JP2010151737A - Pressure transducer - Google Patents

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JP2010151737A
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Hidechika Hayashi
秀知佳 林
Shigeyuki Fujiwara
重之 藤原
Tadanori Sugimoto
忠則 杉本
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Tosoh Corp
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Tosoh Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a viscometer in responsibility even when carrying out a liquid chromatograph operation at a low flow rate. <P>SOLUTION: A pressure transducer 50 is provided, which includes: a diaphragm 60 containing a magnetic body; coils disposed on both sides of the diaphragm; a displacement detecting means for magnetically detecting a state of the diaphragm being close to and/or spaced from the coils; and a displacement suppressing means which applies displacement suppressing current to any one of the coils in accordance with the displacement of the diaphragm, wherein a portion of the diaphragm is made of a hard magnetic material. Furthermore, the viscometer including the transducer is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧力トランスデューサに関する。特に、液体クロマトグラフ用粘度計に用いる圧力トランスデューサに関する。   The present invention relates to a pressure transducer. In particular, the present invention relates to a pressure transducer used in a liquid chromatograph viscometer.

液体クロマトグラフ装置の溶離液に含まれる高分子物質を分析するためには、通常、高分子物質を分子の流体力学的サイズ等で分離可能な多孔質ゲル等が充填された分析カラムと、示差屈折率検出器または紫外吸収検出器が汎用される。   In order to analyze a polymer substance contained in the eluent of a liquid chromatograph, it is usually necessary to use an analytical column packed with a porous gel or the like that can separate the polymer substance according to the hydrodynamic size of the molecule, etc. A refractive index detector or an ultraviolet absorption detector is widely used.

ところで高分子物質の流体力学的サイズは、単にその分子量のみならず、空間的な展開の度合いなどの分子の形状や分子の硬さなどに依存するが、サイズによって物理的性質に差が認められる。   By the way, the hydrodynamic size of a polymer substance depends not only on its molecular weight but also on the shape of the molecule such as the degree of spatial expansion and the hardness of the molecule, but there are differences in physical properties depending on the size. .

一般的に、紫外吸光度や屈折率は高分子の重量濃度に依存し、粘度は高分子の重量濃度、及び分子サイズに依存することから、紫外吸光度と粘度、または屈折率と粘度を同時に測定することでサイズに関する情報を抽出することができる。したがって分子量がわかれば、サイズの情報から分子の形状や硬さに関する情報を得ることができる。逆に形状や硬さがわかっておれば、分子量に関する情報を得ることができる。   In general, ultraviolet absorbance and refractive index depend on the polymer weight concentration, and viscosity depends on the polymer weight concentration and molecular size, so UV absorbance and viscosity or refractive index and viscosity are measured simultaneously. Thus, information on the size can be extracted. Therefore, if the molecular weight is known, information on the shape and hardness of the molecule can be obtained from the size information. Conversely, if the shape and hardness are known, information on molecular weight can be obtained.

ところで、液体クロマトグラフ装置の溶出液のように、微量でかつ連続的に粘度の測定を行なう必要があるときは、キャピラリーブリッジを利用した粘度計が用いられる(特許文献1、2)。キャピラリーブリッジを利用した粘度計の構成図を図1に示す。前記粘度計(10)は、最も基本的には、同一の長さ及び内径を有する4本のキャピラリー(細管)(21、22、23、24)をブリッジ状に接続したものである(図1)。各細管にキャリア液を流した時と、試料液(通常、キャリア液に高分子物質を含む液)を流した時とで、試料液の粘度とキャリア液の粘度との差に依存して細管の両端に発生する圧力が変化する。連続的に粘度測定を行なうときは、いずれか一方の直列ペア細管の後段細管(24)と中点(32)との間に、試料液を滞留または希釈し、前段細管を経由して流入する液体が粘度測定期間中、直接前記後段細管に流入しないようにするための、希釈管または遅延管(40)を設置する。流入路Aに分析カラムから溶出した溶出液を流すと、試料液が中点(31、32)に到達するまでは前段細管(21)の両端に発生する圧力と前段細管(22)の両端に発生する圧力が等しく変化するのでブリッジの中点(31、32)に圧力差が生じない。一方、試料液が後段細管(23)を通過する間は後段細管(24)には試料液が流れてこないので、後段細管(23)の両端に発生する圧力と後段細管(24)の両端に発生する圧力に差が生じる。その結果、ブリッジの中点(31、32)の圧力に差が生じる。圧力差の大きさは試料液の粘度とキャリア液の粘度との差に依存するので、中点(31、32)の圧力差から試料液の粘度を求めることができる。そして、中点における圧力の測定にはダイアフラム式圧力トランスデューサ(50)を用いることが多い。   By the way, when it is necessary to continuously measure the viscosity in a minute amount as in the eluate of the liquid chromatograph apparatus, a viscometer using a capillary bridge is used (Patent Documents 1 and 2). A block diagram of a viscometer using a capillary bridge is shown in FIG. The viscometer (10) is basically composed of four capillaries (21, 22, 23, 24) having the same length and inner diameter connected in a bridge shape (FIG. 1). ). Depending on the difference between the viscosity of the sample liquid and the viscosity of the carrier liquid between the flow of the carrier liquid to each capillary and the flow of the sample liquid (usually a liquid containing a polymer substance in the carrier liquid) The pressure generated at both ends of the plate changes. When the viscosity is continuously measured, the sample liquid is retained or diluted between the rear-stage tube (24) and the midpoint (32) of either one of the series pair capillaries, and flows through the front-stage tube. A dilution tube or a delay tube (40) is installed to prevent the liquid from flowing directly into the downstream capillary during the viscosity measurement period. When the eluate eluted from the analytical column is allowed to flow into the inflow channel A, the pressure generated at both ends of the pre-stage tubule (21) and the both ends of the pre-stage tubule (22) until the sample liquid reaches the middle point (31, 32). Since the generated pressure changes equally, there is no pressure difference at the midpoint (31, 32) of the bridge. On the other hand, since the sample liquid does not flow into the downstream capillary tube (24) while the sample fluid passes through the downstream capillary tube (23), the pressure generated at both ends of the downstream capillary tube (23) and the both ends of the downstream capillary tube (24). A difference occurs in the generated pressure. As a result, a difference occurs in the pressure at the midpoint (31, 32) of the bridge. Since the magnitude of the pressure difference depends on the difference between the viscosity of the sample liquid and the viscosity of the carrier liquid, the viscosity of the sample liquid can be obtained from the pressure difference at the midpoint (31, 32). A diaphragm pressure transducer (50) is often used to measure the pressure at the midpoint.

液体クロマトグラフ用粘度計として、図1に記載のキャピラリーブリッジを利用した粘度計を用いる場合、細管(21、22、23、24)として内径が0.2から0.4mm、長さが数十cmから数mのステンレス製細管またはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)製細管が用いられている。粘度計に流す流量は、分析カラムのサイズ等によって変わるが、通常0.2から3mL/minである。   When the viscometer using the capillary bridge shown in FIG. 1 is used as the liquid chromatograph viscometer, the inner diameter of the thin tubes (21, 22, 23, 24) is 0.2 to 0.4 mm, and the length is several tens. A stainless steel tube or a polyether ether ketone (PEEK) tube of cm to several meters is used. The flow rate flowing through the viscometer varies depending on the size of the analytical column and the like, but is usually 0.2 to 3 mL / min.

そして、ダイアフラム式圧力トランスデューサ(50)として、可変リラクタンス型圧力トランスデューサを用いる場合、通常、磁性体で作られたダイアフラム(60)の両側にE型コア(91、92)に巻かれたインダクタンスコイル(93、94)が垂直向きに近接して配置されている(図2(A))。さらに、ダイアフラム(60)の中心部にある円盤部分(61)が平面を保ったまま、差圧によって平行移動しやすくするために、ダイアフラムの周辺部はひだ状(62)になっている(図2(B))。そして、ダイアフラムの両側に差圧が発生すると、ダイアフラムの円盤部分(61)が最大0.025から0.05mm移動し、コイル(93、94)とダイアフラムの円盤部分(61)との距離が変化してリラクタンスが変化する。直列に配線接続された両コイルの両端には5V(実効値)、3から5kHz程度の交流電圧が加えられる。両コイルのリラクタンスに差がないときには、両コイルの接続点に交流電圧が生じないが、リラクタンスに差が生じると、差の値に応じて交流電圧が出力される。   When a variable reluctance type pressure transducer is used as the diaphragm type pressure transducer (50), normally, an inductance coil (91, 92) wound around an E type core (91, 92) on both sides of a diaphragm (60) made of a magnetic material. 93, 94) are arranged close to each other in the vertical direction (FIG. 2A). Further, the peripheral portion of the diaphragm has a pleat shape (62) so that the disk portion (61) at the center of the diaphragm (60) can be easily translated by the differential pressure while maintaining a flat surface (see FIG. 2 (B)). When a differential pressure is generated on both sides of the diaphragm, the disk portion (61) of the diaphragm moves from a maximum of 0.025 to 0.05 mm, and the distance between the coils (93, 94) and the disk portion (61) of the diaphragm changes. Then reluctance changes. An AC voltage of about 5 V (effective value) and 3 to 5 kHz is applied to both ends of both coils connected in series. When there is no difference between the reluctances of both coils, no AC voltage is generated at the connection point of both coils. However, when there is a difference in reluctance, an AC voltage is output according to the difference value.

一般に、可変リラクタンス型圧力トランスデューサでは、ダイアフラム(60)はヒステリシスが小さい軟磁性材料で作られる。そして、ひだ部の形状や厚さを変えること等により、ダイアフラムの弾性を変化させることで、所定の差圧に対するダイアフラムの変位量を変えることができ、差圧の検出感度を調整できる。   Generally, in a variable reluctance type pressure transducer, the diaphragm (60) is made of a soft magnetic material with low hysteresis. Then, by changing the elasticity of the diaphragm by changing the shape and thickness of the pleat portion, the displacement amount of the diaphragm with respect to a predetermined differential pressure can be changed, and the detection sensitivity of the differential pressure can be adjusted.

ところで近年、液体クロマトグラフにおいて、少量の試料に対応し、溶離液の消費量を減らし、分析時間を短縮するために、分析カラムに充填する粒子の細径化、及び分析カラムの小口径化が進んでいる。そのため、0.2から0.3mL/min以下の溶離液流量で分析を行なうことが増えてきた。   By the way, in recent years, in liquid chromatographs, in order to cope with a small amount of sample, reduce the consumption of eluent, and shorten the analysis time, the particle diameter packed in the analytical column and the analytical column have been reduced in size. Progressing. For this reason, analysis has been increasing at an eluent flow rate of 0.2 to 0.3 mL / min or less.

液体クロマトグラフにおいて溶離液の流量を少なくすると、キャピラリーブリッジに従来の装置と同じ径の細管を使用したときは、細管の両端間に発生する圧力は小さくなる。したがって、少ない流量で検出可能な圧力を発生するためには、より細い径の細管を用いるか、より感度の高い圧力トランスデューサを用いるか、両者を併用する必要があった。しかしながら、0.2mm以下の径の細管を用いると粘度信号のピークがテーリングすることが明らかとなった。一方、粘度計の下流に示差屈折率計といった検出器を接続して調査したところ、粘度信号のテーリングはピーク成分の広がりによるものではないことも明らかとなった。   When the flow rate of the eluent is reduced in the liquid chromatograph, when a capillary having the same diameter as that of the conventional apparatus is used for the capillary bridge, the pressure generated between both ends of the capillary is reduced. Therefore, in order to generate a pressure that can be detected with a small flow rate, it is necessary to use a narrower diameter tube, a pressure transducer with higher sensitivity, or a combination of both. However, it became clear that the peak of the viscosity signal tails when a thin tube having a diameter of 0.2 mm or less is used. On the other hand, when a detector such as a differential refractometer was connected downstream of the viscometer, it was found that tailing of the viscosity signal was not due to the spread of the peak component.

また、ダイアフラムを薄くしたり、ダイアフラムの周辺に通常より多くのひだを設置したり、ダイアフラムを弾性に富む素材で製作することにより、圧力トランスデューサの感度を上げる方法を採用しても、細管の径を小さくしたときと同様、粘度信号のピークがテーリングすることが明らかとなった。   Even if a method of increasing the sensitivity of the pressure transducer by thinning the diaphragm, installing more pleats around the diaphragm, or making the diaphragm with a material rich in elasticity, the diameter of the narrow tube It was revealed that the peak of the viscosity signal tails in the same manner as when the value was reduced.

特開昭59−160740号公報JP 59-160740 A 特表平11−514744号公報Japanese National Patent Publication No. 11-514744

以前発明者らは、先行技術の課題を解決するために、
液体流入路及び液体流出路と、実質的に同一の流路抵抗を有する4本の細管と、有し、
前記細管を2本ずつ直列に接続し、当該細管の直列ペアを流入路−流出路に対し並列に接続し、各直列ペアの中点を、ダイアフラムを介して圧力的に接続した平衡ブリッジ型粘度計において、
いずれか一方の直列ペア細管の後段細管と中点との間に設置され、前段細管を経由して流入する液体を、他方の直列ペア細管の後段細管を試料液が通過する間中、滞留または希釈し、後段細管に基準粘度液を導入する基準粘度調整手段と、
前記ダイアフラムの基準位置に対する変異を検出する変異検出手段と、
前記ダイアフラムの変位を低減するようにダイアフラムに対し変位抑制力を印加する変位抑制手段と、
前記変位抑制手段による変位抑制力値より液体の粘度を算出する粘度算出手段と、
を備えた平衡ブリッジ型粘度検出装置を発明し、当該装置により、粘度信号のテーリングの抑制、及び少ない流量における高精度な粘度変化の検出を実現している(特願2007−310186号)。
In order to solve the problems of the prior art, the inventors previously
A liquid inflow path and a liquid outflow path, and four capillaries having substantially the same flow path resistance,
Two thin tubes connected in series, a series pair of the thin tubes connected in parallel to the inflow channel and the outflow channel, and the equilibrium bridge type viscosity in which the midpoint of each series pair is pressure-connected via a diaphragm In total
Installed between the downstream tube and the middle point of either one of the series pair capillaries, the liquid flowing in via the front tube, staying while the sample liquid passes through the rear tube of the other serial pair capillaries, or A standard viscosity adjusting means for diluting and introducing a standard viscosity liquid into the latter capillary,
A mutation detection means for detecting a mutation relative to a reference position of the diaphragm;
A displacement restraining means for applying a displacement restraining force to the diaphragm so as to reduce the displacement of the diaphragm;
Viscosity calculation means for calculating the viscosity of the liquid from the displacement suppression force value by the displacement suppression means;
Has been invented, and the apparatus is capable of suppressing tailing of the viscosity signal and detecting a highly accurate change in viscosity at a small flow rate (Japanese Patent Application No. 2007-310186).

しかしながら、前記装置において、ダイアフラムは従来技術と同じ軟磁性材料で作られている。そのため、ダイヤフラムの変位を抑えるためにコイルに変位抑制電流である直流電流を加えたとき、ダイヤフラムに働く力は引力のみであり、斥力を加えることができなかった。また、力の大きさが電流の二乗に比例するため、フィードバックゲイン(差圧に対する位相検出器のゲイン、電流を流すためのアンプのゲイン、電流を流した時にダイヤフラムに加わる磁気圧力をすべて掛け合わした値)が差圧入力に比例し、差圧が小さい時にはフィードバックを良好にかけることができなかった。また、フィードバックゲインが差圧入力に比例するため、差圧とフィードバック磁気圧力との誤差の量が差圧の値の平方根に比例する値になる。よって、差圧に比例する信号を得るためには、二乗回路あるいはデジタル演算器を用いて差圧信号を求める必要があった。   However, in the device, the diaphragm is made of the same soft magnetic material as in the prior art. Therefore, when a direct current, which is a displacement suppression current, is applied to the coil to suppress the displacement of the diaphragm, the force acting on the diaphragm is only an attractive force, and a repulsive force cannot be applied. In addition, since the magnitude of the force is proportional to the square of the current, the feedback gain (the phase detector gain with respect to the differential pressure, the gain of the amplifier for passing the current, and the magnetic pressure applied to the diaphragm when the current is passed are all multiplied. Value) was proportional to the differential pressure input, and when the differential pressure was small, feedback could not be satisfactorily applied. Further, since the feedback gain is proportional to the differential pressure input, the amount of error between the differential pressure and the feedback magnetic pressure becomes a value proportional to the square root of the differential pressure value. Therefore, in order to obtain a signal proportional to the differential pressure, it is necessary to obtain the differential pressure signal using a square circuit or a digital arithmetic unit.

本発明の課題は、液体クロマトグラフを少ない流量で実施する場合においても、粘度計の応答性をさらに改善することにある。   An object of the present invention is to further improve the responsiveness of a viscometer even when a liquid chromatograph is carried out at a small flow rate.

上記課題を鑑みてなされた本発明は、以下の発明を包含する:
第一の発明は、磁性体を含むダイアフラムと、
前記ダイアフラムの両側に配置されたコイルと、
前記ダイアフラムが前記コイルに近接及び/または離間したかを磁気的に検出する変異検出手段と、
前記ダイアフラムの変位に応じて前記コイルのいずれかに変位抑制電流を印加する変位抑制手段とを、
備えた圧力トランスデューサであって、
前記ダイアフラムの一部が硬磁性材料からなることを特徴とする、前記圧力トランスデューサである。
The present invention made in view of the above problems includes the following inventions:
A first invention is a diaphragm including a magnetic material;
Coils disposed on both sides of the diaphragm;
Mutation detection means for magnetically detecting whether the diaphragm is close to and / or away from the coil;
A displacement suppression means for applying a displacement suppression current to any of the coils according to the displacement of the diaphragm;
A pressure transducer comprising:
The pressure transducer according to claim 1, wherein a part of the diaphragm is made of a hard magnetic material.

第二の発明は、前記コイルが前記ダイアフラムの両側に配置されたコアに巻かれていることを特徴とする、第一の発明に記載の圧力トランスデューサである。   A second invention is the pressure transducer according to the first invention, wherein the coil is wound around a core disposed on both sides of the diaphragm.

第三の発明は、第一または第二の発明に記載の圧力トランスデューサのうち、前記ダイアフラムが少なくとも、
硬磁性材料からなる平面板を、2枚の軟磁性材料からなる薄板で挟んだ構造をした円盤部分、
前記円盤部分を取り囲むひだ部、
前記ひだ部の外側にある固定部分、
からなることを特徴とする、前記圧力トランスデューサである。
A third invention is the pressure transducer according to the first or second invention, wherein the diaphragm is at least
A disk part having a structure in which a flat plate made of hard magnetic material is sandwiched between two thin plates made of soft magnetic material,
Pleats surrounding the disk portion,
A fixed part on the outside of the pleat part,
The pressure transducer is characterized by comprising:

第四の発明は、前記ダイアフラムの近接及び/または離間を検出するためのコイルと、前記変位抑制電流を印加するコイルが同一のコイルであることを特徴とする、第一から第三の発明に記載の圧力トランスデューサである。   According to a fourth aspect of the present invention, the coil for detecting the proximity and / or separation of the diaphragm and the coil for applying the displacement suppression current are the same coil. A pressure transducer as described.

第五の発明は、前記ダイアフラムの近接及び/または離間を検出するためのコイルと、前記変位抑制電流を印加するコイルが異なるコイルであることを特徴とする、第一から第三の発明に記載の圧力トランスデューサである。   According to a fifth aspect, in the first to third aspects, the coil for detecting the proximity and / or separation of the diaphragm is different from the coil to which the displacement suppression current is applied. Pressure transducer.

第六の発明は、第一から第五の発明に記載の圧力トランスデューサを含んだ液体クロマトグラフ用粘度計である。   A sixth invention is a viscometer for liquid chromatography including the pressure transducer described in the first to fifth inventions.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の圧力トランスデューサにおけるダイアフラムは、円盤部分、前記円盤部分を取り囲むひだ部、前記ひだ部の外側にある固定部分から構成され、前記円盤部分の少なくとも一部が硬磁性材料からなっている。前記円盤部分における硬磁性材料からなる領域は、前記円盤部分のうち少なくとも中心を含んでいればよいが、前記ダイアフラムに対して、垂直にかつ近接して配置される、変位抑制電流(直流電流)を流すためのコイルを収納するE型コアの中心コアの外径より大きく、前記E型コアの外側コアの内径より小さい領域が好ましい。硬磁性材料としては、ハードフェライト、アルニコ(AlNiCo)、SmCo、NdFeB、PrCo、PtFeといった永久磁石に使われる材料を例示することができる。特にSmCoやNdFeBといった希土類磁石は、飽和磁束密度が高く、抗磁力も強いことから、薄くても大きな磁束を発生できる点で、本発明で使用するダイアフラムにおける好ましい硬磁性材料といえる。また、測定する差圧が小さい時は、大きな磁力を発生させる必要がないので、前述した材料の他に、フェライト系ステンレス(例えばSUS430)、マルテンサイト系ステンレス(例えばSUS410)といった磁性ステンレスを硬磁性材料として使用してもよい。   The diaphragm in the pressure transducer according to the present invention includes a disk part, a pleat part surrounding the disk part, and a fixed part outside the pleat part, and at least a part of the disk part is made of a hard magnetic material. The region made of a hard magnetic material in the disk portion only needs to include at least the center of the disk portion, but the displacement suppression current (DC current) is arranged perpendicularly to and in close proximity to the diaphragm. A region that is larger than the outer diameter of the central core of the E-type core that houses the coil for flowing the gas and smaller than the inner diameter of the outer core of the E-type core is preferable. Examples of the hard magnetic material include materials used for permanent magnets such as hard ferrite, AlNiCo, SmCo, NdFeB, PrCo, and PtFe. In particular, rare earth magnets such as SmCo and NdFeB have a high saturation magnetic flux density and a strong coercive force. Therefore, they can be said to be a preferable hard magnetic material in the diaphragm used in the present invention in that they can generate a large magnetic flux even if they are thin. In addition, when the differential pressure to be measured is small, it is not necessary to generate a large magnetic force. Therefore, in addition to the materials described above, magnetic stainless steel such as ferritic stainless steel (for example, SUS430) and martensitic stainless steel (for example, SUS410) is made hard magnetic. It may be used as a material.

本発明の圧力トランスデューサにおけるダイアフラム(60)の一態様として、図3(A)に示す、前記円盤部分(61)が硬磁性材料(100)からなる平面板を軟磁性材料からなる2枚の薄板(111、112)で挟んだ構造からなるダイアフラム、及び図3(B)に示す、前記円盤部分(61)が、硬磁性材料(100)からなる中心部と軟磁性材料(113)からなる周辺部とで構成される平面板を、非磁性材料からなる2枚の薄板(116、117)で挟んだ構造からなるダイアフラムを例示できる。前記軟磁性材料からなる薄板(111、112)及び周辺部(113)の材料としては、飽和磁束密度が前記硬磁性材料で作られた永久磁石の外部磁束密度より大きい材料が好ましく、耐食性を考慮すると電磁ステンレス(例えばK−M31(東北特殊鋼社製))といった軟磁性ステンレスが特に好ましい。なお、前記薄板(111、112)の材料として電磁鋼板といった耐食性が不足している材料を用いるときは、前記材料の表面を、金といった耐食性の高い金属でめっきをする、塗装をする、またはフッ素系樹脂等でコーティングすることにより、耐食性を向上させることで、前記薄板の材料として用いることができる。前記非磁性材料からなる薄板(116、117)の材料としては、バネ性と耐蝕性に優れた非磁性ステンレスを用いることができる。非磁性ステンレスとしては、バネ用ステンレス(例えば、SUS301、SUS304、SUS304L)や耐久性が高いオーステナイト系ステンレス(例えば、SUS316)を例示できる。図3(A)及び(B)において、前記平面板を前記2枚の薄板で挟む際は、高いライン圧に耐えるため、前記平面板と前記薄板とは密着して挟むのが好ましい。なお、前記平面板を挟む際に中空部分(120)が生じる場合は、磁性を持たない材料(例えば、磁性を持たない樹脂、接着剤あるいは非磁性ステンレス)で前記中空部分(120)を埋めればよい。   As one mode of the diaphragm (60) in the pressure transducer of the present invention, a flat plate in which the disk portion (61) is made of a hard magnetic material (100) shown in FIG. A diaphragm having a structure sandwiched between (111, 112) and the disk portion (61) shown in FIG. 3 (B) has a central portion made of a hard magnetic material (100) and a periphery made of a soft magnetic material (113). The diaphragm which consists of a structure which pinched | interposed the plane board comprised by a part with the two thin plates (116, 117) which consist of nonmagnetic materials can be illustrated. The material of the thin plates (111, 112) and the peripheral portion (113) made of the soft magnetic material is preferably a material having a saturation magnetic flux density larger than the external magnetic flux density of a permanent magnet made of the hard magnetic material, and considering corrosion resistance. Then, soft magnetic stainless steel such as electromagnetic stainless steel (for example, K-M31 (made by Tohoku Special Steel Co., Ltd.)) is particularly preferable. In addition, when using a material with insufficient corrosion resistance such as a magnetic steel sheet as the material of the thin plate (111, 112), the surface of the material is plated with a metal having high corrosion resistance such as gold, painted, or fluorine. It can be used as the material of the thin plate by improving the corrosion resistance by coating with a resin or the like. As the material of the thin plates (116, 117) made of the nonmagnetic material, nonmagnetic stainless steel having excellent spring properties and corrosion resistance can be used. Examples of the nonmagnetic stainless steel include spring stainless steel (for example, SUS301, SUS304, SUS304L) and a highly durable austenitic stainless steel (for example, SUS316). In FIGS. 3A and 3B, when the flat plate is sandwiched between the two thin plates, the flat plate and the thin plate are preferably in close contact with each other in order to withstand high line pressure. In addition, when a hollow part (120) is generated when the flat plate is sandwiched, the hollow part (120) is filled with a non-magnetic material (for example, non-magnetic resin, adhesive, or nonmagnetic stainless steel). Good.

本発明の圧力トランスデューサにおけるダイアフラム(60)の別の態様として、図3(A)及び(B)において、硬磁性材料(100)からなる平面板(図4(A))、または硬磁性材料(100)からなる中心部と軟磁性材料(113)からなる周辺部とで構成される平面板(図4(B))を2枚の軟磁性材料で挟む、または軟磁性材料で覆い、さらに、非磁性材料からなる2枚の薄板(116、117)で挟んだ構造からなるダイアフラムをあげることができる(図4(A)及び(B))。
図3(B)、図4(A)及び図4(B)に示すダイアフラムは、軟磁性を付与するために使われる軟磁性材料とバネ性と耐食性を付与するに使われる非磁性材料を独立に最適化することができるので、材料選択の自由度が図3(A)に示すダイアフラムより向上する。
As another embodiment of the diaphragm (60) in the pressure transducer of the present invention, in FIGS. 3 (A) and (B), a flat plate (FIG. 4 (A)) made of a hard magnetic material (100), or a hard magnetic material ( 100) and a flat plate (FIG. 4B) composed of a peripheral portion made of a soft magnetic material (113) is sandwiched between two soft magnetic materials or covered with a soft magnetic material, A diaphragm having a structure sandwiched between two thin plates (116, 117) made of a non-magnetic material can be given (FIGS. 4A and 4B).
The diaphragm shown in FIGS. 3B, 4A and 4B is independent of the soft magnetic material used to impart soft magnetism and the nonmagnetic material used to impart springiness and corrosion resistance. Therefore, the degree of freedom in material selection is improved as compared with the diaphragm shown in FIG.

本発明の圧力トランスデューサにおける直流電流発生源としては、特に限定されないものの、入力信号に比例してコイルに流す電流を設定可能な回路または装置が好ましく、電圧増幅回路の出力に直列抵抗を接続した回路、入力電圧に比例して出力電流を規定可能な電流出力増幅回路、外部信号で出力電圧や出力電流を制御可能な定電圧電源及び定電流電源、を例示できる。また、フィードバックの動作点にオフセットを設定し、引力または斥力のどちらか一方の力を与えればよい場合には、単一方向の電圧または電流を発生させる発生源を用いることができるが、通常は、入力信号の極性に応じて、出力電圧または電流が、正の値と負の値の両方を取り得るものが、オフセットを設定せずにフィードバックをかけることが可能なため、より好ましい。なお、本発明において直流電流とは、常に一定の電流という意味ではなく、リラクタンスを測定するために使われる数KHz程度の交流電流に対して一定の電流であるという意味であり、差圧の変化に応答して電流が流れる向きや電流の大きさは変化する。   Although the DC current generation source in the pressure transducer of the present invention is not particularly limited, a circuit or device capable of setting a current flowing through the coil in proportion to the input signal is preferable, and a circuit in which a series resistor is connected to the output of the voltage amplification circuit A current output amplifier circuit that can regulate the output current in proportion to the input voltage, a constant voltage power source and a constant current power source that can control the output voltage and output current with an external signal can be exemplified. In addition, when an offset is set at the feedback operating point and only one of attractive force and repulsive force should be applied, a source that generates a voltage or current in a single direction can be used. It is more preferable that the output voltage or current can take both a positive value and a negative value depending on the polarity of the input signal because feedback can be applied without setting an offset. In the present invention, the direct current does not always mean a constant current, but means a constant current with respect to an alternating current of about several KHz used for measuring reluctance, and a change in differential pressure. In response to this, the direction of current flow and the magnitude of the current change.

本発明の圧力トランスデューサにおける直流電流を流すコイルは、差圧を検出するための交流電流と同じコイルであってもよいし、前記コイルとは別のコイルを新たに用意しても良い。同じコイルに直流電流と交流電流を流す場合には、相互にカップリングしないよう、コンデンサまたはチョークコイルで直流成分と交流成分とを分離するのが好ましい。なお、直流電流を流すコイルはダイヤフラムの片側のみに設置してもよいし、両側に設置してもよい。前者の場合は、電流を流す向きによって、コイルとダイヤフラムの間に引力または斥力が働く。後者の場合は、電流の向きを逆に流すことによって、一方のコイルとダイヤフラムの間に引力が働き、他方のコイルとダイヤフラムの間には斥力が働く。逆に、一方のコイルとダイヤフラムの間に斥力が働いたときは、他方のコイルとダイヤフラムの間には引力が働く。さらに、前記直流電流を流すコイルは、本発明の圧力トランスデューサの内側に組み込むこともでき、前記構成をとることで、小さい電流であっても前記トランスデューサに力を発生させることができる。なお、前記トランスデューサの外側からダイヤフラムに磁力を加える場合はダイヤフラムとの距離が長くなるため、より強い磁場を発生する必要があるが、大きな電磁石を用いることで前記問題を解決することができる。また、前記トランスデューサの外側に前記直流電流を流すコイルを設置した場合は、電流を流すことによる発熱が圧力トランスデューサに直接伝わることがないという利点を有する。上記したいずれの場合にも、電流の大きさと前記トランスデューサに加わる力はほぼ比例する。   The coil through which a direct current flows in the pressure transducer of the present invention may be the same coil as the alternating current for detecting the differential pressure, or a coil different from the coil may be newly prepared. When direct current and alternating current are passed through the same coil, it is preferable to separate the direct current component and the alternating current component with a capacitor or choke coil so as not to couple each other. In addition, the coil which sends a direct current may be installed only in the one side of a diaphragm, and may be installed in both sides. In the former case, an attractive force or a repulsive force acts between the coil and the diaphragm depending on the direction in which the current flows. In the latter case, an attractive force acts between one coil and the diaphragm and a repulsive force acts between the other coil and the diaphragm by flowing the current in the reverse direction. Conversely, when a repulsive force acts between one coil and the diaphragm, an attractive force acts between the other coil and the diaphragm. Furthermore, the coil for passing the direct current can be incorporated inside the pressure transducer of the present invention, and by adopting the configuration, the transducer can generate a force even with a small current. Note that when a magnetic force is applied to the diaphragm from the outside of the transducer, the distance from the diaphragm becomes long, so that a stronger magnetic field needs to be generated. However, the problem can be solved by using a large electromagnet. Further, when the coil for passing the direct current is installed outside the transducer, there is an advantage that heat generated by passing the current is not directly transmitted to the pressure transducer. In any of the above cases, the magnitude of the current and the force applied to the transducer are substantially proportional.

従来の軟磁性材料からなるダイヤフラムでは、コイルに電流を流すことによってダイヤフラムに力を与えることができたが、力は常に引力で、電流のほぼ二乗に比例する強さであった。すなわち、斥力を与えることができなかったので、ダイヤフラムの両側に直流電流を流すコイルを設置する必要があり、力の向きが変わるところで、直流電流を流すコイルを切り替える必要があった。また、力が電流のほぼ二乗に比例するので、フィードバックのゲインが差圧入力に比例することになり、差圧が小さいところではダイヤフラムの変位を抑えることができなかった。また、電流がゼロに近いところでは、ノイズが存在すると絶えず直流電流を流すコイルが切り換わった。本発明の圧力トランスデューサを用いれば、力が電流に対して直線的に変化するため、一定のフィードバックのゲインを得ることができる。また、一つのコイルに流れる電流が負から正へ、正から負へ連続的に変化するため、ゼロ付近であってもフィードバックを良好にかけることができる。   In a conventional diaphragm made of a soft magnetic material, a force could be applied to the diaphragm by passing an electric current through the coil. However, the force was always an attractive force, which was a strength proportional to almost the square of the current. In other words, since no repulsive force could be applied, it was necessary to install a coil for passing a direct current on both sides of the diaphragm, and it was necessary to switch the coil for passing a direct current when the direction of the force changed. Further, since the force is approximately proportional to the square of the current, the feedback gain is proportional to the differential pressure input, and the displacement of the diaphragm cannot be suppressed where the differential pressure is small. In addition, when the current was close to zero, the coil that constantly passed a direct current switched when noise was present. If the pressure transducer of the present invention is used, the force changes linearly with respect to the current, so that a constant feedback gain can be obtained. Further, since the current flowing through one coil continuously changes from negative to positive and from positive to negative, feedback can be satisfactorily applied even near zero.

本発明のトランスデューサを含んだ粘度計の一態様として、図1に示す粘度計をあげることができる。粘度計(10)は、4本の細管(21、22、23、24)を備え、細管21及び23の細管、22及び24の細管は、それぞれ流入路及び流出路に対して直列に接続されている。なお、細管22と細管24との間には、希釈管または遅延管よりなる粘度調整管(40)が配置されている。ここで、希釈管としては、十分大きな内容量を有し、攪拌子で内部液体が攪拌される中空円筒管が用いられ、遅延管としては粒径が数百μmのガラスビーズなどを充填した円筒管(カラム)が多く用いられる。そして、細管21より細管23までの流路の中点31と、細管22より細管24までの流路の中点32との間にはブリッジが形成され、前記ブリッジの中点には本発明の圧力トランスデューサ(50)が配置されている。粘度調整管(40)内の液体部分の体積は、分析対象物を溶出するために必要な溶離液(キャリア液)の体積と比較して大きくなるように選択する。なお、粘度調整管(40)の圧損が無視できない場合は、粘度調整管(40)から細管24の圧損と、細管23の圧損とが等しくなるように調整する。このような粘度調整管(40)により、細管22を経由して流入する試料液は検出期間中細管24には流入せず、基準粘度流体(通常キャリア液)が細管24に流入する、または試料液が十分に希釈されキャリア液と同程度の粘度に調整されて細管24に流入する。   As an embodiment of the viscometer including the transducer of the present invention, the viscometer shown in FIG. 1 can be given. The viscometer (10) includes four capillaries (21, 22, 23, 24). The capillaries of capillaries 21 and 23, and the capillaries of 22 and 24 are connected in series to the inflow path and the outflow path, respectively. ing. A viscosity adjusting tube (40) made of a dilution tube or a delay tube is disposed between the thin tube 22 and the thin tube 24. Here, as the dilution tube, a hollow cylindrical tube having a sufficiently large internal volume and in which the internal liquid is stirred with a stirrer is used, and as the delay tube, a cylinder filled with glass beads having a particle size of several hundreds μm, etc. Many tubes (columns) are used. A bridge is formed between the midpoint 31 of the flow path from the thin tube 21 to the thin tube 23 and the midpoint 32 of the flow path from the thin tube 22 to the thin tube 24. The bridge has a midpoint of the present invention. A pressure transducer (50) is arranged. The volume of the liquid part in the viscosity adjusting tube (40) is selected so as to be larger than the volume of the eluent (carrier liquid) necessary for eluting the analyte. When the pressure loss of the viscosity adjusting tube (40) is not negligible, the pressure adjusting tube (40) is adjusted so that the pressure loss of the thin tube 24 and the pressure loss of the thin tube 23 are equal. With such a viscosity adjusting tube (40), the sample liquid flowing in through the thin tube 22 does not flow into the thin tube 24 during the detection period, and the reference viscosity fluid (usually the carrier liquid) flows into the thin tube 24, or the sample The liquid is sufficiently diluted and adjusted to have the same viscosity as that of the carrier liquid and flows into the thin tube 24.

試料液を流入路Aから流すと、キャリア液に溶解した高分子物質が中点(31、32)に達するまでは、細管21及び22の圧損が等しく変化し、一方細管23及び24の圧損も等しいため、中点(31、32)の間に圧力差は生じない。しかし前記高分子物質が中点(31、32)を通過すると、区間Bでは前記高分子物質に由来する粘度によって細管23の圧損が変化するのに対し、区間Cでは前記高分子物質が粘度調整管(40)に滞留し、細管24に達するまでは圧損を生じないため、中点(31、32)間に差圧が生じる。   When the sample liquid is flowed from the inflow path A, the pressure loss of the thin tubes 21 and 22 changes equally until the polymer substance dissolved in the carrier liquid reaches the midpoint (31, 32), while the pressure loss of the thin tubes 23 and 24 also changes. Since they are equal, there is no pressure difference between the midpoints (31, 32). However, when the polymer material passes through the midpoints (31, 32), in section B, the pressure loss of the capillary tube 23 changes due to the viscosity derived from the polymer material, whereas in section C, the polymer material adjusts the viscosity. Since pressure loss does not occur until it stays in the tube (40) and reaches the thin tube 24, a differential pressure is generated between the midpoints (31, 32).

そして、圧力トランスデューサ(50)により、ダイアフラム(60)変位検出に基づき、当該変位を抑制するように変位抑制手段(70)がダイアフラム(60)に抑制力を印加し、その抑制力値に基づき粘度演算手段(80)が当該時点の粘度を出力する。   Then, based on the displacement detection of the diaphragm (60) by the pressure transducer (50), the displacement suppression means (70) applies a suppression force to the diaphragm (60) so as to suppress the displacement, and the viscosity is determined based on the suppression force value. The computing means (80) outputs the viscosity at that time.

本発明の圧力トランスデューサは、ダイアフラムの一部が硬磁性材料からなることを特徴としている。本発明の圧力トランスデューサは、ダイヤフラムに加わる磁気力と、加えた直流電流の大きさが符合も含めて比例する。そのため、微弱な差圧から大きな差圧までフィードバックが良好に効くようになり、差圧と出力信号の直線性も改善する。さらに、従来技術では、差圧がゼロの値に近い時に、電流が流れるコイルが切り換わるため、信号が不正確になったり、直流電流を流すコイルが1個だけの場合はフィードバック系のオフセットが必要であったが、本発明の圧力トランスデューサを使うことより前記問題は解消され、より精密に差圧を測定することができるようになった。   The pressure transducer of the present invention is characterized in that a part of the diaphragm is made of a hard magnetic material. In the pressure transducer of the present invention, the magnetic force applied to the diaphragm is proportional to the magnitude of the applied direct current including the sign. As a result, feedback is effective from a weak differential pressure to a large differential pressure, and the linearity between the differential pressure and the output signal is improved. Furthermore, in the prior art, when the differential pressure is close to zero, the coil through which the current flows is switched. Therefore, when the signal becomes inaccurate or there is only one coil through which the direct current flows, the feedback system offset is Although necessary, the above-mentioned problem was solved by using the pressure transducer of the present invention, and the differential pressure can be measured more precisely.

本発明の圧力トランスデューサを用いてダイヤフラムの変位を抑えるようにフィードバックをかけることにより、内径が0.1mm前後と従来よりも細い細管を用いた粘度計、及び/または感度が高く変位しやすいダイヤフラムを用いた粘度計であっても、粘度信号がテーリングすることなく、対称性のよい信号を得ることができる。そのため、本発明の圧力トランスデューサを含んだ粘度計は、少ない流量を流すセミマイクロ液体クロマトグラフ用の粘度計として特に好ましい。   By applying feedback to suppress the displacement of the diaphragm using the pressure transducer of the present invention, a viscometer using an inner diameter of about 0.1 mm and a narrower tube than the conventional one and / or a diaphragm with high sensitivity and easy displacement. Even with the viscometer used, a highly symmetrical signal can be obtained without tailing the viscosity signal. Therefore, the viscometer including the pressure transducer of the present invention is particularly preferable as a viscometer for a semi-micro liquid chromatograph in which a small flow rate is passed.

以下実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 本発明のトランスデューサ(その1)
本発明のトランスデューサ(50)の一態様を図5に示す。Eコア(91、92)はソフトフェライトで作られ、中心コアの外径が8.0mm、外側コアの内径が15mmである。ダイヤフラム(60)の円盤部分(61)は、中心にNdFeB磁石からなる、厚さ0.8mm、直径12mmの平面板(100)を有し、前記平面板を軟磁性ステンレス製薄板(111、112)で挟んでいる。前記2枚のステンレス板(111、112)の間隔は、中心から直径19mmまでは一定で、その外側で張り合わせる。前記平面板(100)との隙間(120)は、高いライン圧に耐えられるよう、磁性を持たない材料、例えば樹脂や非磁性ステンレスで埋められている。左右のEコア(91、92)には、それぞれ図示されていないボビンにコイル(93、94)が巻かれ、直流と交流を重畳して流す。ここで、直流回路と交流回路がカップリングしないように、適宜、チョークコイルやコンデンサを用いて分離する。なお、直流供給源に対してそれぞれのコイルを直列に接続してもよいし、並列に接続してもよい。また、正負の直流供給源を使って、二つのコイルに直流電流を流しても良い。いずれの場合も、二つのコイルが作る磁場の極がNNまたはSSのように向き合うように電流を流す。
Example 1 Transducer of the Present Invention (Part 1)
One embodiment of the transducer (50) of the present invention is shown in FIG. The E core (91, 92) is made of soft ferrite, the outer diameter of the central core is 8.0 mm, and the inner diameter of the outer core is 15 mm. The disk portion (61) of the diaphragm (60) has a flat plate (100) having a thickness of 0.8 mm and a diameter of 12 mm made of an NdFeB magnet at the center, and the flat plate is made of soft magnetic stainless steel thin plates (111, 112). ). The distance between the two stainless steel plates (111, 112) is constant from the center to a diameter of 19 mm, and is bonded to the outside. The gap (120) with the flat plate (100) is filled with a non-magnetic material such as resin or non-magnetic stainless steel so as to withstand high line pressure. Coils (93, 94) are wound around bobbins (not shown) on the left and right E cores (91, 92), respectively, and direct current and alternating current are superimposed and flowed. Here, the choke coil and the capacitor are appropriately separated so that the DC circuit and the AC circuit are not coupled. Each coil may be connected in series to the DC supply source or may be connected in parallel. Moreover, you may send a direct current to two coils using a positive / negative direct current supply source. In either case, a current is passed so that the magnetic poles created by the two coils face each other like NN or SS.

ダイヤフラム(60)が変位すると、リラクタンス検出用コイル(93、94)の電気特性に差が生じるので、トランスの中点(161)とコイルの中点(162)との間の電圧を位相増幅することによって誤差信号を取り出すことができる。誤差信号はさらに直流供給源などで増幅して、電流を誤差信号を小さくする方向にコイルに流す。粘度信号は、図6のように電流供給源の出力から電圧あるいは電流を取り出してもよいし、図7のように位相増幅回路の出力電圧を取り出して増幅してもよい。   When the diaphragm (60) is displaced, a difference occurs in the electrical characteristics of the reluctance detection coils (93, 94), so that the voltage between the transformer midpoint (161) and the coil midpoint (162) is phase amplified. Thus, an error signal can be taken out. The error signal is further amplified by a DC supply source or the like, and a current is passed through the coil in a direction to reduce the error signal. As for the viscosity signal, the voltage or current may be extracted from the output of the current supply source as shown in FIG. 6, or the output voltage of the phase amplification circuit may be extracted as shown in FIG.

実施例2 本発明のトランスデューサ(その2)
本発明のトランスデューサ(50)の別の態様を図8に示す。Eコア(91、92)、ダイヤフラム(60)は実施例1と同じである。左右のEコア(91、92)には、それぞれ図示されていないボビンに2組のコイル(93、94、95、96)が巻かれ、1組のコイル(93、94)にはリラクタンスの検出用に交流電流を流し、もう1組のコイル(95、96)には直流電流を流す。なお、直流供給源に対してそれぞれのコイルを直列に接続(図9)してもよいし、並列に接続(図10)してもよい。また、正負の直流供給源を使って、二つのコイルに直流電流を流してもよい。いずれの場合も、二つのコイルが作る磁場の極がNNあるいはSSのように向き合うように電流を流せばよい。
Example 2 Transducer of the Present Invention (Part 2)
Another embodiment of the transducer (50) of the present invention is shown in FIG. The E core (91, 92) and the diaphragm (60) are the same as in the first embodiment. Two sets of coils (93, 94, 95, 96) are wound around bobbins (not shown) on the left and right E cores (91, 92), respectively, and reluctance detection is performed on one set of coils (93, 94). For this purpose, an alternating current is applied, and a direct current is applied to the other set of coils (95, 96). Each coil may be connected in series (FIG. 9) or connected in parallel (FIG. 10) to the DC supply source. Moreover, you may send a direct current to two coils using a positive / negative direct current supply source. In either case, the current may be passed so that the magnetic poles formed by the two coils face each other like NN or SS.

ダイヤフラム(60)が変位すると、リラクタンス検出用コイル(95、96)の電気特性に差が生じるので、トランスの中点(161)とコイルの中点(162)との間の電圧を位相増幅することによって誤差信号を取り出すことができる。誤差信号はさらに直流供給源などで増幅して、電流を誤差信号を小さくする方向にコイルに流す。粘度信号は実施例1と同様、位相増幅回路の出力電圧を取り出して増幅してよいし、電流供給源の出力から電圧あるいは電流を取り出してもよい。   When the diaphragm (60) is displaced, a difference occurs in the electrical characteristics of the reluctance detection coils (95, 96), so that the voltage between the transformer midpoint (161) and the coil midpoint (162) is phase-amplified. Thus, an error signal can be taken out. The error signal is further amplified by a DC supply source or the like, and a current is passed through the coil in a direction to reduce the error signal. As in the first embodiment, the viscosity signal may be amplified by extracting the output voltage of the phase amplification circuit, or the voltage or current may be extracted from the output of the current supply source.

実施例3 本発明の粘度計(その1)
実施例1に記載のトランスデューサを搭載した本発明の粘度計を液体クロマトグラフに適用した例を以下に示す。
Example 3 Viscometer of the present invention (Part 1)
An example in which the viscometer of the present invention equipped with the transducer described in Example 1 is applied to a liquid chromatograph is shown below.

本発明を適用する、液体クロマトグラフ装置(180)の概略構成を図11に示す。図
11のクロマトグラフ装置(180)は、分析カラム(181)及び当該カラム(181)の下流側に配置された検出器(182)、分析カラム(181)に溶離液(キャリア液)(183)を供給するポンプ(184)、分析カラム(181)の上流側に試料を注入可能なインジェクションバルブ(185)を備える。そして、本発明の粘度計(10)を分析カラム(181)と検出器(182)との間に設置している。
A schematic configuration of a liquid chromatograph apparatus (180) to which the present invention is applied is shown in FIG. 11 includes an analysis column (181), a detector (182) arranged on the downstream side of the column (181), and an eluent (carrier liquid) (183) in the analysis column (181). And a pump (184) for supplying the sample and an injection valve (185) capable of injecting a sample upstream of the analytical column (181). And the viscometer (10) of this invention is installed between the analysis column (181) and the detector (182).

粘度計(10)は、圧力トランスデューサ(50)が実施例1の構成をとっているほかは、図1と同様の構成をとっている。細管の中点(31、32)の間に差圧が生じた場合、差圧によってダイヤフラム(60)が変位しようとするが、変位を抑える方向にも磁気力が働くのでダイヤフラム(60)の変位が抑えられる。フィードバックゲインが100になるようにフィードバック系のゲインを設定すると、ダイヤフラムの変位量が1/100に抑えられ、その結果、液体クロマトグラフィーにおけるピークのテーリングが小さく抑えられる。   The viscometer (10) has the same configuration as that of FIG. 1 except that the pressure transducer (50) has the configuration of the first embodiment. When a differential pressure is generated between the midpoints (31, 32) of the narrow tube, the diaphragm (60) tries to displace due to the differential pressure, but the magnetic force also acts in the direction to suppress the displacement, so the displacement of the diaphragm (60) Is suppressed. When the gain of the feedback system is set so that the feedback gain becomes 100, the displacement amount of the diaphragm is suppressed to 1/100, and as a result, the peak tailing in the liquid chromatography is suppressed to be small.

実施例4 本発明の粘度計(その2)
実施例2に記載のトランスデューサを搭載した本発明の粘度計を液体クロマトグラフに適用した例を以下に示す。
Example 4 Viscometer of the Present Invention (Part 2)
An example in which the viscometer of the present invention equipped with the transducer described in Example 2 is applied to a liquid chromatograph is shown below.

本発明を適用する、液体クロマトグラフ装置の概略構成(180)を図11に示す。また、粘度計(10)は、圧力トランスデューサ(50)が実施例2の構成をとっているほかは図1と同様の構成をとっている。直流電流を流すコイルを交流電流を流すコイルと別々に設けたが、実施例3と同様、液体クロマトグラフィーにおけるピークのテーリングが小さく抑えられる。
FIG. 11 shows a schematic configuration (180) of a liquid chromatograph apparatus to which the present invention is applied. The viscometer (10) has the same configuration as that of FIG. 1 except that the pressure transducer (50) has the configuration of the second embodiment. Although the coil for supplying the direct current is provided separately from the coil for supplying the alternating current, the tailing of the peak in the liquid chromatography can be kept small as in the third embodiment.

サイズ排除クロマトグラフィーにおいて、粘度計の出力は濃度と分子の流体力学的サイズに依存する。一方、紫外吸収検出器及び示差屈折率検出器では濃度に比例する。また、本発明を用いることで、溶離液流量が少ない条件で実施する液体クロマトグラフィーであってもピークのテーリングを生じない。したがって、粘度計と、紫外吸収検出器または示差屈折率検出器とを組合わせることによって、微量な分析対象物のサイズに関する情報を抽出することができ、またサイズの情報から分子量、分子の形状や硬さ等に関する情報を得ることができる。
In size exclusion chromatography, the output of the viscometer depends on the concentration and the hydrodynamic size of the molecule. On the other hand, the ultraviolet absorption detector and the differential refractive index detector are proportional to the concentration. In addition, by using the present invention, peak tailing does not occur even in liquid chromatography performed under conditions where the flow rate of the eluent is low. Therefore, by combining a viscometer with an ultraviolet absorption detector or a differential refractive index detector, it is possible to extract a small amount of information on the size of the analyte, and from the size information, the molecular weight, the shape of the molecule, Information on hardness and the like can be obtained.

本発明に係る粘度計の構成図。The block diagram of the viscometer which concerns on this invention. 従来技術における圧力トランスデューサの構成図。The block diagram of the pressure transducer in a prior art. 本発明の圧力トランスデューサに用いるダイアフラム。The diaphragm used for the pressure transducer of the present invention. 本発明の圧力トランスデューサに用いるダイアフラム。The diaphragm used for the pressure transducer of the present invention. 本発明の圧力トランスデューサの構成図。The block diagram of the pressure transducer of this invention. 本発明の圧力トランスデューサの回路図。The circuit diagram of the pressure transducer of the present invention. 本発明の圧力トランスデューサの回路図。The circuit diagram of the pressure transducer of the present invention. 本発明の圧力トランスデューサの構成図。The block diagram of the pressure transducer of this invention. 本発明の圧力トランスデューサの回路図。The circuit diagram of the pressure transducer of the present invention. 本発明の圧力トランスデューサの回路図。The circuit diagram of the pressure transducer of the present invention. 本発明に係る粘度計を適用した液体クロマトグラフ装置の構成図。The block diagram of the liquid chromatograph apparatus to which the viscometer which concerns on this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

10:粘度計
21、22、23、24:細管
31、32:各ブリッジの中点
40:粘度調整管
50:圧力トランスデューサ
60:ダイアフラム
61:ダイアフラムの円盤部分
62:ダイアフラムのひだ部分
70:変位抑制手段
80:粘度計算手段
91、92:Eコア
93、94、95、96:コイル
97、98:チョークコイル
100:硬磁性材料
111、112、113、114、115:軟磁性材料
116、117:非磁性材料
120:中空部分
130:発振器
140:トランス
151:差増幅回路
152:位相検波回路
153:増幅回路
161、162:中点
171:リラクタンス信号
172:粘度信号
173:基準電圧
180:液体クロマトグラフ装置
181:分析カラム
182:検出器
183:溶離液(キャリア液)
184:ポンプ
185:インジェクションバルブ
10: Viscometer
21, 22, 23, 24: narrow tubes 31 and 32: midpoint 40 of each bridge: viscosity adjusting tube 50: pressure transducer 60: diaphragm 61: diaphragm disk portion 62: diaphragm fold portion 70: displacement suppressing means 80: viscosity Calculation means 91, 92: E core 93, 94, 95, 96: Coil 97, 98: Choke coil 100: Hard magnetic material 111, 112, 113, 114, 115: Soft magnetic material 116, 117: Nonmagnetic material 120: Hollow part 130: Oscillator 140: Transformer 151: Difference amplification circuit 152: Phase detection circuit 153: Amplification circuit 161, 162: Midpoint 171: Reluctance signal 172: Viscosity signal 173: Reference voltage 180: Liquid chromatograph 181: Analysis column 182: Detector 183: Eluent (carrier liquid)
184: Pump 185: Injection valve

Claims (6)

磁性体を含むダイアフラムと、
前記ダイアフラムの両側に配置されたコイルと、
前記ダイアフラムが前記コイルに近接及び/または離間したかを磁気的に検出する変異検出手段と、
前記ダイアフラムの変位に応じて前記コイルのいずれかに変位抑制電流を印加する変位抑制手段とを、
備えた圧力トランスデューサであって、
前記ダイアフラムの一部が硬磁性材料からなることを特徴とする、前記圧力トランスデューサ。
A diaphragm including a magnetic material;
Coils disposed on both sides of the diaphragm;
Mutation detection means for magnetically detecting whether the diaphragm is close to and / or away from the coil;
A displacement suppression means for applying a displacement suppression current to any of the coils according to the displacement of the diaphragm;
A pressure transducer comprising:
The pressure transducer according to claim 1, wherein a part of the diaphragm is made of a hard magnetic material.
前記コイルが前記ダイアフラムの両側に配置されたコアに巻かれていることを特徴とする、請求項1に記載の圧力トランスデューサ。 The pressure transducer according to claim 1, wherein the coil is wound around a core disposed on both sides of the diaphragm. 請求項1または2に記載の圧力トランスデューサのうち、前記ダイアフラムが少なくとも、
硬磁性材料からなる平面板を、2枚の軟磁性材料からなる薄板で挟んだ構造をした円盤部分、
前記円盤部分を取り囲むひだ部、
前記ひだ部の外側にある固定部分、
からなることを特徴とする、前記圧力トランスデューサ。
The pressure transducer according to claim 1 or 2, wherein the diaphragm is at least
A disk part having a structure in which a flat plate made of hard magnetic material is sandwiched between two thin plates made of soft magnetic material,
Pleats surrounding the disk portion,
A fixed part on the outside of the pleat part,
The pressure transducer comprising:
前記ダイアフラムの近接及び/または離間を検出するためのコイルと、前記変位抑制電流を印加するコイルが同一のコイルであることを特徴とする、請求項1から3に記載の圧力トランスデューサ。 4. The pressure transducer according to claim 1, wherein a coil for detecting proximity and / or separation of the diaphragm and a coil to which the displacement suppression current is applied are the same coil. 5. 前記ダイアフラムの近接及び/または離間を検出するためのコイルと、前記変位抑制電流を印加するコイルが異なるコイルであることを特徴とする、請求項1から3に記載の圧力トランスデューサ。 The pressure transducer according to claim 1, wherein a coil for detecting proximity and / or separation of the diaphragm and a coil to which the displacement suppression current is applied are different coils. 請求項1から5に記載の圧力トランスデューサを含んだ液体クロマトグラフ用粘度計。 A liquid chromatograph viscometer comprising the pressure transducer according to claim 1.
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