(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアガス流路、スプリット排出流路が接続され、セプタムを貫通したシリンジ針先から注入された試料を気化してカラムに導入する試料導入部と、
試料導入部の圧力を検出する圧力センサーと、
キャリアガス流路を介して供給するキャリアガス量を制御する制御手段と、
スプリット流路の排出ガス量を制御することにより試料導入部の圧力を制御する圧力制御手段と、
を備えるガスクロマトグラフ分析装置において、
分析装置を分析開始状態にするスイッチ手段と、
前記スイッチ手段が分析開始状態になると、その後の圧力センサーの最初の圧力降下を検出して、前記圧力制御手段の制御を一時的に変更することを特徴とするガスクロマトグラフ分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスクロマトグラフ分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス試料をガスクロマトグラフ分析装置で分析する場合には、ガス試料をシリンジでもって試料導入部に注入し、キャリアガスと共に分析カラムに導入する。試料はカラムの液相とキャリアガスとの間で分配され、その分配係数の差によって、試料中の成分が分離された後、カラムの後段に接続された検出部に導入され、クロマトグラムとして検出される。カラムの液相は、カラム内壁に塗布されている。
【０００３】
図１に従来のガスクロマトグラフ分析装置を示す。１はキャリアガスを供給するボンベ、２はキャリアガス流量を測定する流量センサー、３はキャリアガス流量を制御する流量制御バルブ、４は試料導入部、５は試料導入部の圧力をモニタする圧力センサー、６は試料導入部の圧力を制御するための圧力制御バルブ、７は分析カラム、８は制御部、１０はキャリアガス流路、１２はキャリアガス入口、１３は圧力センサー流路、１５はスプリット流路である。
【０００４】
制御部８は特定の制御係数でもって流量センサー２により観測される流量が設定流量になるように流量制御バルブ３を制御し、また、圧力センサー５により観測される圧力が設定圧力になるように圧力制御バルブ６を制御している。キャリアガス入口１２より試料導入部４に供給されるキャリアガスの流量は流量センサー２により観測される流量に等しい。試料導入部４内の圧力は圧力センサー流路１３を通じて圧力センサー５により観測される圧力に等しい。
【０００５】
図２にガスクロマトグラフ分析装置の試料導入部の内部を示す。１１はセプタムと呼ばれる注入口ゴム栓、１４はガラスインサート、１６はシリンジ、１７はシリンジのプランジャである。
【０００６】
分析者は、シリンジ１６の針先をセプタム１１に貫通させた後、プランジャ１７を押すことにより数ｍｌのガス試料を試料導入部４内に導入する。また、自動試料注入装置が取り付けられた場合には、図示しない自動試料注入装置のシリンジ昇降機構により、シリンジ１６の針先をセプタム１１を突き刺し、図示しない自動試料注入装置のプランジャー駆動機構によりプランジャーを押すことにより、試料を導入する。  試料の一部は分析カラム７内に運ばれ、分析カラム７の内壁に塗布された液相とキャリアガスの気相との間で分離される。試料の残りはスプリット流路１５、圧力制御バルブ６を通り外部へ排出される。分析者がプランジャ１７を押したときの圧力センサー５により観測される圧力変動を図４に示す。Ｔ1は分析者がプランジャ１７を押し始める時刻を表す。数ｍｌのガス試料が試料導入部４に導入されるので、Ｔ1直後には圧力センサー５により観測される圧力は急激に高くなる。制御部８は圧力を設定圧力に保つために圧力制御バルブ６を急激に開くので、圧力は大きく下がる。その後、変動を繰り返しながら、元の圧力に戻る。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
ガス試料は一般に数ｍｌ注入される。試料気化室内の容積は１ｍｌ程度なので、試料注入時には短時間に急激に試料導入部の圧力が変動する。その急激な圧力変動に対し、圧力制御バルブが制御部内部の制御係数でもって過大に応答し急激に開くため、過多の試料が圧力制御バルブを通って外部に逃げてしまっていた。制御部内部の制御係数を緩慢なものに変更すると、上記のような過大な応答を避けることが出来るが、圧力の設定値の変更の際の制御に時間がかかりすぎていた。
【０００８】
そこで、本発明はガス試料を試料導入部に注入しても圧力制御バルブから過多の試料が逃げることなく、かつ圧力の設定値の変更の際の制御も迅速であるガスクロマトグラフ分析装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のガスクロマトグラフ分析装置は、分析装置がスイッチ切換えにより分析モードにされると、その後の試料導入部の圧力変動を圧力センサーにより監視し、シリンジにてセプタムゴムを刺し通すことによりガスシリンジを試料導入部の注入口ゴム栓に貫通させた際の圧力降下を観測した後、特定の時間、圧力制御バルブの制御係数を変更することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図３に本発明のガスクロマトグラフ分析装置の構成を示す。
【００１１】
１はキャリアガスを供給するボンベ、２は流量センサー、３は流量制御バルブ、４は試料導入部、５は圧力センサー、６は圧力制御バルブ、７は分析カラム、８は制御部である。本発明の装置には、さらに分析モードスイッチ９を有しており、このスイッチがＯＮになると装置は、分析モードとなり、ＯＮになった後の試料導入部４の圧力を圧力センサー５でモニタし、ＯＮ後の最初の圧力減少時点を捜すように動作する。なお、スイッチがＯＦＦのときは、このような最初の圧力降下時点を捜す動作を行わないようにしてある。 なお、スイッチの切り換えは、装置に設けられた図示しないキースイッチにより手動で行うことができる。また、自動試料注入装置（オートサンプラ）を使用することにより、シリンジ針をセプタムに突き刺す動作やプランジャーを押し込む動作を自動的に行うようにするときは、自動試料注入装置からの外部信号を受けて、スイッチ９が切り換わるように制御部８への外部信号入力端子が設けてある。
【００１２】
制御部８は特定の制御係数でもって流量センサー２により観測される流量が設定流量になるように流量制御バルブ３を制御し、また、圧力センサー５により観測される圧力が設定圧力になるように圧力制御バルブ６を制御している。制御部８においてはそれぞれを制御する制御係数は可変である。試料導入部４に供給されるキャリアガスの流量は流量センサー２により観測される流量と等しい。試料導入部内の圧力は圧力センサー５により観測される圧力と等しい。
【００１３】
分析モードにされると、制御部８は圧力センサー５により試料導入部の圧力降下が生じるのをモニタするようになる。図２において分析者は、ガスシリンジ１６の針先をセプタム１１に貫通させた後、プランジャ１７を押すことにより数ｍｌのガス試料を試料導入部４内に導入する動作を行う。このシリンジを突き刺した際からの圧力センサー５により観測される圧力変動を図５に示す。Ｔ0はガスシリンジ１６の針先がセプタム１１に突き刺さった時刻を表し、Ｔ1は分析者がプランジャ１７を押し始める時刻を表す。Ｔ0直前の、ガスシリンジ１６の内部の圧力は大気圧であり、試料導入部４内の圧力よりも低い。よって、Ｔ0直後には、一時的に圧力センサー５により観測される圧力は低くなる。  制御部８は、分析モードに切り換わった後、最初の圧力降下、即ち図５におけるＴ0直後の圧力降下を観測すると、直ちに、その内部に記憶されているｔという時間、圧力制御バルブ６を制御する制御係数を変更する。一般的には、Ｔ0以前の制御係数よりもゆっくりとした応答をおこなう制御係数に変更する。Ｔ1直後には圧力センサー５により観測される圧力は急激に高くなる。制御部８は圧力を設定圧力に保つために圧力制御バルブ６を開こうとするが制御係数がゆっくりとした応答をおこなうものに変更されているので、制御バルブ６はゆっくりと開いていく。その結果、過多の試料が圧力制御バルブを通り外部へ逃げる量は少なくなる。
【００１４】
時刻Ｔ0より時間ｔが経過した後は制御部８内の制御係数はＴ0以前のものに戻る。よって、圧力の設定値の変更の際の制御に対しても制御バルブ６は迅速に応答する。
【００１５】
なお、時間ｔにおいて、圧力制御バルブの開度をＴ0以前と同じ状態に保つようにしても上記の効果が得られる。以上の動作は、手動によるシリンジ注入の場合を説明したが、自動試料注入装置を用いた場合でも同じである。この場合は、分析モードへのスイッチ９の切り換えが自動試料注入装置から出力される信号を受けて行われるだけで、後は、手動の場合と同じ動作である。
【００１６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のガスクロマトグラフ分析装置によってガス試料を試料導入部に注入しても圧力制御バルブから過多の試料が逃げることが少なく、かつ圧力の設定値の変更の際の制御も迅速に行うことが出来る。特に、シリンジのプランジャー押し込み動作が行われる前であるシリンジの針先の刺し込み時から直ちに制御係数の変更が行われるので、制御が迅速に行われ、過多の試料が逃げることが少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガスクロマトグラフ分析装置の構成図。
【図２】ガスクロマトグラフ分析装置の試料導入部の構成図。
【図３】本発明の実施例であるガスクロマトグラフ分析装置の構成図。
【図４】従来のガスクロマトグラフ分析装置にガス試料を導入する際の圧力変動のグラフ
【図５】本発明によるガスクロマトグラフ分析装置にガス試料を導入する際の圧力変動のグラフ
【符号の説明】
１：ボンベ
２：流量センサー
３：流量制御バルブ
４：試料導入部
５：圧力センサー
６：圧力制御バルブ
７：分析カラム
８：制御部
９：スイッチ
１０：キャリアガス流路
１１：セプタム
１５：スプリット流路
１６：シリンジ
１７：プランジャ
Ｔ0：分析者がシリンジをセプタムに貫通させる時刻
Ｔ1：分析者がプランジャを押し始める時刻
ｔ：あらかじめ制御部８内に記憶された時間
【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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