(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導検出器を備えたガスクロマトグラフ分析装置において、
前記熱伝導検出器の参照側入口にキャリヤーガス流量制御部を接続し、
直列接続した試料導入部と分離カラムとを前記熱伝導検出器の参照側出口と分析側入口との間に接続し、
可変抵抗を、前記直列接続した試料導入部と分離カラムに対して並列接続、又は熱伝導検出器の参照側入口と分析側入口との間に接続したことを特徴とするガスクロマトグラフ分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスクロマトグラフ分析装置に関し、特に検出器として熱伝導度型検出器を用いたガスクロマトグラフ分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスクロマトグラフは、一般にキャリヤーガスの圧力や流量を調節するキャリヤーガス流量制御部と、カラムへ試料を導入する試料導入部と、分析目的の成分を分離するカラムと、カラムで分離された成分を検出して電気信号に変換する検出器により構成されている。
【０００３】
この検出器には、熱伝導度検出器（ＴＣＤ），水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ），電子捕捉検出器（ＥＣＤ），熱イオン化検出器（ＦＴＤ），炎光光度検出器（ＦＰＤ）等種々の検出器があり、分析対象成分や分析目的等に応じて使い分けがされている。熱伝導度検出器（ＴＣＤ）は、もっとも広く用いられる検出器であり、キャリヤーガス以外の全ての化合物の検出を行うことができる。
【０００４】
図５は熱伝導度検出器の概略図である。ガス流路内に４つのフィラメントを挿入してホイーストンブリッジを形成し、ブリッジ電流Ｉで加熱する。参照側には純キャリヤーガスを通し、検出側には分離カラムから出たキャリヤーガスを通す。キャリヤーガスに比べて熱伝導度の低い試料蒸気が入ると、検出側フィランメトの温度は上昇して電気抵抗が変化する。この抵抗変化をホイーストンブリッジによって出力信号電圧Ｅｏとして検出する。
【０００５】
図６は熱伝導度検出器を用いた従来のガスクロマトグラフ分析装置の構成例である。熱伝導度検出器２はキャリヤーガスを通す参照側セル２Ａと、試料を通す分析側セル２Ｂを備える。参照側セル２Ａの参照側入口２ａには参照用カラム１１’Ａを介して試料導入部４Ａが接続され、キャリヤーガス流量制御部３Ａからキャリヤーガスが供給される。参照側セル２Ａを通過したキャリヤーガスは参照側出口２ｂから装置外に排出される。一方、分析側セル２Ｂの分析側入口２ｃには分離カラム１１が接続され、試料導入部４Ｂで注入された試料が、キャリヤーガス流量制御部３Ｂからのキャリヤーガスとともに供給される。分析側セル２Ｂを通過した試料、およびキャリヤーガスは分析側出口２ｄから装置外に排出される。
【０００６】
熱伝導度検出器２で測定した測定信号は増幅部５で信号増幅した後、データ処理部６でピーク検出等のデータ処理が行われ、さらに必要に応じて表示や記録を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
熱伝導度検出器は、前記したように参照側と分析側の両方にキャリヤーガスを供給して分析を行う構成であるため、この熱伝導度検出器を用いたガスクロマトグラフ分析装置は、分析側と参照側にキャリヤーガスを供給するために独立した２つのキャリヤーガス流量制御部を必要とする問題点がある。
【０００８】
また、試料導入部を通して参照側にガスを供給する場合もあるため、試料導入部についても分析側と参照側の両側に独立して２つ必要とする問題点もある。
【０００９】
キャリヤーガス流量制御部は高価な装置であるため、ガスクロマトグラフ分析装置において２つのキャリヤーガス流量制御部を必要とすることは、価格やメンテナンスの上でも大きな問題となる。
【００１０】
そこで、本発明は前記した従来のガスクロマトグラフ分析装置の問題点を解決し、熱伝導度検出器を用いたガスクロマトグラフ分析装置において、キャリヤーガス流量制御部の個数を減少することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のガスクロマトグラフ分析装置は、熱伝導度検出器を備えたガスクロマトグラフ分析装置であって、熱伝導度検出器の参照側入口にキャリヤーガス流量制御部を接続し、また、熱伝導度検出器の参照側出口と分析側入口との間に、直列接続した試料導入部と分離カラムとを接続するものであり、これによって、参照側に流したガスを分離カラムへのキャリヤーガスとして使用し、従来分離カラムに接続していたキャリヤーガス流量制御部を削減して、ガスクロマトグラフ分離カラム装置が必要とするキャリヤーガス流量制御部の個数を減少する。
【００１２】
本発明の第１の実施形態は、分離カラムとして分析用大口径カラムを用いるものであり、熱伝導度検出器の参照側に流したガスをそのまま分析用大口径カラムのキャリヤーガスとして利用することができる。
【００１３】
本発明の第２の実施態様は、直列接続した試料導入部と分離カラムに対して可変抵抗を並列接続し、分離カラムとして全量導入の分析用キャピラリーカラムを用いるものであり、熱伝導度検出器の参照側に流したガスを分析用キャピラリーカラムのキャリヤーガスとして利用することができる。
【００１４】
本発明の第３の実施態様は、熱伝導度検出器の参照側入口と分析側入口との間に可変抵抗を接続し、分離カラムとしてスプリット／スプリットレス法による分析用キャピラリーカラムを用いるものであり、熱伝導度検出器の参照側に流したガスを分析用キャピラリーカラムのキャリヤーガスとして利用することができる。スプリットにより排出されるガス量に応じて、可変抵抗によって参照側入口に流れる流量と可変抵抗に流れる流量を調節し、これによって、参照側に流れるガスと分析側に流れガスの流量を等しくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明のガスクロマトグラフ分析装置の一実施の形態を説明するための概略ブロック図である。図１に示すガスクロマトグラフ分析装置１は、分離カラムとして分析用大口径カラム１１を用いる場合の構成を示している。
【００１６】
図１において、ガスクロマトグラフ分析装置１は、キャリヤーガス流量制御部３と熱伝導度検出器２と試料導入部４と分析用大口径カラム１１を備え、熱伝導度検出器２で測定した測定信号は増幅部５で信号増幅し、データ処理部６でピーク検出等のデータ処理が行われ、さらに必要に応じて表示や記録を行う。
【００１７】
本発明の第１の実施形態において、熱伝導度検出器２は、キャリヤーガスを通す参照側セル２Ａと、キャリヤーガスとともに試料を通す分析側セル２Ｂを備える。参照側セル２Ａの参照側入口２ａにはキャリヤーガス流量制御部３が接続され、キャリヤーガスが参照側セル２Ａに供給される。供給されるキャリヤーガスとしては、例えば４０ｍｌ／分程度のヘリウム等のガスを用いることができる。
【００１８】
また、参照側出口２ｂと分析側入口２ｃとの間には、試料導入部４と分析用大口径カラム１１とを直列接続して接続する。参照側セル２Ａを通過したキャリヤーガスは参照側出口２ｂから試料導入部４に流れ、この試料導入部４のシリンジ等によって試料の導入が行われる。試料が導入されたキャリヤーガスは、分析用大口径カラム１１において各成分毎に分離が行われ、分析側入口２ｃを通して分析側セル２Ｂに供給される。
【００１９】
分析側セル２Ｂを通過した試料およびキャリヤーガスは分析側出口２ｄから装置外に排出される。熱伝導度検出器２は、伝導度の差に応じた測定信号を出力し、データ処理部６でピーク検出が行われる。
【００２０】
従って、熱伝導度検出器２の参照側セル２Ａおよび分析側セル２Ｂには、共にキャリヤーガス流量制御部３を通った全てのキャリヤーガスが流れるため、両セル２Ａ，２Ｂを流れるガス量は等しくなる。
【００２１】
次に、本発明のガスクロマトグラフ分析装置の他の実施形態を図２を用いて説明する。
図２に示すガスクロマトグラフ分析装置１は、分離カラムとして分析用キャピラリーカラムを用い、全量導入による場合の構成を示している。
図２において、ガスクロマトグラフ分析装置１は、キャリヤーガス流量制御部３と熱伝導度検出器２と全量導入型の試料導入部４と分析用キャピラリーカラム１２とメイクアップガスを供給するための可変抵抗７を備え、熱伝導度検出器２で測定した測定信号は増幅部５で信号増幅し、データ処理部６でピーク検出等のデータ処理が行われ、さらに必要に応じて表示や記録を行う。
【００２２】
本発明の第２の実施形態の熱伝導度検出器２は、第１の実施形態と同様に、キャリヤーガスを通す参照側セル２Ａと、キャリヤーガスとともに試料を通す分析側セル２Ｂを備える。参照側セル２Ａの参照側入口２ａにはキャリヤーガス流量制御部３が接続され、キャリヤーガスが参照側セル２Ａに供給される。供給されるキャリヤーガスとしては、例えば４０ｍｌ／分程度のヘリウム等のガスを用いることができる。
【００２３】
また、参照側出口２ｂと分析側入口２ｃとの間には、直列接続した試料導入部４と分析用キャピラリーカラム１２と、可変抵抗７とを並列接続する。参照側セル２Ａを通過し参照側出口２ｂから出たキャリヤーガスは分岐され、一部は試料導入部４に流れ、残りは可変抵抗７に流れる。
【００２４】
試料導入部４では、シリンジ等によってキャリヤーガス中に試料が導入される。試料が導入されたキャリヤーガスは、分析用キャピラリーカラム１２において各成分毎に分離が行われる。このとき、全量導入型の試料導入部４では、流入したガスの全量を分析用キャピラリーカラム１２に供給する。分析用キャピラリーカラム１２から出た試料およびキャリヤーガスは、可変抵抗７から出たメイクアップガスと合わせられて分析側入口２ｃを通して分析側セル２Ｂに供給される。
【００２５】
分析側セル２Ｂを通過した試料およびキャリヤーガスは分析側出口２ｄから装置外に排出される。熱伝導度検出器２は、伝導度の差に応じた測定信号を出力し、データ処理部６でピーク検出が行われる。
【００２６】
従って、熱伝導度検出器２の参照側セル２Ａおよび分析側セル２Ｂには、共にキャリヤーガス流量制御部３を通った全てのキャリヤーガスが流れるため、両セル２Ａ，２Ｂを流れるガス量は等しくなる。
【００２７】
次に、本発明のガスクロマトグラフ分析装置の別の実施形態を図３を用いて説明する。
図３に示すガスクロマトグラフ分析装置１は、分離カラムとして分析用キャピラリーカラムを用い、スプリット法による場合の構成を示している。
図３において、ガスクロマトグラフ分析装置１は、キャリヤーガス流量制御部３と熱伝導度検出器２とスプット流路８を持つ試料導入部４と分析用キャピラリーカラム１２とメイクアップガスを供給するための可変抵抗７を備え、熱伝導度検出器２で測定した測定信号は増幅部５で信号増幅し、データ処理部６でピーク検出等のデータ処理が行われ、さらに必要に応じて表示や記録を行う。
【００２８】
本発明の第３の実施形態の熱伝導度検出器２は、第１，２の実施形態と同様に、キャリヤーガスを通す参照側セル２Ａと、キャリヤーガスとともに試料を通す分析側セル２Ｂを備える。キャリヤーガス流量制御部３は、参照側セル２Ａの参照側入口２ａと分析側セル２Ｂの分析側入口２ｃとに分岐して接続され、キャリヤーガスの一部が参照側セル２Ａに供給され、残りのキャリヤーガスは分析側セル２Ｂにメイクアップガスとして供給される。供給されるキャリヤーガスとしては、例えば４０ｍｌ／分程度のヘリウム等のガスを用いることができる。
【００２９】
また、参照側出口２ｂと分析側入口２ｃとの間には、試料導入部４と分析用キャピラリーカラム１２とを直列接続する。参照側セル２Ａを通過し参照側出口２ｂから出たキャリヤーガスは試料導入部４に流れる。試料導入部４では、シリンジ等によってキャリヤーガス中に試料が導入される。試料導入部４において試料が導入されたキャリヤーガスの一部は分析用キャピラリーカラム１２に送られ、残りの大部分はスプリット流路８から装置外部に排出される。
【００３０】
試料が導入されたキャリヤーガスは、分析用キャピラリーカラム１２において各成分毎に分離が行われる。分析用キャピラリーカラム１２から出た試料およびキャリヤーガスは、可変抵抗７から出たメイクアップガスと合わせられて分析側入口２ｃを通して分析側セル２Ｂに供給される。可変抵抗７でメイクアップガスのガス量を調節することによって、この分析側入口２ｃを通して分析側セル２Ｂに流入するガス量と、参照側入口２ａから参照側セル２Ａに供給されたガス量とを同量にすることができる。
【００３１】
例えば、キャリヤーガス流量制御部３からのガスを参照側入口２ａと可変抵抗７とに分岐において、この分岐のガス量の比をａ対ｂとし、試料導入部４においてスプリット流路に排出されるガスと分析用キャピラリーカラム１２に送られるガスのガス量の比をｃ対１とすると、ａ／ｂ＝（ｃ＋１）／ｃの関係を満たすように可変抵抗７を調節することによって、参照側セル２Ａを通るガス量と分析側セル２Ｂをガス量を一致させることができる。
【００３２】
例えば、ｃ＝９として試料導入部に送られるガスの９／１０をスプリット流路から排出する場合には、参照側用入口２ａへのガス量と可変抵抗７へのガス量の比が１０対９となるように可変抵抗７を調節する。
【００３３】
分析側セル２Ｂを通過した試料およびキャリヤーガスは分析側出口２ｄから装置外に排出される。熱伝導度検出器２は、伝導度の差に応じた測定信号を出力し、データ処理部６でピーク検出が行われる。
【００３４】
図４は、キャリヤーガスとして４０ｍｌ／分のヘリウムガス、試料として空気１．０ｍｌ、分離カラムとして３．１ｍｍ径，２ｍ長の大口径カラムを用いた場合の測定結果例であり、図４（ａ）は本発明のガスクロマトグラフ分析装置による結果を示し、図４（ｂ）は従来のガスクロマトグラフ分析装置による結果を示している。なお、図４（ｂ）の従来のガスクロマトグラフ分析装置では、参照用のカラムとして同じ大口径カラムを用いている。なお、図４中の０．０，２．０，４．０はリテンションタイムを表している。
【００３５】
図４（ａ），および図４（ｂ）の測定結果が示すように、本発明のガスクロマトグラフ分析装置によって、従来のガスクロマトグラフ分析装置と同等の測定結果を得ることができる。
【００３６】
本発明の実施形態によれば、熱伝導度検出器の参照側から排出していたキャリヤーガスを分析側に流用することができるため、高価な高純度のキャリヤーガスの消費量を減少することができる。
【００３７】
また、本発明の実施形態によれば、参照側セルおよび分析側セルのガスの流量が常に同じとなるため、分析条件の設定を容易に行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、熱伝導度検出器を用いたガスクロマトグラフ分析装置において、キャリヤーガス流量制御部の個数を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスクロマトグラフ分析装置の一実施の形態を説明するための概略ブロック図である。
【図２】本発明のガスクロマトグラフ分析装置の他の実施形態を説明するための概略ブロック図である。
【図３】本発明のガスクロマトグラフ分析装置の別の実施形態を説明するための概略ブロック図である。
【図４】ガスクロマトグラフ分析装置の測定結果例である。
【図５】熱伝導度検出器の概略図である。
【図６】熱伝導度検出器を用いた従来のガスクロマトグラフ分析装置を説明するための概略ブロック図である。
【符号の説明】
１，１０…ガスクロマトグラフ分析装置、２…熱伝導度検出器、２Ａ…参照側セル、２Ｂ…分析側セル、２ａ…参照側入口、２ｂ…参照側出口、２ｃ…分析側入口、２ｄ…分析側出口、３…キャリヤーガス流量制御部、４…試料導入部、５…増幅部、６…データ処理部、７…可変抵抗、８…スプリット流路、１１…分析用大口径カラム、１２…分析用キャピラリーカラム。
【図１】
0003632718.tif 000002
【図２】
0003632718.tif 000003
【図３】
0003632718.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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