(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量採取した、体積１０μｌ〜１５０μｌの液体試料を、内径１〜４ｍｍの試料注入パイプを用いてキャリアガスにより注入する液体試料注入方法であって、
前記試料注入パイプにおいて前記液体試料の先頭部分と前記試料注入パイプの先端部の間隔が５ｍｍ以内となるよう、前記液体試料を前記試料注入パイプの先端部近傍まで移動させる移液過程と、
前記液体試料の移動を前記試料注入パイプの先端部近傍で止める停液過程と、
前記液体試料を前記試料注入パイプの先端部から滴下させる滴下過程とを有することを特徴とする液体試料注入方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体試料注入方法であって、
前記液体試料が、前記移液過程で移動する速度に比べて、前記滴下過程で滴下する速度を大きくすることを特徴とする液体試料注入方法。
【請求項３】
請求項２に記載の液体試料注入方法であって、
前記液体試料の移動を試料注入パイプ内への気体の加圧注入によって行い、
前記液体試料が前記試料注入パイプ先端部の近傍まで移動した段階で前記加圧注入を止め、
その後に圧力を高めて加圧注入を行うことを特徴とする液体試料注入方法。
【請求項４】
請求項３に記載の液体試料注入方法であって、
前記停液過程では前記パイプに連通したバルブを閉じ、前記バルブの上流側に加圧状態を形成し、
前記滴下工程で、前記バルブを開くことにより、
前記液体試料が、前記移液過程で移動する速度に比べて、前記滴下過程で滴下する速度を大きくすることを特徴とする液体試料注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水質分析計等の液体成分分析において、液体試料を燃焼反応部に注入する液体試料注入方法に関する。詳しくは、試料注入パイプから一定量の液体試料を注入する液体試料注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体試料を燃焼反応させて、液体試料中の炭素成分あるいは窒素成分を、二酸化炭素ガスあるいは窒素酸化物に変換して、その濃度あるいは総量をガス分析計で測定し、炭素成分量あるいは窒素成分量の測定を行う水質分析計はよく知られている。
【０００３】
このような水質分析計においては、図４（ａ）に示すように所定量に計量した液体試料ＬＳを採取した後に、試料注入パイプ１１内を移動させて（図４（ｂ））、パイプ先端部１１Ｔから試料燃焼部１２内へ滴下させる（図４（ｃ））。
【０００４】
図４において、試料注入パイプ１１内の液体試料ＬＳは液体試料注入用キャリアガス流速設定弁６によって一定流速に設定された液体試料注入用キャリアガスによりパイプ先端部１１Ｔ側に移動し、液体試料ＬＳの移動速度は液体試料注入用キャリアガス流速設定弁６により設定される液体試料注入用キャリアガスの流速によって制御される。
【０００５】
ここで、液体試料ＬＳは数十μｌ（数十ｍｇ）であり、試料注入パイプ１１の内径は数ｍｍであるが、このような条件で液体試料ＬＳの移動速度を速くすると、液体試料ＬＳと試料注入パイプ１１の内壁との動摩擦の影響により液体試料ＬＳの一部が試料注入パイプ１１の内壁に残ることがあり、分析精度に悪影響を及ぼすことになる。このため、液体試料ＬＳの移動速度は、液体試料ＬＳの一部が試料注入パイプ１１の内壁に残らないように遅くする必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
試料注入パイプ１１内を移動する液体試料ＬＳの速度は遅くする必要がある一方で、液体試料ＬＳが遅い状態でパイプ先端１１Ｔから滴下させる際に問題が生じることがある。すなわち、パイプ先端部１１Ｔから液体試料ＬＳが離脱して滴下する際の液切れが悪くなり、液体試料ＬＳの一部がパイプ先端部１１Ｔに残り、分析精度に悪影響を及ぼすことがある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、所定量に計量した液体試料を試料注入パイプを用いて注入する液体試料注入方法において、液体試料が試料注入パイプ内面および試料注入パイプの先端部の何れにも残存しない液体試料注入方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、
計量採取した、体積１０μｌ〜１５０μｌの液体試料を、内径１〜４ｍｍの試料注入パイプを用いてキャリアガスにより注入する液体試料注入方法であって、前記試料注入パイプにおいて前記液体試料の先頭部分と前記試料注入パイプの先端部の間隔が５ｍｍ以内となるよう、前記液体試料を前記試料注入パイプの先端部近傍まで移動させる移液過程と、前記液体試料の移動を前記試料注入パイプの先端部近傍で止める停液過程と、前記液体試料を前記試料注入パイプの先端部から滴下させる滴下過程とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の液体試料注入方法であって、前記液体試料が、前記移液過程で移動する速度に比べて、前記滴下過程で滴下する速度を大きくすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の液体試料注入方法であって、前記液体試料の移動を試料注入パイプ内への気体の加圧注入によって行い、前記液体試料が前記試料注入パイプ先端部の近傍まで移動した段階で前記加圧注入を止め、その後に圧力を高めて加圧注入を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載の液体試料注入方法であって、前記停液過程では前記パイプに連通したバルブを閉じ、前記バルブの上流側に加圧状態を形成し、前記滴下工程で、前記バルブを開くことにより、前記液体試料が、前記移液過程で移動する速度に比べて、前記滴下過程で滴下する速度を大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、試料注入パイプおよび試料注入パイプ先端部に液体試料が残存するのを抑えることができ、分析精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液滴注入を行う装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液滴注入を行う装置において所定量の液体試料を採取した状態を示す図である。
【図３】（ａ）本発明の一実施形態における所定量の液体試料を採取した状態を示す図である(ｂ）同実施形態において液体試料が試料注入パイプ内を移動している状態を示す図である（ｃ）同実施形態において液体試料が試料注入パイプの先端部近傍に止まっている状態を示す図である（ｄ）同実施形態において液体試料を試料注入パイプの先端部から滴下した状態を示す図である。
【図４】（ａ）所定量に計量した液体試料を採取した状態を示す図である（ｂ）同液体試料が試料注入パイプ内を移動している状態を示す図である（ｄ）同液体試料が試料注入パイプの先端部から滴下した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る液体試料注入装置１の構成を示している。図１において、液体試料注入装置１は、液体試料入口２、液体試料出口３、洗浄液入口４、洗浄液出口５、液体試料注入用キャリアガス流速設定弁６、液体試料注入用キャリアガス停止弁７、液体試料計量弁駆動部８、駆動ガス切換弁９、液体試料計量用スライド部１０、試料注入パイプ１１を構成要素として、所定量に計量した液体試料ＬＳを試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔから、試料燃焼部１２に滴下する機能を有している。
【００１５】
液体試料入口２と液体試料出口３の間には液体試料Ｌが流れており、洗浄液入口４と洗浄液出口５の間には洗浄液が流れている。液体試料注入用キャリアガス流速設定弁６は液体注入用キャリアガスの流速を設定するものであり、液体試料注入用キャリアガス停止弁７は液体試料注入用キャリアガスの供給有無を切り換えるものである。
【００１６】
液体試料計量弁駆動部８は、駆動ガス切換弁９の操作により動作（図１の左右方向への移動）し、この動作により液体試料スライド部１０がスライドする機構となっている。このため、液体試料入口２から液体試料出口３の間を流れている液体試料Ｌの内、スライド部１０内に存在する所定量の液体試料ＬＳを、液体試料スライド部１０を図の左側にスライドさせることにより、試料注入パイプ１１に連なる流路に移動させることができる。試料注入パイプ１１は所定量の液体を移動させ滴下させるものであり、内径は１〜４mm程度である。
【００１７】
以下、図１の液体試料注入装置１を用いて、液体試料Ｌを所定量に計量された液体試料ＬＳとして試料燃焼部１２に滴下する手順について説明する。
【００１８】
まず、図１に示すような液体試料入口２と液体試料出口３の間に液体試料Ｌが流れている状態から、駆動ガス切換弁９を駆動して、液体試料計量用スライド部１０を左側に所定量移動させると、図２に示す様に所定量に計量された液体試料ＬＳが、試料注入パイプ１１に連なる流路に移動する。なお、液体試料計量用スライド部１０で計量する液体試料ＬＳの体積は１０〜１５０μｌ程度である。
【００１９】
試料注入パイプ１１を含む流路での液体試料ＬＳの状態については、図３を用いて説明する。試料注入パイプ１１に連なる流路に移動した液体試料ＬＳに対しては、試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔの反対側から、液体試料注入用キャリアガスの圧力が働く。この液体試料注入キャリアガスにより、液体試料ＬＳはパイプ先端部１１Ｔに向かって移動（図３（ａ）から図３（ｂ））する。ここで、図３（ｂ）のように液体試料ＬＳが試料注入パイプ１１内を移動する際の速度は、液体試料注入用キャリアガス流速設定弁６によって設定される液体試料注入用キャリアガスの流速によって定まるが、液体試料ＬＳの一部が試料注入パイプ１１の内壁に残存しない程度の低速に設定しておく必要がある。
【００２０】
液体試料ＬＳが試料注入パイプ１１内を移動する速度は設定することができ、液体試料スライド部１０と試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔの距離が既知であれば、液体試料ＬＳが試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔの近傍に到達する時間を求めることができる。このため、液体試料ＬＳが試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔの近傍に達した時点で液体試料注入用キャリアガス停止弁７を閉止すれば、液体試料ＬＳは試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔの近傍に停止させることができる（図３（ｃ））。なお、図３（ｃ）の状態において、液体試料ＬＳには重力が加わるが、液体試料ＬＳには試料注入パイプ１１の内面との摩擦等により、滴下せずに止まる。ところで、試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔ近傍とは、液体試料ＬＳの先端部（パイプ先端１１Ｔ側）が試料注入パイプ１１の先端部１１Ｔから約５mm以下の距離まで接近した状態とする。
【００２１】
図３（ｃ）のように、試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔで止まっている液体試料ＬＳは、液体試料注入用キャリアガス停止弁７によって再度加圧すると、パイプ先端部１１Ｔで１つの滴になって滴下し易くなる（図３（ｄ））。なお、試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔで止めた後の液体試料ＬＳの移動速度に関しては、種々の試みを行った結果、液体試料ＬＳによって若干差はあるものの、試料注入パイプ１１内を移動する際の速度より大きい方が、液体試料ＬＳがパイプ先端部１１Ｔに残存し難くい傾向があることが判った。
【００２２】
試料注入パイプ１１のパイプ先端部１１Ｔから液体試料ＬＳを移動（滴下）させる際の速度を、試料注入パイプ１１内の移動する速度より大きくするためには、液体試料注入用キャリアガス停止弁７を開いた後の液体試料注入用キャリアガスの速度を、液体試料注入用キャリアガス停止弁７を閉止する前に比べて速くする必要がある。このために、液体試料注入用キャリアガス停止弁７を閉止している段階で液体試料注入用キャリアガス流速設定弁６による設定流速を上げておいてから液体試料注入用キャリアガス停止弁７を開ければよいが、液体試料注入用キャリアガス流速設定弁６による設定流速を変化させなくてもよい。すなわち、液体試料注入用キャリアガス停止弁７を閉止する前に比べ、液体試料注入用キャリアガス停止弁７の上流側が加圧状態になっているため、液体試料注入用キャリアガス停止弁７を開いた直後の液体試料注入用キャリアガスの速度が過渡的（瞬間的）ではあるが、液体試料注入用キャリアガス停止弁７を閉止する前に比べて速くなり、瞬間的に液体試料ＬＳを滴下させることになる。
【００２３】
液体試料ＬＳを試料燃焼部１２に滴下させ分析を実施した後は、液体試料注入装置１は図２の状態から、駆動ガス切換弁９を駆動して、液体試料計量用スライド部１０を右側に所定量移動させて図１の状態になる。図２の状態から、図１の状態になることにより、洗浄液入口４と洗浄液出口５の間の洗浄液が試料注入パイプ１１に連なる流路に移動し、試料注入パイプ１１内が洗浄される。このため、仮に、試料注入パイプ内に残存物があったとしても、洗浄液により除去されるので、次の液体試料注入に影響が低減される。
【００２４】
以上のように、本発明により、試料注入パイプ内を移動する液体試料を遅くすることで試料注入パイプ内面に液体試料が残存し難くなり、さらに液体試料を試料注入パイプ先端部の近傍で一旦止めてから試料注入パイプ内を移動するより速い速度で滴下させることにより試料注入パイプ先端部への残存も防げる。これにより、所定量に計量した液体試料を
減量させることなく試料燃焼部に注入することが出来るので、水質分析等において試料燃焼部に注入する液体試料の量バラツキによる測定精度低下を防ぐことが出来る。
【符号の説明】
【００２５】
１      液体試料注入装置
２      液体試料入口
３      液体試料出口
４      洗浄液入口
５      洗浄液出口
６      液体試料注入用キャリアガス流速設定弁
７      液体試料注入用キャリアガス停止弁
８      液体試料計量弁駆動部
９      駆動ガス切換弁
１０      液体試料計量用スライド部
１１      試料注入パイプ
１１Ｔ    （試料注入）パイプ先端部
１２      試料燃焼部
Ｌ      液体試料
ＬＳ    所定量に計量した液体試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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