JP2019164031A

JP2019164031A - ガスクロマトグラフ

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Publication number: JP2019164031A
Application number: JP2018052149A
Authority: JP
Inventors: 雅史山根; Masafumi Yamane
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2038-03-20
Also published as: US20190293613A1; CN110308234A; JP7006417B2; US11187684B2

Abstract

【課題】同一の機能を有する複数のユニットでエラーが発生した場合に、エラーが発生したユニットを容易に特定できる。【解決手段】ガスクロマトグラフは、表示部７と、表示器３１，４１，８１と、表示制御部１１３とを備える。ガスクロマトグラフでは、同一の機能を有する複数のユニットが備えられており、表示器３１，４１，８１は、複数のユニットのいずれかに対応づけられている。ガスクロマトグラフにおいて、複数のユニットのうちのいずれかでエラーが発生した場合には、表示制御部１１３の処理により、表示部７の表示画面にエラー報知画面が表示されるとともに、エラーが発生したユニットに対応づけられた表示器が動作される。そのため、ユーザに対して複数のユニットのうちどのユニットでエラーが発生しているかを認識させることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、同一の機能を有する複数のユニットを用いて分析を行うことができるガスクロマトグラフに関するものである。

ガスクロマトグラフは、試料導入部、検出部、ガス供給部などの各ユニットを備えている。ガスクロマトグラフでは、これらの各ユニットが動作された状態で、試料の分析が行われる。

ガスクロマトグラフで試料を分析している際に、ユニットが正常に動作しなくなることがある。この場合、そのまま分析動作を継続しても、正しい分析結果を得ることができない。そのため、ユニットに異常が発生した場合に、装置上の表示画面において、エラーの発生を報知するガスクロマトグラフが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
これにより、ユーザに対してユニットに不具合が生じていることを認識させることができる。

特許第４６３１６８７号公報

しかしながら、ガスクトマトグラフでは、同一の機能を有するユニットが複数設けられることがある。例えば、複数の試料導入部や、複数の検出器を備えるガスクロマトグラフが利用されることがある。

このようなガスクロマトグラフにおいて、いずれかのユニットが正常に動作しなくなった場合には、そのユニットのエラー表示を表示画面上で報知することとなる。この場合、ユーザは、どの種類のユニットにエラーが発生しているかを認識できる一方で、その種類のユニットのうち、どのユニットでエラーが発生しているかをすぐに特定することができないという不具合が生じることがある。

例えば、表示画面上において試料導入部のエラーが表示されている場合には、ユーザは、試料導入部にエラーが発生していることを認識できる。しかし、複数の試料導入部のうちのいずれの試料導入部にエラーが発生しているかをすぐに特定することができない。特に、複数の試料導入部が同様の形状である場合には、どの試料導入部でエラーが発生しているかを特定することに手間がかかってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、同一の機能を有する複数のユニットでエラーが発生した場合に、エラーが発生したユニットを容易に特定できるガスクロマトグラフを提供することを目的とする。

（１）本発明に係るガスクロマトグラフは、同一の機能を有する複数のユニットを用いて分析を行うことができるガスクロマトグラフである。前記ガスクロマトグラフは、エラー検出部と、表示部と、複数の表示器と、表示制御部とを備える。前記エラー検出部は、前記複数のユニットにおけるエラーの発生を検出する。前記表示部は、前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、表示画面上にエラー表示を行う。前記複数の表示器は、前記複数のユニットにそれぞれ対応付けて、前記表示部とは別に設けられる。前記表示制御部は、前記表示部及び前記複数の表示器による表示を制御する。前記表示制御部は、前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、エラーが検出された前記ユニットに対応する前記表示器を動作させる。

このような構成によれば、ガスクロマトグラフにおいて、複数のユニットのうちのいずれかでエラーが発生した場合には、表示画面上にエラー表示が行われるとともに、エラーが発生したユニットに対応づけられた表示器が動作される。

そのため、表示画面の表示により、ユーザに対してユニットでエラーが発生していることを報知できるとともに、表示器を動作させることにより、ユーザに対して複数のユニットのうちどのユニットでエラーが発生しているかを認識させることができる。
その結果、同一の機能を有する複数のユニットのうち、あるユニットでエラーが発生した場合に、エラーが発生したユニットを容易に特定できる。

（２）また、前記複数のユニットが、それぞれ同一形状を有していてもよい。

このような構成によれば、特定のユニットを判別することが困難な状況において、エラーが発生したユニットを容易に特定できる。

このように、上記した構成の場合には、表示画面上にエラー表示を行うとともに、エラーが発生したユニットに対応づけられた表示器を動作させることが一層効果的である。

（３）また、前記表示制御部は、前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、当該エラーに対する対処方法を前記表示画面に表示させてもよい。

このような構成によれば、装置に不慣れなユーザであっても、エラーに対する対処方法を容易に確認できる。
そのため、クロマトグラフにおける操作性を向上できる。

（４）また、前記表示器は、対応付けられた前記ユニットにそれぞれ設けられていてもよい。

このような構成によれば、表示器とユニットの対応関係がわかりやすいため、エラーが発生したユニットをより容易に特定できる。

本発明によれば、ガスクロマトグラフにおいて、複数のユニットのうちのいずれかでエラーが発生した場合には、表示画面上にエラー表示が行われるとともに、エラーが発生したユニットに対応づけられた表示器が動作される。そのため、表示画面の表示により、ユーザに対してユニットでエラーが発生していることを報知できるとともに、表示器を動作させることにより、ユーザに対して複数のユニットのうちどのユニットでエラーが発生しているかを認識させることができる。その結果、同一の機能を有する複数のユニットのうち、あるユニットでエラーが発生した場合に、エラーが発生したユニットを容易に特定できる。

本発明の一実施形態に係るクロマトグラフの構成例を示した概略図である。クロマトグラフの本体の上壁を外した状態を概略的に示した平面図である。制御部及びその周辺の部材の電気的構成を示したブロック図である。表示部における表示画面の表示例を示した図であって、エラー表示画面が表示される状態を示している。表示部における表示画面の表示例を示した図であって、エラー詳細画面が表示される状態を示している。

１．ガスクロマトグラフの全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。このガスクロマトグラフは、キャリアガスとともに試料ガスをカラム１内に供給することにより分析を行うためのものであり、上記カラム１以外に、カラムオーブン２、試料導入部３、検出器４、及び、これらを収容する中空状の本体１０などを備えている。

カラム１は、例えば、キャピラリカラムからなる。カラム１は、ヒータ及びファンなど（いずれも図示せず）とともにカラムオーブン２内に収容されている。
カラムオーブン２は、カラム１を加熱するためのものであり、分析時にはヒータ及びファンを適宜駆動させる。

試料導入部３は、カラム１内にキャリアガス及び試料ガスを導入するための試料導入ユニット（ＳＰＬ）であり、セプタム（図示せず）が設けられている。また、試料導入部３の内部には、試料気化室（図示せず）が形成されている。この試料気化室には、液体試料が注入され、試料気化室内で気化された試料が、キャリアガスとともにカラム１内に導入される。また、試料気化室には、ガス供給流路５及びスプリット流路６が連通している。
ガス供給流路５は、試料導入部３の試料気化室内にキャリアガスを供給するための流路である。

スプリット流路６は、スプリット導入法によりカラム１内にキャリアガス及び試料ガスを導入する際に、試料気化室内のガス（キャリアガス及び試料ガスの混合ガス）の一部を所定のスプリット比で外部に排出するための流路である。

検出器４は、例えば、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）により構成される。すなわち、ガスクロマトグラフを動作させる際には、検出器４において水素炎が点火される。また、検出器４は、カラム１から導入されるキャリアガスに含まれる各試料成分を順次検出する。

このガスクロマトグラフにおいて試料を測定する際は、まず、検出器４において水素炎が点火されて、検出器４が起動される。そして、分析対象となる試料が試料導入部３に注入される。試料は、試料気化室において気化される。また、試料導入部３の試料気化室には、ガス供給流路５を介してキャリアガスが供給される。

試料気化室内で気化された試料は、キャリアガスとともにカラム１内に導入される。試料に含まれる各試料成分は、カラム１内を通過する過程で分離されて、検出器４に順次導入される。

そして、検出器４において、カラム１から導入されるキャリアガスに含まれる各試料成分が順次検出される。また、検出器４における検出結果に基づいて、クロマトグラムが生成される。

また、このガスクロマトグラフでは、同一の機能を有する複数のユニットが設けられている。同一の機能を有する複数のユニットとは、同種類の複数のユニットを意味している。例えば、図示しないが、本体１０内には、上記したカラム１、試料導入部（ＳＰＬ）３及び検出器（ＦＩＤ）４などの各ユニットがそれぞれ複数設けられている。ガスクロマトグラフでは、同種類の複数のユニットは、同一形状を有している。ガスクロマトグラフでは、各ユニットが動作することで、様々な条件で試料の分析が行われる。

２．表示器の構成
図２は、クロマトグラフの本体１０の上壁を外した状態を概略的に示した平面図である。図２に示すように、本体１０の上壁を外した状態では、ユーザは、複数の試料導入部（ＳＰＬ）３と、複数の検出器（ＦＩＤ）４とを確認できる。なお、図２では、各試料導入部（ＳＰＬ）３及び各検出器（ＦＩＤ）４の形状や配置は、概略化して示されている。また、図２では、各試料導入部（ＳＰＬ）３及び各検出器（ＦＩＤ）４には、他のユニットと区別するため番号を付している。

クロマトグラフでは、各ユニットに対応づけて表示器が設けられている。例えば、各試料導入部（ＳＰＬ）３の外面には、表示器３１が設けられている。また、各検出器（ＦＩＤ）４の外面には、表示器４１が設けられている。

表示器３１及び表示器４１のそれぞれは、例えば、ＬＥＤなどにより構成される。なお、表示器３１及び表示器４１のそれぞれは、ＬＥＤ以外の表示用部材により構成されてもよい。
このような構成により、本体１０の上壁を外した状態において、ユーザは、各ユニットに対応づけられる表示器を確認することができる。

なお、後述するように、ガスクロマトグラフでは、試料導入部３及び検出器４以外にも同種類の複数のユニットが設けられており、このユニットにも表示器が設けられている。

３．制御部及びその周辺の部材の電気的構成
図３は、制御部１１及びその周辺の部材の電気的構成を示したブロック図である。
ガスクロマトグラフは、上記した試料導入部３及び検出器４に加えて、表示部７、ガス供給機構８、記憶部９及び制御部１１などを電気的構成として備えている。

表示部７は、本体１０（図１参照）に設けられている。表示部７は、タッチパネルを含んでいる。すなわち、ユーザは、表示部７で情報の確認を行うことができるとともに、表示部７で入力操作を行うことができる。

ガス供給機構（ＡＰＣ）８は、試料導入部用、検出器用がある。試料導入部用はガス供給流路５にキャリアガスを供給するための機構であり、検出器用は検出器４に検出器用ガスを供給するための機構である。ガス供給機構８は、表示器８１及びガス供給機構制御部８２を備えている。なお、図示しないが、試料導入部用のガス供給機構８は、キャリアガスが貯留されたボンベや、ボンベとガス供給流路５とを接続する配管などを備えている。

表示器８１は、例えば、ＬＥＤなどにより構成される。表示器８１は、例えば、ボンベとガス供給流路５とを接続する配管に取り付けられている。なお、表示器８１は、ＬＥＤ以外の表示用部材により構成されてもよい。
ガス供給機構制御部８２は、ガス供給機構８の動作を制御する処理を行う。

ガスクロマトグラフでは、同種類のガス供給機構８が複数設けられている。すなわち、ガスクロマトグラフでは、同一の機能を有するユニットとして、ガス供給機構８が複数設けられている。複数のガス供給機構８は、同一形状を有していてもよい。

記憶部９は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスクなどにより構成されている。記憶部９には、使用回数情報９１が記憶されている。使用回数情報９１は、試料導入部３（試料導入部３のセプタム）の使用回数の情報である。

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成である。制御部１１には、試料導入部３、検出器４、表示部７、ガス供給機構８及び記憶部９などの各部が電気的に接続されている。制御部１１は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、エラー検出部１１２、表示制御部１１３及び回数検出部１１４などとして機能する。

エラー検出部１１２は、検出器４からの信号に基づいて、検出器４のエラーを検出する処理を行う。また、エラー検出部１１２は、記憶部９の使用回数情報９１に基づいて、試料導入部３の使用回数が所定値を超えた場合に、試料導入部３のエラーを検出する処理を行う。また、エラー検出部１１２は、ガス供給機構制御部８２からの信号に基づいて、ガス供給機構８のエラーを検出する処理を行う。

表示制御部１１３は、エラー検出部１１２の検出結果に基づいて、各ユニットの表示器の動作を制御する処理を行う。また、表示制御部１１３は、エラー検出部１１２の検出結果、及び、ユーザによる入力操作に基づいて、表示部７に所定の表示内容を表示させる処理を行う。
回数検出部１１４は、試料導入部３からの信号に基づいて、試料導入部３（試料導入部３のセプタム）の使用回数を検出する処理を行う。

４．表示画面の表示態様
図４は、表示部７における表示画面２０の表示例を示した図であって、エラー報知画面２３が表示される状態を示している。

ガスクロマトグラフの動作中は、表示部７には表示画面２０が表示されている。ガスクロマトグラフが通常の状態（エラーが発生しない状態）で動作しているときは、表示画面２０は、基本画面として表示されている。そして、後述するように、ガスクロマトグラフにおいて、いずれかのユニットでエラーが発生すると、表示画面２０にエラー発生を報知するエラー報知画面２３が表示される。

基本画面の状態の表示画面２０には、動作表示領域２１及びグラフ表示領域２２が含まれている。
動作表示領域２１は、ガスクロマトグラフにおける各種部品の動作状態を表示するための領域である。グラフ表示領域２２は、検出器４からの検出信号に基づいて生成されたクロマトグラムをリアルタイムで表示するための領域である。

ガスクロマトグラフにおいて、いずれかのユニットでエラーが発生すると、動作表示領域２１及びグラフ表示領域２２に重なるようにして、エラー報知画面２３が表示される。

エラー報知画面２３では、いずれかのユニットでエラーが発生していることを示す旨のメッセージ、詳細情報ボタン２３１、解除ボタン２３２及び保留ボタン２３３が表示される。なお、この例では、エラー報知画面２３には、ガス供給機構８でエラーが発生している旨のメッセージが表示されている。

詳細情報ボタン２３１は、エラーの詳細情報を表示させるためのボタンである。
解除ボタン２３２は、エラー検出を解除するためのボタンである。
保留ボタン２３３は、エラー検出を保留したまま動作を継続するためのボタンである。

図５は、表示部７における表示画面２０の表示例を示した図であって、エラー詳細画面２４が表示される状態を示している。
後述するように、図４に示す表示画面２０が表示部７に表示されている状態で、詳細情報ボタン２３１がタッチされると、図５に示すように、エラー詳細画面２４が表示される。

エラー詳細画面２４では、エラーの発生原因を示すメッセージ、及び、エラーの対処方法（対策）を示すメッセージが表示されている。この例では、エラー詳細画面２４には、ガス供給機構８でエラーが発生しているエラーの原因を示すメッセージ、及び、ガス供給機構８のエラーの対処方法を示すメッセージが表示されている。

５．制御部の制御動作
ガスクロマトグラフの動作中は、表示部７には基本画面の状態の表示画面２０が表示されている。すなわち、表示画面２０には、動作表示領域２１及びグラフ表示領域２２が表示されている。

そして、ガスクロマトグラフにおいて、いずれかのユニットでエラーが発生すると、エラー検出部１１２は、どのユニットでエラーが発生したかを検出する。そして、表示制御部１１３は、図４に示すように、動作表示領域２１及びグラフ表示領域２２に重なるようにしてエラー報知画面２３を表示させる。また、表示制御部１１３は、エラーが発生しているユニットに対応する表示器を動作させる。

例えば、ガスクロマトグラフで分析動作が行われると、試料導入部３からの信号に基づいて、回数検出部１１４が試料導入部３の使用回数を検出する。そして、回数検出部１１４は、その使用回数を使用回数情報９１として、記憶部９に記憶させる。

エラー検出部１１２は、記憶部９の使用回数情報９１を読み出し、その値（試料導入部３の使用回数）を閾値と比較する。そして、読み出した値が閾値を超えている場合には、エラー検出部１１２は、試料導入部３でエラーが発生していること（試料導入部３の使用回数過多）を検出する。

また、ガスクロマトグラフの動作中は、エラー検出部１１２には、検出器４からの信号が入力される。エラー検出部１１２は、検出器４の信号に異常が発生している場合に、検出器４でエラーが発生していることを検出する。

また、ガスクロマトグラフの動作中は、エラー検出部１１２には、ガス供給機構制御部８２からの信号が入力される。エラー検出部１１２は、ガス供給機構制御部８２の信号に異常が発生している場合に、ガス供給機構８でエラーが発生していることを検出する。

このようにしてエラー検出部１１２がユニットのエラーを検出すると、表示制御部１１３は、表示画面２０にエラー報知画面２３を表示させるとともに、エラーが発生しているユニットに対応する表示器を動作させる。

例えば、エラー検出部１１２がガス供給機構８でのエラー発生を検出した場合には、表示制御部１１３は、図４に示すように、表示画面２０にガス供給機構８に関するエラー報知画面２３を表示させる。そして、表示制御部１１３は、エラーが発生したガス供給機構８に対応する表示器８１を点灯させる。

これにより、ユーザは、まず、表示画面２０に表示されたエラー報知画面２３により、ガス供給機構８でエラーが発生していることを認識する。
そして、ユーザは、表示器８１の点灯を確認することにより、その表示器８１が対応づけられているガス供給機構８を確認する。

これにより、ガス供給機構８が複数設けられていても、どのガス供給機構８でエラーが発生しているかを容易に確認できる。
同様に、試料導入部３でエラーが発生している場合には、表示画面２０に試料導入部３でのエラー発生を表すエラー報知画面２３が表示されるとともに、その試料導入部３に対応付けられる表示器３１が点灯される。また、検出器４でエラーが発生している場合には、表示画面２０に検出器４でのエラー発生を表すエラー報知画面２３が表示されるとともに、その試料導入部３に対応付けられる表示器３１が点灯される。

試料導入部３に対応づけられる表示器３１が点灯される場合、及び、検出器４に対応づけられる表示器４１が点灯される場合には、ユーザは、本体１０の上壁を取り外すことで、これらの表示器を容易に確認することができる（図２参照）。

また、ユーザは、エラーの詳細情報を確認する場合には、エラー報知画面２３において、詳細情報ボタン２３１にタッチする。すると、表示画面２０において、エラー報知画面２３に代えてエラー詳細画面２４が表示される。
これにより、ユーザは、エラー詳細画面２４を確認することで、エラーの原因及び対策を確認できる。

また、ユーザは、エラー検出部１１２によるエラー検出を解除する場合には、エラー報知画面２３において解除ボタン２３２をタッチする。また、ユーザは、エラー検出部１１２によるエラー検出を保留したまま分析動作を継続する場合には、エラー報知画面２３において保留ボタン２３３をタッチする。

６．作用効果
（１）本実施形態では、ガスクロマトグラフにおいて、複数のユニットのうちのいずれかでエラーが発生した場合には、表示制御部１１３の処理により、表示部７の表示画面２０にエラー報知画面２３が表示されるとともに、エラーが発生したユニットに対応づけられた表示器が動作（点灯）される。

そのため、表示画面２０上のエラー報知画面２３の表示により、ユーザに対して、エラーが発生しているユニットがあることを報知できる。そして、表示器を動作させることにより、ユーザに対して複数のユニットのうちどのユニットでエラーが発生しているかを認識させることができる。
その結果、同一の機能を有する複数のユニットのうち、あるユニットでエラーが発生した場合に、エラーが発生したユニットを容易に特定できる。

（２）また、本実施形態では、ガスクロマトグラフにおいて、複数のユニットが、それぞれ同一形状を有している。
そのため、特定のユニットを判別することが困難な状況において、エラーが発生したユニットを容易に特定できる。

すなわち、本実施形態のガスクロマトグラフでは、表示画面２０上にエラー報知画面２３を表示させるとともに、エラーが発生したユニットに対応づけられた表示器を動作させることが一層効果的である。

（３）また、本実施形態では、表示制御部１１３は、エラー検出部１１２によりエラーが検出された場合に、当該エラーに対する対処方法をエラー詳細画面２４として表示画面２０に表示させる。

そのため、装置に不慣れなユーザであっても、エラーに対する対処方法を容易に確認できる。
その結果、クロマトグラフにおける操作性を向上できる。

（４）また、本実施形態では、表示器は、対応付けられたユニットにそれぞれ設けられている（各表示器は、対応づけられた各ユニットに設けられている）。具体的には、表示器３１は、試料導入部３に設けられている。表示器４１は、検出器４に設けられている。表示器８１は、ガス供給機構８に設けられている。

このように、各表示器と各ユニットの対応関係がわかりやすいため、エラーが発生したユニットをより容易に特定できる。

７．変形例
以上の実施形態では、各ユニットに対応づけられる表示器は、各ユニットでエラーが発生した場合に点灯されるとして説明した。しかし、各ユニットに対応付けられる表示器は、その他の動作によりエラーの発生しているユニットを認識させるものであってもよい。例えば、エラーが発生したユニットに対応づけられる表示器を点滅させてもよいし、全ての表示器を同一の色で点灯させておき、エラーが発生したユニットのみ異なる色で点灯させてもよい。

また、以上の実施形態では、表示器３１及び表示器４１のそれぞれは、試料導入部３及び検出器４のそれぞれの外面に設けられるとして説明した。しかし、各表示器は、各ユニットに対応付けられて設けられればよく、各部材の外面以外に設けられていてもよい。

また、以上の実施形態では、試料導入部は試料導入ユニット（ＳＰＬ）であると説明した。しかし、試料導入部はＳＰＬ以外であってもよい。

また、以上の実施形態では、検出器は水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）であると説明した。しかし、検出器はＦＩＤ以外であってもよい。

３試料導入部
４検出器
７表示部
８ガス供給機構
１１制御部
２０表示画面
２３エラー報知画面
２４エラー詳細画面
３１，４１，８１表示器
８２ガス供給機構制御部
１１２エラー検出部
１１３表示制御部

Claims

同一の機能を有する複数のユニットを用いて分析を行うことができるガスクロマトグラフであって、
前記複数のユニットにおけるエラーの発生を検出するエラー検出部と、
前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、表示画面上にエラー表示を行う表示部と、
前記複数のユニットにそれぞれ対応付けて、前記表示部とは別に設けられた複数の表示器と、
前記表示部及び前記複数の表示器による表示を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、エラーが検出された前記ユニットに対応する前記表示器を動作させることを特徴とするガスクロマトグラフ。
前記複数のユニットが、それぞれ同一形状を有することを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフ。
前記表示制御部は、前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、当該エラーに対する対処方法を前記表示画面に表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスクロマトグラフ。
前記表示器は、対応付けられた前記ユニットにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ。