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ガス検知器でよく見る濃度単位について(ppm・vol%・%LEL・%UEL)

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▇ 概述

ガス検知器には、さまざまな測定単位が用いられるですが,ガス濃度の測定単位に関する知識は、ガス検知器の選定をする上で必須となります。 主なガス検知器の測定範囲をあらわす単位についてご紹介致しますので、 是非、ガス検知器の選定にお役立てください!

ガス検知器でよく見る濃度単位

ガス検知器でよく見る濃度単位

Pictures shown are for illustrative purposes only.


▇ 濃度単位

%(percent)
気体の容積比の百分率です。その数値は、空気など媒体100ml中のmlに相当します。
mg/m3 (milligram per cubic meter)
単位体積中の物質の濃度を表し、その数値は空気1m3(1,000L)中のmgに相当します。主として粒子状物質の濃度を表すときに使われますが、稀に気体の濃度にも用いられます。
mg/L (milligram per litre)
単位容積中の物質の濃度を表し、その数値は空気1L(1,000ml)の中のmgに相当します。主として液状物質の濃度を表すときに使われますが、稀に気体の濃度にも用いられます。
ppm(ピーピーエム,parts per million)
1vol% = 10,000ppm perts per millionの略で、100万分の1という意味です。体積比を表しています。 比較的低い濃度を計測する際に使用されることが多い単位です。体積比を表しており、 比較的低い濃度を計測する際に使用されることが多い単位です。 工場内の日常点検やタンク内作業の安全確認、タンカーの船倉の点検などに使われています。
1%=10000ppm
vol%(ボリュームパーセント)
ガスの濃度を体積の100分の1であらわしたものです。 比較的濃度が高い場合に使用されることが多い単位です。 ガスの置換作業の確認などに使われています。
1vol%=10000ppm
%LEL(パーセントエルイーエル,Lower Explosive Limit)
爆発下限界濃度,可燃性ガスの爆発下限界濃度を100として可燃性ガスの濃度を100分の1であらわしたものです。 可燃性ガス等を計測する際に使用されることが多い単位です。(例)水素爆発下限界濃度は4vol%です。そのため、水素の場合『4vol% = 100%LEL』となります。
%UEL(Upper Explosive Limit)
爆発上限界濃度,可燃性ガスが空気と混合して着火によって爆発を起こす最高濃度です。例:水素の最高濃度は75vol%

▇ vol%と%LELの関係性

上記で説明したように、爆発下限界をLELと言い、vol%で表記します。 その爆発下限界「vol%」を100としてガスの濃度を100分の1で表したものが「%LEL」となります。例:水素のLELは4VOL%で、その場合4VOL%=100%LELとなり、測定した水素濃度が2VOL%の場合50%LELとなります。

そのた

燃焼範囲
可燃性ガスが空気と混合して着火によって爆発を起こす濃度範囲です。 爆発上限界と爆発下限界との間の濃度のことです。例:水素の爆発範囲は4.0vol%~75vol%
分解能
測定機器によって読み取れる最小読み取り値のことです。
指示精度
測定範囲全域において、測定値を正確な値と比較した際の許容誤差範囲です。

主要可燃性ガスの爆発下限界一覧表

ガス及び蒸気名分子式(化学式)燃焼(爆発)下限界[vol%]
水素H24.0
メタンCH45.0
プロパンC3H82.1
エチレンC2H42.7
プロピレンC3H62.0
アセチレンC2H22.5
トルエンC6H5CH31.2
O‐キシレンC6H4(CH3)21.0
メタノールCH3OH6.0
エタノールC2H5OH3.3
アセトン(CH3)2CO2.1
メチルエチルケトンCH3COC2H51.8
酢酸エチルCH3COOC2H52.0
酢酸ブチルCH3COO(CH3)2CH31.7
ガソリン1.0
n‐ヘキサンCH3(CH2)4CH31.1
ブタジエンCH2=CHCH=CH22.0
アセトアルデヒドCH3CHO4.0
塩化ビニルCH2=CHCl3.6
一酸化炭素CO12.5
アンモニアNH315.0
硫化水素H2S4.0
ベンゼンC6H61.3
アクリロニトリルCH2=CHCN3.0
酸化エチレンCH2CH2O3.6
シアン化水素HCN5.6

▇ 濃度単位の変換

% → ppmppm=%×10000 → 1ppm=0.0001%
ppm → %%=ppm×1/10000 → 1%=10000ppm
ppm → mg/m3mg/m3=ppm× M/22.4×273/(273+T)×P/1013
mg/m3 → ppmppm=mg/m3×22.4/M×(273+T)/273×1013/P
mg/L → %%=mg/L×22.4/M×(273+T)273×110×1013/P
% → mg/Lmg/L=%×M/22.4×273/(273+T)×10×P/1013

M:各物質の分子量
22.4(L):0℃、1気圧での分子1molの容積
273(K):Kは絶対温度目盛であり、0℃は273.15Kになる。従って、T℃は(273+T)Kとなる。
1013(hPa):1気圧
P:測定点の気圧(hPa)

▇ まとめ

今回はvol%について説明しました。意味が理解頂けたと思います。vol%は、体積を使って計算した濃度の単位です。物質の体積に対する全体の体積の百分率がvol%です。百分率、wt%の意味など併せて勉強しましょう。


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