ISA --Japan Sectionisaj/Newsletter/letter-No.33.pdfJune 2009 2 ISA-Japan Section Newsletter Vol.12...

June 2009 1 ISA-Japan Section Newsletter Vol.12 No.33

ISA ----Japan Sect ion NEWSLETTER

http://www.venus.dti.ne.jp/~isaj

Volume Volume Volume Volume 12121212 No. No. No. No.33333333 2002002002009999

From a membership chair of

Japan Section

Mutsumi Nagumo,

Fuji Electric Systems, Co., Ltd.

ISA Japan Section (hereafter, the Japan Section),

thanks to the efforts of Mr. Yuji Sano, the first President

of the Japan Section, was founded at an inaugural

meeting held in September 1996. Two years later, in

1998, the Japan Section received the Golden Section

Prize from the ISA Headquarters, acknowledging the

section’s promotion activities in Japan such as holding

technical forums, publishing section newsletters and etc.

I would like to thank all of you for your cooperation

which resulted in this honor. I, too, have been

participating in this Japan Section activities as one of

Members Representative since a year after the

foundation of the Japan Section, and I was honored to

share with you pleasure of this Golden Section Prize

winning.

My involvement with ISA began since my

participation in the ISA Expo in 1992. ISA Expo, to

the best of my memory, was held biannually in early

1990 and later held annually. Also ISA Expo used to

be called ‘ISA Show’ but later changed to ‘ISA Tech’

by adding abundant technical presentations held only in

the odd years, beside the biennially held ordinary Expo

for some period of time. And after all these trials, the

events settled down as the current ISA Expo.

Behind these changes of exhibitions in frequency,

names & etc., I suppose, there is a the fact in the total

number of registered members, which said to be 50,000

in the first 90’s, 40,000 in the latter 90’s and currently

30,000. The Japan Section is not an exception. 200

members at its foundation has decreased to 150 now.

In order to heighten value of Japan in the field of

automation & solution, I believe it is indispensable for

us to increase members of the Japan Section of ISA.

From each of you who is reading this newsletter, if you

can encourage those who you know and recommend, to

become members of ISA, it is more than my pleasure.

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日本支部役員巻頭言

ISA 日本支部会員担当南雲睦

富士電機システムズ株式会社

ISA日本支部は初代支部長の佐野優治氏のご尽力に


より、1996年 9月の設立総会を向かえ発足しました。

支部発足から 2 年後となる 1998 年に、技術講演会開

催やニューズレター発行などの日本支部活動が ISA

本部に認められ、Gold Section 賞を受賞することが

できました。これもひとえに皆様方のご協力によるも

ので、この場をお借りしてお礼申し上げます。私自身

も支部発足の翌年から会員担当として支部活動に参

加させていただいており、Gold Section 賞を受賞の

際は支部の皆様と喜びを分かちあわせていただきま

した。

私の ISA との関わりは、1992 年のヒューストンで

開催された ISA Expo に参加したときから始まり、そ

の後、いくつかの Expo に参加してきました。ISA Expo

は 1990 年代の初め頃は年 2 回の開催でしたが、その

後は現在と同じ年 1 回の開催に変えられたものと記

憶しております。また展示会の名称も、1990 年代初

めは ISA Show でしたが、その後、1997 年から一時期、

奇数年は論文発表を充実させた ISA Tech に、そして

偶数年は展示を充実させた ISA Expo に変えるという

試みがなされた後、ＩSA Expo に定着したものと記憶

しております。

展示会の開催頻度や名称変更の背景には、1990 年

代 5 万人と言われていた会員数が 1990 年後半には 4

万人に、そして現在は 3 万人と言う状況も起因してい

るものと思っております。日本支部においても設立当

時200名程度いた会員が現在は約150名という漸減の

状況になっております。オートメーション分野での日

本の存在価値を高めるためにも、ISA 日本支部に所属

する会員数を増やすことが必要と思っております。こ

のニューズレターを読まれている皆様方から、是非と

も知人の方々に ISA への入会を勧めていただければ

幸いです。

＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞

会会会会告告告告

ISA EXPO 2009 開催ご案内

2009年度の ISA EXPOは、10月 14日～10月 16日

の三日間、ヒューストンにおいて開催されます。詳細

はホームページをご参照下さい。

開催期間： 6-8 October

開催地： Reliant Center Houston, TX

ISA EXPO 2009

Automation and Control Technology and

Technique

ISA EXPO is your source for in-depth technical

coverage of topics critical to automation and control

success. Customize your ISA EXPO 2009 experience.

Participate in a single exchange and immerse yourself

in that technology, or attend offerings from multiple

exchanges for a more global automation and control

view.

シンポジウム会告

4th WWAC 4th WWAC 4th WWAC 4th WWAC SymposiumSymposiumSymposiumSymposium Orlando, FL,

United States

4-6 August,

2009

4th Annual Marketing 4th Annual Marketing 4th Annual Marketing 4th Annual Marketing and Sales Symposiumand Sales Symposiumand Sales Symposiumand Sales Symposium Boston, MA, United States

9-11

September,

2009


技術報告

直接挿入直接挿入直接挿入直接挿入レーザレーザレーザレーザ方式方式方式方式ガスガスガスガス分析計分析計分析計分析計

Direct Insertion type Laser Gas Analyzer

富士電機アドバンストテクノロジー株式会社

平山紀友

Fuji Electric Advanced Technology CO., Ltd.

Noritomo HIRAYAMA

１.はじめに

日本では、大気汚染から国民の健康を保護し、生活

環境の保全を目的として大気汚染防止法が 1968 年に

制定されている。この大気汚染防止法では、施設から

排出されるばい煙に含む有害物質が、排出基準内であ

るかを管理、監視することを義務付けており、測定方

式が異なる様々な測定方式ガス分析計が開発され使

用されてきた。

日本工業規格（JIS）において、例えば塵芥焼却炉や

産業廃棄物施設の煙突出口などに設置される排ガス

中の塩化水素（HCl）の自動測定は、加熱サンプリン

グとイオン電極法を組み合わせた方式を制定してい

る。しかし、塩化水素は吸着性が高く、水への溶解度

が大きいため、ppmオーダの自動測定を行うには問題

があった。

このような背景から、サンプリングを必要としない

非吸引方式（ポンプなどを使って測定したいガスを装

置内に引き込まない方式）で長期間連続測定する分析

計の必要性があり、直接挿入レーザ方式ガス分析計を

開発した。

このレーザを用いたガス濃度計測は、2007 年度に

「JIS B 7993 試料非吸引採取方式分析計による排ガ

スの自動計測システム」が制定され、塩化水素、アン

モニアを含む 10 成分のガス濃度測定について規定さ

れるに至った。

ここでは直接挿入レーザ方式ガス分析計（ZSS）に

ついて、構成、原理と特長について説明し、プラント

での適用事例について紹介する。

２. 直接挿入レーザ方式ガス分析計

２－１. 装置構成

直接挿入レーザ方式ガス分析計（ZSS）は、従来の

赤外線ガス分析計と同じ波長非分散（NDIR）方式で

あるが、その測定原理は異なる（計測原理は後述）。

装置構成は、図１に示すようにレーザ光を照射する

発光部と、測定したいガスを通過した光を受光する受

光部、測定値表示や外部機器との入出力を行う制御部

と光軸調整部で構成される。光軸調整部は、煙道を挟

んでレーザ光の光軸を調整する機能と、測定ガス中の

ダストや水分による結露の影響を除くため計装空気

などパージガスを吹き付ける機能を備えている。

２－２. 計測原理・仕様

直接挿入レーザ方式ガス分析計の計測原理は、

TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）

法である。発光部には、図 2に示すように測定するガ

ス成分に応じ吸収スペクトルに一致した波長(0.76～

2μm)を発光する分布帰還形半導体レーザ（以下 DFB

レーザ）を選択し搭載する。

この DFB レーザは、図 3 に示すように駆動電流及

び素子温度で発光波長を可変できることを利用し、一

定周期の正弦波変調と、吸収スペクトル付近をスキャ

ンする台形波変調を組み合わせた電流波形で駆動す

る。この駆動電流による変調に応じて、DFB レーザ

の光量と波長が可変され、測定ガスの吸収スペクトル

を計測する。

DFB レーザの発光波長は、高精度で製造可能であ

るが、近赤外波長領域の吸収スペクトルの線幅は非常

に細いため、ペルチェ素子で温度コントロールするこ

とで、測定ガスの吸収スペクトルへ調整する。

図 1 直接挿入レーザ方式ガス分析計


DFB レーザから出射した光は、排ガスを透過する

時にガス濃度に応じて特定の波長の光が吸収され、こ

の透過光量を受光部のフォトダイオードで検出する。

ガス吸収がない場合は、正弦波による変調信号のみ

が検出されるが、測定ガスがある場合はガス吸収強度

に従い、変調信号の 2倍周波数が検出される。この２

倍周波数の振幅がガス濃度に比例するため、同期検波

により検出し、ガス濃度を測定する。

DFB レーザが駆動電流で可変できる波長範囲は、

0.5nm程度であるが、この可変範囲内で数種のガスを

同時に検出が可能である。波長が 1580nm 付近では

一酸化炭素と二酸化炭素の吸収スペクトルがあり、2

成分を同時に測定が可能となる。

表１に直接挿入型レーザ方式ガス分析計（ZSS）の

主な仕様を示す。

表１直接挿入レーザ方式ガス分析計の主な仕様

測定方式波長非分散型赤外線吸収方式(NDIR)

設置クロススタック式（パス式）

測定成分及び

測定範囲

HCl ：0～10ppm･･･0～5,000ppm

NH3 ：0～15ppm･･･0～5,000ppm

O2 ：0～4vol%･･･0～50vol%

CH4 ：0～100ppm･･･0～50vol%

CO ：0～2.0vol%･･･0～50vol%

CO2 ：0～2.0vol%･･･0～50vol%

HCl+ H2O：0～10ppm･･･0～1,000ppm(HCl)

NH3 + H2O：0～10ppm･･･0～1,000ppm(NH3)

※H2O のレンジは 50vol%固定

CO+ CO2：0～2.5vol%･･･0～50vol%

上記測定範囲は光路長 1m 時の測定範囲

性能繰返し性：±2%FS

直線性：±3%FS

ドリフト：±2%FS(NH3 20ppm 以下は±3%FS)

応答速度：1～5 秒(90%応答)

アナログ出力 DC4～20mA または DC0～1V 2 点または 4 点

測定値、O2換算値など

アナログ入力 DC4～20mA 2 点または 6 点

接点出力リレー接点出力 5 点

受光光量不足,上下限警報範囲外,機器故障など

接点入力フォトカプラ接点入力 3 点

平均値ﾘｾｯﾄ信号,瞬時値/移動平均値切換えなど

電源・消費電力 AC100～240V 50/60Hz、75VA

エアパージ圧力 0.5～0.7Mpa 以上、流量 20L/min 以上

周囲温度・湿度発光部・受光部：-20～55℃

制御部：-5～45℃

取付方法発光部・受光部：煙道に直接フランジ取付

JIS 10K 50A または 100A

測定ガス条件温度 1200℃以下、圧力±10kPa、水分 50vol%

以下、流速 25m/s 以下、ダスト 5～10g/Nm3

750nm 1000nm 1250nm 1500nm 1750nm 2000nm 2250nm

1720nm 1740nm 1760nm 1780nm 1800nm 1820nm 1840nm

測定に使用する吸収線

吸収強度

O2

HClの吸収線

波長

HF HF

CO2 CO

NH3 NH3NH3

HCl

CH4

H2S H2SNO

N2O N2O

各種ガスの吸収スペクトル図750nm 1000nm 1250nm 1500nm 1750nm 2000nm 2250nm

1720nm 1740nm 1760nm 1780nm 1800nm 1820nm 1840nm

測定に使用する吸収線

吸収強度

O2

HClの吸収線

波長

HF HF

CO2 CO

NH3 NH3NH3

HCl

CH4

H2S H2SNO

N2O N2O

各種ガスの吸収スペクトル図

図２各種ガスの吸収スペクトル

-65

-55

-45

-35

-25

-15

1511 1512 1513 1514波長[nm]

光量

[dB

m]

20mA

30mA

40mA

60mA

70mA

80mA

(a) 駆動電流特性

-65

-55

-45

-35

-25

-15

1511 1512 1513 1514波長[nm]

光量

[dB

m]

15℃

20℃

25℃

30℃

35℃

(b) 素子温度特性

図３ DFB レーザの特性

波長[nm]

吸光度

ｶﾞｽ濃度に応じ吸光度増減

吸収ｽﾍﾟｸﾄﾙのｽｷｬﾝ

1650 1651

DFBﾚｰｻﾞ光への

電流波形

20kHzの

信号出力ｶﾞｽ濃度に応じ振幅増減

10kHz

波長[nm]

波長[nm]

吸光度

ｶﾞｽ濃度に応じ吸光度増減

吸収ｽﾍﾟｸﾄﾙのｽｷｬﾝ

1650 1651

DFBﾚｰｻﾞ光への

電流波形

20kHzの

信号出力ｶﾞｽ濃度に応じ振幅増減

10kHz

波長[nm]

図４計測原理


２－３. 特長

開発した直接挿入型レーザ方式ガス分析計には、次

のような特長がある。

(1) ガスサンプリング機器が不要で高速応答

一般的なサンプリング式ガス分析計の応答時

間 1～4分に比較し、排ガスをサンプリングせず、

排ガスが流通している空間にレーザ光を照射す

るだけなので、高速応答 2秒が可能で、腐食性ガ

スなど変性しやすいガスも計測可能となる。

(2) メンテナンスフリーによる低ランニングコスト

結露防止やダスト付着防止のためにパージガ

スを供給する必要があるが、サンプリング機器と

して各種フィルタや加熱導管、吸引器、ガス冷却

器が不要になり、機器構成が簡素化できるため交

換部品の削減と同時にサンプリング機器に関す

るトラブルが減少できる。さらに装置稼動状態に

おいて、分析システム全体の消費電力のうち 50%

を占める加熱導管の電力削減が可能となる。

以上から、サンプリングが不要な直接挿入型レ

ーザ方式ガス分析計のランニングコストは、従来

比で約 1/5 に低減できる。同時に測定後の廃液や

排ガスの配管施工や処理が不要になり、施工時の

費用や維持管理費用も抑えられる。

(3) 優れた長期安定性

排ガスに直接接触する窓部は計装空気でパー

ジし（エアパージ）、ダストや窓の汚れによる光

量変動は受光光量をモニタし補正する機能を備

えており、光量低下に起因する影響をキャンセル

しているので、長期安定性に優れる。

(4) 高温・高ダスト環境でも計測可能

上記、エアパージと受光光量補正機能により、

数 g/Nm3のダスト雰囲気でも測定可能である。

(5) 他成分ガスの影響を受けない

測定ガス以外には影響されない吸収スペクト

ルに一致した波長を発光する半導体レーザ光源

を用いるため、他成分ガスの影響が殆どない。

(6) わかりやすい操作性・豊富な機能

制御部では、日本語、英語、中国語表示に対応

し、パソコンローダ接続による設定、モニタや設

定値の入力には対話形式を実現し操作性に優れ

ている。受光光量低下など分析計異常に対して想

定される原因や確認項目を液晶画面に表示する

自己診断機能を持ち、測定ガスの圧力、温度、流

速、水分濃度などを入力して測定値を乾きガス濃

度に換算(ドライ換算)することができる。

３．プロセスへの適用事例

塩化水素およびアンモニアの測定は、図６に示すよ

うに塵芥焼却炉、産業廃棄物煙突入口設置による排ガ

ス監視、バグフィルタ前後で消石灰注入制御、排ガス

の脱硝設備によるアンモニア注入制御、監視などに使

用されている。

ここでは、代表例として産業廃棄物焼却炉の集塵器

出口に塩化水素計を設置した計測例を示す。

測定した環境条件は、焼却物の種類によるが塩化水

素濃度：50～500ppm、温度：100～250℃、ダスト量：

200mg/Nm３以下、水分：20～40%である。直接挿入型

レーザ方式ガス分析計は、試料ガスのサンプリングを

しないため、湿りガス濃度で測定している。乾きガス

ﾚｰｻﾞ受光部

ﾚｰｻﾞ発光部

ﾚｰｻﾞ受光部

ﾚｰｻﾞ発光部

ﾚｰｻﾞ受光部ﾚｰｻﾞ受光部

ﾚｰｻﾞ発光部ﾚｰｻﾞ発光部

(a)設置状況

(b)測定結果

図 5 産業廃棄物処理炉集塵器入口での

フィールドテスト


濃度で測定するイオン電極方式との比較では、測定ガ

ス中の水分濃度に応じて測定値に差が発生するため、

予め水分濃度が分かっていれば、その水分濃度を入力

し補正することが可能である。また、塩化水素と水分

の同時検出により常時補正も可能である。図 5(b)の

結果では、加熱サンプリングを用いるイオン電極方式

の塩化水素計よりも早くガス濃度の変化に応答し、良

好な結果が得られている。

４．おわりに

直接挿入型レーザ方式ガス分析計は、従来のサンプ

リング式ガス分析計にはない高速応答性や保守部品

が少ない良好なメンテナンス性を生かして取り扱い

が難しい塩化水素やアンモニア測定に大きな期待が

もたれている。また、酸素,一酸化炭素,二酸化炭素、

メタンなどの検出に関しても高速応答性を生かして、

各種プロセスの最適制御に貢献できると考えている。

また、サンプリング式のガス分析計と組合せること

で、省スペース、省エネルギー化が可能であり、測定

成分の増加により多成分化、複合化することで、従来

以上にユーザの要求に応えられる分析システムが構

築可能であると考えている。

最後になりますが、国内外にてフィールドテストの

場所をご提供くださいましたユーザならびに関係各

位に深く感謝し、お礼申し上げます。

参考文献

a)金井, “直接挿入型レーザ方式ガス分析計「ZSS」”,

富士時報 3月号,第 2号（2008）

b)JIS7993,「試料非吸引採取方式分析計による排ガス

成分の自動計測システム」

c)中村, “直接挿入型レーザ方式ガス分析計の特長と

適用例”,計装,6月号,vol.51,No.6（2008）

d)中村, “2 成分同時測定を可能にした直接挿入型レ

ーザ方式ガス分析計”,計装 ,2 月号 ,vol.52,No.2

（2009）

以上

著者略歴：

平山紀友（ひらやまのりとも）

1991 年富士電機総合研究所㈱入

社、以来工業用計測機器、光応用

機器の研究開発に従事。現在、富

士電機アドバンストテクノロジ

ー㈱機器技術研究所主任研究員

燃焼ガス

ボイラ設備

活性炭吸着塔

触媒反応塔

減温塔

温度調節水

ろ過集塵器

触媒反応前のHCl,

NH3, NOx濃度

触媒反応後のHCl, NH3濃度

脱硝処理前後のHCl濃度

大気への放出ガス監視 HCl

O2検出による

燃焼制御

O2検出による

燃焼制御

用途：焼却炉、排煙脱硫・脱硝、熱処理など排ガス処理プロセスの例

燃焼ガス

ボイラ設備

活性炭吸着塔

触媒反応塔

減温塔

温度調節水

ろ過集塵器


NH3, NOx濃度



NH3, NOx濃度




大気への放出ガス監視 HCl大気への放出ガス監視 HCl

O2検出による

燃焼制御

O2検出による

燃焼制御

O2検出による

燃焼制御

O2検出による

燃焼制御

用途：焼却炉、排煙脱硫・脱硝、熱処理など排ガス処理プロセスの例

図 6 直接挿入型レーザ方式ガス分析計の適用


技術報告

レーザレーザレーザレーザ式式式式ガスガスガスガス分析計分析計分析計分析計 LDS6

国内現場国内現場国内現場国内現場でのでのでのでの事例紹介事例紹介事例紹介事例紹介とととと環境問題環境問題環境問題環境問題へのへのへのへの貢献貢献貢献貢献

Diode laser gas analyzer LDS6

The introduction of the case example, and the

contribution for the environment in Japan

株式会社ノーケン倉本拓司

Nohken inc. Takuji Kuramoto

１.はじめに

2004 年 5 月に大気汚染防止法が改正され、揮発性

有機化合物(VOC ; Volatile Organic Compounds)につ

いて排出の規制が行われている。VOC はオキシダント

や浮遊粒子状物質(SPM)の原因物質であるとされる一

方、回収しリサイクルすることができればエネルギー

として有効に活用することできる。

石油備蓄施設から原油をタンカーへ積み込む際、タ

ンカー船倉内のガスがタンカー排出ガスとして大気

中に放出される。このタンカー排出ガスには原油に由

来する VOC が含まれており、大気汚染や臭気など近隣

地域に少なからず影響を与える。

新日本石油基地株式会社喜入基地では、タンカー排

出ガスを回収し、臭気成分を分解処理すると同時にエ

ネルギーとして再利用する設備を建設し、2007 年 4

月より運転を開始している。この設備の稼働により、

VOC 対策および近隣地域への臭気対策、エネルギー回

収の 3 つのメリットを享受できる。

この設備は、タンカー排出ガスをタンカーからパイ

プラインにて陸上の回収設備へ送り、圧縮、冷却する

ことによって VOC の回収を行う。また、回収できなか

ったガスは、燃焼処理により無臭化される。

タンカー排出ガスはガス圧縮機によって吸引される

ため、ガスを移送するパイプライン内部は負圧条件と

なる。このため、パイプラインにリークがある場合に

は空気を吸い込み、酸素濃度が上昇し爆発の危険性が

高まる。設計上、着火源は徹底的に排除されているが、

静電気による火花発生の可能性があるため、爆発防止

はパイプライン内の酸素濃度を監視することによっ

て行われている。

この酸素濃度の監視する分析計として、高速応答性、

高選択性を有する Siemens 製レーザ式ガス分析計

LDS6 が採用されている。

２.設備概要

設備名称：TVR(Tanker Vapor Recovery)設備

目的：タンカーへの原油の積み込みを行う際に

船倉から排出されるタンカー排出ガスを

回収/処理し、臭気成分の分解無臭化

および LPG 成分の回収を行う。

処理能力：20,000m3/h

回収エネルギー：約 1 万トン／年(LPG 換算)

臭気分解率：98%以上

VOC 除去率：98%以上

図-1 TVR 設備概要

Fig.1 Outline of the TVR facility

３.安全性確保のために

原油の産地や種類によってタンカー排出ガス中の

HC(Hydro Carbon)濃度は異なることから、タンカー排

出ガスの爆発防止はガス中の酸素濃度を低く保つこ

とによって図られる。何らかの理由によりガス中の酸

素濃度が上昇した場合には、N2の大量供給による希釈

が行われ、さらに酸素濃度が上昇する場合には設備の

運転が停止される。

このような制御を行うため、タンカー排出ガス中の

酸素濃度を測定する分析計に求められる事項は以下

のような難しいものであった。

・速い応答性を有すること

・信頼性の高い測定を実現すること

・ HC による干渉がないこと


・メンテナンス性に優れること

・ TIIS 防爆仕様に対応可能であること

・海上施設への設置に対応可能であること

当初、磁気圧式酸素分析計にて検討を行っていたが、

これらの要求事項を受け、レーザ式ガス分析計での対

応へ切り替えた経緯がある。

磁気圧式酸素分析計を使用する場合、パイプライン

からタンカー排出ガスを分析計へ引き込んで酸素濃

度の測定を行うこととなるが、タンカー排出ガスを吸

引するためのポンプやフィルタ、フローメータなどを

組み込んだサンプリング装置が必要となり、システム

が複雑となるうえ、設置スペースの検討が必要となる。

また、分析計から排出される測定後のガスの処理につ

いても検討が必要となるなど、様々な問題点が挙げら

れる。

これに対し、レーザ式ガス分析計の場合では、直接

パイプライン内の酸素濃度を測定するため、サンプリ

ング装置を必要とせず、非常に速い応答性を実現する

ことができる。また、タンカー排出ガスを外部に取り

出す必要がないため測定後のガスの処理について考

慮する必要がない。システムがシンプルとなるため、

メンテナンスの対象やその実施頻度が低い。など、従

来のサンプリングタイプの分析計に比べ、様々なメリ

ットがある。

また、要求事項として挙げられていた HC による干

渉有無に関しても、事前に実ガスによるテストを行い

干渉が無いことを確認し、最終的にレーザ式ガス分析

計 LDS6 にて対応可能であるとの判断を頂き、TVR 設

備に使用する酸素分析計として、LDS6 の採用を決定

頂いた。

４.レーザ式ガス分析計概要

4.1 LDS6 概要

レーザ式ガス分析計 LDS6 は、サンプリングポイン

トにて直接測定を行う In-situ タイプの分析計であ

り、サンプルガスを分析計に引き込むことなく、プロ

セスガスの濃度を直接測定することが可能である。

サンプリング装置による測定の遅れが無いため、ガス

条件の変化に対して速い追従性を実現することがで

きる。また、測定原理として、近赤外波長可変半導体

レーザ吸収分光法(TDLAS／ Tunable Diode Laser

Absorption Spectroscopy)を利用しており、優れた選

択性および高ダスト濃度下での安定測定など様々な

特長を有する。

また、LDS6 はセントラルユニット内部に測定対象ガ

スを封入したガラスセル(参照セル)を搭載しており、

セントラルユニットに内蔵されているレーザの出力

に対し、この参照セルを介して受光したレーザ光を監

視することによって、常時自動的に校正が行われてい

る。この機能を有することにより、分析計自身の定期

的な校正が不要となり、メンテナンスを行うことなく

長期間の安定測定が実現できる。

4.2 LDS6 システム構成

LDS6 は、セントラルユニットと対向するセンサユ

ニットとの組合せにて構成され、セントラルユニット

とセンサユニット間は、レーザ光を伝達する光ファイ

バにて接続される。また、1 台のセントラルユニット

で最大 3 対のセンサユニットを接続することができ、

同一測定対象であれば、3 ヶ所の同時測定が可能であ

る。

図-2 LDS6 機器構成

Fig.2 System diagram of the LDS6

センサユニット

センサユニット

セントラルユニット


５.TVR 設備への LDS6 適用

5.1 設置場所

タンカーが接岸する桟橋(4ヶ所)および排出ガス処

理設備(TVR設備)の圧縮機入口および吸収塔出口が酸

素濃度の測定箇所であり、いずれの測定箇所において

も、冗長化のため LDS6 が 2 台ずつ設置され合計 12 台

を採用頂いている。

図-3 LDS6 設置場所

Fig.3 Installation points of the LDS6

写真-1 LDS6 センサユニット設置場所(桟橋上)

Photo 1 Installation points of the CD6 on jetty

写

真

-2

LDS

6 セ

ン

ト

ラ

ルユニット設置場所(桟橋上)

Photo 2 Installation points of the LDS6 on jetty

5.2 LDS6 測定値と設備の運転

パイプライン内の酸素濃度が上昇し 6%に達した場

合、桟橋側パイプライン内に自動的に N2 が供給され

ガスの希釈が行われる。N2による希釈実施にもかかわ

らずさらに酸素濃度が上昇した場合、7%で警報を出力、

8%まで達すると TVR 設備の運転を停止し、安全確保が

行われる。

６.最後に

使用台数 12 台の大きなプロジェクトであり、また、

LDS6自身が新しい動作原理の分析計であることから、

事前の仕様確認やテスト実施、TIIS 防爆取得など、

様々な課題を克服する必要があった。

しかし、2007 年 5 月の TVR 設備運転開始以降、先

進的な原油リサイクルプロセスに関して TVR 設備を

多くの見学者が訪れるなど高い評価を得ており、その

設備の安全性を担う分析計システムを提供し微力な

がらも貢献できたことは非常に光栄に感じている。

最後に、高い技術が評価され、この TVR 設備が様々

な賞を受賞されているので以下に紹介したい。

2008 年 4 月

「日本産業技術対象審査員特別賞」(日刊工業新聞社)

2008 年 11 月

「日経ものづくり大賞」(日刊工業新聞社)

2008 年 12 月

「大気環境保全功労者表彰」(環境省)

「揮発性有機化合物対策功労者特別表彰」(環境省)

以上

著者紹介：

倉本拓司

株式会社ノーケン技術部設計 2 課

〒564-0052 大阪府吹田市広芝町 15-32

電話 (06) 6386-8299

E-mail [email protected]


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本本本本号号号号目目目目次次次次

支部役員巻頭言（英・和）

（企画担当・三宅豊） ―――１

技術報告直接挿入レーザ方式ガス分析計

（富士電機ｱﾄﾞﾊﾞﾝｽﾄﾃｸﾉﾛｼﾞｰ・平山紀友）

―――３

技術報告レーザ式ガス分析計 LDS6

国内現場での事例紹介と環境問題への貢献

（ノーケン・倉本拓司） ―――７

ＩＳＡ日本支部案内・連絡先 ―――１０

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ISA Japan Section Newsletter,Vol.12,No.33

2009 年 6 月 30 日発行/ June 30, 2009

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