって吸着ガス分子を試料表面に吸着させる。ま
た、その状態から、試料の温度を上昇(常温程度に戻
す)させることにより、吸着しているガス分子を脱着さ
せる。この吸,脱着時に、吸着または脱着前後における
混合ガスの混合比変化を、混合ガス流路上の試料の上流
・下流で熱伝導度検出器(以下、TCDと称し、また、上
流側を1次側、下流側を2次側と称する)による混合ガ
スの熱伝導度変化によって検知し、これに基づく吸着量
あるいは脱着量から試料の表面積を算出する。なお、実
際に表面積の算出に供されるのは脱着量である。<Prior Art> In a surface area measuring apparatus using a flow method, a mixed gas formed by mixing an adsorbing gas and a carrier gas at a predetermined mixing ratio is flown over a sample, and the temperature of the sample is lowered in that state. As a result, the adsorbed gas molecules are adsorbed on the sample surface. Further, from that state, the temperature of the sample is raised (returned to about room temperature) to desorb the adsorbed gas molecules. During this adsorption / desorption, the change in the mixing ratio of the mixed gas before and after the adsorption or desorption is measured by the thermal conductivity detector (hereinafter referred to as TCD) on the upstream and downstream of the sample on the mixed gas flow path, and the upstream side is the primary side. , The downstream side is referred to as the secondary side), and the surface area of the sample is calculated from the amount of adsorption or desorption based on the change in the thermal conductivity of the mixed gas. The desorption amount is actually used for the calculation of the surface area.
この種の表面積測定装置においては、試料の配置位置と
TCDの2次側との間に、これら両位置間の混合ガス流路
長を、測定すべき試料に応じて切換えられるよう、第1
の流路(ショートパス)とこれよりも長い第2の流路
(ロングパス)とを設けて、これらを選択するためのセ
レクタバルブが配設されている。In this type of surface area measuring device,
The length of the mixed gas flow path between the TCD and the secondary side of the TCD can be switched according to the sample to be measured.
Of the flow path (short path) and a second flow path (long path) longer than this, and a selector valve for selecting these is provided.
ショートパスは一般的に用いられる流路であり、このシ
ョートパスを用いた場合、測定時間は極めて短かくな
る。流動法の長所は迅速な測定にあることから、後述す
るような特に切換えの必要のある場合を除いて、通常は
このショートパスが用いられる。ロングパスは、試料の
表面積が比較的大きい場合や吸着・脱着の進行が遅い試
料の測定時に限って以下に示す理由によって用いられる
が、測定時間は長くなる。The short path is a generally used flow path, and when this short path is used, the measurement time becomes extremely short. Since the advantage of the flow method lies in the quick measurement, this short path is usually used except when there is a need for switching as described later. The long pass is used for the following reasons only when the surface area of the sample is relatively large or when measuring the sample in which adsorption / desorption proceeds slowly, but the measurement time becomes long.
ロングパスを選択的に用いられるように構成する理由は
次の通りである。一般に、吸着あるいは脱着時におい
て、一定流量の混合ガスを流しているにもかかわらず、
吸着開始直後あるい脱着開始直後にTCDの2次側を流れ
る混合ガス流量が大きく変化する。すなわち、吸着初期
には流量が一旦ほとんど0近くにまで低下し、脱着初期
には逆に一時的に大量の混合ガスが流れる。これは、吸
着・脱着当初に吸着ガス分子が短時間に大量に試料に吸
着し、あるいは脱着する過渡現象に主として起因してい
る。吸着または脱着が進行するに従って、流量が次第に
適正値へと戻ってゆく。The reason why the long path is configured to be selectively used is as follows. Generally, at the time of adsorption or desorption, even though a mixed gas of a constant flow rate is flown,
Immediately after the start of adsorption or immediately after the start of desorption, the flow rate of the mixed gas flowing on the secondary side of the TCD changes greatly. That is, in the initial stage of adsorption, the flow rate once drops to almost zero, and in the initial stage of desorption, a large amount of mixed gas flows on the contrary. This is mainly due to a transient phenomenon in which a large amount of adsorbed gas molecules are adsorbed on or desorbed from a sample in a short time at the beginning of adsorption / desorption. The flow rate gradually returns to an appropriate value as the adsorption or desorption progresses.
TCD出力は、所定の適正なガス流量下で校正されている
ため、上述した流量変化時に吸着または脱着により混合
比が変化した混合ガスがTCDの2次側にまで及んでしま
うと、測定誤差が生じることになる。流量が適正値に戻
った後に、このような混合比の変化した混合ガスが、TC
D2次側に至り、その出力がしきい値を越え、検出を開始
するのが正常な測定シーケンスである。The TCD output is calibrated under a predetermined proper gas flow rate, so if the mixed gas whose mixing ratio changes due to adsorption or desorption when the flow rate changes as described above reaches the secondary side of the TCD, a measurement error will occur. Will occur. After the flow rate returns to the proper value, the mixed gas with such a changed mixing ratio is
It is a normal measurement sequence to reach the D2 secondary side, its output exceeds the threshold value, and detection is started.
混合ガス流路における試料の配置位置とTCD2次側間の流
路は、上述の過渡期において、混合比の変化した混合ガ
スをTCD2次側に至らせないための緩衝作用を有してい
る。通常の試料の測定に際しては、ショートパスを用い
てもこの緩衝作用は充分に発揮される。ところが、表面
積が大きく、比較的多量のガスを吸着・脱着するような
試料の測定の場合、ショートパスを用いたのでは流量が
適正値に戻る前にTCD2次側の出力がしきい値を越え、上
述した測定誤差が生じてしまう。吸着あるいは脱着の進
行の遅い試料の測定の場合も同様である。そこで、ロン
グパスを選択自在に設け、このような試料の測定に際し
ても過渡期において混合比の変化した混合ガスがTCD2次
側に至るのを遅らせるわけである。The flow path between the sample arrangement position and the TCD secondary side in the mixed gas flow path has a buffering function for preventing the mixed gas having a changed mixing ratio from reaching the TCD secondary side during the above-described transition period. In ordinary measurement of a sample, this buffering effect is sufficiently exhibited even if a short path is used. However, when measuring a sample with a large surface area that adsorbs / desorbs a relatively large amount of gas, using a short path causes the output on the secondary side of the TCD to exceed the threshold value before the flow rate returns to an appropriate value. However, the above-mentioned measurement error occurs. The same applies to the measurement of a sample whose adsorption or desorption is slow. Therefore, a long path is provided selectively so that even in the measurement of such a sample, the mixed gas whose mixing ratio changes during the transition period is delayed from reaching the secondary side of the TCD.
混合ガスの流量は、従来、混合ガス流路上、TCD2次側よ
りも下流に流量計を配設することによってモニタできる
よう構成されている。この流量計としては、ガラス管内
の浮子の位置を目視で確認することによって流量を知
る、面積流量計(ロータメータ)が専ら用いられてい
る。Conventionally, the flow rate of the mixed gas is configured to be monitored by disposing a flow meter on the mixed gas flow path downstream of the secondary side of the TCD. As this flow meter, an area flow meter (rotameter), which knows the flow rate by visually confirming the position of the float in the glass tube, is exclusively used.
そして、前述したセレクタバルブの切換えは、吸着測定
時にこの流量計の指示値とTCD出力に基づく表示とをオ
ペレータが目視で確認・判断して、脱着測定前にセレク
タバルブを手動で操作していた。Then, in the selector valve switching described above, the operator visually confirmed and judged the indication value of this flow meter and the display based on the TCD output during the adsorption measurement, and manually operated the selector valve before the desorption measurement. .
〈発明が解決しようとする問題点〉 以上のような従来の装置によると、セレクタバルブの切
換の要否判断は、流量計等の指示値の目視での読み取り
結果に基づいてオペレータが行わなければならず、実際
にはTCDによる検出値と流量計の指示値とを同時に監視
することは不可能であり、しかもこれらの値がどの値に
達していればセレクタバルブを切換える必要がある、と
いう定量的に明確な基準があるわけでもなく、読み取り
の人為的誤差とも相まって大きな個人差の存在は否めな
い。セレクタバルブの切換の要否判断が適正でない場合
には、実際の表面積算出に供される脱着測定結果に誤差
が含まれたり、あるいは測定に不必要に長時間を要して
しまうという問題に繋がる。更に、吸着測定途中におい
てオペレータは装置から離れることができないという問
題もある。<Problems to be Solved by the Invention> According to the conventional device as described above, it is necessary for the operator to determine whether or not to switch the selector valve based on the result of visual reading of the indication value of the flow meter or the like. In fact, it is impossible to monitor the detected value by TCD and the indicated value of the flowmeter at the same time, and it is necessary to switch the selector valve if any of these values is reached. There is no clear standard, and it is undeniable that there is a large individual difference due to the human error in reading. If the selection of switching of the selector valve is not appropriate, it may cause an error in the desorption measurement result used for the actual surface area calculation, or the measurement may take an unnecessarily long time. . Further, there is a problem that the operator cannot leave the device during the adsorption measurement.
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、そ
の特徴とするところは、ショートパスを用いた吸着測定
の実行中に、次の脱着測定の実行に際してセレクタバル
ブの切換の要否を判定してその結果を出力する判定手段
を有し、この判定手段は、あらかじめ設定された基準値
と、吸着測定の終了時に求められた試料表面積値とを比
較して、この試料表面積値が基準値を越える場合、もし
くは、吸着測定の実行時に熱伝導度の検出値があらかじ
め設定されたしきい値を越えた時点における、下流側の
熱伝導度検出位置よりも下流に設けられたガス流量計の
出力信号が、あらかじめ設定された適正範囲内に入って
いない場合に、セレクタバルブの切換を必要とする旨の
判定結果を出力することにある。<Means for Solving Problems> The present invention has been made to solve the above problems, and is characterized in that during the adsorption measurement using the short path, the following desorption measurement is performed. At the time of execution, it has a judgment means for judging whether switching of the selector valve is necessary and outputting the result, and this judgment means compares the preset reference value and the sample surface area value obtained at the end of the adsorption measurement. In comparison, if this sample surface area value exceeds the reference value, or the detected thermal conductivity value exceeds the preset threshold value when performing adsorption measurement, the thermal conductivity detection position on the downstream side If the output signal of the gas flow meter provided further downstream than that does not fall within the preset proper range, the determination result indicating that switching of the selector valve is required is output.
〈作用〉 脱着測定に当って本発明は、実際の表面積算出に供され
る脱着測定に先立って実行される吸着測定時の結果を、
所定のタイミングのもとで自動的に読み取り、その読み
取り結果に基づいて脱着測定に用いるべきパスを自動的
に決定することによって、従来のこの種の測定装置にお
ける諸問題点を解決しようとするものである。<Operation> In the desorption measurement, the present invention provides the results of the adsorption measurement performed prior to the desorption measurement used for the actual surface area calculation,
An attempt to solve various problems in the conventional measuring device of this type by automatically reading at a predetermined timing and automatically determining a path to be used for desorption measurement based on the reading result. Is.
すなわち、ショートパスを用いて吸着測定を行ったと
き、その測定の終了時点において得られた試料表面積値
が基準値を越えている場合には、試料の表面積がある基
準を越えて大きいことを意味し、また、吸着測定時に熱
伝導度の検出値がしきい値を越えた時点、つまり吸着過
渡状態への移行時におけるにおけるTCD下流側でのガス
流量が適正範囲内に収まっていない場合には、吸着過渡
状態で大きな流量変化が生じたことを意味する。従っ
て、これらのいずれかをセレクタバルブの切換要否の判
定手法とすることにより、人為的誤差や個人差が生じる
ことなく、常に一定の基準のもとにセレクタバルブの切
換の要否が判定される。That is, when adsorption measurement is performed using a short path, if the sample surface area value obtained at the end of the measurement exceeds the reference value, it means that the surface area of the sample is larger than a certain reference value. In addition, when the detected value of thermal conductivity exceeds the threshold value during adsorption measurement, that is, when the gas flow rate on the TCD downstream side during the transition to the adsorption transient state is not within the appropriate range, , Means that a large flow rate change occurred in the adsorption transient state. Therefore, by using any one of these methods as a method for determining the necessity of switching the selector valve, the necessity of switching the selector valve is always determined based on a fixed standard without causing human error or individual difference. It
〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。<Example> An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明実施例の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.
例えば吸着ガスとして窒素ガス、キャリアガスとしてヘ
リウムガスを、3:7の割合で混合してなる混合ガスは、
ガス入口1から流路2内に導入され、ON/OFFバルブ3、
調圧弁4、流量制御バルブ5を通過する。この間で混合
ガス流量は所定の一定値、例えば20cc/minに保たれる。For example, a mixed gas obtained by mixing nitrogen gas as an adsorption gas and helium gas as a carrier gas at a ratio of 3: 7 is
Introduced into the flow path 2 from the gas inlet 1, the ON / OFF valve 3,
It passes through the pressure regulating valve 4 and the flow rate control valve 5. During this period, the mixed gas flow rate is maintained at a predetermined constant value, for example, 20 cc / min.
一定流量の混合ガスは、次にコールドトラップ部6に至
る。ここでの流路はガラス管になっており、冷媒である
液体窒素により常に冷却され、混合ガス中の不純物、特
にTCD7に対して悪影響を及ぼす水蒸気等がこの部分で凝
結し、除去される。The mixed gas having a constant flow rate then reaches the cold trap unit 6. The flow path here is a glass tube and is constantly cooled by liquid nitrogen, which is a refrigerant, and impurities in the mixed gas, particularly water vapor and the like that adversely affects TCD7, are condensed and removed at this portion.
清浄化された混合ガスは、TCD7の1次側7aを通って測定
部9に至る。この途中には、表面積校正用の基準ガスを
外部から注入するためのセプタム10が配設されている。The cleaned mixed gas reaches the measurement unit 9 through the primary side 7a of the TCD 7. A septum 10 for injecting a reference gas for surface area calibration from the outside is arranged in the middle of this.
測定部9には、着脱の容易なセルホルダ11を介して試料
セル12がガス流路に接続されている。試料の入った試料
セル12を液体窒素に浸すことにより、混合ガス中の窒素
ガスが試料表面に物理吸着する。吸着平衡に達した後に
液体窒素を取り除くと、試料は自然に常温にまで暖ま
り、今度は吸着していた窒素分子が脱着することにな
る。A sample cell 12 is connected to the gas channel of the measuring unit 9 via a cell holder 11 which can be easily attached and detached. By immersing the sample cell 12 containing the sample in liquid nitrogen, the nitrogen gas in the mixed gas is physically adsorbed on the sample surface. When liquid nitrogen is removed after reaching the adsorption equilibrium, the sample naturally warms to room temperature, and the adsorbed nitrogen molecules are desorbed.
試料セル12を通過した混合ガスは、試料飛散防止用のフ
ィルタ13を通り、セレクタバルブ14に至る。このセレク
タバルブ14により、次のTCD7の2次側7bに至るまでの混
合ガス流路の長さを選択することができる。すなわち、
ショートパス15とロングパス16が設けられており、セレ
クタバルブ14の操作によってこれらのいずれかを選択す
ることができる。The mixed gas that has passed through the sample cell 12 passes through the sample scattering prevention filter 13 and reaches the selector valve 14. With this selector valve 14, the length of the mixed gas flow path up to the secondary side 7b of the next TCD 7 can be selected. That is,
A short path 15 and a long path 16 are provided, and either of these can be selected by operating the selector valve 14.
このセレクタバルブ14はバルブ駆動装置31に接続されて
おり、駆動指令によって自動的に作動することができ
る。また、このセレクタバルブ14の切換位置のセンシン
グも、このバルブ駆動装置において行われるよう構成さ
れている。The selector valve 14 is connected to the valve drive device 31 and can automatically operate according to a drive command. Further, the sensing of the switching position of the selector valve 14 is also configured to be performed in this valve driving device.
混合ガスはセレクタバルブ14を経てTCD7の2次側7bに至
る。1次側7aでは常に一定の混合比でガスが流れるのに
対し、2次側7bでは、吸着・脱着時に流れるガスの混合
比が変化する。この混合比の変化分が、TCD7により検知
される。The mixed gas reaches the secondary side 7b of the TCD 7 through the selector valve 14. On the primary side 7a, the gas always flows at a constant mixing ratio, whereas on the secondary side 7b, the mixing ratio of the gas flowing during adsorption / desorption changes. This change in the mixing ratio is detected by TCD7.
TCD7の検知信号は増幅回路18で増幅された後、積分回路
19で積分される。測定の前にキャリブレーション用のセ
プタム10から例えば1ccの窒素ガスを注入し検量ピーク
を得て、その検量ピークに対応する表面積値をあらかじ
めキャリブレーションによって設定しておけば、実際の
測定時の吸着ピーク・脱着ピークの積分値を表面積に換
算し、表示することができる。なお、TCD7は温度調節器
8により、常に一定温度に保たれている。The detection signal of TCD7 is amplified by the amplification circuit 18 and then integrated circuit
Integral at 19. Before measurement, for example, inject 1 cc of nitrogen gas from the septum 10 for calibration to obtain a calibration peak, and set the surface area value corresponding to that calibration peak by calibration beforehand, adsorption at the time of actual measurement The integrated value of the peak / desorption peak can be converted into a surface area and displayed. The TCD 7 is always kept at a constant temperature by the temperature controller 8.
TCD7の2次側7bを通った混合ガスは、面積流量計20を経
て、ガス流量に応じた出力信号を発生し得る流量計32を
通る。この流量計32の出力信号は、後述する判定回路33
に採り込まれている。The mixed gas passing through the secondary side 7b of the TCD 7 passes through the area flow meter 20 and then the flow meter 32 capable of generating an output signal according to the gas flow rate. The output signal of the flow meter 32 is used as a determination circuit 33 described later.
Has been incorporated into.
流量計32を通った混合ガスは脱ガス部21に至る。この脱
ガス部21では試料の前処理(脱ガス処理)を行う。この
脱ガス部21においては測定部9で使用されるものと全く
同じセルホルダ11および試料セル12を用いている。脱ガ
ス処理は、試料表面を清浄化して正しい吸・脱着量を得
るための前処理で、測定部9を通過した不要な混合ガス
を試料セル12中に流しながらマントルヒータ22で加熱す
ることによって行われる。マントルヒータ22の温度は温
度調節回路23によってフィードバック制御される。The mixed gas passing through the flow meter 32 reaches the degassing section 21. In the degassing section 21, the sample is pretreated (degassing process). In this degassing section 21, the same cell holder 11 and sample cell 12 as those used in the measuring section 9 are used. The degassing treatment is a pretreatment for cleaning the sample surface to obtain a correct adsorption / desorption amount. By heating the unnecessary gas mixture that has passed through the measuring section 9 into the sample cell 12 and heating it by the mantle heater 22. Done. The temperature of the mantle heater 22 is feedback-controlled by the temperature adjusting circuit 23.
脱ガス処理に使われた混合ガスは、逆流防止部24を経て
ガス出口25から装置外に排出される。The mixed gas used in the degassing process is discharged from the gas outlet 25 to the outside of the device through the backflow prevention unit 24.
さて、前述した流量計32の出力信号を採り込んでいる判
定回路33は、増幅回路18によって増幅されたTCD7の出力
信号をも採り込んでいる。また、この判定回路33には、
バルブ駆動装置31が接続されており、以下に述べる判定
の結果に基づいてこのバルブ駆動装置31にセレクタバル
ブ14の切換え駆動指令を与え、バルブ駆動装置31からは
セレクタバルブ14の切換位置がこの判定回路33に供給さ
れる。更に判定回路33には表示装置34が接続されてお
り、現時点におけるセレクタバルブ14の位置(ショート
パス15、ロングパス16のいずれが選択されているか)、
および判定結果を表示することができる。この表示装置
34は、例えばバルブ位置表示用の2個LEDと、バルブ切
換要・否を点・消灯で表示する1個のLEDで構成され
る。Now, the determination circuit 33 that takes in the output signal of the flow meter 32 described above also takes in the output signal of the TCD 7 amplified by the amplifier circuit 18. In addition, this determination circuit 33,
The valve drive device 31 is connected, and based on the result of the determination described below, a switching drive command for the selector valve 14 is given to this valve drive device 31, and the switching position of the selector valve 14 is determined by the valve drive device 31. It is supplied to the circuit 33. Further, a display device 34 is connected to the determination circuit 33, and the current position of the selector valve 14 (whether short path 15 or long path 16 is selected),
And the judgment result can be displayed. This display device
34 is composed of, for example, two LEDs for displaying the valve position and one LED for indicating whether or not the valve should be switched by turning it on or off.
判定回路33は、流量計32の出力信号とTCD7の出力信号と
が、吸着測定の初期における過渡期において所定の関係
を保っているか否かを判定することによって、脱着測定
前にセレクタバルブ14を切換える必要があるか否かを決
定する回路で、例えばマイクロコンピュータと、A−D
変換器等のその周辺機器によって構成される。The determination circuit 33 determines whether or not the output signal of the flowmeter 32 and the output signal of the TCD 7 maintain a predetermined relationship in the transition period in the initial stage of the adsorption measurement, and thus the selector valve 14 is set before the desorption measurement. A circuit that determines whether or not it is necessary to switch, for example, a microcomputer and AD
It is composed of its peripherals such as converters.
次に、この判定回路33によるバルブ切換えの要否判定の
手法について、装置の測定動作とともに説明する。第2
図は本発明実施例の測定動作手順を示すフローチャート
で、前処理を完了した試料を収容した試料セル12を、測
定部9に装着して混合ガスを流した状態で、吸着測定を
開始する時点から示している。Next, a method of determining the necessity of valve switching by the determination circuit 33 will be described together with the measurement operation of the device. Second
The figure is a flow chart showing the measurement operation procedure of the embodiment of the present invention, in which the sample cell 12 containing the sample for which the pretreatment is completed is attached to the measuring section 9 and the mixed gas is flowed, at the time of starting the adsorption measurement. It shows from.
判定回路33には、あらかじめ、積分回路19が積分を行い
得る最小の入力信号値、すなわちTCD7の出力信号のしき
い値x1と、TCD7を校正した流量すなわち適正流量値にお
ける流量計32の出力値x2およびその許容範囲Δxが設定
されている。The determination circuit 33 has, in advance, the minimum input signal value at which the integration circuit 19 can perform integration, that is, the threshold value x 1 of the output signal of TCD7, and the output of the flowmeter 32 at the flow rate calibrated TCD7, that is, the appropriate flow rate value. The value x 2 and its allowable range Δx are set.
吸着測定を指示すると、まず、バルブ駆動装置31による
センシングに基づき、セレクタバルブ14の位置が確認さ
れ、ショートパス15が選択されているか否かを判定して
吸着測定前に必らずショートパス15が使用されるよう、
セレクタバルブ14の位置を自動的に設定する。When the suction measurement is instructed, first, the position of the selector valve 14 is confirmed based on the sensing by the valve drive device 31, and it is judged whether or not the short path 15 is selected, so that the short path 15 is always performed before the suction measurement. Is used,
Set the position of the selector valve 14 automatically.
この状態で測定部9の試料セル12を液体窒素で冷却し
て、吸着測定を開始する。このとき、TCD7の増幅後の出
力XTと流量計32の出力XFが刻々と採取される。そして、
XTとx1を比較し、XTがしきい値x1を越えた時点におい
て、XFが適正流量値x2の許容範囲Δx内に収まっている
か否かの判別を行う。収まっていない場合にはフラグを
立てる。In this state, the sample cell 12 of the measuring section 9 is cooled with liquid nitrogen and the adsorption measurement is started. At this time, the output X T of the TCD 7 after amplification and the output X F of the flowmeter 32 are sampled moment by moment. And
X T and x 1 are compared, and when X T exceeds the threshold value x 1 , it is determined whether or not X F is within the allowable range Δx of the proper flow rate value x 2 . If it does not fit, set a flag.
吸着測定が完了すると、次に脱着測定を行うが、この前
に、フラグが立っているときに限り、セレクタバルブ14
を自動的に切換えて、ロングパス16が選択される。そし
て、この状態で測定部9の液体窒素を取り去り、脱着測
定を開始する。When the adsorption measurement is completed, the desorption measurement is performed next, but before this, only when the flag is set, the selector valve 14
Is automatically switched and the long pass 16 is selected. Then, in this state, the liquid nitrogen in the measuring unit 9 is removed and the desorption measurement is started.
以上の動作により、吸着測定開始当初の過渡期におい
て、混合ガス流量が適正な量に戻る前に混合比変化を伴
う混合ガスがTCD7の2次側に到達したとき、脱着測定を
行う直前に自動的にセレクタバルブ14が切換えられ、ロ
ングパス16が選択される結果、誤差のない脱着測定が行
われて正確な表面積値を得る。同様に混合ガス流量が適
正範囲に戻ってから混合比変化を伴うガスがTCD7の2次
側7bに至った場合、セレクタバルブ14をそのままの状態
に保って、ショートパス15の使用による迅速な脱着測定
が行われる。つまり、吸着測定の過渡期におけるTCD7出
力および流量計32出力の挙動から、試料表面積の大小お
よび/または吸・脱着の進行の遅速を判定して、脱着測
定時に使用すべき流路長が自動的に選択される。By the above operation, when the mixed gas with the change of the mixing ratio reaches the secondary side of TCD7 before the mixed gas flow rate returns to the proper amount in the transition period at the beginning of the adsorption measurement, it is automatically performed immediately before the desorption measurement. As a result of the selector valve 14 being switched and the long path 16 being selected, desorption measurement without error is performed and an accurate surface area value is obtained. Similarly, if the gas with a change in the mixing ratio reaches the secondary side 7b of the TCD7 after the mixed gas flow rate returns to the proper range, keep the selector valve 14 as it is and use the short path 15 for quick desorption. The measurement is taken. In other words, from the behavior of TCD7 output and flowmeter 32 output during the transition period of adsorption measurement, the size of the sample surface area and / or the slowness of adsorption / desorption progress is determined, and the flow path length to be used during desorption measurement is automatically determined. To be selected.
なお、バルブ切換えの要否判定は以上の実施例に代えて
次に手法を採用することができる。すなわち、吸着測定
の完了後における積分回路19の出力値を、あらかじめ設
定された基準値と比較して、出力値がその基準値を越え
ている場合に、セレクタバルブ14を切換えてロングパス
16を使用すべきと判定する。つまり、吸着測定によって
得られた試料表面積値が所定値以上であれば、脱着測定
においてロングパス16を選択するよう構成する。この手
法によっては、吸・脱着の進行の遅い試料についてはシ
ョートパス15が選択されてしまうことになるが、実際に
はこのような試料は極めて稀であって、前述した実施例
における効果とほぼ同様の効果が得られる。この場合、
流量計32は不要となる。Incidentally, the following method can be adopted for the determination of necessity of valve switching instead of the above embodiment. That is, the output value of the integrator circuit 19 after the completion of the adsorption measurement is compared with a preset reference value, and when the output value exceeds the reference value, the selector valve 14 is switched to perform a long pass.
Determines that 16 should be used. That is, if the sample surface area value obtained by the adsorption measurement is not less than the predetermined value, the long path 16 is selected in the desorption measurement. According to this method, the short path 15 is selected for the sample with slow progress of adsorption / desorption, but in reality, such a sample is extremely rare, and it is almost the same as the effect in the above-mentioned embodiment. The same effect can be obtained. in this case,
The flow meter 32 becomes unnecessary.
また、いずれの実施例においても、判定結果に基づいて
自動的にセレクタバルブ14を切換える必要は必らずしも
無く、判定結果の表示や警報ブザーの鳴奏等によりオペ
レータにその旨を報知するだけでも、測定ミスが解消さ
れる。Further, in any of the embodiments, it is not always necessary to automatically switch the selector valve 14 based on the determination result, and the operator is notified of that by displaying the determination result or sounding an alarm buzzer. Only by itself, the measurement error is eliminated.
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、吸着測定をショ
ートパスで行うよう構成するとともに、その吸着測定時
に、その吸着測定の終了時点に求められた試料表面積値
が基準値を越えているか否かの判定、もしくは、吸着測
定時において熱伝導度がしきい値を越えて過渡状態に移
行した時点におけるガス流量が適正範囲内に収まってい
るか否かの判定により、脱着測定時に使用すべきパスを
自動的に決定するよう構成したから、オペレータはこの
セレクタバルブの判定に一切関与する必要がなくなり、
従来のように目視による指示値等の読み取り誤差による
影響や、判断ミスによる影響がなくなり、被測定試料に
応じて常に最適(正確でしかも迅速)な測定が可能とな
る。ひいては、実際の表面積算出に供する脱着測定結果
に誤差が含まれたり、あるいは脱着測定時間が不必要に
長くなるといった問題が解消されるとともに、装置の完
全自動化への発展も可能となった。<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, the adsorption measurement is configured to be performed by a short path, and at the time of the adsorption measurement, the sample surface area value obtained at the end of the adsorption measurement is a reference value. Desorption measurement by judging whether the gas flow rate is within the proper range at the time when the thermal conductivity exceeds the threshold value and transitions to the transient state during adsorption measurement. Occasionally configured to automatically determine which path to use, the operator no longer has to be involved in the determination of this selector valve,
As in the prior art, the influence of the reading error of the visually indicated value or the like and the influence of the erroneous judgment are eliminated, and the optimum (accurate and quick) measurement can always be performed according to the sample to be measured. As a result, the problem that the desorption measurement result used for the actual surface area calculation contains an error or the desorption measurement time becomes unnecessarily long is solved, and it is possible to develop the apparatus to be fully automated.
第1図は本発明実施例の全体構成図、 第2図はその測定動作手順を示すフローチャートであ
る。 1……ガス入口、2……流路 7……TCD、7a……1次側 7b……2次側、9……測定部 12……試料セル、14……セレクタバルブ 15……ショートパス、16……ロングパス 18……増幅回路、19……積分回路 25……ガス出口、31……バルブ駆動装置 32……流量計、33……判定回路 34……表示装置FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart showing the measuring operation procedure. 1 …… Gas inlet, 2 …… Flow path 7 …… TCD, 7a …… Primary side 7b …… Secondary side, 9 …… Measuring section 12 …… Sample cell, 14 …… Selector valve 15 …… Short path , 16 …… Long pass 18 …… Amplifier circuit, 19 …… Integrator circuit 25 …… Gas outlet, 31 …… Valve drive device 32 …… Flowmeter, 33 …… Judgment circuit 34 …… Display device
Claims (1)
で混合してなる混合ガスの流路上に試料を配置して、こ
の試料の冷却により吸着ガス分子を試料表面に吸着させ
るとともに、その状態から試料を昇温して上記分子を脱
着させ、この吸着及び脱着時に、上記混合ガス流路上の
上記試料の配置位置上流と下流において混合ガスの熱伝
導度を検出し、その検出値に基づいて試料表面積を求め
る装置であって、かつ、上記吸着・脱着現象の過渡状態
における混合ガスの変化による影響を上記検出値から排
除するために、上記試料配置位置と上記下流側の熱伝導
度検出位置との間には、これら両位置間の混合ガス流路
長を試料に応じて切換えるべく、第1の流路とこの第1
の流路よりも長い第2の流路を設けてこれらを選択する
ためのセレクタバルブが配設されてなる装置において、 上記第1の流路を用いた吸着測定の実行中に、次の脱着
測定の実行に際して上記セレクタバルブの切換の要否を
判定してその結果を出力する判定手段を有し、この判定
手段は、 あらかじめ設定された基準値と、上記吸着測定の終了時
に求められた試料表面積値とを比較して、この試料表面
積値が上記基準値を越える場合、 もしくは、上記吸着測定の実行時に上記熱伝導度の検出
値があらかじめ設定されたしきい値を越えた時点におけ
る、上記混合ガス流路上の上記下流側の熱伝導度検出位
置よりも下流に設けられたガス流量計の出力信号が、あ
らかじめ設定された適正範囲内に入っていない場合に、 上記セレクタバルブの切換を必要とする旨の判定結果を
出力することを特徴とする、表面積測定装置。1. A sample is placed on a flow path of a mixed gas obtained by mixing an adsorbed gas and a carrier gas at a predetermined mixing ratio, and the adsorbed gas molecules are adsorbed on the sample surface by cooling the sample, and The temperature of the sample is raised from the state to desorb the molecules, and at the time of this adsorption and desorption, the thermal conductivity of the mixed gas is detected upstream and downstream of the arrangement position of the sample on the mixed gas channel, and based on the detected value. Is a device for determining the sample surface area, and in order to exclude the influence of the change of the mixed gas in the transient state of the adsorption / desorption phenomenon from the detected value, the thermal conductivity detection at the sample arrangement position and the downstream side is performed. The first channel and the first channel are arranged between the position and the position so as to switch the length of the mixed gas channel between these positions according to the sample.
In a device having a second flow path longer than the first flow path and provided with a selector valve for selecting the second flow path, the following desorption is performed during the adsorption measurement using the first flow path. When performing the measurement, there is a determination means for determining whether or not the selector valve should be switched and outputting the result. The determination means is a reference value set in advance and the sample obtained at the end of the adsorption measurement. If the sample surface area value exceeds the reference value by comparing with the surface area value, or when the detected value of the thermal conductivity exceeds a preset threshold value when the adsorption measurement is performed, If the output signal of the gas flow meter provided downstream of the thermal conductivity detection position on the downstream side of the mixed gas flow channel is not within the preset proper range, switch the selector valve. A surface area measuring device, characterized in that it outputs a determination result indicating that it is necessary.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61204786A JPH0726905B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Surface area measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61204786A JPH0726905B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Surface area measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6361141A JPS6361141A (en) | 1988-03-17 |
| JPH0726905B2 true JPH0726905B2 (en) | 1995-03-29 |
Family
ID=16496323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61204786A Expired - Fee Related JPH0726905B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Surface area measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726905B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1821093B1 (en) * | 2006-02-15 | 2018-04-04 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Method and device for measuring permeation |
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| CN112275089A (en) * | 2020-10-15 | 2021-01-29 | 河南中烟工业有限责任公司 | Effluent disposal polluted gas purification system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0353158Y2 (en) * | 1984-11-02 | 1991-11-20 |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP61204786A patent/JPH0726905B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6361141A (en) | 1988-03-17 |
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