(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ２ＯとＣ２Ｈ２の混合ガスによるＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎を使用するためのＮ2Ｏ−Ｃ2Ｈ2炎用バーナと、ＡＩＲとアセチレンの混合ガスを燃焼したＡＩＲ−Ｃ2Ｈ2炎を使用するためのＡＩＲ−Ｃ2Ｈ2炎用バーナとを着脱可能に構成された原子吸光光度計において、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2Ｈ2炎用バーナに付設されたＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナ識別部と、Ｎ２Ｏ−Ｃ２ Ｈ２炎用バーナ識別部を認識するためのＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナ識別部認識手段と、最初にＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナの着脱を促し、その際にＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナ識別部認識手段からの信号が変化することにより前記Ｎ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナ識別部認識手段が正常であるかを確認し、続いてＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナが装着されているかを確認する一連の操作を誘導するための表示を行う表示手段と、前記一連の操作を誘導する表示を行うための制御とともに、Ｎ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナが装着されていないことを確認したときはＮ２Ｏのバーナへの供給を禁止する制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする原子吸光光度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子吸光光度計、更に詳細には、試料を原子化する熱源として、ガスを燃焼した炎を用いる、フレーム式原子吸光光度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレーム式の原子吸光光度計では、バーナにより試料を燃焼することにより、バーナヘッドに設けたスロット上に炎を発生させて原子吸光分析を行う。図３は従来からのバーナ１の構成を示す斜視図であり、３２は燃焼ガスであるアセチレン（以下、Ｃ2 Ｈ2 と略す）を供給する燃焼ガス導入部、３３は助燃ガスである空気（以下、ＡＩＲと略す）を供給するＡＩＲ導入部、３４は同じく助燃ガスである一酸化二窒素（以下、Ｎ2 Ｏと略す）を供給するＮ2 Ｏ導入部、３５は試料導入部、３６はバーナヘッド、３７はバーナヘッドとガス導入部とを接続するためのバーナヘッド着脱部、３８はバーナヘッドにの上面に形成された炎を発生するためのスロットである。
【０００３】
原子吸光光度計では、通常、ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎を使用し、この場合は、燃焼ガスの吹き出し口であるスロット３８の長辺の長い（例として１０ｃｍ）ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナを装着し、ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎を燃焼させて測定する。
【０００４】
一方、より高温の炎を得るためには、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎を使用するが、このときにはスロット３８の長辺の短い（例として５ｃｍ）、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナを装着する必要がある。
【０００５】
このようにスロットの異なるバーナヘッドに取り替えるのは、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎は、燃焼時の化学反応エネルギーが大きく、燃焼速度が速いので、炎を形成する箇所でのガスの流速を大きくしないと逆火（炎がスロットを越えてバーナ内部に入り込むことをいう）が起きるからである。逆火は装置内部でのガス爆発を招き、大変危険である。
【０００６】
ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎では、燃焼速度が比較的遅いので、ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナもＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナも安全に使用することができる。しかし、スロット長が長い方が吸光度が大きくなり測定に有利なため、通常はＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナを使用する。
【０００７】
したがって、装置には、スロット長の短いＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていることを検出した場合にのみ、Ｎ2 Ｏ導入部４の上流側に設けてあるＮ2 Ｏ供給用弁を開くことができるインターロック機能が安全のため搭載されている。
【０００８】
しかし、このインターロックに故障があった際に、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていないときに「Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていない」と必ず認識する保証がなくなってしまうので、完全な安全機構とはならなかった。そのため、この問題を回避するために、２重の検出機構を取り付けるなどしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ検出センサには、信頼性が高く高価なものを用いるか、あるいは、センサを２重以上に取り付けるかしなければならず、いずれもコストの上昇をもたらしていた。
【００１０】
本発明は安価なセンサを１つのみ用いるだけであり、しかも、完全な安全機構を有する原子吸光光度計を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明の原子吸光光度計は、操作者に、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ検出センサが正常に動作していることを、必然的に確認させる操作手順を加えたことを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明の原子吸光光度計は、Ｎ2 ＯとＣ2 Ｈ2 の混合ガスによるＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎を使用するためのＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナと、ＡＩＲとアセチレンの混合ガスを燃焼したＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎を使用するためのＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナとを着脱可能に構成された原子吸光光度計において、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナに付設されたＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ識別部と、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ識別部を認識するためのＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ識別部認識手段と、最初にＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナの着脱を促し、その際にＮ２Ｏ−Ｃ２Ｈ２炎用バーナ識別部認識手段からの信号が変化することにより前記Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ識別部認識手段が正常であるかを確認し、続いてＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されているかを確認する一連の操作を誘導するための表示を行う表示手段と、前記一連の操作を誘導する表示を行うための制御とともに、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていないことを確認したときはＮ2 Ｏのバーナへの供給を禁止する制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
バーナ識別部認識手段として機能するバーナ検出センサには、通常はホトインタラプタやマイクロスイッチなどが用いられ、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ装着時にそのセンサが作動し、出力信号に変化が生じる。この際、出力に何らの変化も生じないならばセンサが故障していると判定できる。
【００１４】
そこで、操作者がＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎を点火する前に、バーナ検出センサの動作を確認するため、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナを装着する旨の表示をし、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナを装着するか、あるいは、既に装着されている場合には、一旦外し再度装着するよう促す。操作者が指示通り実行し、センサが正常に動作していることが確認できれば、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用を許可し、以降の点火操作でＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎に点火をすることができるようにする。もし、センサが故障しているならば、センサが故障である旨の表示をし、次回の確認手順によりセンサの正常な動作が確認されるまで、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用を禁止し、点火できないようにする。また、操作者がバーナ検出センサの動作の確認を無視した場合にも、同様に使用を禁止する。
【００１５】
以上のような操作手順を加えることによって、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていることが正しく検出できるようになり、センサが１つのみでも完全な安全機構を構成することができる。
【００１６】
仮に、操作者がＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナしか保有していない場合は、当然、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用は禁止されるが、ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用は禁止されないので、ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎での測定に支障を来すことはない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施例である原子吸光光度計の構成図を示す。なお、図３に示したのと同じものは同符号を付することにより説明を省略する。本図において１はマイクロプロセッサ、２は動作フローのプログラムや装置状態のデータ等を記憶するための記憶装置、３はマイクロプロセッサの入力回路、４はマイクロプロセッサの出力回路、５はメッセージなどを表示するための表示装置である。これらには汎用のコンピュータシステムを用いている。１１はＣ2 Ｈ2 用電磁弁、１２はＡＩＲ用電磁弁、１３はＮ2 Ｏ用電磁弁であり、それぞれＣ2 Ｈ2 用配管１４、ＡＩＲ用配管１５、Ｎ2 Ｏ用配管１６に取り付けられ、マイクロプロセッサ１の信号により開閉動作が行われるようにしてある。１７はＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナであり、このバーナには鎖１８を介してピン１９が連結されている。そして、原子吸光光度計のバーナ設置位置の近傍にはピンホルダ２０が設けてあり、ここにピン１９が差し込めるようになっている。このピンホルダ１９にはホトインタラプタ２１が取り付けてあり、ピン１９が差し込まれるとホトインタラプタ２１の光路が遮断されて信号が出るようにしてある。つまり、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７の装着をピン１９の差し込みで検出するようにしてある。なお、この図では流量調整装置、点火装置、圧力監視装置、試料導入部あるいは原子吸光光度計に必要な光学系は省略してある。
【００１８】
次に、本実施例での動作について説明する。マイクロプロセッサ１がＣ2 Ｈ2 用電磁弁１１、ＡＩＲ用電磁弁１２、Ｎ2 Ｏ用電磁弁１３を制御して、バーナで混合ガスを燃焼させる。操作者はＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎か、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎のどちらかを選択し、その指示により、マイクロプロセッサ１はＡＩＲ用電磁弁１２かＮ2 Ｏ用電磁弁１３の一方だけを開く。このマイクロプロセッサ１は記憶装置２に予め記録されているプログラムによって動作する。図２に、マイクロプロセッサ１の動作フローを示す。
【００１９】
操作者がＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎を点火する前に、バーナ検出センサの動作を確認させる操作手順を行う。
【００２０】
前半（ｓｔ１〜ｓｔ３）は、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７が装着されていないにも拘わらず、装着されていると認識するような、故障をしていないかを、確認させる操作手順である。
【００２１】
ホトインタラプタ２１からの出力信号は入力回路３を通じて、マイクロプロセッサ１に伝えられている。この信号レベルにより、ピン１９の状況を確認する（ｓｔ１）。ピン１９が既に差し込まれているのであれば、対話的に表示装置に「ピンを抜く」表示を行い、ピンを抜く動作を促すように誘導指示する（ｓｔ２）。この指示は、操作者の操作ミスを許容するため複数回表示と状況の確認を繰り返す。ここでは３回としてある。
【００２２】
操作者が指示通り実行し、ホトインタラプタ２１から入力回路３に至る、バーナ検出センサ系が、ここまで正常に動作していることを、マイクロプロセッサ１が確認できれば、その情報を記憶装置２に記憶し、後半のＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７の装着の確認（ｓｔ４）に進む。
【００２３】
もし、ホトインタラプタ２１からの出力信号が変化したと、マイクロプロセッサ１が認識しなければ、センサの故障であるので、その情報を記憶装置２に記憶し、「センサが故障しています」とのメッセージを表示装置５に表示し、以後、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用を禁止する（ｓｔ３）。また、操作者がバーナ検出センサの動作確認を、無視したり忘れた場合にも使用を禁止する。
【００２４】
後半（ｓｔ４〜ｓｔ６）は、実際にＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７が装着されて、バーナ検出センサが、そのことを検出しているかの確認手順である。
【００２５】
ピン１９が抜かれているか、または、指示により、操作者が抜いたことを確認したならば、「ピンを差し込んでください」とのメッセージを表示装置５に表示し（ｓｔ４）、操作者がＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７を装着してピン１９をピンホルダ２０に差し込むと、ホトインタラプタ２１からの出力信号が変化したことが入力回路３を通じて、マイクロプロセッサ１に伝えられる（ｓｔ５）。ここまでの手順により、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７が装着されて、ホトインタラプタ２１から入力回路３に至るバーナ検出センサ系が正常に動作していることを確認できたので、マイクロプロセッサ１はＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用を許可し（ｓｔ６）、その情報を記憶装置２に記憶する。
【００２６】
もし、ホトインタラプタ２１からの出力信号が変化したと、マイクロプロセッサ１が認識しなければ、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７が装着されていないか、センサの故障であるので、その情報を記憶装置２に記憶し、「センサが故障しています」とのメッセージを表示装置５に表示し、以後、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用を禁止する（ｓｔ３）。
【００２７】
これ以降、操作者がＮ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎の点火操作を行うと、マイクロプロセッサ１は記憶装置２の情報に基づき、使用が許可されているときだけ、Ｃ2 Ｈ2 用電磁弁１１とＮ2 Ｏ用電磁弁１３を制御して、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７で混合ガスを燃焼させる。使用が許可されていないときは、何もしないか、「センサが故障しているか、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていませんので、点火できません」とのメッセージを表示装置５に表示する。
【００２８】
以上のような操作手順を加えることによって、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ１７が装着されていることが正しく検出できるようになり、センサが１つのみでも完全な安全機構を構成することができる。
【００２９】
本実施例では、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎を点火する前ごとに、バーナ検出センサの動作を確認する手順を行うが、前半に相当する図２のｓｔ１からｓｔ３の部分は、装置初期化時に１回だけ確認してもいい。なぜならば、一旦正常に動作したセンサが、使用中に故障することは稀であるからである。この方法では、操作者の確認操作を、装置運転中のうち、１回にとどめることができる。
【００３０】
また、本実施例ではバーナ検出センサとしてホトインタラプタを用いたが、これに限るものではなく、機械的にピンの有無を判断するマイクロスイッチなどでもよい。
【００３１】
【発明の効果】
操作者に、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ検出センサが正常に動作していることを、必然的に確認させる操作手順を加えることによって、Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていることが正しく検出できるようになり、センサが１つのみでも完全な安全機構を構成することができる。
【００３２】
操作者がＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナしか保有していない場合でも、ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎の使用は禁止されないので、ＡＩＲ−Ｃ2 Ｈ2 炎での測定に支障を来すことはない。
【００３３】
Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ検出センサに、信頼性が高く高価なものを用いたり、あるいは、センサを２重以上に取り付ける必要がなくなるので、コストダウンと装置の小型化が実現できる。
【００３４】
Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナが装着されていることを検出するセンサを具備する、原子吸光光度計に対し、ソフトウェアの変更だけで対応できるので、既存装置も含め、コストの上昇や装置の大型化を全くもたらすことなく、容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である原子吸光光度計の全体構成図。
【図２】本発明の一実施例である原子吸光分光光度計の動作フロー図。
【図３】原子吸光光度計のバーナー部分の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１：マイクロプロセッサ
２：記憶装置
５：表示装置
１１：Ｃ2 Ｈ2 用電磁弁
１２：ＡＩＲ用電磁弁
１３：Ｎ2 Ｏ用電磁弁
１４：Ｃ2 Ｈ2 用配管
１５：ＡＩＲ用配管
１６：Ｎ2 Ｏ用配管
１７：Ｎ2 Ｏ−Ｃ2 Ｈ2 炎用バーナ
１８：鎖
１９：ピン
２０：ピンホルダ
２１：ホトインタラプタ
【図１】
0003783332.tif 000002
【図２】
0003783332.tif 000003
【図３】
0003783332.tif 000004