JP2000275171A - Atomic absorption analysis method and apparatus of suspended particles in air - Google Patents
Atomic absorption analysis method and apparatus of suspended particles in airInfo
- Publication number
- JP2000275171A JP2000275171A JP11079633A JP7963399A JP2000275171A JP 2000275171 A JP2000275171 A JP 2000275171A JP 11079633 A JP11079633 A JP 11079633A JP 7963399 A JP7963399 A JP 7963399A JP 2000275171 A JP2000275171 A JP 2000275171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- duct
- gas
- suspended particles
- atomic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、反応塔や炉などか
らの排ガス等に含まれる浮遊粒子の成分を分析するため
の分析技術に関し、特に、浮遊粒子の成分を迅速かつ連
続的に分析することが可能な原子吸光分析方法および装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analysis technique for analyzing the components of suspended particles contained in exhaust gas from a reaction tower, a furnace, or the like, and more particularly, to analyzing the components of suspended particles quickly and continuously. The present invention relates to an atomic absorption spectrometry method and apparatus capable of performing the above.
【0002】[0002]
【従来の技術】ゴミ焼却炉、製鉄炉などからの排ガスに
は浮遊粒子が含まれている。浮遊粒子の化学成分を分析
することによって、環境汚染を防止するためには勿論の
こと、炉内の状況を把握するためにも重要な情報を提供
することができる。この情報を迅速かつ連続的にモニタ
ーすることによって、炉内の刻々と変化する反応状況を
適切に制御することが可能となる。2. Description of the Related Art Exhaust gas from garbage incinerators, iron making furnaces and the like contains suspended particles. By analyzing the chemical composition of the suspended particles, it is possible to provide important information not only to prevent environmental pollution but also to grasp the condition inside the furnace. By monitoring this information quickly and continuously, it is possible to appropriately control the ever-changing reaction state in the furnace.
【0003】気体に含まれる浮遊粒子の成分分析では、
一般に、一旦、浮遊粒子をフィルタ等で捕集し、これを
フィルタごと取出して分析している。しかしながら、こ
のような方法では、分析精度は良いものの、浮遊粒子を
迅速かつ連続的に分析することはできない。[0003] In the component analysis of suspended particles contained in a gas,
Generally, suspended particles are once collected by a filter or the like, and the collected particles are taken out and analyzed. However, with such a method, although the analysis accuracy is good, the suspended particles cannot be analyzed quickly and continuously.
【0004】これに対して、浮遊粒子の成分が刻々と変
化する気体の成分を連続的に分析する方法として、原子
吸光分析法を用いて排ガス中の浮遊粒子の成分分析を行
うことが提案されている。原子吸光分析法の測定原理
は、分析試料を原子化して原子ガスとし、この原子ガス
に原子吸光を生じる波長の光を通過させて、原子ガスに
よる吸光度から原子ガス中の原子濃度、さらには分析試
料中の原子濃度を求めるものである。より具体的には、
原子吸光法は、下式(1)に従う原子の吸光現象に基い
て、分析成分の量もしくは濃度を求めることである。 A=μCL ……………………………………………………………………(1) (ここで、A;吸光度(=−log(I/I0))、
(I/I0);光強度比、I;吸光後光強度、I0;吸
光前光強度、μ;吸光係数(波長に固有)、C;分析成
分の量もしくは濃度、L;原子ガス層の長さ) 原子吸光分析法を用いて浮遊粒子を分析する技術は、例
えば、特開平8−166343号公報において説明され
ている。この文献においては、ダクト内の気体の一部を
導入管を通して加熱分解励起部に一定流量で導入して該
励起部において浮遊粒子を原子化し、原子吸光分析方法
によって酸化亜鉛からなる浮遊粒子を分析することが記
載されている。さらに、この技術においては、加熱分解
励起部を減圧容器内に収納して減圧容器内の圧力をダク
ト内の圧力よりも低くしている。こうすることで、定流
量ポンプなどを使用せずに気体を加熱分解励起部に導入
することができるため、粒子の沈降や詰まりを起こさず
に一定流量で気体を搬送することができると記載されて
いる。On the other hand, as a method for continuously analyzing the gas component in which the components of the suspended particles change every moment, it has been proposed to analyze the components of the suspended particles in the exhaust gas by using an atomic absorption spectrometry. ing. Atomic absorption spectrometry is based on the principle that an analysis sample is atomized into an atomic gas, and light with a wavelength that causes atomic absorption is passed through the atomic gas. From the absorbance of the atomic gas, the atomic concentration in the atomic gas is analyzed. This is for determining the atomic concentration in a sample. More specifically,
The atomic absorption method is to determine the amount or concentration of an analytical component based on the atomic absorption phenomenon according to the following equation (1). A = μCL ··························· (1) (where, A; absorbance (= −log (I / I 0 )) ,
(I / I 0 ); light intensity ratio, I: light intensity after light absorption, I 0 : light intensity before light absorption, μ: extinction coefficient (specific to wavelength), C: amount or concentration of analysis component, L: atomic gas layer The technique of analyzing suspended particles using atomic absorption spectrometry is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166343. In this document, a part of the gas in the duct is introduced at a constant flow rate into the heat decomposition excitation section through an introduction pipe to atomize the suspended particles in the excitation section, and the suspended particles composed of zinc oxide are analyzed by the atomic absorption analysis method. Is described. Further, in this technique, the heat decomposition excitation section is housed in a decompression container, and the pressure in the decompression container is made lower than the pressure in the duct. In this way, it is described that the gas can be introduced into the heat decomposition excitation section without using a constant flow pump or the like, so that the gas can be transported at a constant flow rate without causing settling or clogging of particles. ing.
【0005】しかしながら、実際に浮遊粒子を含む気体
を導入管を通して導入する場合には、上記技術において
も、導入管内で粒子の沈降を全くなくすことは困難であ
る。特に、エンジニアリング上の制約等によって導入管
の屈曲部において粒子の沈降が多くなる。そのため、長
期使用時には導入管が閉塞するかまたは導入管の定期的
な清掃が必要になるという問題点がある。また、浮遊粒
子の粒径によって組成の変化等がある場合には、分析結
果の代表性が問題となる。さらに、気体に水分が多く含
まれる場合には、導入管の途中で結露が起きて導入管が
詰まる等の問題も生じる。このように、上記技術におい
ても、浮遊粒子を迅速かつ連続的に分析することは困難
である。[0005] However, when the gas containing suspended particles is actually introduced through the introduction pipe, it is difficult to completely eliminate the sedimentation of the particles in the introduction pipe even in the above technique. In particular, settling of particles increases at the bent portion of the introduction pipe due to engineering restrictions and the like. For this reason, there is a problem that the introduction pipe is closed or the introduction pipe needs to be periodically cleaned during long-term use. Further, when there is a change in the composition or the like depending on the particle size of the suspended particles, the representativeness of the analysis result becomes a problem. Further, when the gas contains a large amount of moisture, there arises a problem that dew condensation occurs in the middle of the introduction tube and the introduction tube is clogged. As described above, even in the above technique, it is difficult to analyze suspended particles quickly and continuously.
【0006】以上のように、従来技術においては、ダク
ト内を流れる排ガス等に含まれる浮遊粒子を迅速かつ連
続的に分析することは困難であった。As described above, in the prior art, it was difficult to quickly and continuously analyze suspended particles contained in exhaust gas or the like flowing in a duct.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためのものであり、ダクト内を流れる気体中
の浮遊粒子の成分を迅速かつ連続的に分析することが可
能な分析方法および装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an analysis method capable of rapidly and continuously analyzing components of suspended particles in a gas flowing in a duct. And an apparatus.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の問題点
を鑑みてなされたものであり、ダクト内の気体中の浮遊
粒子を加熱によりダクト内で原子化して原子ガスとし、
この原子ガスに光を通過させて原子吸光を生じさせる原
子吸光分析方法および装置を提供する。本発明によれ
ば、ダクト内を流れる気体からサンプリングした浮遊粒
子を導入管を通して加熱分解励起部へ導入する工程が省
略されるため、導入管内での粒子の沈降などのトラブル
の発生を防ぐことができる。従って、浮遊粒子の成分を
迅速かつ連続的に分析することが可能となる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made to atomize suspended particles in a gas in a duct by heating to form an atomic gas in the duct by heating.
An atomic absorption spectrometry and an atomic absorption analysis method for causing atomic light to pass through the atomic gas to provide atomic absorption are provided. According to the present invention, the step of introducing the suspended particles sampled from the gas flowing in the duct to the thermal decomposition excitation section through the introduction pipe is omitted, so that occurrence of troubles such as sedimentation of the particles in the introduction pipe can be prevented. it can. Therefore, it is possible to analyze the components of the suspended particles quickly and continuously.
【0009】すなわち、本発明によれば、ダクト内を流
れる気体中の浮遊粒子の成分を分析するための原子吸光
分析方法であって、ダクト内の浮遊粒子の少なくとも一
部を加熱によりダクト内で原子化して原子ガスにする工
程と、原子ガスに光を通過させる工程と、原子ガス通過
光の強度変化から浮遊粒子の分析成分による吸光度を求
め該成分の量を測定する工程とを具備することを特徴と
する原子吸光分析方法が提供される。That is, according to the present invention, there is provided an atomic absorption analysis method for analyzing the components of suspended particles in a gas flowing in a duct, wherein at least a part of the suspended particles in the duct is heated to form a gas in the duct. Atomization into an atomic gas, a step of passing light through the atomic gas, and a step of determining the absorbance of the suspended particles by an analytical component from the change in intensity of the atomic gas passing light and measuring the amount of the component Atomic absorption spectrometry is provided.
【0010】また、本発明によれば、ダクト内を流れる
気体中の浮遊粒子の成分を分析するための原子吸光分析
装置であって、光源と、ダクト内の浮遊粒子の少なくと
も一部を加熱によりダクト内で原子化して原子ガスにす
るための加熱部と、原子ガスに光源からの光を入射する
ための入光部と、原子ガスを通過した入光部からの光を
受けるための受光部と、受光部で受けた光の強度変化か
ら浮遊粒子の分析成分による吸光度を求めて該成分の量
を測定する測定部とを具備することを特徴とする原子吸
光分析装置が提供される。Further, according to the present invention, there is provided an atomic absorption spectrometer for analyzing the components of suspended particles in a gas flowing in a duct, wherein a light source and at least a part of the suspended particles in the duct are heated. Heating section for atomizing into atomic gas in a duct, light input section for entering light from a light source into the atomic gas, and light receiving section for receiving light from the light input section that has passed through the atomic gas An atomic absorption spectrometer comprising: a measuring unit that measures the absorbance of the suspended particles by an analytical component from a change in the intensity of light received by the light receiving unit and measures the amount of the component.
【0011】本発明においては、前記光源は浮遊粒子の
分析成分による吸収が生じる吸収光を含む連続光を発す
ることが好ましい。In the present invention, it is preferable that the light source emits continuous light including absorbed light in which suspended particles are absorbed by an analysis component.
【0012】また、本発明においては、前記光源は浮遊
粒子の分析成分による吸収が生じる吸収光と該成分によ
って吸収されない基準光とを含む光を発し、前記測定部
は、受光部で受けた吸収光および基準光の強度比と入射
前の吸収光および基準光の強度比とを比べて該成分によ
る吸光度を求めることが好ましい。Further, in the present invention, the light source emits light including absorption light that is absorbed by the analysis component of the suspended particles and reference light that is not absorbed by the component, and the measurement unit uses the absorption light received by the light reception unit. It is preferable to determine the absorbance of the component by comparing the intensity ratio between the light and the reference light with the intensity ratio between the absorbed light and the reference light before incidence.
【0013】また、本発明においては前記光源は波長可
変レーザーであることが好ましい。In the present invention, the light source is preferably a tunable laser.
【0014】また、本発明においては、前記光源と入光
部、および前記受光部と測定部とが、それぞれ光ファイ
バーで接続されていることが好ましい。Further, in the present invention, it is preferable that the light source and the light-entering unit, and the light-receiving unit and the measuring unit are respectively connected by optical fibers.
【0015】さらに、本発明においては、前記加熱部は
ダクト内に配置されており、前記入光部および受光部は
それぞれダクトに取り付けられた光透過窓であることが
好ましい。Further, in the present invention, it is preferable that the heating section is disposed in a duct, and the light input section and the light receiving section are each a light transmission window attached to the duct.
【0016】さらに、本発明においては、ダクト内に設
けられた分析管をさらに備え、前記ダクト内に配置され
た加熱部は分析管に取り付けられており、前記入光部お
よび受光部はそれぞれ分析管に取り付けられた光透過窓
であることが好ましい。Further, in the present invention, the apparatus further comprises an analysis tube provided in the duct, wherein the heating unit disposed in the duct is attached to the analysis tube, and the light-entering unit and the light-receiving unit are each provided with an analysis tube. Preferably, it is a light transmitting window attached to the tube.
【0017】さらに、本発明においては、前記加熱部は
ダクト内の浮遊粒子を還元雰囲気中で加熱することが好
ましい。Further, in the present invention, it is preferable that the heating section heats the suspended particles in the duct in a reducing atmosphere.
【0018】さらに、本発明においては、前記光透過窓
のダクト内の気体と接する面にパージガスが導入される
ことが好ましい。Further, in the present invention, it is preferable that a purge gas is introduced into a surface of the light transmitting window which comes into contact with the gas in the duct.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0020】本発明においては、原子吸光分析方法を用
いてダクト内を流れる気体中の浮遊粒子の成分を分析す
る。また、分析によって得られた浮遊粒子の成分の量か
ら、気体中の成分濃度を求めることもできる。In the present invention, the components of the suspended particles in the gas flowing through the duct are analyzed using the atomic absorption analysis method. Further, the concentration of the component in the gas can be determined from the amount of the component of the suspended particles obtained by the analysis.
【0021】ダクトは、例えば、溶銑処理炉などの反応
炉や塔などに取り付けられた排ガス用の管である。従っ
て、ダクト内を流れる気体にはこれら炉や塔からの排ガ
ス等が含まれる。また、ダクト内を流れる気体中の浮遊
粒子の成分としては、例えば、亜鉛、酸化亜鉛、鉛など
が挙げられる。The duct is, for example, a pipe for exhaust gas attached to a reaction furnace such as a hot metal processing furnace or a tower. Therefore, the gas flowing through the duct includes exhaust gas from these furnaces and towers. The components of the suspended particles in the gas flowing through the duct include, for example, zinc, zinc oxide, and lead.
【0022】図1は、本発明を実施するための分析装置
の一例を示す概略図である。本発明に係る装置は、光源
1、入光部2、受光部3、測定部4、および加熱部5を
備えている。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an analyzer for carrying out the present invention. The device according to the present invention includes a light source 1, a light incident unit 2, a light receiving unit 3, a measuring unit 4, and a heating unit 5.
【0023】光源1からの光7は、入光部2によってダ
クト6内に入射される。ダクト6内を通過した光7は受
光部3に入り、受光部3で受けた光7の強度等が測定部
4において測定される。ダクト6内を流れる気体8に含
まれる浮遊粒子は、加熱部5によってダクト内で原子化
されて原子ガス9となっている。光源1からの光7は、
ダクト6内の原子ガス9を通過して原子ガス9による原
子吸光を受けた後に受光部3に入る。測定部4では、受
光部3で受けた光の強度変化を測定する。強度変化の測
定は、受光部3で受けた光7の強度と原子ガス9通過前
の光7の強度とを比べて光強度比を求めることによって
行う。または、検量線を作成した後に受光部3で受けた
光7の強度のみを測ることによって、強度変化の測定を
行っても良い。原子ガス9通過前の光強度の測定は、例
えば、入光部2において行う。求めた強度比から原子ガ
ス9による光7の吸収量、すなわち浮遊粒子の分析対象
となる成分による原子吸光度を求める。実際には、後述
する通り、光伝送系の劣化やダクト内のダストの変化で
光強度は変動するため、分析成分によって吸収される吸
収光と吸収されない基準光とを含む光7を用いる。そし
て受光部3で受けた吸収光と基準光との強度比を求め、
入射前の吸収光と基準光との強度比と比べて吸光度を求
める。以上のようにして求めた吸光度から分析成分の量
を測定する。The light 7 from the light source 1 is incident on the duct 6 by the light entrance 2. The light 7 that has passed through the duct 6 enters the light receiving unit 3, and the intensity and the like of the light 7 received by the light receiving unit 3 are measured by the measuring unit 4. Suspended particles contained in the gas 8 flowing in the duct 6 are atomized in the duct by the heating unit 5 to become an atomic gas 9. The light 7 from the light source 1 is
After passing through the atomic gas 9 in the duct 6 and receiving atomic absorption by the atomic gas 9, the light enters the light receiving unit 3. The measuring unit 4 measures a change in the intensity of the light received by the light receiving unit 3. The measurement of the intensity change is performed by comparing the intensity of the light 7 received by the light receiving unit 3 with the intensity of the light 7 before passing through the atomic gas 9 to obtain a light intensity ratio. Alternatively, the intensity change may be measured by measuring only the intensity of the light 7 received by the light receiving unit 3 after creating the calibration curve. The measurement of the light intensity before passing through the atomic gas 9 is performed, for example, in the light incident section 2. From the obtained intensity ratio, the absorption amount of the light 7 by the atomic gas 9, that is, the atomic absorbance by the component to be analyzed of the suspended particles is obtained. Actually, as described later, since the light intensity fluctuates due to deterioration of the optical transmission system and changes in dust in the duct, the light 7 including the absorbed light absorbed by the analysis component and the reference light not absorbed is used. Then, the intensity ratio between the absorption light received by the light receiving unit 3 and the reference light is obtained,
The absorbance is determined by comparing the intensity ratio between the absorption light before incidence and the reference light. The amount of the analytical component is measured from the absorbance obtained as described above.
【0024】光源1は、分析成分による原子吸光が生じ
る波長の光、つまり分析成分の吸収波長の光(吸収光)
を含む光7を発する。浮遊粒子の複数の成分について分
析を行う場合には、光源1は各分析成分に対応する複数
の吸収光のうち少なくとも1つの吸収光を含む光7を発
する。光源1は、吸収光のみからなる単色光を発するも
のであっても良いし、吸収光を含む連続光を発するもの
であっても良いが、連続光を発するものであることが好
ましい。特に、光源1は、分析成分によって吸収される
吸収光と分析成分によって吸収されない基準光とを含む
光7を発することが好ましい。このような光7を用いれ
ば、後述するように、吸収光および基準光の強度比を吸
収前後で比較することで、ダクト6内のダストの変化な
どの影響を受けずに正確に吸光度を測定することができ
る。また、光源1は、分析成分の吸収波長の中心位置か
ら0.001ないし0.03nmずらした位置に波長が
調整されている光を発することが好ましい。このような
波長の光を用いることによって、分析成分による吸光度
を低減させることができるため、分析成分の成分量の測
定範囲をより広くすることが可能となる。The light source 1 is a light having a wavelength at which atomic absorption by the analysis component occurs, that is, a light having an absorption wavelength of the analysis component (absorption light).
Emit light 7 containing When analyzing a plurality of components of the suspended particles, the light source 1 emits light 7 including at least one of the plurality of absorption lights corresponding to each analysis component. The light source 1 may emit monochromatic light consisting only of absorbed light, or may emit continuous light including absorbed light, but preferably emits continuous light. In particular, it is preferable that the light source 1 emits light 7 including the absorption light absorbed by the analysis component and the reference light not absorbed by the analysis component. If such light 7 is used, the absorbance is accurately measured without being affected by changes in dust in the duct 6 by comparing the intensity ratio between the absorbed light and the reference light before and after absorption, as described later. can do. Further, it is preferable that the light source 1 emits light whose wavelength is adjusted to a position shifted from the center position of the absorption wavelength of the analysis component by 0.001 to 0.03 nm. By using light of such a wavelength, the absorbance due to the analysis component can be reduced, so that the measurement range of the component amount of the analysis component can be broadened.
【0025】以上のような特性を有する光源1として
は、通常の原子吸光に用いるホローカソードランプ、波
長可変レーザー、連続光を発するもの、連続光を分光器
で分光して目的波長の光を取出したものなどが挙げられ
る。これらの中で波長可変レーザーが特に適している。
波長可変レーザーは、出力光の強度が十分大きくダスト
等による光減衰にも耐えられること、また前述したよう
な出力波長位置の調整を行うことが可能であることなど
の利点を有するからである。The light source 1 having the above-mentioned characteristics includes a hollow cathode lamp used for ordinary atomic absorption, a wavelength-variable laser, a device that emits continuous light, and a light having a target wavelength by extracting the continuous light with a spectroscope. And the like. Of these, tunable lasers are particularly suitable.
This is because the wavelength tunable laser has such advantages that the intensity of the output light is sufficiently large to withstand light attenuation due to dust and the like, and that the output wavelength position can be adjusted as described above.
【0026】入光部2は、光源1からの光をダクト内6
の原子ガス9に入射するためのものである。入光部2と
しては、例えば、ダクト6に取り付けられた光透過窓、
または後述する分析管に取り付けられた光透過窓である
ことが好ましい。光透過窓を形成する材料としては、例
えば石英ガラスなどが挙げられる。The light input section 2 receives light from the light source 1 in the duct 6.
For injecting into the atomic gas 9. As the light incident part 2, for example, a light transmission window attached to the duct 6,
Alternatively, it is preferably a light transmission window attached to an analysis tube described later. Examples of a material for forming the light transmission window include quartz glass.
【0027】受光部3は、原子ガス9を通過した後の光
7を受けるためのものである。受光部3も、前述の入光
部2と同様に、ダクト6または分析管に取り付けられた
光透過窓であることが好ましい。受光部3は、入光部2
からの光を受けることができるように、入光部と対向す
る位置に取り付けられる。The light receiving section 3 is for receiving the light 7 after passing through the atomic gas 9. The light receiving unit 3 is also preferably a light transmitting window attached to the duct 6 or the analysis tube, similarly to the light incident unit 2 described above. The light receiving unit 3 is a light incident unit 2
It is mounted at a position facing the light entrance so as to receive light from the light source.
【0028】上述の光透過窓のダクト6内の気体8と接
する面には、パージガスが導入されていることが好まし
い。パージガスとしては、例えば窒素を用いる。パージ
ガスを流すことによって、気体8中の浮遊粒子等の付着
によって光透過窓の面が汚れて光透過窓の光透過率が減
衰することを防ぐことができる。It is preferable that a purge gas is introduced into the surface of the light transmission window which comes into contact with the gas 8 in the duct 6. As the purge gas, for example, nitrogen is used. By flowing the purge gas, it is possible to prevent the surface of the light transmission window from being stained due to the attachment of floating particles and the like in the gas 8 and to reduce the light transmittance of the light transmission window.
【0029】測定部4においては、受光部3で受けた光
7の強度を測定し、原子ガス9に入射される前の光7の
強度と比較して、その強度比から分析成分による吸光度
を求める。そして、この吸光度から浮遊粒子の分析成分
の量を測定する。また、測定部4においては、得られた
分析成分の量から気体8中の成分濃度を測定することも
できる。The measuring section 4 measures the intensity of the light 7 received by the light receiving section 3 and compares it with the intensity of the light 7 before being incident on the atomic gas 9. Ask. Then, the amount of the analytical component of the suspended particles is measured from the absorbance. Further, the measuring section 4 can also measure the component concentration in the gas 8 from the obtained amount of the analysis component.
【0030】測定部4は、光検出手段、計算手段を備
え、必要に応じて光検出手段の前に分光手段を含む。こ
の分光手段は、入射した光が単色光でないときに、受光
部3で受けた光を波長ごとに分光するためのものであ
る。分光手段は、例えば、通常の分光器のほか、バンド
パスフィルターなどを含む。光検出手段は、受光部3で
受けた光7の強度を測定するものであり、例えば、ホト
マル(光電子増倍管)、フォトダイオードアレイなどの
光検出器を含む。分光手段によって分光された後の光の
強度を測定することによって、受光部3からの光の強度
を分析成分の吸収波長ごとに測定することができる。計
算手段は通常のコンピューターなどの計算機を含む。計
算手段は、光検出手段で測定した光強度と入射前の光強
度との比から分析成分による吸光度を求め、分析成分の
量を算出する。また、分析と同時に測定したダクト6内
の気体8の流量データと上述の分析成分の量とから、ダ
クト6内の気体8中の成分濃度を算出する。The measuring section 4 includes a light detecting means and a calculating means, and includes a spectroscopic means before the light detecting means as required. This dispersing unit is for dispersing the light received by the light receiving unit 3 for each wavelength when the incident light is not monochromatic light. The spectroscopic means includes, for example, a normal spectroscope, a band pass filter, and the like. The light detecting means measures the intensity of the light 7 received by the light receiving unit 3 and includes, for example, a photodetector such as a photomultiplier (photomultiplier tube) or a photodiode array. By measuring the intensity of the light separated by the spectroscopic means, the intensity of the light from the light receiving unit 3 can be measured for each absorption wavelength of the analysis component. The calculation means includes a computer such as a normal computer. The calculating means obtains the absorbance of the analysis component from the ratio between the light intensity measured by the light detection means and the light intensity before incidence, and calculates the amount of the analysis component. Further, the component concentration in the gas 8 in the duct 6 is calculated from the flow rate data of the gas 8 in the duct 6 measured at the same time as the analysis and the amount of the above-described analysis component.
【0031】なお、前述したように、光源1は分析成分
によって吸収される吸収光と吸収されない基準光とを含
む光7を発することが好ましい。この場合、測定部4に
おいては、受光部3で受けた吸収光と基準光との間の強
度比を求め、入射前の吸収光および基準光の強度比と比
べる。これら2つの強度比の比から、分析成分による吸
光度を求める。こうすることにより、受光部3で受ける
光強度が原子吸光以外の原因によって変化した場合で
も、この光強度の変化を補正して吸光度の正確な測定を
することができる。このような原子吸光以外の原因とし
ては、例えば、前述の光透過窓もしくは後述する光伝送
系の長時間の使用による劣化もしくは汚れ、またはダク
ト6内のダストの変化などが挙げられる。As described above, it is preferable that the light source 1 emits the light 7 including the absorption light absorbed by the analysis component and the reference light not absorbed. In this case, the measuring unit 4 obtains the intensity ratio between the absorbed light received by the light receiving unit 3 and the reference light, and compares the intensity ratio between the absorbed light and the reference light before incidence. From the ratio of these two intensity ratios, the absorbance due to the analytical component is determined. In this way, even when the light intensity received by the light receiving unit 3 changes due to a cause other than the atomic absorption, the change in the light intensity can be corrected and the absorbance can be accurately measured. Causes other than such atomic absorption include, for example, deterioration or contamination due to long-term use of the above-described light transmission window or an optical transmission system described later, or change in dust in the duct 6.
【0032】上述の光源1と入光部2、および受光部3
と測定部4とは、それぞれ光伝送系10、11を用いて
接続されている。光伝送系10、11は、光ファイバー
であることが好ましい。光ファイバーを用いることによ
って、光源1および測定部4をダクト6から離して設け
ることが可能となる。ダクト6は、通常、屋外にあり、
また排ガス等の熱によって高温となっている。光ファイ
バーを用いることによって、光源1および測定部4をダ
クトから離れた室内、または適切な周囲温度の場所に設
置することが可能となる。The above-described light source 1, light incident portion 2, and light receiving portion 3
And the measuring section 4 are connected using optical transmission systems 10 and 11, respectively. The optical transmission systems 10, 11 are preferably optical fibers. By using an optical fiber, the light source 1 and the measuring unit 4 can be provided separately from the duct 6. The duct 6 is usually outdoors,
The temperature is high due to heat of exhaust gas and the like. By using the optical fiber, the light source 1 and the measuring unit 4 can be installed in a room separated from the duct or in a place with an appropriate ambient temperature.
【0033】なお、本発明に係る分析装置は、ダクト内
に分析管をさらに備えていても良い。分析管は、ダクト
6よりも小さい直径を有し両端が開口した形状の管であ
り、形成する材料としては例えば黒鉛などが挙げられ
る。分析管は、ダクト内に気体8の流れの方向に沿って
配置され、分析管の中をダクト6内の気体8および浮遊
粒子の一部が通過する。後述するように、分析管内を通
過する気体8に含まれる浮遊粒子のみを、加熱によって
原子化する。このようにダクト6内で加熱する気体8の
領域を分析管内に限ることで、加熱による原子化の効率
を高めることができる。The analyzer according to the present invention may further include an analysis tube in the duct. The analysis tube is a tube having a diameter smaller than that of the duct 6 and having both ends opened, and examples of the material to be formed include graphite. The analysis tube is arranged in the duct along the flow direction of the gas 8, and the gas 8 in the duct 6 and a part of suspended particles pass through the analysis tube. As described later, only suspended particles contained in the gas 8 passing through the analysis tube are atomized by heating. By limiting the region of the gas 8 to be heated in the duct 6 to the inside of the analysis tube, the efficiency of atomization by heating can be increased.
【0034】加熱部5は、ダクト6の気体中に存在する
イオンや酸化物等の種々の形態の浮遊粒子の少なくとも
一部を、加熱によってダクト内で原子化して原子ガス9
とするためのものである。より詳しくは、加熱部5は、
浮遊粒子の分析成分を加熱分解励起によって一定比率で
気体状の単体原子、つまり原子ガス9とする。浮遊粒子
は、高温(通常、約2000℃以上、Pb(鉛)等の低
融点金属では1000℃以下でも可)に加熱すると、少
なくともその一部は原子吸光を生じる原子ガス9とな
る。The heating unit 5 atomizes at least a part of various forms of suspended particles, such as ions and oxides, existing in the gas in the duct 6 in the duct by heating to generate an atomic gas 9.
It is intended to be. More specifically, the heating unit 5
The analytical components of the suspended particles are converted into gaseous single atoms, that is, atomic gas 9 at a fixed ratio by heat decomposition excitation. When the suspended particles are heated to a high temperature (generally, about 2000 ° C. or higher, or 1000 ° C. or lower for a low melting point metal such as Pb (lead)), at least a part thereof becomes an atomic gas 9 which causes atomic absorption.
【0035】加熱部5は、ダクト6の外部に配置されて
いても良いし、ダクト6の内部に配置されていても良い
が、ダクト6内部に配置されていることが好ましい。こ
うすることにより、加熱による浮遊粒子の原子化効率を
高めることができる。The heating unit 5 may be arranged outside the duct 6 or inside the duct 6, but is preferably arranged inside the duct 6. By doing so, the atomization efficiency of suspended particles by heating can be increased.
【0036】ダクト6外部の加熱部5としては、例え
ば、ダクト6の外側に巻かれた加熱用コイルなどが挙げ
られる。加熱用コイルに通電してこのコイルを発熱させ
ることによって、ダクト6内の浮遊粒子を加熱すること
ができる。The heating section 5 outside the duct 6 includes, for example, a heating coil wound around the outside of the duct 6. By energizing the heating coil to generate heat, the suspended particles in the duct 6 can be heated.
【0037】ダクト6内部の加熱部5は、ダクト6内部
に直接配置されても良いが、前述のダクト6内部の分析
管に取り付けられて配置されていることが好ましい。こ
うすることにより、前述したように、分析管内の気体の
みを加熱できるので、加熱による浮遊粒子の原子化効率
を高めることができる。The heating section 5 inside the duct 6 may be directly arranged inside the duct 6, but it is preferable that the heating section 5 is attached to the above-mentioned analysis tube inside the duct 6 and arranged. As a result, as described above, since only the gas in the analysis tube can be heated, the atomization efficiency of suspended particles by heating can be increased.
【0038】ダクト6内部に直接配置される加熱部5と
しては、例えば、ダクト6内に設けられた三重管トーチ
等のガス燃焼加熱装置などが挙げられる。三重管トーチ
は、直径の異なる3つの環状管を同心に三重に配置した
構成をなす。最も内側の管にはダクト内の気体8および
浮遊粒子を通し、最も内側の管と中間の管の間には空気
を送り、中間の管と最も外側の管の間には燃料ガスを通
す。燃料ガスの主成分は、例えばノルマルブタン、イソ
ブタン、プロパンを混合したものである。そして、空気
と混合した燃料ガスを燃焼させて火炎を発生させる。As the heating unit 5 disposed directly in the duct 6, for example, a gas combustion heating device such as a triple tube torch provided in the duct 6 can be mentioned. The triple tube torch has a configuration in which three annular tubes having different diameters are arranged concentrically and three times. The gas 8 and suspended particles in the duct pass through the innermost tube, air is sent between the innermost tube and the intermediate tube, and fuel gas passes between the intermediate tube and the outermost tube. The main component of the fuel gas is, for example, a mixture of normal butane, isobutane, and propane. Then, the fuel gas mixed with the air is burned to generate a flame.
【0039】分析管の加熱方法としては、例えば黒鉛製
の分析管に電流を流して直接電気抵抗加熱する方法があ
る。こうすることにより、分析管内での浮遊粒子の原子
化効率をより高めることができるとともに、分析管およ
び加熱部の構造を複雑にすることなく作製することが可
能になる。また、この他に加熱する方法としては、分析
管の外側の表面に巻かれた加熱用コイルなどが挙げられ
る。加熱用コイルには、通電によってコイル自体を発熱
させる通電加熱用コイル、またはコイルに高周波電流を
流して分析管または浮遊粒子に誘導電流を発生させて加
熱する高周波誘導加熱用コイルなどが含まれる。加熱用
コイルは、分析管の外側の表面のうち気体8の流れの方
向に沿って上流側の端部付近の表面にのみ巻かれていれ
ば良い。こうすることで、分析管の上流側で発生した原
子ガス9を気体8の流れに乗せて分析管内に満たすこと
ができる。しかし、加熱用コイルは分析管の外側のほぼ
全体に渡って巻かれていることが好ましい。こうするこ
とにより、分析管内での浮遊粒子の原子化効率をより高
めることができる。As a method for heating the analysis tube, for example, there is a method in which an electric current is supplied to an analysis tube made of graphite to directly perform electric resistance heating. By doing so, the atomization efficiency of the suspended particles in the analysis tube can be further improved, and the structure can be manufactured without complicating the structures of the analysis tube and the heating unit. As another heating method, a heating coil wound on the outer surface of the analysis tube may be used. The heating coil includes an energizing heating coil that generates heat by energizing the coil, a high-frequency induction heating coil that causes a high-frequency current to flow through the coil to generate an induced current in the analysis tube or the suspended particles, and heats the coil. The heating coil only needs to be wound around the surface near the upstream end in the flow direction of the gas 8 among the outer surfaces of the analysis tube. By doing so, the atomic gas 9 generated on the upstream side of the analysis tube can be loaded on the flow of the gas 8 and filled in the analysis tube. However, it is preferable that the heating coil is wound substantially all over the outside of the analysis tube. By doing so, the atomization efficiency of suspended particles in the analysis tube can be further increased.
【0040】なお、加熱部5による加熱は、還元雰囲気
で行うことが好ましい。通常、加熱部5の周囲の雰囲気
は、加熱によって自動的に還元雰囲気となることが多
い。加熱によって自動的に還元雰囲気とならない場合で
も、前述のダクト6内でのガス燃焼加熱において燃焼雰
囲気をより還元条件とするか、または前述の分析管30
を炭素製にする等によって、ダクト6内または分析管3
0内を強制的に還元雰囲気とすることができる。還元雰
囲気で加熱することによって、浮遊粒子を酸化させるこ
となく加熱・原子化することができるため、原子化効率
を上げることができる。また、還元雰囲気で加熱するこ
とができれば、加熱部5としては、前述以外のものを使
用することも可能となる。The heating by the heating unit 5 is preferably performed in a reducing atmosphere. Usually, the atmosphere around the heating unit 5 often automatically becomes a reducing atmosphere by heating. Even when the reducing atmosphere is not automatically brought into the reducing atmosphere due to the heating, the burning atmosphere is set to a more reducing condition in the gas combustion heating in the above-described duct 6, or the above-described analysis tube 30
In the duct 6 or the analysis tube 3
The inside of 0 can be forcibly set to a reducing atmosphere. By heating in a reducing atmosphere, the suspended particles can be heated and atomized without being oxidized, so that the atomization efficiency can be increased. If heating can be performed in a reducing atmosphere, it is possible to use a heater other than those described above as the heating unit 5.
【0041】以上、詳述したように、本発明において
は、ダクト内の気体中の浮遊粒子を加熱によりダクト内
で原子化しているため、浮遊粒子を導入管を通して加熱
分解励起部へ導入する必要がない。そのため、導入管内
での粒子の沈降などを防ぐことができ、浮遊粒子の成分
を迅速かつ連続的に分析することが可能となる。As described in detail above, in the present invention, since the suspended particles in the gas in the duct are atomized in the duct by heating, it is necessary to introduce the suspended particles into the heat decomposition excitation section through the introduction pipe. There is no. Therefore, sedimentation of the particles in the introduction tube can be prevented, and the components of the suspended particles can be analyzed quickly and continuously.
【0042】[0042]
【実施例】図2は、本発明に係る分析装置の一実施例を
示す概略図である。図2において、ダクト6内に三重管
トーチのような加熱装置5が配置され、ダクト6には入
射光透過窓2および通過光透過窓3が対向して設けられ
ている。加熱装置5は、例えば測定時に火炎を形成して
浮遊粒子の分析成分を原子化する。入射光透過窓2およ
び通過光透過窓3には、それぞれ窒素などのパージガス
がパージガス導入管15によって導入されている。FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of the analyzer according to the present invention. In FIG. 2, a heating device 5 such as a triple tube torch is disposed in a duct 6, and the incident light transmitting window 2 and the passing light transmitting window 3 are provided on the duct 6 so as to face each other. The heating device 5 forms a flame at the time of measurement, for example, to atomize the analysis component of the suspended particles. A purge gas such as nitrogen is introduced into the incident light transmission window 2 and the transmitted light transmission window 3 through a purge gas introduction pipe 15.
【0043】光源1からの光は、必要に応じてレンズ等
の適当な光学系を介して光ファイバーなどの光伝送系1
0に導入される。光は、光伝送系10によりダクト6ま
で導かれ、入射光透過窓2を通ってダクト6内へ導入さ
れる。光は、加熱装置5で原子化された気体中を通過し
たのち、通過光透過窓3を通って、必要に応じてレンズ
等の適当な光学系を介して光ファイバーなどの光伝送系
11に入る。光伝送系11に入った光は、測定部4へと
導入される。測定部4は、分光測光器20(分光器と光
検出器とが一体となったもの)と計算機21とから構成
される。分光測光器20へ導入された光は、分光されて
分析成分の吸収波長ごとに光強度が測定される。測定さ
れた光強度は信号伝達系22を通って計算機21に伝達
される。また、計算機21には、ダクト6内の気体8の
流量データが、ダクト6に取り付けた流量計23から信
号伝達線24を通って伝達される。計算機21において
は、分光測光機20で測定された光強度から、前述のよ
うにして浮遊粒子の分析成分の量が算出される。また、
計算機21においては、該光強度と気体8の流量データ
とから、ダクト内の気体中の成分濃度(例えば、g/N
m3 もしくはmg/L)も算出される。Light from the light source 1 is transmitted to an optical transmission system 1 such as an optical fiber through an appropriate optical system such as a lens, if necessary.
0 is introduced. The light is guided to the duct 6 by the optical transmission system 10 and is introduced into the duct 6 through the incident light transmission window 2. After passing through the gas atomized by the heating device 5, the light passes through the passing light transmission window 3 and enters an optical transmission system 11 such as an optical fiber through an appropriate optical system such as a lens as necessary. . The light that has entered the optical transmission system 11 is introduced into the measurement unit 4. The measuring unit 4 includes a spectrophotometer 20 (integrating a spectrometer and a photodetector) and a computer 21. The light introduced into the spectrophotometer 20 is separated and the light intensity is measured for each absorption wavelength of the analysis component. The measured light intensity is transmitted to the computer 21 through the signal transmission system 22. Further, flow rate data of the gas 8 in the duct 6 is transmitted to the computer 21 from a flow meter 23 attached to the duct 6 through a signal transmission line 24. In the computer 21, the amount of the analysis component of the suspended particles is calculated from the light intensity measured by the spectrophotometer 20, as described above. Also,
In the computer 21, the concentration of the component (for example, g / N) in the gas in the duct is obtained from the light intensity and the flow rate data of the gas 8.
m 3 or mg / L) is also calculated.
【0044】図3は、本発明に係る分析装置の他の実施
例を示す概略図である。図3の装置は、ダクト6内部に
さらに分析管30を備えている。分析管30には、入射
光透過窓2、通過光透過窓3、および加熱装置5が取り
付けられている。入射光透過窓2および通過光透過窓3
は、保護部材31、32によってダクト6と接続されて
いる。保護部材31、32は、内部に光ファイバーなど
の光伝送系10、11を収納して保護するためのもので
ある。光伝送系10、11は、ダクト6の外部から、そ
れぞれ保護部材31、32の中を通って、入射光および
通過光透過窓2、3に到達している。FIG. 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the analyzer according to the present invention. The apparatus shown in FIG. 3 further includes an analysis tube 30 inside the duct 6. The incident light transmitting window 2, the passing light transmitting window 3, and the heating device 5 are attached to the analysis tube 30. Incident light transmitting window 2 and passing light transmitting window 3
Is connected to the duct 6 by the protection members 31 and 32. The protection members 31 and 32 are for storing and protecting the optical transmission systems 10 and 11 such as optical fibers inside. The light transmission systems 10 and 11 reach the incident light and transmitted light transmission windows 2 and 3 from the outside of the duct 6 through the protection members 31 and 32, respectively.
【0045】分析管30の中を通る浮遊粒子の一部は、
加熱装置5によって加熱分解されて原子ガスとなる。光
源1からの光は、光伝送系10を通って入射光透過窓2
から原子ガスに入射される。原子ガスを通過した光は、
分析管30の反対側の通過光透過窓3から光伝送系11
を通ってダクト6の外の測定部4へと導入される。測定
部4は、図2に示した装置の測定部4と同様に、分光測
光器20と計算機21とから構成されている。また、分
光測光器20と計算機21とは信号伝達系22によって
接続されている。計算機21には、別途測定されたダク
ト6内の気体8の流量データが伝達される。こうして、
図2に示した計算機21と同様に図3の計算機21にお
いても、浮遊粒子の分析成分の量およびダクト6内の気
体8中の成分濃度が算出される。Some of the suspended particles passing through the analysis tube 30 are:
It is thermally decomposed by the heating device 5 to become an atomic gas. Light from the light source 1 passes through the optical transmission system 10 and enters the incident light transmitting window 2.
Incident on the atomic gas. The light that has passed through the atomic gas
The light transmission system 11 is connected through the transmitted light transmission window 3 on the opposite side of the analysis tube 30.
Through the measuring unit 4 outside the duct 6. The measuring section 4 is composed of a spectrophotometer 20 and a computer 21, similarly to the measuring section 4 of the apparatus shown in FIG. The spectrophotometer 20 and the computer 21 are connected by a signal transmission system 22. The flow rate data of the gas 8 in the duct 6 measured separately is transmitted to the computer 21. Thus,
Similarly to the computer 21 shown in FIG. 2, the computer 21 shown in FIG. 3 calculates the amount of the analysis component of the suspended particles and the concentration of the component in the gas 8 in the duct 6.
【0046】図2に示した装置を用いて、溶銑処理炉か
ら排出される排ガス中の酸化亜鉛粒子を連続的に分析し
た。分析は、Zn(亜鉛)による原子吸光度を求め、こ
の吸光度から排ガス中の酸化亜鉛濃度を測定することに
よって行った。Using the apparatus shown in FIG. 2, zinc oxide particles in the exhaust gas discharged from the hot metal processing furnace were continuously analyzed. The analysis was performed by determining the atomic absorbance of Zn (zinc) and measuring the zinc oxide concentration in the exhaust gas from the absorbance.
【0047】波長可変レーザーとしては、YAGレーザ
の第二高調波の発振光(0.53nm)によりTiサフ
ァイアレーザを励起して波長連続レーザ光とし、このレ
ーザー光の第二高調波について波長を調整して発振させ
るシステムを採用した。As a wavelength variable laser, a Ti sapphire laser is excited by a second harmonic oscillation light (0.53 nm) of a YAG laser to be a continuous wavelength laser light, and the wavelength is adjusted for the second harmonic of this laser light. And oscillates.
【0048】吸収光としてZnの原子吸収波長472.
216nmを有するレーザー光を用いた。また、基準光
としてZnによる吸収のない波長430.000nmを
有するレーザー光を用いた。吸収光および基準光のレー
ザー光をレンズで集光して、光入射用ファイバー10に
導入し、約100m離れた排ガスダクト部6まで伝送し
た。光入射用ファイバー10から出た光を、レンズを通
して平行光とし、石英ガラスで作製した入射光透過窓2
からダクト6内へ導入した。導入したレーザー光は、三
重管トーチ5によって形成された火炎中を通して反対側
の透過光窓3よりダクト6外へ出した。外へ出たレーザ
ー光をダクト6外に設置したレンズを用いて受光用光フ
ァイバー11へ導入した。受光用ファイバー11の他端
は、分光測光器20の50cmエバート型分光器の入射
スリット部と接続されている。入射スリット部に入射し
たレーザー光はエバート型分光器により分光したのち、
フォトダイオードアレイによりその光強度を測定した。As the absorption light, the atomic absorption wavelength of Zn 472.
Laser light having a wavelength of 216 nm was used. In addition, laser light having a wavelength of 430.000 nm, which does not absorb Zn, was used as reference light. The laser light of the absorption light and the reference light was condensed by a lens, introduced into the light incidence fiber 10, and transmitted to the exhaust gas duct 6 about 100 m away. The light emitted from the light incident fiber 10 is converted into parallel light through a lens, and the incident light transmitting window 2 made of quartz glass is used.
And introduced into the duct 6. The introduced laser light passed through the flame formed by the triple tube torch 5 and exited the duct 6 through the transmitted light window 3 on the opposite side. The outgoing laser light was introduced into the light receiving optical fiber 11 using a lens installed outside the duct 6. The other end of the light receiving fiber 11 is connected to an entrance slit of a 50 cm evert type spectrometer of the spectrophotometer 20. After the laser beam incident on the entrance slit is separated by an Evert type spectroscope,
The light intensity was measured by a photodiode array.
【0049】測定された光強度は計算機21に伝達さ
れ、計算機21で1秒間の積算強度からZnによる吸光
度を求め、この吸光度から1秒毎に排ガス8中の見かけ
酸化亜鉛濃度を求めた。Znによる吸光度から見かけ酸
化亜鉛濃度への換算は、あらかじめ求めておいた検量線
によって行った。また、ダクト6内に設けた流量計23
による排ガス8の流量データも、計算機21に伝達し
た。そして、この流量データと見かけ酸化亜鉛濃度とか
ら排ガス8中の酸化亜鉛濃度を求めた。The measured light intensity was transmitted to the computer 21, and the computer 21 determined the absorbance of Zn from the integrated intensity for one second, and the apparent zinc oxide concentration in the exhaust gas 8 every second from the absorbance. The conversion from the absorbance due to Zn to the apparent zinc oxide concentration was performed using a calibration curve previously determined. Further, a flow meter 23 provided in the duct 6
The flow rate data of the exhaust gas 8 due to the above is also transmitted to the computer 21. Then, the zinc oxide concentration in the exhaust gas 8 was determined from the flow rate data and the apparent zinc oxide concentration.
【0050】図4は、上述のようにして連続測定した溶
銑処理中の排ガス8中の酸化亜鉛濃度の測定結果であ
る。図4の実線で示した曲線が本発明により測定した酸
化亜鉛濃度であり、丸印は5分ごとに排ガス8中の浮遊
粒子を別途フィルタ捕集して測定した値である。FIG. 4 shows the measurement results of the zinc oxide concentration in the exhaust gas 8 during the hot metal treatment, which was continuously measured as described above. The curve shown by the solid line in FIG. 4 is the zinc oxide concentration measured according to the present invention, and the circles are the values measured by separately collecting the suspended particles in the exhaust gas 8 every 5 minutes.
【0051】図4から明らかなように、本発明により求
めた酸化亜鉛濃度は、フィルタ捕集により求めた濃度と
よく一致している。このことより、本発明によって十分
良い分析精度で迅速かつ連続的(本実施例の場合は1秒
ごと)な分析が実現されていることがわかった。As is evident from FIG. 4, the zinc oxide concentration determined according to the present invention is in good agreement with the concentration determined by filter collection. From this, it was found that rapid and continuous (every second in the case of the present embodiment) analysis was realized by the present invention with sufficiently good analysis accuracy.
【0052】なお、本実施例では、レーザーの波長位置
を亜鉛の吸光波長の中心位置に設定して測定を行った。
そのため、亜鉛による吸光感度が高く、酸化亜鉛の濃度
が約2mg/L以上となるところでは濃度測定が行えな
かった。しかし、レーザーの波長位置を吸光波長の中心
位置から0.001ないし0.03nmずらずことによ
り、吸光感度を抑制でき、その結果、より高濃度の酸化
亜鉛について濃度測定することが可能であった。In this example, the measurement was performed by setting the wavelength position of the laser at the center position of the absorption wavelength of zinc.
For this reason, the absorbance sensitivity by zinc was high, and concentration measurement could not be performed where the concentration of zinc oxide was about 2 mg / L or more. However, by shifting the laser wavelength position from the center position of the absorption wavelength by 0.001 to 0.03 nm, the absorption sensitivity can be suppressed, and as a result, it was possible to measure the concentration of higher concentration zinc oxide. .
【0053】[0053]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、浮遊粒子を含む気体が流れるダクトと原子吸光分析
装置の加熱分解励起部との間に気体を導入するための定
流量ポンプや導入管を設けることが不要である。そのた
め、浮遊粒子のサンプリングによって生じる粒子の沈降
などの問題が一切発生しないので、気体中の浮遊粒子の
成分を迅速かつ連続的に分析することが可能となる。ま
た、光源として波長可変レーザーを用いることにより、
浮遊粒子の成分の測定濃度範囲が大きく広がり、オンラ
イン測定装置としての機能が充実する。さらに、光伝送
系として光ファイバーを用いることにより、計算手段な
どを含む測定部および光源等の各種装置を設置する条件
についての制約が大きく緩和される。As described above in detail, according to the present invention, a constant flow pump for introducing a gas between a duct through which a gas containing suspended particles flows and a heat decomposition excitation section of an atomic absorption spectrometer. It is not necessary to provide an inlet pipe. Therefore, no problems such as sedimentation of the particles caused by sampling of the floating particles occur, so that the components of the floating particles in the gas can be analyzed quickly and continuously. Also, by using a tunable laser as the light source,
The measurement concentration range of the components of suspended particles is greatly expanded, and the function as an online measurement device is enhanced. Furthermore, by using an optical fiber as the optical transmission system, restrictions on conditions for installing various devices such as a measurement unit including a calculation unit and a light source are greatly eased.
【図1】本発明に係る原子吸光分析装置を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an atomic absorption spectrometer according to the present invention.
【図2】本発明に係る原子吸光分析装置の一実施例を示
す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of an atomic absorption spectrometer according to the present invention.
【図3】本発明に係る原子吸光分析装置の他の実施例を
示す概略図。FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the atomic absorption spectrometer according to the present invention.
【図4】実施例において測定された排ガス中の酸化亜鉛
濃度の連続測定結果を示す図。FIG. 4 is a view showing the results of continuous measurement of the concentration of zinc oxide in exhaust gas measured in the examples.
1…光源 2…入光部 3…受光部 4…測定部 5…加熱部 6…ダクト 7…光 8…ダクト内の気体 9…原子ガス 10、11…光伝送系 15…パージガス導入管 20…分光測光器 21…計算機 22、24…信号伝達線 23…流量計 30…分析管 31、32…管状部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... Light input part 3 ... Light receiving part 4 ... Measurement part 5 ... Heating part 6 ... Duct 7 ... Light 8 ... Gas in duct 9 ... Atomic gas 10, 11 ... Optical transmission system 15 ... Purge gas introduction pipe 20 ... Spectrophotometer 21: Computer 22, 24: Signal transmission line 23: Flow meter 30: Analysis tube 31, 32: Tubular member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千野 淳 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 石田 智治 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 2G059 AA01 BB01 CC19 DD01 DD15 EE01 EE11 FF04 FF06 GG01 JJ17 MM01 NN07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Atsushi Chino, Inventor 1-1-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Tomoji Ishida 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan F-term (reference) in this steel pipe company 2G059 AA01 BB01 CC19 DD01 DD15 EE01 EE11 FF04 FF06 GG01 JJ17 MM01 NN07
Claims (10)
分を分析するための原子吸光分析方法であって、 ダクト内の浮遊粒子の少なくとも一部を加熱によりダク
ト内で原子化して原子ガスにする工程と、 原子ガスに光を通過させる工程と、 原子ガス通過光の強度変化から浮遊粒子の分析成分によ
る吸光度を求め該成分の量を測定する工程とを具備する
ことを特徴とする原子吸光分析方法。An atomic absorption spectrometry for analyzing a component of suspended particles in a gas flowing in a duct, wherein at least a part of the suspended particles in the duct is atomized in the duct by heating to form an atomic gas. The step of passing light through the atomic gas; and the step of determining the absorbance of the suspended particles by the analytical component from the intensity change of the atomic gas passing light and measuring the amount of the component. Analysis method.
分を分析するための原子吸光分析装置であって、 光源と、 ダクト内の浮遊粒子の少なくとも一部を加熱によりダク
ト内で原子化して原子ガスにするための加熱部と、 原子ガスに光源からの光を入射するための入光部と、 原子ガスを通過した入光部からの光を受けるための受光
部と、 受光部で受けた光の強度変化から浮遊粒子の分析成分に
よる吸光度を求めて該成分の量を測定する測定部とを具
備することを特徴とする原子吸光分析装置。2. An atomic absorption spectrometer for analyzing a component of suspended particles in a gas flowing in a duct, wherein the light source and at least a part of the suspended particles in the duct are atomized in the duct by heating. A heating section for converting the gas into an atomic gas, a light input section for inputting light from a light source into the atomic gas, a light receiving section for receiving light from the light input section that has passed through the atomic gas, and a light receiving section for receiving light. An atomic absorption spectrometer comprising: a measuring unit for determining the absorbance of the suspended particles by the analytical component from the change in the intensity of the light and measuring the amount of the component.
収が生じる吸収光を含む連続光を発することを特徴とす
る請求項2記載の原子吸光分析装置。3. The atomic absorption spectrometer according to claim 2, wherein the light source emits continuous light including absorption light in which the suspended particles are absorbed by the analysis component.
収が生じる吸収光と該成分によって吸収されない基準光
とを含む光を発し、前記測定部は、受光部で受けた吸収
光および基準光の強度比と入射前の吸収光および基準光
の強度比とを比べて該成分による吸光度を求めることを
特徴とする請求項2記載の原子吸光分析装置。4. The light source emits light including absorption light generated by absorption of suspended particles by an analysis component and reference light not absorbed by the component, and the measurement unit detects the absorption light and the reference light received by the light receiving unit. The atomic absorption spectrometer according to claim 2, wherein the absorbance of the component is determined by comparing the intensity ratio with the intensity ratio of the absorbed light and the reference light before the incidence.
を特徴とする請求項2項記載の原子吸光分析装置。5. The atomic absorption spectrometer according to claim 2, wherein the light source is a tunable laser.
測定部とが、それぞれ光ファイバーで接続されているこ
とを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1項記載の
原子吸光分析装置。6. The atomic absorption spectrometer according to claim 2, wherein the light source and the light-entering unit, and the light-receiving unit and the measuring unit are respectively connected by optical fibers. .
り、前記入光部および受光部はそれぞれダクトに取り付
けられた光透過窓であることを特徴とする請求項2ない
し6のいずれか1項記載の原子吸光分析装置。7. The heating device according to claim 2, wherein the heating unit is disposed in a duct, and the light input unit and the light receiving unit are light transmission windows respectively attached to the duct. Item 6. The atomic absorption spectrometer according to item 1.
え、前記ダクト内に配置された加熱部は分析管に取り付
けられており、前記入光部および受光部はそれぞれ分析
管に取り付けられた光透過窓であることを特徴とする請
求項7記載の原子吸光分析装置。8. An analysis tube provided in the duct, wherein the heating unit disposed in the duct is attached to the analysis tube, and the light input unit and the light receiving unit are respectively attached to the analysis tube. The atomic absorption spectrometer according to claim 7, which is a light transmission window.
雰囲気中で加熱することを特徴とする請求項2ないし8
のいずれか1項記載の原子吸光分析装置。9. The heating unit according to claim 2, wherein the heating unit heats the suspended particles in the duct in a reducing atmosphere.
The atomic absorption spectrometer according to any one of claims 1 to 7.
る面にパージガスが導入されることを特徴とする請求項
7ないし9のいずれか1項記載の原子吸光分析装置。10. The atomic absorption spectrometer according to claim 7, wherein a purge gas is introduced into a surface of the light transmission window that comes into contact with the gas in the duct.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11079633A JP2000275171A (en) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Atomic absorption analysis method and apparatus of suspended particles in air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11079633A JP2000275171A (en) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Atomic absorption analysis method and apparatus of suspended particles in air |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000275171A true JP2000275171A (en) | 2000-10-06 |
Family
ID=13695502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11079633A Pending JP2000275171A (en) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Atomic absorption analysis method and apparatus of suspended particles in air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000275171A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100742488B1 (en) | 2004-07-16 | 2007-07-24 | 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Method of and apparatus for determining the amount of impurity in gas |
JP2009270917A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nohken:Kk | Mounting structure of laser type gas analysis meter |
JP2010032317A (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Greenhouse effect gas measuring instrument |
CN106645073A (en) * | 2017-03-08 | 2017-05-10 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | Atomizer and ignition device |
JP2019015661A (en) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 株式会社Ihi | Analyzer |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11079633A patent/JP2000275171A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100742488B1 (en) | 2004-07-16 | 2007-07-24 | 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Method of and apparatus for determining the amount of impurity in gas |
JP2009270917A (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-19 | Nohken:Kk | Mounting structure of laser type gas analysis meter |
JP2010032317A (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Greenhouse effect gas measuring instrument |
CN106645073A (en) * | 2017-03-08 | 2017-05-10 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | Atomizer and ignition device |
CN106645073B (en) * | 2017-03-08 | 2023-09-29 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | Atomizer and ignition device thereof |
JP2019015661A (en) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 株式会社Ihi | Analyzer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20020031737A1 (en) | Method for continuously monitoring chemical species and temperature in hot process gases | |
Neuhauser et al. | On-line and in-situ detection of lead aerosols by plasma-spectroscopy and laser-excited atomic fluorescence spectroscopy | |
EP1230535A1 (en) | Method for continuously monitoring chemical species and temperature in hot process gases | |
US6780378B2 (en) | Method for measuring concentrations of gases and vapors using controlled flames | |
US20030132389A1 (en) | Method for monitoring and controlling the high temperature reducing combustion atmosphere | |
US5818598A (en) | Nondispersive optical monitor for nitrogen-oxygen compounds | |
JPS6146773B2 (en) | ||
JP2000275171A (en) | Atomic absorption analysis method and apparatus of suspended particles in air | |
US20040223882A1 (en) | Micro-plasma sensor system | |
EP1196764B1 (en) | A continuous emissions monitor of multiple metal species in harsh environments | |
CN101175988B (en) | Excess air control for cracker furnace burners | |
Zhang et al. | Measurement of the absorption cross sections of unstable CS based on the dynamic equilibrium of CS2 and CS in the photolysis of CS2 | |
CN112129743A (en) | System and method for measuring mercury content in flue gas on line based on LIBS technology | |
Woskov et al. | Effect of oxygen concentration on the detection of mercury in an atmospheric microwave discharge | |
Wojtas | Detection of optical radiation in NOx optoelectronic sensors employing cavity enhanced absorption spectroscopy | |
FI110342B (en) | Method and apparatus for analyzing substances by atomic absorption spectroscopy | |
Xu et al. | Temperature-corrected spectroscopic evaluation method for gas concentration monitoring | |
JPH11108829A (en) | Method and device for online analysis of molten metal | |
JP4343015B2 (en) | Atomic absorption photometer | |
US20240376560A1 (en) | Metallurgical melting furnace, and method for determining the amount of heteromolecular gas | |
Afgan et al. | Improved signal stability using an auxiliary flow-based chamber for aerosol laser-induced breakdown spectroscopy | |
Duan et al. | Field deployable laser sensor for calibration-free and real-time measurement of NOx from stationary sources | |
US4731334A (en) | Method and apparatus for detecting and quantitatively determining selenium | |
Von Drasek et al. | Oxy-fuel combustion emission monitoring using tunable diode laser sensors | |
AU2022342636A1 (en) | Metallurgical melting furnace, and method for determining the amount of heteromolecular gas |