CN203772801U - 放电离子化电流检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供可精确计算管柱内试样气体的流量或者线速度的放电离子化电流检测器。设置有测定检测器主体(1)内的压力的压力传感器(7)。由于通过压力传感器(7)可正确地检测出检测器主体(1)内的压力，所以可以利用所测定的检测器主体(1)内的压力值，精确地算出管柱(2)内的试样气体的流量或者线速度。又，基于压力传感器(7)所测定的检测器主体内的压力，调整从等离子体生成气体供给通路(3)供给的等离子体生成气体的流量的话，即使在管柱内试样气体的流量变化这样的情况下，也能将检测器主体内的试样成分的浓度总是保持为一定。这样，由于以一定的灵敏度进行分析，所以可对试样气体进行良好的分析。

Description

放电离子化电流检测器

技术领域

本实用新型涉及一种放电离子化电流检测器，在检测器主体内通过放电使等离子体生成气体电离生成等离子体，利用来自此等离子体的激发光，使从管柱供给到检测器主体内的试样气体中的试样成分离子化，由此检测出离子化电流。 

背景技术

作为应用于气相色谱仪等的分析装置的检测器的一例，已知有放电离子化电流检测器。采用此种检测器的话，将试样气体和等离子体生成气体供给到检测器主体内，使等离子体在检测器主体内生成，使试样气体中的试样成分离子化，且使检测器主体内的气体从排气通路排出(例如，参照下述专利文献1)。 

图2是表示现有的放电离子化电流检测器的构成例的概略图。在该放电离子化电流检测器中具有：中空状的检测器主体101；向检测器主体101内供给试样气体的管柱102；向检测器主体101内供给等离子体生成气体的等离子体生成气体供给通路103；以及排出检测器主体101内的气体的排气通路104。 

检测器主体101上设置有等离子体生成用电极111和离子化电流检测用电极112。从等离子体生成气体供给通路103向检测器主体101供给的等离子体生成气体，通过等离子体生成用电极111的放电被电解，在检测器主体101内产生等离子体。从管柱102向检测器主体101内供给的试样气体中的试样成分，通过自等离子体的激发光而被离子化，通过在其与离子化电流检测用电极112之间电子交换而产生离子化电流。 

排气通路104由例如第一排气通路141和第二排气通路142构成。第一排气通路141上设置有对于通过此排气通路141的气体的阻尼105，第二排气通路142上设有对于通过此排气通路142的气体的阻尼106。各个阻尼105、106可以是固定阻尼，也可以是可变阻尼。 

第一排气通路141相对于离子化电流检测用电极112从等离子体生成气体供给通路103侧(图2的上方侧)排出检测器主体101内的气体。另一方面，第二排气通路142相对于离子化电流检测用电极112从等离子体生成气体供给通路103侧的相反侧(图2的下 方侧)即管柱102侧排出检测器主体101内的气体。 

因此，根据对于通过第一排气通路141的气体的阻尼105与对于通过第二排气通路142的气体的阻尼106的比值(阻尼比值)，在检测器主体101内(离子化电流检测用电极112的周围)的等离子体生成气体的浓度发生变化。该放电离子化电流检测器，即所谓的浓度型检测器，具有检测器主体101内的等离子体生成气体的浓度越高，检测灵敏度越低的特性。因此，通过设定阻尼105与阻尼106的阻尼比以使检测器主体101内的等离子体生成气体的浓度为必要的最低限度，从而使高灵敏度的检测成为可能。 

等离子体生成气体供给通路103上设有例如比例控制阀107。通过调整该比例控制阀107的开度，能调整供给到检测器主体101内的等离子体生成气体的流量。在等离子体生成气体供给通路103的比例控制阀107和检测器主体101之间设有阻尼108，在该阻尼108的上游侧设有压力传感器109。 

由压力传感器109检测的等离子体生成气体的压力值被输入控制部110。控制部110根据由压力传感器109输入的压力值和阻尼108的阻尼值，测量等离子体生成气体的流量，调整比例控制阀107的开度以使得该流量为一定值。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2011-158357号公报 

实用新型内容

实用新型所要解决的课题 

如上所述，在排出检测器主体101内的气体的排气通路104上设置有阻尼105和阻尼106的结构中，检测器主体101内产生较大的压力。但是，由于检测器主体101内的压力不是一定的，因此具有不能精确地计算出管柱102中的试样气体的流量(柱流量)、线速度(管柱线速度)这样的问题。 

例如，采用可变阻尼作为阻尼105、106的情况下，根据各个阻尼105、106的阻尼值或阻尼比值的变化，检测器主体101内的压力变化。由于根据管柱102的进口压力和出口压力计算柱流量和管柱线速度，在作为管柱102的出口压力的检测器主体101内的压力不明确的情况下，柱流量和管柱线速度不能精确地计算出来。 

另一方面，在采用固定阻尼作为阻尼105、106的情况下，根据各个阻尼105、106的阻尼值或阻尼比值的变化，检测器主体101内的压力不会发生变化，但由于等离子体生成 气体的流量变化或升温分析时的柱流量变化等原因，检测器主体101内的压力发生变化，因此不能精确的计算出柱流量和管柱线速度。即，即使调节比例控制阀107的开度使等离子体生成气体的流量为一定，也不能避免若干量的流量变化。又，升温分析时，由于管柱102的温度上升，柱流量随之减少。 

不能精确算出管柱线速度的情况下，即使用同一个管柱102，以同样的管柱线速度进行分析，因试样保持时间不同，必须要再次探讨分析条件等。又，如升温分析的时候等那样，柱流量随着管柱102的温度变化而变动的情况下，由于流动在检测器主体101内的试样成分的浓度不能保持一定，因此不能以一定的灵敏度进行分析。 

鉴于上述情况，本实用新型的目的在于提供一种能够精确计算出管柱内试样气体的流量或者线速度的放电离子化电流检测器。 

解决课题的手段 

本实用新型涉及的放电离子化电流检测器，其特征在于具有：中空状的检测器主体；管柱，所述管柱向所述检测器主体内供给试样气体；等离子体生成气体供给通路，等离子体生成气体供给通路向所述检测器主体内供给等离子体生成气体；等离子体产生部，所述等离子体产生部通过放电使等离子体成气体电离，而产生等离子体；离子化电流检测部，所述离子化电流检测部基于通过自等离子体的激发光而被离子化的试样气体中的试样成分，来检测离子化电流；排气通路，所述排气通路排出所述检测器主体内的气体，由于对通过的气体具有规定的阻尼，从而在所述检测体主体内产生压力；以及压力传感器，所述压力传感器测定所述检测器主体内的压力。 

根据这样的构成，因为能利用压力传感器正确地测定检测器主体内的压力，所以能够使用测定出的检测器主体内的压力值，精确地算出管柱内的试样气体的流量或者线速度。若能精确地算出管柱内的试样气体的流量或者线速度，则能够转用通过其他检测器进行分析时的分析条件，因此可使分析条件的研讨工作简略化。 

上述放电离子化电流检测器也可进一步具有试样气体计算处理部，所述试样气体计算处理部可基于所述压力传感器所测定的所述检测器主体内的压力，进行计算所述管柱内的试样气体的流量或者线速度的处理。 

根据这样的构成，通过基于压力传感器所测定的检测器主体内的压力，进行试样气体计算处理部的处理，能自动计算出管柱内的试样气体的流量或者线速度。因此，即使在因等离子体生成气体的流量变化或者升温分析时的管流量变化，检测器主体内的压力发生变化的情况下，管柱内试样气体的流量或者线速度也始终能精确地计算出来。 

上述放电离子化电流检测器也可具有等离子体生成气体调节处理部，所述等离子体生成气体调节处理部可基于所述压力传感器所测定的所述检测器主体内的压力，进行调整从所述等离子体生成气体供给通路供给的等离子体生成气体的流量的处理。 

根据这样的构成，通过基于压力传感器所测定的检测器主体内的压力，进行等离子体生成气体调整处理部的处理，可自动地调节来自等离子体生成气体供给通路的等离子体生成气体的流量。因此，即使在管柱的试样气体的流量变化的情况下，也可调节等离子体生成气体的流量使检测器主体内的试样成分浓度保持一定。利用此构造，由于能以一定的敏感度进行分析，所以可对试样气体进行良好的分析。 

又，也能够调整等离子体生成气体的流量，有意地调高检测器主体内的压力。这种情况下，由于能防止空气从外部流入检测器主体内，所以可防止离子化电流检测部的离子化电流检测结果产生噪声。又，由于试样气体难以从离子化电流检测部侧扩散到等离子体产生部侧，可防止等离子体产生部被试样气体中的试样成分所污染的情况。 

所述排气通路也可包含有，相对于所述离子化电流检测部的从所述等离子体生成气体供给通路侧排出所述检测器主体内的气体的第一排气通路，以及相对于所述离子化电流检测部从所述等离子体生成气体供给通路侧的相反侧排出所述检测器主体内的气体的第二排气通路。 

根据这样的构成，能够以和基于对于通过第一排气通路气体的阻尼与对于通过第二排气通路气体的阻尼的比值相对应的灵敏度，通过离子化电流检测部来检测离子化电流。因此，若将上述比值设为适当的数值，由于能够以高灵敏度进行检测，所以对试样气体可进行良好的分析。 

上述放电离子化电流检测器也能够变更对于通过第一排气通路气体的阻尼与对于通过第二排气通路气体的阻尼的比值。 

根据这样的构成，能够任意设定对于通过第一排气通路气体的阻尼与对于通过第二排气通路气体的阻尼的比值。变更了上述比值的情况下，虽然检测器主体内的压力变化了，但根据本实用新型，由于可以精确地算出管柱内试样气体的流量或者线速度，可对试样气体进行良好的分析。又，为能以更高灵敏度进行检测而设定上述比值的话，则可进行更加良好的分析。 

最好是，上述压力传感器设置于上述第一排气通路。 

根据这样的构成，由于压力传感器不设置于试样气体通过的第二排气通路侧，而设置于第一排气通路侧，所以可防止压力传感器被试样气体中的试样成分污染。又，因压力传 感器设置于检测器主体的下游侧，所以可防止杂质等从压力传感器流入检测器主体内，在离子化电流检测部的离子化电流的检测结果中产生噪声。 

本实用新型涉及的分析装置的特征在于，具有：上述放电离子化电流检测器；和基于上述离子化电流检测部检测出的离子化电流，对试样气体进行分析的分析处理部。 

实用新型效果 

根据本实用新型，能利用通过压力传感器测定的检测器主体内的压力值，精确计算管柱中试样气体的流量或者线速度。 

附图说明

图1是表示具有本实用新型的一实施形态所涉及的放电离子化电流检测器的分析装置的构成例的概略图。 

图2是表示现有的放电离子化电流检测器的构成例的概略图。 

具体实施方式

图1是表示具有本实用新型一种实施形态所涉及的放电离子化电流检测器的分析装置的构成例的概略图。该分析装置例如是气相色谱仪，可基于放电离子化电流检测器的检测结果，进行检测试样气体中含有的试样成分的定性及定量。放电离子化电流检测器中具有中空状的检测器主体1；向检测器主体1内供给试样气体的管柱2；向检测器主体1内供给等离子体生成气体的等离子体生成气体供给通路3；和排出检测器主体1内的气体的排气通路4。 

检测器主体1具有长尺寸形状，一端部(图1中的上端部)与等离子体生成气体供给通路3相连接，且(图1中下端部)管柱2的顶端从另一端部插入检测器主体1内。等离子体生成气体可使用例如氦气等的气体。试样气体含有试样成分和载气。载气由惰性气体组成，例如可与等离子体生成气体相同地使用氦气等。然而，等离子体生成气体及载气并不限定于氦气，也可以使用除氦气以外的气体。 

检测主体1中设置有等离子体生成用电极11和离子化电流检测用电极12。等离子体生成用电极11设置于检测器主体1的一端部侧，构成用于在检测器主体1内产生等离子体的等离子体产生部。从等离子体生成气体供给通路3向检测器主体1内供给的等离子体生成气体，通过等离子体生成用电极11的放电被电解，在检测器主体1内产生等离子体。 

离子化电流检测用电极12设置于检测器主体1的另一端部侧，构成用于检测离子化 电流的离子化电流检测部。通过管柱2向检测器主体1内供给的试样气体从管柱2的顶端向离子化电流检测用电极12的附近放出。 

从管柱2向检测器主体1供给的试样气体的试样成分通过自等离子体的激发光离子化，通过在其与离子化电流检测用电极12之间电子交换，而生成离子化电流。这时，基于试样气体中含有的试样成分的含量生成离子化电流，通过放大器放大后的检测信号被输出。 

作为排气通路4，设置有第一排气通路41和第二排气通路42。第一排气通路41是相对于离子化电流检测用电极12从等离子体生成气体供给通路3侧(图1的上方侧)排出检测器主体1内的气体。另一方面，第二排气通路42是相对于离子化电流检测用电极12从等离子体生成气体供给通路3侧的相反侧(图1的下方侧)即从管柱2侧排出检测器主体1内的气体。 

第一排气通路41中设有对于通过第一排气通路41气体的阻尼5，第二排气通路42中设有对于通过第二排气通路42气体的阻尼6。这样，由于第一排气通路和第二排气通路分别具有阻尼5、6，所以在检测器主体1中产生压力。在离子化电流检测用电极12中，根据基于阻尼5与阻尼6的比值(阻尼比)的灵敏度检测出离子化电流。因此，若将阻尼5与阻尼6的阻尼比值设为恰当的数值，就可以高灵敏度进行检测，因此可对试样气体进行良好的分析。 

在第一排气通路41的阻尼5的上游侧设有压力传感器7。因为检测器主体1和压力传感器7之间没有阻尼，可以利用压力传感器7正确地测定检测器主体1内的压力。检测器主体1内的压力是管柱2的出口压力。因此，基于利用压力传感器7测定的压力(管柱2的出口压力)和利用设置于管柱2的上游侧的压力传感器21测定的压力(管柱2的入口压力)，可精确地算出管柱2内的试样气体的流量(柱流量)、线速度(管柱线速度)。 

尤其是，在本实施形态中，由于压力传感器7不设置于试样气体通过的第二排气通路42侧，而是设置于第一排气通路41侧，所以可防止试样气体中的试样成分污染压力传感器7。又，由于压力传感器7设置于检测器主体1的下游侧，因此可以防止杂质从压力传感器7流入检测器主体1中，使离子化电流检测用电极12的离子化电流的检测结果产生噪声的情况。但是，压力传感器7也可以设置于例如第二排气通路42侧，也可以像等离子体生成气体供给通路3侧一样设置于检测器主体1的上游侧。 

等离子体生成气体供给通路3设有例如比例控制阀8，通过调整此比例控制阀的开度，可调整被供给至检测器主体1内的等离子体生成气体的流量。比例控制阀8的动作可通过 控制部9来控制。在本实施形态中，等离子体生成气体供给通路3不设有阻尼。但是，向检测器主体1内供给的等离子体生成气体的流量也可以通过除比例控制阀8以外的流量调整单元来调整。 

控制部9是含有例如CPU(中央处理单元)的结构，进行用于控制分析装置整体动作的处理。来自压力传感器7、21以及放大器13等的信号被输入至控制部9。通过CPU执行程序，本实施形态的控制部9作为试样气体计算处理部91、等离子体生成气体调整处理部92以及分析处理部93等的各功能部发挥作用。但，这些各功能部中的至少一个可以利用另外的控制部构成。 

试样气体计算处理部91基于来自压力传感器7、21的输入信号，进行计算柱流量和管柱线速度的处理。具体来说，可利用通过压力传感器7测定的管柱2的出口压力和通过压力传感器21测定的管柱2的入口压力，算出柱流量，且可利用该柱流量和管柱2的截面积，算出管柱线速度。 

这样，在本实施形态中，基于压力传感器7和21的输入信号，通过进行试样气体计算处理部91的处理，自动算出柱流量和管柱线速度。因此，即使在因等离子体生成气体的流量变化、升温分析时的柱流量变化等，而引起检测器主体1内的压力变化的情况下，也总能精确地算出管流量或者管线速度。由压力传感器7测定的检测器主体1内的压力不仅能用于计算柱流量或者管柱线速度，也可用于计算分流比等其他的值。 

在本实施形态中，由于各阻尼5、6由针型阀等的可变阻尼、或比例控制阀等的流量调整单元构成，阻尼5与阻尼6的阻尼比值可任意进行变更。阻尼5与阻尼6的阻尼比值变化了的情况下，检测器主体101内的压力会发生变化，但由于在本实施形态下，能精确地算出柱流量和管柱线速度，因此可对试样气体进行良好的分析。又，为能以更高的灵敏度进行检测，而设定上述阻尼比值的话，能进行更加良好的分析。上述阻尼比值，可以进行手动更改，也可通过控制部9的处理进行更改。 

等离子体生成气体调整处理部92通过基于来自压力传感器7的输入信号调整比例控制阀8的开度，来进行调整从等离子体生成气体供给通路3供给到检测器主体1内的等离子体生成气体的流量的处理。即，等离子体生成气体调整处理部92调整比例控制阀8的开度以使得由压力传感器7测定的检测器主体1内的压力是所希望的压力，由此来自动地调整等离子体生成气体的流量。 

但是，即使在柱流量变动的情况下，调整等离子体生成气体的流量，将检测器主体1内的试样成分的浓度总是保持为一定也成为可能。例如，为使检测器主体1内的压力一定 而调节等离子体生成气体的流量的话，则等离子体生成气体的流量Fp和柱流量Fc的总和(Fp+Fc)被保持为一定。该总和等于通过第一排气通路41的气体的流量F1和通过第二排气通路42的气体的流量F2的总和(Fp+Fc＝F1+F2)。因此，即使柱流量变化，也可将流过检测器主体1内的试样成分的浓度保持为一定。由此，由于以一定的灵敏度进行分析成为可能，所以能良好地进行对试样气体的分析。 

又，可以调整等离子体生成气体的流量有意地提高检测器主体1内的压力。这样的情况下，由于能防止空气从外部流入检测器主体1中，所以可防止离子化电流检测用电极12的离子化电流检测结果产生噪声。又，由于试样气体难以从离子化电流检测用电极12侧扩散到等离子体生成用电极11侧，所以可防止等离子体生成用电子11被试样气体中的试样成分污染。 

分析处理部93基于来自离子化电流检测用电极12的检测信号，对试样气体进行分析。在通过该分析处理部93进行试样气体所含有的试样成分的定性或定量时，可利用试样气体计算处理部91计算出的柱流量和管柱线速度。分析处理部93的分析结果也可在例如显示部(图中未表示)中显示出来。 

在本实施形态的分析装置中具有由硬盘或RAM等构成的存储部10，可将通过分析处理部93分析时的分析条件存储在存储部10中。分析条件可通过操作例如操作部(图中未表示)提前设，通过分析处理部93从存储部10读取分析条件，可使用该分析条件进行分析。 

如上所述，在本实施形态中，由于可精确算出柱流量或者管柱线速度，因此可转用通过其他的检测器进行分析时的分析条件。因此，可将分析条件的研讨工作简单化，提高工作效率。 

在以上的实施形态中，对各阻尼5、6由可变阻尼或者流量调整单元构成的情况进行了说明，各阻尼5、6的至少一方也可以是由例如层流元件等构成的固定阻尼。又，上述阻尼的概念中，也包含了通过缩小第一排气通路41和第二排气通路42的内径，而相对于通过第一排气通路41和第二排气通路42的气体具有阻尼的情况。 

但是，排气通路4不限于第一排气通路41和第二排气通路42，可以是排气通路4只设计1个的结构，也可以是设计3个以上排气通路4的结构。排气通路4设计3个以上时，各排气通路4具有一定的阻尼，它们的阻尼比值最好是可以变更的。 

在以上的实施形态中，对分析装置是气相色谱仪的情况进行了说明，本实用新型也可适用于气相色谱仪以外的分析装置。又，本实用新型涉及的放电离子化电流检测器不限于 与分析装置一体化的结构，也可个别地仅提供放电离子化电流检测器。然而，由于本实用新型涉及的放电离子化电流检测器是对一切试样成分都具有灵敏度的高通用性的检测器，也可以作为氢火焰离子化检测器(FID：Flame Ionization Detector)或热传导度检测器(TCD：Thermal Conductivity Detector)等的代替设备使用。 

符号说明 

1   检测器主体 

2   管柱 

3   等离子体生成气体供给通路 

4   排气通路 

5   阻尼 

6   阻尼 

7   压力传感器 

8   比例控制阀 

9   控制部 

10  存储部 

11  等离子体生成用电极 

12  离子化电流检测用电极 

13  放大器 

21  压力传感器 

41  第一排气通路 

42  第二排气通路 

91  试样气体计算处理部 

92  等离子体生成气体调整处理部 

93  分析处理部。 

Claims (3)

1.一种放电离子化电流检测器，其特征在于，具有： 

中空状的检测器主体； 

管柱，所述管柱向所述检测器主体内供给试样气体； 

等离子体生成气体供给通路，所述等离子体生成气体供给通路向所述检测器主体内供给等离子体生成气体； 

等离子体产生部，所述等离子体产生部通过放电使等离子体生成气体电离，而产生等离子体； 

离子化电流检测部，所述离子化电流检测部基于通过自等离子体的激发光而被离子化的试样气体中的试样成分，来检测离子化电流； 

排气通路，所述排气通路排出所述检测器主体内的气体，由于对通过的气体具有规定的阻尼，从而在所述检测体主体内产生压力；以及 

压力传感器，所述压力传感器测定所述检测器主体内的压力。 

2.如权利要求1所述的放电离子化电流检测器，其特征在于，所述排气通路中包含有：相对于所述离子化电流检测部从所述等离子体生成气体供给通路侧排出所述检测器主体内的气体的第一排气通路，以及相对于所述离子化电流检测部从所述等离子体生成气体供给通路侧的相反侧排出所述检测器主体内的气体的第二排气通路。 

3.如权利要求2所述的放电离子化电流检测器，其特征在于，所述压力传感器设置于所述第一排气通路。