CN109073609B - 流量控制器 - Google Patents
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Abstract
包括流路组件、压力传感器和压力控制阀。流路组件包括多张基板层叠而成的层叠基板,在所述层叠基板的表面设有气体入口和气体出口,并且在所述层叠基板的内部设有在所述层叠基板的内部彼此不连通的多个阻力流路作为内部流路。在该流量控制器中,从所述气体入口至所述气体出口连通为流量控制流路,在该流量控制流路上搭载有压力传感器和压力控制阀,并且以使该流量控制流路的流路阻力成为期望的流路阻力的方式选择出的至少一个所述阻力流路连接在该流量控制流路内。
Description
技术领域
本发明涉及一种气相色谱仪用流量控制器。
背景技术
在气相色谱仪中,利用流量控制器控制载气等气体的流量。气相色谱仪用流量控制器通常构成为:在层叠有多张金属板且内部具有流路的流路组件连接有压力控制阀、压力传感器及配管(参照专利文献1。)。在像这样利用压力传感器控制气体流量的情况下,在流路组件的下游侧连接阻力管,将气体流动的流路的流路阻力调整为预定的流路阻力值,基于压力传感器检测到的压力值对压力控制阀的开度进行反馈控制,从而控制气体流量。
气相色谱仪的检测器具有氢火焰离子化检测器(FID)、热导率检测器(TCD)、火焰光度检测器(FPD)、火焰热离子检测器(FTD)等检测器。根据检测器的种类的不同,必须控制流量的气体的种类和数量不同,而且,根据检测器的种类的不同,流量控制器所需要的流路阻力不同。因此,需要各检测器用的流量控制器,但如果根据检测器的种类准备专用的流量控制器,则成本会变高,因此,使流量控制器的基本结构相同,根据检测器的种类改变阻力管的种类设定预定压力与流量的关系,从而构成与各检测器相对应的流量控制器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-156214号公报
发明内容
发明要解决的问题
在以往的流量控制器中,在流路组件的下游侧,在被称作隔板(日文:セプタム)的橡胶栓安装固定有阻力管,但存在这样的问题:来自橡胶栓的挥发成分给分析带来不良影响。因此,考虑在流路组件的内部有目的地设置与阻力管相当的阻力流路,来对流路组件内部的流路赋予阻力管同样的功能。但是,如果在流路组件内设置阻力流路,则无法通过改变外置的阻力管来调整流路阻力,因此需要与使用流量控制器的检测器的种类相对应的流路组件。
成本由一批次能够生产多少张用于构成流路组件的金属板决定,因此,在小批量的流量控制器的情况下,如果生产其所专用的流路板,则成本会变高。另外,虽然在一张流路板切割出与所有流量控制器种类相应的流路阻力即可,但是还需要在各阻力的上游设置供压力传感器设置的空间,因此会导致流路组件变大,设置空间增大。
因此,本发明的目的在于提供一种不需要根据流量控制器的种类准备不同的流路组件的流量控制器。
用于解决问题的方案
本发明的流量控制器包括流路组件、压力传感器和压力控制阀。流路组件包括多张基板层叠而成的层叠基板,在所述层叠基板的表面设有气体入口和气体出口,并且在所述层叠基板的内部设有在所述层叠基板的内部彼此不连通的多个阻力流路作为内部流路。压力传感器经由设于所述流路组件的表面的孔而与所述内部流路连接。压力控制阀经由设于所述流路组件的表面的孔而与所述内部流路连接。并且,在该流量控制器中,从所述气体入口至所述气体出口连通为流量控制流路,在该流量控制流路上搭载有所述压力传感器和所述压力控制阀,并且以使该流量控制流路的流路阻力成为期望的流路阻力的方式选择出的至少一个所述阻力流路连接在该流量控制流路内。
在本发明的流量控制器中,优选的是,所述流路组件包括多个所述气体入口和多个所述气体出口,根据应用该流量控制器的检测器所使用的气体的种类而选择出的所述气体入口和所述气体出口之间连通为所述流量控制流路。这样,能够使一个流量控制器具有控制多种气体的流量的功能。
发明的效果
在本发明的流量控制器中,使用内部设有彼此不连通的多个阻力流路的流路组件,以使流量控制流路的流路阻力成为期望的流路阻力的方式选择出的至少一个阻力流路连接在该流量控制流路内。即,流量控制流路的流路阻力值是通过连接从设在流路组件内的多个阻力流路中选择的阻力流路来进行调节的。因而,能够对种类不同的检测器使用相同的流路组件,不需要根据检测器的种类准备流路组件。由此,能够谋求制造成本降低。
附图说明
图1是表示流量传感器所使用的流路组件的构造的一例的概略俯视结构图。
图2是表示使用该流路组件的FID用流量控制器的结构的概略俯视结构图。
图3是表示使用该流路组件的TCD用流量控制器的结构的概略俯视结构图。
图4是表示使用该流路组件的FPD用流量控制器的结构的概略俯视结构图。
图5是表示使用该流路组件的FTD用流量控制器的结构的概略俯视结构图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的流量控制器的实施方式。
图1是表示各种检测器用的流量控制器所通用的流路组件1的内部结构的俯视图。该流路组件1是通过将多个金属板层叠起来而构成的,在这些金属板的内部接合面设有多个内部流路。在图1中,以设于流路组件1的内部接合面的内部流路全都位于同一平面内(同一接合面内)的方式进行了图示,但这些内部流路并不需要一定设在同一平面内(同一接合面内),也可以设于多个接合面。另外,除内部流路之外,由实线描画的圆表示供螺栓贯穿的孔,该螺栓用于将其他的流路板、压力控制阀、压力传感器等固定于该流路组件1。
作为内部流路,设有流路2、4、6、8、10、12、14、16、20、22、24、26、28、30、32以及阻力流路RA(流路阻力值:RA)、RB(流路阻力值:RB)、RC(流路阻力值:RC)、RD(流路阻力值:RD)、RE(流路阻力值:RE)。虚线圆2a、2b、4a、4b、6a、6b、8a、8b、12a、12b、14a、14b、20a、22a、24a、26a、28a、30a、32a表示设于流路组件2的表面或背面的与所述内部流路的端部连通的孔。外部的配管、其他的流路板、压力控制阀、压力传感器等经由这些孔而与流路组件1的内部流路连接。
本实施例的流路组件1能够应用于同时控制3种气体的流量的流量控制器。即,能够通过使上述内部流路组合而构成彼此独立的3个流量控制流路。
第1流量控制流路包括流路2、流路8、流路10、阻力流路RA及流路20,能够根据需要在所述流路中追加流路28、阻力流路RE及流路26。与流路2的一端连通的孔2a为气体入口,与用于供给预定的气体的外部配管连接。
压力控制阀的入口和出口分别经由孔2b、8a而与流路2的另一端和流路8的一端连接,压力控制阀介于流路2与流路8之间。流路8的另一端经由孔8b而与压力传感器连接。流路8的另一端与流路10的一端相互连接。流路10的另一端与阻力流路RA的一端连接。
阻力流路RA的另一端与流路20的一端连接。流路20的另一端经由孔20a而与外部的配管或其他的流路板连接。流路20的另一端与流路28的一端能够根据需要通过其他的流路板相互连接。在流路20的另一端与流路28的一端不连接的情况下,流路20的另一端经由孔20a而与外部配管连接,孔20a成为用于从第1流量控制流路排出气体的气体出口。
流路28的另一端与阻力流路RE的一端连接。阻力流路RE的另一端与流路26的一端连接。流路26的另一端经由孔26a而与外部配管连接。在流路20的另一端与流路28的一端连接的情况下,与流路26的另一端连通的孔26a成为用于从第1流量控制流路排出气体的气体出口。
第2流量控制流路包括流路4、流路12、阻力流路RB及流路22。与流路4的一端连通的孔4a为气体入口,与用于供给预定的气体的外部配管连接。
压力控制阀的入口和出口分别经由孔4b、12a而与流路4的另一端和流路12的一端连接,压力控制阀介于流路4与流路12之间。流路12的另一端经由孔12b而与压力传感器连接。流路12的另一端与阻力流路RB的一端连接。
阻力流路RB的另一端与流路22的一端连接。流路22的另一端经由孔22a而与外部的配管连接,孔20a成为用于从第2流量控制流路排出气体的气体出口。
第3流量控制流路包括流路6、流路14、流路16、阻力流路RC及流路24,能够根据需要在所述流路中追加流路30、阻力流路RE及流路32。与流路6的一端连通的孔6a为气体入口,与用于供给预定的气体的外部配管连接。
压力控制阀的入口和出口分别经由孔6b、14a而与流路6的另一端和流路14的一端连接,压力控制阀介于流路6与流路14之间。流路14的另一端经由孔14b而与压力传感器连接。流路14的另一端与流路16的一端相互连接。流路16的另一端与阻力流路RC的一端连接。
阻力流路RC的另一端与流路24的一端连接。流路24的另一端经由孔24a而与外部的配管或其他的流路板连接。流路24的另一端与流路30的一端能够根据需要通过其他的流路板相互连接。在流路24的另一端与流路30的一端不连接的情况下,流路24的另一端经由孔24a而与外部配管连接,孔24a成为用于从第3流量控制流路排出气体的气体出口。
流路30的另一端与阻力流路RD的一端连接。阻力流路RD的另一端与流路32的一端连接。流路32的另一端经由孔32a而与外部配管连接。在流路24的另一端与流路30的一端连接的情况下,与流路32的另一端连通的孔32a成为用于从第3流量控制流路排出气体的气体出口。
图2~图5分别是利用上述流路组件1构成氢火焰离子化检测器(FID)、热导率检测器(TCD)、火焰光度检测器(FPD)、火焰热离子检测器(FTD)用的流量控制器的情况下的流路结构图。以下,按检测器进行说明。
<FID>
FID使用氢气(H2)、无机气体(MU)、空气。在FID中,控制氢气、无机气体、空气的流量所需要的流路阻力分别为RA、RB、RC。因此,如图2所示,FID用的流量控制器100利用第1流量控制流路控制氢气的流量,利用第2流量控制流路控制无机气体的流量,利用第3流量控制流路控制空气的流量。为了构成第1流量控制流路~第3流量控制流路,在孔2b与孔8a之间的位置、孔4b与孔12a之间的位置、孔6b与孔14a之间的位置分别搭载压力控制阀33、36、40,在孔8b的位置、孔12b的位置、孔14b的位置分别搭载压力传感器34、38、42。
氢气从气体入口2a导入第1流量控制流路,经由流路2、压力控制阀33、流路8、流路10、阻力流路RA、流路20从气体出口20a排出。利用该第1流量控制流路,能够得到控制被供给至FID的氢气的流量所需要的流路阻力RA。氢气的流量通过压力控制阀33的基于压力传感器34的检测值的反馈控制进行控制。
无机气体从气体入口4a导入第2流量控制流路,经由流路4、压力控制阀36、流路12、阻力流路RB、流路22从气体出口22a排出。利用该第2流量控制流路,能够得到控制被供给至FID的无机气体的流量所需要的流路阻力RB。无机气体的流量通过压力控制阀36的基于压力传感器38的检测值的反馈控制进行控制。
空气从气体入口6a导入第3流量控制流路,经由流路6、压力控制阀40、流路14、流路16、阻力流路RC、流路24从气体出口24a排出。利用该第3流量控制流路,能够得到控制被供给至FID的空气的流量所需要的流路阻力RC。空气的流量通过压力控制阀40的基于压力传感器42的检测值的反馈控制进行控制。
<TCD>
TCD仅使用无机气体。控制无机气体的流量所需要的流路阻力为RA。因此,在TCD用的流量控制器200中,如图3所示,利用第1流量控制流路控制无机气体的流量。在孔2b与孔8a之间的位置搭载压力控制阀33,在孔8b的位置搭载压力传感器34,从而构成第1流量控制流路。
无机气体从气体入口2a导入第1流量控制流路,经由流路2、压力控制阀33、流路8、流路10、阻力流路RA、流路20从气体出口20a排出。利用该第1流量控制流路,能够得到控制被供给至TCD的无机气体的流量所需要的流路阻力RA。无机气体的流量通过压力控制阀33的基于压力传感器34的检测值的反馈控制进行控制。
<FPD>
FPD使用氢气和空气。在FPD中,用于控制氢气、空气的流量的流路阻力分别为RA、RC+RD。因此,如图4所示,FID用的流量控制器300利用第1流量控制流路控制氢气的流量,利用第3流量控制流路控制空气的流量。为了构成第1流量控制流路和第3流量控制流路,在孔2b与孔8a之间的位置、孔6b与孔14a之间的位置分别搭载压力控制阀33、40,在孔8b的位置、孔14b的位置分别搭载压力传感器34、42。而且,为了使第3流量控制流路的流路阻力为RC+RD,而将流路板44搭载于流路组件1,该流路板44包括使孔24a与孔30a之间连通的旁通流路46。
氢气从气体入口2a导入第1流量控制流路,经由流路2、压力控制阀33、流路8、流路10、阻力流路RA、流路20从气体出口20a排出。利用该第1流量控制流路,能够得到控制被供给至FID的氢气的流量所需要的流路阻力RA。氢气的流量通过压力控制阀33的基于压力传感器34的检测值的反馈控制进行控制。
空气从气体入口6a导入第3流量控制流路,经由流路6、压力控制阀40、流路14、流路16、阻力流路RC、流路24、旁通流路46、流路30、阻力流路RD、流路32从气体出口32a排出。利用该第3流量控制流路,能够得到控制被供给至FPD的空气的流量所需要的流路阻力RC+RD。空气的流量通过压力控制阀40的基于压力传感器42的检测值的反馈控制进行控制。
<FTD>
FTD使用氢气(H2)、无机气体(MU)、空气。在FTD中,控制氢气、无机气体、空气的流量所需要的流路阻力分别为RA+RE、RB、RC+RD。因此,如图5所示,FTD用的流量控制器400利用第1流量控制流路控制氢气的流量,利用第2流量控制流路控制无机气体的流量,利用第3流量控制流路控制空气的流量。为了构成第1流量控制流路~第3流量控制流路,在孔2b与孔8a之间的位置、孔4b与孔12a之间的位置、孔6b与孔14a之间的位置分别搭载压力控制阀33、36、40,在孔8b的位置、孔12b的位置、孔14b的位置分别搭载压力传感器34、38、42。而且,为了使第1流量控制流路的流路阻力为RA+RE,而将流路板48搭载于流路组件1,该流路板48包括使孔20a与孔28a之间连通的旁通流路50。而且,为了使第3流量控制流路的流路阻力为RC+RD,而将流路板44搭载于流路组件1,该流路板44包括使孔24a与孔30a之间连通的旁通流路46。
氢气从气体入口2a导入第1流量控制流路,经由流路2、压力控制阀33、流路8、流路10、阻力流路RA、流路20、旁通流路50、流路28、阻力流路RE、流路26从气体出口26a排出。利用该第1流量控制流路,能够得到控制被供给至FTD的氢气的流量所需要的流路阻力RA+RE。氢气的流量通过压力控制阀33的基于压力传感器34的检测值的反馈控制进行控制。
无机气体从气体入口4a导入第2流量控制流路,经由流路4、压力控制阀36、流路12、阻力流路RB、流路22从气体出口22a排出。利用该第2流量控制流路,能够得到控制被供给至FID的无机气体的流量所需要的流路阻力RB。无机气体的流量通过压力控制阀36的基于压力传感器38的检测值的反馈控制进行控制。
空气从气体入口6a导入第3流量控制流路,经由流路6、压力控制阀40、流路14、流路16、阻力流路RC、流路24、旁通流路46、流路30、阻力流路RD、流路32从气体出口32a排出。利用该第3流量控制流路,能够得到控制被供给至FPD的空气的流量所需要的流路阻力RC+RD。空气的流量通过压力控制阀40的基于压力传感器42的检测值的反馈控制进行控制。
如以上所述,在流路组件1内设有在该流路组件1的内部彼此不连通的多个阻力流路RA(流路阻力值:RA)、RB(流路阻力值:RB)、RC(流路阻力值:RC)、RD(流路阻力值:RD)及RE(流路阻力值:RE),能够根据流量控制器的种类(使用流量控制器的检测器的种类)将需要的阻力流路追加组装于流量控制流路内,因此能够利用相同的流路组件构成各种流量控制器。
附图标记说明
1、流路组件;2、4、6、8、10、12、14、16、20、22、24、26、28、30、32、流路;RA~RE、阻力流路;33、36、40、压力控制阀;34、38、42、压力传感器;44、48、流路板;46、50、旁通流路。
Claims (2)
1.一种流量控制器,其特征在于,
该流量控制器包括:
流路组件,其包括多张基板层叠而成的层叠基板,在所述层叠基板的表面设有气体入口和气体出口,并且在所述层叠基板的内部设有在所述层叠基板的内部彼此不连通的多个阻力流路作为内部流路;
压力传感器,其经由设于所述流路组件的表面的孔而与所述内部流路连接;以及
压力控制阀,其经由设于所述流路组件的表面的孔而与所述内部流路连接,
从所述气体入口至所述气体出口连通为流量控制流路,在该流量控制流路上搭载有所述压力传感器和所述压力控制阀,并且以使该流量控制流路的流路阻力成为期望的流路阻力的方式选择出的至少一个所述阻力流路连接在该流量控制流路内。
2.根据权利要求1所述的流量控制器,其中,
所述流路组件包括多个所述气体入口和多个所述气体出口,根据应用该流量控制器的检测器所使用的气体的种类而选择出的所述气体入口和所述气体出口之间连通为所述流量控制流路。
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