(57)【要約】【目的】ガスクロマトグラフの炎光光度検出器（ＦＰＤ検出器）において、ノズルの位置を変更することで、最適な位置で発光させすことでホトマルへ到達する光量を増大させ,その結果検出感度を高くする。【構成】ガスクロマトグラフのＦＰＤ検出器内部の、カラム流出ガスと燃料ガスとの混合ガスを噴出するノズルの先端部に、別部材であるノズルセンターを設けて、該ノズルセンターを高さ方向に移動可能とし、ホトマルでの検出感度を調整できるようにした。【選択図】  図２
2005201687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラム流出ガスと燃料ガスとの混合ガスをノズルの先端より噴出させ、該混合ガスと助燃ガスとを混合して燃焼室内で燃焼させ、その燃焼による炎の中で、カラム流出ガス中の試料成分の発した特定波長の光を検出するように構成したガスクロマトグラフ用炎光光度検出器において、ノズルの先端開口部に嵌め合い可能なノズルセンターを持ち、かつ該ノズルセンターの光軸に対する高さが変更可能であるガスクロマトグラフ用炎光光度検出器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスクロマトグラフの検出器として使用される炎光光度検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
炎光光度検出器（以下「ＦＰＤ（=Flame  Photometric  Detector）」と略記する）は特にイオウ、リンの化合物に選択的に高い感度を有することを特徴とするガスクロマトグラフ用検出器である。図１は従来のＦＰＤの構造の一例を断面図で示したものである。（特許文献１）図１において、1から3はＦＰＤに連結されるガスクロマトグラフ流路である。すなわち、定圧又は定流量に調節されたキャリアガスは、キャリアガス導入部１から導入され、試料注入口２、カラム３を経て検出器（ＦＰＤセル４）へと流れる。試料注入口２から注入された試料はこのキャリアガスの流れに乗ってカラム３を通過する間に各成分に分離される。以下、このカラムの末端から流出するキャリアガスと、分離された試料成分の構成ガスをカラム流出ガスと記す。
【０００３】
ＦＰＤセル4には燃料ガスとして水素、助燃ガスとして空気がそれぞれ導管５１、６１、を経て導入される。導入された燃料ガスは円筒形のＦＰＤセルの中心軸に沿う燃料ガス通路５を通って上方に流れる。燃料ガス通路５の上端は燃料室４２に向けて開口するノズル７を形成する。カラムの末端は、ＦＰＤセル４の下側から上記の燃料ガス通路５内に挿入され、ナット３１、フェルール３２で固定される。助燃ガスは燃料ガス通路５を囲むように設けられた助燃ガス通路６２を通ってノズルの周囲に配置されノズル近傍に開口する複数の小穴からなる助燃ガス吹出し口６から燃焼室４２に向けて吹出される。なお、助燃ガス吹出し口６はノズルを環状に取りまくスリット上の隙間として構成されることもある。燃料ガス、助燃ガスとして水素、空気を用いたが、これ以外のガス種を用いる可能性もある。
【０００４】
燃焼室４２はセル外筒４１に覆われたノズル７上方の空間であって、ここで燃料ガスは助燃ガス中の酸素と反応して燃焼し炎８を形成する。燃焼後の排ガスはセル外筒上部の排気口４３から排出させる。
【０００５】
カラム流出ガスは燃料ガス通路５の中で燃料ガスと合流し、ノズル７から炎８の中へ吹出される。試料中にイオウ、リンを含む成分があれば、高温の炎８の中で特定の波長の光を発する。この光は炎８の側面に設けられた測光部１０によりその光度が測定される。このとき、炎８中で試料成分から発光した光は石英窓１３を透過して測光部１０に入り、さらに特定波長だけを通す干渉フィルタ１１をとおってホトマル１２で電気信号にかえられ、図示しない外部の測定回路に出力される。
【特許文献１】特開２００２−２２６６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＰＤのノズル７では炎８を形成し、炎の中にカラムからの試料成分が導入され、燃焼されて,発光する。このとき発せられる光は拡散光であり、発光の強度が同じであっても、発光位置とホトマルの高さの関係が異なれば、ホトマルへはいる光の強度が異なっている。
図１において、発光位置が点a、bにある場合を比較すると、点bで発光するときのほうが入射効率が良い。
【０００７】
ところが、ガスクロマトグラフでは用途によって、異なった様々な条件で分析を行っている。たとえば、分析カラムの内径、キャリアガス流量、測定成分など、分析条件が異なれば、ノズルの高さが同じであっても、試料の発光位置が異なる。具体的には、炎へ導入されるガスの線速度が速ければ,発光する位置は高くなり、発光までに時間のかかる試料を測定する際には発光位置が高くなるなどの可能性が考えられる。
このように分析条件の変更によって、発光位置が最適の位置からはずれてしまい、ホトマルでの検出効率が悪くなる可能性があった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ガスクロマトグラフのＦＰＤ検出器において、ノズル本体を交換することなく、分析条件を変更した際でもホトマルの位置に適した高さで試料成分を発光させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、「カラム流出ガスと燃料ガスとの混合ガスをノズルの先端より噴出させ、該混合ガスと助燃ガスとを混合して燃焼室内で燃焼させ、その燃焼による炎の中で、カラム流出ガス中の試料成分の発した特定波長の光を検出するように構成したガスクロマトグラフ用炎光光度計検出器において、ノズルの先端開口部に嵌め合い可能なノズルセンターを具備し、かつ該ノズルセンターの光軸に対する高さが変更可能であるガスクロマトグラフ用炎光光度計検出器」を提供するものである。すなわち、ガスクロマトグラフのＦＰＤ検出器内部の、カラム流出ガスと燃料ガスとの混合ガスを噴出するノズルの先端部に、嵌め合い可能な別部材であるノズルセンターを設けて、ガスの流出方向に移動可能とし、ノズル先端の高さを変更可能とした。ＦＰＤ検出器では垂直上方向にガスを流出させることが多いため,本明細書では、ガスの流出方向を高さ方向とする。
【発明の効果】
【００１０】
分析条件によって、試料成分の発光位置が変わるため、同じ強さの発光が起こっていても、ホトマルで測定される光の強度が異なっている。。発光位置に変化を及ぼす要因は、分析カラムの内径に限られたものではなく、キャリアガス流量、対象成分を変更する等のさまざまな要因が考えられる。
【００１１】
本発明により、分析条件を変更した際でもＦＰＤ検出器のノズルセンターの高さを変更することで試料成分の発光高さを変更し、,最適な高さで発光させられるようにすることができる。したがって、ホトマルへ入る光が増え、FPD検出器の感度をよりよくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を図２（ａ）に示す。図２（ｂ）は従来用いられているＦＰＤ用ノズルである。図２においてはＦＰＤ検出器内部のノズル及びその周辺のみを示し、図示しない部分については図１と同様とする。図２において、カラム流出ガスは燃料ガス通路５内で燃料ガスと合流し、ノズルから吹出して燃焼し、炎を形成する。一方、助燃ガスは助燃ガス通路６２を通って助燃ガス吹出し口６から吹出し、燃焼に必要な助燃ガスを炎に供給する。
【００１３】
本実施例と従来のノズルは、先端付近の構造が異なる。従来のノズルの先端７は燃料ガス通路の上端を狭めるように形成されており、高さは一定である。本実施例のノズルの先端７０は内周にねじ部が形成されており、図３に示すように、別部材であるノズルセンター７２を備えている。該ノズルセンター７２は外周にねじ部７１を持ち、ノズル先端７０内周のねじ部と嵌合によりガス流出方向に移動可能な構造をもっている。このねじ部の締め具合によって、ノズルセンター７２の高さは変更可能である（図３（ａ）、（ｂ））。このノズルセンターの高さの変化に伴い, カラム流出ガス中の試料成分の発光位置が変化する。
【００１４】
例えば分析カラムの内径が異なる場合,流出ガスの線速度が異なるため、試料成分の発光位置は大きく異なる。例えば、パックドカラムを使用する際はねじ部をあまり締めず,ノズルセンターを上げ（図３（ａ））、カラム流出ガス中の試料成分の発光位置を上げる。キャピラリカラムを用いる際はねじを奥まで締めることでノズルセンターを下げ（図３（ｂ））、発光位置を下げることができる。
【００１５】
このように、ねじの締め方により, カラム流出ガス中の試料成分の発光位置を最適な高さに調整することが可能である。この調整方法は, ねじ式に限定されたものではなく、例えばはめ込み式や、自動で高さ方向に移動できる構成等にしても良い。また、内径の異なるノズルセンターを具備すれば、本発明によって高さを変更すると同時に、ノズルの内径についても変更することなども可能である。また、ノズルセンターを石英製のもので形成し、試料の吸着を防ぐこともできる。
【実施例】
【００１６】
ガスクロマトグラフ用ＦＰＤ検出器には,図４に示すような構造をもつものがあり、本発明の効果はさらに顕著である。図４におけるＦＰＤ検出器の詳細は特開平１１−２３７３４０に開示されている。簡単には、炎８とホトマル１２の間に凸レンズ１５をそなえ、炎中の試料成分から発せられる拡散光を、コリメートし、ホトマルの入射面に略垂直な光として入射する。また、炎をはさんでホトマルの反対側には、凹面鏡１６を配設し,該凹面鏡１６で反射した光も前記凸レンズ１５で略垂直な光としてホトマル１２で検出されるというものである。このような構造をもつたＦＰＤ検出器によれば炎中で発光した光の大部分がホトマルへ到達されることとなるが、凸レンズ及び凹レンズは、ある一点で焦点１７を結ぶように設計されていて、その焦点位置１７でもっとも強く発光することが望ましい。従来はノズル先端の高さは固定であったため,分析条件を変更した際,試料成分の発光位置とこの焦点がずれてしまい,ホトマルへの到達効率が悪くなることがあった。図5のようにノズル位置を変更することでノズル先端と発光位置の距離を（ａ）から（ｃ）などのように変更し、発光位置を焦点１７に近づけることができる。図５（ａ）は、線速度が速い場合などに、ノズルセンターを下げた図であり、図５（ｃ）は線速度が遅いなどの場合にノズルセンターを上げた図である。本発明を適用すれば,分析条件によって測定したい試料成分の発光位置が前記焦点にできるだけ近くなるようにノズルセンターの位置を調整することで,ホトマルに到達する光量を増大させ,検出感度を上げることができる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のＦＰＤの構成例を示す図である
【図２】本発明の一実施例および従来のＦＰＤのノズル部を示す図である
【図３】本発明の一実施例のノズル先端部を示す図である
【図４】従来のＦＰＤの構成の一例を示す図である
【図５】図4の構成を持つＦＰＤに本発明を適用した一例の図である
【符号の説明】
【００１８】
１  …キャリアガス導入部
２  …試料注入口
３  …カラム
３１…ナット
３２…フェルール
４  …ＦＰＤセル
４１…セル外筒
４２…燃焼室
４３…排気口
５  …燃料ガス通路
５１…燃料ガス導管
６  …助燃ガス吹出し口
６１…助燃ガス導管
６２…助燃ガス通路
７  …従来のノズルの先端
７０…本発明のノズルの先端
７１…ねじ部
７２…ノズルセンター
８  …炎
９  …遮光リング
１０…測光部
１１…干渉フィルタ
１２…ホトマル
１３…石英窓
１４…石英筒
１５…凸レンズ
１６…凹面鏡
１７…光学設計上の焦点
【図１】
2005201687.tif 000003
【図２】
2005201687.tif 000004
【図３】
2005201687.tif 000005
【図４】
2005201687.tif 000006
【図５】
2005201687.tif 000007