(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料導入部と、
前記試料導入部にキャリアガスを供給するガス供給流路と、
前記試料導入部からカラム入口を介してキャリアガス及び試料ガスが導入されるカラムと、
前記試料導入部内のガスの一部を排出するスプリット流路と、
前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する全流量検出部と、
前記カラム入口における入口圧を検出する入口圧検出部と、
前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する全流量制御部とを備え、
前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御することを特徴とするガスクロマトグラフ。
【請求項２】
前記設定圧力に基づいて前記仮設定流量を算出する仮設定流量算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項３】
前記ガス供給流路に設けられ、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を調整する全流量バルブをさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、少なくとも前記試料導入部の内部空間を含む前記全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積、及び、前記入口圧検出部により検出される入口圧が起動から前記閾値に到達するまでの起動時間に基づいて、前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項２に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項４】
前記容積の設定を受け付ける容積設定受付部をさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、設定された前記容積に基づいて前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項３に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項５】
前記起動時間の設定を受け付ける起動時間設定受付部をさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、設定された前記起動時間に基づいて前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項３又は４に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項６】
前記全流量制御部によりキャリアガスの流量を制御したときの前記入口圧検出部により検出される入口圧の変化に基づいて、前記容積を算出する容積算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のガスクロマトグラフ。
【請求項７】
大気圧を検出する大気圧センサをさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のガスクロマトグラフ。
【請求項８】
大気圧を検出する大気圧センサをさらに備え、
前記容積算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記容積を算出することを特徴とする請求項６に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項９】
試料導入部からカラム入口を介してカラムに導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置であって、
前記試料導入部にキャリアガスを供給するガス供給流路と、
前記試料導入部内のガスの一部を排出するスプリット流路と、
前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する全流量検出部と、
前記カラム入口における入口圧を検出する入口圧検出部と、  前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する全流量制御部とを備え、
前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御することを特徴とする流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料導入部からカラム内にキャリアガス及び試料ガスを供給することにより分析を行うガスクロマトグラフ及びこれに用いられる流量制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスクロマトグラフにおいては、試料導入部からカラム内にキャリアガス及び試料ガスが供給され、当該カラム内をキャリアガスが通過する過程で、試料成分が分離されるようになっている。キャリアガスは、流量制御装置によりガス供給流路から試料導入部に供給され、当該試料導入部内で試料ガスと混合された後、カラム入口からカラム内に導入される。
【０００３】
カラム入口からカラム内にキャリアガスを導入する方法の一例として、スプリット導入法が知られている。スプリット導入法を用いてカラム入口からカラム内にキャリアガスを導入する場合には、試料導入部内に連通するスプリット流路を介して、試料ガスの一部がキャリアガスとともに外部に排出される。スプリット流路にはスプリットバルブが設けられており、当該スプリットバルブを用いてスプリット流路から排出されるガスの流量を調整することにより、カラム入口におけるガスの圧力（入口圧）を制御することができる。
【０００４】
カラム入口における入口圧は、入口圧センサにより検出される。ガス供給流路から試料導入部に供給されるキャリアガスの流量は、入口圧センサで検出される入口圧に基づいて、ガス供給流路に設けられた全流量バルブによって制御される。すなわち、入口圧が所定の設定圧力となるように、全流量バルブによりキャリアガスの流量が調整される（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６６９４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように入口圧を基準にキャリアガスの流量を制御するような構成では、入口圧の設定圧力が低い場合に、キャリアガスの流量の調整が難しいという問題がある。すなわち、起動時に全流量バルブを開いたときには、入口圧の上昇を抑えることが難しく、入口圧が比較的高い圧力まで上昇してしまう。そのため、入口圧の設定圧力が低い場合には、入口圧が当該設定圧力を超えて、いわゆるオーバーシュートが生じるおそれがある。また、一度に過大な流量でキャリアガスを供給すると、試料導入部内に設けられているガラスウールなどの充填物が動き、分析の再現性が悪化するおそれがある。
【０００７】
一方で、ガスクロマトグラフの中には、キャリアガスの消費量を低減することができるキャリアガスセーブ機能を有するものがある。この種のガスクロマトグラフでは、分析終了後にスプリット流路から排出されるキャリアガスの流量を抑えることにより、キャリアガスの消費量を低減することができる。その後、ガスクロマトグラフの動作を停止させた場合には、キャリアガスが排出されることにより試料導入部内が大気圧となり、次にガスクロマトグラフを起動した場合には、大気圧状態の試料導入部内にキャリアガスが供給され、入口圧が所定の設定圧力となるように、全流量バルブによりキャリアガスの流量が調整される。
【０００８】
このとき、キャリアガスセーブ機能が解除されていなければ、スプリット流路から排出されるキャリアガスの流量が少ない状態のまま、キャリアガスが試料導入部内に供給されることとなる。スプリット流路から排出されるキャリアガスの流量が少ない状態のときには、試料導入部内に供給されるキャリアガスの流量も少ない。この場合、入口圧の設定圧力が高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないため、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間が長くなるという問題がある。
【０００９】
このように、ガスクロマトグラフの起動時間が長くなった場合には、入口圧の上昇速度が遅いことに基づいて、ガス漏れが生じていると誤判定されるおそれもある。このような問題を回避するためには、キャリアガスセーブ機能がキャリアガスの消費量を低減するための機能であるにもかかわらず、誤判定が生じない程度に大きい流量でキャリアガスを供給しなければならず、キャリアガスの消費量を十分に低減することができないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを防止することができるガスクロマトグラフ及びこれに用いられる流量制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、起動時間を短縮することができるガスクロマトグラフ及びこれに用いられる流量制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るガスクロマトグラフは、試料導入部と、ガス供給流路と、カラムと、スプリット流路と、全流量検出部と、入口圧検出部と、全流量制御部とを備える。前記ガス供給流路は、前記試料導入部にキャリアガスを供給する。前記カラムには、前記試料導入部からカラム入口を介してキャリアガス及び試料ガスが導入される。前記スプリット流路は、前記試料導入部内のガスの一部を排出する。前記全流量検出部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する。前記入口圧検出部は、前記カラム入口における入口圧を検出する。前記全流量制御部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する。前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御する。
【００１２】
このような構成によれば、起動時に、入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達するまでは、全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量を基準として、キャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるように制御される。したがって、キャリアガスの仮設定流量を適切に設定すれば、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを防止することができる。
【００１３】
これにより、入口圧を基準にキャリアガスの流量を制御するような構成とは異なり、入口圧の設定圧力が低い場合であっても、オーバーシュートが生じるのを防止することができる。また、一度に過大な流量でキャリアガスが供給されるのを防止することができるため、試料導入部内に設けられているガラスウールなどの充填物が動くことがなく、分析の再現性が悪化するのを防止することができる。
【００１４】
さらに、キャリアガスの仮設定流量を適切に設定すれば、入口圧の設定圧力が高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないという状態が発生するのを防止することができる。これにより、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間を短縮することができる。
【００１５】
前記ガスクロマトグラフは、前記設定圧力に基づいて前記仮設定流量を算出する仮設定流量算出部をさらに備えていてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、入口圧の設定圧力に基づいて、キャリアガスの適切な仮設定流量を算出することができる。したがって、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを確実に防止することができるとともに、入口圧が閾値に到達するまでの時間を効果的に短縮することができる。
【００１７】
前記仮設定流量算出部は、少なくとも前記試料導入部の内部空間を含む前記全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積、及び、前記入口圧検出部により検出される入口圧が起動から前記閾値に到達するまでの起動時間に基づいて、前記仮設定流量を算出してもよい。
【００１８】
このような構成によれば、入口圧の設定圧力だけでなく、容積及び起動時間も用いてキャリアガスの仮設定流量を算出することによって、より適切な仮設定流量を算出することができる。
【００１９】
前記ガスクロマトグラフは、前記容積の設定を受け付ける容積設定受付部をさらに備えていてもよい。この場合、前記仮設定流量算出部は、設定された前記容積に基づいて前記仮設定流量を算出してもよい。
【００２０】
このような構成によれば、任意の容積を設定し、その容積において最適なキャリアガスの仮設定流量を算出することができる。したがって、使用する試料導入部の種類などに応じて、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部内に供給することができる。
【００２１】
前記ガスクロマトグラフは、前記起動時間の設定を受け付ける起動時間設定受付部をさらに備えていてもよい。この場合、前記仮設定流量算出部は、設定された前記起動時間に基づいて前記仮設定流量を算出してもよい。
【００２２】
このような構成によれば、任意の起動時間を設定し、その起動時間において最適なキャリアガスの仮設定流量を算出することができる。したがって、起動時間の長さに関わらず、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部内に供給することができる。
【００２３】
前記ガスクロマトグラフは、前記全流量制御部によりキャリアガスの流量を制御したときの前記入口圧検出部により検出される入口圧の変化に基づいて、前記容積を算出する容積算出部をさらに備えていてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積を算出し、当該容積を用いてキャリアガスの仮設定流量を算出することができる。したがって、上記容積が不明の場合であっても、当該容積を算出して、キャリアガスの適切な仮設定流量を算出することができる。
【００２５】
前記ガスクロマトグラフは、大気圧を検出する大気圧センサをさらに備えていてもよい。この場合、前記仮設定流量算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記仮設定流量を算出してもよい。
【００２６】
このような構成によれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサにより検出し、その大気圧を用いてキャリアガスの仮設定流量をさらに適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部内に供給することができる。
【００２７】
前記容積算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記容積を算出してもよい。
【００２８】
このような構成によれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサにより検出し、その大気圧を用いて全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積を適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、算出された容積を用いてキャリアガスの仮設定流量を適切に算出することができる。
【００２９】
本発明に係る流量制御装置は、試料導入部からカラム入口を介してカラムに導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置であって、ガス供給流路と、スプリット流路と、全流量検出部と、入口圧検出部と、全流量制御部とを備える。前記ガス供給流路は、前記試料導入部にキャリアガスを供給する。前記スプリット流路は、前記試料導入部内のガスの一部を排出する。前記全流量検出部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する。前記入口圧検出部は、前記カラム入口における入口圧を検出する。前記全流量制御部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する。前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、キャリアガスの仮設定流量を適切に設定することにより、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを防止することができる。また、本発明によれば、入口圧の設定圧力が高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないという状態が発生するのを防止することができるため、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。
【図２】図１のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。
【図３】起動時における制御部による処理の一例を示したフローチャートである。
【図４】入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されていない場合を示している。
【図５Ａ】入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されている場合の一例を示している。
【図５Ｂ】入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されている場合の別の例を示している。
【図５Ｃ】入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されている場合のさらに別の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。このガスクロマトグラフは、キャリアガスとともに試料ガスをカラム１内に供給することにより分析を行うためのものであり、上記カラム１以外に、試料導入部２、ガス供給流路３、スプリット流路４、パージ流路５及び検出器６などが備えられている。
【００３３】
カラム１は、例えばキャピラリカラムからなり、分析中はカラムオーブン内で加熱されるようになっている。キャリアガスは、試料導入部２からカラム入口１１を介して、試料ガスとともにカラム１内に導入される。試料ガスに含まれる試料成分は、カラム１を通過する過程で分離され、検出器６により検出される。検出器６は、例えば水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）などの各種検出器により構成することができる。
【００３４】
試料導入部２は、カラム入口１１からカラム１内にキャリアガス及び試料ガスを導入するためのものであり、その内部空間が試料気化室２１を構成している。この試料気化室２１には液体試料が注入され、試料気化室２１内で気化された試料が、キャリアガスとともにカラム入口１１からカラム１内に導入されるようになっている。試料気化室２１には、ガス供給流路３、スプリット流路４及びパージ流路５が連通している。
【００３５】
ガス供給流路３は、試料導入部２の試料気化室２１内にキャリアガスを供給するための流路である。スプリット流路４は、スプリット導入法によりカラム入口１１からカラム１内にキャリアガス及び試料ガスを導入する際に、試料気化室２１内のガス（キャリアガス及び試料ガスの混合ガス）の一部を所定のスプリット比で外部に排出するための流路である。パージ流路５は、セプタムなどから生じる所望しない成分を外部に排出するための流路である。
【００３６】
ガス供給流路３には、例えば供給圧センサ３１、差圧センサ３２及び全流量バルブ３３が設けられている。供給圧センサ３１は、全流量バルブ３３よりも上流側におけるガス供給流路３内の圧力を検出する。差圧センサ３２は、当該差圧センサ３２に対して上流側及び下流側の差圧に基づいて、ガス供給流路３内のキャリアガスの流量を検出する全流量検出部である。全流量バルブ３３は、ガス供給流路３を開閉することにより、ガス供給流路３から試料導入部２にキャリアガスを供給する開状態と、キャリアガスの供給が停止された閉状態との間で、ガス供給流路３内のキャリアガスの流量を任意に調整することができる。
【００３７】
スプリット流路４には、例えばスプリットバルブ４１が設けられている。スプリットバルブ４１は、スプリット流路４を開閉することにより、試料導入部２からスプリット流路４を介してガスを排出する開状態と、試料導入部２からのガスの排出が停止された閉状態との間で、スプリット流路４内のガスの流量を任意に調整することができる。本実施形態では、スプリットバルブ４１を開状態とすることによりスプリットモードで分析を行うことができるだけでなく、スプリットバルブ４１を閉状態とすることによりスプリットレスモードで分析を行うこともできる。
【００３８】
パージ流路５には、例えば入口圧センサ５１、パージバルブ５２及びパージ圧センサ５３が設けられている。入口圧センサ５１は、パージバルブ５２よりも上流側（試料導入部２側）に設けられ、試料気化室２１内のガスの圧力、すなわちカラム入口１１におけるガスの圧力（入口圧）を検出する入口圧検出部である。パージバルブ５２は、パージ流路５を開閉することにより、試料導入部２からパージ流路５を介してガスを排出する開状態と、試料導入部２からのガスの排出が停止された閉状態との間で、パージ流路５内のガスの流量を任意に調整することができる。パージ圧センサ５３は、パージバルブ５２よりも下流側におけるパージ流路５内の圧力を検出する。
【００３９】
パージ流路５は、ガスの流量が少なく、ほぼ一定の流量でガスが流れるという特性により、圧力損失が生じにくいため、当該パージ流路５に入口圧センサ５１を設けることにより、入口圧をより正確に検出することができる。ただし、入口圧センサ５１は、パージ流路５に限らず、カラム入口１１に連通する他の任意の部分（例えばスプリット流路４など）に設けられていてもよい。
【００４０】
図２は、図１のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。このガスクロマトグラフの動作は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部７によって制御される。当該制御部７の他、ガス供給流路３、スプリット流路４、パージ流路５、供給圧センサ３１、差圧センサ３２、全流量バルブ３３、スプリットバルブ４１、入口圧センサ５１、パージバルブ５２及びパージ圧センサ５３などは、試料導入部２からカラム入口１１を介してカラム１に導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置を構成している。
【００４１】
制御部７は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、全流量制御部７１、スプリット流量制御部７２、パージ流量制御部７３、入口圧設定受付部７４、容積設定受付部７５、起動時間設定受付部７６、仮設定流量算出部７７及び容積算出部７８などとして機能する。
【００４２】
全流量制御部７１は、全流量バルブ３３の開度を調整することにより、ガス供給流路３内のキャリアガスの流量を制御する。全流量制御部７１は、入口圧センサ５１により検出されるカラム入口１１における入口圧を基準として、当該入口圧が所定の設定圧力になるようにキャリアガスを所定の設定流量に制御することができるだけでなく、ガスクロマトグラフ又は流量制御装置の起動時（例えば制御開始命令の受信時）には、差圧センサ３２により検出されるキャリアガスの流量を基準として、当該流量が所定の仮設定流量となるように制御することもできる。上記設定流量は、分析条件として設定されている全流量であり、上記仮設定流量は、入口圧の上昇速度を速くするための全流量である。
【００４３】
スプリット流量制御部７２は、スプリットバルブ４１の開度を調整することにより、スプリット比が予め設定された値となるようにスプリット流路４内のガスの流量を制御する。また、パージ流量制御部７３は、パージバルブ５２の開度を調整することにより、パージ流路５内のガスの流量を予め設定された流量となるように制御する。
【００４４】
作業者は、操作部８を操作することにより、入口圧の設定値（設定圧力）、系の容積及び起動時間などの各種パラメータを任意に入力することができる。これらの各種パラメータは、任意の値として入力されてもよいし、複数の値の中から任意に選択されてもよい。操作部８は、例えば操作キー、キーボード又はマウスなどにより構成することができる。入力された各種パラメータは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はハードディスクにより構成される記憶部９に記憶される。
【００４５】
入口圧設定受付部７４は、操作部８を用いて作業者により入力された入口圧の設定を受け付け、その設定圧力を記憶部９に記憶させる。容積設定受付部７５は、操作部８を用いて作業者により入力された系の容積の設定を受け付け、その容積を記憶部９に記憶させる。起動時間設定受付部７６は、操作部８を用いて作業者により入力された起動時間の設定を受け付け、その起動時間を記憶部９に記憶させる。
【００４６】
ここで、系の容積とは、少なくとも試料気化室２１を含む全流量バルブ３３よりも下流側の一定領域の容積であり、例えば試料気化室２１の容積だけでなく、ガス供給流路３における全流量バルブ３３よりも下流側の容積、スプリット流路４におけるスプリットバルブ４１よりも上流側の容積、及び、パージ流路５におけるパージバルブ５２よりも上流側の容積を含む概念である。また、起動時間とは、例えば入口圧センサ５１により検出される入口圧がガスクロマトグラフ又は流量制御装置の起動から所定の閾値に到達するまでの時間であり、例えば５〜１０秒程度であることが好ましい。
【００４７】
本実施形態において全流量制御部７１は、起動時に、差圧センサ３２により検出されるキャリアガスの流量が分析条件とは異なる所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御する。このとき、スプリットバルブ４１及びパージバルブ５２は閉状態とされる。そして、全流量制御部７１は、入口圧センサ５１により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持したまま、キャリアガスの流量が設定流量となるように制御する。この状態では、スプリットバルブ４１及びパージバルブ５２は開状態とされ、予め設定されている分析条件に従って制御が行われる。
【００４８】
上記のような全流量制御部７１による制御は、例えばキャリアガスセーブ機能が解除されていない状態でガスクロマトグラフ又は流量制御装置が起動されたときに行われることが好ましい。ここで、キャリアガスセーブ機能とは、キャリアガスの消費量を低減するための機能であり、分析終了後にスプリットバルブ４１の開度を小さくしてスプリット流路４から排出されるキャリアガスの流量を抑えることにより、キャリアガスの消費量を低減することができる。
【００４９】
上記設定圧力は、分析条件として設定されている入口圧であり、上述の通り、作業者の設定操作により記憶部９に予め記憶されている。上記閾値は、例えば設定圧力を基準とする値又は範囲であり、設定圧力と同じ値であってもよいし、異なる値又は範囲であってもよい。上記仮設定流量は、仮設定流量算出部７７により、入口圧の設定圧力に基づいて算出される。ただし、上記仮設定流量は、作業者が操作部８を操作することにより設定されるような構成であってもよい。
【００５０】
仮設定流量算出部７７による仮設定流量の算出方法について具体的に説明すると、例えば記憶部９に記憶されている入口圧の設定圧力、系の容積及び起動時間に基づいて仮設定流量を算出することができる。ここで、系の容積をＶ［ｍＬ］、起動時間をＴ［ｍｉｎ］、入口圧の設定圧力をｐ［ｋＰａ］とすると、起動時のキャリアガスの仮設定流量ｆ［ｍＬ／ｍｉｎ］は、例えば下記式（１）で表すことができる。
ｆ＝ｐ／１０１．３２５×Ｖ／Ｔ  ・・・（１）
【００５１】
上記式（１）において、「１０１．３２５」という値は大気圧［ｋＰａ］を示している。大気圧の値としては、上記のような固定値が用いられるような構成に限らず、例えば図２に示すように、大気圧センサ１０により検出される大気圧に基づいて、仮設定流量算出部７７が仮設定流量ｆを算出するような構成であってもよい。この場合、上記式（１）において、「１０１．３２５」という定数の代わりに、大気圧センサ１０により検出される大気圧の値を用いればよい。
【００５２】
また、起動時に入口圧が大気圧まで低下しているとは限らないため、起動時に入口圧センサ５１を用いて入口圧を測定し、その入口圧の実測値ｐactを用いてキャリアガスの仮設定流量ｆを算出してもよい。この場合には、上記式（１）におけるｐを（ｐ−ｐact）に置き換えて演算を行えばよい。
【００５３】
なお、系の容積Ｖには上限値が設定されていることが好ましく、起動時間Ｔには下限値が設定されていることが好ましい。また、キャリアガスセーブ機能の実行中における全流量目標値が０［ｍＬ／ｍｉｎ］と設定されている場合には、ガスを使用する意思がないと判断することができるため、起動時から予め設定されている分析条件に従って制御が行われることが好ましい。
【００５４】
本実施形態では、起動時に、入口圧センサ５１により検出される入口圧が閾値に到達するまでは、差圧センサ３２により検出されるキャリアガスの流量を基準として、キャリアガスの流量が所定の仮設定流量ｆとなるように制御される。したがって、キャリアガスの仮設定流量ｆを適切に設定すれば、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部２内に供給されるのを防止することができる。
【００５５】
これにより、入口圧を基準にキャリアガスの流量を制御するような構成とは異なり、入口圧の設定圧力ｐが低い場合であっても、オーバーシュートが生じるのを防止することができる。また、一度に過大な流量でキャリアガスが供給されるのを防止することができるため、試料導入部２内に設けられているガラスウールなどの充填物が動くことがなく、分析の再現性が悪化するのを防止することができる。
【００５６】
さらに、キャリアガスの仮設定流量ｆを適切に設定すれば、入口圧の設定圧力ｐが高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないという状態が発生するのを防止することができる。これにより、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Ｔを短縮することができる。したがって、入口圧の上昇速度が遅いことに基づいて、ガス漏れが生じていると誤判定されるのを防止することができるため、キャリアガスセーブ機能が実行されているときのキャリアガスの流量を低く設定することができ、キャリアガスの消費量を十分に低減することができる。また、起動時間Ｔが短縮されることにより、キャリアガスセーブ機能を積極的に使用する動機ともなる。
【００５７】
特に、本実施形態では、例えば上記式（１）を用いることにより、入口圧の設定圧力ｐに基づいて、キャリアガスの適切な仮設定流量ｆを算出することができる。上記式（１）を用いた場合には、入口圧の設定圧力ｐだけでなく、系の容積Ｖ及び起動時間Ｔも用いてキャリアガスの仮設定流量ｆを算出することによって、より適切な仮設定流量ｆを算出することができる。したがって、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部２内に供給されるのを確実に防止することができるとともに、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Ｔを効果的に短縮することができる。
【００５８】
本実施形態では、仮設定流量算出部７７が、予め設定された系の容積Ｖ及び起動時間Ｔに基づいてキャリアガスの仮設定流量ｆを算出する。これにより、任意の容積Ｖ及び起動時間Ｔを設定し、その容積Ｖ及び起動時間Ｔにおいて最適なキャリアガスの仮設定流量ｆを算出することができる。したがって、起動時間Ｔの長さに関わらず、使用する試料導入部２の種類などに応じて、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部２内に供給することができる。
【００５９】
また、上述のように大気圧センサ１０により検出される大気圧に基づいて仮設定流量ｆを算出するような構成とすれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサ１０により検出し、その大気圧を用いてキャリアガスの仮設定流量ｆをさらに適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部２内に供給することができる。
【００６０】
系の容積Ｖが予め分かっている場合には、上述の通り、作業者が設定した系の容積Ｖを用いてキャリアガスの仮設定流量ｆを算出することができる。しかしながら、系の容積Ｖが不明な場合もあるため、本実施形態では、容積算出部７８により系の容積Ｖを算出することができるようになっている。具体的には、分析中ではないときに、作業者が操作部８を操作することにより容積測定の開始指示が行われた場合に、スプリットバルブ４１及びパージバルブ５２が閉状態とされた上で、キャリアガスが一定の全流量Ｆ［ｍＬ／ｍｉｎ］で試料導入部２内に供給される。
【００６１】
このとき、容積測定の開始から入口圧がｄｐ［ｋＰａ］だけ上昇するまでの時間をｄｔ［ｍｉｎ］とすると、系の容積Ｖは下記式（２）で表される。したがって、容積算出部７８は、例えば下記式（２）を用いることにより、全流量制御部７１によりキャリアガスの流量を制御したときの入口圧センサ５１により検出される入口圧の変化に基づいて、系の容積Ｖを算出することができる。
Ｖ＝Ｆ×１０１．３２５／ｄｐ×ｄｔ  ・・・（２）
【００６２】
上記式（２）において、「１０１．３２５」という値は大気圧［ｋＰａ］を示している。大気圧の値としては、上記のような固定値が用いられるような構成に限らず、例えば図２に示すように、大気圧センサ１０により検出される大気圧に基づいて、容積算出部７８が系の容積Ｖを算出するような構成であってもよい。この場合、上記式（２）において、「１０１．３２５」という定数の代わりに、大気圧センサ１０により検出される大気圧の値を用いればよい。
【００６３】
上記のような容積測定は、試料導入部２からカラム１を取り外した状態で行われることが好ましい。ただし、試料導入部２にカラム１を取り付けた状態のまま容積測定を行うことも可能であり、この場合には、カラム１から流出するガスの容積も含めた仮想的な容積Ｖが求められることとなる。
【００６４】
このように、本実施形態では、全流量バルブ３３よりも下流側の系の容積Ｖを算出し、当該容積Ｖを用いてキャリアガスの仮設定流量ｆを算出することができる。したがって、系の容積Ｖが不明の場合であっても、当該容積Ｖを算出して、キャリアガスの適切な仮設定流量ｆを算出することができる。
【００６５】
また、上述のように大気圧センサ１０により検出される大気圧に基づいて系の容積Ｖを算出するような構成とすれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサ１０により検出し、その大気圧を用いて系の容積Ｖを適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、算出された容積Ｖを用いてキャリアガスの仮設定流量ｆを適切に算出することができる。
【００６６】
図３は、起動時における制御部７による処理の一例を示したフローチャートである。ガスクロマトグラフが起動されると、まず、上述のような態様でキャリアガスの仮設定流量ｆが算出され（ステップＳ１０１）、キャリアガスの全流量が仮設定流量ｆとなるように制御される（ステップＳ１０２）。そして、入口圧センサ５１により検出される入口圧が設定圧力ｐを基準とする所定の閾値に到達した場合には（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、入口圧を設定圧力ｐに維持したまま、キャリアガスの全流量が設定流量となるように制御される（ステップＳ１０４）。すなわち、キャリアガスの全流量目標値が、仮設定流量ｆから分析条件として設定されている設定流量に切り替えられる。
【００６７】
図４及び図５Ａ〜図５Ｃは、入口圧センサ５１により検出される入口圧の経時的変化を示した図である。図４は、本発明が適用されていない場合を示しており、図５Ａ〜図５Ｃは、本発明が適用されている場合を示している。これらの図中において、入口圧の経時的変化は実線で示されており、これに対応付けてキャリアガスの流量が破線で示されている。
【００６８】
図４の例では、入口圧の設定圧力ｐが２００［ｋＰａ］に設定されており、キャリアガスセーブ機能が解除されていない状態でガスクロマトグラフが起動された場合が示されている。この場合、入口圧の設定圧力ｐが高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないため、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Ｔが長くなっている。
【００６９】
図５Ａの例では、図４の場合と同様に入口圧の設定圧力ｐが２００［ｋＰａ］に設定されているが、起動時に、キャリアガスの流量が仮設定流量算出部７７により算出された仮設定流量ｆとなるように制御されることによって、キャリアガスセーブ機能の実行中における全流量目標値よりも高い流量でキャリアガスが供給される。その結果、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Ｔが、図４の場合よりも短縮されている。
【００７０】
図５Ｂの例では、入口圧の設定圧力ｐが図５Ａの場合よりも低く設定されている。一方、図５Ｃの例では、入口圧の設定圧力ｐが図５Ａの場合よりも高く設定されている。図５Ｂ及び図５Ｃのいずれの場合においても、起動時に、キャリアガスの流量が仮設定流量算出部７７により算出された仮設定流量ｆとなるように制御されることによって、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Ｔは図５Ａと同一になり、当該起動時間Ｔは図４の場合よりも短縮されている。
【００７１】
以上の実施形態では、液体試料を試料導入部２内（試料気化室２１）で気化させるような構成について説明したが、このような構成に限らず、既に気化されている試料ガスが試料導入部２内に供給されるような構成であってもよい。この場合、試料導入部２の内部に試料気化室２１が形成された構成でなくてもよい。
【００７２】
また、以上の実施形態では、試料導入部２からカラム入口１１を介してカラム１に導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置が、ガスクロマトグラフに組み込まれた構成について説明したが、流量制御装置をガスクロマトグラフから分離して提供することも可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１    カラム
２    試料導入部
３    ガス供給流路
４    スプリット流路
５    パージ流路
６    検出器
７    制御部
８    操作部
９    記憶部
１０    大気圧センサ
１１    カラム入口
２１    試料気化室
３１    供給圧センサ
３２    差圧センサ
３３    全流量バルブ
４１    スプリットバルブ
５１    入口圧センサ
５２    パージバルブ
５３    パージ圧センサ
７１    全流量制御部
７２    スプリット流量制御部
７３    パージ流量制御部
７４    入口圧設定受付部
７５    容積設定受付部
７６    起動時間設定受付部
７７    仮設定流量算出部
７８    容積算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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