JP2006064646A - ガスクロマトグラフ装置及びガスクロマトグラフ分析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１カラムから流出した試料ガスを第１検出器と第２カラムを経た第２検出器とに選択的に導入するマルチディメンジョナルガスクロマトグラフにおいて、試料ガスを第２カラム側に導入している際の回収率を向上させることで分析感度、精度を改善する。
【解決手段】 試料ガスを抵抗管７、第２カラム５へと導入する際に、三方バルブ９をＡ側に切り換えてメイクアップガスを分岐部２２を介して第１検出器４側と分岐部２０側へと分割して流すとともに、圧力制御バルブ１０によりメイクアップガスの供給圧Ｐｍをその切換えの前後よりも高くする。それによって、メイクアップガスの一部が分岐部２２から分岐部２０に向かって確実に流れ、試料ガスが第１検出器４側に漏れ出さずに高い比率で以て第２カラム５側に導入される。
【選択図】 図１

Description

本発明はガスクロマトグラフ装置及びガスクロマトグラフ分析方法に関し、更に詳しくは、マルチディメンジョナル方式のガスクロマトグラフ装置及びガスクロマトグラフ分析方法に関する。

環境分析、香料分析などの分野では、他種類の微量成分が含まれる複雑な組成の試料中の各成分を分離して高い感度で定量分析する必要があるが、一般的なガスクロマトグラフ（ＧＣ）装置では複数の成分のピークを完全には分離できず、十分な分析ができない場合も多い。こうした場合に、分離特性の相違する複数のカラムを組み合わせたマルチディメンジョナル方式のガスクロマトグラフ装置が非常に有用である。

特許文献１等に記載のマルチディメンジョナル方式のガスクロマトグラフでは、試料気化室内で気化させた試料ガスをプレカラムに流して各試料成分を粗く分離した後に、それぞれ分離特性の相違する２本のメインカラムに時間的に振り分けるように流す。そして、２本のメインカラムの出口側にそれぞれ設けた検出器により、それぞれのメインカラム内で細かく分離された各成分を検出する。また、特許文献２等に記載のマルチディメンジョナル方式のガスクロマトグラフでは、試料気化室内で気化させた試料ガスを第１カラムに流して試料成分を分離した後の流路を第１検出器側と、第２カラム及び第２検出器側との２つに分岐し、通常は第１カラムから流出した試料ガスを第１検出器に導入して試料成分を検出し、第１カラムでは十分に分離できない成分が含まれる試料ガスが通過するタイミングで試料ガスを第２カラム側に導入し、第２カラムを通して分離特性を改善した後に第２検出器に導入して検出する。

こうしたガスクロマトグラフ装置ではいずれにしても試料ガスの流路を２つ以上の分岐流路のいずれかに選択的に送り込むような流路切換え手段が必要となるが、三方バルブなどの可動部分が流路中に存在する手段の場合、デッドボリウムが大きくなる、可動性を良好にするためのグリースなどの物質が試料成分を吸着したり逆にこうした不所望の物質が試料ガスに混入してしまったりする、といった問題がある。そこで、従来より、上記のようなマルチディメンジョナルガスクロマトグラフ装置における試料ガスの流路切換えには、ディーンズ（Deans）方式と呼ばれる構造の流路切換え手段が利用されている（特許文献２、３など参照）。

図５はディーンズ方式の流路切換え部の基本的な構成を示す図、図７はこの流路切換え部を用いたマルチディメンジョナルガスクロマトグラフ装置の概略流路構成図である。
第１カラム２から流出した試料ガスＧｓが供給される試料ガス流路６０は、分岐部６７を介して第１分岐流路６１と第２分岐流路６２とに分岐されている。一方、メイクアップガスＧｍが供給されるメイクアップガス供給流路６３は三方バルブ６６の入口端に接続され、三方バルブ６６の２つの出口端にはそれぞれ第１、第２メイクアップガス分岐流路６４、６５が接続されている。第１メイクアップガス分岐流路６４の他端は分岐部６８を介して第１分岐流路６１に接続され、第２メイクアップガス分岐流路６５の他端は分岐部６９を介して第２分岐流路６２に接続されている。三方バルブ６６は例えばモータ等の駆動源により、流路６４、６５のいずれか一方を択一的にメイクアップガス供給流路６３に接続させる。

上記構成の流路切り換え動作を図６により説明する。いま三方バルブ６６が図５中で実線で示すように切り換えられている場合、図６（ａ）に示すように、メイクアップガスＧｍは第２メイクアップガス分岐流路６５を経由して分岐部６９で第２分岐流路６２を出口Ｏ２側と分岐部６７側とに分割される。その結果、試料ガス流路６０から導入された試料ガスＧｓは分岐部６９側から流れて来るメイクアップガスＧｍと合流して出口Ｏ１方向に導かれる。即ち、図７においては第１検出器４に導入される。これとは逆に、三方バルブ６６が図５中で点線で示すように切り換えられた場合、図６（ｂ）に示すように、メイクアップガスＧｍは第１メイクアップガス分岐流路６４を経由して分岐部６８で第１分岐流路６１を出口Ｏ１側と分岐部６７側とに分割される。その結果、試料ガス流路６０から導入された試料ガスＧｓは分岐部６８側から流れて来るメイクアップガスＧｍと合流して出口Ｏ２方向に導かれる。即ち、図７においては第２カラム５を経て第２検出器６に導入される。

上記構成では、メイクアップガスＧｍがメイクアップガス分岐流路６４（又は６５）から分岐点６８（又は６９）に達した後に分割されて、一部が分岐点６７側に向かって流れるためには、分岐点６８（又は６９）のガス圧が分岐点６７のガス圧よりも高い状態となっている必要がある。そうでないと、例えば図６（ｃ）に示すように、分岐部６７に達した試料ガスが本来流れて欲しい第２分岐流路６２のみならず、一部が第１分岐流路６２側に漏れて流れてしまう可能性がある。即ち、試料ガスの流路が完全には切り換わらず、第２カラム５で分離したい試料成分の量が減少してしまい、分析感度が低下し、定量精度などにも悪影響を及ぼすことになる。

分岐点６８（又は６９）のガス圧は三方バルブ６３の入口圧であるメイクアップガスの供給圧に依存しているから、この供給圧を高くすれば分岐点６８（又は６９）のガス圧は高くなるが、実際には、分析条件の制約からあまり高くすることはできない。即ち、メイクアップガス供給圧を高くすると第２カラム５の両端の差圧が大きくなって流速が大きくなるが、カラムにはその分離特性に最適な流速の範囲があり、これを逸脱するほど流速が大きくなると分離特性が劣化してしまうからである。一方、上述したように分岐点６８（又は６９）に達したメイクアップガスの一部が分岐点６７側に向かって確実に流れるようにするために、分岐点６７のガス圧を低く抑えるということも考えられるが、そのためには、第１カラム２の流れ抵抗を大きくするためにそカラム内径を小さくしたり長さを長くする必要があり、カラムの選択の自由度が狭まってしまう。

従来、上記のような様々な制約の下で、カラム等のサイズ、各部のガス圧、分析温度等の分析条件を定めているため、実際上、試料ガスを第２カラム５側に導入したい場合にも、その回収率を十分に高めることが難しく、分析感度や分析精度の改善に支障をきたしていた。なお、ここでいう回収率とは、第１カラム２から流出した試料ガスのうち第２カラム５側に導入される試料ガスの比率であり、回収率が高いほど第２検出器６側では高感度、高精度の分析が行えることになる。

特開平１１−３１１６２０号公報 特開平１１−２４８６９４号公報 特開２０００−１７９７１４号公報

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その主たる目的は、ディーンズ方式の流路切換え手段を備えるマルチディメンジョナルガスクロマトグラフにおいて、高精度な分離を行うカラム側の分岐流路に所定時間だけ試料ガスを流すべく流路を切り換える際に、他方の分岐流路側に不所望に流れてしまう試料ガスの比率を抑制し、つまりは所望のカラムに流す試料成分の量を従来よりも増加させることにより、分析感度、分析精度を高めることができるガスクロマトグラフ装置及びガスクロマトグラフ分析方法を提供することにある。

上記課題を解決するために成された第１発明は、試料気化室に接続された第１カラムの出口側の流路が、第１検出器が設けられた第１分岐流路と、第２カラム及び第２検出器が設けられた第２分岐流路とに分岐され、第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に選択的に導入しつつ、所定の期間だけ、前記試料ガスを第２分岐流路側へと導入するように流路を切り換える流路切換え手段を分岐部に具備するガスクロマトグラフ装置において、
前記流路切換え手段は、
a)メイクアップガスを第１分岐流路又は第２分岐流路の一方側に選択的に流すための三方バルブ又はそれに相当する複数のバルブから成るメイクアップガス切換え手段と、
b)該メイクアップガス切換え手段の入口側でメイクアップガスの供給ガス圧を調整するガス圧調整手段と、
c)第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に導入する場合にはメイクアップガスを第２分岐流路側に流し、該試料ガスを第２分岐流路側に導入する期間にはメイクアップガスを第１分岐流路側に流すべく前記メイクアップガス切換え手段の切換えを行う切換え制御手段と、
d)前記試料ガスを第２分岐流路側に導入すべく前記メイクアップガス切換え手段を第１分岐流路側に切り換えている期間中に、その前後よりもメイクアップガスの供給ガス圧を上昇させるように前記ガス圧調整手段を制御するガス圧制御手段と、
を備えることを特徴としている。

また上記課題を解決するために成された第２発明は、試料気化室に接続された第１カラムの出口側の流路が、第１検出器が設けられた第１分岐流路と、第２カラム及び第２検出器が設けられた第２分岐流路とに分岐され、第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に選択的に導入しつつ、所定の期間だけ、前記試料ガスを第２分岐流路側へと導入するように流路を切り換える流路切換え手段を分岐部に具備するガスクロマトグラフ装置を用いたガスクロマトグラフ分析方法であって、
前記流路切換え手段は、
a)メイクアップガスを第１分岐流路又は第２分岐流路の一方側に選択的に流すための三方バルブ又はそれに相当する複数のバルブから成るメイクアップガス切換え手段と、
b)該メイクアップガス切換え手段の入口側でメイクアップガスの供給ガス圧を調整するガス圧調整手段と、
c)第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に導入する場合にはメイクアップガスを第２分岐流路側に流し、該試料ガスを第２分岐流路側に導入する期間にはメイクアップガスを第１分岐流路側に流すべく前記メイクアップガス切換え手段の切換えを行う切換え制御手段と、
を含み、前記ガス圧調整手段により、前記試料ガスを第２分岐流路側に導入すべく前記メイクアップガス切換え手段が第１分岐流路側に切り換えられている期間中に、その前後よりもメイクアップガスの供給ガス圧を上昇させるべくガス圧を設定するようにしたことを特徴としている。

本発明に係るガスクロマトグラフ装置及びガスクトマトグラフ分析方法では、例えば第１カラムで十分に成分分離が行えずに複数の試料成分のピークが重なってしまっているような所定の期間にだけ、第２カラム側つまり第２分岐流路側に試料ガスを流すべく、切換え制御手段は、その期間の開始直前まで及びその期間の終了直後以降はメイクアップガスを第２分岐流路側に流すようにし、その期間中だけメイクアップガスを第１分岐流路側に流すようにメイクアップガス切換え手段の切換え動作を制御する。これと並行して、ガス圧制御手段は、試料ガスを第２分岐流路側に流している期間中、その前後よりもメイクアップガスの供給ガス圧を上昇させるべくガス圧調整手段を制御する。試料ガスを第１分岐流路側に導入しているときには第２カラムにはメイクアップガスが流れるから、このときのメイクアップガスの供給圧は主として第２カラムでの分離特性が良好になるように考慮して決められており、上記所定の期間中には、メイクアップガス供給圧がこの設定値よりも上昇する。これによって、この所定の期間中に第１分岐流路と第２分岐流路との分岐点からみたときに第１分岐流路側のメイクアップガス流入点のガス圧が十分に高くなり、試料ガスは第１分岐流路側へ漏れずに２分岐流路側へと導入される。

上記所定の期間が終了した後にはメイクアップガス供給圧は元の設定値に戻されるので、この適切なメイクアップガス供給圧によって定まる流量（流速）のメイクアップガスが第２カラムへと導入され、このメイクアップガスの流れによって試料ガス中の試料成分は第２カラム内を進み、良好に分離されることになる。即ち、第２カラム側では、メイクアップガスの供給圧が一時的に上昇されたことの影響を殆ど受けることなく、高い分離特性を以て試料成分を分離することができる。

なお、ガス圧制御手段により一時的に上昇されるガス圧の設定値は分析条件等に基づいて自動的に決めるようにすることもできるが、必ずしも計算上で回収率が最大となる条件が分析に最適であるとは限らず、分析担当者の経験を加味するほうが適切である場合もある。したがって、例えば、入力設定された分析条件に基づいてメイクアップガス供給圧と回収率との関係を計算してこれを情報として分析担当者に提供し、これを参考にして分析担当者がメイクアップガス供給圧の一時的上昇時の設定値を決めて装置に入力設定し、ガス圧制御手段はこの入力設定値に基づいて上記のような制御を実行するようにしてもよい。

以上のように、本発明に係るガスクロマトグラフ装置及びガスクトマトグラフ分析方法によれば、第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に殆ど又は全く漏出させることなく、非常に高い割合（回収率）で以て第２カラムへと導入することができる。それによって、第２カラムで分離される試料成分の絶対量が増加し、第２検出器で得られる信号強度が高くなる。そのため、ピークの分離が良好になり、分析精度の向上が図れるとともにごく微量な成分であっても検出可能となる。

以下、本発明に係るガスクロマトグラフ装置の一実施例について図面を参照して説明する。図１は本実施例によるマルチディメンジョナルガスクロマトグラフ装置の要部の構成図である。

このガスクロマトグラフ装置は、試料成分を分離するカラムとして第１カラム２と第２カラム５とを備え、試料成分を検出する検出器として第１検出器４と第２検出器６とを備え、三方バルブ９から択一的に供給されるメイクアップガスＧｍにより、第１カラム２の出口端の流路（図５の試料ガス流路６０に相当）が第１検出器４側と第２カラム５及び第２検出器６側とに切り換えられる構成となっている。詳しく説明すると、液体試料を気化するための試料気化室１には第１カラム２の入口端が接続され、第１カラム２の出口端は分岐部２０、２２及び抵抗管３を介して第１検出器４に接続されるとともに、分岐部２０、抵抗管７、分岐部２１を介して第２カラム５の入口端に接続されている。この第２カラム５の出口端は第２検出器６に接続されている。

三方バルブ９の一方の出口（Ａ側出口）は分岐部２３を介して分岐部２２において第１カラム２出口の第１検出器４側の分岐流路（図５における第１分岐流路６１に相当）に接続され、三方バルブ９の他方の出口（Ｂ側出口）は分岐部２４を介して分岐部２１において第１カラム２出口の第２検出器６側の分岐流路（図５における第２分岐流路６２に相当）に接続されている。そして、分岐部２３、２４の間には抵抗管８が接続されている。三方バルブ９の入口側、つまり上流側には圧力制御バルブ１０が設けられ、このバルブ１０を介してメイクアップガスＧｍが供給される。この三方バルブ９の入口側のガス圧Ｐｍは圧力センサ１１により常時モニタされており、このモニタ値が分析制御部３３から与えられる目標値となるように圧力制御バルブ１０の開度が調整される。抵抗管３、７、８はカラム２、５に比べて流れ抵抗が格段に小さな管路である。これら抵抗管３、７、８の主たる目的は、三方バルブ９の両切換え流路の流れ抵抗の相違や、カラム、抵抗管以外の管路が有する流れ抵抗の影響を解消するためである。

第１検出器４、第２検出器６による検出信号はデータ処理部３４に送られ、データ処理部３４でクロマトグラムが作成されるとともに所定の定量分析、定性分析処理が実行される。三方バルブ９の切り換え、圧力制御バルブ１０の開度を制御する分析制御部３３やデータ処理部３４は中央制御部３０により統括的に制御され、中央制御部３０には分析条件を始めとする各種の入力設定を行うための入力部３１と分析条件や分析結果などを表示するための表示部３２とが接続されている。中央制御部３０、分析制御部３３、データ処理部３４は例えば汎用のパーソナルコンピュータに所定の制御・処理プログラムを搭載して動作させることで具現化することができる。

カラム２、５、抵抗管３、７、８をそれぞれ通るガス（試料ガス、メイクアップガス、又はその混合ガス）の流量ｆは次式で決まる。
ｆ＝Ｋ・（Ｐｕ²−Ｐl² ）／Ｒ
Ｋ：温度、ガスの種類（粘性等）などによって決まる係数
Ｐｕ：上流側の端部のガス圧
Ｐｌ：下流側の端部のガス圧
Ｒ：流れ抵抗
流れ抵抗Ｒは基本的に管路の長さと内径で決まる。また、第１カラム２の入口圧とみなせる試料気化室１内のガス圧Ｐin、第１及び第２検出器４、６のガス圧、メイクアップガスの供給圧Ｐｍは分析条件として設定されるか或いは計算により求めることができるから既知である。したがって、例えば三方バルブ９がＡ側出口に切り換わった状態におけるカラム２、５や抵抗管３、７、８についてそれぞれ流量を算出する式を作成し、それらを解くことによって、図１中の流量ｆ１、ｆ２を求めることが可能である。

第１カラム２から流出した試料ガスを第２カラム５側に導入する場合には、三方バルブ９をＡ側に切り換える。このとき、分岐部２３を経て分岐部２２にメイクアップガスが流れるが、回収率を高めるにはメイクアップガスの一部が分岐部２２から分岐部２０に向かって流れる状態にする必要がある。即ち、流量ｆ２が正の値である必要がある。本実施例のガスクロマトグラフ装置では、こうした条件を満たすために以下に述べるような特徴的な制御を行っている。

上記ガスクロマトグラフにおける典型的な分析時の動作の一例は次の通りである。分析対象の試料について、まず第１カラム２及び第１検出器４の組み合わせでクロマトグラムを取得する。即ち、分析制御部３３の制御の下に、三方バルブ９はＢ側に接続される。したがって、メイクアップガスＧｍは分岐部２４を経て分岐部２１で分割され、大部分は第２カラム５側に、一部が抵抗管７側に流れる。試料気化室１には一定流量のキャリアガスを供給するから、キャリアガスは第１カラム２を通って分岐部２０で上記一部のメイクアップガスＧｍが合流して、分岐部２２、抵抗管７を経て第１検出器４に導入される。

少量の液体試料を試料気化室１へ注入すると、気化した試料はキャリアガスに乗って第１カラム２に導入され、第１カラム２を通過する間にその成分に応じて時間的に分離され、時間的な差がついた状態で第１検出器４に到達する。データ処理部３４は第１検出器４による検出信号に基づいてクロマトグラムを作成し、中央制御部３０はこのクロマトグラムを表示部３２の画面上に表示する。例えばこのときに図２（ａ）に示すようなクロマトグラムが得られる。このクロマトグラムでは、Ｔａ期間に出現しているピークが２つのピークが重なったものであると推測できる。

分析担当者がこのクロマトグラムを見てＴａ期間に出現しているピークのより詳細な分析を行う場合、入力部３１で第２カラム５でクロマトグラフ分析する期間を入力設定する。また、分析条件の１つとして圧力制御バルブ１０でのガス圧Ｐｍの目標値のプログラムを入力設定する。具体的には、図３（ａ）に示すように、Ｔａ期間だけ第２カラム５側に試料ガスを流すように設定する場合、ガス圧目標値のプログラムとして、図３（ｂ）に示すように、Ｔａ期間の開始直前である時間Ｔ０まで圧力がＰ１一定に維持され、時間Ｔ０において圧力がＰ１からＰ２に増加し、時間Ｔ０からＴａ期間の終了直後である時間Ｔ２まで圧力がＰ２一定に維持され、時間Ｔ２において圧力がＰ２からＰ１に低下し、時間Ｔ２以降はまたガス圧がＰ１一定に維持されるようにする。なお、期間Ｔａの開始時点Ｔ１、終了時点Ｔ２に対してそれぞれ前後に時間的なマージンを持たせているのは、第２カラム５側に試料ガスを送りたい期間中に確実にガス圧Ｐｍが高くなるようにするためであり、理論的にはマージンを持たせる必要はない。

上記のように設定が行われた後に分析が開始されると、まず分析制御部３３の制御の下に、三方バルブ９はＢ側出口側に設定される。したがって、メイクアップガスＧｍは分岐部２４を経て分岐部２１で分割され、大部分は第２カラム５側に、一部が抵抗管７側に流れる。試料気化室１には一定流量のキャリアガスを供給するから、キャリアガスは第１カラム２を通って分岐部２０で上記一部のメイクアップガスＧｍが合流して、分岐部２２、抵抗管７を経て第１検出器４に導入される。このときの第１検出器４の検出信号に基づいたクロマトグラムを時間経過に伴い作成すると、実際に第１カラム２で分離された成分をモニタすることができる。

時間が経過して時間Ｔ０になると、分析制御部３３は上記プログラムに従ってガス圧の目標値を変化させるため、ガス圧ＰｍはＰ１からＰ２に上昇する。その直後に時間Ｔ１で三方バルブ９がＢ側出口側からＡ側出口側に切り換えられる。ガス圧ＰｍはＰ２に上昇されているため、三方バルブ９の切り換わりの直後、分岐部２２のガス圧は分岐部２０のガス圧よりも高くなる。そのため、三方バルブ９を通って分岐部２２に達したメイクアップガスの一部は必ず分割されて分岐部２０に流れる。即ち、分岐部２２から分岐部２０に向かう方向のメイクアップガスの流れが確実に確保できる。そのため第１カラム２から流出した試料ガスは分岐部２０を経て抵抗管７の方向へ流れを変え、分岐部２０から分岐部２２側へは漏れ込まない。即ち、第１カラム２から流出した試料ガスのほぼ全量を第２カラム５に送り込むことができる。

そして、分析対象である試料成分が抵抗管７及び分岐部２１を通過した後に、時間Ｔ２で三方バルブ９は再びＡ側からＢ側に切り換えられる。これによって、第１カラム２から流出した試料ガスの流れは分岐部２０で抵抗管７側から分岐部２２側に切り換わる。そして、第２カラム５には分岐部２１で分割されたメイクアップガスがキャリアガスとして流れる。この流路切り換えの直後に時間Ｔ３でガス圧ＰｍがＰ１に下がる。したがって、試料成分を含む試料ガスを第２カラム５に導入するＴａ期間の前後では、第２カラム５に流れるキャリアガスとしてのメイクアップガスの流量は、ガス圧Ｐ２ではなくＰ１に依存する。即ち、カラムにはそれぞれ最適な分離を行うために適切な流速の範囲が定められており、流速がその範囲よりも低くても高くても分離特性が悪化する。ガス圧をＰ１よりも高いＰ２に設定した場合、第２カラム５での流速をこの範囲に収めることができない場合があり得るが、上述したように実質的に第２カラム５内に試料成分を通過させる時点においてはメイクアップガス供給圧Ｐｍは既にＰ１に下がっているので、第２カラム５での分離特性が良好となるような条件を考慮して設定値Ｐ１を定めておけば、何ら問題とはならない。

このようにして、上記特定のＴａ期間にのみ第２カラム５に送り込まれた試料ガスに含まれる試料成分は、メイクアップガスの流れに乗って第２カラム５内を通過し、その過程で分離されて第２検出器６に到達する。データ処理部３４は第２検出器６による検出信号に基づいてクロマトグラムを作成し、中央制御部３０はこのクロマトグラムを表示部３２の画面上に表示する。例えば図２（ｂ）に示すようなクロマトグラムが得られる。このクロマトグラムでは、図２（ａ）のクロマトグラムで分離されていなかった重なりピークが完全に分離されており、各成分の定性分析や定量分析が可能となる。試料成分が無駄なく第２カラム５へと導入されたことによって、クロマトグラムに現れるピークの信号強度も大きくなり、たとえ微量な成分であっても高い精度での分析が可能となる。

上述したように本実施例のガスクトマトグラフ装置では、第１カラム２から流出した試料ガスの流路を第２カラム５側に切り換える際のメイクアップガス供給圧Ｐｍの上昇・低下のタイミングと上昇時の圧力値が重要である。メイクアップガス供給圧の上昇・低下のタイミングは、上述したように、基本的には三方バルブ９の切り換えタイミングと同期して行うことができる。その場合には、分析担当者は特にメイクアップガス供給圧の上昇・低下のタイミングを入力設定する必要はなく、装置が自動的に三方バルブ９の切り換えタイミングと同期してメイクアップガス供給圧の上昇・低下制御を行えばよい。また、上述したように適度なマージンを持たせたい場合には、分析担当者がメイクアップガス供給圧の上昇・低下のタイミングを入力設定すればよい。その場合、時間で指定できるようにしてもよいし、三方バルブ９の切り換えタイミングに対して○秒前又は○秒後というように指定できるようにしてもよい。

一方、メイクアップガス供給圧Ｐｍの一時的上昇時の圧力値は特に試料ガスの回収率に影響を与える。この回収率は上述したような流量に基づく計算で求めることができる。図４は所定の条件の下における供給圧Ｐｍと回収率との関係を計算した結果のグラフである。２７０kPa以上でほぼ１００％の回収率となる（但し回収率が１００％を超えるのは計算上の誤差である）。回収率だけ考えると１００％が好ましいが、供給圧を高くするほど第１カラム２の入口圧と出口圧との差が小さくなり、計算上では問題なくとも、実際には第１カラム２内で試料ガスが滞留するといった問題が生じることがあり得る。したがって、必ずしも回収率からのみ上昇時の供給圧を決定することはできず、上記のような他の要因を併せて考える必要がある。

そこで、本実施例のガスクロマトグラフ装置では、一時的な上昇時の供給圧は分析担当者が入力設定するものの、その設定の際の判断に供するように回収率を計算して提示する機能を内蔵している。即ち、供給圧以外の他の分析条件（カラムや抵抗管などの寸法、他の部分のガス圧など）が設定されると、中央制御部３０は供給圧と回収率との関係を計算し、例えば図４に示したようなグラフや表形式でその結果を表示部３２の画面上に表示する。分析担当者はこの結果を参考にして適切な供給圧を決め、入力部３１から設定することができる。

なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行うことができることは明らかである。

本発明の一実施例によるマルチディメンジョナルガスクロマトグラフ装置の要部の構成図。 本実施例のガスクロマトグラフで得られるクロマトグラムの一例を示す図。 本実施例のガスクロマトグラフの動作を説明するための図。 本実施例のガスクロマトグラフにおいて所定の条件の下における供給圧と回収率との関係を計算した結果のグラフ。 ディーンズ方式の流路切換え部の基本的な構成図。 図５の構成の流路切り換え動作の説明図。 図５に示した流路切換え部を用いたマルチディメンジョナルガスクロマトグラフ装置の概略流路構成図。

符号の説明

１…試料気化室
２…第１カラム
３、７、８…抵抗管
４…第１検出器
５…第２カラム
６…第２検出器
９…三方バルブ
１０…圧力制御バルブ
１１…圧力センサ
２０、２１、２２、２３、２４…分岐部
３０…中央制御部
３１…入力部
３２…表示部
３３…分析制御部
３４…データ処理部

Claims (2)

1. 試料気化室に接続された第１カラムの出口側の流路が、第１検出器が設けられた第１分岐流路と、第２カラム及び第２検出器が設けられた第２分岐流路とに分岐され、第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に選択的に導入しつつ、所定の期間だけ、前記試料ガスを第２分岐流路側へと導入するように流路を切り換える流路切換え手段を分岐部に具備するガスクロマトグラフ装置において、
   前記流路切換え手段は、
   a)メイクアップガスを第１分岐流路又は第２分岐流路の一方側に選択的に流すための三方バルブ又はそれに相当する複数のバルブから成るメイクアップガス切換え手段と、
   b)該メイクアップガス切換え手段の入口側でメイクアップガスの供給ガス圧を調整するガス圧調整手段と、
   c)第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に導入する場合にはメイクアップガスを第２分岐流路側に流し、該試料ガスを第２分岐流路側に導入する期間にはメイクアップガスを第１分岐流路側に流すべく前記メイクアップガス切換え手段の切換えを行う切換え制御手段と、
   d)前記試料ガスを第２分岐流路側に導入すべく前記メイクアップガス切換え手段を第１分岐流路側に切り換えている期間中に、その前後の期間よりもメイクアップガスの供給ガス圧を上昇させるように前記ガス圧調整手段を制御するガス圧制御手段と、
   を備えることを特徴とするガスクロトグラフ装置。
2. 試料気化室に接続された第１カラムの出口側の流路が、第１検出器が設けられた第１分岐流路と、第２カラム及び第２検出器が設けられた第２分岐流路とに分岐され、第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に選択的に導入しつつ、所定の期間だけ、前記試料ガスを第２分岐流路側へと導入するように流路を切り換える流路切換え手段を分岐部に具備するガスクロマトグラフ装置を用いたガスクロマトグラフ分析方法であって、
   前記流路切換え手段は、
   a)メイクアップガスを第１分岐流路又は第２分岐流路の一方側に選択的に流すための三方バルブ又はそれに相当する複数のバルブから成るメイクアップガス切換え手段と、
   b)該メイクアップガス切換え手段の入口側でメイクアップガスの供給ガス圧を調整するガス圧調整手段と、
   c)第１カラムから流出した試料ガスを第１分岐流路側に導入する場合にはメイクアップガスを第２分岐流路側に流し、該試料ガスを第２分岐流路側に導入する期間にはメイクアップガスを第１分岐流路側に流すべく前記メイクアップガス切換え手段の切換えを行う切換え制御手段と、
   を含み、前記ガス圧調整手段により、前記試料ガスを第２分岐流路側に導入すべく前記メイクアップガス切換え手段が第１分岐流路側に切り換えられている期間中に、その前後の期間よりもメイクアップガスの供給ガス圧を上昇させるべくガス圧を設定するようにしたことを特徴とするガスクロトグラフ分析方法。

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