JP2015155837A - 液体クロマトグラフとそれに用いるカラムオーブン - Google Patents

Abstract

【課題】ガスセンサの感度の経時変化の影響を受けることなく移動相の液漏れを正確に検出する、液体クロマトグラフ用カラムオーブンを提供する。
【解決手段】液漏れ判断部４２は、ガスセンサ３４から取り込まれた信号強度に基づいたリークセンサ値を記憶するリークセンサ値記憶部４１と、ガスセンサから信号が取り込まれたときに、リークセンサ値記憶部に記憶されている前回リークセンサ値を今回リークセンサ値から差し引いた値を差分値として算出する差分算出部４０と、差分算出部により算出された差分値と予め設定されたしきい値とを比較することにより、カラムオーブン内の液漏れを検出する液漏れ検出部４２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は高速液体クロマトグラフを含む液体クロマトグラフと、それに用いるカラムオーブンに関するものである。

液体クロマトグラフでは分離カラムの温度を一定に保ちながら分離分析を行なう。カラム温度を一定に保つために分離カラムはカラムオーブン内に収容される。カラムオーブンにはカラムオーブンの温度を一定にするために温調機構が設けられている。温調機構として、例えば熱源としてブロックヒータが設けられ、その熱をカラム内に循環させるために空気循環方式がとられている。

液体クロマトグラフの移動相としては、メタノール、アセトニトリル、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの揮発性の溶媒が使用されることがある。そして、カラムオーブン内では分離カラムは分析流路にジョイントにより接続されており、その接続部分から移動相が漏れることがある。移動相に揮発性の溶媒が含まれている場合は漏れた移動相から気化ガスが発生する。その気化ガスが引火性のものである場合は、爆発限界が存在する。そのためカラムオーブン内の気化ガス濃度が爆発限界を超えることがないように、オーブン内にはガスセンサが設けられ、そのガスセンサによる指示が揮発限界を超えないように監視が行われている。

監視は、ガスセンサから出力される電圧値を読み取ってその電圧値からリークセンサ値を求め、リークセンサ値に対してリークしきい値を設定することにより行われている。通常、リークしきい値としては、余裕をもたせるために、例えば爆発限界の１／１０や１／２０が設定されている。そして、リークセンサ値がリークしきい値を超えた場合に警報を発したり、液体クロマトグラフの動作を停止させたりすることにより爆発を防いでいる。

一方、爆発限界の濃度は溶媒により異なる。例えばエタノールの場合は４３０００ｐｐｍ程度であるが、アセトニトリルの場合は３００００ｐｐｍ程度である。そこで、溶媒の種類によってガスセンサのリークしきい値を異ならせることはすでに行われている（特許文献１参照）。その特許文献１の方法では、複数の種類の溶媒それぞれについて、しきい値となるべき濃度になるようにカラムオーブンに溶媒を注入し、それぞれの溶媒についてガスセンサによる検出値を個別に測定し、それぞれをしきい値として設定している。特許文献１ではガスセンサが経年変化により感度特性が変化することを前提とし、経年変化による感度変化を校正するために、各カラムオーブンについてその都度オーブンに溶媒を注入し、溶媒ごとにしきい値を直接測定するようにしている。

特開２００２−２６７９４４号公報

FIGARO製品情報 ガスセンサ 可燃性ガス検知 [online]、[平成２４年８月２３日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.figaro.co.jp//product/index.php?mode=search&kbn=1&type=30&id=113010＞

上記のように、ガスセンサの出力に基づいたリークセンサ値を監視し、そのリークセンサ値とリークしきい値とを比較することで移動相溶媒の漏れを検出するシステムでは、カラムオーブンを長時間連続的に稼働させていると、移動相溶媒の漏れが発生していないにもかかわらず液漏れが誤検出されてしまうという問題が起こりうることがわかった。

かかる問題の原因としては、ガスセンサの感度に経時変化が存在することが挙げられる。図９は移動相溶媒の液漏れが発生していない状態におけるリークセンサ値（後述）の時間変化の一例を示すものである。横軸は１８時５９分７秒から翌日の３時４分５４秒まで継続して測定したことを示している。この図からわかるように、ガスセンサからの出力に基づく値であるリークセンサ値は、移動相溶媒の液漏れが発生していなくても時間の経過とともに徐々に上昇しており、例えば、リークしきい値を１００００と設定していた場合には、液漏れが発生していなくても液漏れが発生したことを検出してしまうことになる。また、ガスセンサの感度は温度や湿度に対して依存性をもっていることから、ガスセンサの周囲の温度や湿度が時間とともに変化することでリークセンサ値も変化してしまい、液漏れの誤検知の原因となることも考えられる。

そこで、本発明は、ガスセンサの感度の経時変化の影響を受けることなくカラムオーブン内の移動相の液漏れを正確に検出することを目的とするものである。

本発明にかかるカラムオーブンは、移動相を構成する溶媒の気化ガスを検出し、その検出値に応じた強度の信号を出力するガスセンサと、ガスセンサから出力された信号を一定時間間隔で取り込み、溶媒の液漏れの有無を判断する液漏れ判断部と、を備え、その液漏れ判断部は、ガスセンサから取り込まれた信号強度に基づいたリークセンサ値を記憶するリークセンサ値記憶部と、ガスセンサから信号が取り込まれたときに、その信号強度に基づいたリークセンサ値を今回リークセンサ値、ガスセンサから前回取り込まれた信号の強度に基づいたリークセンサ値を前回リークセンサ値とし、リークセンサ値記憶部に記憶されている前回リークセンサ値を今回リークセンサ値から差し引いた値を差分値として算出する差分算出部と、差分算出部により算出された差分値と予め設定されたしきい値とを比較することにより、カラムオーブン内の液漏れを検出する液漏れ検出部と、を備えているものである。

すなわち、本発明では、ガスセンサからの信号に基づいたリークセンサ値の絶対値ではなく、リークセンサ値の微分値（微少時間当たりの変化量）によって液漏れの検出を行なうように構成されたものである。ガスセンサの感度は経時変化するが、その出力信号（リークセンサ値）の微少時間当たりの変化量は僅かなものであるため、微少時間で見れば、ガスセンサの感度の経時変化を無視することができる。
ここで、リークセンサ値としてガスセンサからの出力値に装置固有の係数をかけた値を用いてもよいが、ガスセンサからの出力値そのものをリークセンサ値として用いてもよい。

ところで、ガスセンサの感度は気化ガスとなる溶媒の種類によって異なるため、気化ガスの濃度が同じであってもガスセンサの出力信号の強度は異なる。そのため、ガスセンサの出力信号に基づいたリークセンサ値を用い、今回リークセンサ値と前回リークセンサ値との差分を算出すると、その差分値も溶媒の種類によって異なり、各溶媒について正確に液漏れを検知するためには、溶媒ごとのしきい値を用意しておく必要がある。

これに対し、本発明者らは、同種のガスセンサであれば異なる溶媒の気化ガス間での感度の比率は一定しているという知見を得た。この知見に基づき、本発明のカラムオーブンの好ましい態様では、ガスセンサに関して異なる溶媒間での感度の違いを表わす校正係数（以下、第１の校正係数という。）を保持する校正係数保持部と、ガスセンサから取り込まれた信号を校正係数保持部に保持されている第１の校正係数を用いて校正しリークセンサ値を求めるセンサ出力校正部と、をさらに備えている。これにより、異なる溶媒間でリークセンサ値のレベルを揃えることができる。液漏れの検出に用いるリークセンサ値のレベルが溶媒の種類に関係なく揃えられるため、液漏れの検出に用いられる今回リークセンサ値と前回リークセンサ値との差分も同じレベルになり、異なる溶媒間で共通のしきい値を用いて液漏れの検出を行なうことができる。第１の校正係数は装置定数として予め装置に用意されるものである。

また、ガスセンサの感度は経年変化し、ガスセンサの出力信号に基づいたリークセンサ値もその影響を受ける。ガスセンサの感度が経年により低下すると、同じ気化ガス濃度に対して示されるリークセンサ値が低下し、液漏れの検出に影響を与えるおそれがある。そこで、校正係数保持部は、カラムオーブン内における特定溶媒の気化ガス濃度が所定濃度であるときのリークセンサ値が一定の値となるように定められた第２の校正係数を保持するものであり、センサ出力校正部は第２の校正係数も用いてガスセンサから取り込まれた信号を校正しリークセンサ値を求めるものである。第２の校正係数は、例えば当該カラムオーブンの起動時などに実行される校正時の測定値に基づいて得られる係数である。

ガスセンサの感度は温度依存性をもっているので、温度依存性も考慮してリークセンサ値を求めることが好ましい。そのため、本発明の好ましい形態では、ガスセンサの感度の温度特性を保持している温度特性保持部をさらに備えている。温度特性も実装したガスセンサについて個別に測定するのではなく、装置定数として予め設定しておく。そして、センサ出力校正部は、温度特性保持部に保持されている温度特性にも基づいてガスセンサから取り込まれた信号を校正しリークセンサ値を求める。

ガスセンサの感度は湿度依存性ももっているので、湿度依存性も考慮してリークセンサ値を求めることが好ましい。そのため、本発明の他の好ましい形態では、ガスセンサの感度の湿度特性を保持している湿度特性保持部をさらに備えている。湿度特性も実装したガスセンサについて個別に測定するのではなく、装置定数として予め設定しておく。そして、センサ出力校正部は、湿度特性保持部に保持されている湿度特性にも基づいてガスセンサから取り込まれた信号を校正しリークセンサ値を求める。

本発明は、また、高速液体グラフなどの液体クロマトグラフも対象にしている。液体クロマトグラフは分離カラムを備えた分析流路に移動相を供給する送液部、送液部と分離カラムの間の分析流路に試料を注入する試料注入部、分離カラムから溶出した試料成分を検出する検出部を備えている。そして、本発明では、分離カラムを温度調節するカラムオーブンとして本発明のカラムオーブンを使用している。

本発明では、ガスセンサからの出力信号を一定時間ごとに取り込んで、溶媒の液漏れの有無を判断する液漏れ判断部を備え、その液漏れ判断部は、前回ガスセンサから取り込んだ信号に基づいた前回リークセンサ値を、ガスセンサからの取り込んだ直近の信号に基づいた今回リークセンサ値から差し引いた値を差分値として算出し、その差分値と予め設定されたしきい値とを比較することによってカラムオーブン内の液漏れを検出するように構成されているので、ガスセンサの感度の経時変化の影響を無視して、液漏れを正確に検出することができる。ガスセンサの感度の経時変化によるリークセンサ値の微少時間当たりの変化量に比べて、移動相溶媒の液漏れが発生したときのリークセンサ値の微少時間当たりの変化量は遥かに大きな値になる。したがって、しきい値をガスセンサの感度の経時変化によるリークセンサ値の変化量よりも大きい値に設定しておくことで、ガスセンサの感度の経時変化による液漏れの誤検出がなくなる。

一実施例の液体クロマトグラフを示すブロック図である。 一実施例のカラムオーブンを示すブロック図である。 ガスセンサの一例を示す回路である。 ガスセンサの溶媒気化ガスごとの感度特性を示すグラフである。 ガスセンサの温度・湿度依存性を示すグラフである。 一実施例におけるガスセンサの校正時の動作を示すフローチャートである。 一実施例のカラムオーブンの動作を示すフローチャートである。 同実施例においてカラムオーブンへの条件入力のための表示画面を示す図である。 リークセンサ値の時間変化の一例を示すグラフである。 溶媒の液漏れが発生したときのリークセンサ値の差分値の時間変化の一例を示すグラフである。 溶媒の液漏れが発生していないときのリークセンサ値の差分値の時間変化の一例を示すグラフである。

図１は一実施例の液体クロマトグラフを示したものである。分離カラム１２を備えた分析流路１０に移動相１４を供給するために、最も上流側に送液部１６が設けられている。送液部１６の一例として、送液ポンプを備えて独立した機能をもつように構成された送液ユニットが使用されている。送液ユニット１６はシステムコントローラ２４に接続され、システムコントローラ２４に設定された条件にしたがって移動相の送液動作が制御される。

移動相１４が供給された分析流路１０に試料を注入するために、送液ユニット１６と分離カラム１２の間の分析流路１０に試料注入部１８が設けられている。試料注入部１８の一例としてオートサンプラ１８が使用されている。オートサンプラ１８もシステムコントローラ２４に接続され、システムコントローラ２４に設定された試料を設定された量だけ分析流路１０に注入する。

分離カラム１２の下流の分析流路１０に分離カラム１２から溶出した試料成分を検出する検出部２０が設けられている。検出部２０は分離カラム１２からの溶出液が流れるフローセルを備え、そのフローセルに励起光を照射して発生した蛍光を検出する光検出器を備えている。検出部２０の光検出器もシステムコントローラ２４に接続され、光検出器での検出信号がシステムコントローラ２４に取り込まれてデータ処理が行われる。

分離カラム１２はカラムオーブン２２内に収容されており、カラムオーブン２２は分離カラム１２の温度を一定に保つために温調機構３０を備えている。温調機構３０は熱源としてのブロックヒータと、カラムオーブン２２内の空気を循環させる循環機構を備えた空気循環方式による温調機構である。温調機構は温度センサ３１を備えており、カラムオーブン内の温度が一定になるようにブロックヒータへの通電を制御するフィードバック制御によりカラムオーブン２２内を一定温度に保つ。温調機構３０を制御するために制御部３２が設けられている。

制御部３２は、この実施例ではカラムオーブン２２内における分析流路１０からの液漏れの有無を判断する液漏れ判断部としての機能も備えている。しかし、本発明はこれに限るものではなく、液漏れ判断部を制御部３２とは別に設けることもできる。制御部３２は、この実施例ではカラムオーブン２２に設けられたマイクロプロセッサなどのコンピュータである。しかし、制御部３２はシステムコントローラ２４内に設けることもでき、その場合はシステムコントローラ２４の機能として実現される。さらに、制御部３２は外部に接続される汎用コンピュータとしてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２６により実現することもできる。

システムコントローラ２４がパーソナルコンピュータ２６に接続されている。パーソナルコンピュータ２６にはシステムコントローラ２４に接続される各ユニット、すなわち送液ユニット１６、オートサンプラ１８、カラムオーブン２２及び検出部２０を制御するためのソフトウエアがインストールされている。パーソナルコンピュータ２６からシステムコントローラ２４には、送液ユニット１６で送液する移動相とその送液量、オートサンプラ１８から注入する試料とその注入量、カラムオープン２２でのオープン温度、検出部での蛍光検出波長などが指示される。システムコントローラ２４は各ユニットに必要な分析条件を送ってそれら各ユニットの動作を制御し、さらに検出部２０の検出信号を取り込んでデータ処理を行なう。システムコントローラ２４からパーソナルコンピュータ２６には検出部２０が検出した溶出成分の蛍光信号に基づくデータ処理結果を送出する。

制御部３２が液漏れを検出したときにそれを使用者に知らせるための表示、その他の表示をするために液晶表示装置などの表示部５０を備えている。表示部５０はカラムオーブン２２に専用の表示部であってもよく、パーソナルコンピュータ２６の表示装置であってもよい。

カラムオーブン２２内には分析流路１０から移動相が漏れ、移動相を構成する溶媒から気化ガスが発生したときに、その気化ガスを検出するガスセンサ３４が設けられている。既述のように、制御部３２は、温調機構３０の動作を制御するとともに、ガスセンサ３４の出力信号を取り込み、しきい値と比較することにより分析流路１０から液漏れがあったかどうかを判断する液漏れ判断部としての機能も備えている。液漏れ判断部としての制御部３２の構成は図２に示されるものである。

液漏れを判断するために、制御部３２は、ガスセンサ３４からの出力信号（電圧）について校正を行ないリークセンサ値を求めるセンサ出力校正部３６、その校正において用いられる校正係数を保持する校正係数保持部３８、ガスセンサ３４からの出力信号が取り込まれたときに、その出力信号に基づくリークセンサ値（今回リークセンサ値）からガスセンサ３４から前回取り込まれたリークセンサ値（前回リークセンサ値）を差し引いた差分値を算出する差分算出部４０、リークセンサ値を記憶するリークセンサ値記憶部４１、差分算出部４０により算出された差分値と予め設定されたしきい値とを比較してカラムオーブン２２内の液漏れを検出する液漏れ検出部４２と、液漏れ検出部４２が液漏れ検出に用いるしきい値を保持するしきい値保持部４３と、を備えている。

さらに好ましい実施例として、制御部３２は、ガスセンサ３４の感度の温度特性を保持している温度特性保持部４４をさらに備えている。その場合、センサ出力校正部３６は温度特性保持部４４に保持されている温度特性にも基づいたリークセンサ値を算出するように構成されている。

さらに好ましい実施例として、制御部３２は、ガスセンサ３４の感度の湿度特性を保持している湿度特性保持部４６をさらに備えている。その場合、センサ出力校正部３６は湿度特性保持部４６に保持されている湿度特性にも基づいたリークセンサ値を算出するように構成されている。

校正係数保持部３８、差分算出部４０、しきい値保持部４３、温度特性保持部４４及び湿度特性保持部４６は制御部３２を構成するコンピュータのＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性半導体メモリ装置、又はディスク装置などの記憶装置により実現される。センサ出力校正部３６及び液漏れ検出部４２は制御部３２を構成するコンピュータに搭載されたソフトウエアによりそのコンピュータの機能として実現されるものである。

制御部３２について具体的に説明すると、校正係数保持部３８は、ガスセンサ３４の溶媒の種類による感度の違いを校正するための校正係数（第１の校正係数）、及びガスセンサ３４からの出力（電圧）をリークセンサ値に変換するための校正係数（第２の校正係数）を保持するものである。

ガスセンサの感度特性は予め文献などでわかっているので、第１の校正係数は既知の文献値などから求めることができ、実際に所定の溶媒濃度のもとで測定を行った実測値から求めることもできる。第１の校正係数は個々のカラムオーブンのガスセンサごとに測定したものではなく、装置定数として予め設定したものである。

温度特性保持部４４と湿度特性保持部４６のデータも文献データとして入手することができる。また実際に測定したデータを用いて設定することもできる。

第２の校正係数は、実際に所定の温度、湿度及び溶媒濃度のもとで測定を行なったときのガスセンサの出力値に基づいて、そのときのリークセンサ値が所定の値（ｐｐｍ）になるように決定された係数である。第２の校正係数は、例えば測定前に実施される校正において決定される。したがって、リークセンサ値の大きさは、第２の校正係数によって変化する。

センサ出力校正部３６は、校正係数保持部３８に保持されている第１の校正係数と第２の校正係数を用いて次式により、リークセンサ値Ｌｋを求める。第１の校正係数をＧｅ₁、第２の校正係数をＧｅ₂、ガスセンサの出力値をＶ_OUTとする。
Ｌｋ＝Ｖ_OUT×Ｇｅ₁×Ｇｅ₂
リークセンサ値の単位は、例えばｐｐｍである。

ガスセンサの出力値が第１の校正係数と第２の校正係数によって校正されてリークセンサ値とされることで、リークセンサ値は溶媒の気化ガス濃度にのみ依存する値となり、溶媒の種類にかかわらずその濃度が同じであれば同じリークセンサ値となる。これにより、液漏れの有無の判断に用いられるしきい値として一定の値を用いることができる。

ガスセンサ３４の出力信号は一定時間間隔（例えば、０．４秒間隔）で制御部３２に取り込まれる。センサ出力校正部３６は制御部３２にガスセンサ３４の出力信号が取り込まれるたびに、その出力値に基づいたリークセンサ値を求める。センサ出力校正部３６により求められたリークセンサ値は差分算出部４０における差分値の算出に用いられる。

差分算出部４０は、制御部３２にガスセンサ３４の出力信号が取り込まれた直後に求められたリークセンサ値（今回リークセンサ値）Ｌｋ₁と、制御部３２にガスセンサ３４の出力信号が前回取り込まれたときに求められたリークセンサ値（前回リークセンサ値）Ｌｋ₂との差分（Ｌｋ₁−Ｌｋ₂）を算出し、リークセンサ値の微少時間当たりの変化量（微分値）を求める。

ガスセンサ３４の出力信号を取り込む時間間隔を短くすれば差分算出部４０で得られる差分値が小さくなり、逆にその時間間隔を長くすればその差分値が大きくなる。ここでは、その時間間隔を０．４秒としているが、ガスセンサ３４の出力信号の大きさに応じて適当に設定することができる。

前回リークセンサ値Ｌｋ₂はリークセンサ値記憶部４１に記憶されている。リークセンサ値記憶部４１はセンサ出力校正部３６により求められたリークセンサ値を記憶するが、その記憶は一時的なものでよく、前回リークセンサ値Ｌｋ₂として差分算出部４０により差分の算出に用いられたリークセンサ値は消去されるようになっていてもよい。

液漏れ検出部４２は、差分算出部４０により算出された差分値（Ｌｋ₁−Ｌｋ₂）がしきい値保持部４３に保持されているしきい値を超えた否かにより液漏れの検出を行なう。しきい値は予め装置に設定されているものであってもよいし、測定に先だって実施される校正の際の差分値（Ｌｋ₁−Ｌｋ₂）に基づいて設定されるものであってもよい。

既述のように、ガスセンサの感度は経時変化するため、ガスセンサの出力に基づくリークセンサ値は溶媒の液漏れが発生していなくても時間の経過とともに変化し、図９に示されるようにリークセンサ値がドリフトする。図９でもリークセンサ値は０．４秒間隔で取り込まれたものである。しかし、かかるドリフトによるリークセンサ値の微少時間当たりの変化量（差分値）は小さく、図１１に示されているように、液漏れが発生していないときのリークセンサ値の差分値は、最大でもせいぜい６０〜７０程度である。これに対し、図１０に示されているように、溶媒の液漏れが発生するとリークセンサ値の差分値が９５０程度にまで急激に上昇している。したがって、しきい値としては、液漏れが発生していないときのリークセンサ値の差分値の最大値の２倍程度（例えば、１２０）に設定しておけば、ガスセンサの感度の経時変化の影響を受けることなく、液漏れの有無の判断が可能である。

液漏れ検出部４２が液漏れを検出したときは、その出力として、例えば表示部５０に液漏れであることを表示したり、液体クロマトグラフの動作を停止するために移動相の送液を停止したり、又はカラムオーブンの動作を停止したりすることができる。

ガスセンサの一例を図３に示す。ガスセンサ３４は特に限定されるものではないが、例えば、ガスが吸着する官能膜として電導度の低い酸化スズ（ＳｎＯ₂）半導体膜を使用したものである。ガスセンサ３４は溶媒の気化ガスを吸着する官能膜上に対向した一対の電極５０ａと５０ｂと、官能膜の温度を一定にするヒータ５２を備えている。ヒータ５２に一定電圧Ｖ_Hを印加することにより官能膜温度が一定に保たれている。一方の電極５０ａに回路電圧Ｖ_Cを印加し、他方の電極を負荷抵抗Ｒ_Lを介して接地しておくと、出力電圧Ｖ_RLとしては回路電圧Ｖ_Cが電極５０ａと５０ｂ間の抵抗Ｒ_Sと負荷抵抗Ｒ_Lにより分圧された電圧として出力される。
Ｖ_RL＝Ｖ_C・Ｒ_L／（Ｒ_S＋Ｒ_L）
電極５０ａと５０ｂ間の官能膜に溶媒の気化ガスが吸着されることによりその電極間の抵抗Ｒ_Sが減少し、出力電圧Ｖ_RLが上がる。

電極５０ａと５０ｂ間の抵抗値Ｒ_Sを示す感度特性は溶媒ガスの種類により異なる。図４はガスセンサの感度特性の代表的なものを示したものであり（非特許文献１参照。）、ガスセンサに吸着されるガスの種類により抵抗値Ｒ_Sが変化する様子を示したものである。横軸はガス濃度、縦軸は濃度１０００ｐｐｍのときの基準ガス（この場合はメタン）の抵抗値をＲ_Oとして、メタン及び他のガスの抵抗値Ｒ_Sを基準ガスの抵抗値Ｒ_Oとの比率で表わしたものである。ここでは液体クロマトグラフでよく使用されるアクリルニトリルなどは記載されていないが、濃度の上昇に伴って抵抗値が減少する同様の感度特性を示す。

ガスセンサの感度特定は、図５に示されるような、温度及び湿度に対しても依存性をもっている。図５は温度と湿度に対する依存性を示すガスセンサの感度特性の代表的なものを示したものであり（非特許文献１参照。）、横軸は温度、縦軸は濃度１０００ｐｐｍのときの基準ガス（この場合はメタン）の温度２０℃、相対湿度（室内湿度）６５％ＲＨでの抵抗値をＲ_Oとして、メタン及び他のガスの抵抗値Ｒ_SをＲ_Oとの比率で表わしたものである。

ガスセンサの感度特性、温度依存性及び湿度依存性は、抵抗値Ｒ_Sとしてはガスセンサの個体間でばらつきがあるが、図４や図５に示されるような特定ガスの気化ガスに対する相対値（Ｒ_S／Ｒ_O）として表わした場合にはガスセンサの個体間でばらつきはない。図４や図５に示されるような相対値（Ｒ_S／Ｒ_O）として表わされた感度特性、温度依存性及び湿度依存性は、文献値として入手することができるし、またあるガスセンサについて測定をして求めておくと同じ種類の他のガスセンサについても適用することができる。

校正係数保持部３８に保持されている第１の校正係数Ｇｅ₁は、そのような文献値又は測定により得た図４のような感度特性を基にして、特定溶媒のしきい値に対応した濃度、例えば１０００ｐｐｍ、での特定溶媒の（Ｒ_S／Ｒ_O）を１としたときの各溶媒の（Ｒ_S／Ｒ_O）値である。しきい値校正部４０は溶媒の種類が入力されたとき、校正係数保持部３８に保持されている校正係数Ｇｅからその溶媒に対応した校正係数を選択して取り出す。

温度特性保持部４４、湿度特定保持部４６には図５に示されるようなグラフのデータが保持される。そのようなデータも文献値として入手することができるし、またあるガスセンサについて測定をして求めたものである。温度と湿度を考慮してしきい値を補正するときは、校正係数保持部３８には各溶媒の校正係数Ｇｅが基準となる温度と湿度とともに保持されているので、しきい値校正部４０は温度と湿度が入力されたときに基準となる温度と湿度の（Ｒ_S／Ｒ_O）を１としたときの入力された温度と湿度に対応したに（Ｒ_S／Ｒ_O）により校正係数を補正する。温度と湿度の一方だけを考慮するときも同様である。

カラムオーブンの起動時に実施される校正動作について、図６を用いて説明する。この校正動作では、第２の校正係数が決定される。

使用者は、ガスセンサ３４の校正を行なうことを、システムコントローラ２４を介して、又はカラムオーブン２２を直接操作して入力する。入力するのは校正を行なう特定溶媒の種類とカラムオーブン２２の校正基準温度である。例えば、特定溶媒の種類としてメタノールを指示し、カラムオーブン２２の校正基準温度として５０℃を指示したとする。

制御部３２はシステムコントローラ２４から指示を受け取り、又はカラムオーブン２２への直接入力により指示されると校正モードへと移行する。校正モードになると、制御部３２はカラムオーブン２２内を校正基準温度になるように、温調機構３０と温度センサ３１により温度調節する。カラムオーブン２２の温度が校正基準温度で安定すると、制御部３２は表示部５０により使用者にオーブン内ガス濃度を校正基準濃度になるよう試料注入を促す。

使用者が、カラムオーブン２２内が校正基準濃度になるように所定量の特定溶媒を注入する。カラムオーブン２２内の容積が分かっているので、カラムオーブン２２内の校正基準濃度から溶媒注入量を決めることができる。

カラムオーブン２２内が校正基準濃度になったことを確認し、そのときのガスセンサの出力電圧を取得し、この出力電圧値Ｖ_outに第２の校正係数Ｇｅ₂を掛け合わせることによって所定のリークセンサ値になるように、第２の校正係数Ｇｅ₂を決定し、校正係数保持部３８に記憶する。校正基準濃度になったことは、ガスセンサ３４の出力が安定したことにより判断することができる。湿度は室内湿度を入力する。

溶媒の液漏れの判断動作について図７を用いて説明する。

測定動作を開始するにあたり、使用者は使用する移動相を構成する溶媒の種類をシステムコントローラ２４又はカラムオーブン２２から入力する。入力は、例えば図８に示されるような表示部５０の画面を見ながら行なう。ここでは移動相の溶媒としてメタノールを入力した場合を示している。さらに、温度と湿度によってもしきい値を補正する場合は、カラムオーブンの設定温度と湿度も入力する。カラムオーブンの設定温度としては、このように入力する形態の他に、カラムオーブン２２内の温度センサ３１の検出温度を制御部３２が自動的に取り込むようにしてもよい。湿度は室内の湿度を自動で又は手入力で入力する。

移動相の溶媒としては、移動相が単一の溶媒からなる場合はその溶媒の種類を入力する。移動相が２以上の溶媒の混合液である場合は、爆発限界濃度の低い方の溶媒の種類を入力する。グラジエント分析で移動相の組成が時間的に変化する場合も同様である。

溶媒の種類が入力されると、入力された溶媒についての第１の校正係数Ｇｅ₁を選択する。

このカラムオーブン２２を備えた液体クロマトグラフの動作を開始すると、センサ信号校正部３６が制御部３２にガスセンサ３４から出力信号が取り込まれるたびに第１の校正係数と第２の校正係数を用いてリークセンサ値を求める。リークセンサ値について温度と湿度の一方又は両方についても考慮する形態のときは、センサ信号校正部３６は温度特性保持部４４、湿度特性保持部４６に保持されたデータに基づいてリークセンサ値を求める。リークセンサ値が算出されると、差分算出部４０がそのリークセンサ値（今回リークセンサ値）から前回求められたリークセンサ値（前回リークセンサ値）を差し引いた差分値を算出し、液漏れ検出部４２がその差分値をしきい値保持部４３のしきい値と比較しながら液漏れを監視する。今回求められたリークセンサ値は前回リークセンサ値としてリークセンサ値記憶部４１に記憶し、次回の差分値の算出に用いる。

監視中に今回リークセンサ値と前回リークセンサ値の差分値がしきい値を超えると表示部５０に警報を表示したり、液体クロマトグラフの動作を停止したりするなどの動作を行なう。

なお、上記実施例では、第２の校正係数は、実際に所定の温度、湿度及び溶媒濃度のもとで測定を行なったときのガスセンサの出力値に基づいて、そのときのリークセンサ値が所定の値になるように決定されるものである。これにより、センサ出力校正部３６によって求められるリークセンサ値が、ガスセンサの経年による劣化などによる感度の変化の影響を受けず一定のレベルが維持される。

これに対し、本発明は、第２の校正係数が装置定数として予め設定されたものである場合も含む。ただし、かかる第２の校正係数によって求められたリークセンサ値はガスセンサの感度の経年変化の影響を受け、差分算出部４０によって算出される今回リークセンサ値と前回リークセンサ値の差分値もその影響を受ける。そのため、かかる場合には、校正時に得られたリークセンサ値に基づいてしきい値を校正するようにすることが好ましい。その場合は、しきい値保持部４３にリークセンサ値が所定値であるときのしきい値を基準しきい値として保持させておき、校正時に得られたリークセンサ値に基づいてしきい値用の校正係数を求め、その校正係数と基準しきい値により適正なしきい値を求める。

また、本発明には、第２の校正係数を用いない場合も含む。第２の校正係数を用いない場合は、ガスセンサ３４からの出力に第１の校正係数を掛けた値がリークセンサ値となる。この場合も、しきい値保持部４３にリークセンサ値が所定値であるときのしきい値を基準しきい値として保持させておき、校正時に得られたリークセンサ値に基づいてしきい値用の校正係数を求め、その校正係数と基準しきい値により適正なしきい値を求める。

また、上記実施例では、溶媒ごとのガスセンサ３４の感度の違いによる影響を、ガスセンサ３４からの出力に第１の校正係数を掛けることで小さくしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、しきい値を第１の校正係数によって校正するようにしてもよい。その場合、しきい値保持部４３に、特定溶媒の気化ガス濃度が所定値であるときのしきい値を基準しきい値として保持させておき、その基準しきい値に第１の校正係数を掛けて液漏れ検出用のしきい値を求める。

また、ガスセンサ３４はカラムオーブン２２内に設置されているため、カラムオーブン２２内を加温している間はガスセンサ３４の感度は大きく変化する可能性がある。カラムオーブン２２のドアを開け閉めすると外部環境の影響を受け、ガスセンサ３４の感度が変化することも考えられる。したがって、カラムオーブン２２の加温中やカラムオーブン２２のドアの開閉時のしきい値を別途用意しておき、カラムオーブン２２の加温中やドアの開閉時にそのしきい値を用いて液漏れの検出を行なうようにすることで、液漏れの誤検知の可能性を低減し、液漏れの検出精度をさらに高めることができる。

１０ 分析流路
１２ 分離カラム
１４ 移動相
１６ 送液ユニット
１８ オートサンプラ
２０ 検出部
２２ カラムオーブン
３４ ガスセンサ
３６ センサ出力校正部
３８ 校正係数保持部
４０ 差分算出部
４１ リークセンサ値記憶部
４２ 液漏れ検出部
４３ しきい値保持部
４４ 温度特性保持部
４６ 湿度特性保持部
５０ 表示部

Claims (6)

1. 液体クロマトグラフの分離カラムを温度調節するカラムオーブンであって、
   移動相を構成する溶媒の気化ガスを検出し、その検出値に応じた強度の信号を出力するガスセンサと、
   前記ガスセンサから出力された信号を一定時間間隔で取り込み、溶媒の液漏れの有無を判断する液漏れ判断部と、を備え、
   前記液漏れ判断部は、
   前記ガスセンサから取り込まれた信号強度に基づいたリークセンサ値を記憶するリークセンサ値記憶部と、
   前記ガスセンサから信号が取り込まれたときに、その信号強度に基づいたリークセンサ値を今回リークセンサ値、前記ガスセンサから前回取り込まれた信号の強度に基づいたリークセンサ値を前回リークセンサ値とし、前記リークセンサ値記憶部に記憶されている前記前回リークセンサ値を前記今回リークセンサ値から差し引いた値を差分値として算出する差分算出部と、
   前記差分算出部により算出された前記差分値と予め設定されたしきい値とを比較することにより、カラムオーブン内の液漏れを検出する液漏れ検出部と、を備えているカラムオーブン。
2. 前記ガスセンサに関して異なる溶媒間での感度の違いを表わす校正係数を保持する校正係数保持部と、
   前記ガスセンサから取り込まれた信号を前記校正係数保持部に保持されている前記校正係数を用いて校正し前記リークセンサ値を求めるセンサ出力校正部と、をさらに備えている請求項１に記載のカラムオーブン。
3. 前記校正係数保持部は、カラムオーブン内における特定溶媒の気化ガス濃度が所定濃度であるときの前記リークセンサ値が一定の値となるように定められた第２の校正係数を保持するものであり、
   前記センサ出力校正部は前記第２の校正係数も用いて前記ガスセンサから取り込まれた信号を校正し前記リークセンサ値を求めるものである請求項２に記載のカラムオーブン。
4. 前記ガスセンサの感度の温度特性を保持している温度特性保持部をさらに備え、
   前記センサ出力校正部は、前記温度特性保持部に保持されている温度特性にも基づいて前記ガスセンサから取り込まれた信号を校正し前記リークセンサ値を求めるものである請求項２又は３に記載のカラムオーブン。
5. 前記ガスセンサの感度の湿度特性を保持している湿度特性保持部をさらに備え、
   前記センサ出力校正部は、前記湿度特性保持部に保持されている湿度特性にも基づいて前記ガスセンサから取り込まれた信号を校正し前記リークセンサ値を求めるものである請求項２から４のいずれか一項に記載のカラムオーブン。
6. 分離カラムを備えた分析流路に移動相を供給する送液部、前記送液部と前記分離カラムの間の分析流路に試料を注入する試料注入部、前記分離カラムから溶出した試料成分を検出する検出部を備えた液体クロマトグラフにおいて、
   前記分離カラムを温度調節するカラムオーブンとして請求項１から５のいずれか一項に記載のカラムオーブンを使用した液体クロマトグラフ。

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