(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は、特に液体クロマトグラフィー用であって規定の流体流を供給するための方法と装置に関するものであり、それによれば、一定の全フロー（ｆ0）を余剰分岐の内部余剰フロー（ｆie）と作業分岐の内部作動フロー（ｆiw）に配分し、そのとき内部作業フロー（ｆiw）と内部余剰フロー（ｆie）の配分割合を、作業分岐に設けた流動抵抗と余剰分岐に設けた流動抵抗の逆比例割合により決めており、そしてそのとき余剰分岐と作業分岐が、両方の流動抵抗出口それぞれで横方向分岐を介して接続している。流動抵抗出口間で横方向分岐にできるバランスフローを、フローセンサーを使って測定する。作業分岐の更に前方に、求められる外部作業フローを、装置に接続した作業装置、例えばクロマトグラフィーのカラムに供給できる。余剰分岐の更に前方で可変抵抗装置を配置しており、そこで可変流動抵抗装置の抵抗値を制御することにより、バランスフローが好ましくは時間的な平均で基本的に丁度ゼロまたは規定のオフセット値であり、その量が内部作業フロー（ｆiw）と較べて小さいようにバランスフローを調整する。さらに本発明は、本発明による方法を実施するための装置に関するものである。【選択図】  図１
2007515642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）全フロー（ｆ0）を、余剰分岐の内部余剰フロー（ｆie）と作業分岐の内部作業フロー（ｆiw）に配分し、
ｂ）内部作業フロー（ｆiw）と内部余剰フロー（ｆie）の配分割合を、作業分岐に設けた流動抵抗（７）と余剰分岐に設けた流動抵抗（９）の逆比例割合により決めており、
ｃ）余剰分岐と作業分岐が、両方の流体抵抗（７，９）の出口それぞれで横方向分岐を介してお互いに接続しており、
ｄ）流動抵抗（７，９）の出口間で横方向分岐に現れるバランスフロー（ｆbal）を、フローセンサー（１０８）を使って測定し、
ｅ）外部作業フロー（ｆew）を、装置の後ろに接続した作業装置、例えばクロマトグラフィーのカラムに供給でき、
ｆ）余剰分岐の更に前方に可変の流動抵抗装置（１１）を配置しており、
ｇ）可変流動抵抗装置（１１０）の抵抗値を制御することにより、バランスフロー（ｆbal）が好ましくは時間的な平均で基本的に丁度ゼロまたは規定のオフセット値であり、その量が内部作業フロー（ｆiw）と較べて小さいように調整する
特に液体クロマトグラフィー用であって規定の流体流を供給するための方法。
【請求項２】
プラス符号が作業路から余剰路に向かう方向のフロー方向を意味している時に、バランスフロー（ｆbal）用の規定されたオフセット値がゼロより大きいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フローセンサー（１０８）のセンサー信号（Ｓbal）と少なくとも一つの流体特性、特に流体の熱伝導性または熱容量との関係を、バランスフロー（ｆbal）用の規定のオフセット値が得られるように、バランスフロー（ｆbal）制御時に補正することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
補正のために補正パラメーターをセンサー信号（Ｓbal）と結びつけ、特に補正係数をセンサー信号（Ｓbal）に掛けることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
補正係数用の値を比較対照表に記録保存すること、または補正係数と少なくとも一つの流体特性との機能的関係を記録保存することを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
作業路の更に進んだところで外部作業フロー（ｆew）を一時的に小さくするためのバランスフロー（ｆbal）を、オフセット値と較べて高い規定の値に調整することを特徴とする前記請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
作業路を更に前方で内部作業フロー（ｆiw）および／または外部作業フロー（ｆew）を決めるための可変流動抵抗装置の抵抗値を一時的に、外部作業フロー（ｆew）がゼロにならないように、そして通常運転で予想される内部作業フロー（ｆiw）および／または外部作業フロー（ｆew）をフローセンサー（１０８）のセンサー信号（Ｓbal）から調べるように調整することを特徴とする前記請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
横方向分岐の内部作業フロー（ｆiw）を測定するために、可変流動抵抗装置（１１０）を短時間閉じて、そして／またはゼロに等しい値に制御し、そのとき横方向分岐が好ましくはゼロに等しい又は近い流動抵抗値を有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ａ）全フロー（ｆ0）を、余剰分岐の内部余剰フロー（ｆie）と作業分岐の内部作業フロー（ｆiw）に配分する流体分岐（５）を有しており、
ｂ）内部作業フロー（ｆiw）と内部余剰フロー（ｆie）の配分割合を、作業分岐に設けた流動抵抗（７）と余剰分岐に設けた流動抵抗（９）の逆比例割合により決めており、
ｃ）余剰分岐と作業分岐が、両方の流動抵抗（７，９）の出口それぞれで横方向分岐を介してお互いに接続しており、
ｄ）作業分岐の更に前方で外部作業フロー（ｆew）を、装置（１００）に後続した作業装置、例えばクロマトグラフィーカラムに供給でき、
ｅ）流動抵抗（７，９）の間で横方向分岐に、バランスフロー（ｆbal）を測定するために設けたフローセンサー（１０８）を有しており、
ｆ）そのセンサー信号（Ｓbal）が調整装置（１１２）に送られており、
ｇ）余剰分岐の更に前方に配置され、調整装置（１１２）により制御可能な可変流動抵抗装置（１１０）を有しており、
ｈ）可変流動抵抗装置（１１０）の抵抗値を制御することにより調整装置（１１２）が、バランスフロー（ｆbal）が好ましくは時間的平均でゼロに等しい又は規定のオフセット値でありそれが内部作業フロー（ｆiw）と較べて小さいように、バランスフロー（ｆbal）を調整する
特に液体クロマトグラフィー用であって規定の流体流を供給するための装置。
【請求項１０】
流動抵抗（７，９）を、その流体通過時間が基本的に同じであるように設計していることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
流動抵抗（７，９）を、その流体通過時間が一般的な溶媒グラジエントの時間と較べて短いように設計していることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
流動抵抗（７，９）が常に同じ温度を有するように、それを配置していることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
調整装置（１１２）が請求項１から８のいずれかに記載の方法を実施していることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
可変流動抵抗装置（１１０）の全流動抵抗値が、調整可能で好ましくは電気的に制御可能な流動抵抗要素（１２２）と調整できない流動抵抗要素（１２０）の抵抗値で構成されており、そのとき特に調整できない流動抵抗要素（１２０）の流動抵抗値が、使用する溶媒の粘度によって決まることを特徴とする前記請求項９から１３のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に液体クロマトグラフィー用であって規定の流体流を供給するための方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分析技術において、特に液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ、高速液体クロマトグラフィー）では通常、定量分析を非常に簡単にするために、定常のフロー（時間単位あたりの体積、体積流）で作業する。このフローが、求める物質分離を行うクロマトグラフィーの分離カラム（簡単にカラムという）を貫流する。
【０００３】
そこでのトレンドは、少ない（ＣＡＰ−ＬＣ）そして非常に少ない（ナノ−ＬＣ）体積流に向いており、この場合に必要とするのは極く僅かな試料の量であり、より優れた分離能力が得られるからである。多くの用途においては、二つまたはそれ以上の異なった溶媒の混合物が使用される。そこでは多頻度で混合割合が分析中に、連続的に又はステップ的に変化するが、それを溶媒グラジエントと呼んでいる。
【０００４】
通常、少ない体積流を使用する時も正確に決められたフローが求められる。これは、調整可能でありそして優れた精度で一定であることが必要である。後者は特に、接続しているカラムの反圧（カラム圧力）が、そのときカラムにある溶媒混合物の粘度によって決まり、そしてカラムの汚れにより変化することがあるので困難さを伴う。
【０００５】
非常に少ない体積流の時には、これを必要なだけ持続しそして決められた調整可能混合割合でつくることが極度に難しい。機械的な精度と構成部品の密封性に対する非常に高い要求以上に、体積流が大きい時には無視できる汚れによる影響の可能性全てに関心がいる。
【０００６】
よって、確立されている大抵の方法ではフロー配分を使って作業する。その時にまず、決められているが必要より遙かに大きいフローをつくる。それにより、持続性と混合割合に対する要求の維持が比較的簡単にできる。該当する装置は旧来のＨＰＬＣで広く使われており、よって市場で入手できる。そして送られたフローは、フロー配分装置により大きいフローと小さいフローに配分される。小さいフローのみが使用される。
【０００７】
従来技術によるフロー配分の原理を図４で示している。細かく図示していない液体クロマトグラフィー装置用の図４で図示した分配装置１は、決められた溶媒成分を有する決められた全フローｆ0を供給するためのポンプ３を有している。ポンプ３は、溶媒グラジエントをつくれるように、異なった溶媒を定量し混合する装置を含んでいることがある。ポンプ３により送り出された全フローｆ0は、求められる（外部の）作業フローｆewより基本的に大きい。さらに分配装置は、Ｔ字型部材の形式で具現することがあり全フローｆ0を内部作業フローｆiwと内部余剰フローｆieに配分する流体分岐５、および作業分岐に流動抵抗７と余剰分岐に流動抵抗９を有している。配分割合（作業フロー対余剰フロー）は、抵抗の割合により決まる。抵抗７は通常、抵抗９より遙かに大きい、すなわち同じ圧力降下で内部作業フローｆiwは余剰フローｆieの小さいパーセンテージに過ぎない。
【０００８】
内部の作業フローｆiwは、分配装置の出口１１でも（外部の）ｆewとして使用に供される。ここに残りの分析システムが接続される。そのとき圧力割合に対しては、特にカラム（図示していない）の流動抵抗値が重要である。フロー配分装置の出口１３で（外部の）余剰フローｆeeが現れるが、それは内部余剰フローｆieに等しく、そして通常は利用しない。
【０００９】
この公知の方法では実際に得られる配分割合が、抵抗７と９だけでなく、カラムの反圧にも関係するという問題が出てくる。カラムの流動抵抗値が作用として抵抗７の値に加わる。これを抵抗設計時に考慮せねばならない。
【００１０】
更に難点として、全構成部品の流動抵抗が、その時その中にある溶媒の粘度により変わることが挙げられる。一定の溶媒成分では、これは全ての構成部品に同様に当て嵌まるので配分割合は同じままである。しかしながら溶媒グラジエントでは個々の構成部品での粘度変化が、前に接続した構成部品およびその構成部品自体の通過時間に従って異なった遅れを伴って顕著になる。よって、通常グラジエント間では配分割合は一定でないままである。
【００１１】
改良された方法がＥＰ−Ａ−０４９５２５５号公報（特許文献１）に記載されている。そこでは、両分岐の体積を配分割合に相当して一致させることにより、溶媒グラジエント間でも配分割合を一定のままとすることを達成している。この方法での欠点は、出口での反圧（即ち、例えばカラム圧力）が相変わらず配分割合に強く影響を与えることである。この反圧は、同様に溶媒粘度と関係するので、フロー配分装置の設計時に一部で考慮することがある。
【００１２】
ＤＥ１９９１４３５８号公報（特許文献２）では、両方の分岐の一つにあるアクティブな調整部材により、この欠点を回避するという方法が公開されている。そのために作動センサーを使用して、それが作業分岐のフローを測定するというものである。このような少ない体積流用のフローセンサーは通常、その感度が使用する溶媒に大きく依存するので、この原理を溶媒グラジエント用に直ぐに使用することはできない。よって代替の解決手段として、作業分岐と余剰分岐での圧力を検知して、両圧力の差異を調整部材の制御に使用することが提案されている。
【００１３】
ここでの欠点は、圧力センサーがその形式により通常比較的大きな内部体積を有することである。使用する溶媒の圧縮性および圧力検知器の弾力性のために、圧力の各変化時にフローが圧力センサーに向かって、あるいはここから去って流れる。これにより、相当して作業フローが小さく又は大きくなる。
【００１４】
圧力センサーを使用することに対する別の問題点は、達成可能な精度である。技術的な理由から設計では、抵抗６と７に僅かな圧力降下のみが現れるようにしている。圧力センサーの誤差が、この圧力降下に対する関係において配分割合に作用する。例えば圧力降下を１０ｂａｒと仮定すると、必要な０．５％のフロー再現性は０．０５ｂａｒの許容圧力測定エラーに相当する（１０ｂａｒの０．５％）。
【００１５】
問題としているセンサーが全圧力（大気に対する比較または絶対）を測定するので、これは少なくとも２００ｂａｒの測定範囲を有していなければならない。よって、０．０５ｂａｒの測定エラーは０．０２５％の精度要求に相当する。このような精度は実際においては、非常な手間をかけてのみ達成されるものである。
【００１６】
【特許文献１】ＥＰ−Ａ−０４９５２５５号公報
【特許文献２】ＤＥ１９９１４３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の課題は、特に液体クロマトグラフィー用であって、規定の液体流を供給するための方法を得ることであり、圧力および／またはフローを検知するための作業センサーを作業分岐に必要とすることなく、出口での反圧に関係なく高精度の作業フローをつくることを可能にするものである。加えて、フローを決める構成部品として圧力センサーを使用する必要がない。さらに、本方法を具現するための装置を提案するという課題が本発明の基礎になっている。
【００１８】
本発明が前提にする見識は、作業分岐と余剰分岐間にある横方向分岐内でバランスフローを測定し、そして余剰分岐を更に進んだところにある可変流動抵抗装置の抵抗値を制御して基本的にゼロに等しい値または内部作業フローと比較して小さい規定のオフセット値に調整することにより、好ましくは非常に小さい外部の作業フローを作業装置により十分な持続性および再現性を有して得られるということである。それにより、問題の多い外部作業フローの測定が必要でなくなる。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、バランスフロー用の規定オフセット値をゼロより大きく選ぶことがあり、そのときはプラス符号が作業路から余剰路に向かうフロー方向を意味している。これにより得られる利点は、実際の流体外部作業フローが横方向分岐から流体が流れ込むことにより混同誤差を生じないことであり、これはバランスフローをゼロ特に基本的にゼロである一時的な平均値に調整する時、そして流体で一時的に特性、例えば粘度が変化する時に起きる可能性があるものである。
【００２０】
本方法の構成によれば、フローセンサーのセンサー信号と、流体の少なくとも一つの流体特性特に流体の熱容量と熱伝導性との関係を、実際に流れるバランスフロー用の規定のオフセット値が得られるように、バランスフロー調整時に補正することができる。これにより、流体の成分が変化するとき、特にＨＰＬＣで溶媒グラジエントを使用するときに、外部の作業フローの持続性と再現性が改良される。
【００２１】
補正のために補正パラメーターをセンサー信号と結びつける、特に補正係数をセンサー信号に掛けることにより、補正を簡単な方法で行うことができる。
【００２２】
補正係数用の値を比較対照表に記録保存しておくことができる。勿論同じ方法で、少なくとも一つの流体特性と補正係数の機能的な関係を記録し、補正のために利用することもある。
【００２３】
本発明による方法の構成によれば、作業路の更に前方で外部作業フローを一時的に減少するためのバランスフローを、オフセット値と比較して高い規定値に調整することがある。これによりＨＰＬＣで、所謂“ピークパーキング”が達成される。これは、カラムによる（外部の）作業フローの一時的で明白な減少と理解され、それにより、カラムで分離された成分がより緩慢におよび／または遅れて後続の分析装置に達する。
【００２４】
このフロー減少は公知のシステムでは通常、システム内に切り替えバルブを組み込み、それを使って第二ポンプで送られるより少ないフローに切り替えられるようにすることで達成される。これは、追加で必要な構成部品のために多くの工数を必要とする。
【００２５】
本発明によるシステムを使えば、バランスフローを一時的にゼロに等しい又は近い値に調整するのではなく基本的により高いプラスの値に調整することにより、フロー削減を追加の構成部品なしで直接達成することができる。
【００２６】
本発明による方法における別の構成によれば、内部の作業フローおよび／または外部の作業フローを決めるための可変流動抵抗装置の抵抗値を、作業路の更に前方で一時的に、バランスフローがゼロにならないように調整することがあり、そしてこの方法により通常の運転で予想される内部作業フローおよび／または外部作業フローをフローセンサーの信号から調べる。
【００２７】
特に可変流動抵抗装置を、横方向分岐内での内部作業フローを測定するために、短く閉じそして／またはゼロに等しい値に制御することがあり、そのとき横方向分岐がゼロに等しい又は近い流動抵抗値を有していると好ましい。それにより内部作業フローを直接測定することができる。そして装置の通常運転時、横方向分岐内のバランスフローをゼロに調整するときに、測定した内部作業フローに等しい外部作業フローが得られる。特に、横方向分岐から作業分岐への流体の戻りフローを避けるために、バランスフローを小さいオフセット値に調整すると、装置を通常運転する間に内部作業フローとバランスフローの差異から外部作業フローを決めることができる。
【００２８】
本発明による装置では配分割合を決める流動抵抗を、その流体通過時間が同じとなるように設計することがある。これにより得られる利点は、一時的なグラジエントの時でも少なくとも一つの流体特性、例えばその成分やそれによりその粘度に関して、配分割合はいずれの場合も（一時的でも）一定のままであることである。
【００２９】
一般的な溶媒グラジエントの時間と比較して流体通過時間が少ないように、配分割合を決める流動抵抗を設計することにより、類似の効果を達成できる。この場合には、抵抗がいずれの時点でも同じ溶媒成分有するほぼ一つの流体を含んでいると、十分な精度で前提とすることができる。
【００３０】
一つの構成によれば、可変流動抵抗装置の全流動抵抗値を、調整可能な好ましくは電気的に制御可能な流動抵抗要素と調整可能でない流動抵抗要素での抵抗値で合成するように、本発明による装置を構成していることがあり、そのとき流動抵抗値は、特に調整可能でない流動抵抗要素の抵抗値は、使用する溶媒の粘度によって決まる。
【００３１】
よって、調整可能な流動抵抗要素に必要な調整範囲を比較的小さく維持でき、それによりこの要素をより簡単にそしてコスト的に有利につくることができる。
【００３２】
流体システムにおいて圧力割合および／またはフロー割合をコントロールためのこの種の装置は、本発明による装置と関係なくあるいは方法と関係なく使用できる。
【００３３】
本発明の別の実施形態は従属請求項で分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図で示した実施例を使って、以下で本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００３５】
図１で電気ブロック回路図に似せた形態で図示している装置１００は、ポンプ１を使って送られる一定の流体フローが供給され特に液体クロマトグラフィー用に規定の流体流を提供するもので、分岐を形成するＴ字型部材として構成することがあるフロー配分装置５、および作業分岐ないし余剰分岐にある流動抵抗７ないし９を有している。これにより全フローｆ0を内部作業フローｆiwと内部余剰フローｆieに分配するが、そのときこの流動抵抗７と９の逆比例割合で内部作業フローと内部余剰フローの分配割合が決められる、即ち次の関係がある：
ｆiw／ｆie＝Ｒ9／Ｒ7
ここでＲ7とＲ9はそれぞれ、流動抵抗７と９の抵抗値を表している。
【００３６】
さらに装置１００は、流動抵抗７の出口で流体分岐１０２、および流動抵抗９の出口で流体分岐１０４を有している。なお、流体分岐１０２，１０４をそれぞれ簡単なＴ字型部材として形成することがある。
【００３７】
装置１００は内部に、流体分岐１０２，１０４を繋ぎそして中にフローセンサー１０８を配置した横方向分岐１０６を有しており、そのセンサーが横方向分岐１０６内を流れるバランスフローｆbalに従って決まるアウトプット信号Sbalを出力する。
【００３８】
余剰分岐の更に前方に、すなわち流体分岐１０４の該当する分岐口または出口に繋がって、図１で示すように調整可能な流動抵抗装置１１０を設けており、その装置を、簡単であり可変調整できそして好ましくは電気的に制御可能な流動抵抗として、例えば制御可能な絞りバルブとして構成している。
【００３９】
そして装置１００は、調整装置１１２を有しており、それがフローセンサー１０８の信号Sbalに従って、調整可能な流動抵抗装置１１０を流動抵抗値に関して制御する。信号の流れを図１では点線により示している。
【００４０】
加えて流体分岐９のところでは、オプションの圧力センサー１１４を使って、この位置に作用する圧力を検知することがある。
【００４１】
装置１００の出口１１６では、求められる外部作業フローｆewが使用に供されるが、そのとき外部作業フローｆewと全フローｆ0の割合を十分な精度で一定に維持する必要がある。装置１１０の出口１１８で出てくる余剰フローｆeeは通常利用されない。
【００４２】
以下において、図１の装置をＨＰＬＣの例で詳細に説明するが、そこではＨＰＬＣ配置全体の本発明に必要な構成要素のみを図示している。
【００４３】
公知の方法のように、ここでの配置はフロー配分の原理に基づいている。ポンプ３が、必要とする規定の溶媒成分を有する規定の好ましくは一定の全フローｆ0を装置１００に送るが、その出口１１６にはクロマトグラフィー装置のカラム（図示していない）が接続されている。全フローｆ0だけでなく溶媒成分も時間的にも変動することがある。
【００４４】
全フローｆ0は、フロー配分装置５および作業路と余剰路に配置された流動抵抗７と９により、内部余剰フローｆieと通常は基本的に僅かな内部作業フローｆiwに配分される。
【００４５】
配分割合は、上記したように、流動抵抗７と９およびここでの圧力降下により決まる。そして抵抗７と９での圧力降下が常に等しいなら、抵抗割合が同じままの時に配分割合は一定である。
【００４６】
本発明により、抵抗７と９の出口ないし流体分岐１０２と１０４をお互いに接続する横方向分岐を使うことにより、これを達成する。この接続により両方の抵抗７，９がパラレルに連結され、そしてそこでは常に同じ圧力降下となる。それにより、内部作業フローｆieと内部余剰フローｆiw間で一定の配分割合を保証している。このとき前提としているのは、無視できるほど少ないバランスフローｆbalによるものであれ、および／または横方向分岐での無視できるほど小さい流動抵抗によるものであれ、横方向分岐とフローセンサー１０８用の配管を構成することにより決まる横方向分岐での圧力降下は無視できるほど小さいということである。
【００４７】
しかし出口１１６での反圧と全体システムでの抵抗割合に従い、分岐でバランスフローｆbalが生まれ、それは別の対応なしでは通常ゼロとはならない（プラスまたはマイナス）。それにより出口１１６では外部作業フローｆewとして、内部作業フローｆiwとバランスフローｆbalの差異のみが使用に供される。
【００４８】
外部作業フローｆewが規定の内部作業フローｆiwに同じであるようにするためには、すなわち横方向分岐のバランスフローｆbalを除かねばならない。
【００４９】
本発明によれば、横方向分岐のフローセンサー１０８を使って、これを達成する。これがバランスフローｆbalを検知し、対応する信号を調整装置１１２に送る。そして、これが調整可能な抵抗１２を制御することにより、フローセンサー１０８で検知した横方向分岐のバランスフローｆbalは基本的に特に時間的平均でゼロになる。このために、さらに以下で説明するように、例えばエレクトロニクス調整装置を使用することがある。
【００５０】
出口１１６での反圧が変わる場合、それは例えばそこに接続しているカラムの汚れにより、温度変化により、あるいは変化する溶媒粘度により引き起こされることがあるが、横方向分岐にゼロではないバランスフローｆbalが直ぐに起きる。これがフローセンサー１０８により検知され、そして調整装置１３に送られ、そこでこれが変更可能で調整可能な抵抗装置１１０の抵抗値を、バランスフローｆbalが再びゼロになるように変える。それにより再び上述の割合にする。
【００５１】
例として、出口１１６での反圧が上がると仮定する。これは結果としてプラスのバランスフローｆbal、すなわち作業分岐から余剰分岐への方向となる。この場合、抵抗装置１１０の抵抗値は、両方の分岐における抵抗値割合が再び同じとなり結果としてバランスフローｆbalが再びゼロになるまで上昇する。
【００５２】
圧力センサー１１４は、抵抗装置１１０での圧力を検知する役割をする。ここまで記述した装置１１０の作動方法では横方向分岐の圧力降下がゼロであるので、この圧力は同時に作業分岐の出口１１６における圧力に相当する。即ち、システムを制御または調整するためにこの圧力を必要としないが、そこに接続しているカラムの状態（例えば汚れ）を逆推定できることになるので、実際では注意する点である。
【００５３】
本発明による配置の更なる利点は、流体分岐５と流動抵抗７，９から送られた内部作業フローｆiwは、今まで記述したの運転方法では外部作業フローｆewに等しいが、それを追加の構成部品なしでチェックまたは直接測定できることである。それにより、流体分岐１０２ないし流動抵抗７，９の構成要素での詰まりだけでなく、ポンプ３の機能欠如も検知できる。このために必要な測定ステップは、システムの通常運転と関係なく行われ、チェックのため又は欠陥分析のためのみのものである。
【００５４】
測定のための前提は溶媒成分が一定であることであり、特に流体粘度に関係するフローセンサー１０８の感度がその成分に対して公知であることである。測定ステップのためには、変更可能な流動抵抗装置１１０の抵抗値を、ゼロないしゼロに近い値に小さくする。これにより、流体分岐１０４ないしこれを具現するＴ字型部材での圧力が、外部の空気圧に等しくなる。よって、ゼロないしゼロに近い流動抵抗値を有する横方向分岐のために、流体分岐１０２ないしこれを具現するＴ字型部材での圧力も、外部の空気圧に降下する。
【００５５】
抵抗６，７では、相変わらず同じ圧力降下が発生する。ポンプ３は一定の全フロー３を送るので、全ての圧力は同じ量だけ降下するのみである。それにより、内部の作業フローｆiwは変わらないままである。
【００５６】
出口１１６と大気との間で圧力差が最早存在しないので、そこに接続しているカラムの高い抵抗によりフローは流れない、すなわち外部作業フローｆewはゼロになる。それにより全内部作業フローｆiwがフローセンサー１０８を通過するので、この方法で測定することができる。
【００５７】
通常運転での内部作業フローｆiwは、この測定時と同じ大きさである。しかしながら、今まで記述した装置の作業方法ではバランスフローｆbalが調整によりゼロにされるので、これは完全に出口１１６の外部作業フローｆewとして現れる。測定ステップ中で測定したバランスフローｆbalは、すなわち通常運転における内部および外部の作業フローと同一である。
【００５８】
記述している対応方法が意味するところは、システムでの大きな圧力変化である。システムにおいて避けられない無効体積のために、システムでの圧力割合が再び安定するまで正に時間のかかることがある。これは、流体分岐１０４での圧力を前述したようにゼロにまで下げるのではなく、通常運転に対して明らかに変えるだけ、例えば小さくすることにより回避できる。この場合には内部作業フローｆiwの直接測定は不可能である。というのは、その一部が出口１１６に接続しているカラムを通って流出するからである。
【００５９】
しかしながら上述の理由から、横方向分岐の圧力降下が無視できるほど小さいことを前提にすると、この測定でも内部作業フローｆiwは一定のままに留まる。よって、圧力変化により引き起こされたバランスフローｆbalが直接、圧力変化により起きる外部作業フローｆewの変化をあらわす。この圧力変化を圧力センサー１１４により検知する。よって、出口１１６に接続しているカラムの流動抵抗を、フロー変化に対する圧力変化の割合として簡単に計算することができる。カラムの抵抗は短い測定時間では思ったほどは変化しないので、これと通常運転での圧力から外部の作業フローｆewを計算することができる。
【００６０】
流動抵抗７と９は、その内部体積が両方のフローとほぼ同じ割合となるように、ＥＰ−０４９５２５５に対応して目的に合わせて設計する。これにより、両方の抵抗で同じ流体通過時間となる。これの利点は、溶媒粘度の変化が両方の分岐で同じ作用を有する、すなわち配分割合がこの場合も一定に留まるということである。
【００６１】
流動抵抗７，９の内部体積を小さく維持することにより、同様の効果を達成できるので、抵抗を通る溶媒の貫通時間は一般的な溶媒グラジエントの時間と比較して短い。この場合、両方の抵抗７，９が同じ溶媒成分を含んでいる、すなわち溶媒粘度の変化が両方の抵抗に同じく作用することを、いずれの時点に対しても前提にすることができる。
【００６２】
この二つの方法を組み合わせることにより、構成部品の公差が原因となり兼ねない通過時間のバラツキを、問題なく分かるようにすることができる。
【００６３】
好ましくは水晶ガラス又は金属製の小さい内径のパイプ（毛細管）の形態で、流体抵抗を具現すると特に目的に適っている。この種の毛細管では求められる体積割合と抵抗割合を、広い範囲で簡単な方法により作り出し調製することができる。加えてこの種の毛細管は、非常に良好にその特性を持続することを特徴としている。多孔性材料（フリット）でできた流動抵抗との違いにおいて、一般的に汚れにより流動抵抗が徐々に大きくなることがない。
【００６４】
液体の粘度、そしてそれにより構成部品すべての流動抵抗が、温度と大きく関係するので、フローを決める両方の抵抗７と９は常に同じ温度であることが必要であろう。このために、これらの抵抗を例えば共通のケーシング内に組み込むことは意味のあることである。これに対して、両方の抵抗は同じ係数で変化するので、これらの抵抗の絶対温度は従属的な役割をしている。
【００６５】
調整装置１１２は、横方向分岐のフローをゼロに又は規定の小さいオフセット値（以下を参照）に調整することになる。センサー１０８のアウトプット信号の種類、および流動抵抗装置１１０を調製するために必要な制御信号に従って、最も簡単な場合は信号を直接電気的に繋ぐことにより、例えば増幅器しかし好ましくはアナログまたはデジタルの調整装置を介して、この調整を行うことができる。一体化した調整装置として具現すると特に目的に適っており、この方法により横方向分岐におけるフローの時間的平均値を、特に良好な精度でゼロにする、あるいは一定の値に維持することができる。
【００６６】
実際において（一体化した調整装置を使用する時も）短時間の調整バラツキが、ゼロでない小さいバランスフローｆbalを招くことがある。これにより、僅かな液体量が横方向分岐から又は余剰分岐から作業分岐に達することがある。溶媒グラジエントの場合、そこにある溶媒は全く調整バラツキの場合にのみ交換されるので、横方向分岐にある溶媒成分は通常偶然によって決まる。調整バラツキがある場合、短時間的に横方向分岐で作業分岐に向かう方向にフローが起きると、作業分岐にある溶媒成分は横方向分岐から出て行く溶媒により混同ミスを起こす。
【００６７】
よって、ゼロではない平均値に横方向分岐のフローを調整すると目的に適うことがある。このオフセット値を適切に選択するとき、平均して僅かなバランスフローｆbalが作業分岐から余剰分岐の方向にできる。これにより、横方向分岐の溶媒が常に作業分岐の溶媒と同じ成分を有することが保証される。オフセット値は、外部作業フローｆewへの作用を無視できるように選ばねばならない。オフセット値が外部作業フローｆewの０.２％〜５％の範囲、例えば大まかには約１％にあると目的に適っている。よって、フローセンサー１０８の信号が通常溶媒に関係するので、これは特に意味のあることである。調整装置１３がセンサー信号を一定に維持しようとするので、実際のバランスフローｆbalは溶媒成分に従って変化する。これによる結果となる外部作業フローｆewの僅かな混同ミスは、このような小さいオフセット値では妨げとはならない。
【００６８】
本来の意味でフローセンサーの信号を規定の値に調整し、そしてフローセンサー信号と流体の熱容量と熱伝導性との関係により同一のセンサー信号にも拘わらず異なった粘度で、実際には別のフローを調整するときに、この明細書の枠内でフロー調整について、ここで述べることを云っておきたい。
【００６９】
溶媒により決まる挙動、およびそのときの溶媒成分は通常公知であるので、これにより引き起こされるオフセット値のミスを十分に補正することは可能である。そのために、溶媒グラジエントおよびフローセンサー１０８までの実際の通過時間から、そこで予想される溶媒成分を計算する。そして、公知であるセンサーの感度曲線を使って、センサー出力信号用の補正係数を調べる。補正係数は、例えば比較対照表に記録保存しておくことができる。そしてセンサー出力信号と補正係数から、実際のバランスフローを計算する。
【００７０】
上記したようにオフセット値は通常、作業フローの僅かな部分にしか過ぎないので、場合により起きる補正係数のミスが外部作業フローｆewに対して与える影響は最小である。
【００７１】
横方向分岐のフローは常にゼロに近い値を有しているので、横方向分岐構成部品の流動抵抗は通常運転で配置機能に殆ど影響を与えない。しかしながら、横方向分岐の抵抗値は、これが調整システムの感度を下げかねないので、あまりに大き過ぎてはいけない。
【００７２】
記述しているように、内部作業フローｆiw測定用センサーを利用できるようにするためには、横方向分岐の流動抵抗を出来るだけ小さく設計せねばならず、それによりバランスフローが横方向分岐で圧力降下を生み出さない。
【００７３】
クロマトグラフによるシステムを実際に応用するときには、出口に接続しているカラムにより外部作業フローｆewを一時的に極端に小さくすることが、場合により好都合である。これにより、カラムで分離した成分がより緩慢におよび／または遅れて後続の分析装置に到達するようにできる。ピークパーキングとも呼ばれるこのフロー減少は通常、システム内に切り替えバルブを組み込むことにより行い、そのバルブを使って第二ポンプから送られるより少ないフローに切り替えることができる。これは追加で必要な部品のために大きな工数を必要とする。
【００７４】
図１の配置を使えば、バランスフローｆbalを一時的にゼロまたはゼロ近い値に調整するのではなく、基本的により高いプラスの値に調整することにより、追加の部品なしでフロー減少を直接達成できる。これにより、出口１１６に供給された外部作業フローｆewは、設定されたバランスフローｆbalだけ減少する。調整装置１１２が正確に決めたバランスフローを設定できるので、外部作業フローｆewを正確に決めた値に小さくできる。
【００７５】
それにより図１の装置１００は、出口１１６において供給された外部作業フローｆewがそこに接続している装置の反圧と無関係である、という利点をもたらす。さらに、供給された外部作業フローｆewは溶媒成分およびその変化とも関係がない。もちろん急速な溶媒グラジエントも供給されたフローに影響を与えない。使用に供された外部作業フローｆewは常に全フローｆ0の正確に決めた一定の割合を示す。これは、通過時間が原因となる時間遅れを除いて、溶媒成分にも当て嵌まる。それにより、全フローを変えることにより外部作業フローｆewを、簡単に正確に決めたように制御することができる。加えて、バランスフローｆbalをゼロと違うように設定することにより意図的に、外部作動フローｆewに影響を与える可能性が得られる。
【００７６】
構成のために使用する構成部品に関して、次のような別の利点が得られる。
【００７７】
液体流を測定するために使用するフローセンサーは通常、貫流する液体を介した熱の持ち出しを測定することに基づいている。これはその時の液体の特性に大きく関係するので、そのようなセンサーの感度（スケールファクター）は大きく溶媒に関係する。この溶媒との関係により、公知の配置では測定結果に大きなミスを招く。
【００７８】
図１における装置１００の最初に記述した作動方法では、ゼロ点またはフローの方向のみを検知せねばならないので、センサー信号が溶媒と関係があることは何の役割もしない。同様にセンサーの非直線性は実際では影響がない。
【００７９】
作業フローの測定を必要としない場合には、それ故にフローの方向ないしゼロ点のみを正確に調べるフローセンサーを使用でき、手間のかかるセンサーの校正を廃止することができる。
【００８０】
上述のように、横方向分岐のバランスフローｆbalを、値ゼロにではなく（小さい）オフセット値に調整する場合には、フローの方向ではなく大きさだけを検知するフローセンサーを原則的に使用できる。
【００８１】
非常に小さいフロー率のシステムにおいて作業分岐で圧力記録装置を使用することは、通常これが比較的大きな無効体積を有しており、その構造形式およびその中に入れられる液体量の圧縮性により圧力バランス容器のように働くので不都合である。それにより圧力上昇時には、フローの一部が圧力検知器に流れる、あるいは圧力降下時に圧力検知器から余分なフローが送られる。例えば、流体分岐１０２に圧力検知器を追加して接続しているとすると、これが各圧力変化時にシステムの出口１１６で供給された外部作業フローｆewを混同して誤らせることになる。
【００８２】
本発明によるシステムの機能のためには、圧力検知器は不要である。それにも拘わらず、通常関心のある圧力を装置の出口１１６で、オプションの圧力センサー１１４を介して高い精度で検知することがある。
【００８３】
この圧力検知器１１４を作業分岐ではなく余剰分岐に配置しているので、圧力検知器の無効体積は全く問題を起こさない。加えて圧力検知器が作業分岐のフロー精度に影響を及ぼさないので、簡単でコスト的に有利な実施形態を使用することができる。
【００８４】
調整部材すなわち可変流動抵抗装置１１０を具現するためには、いろいろの可能性がある。直ぐに思いつく解決手段は例えば、可変の“隘路”を使用することであり、隘路の長さおよび／または断面を変化させることができる。
【００８５】
調整部材を具現化するときの決定的なパラメーターは、必要な作業圧力範囲と必要な解決手段である。調整部材に働く圧力は、装置の出口１１６における圧力（カラム圧力）と同じ大きさである。これは、溶媒の粘度およびクロマトグラフィーのカラムの形式によって決まる。実際には約３０〜約４００ｂａｒの圧力範囲が重要である。与えられたカラムのタイプに対して必要な作業範囲は、対象となる溶媒の粘度によって決まる。実際に対象となる溶媒グラジアントでは、粘度の違いは約１：３である。
【００８６】
溶媒成分が可変であるとき、カラム圧力を（そしてそれにより調整部材の圧力も）そこで使用する溶媒または１：３までの割合での混合割合に従って変えることができる。
【００８７】
図１に示した装置１００では、抵抗７と９を通る溶媒の通過時間が基本的に同じであるように流動抵抗を構成しているが、それを目的に合わせて具現するとき、溶媒成分はいつでもフロー配分装置の両出口で（例えば、分岐１０２と１０４で）ほぼ同じである。それにより、クロマトグラフィーのカラムに流れる溶媒も、同じ時間に調整部材に流れる溶媒と同じ粘度を有する。
【００８８】
調整部材の必要な作業範囲を大きく減少するために、この事実を利用することができる。このために調整部材を、固定のそして設定可能な流体抵抗要素を縦に繋いで具現する。固定抵抗要素には圧力降下があり、それはクロマトグラフィーのカラムでの圧力降下より幾分小さい。
【００８９】
固定抵抗要素の流動抵抗値は、クロマトグラフィーカラムの抵抗に類似して、粘度に関係して変化するので、調整部材の設定可能な抵抗要素の作業範囲は、この理論的なケースでのバラツキおよびカラムの汚れに基づく圧力変化のみを均衡せねばならない。
【００９０】
図２ａは、設定可能で可変の流動抵抗装置１１０の改良バージョンについて、具現化の可能性を回路記号で概略的に示している。
【００９１】
図２ａにおける抵抗装置１１０は二つの抵抗要素１２０と１２２が組み合わされており、流動抵抗要素１２０は貫流する溶媒の粘度に関係する。流動抵抗要素１２２は、調整装置１１２を介して変えることができる。
【００９２】
概略図において、粘度に関係する部分１２０を長くて薄肉の毛細管１２４で表しており、その流動抵抗値は液体粘度に直接比例する。調整可能部分１２２は、設定可能なニードルバルブ１２６として具現化しており、通過部分の断面が変化するように、ニードルがモーター駆動１２８を介して動くことができる。
【００９３】
しかし勿論、抵抗要素１２０と１２２を別の方法で具現化することもある。調整可能な抵抗要素１２２を具現するためのニードルバルブの代わりに、例えば圧縮性のフィルター要素または弾性のあるシール要素を使用することもある。
【００９４】
また調整可能な抵抗要素１２２は、直線性のある挙動を有する必要はない。ニードルをモーターで制御するニードルバルブの代わりに、例えばバネが当接するニードルを設けていることもある。この場合には調整可能な抵抗要素を、調整可能な圧力調整装置として具現することになろう。その挙動を電気技術的に例えれば、概ね調整可能なＺダイオードに相当する。また、そのような調整可能な圧力調整装置を、“屈曲した”特性曲線を有する調整可能な抵抗として解釈することもでき、この明細書の範囲で“可変の抵抗装置”の概念の中に含まれる。この種の調整可能な圧力調整装置を勿論、調整可能な抵抗装置を具現するために、調整できない抵抗要素なしで使用することもある。
【００９５】
図３は、図２における可変流動抵抗装置１１０用で、使用する溶媒粘度の規定時間変化に対する圧力変化を示している。図示した圧力変化は、出口１１６にクロマトグラフィーのカラムが接続されている図１の配置に対するものある。
【００９６】
図３は、ゼロのバランスフローｆbalに対する圧力状況を示している。曲線２０２は、ポンプ３により供給される使用溶媒混合物比粘度の前もって与えられた変化である。最初の粘度を丁度１００％に合わしている。粘度の低い溶媒が高い割合で追加されるので、ｔ＝３分とｔ＝９分の間で粘度は本来の値の４０％に降下している。この種の粘度変化は、溶媒グラジエントを使って作業するときの典型である。
【００９７】
曲線２００は、クロマトグラフィーのカラム、即ち出口１１６での圧力変化を示している。抵抗７を通る通過時間のために粘度変化が最初は遅れてカラムに達するので、粘度降下は幾分遅れていることがわかる。加えて、降下する粘度の範囲が徐々にカラムに入り込むので、圧力変化は滑らかに表れる。抵抗装置１１０での圧力すなわち抵抗要素１２０と１２２の圧力合計は、横方向分岐のために出口１１６での圧力に等しく、それにより同じく曲線２００に相当する。
【００９８】
曲線２０１は、抵抗装置１１０の固定抵抗要素１２０すなわち毛細管１２４での圧力降下である。時間的変化は曲線２００にほぼ相当する。しかし毛細管の通過時間はカラムより短いので、それにより変化は滑らかさが少なく或いは遅れが少ない。
【００９９】
最後の曲線２０３は、抵抗装置１１０の全圧力（曲線２００）と抵抗装置の固定抵抗要素１２０での圧力降下（曲線２００）の差異である。抵抗装置の調整可能な抵抗要素１２２がこの圧力をつくることになる。
【０１００】
図３から、抵抗装置１１０での全圧力（曲線２００）が１３０ｂａｒまでにもなるにも拘わらず、曲線２０３が達するのは最高で僅か約２５ｂａｒであることが分かる。これは、抵抗装置１１０の調整可能な抵抗要素１２２の作動範囲が、抵抗装置での全圧力より遙かに小さいことがあることを意味している。
【０１０１】
理論的には、抵抗装置の固定抵抗要素１２０を最初から、その圧力降下がカラムのそれと正確に相当するように設計することがある。そうすれば調整が全く不要であり、そして横方向分岐も必要としないであろう。しかし実際においては種々の理由から、これは代わりの工数を使っても具現化されない。これに対する本質的な理由は、使用により時間の経過とともにカラムが部分的に汚れ、それが全体として高いカラム圧力を招くだけでなく、時間的な変化も変えることである。
【０１０２】
液体クロマトグラフィーでは、一部で塩を化学的バッファーとして使用する。そして塩濃度が高いときには塩が析出する危険性がある。これが抵抗装置１１０で現れる場合には、その機能が損なわれる可能性がある。
【０１０３】
この問題は、洗い流すために抵抗装置１１０で低圧側に少なくとも二つの追加接続口を設けることにより避けることができる。この追加接続口を介して連続的に又は一定の時間間隔で、純粋の溶媒（例えば水）を調整部材に送り込むことができる。それにより塩濃度を小さくして析出を回避し、あるいは時に存在する塩の結晶を溶融して注ぎ出す。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】定流ポンプのついた本発明による装置に関して電気ブロック回路図に似せた概略図。
【図２】図１における装置用の可制御可変流動抵抗装置の概略図で、電気ブロック回路図に似せた図示（図２ａ）と具現化するための原理図（図２ｂ）。
【図３】図２による抵抗装置のついた図１の装置における粘度および圧力の変化を示す線図。
【図４】フロー配分原理を説明するためのもので、従来技術による装置に関して電気ブロック回路図に似せた概略図。
【符号の説明】
【０１０５】
１      分配装置
３      ポンプ
５      フロー配分装置、流体分岐
７      流動抵抗
９      流動抵抗
１１，１３    出口
１００  装置
１０２，１０４  流体分岐
１０６  横方向分岐
１０８  フローセンサー
１１０  流動抵抗装置
１１２  調整装置
１１４  圧力センサー
１１６，１１８  出口
１２０  抵抗要素
１２２  抵抗要素
１２４  毛細管
１２６  ニードルバルブ
１２８  モーター駆動
２００，２０１、２０２，２０３  曲線
ｆ0     全フロー
ｆew    外部作業フロー
ｆiw    内部作業フロー
ｆie    内部余剰フロー
ｆee    余剰フロー
ｆbal    バランスフロー
Sbal    アウトプット信号
【図１】
2007515642.tif 000003
【図２ａ】
2007515642.tif 000004
【図２ｂ】
2007515642.tif 000005
【図３】
2007515642.tif 000006
【図４】
2007515642.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月21日(2006.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）全フロー（ｆ0）を、余剰分岐の内部余剰フロー（ｆie）と作業分岐の内部作業フロー（ｆiw）に配分し、
ｂ）内部作業フロー（ｆiw）と内部余剰フロー（ｆie）の配分割合を、作業分岐に設けた流動抵抗（７）と余剰分岐に設けた流動抵抗（９）の逆比例割合により決めており、
ｃ）余剰分岐と作業分岐が、両方の流体抵抗（７，９）の出口それぞれで横方向分岐を介してお互いに接続しており、
ｄ）流動抵抗（７，９）の出口間で横方向分岐に現れるバランスフロー（ｆbal）を、フローセンサー（１０８）を使って測定し、
ｅ）作業分岐の更に前方で外部作業フロー（ｆew）を、作業分岐に接続可能な作業装置、例えばクロマトグラフィーのカラムに供給でき、
ｆ）余剰分岐の更に前方に可変の流動抵抗装置（１１０）を配置しており、
ｇ）可変流動抵抗装置（１１０）の抵抗値を制御することにより、バランスフロー（ｆbal）が好ましくは時間的な平均で基本的に丁度ゼロまたは規定のオフセット値であり、その量が内部作業フロー（ｆiw）と較べて小さいように、バランスフロー（ｆbal）をフローセンサー（１０８）のセンサー信号（Ｓbal）に従って調整する
特に液体クロマトグラフィー用であって規定の流体流を供給するための方法。
【請求項２】
プラス符号が作業路から余剰路に向かう方向のフロー方向を意味している時に、バランスフロー（ｆbal）用の規定されたオフセット値がゼロより大きいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フローセンサー（１０８）のセンサー信号（Ｓbal）と少なくとも一つの流体特性、特に流体の熱伝導性または熱容量との関係を、バランスフロー（ｆbal）用の規定のオフセット値が得られるように、バランスフロー（ｆbal）制御時に補正することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
補正のために補正パラメーターをセンサー信号（Ｓbal）と結びつけ、特に補正係数をセンサー信号（Ｓbal）に掛けることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
補正係数用の値を比較対照表に記録保存すること、または補正係数と少なくとも一つの流体特性との機能的関係を記録保存することを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
作業路の更に進んだところで外部作業フロー（ｆew）を一時的に小さくするためのバランスフロー（ｆbal）を、オフセット値と較べて高い規定の値に調整することを特徴とする前記請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
作業路を更に前方で内部作業フロー（ｆiw）および／または外部作業フロー（ｆew）を決めるための可変流動抵抗装置の抵抗値を一時的に、外部作業フロー（ｆew）がゼロにならないように、そして通常運転で予想される内部作業フロー（ｆiw）および／または外部作業フロー（ｆew）をフローセンサー（１０８）のセンサー信号（Ｓbal）から調べるように調整することを特徴とする前記請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
横方向分岐の内部作業フロー（ｆiw）を測定するために、可変流動抵抗装置（１１０）を短時間閉じて、そして／またはゼロに等しい値に制御し、そのとき横方向分岐が好ましくはゼロに等しい又は近い流動抵抗値を有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ａ）全フロー（ｆ0）を、余剰分岐の内部余剰フロー（ｆie）と作業分岐の内部作業フロー（ｆiw）に配分する流体分岐（５）を有しており、
ｂ）内部作業フロー（ｆiw）と内部余剰フロー（ｆie）の配分割合を、作業分岐に設けた流動抵抗（７）と余剰分岐に設けた流動抵抗（９）の逆比例割合により決めており、
ｃ）余剰分岐と作業分岐が、両方の流動抵抗（７，９）の出口それぞれで横方向分岐を介してお互いに接続しており、
ｄ）作業分岐の更に前方で外部作業フロー（ｆew）を、装置（１００）に後続した作業装置、例えばクロマトグラフィーカラムに供給でき、
ｅ）流動抵抗（７，９）の間で横方向分岐に、バランスフロー（ｆbal）を測定するために設けたフローセンサー（１０８）を有しており、
ｆ）そのセンサー信号（Ｓbal）が調整装置（１１２）に送られており、
ｇ）余剰分岐の更に前方に配置され、調整装置（１１２）により制御可能な可変流動抵抗装置（１１０）を有しており、
ｈ）可変流動抵抗装置（１１０）の抵抗値を制御することにより調整装置（１１２）が、バランスフロー（ｆbal）が好ましくは時間的平均でゼロに等しい又は規定のオフセット値でありそれが内部作業フロー（ｆiw）と較べて小さいように、バランスフロー（ｆbal）を調整する
特に液体クロマトグラフィー用であって規定の流体流を供給するための装置。
【請求項１０】
流動抵抗（７，９）を、その流体通過時間が基本的に同じであるように設計していることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
流動抵抗（７，９）を、その流体通過時間が一般的な溶媒グラジエントの時間と較べて短いように設計していることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
流動抵抗（７，９）が常に同じ温度を有するように、それを配置していることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
調整装置（１１２）が請求項１から８のいずれかに記載の方法を実施していることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
可変流動抵抗装置（１１０）の全流動抵抗値が、調整可能で好ましくは電気的に制御可能な流動抵抗要素（１２２）と調整できない流動抵抗要素（１２０）の抵抗値で構成されており、そのとき特に調整できない流動抵抗要素（１２０）の流動抵抗値が、使用する溶媒の粘度によって決まることを特徴とする前記請求項９から１３のいずれかに記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に液体クロマトグラフィー用であって規定の流体流を供給するための方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分析技術において、特に液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ、高速液体クロマトグラフィー）では通常、定量分析を非常に簡単にするために、定常のフロー（時間単位あたりの体積、体積流）で作業する。このフローが、求める物質分離を行うクロマトグラフィーの分離カラム（簡単にカラムという）を貫流する。
【０００３】
そこでのトレンドは、少ない（ＣＡＰ−ＬＣ）そして非常に少ない（ナノ−ＬＣ）体積流に向いており、この場合に必要とするのは極く僅かな試料の量であり、より優れた分離能力が得られるからである。多くの用途においては、二つまたはそれ以上の異なった溶媒の混合物が使用される。そこでは多頻度で混合割合が分析中に、連続的に又はステップ的に変化するが、それを溶媒グラジエントと呼んでいる。
【０００４】
通常、少ない体積流を使用する時も正確に決められたフローが求められる。これは、調整可能でありそして優れた精度で一定であることが必要である。後者は特に、接続しているカラムの反圧（カラム圧力）が、そのときカラムにある溶媒混合物の粘度によって決まり、そしてカラムの汚れにより変化することがあるので困難さを伴う。
【０００５】
非常に少ない体積流の時には、これを必要なだけ持続しそして決められた調整可能混合割合でつくることが極度に難しい。機械的な精度と構成部品の密封性に対する非常に高い要求以上に、体積流が大きい時には無視できる汚れによる影響の可能性全てに関心がいる。
【０００６】
よって、確立されている大抵の方法ではフロー配分を使って作業する。その時にまず、決められているが必要より遙かに大きいフローをつくる。それにより、持続性と混合割合に対する要求の維持が比較的簡単にできる。該当する装置は旧来のＨＰＬＣで広く使われており、よって市場で入手できる。そして送られたフローは、フロー配分装置により大きいフローと小さいフローに配分される。小さいフローのみが使用される。
【０００７】
従来技術によるフロー配分の原理を図４で示している。細かく図示していない液体クロマトグラフィー装置用の図４で図示した分配装置１は、決められた溶媒成分を有する決められた全フローｆ0を供給するためのポンプ３を有している。ポンプ３は、溶媒グラジエントをつくれるように、異なった溶媒を定量し混合する装置を含んでいることがある。ポンプ３により送り出された全フローｆ0は、求められる（外部の）作業フローｆewより基本的に大きい。さらに分配装置は、Ｔ字型部材の形式で具現することがあり全フローｆ0を内部作業フローｆiwと内部余剰フローｆieに配分する流体分岐５、および作業分岐に流動抵抗７と余剰分岐に流動抵抗９を有している。配分割合（作業フロー対余剰フロー）は、抵抗の割合により決まる。抵抗７は通常、抵抗９より遙かに大きい、すなわち同じ圧力降下で内部作業フローｆiwは余剰フローｆieの小さいパーセンテージに過ぎない。
【０００８】
内部の作業フローｆiwは、分配装置の出口１１でも（外部の）ｆewとして使用に供される。ここに残りの分析システムが接続される。そのとき圧力割合に対しては、特にカラム（図示していない）の流動抵抗値が重要である。フロー配分装置の出口１３で（外部の）余剰フローｆeeが現れるが、それは内部余剰フローｆieに等しく、そして通常は利用しない。
【０００９】
この公知の方法では実際に得られる配分割合が、抵抗７と９だけでなく、カラムの反圧にも関係するという問題が出てくる。カラムの流動抵抗値が作用として抵抗７の値に加わる。これを抵抗設計時に考慮せねばならない。
【００１０】
更に難点として、全構成部品の流動抵抗が、その時その中にある溶媒の粘度により変わることが挙げられる。一定の溶媒成分では、これは全ての構成部品に同様に当て嵌まるので配分割合は同じままである。しかしながら溶媒グラジエントでは個々の構成部品での粘度変化が、前に接続した構成部品およびその構成部品自体の通過時間に従って異なった遅れを伴って顕著になる。よって、通常グラジエント間では配分割合は一定でないままである。
【００１１】
改良された方法がＥＰ−Ａ−０４９５２５５号公報（特許文献１）に記載されている。そこでは、両分岐の体積を配分割合に相当して一致させることにより、溶媒グラジエント間でも配分割合を一定のままとすることを達成している。この方法での欠点は、出口での反圧（即ち、例えばカラム圧力）が相変わらず配分割合に強く影響を与えることである。この反圧は、同様に溶媒粘度と関係するので、フロー配分装置の設計時に一部で考慮することがある。
【００１２】
ＤＥ１９９１４３５８号公報（特許文献２）では、両方の分岐の一つにあるアクティブな調整部材により、この欠点を回避するという方法が公開されている。そのために作動センサーを使用して、それが作業分岐のフローを測定するというものである。このような少ない体積流用のフローセンサーは通常、その感度が使用する溶媒に大きく依存するので、この原理を溶媒グラジエント用に直ぐに使用することはできない。よって代替の解決手段として、作業分岐と余剰分岐での圧力を検知して、両圧力の差異を調整部材の制御に使用することが提案されている。
【００１３】
ここでの欠点は、圧力センサーがその形式により通常比較的大きな内部体積を有することである。使用する溶媒の圧縮性および圧力検知器の弾力性のために、圧力の各変化時にフローが圧力センサーに向かって、あるいはここから去って流れる。これにより、相当して作業フローが小さく又は大きくなる。
【００１４】
圧力センサーを使用することに対する別の問題点は、達成可能な精度である。技術的な理由から設計では、抵抗７と９に僅かな圧力降下のみが現れるようにしている。圧力センサーの誤差が、この圧力降下に対する関係において配分割合に作用する。例えば圧力降下を１０ｂａｒと仮定すると、必要な０．５％のフロー再現性は０．０５ｂａｒの許容圧力測定エラーに相当する（１０ｂａｒの０．５％）。
【００１５】
問題としているセンサーが全圧力（大気に対する比較または絶対）を測定するので、これは少なくとも２００ｂａｒの測定範囲を有していなければならない。よって、０．０５ｂａｒの測定エラーは０．０２５％の精度要求に相当する。このような精度は実際においては、非常な手間をかけてのみ達成されるものである。
【００１６】
【特許文献１】ＥＰ−Ａ−０４９５２５５号公報
【特許文献２】ＤＥ１９９１４３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の課題は、特に液体クロマトグラフィー用であって、規定の液体流を供給するための方法を得ることであり、圧力および／またはフローを検知するための作業センサーを作業分岐に必要とすることなく、出口での反圧に関係なく高精度の作業フローをつくることを可能にするものである。加えて、フローを決める構成部品として圧力センサーを使用する必要がない。さらに、本方法を具現するための装置を提案するという課題が本発明の基礎になっている。
【００１８】
この課題を、請求項１ないし請求項９に記載の特徴の組み合わせにより解決する。
【００１９】
本発明が前提にする見識は、作業分岐と余剰分岐間にある横方向分岐内でバランスフローを測定し、そして余剰分岐を更に進んだところにある可変流動抵抗装置の抵抗値を制御して基本的にゼロに等しい値または内部作業フローと比較して小さい規定のオフセット値に調整することにより、好ましくは非常に小さい外部の作業フローを作業装置により十分な持続性および再現性を有して得られるということである。それにより、問題の多い外部作業フローの測定が必要でなくなる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態によれば、バランスフロー用の規定オフセット値をゼロより大きく選ぶことがあり、そのときはプラス符号が作業路から余剰路に向かうフロー方向を意味している。これにより得られる利点は、実際の流体外部作業フローが横方向分岐から流体が流れ込むことにより混同誤差を生じないことであり、これはバランスフローをゼロ特に基本的にゼロである一時的な平均値に調整する時、そして流体で一時的に特性、例えば粘度が変化する時に起きる可能性があるものである。
【００２１】
本方法の構成によれば、フローセンサーのセンサー信号と、流体の少なくとも一つの流体特性特に流体の熱容量と熱伝導性との関係を、実際に流れるバランスフロー用の規定のオフセット値が得られるように、バランスフロー調整時に補正することができる。これにより、流体の成分が変化するとき、特にＨＰＬＣで溶媒グラジエントを使用するときに、外部の作業フローの持続性と再現性が改良される。
【００２２】
補正のために補正パラメーターをセンサー信号と結びつける、特に補正係数をセンサー信号に掛けることにより、補正を簡単な方法で行うことができる。
【００２３】
補正係数用の値を比較対照表に記録保存しておくことができる。勿論同じ方法で、少なくとも一つの流体特性と補正係数の機能的な関係を記録し、補正のために利用することもある。
【００２４】
本発明による方法の構成によれば、作業路の更に前方で外部作業フローを一時的に減少するためのバランスフローを、オフセット値と比較して高い規定値に調整することがある。これによりＨＰＬＣで、所謂“ピークパーキング”が達成される。これは、カラムによる（外部の）作業フローの一時的で明白な減少と理解され、それにより、カラムで分離された成分がより緩慢におよび／または遅れて後続の分析装置に達する。
【００２５】
このフロー減少は公知のシステムでは通常、システム内に切り替えバルブを組み込み、それを使って第二ポンプで送られるより少ないフローに切り替えられるようにすることで達成される。これは、追加で必要な構成部品のために多くの工数を必要とする。
【００２６】
本発明によるシステムを使えば、バランスフローを一時的にゼロに等しい又は近い値に調整するのではなく基本的により高いプラスの値に調整することにより、フロー削減を追加の構成部品なしで直接達成することができる。
【００２７】
本発明による方法における別の構成によれば、内部の作業フローおよび／または外部の作業フローを決めるための可変流動抵抗装置の抵抗値を、作業路の更に前方で一時的に、バランスフローがゼロにならないように調整することがあり、そしてこの方法により通常の運転で予想される内部作業フローおよび／または外部作業フローをフローセンサーの信号から調べる。
【００２８】
特に可変流動抵抗装置を、横方向分岐内での内部作業フローを測定するために、短く閉じそして／またはゼロに等しい値に制御することがあり、そのとき横方向分岐がゼロに等しい又は近い流動抵抗値を有していると好ましい。それにより内部作業フローを直接測定することができる。そして装置の通常運転時、横方向分岐内のバランスフローをゼロに調整するときに、測定した内部作業フローに等しい外部作業フローが得られる。特に、横方向分岐から作業分岐への流体の戻りフローを避けるために、バランスフローを小さいオフセット値に調整すると、装置を通常運転する間に内部作業フローとバランスフローの差異から外部作業フローを決めることができる。
【００２９】
本発明による装置では配分割合を決める流動抵抗を、その流体通過時間が同じとなるように設計することがある。これにより得られる利点は、一時的なグラジエントの時でも少なくとも一つの流体特性、例えばその成分やそれによりその粘度に関して、配分割合はいずれの場合も（一時的でも）一定のままであることである。
【００３０】
一般的な溶媒グラジエントの時間と比較して流体通過時間が少ないように、配分割合を決める流動抵抗を設計することにより、類似の効果を達成できる。この場合には、抵抗がいずれの時点でも同じ溶媒成分有するほぼ一つの流体を含んでいると、十分な精度で前提とすることができる。
【００３１】
一つの構成によれば、可変流動抵抗装置の全流動抵抗値を、調整可能な好ましくは電気的に制御可能な流動抵抗要素と調整可能でない流動抵抗要素での抵抗値で合成するように、本発明による装置を構成していることがあり、そのとき流動抵抗値は、特に調整可能でない流動抵抗要素の抵抗値は、使用する溶媒の粘度によって決まる。
【００３２】
よって、調整可能な流動抵抗要素に必要な調整範囲を比較的小さく維持でき、それによりこの要素をより簡単にそしてコスト的に有利につくることができる。
【００３３】
流体システムにおいて圧力割合および／またはフロー割合をコントロールためのこの種の装置は、本発明による装置と関係なくあるいは方法と関係なく使用できる。
【００３４】
本発明の別の実施形態は従属請求項で分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図で示した実施例を使って、以下で本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００３６】
図１で電気ブロック回路図に似せた形態で図示している装置１００は、ポンプ３を使って送られる一定の流体フローが供給され特に液体クロマトグラフィー用に規定の流体流を提供するもので、分岐を形成するＴ字型部材として構成することがあるフロー配分装置５、および作業分岐ないし余剰分岐にある流動抵抗７ないし９を有している。これにより全フローｆ0を内部作業フローｆiwと内部余剰フローｆieに分配するが、そのときこの流動抵抗７と９の逆比例割合で内部作業フローと内部余剰フローの分配割合が決められる、即ち次の関係がある：
ｆiw／ｆie＝Ｒ9／Ｒ7
ここでＲ7とＲ9はそれぞれ、流動抵抗７と９の抵抗値を表している。
【００３７】
さらに装置１００は、流動抵抗７の出口で流体分岐１０２、および流動抵抗９の出口で流体分岐１０４を有している。なお、流体分岐１０２，１０４をそれぞれ簡単なＴ字型部材として形成することがある。
【００３８】
装置１００は内部に、流体分岐１０２，１０４を繋ぎそして中にフローセンサー１０８を配置した横方向分岐１０６を有しており、そのセンサーが横方向分岐１０６内を流れるバランスフローｆbalに従って決まるアウトプット信号Sbalを出力する。
【００３９】
余剰分岐の更に前方に、すなわち流体分岐１０４の該当する分岐口または出口に繋がって、図１で示すように調整可能な流動抵抗装置１１０を設けており、その装置を、簡単であり可変調整できそして好ましくは電気的に制御可能な流動抵抗として、例えば制御可能な絞りバルブとして構成している。
【００４０】
そして装置１００は、調整装置１１２を有しており、それがフローセンサー１０８の信号Sbalに従って、調整可能な流動抵抗装置１１０を流動抵抗値に関して制御する。信号の流れを図１では点線により示している。
【００４１】
加えて流体分岐１０４のところでは、オプションの圧力センサー１１４を使って、この位置に作用する圧力を検知することがある。
【００４２】
装置１００の出口１１６では、求められる外部作業フローｆewが使用に供されるが、そのとき外部作業フローｆewと全フローｆ0の割合を十分な精度で一定に維持する必要がある。装置１１０の出口１１８で出てくる余剰フローｆeeは通常利用されない。
【００４３】
以下において、図１の装置をＨＰＬＣの例で詳細に説明するが、そこではＨＰＬＣ配置全体の本発明に必要な構成要素のみを図示している。
【００４４】
公知の方法のように、ここでの配置はフロー配分の原理に基づいている。ポンプ３が、必要とする規定の溶媒成分を有する規定の好ましくは一定の全フローｆ0を装置１００に送るが、その出口１１６にはクロマトグラフィー装置のカラム（図示していない）が接続されている。全フローｆ0だけでなく溶媒成分も時間的にも変動することがある。
【００４５】
全フローｆ0は、フロー配分装置５および作業路と余剰路に配置された流動抵抗７と９により、内部余剰フローｆieと通常は基本的に僅かな内部作業フローｆiwに配分される。
【００４６】
配分割合は、上記したように、流動抵抗７と９およびここでの圧力降下により決まる。そして抵抗７と９での圧力降下が常に等しいなら、抵抗割合が同じままの時に配分割合は一定である。
【００４７】
本発明により、抵抗７と９の出口ないし流体分岐１０２と１０４をお互いに接続する横方向分岐を使うことにより、これを達成する。この接続により両方の抵抗７，９がパラレルに連結され、そしてそこでは常に同じ圧力降下となる。それにより、内部作業フローｆieと内部余剰フローｆiw間で一定の配分割合を保証している。このとき前提としているのは、無視できるほど少ないバランスフローｆbalによるものであれ、および／または横方向分岐での無視できるほど小さい流動抵抗によるものであれ、横方向分岐とフローセンサー１０８用の配管を構成することにより決まる横方向分岐での圧力降下は無視できるほど小さいということである。
【００４８】
しかし出口１１６での反圧と全体システムでの抵抗割合に従い、分岐でバランスフローｆbalが生まれ、それは別の対応なしでは通常ゼロとはならない（プラスまたはマイナス）。それにより出口１１６では外部作業フローｆewとして、内部作業フローｆiwとバランスフローｆbalの差異のみが使用に供される。
【００４９】
外部作業フローｆewが規定の内部作業フローｆiwに同じであるようにするためには、すなわち横方向分岐のバランスフローｆbalを除かねばならない。
【００５０】
本発明によれば、横方向分岐のフローセンサー１０８を使って、これを達成する。これがバランスフローｆbalを検知し、対応する信号を調整装置１１２に送る。そして、これが調整可能な抵抗１１２を制御することにより、フローセンサー１０８で検知した横方向分岐のバランスフローｆbalは基本的に特に時間的平均でゼロになる。このために、さらに以下で説明するように、例えばエレクトロニクス調整装置を使用することがある。
【００５１】
出口１１６での反圧が変わる場合、それは例えばそこに接続しているカラムの汚れにより、温度変化により、あるいは変化する溶媒粘度により引き起こされることがあるが、横方向分岐にゼロではないバランスフローｆbalが直ぐに起きる。これがフローセンサー１０８により検知され、そして調整装置１１２に送られ、そこでこれが変更可能で調整可能な抵抗装置１１０の抵抗値を、バランスフローｆbalが再びゼロになるように変える。それにより再び上述の割合にする。
【００５２】
例として、出口１１６での反圧が上がると仮定する。これは結果としてプラスのバランスフローｆbal、すなわち作業分岐から余剰分岐への方向となる。この場合、抵抗装置１１０の抵抗値は、両方の分岐における抵抗値割合が再び同じとなり結果としてバランスフローｆbalが再びゼロになるまで上昇する。
【００５３】
圧力センサー１１４は、抵抗装置１１０での圧力を検知する役割をする。ここまで記述した装置１１０の作動方法では横方向分岐の圧力降下がゼロであるので、この圧力は同時に作業分岐の出口１１６における圧力に相当する。即ち、システムを制御または調整するためにこの圧力を必要としないが、そこに接続しているカラムの状態（例えば汚れ）を逆推定できることになるので、実際では注意する点である。
【００５４】
本発明による配置の更なる利点は、流体分岐５と流動抵抗７，９から送られた内部作業フローｆiwは、今まで記述したの運転方法では外部作業フローｆewに等しいが、それを追加の構成部品なしでチェックまたは直接測定できることである。それにより、流体分岐１０２ないし流動抵抗７，９の構成要素での詰まりだけでなく、ポンプ３の機能欠如も検知できる。このために必要な測定ステップは、システムの通常運転と関係なく行われ、チェックのため又は欠陥分析のためのみのものである。
【００５５】
測定のための前提は溶媒成分が一定であることであり、特に流体粘度に関係するフローセンサー１０８の感度がその成分に対して公知であることである。測定ステップのためには、変更可能な流動抵抗装置１１０の抵抗値を、ゼロないしゼロに近い値に小さくする。これにより、流体分岐１０４ないしこれを具現するＴ字型部材での圧力が、外部の空気圧に等しくなる。よって、ゼロないしゼロに近い流動抵抗値を有する横方向分岐のために、流体分岐１０２ないしこれを具現するＴ字型部材での圧力も、外部の空気圧に降下する。
【００５６】
抵抗７，９では、相変わらず同じ圧力降下が発生する。ポンプ３は一定の全フローｆ0を送るので、全ての圧力は同じ量だけ降下するのみである。それにより、内部の作業フローｆiwは変わらないままである。
【００５７】
出口１１６と大気との間で圧力差が最早存在しないので、そこに接続しているカラムの高い抵抗によりフローは流れない、すなわち外部作業フローｆewはゼロになる。それにより全内部作業フローｆiwがフローセンサー１０８を通過するので、この方法で測定することができる。
【００５８】
通常運転での内部作業フローｆiwは、この測定時と同じ大きさである。しかしながら、今まで記述した装置の作業方法ではバランスフローｆbalが調整によりゼロにされるので、これは完全に出口１１６の外部作業フローｆewとして現れる。測定ステップ中で測定したバランスフローｆbalは、すなわち通常運転における内部および外部の作業フローと同一である。
【００５９】
記述している対応方法が意味するところは、システムでの大きな圧力変化である。システムにおいて避けられない無効体積のために、システムでの圧力割合が再び安定するまで正に時間のかかることがある。これは、流体分岐１０４での圧力を前述したようにゼロにまで下げるのではなく、通常運転に対して明らかに変えるだけ、例えば小さくすることにより回避できる。この場合には内部作業フローｆiwの直接測定は不可能である。というのは、その一部が出口１１６に接続しているカラムを通って流出するからである。
【００６０】
しかしながら上述の理由から、横方向分岐の圧力降下が無視できるほど小さいことを前提にすると、この測定でも内部作業フローｆiwは一定のままに留まる。よって、圧力変化により引き起こされたバランスフローｆbalが直接、圧力変化により起きる外部作業フローｆewの変化をあらわす。この圧力変化を圧力センサー１１４により検知する。よって、出口１１６に接続しているカラムの流動抵抗を、フロー変化に対する圧力変化の割合として簡単に計算することができる。カラムの抵抗は短い測定時間では思ったほどは変化しないので、これと通常運転での圧力から外部の作業フローｆewを計算することができる。
【００６１】
流動抵抗７と９は、その内部体積が両方のフローとほぼ同じ割合となるように、ＥＰ−０４９５２５５に対応して目的に合わせて設計する。これにより、両方の抵抗で同じ流体通過時間となる。これの利点は、溶媒粘度の変化が両方の分岐で同じ作用を有する、すなわち配分割合がこの場合も一定に留まるということである。
【００６２】
流動抵抗７，９の内部体積を小さく維持することにより、同様の効果を達成できるので、抵抗を通る溶媒の貫通時間は一般的な溶媒グラジエントの時間と比較して短い。この場合、両方の抵抗７，９が同じ溶媒成分を含んでいる、すなわち溶媒粘度の変化が両方の抵抗に同じく作用することを、いずれの時点に対しても前提にすることができる。
【００６３】
この二つの方法を組み合わせることにより、構成部品の公差が原因となり兼ねない通過時間のバラツキを、問題なく分かるようにすることができる。
【００６４】
好ましくは水晶ガラス又は金属製の小さい内径のパイプ（毛細管）の形態で、流体抵抗を具現すると特に目的に適っている。この種の毛細管では求められる体積割合と抵抗割合を、広い範囲で簡単な方法により作り出し調製することができる。加えてこの種の毛細管は、非常に良好にその特性を持続することを特徴としている。多孔性材料（フリット）でできた流動抵抗との違いにおいて、一般的に汚れにより流動抵抗が徐々に大きくなることがない。
【００６５】
液体の粘度、そしてそれにより構成部品すべての流動抵抗が、温度と大きく関係するので、フローを決める両方の抵抗７と９は常に同じ温度であることが必要であろう。このために、これらの抵抗を例えば共通のケーシング内に組み込むことは意味のあることである。これに対して、両方の抵抗は同じ係数で変化するので、これらの抵抗の絶対温度は従属的な役割をしている。
【００６６】
調整装置１１２は、横方向分岐のフローをゼロに又は規定の小さいオフセット値（以下を参照）に調整することになる。センサー１０８のアウトプット信号の種類、および流動抵抗装置１１０を調製するために必要な制御信号に従って、最も簡単な場合は信号を直接電気的に繋ぐことにより、例えば増幅器しかし好ましくはアナログまたはデジタルの調整装置を介して、この調整を行うことができる。一体化した調整装置として具現すると特に目的に適っており、この方法により横方向分岐におけるフローの時間的平均値を、特に良好な精度でゼロにする、あるいは一定の値に維持することができる。
【００６７】
実際において（一体化した調整装置を使用する時も）短時間の調整バラツキが、ゼロでない小さいバランスフローｆbalを招くことがある。これにより、僅かな液体量が横方向分岐から又は余剰分岐から作業分岐に達することがある。溶媒グラジエントの場合、そこにある溶媒は全く調整バラツキの場合にのみ交換されるので、横方向分岐にある溶媒成分は通常偶然によって決まる。調整バラツキがある場合、短時間的に横方向分岐で作業分岐に向かう方向にフローが起きると、作業分岐にある溶媒成分は横方向分岐から出て行く溶媒により混同ミスを起こす。
【００６８】
よって、ゼロではない平均値に横方向分岐のフローを調整すると目的に適うことがある。このオフセット値を適切に選択するとき、平均して僅かなバランスフローｆbalが作業分岐から余剰分岐の方向にできる。これにより、横方向分岐の溶媒が常に作業分岐の溶媒と同じ成分を有することが保証される。オフセット値は、外部作業フローｆewへの作用を無視できるように選ばねばならない。オフセット値が外部作業フローｆewの０.２％〜５％の範囲、例えば大まかには約１％にあると目的に適っている。よって、フローセンサー１０８の信号が通常溶媒に関係するので、これは特に意味のあることである。調整装置１１２がセンサー信号を一定に維持しようとするので、実際のバランスフローｆbalは溶媒成分に従って変化する。これによる結果となる外部作業フローｆewの僅かな混同ミスは、このような小さいオフセット値では妨げとはならない。
【００６９】
本来の意味でフローセンサーの信号を規定の値に調整し、そしてフローセンサー信号と流体の熱容量と熱伝導性との関係により同一のセンサー信号にも拘わらず異なった粘度で、実際には別のフローを調整するときに、この明細書の枠内でフロー調整について、ここで述べることを云っておきたい。
【００７０】
溶媒により決まる挙動、およびそのときの溶媒成分は通常公知であるので、これにより引き起こされるオフセット値のミスを十分に補正することは可能である。そのために、溶媒グラジエントおよびフローセンサー１０８までの実際の通過時間から、そこで予想される溶媒成分を計算する。そして、公知であるセンサーの感度曲線を使って、センサー出力信号用の補正係数を調べる。補正係数は、例えば比較対照表に記録保存しておくことができる。そしてセンサー出力信号と補正係数から、実際のバランスフローを計算する。
【００７１】
上記したようにオフセット値は通常、作業フローの僅かな部分にしか過ぎないので、場合により起きる補正係数のミスが外部作業フローｆewに対して与える影響は最小である。
【００７２】
横方向分岐のフローは常にゼロに近い値を有しているので、横方向分岐構成部品の流動抵抗は通常運転で配置機能に殆ど影響を与えない。しかしながら、横方向分岐の抵抗値は、これが調整システムの感度を下げかねないので、あまりに大き過ぎてはいけない。
【００７３】
記述しているように、内部作業フローｆiw測定用センサーを利用できるようにするためには、横方向分岐の流動抵抗を出来るだけ小さく設計せねばならず、それによりバランスフローが横方向分岐で圧力降下を生み出さない。
【００７４】
クロマトグラフによるシステムを実際に応用するときには、出口に接続しているカラムにより外部作業フローｆewを一時的に極端に小さくすることが、場合により好都合である。これにより、カラムで分離した成分がより緩慢におよび／または遅れて後続の分析装置に到達するようにできる。ピークパーキングとも呼ばれるこのフロー減少は通常、システム内に切り替えバルブを組み込むことにより行い、そのバルブを使って第二ポンプから送られるより少ないフローに切り替えることができる。これは追加で必要な部品のために大きな工数を必要とする。
【００７５】
図１の配置を使えば、バランスフローｆbalを一時的にゼロまたはゼロ近い値に調整するのではなく、基本的により高いプラスの値に調整することにより、追加の部品なしでフロー減少を直接達成できる。これにより、出口１１６に供給された外部作業フローｆewは、設定されたバランスフローｆbalだけ減少する。調整装置１１２が正確に決めたバランスフローを設定できるので、外部作業フローｆewを正確に決めた値に小さくできる。
【００７６】
それにより図１の装置１００は、出口１１６において供給された外部作業フローｆewがそこに接続している装置の反圧と無関係である、という利点をもたらす。さらに、供給された外部作業フローｆewは溶媒成分およびその変化とも関係がない。もちろん急速な溶媒グラジエントも供給されたフローに影響を与えない。使用に供された外部作業フローｆewは常に全フローｆ0の正確に決めた一定の割合を示す。これは、通過時間が原因となる時間遅れを除いて、溶媒成分にも当て嵌まる。それにより、全フローを変えることにより外部作業フローｆewを、簡単に正確に決めたように制御することができる。加えて、バランスフローｆbalをゼロと違うように設定することにより意図的に、外部作動フローｆewに影響を与える可能性が得られる。
【００７７】
構成のために使用する構成部品に関して、次のような別の利点が得られる。
【００７８】
液体流を測定するために使用するフローセンサーは通常、貫流する液体を介した熱の持ち出しを測定することに基づいている。これはその時の液体の特性に大きく関係するので、そのようなセンサーの感度（スケールファクター）は大きく溶媒に関係する。この溶媒との関係により、公知の配置では測定結果に大きなミスを招く。
【００７９】
図１における装置１００の最初に記述した作動方法では、ゼロ点またはフローの方向のみを検知せねばならないので、センサー信号が溶媒と関係があることは何の役割もしない。同様にセンサーの非直線性は実際では影響がない。
【００８０】
作業フローの測定を必要としない場合には、それ故にフローの方向ないしゼロ点のみを正確に調べるフローセンサーを使用でき、手間のかかるセンサーの校正を廃止することができる。
【００８１】
上述のように、横方向分岐のバランスフローｆbalを、値ゼロにではなく（小さい）オフセット値に調整する場合には、フローの方向ではなく大きさだけを検知するフローセンサーを原則的に使用できる。
【００８２】
非常に小さいフロー率のシステムにおいて作業分岐で圧力記録装置を使用することは、通常これが比較的大きな無効体積を有しており、その構造形式およびその中に入れられる液体量の圧縮性により圧力バランス容器のように働くので不都合である。それにより圧力上昇時には、フローの一部が圧力検知器に流れる、あるいは圧力降下時に圧力検知器から余分なフローが送られる。例えば、流体分岐１０２に圧力検知器を追加して接続しているとすると、これが各圧力変化時にシステムの出口１１６で供給された外部作業フローｆewを混同して誤らせることになる。
【００８３】
本発明によるシステムの機能のためには、圧力検知器は不要である。それにも拘わらず、通常関心のある圧力を装置の出口１１６で、オプションの圧力センサー１１４を介して高い精度で検知することがある。
【００８４】
この圧力検知器１１４を作業分岐ではなく余剰分岐に配置しているので、圧力検知器の無効体積は全く問題を起こさない。加えて圧力検知器が作業分岐のフロー精度に影響を及ぼさないので、簡単でコスト的に有利な実施形態を使用することができる。
【００８５】
調整部材すなわち可変流動抵抗装置１１０を具現するためには、いろいろの可能性がある。直ぐに思いつく解決手段は例えば、可変の“隘路”を使用することであり、隘路の長さおよび／または断面を変化させることができる。
【００８６】
調整部材を具現化するときの決定的なパラメーターは、必要な作業圧力範囲と必要な解決手段である。調整部材に働く圧力は、装置の出口１１６における圧力（カラム圧力）と同じ大きさである。これは、溶媒の粘度およびクロマトグラフィーのカラムの形式によって決まる。実際には約３０〜約４００ｂａｒの圧力範囲が重要である。与えられたカラムのタイプに対して必要な作業範囲は、対象となる溶媒の粘度によって決まる。実際に対象となる溶媒グラジアントでは、粘度の違いは約１：３である。
【００８７】
溶媒成分が可変であるとき、カラム圧力を（そしてそれにより調整部材の圧力も）そこで使用する溶媒または１：３までの割合での混合割合に従って変えることができる。
【００８８】
図１に示した装置１００では、抵抗７と９を通る溶媒の通過時間が基本的に同じであるように流動抵抗を構成しているが、それを目的に合わせて具現するとき、溶媒成分はいつでもフロー配分装置の両出口で（例えば、分岐１０２と１０４で）ほぼ同じである。それにより、クロマトグラフィーのカラムに流れる溶媒も、同じ時間に調整部材に流れる溶媒と同じ粘度を有する。
【００８９】
調整部材の必要な作業範囲を大きく減少するために、この事実を利用することができる。このために調整部材を、固定のそして設定可能な流体抵抗要素を縦に繋いで具現する。固定抵抗要素には圧力降下があり、それはクロマトグラフィーのカラムでの圧力降下より幾分小さい。
【００９０】
固定抵抗要素の流動抵抗値は、クロマトグラフィーカラムの抵抗に類似して、粘度に関係して変化するので、調整部材の設定可能な抵抗要素の作業範囲は、この理論的なケースでのバラツキおよびカラムの汚れに基づく圧力変化のみを均衡せねばならない。
【００９１】
図２ａは、設定可能で可変の流動抵抗装置１１０の改良バージョンについて、具現化の可能性を回路記号で概略的に示している。
【００９２】
図２ａにおける抵抗装置１１０は二つの抵抗要素１２０と１２２が組み合わされており、流動抵抗要素１２０は貫流する溶媒の粘度に関係する。流動抵抗要素１２２は、調整装置１１２を介して変えることができる。
【００９３】
概略図において、粘度に関係する部分１２０を長くて薄肉の毛細管１２４で表しており、その流動抵抗値は液体粘度に直接比例する。調整可能部分１２２は、設定可能なニードルバルブ１２６として具現化しており、通過部分の断面が変化するように、ニードルがモーター駆動１２８を介して動くことができる。
【００９４】
しかし勿論、抵抗要素１２０と１２２を別の方法で具現化することもある。調整可能な抵抗要素１２２を具現するためのニードルバルブの代わりに、例えば圧縮性のフィルター要素または弾性のあるシール要素を使用することもある。
【００９５】
また調整可能な抵抗要素１２２は、直線性のある挙動を有する必要はない。ニードルをモーターで制御するニードルバルブの代わりに、例えばバネが当接するニードルを設けていることもある。この場合には調整可能な抵抗要素を、調整可能な圧力調整装置として具現することになろう。その挙動を電気技術的に例えれば、概ね調整可能なＺダイオードに相当する。また、そのような調整可能な圧力調整装置を、“屈曲した”特性曲線を有する調整可能な抵抗として解釈することもでき、この明細書の範囲で“可変の抵抗装置”の概念の中に含まれる。この種の調整可能な圧力調整装置を勿論、調整可能な抵抗装置を具現するために、調整できない抵抗要素なしで使用することもある。
【００９６】
図３は、図２における可変流動抵抗装置１１０用で、使用する溶媒粘度の規定時間変化に対する圧力変化を示している。図示した圧力変化は、出口１１６にクロマトグラフィーのカラムが接続されている図１の配置に対するものある。
【００９７】
図３は、ゼロのバランスフローｆbalに対する圧力状況を示している。曲線２０２は、ポンプ３により供給される使用溶媒混合物比粘度の前もって与えられた変化である。最初の粘度を丁度１００％に合わしている。粘度の低い溶媒が高い割合で追加されるので、ｔ＝３分とｔ＝９分の間で粘度は本来の値の４０％に降下している。この種の粘度変化は、溶媒グラジエントを使って作業するときの典型である。
【００９８】
曲線２００は、クロマトグラフィーのカラム、即ち出口１１６での圧力変化を示している。抵抗７を通る通過時間のために粘度変化が最初は遅れてカラムに達するので、粘度降下は幾分遅れていることがわかる。加えて、降下する粘度の範囲が徐々にカラムに入り込むので、圧力変化は滑らかに表れる。抵抗装置１１０での圧力すなわち抵抗要素１２０と１２２の圧力合計は、横方向分岐のために出口１１６での圧力に等しく、それにより同じく曲線２００に相当する。
【００９９】
曲線２０１は、抵抗装置１１０の固定抵抗要素１２０すなわち毛細管１２４での圧力降下である。時間的変化は曲線２００にほぼ相当する。しかし毛細管の通過時間はカラムより短いので、それにより変化は滑らかさが少なく或いは遅れが少ない。
【０１００】
最後の曲線２０３は、抵抗装置１１０の全圧力（曲線２００）と抵抗装置の固定抵抗要素１２０での圧力降下（曲線２０１）の差異である。抵抗装置の調整可能な抵抗要素１２２がこの圧力をつくることになる。
【０１０１】
図３から、抵抗装置１１０での全圧力（曲線２００）が１３０ｂａｒまでにもなるにも拘わらず、曲線２０３が達するのは最高で僅か約２５ｂａｒであることが分かる。これは、抵抗装置１１０の調整可能な抵抗要素１２２の作動範囲が、抵抗装置での全圧力より遙かに小さいことがあることを意味している。
【０１０２】
理論的には、抵抗装置の固定抵抗要素１２０を最初から、その圧力降下がカラムのそれと正確に相当するように設計することがある。そうすれば調整が全く不要であり、そして横方向分岐も必要としないであろう。しかし実際においては種々の理由から、これは代わりの工数を使っても具現化されない。これに対する本質的な理由は、使用により時間の経過とともにカラムが部分的に汚れ、それが全体として高いカラム圧力を招くだけでなく、時間的な変化も変えることである。
【０１０３】
液体クロマトグラフィーでは、一部で塩を化学的バッファーとして使用する。そして塩濃度が高いときには塩が析出する危険性がある。これが抵抗装置１１０で現れる場合には、その機能が損なわれる可能性がある。
【０１０４】
この問題は、洗い流すために抵抗装置１１０で低圧側に少なくとも二つの追加接続口を設けることにより避けることができる。この追加接続口を介して連続的に又は一定の時間間隔で、純粋の溶媒（例えば水）を調整部材に送り込むことができる。それにより塩濃度を小さくして析出を回避し、あるいは時に存在する塩の結晶を溶融して注ぎ出す。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】定流ポンプのついた本発明による装置に関して電気ブロック回路図に似せた概略図。
【図２】図１における装置用の可制御可変流動抵抗装置の概略図で、電気ブロック回路図に似せた図示（図２ａ）と具現化するための原理図（図２ｂ）。
【図３】図２による抵抗装置のついた図１の装置における粘度および圧力の変化を示す線図。
【図４】フロー配分原理を説明するためのもので、従来技術による装置に関して電気ブロック回路図に似せた概略図。
【符号の説明】
【０１０６】
１      分配装置
３      ポンプ
５      フロー配分装置、流体分岐
７      流動抵抗
９      流動抵抗
１１，１３    出口
１００  装置
１０２，１０４  流体分岐
１０６  横方向分岐
１０８  フローセンサー
１１０  流動抵抗装置
１１２  調整装置
１１４  圧力センサー
１１６，１１８  出口
１２０  抵抗要素
１２２  抵抗要素
１２４  毛細管
１２６  ニードルバルブ
１２８  モーター駆動
２００，２０１、２０２，２０３  曲線
ｆ0     全フロー
ｆew    外部作業フロー
ｆiw    内部作業フロー
ｆie    内部余剰フロー
ｆee    余剰フロー
ｆbal    バランスフロー
Sbal    アウトプット信号
【国際調査報告】
2007515642.tif 000008
2007515642.tif 000009
2007515642.tif 000010
2007515642.tif 000011
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2007515642.tif 000013