JP2004354126A - ガスクロマトグラフ - Google Patents
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Abstract
【課題】流量制御にも圧力制御にも対応できる流体制御アセンブリを提供し、以て生産性、メンテナンス性に優れたガスクロマトグラフを提供する。
【解決手段】開度調節可能な制御弁１６と、その下流側に設けられた流路抵抗１４と、その流路抵抗の上流側および下流側に設けた圧力センサ１１、１２とを備えると共に、流量制御の場合は、これらの圧力センサ１１、１２からの信号に基づいて所定の演算を行って算出した流量値が所定値となるように、また、圧力制御の場合は圧力センサ１２からの信号が所定値となるように制御弁１６の開度を制御する制御手段１０を備えて成る流体制御アセンブリを用いてガスクロマトグラフを構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】開度調節可能な制御弁１６と、その下流側に設けられた流路抵抗１４と、その流路抵抗の上流側および下流側に設けた圧力センサ１１、１２とを備えると共に、流量制御の場合は、これらの圧力センサ１１、１２からの信号に基づいて所定の演算を行って算出した流量値が所定値となるように、また、圧力制御の場合は圧力センサ１２からの信号が所定値となるように制御弁１６の開度を制御する制御手段１０を備えて成る流体制御アセンブリを用いてガスクロマトグラフを構成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスクロマトグラフ、特に、分析所要ガスの流量または圧力を制御する流体制御アセンブリを用いて構成されたガスクロマトグラフに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスクロマトグラフにおいては、キャリアガスの供給流路にガスの流れを調節する制御弁が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術の具体的な構成は図４に示す通りであるが、図４において、キャリアガスは供給源であるボンベ１から供給流路１３を経て試料導入部１７および分離カラム１８へと流れる。キャリアガスの供給流路１３には、上流側から順にキャリアガスの流れを調節する制御弁１６、キャリアガスに適度な圧力降下を生ぜしめる流路抵抗１４、および、この流路抵抗１４の両端間の差圧を検出する差圧センサ１５が設けられ、さらにその下流の試料導入部１７にはその内圧を検出する圧力センサ１９が設けられる。
試料導入部１７は分析すべき試料を受け入れ、分離カラム１８はこれを成分分離するものであるが、これらの詳細については本発明を説明する上で特に必要がないので説明を省略する。
【０００３】
図４の構成において、供給流路１３を流れるキャリアガスの流量Ｆは次式で計算できることが知られている。
Ｆ＝Ｋ×ｐ１×Δｐｎ …………………（１）
＝Ｋ×（ｐ３＋Δｐ）×Δｐｎ………………（２）
（１）および（２）式において、Δｐは流路抵抗１４の両端間の圧力差、ｐ１は流路抵抗１４の上流側の圧力、ｐ３は試料導入部１７の内圧、ｎは０．５〜１程度の定数、Ｋは流路抵抗１４によって定まる比例定数である。
コンピュータを含む制御部１０は、差圧センサ１５および圧力センサ１９からそれぞれ入力されたΔｐおよびｐ３の値に対して（２）式の演算を行って流量Ｆの値を求め、そのＦ値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節することによりキャリアガスの流量をコントロールする。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１５２２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ガスクロマトグラフでは、上記の流路抵抗１４、差圧センサ１５、制御弁１６等から成る流量制御部をコンパクトにまとめた流体制御アセンブリとして構成することがある。アセンブリ化することにより生産性が向上し、また故障時にアセンブリ交換により素早く対応できるのでメンテナンス性も向上するからである。
【０００６】
ガスクロマトグラフィにおけるキャリアガスは、上述のように流量を所定値に保つ流量制御によってコントロールされる場合が多いが、分析内容によっては、圧力を所定値に保つ圧力制御が要求されることもある。また、ガスクロマトグラフにおいて用いられるキャリアガス以外のガスは多くの場合、圧力制御によってコントロールされる。しかし、従来の流体制御アセンブリは流量または圧力のいずれか一方のみを制御するように作られていたので、目的に応じてアセンブリを使い分けることが必要であった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、同一のアセンブリでありながら流量制御にも圧力制御にも対応できる汎用性の高い流体制御アセンブリを提供し、以て従来にまして生産性、メンテナンス性に優れたガスクロマトグラフを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、開度調節可能な制御弁と、その下流側に設けられた流路抵抗と、該流路抵抗の両端間の圧力差を検出する差圧検出手段と、該流路抵抗の上流側または下流側の圧力を検出する圧力検出手段とを備えると共に、前記差圧検出手段および前記圧力検出手段からの信号に基づく所定の演算を行い、その演算結果により前記制御弁の開度を制御する制御手段を備えて成る流体制御アセンブリを用いてガスクロマトグラフを構成した。
【０００９】
このように構成することにより汎用性の高い流体制御アセンブリが得られ、これを用いたガスクロマトグラフの生産性、メンテナンス性は一段と向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１に示す。
同図は流体制御アセンブリとしての構成を示したもので、ガスクロマトグラフにおいて例えばキャリアガスの制御に用いられるときは、図４と同様に、上流側（図では左方）にキャリアガスの供給源であるボンベが、また下流側（図では右方）に試料導入部や分離カラム等が接続されるものである。
同図中、１１、１２は制御対象となるガスの圧力を検出する圧力センサである。その他、図４におけると同一符号を付したものは既に説明した通りであるから再度の説明を省く。
【００１１】
図において、制御対象となるキャリアガスまたはその他のガス（以下、一括して分析所要ガスと記す）は、供給流路１３から制御弁１６および流路抵抗１４を経て左から右へ流れ、流路抵抗１４の両端間に圧力差Δｐを生じる。２つの圧力センサ１１、１２の出力信号をそれぞれｐ１、ｐ２とすると、
Δｐ＝ｐ１−ｐ２…………………（３）
であるから、（１）式は次のように書き換えられる。
Ｆ＝Ｋ×ｐ１×（ｐ１−ｐ２）ｎ………………（４）
【００１２】
図１の流体制御アセンブリによって流量制御を行う場合は、２つの圧力センサ１１、１２によって得られたｐ１、ｐ２の値を用いて制御部１０において（４）式の演算を行い、その結果得られたＦの値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節する。一方、圧力制御を行う場合は、圧力センサ１１からの信号ｐ１は度外視して、ｐ２の値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節すればよい。即ち、図１のように構成された流体制御アセンブリを用いることで流量制御にも圧力制御にも対応することが可能となる。
なお、ここで２つの圧力センサ１１、１２は、各々単独の圧力検出手段であるが、（３）式により差圧を求めるためにも用いられるから、２つ併せて差圧検出手段と見なすことができる。
【００１３】
図２は、本発明の他の実施形態を示す。
同図において、１５は図４におけると同様の差圧センサであり、その他、図１と同一の符号を付したものは図１のものと同じである。
図４における流路抵抗１４の下流側から分離カラム１８の入口側までの間に殆ど圧力降下はないので、図４におけるｐ３と図２におけるｐ２とはほぼ等しいと見なせるから、図２における供給流路１３から供給される分析所要ガスの流量Ｆは（２）式におけるｐ３をｐ２で置き換えた次式で表わされる。
Ｆ＝Ｋ×（ｐ２＋Δｐ）×Δｐｎ………………（５）
従って、制御部１０により（５）式の演算を行い、その結果のＦ値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節することで流量制御ができる。
また、圧力制御については図１の場合と同様に、差圧センサ１５からの信号Δｐは度外視して、ｐ２の値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節すればよい。
【００１４】
図３は、さらに本発明の別の実施形態を示す。
図３においては、流路抵抗１４の上流側に圧力センサ１１が設けられていることが図２との相違点である。
図３における流量Ｆは（１）式で表わされる。従って、（１）式で算出されるＦ値を所定値に保つように制御弁１６の開度を調節することで流量制御が可能であり、ｐ１−Δｐを所定値に保つようにすることで圧力制御ができる。
【００１５】
なお、上記説明中の圧力センサ、差圧センサは、その他の圧力検出手段、差圧検出手段で置き換えることができる。また、これに限らず上記は本発明の一例を示したものであるから本発明をこれに限定するものではない。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明になる流体制御アセンブリは流量制御にも圧力制御にも対応できるので汎用性が高く、これを用いることにより従来にまして生産性、メンテナンス性に優れたガスクロマトグラフを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図４】従来の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 制御部
１１ 圧力センサ
１２ 圧力センサ
１３ 供給流路
１４ 流路抵抗
１６ 制御弁
【発明の属する技術分野】
本発明はガスクロマトグラフ、特に、分析所要ガスの流量または圧力を制御する流体制御アセンブリを用いて構成されたガスクロマトグラフに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスクロマトグラフにおいては、キャリアガスの供給流路にガスの流れを調節する制御弁が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術の具体的な構成は図４に示す通りであるが、図４において、キャリアガスは供給源であるボンベ１から供給流路１３を経て試料導入部１７および分離カラム１８へと流れる。キャリアガスの供給流路１３には、上流側から順にキャリアガスの流れを調節する制御弁１６、キャリアガスに適度な圧力降下を生ぜしめる流路抵抗１４、および、この流路抵抗１４の両端間の差圧を検出する差圧センサ１５が設けられ、さらにその下流の試料導入部１７にはその内圧を検出する圧力センサ１９が設けられる。
試料導入部１７は分析すべき試料を受け入れ、分離カラム１８はこれを成分分離するものであるが、これらの詳細については本発明を説明する上で特に必要がないので説明を省略する。
【０００３】
図４の構成において、供給流路１３を流れるキャリアガスの流量Ｆは次式で計算できることが知られている。
Ｆ＝Ｋ×ｐ１×Δｐｎ …………………（１）
＝Ｋ×（ｐ３＋Δｐ）×Δｐｎ………………（２）
（１）および（２）式において、Δｐは流路抵抗１４の両端間の圧力差、ｐ１は流路抵抗１４の上流側の圧力、ｐ３は試料導入部１７の内圧、ｎは０．５〜１程度の定数、Ｋは流路抵抗１４によって定まる比例定数である。
コンピュータを含む制御部１０は、差圧センサ１５および圧力センサ１９からそれぞれ入力されたΔｐおよびｐ３の値に対して（２）式の演算を行って流量Ｆの値を求め、そのＦ値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節することによりキャリアガスの流量をコントロールする。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１５２２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ガスクロマトグラフでは、上記の流路抵抗１４、差圧センサ１５、制御弁１６等から成る流量制御部をコンパクトにまとめた流体制御アセンブリとして構成することがある。アセンブリ化することにより生産性が向上し、また故障時にアセンブリ交換により素早く対応できるのでメンテナンス性も向上するからである。
【０００６】
ガスクロマトグラフィにおけるキャリアガスは、上述のように流量を所定値に保つ流量制御によってコントロールされる場合が多いが、分析内容によっては、圧力を所定値に保つ圧力制御が要求されることもある。また、ガスクロマトグラフにおいて用いられるキャリアガス以外のガスは多くの場合、圧力制御によってコントロールされる。しかし、従来の流体制御アセンブリは流量または圧力のいずれか一方のみを制御するように作られていたので、目的に応じてアセンブリを使い分けることが必要であった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、同一のアセンブリでありながら流量制御にも圧力制御にも対応できる汎用性の高い流体制御アセンブリを提供し、以て従来にまして生産性、メンテナンス性に優れたガスクロマトグラフを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、開度調節可能な制御弁と、その下流側に設けられた流路抵抗と、該流路抵抗の両端間の圧力差を検出する差圧検出手段と、該流路抵抗の上流側または下流側の圧力を検出する圧力検出手段とを備えると共に、前記差圧検出手段および前記圧力検出手段からの信号に基づく所定の演算を行い、その演算結果により前記制御弁の開度を制御する制御手段を備えて成る流体制御アセンブリを用いてガスクロマトグラフを構成した。
【０００９】
このように構成することにより汎用性の高い流体制御アセンブリが得られ、これを用いたガスクロマトグラフの生産性、メンテナンス性は一段と向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１に示す。
同図は流体制御アセンブリとしての構成を示したもので、ガスクロマトグラフにおいて例えばキャリアガスの制御に用いられるときは、図４と同様に、上流側（図では左方）にキャリアガスの供給源であるボンベが、また下流側（図では右方）に試料導入部や分離カラム等が接続されるものである。
同図中、１１、１２は制御対象となるガスの圧力を検出する圧力センサである。その他、図４におけると同一符号を付したものは既に説明した通りであるから再度の説明を省く。
【００１１】
図において、制御対象となるキャリアガスまたはその他のガス（以下、一括して分析所要ガスと記す）は、供給流路１３から制御弁１６および流路抵抗１４を経て左から右へ流れ、流路抵抗１４の両端間に圧力差Δｐを生じる。２つの圧力センサ１１、１２の出力信号をそれぞれｐ１、ｐ２とすると、
Δｐ＝ｐ１−ｐ２…………………（３）
であるから、（１）式は次のように書き換えられる。
Ｆ＝Ｋ×ｐ１×（ｐ１−ｐ２）ｎ………………（４）
【００１２】
図１の流体制御アセンブリによって流量制御を行う場合は、２つの圧力センサ１１、１２によって得られたｐ１、ｐ２の値を用いて制御部１０において（４）式の演算を行い、その結果得られたＦの値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節する。一方、圧力制御を行う場合は、圧力センサ１１からの信号ｐ１は度外視して、ｐ２の値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節すればよい。即ち、図１のように構成された流体制御アセンブリを用いることで流量制御にも圧力制御にも対応することが可能となる。
なお、ここで２つの圧力センサ１１、１２は、各々単独の圧力検出手段であるが、（３）式により差圧を求めるためにも用いられるから、２つ併せて差圧検出手段と見なすことができる。
【００１３】
図２は、本発明の他の実施形態を示す。
同図において、１５は図４におけると同様の差圧センサであり、その他、図１と同一の符号を付したものは図１のものと同じである。
図４における流路抵抗１４の下流側から分離カラム１８の入口側までの間に殆ど圧力降下はないので、図４におけるｐ３と図２におけるｐ２とはほぼ等しいと見なせるから、図２における供給流路１３から供給される分析所要ガスの流量Ｆは（２）式におけるｐ３をｐ２で置き換えた次式で表わされる。
Ｆ＝Ｋ×（ｐ２＋Δｐ）×Δｐｎ………………（５）
従って、制御部１０により（５）式の演算を行い、その結果のＦ値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節することで流量制御ができる。
また、圧力制御については図１の場合と同様に、差圧センサ１５からの信号Δｐは度外視して、ｐ２の値が所定値となるように制御弁１６の開度を調節すればよい。
【００１４】
図３は、さらに本発明の別の実施形態を示す。
図３においては、流路抵抗１４の上流側に圧力センサ１１が設けられていることが図２との相違点である。
図３における流量Ｆは（１）式で表わされる。従って、（１）式で算出されるＦ値を所定値に保つように制御弁１６の開度を調節することで流量制御が可能であり、ｐ１−Δｐを所定値に保つようにすることで圧力制御ができる。
【００１５】
なお、上記説明中の圧力センサ、差圧センサは、その他の圧力検出手段、差圧検出手段で置き換えることができる。また、これに限らず上記は本発明の一例を示したものであるから本発明をこれに限定するものではない。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明になる流体制御アセンブリは流量制御にも圧力制御にも対応できるので汎用性が高く、これを用いることにより従来にまして生産性、メンテナンス性に優れたガスクロマトグラフを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図４】従来の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 制御部
１１ 圧力センサ
１２ 圧力センサ
１３ 供給流路
１４ 流路抵抗
１６ 制御弁
Claims (1)
- 分析所要ガスの流量または圧力を制御する流体制御アセンブリを用いて構成されたガスクロマトグラフであって、前記流体制御アセンブリが、開度調節可能な制御弁と、その下流側に設けられた流路抵抗と、該流路抵抗の両端間の圧力差を検出する差圧検出手段と、該流路抵抗の上流側または下流側の圧力を検出する圧力検出手段とを備えると共に、前記差圧検出手段および前記圧力検出手段からの信号に基づいて所定の演算を行い、その演算結果により前記制御弁の開度を制御する制御手段を備えて成ることを特徴とするガスクロマトグラフ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003150207A JP4020016B2 (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | ガスクロマトグラフ |
| US10/827,281 US20040238040A1 (en) | 2003-05-28 | 2004-04-20 | Gas chromatograph |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003150207A JP4020016B2 (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | ガスクロマトグラフ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004354126A true JP2004354126A (ja) | 2004-12-16 |
| JP4020016B2 JP4020016B2 (ja) | 2007-12-12 |
Family
ID=33447721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003150207A Expired - Lifetime JP4020016B2 (ja) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | ガスクロマトグラフ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040238040A1 (ja) |
| JP (1) | JP4020016B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012237600A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Shimadzu Corp | ガスクロマトグラフ装置 |
| US20150059806A1 (en) * | 2011-10-21 | 2015-03-05 | Ethicon, Inc. | Instrument reprocessor and instrument reprocessing methods |
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