(57)【要約】【課題】燃焼ガスの圧力値が所定以上の場合には、自動的に適切な処置を行うことができる原子吸光光度計を実現する。【解決手段】ガス漏れ確認シーケンスでは、制御部２９は圧力センサ２４の検出圧力が所定値を超える場合及び未満の場合はその旨を表示出力し点火を禁止する。圧力センサ２４の検出圧力が所定範囲内である場合、電磁弁１８と調整部２２とを閉とし、一定時間以内にその時の圧力値と初期圧力値との差が一定値以上であればガス漏れと判断し、その旨を表示して点火を禁止する。点火監視シーケンス及び燃焼中監視シーケンスでは、制御部２９は圧力センサ２４の検出圧力が所定値を超える場合及び未満の場合はその旨を表示出力し、点火を実行しない、又は消火シーケンスを実行する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスに点火してフレームを形成する点火手段と、測定対象元素の線スペクトルを含む光を発する光源部と、測定試料を霧化してフレーム内に導入し原子化する試料原子化部と、上記光源部からの光を上試料原子化部を通過させ検出する光検出部と、燃料ガスの圧力及び燃焼を制御する燃料ガス制御手段とを有する原子吸光光度計において、
上記燃料ガス制御部は、上記燃料ガスの圧力が、所定の圧力範囲内か否かを判断し、上記所定の圧力範囲内にない場合はエラー表示を行い、上記燃料ガスの圧力が所定の圧力範囲内であるが、検出した初期ガス圧力値が、一定時間内に所定値以上低下した場合は、ガス漏れが発生したと判断し、エラー表示を行うことを特徴とする原子吸光光度計。
【請求項２】
請求項１記載の原子吸光光度計において、上記燃料ガス制御部は、上記燃焼ガスの圧力が、所定の範囲内にない場合及びガス漏れが発生したと判断した場合は、点火手段による点火動作を禁止することを特徴とする原子吸光光度計。
【請求項３】
請求項１又は２記載の原子吸光光度計において、上記燃料ガス制御部は、上記燃焼ガス点火中に、上記燃焼ガスの圧力が、所定の範囲内にないと判断した場合は、燃焼ガスの燃焼を消火させることを特徴とする原子吸光光度計。
【請求項４】
請求項１又は２記載の原子吸光光度計において、上記燃料ガスの圧力を検出する圧力センサを備えることを特徴とする原子吸光光度計。
【請求項５】
請求項１又は２記載の原子吸光光度計において、第１の圧力値でオンとなる第１の圧力スイッチと、上記第１の圧力値より大である第２の圧力値でオフとなる第２の圧力スイッチとを備え、上記燃焼ガス制御部は、これら第１の圧力スイッチ及び第２の圧力スイッチのオン及びオフ状態により、燃焼ガスが上記所定の圧力範囲内か否かを判断することを特徴とする原子吸光光度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定試料を霧化してフレーム内で原子化し、その原子化した試料による吸光度を測定する原子吸光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレーム原子吸光法は、測定試料を霧化してフレーム内で原子化し吸光度を測定することにより、溶液試料中の金属元素を測定する元素分析法の一つである。原子吸光光度計は、その分析方法を実施するための測定装置である。
【０００３】
原子吸光光度計を実際に使用するに際しては、フレーム温度を高くするために、燃料ガスとしてアセチレンガスが用いられる。アセチレンガスはガスボンベから調圧器に供給されて減圧され、原子吸光光度計に供給される。アセチレンガスは高圧化では不安定で点火により爆発的に水素と炭素に分解するため、１２７ｋＰａを超える圧力で使用してはならない。
【０００４】
このため、原子吸光光度計の使用者は、ガスボンベの調圧器を９０ｋＰａに設定して燃料ガス制御部に供給する。
【０００５】
従来、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているように、燃料ガス制御部に供給される前記燃料ガス圧力に対しては、ガスが供給されているか否かの判断および燃料ガスの圧力が低下すると逆火を生じるため、前記ガス制御部が要求する圧力の下限値付近のみの監視を行っていた。
【０００６】
この監視により、燃料ガスの点火時に燃料ガス圧力の下限値に達していない場合には点火を行わず、燃焼中に燃料ガス圧力が下限値より下がった場合には消火を行うという安全機能を働かせている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１２６７３０号公報
【特許文献２】特許第２７２４８６８号公報
【特許文献３】特開平９−２８１０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上来技術における原子吸光光度計にあっては、燃料ガス圧力の上限値９０ｋＰａの設定に対しては、原子吸光光度計の使用者の管理に委ね、原子吸光光度計自体には、上限設定値に関する制御動作は考慮されていなかった。
【０００９】
このため、使用者の圧力管理が適切でなかった場合、またガスボンベの調圧器の圧力計が故障していた場合であって、圧力値が高い場合には、原子吸光光度計に故障が生じる可能性がある。
【００１０】
本発明の目的は、燃焼ガスの圧力値が所定以上の場合には、自動的に適切な処置を行うことができる原子吸光光度計を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。  
（１）本発明の原子吸光光度計は、燃料ガスに点火してフレームを形成する点火手段と、測定対象元素の線スペクトルを含む光を発する光源部と、測定試料を霧化してフレーム内に導入し原子化する試料原子化部と、上記光源部からの光を上試料原子化部を通過させ検出する光検出部と、燃料ガスの圧力及び燃焼を制御する燃料ガス制御手段とを有する。
【００１２】
そして、本発明の原子吸光光度計における燃料ガス制御部は、燃料ガスの圧力が、所定の圧力範囲内か否かを判断し、所定の圧力範囲内にない場合はエラー表示を行い、燃料ガスの圧力が所定の圧力範囲内であるが、検出した初期ガス圧力値が、一定時間内に所定値以上低下した場合は、ガス漏れが発生したと判断し、エラー表示を行う。
【００１３】
（２）好ましくは、上記（１）において、上記燃料ガス制御部は、上記燃焼ガスの圧力が、所定の範囲内にない場合及びガス漏れが発生したと判断した場合は、点火手段による点火動作を禁止する。
【００１４】
（３）また、好ましくは、上記（１）又は（２）において、上記燃料ガス制御部は、上記燃焼ガス点火中に、上記燃焼ガスの圧力が、所定の範囲内にないと判断した場合は、燃焼ガスの燃焼を消火させる。
【００１５】
（４）また、好ましくは、上記（１）又は（２）において、上記燃料ガスの圧力を検出する圧力センサを備える。
【００１６】
（５）また、好ましくは、上記（１）又は（２）において、第１の圧力値でオンとなる第１の圧力スイッチと、上記第１の圧力値より大である第２の圧力値でオフとなる第２の圧力スイッチとを備え、上記燃焼ガス制御部は、これら第１の圧力スイッチ及び第２の圧力スイッチのオン及びオフ状態により、燃焼ガスが上記所定の圧力範囲内か否かを判断する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、燃焼ガスの圧力値が所定以上の場合には、自動的に適切な処置を行うことができる原子吸光光度計を実現することができる。
【００１８】
また、燃焼ガスの圧力値が所定以上の場合には、自動的に適切な処置を行うことができ、かつ、ガス漏れが生じたことを自動的に検知し、適切な処置を行うことができる原子吸光光度計を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態である原子吸光光度計の概略構成図である。この第１の実施形態は、燃料ガス圧力使用範囲の下限値と上限値との監視を、１個の圧力センサを用いることにより実現する例である。
【００２０】
図１において、２７は原子吸光光度計であり、２８は使用者側の設備を示す。原子吸光光度計２７のフレーム分析にはフレームを形成するために燃料ガスとしてアセチレンガス、助燃ガスとして空気を用いる。
【００２１】
使用者側設備２８のアセチレンボンベ１３は、燃料供給管１５を介して調圧器２３に供給され、調圧器２３により減圧される。アセチレンガスは高圧化では不安定で点火により爆発的に水素と炭素に分解するため、１２７ｋＰａを超える圧力で使用してはならない。
【００２２】
このため、使用者は調圧器２３により燃料ガスを装置指定の９０ｋＰａに調圧する設定を行う。調圧器２３により調圧された燃料ガスは、原子吸光光度計２７のガス制御部７に供給される。ガス制御部７において、調圧器２３からの燃焼ガスは、電磁弁１８に供給される。この電磁弁１８により燃料ガス流路の開閉が行われ、電磁弁１８が開くと圧力センサ２４に燃料ガスが供給される。
【００２３】
圧力センサ２４は、供給された燃料ガスの圧力をアナログ電気信号に変換して、制御部２９に送る。制御部２９において、圧力センサ２４から送られたアナログ電気信号は、デジタル値に変換され、圧力値に換算される。制御部２９は、この換算された圧力値により監視シーケンスを行い、ガス制御部７の動作制御を行う。
【００２４】
次に、圧力センサ２４を通過した燃料ガスは、燃料ガス流量調節部２２に供給され、燃料ガス流量の調整または停止制御が行われる。
【００２５】
また、使用者側設備２８の空気コンプレッサ１４により、空気供給管１６を介してガス制御部７に空気が供給される。この空気は電磁弁１７に供給され、電磁弁１７により空気流路の開閉が行われる。電磁弁１７が開くと圧力スイッチ１９に空気が供給される。
【００２６】
圧力スイッチ１９は、供給された空気の圧力と予め設定した監視圧力値とを比較し、監視圧力値以上ならばＯＮ、監視圧力値未満ならばＯＦＦとして、そのＯＮ/ＯＦＦ信号を制御部２９に送る。
【００２７】
制御部２９では、圧力スイッチ１９から送られたＯＮ／ＯＦＦ信号により監視シーケンスを行い、ガス制御部７の動作制御を行う。
【００２８】
次に、圧力スイッチ１９を通過した空気は、空気流量調節部２１に供給され、空気流量の調整が行われる。流量調整された燃料ガスおよび空気は燃料ガス供給管５及び空気供給管６を介して、フレームチャンバ１に供給される。
【００２９】
フレームチャンバ１内では、測定試料が試料吸入管４から噴霧器３に導入されて霧状になり、その霧状になった測定試料と燃料ガス及び空気が混合され、バーナ２に送られる。そして、バーナ２の細長いスリットから混合気体が大気中に放出され、その混合気体に点火することにより、バーナ２のスリット上でフレーム１２が形成され、測定試料中の元素が原子化されて原子蒸気となる。
【００３０】
原子蒸気の存在するフレーム１２に、光源８から測定元素の線スペクトルを有する光束９を通過させると、フレーム１２中の原子蒸気によって光吸収が起こる。その後、フレーム１２を通過した光束９は分光器１０で分光され、分光された光束９は検知器１１で検知され、原子吸収測定が行われる。
【００３１】
次に、本発明の第１の実施形態によるフレーム点火監視シーケンスを、図２のフローチャートを用いて説明する。ただし、このシーケンスは、制御部２９にプログラムとして設定されているものである（以下、図３及び図４に示すシーケンスについても同様とする。）
図２のステップ１００において、空気用の電磁弁１７を開き、ステップ１０１にて、空気の圧力スイッチ１９による圧力確認を行う。ステップ１０１において、空気圧が設定値未満の場合は、ステップ１０３及びステップ１０９において、「助燃ガス圧力が低い」というエラーメッセージを使用者にわかるように表示等により出力して点火を行わずにシーケンスを終了する。
【００３２】
ステップ１０１において、空気圧が設定値以上の場合は、ステップ１０２で燃料ガス用電磁弁１８を開き、ステップ１０４で燃料ガスの圧力センサ２４による圧力確認を行う。
【００３３】
ステップ１０４において、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ未満の場合は、ステップ１０５及び１０９で「燃料ガス圧力が低い」というエラーメッセージを表示出力して点火を行わずにシーケンスを終了する。
【００３４】
ステップ１０４において、燃焼ガスの圧力が、１００ｋＰａを超えている場合は、ステップ１０６及び１０９で「燃料ガス圧力が高い」というエラーメッセージを表示出力して点火を行わずにシーケンスを終了する。
【００３５】
ステップ１０４において、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ以上で、かつ１００ｋＰａ以下の場合には、ステップ１０７で燃料ガス流量の調整を行い、その後、ステップ１０８で点火を実行してシーケンスを終了する。
【００３６】
次に、本発明の第１の実施形態によるフレーム燃焼中監視シーケンスを、図３を参照して説明する。
【００３７】
この図３に示した監視シーケンスは、フレーム燃焼中に、１００ｍｓ周期で監視を実行する。
【００３８】
図３のステップ２００において、空気の圧力スイッチ１９による空気圧力の確認を行い、設定値未満の場合は、ステップ２０１及び２０６で「助燃ガス圧力が低い」というエラーメッセージを使用者にわかるように表示出力して消火シーケンスを実行する。
【００３９】
ステップ２００において、空気圧力が設定値以上の場合は、ステップ２０２で燃料ガスの圧力センサ２４による圧力確認を行う。ステップ２０２において、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ未満の場合は、ステップ２０３及び２０６で「燃料ガス圧力が低い」というエラーメッセージを表示出力して消火シーケンスを実行する。
【００４０】
ステップ２０２において、燃焼ガスの圧力が１００ｋＰａを超えている場合は、ステップ２０４及び２０６で「燃料ガス圧力が高い」というエラーメッセージを表示出力して消火シーケンスを実行する。
【００４１】
ステップ２０２において、燃焼ガスの圧力が、８０ｋＰａ以上で、かつ１００ｋＰａ以下の場合には、ステップ２０５で燃焼中監視シーケンス継続して実行する。つまり、ステップ２０５を介してステップ２００に戻る。
【００４２】
次に、本発明の第１の実施形態によるガス漏れ確認シーケンスを、図４を参照して説明する。
【００４３】
なお、この図４に示したガス漏れシーケンスは、図２に示したフレーム点火監視シーケンスの実行前に実行され、ガスの圧力が、規定範囲内であり、かつ、ガス漏れが発生していないことが確認された後、フレーム点火監視シーケンスが実行される。
【００４４】
図４のステップ２００において、燃料ガス用電磁弁１８を開き、ステップ３０１で燃料ガスの圧力センサ２４による圧力確認を行う。
【００４５】
ステップ３０１において、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ未満の場合は、ステップ３０２で「燃料ガス圧力が低い」というエラーメッセージを表示出力してシーケンスを終了する。
【００４６】
ステップ３０１において、燃焼ガスの圧力が１００ｋＰａを超えている場合はステップ３０３で「燃料ガス圧力が高い」というエラーメッセージを表示出力し、シーケンスを終了する。
【００４７】
また、ステップ３０１において、燃焼ガスの圧力が、８０ｋＰａ以上で、かつ１００ｋＰａ以下の場合には、ステップ３０４で燃料ガス流量の調整を"０"に設定し流路を閉じる。
【００４８】
続いて、ステップ３０５で燃料ガス用電磁弁１８を閉じてガス制御部７内の燃料ガスを閉じ込める。次に、ステップ３０６で、燃料ガス圧力センサ２４の値を読み取り、圧力に換算した値を"Ａ"と記憶する。その後、ステップ３０７、３０９において、Ａ値から現在の圧力値を差し引き、圧力降下を求めてガス漏れの確認を１００ｍｓ周期で５分間続ける。
【００４９】
ステップ３０７において、圧力降下が５ｋＰａを超えた場合は、ステップ３０８において、「燃料ガス漏れ」というエラーメッセージを表示出力してシーケンスを終了する。そして、以降のフレーム点火操作の実行を禁止する。再度、ガス漏れ確認シーケンスを実行して、ガス漏れが検出されなかった場合に、フレーム点火操作を許可する。
【００５０】
ステップ３０７からステップ３０９を繰り返し、５分間経過しても、Ａ値との差の絶対値が、５ｋＰａ以下の場合は、シーケンスを終了する。
【００５１】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、燃料ガスの供給圧力に対して使用範囲の上限圧力値と下限圧力値を点火時および燃焼中常時監視可能なので、上限下限ともに圧力異常を確実に検出して安全方向にシーケンスを制御することができる。
【００５２】
また、燃料ガスの供給圧力８０ｋＰａ〜１００ｋＰａの範囲において、どの圧力でも５ｋＰａの圧力降下が監視可能となるので、精度の高いガス漏れの確認ができる。
【００５３】
したがって、本発明の第１の実施形態によれば、燃焼ガスの圧力値が所定以上の場合には、自動的に適切な処置を行うことができ、かつ、ガス漏れが生じたことを自動的に検知し、適切な処置を行うことができる原子吸光光度計を実現することができる。
【００５４】
図５は、本発明の本発明の第２の実施形態である原子吸光光度計の概略構成図である。この第２の実施形態は、第１の実施形態における圧力センサ２４に代えて、２個の圧力スイッチ２５、２６を配置し、燃料ガス圧力使用範囲の下限値と上限値との監視を、これら２個の圧力スイッチ２５、２６を用いることにより実現する例である。その他の構成は、図１と同様となっている。
【００５５】
図５において、電磁弁１８により燃料ガス流路の開閉が行われ、電磁弁１８が開くと、圧力スイッチＡ２５と圧力スイッチＢ２６に燃料ガスが供給される。予め動作圧力が８０ｋＰａに設定された圧力スイッチＡ２５は、燃焼ガス圧力が８０ｋＰａ以上ならばＯＮ、８０ｋＰａ未満ならばＯＦＦとして、そのＯＮ/ＯＦＦ信号を制御部２９に送る。
【００５６】
また、予め動作圧力が１００ｋＰａに設定された圧力スイッチＢ２６は、燃焼ガス圧力が、１００ｋＰａ以下ならばＯＮ、１００ｋＰａを超えているならばＯＦＦとして、そのＯＮ/ＯＦＦ信号を制御部２９に送る。
【００５７】
制御部２９では、この送られたＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて監視シーケンスを行い、ガス制御部７の制御を行う。
【００５８】
次に、圧力スイッチＢ２６を通過した燃料ガスは、燃料ガス流量調節部２２に供給され、燃料ガス流量の調整または停止制御が行われる。また、空気コンプレッサ１４は空気供給管１６を介してガス制御部７に供給される。  
以降の動作は、上述した大の実施形態と同様となるので、その説明は省略する。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施形態におけるフレーム点火監視シーケンスを、図６に示したフローチャートを参照して説明する。なお、図６に示したフローチャートは、図２に示したフローチャートのステップ１０４をステップ１０４Ａ、１０４Ｂに置き換えたものであり、ステップ１００〜１０３、１０５〜１０９は共通する。また、図６に示したシーケンスは、制御部２９にプログラムとして設定されているものである（以下、図７のシーケンスについても同様とする）。
【００６０】
図６のステップ１００〜１０３は、図２の例と同様な動作を行う。そして、ステップ１０２から、ステップ１０４Ａに進み、燃料ガスの圧力スイッチＡ２５による圧力確認を行う。
【００６１】
ステップ１０４Ａにおいて、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ未満の場合は、ステップ１０５、１０９で、「燃料ガス圧力が低い」というエラーメッセージを表示出力して点火を行わずにシーケンスを終了する。
【００６２】
ステップ１０４Ａにおいて、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ以上の場合は、ステップ１０４Ｂに進み、圧力スイッチＢ２６による圧力確認を行う。
【００６３】
ステップ１０４Ｂにおいて、燃焼ガスの圧力が１００ｋＰａを超えている場合は、ステップ１０６、１０９で「燃料ガス圧力が高い」というエラーメッセージを表示出力して点火を行わずにシーケンスを終了する。
【００６４】
ステップ１０４Ｂにおいて、燃焼ガスの圧力が１００ｋＰａ以下の場合には、ステップ１０７に進み、燃料ガス流量の調整を行い、その後に、ステップ１０８において、点火を実行してシーケンスを終了する。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施形態によるフレーム燃焼中監視シーケンスを、図７のフローチャートを参照して説明する。なお、図７に示したフローチャートは、図３に示したフローチャートのステップ２０２をステップ２０２Ａ、２０２Ｂに置き換えたものであり、ステップ２００、２０１、２０３、２０４〜２０６は共通する。なお、この図７に示したシーケンスも、燃焼中に１００ｍｓ周期で実行する。
【００６６】
図７のステップ２００、２０１は、図３の例と同様な動作を行う。そして、ステップ２００から、ステップ２０２Ａに進み、燃料ガスの圧力スイッチＡ２５による圧力確認を行う。
【００６７】
ステップ２０２Ａにおいて、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ未満の場合は、ステップ２０３、２０６で「燃料ガス圧力が低い」というエラーメッセージを表示出力して消火シーケンスを実行する。
【００６８】
ステップ２０２Ａにおいて、燃焼ガスの圧力が８０ｋＰａ以上の場合は、ステップ２０２Ｂに進み、圧力スイッチＢ２６による圧力確認を行う。
【００６９】
ステップ２０２Ｂにおいて、燃焼ガスの圧力が１００ｋＰａを超えている場合は、ステップ２０４、２０６で「燃料ガス圧力が高い」というエラーメッセージを表示出力して、消化シーケンスを実行する。
【００７０】
ステップ２０２Ｂにおいて、燃焼ガスの圧力が１００ｋＰａ以下の場合には、ステップ２０５に進み、燃焼中監視シーケンス継続して実行する。
【００７１】
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、燃料ガスの供給圧力に対して使用範囲の上限圧力値と下限圧力値を点火時および燃焼中常時監視可能なので、上限下限ともに圧力異常を確実に検出して安全方向にシーケンスを制御することができる。
【００７２】
つまり、燃焼ガスの圧力値が所定以上の場合には、自動的に適切な処置を行うことができる原子吸光光度計を実現することができる。
【００７３】
なお、本発明の第２の実施形態において、点火監視シーケンスで燃焼ガス圧力が低いと判断した場合、「燃焼ガス圧力が低い。ガス漏れの可能性もあり」と表示出力することも可能である。
【００７４】
また、本発明の第２の実施形態において、圧力センサ２５、２６に加えて、圧力センサを付加し、図４に示したガス漏れの判断シーケンスを実行することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態である原子吸光光度計の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるフレーム点火監視シーケンスを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態によるフレーム燃焼中監視シーケンスを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態によるガス漏れ確認シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態である原子吸光光度計の概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるフレーム点火監視シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態によるフレーム燃焼中監視シーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１            フレームチャンバ
２            バーナ
３            噴霧器
４            試料吸引管
５            燃料ガス供給管
６            空気供給管
７            燃料ガス制御部
８            光源
９            光束
１０          分光器
１１          検知器
１２          フレーム
１３          アセチレンガスボンベ
１４          空気コンプレッサ
１５          燃料ガス供給管
１６          空気供給管
１７、１８    電磁弁
１９          圧力スイッチ
２０          圧力センサ
２１          空気流量調節部
２２          燃料ガス流量調節部
２３          ボンベ調圧器
２４          圧力センサ
２５、２６    圧力スイッチ
２７          原子吸光光度計
２８          使用者側設備
２９          制御部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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