JP3192541U - Gas chromatograph - Google Patents
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Abstract
【課題】基準電圧の特性が分析結果に与える影響を安価な構成で抑制することができるガスクロマトグラフを提供する。【解決手段】検出器基板2は、TCD(熱伝導度検出器)1からの検出信号を増幅する増幅回路21と、増幅回路21に基準電圧を印加する基準電圧印加部(第1電圧印加部)22とを有する。制御基板3は、増幅回路21からの検出信号をデジタル信号に変換するADC(A/Dコンバータ)32と、ADC32に基準電圧を印加する基準電圧印加部(第2電圧印加部)33とを有する。ADC32には、基準電圧印加部22により増幅回路21に印加される基準電圧が電圧信号として入力され、当該電圧信号と増幅回路21からの検出信号との差動信号に基づいて、増幅回路21からの検出信号がデジタル信号に変換される。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas chromatograph capable of suppressing an influence of a reference voltage characteristic on an analysis result with an inexpensive configuration. SOLUTION: A detector substrate 2 has an amplifier circuit 21 for amplifying a detection signal from a TCD (thermal conductivity detector) 1 and a reference voltage application unit (first voltage application unit) for applying a reference voltage to the amplifier circuit 21. ) 22 and. The control board 3 has an ADC (A / D converter) 32 that converts a detection signal from the amplifier circuit 21 into a digital signal, and a reference voltage application unit (second voltage application unit) 33 that applies a reference voltage to the ADC 32. .. The reference voltage applied to the amplification circuit 21 by the reference voltage application unit 22 is input to the ADC 32 as a voltage signal, and the amplification circuit 21 receives the differential signal between the voltage signal and the detection signal from the amplification circuit 21. The detection signal of is converted into a digital signal. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本考案は、熱伝導度検出器を備えたガスクロマトグラフに関するものである。 The present invention relates to a gas chromatograph equipped with a thermal conductivity detector.
ガスクロマトグラフの中には、検出器の一例として熱伝導度検出器(TCD:Thermal Conductivity Detector)を備えたものがある。この種のガスクロマトグラフでは、熱伝導度が低いヘリウムなどをキャリアガスとして、当該キャリアガスに混合された試料の熱伝導度に基づいて試料の成分を分析することができる(例えば、下記特許文献1参照)。 Some gas chromatographs include a thermal conductivity detector (TCD) as an example of a detector. In this type of gas chromatograph, helium having a low thermal conductivity can be used as a carrier gas, and the components of the sample can be analyzed based on the thermal conductivity of the sample mixed in the carrier gas (for example, Patent Document 1 below). reference).
図2は、TCD101を備えたガスクロマトグラフの従来例を示すブロック図である。このガスクロマトグラフには、TCD101の他に、検出器基板102及び制御基板103が備えられている。検出器基板102には、増幅回路121、ADC(A/Dコンバータ)122及び基準電圧印加部123が備えられている。また、制御基板103には、CPU(Central Processing Unit)131が備えられている。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example of a gas chromatograph provided with a
TCD101からの検出信号(アナログ信号)は、検出器基板102の増幅回路121に入力され、当該増幅回路121で増幅された後、ADC122に入力される。基準電圧印加部123は、増幅回路121及びADC122に基準電圧を印加する。ADC122は、基準電圧印加部123により印加される基準電圧を基準として、増幅回路121からの検出信号とグラウンド電圧との電位差を求めることにより、検出信号をデジタル信号に変換する。このようにしてデジタル信号に変換された検出信号は、制御基板103のCPU131に入力される。
A detection signal (analog signal) from the
図2に示すような従来例では、検出器基板102にADC122が備えられている。したがって、例えば水素炎イオン化検出器(FID:Flame Ionization Detector)や炎光光度検出器(FPD:Flame Photometric Detector)などの他の検出器を接続するために複数の検出器基板102を設けた場合には、各検出器基板102にADC122を設ける必要があるため、製造コストが高くなるという問題がある。
In the conventional example as shown in FIG. 2, the ADC 122 is provided on the
そこで、本願発明者は、ADCを検出器基板102ではなく制御基板103に設けることを考えるに至った。図3は、TCD101を備えたガスクロマトグラフの他の例を示すブロック図である。このガスクロマトグラフには、図2の場合と同様にTCD101、検出器基板102及び制御基板103が備えられているが、検出器基板102及び制御基板103の構成が異なっている。
Accordingly, the inventors of the present application have come to consider providing the ADC on the
具体的には、検出器基板102ではなく制御基板103にADC132が備えられている。また、増幅回路121に基準電圧を印加する基準電圧印加部123と、ADC132に基準電圧を印加する基準電圧印加部133とが、それぞれ別々の基板(検出器基板102及び制御基板103)に設けられている。
Specifically, the ADC 132 is provided not on the
この場合、TCD101からの検出信号は、検出器基板102の増幅回路121に入力され、当該増幅回路121で増幅された後、アナログ信号のまま制御基板103に入力される。制御基板103のADC132は、基準電圧印加部133により印加される基準電圧を基準として、増幅回路121からの検出信号とグラウンド電圧との電位差を求めることにより、検出信号をデジタル信号に変換する。このようにしてデジタル信号に変換された検出信号は、制御基板103内でCPU131に入力される。
In this case, the detection signal from the
この図3に示すような例では、検出器基板102ではなく制御基板103にADC132が備えられているため、複数の検出器基板102を設けた場合であっても、各検出器基板102にADC122を設ける必要がない。しかしながら、増幅回路121に基準電圧を印加する基準電圧印加部123と、ADC132に基準電圧を印加する基準電圧印加部133とが、それぞれ別々の基板102,103に設けられるため、各基準電圧印加部123,133により印加される基準電圧が同一にならない。
In the example shown in FIG. 3, the ADC 132 is provided on the
すなわち、周囲の温度環境の変化に基づいて基準電圧が変動する現象(いわゆるドリフト)や、基準電圧に生じるノイズなどの影響により、各基準電圧印加部123,133から印加される基準電圧が異なる特性を有することとなる。そのため、各基準電圧印加部123,133から印加される基準電圧の特性が、検出信号に対して重畳的に影響を及ぼすこととなり、図2のように同一の基準電圧印加部123から増幅回路121及びADC122に基準電圧を印加するような構成と同様の性能を確保することができない。特に、TCD101からの検出信号はノイズの影響を受けやすいため、微小なノイズであっても分析結果に与える影響が大きくなる。
That is, the reference voltage applied from each of the reference
本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであり、基準電圧の特性が分析結果に与える影響を安価な構成で抑制することが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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a gas chromatograph capable of suppressing the influence of the characteristics of the reference voltage on the analysis result with an inexpensive configuration.
本考案に係るガスクロマトグラフは、熱伝導度検出器と、前記熱伝導度検出器が接続された検出器基板と、前記検出器基板を介して前記熱伝導度検出器からの検出信号が入力される制御基板とを備える。前記検出器基板は、前記熱伝導度検出器からの検出信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路に基準電圧を印加する第1電圧印加部とを有する。前記制御基板は、前記増幅回路からの検出信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコンバータに基準電圧を印加する第2電圧印加部とを有する。前記A/Dコンバータには、前記第1電圧印加部により前記増幅回路に印加される基準電圧が電圧信号として入力され、当該電圧信号と前記増幅回路からの検出信号との差動信号に基づいて、前記増幅回路からの検出信号がデジタル信号に変換される。 The gas chromatograph according to the present invention includes a thermal conductivity detector, a detector substrate to which the thermal conductivity detector is connected, and a detection signal from the thermal conductivity detector via the detector substrate. And a control board. The detector substrate includes an amplifier circuit that amplifies a detection signal from the thermal conductivity detector, and a first voltage application unit that applies a reference voltage to the amplifier circuit. The control board includes an A / D converter that converts a detection signal from the amplifier circuit into a digital signal, and a second voltage application unit that applies a reference voltage to the A / D converter. A reference voltage applied to the amplifier circuit by the first voltage application unit is input to the A / D converter as a voltage signal, and based on a differential signal between the voltage signal and a detection signal from the amplifier circuit. The detection signal from the amplifier circuit is converted into a digital signal.
このような構成によれば、A/Dコンバータが制御基板に備えられているため、複数の検出器基板を設けた場合であっても、各検出器基板にA/Dコンバータを設ける必要がない。また、制御基板に備えられたA/Dコンバータは、増幅回路に印加される基準電圧の電圧信号と、増幅回路からの検出信号との差動信号に基づいて、増幅回路からの検出信号をデジタル信号に変換するため、増幅回路に印加される基準電圧の特性が検出信号に与える影響を打ち消すことができる。したがって、基準電圧の特性が分析結果に与える影響を安価な構成で抑制することができる。 According to such a configuration, since the A / D converter is provided on the control board, it is not necessary to provide an A / D converter on each detector board even when a plurality of detector boards are provided. . The A / D converter provided on the control board digitally converts the detection signal from the amplifier circuit based on a differential signal between the voltage signal of the reference voltage applied to the amplifier circuit and the detection signal from the amplifier circuit. Since it is converted into a signal, it is possible to cancel the influence of the characteristic of the reference voltage applied to the amplifier circuit on the detection signal. Therefore, the influence of the reference voltage characteristic on the analysis result can be suppressed with an inexpensive configuration.
本考案によれば、複数の検出器基板を設けた場合であっても、各検出器基板にA/Dコンバータを設ける必要がなく、かつ、増幅回路に印加される基準電圧の特性が検出信号に与える影響を打ち消すことができるため、基準電圧の特性が分析結果に与える影響を安価な構成で抑制することができる。 According to the present invention, even when a plurality of detector boards are provided, it is not necessary to provide an A / D converter on each detector board, and the characteristics of the reference voltage applied to the amplifier circuit are detected signals. Therefore, the influence of the reference voltage characteristics on the analysis result can be suppressed with an inexpensive configuration.
図1は、本考案の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示すブロック図である。本実施形態に係るガスクロマトグラフには、TCD(熱伝導度検出器)1、検出器基板2及び制御基板3が備えられている。検出器基板2には、増幅回路21及び基準電圧印加部22が備えられている。また、制御基板3には、CPU31、ADC(A/Dコンバータ)32及び基準電圧印加部33が備えられている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a gas chromatograph according to an embodiment of the present invention. The gas chromatograph according to the present embodiment includes a TCD (thermal conductivity detector) 1, a
TCD1では、例えばブリッジ回路を構成するフィラメントが収容されたセル内に、熱伝導度が低いヘリウムなどのキャリアガスが導入される。キャリアガスに試料が混合された場合には、試料の成分に応じて熱伝導度が変化し、加熱されたフィラメントから拡散される熱量が変化するため、フィラメントの電気抵抗が変化することとなる。したがって、フィラメントにおける電圧又は電流に基づいて熱伝導度を検出し、当該熱伝導度に基づいて試料の成分を分析することができる。 In TCD1, for example, a carrier gas such as helium having low thermal conductivity is introduced into a cell in which a filament constituting a bridge circuit is accommodated. When the sample is mixed with the carrier gas, the thermal conductivity changes according to the component of the sample, and the amount of heat diffused from the heated filament changes, so that the electrical resistance of the filament changes. Therefore, the thermal conductivity can be detected based on the voltage or current in the filament, and the components of the sample can be analyzed based on the thermal conductivity.
TCD1からの検出信号は、当該TCD1が接続された検出器基板2の増幅回路21にアナログ信号として入力される。増幅回路21には、基準電圧印加部22により基準電圧が印加される。増幅回路21は、基準電圧印加部22から印加される安定した一定の基準電圧を基準として動作することにより、TCD1からの検出信号を増幅させる。TCD1からの検出信号は、検出器基板2の増幅回路21を介してアナログ信号のまま制御基板3に入力される。
The detection signal from the TCD 1 is input as an analog signal to the
増幅回路21で増幅されたTCD1からの検出信号は、制御基板3のADC32に入力される。ADC32には、基準電圧印加部33により基準電圧が印加される。ADC32は、基準電圧印加部33から印加される安定した一定の基準電圧を基準として動作することにより、増幅回路21からの検出信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された検出信号は、制御基板3内でCPU31に入力され、当該CPU31の処理によりガスクロマトグラムが得られる。
The detection signal from the TCD 1 amplified by the
第1電圧印加部としての基準電圧印加部22、及び、第2電圧印加部としての基準電圧印加部33は、それぞれ別々の基準電圧回路により構成されている。基準電圧印加部22は検出器基板2に設けられ、基準電圧印加部33は制御基板3に設けられているため、周囲の温度環境の変化に基づいて基準電圧が変動する現象(いわゆるドリフト)や、基準電圧に生じるノイズなどの影響により、各基準電圧印加部22,33から印加される基準電圧は異なる特性を有することとなる。
The reference
ADC32は、+側(ポジティブ)の入力信号と、−側(ネガディブ)の入力信号との電位差を求めることにより、増幅回路21からの検出信号をデジタル信号に変換する。本実施形態では、+側の入力信号として、増幅回路21からの検出信号がADC32に入力される。また、−側の入力信号として、基準電圧印加部22により増幅回路21に印加される基準電圧がADC32に入力される。これにより、ADC32は、増幅回路21からの検出信号と、増幅回路21に印加される基準電圧の電圧信号との差動信号に基づいて、増幅回路21からの検出信号をデジタル信号に変換することができる。
The
ADC32には、複数(例えば4つ)の検出器基板2を接続することができるようになっている。すなわち、ADC32には、+側及び−側からなる1組の入力端子が複数組備えられており、各組の入力端子に各検出器基板2からの信号を入力することができるようになっている。この場合、各検出器基板2には、例えばFID(水素炎イオン化検出器)やFPD(炎光光度検出器)などのTCD1以外の検出器を接続することができる。
A plurality of (for example, four)
本実施形態では、ADC32が制御基板3に備えられているため、複数の検出器基板2を設けた場合であっても、各検出器基板2にADCを設ける必要がない。また、制御基板3に備えられたADC32は、増幅回路21からの検出信号と、増幅回路21に印加される基準電圧の電圧信号との差動信号に基づいて、増幅回路21からの検出信号をデジタル信号に変換するため、増幅回路21に印加される基準電圧の特性が検出信号に与える影響を打ち消す(キャンセルする)ことができる。したがって、基準電圧の特性が分析結果に与える影響を安価な構成で抑制することができる。
In the present embodiment, since the
1 TCD
2 検出器基板
3 制御基板
21 増幅回路
22 基準電圧印加部
31 CPU
32 ADC
33 基準電圧印加部
101 TCD
102 検出器基板
103 制御基板
121 増幅回路
122 ADC
123 基準電圧印加部
131 CPU
132 ADC
133 基準電圧印加部
1 TCD
2
32 ADC
33 Reference
102
123 Reference
132 ADC
133 Reference voltage application section
Claims (1)
前記検出器基板は、前記熱伝導度検出器からの検出信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路に基準電圧を印加する第1電圧印加部とを有し、
前記制御基板は、前記増幅回路からの検出信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコンバータに基準電圧を印加する第2電圧印加部とを有し、
前記A/Dコンバータには、前記第1電圧印加部により前記増幅回路に印加される基準電圧が電圧信号として入力され、当該電圧信号と前記増幅回路からの検出信号との差動信号に基づいて、前記増幅回路からの検出信号がデジタル信号に変換されることを特徴とするガスクロマトグラフ。 A thermal conductivity detector, a detector board to which the thermal conductivity detector is connected, and a control board to which a detection signal from the thermal conductivity detector is input via the detector board;
The detector substrate has an amplification circuit that amplifies a detection signal from the thermal conductivity detector, and a first voltage application unit that applies a reference voltage to the amplification circuit,
The control board includes an A / D converter that converts a detection signal from the amplifier circuit into a digital signal, and a second voltage application unit that applies a reference voltage to the A / D converter,
A reference voltage applied to the amplifier circuit by the first voltage application unit is input to the A / D converter as a voltage signal, and based on a differential signal between the voltage signal and a detection signal from the amplifier circuit. A gas chromatograph, wherein a detection signal from the amplifier circuit is converted into a digital signal.
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