(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスクロマトグラフのカラムから流出する試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガス（窒素ガス）との十分かつ均一な混合を達成するエレクトロンキャプチャ検出器を提供する。【解決手段】円筒状のセル筒１５の内部にセル室１３を形成し、セル室１３内に放射線源１１とコレクタ電極１２を有し、カラム１９の先端とセル室１３を接続する接続部１６をセル筒１５下部に設けるとともに、接続部１６の２箇所にメイクアップガス流路１７ａ、１７ｂを設置し、カラム１９の先端を下流側のメイクアップガス流路１７ａよりも上流側に配置する。また、メイクアップガス流路１７ａ、１７ｂの各々に設けた流量制御弁により各メイクアップガス流路１７ａ、１７ｂから接続部１６に導入するメイクアップガス流量を、下流側のメイクアップガス流路１７ａの流量≧上流側のメイクアップガス流路１７ｂの流量、となるよう制御する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のセル筒の内部にセル室を形成し、セル室内に放射線源と電子捕獲用コレクタ電極を有し、カラムをセル室と接続する接続部をセル筒下部に設けるとともに、接続部の側方にメイクアップガス流路を設置したエレクトロンキャプチャ検出器において、前記接続部に対して前記メイクアップガス流路を２箇所以上設置し、前記カラムの先端を下流側のメイクアップガス流路よりも上流側に配置するようにしたことを特徴とするエレクトロンキャプチャ検出器。
【請求項２】
請求項１記載のエレクトロンキャプチャ検出器において、前記メイクアップガス流路の各々に流量制御弁を設け、各メイクアップガス流路から前記接続部に導入するメイクアップガス流量を、下流側のメイクアップガス流路の流量≧上流側のメイクアップガス流路の流量、となるよう制御する制御部を備えたことを特徴とするエレクトロンキャプチャ検出器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ガスクロマトグラフ用のエレクトロンキャプチャ検出器（以下ＥＣＤと略称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスクロマトグラフ用検出器の一種であるＥＣＤは、新電子化合物（たとえばハロゲン化合物、ニトロ化合物など）の高感度分析に適している検出器として知られており、その一般的な構造は図３に示すとおりである。
図３において、ＥＣＤ１０は円筒状のセル筒１５の内部にセル室１３が形成され、このセル室１３の側壁内面に63Ｎｉなどの放射線源１１が塗着または蒸着され、棒状のコレクタ電極１２は頂部からセル室１３内に向けて突設されている。セル筒１５の下部にはガスクロマトグラフのカラム１９の先端を接続する接続部１６が設けられ、カラム１９から流出する試料成分を含むキャリアガスと側方のメイクアップガス流路１７から導入されるメイクアップガス（たとえば窒素ガス）との混合ガスが、セル室１３の底部に穿設されたガス導入孔１４からセル室１３内に送給され、セル室１３を通過して上部の排気口１８から排出される（特許文献１、図３参照）。
【０００３】
上記ＥＣＤ１０において、セル室１３の中に封入された放射線源１１からの放射線（β線）により、メイクアップガス流路１７からセル室１３に導入された窒素ガスはイオン化されるので、セル室１３中のコレクタ電極１２にパルス電圧をかけると電子が取り込まれて電流が流れる。セル室１３へ、電子を吸収（捕獲）する能力の強い親電子性分子（試料成分）が入ってくると、分子は電子を吸収して負のイオンとなる。負の電荷を帯びた分子は自由電子よりも移動速度が遅いためコレクタ電極１２に到達する時間が長く、また正のイオンとの再結合の確率も高くなるのでセル室１３内の電子濃度が減少し、１つのパルスで取込まれる電子数は減少する。電子数が減少した分だけ数多くのパルスをかけることにより、単位時間あたりの電子総数、すなわち電流を一定に保つようにすれば、パルス数の変化は親電子性分子の濃度に比例するので試料成分の濃度を検出することができる。
【０００４】
他方、ＥＣＤにおいて試料成分の濃度変化に対して正確な応答性を得るためには、試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガス（窒素ガス）が十分にかつ均一に混合されること、すなわち放射線（β線）によりメイクアップガスの窒素ガスがイオン化された電子と、当該電子を吸収（捕獲）する試料成分の親電子性分子が過不足なく均一に混合されることが必要である。
そのため、ガスクロマトグラフのカラムから流出する試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガス（窒素ガス）との適切な混合を達成するため、試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガスが通過する中空の管状ライナ（混合装置）を備え、その管内の一部に突起部（オリフィス）を設けて乱流が起きるようにした構造のＥＣＤが提案されている（特許文献２、図５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３６９２８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７４８５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＥＣＤでは、中空の管状ライナ（混合装置）の管内の一部に突起部を設けて乱流を起こさせる構造であるので、あらかじめ設定された条件のもとでは試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガス（窒素ガス）との適切な混合が達成されるとしても、カラムから流出してくる試料成分を含むキャリアガス流量や試料成分の濃度変化などに応じて両者の混合比率を任意に変更することができない。すなわち、試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガスの混合比率がつねに固定であるため、試料成分の濃度変化に対応できず、やはり従来のＥＣＤでは正確な応答を示さない場合があった。
また、突起部の形状・寸法などが異なる複数の中空の管状ライナ（混合装置）をあらかじめ用意しておき適宜交換することも考えられるが、構造上、これがきわめて困難であることは詳述するまでもない。
【０００７】
本考案は、上記従来技術の課題を解決するため、試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガス（窒素ガス）とを過不足なく均一に混合でき、かつ混合比率を任意に変更して試料成分の濃度変化に対して正確な応答を示すことができるＥＣＤを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１記載の本考案に係るＥＣＤは、円筒状のセル筒の内部にセル室を形成し、セル室内に放射線源とコレクタ電極を有し、カラムをセル室と接続する接続部をセル筒下部に設けるとともに、接続部の側方にメイクアップガス流路を設置したエレクトロンキャプチャ検出器であって、接続部に対してメイクアップガス流路を２箇所以上設置し、カラムの先端を下流側のメイクアップガス流路よりも上流側に配置したものである。
ここで、下流側のメイクアップガス流路とは、接続部においてカラムから流出する試料成分を含むキャリアガスがセル室内に送給される流れ方向に沿って、セル室に近い側のメイクアップガス流路をいう。
【０００９】
また、請求項２記載の本考案に係るＥＣＤは、請求項１記載のエレクトロンキャップチャ検出器であって、メイクアップガス流路の各々に流量制御弁を設け、各メイクアップガス流路から接続部に導入するメイクアップガス流量を、下流側のメイクアップガス流路の流量≧上流側のメイクアップガス流路の流量、となるよう制御する制御部を備えたものである。
下流側のメイクアップガス流路から接続部に導入されるメイクアップガスの流量と上流側のメイクアップガス流路から導入されるメイクアップガス流量の調整は、好ましくは試料成分の濃度変化に対応して行われる。
具体的には、試料成分の濃度が高くなるのに応じて、下流側のメイクアップガス流路から接続部に導入するメイクアップガスの流量を、上流側のメイクアップガス流路から導入するメイクアップガス流量より多くなるよう制御し、試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガスの混合比率を変更するものである。
【考案の効果】
【００１０】
本考案に係るＥＣＤによれば、カラムをセル室と接続する接続部に対してメイクアップガス流路を２箇所以上設置し、カラムの先端を下流側のメイクアップガス流路よりも上流側に配置したので、カラムから流出する試料成分は、下流側のメイクアップガス流路から導入するメイクアップガスによりばらばらに分かれ散り（分散）、かき混ぜられ（撹拌）、さらに上流側の他のメイクアップガス流路から導入するメイクアップガスによって一様にかつ均一な混合（拡散）状態となってセル室に送給することができ、試料成分の濃度変化に対しても正確な応答を示すことができる。
とくに、下流側のメイクアップガス流路から接続部に導入するメイクアップガスの流量を、上流側のメイクアップガス流路から導入するメイクアップガス流量の約２倍となるよう制御して試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガスを混合することにより、放射線（β線）によりメイクアップガス（窒素ガス）がイオン化された電子と、当該電子を吸収（捕獲）する試料成分の親電子性分子が過不足なく均一に混合され、高濃度の試料成分に対しても高感度に応答することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案に係るＥＣＤの実施形態の一例を示す断面構成図である。
【図２】本考案に係るＥＣＤの他の実施形態の一例を示す断面構成図である。
【図３】従来のＥＣＤの構成を示す断面構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本考案に係るＥＣＤの実施形態の一例について説明する。
図１において、基本的構造は図３に示したＥＣＤの構造と同様であり、ＥＣＤ１０は、円筒状のセル筒１５からなり、その内部にセル室１３が形成され、このセル室１３の側壁内面にニッケル−６３（63Ｎｉ）またはトリチウム（Ｈ3）などのベータ線（β線）の放射線源１１が塗着または蒸着されている。棒状のコレクタ電極１２はセル筒１５の頂部からセル室１３内に向けて突設されている。セル筒１５の下部にはガスクロマトグラフ（図示せず）のキャピラリーカラム１９の先端をセル室１３と接続する接続部１６が設けられ、キャピラリーカラム１９から流出する試料成分を含むキャリアガスと、側方の２箇所に配置したメイクアップガス流路１７ａ、１７ｂから導入される窒素ガスなどのメイクアップガスとの混合ガスが、セル室１３の底部に穿設されたガス導入孔１４からセル室１３内に送給され、セル室１３を通過して上部の排気口１８から排出される。
【００１３】
図１の本考案に係るＥＣＤの実施形態は、キャピラリーカラム１９の先端をセル室１３と接続する接続部１６の側方の２箇所にメイクアップガス流路１７ａ、１７ｂを配置した構造において、図３に示す従来のＥＣＤと相違する。
キャピラリーカラム１９の先端は、接続部１６においてキャピラリーカラム１９から流出する試料成分を含むキャリアガスがガス導入孔１４を通ってセル室１３内に送給される流れ方向に沿って、セル室１３（ガス導入孔１４）に近い側の下流側のメイクアップガス流路１７ａより上流側に配置する。他方の上流側のメイクアップガス流路１７ｂはキャピラリーカラム１９の先端より上流側に配置する。すなわち、キャピラリーカラム１９の先端は２つのメイクアップガス流路１７ａ、１７ｂの間に配置されることになる。
【００１４】
上記したメイクアップガス流路１７ａ、１７ｂとキャピラリーカラム１９の先端の配置関係において、キャピラリーカラム１９からキャリアガスとともに流出する試料成分は、接続部１６の側方に設置した下流側のメイクアップガス流路１７ａからから導入されるメイクアップガスによりばらばらに分かれ散り（分散）、かき混ぜられ（撹拌）、さらに上流側のメイクアップガス流路１７ｂから供給されるメイクアップガスによって一様にかつ均一な混合（拡散）状態となって、ガス導入孔１４を通ってセル室１３内に送給される。
従って、セル室１３内では、放射線源１１によりメイクアップガスの窒素ガスがイオン化された電子と試料成分の親電子性分子が過不足なく均一に混合される。
【００１５】
なお、図１の実施形態では、メイクアップガス流路１７ａ、１７ｂはキャピラリーカラム１９の先端をセル室１３に接続する接続部１６の側方の２箇所に設置したが、３箇所に配置してもよく、この場合には試料成分とメイクアップガスの分散、撹拌の効果が期待できる。また、各メイクアップガス流路１７ａ、１７ｂの設置の箇所やメイクアップガスの導入方向などを適宜選定することにより、より効果的に試料成分を含むキャリアガスとメイクアップガスの均一な混合を達成することができる。
【００１６】
図２に本考案に係るＥＣＤの他の実施形態を示す。
図２において、図３に示すＥＣＤの実施形態と相違する点は、各メイクアップガス流路１７ａ、１７ｂに流量制御弁２０ａ、２０ｂを設け、これら流量制御弁２０ａ、２０ｂを制御する制御部２１を備えていることである。
制御部２１による各メイクアップガス流路１７ａ、１７ｂの流量制御弁２０ａ、２０ｂの制御は、下流側のメイクアップガス流路１７ａの流量≧上流側のメイクアップガス流路１７ｂの流量、となるよう調整される。とくに、高濃度の試料成分の場合には、下流側のメイクアップガス流路１７ａから接続部１６に導入するメイクアップガスの流量を、上流側のメイクアップガス流路１７ｂから導入するメイクアップガス流量の約２倍、すなわち下流側のメイクアップガス流路１７ａと上流側のメイクアップガス流路１７ｂの流量比が約２：１となるよう制御するのが好ましい。キャピラリーカラム１９の先端から流出する試料成分はより多くのメイクアップガス流量で分散させ、撹拌させることができる。
【００１７】
なお、図１および図２に示すＥＣＤのいずれの実施形態においても、既設のメイクアップガス流路１７を有するＥＣＤの構造にメイクアップガス流路を追加する設計変更だけで実現することができるので、その実用的効果は大きい。
【符号の説明】
【００１８】
１０  ＥＣＤ
１１  放射線源
１２  コレクタ電極
１３  セル室
１４  ガス導入孔
１５  セル筒
１６  接続部
１７、１７ａ、１７ｂ  メイクアップガス流路
１８  排気口
１９  カラム、キャピラリーカラム
２０ａ、２０ｂ  流量制御弁
２１  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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