JP2021015026A

JP2021015026A - 分析装置

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Publication number: JP2021015026A
Application number: JP2019129255A
Authority: JP
Inventors: 一法 ▲高▼橋; Kazunori Takahashi
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-02-12
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Abstract

【課題】電流検出回路におけるノイズの発生を抑制することができる分析装置を提供する。【解決手段】基板６１には、検出器からの出力信号を処理する電流検出回路６０が実装されている。カバー部材６３には、少なくとも電流検出回路６０が収容された空間６３０が内部に形成されている。空間６３０内には、ガス源からガスが供給される。カバー部材６３には、ガス源からのガスを空間６３０内に導入させる導入口６３３と、空間６３０内のガスを導出させる導出口６３４とが形成されている。【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、分析装置に関する。

ガスクロマトグラフなどの分析装置には、検出器からの出力信号を増幅するための増幅回路が実装された基板が設けられている（例えば、下記特許文献１参照）。増幅回路に含まれるオペアンプは、アナログ信号を処理するアナログ部品であり、当該アナログ部品においては信号にノイズが発生する可能性がある。

特に、検出器からの出力信号を高感度で検出するガスクロマトグラフ又は液体クロマトグラフなどにおいては、ノイズが分析結果に与える影響が大きい。そのため、アナログ部品におけるノイズの発生を可能な限り抑えることが好ましい。

特開２０１８−２０５０７９号公報

オペアンプ、電気抵抗、及び、これらを電気的に接続する配線パターンを含む電流検出回路は、湿度や汚染の影響を受けやすい。例えば、天候又は設置環境が変化した場合には、電流検出回路の周辺の湿度が高くなり、基板上に付着する水分によってリーク電流が増加する。このような場合には、リーク電流に伴うノイズの発生が懸念される。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電流検出回路におけるノイズの発生を抑制することができる分析装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、検出器と、基板と、カバー部材と、ガス源とを備えた分析装置である。前記検出器は、試料中の成分を検出する。前記基板には、前記検出器からの出力信号を処理する電流検出回路が実装されている。前記カバー部材には、少なくとも前記電流検出回路が収容された空間が内部に形成されている。前記ガス源は、前記空間内にガスを供給する。前記カバー部材には、前記ガス源からのガスを前記空間内に導入させる導入口と、前記空間内のガスを導出させる導出口とが形成されている。

本発明の第１の態様によれば、電流検出回路が収容された空間内に、ガス源からのガスが供給される。このガスは、カバー部材に形成された導入口から前記空間内に導入され、当該空間内を通過した後、カバー部材に形成された導出口から導出される。これにより、前記空間内の湿度を低下させることができるため、電流検出回路におけるノイズの発生を抑制することができる。

ガスクロマトグラフの全体構成の一例を示したブロック図である。第１実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニットの構成例を示した図であり、基板ユニットの平面図を示している。第１実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニットの構成例を示した図であり、基板ユニットの断面図を示している。第２実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニットの構成例を示した図であり、基板ユニットの平面図を示している。第２実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニットの構成例を示した図であり、基板ユニットの断面図を示している。第３実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニットの構成例を示した図であり、基板ユニットの平面図を示している。第３実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニットの構成例を示した図であり、基板ユニットの断面図を示している。カバー部材が複数設けられた基板ユニットの第１変形例について説明するための概略平面図である。カバー部材が複数設けられた基板ユニットの第２変形例について説明するための概略平面図である。ガスクロマトグラフ内の構成の一例を示した概略断面図である。ガスクロマトグラフ内の構成の他の例を示した概略断面図である。

１．ガスクロマトグラフの全体構成
図１は、ガスクロマトグラフ１の全体構成の一例を示したブロック図である。ガスクロマトグラフ１は、ガス源２、レギュレータ３、カラム４、検出器５及び基板ユニット６などを備えている。

ガス源２は、例えばガスボンベを含む構成である。ガス源２は、例えば窒素ガス又はヘリウムガスなどの不活性ガスを供給する。レギュレータ３は、ガス源２から供給されるガスの圧力が一定値になるように制御する。本実施形態では、ガス源２からレギュレータ３を介して供給されるガスが、カラム４、検出器５及び基板ユニット６に導入されるようになっている。

カラム４には、ガス源２からのガスが流路１１を介して供給される。カラム４に供給されるガスは、キャリア流体（移動相）として機能するキャリアガスである。流路１１には試料気化室（図示せず）が介在しており、当該試料気化室内に注入された液体試料が気化されることにより、気化された試料がキャリアガスとともにカラム４に導入される。試料中の各成分は、カラム４を通過する過程で分離され、分離された各成分が検出器５に順次導かれる。

検出器５には、ガス源２からのガスが流路１２を介して供給される。検出器５としては、例えばＦＩＤ（Flame Ionization Detector：水素炎イオン化検出器）を用いることができるが、これに限られるものではない。例えば、質量分析計を検出器５として用いることにより、ガスクロマトグラフ質量分析装置を構成することも可能である。

検出器５に供給されるガスは、検出器５における感度を向上又は安定化させるためのメイクアップガスとして機能する。カラム４にガスが供給されているときには、そのガスの一部が検出器５にも供給されるようになっている。ただし、ガスの流路にバルブを設けて、当該バルブを切り替えることにより、検出器５だけにガスを供給することができるようになっていてもよい。

基板ユニット６には、ガス源２からのガスが流路１３を介して供給される。流路１３には流体抵抗体１４が介在しており、ガス源２からのガスは、流体抵抗体１４において圧力が低下された上で基板ユニット６に供給されるようになっている。流体抵抗体１４は、例えば流路１３よりも小さい内径を有する抵抗管により構成されていてもよいし、バルブ又はフローコントローラなどの他の部材により構成されていてもよい。

基板ユニット６には、カラム４に供給されるガスの一部、又は、検出器５に供給されるガスの一部が供給される。すなわち、カラム４又は検出器５にガスが供給されているときには、そのガスの一部が基板ユニット６にも供給されるようになっている。ただし、ガスの流路にバルブを設けて、当該バルブを切り替えることにより、基板ユニット６だけにガスを供給することができるようになっていてもよい。また、所定のタイミングでバルブを切り替えることにより、例えば検出器５において検出が行われている期間などの所定期間だけ基板ユニット６にガスが供給されてもよい。あるいは、ガスクロマトグラフ１による分析が行われていないときも、常に少量（例えば数ｍＬ／ｍｉｎ）のガスが基板ユニット６に供給されてもよい。

基板ユニット６には、基板６１が備えられている。基板６１は、例えばガラスエポキシ基板などからなる絶縁性のリジッド基板である。基板６１の表面には、導体を用いて配線パターン６０３が印刷されることによりプリント配線が形成されている。基板６１上の一部の配線パターン６０３、及び、当該配線パターン６０３に対してそれぞれ電気的に接続されたオペアンプ６０１及び電気抵抗６０２は、電流検出回路６０を構成している。このように、基板６１には電流検出回路６０が実装されている。ただし、基板６１は、リジッド基板に限らず、例えばフレキシブル基板などの他の種類の基板であってもよい。

電流検出回路６０には、検出器５からの出力信号が入力される。電流検出回路６０は、検出器５からの出力信号を処理するための回路であり、電荷検出回路として機能してもよい。電流検出回路６０においては、例えば、検出器５からの電流が流れる電気抵抗６０２の両端の電圧が、オペアンプ６０１で増幅されて測定される。オペアンプ６０１は、アナログ信号を処理するアナログ部品である。オペアンプ６０１は、例えばＦＥＴ（Field-Effect Transistor：電界効果トランジスター）を含む構成であってもよい。

２．第１実施形態
図２Ａ及び図２Ｂは、第１実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニット６の構成例を示した図である。図２Ａは、基板ユニット６の平面図を示しており、図２Ｂは、基板ユニット６の断面図を示している。

基板ユニット６は、上述の基板６１の他に、ベース部材６２及びカバー部材６３を備えている。ベース部材６２は、例えばアルミニウム又は鉄などの金属、あるいは、樹脂により形成された板状部材である。ベース部材６２は、水分を透過しない材料で形成されていることが好ましいが、上記材料に限定されるものではない。また、ベース部材６２は、ガスクロマトグラフ１の筐体の一部などにより構成されていてもよい。

基板６１は、ベース部材６２に保持されている。具体的には、ベース部材６２から突出するように設けられた固定部６２１に対して、基板６１が固定されている。これにより、基板６１は、ベース部材６２に対して間隔を隔てた状態で保持される。ベース部材６２は、例えば平板状に形成されており、ベース部材６２に対して平行になるように基板６１が保持される。ただし、基板６１は、ベース部材６２に対して傾斜した状態で保持されてもよい。

カバー部材６３は、中空状の部材であり、内部に形成された空間６３０内に基板６１を収容する。これにより、基板６１に実装された電流検出回路６０が空間６３０内に収容される。カバー部材６３は、例えばアルミニウム又は鉄などの金属により形成された板状部材が、適宜屈曲又は接合されることにより構成されている。カバー部材６３は、水分を透過しない材料で形成されていることが好ましいが、金属に限らず、樹脂などの他の材料により形成されていてもよい。

カバー部材６３は、矩形状の天板６３１と、天板６３１の各辺からそれぞれ同方向に突出する４つの側板６３２とを含む。図２Ａに示すような平面視において、天板６３１の外形は、基板６１の外形よりも大きい。カバー部材６３は、各側板６３２の先端縁（下端縁）がベース部材６２の表面（上面）に当接又は近接した状態で、ベース部材６２に取り付けられる。基板６１は、ベース部材６２及びカバー部材６３により囲まれた空間６３０に収容される。隣接する側板６３２の端縁同士は、互いに当接していてもよいし、隙間を隔てて対向していてもよい。ただし、カバー部材６３の形状は、上記のような形状に限らず、例えば矩形状以外の形状で天板６３１が形成されていてもよい。

カバー部材６３には、導入口６３３及び導出口６３４が形成されている。導入口６３３には、導入管６３３Ａの一端部が取り付けられている。導入管６３３Ａの他端部には、流路１３が連通している。また、導出口６３４には、導出管６３４Ａの一端部が取り付けられている。導出管６３４Ａの他端部は、大気開放されている。

これにより、ガス源２からのガスが、導入口６３３から空間６３０内に導入され、空間６３０内のガスが導出口６３４から大気中に導出される。すなわち、導入口６３３から空間６３０内にガスが導入されることにより、空間６３０内が当該ガスで満たされた後、さらに導入口６３３から空間６３０内にガスが導入されることにより、空間６３０内のガスが導出口６３４からオーバーフローするようになっている。ただし、導出管６３４Ａが省略され、導出口６３４からガスが直接導出されてもよい。あるいは、導出管６３４Ａに配管が取り付けられることにより、当該配管を介して装置内の任意の空間又は装置外にガスが導出されてもよい。

上記のような構成によれば、空間６３０内が大気圧に対して陽圧となる。これにより、大気中の異物などが空間６３０内に混入しにくくなるため、異物などが基板６１に付着して悪影響を与えることを防止できる。ガス源２からのガスが供給された空間６３０内の湿度は、例えば６０％以下となる。ガス源２からのガス中の水分濃度は、例えば１０．７ｐｐｍ以下である。ただし、これらの数値は例示に過ぎず、他の任意の値に設定可能である。

導入口６３３及び導出口６３４は、いずれも側板６３２に形成されている。具体的には、互いに対向する１対の側板６３２のうち、一方の側板６３２（側板６３２Ａ）に導入口６３３が形成され、他方の側板６３２（側板６３２Ｂ）に導出口６３４が形成されている。この例では、上記１対の側板６３２は、互いに平行に延びるように対面している。

より具体的には、導入口６３３は、側板６３２Ａにおける水平方向の一方側（図２Ａにおける右側）の端部に形成されている。これに対して、導出口６３４は、側板６３２Ｂにおける水平方向の他方側（図２Ａにおける左側）の端部に形成されている。このように、導入口６３３及び導出口６３４は、カバー部材６３における水平方向の対角線上の各角部に形成されている。これにより、導入口６３３から空間６３０内に導入されるガスを、空間６３０内に満遍なく流通させ、空間６３０内に収容された基板６１の全体に接触させることができる。

ただし、導入口６３３及び導出口６３４は、上記のような位置に限らず、カバー部材６３における任意の位置に形成することができる。また、導出口６３４は、明確な孔として形成された構成に限らず、例えば、隣接する側板６３２の端縁同士の隙間の他、カバー部材６３とベース部材６２との間の隙間など、任意の隙間により構成されていてもよい。なお、カバー部材６３とベース部材６２との間の隙間に、弾性体、接着材又は粘着材などの封止部材を介在させることにより、空間６３０の気密性が確保されてもよい。

このように、本実施形態では、カバー部材６３がベース部材６２に取り付けられることにより空間６３０が形成され、その空間６３０内に基板６１が収容されている。これにより、基板６１、及び、基板６１に実装された電流検出回路６０が、カバー部材６３により覆われている。

３．第２実施形態
図３Ａ及び図３Ｂは、第２実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニット６の構成例を示した図である。図３Ａは、基板ユニット６の平面図を示しており、図３Ｂは、基板ユニット６の断面図を示している。本実施形態では、カバー部材６３の形状及び取付位置のみが第１実施形態とは異なっている。したがって、第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態におけるカバー部材６３は、第１実施形態のカバー部材６３よりも内容積が小さい。具体的には、図３Ａに示すような平面視において、カバー部材６３の天板６３１の外形が、基板６１の外形よりも小さい。カバー部材６３は、第１実施形態のように基板６１全体を覆っているのではなく、基板６１に取り付けられることにより、基板６１上の回路の一部のみを覆っている。カバー部材６３により覆われる回路の一部には、少なくとも電流検出回路６０が含まれている。ただし、カバー部材６３は、基板６１上の回路の一部だけでなく、回路全体を覆うような構成であってもよい。

カバー部材６３は、第１実施形態と同様に、矩形状の天板６３１と、天板６３１の各辺からそれぞれ同方向に突出する４つの側板６３２とを含む。カバー部材６３は、各側板６３２の先端縁（下端縁）が基板６１の表面（上面）に当接又は近接した状態で、基板６１に取り付けられる。電流検出回路６０は、基板６１及びカバー部材６３により囲まれた空間６３０に収容される。隣接する側板６３２の端縁同士は、互いに当接していてもよいし、隙間を隔てて対向していてもよい。ただし、カバー部材６３の形状は、上記のような形状に限らず、例えば矩形状以外の形状で天板６３１が形成されていてもよい。

カバー部材６３には、第１実施形態と同様に、導入口６３３及び導出口６３４が形成されている。導入口６３３及び導出口６３４は、図３Ａ及び図３Ｂに示すような位置に限らず、カバー部材６３における任意の位置に形成することができる。また、導出口６３４は、明確な孔として形成された構成に限らず、例えば、隣接する側板６３２の端縁同士の隙間の他、カバー部材６３と基板６１との間の隙間など、任意の隙間により構成されていてもよい。

このように、本実施形態では、カバー部材６３が基板６１に取り付けられることにより空間６３０が形成され、その空間６３０内に少なくとも電流検出回路６０が収容されることにより、電流検出回路６０がカバー部材６３で覆われている。

４．第３実施形態
図４Ａ及び図４Ｂは、第３実施形態に係るガスクロマトグラフの基板ユニット６の構成例を示した図である。図４Ａは、基板ユニット６の平面図を示しており、図４Ｂは、基板ユニット６の断面図を示している。本実施形態では、基板ユニット６にペルチェ素子６４が備えられている点のみが第１実施形態とは異なっている。したがって、第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態では、ペルチェ素子６４がオペアンプ６０１の表面に当接している。具体的には、ペルチェ素子６４の第１面６４１がオペアンプ６０１の表面に当接し、ペルチェ素子６４の第２面６４２がカバー部材６３に当接している。ペルチェ素子６４は、２つの配線６４３を介して基板６１に電気的に接続されている。これらの配線６４３を介して、基板６１からペルチェ素子６４に直流電流が供給される。これにより、ペルチェ素子６４の第１面６４１において吸熱が行われ、第２面６４２において発熱が行われる。その結果、オペアンプ６０１の熱がカバー部材６３へと伝達され、オペアンプ６０１が冷却される。

ペルチェ素子６４に対する通電は、ガスクロマトグラフ１の動作中は常に行われてもよいし、所定期間のみ行われてもよい。上記所定期間は、例えば基板ユニット６にガスが供給されている期間、又は、検出器５において検出が行われている期間など、任意の期間に設定可能である。

この例では、ペルチェ素子６４の第２面６４２が、カバー部材６３の天板６３１に当接しているが、側板６３２などの他の部分に当接していてもよい。また、ペルチェ素子６４の第１面６４１は、オペアンプ６０１に限らず、電流検出回路６０に含まれる他の電子部品に当接していてもよい。また、ペルチェ素子６４の第１面６４１及び第２面６４２は、オペアンプ６０１又はカバー部材６３などの対象面に対して直接当接するような構成に限らず、例えば伝熱部材を介して熱的に接続されていてもよい。

本実施形態では、第１実施形態の基板ユニット６にペルチェ素子６４を付加した構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、例えば第２実施形態の基板ユニット６にペルチェ素子６４を付加した構成であってもよい。

５．変形例
上記実施形態では、カバー部材６３が１つだけ設けられた構成について説明した。しかし、ガスクロマトグラフ１が複数の基板６１を備えている場合、又は、１つの基板６１に複数の電流検出回路６０が実装されている場合などには、カバー部材６３が複数設けられていてもよい。

５−１．第１変形例
図５Ａは、カバー部材６３が複数設けられた基板ユニット６の第１変形例について説明するための概略平面図である。各カバー部材６３の内部には空間６３０が形成されており、各空間６３０内に少なくとも電流検出回路６０が収容されている。

この例では、３つのカバー部材６３（第１カバー部材６３Ａ、第２カバー部材６３Ｂ及び第３カバー部材６３Ｃ）が流体的に直列に接続されている。具体的には、第１カバー部材６３Ａにおいては、導入口６３３に導入管６３３Ａの一端部が取り付けられ、導出口６３４に導出管６３４Ａの一端部が取り付けられている。第２カバー部材６３Ｂにおいては、第１カバー部材６３Ａの導出口６３４に一端部が取り付けられた導出管６３４Ａの他端部が取り付けられ、導出口６３４に導出管６３４Ａの一端部が取り付けられている。第３カバー部材６３Ｃにおいては、第２カバー部材６３Ｂの導出口６３４に一端部が取り付けられた導出管６３４Ａの他端部が取り付けられ、導出口６３４に導出管６３４Ａの一端部が取り付けられている。第３カバー部材６３Ｃの導出口６３４に一端部が取り付けられた導出管６３４Ａの他端部は、大気開放されている。

したがって、第１カバー部材６３Ａの導入口６３３に供給されたガスは、第１カバー部材６３Ａ内の空間６３０から第２カバー部材６３Ｂ内の空間６３０へと流れた後、第３カバー部材６３Ｃ内の空間６３０を通って、第３カバー部材６３Ｃの導出口６３４から導出される。ただし、カバー部材６３の数は３つに限らず、２つ又は４つ以上のカバー部材６３が流体的に直列に接続された構成であってもよい。

５−２．第２変形例
図５Ｂは、カバー部材６３が複数設けられた基板ユニット６の第２変形例について説明するための概略平面図である。各カバー部材６３の内部には空間６３０が形成されており、各空間６３０内に少なくとも電流検出回路６０が収容されている。

この例では、３つのカバー部材６３（第１カバー部材６３Ａ、第２カバー部材６３Ｂ及び第３カバー部材６３Ｃ）が流体的に並列に接続されている。具体的には、第１カバー部材６３Ａ、第２カバー部材６３Ｂ及び第３カバー部材６３Ｃのそれぞれにおいて、導入口６３３に導入管６３３Ａの一端部が取り付けられ、導入管６３３Ａの他端部が共通のガス源２に連通している。また、第１カバー部材６３Ａ、第２カバー部材６３Ｂ及び第３カバー部材６３Ｃのそれぞれにおいて、導出口６３４に導出管６３４Ａの一端部が取り付けられ、導出管６３４Ａの他端部が大気開放されている。

したがって、共通のガス源２からのガスは、第１カバー部材６３Ａ、第２カバー部材６３Ｂ及び第３カバー部材６３Ｃの各空間６３０に個別に供給され、それぞれの導出口６３４から導出される。ただし、カバー部材６３の数は３つに限らず、２つ又は４つ以上のカバー部材６３が流体的に並列に接続された構成であってもよい。

５−３．その他の変形例
カバー部材６３内の空間６３０にガスを供給するタイミングは、任意に設定可能である。例えば、所定の周期で断続的に空間６３０内にガスが供給されるような構成であってもよい。また、空間６３０内に湿度センサを設けて、当該湿度センサにより検知される空間６３０内の湿度が所定の閾値を超えたときに、空間６３０内にガスが供給されるような構成などであってもよい。あるいは、ガスクロマトグラフ１の起動時に空間６３０内へのガスの供給を開始し、空間６３０内の湿度が所定の閾値まで低下したときに、ガスの流量を低下させてもよい。

検出器５に供給されるガスは、メイクアップガスに限らず、助燃ガスなどの他のガスとして機能するものであってもよい。助燃ガスとして検出器５に供給されるガスは、例えば除湿された圧縮空気（ドライエア）又は水素などであってもよい。

カラム４及び検出器５に共通のガスが供給されるような構成に限らず、カラム４及び検出器５に異なるガスが供給されるような構成であってもよい。この場合、カラム４にガスを供給するガス源と、検出器５にガスを供給するガス源とが、個別に設けられていてもよい。また、検出器５にはガスが供給されないような構成であってもよい。

カラム４に供給されるガスの一部、又は、検出器５に供給されるガスの一部が、基板ユニット６に供給されるような構成に限らず、基板ユニット６にガスを供給するためのガス源が別個に設けられていてもよい。

以上の実施形態では、分析装置の一例として、ガスクロマトグラフ１について説明した。しかし、本発明は、ガスクロマトグラフ１に限らず、液体クロマトグラフなどの他の分析装置にも適用可能である。液体クロマトグラフの場合、カラム４には、ガスではなく液体がキャリア流体（移動相）として供給されてもよい。また、クロマトグラフの検出器として質量分析計を用いることにより、本発明が適用されたガスクロマトグラフ質量分析装置や液体クロマトグラフ質量分析装置を構成することも可能である。

光学系を備え中赤外を測定するＦＴ−ＩＲなどの分析装置では、光が通る空間内の湿度を下げるために、水分が少ない乾燥空気又は乾燥窒素が、ガス源から光学系又は光が通る空間に流されてパージされる。また、装置が載置される除振台に空気ばねが採用されている場合には、空気ばねに乾燥空気を供給するガス源が必要である。したがって、これらのガス源からカバー部材６３内にガスが供給されてもよい。

ガスクロマトグラフにおいては、カラムに導入するキャリア流体として、ヘリウムガス、水素ガス、窒素ガス又はアルゴンガスなどが用いられる。検出器に使用されるガスは、検出器の種類によって異なる。ＦＩＤ検出器（Flame Ionization Detector：水素炎イオン化検出器）では、例えば水素ガス、乾燥空気、ヘリウムガス又は窒素ガスが用いられる。ＦＴＤ検出器（Flame Thermionic Detector：フレームサーミオニック検出器）では、例えば水素ガス、乾燥空気、ヘリウムガス又は窒素ガスが用いられる。ＦＰＤ検出器（Frame Photometric Detecter：炎光光度検出器）では、例えば水素ガス又は乾燥空気が用いられる。ＴＣＤ検出器（Thermal Conductivity Detector：熱伝導度検出器）では、例えばカラムに導入するキャリア流体と同様のガスが用いられる。ＢＩＤ検出器（Dielectric-Barrier Discharge Ionization Detector：バリア放電イオン化検出器）では、例えばヘリウムガス又は窒素ガスが用いられる。したがって、これらのガスがガス源からカバー部材６３内に供給されてもよい。

液体クロマトグラフにおいては、移動相である溶液中の溶存ガスを取り除くため、例えばヘリウムガスを用いて脱ガスが行われる。したがって、脱ガスに用いられるガスがガス源からカバー部材６３内に供給されてもよい。

質量分析装置においては、その種類によって使用されるガスが異なる。ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）質量分析装置では、プラズマ発生部において、例えば水素ガス、酸素ガス又はヘリウムガスが用いられる。イオンモビリティ質量分析装置では、例えばドリフトガス又はバッファガスとして窒素ガスが用いられる。したがって、これらのガスがガス源からカバー部材６３内に供給されてもよい。

液体クロマトグラフ質量分析装置では、例えばＥＳＩ（Electrospray Ionization：エレクトロスプレーイオン化）に使用するネブライザーガス、又は、チャンバー内に流すクリーニングガスとして、窒素ガス、アルゴンガス又はヘリウムガスが用いられる。したがって、これらのガスがガス源からカバー部材６３内に供給されてもよい。

図６Ａは、ガスクロマトグラフ１内の構成の一例を示した概略断面図である。ガスクロマトグラフ１は、中空状の筐体１０１を備えている。筐体１０１内には、内部にカラム４が収容されたカラムオーブン７が配置されている。カラム４は、カラムオーブン７内で加熱される。カラム４の一端部には試料導入部８が連通し、カラム４の他端部には検出器５が連通している。試料導入部８内の試料気化室において気化された液体試料は、キャリアガスとともにカラム４に導入され、カラム４を通過する過程で分離された液体試料中の各成分が検出器５で検出される。

カラムオーブン７の外側には、基板６１が取り付けられている。すなわち、この例では、カラムオーブン７がベース部材６２を構成している。これにより、筐体１０１内には、基板６１及びカバー部材６３が収容されている。ただし、基板６１がカラムオーブン７に直接取り付けられるような構成に限らず、別のベース部材６２を介して基板６１がカラムオーブン７に取り付けられてもよいし、筐体１０１内に設けられたカラムオーブン７以外の部材に基板６１が取り付けられてもよい。この例では、基板６１及び基板６１に実装された電流検出回路６０がカバー部材６３により覆われた構成（図２Ａ及び図２Ｂの構成）が採用されている。ただし、このような構成に限らず、基板６１にカバー部材６３が取り付けられた構成（図３Ａ及び図３Ｂの構成）、又は、ペルチェ素子６４を備えた構成（図４Ａ及び図４Ｂの構成）などであってもよい。

筐体１０１には、吸気口１１１及び排気口１１２が形成されている。吸気口１１１及び排気口１１２は、図６Ａのように筐体１０１の側面に形成されていてもよいが、上面又は底面などの他の面に形成されていてもよい。また、吸気口１１１及び排気口１１２は、図６Ａのようにカラムオーブン７を挟んで対向する側面に形成されていてもよいが、互いに対向しない側面に形成されていてもよい。

排気口１１２には、ファン１０２が取り付けられている。このファン１０２は、筐体１０１内の空気を排気するための排気ファン１２１である。排気ファン１２１を駆動させることにより、吸気口１１１から筐体１０１内に空気を取り込み、筐体１０１内の空気を排気口１１２から排気させることができる。これにより、筐体１０１内に配置されたカラムオーブン７などの発熱する部品を冷却することができる。排気ファン１２１の駆動は、例えばガスクロマトグラフ１の電源がオン状態に切り替えられたときに開始されてもよい。

図６Ｂは、ガスクロマトグラフ１内の構成の他の例を示した概略断面図である。この例では、筐体１０１内に空気を取り込むためのファン１０２として、排気ファン１２１ではなく吸気ファン１２２が設けられている点が、図６Ａの構成とは異なっている。その他の構成については図６Ａと同様であるため、同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図６Ｂの例では、吸気口１１１にファン１０２が取り付けられている。このファン１０２は、筐体１０１内に外気を吸気するための吸気ファン１２２である。吸気ファン１２２を駆動させることにより、吸気口１１１から筐体１０１内に空気を取り込み、筐体１０１内の空気を排気口１１２から排気させることができる。これにより、図６Ａの場合と同様に、筐体１０１内に配置されたカラムオーブン７などの発熱する部品を冷却することができる。吸気ファン１２２の駆動は、例えばガスクロマトグラフ１の電源がオン状態に切り替えられたときに開始されてもよい。

６．態様
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る分析装置は、
試料中の成分を検出する検出器と、
前記検出器からの出力信号を処理する電流検出回路が実装された基板と、
少なくとも前記電流検出回路が収容された空間が内部に形成されたカバー部材と、
前記空間内にガスを供給するガス源とを備え、
前記カバー部材には、前記ガス源からのガスを前記空間内に導入させる導入口と、前記空間内のガスを導出させる導出口とが形成されていてもよい。

第１項に記載の分析装置によれば、電流検出回路が収容された空間内に、ガス源からのガスが供給される。このガスは、カバー部材に形成された導入口から前記空間内に導入され、当該空間内を通過した後、カバー部材に形成された導出口から導出される。これにより、前記空間内の湿度を低下させることができるため、電流検出回路におけるノイズの発生を抑制することができる。

（第２項）第１項に記載の分析装置において、
キャリア流体とともに試料が供給されるカラムをさらに備え、
前記ガス源は、前記カラムに前記キャリア流体としてガスを供給してもよい。

第２項に記載の分析装置によれば、カラムに供給されるガスを利用して、当該ガスを電流検出回路が収容された空間内に供給し、当該空間内の湿度を低下させることができる。したがって、空間内の湿度を低下させるためにガス源を別途設ける必要がない。

（第３項）第１項に記載の分析装置において、
前記ガス源は、前記検出器にガスを供給してもよい。

第３項に記載の分析装置によれば、検出器に供給されるガスを利用して、当該ガスを電流検出回路が収容された空間内に供給し、当該空間内の湿度を低下させることができる。したがって、空間内の湿度を低下させるためにガス源を別途設ける必要がない。

（第４項）第１項〜第３項のいずれか一項に記載の分析装置において、
前記基板を保持するベース部材をさらに備え、
前記カバー部材は、前記ベース部材に取り付けられることにより、前記基板及び当該基板に実装された前記電流検出回路を覆ってもよい。

第４項に記載の分析装置によれば、ベース部材に取り付けられたカバー部材で基板全体を覆うことにより、カバー部材内の空間に供給されるガスによって基板上の電流検出回路における湿度を低下させることができる。

（第５項）第１項〜第３項のいずれか一項に記載の分析装置において、
前記カバー部材は、前記基板に取り付けられることにより、少なくとも前記電流検出回路を覆ってもよい。

第５項に記載の分析装置によれば、基板に取り付けられたカバー部材で基板上の電流検出回路を覆うことにより、カバー部材内の空間に供給されるガスによって基板上の電流検出回路における湿度を低下させることができる。基板全体をカバー部材で覆う構成と比較して、基板に対して電気的に接続された配線を通すための孔をカバー部材に設ける必要がないという効果も期待できる。また、カバー部材内の容積を小さくすることができ、ガスの使用量を抑えることができるという効果も期待できる。

（第６項）第１項〜第５項のいずれか一項に記載の分析装置において、
前記空間内に設けられ、前記電流検出回路に含まれる電子部品を冷却するペルチェ素子をさらに備えていてもよい。

第６項に記載の分析装置によれば、ペルチェ素子を用いて電流検出回路に含まれる電子部品を冷却することにより、電流検出回路におけるノイズの発生を抑制することができる。電流検出回路が収容された空間内の湿度を低下させているため、電子部品を冷却することにより結露が発生することも抑制できる。

（第７項）第１項〜第６項のいずれか一項に記載の分析装置において、
前記ガスは、不活性ガスであってもよい。

第７項に記載の分析装置によれば、電流検出回路が収容された空間内に供給されるガスによって、電流検出回路の各部の酸化又は腐食などが生じることを抑制できる。

（第８項）第１項〜第７項のいずれか一項に記載の分析装置において、
前記基板及び前記カバー部材が収容された筐体と、
前記筐体内に空気を取り込むためのファンとをさらに備えていてもよい。

第８項に記載の分析装置によれば、ファンの駆動によって、基板及びカバー部材が収容された筐体内に外気が取り込まれる。外気には、例えば水分、微細なゴミ、試料が気化することによる生成物、又は、分析により放出される反応生成物などが含まれる場合がある。海が近い場所であれば、塩化物が外気に含まれる場合がある。分析実験室内であれば、アルコールなどの有機物が外気に含まれる場合もある。また、ガスクロマトグラフなどの高温になる装置であれば、装置が発生するシロキサンが外気に含まれる場合がある。これらの汚染物質が、基板表面又は電子部品などに付着すると、絶縁が低下し、リーク電流が増加するため、微小な電流を検出する電流検出回路では問題となる。このようなファンを備えた構成であっても、上記分析装置によれば、電流検出回路が収容された空間内に、ガス源からのガスが供給されるため、上記空間内がパージされる。したがって、ファンの駆動によって筐体内に取り込まれる外気中の汚染物質が、上記空間内に入り込みにくいため、基板表面及び電子部品の汚染を抑制することができる。

１ガスクロマトグラフ
２ガス源
３レギュレータ
４カラム
５検出器
６基板ユニット
６０電流検出回路
６１基板
６２ベース部材
６３カバー部材
６４ペルチェ素子
１０１筐体
１０２ファン
６０１オペアンプ
６０２電気抵抗
６０３配線パターン
６３０空間
６３３導入口
６３４導出口

Claims

試料中の成分を検出する検出器と、
前記検出器からの出力信号を処理する電流検出回路が実装された基板と、
少なくとも前記電流検出回路が収容された空間が内部に形成されたカバー部材と、
前記空間内にガスを供給するガス源とを備え、
前記カバー部材には、前記ガス源からのガスを前記空間内に導入させる導入口と、前記空間内のガスを導出させる導出口とが形成されている、分析装置。
キャリア流体とともに試料が供給されるカラムをさらに備え、
前記ガス源は、前記カラムに前記キャリア流体としてガスを供給する、請求項１に記載の分析装置。
前記ガス源は、前記検出器にガスを供給する、請求項１に記載の分析装置。
前記基板を保持するベース部材をさらに備え、
前記カバー部材は、前記ベース部材に取り付けられることにより、前記基板及び当該基板に実装された前記電流検出回路を覆う、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分析装置。
前記カバー部材は、前記基板に取り付けられることにより、少なくとも前記電流検出回路を覆う、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分析装置。
前記空間内に設けられ、前記電流検出回路に含まれる電子部品を冷却するペルチェ素子をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分析装置。
前記ガスは、不活性ガスである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の分析装置。
前記基板及び前記カバー部材が収容された筐体と、
前記筐体内に空気を取り込むためのファンとをさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の分析装置。