JP2009008630A - フレーム式原子吸光光度計、フレーム式原子吸光光度計の故障点検方法及びフレーム式原子吸光分析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧力スイッチの閾値の故障を自動的に点検可能で、供給流路内の圧力低下を確実に検出できるとともに、安全性を向上可能なフレーム式原子吸光光度計を提供する
【解決手段】 燃焼ガス又は助燃ガスをバーナ１５に供給する供給流路１３、１４、１７と、供給流路１３、１４、１７に設けられた開閉弁１１、１２、１６と、開閉弁１１、１２、１６とバーナ１５との間の供給流路１３、１４、１７に接続された圧力スイッチ１９、２３と、開閉弁１１、１２、１６を開閉後、圧力スイッチ１９、２３の出力が変化するまでの遅延時間測定する遅延時間測定手段６と、遅延時間と適正遅延時間とを比較することにより圧力スイッチ１９、２３の故障を点検する点検手段３１と、点検結果に基づいてバーナの点火及び消火を制御するインターロック手段３２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フレーム式原子吸光光度計、フレーム式原子吸光光度計の故障点検方法及びフレーム式原子吸光分析方法に関する。

フレーム式原子吸光光度計は、燃料ガスとしてのアセチレンに助燃ガスとしての空気又は一酸化二窒素を混合したガスをバーナで燃焼させた炎（フレーム）の中で試料を加熱原子化することにより、原子吸光分析を行う。このようなフレーム式原子吸光光度計においては、原子化温度を一定に保ち、安定した結果を得るために、燃料ガスと助燃ガスを所定以上の圧力で一定流量で供給する必要がある。

燃料ガスであるアセチレンの圧力が低下しても燃料し続けると、炎の立ち消えや逆火、更には爆発を引き起こす危険がある。特に、一酸化二窒素−アセチレン燃料を用いた場合は、空気−アセチレン燃料を用いた場合に比べて逆火の可能性が高く、爆発の程度も大きくなるため、ガスの圧力低下を検知する機構が必要となる。

ガスの圧力低下を検知するために、供給流路内に圧力スイッチを設置し、圧力スイッチにより圧力が所定圧力未満になったことを検知した場合に、内部に構成したインターロック機構により、燃焼を自動的に停止する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。圧力スイッチの動作には、信頼性が求められるので、日常的に手動又は自動で動作の点検を行っていた。圧力スイッチの点検は、圧力が０のときと現在の正常な供給圧との２値で点検するのが一般的であった。
特開２００４−３６１３０４号公報

しかしながら、２値で点検する方法では、圧力スイッチの閾値が２値の間のどこかにあることを点検できるだけで、圧力スイッチが完全に壊れているか否かを点検できるだけであった。即ち、圧力スイッチが中途半端に故障していて、閾値が極端に低い値になっていたとしても、閾値が０より少しでも上であれば、圧力スイッチの故障を見つけることはできなかった。

一方、閾値近辺の圧力を手動で供給し、圧力スイッチの閾値を細かく点検する方法により、閾値を確認することは可能である。しかしながら、手順が煩雑であり、実際は殆ど実施されてきていない。圧力スイッチの代わりに圧力をアナログ的に測定できる圧力センサを設置する場合も考えられるが、圧力センサや測定回路の故障により、上述のような問題は起きうる。

上記問題点を鑑み、本発明は、圧力スイッチの閾値の故障を自動的に点検可能で、供給流路内の圧力低下を確実に検出できるとともに、安全性を向上可能なフレーム式原子吸光光度計、フレーム式原子吸光光度計の故障点検方法及びフレーム式原子吸光分析方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の態様は、燃焼ガス又は助燃ガスをバーナに供給する供給流路と、供給流路に設けられた第１の開閉弁と、第１の開閉弁とバーナとの間の供給流路に接続された圧力スイッチと、第１の開閉弁を開閉後、圧力スイッチの出力が変化するまでの遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、遅延時間と適正遅延時間とを比較することにより圧力スイッチの故障を点検する点検手段と、点検結果に基づいてバーナの点火及び消火を制御するインターロック手段とを備える原子吸光光度計であることを要旨とする。

本発明の他の態様は、燃焼ガス又は助燃ガスをバーナに供給する供給流路に設けられた第１の開閉弁を開閉後、第１の開閉弁とバーナとの間の供給流路に接続された圧力スイッチの出力が変化するまでの遅延時間を測定するステップと、遅延時間と適正遅延時間とを比較することにより、圧力スイッチの故障を点検するステップとを有するフレーム式原子吸光光度計の故障点検方法であることを要旨とする。

本発明の他の態様は、燃焼ガス又は助燃ガスをバーナに供給する供給流路に設けられた第１の開閉弁を開閉後、第１の開閉弁とバーナとの間の供給流路に接続された圧力スイッチの出力が変化するまでの遅延時間を測定するステップと、遅延時間と適正遅延時間とを比較することにより圧力スイッチの故障を点検するステップと、バーナに燃焼ガス及び助燃ガスを供給してフレームを形成し、分析対象試料をフレーム中で原子化させるステップと、原子化した分析対象試料の吸光度を分析するステップとを有するフレーム式原子吸光分析方法であることを要旨とする。

本発明によれば、圧力スイッチの閾値の故障を自動的に点検可能で、供給流路内の圧力低下を確実に検出できるとともに、安全性を向上可能なフレーム式原子吸光光度計、フレーム式原子吸光光度計の故障点検方法及びフレーム式原子吸光分析方法が提供ができる。

以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの構成等が異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

＜フレーム式原子吸光光度計＞
本発明の実施の形態に係るフレーム式原子吸光光度計は、図１に示すように、供給流路（第１の供給流路）１３と、第１の供給流路１３に設けられた電磁弁１１（第１の開閉弁）と、電磁弁１１とバーナ１５との間の第１の供給流路１３に接続された圧力スイッチ１９と、カウンタ（遅延時間測定手段）６と、点検手段３１と、インターロック手段３２とを備える。

第１の供給流路１３には、バーナ１５に供給するための燃料ガスとして例えばアセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）ガスが供給される。第１の供給流路１３において圧力スイッチ１９の下流側には、ニードルバルブやマスフローコントローラなどの流量調整機構２１が設けられてもよい。流量調整機構２１とバーナ１５との間の第１の供給流路１３には、電磁弁２２（第２の開閉弁）が設けられてもよい。第１の供給流路１３において圧力スイッチ１９の下流側には、イグナイタへ向かう分岐流路１８が形成されてもよい。分岐流路１８には電磁弁２５が設けられている。

圧力スイッチ１９としては、点検範囲における最高圧力（例えば、ボンベ圧：約０．１９ＭＰａ）から最低圧力（例えば、大気圧：約０．１０ＭＰａ）の圧力範囲で動作するものであって、この範囲内の圧力を閾値（例えば、０．１７ＭＰａ）として、ＯＮ／ＯＦＦが切り替わるものが好適に用いられる。圧力スイッチ１９としては、閾値が異なるものを複数個、配設することにより、供給ガスを圧力上昇及び圧力下降させるいずれの場合も、圧力スイッチ１９の閾値の故障を精度よく点検することが可能である。但し、部品点数が増えるという観点からは好ましくない場合があるので、例えば、図２に示すようなヒステリシス特性を有する圧力スイッチを適用することが好ましい。

ヒステリシス特性を有する圧力スイッチ１９は、図２に示すように、”ＯＦＦ”から”ＯＮ”に切り替わる場合と、”ＯＮ”から”ＯＦＦ”に切り替わる場合において、２つの閾値を有する。即ち、（１）”ＯＦＦ”の状態から圧力が上昇する場合には、圧力が低い段階で”ＯＮ”に切り替わり、（２）”ＯＮ”の状態から圧力が下降する場合には、（１）に比べて圧力が高い段階で”ＯＦＦ”に切り替わるという特性を有する。圧力スイッチ１９としては、ＯＮ／ＯＦＦ信号の切り替わり時にチャッタリングのないものであることが好ましい。ＯＮ／ＯＦＦ信号は、入出力制御装置４に入力される。

バーナ１５に助燃ガスを供給するための流路として、図１に示すように、第２の供給流路（助燃ガス供給流路）１４及び第３の供給流路（助燃ガス供給流路）１７が設けられている。第２の供給流路１４には、例えば空気が供給される。第３の供給流路１７には、例えば一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）が供給される。第２の供給流路１４及び第３の供給流路１７は、各流路に設けられた電磁弁１２、１６の下流側で互いに結合されており、電磁弁１２、１６の開閉を制御することにより、いずれの助燃ガスをバーナ１５に供給するかを選択可能になっている。

第３の供給流路１７の電磁弁１６とバーナ１５の間には、圧力スイッチ２３が接続されている。圧力スイッチ２３としては、圧力スイッチ１９と同様にヒステリシス特性を有するスイッチを好ましく用いることができる。第３の供給流路１７において圧力スイッチ２３の更に下流側には、ニードルバルブやマスフローコントローラなどの流量調整機構２４が設けられてもよい。

電磁弁１１、１２、１６、２２、２５、流量調整機構２１、２４、圧力スイッチ１９、２３は、それぞれ入出力制御装置４に接続されている。入出力制御装置４には、バーナ１５の点火及び消火を制御する点火消火スイッチ５、圧力スイッチ１９、２３の遅延時間を測定するカウンタ６及び各種処理を実行するマイクロプロセッサ３が接続されている。

例えば、操作者が点火消火スイッチ５を点火側に操作すると、マイクロプロセッサ３が、記憶装置２に記憶された点火プログラムを読み出して、入出力制御装置４を介して、電磁弁１１、１２、１６、２２、２５及び流量調整機構２１、２４を制御し、燃料ガス及び助燃ガスを供給させてバーナ１５に点火する。消火の場合も同様に、マイクロプロセッサ３が、電磁弁１１、１２、１６、２２、２５を閉止することにより、各ガスの供給を止めて消火させる。

遅延時間測定手段としてのカウンタ６は、コンピュータシステム内でソフトウェア的に構成してもよく、専用のハードウェアを用意してもよい。カウンタ６は、マイクロプロセッサ３が、電磁弁１１、１２、１６を開閉する信号を出してから、電磁弁１１、１２、１６の下流側にある圧力スイッチ１９、２３の出力（ＯＮ／ＯＦＦ信号）が変化するまでの間の時間を「遅延時間」としてカウントする。遅延時間測定手段としては、デジタル的なカウンタの他、アナログ的な測定手段を用いても構わない。

マイクロプロセッサ３は、記憶装置２に記憶された各種プログラム、入力装置７により入力された情報や、点火消火スイッチ５及びカウンタ６からの信号等に基づいて、電磁弁１１、１２、１６、２２、２５、流量調整機構２１、２４、圧力スイッチ１９、２３の制御や、圧力スイッチ１９、２３の故障の点検、バーナ１５の点火及び消火の制御、出力装置８を介した操作者への警告等を行う。これらの処理を実行するために、図１に示すマイクロプロセッサ３は、点検手段３１、インターロック手段３２、通知手段３３、強制終了手段３４を備える。

点検手段３１は、カウンタ６がカウントした遅延時間と、記憶装置２に記憶された圧力スイッチ１９の適正遅延時間とを読み出して比較することにより、圧力スイッチ１９の閾値が適正範囲内にあるか否かを点検する。これにより、点検手段３１は、カウンタ６がカウントした遅延時間に基づいて、圧力スイッチ１９、２３の故障を点検することができる。

図３（ａ）に、例えば図１の第１の供給流路１３内を圧力上昇させて、圧力スイッチ１９の閾値の故障を点検する場合における圧力スイッチ１９に実際に加わる圧力と時間との関係を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す圧力上昇に伴う圧力スイッチ１９の出力（ＯＮ／ＯＦＦ信号）の変化を示す。

電磁弁１１を開いたときを時間ｔ₀（＝０）とすると、図３（ａ）に示すように、圧力スイッチ１９に加わる圧力は、遅延時間ｔ₁において、圧力スイッチ１９の閾値（圧力Ｐ1）に達し、遅延時間ｔ_mにおいて点検作業における最大圧力になる。ここで、例えば、圧力スイッチの閾値の適正範囲をＰ_minからＰ_maxまでと設定すると、適正遅延時間は、時間ｔ_minから時間ｔ_maxまでの間となる。

圧力スイッチ１９が正常である場合は、図３（ｂ）に示すように、遅延時間ｔ₁において、出力信号が、”ＯＦＦ”から”ＯＮ”へと切り替わる。そのとき、図１のカウンタ６が、時間ｔ₁−ｔ₀＝ｔ₁を遅延時間としてカウントする。一方、圧力スイッチ１９が何らかの原因により故障し、閾値が圧力Ｐ2に変化した場合は、図３（ｂ）の遅延時間ｔ2において、出力信号が、”ＯＦＦ”から”ＯＮ”へと切り替わるので、図１のカウンタ６が、遅延時間ｔ₂をカウントする。なお、遅延時間ｔ₂は、予め設定した圧力スイッチ１９の適正遅延時間の範囲内ではないため、点検手段３１は、圧力スイッチ１９が故障していると判断する。

インターロック手段３２は、点検手段３１による点検結果に基づいて、バーナ１５の点火及び消火を制御する。例えば、点検の結果、圧力スイッチ１９、２３が故障していない場合は、インターロック手段３２がその後の燃焼を「可」と判断し、操作者が点火消火スイッチ５を点火側に操作したときに、マイクロプロセッサ３が点火のプログラムを実行するように制御する。一方、圧力スイッチ１９、２３が故障している場合には、インターロック手段３２がその後の燃焼を「不可」と判断して、操作者が点火消火スイッチ５を点火側に操作したとしてもマイクロプロセッサが点火のプログラムを実行しないように制御する。

通知手段３３は、点検手段３１の点検結果に基づいて、出力装置８を介して圧力スイッチ１９の点検結果を操作者に通知する。例えば、圧力スイッチ１９の閾値が所定の範囲内にある場合には、通知手段３３が、圧力スイッチ１９が正常である旨を出力装置８に出力させてもよい。圧力スイッチ１９の閾値が所定の範囲内にない場合には、通知手段３３が出力装置８を介して操作者に警告を促す。

強制終了手段３４は、カウンタ６がカウントした遅延時間が長すぎて所定の時間（点検限度時間）を超える場合に、点検作業を強制終了させる。例えば、図３（ａ）に示す場合において、故障した圧力スイッチ１９が示す閾値が点検時の最大圧力に近い値に変化していると、圧力スイッチ１９が”ＯＦＦ”から”ＯＮ”に切り替わるまでの時間が長くなる。点検時間が長期化すると、燃料ガス又は助燃ガスを大気中に放出することになり、危険である。そのため、強制終了手段３４は、記憶装置２に記憶された点検限度時間（例えば、２秒程度）を読み出して、カウンタ６が計数した遅延時間を監視することにより、カウンタ６がカウントする遅延時間が点検限度時間よりも長くなる場合には、カウンタ６を停止させるとともに、点検作業を強制終了させる。そして、通知手段３３により、出力装置８を介して、圧力スイッチ１９の異常を知らせる所定の警告を通知させる。なお、点検限度時間は、適正遅延時間の最大値に設定してもよい。

入力装置７としては、例えばキーボード、マウス又はマイク等が使用可能である。出力装置８としては、例えば液晶ディスプレイ又はＣＲＴディスプレイ等を用いることができる。記憶装置２としては、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクや磁気テープ等が採用可能である。

図１に示すフレーム式原子吸光光度計によれば、圧力スイッチ１９、２３の閾値の故障を点検するための点検手段３１を備えるため、圧力スイッチ１９、２３が中途半端に壊れた場合、即ち、圧力スイッチ１９、２３の閾値が大きくずれた場合においても、故障を自動で点検することができる。その結果、原子吸光分析時の供給流路内の圧力低下をより正確に検出できる。また、圧力スイッチ１９、２３の閾値が異常と判定された場合は、バーナ１５の点火を自動的に不可とするインターロック手段３２を備えるため、従来よりも一段と安全性を向上させたフレーム式原子吸光光度計を提供できる。インターロック手段は、コンピュータシステム内でのカウンタの追加等のソフトウェアの変更だけで容易に実現できるため、費用対効果の高いフレーム式原子吸光光度計が得られる。

＜故障点検方法＞
（第１の故障点検方法）
図１に示すフレーム式原子吸光光度計の第１の故障点検方法を、図４のフローチャートを用いて説明する。ここでは、第３の供給流路１７に接続された圧力スイッチ２３の故障を点検する場合を一例として説明する。

ステップＳ１０において、圧力スイッチ２３の点検に必要な各種条件を調整する。例えば、燃料開始前のある時点、例えば分析装置の初期化時に第３の供給流路１７を用いて圧力スイッチ２３を点検する場合は、圧力スイッチ２３の閾値以上の圧力の助燃ガス（一酸化二窒素）が第３の供給流路１７内に流れるように、助燃ガスの圧力を調整する。ここで、圧力スイッチ２３の下流側に流量調整機構２４が設けられている場合は、流量調整機構２４のコンダクタンスを最大にして、流量調整機構２４より下流側の流量が最大となるように調整しておく。流量調整機構２４より下流側の流量を最大にすることにより、流量を小さくした場合に比べて圧力スイッチ２３における圧力上昇に要する遅延時間が長くなり、圧力スイッチ２３の閾値をより正確に点検できる。なお、ステップＳ１０に示す供給条件の調整は、操作者が手動で行ってもよいし、所定のプログラムを予め記憶装置２に記憶させて、マイクロプロセッサ３により自動的に実行させてもよい。

ステップＳ１１において、マイクロプロセッサ３内の点検手段３１が、記憶装置２０に記憶された点検プログラムを読み込んで、電磁弁１６を開く。

ステップＳ１２において、カウンタ６は、マイクロプロセッサ３が電磁弁１６を開閉する信号を発してから圧力スイッチ２３の圧力高信号（ＯＮ信号）を発するまでの時間を「遅延時間」として測定する。圧力高信号の検出後は、助燃ガスの大気中への流出を防ぐため、点検手段３１が、電磁弁１６を速やかに閉じる。

ステップＳ１５において、点検手段３１が、記憶装置２に記憶された圧力スイッチ２３の適正遅延時間を読み出して、カウンタ６がカウントした遅延時間と適正遅延時間とを比較する。点検手段３１は、比較結果に基づいて、圧力スイッチ１９の閾値が正常であるか否か（適正範囲内にあるか）を判断し、点検結果を記憶装置２に記憶させる。圧力スイッチ２３の閾値が正常であると判断された場合は、ステップＳ１７に進み、通知手段３３が出力装置８を介して操作者に圧力スイッチ２３が正常であることを通知する。一方、圧力スイッチ２３の閾値が異常であると判断された場合は、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、インターロック手段３２が、記憶装置２から点検手段３１の点検結果及びインターロックプログラムを読み出して、操作者が点火消火スイッチ５を点火側に操作したとしても、マイクロプロセッサ３にバーナ１５の点火プログラムを実行させないように制御する。ステップＳ１７において、通知手段３３が、出力装置８を介して操作者に圧力スイッチ２３が異常であることを通知する。

実施の形態に係る第１の故障点検方法によれば、電磁弁１６の開閉に基づく圧力スイッチ２３の出力の変化に要する時間（遅延時間）をカウントするだけで、圧力スイッチ２３の閾値が適正範囲にあるか否かを容易に検出できる。その結果、供給流路内の圧力低下を確実に検出できるため、従来のフレーム式原子吸光光度計に比べて安全性をより向上させることができる。

なお、上述の第１の故障点検方法においては、圧力スイッチ２３が圧力低信号（ＯＦＦ信号）から圧力高信号（ＯＮ信号）に切り替わる場合の出力の変化を測定する例を示したが、逆に、分析作業終了後や分析中に行う点検作業として、圧力スイッチ１９が圧力高信号（ＯＮ信号）から圧力低信号（ＯＦＦ信号）に切り替わる場合の出力の変化に要する時間を測定してもよい。その場合は、ステップＳ１０において、マイクロプロセッサ３が、圧力スイッチ２３の下流側にある流量調整機構２４のコンダクタンスを最小に設定するのが好ましい。圧力スイッチ２３の下流側の流量を最小にするように、流量調整機構２４のコンダクタンスを最小にすれば、圧力スイッチ２３における圧力降下の時間が長くなるため、より正確に遅延時間（閾値）を測定できる。

一般に、流量調整機構２４より下流側には、バーナ１５があるだけで、大気圧に開放されているのとほぼ等しいため、カウンタ６がカウントする遅延時間はかなり短く、正確に測定しにくい場合もある。遅延時間が測定しにくい場合は、点検手段３１が、電磁弁１６を連続的に開放させずに、周期的にオン・オフ（開・閉）を繰り返して、助燃ガスを断続的に供給させるように制御させれば、電磁弁１６を開放したままの状態に比べて遅延時間を長くできるため、遅延時間（閾値）をより正確に点検できる。

（第２の故障点検方法）
次に、図１に示すフレーム式原子吸光光度計の第２の故障点検方法を、図５のフローチャートを用いて説明する。ここでは、第１の供給流路１３に接続された圧力スイッチ１９の故障を点検する場合を一例として説明する。

ステップＳ２０において、圧力スイッチ１９の点検に必要な各種条件を調整する。例えば、燃料開始前のある時点、例えば分析装置の初期化時において、第１の供給流路１３を用いて圧力スイッチ１９を点検する場合は、圧力スイッチ１９の閾値以上の圧力の燃料ガス（アセチレン）が第１の供給流路１３内に流れるように、アセチレンの圧力を調整する。圧力スイッチ１９の下流側に流量調整機構２１が設けられている場合は、流量調整機構２１のコンダクタンスを最大に設定して、流量調整機構２１よりも下流の流量が最大となるように調整しておく。流量を最大にすることにより、流量を小さくした場合に比べて圧力スイッチ１９の圧力上昇の時間が長くなるため、圧力スイッチ１９の閾値をより正確に点検できる。

図１に示すように、圧力スイッチ１９の下流側にイグナイタに向かう分岐流路１８がある場合には、バーナ１５に向かう第１の供給流路１３と分岐流路１８との間でより流量の大きい流路を選択するように、電磁弁１１、２５の開閉を制御する。これにより、遅延時間が長くすることができるため、圧力スイッチ１９の閾値をより正確に点検できる。なお、ステップＳ２０に示す供給条件の調整は、操作者が手動で行ってもよいし、所定のプログラムを予め記憶装置２に記憶させ、マイクロプロセッサ３により自動的に実行させてもよい。

ステップＳ２１において、マイクロプロセッサ３の点検手段３１が、記憶装置２０に記憶された点検プログラムを読み込んで、電磁弁１１、１２、１６、２２、２５を閉じる。その後、マイクロプロセッサ３は、電磁弁１１を閉じた状態で、電磁弁２２を開く。電磁弁２２を先に開くのは、第１の供給流路１３の抵抗を下げると遅延時間が長くなり、遅延時間をより正確に測定できるためである。次に、マイクロプロセッサ３が、電磁弁１１を開く。

ステップＳ２２において、カウンタ６が、マイクロプロセッサ３が電磁弁１１を開閉する信号を出してから圧力スイッチ１９の圧力高信号（ＯＮ信号）が出力されるまでの時間を「遅延時間」として測定する。

ステップＳ２３において、マイクロプロセッサ３の強制終了手段３４が、記憶装置２に記憶された点検限度時間（例えば、２秒程度）を読み出して、カウンタ６が計数した遅延時間が、点検限度時間を超えるか否かを判断する。カウンタ６がカウントする遅延時間が限度値以内である場合には、ステップＳ２５に進み、カウンタ６がカウントする遅延時間が点検限度時間を超える場合には、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、強制終了手段３４が電磁弁１１を閉じ、点検作業を強制終了させる。そして、ステップＳ２７において、通知手段３３が、出力装置８を介して圧力スイッチ１９の異常を知らせるための所定の警告を通知する。

一方、点検限度時間を超えない範囲でカウンタ６により圧力高信号が出力された場合は、ステップＳ２５において、点検手段３１が電磁弁１１を閉じる。その後、点検手段３１が、記憶装置２に記憶された圧力スイッチ１９の適正遅延時間を読み出して、カウンタ６がカウントした遅延時間と適正遅延時間とを比較する。点検手段３１は、比較結果に基づいて、圧力スイッチ１９の閾値が正常であるか否か（適正範囲内にあるか）を判断し、点検結果を記憶装置２に記憶させる。点検手段３１により、圧力スイッチ１９の閾値が正常であると判断された場合は、ステップＳ２７に進み、通知手段３３が出力装置８を介して操作者に圧力スイッチ１９が正常であることを通知する。一方、圧力スイッチ１９の閾値が異常であると判断された場合は、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６において、インターロック手段３２が、記憶装置２から点検手段３１の点検結果及びインターロックプログラムを読み出して、その後操作者が点火消火スイッチ５を点火側に操作したとしても、マイクロプロセッサ３にバーナ１５の点火プログラムを実行させないように制御する。ステップＳ２７において、通知手段３３が、出力装置８を介して操作者に圧力スイッチ１９が異常であることを通知する。

実施の形態に係る第２の故障点検方法によれば、圧力スイッチ１９のＯＮ／ＯＦＦ信号が所定の時間以上出力されない場合には、強制終了手段３４により、電磁弁１１が閉止されるため、燃料ガスであるアセチレンを大気に放出する量を必要最小限とすることができ、安全性が確保できる。

なお、第２の故障点検方法においては、圧力スイッチ１９が圧力低信号（ＯＦＦ信号）から圧力高信号（ＯＮ信号）に切り替わる場合の出力の変化を点検する例を示したが、逆に、分析作業終了後や分析中に行う点検作業として、圧力スイッチ１９が圧力高信号（ＯＮ信号）から圧力低信号（ＯＦＦ信号）に切り替わる場合の出力の変化に要する時間を点検してもよい。

その場合は、ステップＳ２０において、マイクロプロセッサ３が、圧力スイッチ１９の下流側にある流量調整機構２１のコンダクタンスを最小に設定するのが好ましい。流量調整機構２１より圧力スイッチ１９下流側の流量を最小にするようにすれば、流量を大きく設定する場合に比べて圧力スイッチ１９における圧力降下の時間が長くなるため、より正確に遅延時間（閾値）を測定できる。また、圧力スイッチ１９の下流側にイグナイタに向かう分岐流路１８がある場合には、バーナ１５に向かう第１の供給流路１３と分岐流路１８との間でより流量の小さい流路を選択するように、電磁弁１１、２５の開閉を制御する。

なお、遅延時間が測定しにくい場合は、点検手段３１により、電磁弁１１を連続的に開放させずに、断続的にオン・オフ（開・閉）を繰り返すように制御させれば、電磁弁１１を連続的に開放した場合に比べて遅延時間を長くできるため、遅延時間（閾値）をより正確に点検できる。

＜分析方法＞
図１に示すフレーム式原子吸光光度計を用いたフレーム式原子吸光分析方法の一例を説明する。

例えば、分析装置の初期化時において、マイクロプロセッサ３の点検手段３１が、燃料ガスを供給するための第１の供給流路１３に設けられた圧力スイッチ１９の故障を点検する。故障点検は、例えば図５のステップＳ２０〜Ｓ２７に示す各ステップに基づいて点検することができる。

引き続き、助燃ガスを供給するための第２の供給流路１４、１７に設けられた圧力スイッチ２３の故障を、例えば図４のステップＳ１０〜Ｓ１７に示す各ステップに基づいて点検する。図１に示すように、多くの場合、助燃ガスを供給する側の圧力スイッチ２３は１つのみ設けられる場合が多いので、マイクロプロセッサ３により電磁弁１２、１６を制御して、第２の供給流路１４、１７のどちらか一方を用いて測定すればよい。

故障を点検した結果、圧力スイッチ１９、２３が正常と判断された場合には、マイクロプロセッサ３が、電磁弁１２又は電磁弁１６を開き、助燃ガスをバーナ１５へ供給する。次に、電磁弁１１、２２、２５を開き、燃焼ガスをバーナ１５及びイグナイタへ供給し、バーナ１５のスロット（図示省略）上にフレームを形成する。その後、フレーム中で、ネブライザ（図示省略）で霧化された分析対象となる試料溶液を原子化させる。

中性陰極ランプ（図示省略）を出射した光は、原子化した空間を通過し、分光器（図示省略）に導入される。分光器において、分析目的元素が吸収する波長領域の光が取り出され、光電検知器（図示省略）に入射する。光電検知器に入射した光は、電気信号に変換され、試料溶液の吸光度に変換され、分析目的元素の濃度が計算され、出力装置８を介して分析結果が出力される。

実施の形態に係る分析方法によれば、圧力スイッチの閾値を測定し、もし閾値が異常と判定されるときは、燃焼を不可とするインターロックが実行されるため、燃料ガス及び助燃ガスの供給圧力低下に伴う逆化や炎の立ち消えを抑制でき、従来に比べてより安全に分析を行うことができる。

上記のように、本発明は本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものであり、実施段階においては、その要旨を逸脱しない範囲で変形して具体化できる。

例えば、本発明の実施の形態では、圧力スイッチ１９、２３として所定の圧力以上か所定の圧力以下であるかを出力するタイプのスイッチを例に説明したが、アナログ信号を出力するセンサであっても構わない。また、圧力スイッチの故障点検は、分析装置の初期化時の他にも、分析終了後や必要に応じて分析途中等に行ってもよい。

本発明の実施の形態に係るフレーム式原子吸光光度計の構成の一例を示す概略図である。 圧力スイッチのヒステリシス特性を示すグラフである。 図３（ａ）は、圧力スイッチを加圧した場合の圧力と遅延時間との関係を示すグラフであり、図３（ｂ）は、圧力スイッチの出力（ＯＮ／ＯＦＦ）と遅延時間との関係を表すグラフである。 本発明の実施の形態に係るフレーム式原子吸光光度計を用いた第１の故障分析方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るフレーム式原子吸光光度計を用いた第２の故障分析方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２…記憶装置
３…マイクロプロセッサ
４…入出力制御装置
５…点火消火スイッチ
６…カウンタ
７…入力装置
８…出力装置
１１…電磁弁
１２…電磁弁
１３…第１の供給流路
１４…第２の供給流路
１５…バーナ
１６…電磁弁
１７…第３の供給流路
１８…分岐流路
１９…圧力スイッチ
２１…流量調整機構
２２…電磁弁
２３…圧力スイッチ
２４…流量調整機構
２５…電磁弁
３１…点検手段
３２…インターロック手段
３３…通知手段
３４…強制終了手段

Claims (11)

1. 燃焼ガス又は助燃ガスをバーナに供給する供給流路と、
   前記供給流路に設けられた第１の開閉弁と、
   前記第１の開閉弁と前記バーナとの間の前記供給流路に接続された圧力スイッチと、
   前記第１の開閉弁を開閉後、前記圧力スイッチの出力が変化するまでの遅延時間を測定する遅延時間測定手段と、
   前記遅延時間と適正遅延時間とを比較することにより前記圧力スイッチの故障を点検する点検手段と、
   前記点検結果に基づいて前記バーナの点火及び消火を制御するインターロック手段
   とを備えることを特徴とするフレーム式原子吸光光度計。
2. 前記遅延時間が前記適正遅延時間の範囲を超える場合に、前記圧力スイッチの故障を通知する通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のフレーム式原子吸光光度計。
3. 前記遅延時間が点検限度時間を超える場合に、前記点検を強制終了させる強制終了手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレーム式原子吸光光度計。
4. 前記供給流路に前記圧力スイッチの閾値以上の圧力を有する前記燃焼ガス又は助燃ガスを供給させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレーム式原子吸光光度計。
5. 前記圧力スイッチと前記バーナの間の前記供給流路に接続された第２の開閉弁を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレーム式原子吸光光度計。
6. 前記バーナと前記圧力スイッチと間の前記供給流路に配置された流量調整機構を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフレーム式原子吸光光度計。
7. 燃焼ガス又は助燃ガスをバーナに供給する供給流路に設けられた第１の開閉弁を開閉後、前記第１の開閉弁と前記バーナとの間の前記供給流路に接続された圧力スイッチの出力が変化するまでの遅延時間を測定するステップと、
   前記遅延時間と適正遅延時間とを比較することにより、前記圧力スイッチの故障を点検するステップ
   とを有することを特徴とするフレーム式原子吸光光度計の故障点検方法。
8. 前記故障の点検結果に基づいて、前記バーナの点火及び消火を制御するステップを更に備えることを特徴とする請求項７に記載のフレーム式原子吸光光度計の故障点検方法。
9. 前記供給流路に、前記圧力スイッチの閾値以上の圧力を有する前記燃焼ガス又は助燃ガスを供給させることを特徴とする請求項７又は８に記載のフレーム式原子吸光光度計の故障点検方法。
10. 前記遅延時間が点検限度時間を超える場合に、前記点検を強制的に終了させるステップを更に備えることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のフレーム式原子吸光光度計の故障点検方法。
11. 燃焼ガス又は助燃ガスをバーナに供給する供給流路に設けられた第１の開閉弁を開閉後、前記第１の開閉弁と前記バーナとの間の前記供給流路に接続された圧力スイッチの出力が変化するまでの遅延時間を測定するステップと、
    前記遅延時間と適正遅延時間とを比較することにより前記圧力スイッチの故障を点検するステップと、
    前記バーナに前記燃焼ガス及び前記助燃ガスを供給してフレームを形成し、分析対象試料を前記フレーム中で原子化させるステップと、
    原子化した前記分析対象試料の吸光度を分析するステップ
    とを有することを特徴とするフレーム式原子吸光分析方法。

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