JP2800621B2 - Gas chromatograph - Google Patents

Gas chromatograph

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JP2800621B2
JP2800621B2 JP5027502A JP2750293A JP2800621B2 JP 2800621 B2 JP2800621 B2 JP 2800621B2 JP 5027502 A JP5027502 A JP 5027502A JP 2750293 A JP2750293 A JP 2750293A JP 2800621 B2 JP2800621 B2 JP 2800621B2
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sample gas
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unit
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、燃焼装置等か
ら排出される排ガスやその他の試料ガスの成分を、高感
度に(ppbオーダまで)分析するためのガスクロマト
グラフ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas chromatograph for analyzing components of exhaust gas and other sample gases discharged from automobiles, combustion equipment and the like with high sensitivity (up to the order of ppb).

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば自動車(ガソリン、ディーゼル内
燃機関)の排ガスは、一つには、C1(メタン)からC1
2(ドデカン)程度までの広い範囲の化合物を含むとい
うことと、もう一つは、各成分の含有量が微量であると
いうことのため、従来、全成分を一つのガスクロマトグ
ラフ装置で測定することは不可能であった。そのため、
従来はメタン(C1)を主とする分析、エタン、エ
チレン(C2)を主とする分析、C3、C4を主とする
分析、C5〜C12を主とする分析、の4種の分析を別
個に行なっていた。
2. Description of the Related Art For example, exhaust gas from automobiles (gasoline and diesel internal combustion engines) is, for example, from C1 (methane) to C1 (methane).
Conventionally, all components must be measured with a single gas chromatograph, because they contain a wide range of compounds up to about 2 (dodecane) and the other is that the content of each component is very small. Was impossible. for that reason,
Conventionally, four types of analysis, methane (C1) -based analysis, ethane and ethylene (C2) -based analysis, C3 and C4-based analysis, and C5-C12-based analysis, are separately performed. I was doing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は1
種類の排ガスを測定するために、カラム等を交換しなが
ら同様の測定を4回繰り返す必要があり、操作が非常に
煩雑であった。また、各成分の分析限界も100ppb
程度であり、微量成分の分析には十分なものとはいえな
かった。
As described above, the conventional one
In order to measure the types of exhaust gas, it was necessary to repeat the same measurement four times while exchanging columns and the like, and the operation was very complicated. The analysis limit of each component is also 100 ppb.
This was not enough for the analysis of trace components.

【0004】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、簡単な
操作で、広い範囲の成分を含む試料ガスの分析を一挙
に、しかも高感度で行なうことができるガスクロマトグ
ラフ装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to analyze a sample gas containing a wide range of components by a simple operation at a time and to achieve a high level of analysis. It is an object of the present invention to provide a gas chromatograph device capable of performing with high sensitivity.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るガスクロマトグラフ装置は、 a)所定量の容積を有する計量管を備えた試料ガス計量部 b)プリカラム及び流路切替バルブを備え、試料ガスよ
り、流路切替バルブが切り替えられる前にプリカラムを
通過した分析対象成分のみを分離する成分分離部 c)濃縮カラム、クーラ及びヒータを備え、クーラで冷却
した濃縮カラムにより試料ガス中の分析対象成分を吸着
し、濃縮カラムをヒータで加熱することにより吸着した
成分を脱着して試料ガスを濃縮するガス濃縮部 d)メインカラム及び検出器を備えた分析部の各要素を有
する分析流路を複数本備えるとともに、 e)各流路の成分分離部の流路切替バルブの切替タイミン
グを制御することにより、各流路に異なる分析対象成分
を流通させ、各流路のガス濃縮部のクーラ及びヒータを
制御することにより試料ガスを濃縮する制御部 を備えることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a gas chromatograph apparatus according to the present invention comprises: a) a sample gas measuring section provided with a measuring pipe having a predetermined volume; b) a precolumn and a flow column. A component separation unit that includes a channel switching valve and separates only the analyte from the sample gas that has passed through the precolumn before the channel switching valve is switched.c) A concentration column that includes a concentration column, a cooler, and a heater and is cooled by a cooler. A gas concentrating unit that adsorbs the analyte to be analyzed in the sample gas and desorbs the adsorbed component by heating the concentration column with a heater to concentrate the sample gas.d) Each of the analysis unit equipped with a main column and a detector. E) controlling the switching timing of the flow path switching valve of the component separation section of each flow path to provide a different analysis target component for each flow path. It is characterized in that it comprises a control unit for concentrating the sample gas by was circulated to control the cooler and the heater of the gas concentration of each flow channel that the.

【0006】[0006]

【作用】制御部は、各流路の成分分離部の流路切替バル
ブの切替タイミングを異ならせることにより、各流路を
流れる試料ガスをそれぞれ任意の範囲に限定する。この
ため、広い範囲の成分を含んだ試料ガスであっても、煩
雑な操作を要することなく自動的に互いに異なった分析
対象を含む複数の試料ガスに分け(分析対象成分を分離
し)、各範囲毎に分析を行なう。また制御部は、各流路
に設けられたガス濃縮部のクーラ及びヒータを制御する
ことにより、各流路の試料ガスを濃縮する。このため、
微量成分も分析部において高精度で測定することができ
る。
The control section limits the sample gas flowing through each flow path to an arbitrary range by changing the switching timing of the flow path switching valve of the component separation section of each flow path. For this reason, even a sample gas containing a wide range of components is automatically divided into a plurality of sample gases containing different analytes (separated components to be analyzed) without any complicated operation, and each component is separated. Perform analysis for each range. Further, the control unit controls the cooler and the heater of the gas concentrating unit provided in each flow path, thereby concentrating the sample gas in each flow path. For this reason,
Trace components can also be measured with high accuracy in the analysis unit.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の一実施例である排ガス分析用ガスク
ロマトグラフ装置を図1〜図7により説明する。本実施
例のガスクロマトグラフ装置は大きく分けると図2に示
すように、前処理部11、濃縮部12、フォーカシング
部15、分析部16、及び、制御部17から成る。前処
理部11では、ポンプPにより試料導入口14から吸引
される試料ガス(自動車等の排ガス等)を計量して2つ
の流路に供給するとともに、一方の流路を流れる試料ガ
スをC1〜C12の成分のみを含むようにし、他方の流路
を流れる試料ガスをC1〜C6の成分のみを含むようにす
る。濃縮部12は前処理部11における処理の途中で使
用されるものであり、各流路の試料ガスを濃縮し、試料
ガス中における分析対象である炭化水素成分の濃度を上
昇させる。フォーカシング部15は、濃縮された各試料
ガス中における各分析対象成分のピークの幅を更に狭く
し、高さを大きくする。分析部16はカラム(メインカ
ラム)と検出器により、濃縮された各試料ガスに含まれ
る各成分を検出する。制御部17は以上各部の動作を実
現するために、切替バルブの切り替え、クーラやヒータ
の制御等を行なう。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A gas chromatograph for exhaust gas analysis according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The gas chromatograph apparatus of the present embodiment is roughly composed of a pre-processing unit 11, a concentration unit 12, a focusing unit 15, an analysis unit 16, and a control unit 17, as shown in FIG. In the pre-processing unit 11, the sample gas (exhaust gas from an automobile or the like) sucked from the sample inlet 14 by the pump P is measured and supplied to two flow paths, and the sample gas flowing through one of the flow paths is C1 to C1. The sample gas flowing through the other flow path contains only the components C1 to C6. The concentrating unit 12 is used in the course of the processing in the pre-processing unit 11, and condenses the sample gas in each flow path to increase the concentration of the hydrocarbon component to be analyzed in the sample gas. The focusing unit 15 further narrows the width of the peak of each analysis target component in each concentrated sample gas and increases the height. The analysis unit 16 detects each component contained in each concentrated sample gas using a column (main column) and a detector. The control unit 17 performs switching of a switching valve, control of a cooler and a heater, and the like in order to realize the operation of each unit.

【0008】次に、図1の詳細システム図により、本実
施例の排ガス分析用ガスクロマトグラフ装置の構造を詳
しく説明する。
Next, the structure of the gas chromatograph for exhaust gas analysis of this embodiment will be described in detail with reference to the detailed system diagram of FIG.

【0009】(1)前処理部11 試料導入口14とポンプPとの間には、第1切替バルブ
RV1及び第2切替バルブRV2が接続されている。第
1及び第2切替バルブRV1、RV2はともに八方バル
ブであり、各バルブの2個のポートの間にはそれぞれ計
量管30、31が接続されている。試料導入口14から
本実施例のガスクロマトグラフ装置に取り込まれた試料
ガスは、第1及び第2切替バルブRV1、RV2の計量
管30、31によりそれぞれ計量され、採取される。各
計量管30、31によりサンプリングされた試料ガス
は、それ以降、本実施例のガスクロマトグラフ装置内で
全く並列に設けられた流路(以下、第1切替バルブRV
1に対応する流路を第1流路、第2切替バルブRV2に
対応する流路を第2流路と呼ぶ)をそれぞれ通過してゆ
くことになる。前処理部11内では、第1及び第2流路
にはそれぞれ、第3切替バルブRV3及び第4切替バル
ブRV4が設けられている。第3及び第4切替バルブR
V3、RV4はともに十方バルブであり、それぞれに、
プリカラム32、35、チョークカラム33、36、ダ
ミーカラム34、37が接続され、ダミーカラム34、
37には更にプレッシャコントローラPC1、PC2が
接続されている。また、第1及び第2切替バルブRV
1、RV2を介してマスフローコントローラMFC1、
MFC2にもそれぞれ接続されるようになっている。
(1) Pretreatment unit 11 A first switching valve RV1 and a second switching valve RV2 are connected between the sample inlet 14 and the pump P. The first and second switching valves RV1, RV2 are both octagonal valves, and measuring pipes 30, 31 are respectively connected between two ports of each valve. The sample gas taken into the gas chromatograph device of the present embodiment from the sample inlet 14 is measured and collected by the measuring tubes 30 and 31 of the first and second switching valves RV1 and RV2, respectively. Thereafter, the sample gas sampled by each of the measuring tubes 30 and 31 is supplied to a flow path (hereinafter, referred to as a first switching valve RV) provided in parallel in the gas chromatograph apparatus of the present embodiment.
1 pass through the first flow path, and the flow path corresponding to the second switching valve RV2 passes through the second flow path). In the pre-processing unit 11, a third switching valve RV3 and a fourth switching valve RV4 are provided in the first and second flow paths, respectively. Third and fourth switching valves R
V3 and RV4 are both 10-way valves.
The pre-columns 32 and 35, the choke columns 33 and 36, and the dummy columns 34 and 37 are connected,
37 are connected to pressure controllers PC1 and PC2. Further, the first and second switching valves RV
1. Mass flow controller MFC1 via RV2,
Each of them is also connected to the MFC2.

【0010】(2)濃縮部12 図1に示すように、濃縮部12は通常の充填剤を充填し
た2本のカラム40、41から成り、各カラム40、4
1は第3切替バルブRV3及び第4切替バルブRV4の
2個のポートにそれぞれ接続される。図4に示すよう
に、濃縮部12の両カラム40、41の周辺には断熱さ
れた閉空間が設けられており、バルブLNV1を開けて
ここに液体窒素(LN)を流すことにより、カラム4
0、41を−170℃程度まで冷却することができる。
また、各カラム40、41は金属製となっており、電源
HT1により通電加熱を行なうことができる。
(2) Concentrating Unit 12 As shown in FIG. 1, the concentrating unit 12 is composed of two columns 40 and 41 filled with a usual packing material.
1 is connected to two ports of the third switching valve RV3 and the fourth switching valve RV4, respectively. As shown in FIG. 4, an insulated closed space is provided around both the columns 40 and 41 of the concentration unit 12. The valve LNV <b> 1 is opened to allow liquid nitrogen (LN 2 ) to flow therethrough. 4
0 and 41 can be cooled to about -170 ° C.
The columns 40 and 41 are made of metal, and can be heated by power supply HT1.

【0011】(3)フォーカシング部15 第1及び第2の各流路に対して1個ずつのフォーカシン
グカラム51、52が設けられている。図5に示すよう
に、フォーカシングカラム51、52はキャピラリカラ
ムにより構成され、フォーカシングカラム51、52の
周囲には断熱された空間53及びヒータHT3が設けら
れている。濃縮部12と同様、バルブLNV2を開けて
この断熱空間53に液体窒素(LN2)を流すことによ
り、フォーカシングカラム51、52を冷却することが
でき、電源HT2によりヒータ56に電流を流すことに
より、加熱を行なうことができる。両カラム51、52
を内部に収めたフォーカシング部15全体も、別のヒー
タHT3により加熱することができ、カラム51、52
の温度に合わせて内部の温度を約40から180℃まで
変化させることができる。
(3) Focusing section 15 One focusing column 51, 52 is provided for each of the first and second flow paths. As shown in FIG. 5, the focusing columns 51 and 52 are configured by capillary columns, and a heat-insulated space 53 and a heater HT3 are provided around the focusing columns 51 and 52. As in the case of the concentrating unit 12, by opening the valve LNV2 and flowing liquid nitrogen (LN 2 ) into the heat insulating space 53, the focusing columns 51 and 52 can be cooled, and by supplying a current to the heater 56 by the power supply HT2. , Heating can be performed. Both columns 51, 52
Can be heated by another heater HT3, and the columns 51 and 52 can be heated.
The internal temperature can be changed from about 40 to 180 ° C. in accordance with the temperature.

【0012】(4)分析部16 第1及び第2の各流路に対してそれぞれ、メインカラム
61、62及び検出器63、64が設けられている。本
実施例ではメインカラム61、62にはキャピラリカラ
ムを用いているが、これは充填カラムであってもよい。
検出器としては一般的には炎イオン検出器(FID)を
用いるが、その他の検出器を用いてもよい。フォーカシ
ング部15と同様、この分析部16も部屋全体を加熱す
るヒータHT4を有しており、約40から180℃まで
変化させることができる。
(4) Analyzer 16 Main columns 61 and 62 and detectors 63 and 64 are provided for the first and second flow paths, respectively. In this embodiment, a capillary column is used for the main columns 61 and 62, but this may be a packed column.
Generally, a flame ion detector (FID) is used as the detector, but another detector may be used. Like the focusing unit 15, the analysis unit 16 also has a heater HT4 for heating the entire room, and can change the temperature from about 40 to 180 ° C.

【0013】(5)制御部17 図3に示すように、制御部17は上記のポンプP、切替
バルブRV1〜RV4、マスフローコントローラMFC
1、MFC2、プレッシャコントローラPC1、PC
2、液体窒素バルブLNV1、LNV2、ヒータ(又は
ヒータ用電源)HT1〜HT4等に接続され、それらを
後述の各タイミングで駆動する。制御部17はマイコン
により構成してもよいし、シーケンサとリレーにより構
成してもよい。
(5) Controller 17 As shown in FIG. 3, the controller 17 includes the pump P, the switching valves RV1 to RV4, the mass flow controller MFC
1, MFC2, pressure controller PC1, PC
2. Connected to the liquid nitrogen valves LNV1, LNV2, heaters (or heater power supplies) HT1 to HT4, etc., and drive them at each timing described later. The control unit 17 may be configured by a microcomputer, or may be configured by a sequencer and a relay.

【0014】次に、本実施例のガスクロマトグラフ装置
による排ガスの分析の手順を段階を追って説明する。
Next, the procedure of analyzing the exhaust gas by the gas chromatograph of this embodiment will be described step by step.

【0015】(1)計量 最初に第1及び第2切替バルブRV1、RV2の流路を
図1の実線の位置にしておく。導入口14から吸入され
た試料ガス(自動車の排ガス等)は、第1切替バルブR
V1−計量管30−第1切替バルブRV1−第2切替バ
ルブRV2−計量管31−第2切替バルブRV2−バル
ブ28の経路を通ってポンプPにより排出される。
(1) Measurement First, the flow paths of the first and second switching valves RV1, RV2 are set to the positions indicated by the solid lines in FIG. The sample gas (e.g., exhaust gas from an automobile) sucked from the inlet 14 is supplied to the first switching valve R
The gas is discharged by the pump P through a path of V1-measuring pipe 30-first switching valve RV1-second switching valve RV2-measuring pipe 31-second switching valve RV2-valve 28.

【0016】試料ガスが両計量管30、31に十分導入
された時点で制御部17は両切替バルブRV1、RV2
を45°回転して流路を点線の位置にし、マスフローコ
ントローラMFC1及びMFC2を起動してキャリヤガ
スを第1及び第2切替バルブRV1、RV2に送給す
る。これにより、マスフローコントローラMFC1−第
1切替バルブRV1−計量管30−第1切替バルブRV
1−第3切替バルブRV3の流路が構成され、計量管3
0内に蓄えられている所定量(例えば50ml)の試料
ガスは、マスフローコントローラMFC1からのキャリ
ヤガスに押されて第3切替バルブRV3に送られる。計
量管31内の試料ガスも同様にマスフローコントローラ
MFC2によって第4切替バルブRV4に送られる。
When the sample gas has been sufficiently introduced into the two measuring pipes 30 and 31, the control unit 17 controls the two switching valves RV1 and RV2.
Is rotated by 45 ° to set the flow path to the position indicated by the dotted line, and the mass flow controllers MFC1 and MFC2 are activated to supply the carrier gas to the first and second switching valves RV1 and RV2. Thereby, the mass flow controller MFC1-the first switching valve RV1-the measuring pipe 30-the first switching valve RV
1—The flow path of the third switching valve RV3 is configured, and the measuring pipe 3
A predetermined amount (for example, 50 ml) of the sample gas stored in 0 is pushed by the carrier gas from the mass flow controller MFC1 and sent to the third switching valve RV3. Similarly, the sample gas in the measuring pipe 31 is sent to the fourth switching valve RV4 by the mass flow controller MFC2.

【0017】(2)濃縮 第3及び第4切替バルブRV3、RV4の流路は当初図
1の点線の位置におかれており、第1切替バルブRV1
からの所定量の試料ガスは第3切替バルブRV3から濃
縮部12のカラム40へ送られる。濃縮部12ではその
前に制御部17によりバルブLNV1が開放され、カラ
ム40は液体窒素(LN2)により冷却されている。第
3切替バルブRV3からの試料ガスはカラム40の端部
Aから端部Bの方へ流され、その間、試料ガス中の炭化
水素成分は低温となった充填剤の表面に吸着される。な
お、濃縮部12のカラム40を通過した試料ガス(分析
目的である炭化水素成分は既に含まない)は第3切替バ
ルブRV3に戻り、外部(図1左方のVENT)に放出され
る。第2流路(第4切替バルブRV4とカラム41)に
ついても全く同様である。
(2) Concentration The flow paths of the third and fourth switching valves RV3 and RV4 are initially located at the positions indicated by the dotted lines in FIG.
Is supplied from the third switching valve RV3 to the column 40 of the concentration unit 12. In the concentrating unit 12, the control unit 17 opens the valve LNV1 before that, and the column 40 is cooled by liquid nitrogen (LN 2 ). The sample gas from the third switching valve RV3 is flowed from the end A to the end B of the column 40, during which the hydrocarbon component in the sample gas is adsorbed on the surface of the cooled filler. The sample gas that has passed through the column 40 of the concentrating unit 12 (which does not already contain a hydrocarbon component to be analyzed) returns to the third switching valve RV3 and is discharged to the outside (VENT on the left side in FIG. 1). The same applies to the second flow path (the fourth switching valve RV4 and the column 41).

【0018】マスフローコントローラMFC1により所
定量のキャリヤガスを送出した後、制御部17は第3切
替バルブRV3を36°回転させ、流路を実線の位置と
する。そして、濃縮部12の液体窒素バルブLNV1を
閉じ、電源HT1から各カラム40、41に電流を流す
ことにより、カラム40、41を加熱すると同時に、プ
レッシャコントローラPC1を起動して所定の圧力のキ
ャリヤガスを第3切替バルブRV3を経由して濃縮部1
2に送る。このとき、上記とは逆に、キャリヤガスはカ
ラム40の端部Bから端部Aの方向へ流れる。これによ
り、先に低温状態のカラム40の充填剤に吸着された各
成分は充填剤から脱着されるが、カラム40の温度は十
分高温とされているため、各成分は高速で脱着され、試
料ガスの濃縮が行なわれる。第2流路(第4切替バルブ
RV4とカラム41)についても全く同様である。
After a predetermined amount of carrier gas has been sent out by the mass flow controller MFC1, the control unit 17 rotates the third switching valve RV3 by 36 ° to set the flow path to the position indicated by the solid line. Then, the liquid nitrogen valve LNV1 of the concentrating unit 12 is closed, and a current is supplied from the power supply HT1 to each of the columns 40 and 41, thereby heating the columns 40 and 41 and simultaneously activating the pressure controller PC1 to activate the carrier gas having a predetermined pressure. Through the third switching valve RV3.
Send to 2. At this time, contrary to the above, the carrier gas flows from the end B of the column 40 to the end A. Thereby, each component previously adsorbed to the packing material of the column 40 in the low temperature state is desorbed from the packing material. However, since the temperature of the column 40 is sufficiently high, each component is desorbed at a high speed and the sample is removed. Gas concentration is performed. The same applies to the second flow path (the fourth switching valve RV4 and the column 41).

【0019】(3)分離 第3切替バルブRV3に戻された濃縮試料ガスは、プリ
カラム32を通過する。このプリカラム32において濃
縮試料ガスは炭素数に応じて分離され、炭素数の少ない
成分から順にプリカラムを出て、フォーカシング部15
へ送られる。制御部17は、丁度C12までの成分がプリ
カラム32を通過した時点で第3切替バルブRV3を3
6°回転させ、流路を点線の位置に切り替える。このと
き、C13以上の高炭素数成分はプリカラム32又はそれ
以前の流路にある。プレッシャコントローラPC1から
のキャリヤガスは第3切替バルブRV3を経由してプリ
カラム32を先程とは逆方向に流れ、それらの高炭素数
成分(C13以上のもの)を押し戻して、チョークカラム
33から外部(VENT)に放出する。チョークカラム33
は後述のメインカラム61と同じ流路抵抗を持つ一種の
ダミーカラムである。
(3) Separation The concentrated sample gas returned to the third switching valve RV3 passes through the pre-column 32. In the pre-column 32, the concentrated sample gas is separated in accordance with the number of carbon atoms.
Sent to The control unit 17 sets the third switching valve RV3 to 3 when the components up to C12 have just passed through the pre-column 32.
Rotate 6 ° to switch the flow path to the position indicated by the dotted line. At this time, the high carbon number component of C13 or more is in the pre-column 32 or in the flow path before it. The carrier gas from the pressure controller PC1 flows through the pre-column 32 through the third switching valve RV3 in the direction opposite to the previous direction, and pushes back those high-carbon components (C13 or more) to the outside (from the choke column 33). VENT). Choke column 33
Is a kind of dummy column having the same flow path resistance as a main column 61 described later.

【0020】濃縮部12から第4切替バルブRV4に戻
された濃縮試料ガスについても基本的には上記と同様の
分離が行なわれるが、こちらの方(第2流路)では、第
4切替バルブRV4の流路切り替えのタイミングを第3
切替バルブRV3よりも早めることにより、C6以下の
低炭素数成分のみをフォーカシング部15へ送り、それ
以上(C7以上)の高炭素数成分をプリカラム35から
外部へ排出する。こうして、第1流路ではC1からC12
までの成分のみが、第2流路ではC1からC6までの成分
のみが、フォーカシング部15に送られる。なお、以上
の第3切替バルブRV3及び第4切替バルブRV4の切
り替えのタイミングは、予め予備測定を行なうことによ
り決定しておく。
The concentrated sample gas returned from the concentrating unit 12 to the fourth switching valve RV4 is basically subjected to the same separation as described above, but in this case (second flow path), the fourth switching valve is used. The RV4 flow path switching timing is set to the third
By making the switching valve RV3 earlier than the switching valve RV3, only the low carbon number component below C6 is sent to the focusing unit 15, and the higher carbon number component (more than C7) is discharged from the precolumn 35 to the outside. Thus, in the first channel, C1 to C12
In the second flow path, only the components from C1 to C6 are sent to the focusing unit 15. The switching timing of the third switching valve RV3 and the fourth switching valve RV4 is determined in advance by performing preliminary measurement.

【0021】(4)フォーカシング フォーカシング部15では、上述の濃縮部12と類似の
方法により、濃縮試料ガスを更に濃縮する。すなわち、
第1流路について説明すると、最初、液体窒素バルブL
NV2(図5)を開放することによりカラム51を液体
窒素で低温に冷却しておき、その中に濃縮試料ガスを通
す。これにより、試料ガス中の分析対象成分がカラム
(キャピラリカラム)51の内壁に吸着される。その
後、ヒータ56でカラム51を加熱することにより、吸
着された成分を高速で脱着させる。第2流路についても
全く同様である。
(4) Focusing The focusing section 15 further concentrates the concentrated sample gas by a method similar to the above-described concentration section 12. That is,
The first flow path will be described. First, the liquid nitrogen valve L
The column 51 is cooled to a low temperature with liquid nitrogen by opening the NV2 (FIG. 5), and the concentrated sample gas is passed through the column. As a result, the analysis target component in the sample gas is adsorbed on the inner wall of the column (capillary column) 51. Thereafter, by heating the column 51 by the heater 56, the adsorbed components are desorbed at a high speed. The same applies to the second flow path.

【0022】(5)分析 フォーカシング部15からコネクタ60を介して送られ
てきたC12以下の成分のみを含む第1流路の試料ガス
は、メインカラム61を通過し、そこで各成分が分離さ
れる。検出器63はこの分離された成分のうち、主に遅
分離成分、すなわち、C6〜C12成分を中心に測定を行
なう。第2流路では、試料ガスはC6以下の成分のみし
か含まないため、メインカラム62を通過して分離され
た成分は、最初から検出器64により高精度に測定され
る。これにより、C1からC6の低炭素数成分は第2流路
の検出器64により、C6からC12の高炭素数成分は第
1流路の検出器63により、それぞれ高精度に測定さ
れ、分析が行なわれる。
(5) Analysis The sample gas in the first flow path containing only the component of C12 or less sent from the focusing unit 15 via the connector 60 passes through the main column 61, where each component is separated. . The detector 63 mainly measures the slow separated component, that is, the C6 to C12 component among the separated components. In the second flow path, the sample gas contains only components of C6 or less, and the components separated through the main column 62 are measured by the detector 64 from the beginning with high accuracy. Thereby, the low carbon number components of C1 to C6 are measured with high accuracy by the detector 64 in the second flow path, and the high carbon number components of C6 to C12 are measured with high accuracy by the detector 63 in the first flow path. Done.

【0023】本実施例のガスクロマトグラフ装置で測定
したC1〜C12成分のみを含む標準ガスのクロマトグラ
ムを図6に、実際の自動車の排ガスを測定した結果のク
ロマトグラムを図7に示す。図7のグラフの各ピークの
面積を図6のグラフの対応ピークの面積と対比させるこ
とにより解析した結果、本実施例のガスクロマトグラフ
装置では、2.5ppb(図7の上部中央の*1のピーク)や
0.5ppb(*2のピーク)という微量成分まで測定可能と
なっている。
FIG. 6 shows a chromatogram of a standard gas containing only the C1 to C12 components measured by the gas chromatograph of this embodiment, and FIG. 7 shows a chromatogram obtained by measuring the exhaust gas of an actual automobile. As a result of analyzing the area of each peak in the graph of FIG. 7 by comparing it with the area of the corresponding peak in the graph of FIG. 6, in the gas chromatograph apparatus of this example, 2.5 ppb (* 1 peak in the upper center of FIG. 7) was obtained. ) And
As little as 0.5ppb (* 2 peak) can be measured.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明に係るガスクロマトグラフ装置で
は、制御部が試料ガスをそれぞれ任意の範囲で自動的に
分離するため、広い範囲の成分を含んだ試料ガスであっ
ても、煩雑な操作を要することなく各成分範囲毎の分析
を行なうことができる。また各流路の試料ガスが濃縮さ
れるため、微量成分も高精度で測定することができる。
In the gas chromatograph apparatus according to the present invention, since the control unit automatically separates the sample gas in each arbitrary range, complicated operations can be performed even for a sample gas containing a wide range of components. The analysis for each component range can be performed without necessity. Further, since the sample gas in each flow path is concentrated, trace components can be measured with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例である排ガス分析用高感度
ガスクロマトグラフ装置の流路図。
FIG. 1 is a flow chart of a high-sensitivity gas chromatograph for exhaust gas analysis according to one embodiment of the present invention.

【図2】 実施例のガスクロマトグラフ装置の概略構成
図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a gas chromatograph device of an embodiment.

【図3】 実施例のガスクロマトグラフ装置の制御系統
図。
FIG. 3 is a control system diagram of the gas chromatograph device of the embodiment.

【図4】 ガス濃縮部の構成を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a gas concentrating unit.

【図5】 フォーカシング部の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a focusing unit.

【図6】 実施例のガスクロマトグラフ装置により作成
される標準ガスのクロマトグラム。
FIG. 6 is a chromatogram of a standard gas prepared by the gas chromatograph of the example.

【図7】 実施例のガスクロマトグラフ装置により作成
される自動車の排ガスのクロマトグラム。
FIG. 7 is a chromatogram of an exhaust gas of an automobile created by the gas chromatograph device of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…前処理部 12…濃縮部 14…試料導入口 15…フォーカ
シング部 16…分析部 17…制御部 RV1、RV2…切替バルブ(八方バルブ) RV3、RV4…切替バルブ(十方バルブ) MFC1、MFC2…マスフローコントローラ PC1、PC2…プレッシャコントローラ HT1、HT2…ヒータ用電源 HT3、HT4
…ヒータ LNV1、LNV2…液体窒素バルブ 30、31…計量管 32、35…プ
リカラム 33、36…チョークカラム 34、37…ダ
ミーカラム 40、41…濃縮カラム 51、52…フ
ォーカシングカラム 61、62…メインカラム 63、64…検
出器
11: Pretreatment unit 12: Concentration unit 14: Sample introduction port 15: Focusing unit 16: Analysis unit 17: Control unit RV1, RV2: Switching valve (eight-way valve) RV3, RV4: Switching valve (ten-way valve) MFC1, MFC2 ... Mass flow controller PC1, PC2 ... Pressure controller HT1, HT2 ... Power supply for heater HT3, HT4
... heaters LNV1, LNV2 ... liquid nitrogen valves 30, 31 ... measuring tubes 32, 35 ... pre-columns 33, 36 ... choke columns 34, 37 ... dummy columns 40, 41 ... concentration columns 51, 52 ... focusing columns 61, 62 ... main columns 63, 64 ... detector

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 a)所定量の容積を有する計量管を備え
た試料ガス計量部 b)プリカラム及び流路切替バルブを備え、試料ガスよ
り、流路切替バルブが切り替えられる前にプリカラムを
通過した分析対象成分のみを分離する成分分離部 c)濃縮カラム、クーラ及びヒータを備え、クーラで冷
却した濃縮カラムにより試料ガス中の分析対象成分を吸
着し、濃縮カラムをヒータで加熱することにより吸着し
た成分を脱着して試料ガスを濃縮するガス濃縮部 d)キャピラリカラム、クーラ及びヒータを備え、クー
ラで冷却したキャピラリカラムにより試料ガス中の目的
成分を吸着し、キャピラリカラムをヒータで加熱するこ
とにより吸着した目的成分を脱着して試料ガスの目的成
分のピークをシャープにするフォーカシング部 e)メインカラム及び検出器を備えた分析部 の各要素を有する分析流路を複数本備えるとともに、 f)各流路の成分分離部の流路切替バルブの切替タイミ
ングを制御することにより、各流路に異なる分析対象成
分を流通させ、各流路のガス濃縮部のクーラ及びヒータ
を制御することにより試料ガスを濃縮する制御部を備え
ることを特徴とするガスクロマトグラフ装置。
1. a) a sample gas measuring section having a measuring tube having a predetermined volume; b) a precolumn and a flow path switching valve, wherein the sample gas passes through the precolumn before the flow path switching valve is switched. A component separation section for separating only the component to be analyzed c) A concentration column, a cooler and a heater are provided, and the component to be analyzed in the sample gas is adsorbed by the concentration column cooled by the cooler and adsorbed by heating the concentration column with the heater. A gas concentrating unit for desorbing components and condensing the sample gas d) A capillary column, a cooler, and a heater are provided. The capillary column cooled by the cooler adsorbs the target component in the sample gas, and the capillary column is heated by the heater. Focusing unit that desorbs the adsorbed target component and sharpens the peak of the target component in the sample gas. E) Main column and A plurality of analysis channels each having an element of the analysis unit having a detector are provided. F) By controlling the switching timing of the channel switching valve of the component separation unit of each channel, a different analysis channel is provided for each channel. A gas chromatograph apparatus comprising: a control unit for circulating a target component and concentrating a sample gas by controlling a cooler and a heater of a gas concentrating unit in each flow path.
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