JP2000249693A - Gas chromatograph apparatus - Google Patents

Gas chromatograph apparatus

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Publication number
JP2000249693A
JP2000249693A JP11051042A JP5104299A JP2000249693A JP 2000249693 A JP2000249693 A JP 2000249693A JP 11051042 A JP11051042 A JP 11051042A JP 5104299 A JP5104299 A JP 5104299A JP 2000249693 A JP2000249693 A JP 2000249693A
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JP
Japan
Prior art keywords
sample
pressure
vaporization chamber
gas
flow path
Prior art date
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Pending
Application number
JP11051042A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Miyoshi
聡 三好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP11051042A priority Critical patent/JP2000249693A/en
Publication of JP2000249693A publication Critical patent/JP2000249693A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/04Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/06Preparation
    • G01N30/10Preparation using a splitter

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce scattering of a sample gas resulting from a temporary pressure increase due to the evaporation at the time of injecting a sample. SOLUTION: A pressure sensor 12 for monitoring a pressure of a sample evaporation chamber 11 and a temperature sensor 16 for monitoring a temperature are simultaneously monitored. Whether a pressure increase is caused by disturbances or injecting a sample is judged by monitoring if a temperature drop is brought about at the same time with the pressure increase. When the pressure increase is caused by the sample injection, a control part 15 slows a valve response to reduce an amount of a sample gas discharged from a split passage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はガスクロマトグラフ
装置に関し、さらに詳細には試料気化室にて気化させた
試料の一部をスプリット流路を介して排出し、一部の試
料をカラムに送り分析を行うスプリット方式によるガス
クロマトグラフ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas chromatograph, and more particularly, to a sample vaporized in a sample vaporization chamber, in which a portion of the sample is discharged through a split channel, and a portion of the sample is sent to a column for analysis. The present invention relates to a split-type gas chromatograph device that performs the following.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスクロマトグラフ装置の試料導入系に
おいては、スプリット方式が採用されることがある。こ
の方式ではカラム以外の流路を介して試料およびキャリ
アガスの一部を排出しつつ、試料気化室内の圧力を一定
になるように調整しながら分析を行うようにしている。
2. Description of the Related Art In a sample introduction system of a gas chromatograph, a split system may be adopted. In this method, analysis is performed while adjusting the pressure in the sample vaporization chamber to be constant while discharging a part of the sample and the carrier gas through a channel other than the column.

【0003】図1は従来からのスプリット方式ガスクロ
マトグラフ装置の概略構成図である。カラム14の入り
口に設けられた試料気化室11には、キャリアガスを導
入するためのキャリアガス流路、試料気化室11内のセ
プタム(シリコンゴムキャップ)が発生する成分を排出
するためのパージ流路、及び、試料気化室11に注入さ
れた試料の一部をキャリアガスとともに排出するための
スプリット流路が接続されている。キャリアガス流路に
はHeガス等のキャリアガスの流量を制御するためのマ
スフローコントローラ10が設けられている。マスフロ
ーコントローラ10は流量センサ21と流量制御するバ
ルブ22とを含んでおり、流量センサ21で流量をモニ
タし設定流量となるようにバルブ22をフィードバック
制御するように機能する。また、パージ流路には圧力セ
ンサ12が設けられている。この圧力センサ12と試料
気化室11との間はガス抵抗がほとんどないように接続
されているため、実質的に試料気化室11内のガス圧力
と同一であるとして扱うことができる。圧力センサ12
による検出信号は制御部15へ入力され、制御部15は
ガス圧力が一定になるようにスプリット流路に設けられ
ている制御バルブ13をフィードバック制御する。制御
部15はスプリット流路とカラム14とに流れるガスの
比(スプリット比といい、例えばカラム1:スプリット
流路20程度に設定する)を一定とするようにマスフロ
ーコントローラ10を制御して試料気化室11に流入す
るキャリアガスの流量も調節する。なお、急激な圧力変
化に対応させるためのバッファ24がパージ流路および
スプリット流路に設けてある。
FIG. 1 is a schematic structural view of a conventional split type gas chromatograph apparatus. The sample vaporization chamber 11 provided at the entrance of the column 14 has a carrier gas flow path for introducing a carrier gas and a purge flow for discharging components generated by a septum (silicon rubber cap) in the sample vaporization chamber 11. A path and a split flow path for discharging a part of the sample injected into the sample vaporizing chamber 11 together with the carrier gas are connected. A mass flow controller 10 for controlling the flow rate of a carrier gas such as He gas is provided in the carrier gas flow path. The mass flow controller 10 includes a flow rate sensor 21 and a valve 22 for controlling the flow rate, and functions to monitor the flow rate with the flow rate sensor 21 and perform feedback control of the valve 22 so that the flow rate becomes a set flow rate. Further, a pressure sensor 12 is provided in the purge passage. Since the pressure sensor 12 and the sample vaporization chamber 11 are connected so that there is almost no gas resistance, it can be treated as substantially the same as the gas pressure in the sample vaporization chamber 11. Pressure sensor 12
Is input to the control unit 15, and the control unit 15 performs feedback control of the control valve 13 provided in the split flow path so that the gas pressure becomes constant. The controller 15 controls the mass flow controller 10 so as to keep the ratio of the gas flowing in the split flow path and the column 14 (referred to as a split ratio, for example, to set the column 1: the split flow path 20 to approximately 20), thereby evaporating the sample. The flow rate of the carrier gas flowing into the chamber 11 is also adjusted. Note that a buffer 24 for responding to a sudden pressure change is provided in the purge flow path and the split flow path.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上のような構成にお
いて、試料気化室の上部のセプタムを刺し通して入れら
れたシリンジにより液体試料が注入されると、その直後
には試料が気化して体積が急激に上昇し、試料気化室の
内部の圧力が上昇する。制御部はこのような変動を外乱
と判断し、試料気化室内の圧力を下げるべくスプリット
流路の制御弁の開度を大きくして排出量を増加させ、圧
力を一定に保つようにフィードバック制御が働く。即
ち、試料気化室の圧力を一定に保持するために注入され
気化した試料が必要以上に外部に放出されることとな
り、カラムに導入される試料量が減少する。一方、気化
時の急激な圧力上昇に伴う気化試料の散逸を低減するた
めに、制御部での応答を遅く設定することが考えられ
る。しかし、そのような設定をしてしまうと、通常の制
御時や試料注入時以外の外乱に対しても応答が遅くなり
支障を来すこととなる。
In the above configuration, when a liquid sample is injected by a syringe inserted through a septum in the upper part of the sample vaporizing chamber, the sample is vaporized immediately after that, and the volume of the sample is increased. Rises sharply, and the pressure inside the sample vaporization chamber rises. The controller determines that such a fluctuation is a disturbance, and increases the amount of discharge by increasing the opening of the control valve in the split flow path to reduce the pressure in the sample vaporization chamber, and performs feedback control to maintain the pressure constant. work. In other words, the sample injected and vaporized to keep the pressure in the sample vaporization chamber constant is released more than necessary, and the amount of the sample introduced into the column is reduced. On the other hand, it is conceivable to set a slow response in the control unit in order to reduce the dissipation of the vaporized sample due to a rapid pressure rise during vaporization. However, if such a setting is made, the response will be slow even for disturbances other than during normal control or sample injection, which will cause trouble.

【0005】そこで、本発明は気化時における気化試料
の散逸を抑えることができるようにした試料気化室を有
するガスクロマトグラフ装置を提供することを目的とす
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas chromatograph apparatus having a sample vaporization chamber capable of suppressing dissipation of a vaporized sample during vaporization.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明のガスクロマトグラフ装置は、試料気
化室にて気化させた試料を、スプリット流路を介して試
料の一部を排出しつつカラムに送るスプリット方式のガ
スクロマトグラフ装置において、スプリット流路の排出
量を制御する制御弁と、試料気化室のガス圧力をモニタ
する圧力センサと、試料気化室のガス温度をモニタする
温度センサと、前記ガス圧力および前記ガス温度の情報
を用いてスプリット流路の制御弁を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
A gas chromatograph apparatus according to the present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, has a structure in which a sample vaporized in a sample vaporization chamber is partially discharged through a split flow path. In a split-type gas chromatograph apparatus that sends a gas to a column, a control valve that controls the discharge amount of the split flow path, a pressure sensor that monitors the gas pressure in the sample vaporization chamber, and a temperature sensor that monitors the gas temperature in the sample vaporization chamber And control means for controlling a control valve of the split flow path using information on the gas pressure and the gas temperature.

【0007】本発明では、試料気化室の圧力変動をモニ
タするとともに、試料気化室の温度変動をもモニタして
いる。圧力センサが圧力の変動を検知したとき、同時に
そのときの温度変動の大きさをモニタする。温度変動が
所定の設定値以下である場合は外乱による圧力変動であ
ると判断し、通常の迅速なフィードバック制御を行う。
もしも、温度変動が所定の設定値以上である場合には外
乱ではなく注入された試料が気化したことによる変動で
あると判断し、この場合には通常の迅速な制御ではな
く、バルブの応答を遅くした制御を行う。これにより、
気化時の散逸量を減少させることができる。
In the present invention, the pressure fluctuation in the sample vaporization chamber is monitored, and the temperature fluctuation in the sample vaporization chamber is also monitored. When the pressure sensor detects a change in pressure, it simultaneously monitors the magnitude of the temperature change at that time. If the temperature fluctuation is equal to or less than a predetermined set value, it is determined that the fluctuation is a pressure fluctuation due to disturbance, and normal quick feedback control is performed.
If the temperature fluctuation is equal to or higher than a predetermined set value, it is determined that the fluctuation is not a disturbance but a fluctuation due to the vaporization of the injected sample, and in this case, the response of the valve is not a quick control but a normal response. Perform the delayed control. This allows
The amount of dissipation at the time of vaporization can be reduced.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図を用いて説明す
る。図2は本発明の一実施例であるガスクロマトグラフ
装置である。図において従来例である図1と同じ部分に
ついては同符号を付すことにより説明を省略する。この
実施例の装置が、図1の従来例であるガスクロマトグラ
フ装置の相違する点は、試料気化室11内のガスの温度
をモニタするための温度センサ16がパージ流路に設け
てある点である。なお、温度センサ16を取り付ける位
置は試料気化室内のガス温度が実質的に測定できる位置
であればどこでもよいが、パージ流路上に取り付けてお
けば、キャリアガスしか流れないので試料により汚れる
ことも少ないという利点がある。なお、このパージ流路
には試料ガスは流れ込まないようになっているが、試料
の気化による気化熱によりキャリアガス温度が下がるの
を検知することにより、試料が気化されたことを検知で
きる。温度センサ16から出力される検出信号は制御部
15に入力されるようにしてある。また、パージ流路は
スプリット流路に比べて流路抵抗を大きくしてあるので
(図示しない抵抗管が下流側に設けてある)パージ流路
を流れるガスの流量変動が小さく、流量制御のための制
御弁は設けていない。次に、この装置の動作を説明す
る。まず、マスフローコントローラ10の流量センサ2
1でキャリアガス流量をモニタしつつバルブ22を制御
することにより、一定流量のキャリアガスが試料気化室
11内に導入されるようにフィードバック制御する。ま
た、スプリット流路にある制御バルブ13により試料気
化室が設定した圧力となるように制御する。これによ
り、試料気化室を一定圧力に保ちつつ、一定のスプリッ
ト比でカラム側とスプリット流路側にキャリアガスが流
れるようになる。このとき、同時に温度センサ16によ
り試料気化室11内のガス温度をモニタしておく。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a gas chromatograph apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. The apparatus of this embodiment differs from the conventional gas chromatograph apparatus of FIG. 1 in that a temperature sensor 16 for monitoring the temperature of the gas in the sample vaporization chamber 11 is provided in the purge flow path. is there. The temperature sensor 16 may be mounted at any position as long as the gas temperature in the sample vaporization chamber can be substantially measured. However, if the temperature sensor 16 is mounted on the purge flow path, only the carrier gas flows, so that the sample is less contaminated. There is an advantage. Although the sample gas is not allowed to flow into the purge flow path, it is possible to detect that the sample has been vaporized by detecting a decrease in the carrier gas temperature due to heat of vaporization caused by vaporization of the sample. The detection signal output from the temperature sensor 16 is input to the control unit 15. In addition, since the flow resistance of the purge flow path is larger than that of the split flow path (a resistance tube (not shown) is provided on the downstream side), the flow rate fluctuation of the gas flowing through the purge flow path is small, No control valve is provided. Next, the operation of this device will be described. First, the flow sensor 2 of the mass flow controller 10
By controlling the valve 22 while monitoring the carrier gas flow rate in step 1, feedback control is performed so that a constant flow rate of the carrier gas is introduced into the sample vaporization chamber 11. The control valve 13 in the split flow path controls the pressure in the sample vaporization chamber to be set. This allows the carrier gas to flow at a constant split ratio between the column side and the split channel side while maintaining the sample vaporization chamber at a constant pressure. At this time, the gas temperature in the sample vaporization chamber 11 is monitored by the temperature sensor 16 at the same time.

【0009】制御部15の動作を図3のフロー図を用い
て説明する。圧力センサ12からの信号が制御部15に
送られており、試料気化室11の時々刻々の圧力変動が
モニタされる。制御部15において圧力の変動が所定の
設定変動幅以内の変動であると判断しているときは、バ
ルブ13が圧力変動に対して迅速に応答するような通常
の制御が行われる。何らかの理由で制御部15において
圧力の検出信号が所定の設定変動幅よりも大きく変動し
ていると認識したときに、その時点での温度の変動を調
べる。もしも温度変動が所定の設定変動幅以内の変動で
あると判断したときは、制御部15はこのときの圧力変
動は外乱による変動であると判断し、バルブ13はその
まま通常の迅速な制御を続行する。一方、圧力信号が所
定の設定変動幅よりも大きく変動していると認識した場
合で、さらに温度変動についても設定変動幅を超えてい
ることを認識すると、制御部15は試料が注入されて気
化したことによる変動であると判断し、バルブ13の制
御を変更する。即ち、バルブ13が圧力変動に対して応
答が遅くなるように設定を変更し、圧力変動への追随が
鈍くなるようにする。したがって、試料注入と同時に圧
力が急激に大きく上昇することになるが、制御バルブ1
3の応答が遅く設定されているために、制御バルブ13
の開度はなかなか変動せず、スプリット流路に排出され
る流量は増加しないので、試料ガスのスプリット流路へ
の散逸量は低減する。そして、しばらくして圧力が元の
状態近くまで復帰したときに試料気化室11内から試料
は送り出されたと判断して通常の制御に戻すようにす
る。
The operation of the control unit 15 will be described with reference to the flowchart of FIG. The signal from the pressure sensor 12 is sent to the control unit 15, and the momentary pressure fluctuation of the sample vaporization chamber 11 is monitored. When the control unit 15 determines that the pressure fluctuation is within a predetermined set fluctuation range, normal control is performed so that the valve 13 responds quickly to the pressure fluctuation. When the control unit 15 recognizes that the pressure detection signal fluctuates more than a predetermined fluctuation range for some reason, the temperature fluctuation at that time is examined. If it is determined that the temperature fluctuation is within a predetermined set fluctuation range, the control unit 15 determines that the pressure fluctuation at this time is a fluctuation due to a disturbance, and the valve 13 continues normal quick control as it is. I do. On the other hand, if the controller 15 recognizes that the pressure signal fluctuates more than the predetermined set fluctuation range, and further recognizes that the temperature fluctuation also exceeds the set fluctuation range, the control unit 15 injects the sample and evaporates. Then, the control of the valve 13 is changed. That is, the setting is changed so that the valve 13 responds slowly to the pressure fluctuation, and the response to the pressure fluctuation becomes slow. Therefore, the pressure increases sharply at the same time as the injection of the sample.
3 is set to be slow, the control valve 13
Since the opening degree does not fluctuate easily and the flow rate discharged to the split flow path does not increase, the amount of the sample gas dissipated into the split flow path decreases. Then, when the pressure returns to near the original state after a while, it is determined that the sample has been sent out from the inside of the sample vaporization chamber 11, and the control is returned to the normal control.

【0010】[0010]

【発明の効果】以上、説明したように本発明のガスクロ
マトグラフ装置では、試料気化室の圧力とともに温度を
もモニタして試料気化室の制御を行うようにしているの
で、圧力変動があった場合にその原因が試料の気化によ
るものか、外乱かを判断することができ、その結果に応
じてバルブの応答を最適に設定することができる。そし
て、試料の散逸を低減することにより、高感度な分析が
でき、定量分析においては制度を向上させることができ
る。
As described above, in the gas chromatograph apparatus of the present invention, the sample vaporization chamber is controlled by monitoring the temperature as well as the pressure of the sample vaporization chamber. It is possible to determine whether the cause is due to the vaporization of the sample or a disturbance, and the response of the valve can be set optimally according to the result. Then, by reducing the dissipation of the sample, highly sensitive analysis can be performed, and accuracy in quantitative analysis can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来からのガスクロマトグラフ装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional gas chromatograph apparatus.

【図2】本発明の一実施例であるガスクロマトグラフ装
置の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a gas chromatograph apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図3】動作の一例を示すフロー図。FIG. 3 is a flowchart showing an example of an operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:マスフローコントローラ 11:試料気化室 12:圧力センサ 13:制御バルブ 14:カラム 15:制御部 16:温度センサ 21:流量センサ 22:バルブ 10: Mass flow controller 11: Sample vaporization chamber 12: Pressure sensor 13: Control valve 14: Column 15: Control unit 16: Temperature sensor 21: Flow sensor 22: Valve

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料気化室にて気化させた試料を、スプ
リット流路を介して試料の一部を排出しつつカラムに送
るスプリット方式のガスクロマトグラフ装置において、
スプリット流路の排出量を制御する制御弁と、試料気化
室のガス圧力をモニタする圧力センサと、試料気化室の
ガス温度をモニタする温度センサと、前記ガス圧力およ
び前記ガス温度の情報を用いてスプリット流路の制御弁
を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするガスク
ロマトグラフ装置。
1. A split type gas chromatograph device which sends a sample vaporized in a sample vaporization chamber to a column while discharging a part of the sample through a split flow path,
A control valve for controlling the discharge amount of the split flow path, a pressure sensor for monitoring the gas pressure in the sample vaporization chamber, a temperature sensor for monitoring the gas temperature in the sample vaporization chamber, and using information on the gas pressure and the gas temperature. And a control means for controlling a control valve of the split flow path.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011095072A (en) * 2009-10-29 2011-05-12 Shimadzu Corp Gas chromatograph apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011095072A (en) * 2009-10-29 2011-05-12 Shimadzu Corp Gas chromatograph apparatus

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