(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスクロマトグラフィー・カラム（１２）と、インジェクタ手段（１４）と、ガスインレットライン（７０）と、流量制御手段（６９）とを有するガスクロマトグラフ装置であって、
前記インジェクタ手段（１４）は、インレット通路（２２）と、試料インレット（２８，３０）と、混合室（２０）と、カラム通路（４２）と、出口通路（４４）とを有し、
前記インレット通路にはキャリアガスが供給され、
前記試料インレットには被検試料が選択的に供給され、
前記混合室には試料がキャリアガスの連続流に混合するために供給され、
前記カラム通路は、カラムに連続流の被検部分を搬送するために当該カラムと連通しており、
前記出口通路は、連続流の分離部分を混合室から吐出するためのものであり、
前記ガスインレットラインは、キャリアガスをガス源からインレット通路へ制御されたインレット流量で搬送するためのものであり、
前記流量制御手段はインレット流量を制御するためのものであり、可変アウトレット制限器（８６）と、流量検出器（７６，７８）と、フィードバック流量制御器（５６）とを有し、
前記可変アウトレット制限器は、出口通路（４４）と環境空間（４８）との間に接続されており、
前記流量検出器はインレットライン（７０）に配置されており、インレット流量を検出し、
前記フィードバック流量制御器は、動作的に流量検出器と可変アウトレット制限器（８６）との間に配置されており、インレット流量が実質的に一定に維持されるように可変アウトレット制限器（８６）を制御し、
前記流量検出器はさらに固定インレット制限器を有し、
該固定インレット制限器はインレットラインに配置されており、
差圧検出器が固定インレット制限器を介する差圧を検出するために接続されており、
前記差圧はインレット流量を表す、
ことを特徴とするガスクロマトグラフ装置。
【請求項２】
流量フィードバック制御器はインレット流量を一定の質量流量として維持する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
掃気ラインを有し、該掃気ラインはガスを混合室から環境空間へ、分離部分とは別個に一定の流量で掃気するためのものである、請求項１記載の装置。
【請求項４】
カラム通路はインレット点を有し、装置はさらに圧力制御手段を有し、該圧力制御手段はインレット通路へのキャリアガス流を、インレット点の圧力が実質的に一定に維持されるよう制御する、請求項１記載の装置。
【請求項５】
圧力制御手段は可変インレット制限器を有し、該可変インレット制限器はインレットラインの流量検出器とインレット通路との間に配置されており、
カラム圧力検出器が、実質的にカラムのインレット点におけるカラム圧力を検出するために設けられており、
フィードバック圧力制御器が、カラム圧力が実質的に一定の維持されるように可変インレット制限器を動作的に制御する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
さらに掃気ラインを有し、該掃気ラインは掃気ガスを混合室から環境空間へ、分離部分とは別個に一定の流量で掃気するためのものである、請求項５記載の装置。
【請求項７】
さらに変換器手段を有し、該変換器手段は環境空間の絶対圧を測定するためのものであり、
フィードバック圧力制御器は前記絶対圧に応答する手段を有し、該手段は絶対圧の変動を可変インレット制限器の制御で補償するためのものである、請求項５記載の装置。
【請求項８】
流量検出器は固定インレット制限器と差圧検出器を有し、該固定インレット制限器はインレットラインに配置されており、
前記差圧検出器は前記固定インレット制限器に対して並列に接続されており、
当該差圧はインレット流量を表し、
フィードバック流量制御器はインレット流量を一定の質量流量に維持する、請求項５記載の装置。
【請求項９】
さらに環境空間の絶対圧を測定するための変換器手段を有し、
フィードバック圧力制御器は前記絶対圧に応答する手段を有し、該手段は絶対圧の変動を可変アウトレット制限器の制御で補償するためのものである、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
さらに統合インレットガスモジュールと統合アウトレットガスモジュールを有し、
前記インレットモジュールは固定インレット制限器、可変インレット制限器および差圧検出器を有し、
前記アウトレットモジュールは可変アウトレット制限器およびカラム圧力検出器を有する、請求項５記載の装置。
【請求項１１】
フィードバック流量制御器は、差圧較正手段と、計算手段と、差信号発生手段と、差信号使用手段と
前記差圧較正手段は、差圧（Ｐ）を固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量の関数として較正し、
前記計算手段は、関数により設定差圧（ＰＳ）を所定の設定質量流量（ＦＳ）から計算し、
前記差信号発生手段は、差圧と設定圧力との差を表す信号を装置動作中に発生するものであり、
前記差信号使用手段は、可変アウトレット制限器を、差圧が実質的に設定圧に等しく維持されるよう装置動作中に制御し、
インレット流量は実質的に設定質量流量に一定維持される、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
フィードバック流量制御器はさらに、補正質量流量を計算するための手段を有し、
当該計算は、較正ステップ中にキャリアガスの特性から該特性変化に対して補正された設定質量流量から行われ、
前記計算手段は、関数により設定圧力を補正された質量流量から計算するための手段を有する、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記関数は線形関数であり、
前記計算手段は流量計と、確定手段と、測定手段と、を有し、
該流量計は固定インレット制限器を通るキャリアガスの流量を測定し、
前記確定手段は連続的に流量計により、第１の較正流量（Ｆ１）と第２の較正流量（Ｆ２）を確定し、
前記測定手段は、相応して第１の較正圧力（Ｐ１）と第２の較正圧力（Ｐ２）を測定し、
各較正圧力は固定インレット制限器を介する差圧であり、
前記流量と前記圧力はそれぞれ集合的に関数を定義し、
前記第１の較正流量は流量計の使用に関連した最小流量であり、
前記第２の較正流量は固定インレット制限器に対する所定の最大流量である、請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
フィードバック制御器はさらに、補正質量流量（ＦＣ）を計算するための手段を有し、
当該計算は、キャリアガスの特性から当該特性の変化に対して補正された設定質量流量から較正ステップ中に行われ、
前記計算手段は、関数により設定圧を補正質量流量から計算するための手段を有する、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
フィードバック流量制御器はさらに、温度（Ｔ２）および、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ２）を、第２の較正圧力の測定中に検出するための手段と、
温度（Ｔ３）および、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ３）を、設定質量流量での装置の動作中に検出するための手段とを有し、
較正中に使用されるキャリアガスは正規化された較正ガス粘度（Ｇ２）を有し、
装置の動作中に使用されるキャリアガスは正規化されたガス粘度（Ｇ３）を有し、
補正された質量流量は次の第１の式により計算され、
【数１】
0003629329.tif 000006
設定圧は次の第２の式により計算され、
【数２】
0003629329.tif 000007
ここでＡは固定制限器に対する温度係数である、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
フィードバック流量制御器はさらに、正規化手段を有し、
該正規化手段は、補正され質量流量と、第１の較正流量と、第２の較正流量とを、標準大気圧および標準絶対温度に対して計算ステップの前に正規化する、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
フィードバック流量制御器はさらに計算手段を有し、
該計算手段は、固定インレット制限器を通るキャリアガスの実際の質量流量（ＦＡ）を次の第３の式により計算し、
【数３】
0003629329.tif 000008
ここで
【数４】
0003629329.tif 000009
である、請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
シャットオフバルブと、確定手段と、低減された質量流量を予選択された出口質量流量に加算することによって設定質量流量を得るための手段とを有し、
前記シャットオフバルブは出口通路を通る流れを遮断し、
前記確定手段はバルブの遮断により低減されたキャリアガスの質量流量を検出する、請求項１１記載の装置。
【請求項１９】
低減された質量流量を作用させ、設定質量流量を被検試料の注入による装置動作の直前に得るための手段をさらに有する請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
ガスクロマトグラフ装置の作動方法であって、
該装置はガスクロマトグラフィー・カラム（１２）とインジェクタ（１４）を有し、
該インジェクタは、キャリアガスの供給されるインレット通路（２２）と、被検試料が選択的に供給される試料インレット（２８）と、キャリアガスの連続流中に混合気を形成するために試料が供給される混合室（２０）と、連続流の被検部分をカラムに搬送するためカラムと連通されたカラム通路（４２）と、連続流の分離部分を混合室から吐出するための出口通路（４４）とを有し、
前記装置はさらに、キャリアガスをキャリアガス源からインレット通路（２２）に、制御されたインレット流量で搬送するためのガスインレット（７０）と、前記出口通路と環境空間（４８）との間に接続された可変アウトレット制限器（８６）と、インレットラインに配置された固定インレット制限器（７６）と、固定インレット制限器を介して接続された差圧（Ｐ）の検出器（７８）とを有する形式の装置の作動方法において、
差圧を、固定インレット制限器（７６）を通るキャリアガスの質量流量の関数として較正し（１０２，１０４，１０８）、
設定質量流量（ＦＳ）をインレット流量として選択し（１１８）、
関数により設定差圧（ＰＳ）を設定質量流量から計算し（１２８）、
前記装置を通してキャリアガスを搬送することにより該装置を動作させ（１２２）、
差圧と設定圧との差を表す差信号を装置の動作中に発生し（１３２）、
該差信号を可変アウトレット制限器の制御に使用して（１３４）、差圧が実質的に設定圧力に、装置の動作中、等しくなるよう維持制御し、
これによりインレット流量を実質的に設定流量に一定維持することを特徴とする作動方法。
【請求項２１】
さらに、補正された質量流量（ＦＣ）を、キャリアガスの特性から当該ガスの特性における変化に対して補正された設定質量流量から較正ステップ中に計算し、
当該較正ステップは、補正された質量流量から関数により設定圧力を計算するステップを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記関数は線形関数であり、
較正ステップは、固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量を流量計により測定するステップと、
流量計により連続的に、第１の較正流量（Ｆ１）と第２の較正流量（Ｆ２）を確定するステップと、
相応する第１の較正圧力（Ｐ１）と第２の較正圧力（Ｐ２）とを測定
するステップを有し、
各較正圧力は固定インレット制限器を介する差圧であり、
前記流量と前記圧力とはそれぞれ集合的に関数を定義し、
第１の較正流量は、使用する流量計と関連した最小流量であり、
第２の較正流量は固定インレット制限器に対する所定の最大流量である、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
補正された質量流量（ＦＣ）を、キャリアガスの特性から当該特性における変化に対して補正された設定質量流量から較正ステップ中に計算するステップをさらに含み、
計算ステップは関数により設定圧力を補正された質量流量から計算するステップを含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
温度（Ｔ２）および、第２の較正圧力の測定中に、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ２）を検出するステップと、
温度（Ｔ３）および、設定質量流量での装置の動作中に、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ３）を検出するステップとをさらに含み、
較正中に使用されるキャリアガスは正規化された較正ガス濃度（Ｇ２）を有し、
装置の動作中に使用されるキャリアガスは正規化されたガス濃度（Ｇ３）を有し、
補正された質量流量を次の第１の式により計算し、
【数５】
0003629329.tif 000010
設定圧力を次の第２の式により計算し、
【数６】
0003629329.tif 000011
ここでＡは粘度に対する温度係数である、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
補正された質量流量、第１の較正流量および第２の較正流量を標準大気圧および標準絶対温度に対して、較正ステップの前にを正規化するステップをさらに含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
固定インレット制限器を通る実際の質量流量（ＦＡ）を第３の式により計算するステップをさらに含み、
【数７】
0003629329.tif 000012
ここで
【数８】
0003629329.tif 000013
である、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
装置はさらにシャットオフバルブを有し、該シャットオフバルブは出口通路を通る流れを遮断し、
バルブの遮断により低減されたキャリアガスの質量流量を検出するステップと、
低減された質量流量を予選択された出口質量流量に加算することによって設定質量流量を得るステップとをさらに有する、請求項２０記載の方法。
【請求項２８】
低減された質量流量が検出され、設定質量流量が、被検試料の注入による装置動作の直前に得られる、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
ガスを搬送するためのガスライン（７０，８９）と、ガスラインのガス流を制限するための可変制限器（８６）と、ガスラインのガス流を制限するための固定インレット制限器（７６）と、固定インレット制限器を介して接続された差圧（Ｐ）検出器（７８）と、動作的に流量検出器と可変アウトレット制限器との間に配置されたフィードバック流量制御器（６９）とを有し、
前記フィードバック流量制御器は可変アウトレット制限器をインレット流量に関して制御する形式の、ガス流量のガス流制御器において、
前記フィードバック流量制御器は、差圧計算手段（５６，４５）と、計算手段（５６，６２）と、差信号発生手段（５６）と、差信号使用手段（６９）とを有し、
前記差圧計算手段は差圧を、固定インレット制限器（７６）を通るキャリアガスの質量流量の関数として計算し、
前記計算手段は関数により設定差圧（ＰＳ）を予選択された設定質量流量（ＦＳ）から計算し、
前記差信号発生手段は、制御器使用中の差圧と設定圧力との差を表す差信号を発生し、
前記差信号使用手段は、差信号を用いて可変アウトレット制限器（８６）を制御し、制御器の使用中に差圧が実質的に設定圧力に等しくなるように維持し、
これによりインレット流量は実質的に設定質量流量に一定維持される、ことを特徴とするガス流量のガス流制御器。
【請求項３０】
フィードバック流量制御器はさらに、補正された質量流量（ＦＣ）をキャリアガスの特性から当該特性における変化に対して補正された設定質量流量から、較正ステップ中に計算するための手段を有し、
前記計算手段は、関数により設定質量流量を補正された質量流量から計算するための手段を有する、請求項２９記載の制御器。
【請求項３１】
前記関数は線形関数であり、
前記計算手段は、固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量を測定するように位置決めされた流量計と、流量計により連続的に第１の較正流量（Ｆ１）と第２の較正流量（Ｆ２）を確定するための手段と、相応して第１の較正圧力（Ｐ１）と第２の較正圧力（Ｐ２）を測定するための手段とを有し、
各較正圧力は固定インレット制限器を介した差圧であり、
前記流量と前記圧力はそれぞれ集合的に関数を定義し、
前記第１の較正流量は、流量計の使用に関連した最小流量であり、
前記第２の較正流量は固定インレット制限器に対する所定の最大流量である、請求項２９記載の制御器。
【請求項３２】
フィードバック流量制御器はさらに、補正された質量流量（ＦＣ）をキャリアガスの特性から当該特性における変化に対して補正された設定質量流量から較正ステップ中に計算するための手段を有し、
該計算手段は関数により設定圧力を補正された質量流量から計算するための手段を有する、請求項３１記載の制御器。
【請求項３３】
フィードバック流量制御器はさらに、温度（Ｔ２）および、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ２）を、第２の較正圧力の測定中に検出するための手段と、温度（Ｔ３）および、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ３）を、設定質量流量での制御器の使用中に検出するための手段とを有し、
較正中に使用されるキャリアガスは正規化された較正ガス粘度（Ｇ２）を有し、
制御器の使用中に使用されるキャリアガスは正規化されたガス粘度（Ｇ３）を有し、
補正された質量流量は次の第１の式により計算され、
【数９】
0003629329.tif 000014
設定圧力は次の第２の式により計算され、
【数１０】
0003629329.tif 000015
ここでＡは固定制限器に対する温度係数である、請求項３２記載の制御器。
【請求項３４】
フィードバック流量制御器はさらに、補正された質量流量と、第１の較正流量と第２の較正流量とを、標準大気圧および標準絶対温度に対して、計算ステップの前に正規化するための手段を有する、請求項３３記載の制御器。
【請求項３５】
フィードバック流量制御器はさらに、固定インレット制限器を通るキャリアガスの実際の質量流量（ＦＡ）を次の第３の式により計算するための手段を有し、
【数１１】
0003629329.tif 000016
ここで
【数１２】
0003629329.tif 000017
である、請求項３３記載の制御器。
【請求項３６】
ガスを搬送するためのガスライン（７０，８９）に配置されたガス流量制御器（６９）によって、ガス流量をフィードバック制御する方法であって、
前記制御器は、ガスラインのガス流を制限するために配置された可変制限器（８６）と、ガスライン（７０，８９）のガス流を制限するために配置された固定インレット制限器（７６）と、固定インレット制限器（７６）を介して接続された差圧（Ｐ）の検出器（７８）とを有するものであり、
固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量の関数として差圧を較正するステップ（１０４，１０８，１０９，１１２，１１４）と、
設定質量流量（ＦＳ）をインレット流量として選択するステップ（１１８）と、
関数により設定差圧（ＰＳ）を設定質量流量から計算するステップ（１２８）と、
制御器を通してキャリアガスを搬送することにより制御器を使用するステップと、
差圧と設定圧力との差を表す差信号を、制御器の使用中に発生するステップ（１３２）と、
差信号を、可変アウトレット制限器の制御に使用し（１３４）、差圧が実質的に設定圧力に等しくなるよう制御器の使用中に維持するステップとを有し、
これによりインレット流量を実質的に設定質量流量に維持する、ことを特徴とするフィードバック制御方法。
【請求項３７】
補正された質量流量（ＦＣ）を、キャリアガスの特性から当該特性における変化に対して補正された設定質量流量から較正ステップ中に計算するステップを有し、
該計算ステップは関数により設定圧力を補正された質量流量から計算するステップを含む、請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
前記関数は線形関数であり、
計算ステップは、固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量を流量計により測定するステップと、
流量計により連続的に、第１の較正流量（Ｆ１）と第２の較正流量（Ｆ２）とを確定するステップと、
相応して第１の較正圧力（Ｐ１）と第２の較正圧力（Ｐ２）とを測定するステップとを有し、
各較正圧力は、固定インレット制限器を介した差圧を表し、
前記流量と前記圧力はそれぞれ集合的に関数を定義し、
第１の較正流量は、流量計の使用に関連した最小流量であり、
第２の較正流量は、固定インレット制限器に対する所定の最大流量である、請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
補正された質量流量（ＦＣ）を、キャリアガスの特性から当該特性における変化に対して補正された設定質量流量から、較正ステップ中に計算するステップをさらに含み、
計算ステップは、関数により設定圧力を補正された質量流量から計算するステップを含む、請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
温度（Ｔ２）および、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ２）を、第２の較正圧力の測定中に検出するステップと、
温度（Ｔ３）および、キャリアガスの固定インレット制限器へのインレット圧力（ＰＩ３）を、設定質量流量での制御器の使用中に検出するステップとをさらに有し、
較正中に使用されるキャリアガスは正規化された較正ガス粘度（Ｇ２）を有し、
制御器の使用中に使用されるキャリアガスは正規化されたガス粘度（Ｇ３）を有し、
補正された質量流量を次の第１の式により計算し、
【数１３】
0003629329.tif 000018
設定圧力を次の第２の式により計算し、
【数１４】
0003629329.tif 000019
ここでＡは固定制限器に対す温度係数である、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
補正された質量流量、第１の較正流量および第２の較正流量を、標準大気圧および標準絶対温度に対して、計算ステップの前に正規化するステップをさらに有する、請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
固定インレット制限器を通るキャリアガスの実際の質量流量（ＦＡ）を次の第３の式により計算するステップをさらに有し、
【数１５】
0003629329.tif 000020
ここで
【数１６】
0003629329.tif 000021
である、請求項４０記載の方法。
【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ィー、とくにガス流量を調整するガスクロマトグラフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスクロマトグラフィーは、実質的に物理的分離法であり、キャリアガス中の試料の組成物がカラムの静止相物質により吸収、除去される。試料のパルス流がキャリアガスの定常流に注入される。カラムの端部では個々の成分が時間的に多少分離される。ガスの検出によりタイムスケールパターンが得られ、これが既知の試料との較正又は比較により被検試料の構成成分を指示する。このような装置の主要素はカラム、試料をキャリアガスに導入するための混合室を備えたインジェクタ、カラムの外側端部にある検出器、ガス制御部およびコンピュータ装置である。コンピュータ装置は検出器の出力の処理および表示に用いる。試料を揮発状態に維持するための温度上昇には炉を用いる。これにより組成物の弁別が改善される。
【０００３】
開放チューブまたは密閉毛細管タイプのカラムを使用する場合、試料と少量のキャリアガスしか必要ない。これに対し、大量の試料を注入すればより正確であり、便利である。したがって、少量のガス混合体がカラムに注入され、大部分は分離されて排出される。このような装置は“分離注入”装置として公知である。インジェクタは一般的に隔壁を有し、これを通って試料が注入される。混合室は通常、掃気ガスに対するアウトレットを有する。掃気ガスは隔壁を通るキャリアガスの一部である。掃気ガスは、上昇された温度での動作中に隔壁から放出される蒸気を除去する。なぜなら、そのようにしないと蒸気がキャリアとカラムを通る試料を含むことがあるからである。
【０００４】
刊行物「Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｉｎｌｅｔ  Ｌｉｎｅｒ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｅｐｔｕｍ  Ｐｕｒｇｅ  Ｆｌｏｗ  Ｒａｔｅ  ｏｎ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｓｐｌｉｔｌｅｓｓ  Ｉｎｊｅｃｔｏｒ」Ｊ．Ｖ．Ｈｉｎｓｈａｗ著、Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  １６，  ２４７−２５３（Ａｐｒｉｌ  １９９３）  には、ガス制御のためのいくつかの技術が記載されている。その１つはフォワード圧力構成であり、インジェクタに入るキャリアガスが一定の圧力に制御され、質量流が分離流のアウトレットラインで制御される。別の構成は、アウトレットラインへのバック圧力制御であり、質量流がインジェクタへのインレットラインで制御される。隔壁掃気は、掃気流を小さく維持するようにアウトレットラインでの制限部と、インジェクタの圧力を選択することによって行われる。制限部は固定とすることもできるが、他の分岐での流れを調整するためのニードルバルブとすることもできる。
【０００５】
ガスクロマトグラフィーで使用される圧力制御器は一般的に公知である。この圧力制御器は古いタイプの機械デバイスを含み、これはスプリング負荷形ダイヤフラムを使用する。新しい装置では、電子圧力センサが可変制限器を制御し、制限器が圧力を制御するために流量を調整する。ガスクロマトグラフィーでは、圧力は典型的にはインジェクタの中、または近傍で検出される。レギュレータの制限器は同じラインの下流、またはインレットまたは分離穴ラインに配置することができる。
【０００６】
流量制御器は、例えば米国特許第４０９６７４６号に記載されている。ここでは、機械的な流量制御器が開示されており、この機械的流量制御器はダイヤフラムと制限素子を有する。ここでは制限器の圧力差がガス流に対してダイヤフラムを制御する。電子装置では、流量が制限素子を介した圧力差の測定によって検出され、センサは電気的に可変制限器を制御する。したがって現在のシステムでは、センサと制限器とが同じラインに配置されている。
【０００７】
ガスクロマトグラフィーに対して特別に所望される構成は、フォワード圧力構成である。この構成では、インジェクタに流入するキャリアガスが一定の圧力に制御される。この場合、質量流量は分離流のアウトレットラインで制御される。この構成により能力と流量弁別力の改善されることが前記のＨｉｎｓｈａｗの刊行物に記載されている。しかしこの形式の装置では、質量流制御器が通気孔ラインに配置されたセンサを有しており、この個所では適切に動作しないことがある。これの１つの原因は、質量流センサが制限器を有し、この制限器がアウトレット個所における所望の圧力よりも格段に大きな圧力低下を引き起こすからである。このため、インジェクタのバック圧力が過度に大きくなってしまう。もう１つの原因は、制限器を介した圧力低下（流れ方向で表される）が、アウトレット個所の所望の低圧力領域では非線形であるためである。したがって、装置により制御されるフォワード圧力の流量は一般的に、分離穴ラインに配置されたニードルバルブを用いて手動で設定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、改善されたガスクロマトグラフ装置を提供することであり、この装置は、この装置はインジェクタ要素の分離穴出力ラインの流量を制御することができるようにする。
【０００９】
本発明の別の課題は、フォワード圧力制御部と流量制御に対する新規の構成を有するガスクロマトグラフ装置を提供することである。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、改善された精度と、検査中の試料の質量弁別力を改善したガスクロマトグラフ装置を提供することである。
【００１１】
さらに別の目的は、改善された較正と感度を有するガス流量制御器に対するフェードバック制御部を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、ガスクロマトグラフィー・カラムと、インジェクタ手段と、ガスインレットラインと、流量制御手段とを有するガスクロマトグラフ装置であって、
前記インジェクタ手段は、インレット通路と、試料インレットと、混合室と、カラム通路と、出口通路とを有し、
前記インレット通路にはキャリアガスが供給され、
前記試料インレットには被検試料が選択的に供給され、
前記混合室には試料がキャリアガスの連続流に混合するために供給され、
前記カラム通路は、カラムに連続流の被検部分を搬送するために当該カラムと連通しており、
前記出口通路は、連続流の分離部分を混合室から吐出するためのものであり、
前記ガスインレットラインは、キャリアガスをガス源からインレット通路へ制御されたインレット流量で搬送するためのものであり、
前記流量制御手段はインレット流量を制御するためのものであり、可変アウトレット制限器と、流量検出器と、フィードバック流量制御器とを有し、
前記可変アウトレット制限器は、出口通路と環境空間との間に接続されており、
前記流量検出器はインレットラインに配置されており、インレット流量を検出し、
前記フィードバック流量制御器は、動作的に流量検出器と可変アウトレット制限器との間に配置されており、インレット流量が実質的に一定に維持されるように可変アウトレット制限器を制御する、
ことを特徴とするガスクロマトグラフ装置により解決される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
前記課題は少なくとも部分的に、ガスクロマトグラフ・カラムとインジェクタを有するガスクロマトグラフ装置によって解決される。このインジェクタは、キャリアガスの供給されるインレット通路と、被検試料が選択的に供給される試料インレットと、キャリアガスの連続流に混合気を形成する、試料用混合室とを有する。インジェクタはさらに、カラムに連続流の検査部分を搬送するためのカラムと、混合室からの連続流の分離成分を吐出するための出口通路を有する。ガスインレットラインがキャリアガスをこれの発生源からインレット通路に制御されたインレット流量で搬送する。
【００１４】
インレット流量を制御するための流量制御手段は可変アウトレット制限器を有し、この制限器は出口通路と環境空間との間に接続されている。さらに流量制御手段は、流量検出器とフィードバック流量制御器とを有する。流量検出器はインレットラインに配置されており、入口流量を検出する。またフィードバック流量制御器は動作的に、流量検出器とアウトレット制限器との間に配置されている。制御器はアウトレット制限器を、インレット流量が実質的に一定になるように、有利には一定の質量流量が得られるように制御する。
【００１５】
装置は有利にはさらに、インレット通路へのキャリアガス流をカラム通路のインレット点における圧力を実質的に一定に維持する圧力制御手段を有する。さらに有利には、圧力制御手段は可変インレット制限器を有し、この制限器はインレットラインの流量検出器とインレット通路との間に配置されている。圧力制御手段はさらに、カラム圧力検出器を有し、この検出器はカラム圧力を検出するように実質的にカラムのインレット点に配置されている。フィードバック圧力制御器は動作的に、カラム圧力を実質的に一定に保持するように可変インレット制限器を制御するため配置されている。装置は有利には別個の掃気ラインを有し、この掃気ラインは、例えばインジェクタの隔壁を介したガスを掃気するために混合室と連結されている。さらに装置は、集積インレットガスモジュールと集積アウトレットガスモジュールとを有すると有利である。ここでインレットモジュールは固定のインレット制限器と、可変のインレット制限器と、差圧検出器とを有し、アウトレットモジュールは可変アウトレット制限器とカラム圧力検出器を有する。
【００１６】
さらに実施例では、差圧を、固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量の関数として較正するための方法および手段が記載されている。設定差圧は所定の設定質量流からの関数により計算される。差信号が発生され、その差信号は、装置の動作中の差圧と設定圧力との差を表す。差信号は可変アウトレット制限器を制御するために使用され、差圧が実質的に装置の動作中に設定圧力に等しくなるよう維持される。これにより、インレット流量は実質的に一定に設定質量流量に維持される。さらに有利には、正しい質量流量は設定質量流量から計算され、補正は較正ステップ中にキャリアガスの特性に基づいて変化される。これらの実施例はさらに一般的に、流量制御装置に使用することができ、ここでは差検出器を伴う固定制限器を、インジェクタ等により必ずしも可変制限器と別個にする必要がない。
【００１７】
【実施例】
図１に示されたガスクロマトグラフ装置１０では、クロマトグラフ・カラム１２がインジェクタ１４と検出器１６との間に接続されている。この装置は一般的にスプリットフロー（分離流）タイプであり、以下に説明する。カラム、インジェクタおよび検出器は、従来のものであり、これらはＰｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ  ＡｕｔｏＳｙｓｔｅｍ  ＧＣ  と関連して、被検試料の選択されたソースをサンプリングするためのオートサンプラーに設けられる。とりわけ分離流を使用するカラムの形式は毛細管カラムである。例えば、カラムは２５ｍの長さの融解石英チューブから形成され、このチューブの内径は０．３２ｍｍであり、５μｍの膜を有し、この膜はＰｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ  の定常相である。カラムは選択的に開放管状カラムにパックすることができる。検出器は例えば、ホットワイヤとすることができ、火炎イオン化または電子キャプチャ・タイプである。しかし実際の検出器は本発明にとって重要ではない。
【００１８】
インジェクタ手段１４（図２）は従来のものである。これは典型的には、管状ケーシング１８により構成され、上部近傍に混合室２０を有する（図示のように、しかし配置は重要でない）。混合室にはキャリアガスがインレット通路を通して供給される。混合室上方のインジョクション取り付け部２４には薄いシリコンゴムディスク（約０．５ｃｍ）の隔壁がある。被検試料材料は一般的に液体であり、蒸発するかまたは原子化される。この試料材料は選択的にスポイト２８により隔壁を介して手動により、またはオートサンプラーからキャリアガスに注入され、混合気が形成される。試料材料は一般的に一時的にだけ注入され、これにより混合気はキャリアガスの連続流中のパルス流となる。
【００１９】
ガラスチューブ３２がケーシングにＯリング３４によって、上部に、しかしインレット２２下方に取り付けられている。グラスファイバ３６の短い方の全長（例えば、約１ｃｍ）はチューブの上部に位置し、混合を促進する。キャリアガス（選択的に試料のパルス流を含む）はチューブを通ってインジェクタの底部へ流れる。取り付け部４２はカラムを底部に保持する。カラムに対するインレット点４３はキャリアガスの連続流の少量の試料部分を分岐する。このキャリアガスは、カラムを通過させるべき注入された試料を含む。キャリアガス（いずれかの試料を含む）のバランスのほとんど、またはすべては、ケーシングとチューブとの間にある環状通路３８を通って上へ流れ、出口通路４４から流出する。
【００２０】
外部で遮断しない限り、キャリアガスの分離部分は通路４４を介して吐出される。分離は正確なガス制御と、試料の量を実際的なものにするため行われる。カラムは試料の量が低減しても許容することができる。キャリアガスは例えば、ヘリウム、窒素、水素、空気、またはアルゴンとメタンの混合気である。本発明の装置は固有のガス制御部を有するので、装置１０へのキャリア供給圧を正確に維持する必要がない。キャリア流量は例えば、１００ｍｌ／ｍｉｎであり、１ｍｌ／ｍｉｎでカラムへ分岐される。
【００２１】
上記に示したように、混合室２０は一面を注入のための隔壁２６により制限されている。このような場合、室はアウトレット通路４６を掃気ガスのために有しなければならない。この掃気ガスが隔壁に沿って通過したキャリアガスの一部と見なされる。掃気ガスは典型的には約２ｍｌ／ｍｉｎの流量であり、温度上昇の動作中に隔壁から放出された蒸気を除去する。このようにしないと蒸気はキャリアおよびカラムを通過するその被検試料を汚染することとなる。掃気ガスは固定制限器４７を通って通過し、環境空間４８に達する。固定制限器は焼結された多孔性金属素子である。（本明細書および請求項で使用される“環境空間”なる用語は装置よりも低圧であるいずれの領域および条件も意味し、通常は雰囲気であるが、真空室、出流の収集およびろ波のためのプレナム、または出流を廃棄、使用または試験するためのいずれの構成であってよい。）
通常の圧力制御器４９（機械的又は電気的に制御される）が制限器４７への一定の圧力を維持する。これにより掃気ガスが一定の流量に維持される。流量計４５が制限器４７と環境空間との間に配置されている。
【００２２】
圧力検出器５０が、実質的にカラム通路４２のインレット点４３（図２）での圧力を測定する。このために圧力検出器は有利には、カラムインレット点４３と直接連通するいずれかの個所に配置される。出口通路が有利である。なぜなら、これがインレット点に対する非常に密な実質的な圧力個所を提供するからである。類似の検出器５２も真空５４に関連した実際の環境圧力を測定するために設けられる。
【００２３】
動作時には、カラムへの試料注入が圧力制御と流量制御の両方により行われる。有利には動作はコンピュータ５６により制御される。コンピュータは必要に応じて入出力のためのＡ／Ｄコンバータ５８（適切な増幅回路を有する）、処理ユニット６０（ＣＰＵ）、メモリ６２、キーボード６４またはその他の演算入力手段、モニタ６６によるディスプレイおよび／またはプリンタを有する。コンピュータはまたカラム検出器１６からの電気ライン６７８の信号からの結果を処理および表示する。カラム検出器の出力は試料の注入、その選択的吸着および脱離、またはカラムへの作用要素へのまたかこれからの分離に依存して変化する。さらに動作圧を表示することが所望され、相対流、とりわけ質量流量と“分離比”（分離流の全体に対する割合）を計算および表示することが所望される。一般的にプログラミングされたソフトウェアおよび／またはファームウェアを有する適切なコンピュータが商用クロマトグラフ装置、例えば  Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  １０２２  ＧＣ  Ｐｌｕｓ  ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ  に装備される。この装置はインテル（商標）８０３８６プロセッサをＣ言語でプログラミングして使用する。本発明の適用では計算能力のためにセカンド・プロセッサを使用することができる。
【００２４】
流量制御手段６９は流量検出器、可変流量制限器およびフィードバック流量制御器をそれらの間に、閉回路ループに対して有する。ガスインレットライン７０がキャリアガスを選択されたインレット流量でガス源７２からインレット通路２２、さらにインジェクタ１４へ搬送するために配置されている。流量検出器７３４はインレットラインに配置されており、インレット流量を検出する。この検出器は有利には、インレットライン７０に挿入された固定ガス制限器素子７６を有し、さらに差圧検出器７８を有する。差圧検出器は各端部８０、８２が固定制限器に並列に接続されている。別の圧力変換器８４が、流量検出器へのインレット圧力を測定するために使用される。較正された制限器７６により、差圧検出器からの非零信号はインレット流量の直接測定を提供する。制限器は毛細管とすることができるが、有利には層流タイプであり、焼結多孔性タイプ３１６の０．６４×０．６４プラグにより形成され、例えば１００ｍｌ／ｍｉｎのヘリウムが６．３ｋｇ／ｃｍ２（９０ｐｓｉ）入力が、０．７ｋｇ／ｃｍ２（１０ｐｓｉ）低下で制限器を通過する。他に使用し得るレートは１から３００ｍｌ／ｍｉｎである。較正は簡単に、制限器を測定された流量の装置に別個に接続することにより行われる。
【００２５】
可変流量制限器８６が分離流アウトレットに出口通路４４と環境空間４８との間に接続されている。この制限器は従来のもの、または制御可能な他の所望のガスバルブ装置である。適切な形式は電磁石により操作される可変オリフィスである。この電磁石はロッド端部を小さな穴を介して移動する。これは例えば、  Ｐｏｒｔｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏ．  ｍｏｄｅｌ  ＥＰＣ１００１  である。択一的に、ステップモータにより制御されるねじ切りステムに設けたニードルバルブとすることができる。“分離なし”流に対しては別個のソレノイド・シャットオフ・バルブ８７が制限器と、環境雰囲気への流量計との間に設けられる。炭素フィルタ８８を制限器の前のアウトレットラインに設けなければならない。これは制限器を詰まらせることとなる試料からの成分を除去するためである。
【００２６】
フィードバック流量制御器は動作的に、流量検出器７４とアウトレット制限器８６との間に配置されており、この制限器をインレット流量が一定になるように制御する。実施例では制御器は電子増幅器であり、検出器からの電気信号を変形し、相応する電流を制限器に送出して、制限器を適当に調整する。有利な実施例では、制御器はコンピュータプログラム９０の部分に組み込まれており、このプログラムはクロマトグラフ装置１０の動作と結果の計算および表示に使用される。
【００２７】
変換器７８からの圧力信号はコンピュータを通過する、この圧力信号は圧力設定点と比較され、得られた差がエラー信号である。このエラー信号から標準ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御アルゴリズムを介して所望の制限制御信号が計算される。この制御アルゴリズムによりは制御信号が計算され、制御信号はＤ／Ａ変換器（または所要の他の信号変換器）と増幅器を介して制限器制御部に供給される。有利には、流量は質量流量として維持される。このような場合、コンピュータプログラムは、記憶されたガス特性の情報、有利には粘度、キャリア供給圧およびガス温度に基づいて制限器へのフィードバック信号を計算する。
【００２８】
クロマトグラフ・カラムを通る一定の流量を得るために、実質的に一定の圧力が混合室２０で維持されなければならない。このことのために装置はさらに有利には、キャリアガス流を制御するための圧力制御手段を有する。このキャリアガス流は一定の圧力を維持するようにインレット通路を通る。このことはフォワード圧力制御モードとして動作し、とりわけ分離流の流量制御器と関連して所望されるものである。
【００２９】
圧力制御手段９２の有利な実施例では、可変インレット流量制限器９４がインレットライン７０の流量検出器７４とインジェクタインレット２２との間に配置されている。制限器は、アウトレット制限器に対して上記で説明したいずれの形式でもよいが、同じである必要はない。前に示したように、圧力検出器５０がアウトレット圧力を検出するために、実質的にカラム通路のインレット点４３に配置されている。圧力フィードバック制御器は動作的に、アウトレット圧力が実質的に一定に維持されるようインレット制限器を制御する。この圧力は例えば、０．７ｋｇ／ｃｍ２（１０ｐｓｉ）である。このフィードバックは流量制御器に使用されるのと同じようにすることができ、有利にはコンピュータプログラム９０に組み込まれる。
【００３０】
より正確にするため、環境空間のいずれの変化も考慮することが所望される。したがって装置は環境空間の真空に対する絶対圧を測定するために付加的変換器５２を有する。この付加的変換器は差圧変換器と同じ形式にすることができる。フィードバック圧力制御器はさらに手段を有し、この手段は計算において絶対圧に応答してこの絶対圧の変動を補償するためアウトレット制限器を制御する。
【００３１】
前述の装置はフォワード圧力制御に対して設けられる。これは能力と質量流量弁別が前にＨｉｎｓｈａｗによる刊行物で述べたように、有利だからである。さらに流量制御手段６９を、アウトレットライン４４への可変制限器８６と、インレットライン７０の流量検出器７４の配置により分割することによって、これらの間のフィードバックと共に、分離流アウトレットに対する制御流量コントロールが可能になる。（背景技術で説明したように、従来の制御器による流量制御は分離流アウトレットにおいて流量を検出し、これは実際的ではない。）
しかしながら電気的に制御される流量制御器は本発明の実施に適する。前記の米国特許第４０９６７４６号に開示された機械的流量制御器の適合実施例を使用することができる。開示された制御器はダイヤフラムを有し、このダイヤフラムはスプリングによって両側を圧縮されて配置されており、１つのスプリングは調整可能な圧力を有する。圧力低下は焼結された金属制限器によって行われる。この制限器はガスインレットに配置されている。圧力低下はダイヤフラムを介して適用される。インレットガス圧力は一方の側でダイヤフラムを駆動して制御バルブアセンブリへのチャネルを開放し、流量を制御する。
【００３２】
機械的流量制御器の適合実施例を簡単に、アウトレット流量制御に対する択一的手段の実施例に対して説明する。適合実施例では、制限器が（上記特許の）制御器から除去される。チャネリングがバルブアセンブリへのインレット流に対して設けられる。その際、ダイヤフラムに有意な圧力は及ぼされない。この場合、インレットラインの制限器が使用される。制限器のインレットとアウトレットの圧力分岐はそれぞれ、ダイヤフラムの両側に導かれ、インレットからの流れを制御バルブアセンブリを介して制御する。このようにして、機械的制御器は別個の流量制御器、検出器および本発明の装置に組み込まれた制御を有するように設けられる。
【００３３】
別の実施例では、キャリアガス流に対するフィードバック制御を実行するための手段と方法が設けられる。図３のフローチャートは、コンピュータプログラムでの様子を示す。クロマトグラフ装置では、フィードバック流制御器のプログラミングがフィードバックおよび他の計算および演算に対する手段とステップを提供する。しかし電子回路のような他の手段も実際に使用できる。
【００３４】
固定インレット制限器の製造業者の較正は、通常の精度（例えば約１０％）で十分であれば使用することができる。精度については計器によってのみ制限され（例えば約１％）、さらなる較正が有利には下に説明するように行われる。
【００３５】
初期ステップは差圧を固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量の関数として較正する。まず最初に、カラム１２（図１）がインジェクタ取り付け部４２から除去され、穴が充填される。流量計４５が有利には較正され、これによりこの流量計は、固定インレット制限器を通るキャリアガスの質量流量を測定するように配置される。流量計により最初の較正流量が確定される１０２。次に実際の流量と最初の較正圧力Ｐ１が差圧検出器７８により測定される１０４。較正圧力は固定インレット制限器７６を介した差圧である。第２の較正流量が確定される１０６。次に実際の流量と第２の較正圧力Ｐ２が測定される１０８。差圧が記憶される１０９。下に述べる理由から、温度計９６（図１）からの第２のガス流の温度Ｔ２と、ゲージ８４からのインレット圧力ＰＩ２がそれぞれ測定され１０８、記憶される１１２。
【００３６】
最初の較正率は最小（低）流量であり、一般的に可変圧力制御制限器９４のオフによりゼロ流量またはほとんどゼロ流量（オフにした制限器を通る少量の漏れが可能）である。第２の較正流量は所定の最大流量である。これは制限器７６に対する製造業者推奨最大値の端数、例えば６０％に選択される。流量は流量計４５からコンピュータに、可能であれば流量計により、またはオペレータにより読みとられてキーボード６４を介してコンピュータに入力される。
【００３７】
流量は、大気圧と標準絶対温度に対して、較正ステップの前で正規化される１１４。従来技術の正規化が測定流量を実際の絶対大気圧の比により乗算することによって標準大気圧（１．０３ｋｇ／ｃｍ２、１４．７ｐｓｉ）に正規化され、標準大気温度（２９８゜Ｋ）の比により実際の大気絶対温度に正規化される。正規化された流れＦ１とＦ２はそれぞれ圧力Ｐ１とＰ２に相応し、記憶される１１６。
【００３８】
各較正流量と較正圧力は集合的に、制限器を通る流れＦｃからの差圧ＰＳを計算するための関数を定義するパラメータである。最良の精度のためには関数は高次の項を有する。しかしこれを正確に計算するためには線形関数が適当である。
【００３９】
【数１７】
0003629329.tif 000002
【００４０】
この場合下に説明するように、圧力ＰＳは設定差圧であり、流れＦｃは所定の流量である。この圧力はメモリ６２に記憶される。
【００４１】
式１の流量Ｆｃは補正された質量流量であり、さらにベーシックな設定流量ＦＳから計算される。この流量ＦＳは前もって定められ１１８、記憶される１１９。設定流量はそのときにオペレータ入力から決定されるか、または前もってメモリに記憶されている。補正がキャリアガスの特性のいずれかの変化のために行われる。このキャリアガスは較正ステップ中にキャリアガスの特性から動作中に使用される。したがって設定圧力ＰＳの計算は、補正された流量Ｆｃによる設定流量からの関数（式１）との計算である。メモリ１２０に記憶されているのは、キャリアガスの特性情報であり、このキャリアガスは較正および動作中に使用されるものである。較正ガスの正規化された粘度はＧ２であり、動作中に使用されるキャリアガスに対してはＧ３である（ガスが同じであればＧ２と同じである）。（正規化された粘度は、ヘリウムのような選択されたガスに対する標準状態での粘度の比を意味する。）定数Ａは固定制限器７６に対する温度係数であり、粘度と膨張作用の両方を考慮している。定数Ａは経験的に、一般的には制限器素子の製造業者により定められる。例えば０。５％／℃の値が本発明の素子に対して適当であると考えられる。
【００４２】
次に、装置は１２２で通常に動作される（可変制限器を流れを制御し、カラム１２が再び挿入され、試料が間欠的に注入される）。所定のキャリアガス流量ＦＳがコンピュータに入力される。ガス温度Ｔ３と絶対インレット圧ＰＩ３が測定され１２４、記憶される１２５。補正された質量流量Ｆｃが次式により計算される１２６。
【００４３】
【数１８】
0003629329.tif 000003
【００４４】
設定圧力ＰＳは式１により計算され１２８、記憶される１２９。
【００４５】
通常動作の間１２２、動作差圧Ｐ３を表す信号が検出器７８からコンピュータ５６に指示される１３０。差信号が発生され１３２、この信号は差圧ｐ３と設定圧力ＰＳとの装置動作中の差を表す。次に差信号がフェードバックにより使用され１３４、可変アウトレット制限器８６が制御されて、差圧が実質的に装置動作中の設定圧と等しくなるよう維持される。したたって、インレット流量は実質的に設定質量流量に一定維持される。
【００４６】
前記の較正機能とガス特性に対する補正は、計算で結合することができ１３６、固定インレット制限器７６を通るキャリアガスの質量流量ＦＡが次式により求められる。
【００４７】
【数１９】
0003629329.tif 000004
【００４８】
ここで
【００４９】
【数２０】
0003629329.tif 000005
【００５０】
そして、Ｐは測定された実際の差圧である。実際の流量ＦＡは記憶され１３７、および／またはモニタ６６に表示される１３９。
【００５１】
設定流量ＦＳの決定１１８のために、分離穴ラインの出口流量ＦＥの実際の予選択１３８と記憶１４１が所望される。付加的補正が装置の動作１２２の直前、有利には５分以内、例えば３０秒前に行われる。このために、分離穴のバルブ８７がオフにされ１４７、キャリアガスの低減された質量流量ＦＲが検出され１４２、記憶される１４３。設定質量流量ＦＳが、低減された質量流量ＦＲを予選択された出口質量流量ＦＲに加算することにより得られ１４４、記憶される１１９。これらのステップは自動的にシステム・コンピュータによりスタートアップに基づいて行われる。択一的にさらに迅速に、しかし多少の精度は犠牲にして、低減された質量流量を評価または別の仕方で予設定し、記憶し、同じ値を、それぞれのときに測定によって形成するのではなく使用することができる。
【００５２】
低減された流量は掃気流とカラム流の和である（プラス漏れ、存在するなら）。補正は、固定インレット制限器７６を通る実際に流れを確定する。固定インレット制限器で制御圧が検出される。これにより、分離穴出口４４の出口流量を予選択することができ、基本流量として使用することができる。この値はまた計算に使用され１４６、記憶され１３７、分離流比Ｓ（分離流＋カラム流のカラム流に対する比）が表示される。分離流比はガスクロマトグラフ装置に対する所望の動作パラメータである。予備流補正測定を実際の実行の直前に行うことは潜在ドリフトの作用を低減する。
【００５３】
上記の較正とフィードバック技術はとりわけ、図１に示された分離流装置に対して有利である。しかしこの技術はまた可変制限器と流れ検出器素子とがインジェクタによって分離されていない場合でも有益である。例えば、コンビネーション・フロー制御器を非分離流タイプのクロマトグラフ装置に対する同じインレットラインに使用することができる。これは例えば、パック・カラム・インレットの駆動の場合である。この技術は一般に、ガスクロマトグラフィーの可変バックプレッシャーへの流れの駆動に対して有利である。
【００５４】
インジェクタのインレットとアウトレットの各側の素子を結合すると有利である。したがって別の側面では、装置は統合インレットガスモジュールと統合アウトレットガスモジュールを有する。インレットモジュールは固定インレット制限器、可変インレット制限器、差圧検出器、ガス温度センサおよびキャリア供給圧ゲージを有する。アウトレットモジュールは可変アウトレット制限器とカラム圧検出器を有する。
【００５５】
インレットモジュール２００に対する有利な構成が図４に示されている。このモジュールはガスブロック２０２に取り付けられており、ガスブロックは別の素子に取り付けられている。固定制限器７６が多孔性焼結金属プラグの形で円筒状凹部２０３を封鎖しており、このブロックへはねじ切りディスク２０４によりプラグへ取り付けられている。ソレノイド２０６がねじ２０８によりブロックの下に固定されている。フレキシブル・ビトン（商標）・ダイヤフラム２１０がソレノイドに、オリフィス２１２ペアによりホールドされてブロックの下面に取り付けられている（オリフィスは図では見えないが、図５のオリフィスと同じである）。ソレノイドに対する可変の力がケーブル９５を介して、オリフィス間の流れを変化させ、可変制限器９４となる（図１）。
【００５６】
アセンブリ２１６の一方の端部は端部取り付け部２１８を有し、この取り付け部はブロックに固定されている。取り付け部は取り付けブラケット２２０を有する。圧力ゲージ８４（大気圧に対する）は従来の７．０ｋｇ／ｃｍ２（１００ｐｓｉ）シリコン変換器の形態であり、例えばソリッドＩＣセンサ、Ｍｉｌｐｉｔａｓ  ＣＴ，  部品番号１２１０Ａ−１００Ｄ−３Ｎが端部取り付け部に取り付けられている。これにより電気コネクタ２２４が突出する。アセンブリ２２６の反対側端部は第２の端部取り付け部２２８を有し、この取り付け部は別の、類似の変換器７８を有する。この変換器７８は固定制限器７６を介する差圧を測定するためのものである。ケーシング２３２がねじ２３４により取り付けられており、ソレノイドとブロックの大部分を取り囲む。端板２３６がねじ２３８とワッシャ２４０により変換器に取り付けられており、１つのプレートが電気コネクタ２４２をコンピュータ５６（図１）からソレノイドへのケーブル９５の一部のために支持する。ブロックと端部取り付け部は適当なガス通路２４６を有し、この中に流れを導き図１に示したように圧力タップを提供する。Ｏリング２４４はさらに所要の個所にシールを適用する。キャリアガスに対する取り付け部２４８はブロックにプレート２５０によって、ねじ２５２で取り付けられ、Ｏリング２５４によりシールされている。ブロックからのアウトレットガスチューブ２５６も同じように設けられている。
【００５７】
アウトレットモジュール２６０（図５）も同様であるが、固定制限器と差圧検出器が必要なく、省略されている。ガスブロック２６２は、これに取り付けられた他の素子を有する。ソレノイド２６４はインレットモジュールに対するものと同じ形式であり、ブロックに固定されている（図５ではダイヤフラムは見えない）。ケーブル８５を介したソレノイドへの可変の力は、オリフィス２６５ペアの間の流れを変化させ、可変制限器８６として作用する（図１）。端部取り付け部２６６はブロックに取り付けられている。圧力ゲージ８４（大気圧に対する）は従来のシリコン変換器の形態であり、端部取り付け部に取り付けられている。端板２６８が変換器に取り付けられており、ケーブル８５に対するコネクタ２７０を有する。ブロックと端部取り付け部は適当な他のガス通路２７２をその中に有し、流れを振り向け、圧力タップを図１に示したように提供する。チューブ２７４はブロックと接続されており、分離流に対する入口と出口を提供し、有利には掃気のためのパス通路を有する。
【００５８】
素子それぞれはすべて一緒には使用されないが、モジュールが実質的に便利であることがわかる。したがってインレットモジュール２００の固定制限器７６を介した差圧検出器７８は、アウトレットモジュール２６０の可変制限器のフィードバック制御に対する信号を提供する。逆に言えば、第２のモジュール２６０の圧力ゲージ５０はインレットモジュール２００の可変制限器９４のフィードバック制御に対する信号を提供する。
【００５９】
本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、種々の変形および改善が本発明の枠内、および請求項の範囲内で当業者には可能である。したがって、本発明は請求項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスクロマトグラフ装置の概略図である。
【図２】図１の装置で使用される従来のインジェクタの縦断面図である。
【図３】図１に示された本発明の装置で実行される処理のフローチャートである。
【図４】図１の装置の素子の第１のモジュールの斜視図である。
【図５】図１の装置の素子の第２のモジュールの斜視図である。
【符号の説明】
１０  クロマトグラフ装置
１２  クロマトグラフィー・カラム
１４  インジェクタ
１６  検出器
１８  ケーシング
【図１】
0003629329.tif 000022
【図２】
0003629329.tif 000023
【図３】
0003629329.tif 000024
【図４】
0003629329.tif 000025
【図５】
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