JP2014006227A - Flow measurement instrument and flow measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流量測定装置及び流量測定方法に係り、詳しくは、フローリアクタの反応カラムに供給する液体試料の流量を正確に測定するのに適した流量測定装置及び流量測定方法に関する。 The present invention relates to a flow rate measuring device and a flow rate measuring method, and more particularly to a flow rate measuring device and a flow rate measuring method suitable for accurately measuring the flow rate of a liquid sample supplied to a reaction column of a flow reactor.
フローリアクタ(マイクロリアクタ)の反応カラムに液体試料(反応液)を供給する際には、液体試料の供給量を精密に制御する必要があるため、従来から様々な手法が提案されており、流量測定にも、圧力センサやマスフローメータ等を使用して正確な流量を測定するようにしている。また、送液用のポンプとしては、正確な流量を得ることができる高速液体クロマトグラフィー用のプランジャポンプを使用することもある(例えば、特許文献1及び2参照。)。
When supplying a liquid sample (reaction solution) to a reaction column of a flow reactor (microreactor), it is necessary to precisely control the supply amount of the liquid sample. In addition, an accurate flow rate is measured using a pressure sensor, a mass flow meter, or the like. Moreover, as a pump for liquid feeding, the plunger pump for high performance liquid chromatography which can obtain an exact flow volume may be used (for example, refer
しかし、特許文献2に記載されたように、圧力センサを用いて流量を測定する場合、フローリアクタに求められている10マイクロリットル/分(0.01ミリリットル/分)前後の流量を正確に測定するためには、他の各種センサを併用する必要があり、装置構成が大掛かりになってコストも大幅に増大するおそれがある。また、マスフローメータは、マスフローメータ自体が高価であるという問題があるだけでなく、比重が異なる液体試料を測定する場合は、各液体試料の比重に応じて測定値を補正する必要があり、複数種の液体試料を切り替えて使用するような実験には適していなかった。 However, as described in Patent Document 2, when the flow rate is measured using a pressure sensor, the flow rate around 10 microliters / minute (0.01 milliliters / minute) required for the flow reactor is accurately measured. In order to do this, it is necessary to use other various sensors in combination, and there is a possibility that the apparatus configuration becomes large and the cost is greatly increased. In addition, the mass flow meter not only has a problem that the mass flow meter itself is expensive, but when measuring liquid samples having different specific gravity, it is necessary to correct the measured value according to the specific gravity of each liquid sample. It was not suitable for experiments in which different liquid samples were used.
そこで本発明は、簡単な構造で液体試料の流量を精密に測定することができる流量測定装置及び流量測定方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a flow rate measuring apparatus and a flow rate measuring method capable of accurately measuring the flow rate of a liquid sample with a simple structure.
上記目的を達成するため、本発明の流量測定装置は、送液手段によって液体供給源から送液径路を通して送液先に送液される液体の流量を測定する流量測定装置において、前記送液手段の上流側の前記送液径路に設けられる透明管で形成した計測管と、該計測管の上流側の送液経路内にガスを注入して前記計測管の内部を流れる前記液体を下流側と上流側とに分断する大きさの気泡を発生させる気泡発生手段と、前記計測管の上流側と下流側とにそれぞれ配置されて前記計測管内を通過する前記液体の光に対する特性と前記気泡の光に対する特性との相違に基づいて前記気泡を検知する一対のフォトインタラプタと、上流側の前記フォトインタラプタが気泡を検知してから下流側の前記フォトインタラプタが気泡を検知するまでの経過時間、一対のフォトインタラプタの間隔及び前記計測管の内径に基づいて前記計測管内を流れる液体の流量を算出する演算手段とを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the flow rate measuring device of the present invention is the flow rate measuring device for measuring the flow rate of the liquid fed from the liquid supply source to the liquid feed destination through the liquid feed path by the liquid feed unit. A measurement tube formed of a transparent tube provided in the liquid supply path on the upstream side of the liquid, and the liquid flowing through the measurement tube by injecting gas into the liquid supply path on the upstream side of the measurement tube Bubble generating means for generating bubbles of a size that divides into the upstream side, characteristics with respect to the light of the liquid that passes through the measurement tube and is arranged on the upstream side and the downstream side of the measurement tube, and the light of the bubble A pair of photo-interrupters that detect the bubbles based on the difference in characteristics with respect to the time, and an elapsed time from when the upstream photo interrupter detects the bubbles until the downstream photo interrupter detects the bubbles, It is characterized in that it comprises a calculating means for calculating the flow rate of the liquid flowing through the measurement tube on the basis of the inner diameter of spacing and the measuring tube pairs of the photo-interrupter.
また、前記液体供給源の液体は、大気圧に保持され、前記送液手段の吸引力によって前記送液経路に吸い込まれて送液されると好ましい。さらに、前記送液先は、フローリアクタの反応カラムであっても良い。また、前記液体の流量は、最大で毎分200マイクロリットルであると好ましい。さらに、前記気泡発生手段は、前記計測管の上流側に設けられた液体用直管と、該液体用直管から分岐した気泡注入用分岐管と、気泡を形成するガスを供給するガス供給源と、あらかじめ設定された体積の前記ガスを前記気泡注入用分岐管に送出する電磁ポンプとを備えていると好適である。また、前記液体用直管は、該液体用直管の上流側及び下流側に接続される経路の内径と同じ内径を有していると良い。さらに、前記送液手段は、可撓性チューブと、該可撓性チューブを押圧して内部の流体を送出する押圧ローラとを備えたチューブポンプであると好適である。また、前記可撓性チューブは、ポリテトラフルオロエチレン製チューブであると好ましい。さらに、前記送液手段の下流側の送液径路に、該送液径路内を前記液体に伴われて移動する前記気泡を送液経路から排出する気泡排出手段が設けられていると好適である。 Further, it is preferable that the liquid of the liquid supply source is maintained at atmospheric pressure, and is sucked into the liquid feeding path and fed by the suction force of the liquid feeding means. Further, the liquid feeding destination may be a reaction column of a flow reactor. The flow rate of the liquid is preferably 200 microliters per minute at the maximum. Further, the bubble generating means includes a liquid straight pipe provided on the upstream side of the measuring pipe, a bubble injection branch pipe branched from the liquid straight pipe, and a gas supply source for supplying a gas for forming bubbles. And an electromagnetic pump for sending the gas having a predetermined volume to the bubble injection branch pipe. Further, the liquid straight pipe may have the same inner diameter as the inner diameter of the path connected to the upstream side and the downstream side of the liquid straight pipe. Further, it is preferable that the liquid feeding means is a tube pump including a flexible tube and a pressing roller that presses the flexible tube and sends out an internal fluid. The flexible tube is preferably a polytetrafluoroethylene tube. Further, it is preferable that the liquid supply path downstream of the liquid supply means is provided with a bubble discharge means for discharging the bubbles moving along with the liquid in the liquid supply path from the liquid supply path. .
また、本発明の流量測定方法は、前記流量測定装置を使用した流量測定方法であって、前記演算手段は、前記計測管の上流側に配置した前記フォトインタラプタが前記気泡の前端部を検知したときに経過時間の計測を開始し、前記計測管の下流側に配置した前記フォトインタラプタが前記気泡の前端部を検知したときに経過時間の計測を終了し、計測した経過時間と、一対のフォトインタラプタの間隔と、前記計測管の内径とに基づいて、単位時間当たりの液体の流量を算出することを特徴としている。 Further, the flow rate measuring method of the present invention is a flow rate measuring method using the flow rate measuring device, wherein the calculation means detects the front end portion of the bubble by the photo interrupter arranged on the upstream side of the measuring tube. Measurement of the elapsed time is started, and when the photo interrupter arranged on the downstream side of the measurement tube detects the front end of the bubble, the measurement of the elapsed time is terminated, and the measured elapsed time and a pair of photo The liquid flow rate per unit time is calculated based on the interval between the interrupters and the inner diameter of the measuring tube.
また、前記制御手段は、算出した液体の流量があらかじめ設定された流量より少ないときには前記送液手段の送液量を増加させ、算出した液体の流量があらかじめ設定された流量より多いときには前記送液手段の送液量を減少させると好ましい。 The control means increases the liquid feeding amount of the liquid feeding means when the calculated liquid flow rate is smaller than a preset flow rate, and the liquid feeding amount when the calculated liquid flow rate is larger than a preset flow rate. It is preferable to reduce the liquid feeding amount of the means.
本発明の流量測定装置は、送液径路の中間に設けられる計測管、液体中にガスを注入する気泡発生手段、一対のフォトインタラプタ及び一般的なパソコンなどの演算手段で構成することができ、計測管内の気泡の移動状態から液体の流量を求めるので、各種液体の流量を正確に測定することができるとともに、装置構成の単純化や低コスト化を図ることができる。 The flow rate measuring device of the present invention can be composed of a measuring tube provided in the middle of the liquid supply path, bubble generating means for injecting gas into the liquid, a pair of photo interrupters, a general personal computer, and other computing means, Since the flow rate of the liquid is obtained from the movement state of the bubbles in the measurement tube, the flow rate of various liquids can be measured accurately, and the apparatus configuration can be simplified and the cost can be reduced.
また、液体供給源の液体を一定の圧力、通常は大気圧に保持し、送液手段の吸引力によって送液経路に吸い込むように形成することにより、計測管を流れる液体の圧力変化を抑えて精密な流量測定を行うことができる。特に、本発明の流量測定装置は、送液先がフローリアクタの反応カラムで、また、液体の流量が最大で毎分200マイクロリットルの場合に好適であり、フローリアクタでの反応を確実に行うことができる。 Also, the liquid supply source liquid is held at a constant pressure, usually atmospheric pressure, and sucked into the liquid feeding path by the suction force of the liquid feeding means, thereby suppressing the pressure change of the liquid flowing through the measuring tube. Precise flow measurement can be performed. In particular, the flow rate measuring device of the present invention is suitable for a case where the liquid delivery destination is a reaction column of a flow reactor and the maximum flow rate of liquid is 200 microliters per minute, and the reaction in the flow reactor is reliably performed. be able to.
気泡発生手段として、液体用直管から分岐した気泡注入用分岐管を介してガスを液体中に注入することにより、フォトインタラプタで確実に検知できる気泡を容易に形成することができ、液体用直管を送液経路と同じ内径で形成することにより、気泡の形成を確実に行えるとともに、形成した気泡が破壊されることを防止できる。また、送液手段としてチューブポンプを使用することにより、結晶性の高い液体の送液も確実に行うことができ、耐薬品性に優れたポリテトラフルオロエチレン製の可撓性チューブを用いることにより、各種液体の送液に対応することができる。さらに、送液手段の下流側に気泡排出手段を設けることにより、気泡の混入を嫌う送液先にも対応することができる。 As a bubble generating means, by injecting gas into the liquid through the bubble injection branch pipe branched from the liquid straight pipe, bubbles that can be reliably detected by the photo interrupter can be easily formed. By forming the tube with the same inner diameter as the liquid feeding path, it is possible to reliably form bubbles and prevent the formed bubbles from being destroyed. In addition, by using a tube pump as the liquid feeding means, liquid with high crystallinity can be reliably delivered, and by using a flexible tube made of polytetrafluoroethylene having excellent chemical resistance It is possible to cope with liquid feeding of various liquids. Furthermore, by providing the bubble discharging means on the downstream side of the liquid feeding means, it is possible to deal with a liquid sending destination that dislikes mixing of bubbles.
したがって、本発明の流量測定方法によれば、上流側のフォトインタラプタが気泡を検知してから下流側のフォトインタラプタが気泡を検知するまでの経過時間とフォトインタラプタの間隔と計測管の内径とに基づいて単位時間当たりの液体の流量を容易かつ正確に算出することができ、算出した液体の流量変化の状態に基づいて送液手段の送液量を増減することにより、所定流量の液体を送液先に安定して送液することができる。 Therefore, according to the flow rate measurement method of the present invention, the elapsed time from when the upstream photo interrupter detects a bubble until the downstream photo interrupter detects the bubble, the interval between the photo interrupters, and the inner diameter of the measurement tube The liquid flow rate per unit time can be easily and accurately calculated on the basis of this, and the liquid supply amount of the liquid supply means is increased or decreased based on the calculated change state of the liquid flow rate, thereby supplying a liquid at a predetermined flow rate. The liquid can be stably fed to the liquid tip.
図1乃至図4は、本発明の流量測定方法を実施可能な本発明の流量測定装置をフローリアクタの送液装置に適用した一形態例を示している。図4に示すように、本形態例に示す送液装置は、反応用液体試料(反応液、以下、液体Lという。)を貯蔵する液体供給源である液体貯槽1と、該液体貯槽1から送液先であるフローリアクタの反応カラム2に液体Lを送液するための送液手段であるチューブポンプ3とを備えるもので、液体貯槽1からチューブポンプ3までの送液径路4の途中に流量測定装置5が設けられている。
1 to 4 show an embodiment in which the flow rate measuring device of the present invention capable of implementing the flow rate measuring method of the present invention is applied to a liquid feeding device of a flow reactor. As shown in FIG. 4, the liquid feeding device shown in this embodiment includes a
流量測定装置5の上流側には、三方ジョイント6を備えた気泡発生手段7が設けられている。この三方ジョイント6は、本体内に直線状に形成される液体用直管6aと、該液体用直管6aの中央部から直角に分岐した気泡注入用分岐管6bとを備えている。前記液体用直管6aの上流側には、前記液体貯槽1から液体Lを吸引する吸込チューブ8、第1ユニオン9、連結管10及びコネクタ10aを介して接続され、前記液体用直管6aの下流側には、コネクタ11aを介して長さ方向に一定の内径を有する透明管、例えばガラス管からなる計測管11が水平方向に向けて接続され、さらに、該計測管11の下流側に、第2ユニオン12を介してチューブポンプ3に装着される可撓性チューブ3aが接続されている。
On the upstream side of the flow
また、前記気泡注入用分岐管6bには、前記液体用直管6a内を流れる液体Lの中に気泡Bを形成するためのガスをガス供給源(図示せず)からガス吸引管7aに吸引し、ガス注入管7bを介して気泡注入用分岐管6bに送出するための電磁ポンプ7cが接続されている。電磁ポンプ7cは、液体用直管6aから前記計測管11に向かって流れる液体Lの中に、計測管11を閉塞する大きさで、液体Lを下流側と上流側とに分断する大きさの気泡Bを発生させる必要最小限の体積のガスを送出可能な定容量形電磁ポンプが用いられている。液体Lに注入するガスは、大気を利用することも可能であるが、液体Lに大量に溶解したり、液体Lと反応したりせず、また、反応カラム2での反応にも悪影響を与えないガス、例えば窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いることが好ましい。さらに、反応カラム2での反応条件によっては、液体Lと反応させる反応ガス、例えば水素の一部を液体Lに注入するガスとして用いることができる。
In the bubble
さらに、前記連結管10から液体用直管6aを経て前記計測管11に至る経路は、吸込チューブ8や可撓性チューブ3aの内径に比べて大きな同一の内径に設定されており、気泡注入用分岐管6bから液体用直管6aに注入されたガスで形成された気泡が、段差などで形状を崩すことなくスムーズに計測管11を通過させることができるようにしている。
Furthermore, the path from the connecting
一方、気泡注入用分岐管6bは、注入するガスが適度な流速で流れればよいことから、液体用直管6aより内径を小さくしておくことができ、内径を適度に小さくすることにより、気泡注入用分岐管6b内に液体Lが流入することを防止することができ、気泡注入用分岐管6b内で結晶が析出したりすることもなくなる。
On the other hand, since the gas
また、気泡注入用分岐管6bから液体中に注入されたガスは、下流側の流れがチューブポンプ3によって規制されているため、気泡注入用分岐管6bの分岐部から上流側に向かって液体Lを押し戻すようにして気泡Bを形成する状態になることから、液体貯槽1側の圧力を一定、通常は大気圧に保持してチューブポンプ3によって吸い込むように形成しておくことにより、上流側に向かって発生する気泡Bを、常に一定の条件で発生させることができる。さらに、気泡注入用分岐管6bの分岐部より上流側の連結管10までの部分を、気泡Bが発生する範囲で下流側と同一内径で形成しておくことにより、上流側に向かって成長する気泡Bの形成をより円滑に行えるとともに、液体Lの移動に伴って下流側に移動する気泡Bの破損を防止することができる。
Further, since the downstream flow of the gas injected into the liquid from the bubble
流量測定装置5において、気泡発生手段7の下流側に位置する前記計測管11には、上流側と下流側とに一対のフォトインタラプタ13a,13bがあらかじめ設定された間隔で配置されている。このフォトインタラプタ13a,13bは、一定強度の光を発光する発光部と、計測管11内を通った光を受光して受光強度に応じた信号を発生する受光部とを計測管11を挟んで対向配置したものであって、前記計測管11内を通過する前記液体Lの光に対する特性と前記気泡Bの光に対する特性との相違に基づいて、計測管11内を移動する気泡Bの存在の有無を検知するように形成されている。
In the flow rate measuring
気泡発生手段7で送液径路4内に形成した気泡Bが、計測管11の内径より小さいと、気泡Bが液体用直管6aや計測管11の内面に付着した状態になって液体Lの移動速度と気泡Bの移動速度とが異なることがあり、また、フォトインタラプタ13a,13bで気泡Bを確実に検知できないことがあるが、前述のように、計測管11を閉塞する大きさで、液体Lを下流側と上流側とに分断する大きさを有する気泡Bは、液体Lの移動に伴って計測管11内を確実に移動し、フォトインタラプタ13a,13bで気泡Bの有無を確実に検知することができる。
If the bubble B formed in the liquid feeding path 4 by the bubble generating means 7 is smaller than the inner diameter of the measuring tube 11, the bubble B is attached to the inner surface of the liquid
フォトインタラプタ13a,13bは、計測管11内が液体Lのときには受光部から一定の強度信号を出力し、気泡Bの先端や後端がフォトインタラプタ13a,13bの部分に差し掛かると気液の界面での光の屈折によって受光部がほとんど受光しない状態となって信号の強度が変化し、例えば最大強度の信号が出力される。また、計測管11内が気泡Bのときには、光の透過度の違いや計測管11との界面での屈折などによって液体Lのときと異なる強度の信号、例えば、計測管11内が液体Lのときの強度に比べて強度が大きな信号が出力される。したがって、受光部からの信号の強度を測定することにより、フォトインタラプタ13a,13bの部分の計測管11内が、液体Lか、気泡Bか、気泡Bの先端又は後端が差し掛かったときかを判別することができる。
The
フォトインタラプタ13a,13bの信号に基づいて作動する演算手段14は、チューブポンプ3を作動させて液体貯槽1から反応カラム2に液体Lを送液する際に、気泡発生手段7で液体中に形成した気泡Bを、計測管11に設けた上流側フォトインタラプタ13aが気泡を検知してから下流側のフォトインタラプタ13aが気泡を検知するまでの経過時間から計測管11内の液体の移動速度を求め、該移動速度と計測管11の内径とから反応カラム2に供給する液体Lの単位時間当たりの流量を求める。このフォトインタラプタ13a,13bによる気泡Bの検知は、気泡Bの先端が通過したときの信号強度の変化に基づいて行うことにより、チューブポンプ3に吸引される液体Lの動きを正確に反映したものとなり、計測管11内の液体Lの移動状態を正確に検知することができる。また、演算手段14は、フォトインタラプタ13a,13bの信号を常時監視する設定としてもよいが、適当な時間間隔、例えば50ミリ秒ごとにフォトインタラプタ13a,13bの信号を読み取るように設定することにより、演算手段14の構成を簡略化することができる。
The computing means 14 that operates based on the signals from the
前記チューブポンプ3は、駆動モータによって駆動される回転軸の周囲を自公転する複数の押圧ローラによって可撓性チューブを押圧し、絞り出すようにしてチューブ内の流体を送出する周知のチューブポンプであって、回転軸の回転数を上げると流体送出量が増加する構造を有している。前記可撓性チューブ3aは、各種材質の可撓性チューブを用いることが可能であるが、耐薬品性に優れたフッ素樹脂製チューブ、例えばポリテトラフルオロエチレン製チューブを使用することによって耐食性を向上させることができ、各種液体の送出に対応することが可能となる。
The tube pump 3 is a known tube pump that presses a flexible tube with a plurality of pressing rollers that revolve around a rotating shaft driven by a drive motor, and sends out the fluid in the tube so as to squeeze out. Thus, the fluid delivery amount increases as the rotational speed of the rotating shaft is increased. As the
また、プランジャポンプのようなバルブ機構を有する送液手段の場合、送液経路4内で結晶が析出してバルブ部分に付着すると、送液不良が発生して液体の送出ができなくなるおそれがあるが、前記チューブポンプ3はバルブ機構を有していないため、送液経路4内で結晶が析出しても液体の送出を継続することができ、結晶性の高い液体の送出にも対応することができる。一方、プランジャポンプでは、プランジャの作動によって定容量での送液が可能であるが、チューブポンプ3は、送液時の液体の吸引を可撓性チューブ3aの弾性復元力に依存しているため、周囲の温度、チューブの経時的な変化、チューブ及び押圧ローラの摩耗などの影響で流量が不安定になるおそれがある。
Further, in the case of a liquid feeding means having a valve mechanism such as a plunger pump, if crystals are deposited in the liquid feeding path 4 and adhere to the valve portion, there is a possibility that a liquid feeding failure occurs and the liquid cannot be delivered. However, since the tube pump 3 does not have a valve mechanism, it is possible to continue the liquid delivery even if crystals are deposited in the liquid feed path 4, and to cope with the delivery of a liquid with high crystallinity. Can do. On the other hand, in the plunger pump, liquid feeding at a constant volume is possible by the operation of the plunger, but the tube pump 3 relies on the elastic restoring force of the
そこで、チューブポンプ3の前段に、気泡発生手段7、一対のフォトインタラプタ13a,13bを所定間隔で配置した計測管11及び演算手段14を備えた流量測定装置5を配置し、送液中に適当な時間間隔で液体Lの流量を測定し、測定した流量に基づいてチューブポンプ3を制御することにより、流量が不安定になるおそれを有するチューブポンプ3を使用しても正確な流量で液体Lを反応カラム2に送液することが可能となる。また、ポンプ内流路に結晶が析出した場合、プランジャポンプでは結晶を取り除くのに多大な手間と時間とを要するが、チューブポンプ3の場合は、可撓性チューブ3aを交換するだけでよいため、簡単な作業で、短時間で送液操作を再開することができるという利点も有している。
Therefore, the flow
例えば、送液流量範囲が10〜200マイクロリットル/分のチューブポンプ3を使用し、計測管11として外径3mm,内径1.8mm,長さ80mmのガラス管を使用し、上流側フォトインタラプタ13aと下流側フォトインタラプタ13bとの間隔を20mmとした場合、10マイクロリットルのガスを注入することによって計測管11を閉塞する大きさの気泡Bを形成することが可能であるが、安定した状態の気泡Bを形成するためには、30マイクロリットル程度のガスを液体L中に注入することが好ましい。
For example, a tube pump 3 having a liquid flow rate range of 10 to 200 microliters / minute is used, a glass tube having an outer diameter of 3 mm, an inner diameter of 1.8 mm, and a length of 80 mm is used as the measurement tube 11, and the
フォトインタラプタ13a,13b間の計測管11の内容積は50.89マイクロリットルであるから、チューブポンプ3の送液量が50マイクロリットル/分(0.05ミリリットル/分)の場合、上流側フォトインタラプタ13aが気泡を検知してから下流側のフォトインタラプタ13aが気泡を検知するまでの経過時間は約1分となる。また、流量が10マイクロリットル/分での経過時間は約5分、流量が200マイクロリットル/分での経過時間は約15秒となることから、設定流量が50マイクロリットル/分で測定した流量が50マイクロリットル/分未満のときにはチューブポンプ3の回転数を上昇させてチューブポンプ3の送液量を増加させることにより、流量を50マイクロリットル/分に近付けることができ、測定流量が50マイクロリットル/分を超えている場合はチューブポンプ3の回転数を下げることにより、設定流量の50マイクロリットル/分に調整することができる。これにより、長時間にわたって液体Lを所定流量で安定して送液することができる。また、計測管11の内径やフォトインタラプタ13a,13bの間隔を適宜設定することにより、液体Lの流量に対応して最適な経過時間を選択することができる。
Since the internal volume of the measuring tube 11 between the
気泡Bを形成して流量を測定する時間間隔は任意に設定することが可能であるが、計測管11からチューブポンプ3までの間に、先に形成した気泡Bが存在すると、この気泡Bがチューブポンプ3の間欠的な送液に伴って伸縮し、後から形成した気泡Bが円滑に移動できなくなることがあるので、先に形成した気泡Bがチューブポンプ3を通過してから次の流量測定を行うように設定することが望ましい。また、気泡発生手段7の電磁ポンプ7cで気泡注入用分岐管6bから液体用直管6aにガスを注入する際のガスの量及び流速は、液体Lの移動速度や粘度、配管内径等の条件に応じて設定すればよい。
The time interval for forming the bubble B and measuring the flow rate can be arbitrarily set. However, if the previously formed bubble B exists between the measurement tube 11 and the tube pump 3, the bubble B is The tube B 3 expands and contracts with intermittent liquid feeding, and the bubbles B that are formed later may not be able to move smoothly, so the next flow rate after the bubbles B that have been formed first pass through the tube pump 3. It is desirable to set to perform measurement. The amount and flow rate of the gas when the gas is injected from the bubble
反応カラム2等の送液先が気泡の混入を嫌う場合は、チューブポンプ3の下流側に気泡を検知するフォトインタラプタ等の気泡検知手段と、該気泡検知手段が気泡を検知したときに開弁して送液径路4(可撓性チューブ3a)内から外部に気泡を排出する電磁弁等とを備えた気泡排出部15を設けることにより、反応カラム2等へのガスの混入を避けることができる。
When the liquid delivery destination of the reaction column 2 or the like dislikes mixing of bubbles, bubble detection means such as a photo interrupter that detects bubbles downstream of the tube pump 3 and valve opening when the bubble detection means detects bubbles Thus, by providing a bubble discharge portion 15 equipped with a solenoid valve or the like for discharging bubbles from the liquid feed path 4 (
前記演算手段14は、フォトインタラプタ13a,13bの信号を常時監視する設定としてもよいが、適当な時間間隔、例えば50ミリ秒ごとにフォトインタラプタ13a,13bの信号を読み取るように設定することにより、演算手段14の構成を簡略化することができ、前述の経過時間から、気泡Bの検知に50ミリ秒程度の遅れが発生しても問題はなく、特に、小流量で経過時間が約5分程度となる場合は、50ミリ秒程度の差は完全に無視することができ、小流量になるほど測定精度が向上することになる。
The calculation means 14 may be set to constantly monitor the signals of the
また、図5に示すように、複数、例えば3種類の液体試料を送液する場合は、三方切替コック16及び各容器元弁17を介して各液体試料を貯留した液体供給源1a,1b、1cを接続することができる。このように、複数の液体試料を切り替えて送液する場合、液体試料の比重や粘度が異なっていても、前記同様の手順で流量を正確に測定することができる。なお、図5において、前記形態例と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 5, when a plurality of, for example, three types of liquid samples are sent, the liquid supply sources 1 a and 1 b storing the liquid samples via the three-
なお、送液先は任意であり、送液手段も任意である。送液する液体は、フォトインタラプタで液体と気泡とを区別して検知できるものであればよく、気泡発生手段は、手動でガスを注入するものとすることもできる。また、計測管を水平方向に設置しておくことにより、内径が大きい計測管内の液体と気泡とが重力によって入れ替わることを防止できる。 In addition, a liquid sending destination is arbitrary and a liquid feeding means is also arbitrary. The liquid to be fed may be any liquid as long as it can be detected by distinguishing the liquid and the bubbles with a photo interrupter, and the bubble generating means may manually inject gas. Further, by installing the measuring tube in the horizontal direction, it is possible to prevent the liquid and bubbles in the measuring tube having a large inner diameter from being replaced by gravity.
1…液体貯槽、2…反応カラム、3…チューブポンプ、3a…可撓性チューブ、4…送液径路、5…流量測定装置、6…三方ジョイント、6a…液体用直管、6b…気泡注入用分岐管、7…気泡発生手段、7a…ガス吸引管、7b…ガス注入管、7c…電磁ポンプ、8…吸込チューブ、9…第1ユニオン、10…連結管、11…計測管、10a,11a…コネクタ、12…第2ユニオン、13a,13b…フォトインタラプタ、14…演算手段、15…気泡排出部、16…三方切替コック、17…容器元弁
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