JP3526102B2 - 流体のクロマトグラフ分析方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクロマトグラフ分析方法
に関し、詳しくはクロマトグラフ・カラムからの流体の
流れの制御を改良するための流体のクロマトグラフ分析
方法に関する。
に関し、詳しくはクロマトグラフ・カラムからの流体の
流れの制御を改良するための流体のクロマトグラフ分析
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最新のガス・クロマトグラフ分析装置は
分析装置が操作される周囲条件の変動による性能の変動
を特に受け易い。例えばクロマトグラフ・カラムの出口
圧力は制御不可能な変数である周囲大気圧に実質的に等
しい。図６は17日間にわたって記録された周囲大気圧
（以下、気圧と呼ぶ）の代表的な変動を示し、圧力変動
は約４％の範囲にわたって変化することが明らかになっ
た。その上、分析の方法およびプロセスは中央の分析実
験室のクロマトグラフ装置において展開あるいは実施さ
れた後、引き続いて開発、研究、生産ライン処理あるい
は実地分析を行うために他の場所に移動されることがあ
る。このような場所間のどのような気圧の差異もそれぞ
れの場所でのクロマトグラフ装置の性能をある程度変動
させる結果になる。
分析装置が操作される周囲条件の変動による性能の変動
を特に受け易い。例えばクロマトグラフ・カラムの出口
圧力は制御不可能な変数である周囲大気圧に実質的に等
しい。図６は17日間にわたって記録された周囲大気圧
（以下、気圧と呼ぶ）の代表的な変動を示し、圧力変動
は約４％の範囲にわたって変化することが明らかになっ
た。その上、分析の方法およびプロセスは中央の分析実
験室のクロマトグラフ装置において展開あるいは実施さ
れた後、引き続いて開発、研究、生産ライン処理あるい
は実地分析を行うために他の場所に移動されることがあ
る。このような場所間のどのような気圧の差異もそれぞ
れの場所でのクロマトグラフ装置の性能をある程度変動
させる結果になる。
【０００３】したがって、適当な分析試験法は気圧の変
化に起因する装置的誤差あるいは変動に対して補正する
ような繰返しの再較正を含んでいる。さらに、通常のク
ロマトグラフ装置のあるものは周囲条件に起因する誤差
を補正するために、ある形態の圧力制御あるいは質量流
れ（マスフロー）制御を取り入れている。
化に起因する装置的誤差あるいは変動に対して補正する
ような繰返しの再較正を含んでいる。さらに、通常のク
ロマトグラフ装置のあるものは周囲条件に起因する誤差
を補正するために、ある形態の圧力制御あるいは質量流
れ（マスフロー）制御を取り入れている。
【０００４】デ・フオード（De Ford ）等による米国特
許第４，１４１，２３７号には周囲気圧の変化によって
生ずるクロマトグラフ分析における誤差が補正されると
いわれる方法および装置が開示されている。このような
分析においてはクロマトグラフからの出力信号は圧力変
換器からの出力信号と合算される。圧力変換器からの出
力信号は対照圧力からの気圧の変化とともに変化し、そ
してクロマトグラフからの出力信号と合算されるときに
補正クロマトグラフ分析計出力信号を供給するように較
正される。このようにして、クロマトグラフ分析計出力
信号の基準化が不可能または望ましくない場合に圧力補
償が行われると言われる。
許第４，１４１，２３７号には周囲気圧の変化によって
生ずるクロマトグラフ分析における誤差が補正されると
いわれる方法および装置が開示されている。このような
分析においてはクロマトグラフからの出力信号は圧力変
換器からの出力信号と合算される。圧力変換器からの出
力信号は対照圧力からの気圧の変化とともに変化し、そ
してクロマトグラフからの出力信号と合算されるときに
補正クロマトグラフ分析計出力信号を供給するように較
正される。このようにして、クロマトグラフ分析計出力
信号の基準化が不可能または望ましくない場合に圧力補
償が行われると言われる。
【０００５】エイヤーズ（Ayers ）等に発行された米国
特許第４，５１２，１８１号では気圧変動によって生ず
るクロマトグラフ分析の誤差は、実際に測定された分析
値Ｃｍを補正係数で割ることによって補正されると言わ
れる。この補正係数は測定が行われる時の実際の大気圧
Ｐａクロマトグラフ分析装置が較正される大気圧Ｐｃお
よび気圧の変化によって誤差が導入されないと仮定した
ときに分析値Ｃｍが有する大きさをＣａとした場合のＰ
ａ／Ｐｃの函数としてのＣｍ／Ｃａのプロットの傾斜に
よって算出される。
特許第４，５１２，１８１号では気圧変動によって生ず
るクロマトグラフ分析の誤差は、実際に測定された分析
値Ｃｍを補正係数で割ることによって補正されると言わ
れる。この補正係数は測定が行われる時の実際の大気圧
Ｐａクロマトグラフ分析装置が較正される大気圧Ｐｃお
よび気圧の変化によって誤差が導入されないと仮定した
ときに分析値Ｃｍが有する大きさをＣａとした場合のＰ
ａ／Ｐｃの函数としてのＣｍ／Ｃａのプロットの傾斜に
よって算出される。
【０００６】クラーディー（Clardy）等に発行された米
国特許第４，１９６，６１２号では（通常は大気中に放
出される）クロマトグラフ分析装置のすべてのガスの流
れを絶対背圧調整器の入力側に供給することによってク
ロマトグラフ分析装置に一定の対照圧力を供給すると言
われる。これらのガス流はクロマトグラフ分析計サンプ
ルバルブのサンプル・ベント、クロマトグラフ分析計サ
ンプル検出器のサンプル・ベントおよびクロマトグラフ
分析計対照検出器のキャリヤ・ベントを含む。キャリヤ
ガス圧力調整器も大気圧ではなくて絶対背圧調整器によ
って供給される一定の圧力と対照されると言われる。し
かしながら、カラム溶出液と溶媒ベントは流路を通過し
て絶対背圧調整器に入る。このような接近法は圧力もれ
と圧力制御の誤差の原因になる他の問題があるもう一つ
の流路を必要とし、そうでなければ分割流路中にもう一
つのバルブと圧力センサを必要とし、このため望ましく
ない複雑さが付け加わる。さらに背圧調整器とこれに付
随する流路は流体の流れ中の化合物の堆積による閉塞あ
るいは有害な検出器（例えば水素炎イオン化検出器すな
わちFID）からの検出器流出液による腐食を受ける。開
示された接近法も、例えば絶対圧力調整器が働かなくな
ったとすれば、対照圧力気体力学系の故障によって所望
の制御信号がなくなる結果になる可能性がある無音故障
に出遭うかも知れない。もし同じ調整器がオフになって
いたとすれば、対照圧力気体力学系の重大な故障が起こ
るかも知れない。
国特許第４，１９６，６１２号では（通常は大気中に放
出される）クロマトグラフ分析装置のすべてのガスの流
れを絶対背圧調整器の入力側に供給することによってク
ロマトグラフ分析装置に一定の対照圧力を供給すると言
われる。これらのガス流はクロマトグラフ分析計サンプ
ルバルブのサンプル・ベント、クロマトグラフ分析計サ
ンプル検出器のサンプル・ベントおよびクロマトグラフ
分析計対照検出器のキャリヤ・ベントを含む。キャリヤ
ガス圧力調整器も大気圧ではなくて絶対背圧調整器によ
って供給される一定の圧力と対照されると言われる。し
かしながら、カラム溶出液と溶媒ベントは流路を通過し
て絶対背圧調整器に入る。このような接近法は圧力もれ
と圧力制御の誤差の原因になる他の問題があるもう一つ
の流路を必要とし、そうでなければ分割流路中にもう一
つのバルブと圧力センサを必要とし、このため望ましく
ない複雑さが付け加わる。さらに背圧調整器とこれに付
随する流路は流体の流れ中の化合物の堆積による閉塞あ
るいは有害な検出器（例えば水素炎イオン化検出器すな
わちFID）からの検出器流出液による腐食を受ける。開
示された接近法も、例えば絶対圧力調整器が働かなくな
ったとすれば、対照圧力気体力学系の故障によって所望
の制御信号がなくなる結果になる可能性がある無音故障
に出遭うかも知れない。もし同じ調整器がオフになって
いたとすれば、対照圧力気体力学系の重大な故障が起こ
るかも知れない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、キャリヤ
流体のクロマトグラフ・カラム通過に対する気圧の影響
がもっと精密にそして確実に制御されるようなクロマト
グラフ装置に対する要求が存在している。
流体のクロマトグラフ・カラム通過に対する気圧の影響
がもっと精密にそして確実に制御されるようなクロマト
グラフ装置に対する要求が存在している。
【０００８】クロマトグラフ装置における保持時間の安
定性は、装置が接近して溶離する成分を適切に同定し、
そして成分を所望の同定ウインドウの時間内に同定する
能力を決定する望ましい特性である。保持時間はここで
はカラムの寸法または温度、入口または出口の圧力およ
び気体の粘度などの操作条件パラメータの函数である流
体の平均線速度の函数と考えられている。流体の実平均
線速度が選択された水準に維持されるならば保持時間の
安定性が得られる。所定のサンプル化合物、カラムおよ
びキャリヤ流体の特性が知られているならば、保持時間
は主としてカラム中のキャリヤ流体の平均線速度の制御
を改良することによって安定化される。
定性は、装置が接近して溶離する成分を適切に同定し、
そして成分を所望の同定ウインドウの時間内に同定する
能力を決定する望ましい特性である。保持時間はここで
はカラムの寸法または温度、入口または出口の圧力およ
び気体の粘度などの操作条件パラメータの函数である流
体の平均線速度の函数と考えられている。流体の実平均
線速度が選択された水準に維持されるならば保持時間の
安定性が得られる。所定のサンプル化合物、カラムおよ
びキャリヤ流体の特性が知られているならば、保持時間
は主としてカラム中のキャリヤ流体の平均線速度の制御
を改良することによって安定化される。
【０００９】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は流
体の流体流れが気圧Patmに曝す出口を有する分離カラム
中で供給される流体のクロマトグラフ分析を行うための
方法を提供する。気圧Ｐatm を含む複数の実操作条件パ
ラメータが検出される。所望の操作条件パラメータを示
す情報が受容され、そして所望の操作条件パラメータに
よって決定される。検出された気圧の変動に応答して調
節が実平均線速度を所望の平均線速度と実質的に同等に
するように流体流れに対する調節が決定される。
体の流体流れが気圧Patmに曝す出口を有する分離カラム
中で供給される流体のクロマトグラフ分析を行うための
方法を提供する。気圧Ｐatm を含む複数の実操作条件パ
ラメータが検出される。所望の操作条件パラメータを示
す情報が受容され、そして所望の操作条件パラメータに
よって決定される。検出された気圧の変動に応答して調
節が実平均線速度を所望の平均線速度と実質的に同等に
するように流体流れに対する調節が決定される。
【００１０】本発明の一つの好適な実施例においては、
カラム入口の流体流れを調節してカラム中の流体流れの
所望の平均線速度に影響を及ぼすために流体流れの調節
を示す制御信号が利用される。
カラム入口の流体流れを調節してカラム中の流体流れの
所望の平均線速度に影響を及ぼすために流体流れの調節
を示す制御信号が利用される。
【００１１】もう一つの好適な実施例において、そして
本発明の特別の特徴については、標準条件からの実気圧
の差異が測定され、そして気圧の変化の影響を補償する
ためにカラム入口圧力に対する調節が行われる。
本発明の特別の特徴については、標準条件からの実気圧
の差異が測定され、そして気圧の変化の影響を補償する
ためにカラム入口圧力に対する調節が行われる。
【００１２】装置は気圧Ｐatm の変動によって影響を受
ける場合でさえも、ここに教示されている方法およびこ
の方法を適用する装置はクロマトグラフ分析装置の保持
時間の安定性を改良する。本発明の好適な実施例は従来
技術に見られるような通常の操作のための絶対圧力調整
器の十分な機能化や付加的な気体力学系の配管工事を必
要としない。好適な実施例におけるセンサの故障は検出
可能の条件である、例えば気圧センサの故障は圧力制御
装置の無音故障ではなくて気圧補償の損害というだけの
結果になるだろう。
ける場合でさえも、ここに教示されている方法およびこ
の方法を適用する装置はクロマトグラフ分析装置の保持
時間の安定性を改良する。本発明の好適な実施例は従来
技術に見られるような通常の操作のための絶対圧力調整
器の十分な機能化や付加的な気体力学系の配管工事を必
要としない。好適な実施例におけるセンサの故障は検出
可能の条件である、例えば気圧センサの故障は圧力制御
装置の無音故障ではなくて気圧補償の損害というだけの
結果になるだろう。
【００１３】
【実施例】本発明の方法およびこの方法を適用する装置
はクロマトグラフ分析装置における多様な圧縮性流体の
制御を改良するために利用される。このような流体は流
れの制御が可能な気体、液体、多成分の気体や液体、お
よびこれらの混合物を含むようになっている。気体は本
発明の実施による好ましい流体であり、したがって以下
の本発明の記述は本発明の方法を適用するガス・クロマ
トグラフ分析装置に関するものである。しかしながら、
ここでの教示は他の圧縮性流体の分析に適用することが
できることを理解すべきである。
はクロマトグラフ分析装置における多様な圧縮性流体の
制御を改良するために利用される。このような流体は流
れの制御が可能な気体、液体、多成分の気体や液体、お
よびこれらの混合物を含むようになっている。気体は本
発明の実施による好ましい流体であり、したがって以下
の本発明の記述は本発明の方法を適用するガス・クロマ
トグラフ分析装置に関するものである。しかしながら、
ここでの教示は他の圧縮性流体の分析に適用することが
できることを理解すべきである。
【００１４】分析化学において、液体クロマトグラフ
（以下、適宜ＬＣという）技術およびガス・クロマトグ
ラフ（以下、適宜ＧＣという）技術は化学サンプル成分
の同定における重要な手段になってきた。クロマトグラ
フ分析の基礎になる基本的な機構はキャリヤ流体中の混
合物を保持性媒体を含有する特別に調製された分離カラ
ム中に移送することによって化学混合物サンプルを個々
の成分に分離することである。キャリヤ流体は移動相と
呼ばれ、保持性媒体は固定相と呼ばれる。液体クロマト
グラフイとガス・クロマトグラフイとの原理的な差異は
移動相がそれぞれ液体であるか気体であるかということ
である。液体クロマトグラフイ技術とガス・クロマトグ
ラフイ技術との間の分析的な選択は主として分析すべき
成分の分子量によるものである。液体クロマトグラフ装
置はガス・クロマトグラフ装置よりもずっと分子量の大
きい化合物を分析する能力がある。しかしながら、ガス
・クロマトグラフイ検出技術はより感度が高く、したが
って一般的には好ましい。
（以下、適宜ＬＣという）技術およびガス・クロマトグ
ラフ（以下、適宜ＧＣという）技術は化学サンプル成分
の同定における重要な手段になってきた。クロマトグラ
フ分析の基礎になる基本的な機構はキャリヤ流体中の混
合物を保持性媒体を含有する特別に調製された分離カラ
ム中に移送することによって化学混合物サンプルを個々
の成分に分離することである。キャリヤ流体は移動相と
呼ばれ、保持性媒体は固定相と呼ばれる。液体クロマト
グラフイとガス・クロマトグラフイとの原理的な差異は
移動相がそれぞれ液体であるか気体であるかということ
である。液体クロマトグラフイ技術とガス・クロマトグ
ラフイ技術との間の分析的な選択は主として分析すべき
成分の分子量によるものである。液体クロマトグラフ装
置はガス・クロマトグラフ装置よりもずっと分子量の大
きい化合物を分析する能力がある。しかしながら、ガス
・クロマトグラフイ検出技術はより感度が高く、したが
って一般的には好ましい。
【００１５】ガス・クロマトグラフ分析においては、多
孔性の吸着性媒体の形態の固定相を含んだ温度制御され
たカラムあるいは固定相で被覆された数１００μｍの範
囲の内径を有する中空の毛細管中に不活性気体を通過さ
せる。問題の混合物よりなるサンプルがキャリヤガスの
流れの中に注入されてカラム中を通過させられる。問題
の混合物は分離カラム中を通過するときにその様々の成
分に分離する。分離は主としてそれぞれのサンプル成分
の固定相および移動相における分圧の差異に起因するも
のである。このような差異は分離カラム中での温度の函
数である。分離カラムの出口端部に配置された検出器は
分離カラムから出てくるキャリヤ流体中に含まれるそれ
ぞれの分離成分を検出する。
孔性の吸着性媒体の形態の固定相を含んだ温度制御され
たカラムあるいは固定相で被覆された数１００μｍの範
囲の内径を有する中空の毛細管中に不活性気体を通過さ
せる。問題の混合物よりなるサンプルがキャリヤガスの
流れの中に注入されてカラム中を通過させられる。問題
の混合物は分離カラム中を通過するときにその様々の成
分に分離する。分離は主としてそれぞれのサンプル成分
の固定相および移動相における分圧の差異に起因するも
のである。このような差異は分離カラム中での温度の函
数である。分離カラムの出口端部に配置された検出器は
分離カラムから出てくるキャリヤ流体中に含まれるそれ
ぞれの分離成分を検出する。
【００１６】クロマトグラフ分析装置における流体の流
れを制御するための基本的な技術はこの当業者たちには
よく知られている。電子圧力制御装置の詳細については
例えばクライン（Klein ）等による米国特許第４，９９
４，０９６号および米国特許第５，１０８，４６６号が
参照され、これらの開示は参考のためにここに取り入れ
られている。クライン等はクロマトグラフカラムの少な
くとも一部が温度プロフィルを条件とする技術も開示し
ている。クライン等はまたJ.「高分解能クロマトグラフ
イ（ High Resolution Chromatography ）」１３：３６
１（１９９０年５月）の「プログラム化し得る電子圧力
制御装置を使用したＣＧＣ」に流体の電子圧力制御を開
示している。ローソン・ゼイ・アール（Larson J.R. ）
等はジャーナル・オブ・クロマトグラフイ（Journal of
Chromatography ）４０５、１９８７年の１６３〜１６
８頁にプロセス毛管ガスクロマトグラフイのための連続
流れプログラミング技術を論じている。初期的な制御装
置は例えば「ガスクロマトグラフィ（１９６４年）」の
スコット・アール・ピイ・ダブリュウ（Scott R.P.W.）
による「カラム性能における新しい限界」、「ジャーナ
ル・オブ・クロマトグラフィ（Journal of Chromatogra
phy ）１５」（１９６４年）のコスタ・ネト・シイ（Co
sta Neto C. ）等および「ジャーナル・オブ・ガス・ク
ロマトグラフィ（Journal of Gas Chromatography ）」
１９６５年３月７５〜８１頁のツラトキス（Zlatkis
A.）に見い出される。
れを制御するための基本的な技術はこの当業者たちには
よく知られている。電子圧力制御装置の詳細については
例えばクライン（Klein ）等による米国特許第４，９９
４，０９６号および米国特許第５，１０８，４６６号が
参照され、これらの開示は参考のためにここに取り入れ
られている。クライン等はクロマトグラフカラムの少な
くとも一部が温度プロフィルを条件とする技術も開示し
ている。クライン等はまたJ.「高分解能クロマトグラフ
イ（ High Resolution Chromatography ）」１３：３６
１（１９９０年５月）の「プログラム化し得る電子圧力
制御装置を使用したＣＧＣ」に流体の電子圧力制御を開
示している。ローソン・ゼイ・アール（Larson J.R. ）
等はジャーナル・オブ・クロマトグラフイ（Journal of
Chromatography ）４０５、１９８７年の１６３〜１６
８頁にプロセス毛管ガスクロマトグラフイのための連続
流れプログラミング技術を論じている。初期的な制御装
置は例えば「ガスクロマトグラフィ（１９６４年）」の
スコット・アール・ピイ・ダブリュウ（Scott R.P.W.）
による「カラム性能における新しい限界」、「ジャーナ
ル・オブ・クロマトグラフィ（Journal of Chromatogra
phy ）１５」（１９６４年）のコスタ・ネト・シイ（Co
sta Neto C. ）等および「ジャーナル・オブ・ガス・ク
ロマトグラフィ（Journal of Gas Chromatography ）」
１９６５年３月７５〜８１頁のツラトキス（Zlatkis
A.）に見い出される。
【００１７】したがって、図１および図２に示されてい
るように本発明はクロマトグラフカラムを通過する流体
の流量の制御を改良するための方法およびこの方法を適
用する装置に関する。好ましい流体流れ制御は図１およ
び図２に示されるように利用される圧力のフィードバッ
クの方法すなわち正圧調整であるか背圧調整であるかで
特徴づけられる電子圧力調整装置によって行われること
が好ましい。
るように本発明はクロマトグラフカラムを通過する流体
の流量の制御を改良するための方法およびこの方法を適
用する装置に関する。好ましい流体流れ制御は図１およ
び図２に示されるように利用される圧力のフィードバッ
クの方法すなわち正圧調整であるか背圧調整であるかで
特徴づけられる電子圧力調整装置によって行われること
が好ましい。
【００１８】図１に関して明らかなように、正圧調整器
は制御バルブの下流の圧力を制御するためにフィード・
バックを受ける。下流の圧力がちょっとの時間だけ設定
点以下に下降すると、フィード・バック信号（好ましく
は電子制御信号）が流れ制御装置により多くの流体を通
す。同様に、圧力が設定点以上に上昇するとバルブがよ
り閉じる。図２に関して明らかなように、背圧調整装置
は流れ制御装置の上流の圧力を制御する。上流の圧力が
ちょっとの時間だけ設定点以下に下降すると例えばフィ
ード・バック信号は制御装置に流れを減少させる。
は制御バルブの下流の圧力を制御するためにフィード・
バックを受ける。下流の圧力がちょっとの時間だけ設定
点以下に下降すると、フィード・バック信号（好ましく
は電子制御信号）が流れ制御装置により多くの流体を通
す。同様に、圧力が設定点以上に上昇するとバルブがよ
り閉じる。図２に関して明らかなように、背圧調整装置
は流れ制御装置の上流の圧力を制御する。上流の圧力が
ちょっとの時間だけ設定点以下に下降すると例えばフィ
ード・バック信号は制御装置に流れを減少させる。
【００１９】図１に示される好適な実施例は、いわゆる
「クール・オンカラム」充填の大口径（すなわち約５３
０μｍ）直接技法とともに利用するのに適した正圧調整
構造として配置されたガスクロマトグラフ分析装置１０
Ａである。所定のサンプル化合物のクロマトグラフ分離
を行うために、サンプル１１は注入ポート１２によって
好ましくは加圧キャリヤガスの形態で流体に注入され
る。キャリヤ・ガスは好ましくはバルブ１４の形態で流
体流れ制御装置を通って源泉から注入ポート１２に供給
される。以下の教示によれば流れ制御装置の操作がＧＣ
装置におけるキャリヤ・ガスの圧力および／または体積
流量を制御するのに役立つことは、当業者には理解され
るだろう。キャリヤ・ガスは実施される特定のクロマト
グラフ分離に対応して少なくとも一つの成分ガス、例え
ば水素、窒素またはヘリウムであればよい。アルゴンと
４％のメタンとの混合物は電子捕捉型検出器とともに通
常のキャリヤ・ガスとして使用される。
「クール・オンカラム」充填の大口径（すなわち約５３
０μｍ）直接技法とともに利用するのに適した正圧調整
構造として配置されたガスクロマトグラフ分析装置１０
Ａである。所定のサンプル化合物のクロマトグラフ分離
を行うために、サンプル１１は注入ポート１２によって
好ましくは加圧キャリヤガスの形態で流体に注入され
る。キャリヤ・ガスは好ましくはバルブ１４の形態で流
体流れ制御装置を通って源泉から注入ポート１２に供給
される。以下の教示によれば流れ制御装置の操作がＧＣ
装置におけるキャリヤ・ガスの圧力および／または体積
流量を制御するのに役立つことは、当業者には理解され
るだろう。キャリヤ・ガスは実施される特定のクロマト
グラフ分離に対応して少なくとも一つの成分ガス、例え
ば水素、窒素またはヘリウムであればよい。アルゴンと
４％のメタンとの混合物は電子捕捉型検出器とともに通
常のキャリヤ・ガスとして使用される。
【００２０】複数の変換器は以下に説明される制御装置
に利用するための実操作条件パラメータを示す検出信号
を発生する。一つの検出されたパラメータは注入ポート
１２に供給されるキャリヤ・ガスの入口圧力である。こ
の入口圧力検出信号は入口圧力センサ１６によってイン
ターフェイス４２に供給される。そして信号はプロセッ
サ４０に供給され、プロセッサ４０はバルブ１４に制御
信号を供給する。それからバルブ１４の操作によって制
御信号に応答してキャリヤ・ガスの圧力が調整される。
バルブ１４の特定の設計は重要ではなく、そしてペンシ
ルバニア州、ハットフィールドの「ポータ・インスツル
メント（Porter Instrument ）」社によって市販されて
いる「型番００１−１０１４」圧力バルブが好適であ
る。一つの好適なセンサ１６は「マルピタスのアイ・シ
イ・センサ（I.C. Sensors of Milpitas、C.A.）」によ
って市販されている「型番１２１０−Ａ１００Ｇ３Ｌ」
変換器である。
に利用するための実操作条件パラメータを示す検出信号
を発生する。一つの検出されたパラメータは注入ポート
１２に供給されるキャリヤ・ガスの入口圧力である。こ
の入口圧力検出信号は入口圧力センサ１６によってイン
ターフェイス４２に供給される。そして信号はプロセッ
サ４０に供給され、プロセッサ４０はバルブ１４に制御
信号を供給する。それからバルブ１４の操作によって制
御信号に応答してキャリヤ・ガスの圧力が調整される。
バルブ１４の特定の設計は重要ではなく、そしてペンシ
ルバニア州、ハットフィールドの「ポータ・インスツル
メント（Porter Instrument ）」社によって市販されて
いる「型番００１−１０１４」圧力バルブが好適であ
る。一つの好適なセンサ１６は「マルピタスのアイ・シ
イ・センサ（I.C. Sensors of Milpitas、C.A.）」によ
って市販されている「型番１２１０−Ａ１００Ｇ３Ｌ」
変換器である。
【００２１】注入ポート１２はサンプル／キャリヤ・ガ
ス混合物の一部を分離カラム１８に供給し残余は非分析
出力２０を通過する。出力から出てくる流れは隔膜パー
ジ流れとして知られている。下流対照流れ制御装置２２
を通る比較的一定のパージ流れを維持することによっ
て、注入ポート隔膜（図示しない）からの「疑似」ピー
クを最小にし、そして分離カラム１８中への空気の拡散
も最小にすることができる。分離カラム１８は温度制御
された熱室あるいはオーブン２４中に配置されている。
オーブン２４は加熱ユニット２６と温度センサ２８を含
むことが好ましい。オーブン２４内の温度を確実に所望
の水準に維持するために、温度センサ２８の形態のもう
一つの変換器が実操作条件パラメータ、すなわちオーブ
ン２４中の温度を示すもう一つの検知信号を発生し、こ
の信号もインターフェイス４２およびプロセッサ４０に
供給される。加熱ユニット２６はプロセッサ４０によっ
て発生される制御信号に応答してオーブン２４中の制御
された温度を維持する。分離カラム１８を通過するキャ
リヤ・ガス／サンプルの混合物はこのときオーブン２４
内の加熱ユニット２６の操作によって生ずる温度分布に
曝される。大抵はオーブン２４内の温度はサンプル１１
がその成分に分離するように選択されたプログラムによ
って制御される。
ス混合物の一部を分離カラム１８に供給し残余は非分析
出力２０を通過する。出力から出てくる流れは隔膜パー
ジ流れとして知られている。下流対照流れ制御装置２２
を通る比較的一定のパージ流れを維持することによっ
て、注入ポート隔膜（図示しない）からの「疑似」ピー
クを最小にし、そして分離カラム１８中への空気の拡散
も最小にすることができる。分離カラム１８は温度制御
された熱室あるいはオーブン２４中に配置されている。
オーブン２４は加熱ユニット２６と温度センサ２８を含
むことが好ましい。オーブン２４内の温度を確実に所望
の水準に維持するために、温度センサ２８の形態のもう
一つの変換器が実操作条件パラメータ、すなわちオーブ
ン２４中の温度を示すもう一つの検知信号を発生し、こ
の信号もインターフェイス４２およびプロセッサ４０に
供給される。加熱ユニット２６はプロセッサ４０によっ
て発生される制御信号に応答してオーブン２４中の制御
された温度を維持する。分離カラム１８を通過するキャ
リヤ・ガス／サンプルの混合物はこのときオーブン２４
内の加熱ユニット２６の操作によって生ずる温度分布に
曝される。大抵はオーブン２４内の温度はサンプル１１
がその成分に分離するように選択されたプログラムによ
って制御される。
【００２２】キャリヤ・ガス（サンプルを含む）が分離
カラム１８から出てくると、サンプルを構成する少なく
とも一つの成分の存在が検出器３０によって検出され
る。検出器３０は分離カラム１８から出てくるキャリヤ
流体の少なくとも一つの物理化学的特性を決定する能力
を有する限り、この技術分野で知られたどんなＧＣ検出
器であってもよい。「検出器」という用語が広い範囲の
有用なクロマトグラフ検出器、例えば水素炎イオン化検
出器（ＦＩＤ）、光イオン化検出器（ＰＩＣ）、窒素リ
ン検出器（ＮＰＤ）、炎光光度検出器（ＦＰＤ）、熱伝
導度検出器（ＴＣＤ）、原子発光検出器（ＡＥＤ）、電
解質伝導度検出器（ＥＬＣＤ）および電子捕捉型検出器
（ＥＣＤ）を包含することは、当業者は理解できるだろ
う。質量スペクトル検出器と赤外線スペクトル検出器も
知られている。
カラム１８から出てくると、サンプルを構成する少なく
とも一つの成分の存在が検出器３０によって検出され
る。検出器３０は分離カラム１８から出てくるキャリヤ
流体の少なくとも一つの物理化学的特性を決定する能力
を有する限り、この技術分野で知られたどんなＧＣ検出
器であってもよい。「検出器」という用語が広い範囲の
有用なクロマトグラフ検出器、例えば水素炎イオン化検
出器（ＦＩＤ）、光イオン化検出器（ＰＩＣ）、窒素リ
ン検出器（ＮＰＤ）、炎光光度検出器（ＦＰＤ）、熱伝
導度検出器（ＴＣＤ）、原子発光検出器（ＡＥＤ）、電
解質伝導度検出器（ＥＬＣＤ）および電子捕捉型検出器
（ＥＣＤ）を包含することは、当業者は理解できるだろ
う。質量スペクトル検出器と赤外線スペクトル検出器も
知られている。
【００２３】以下に説明するように、絶対周囲圧力セン
サ２９の形態のもう一つの変換器はインターフェイス４
２およびプロセッサ４０への出口の周囲気圧Ｐatm を示
す信号を供給する。検出信号は本発明の目的にとっては
絶対圧力に対して対照されたカラム出口圧力ＰO も示す
ものであると考えられる。適当な絶対周囲圧力センサ２
９は真空を含む体積を横切って取り付けられた隔膜で構
成されており、このため変換器としての入口圧力センサ
１６と圧力変換器３２は隔膜間の圧力差を示す信号を供
給する。「アイシ・センサーズ（IC Sensors）」社製か
ら入手可能のこのような変換器の商業的な変形は１０ｐ
ｓｉ（プサイ）における出力０と１５ｐｓｉにおけるフ
ルスケールを作り出すために電気的に整備された５ｐｓ
ｉセンサの形態のものである。
サ２９の形態のもう一つの変換器はインターフェイス４
２およびプロセッサ４０への出口の周囲気圧Ｐatm を示
す信号を供給する。検出信号は本発明の目的にとっては
絶対圧力に対して対照されたカラム出口圧力ＰO も示す
ものであると考えられる。適当な絶対周囲圧力センサ２
９は真空を含む体積を横切って取り付けられた隔膜で構
成されており、このため変換器としての入口圧力センサ
１６と圧力変換器３２は隔膜間の圧力差を示す信号を供
給する。「アイシ・センサーズ（IC Sensors）」社製か
ら入手可能のこのような変換器の商業的な変形は１０ｐ
ｓｉ（プサイ）における出力０と１５ｐｓｉにおけるフ
ルスケールを作り出すために電気的に整備された５ｐｓ
ｉセンサの形態のものである。
【００２４】本発明の原理から外れることなく、キャリ
ヤ・ガスの圧力も背圧モードによって調整することがで
き、このときバルブ１４がバルブの上流に配置された領
域で検出された圧力を制御する。例えば図２に示された
ガス・クロマトグラフ分析装置１０Ｂはいわゆる分割注
入に適した背圧調整設計で配列されている。分割注入に
おいては分割すべきサンプル１１の一部が分離カラム１
８に注入されるが、サンプル１１の残余は分離カラム１
８の外に分割されてベント２３に取り出される。図２に
示されるようにキャリヤ・ガスは流れ制御装置３１から
注入ポート１２に直接に供給される。キャリヤ・ガスの
圧力は非分析出力２０中のキャリヤ・ガス／サンプルの
混合物の圧力を検出する圧力変換器３２によって測定さ
れる。注入ポート１２から出てくるキャリヤ・ガスの圧
力はプロセッサ４０からの適当な信号に応答してバルブ
３４によって制御される。非分析出力２０に供給される
サンプル／キャリヤ・ガスの部分と分離カラム１８に供
給される残余の部分との比は分割比として知られる。分
割比は分離カラム１８を通過するキャリヤ・ガス／サン
プルの混合物の量を調整する。分離カラム１８中のキャ
リヤ・ガスの圧力はバルブ３４の操作によって制御され
るので、キャリヤ・ガスの流量も制御される。
ヤ・ガスの圧力も背圧モードによって調整することがで
き、このときバルブ１４がバルブの上流に配置された領
域で検出された圧力を制御する。例えば図２に示された
ガス・クロマトグラフ分析装置１０Ｂはいわゆる分割注
入に適した背圧調整設計で配列されている。分割注入に
おいては分割すべきサンプル１１の一部が分離カラム１
８に注入されるが、サンプル１１の残余は分離カラム１
８の外に分割されてベント２３に取り出される。図２に
示されるようにキャリヤ・ガスは流れ制御装置３１から
注入ポート１２に直接に供給される。キャリヤ・ガスの
圧力は非分析出力２０中のキャリヤ・ガス／サンプルの
混合物の圧力を検出する圧力変換器３２によって測定さ
れる。注入ポート１２から出てくるキャリヤ・ガスの圧
力はプロセッサ４０からの適当な信号に応答してバルブ
３４によって制御される。非分析出力２０に供給される
サンプル／キャリヤ・ガスの部分と分離カラム１８に供
給される残余の部分との比は分割比として知られる。分
割比は分離カラム１８を通過するキャリヤ・ガス／サン
プルの混合物の量を調整する。分離カラム１８中のキャ
リヤ・ガスの圧力はバルブ３４の操作によって制御され
るので、キャリヤ・ガスの流量も制御される。
【００２５】検出器３０の特定の選択に応じて、好適な
実施例は支持ガスを検出器に供給する手段も含んでい
る。支持ガスは使用される検出器に応じて一つ以上の成
分ガス、例えば、水素、窒素、ヘリウム、空気または酸
素を含むことが認められている。検出器３０に入る支持
ガスの圧力はこの操作条件パラメータを示すもう一つの
信号をインターフェイス４２とプロセッサ４０に供給す
るために変換器３８によって検出される。それから支持
ガスの圧力はプロセッサ４０からインターフェイスを経
由した適当な信号に応答してバルブ３６によって制御さ
れる。図示しない関連装置を伴った適当な支持ガス源、
バルブおよび変換器はこの技術分野で知られているよう
にして選択される。
実施例は支持ガスを検出器に供給する手段も含んでい
る。支持ガスは使用される検出器に応じて一つ以上の成
分ガス、例えば、水素、窒素、ヘリウム、空気または酸
素を含むことが認められている。検出器３０に入る支持
ガスの圧力はこの操作条件パラメータを示すもう一つの
信号をインターフェイス４２とプロセッサ４０に供給す
るために変換器３８によって検出される。それから支持
ガスの圧力はプロセッサ４０からインターフェイスを経
由した適当な信号に応答してバルブ３６によって制御さ
れる。図示しない関連装置を伴った適当な支持ガス源、
バルブおよび変換器はこの技術分野で知られているよう
にして選択される。
【００２６】図３を参照すると、ガス・クロマトグラフ
装置１０Ａ，１０Ｂにおける流体の流れ制御について以
下にもっと詳細に説明する。プロセッサ４０は本発明の
実施に適した計算装置、例えばコンピュータ、マイクロ
プロセッサ、マイクロ制御装置、スイッチ、ロジックゲ
ートまたは以下に記述される計算を実施することのでき
る任意の同等の論理装置などの少なくとも一つの計算装
置から選択される。プロセッサ４０は付加操作条件パラ
メータ、装置検出データなどを入力するために好ましく
はキ−ボード、キ−パッドまたはコンピュータマウスそ
の他のプロセッサ（図示しない）の形態の情報入力手段
としてのキーパッド３８Ａと組み合わされることが好ま
しい。文字数字式またはビデオ・ディスプレイまたはプ
リンタ、デスプレイ３８Ｂなどの情報出力手段も利用さ
れる。好ましいプロセッサ４０はさらに入力および出力
情報、操作条件パラメータ、装置情報およびプログラム
を記憶して検索することができる揮発性および非揮発性
装置の形態でメモリ４１を含んでいてもよい。クロマト
グラフ分析を行うのに必要な操作指令、装置および流体
の種類の情報、検出器応答特性、カラム温度プログラム
その他の情報は変換器３８等による情報入力手段によっ
てプロセッサ４０に入るか、あるいはメモリ４１から検
索される。利用者に所望の操作パラメータ、例えば分離
カラム中の入口圧力または線状流体流れなどのある情報
を入力するように促すメッセージはプロセッサ４０によ
って発生し、そしてディスプレイ３８Ｂ等の情報出力手
段に表示することができる。プロセッサ４０はさらに実
施制御、処理およびここに記述したもの以外の伝達手段
のためにネットワークおよびバス装置（入力／出力ある
いはＩ／Ｏ）制御装置、分離装置、時計および他の関連
電子部品を含んでいる。
装置１０Ａ，１０Ｂにおける流体の流れ制御について以
下にもっと詳細に説明する。プロセッサ４０は本発明の
実施に適した計算装置、例えばコンピュータ、マイクロ
プロセッサ、マイクロ制御装置、スイッチ、ロジックゲ
ートまたは以下に記述される計算を実施することのでき
る任意の同等の論理装置などの少なくとも一つの計算装
置から選択される。プロセッサ４０は付加操作条件パラ
メータ、装置検出データなどを入力するために好ましく
はキ−ボード、キ−パッドまたはコンピュータマウスそ
の他のプロセッサ（図示しない）の形態の情報入力手段
としてのキーパッド３８Ａと組み合わされることが好ま
しい。文字数字式またはビデオ・ディスプレイまたはプ
リンタ、デスプレイ３８Ｂなどの情報出力手段も利用さ
れる。好ましいプロセッサ４０はさらに入力および出力
情報、操作条件パラメータ、装置情報およびプログラム
を記憶して検索することができる揮発性および非揮発性
装置の形態でメモリ４１を含んでいてもよい。クロマト
グラフ分析を行うのに必要な操作指令、装置および流体
の種類の情報、検出器応答特性、カラム温度プログラム
その他の情報は変換器３８等による情報入力手段によっ
てプロセッサ４０に入るか、あるいはメモリ４１から検
索される。利用者に所望の操作パラメータ、例えば分離
カラム中の入口圧力または線状流体流れなどのある情報
を入力するように促すメッセージはプロセッサ４０によ
って発生し、そしてディスプレイ３８Ｂ等の情報出力手
段に表示することができる。プロセッサ４０はさらに実
施制御、処理およびここに記述したもの以外の伝達手段
のためにネットワークおよびバス装置（入力／出力ある
いはＩ／Ｏ）制御装置、分離装置、時計および他の関連
電子部品を含んでいる。
【００２７】プロセッサ４０の、もう一つの機能はオー
ブン２４の温度を制御することである。そのためにプロ
セッサ４０は加熱ユニットからオーブン２４に伝達され
る熱の量を増加あるいは減少させるために加熱ユニット
２６に制御信号を伝達する。温度センサ２８はオーブン
２４の温度を検出してこの温度を示すフィード・バック
信号をプロセッサ４０に伝達する。温度センサ２８から
の温度フィード・バック信号を記録することによってプ
ロセッサ４０は加熱ユニット２６を制御することによっ
てオーブン２４の温度を所望の水準に維持することがで
きる。本発明は図４〜図５に関連して以下に説明される
計算によってオーブン温度の制御を計画する。
ブン２４の温度を制御することである。そのためにプロ
セッサ４０は加熱ユニットからオーブン２４に伝達され
る熱の量を増加あるいは減少させるために加熱ユニット
２６に制御信号を伝達する。温度センサ２８はオーブン
２４の温度を検出してこの温度を示すフィード・バック
信号をプロセッサ４０に伝達する。温度センサ２８から
の温度フィード・バック信号を記録することによってプ
ロセッサ４０は加熱ユニット２６を制御することによっ
てオーブン２４の温度を所望の水準に維持することがで
きる。本発明は図４〜図５に関連して以下に説明される
計算によってオーブン温度の制御を計画する。
【００２８】本発明の特定の特徴においては、図１およ
び図２に示されたバルブ（１４，３４，３６）の形態の
流れ制御装置はキ−パッド等の情報入力手段３８Ａ上の
装置オペレータによって入ってくるか、またはメモリ４
１から検索された少なくとも一つの所望の操作条件パラ
メータを維持するために開閉される。図３に示されるよ
うに、好適な実施例は分離カラム１８への流体流れの正
確で繰り返し可能な制御のための電子圧力制御（ＥＰ
Ｃ）装置を含んでいる。有効な電子圧力制御はキャリヤ
流体の入口圧力および流量を制御するようにバルブ（１
４，３４，３６）の操作の効果的な制御を行うことが好
ましい。少なくとも一つのバルブにそれを通過する流体
の圧力または流量を増大または減少させるためにプロセ
ッサ４０はインターフェイス４４から適当な制御信号を
発生させる。例えば図１のバルブ１４は分離カラム１８
に供給されるキャリヤ流体の入口圧力を調整するために
オリフィスの開放時間（調整制御バルブの場合）または
オリフィスの上方の間隙の高さによって操作される。図
１に示される正圧制御装置における流体流れ制御はとり
わけ制御用のバルブ１４の下流に配置された入口圧力セ
ンサ１６によって検出された圧力によって達成される。
検出された圧力の上昇は圧力センサ出力信号（好ましく
は電圧）を上昇させる。この電圧はケーブルによって電
子圧力制御装置に伝達される。これに応答してプロセッ
サ４０によって行われる計算によってインターフェイス
４２から新しい僅かに低く制御された電圧が制御用のバ
ルブ１４にフィード・バックされる。そして制御バルブ
中の間隙は僅かに減少してバルブを通過する流れは僅か
に少なくなりセンサの圧力は僅かに低くなる。フィード
・バック・プロセスは比較的高い頻度で起こり、非常に
円滑で繰返し可能な圧力制御が行われる結果になる。
び図２に示されたバルブ（１４，３４，３６）の形態の
流れ制御装置はキ−パッド等の情報入力手段３８Ａ上の
装置オペレータによって入ってくるか、またはメモリ４
１から検索された少なくとも一つの所望の操作条件パラ
メータを維持するために開閉される。図３に示されるよ
うに、好適な実施例は分離カラム１８への流体流れの正
確で繰り返し可能な制御のための電子圧力制御（ＥＰ
Ｃ）装置を含んでいる。有効な電子圧力制御はキャリヤ
流体の入口圧力および流量を制御するようにバルブ（１
４，３４，３６）の操作の効果的な制御を行うことが好
ましい。少なくとも一つのバルブにそれを通過する流体
の圧力または流量を増大または減少させるためにプロセ
ッサ４０はインターフェイス４４から適当な制御信号を
発生させる。例えば図１のバルブ１４は分離カラム１８
に供給されるキャリヤ流体の入口圧力を調整するために
オリフィスの開放時間（調整制御バルブの場合）または
オリフィスの上方の間隙の高さによって操作される。図
１に示される正圧制御装置における流体流れ制御はとり
わけ制御用のバルブ１４の下流に配置された入口圧力セ
ンサ１６によって検出された圧力によって達成される。
検出された圧力の上昇は圧力センサ出力信号（好ましく
は電圧）を上昇させる。この電圧はケーブルによって電
子圧力制御装置に伝達される。これに応答してプロセッ
サ４０によって行われる計算によってインターフェイス
４２から新しい僅かに低く制御された電圧が制御用のバ
ルブ１４にフィード・バックされる。そして制御バルブ
中の間隙は僅かに減少してバルブを通過する流れは僅か
に少なくなりセンサの圧力は僅かに低くなる。フィード
・バック・プロセスは比較的高い頻度で起こり、非常に
円滑で繰返し可能な圧力制御が行われる結果になる。
【００２９】前述のようにある所望の操作条件パラメー
タ、好ましくは所望の入口圧力はキィボード３８Ａなど
の情報入力手段におけるデジタル入力あるいは他の一つ
の制御データ装置を利用してオペレータによって入力さ
れ、実操作条件パラメータが検出されて計算に利用する
ためにプロセッサに供給される。発明の特別の特徴によ
れば、気圧Ｐatm はこのパラメータを示す数値が入口圧
力の変化を効果的に行う制御信号を導くために電子圧力
制御装置によって行われる計算に使用されるように、絶
対周囲圧力センサ２９で検出される一つのこのような実
操作条件パラメータと考えられる。プロセッサ４０はバ
ルブ１４の操作を指示する制御信号を発生させることに
よってメモリ４１中にある制御ループ・ファームウェア
によって計算される水準に入口圧力を維持することがで
きる。発生された制御信号はデジタルの形態にあって、
バルブ１４に供給されるか、あるいはデジタル−アナロ
グ（以下、Ｄ／Ａという）変換器４６によってアナログ
の形態に変換されてバルブ１４に伝達する前に増幅器４
８によって適切に増幅される。検出信号の特性（アナロ
グかデジタルか）に応じて変換器からのアナログ検出信
号は、まず入口圧力変換器、すなわち、入口圧力センサ
１６によって発生されたアナログ信号を多重アナログ−
デジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器５０によってア
ナログ信号からデジタル信号に変換することによってプ
ロセッサ４０に供給される。それからＡ／Ｄ変換器に発
生されたデジタル信号はプロセッサ４０に供給される。
デジタル検出信号は直接にプロセッサ４０に到達する。
Ｄ／Ａ変換器４６，Ａ／Ｄ変換器５０、プロセッサ４
０、インターフェイス４４および変換器（トランスジュ
ーサ）としての入口圧力センサ１６，絶対周囲圧力セン
サ２９、圧力変換器３２などの構成部分の選択と操作に
関する詳細はこの技術分野で知られている制御装置技術
によって考案される。
タ、好ましくは所望の入口圧力はキィボード３８Ａなど
の情報入力手段におけるデジタル入力あるいは他の一つ
の制御データ装置を利用してオペレータによって入力さ
れ、実操作条件パラメータが検出されて計算に利用する
ためにプロセッサに供給される。発明の特別の特徴によ
れば、気圧Ｐatm はこのパラメータを示す数値が入口圧
力の変化を効果的に行う制御信号を導くために電子圧力
制御装置によって行われる計算に使用されるように、絶
対周囲圧力センサ２９で検出される一つのこのような実
操作条件パラメータと考えられる。プロセッサ４０はバ
ルブ１４の操作を指示する制御信号を発生させることに
よってメモリ４１中にある制御ループ・ファームウェア
によって計算される水準に入口圧力を維持することがで
きる。発生された制御信号はデジタルの形態にあって、
バルブ１４に供給されるか、あるいはデジタル−アナロ
グ（以下、Ｄ／Ａという）変換器４６によってアナログ
の形態に変換されてバルブ１４に伝達する前に増幅器４
８によって適切に増幅される。検出信号の特性（アナロ
グかデジタルか）に応じて変換器からのアナログ検出信
号は、まず入口圧力変換器、すなわち、入口圧力センサ
１６によって発生されたアナログ信号を多重アナログ−
デジタル（以下、Ａ／Ｄという）変換器５０によってア
ナログ信号からデジタル信号に変換することによってプ
ロセッサ４０に供給される。それからＡ／Ｄ変換器に発
生されたデジタル信号はプロセッサ４０に供給される。
デジタル検出信号は直接にプロセッサ４０に到達する。
Ｄ／Ａ変換器４６，Ａ／Ｄ変換器５０、プロセッサ４
０、インターフェイス４４および変換器（トランスジュ
ーサ）としての入口圧力センサ１６，絶対周囲圧力セン
サ２９、圧力変換器３２などの構成部分の選択と操作に
関する詳細はこの技術分野で知られている制御装置技術
によって考案される。
【００３０】次に図４および図５を参照すると、分離カ
ラムを通る流れを制御する方程式は絶対（ゲージでな
い）圧力を基礎にしていなければならないことは理解さ
れるだろう。したがって、本発明によれば保持時間の安
定性はカラム流体の流れの函数であり、すなわちカラム
温度、入口圧力および出口圧力などの実操作条件パラメ
ータの函数である。その上、このような操作条件パラメ
ータは保持時間に関する各パラメータの影響を見出すよ
うに識別することができる。
ラムを通る流れを制御する方程式は絶対（ゲージでな
い）圧力を基礎にしていなければならないことは理解さ
れるだろう。したがって、本発明によれば保持時間の安
定性はカラム流体の流れの函数であり、すなわちカラム
温度、入口圧力および出口圧力などの実操作条件パラメ
ータの函数である。その上、このような操作条件パラメ
ータは保持時間に関する各パラメータの影響を見出すよ
うに識別することができる。
【００３１】前述の特定のフィードバック制御装置にお
いては、プロセッサ４０は所望の入口圧力、所望のカラ
ム質量流れ設定点あるいは所望のカラム平均線速度の形
態で一つ以上の所望の操作条件パラメータを受容する。
ガス・クロマトグラフ分析装置１０Ａ，１０Ｂの操作に
関する他のデータを示す他の操作条件パラメータ、例え
ば気体の種類や分離カラムの寸法はメモリ４１から検索
される。選択された所望の操作条件パラメータ、例えば
標準の温度および圧力に対して対照された所望のカラム
入口圧力におけるキャリヤ・ガスの所望の平均線速度を
測定した後、結果は引続く計算の結果と対比した「基
準」として保持される。最後に、実平均線速度を所望の
平均線速度に調節する少なくとも一つの新しい操作条件
パラメータ（例えば入口圧力）を計算することによっ
て、適当な操作条件パラメータを調節することができ
る。このような制御の中間的な結果として所望の平均線
速度が実際に実現されて一定に保たれる。しかしなが
ら、所望の平均線速度を実現した次の結果は装置が気圧
Ｐatm の変動によって影響を受ける間にもガス・クロマ
トグラフ分析装置１０Ａ，１０Ｂの保持時間を安定化す
ることである。本発明は好ましくは所望の入口圧力、所
望のカラム流れ、または所望のカラム平均線速度の形態
で一つ以上の所望の操作条件パラメータをキャリヤ流体
の所望の平均線速度流れを示すものとして利用すること
を意図している。以下の計算において所望の入口圧力は
所望の操作条件パラメータとして選択されてきた。しか
しながら、他の操作条件パラメータは下記の計算におい
て利用するために選択されるので入口圧力の選択は限定
的なものと考えてはならない。
いては、プロセッサ４０は所望の入口圧力、所望のカラ
ム質量流れ設定点あるいは所望のカラム平均線速度の形
態で一つ以上の所望の操作条件パラメータを受容する。
ガス・クロマトグラフ分析装置１０Ａ，１０Ｂの操作に
関する他のデータを示す他の操作条件パラメータ、例え
ば気体の種類や分離カラムの寸法はメモリ４１から検索
される。選択された所望の操作条件パラメータ、例えば
標準の温度および圧力に対して対照された所望のカラム
入口圧力におけるキャリヤ・ガスの所望の平均線速度を
測定した後、結果は引続く計算の結果と対比した「基
準」として保持される。最後に、実平均線速度を所望の
平均線速度に調節する少なくとも一つの新しい操作条件
パラメータ（例えば入口圧力）を計算することによっ
て、適当な操作条件パラメータを調節することができ
る。このような制御の中間的な結果として所望の平均線
速度が実際に実現されて一定に保たれる。しかしなが
ら、所望の平均線速度を実現した次の結果は装置が気圧
Ｐatm の変動によって影響を受ける間にもガス・クロマ
トグラフ分析装置１０Ａ，１０Ｂの保持時間を安定化す
ることである。本発明は好ましくは所望の入口圧力、所
望のカラム流れ、または所望のカラム平均線速度の形態
で一つ以上の所望の操作条件パラメータをキャリヤ流体
の所望の平均線速度流れを示すものとして利用すること
を意図している。以下の計算において所望の入口圧力は
所望の操作条件パラメータとして選択されてきた。しか
しながら、他の操作条件パラメータは下記の計算におい
て利用するために選択されるので入口圧力の選択は限定
的なものと考えてはならない。
【００３２】所定の分離カラムにおける流体流れの平均
線速度の数値を計算するために、カラム出口のカラム流
れの線速度μｏ次の（１）式によって分離カラムの入口
および出口の圧力と関連づけられる。
線速度の数値を計算するために、カラム出口のカラム流
れの線速度μｏ次の（１）式によって分離カラムの入口
および出口の圧力と関連づけられる。
【００３３】
【数１】
【００３４】（１）式においてＦc(o)は出口体積流量で
あり、ηは粘度であり、Ｐi およびＰo はそれぞれカラ
ムの入口および出口の圧力であり、そしてｒおよびＬは
それぞれカラムの半径および長さである。平均線速度μ
は次の（２）式で示すように、（３）式の補正係数ｊに
よって出口線速度と関連づけられる。
あり、ηは粘度であり、Ｐi およびＰo はそれぞれカラ
ムの入口および出口の圧力であり、そしてｒおよびＬは
それぞれカラムの半径および長さである。平均線速度μ
は次の（２）式で示すように、（３）式の補正係数ｊに
よって出口線速度と関連づけられる。
【００３５】
【数２】
【００３６】
【数３】
【００３７】この（３）式において、Ｐ＝Ｐi ／Ｐo で
ある。したがって、前記（３）式は、次のようになる。
ある。したがって、前記（３）式は、次のようになる。
【００３８】
【数４】
【００３９】そして平均線速度および出口速度の方程式
を組合わせると、次の（５）式のようになる。
を組合わせると、次の（５）式のようになる。
【００４０】
【数５】
【００４１】この（５）式においてＰi は絶対入口圧
力、Ｐo は出口圧力、ηは気体の粘度、Ｌはカラムの長
さでありｒはカラムの内径である。意図された電子圧力
制御装置が分離カラム中の流体流れの平均線速度の前述
の定義に基づいて計算を行うためにプログラム化される
ことは理解されるだろう。以下に明らかにするように好
適な実施例は前に定義された平均線速度の二つの異なる
説明を関連づける計算を行う。第１に制御される流体の
所望の平均線速度があり、第２の制御される流体の実平
均線速度がある。さらに装置のオペレータは所望の操作
条件パラメータとして所望のゲージ圧力Ｐgdに入ること
が期待されるので、Ｐgd＋Ｐatm ＝Ｐi であり、表示操
作においてはＰatm ＝Ｐo であると考えられる。したが
って、所望の平均線速度は次の（６）式として定義され
る。
力、Ｐo は出口圧力、ηは気体の粘度、Ｌはカラムの長
さでありｒはカラムの内径である。意図された電子圧力
制御装置が分離カラム中の流体流れの平均線速度の前述
の定義に基づいて計算を行うためにプログラム化される
ことは理解されるだろう。以下に明らかにするように好
適な実施例は前に定義された平均線速度の二つの異なる
説明を関連づける計算を行う。第１に制御される流体の
所望の平均線速度があり、第２の制御される流体の実平
均線速度がある。さらに装置のオペレータは所望の操作
条件パラメータとして所望のゲージ圧力Ｐgdに入ること
が期待されるので、Ｐgd＋Ｐatm ＝Ｐi であり、表示操
作においてはＰatm ＝Ｐo であると考えられる。したが
って、所望の平均線速度は次の（６）式として定義され
る。
【００４２】
【数６】
【００４３】この（６）式においてＰidは所望の操作条
件パラメータとして供給される入口圧力であり、Ｐolat
m は１気圧である。実平均線速度は次の（７）式として
定義される。
件パラメータとして供給される入口圧力であり、Ｐolat
m は１気圧である。実平均線速度は次の（７）式として
定義される。
【００４４】
【数７】
【００４５】この（７）式においてＰi ＝Ｐo ＋Ｐorで
あり、Ｐorは検出された気圧（変化を受ける）である。
流体流れ制御の目的は次の（８）式として定義されるμ
refとμactualとの所望の関係式を得ることである。
あり、Ｐorは検出された気圧（変化を受ける）である。
流体流れ制御の目的は次の（８）式として定義されるμ
refとμactualとの所望の関係式を得ることである。
【００４６】
【数８】
【００４７】（６）式〜（８）式の方程式を組み合わせ
て簡単にすると、次の（９）に示すように、所望の関係
式に到達する。
て簡単にすると、次の（９）に示すように、所望の関係
式に到達する。
【００４８】
【数９】
【００４９】この（９）式において、Ｐi ＝Ｐｇ＋Ｐor
である。Ｐg について（９）式の方程式を解くことによ
って、実平均線速度を一定の値に維持する入口圧力の補
正値に到達する。
である。Ｐg について（９）式の方程式を解くことによ
って、実平均線速度を一定の値に維持する入口圧力の補
正値に到達する。
【００５０】好適な実施例の操作において、Ｐorは時間
とともに変化するので電子圧力制御はμdesired ＝μac
tualになるようにＰg を変化させるが、この式において
μdesired は少なくとも一つの所望の操作パラメータ
（例えばオペレータによる入力として供給される数値）
から計算された数値である。プロセッサによるこのよう
な測定はこの技術分野で知られている計算技法によって
前記方程式を利用する記憶されたプログラムに従って実
施される（例えば必要な測定は検索テーブルから所定の
数値を検索することによって得られる）。補正係数は所
定のＰo に対するＰg の数値が補正係数としてマイクロ
プロセッサによって変換および利用するためにメモリ４
１に記憶されるようにあらかじめ決定することができ
る。このようにすることによって、実平均線速度は一定
になり、これに付随してクロマトグラフ装置の保持時間
の安定性が改良される。
とともに変化するので電子圧力制御はμdesired ＝μac
tualになるようにＰg を変化させるが、この式において
μdesired は少なくとも一つの所望の操作パラメータ
（例えばオペレータによる入力として供給される数値）
から計算された数値である。プロセッサによるこのよう
な測定はこの技術分野で知られている計算技法によって
前記方程式を利用する記憶されたプログラムに従って実
施される（例えば必要な測定は検索テーブルから所定の
数値を検索することによって得られる）。補正係数は所
定のＰo に対するＰg の数値が補正係数としてマイクロ
プロセッサによって変換および利用するためにメモリ４
１に記憶されるようにあらかじめ決定することができ
る。このようにすることによって、実平均線速度は一定
になり、これに付随してクロマトグラフ装置の保持時間
の安定性が改良される。
【００５１】具体的な実施例として、意図された分析装
置において、分離カラムの入口圧力を補正して保持時間
の安定性改良を実現するために分離カラム中の流体流れ
の平均線速度が前述のように分析される。好適な実施例
の実験的変形の実施が保持時間に対する気圧変化の影響
を測定するために改良されたヒューレットパッカードＨ
Ｐ５８９０Ａ中で適当にモデル化された。その結果は図
４および図５に示されている。
置において、分離カラムの入口圧力を補正して保持時間
の安定性改良を実現するために分離カラム中の流体流れ
の平均線速度が前述のように分析される。好適な実施例
の実験的変形の実施が保持時間に対する気圧変化の影響
を測定するために改良されたヒューレットパッカードＨ
Ｐ５８９０Ａ中で適当にモデル化された。その結果は図
４および図５に示されている。
【００５２】図４は試験中の代表的な毛管カラムの実平
均線速度に対する気圧の影響を示す。図５は試験中の代
表的な毛管カラム中の所定の入口圧力の変化に対する計
算された実験的補正係数を例示する。示された係数は様
々の入口圧力について１バールの出口圧力に対して一定
の平均カラム速度を造り出すために計算された。図５は
気圧の変動の２ｐｓｉの範囲についてｍｐｓｉのカラム
圧力として補正係数を示す。例えば３．５バールの入口
圧力における１０％の気圧変化（１．０バールから０．
９バールへの減少）は０．４６０ｐｓｉの入口圧力に補
正を必要とする。補正係数はより低い入口圧力の補正係
数と比較してより高い入口圧力に対してはより大きく示
されていることが認められる。このように図４および図
５は分析装置の実施に対する気圧変動の影響が入口圧力
が高いほど大きいことを示している。「高速度」クロマ
トグラフイとして知られているものを実現するために非
常に高い入口圧力に応じてガスクロマトグラフ分析装置
において経験されるように許容できる入口圧力が増大す
るときに、このことは重要な要因である。
均線速度に対する気圧の影響を示す。図５は試験中の代
表的な毛管カラム中の所定の入口圧力の変化に対する計
算された実験的補正係数を例示する。示された係数は様
々の入口圧力について１バールの出口圧力に対して一定
の平均カラム速度を造り出すために計算された。図５は
気圧の変動の２ｐｓｉの範囲についてｍｐｓｉのカラム
圧力として補正係数を示す。例えば３．５バールの入口
圧力における１０％の気圧変化（１．０バールから０．
９バールへの減少）は０．４６０ｐｓｉの入口圧力に補
正を必要とする。補正係数はより低い入口圧力の補正係
数と比較してより高い入口圧力に対してはより大きく示
されていることが認められる。このように図４および図
５は分析装置の実施に対する気圧変動の影響が入口圧力
が高いほど大きいことを示している。「高速度」クロマ
トグラフイとして知られているものを実現するために非
常に高い入口圧力に応じてガスクロマトグラフ分析装置
において経験されるように許容できる入口圧力が増大す
るときに、このことは重要な要因である。
【００５３】当業者は本発明の好適な実施例に様々の変
形および変更態様が実施でき、そしてこのような変形お
よび変更態様は本発明の精神から逸脱することなく実施
されることを理解するだろう。したがって、特許請求の
範囲は本発明の真の精神および範囲内に入るような同等
の変形をすべて包含するものと考えられる。
形および変更態様が実施でき、そしてこのような変形お
よび変更態様は本発明の精神から逸脱することなく実施
されることを理解するだろう。したがって、特許請求の
範囲は本発明の真の精神および範囲内に入るような同等
の変形をすべて包含するものと考えられる。
【００５４】以上、本発明の各実施例について詳述した
が、ここで各実施例の理解を容易にするために、各実施
例ごとに要約して以下に列挙する。
が、ここで各実施例の理解を容易にするために、各実施
例ごとに要約して以下に列挙する。
【００５５】１． 気圧Patmに曝される出口を有する分
離カラム中で流体のクロマトグラフ分析を行うための方
法であって、分離カラム中の流体の流体流れを供給する
工程、流体の流れが曝される気圧Ｐatm を含む複数の実
操作条件パラメータを検出する工程、所望の操作条件パ
ラメータを示す情報を提供する工程、所望の操作条件パ
ラメータによって流体の流れの所望の平均線速度を測定
する工程、検出された複数の実操作条件パラメータによ
って流体の流れの実平均線速度を測定する工程、および
実平均線速度に対する所望の平均線速度の所定の関係の
函数として流体の流れの量を制御して実平均線速度を所
望の平均線速度と実質的に同等にする工程を含むことを
特徴とする流体のクロマトグラフ分析方法である。
離カラム中で流体のクロマトグラフ分析を行うための方
法であって、分離カラム中の流体の流体流れを供給する
工程、流体の流れが曝される気圧Ｐatm を含む複数の実
操作条件パラメータを検出する工程、所望の操作条件パ
ラメータを示す情報を提供する工程、所望の操作条件パ
ラメータによって流体の流れの所望の平均線速度を測定
する工程、検出された複数の実操作条件パラメータによ
って流体の流れの実平均線速度を測定する工程、および
実平均線速度に対する所望の平均線速度の所定の関係の
函数として流体の流れの量を制御して実平均線速度を所
望の平均線速度と実質的に同等にする工程を含むことを
特徴とする流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００５６】２． 所望の操作条件パラメータを示す情
報が所望の入口圧力Ｐi を示すデータを含むことを特徴
とする上記１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法で
ある。
報が所望の入口圧力Ｐi を示すデータを含むことを特徴
とする上記１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法で
ある。
【００５７】３． 所望の操作条件パラメータを示す情
報が流体の流量を示すデータを含むことを特徴とする上
記１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
報が流体の流量を示すデータを含むことを特徴とする上
記１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００５８】４． 所望の操作条件パラメータを示す情
報がカラム出口における流体の所望平均線速度μo を示
すデータを含むことを特徴とする上記１に記載の流体の
クロマトグラフ分析方法である。
報がカラム出口における流体の所望平均線速度μo を示
すデータを含むことを特徴とする上記１に記載の流体の
クロマトグラフ分析方法である。
【００５９】５． 流体流れの制御は信号制御された入
口圧力バルブによって提供され、流体流れを制御する工
程がさらに実平均線速度を所望の平均線速度に調節する
調節入口圧力を計算することを含み、そしてさらに調節
入口圧力を示す制御信号を入口圧力バルブに供給する工
程を含むことを特徴とする上記１に記載の流体のクロマ
トグラフ分析方法である。
口圧力バルブによって提供され、流体流れを制御する工
程がさらに実平均線速度を所望の平均線速度に調節する
調節入口圧力を計算することを含み、そしてさらに調節
入口圧力を示す制御信号を入口圧力バルブに供給する工
程を含むことを特徴とする上記１に記載の流体のクロマ
トグラフ分析方法である。
【００６０】６． 流体流れ制御が信号制御された体積
流れ制御装置によって提供され、そして流体流れに対す
る調節を測定する工程がさらに実平均線速度を所望の平
均線速度に調節する調節体積流量を計算することを含
み、さらに調節された体積流量を示す制御信号を流れ制
御装置に供給する工程を含むことを特徴とする上記１に
記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
流れ制御装置によって提供され、そして流体流れに対す
る調節を測定する工程がさらに実平均線速度を所望の平
均線速度に調節する調節体積流量を計算することを含
み、さらに調節された体積流量を示す制御信号を流れ制
御装置に供給する工程を含むことを特徴とする上記１に
記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００６１】７． 実平均線速度を測定する工程が下記
の群から選ばれた実操作条件ハラメータによって行われ
ることを特徴とする上記１に記載の流体のクロマトグラ
フ分析方法である。 Ｔc ：カラム温度（絶対温度） Ｔs ：標準周囲温度（絶対温度） Ｐs ：標準周囲圧力（１atm ＝７６０トルを基準とす
る） ｄ ：カラム直径 Ｌ ：カラム長さ Ｐi ：入口圧力 Ｐo ：出口圧力 μo ：カラム出口の流体の線速度 μ ：流体の平均線速度 Ｆco：カラム体積流れ η ：流体粘度
の群から選ばれた実操作条件ハラメータによって行われ
ることを特徴とする上記１に記載の流体のクロマトグラ
フ分析方法である。 Ｔc ：カラム温度（絶対温度） Ｔs ：標準周囲温度（絶対温度） Ｐs ：標準周囲圧力（１atm ＝７６０トルを基準とす
る） ｄ ：カラム直径 Ｌ ：カラム長さ Ｐi ：入口圧力 Ｐo ：出口圧力 μo ：カラム出口の流体の線速度 μ ：流体の平均線速度 Ｆco：カラム体積流れ η ：流体粘度
【００６２】８． 関係式が（８）式
【００６３】
【数１０】
【００６４】によって与えられ、この（８）式において
μref およびμactualはそれぞれ流体流れの所望の平均
線速度および実平均線速度であることを特徴とする上記
１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
μref およびμactualはそれぞれ流体流れの所望の平均
線速度および実平均線速度であることを特徴とする上記
１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００６５】９． 流体がキャリヤ・ガスよりなること
を特徴とする上記８に記載の流体のクロマトグラフ分析
方法である。
を特徴とする上記８に記載の流体のクロマトグラフ分析
方法である。
【００６６】１０． 複数の操作条件パラメータを検出
する工程が分離カラム入口圧力Ｐiををす第１の検出信
号と分離カラム出口圧力Ｐi を示す第２の検出信号を受
容することを含むことを特徴とする上記９に記載の流体
のクロマトグラフ分析方法である。
する工程が分離カラム入口圧力Ｐiををす第１の検出信
号と分離カラム出口圧力Ｐi を示す第２の検出信号を受
容することを含むことを特徴とする上記９に記載の流体
のクロマトグラフ分析方法である。
【００６７】１１． 複数の操作条件パラメータを検出
する工程が第１の検出信号を第２の検出信号と対照する
ことを含むことを特徴とする上記９に記載の流体のクロ
マトグラフ分析方法である。
する工程が第１の検出信号を第２の検出信号と対照する
ことを含むことを特徴とする上記９に記載の流体のクロ
マトグラフ分析方法である。
【００６８】１２． 関係式が前記（９）式
【００６９】
【数１１】
【００７０】によって与えられることを特徴とする上記
９に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
９に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００７１】１３． さらに分離カラム出口からの流体
流れを検出器に供給する工程、検出器への流体流れに支
持ガスを混合する工程を含み、複数の操作条件パラメー
タを検出する工程が検出器支持ガス圧力を示す第３の検
出信号を受容することを含むことを特徴とする上記９に
記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
流れを検出器に供給する工程、検出器への流体流れに支
持ガスを混合する工程を含み、複数の操作条件パラメー
タを検出する工程が検出器支持ガス圧力を示す第３の検
出信号を受容することを含むことを特徴とする上記９に
記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００７２】１４． サンプルが注入ポートを通して前
記流体中に注入され、そして前記キャリヤガスの流れが
前記注入ポートの上流で制御されることを特徴とする上
記９に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
記流体中に注入され、そして前記キャリヤガスの流れが
前記注入ポートの上流で制御されることを特徴とする上
記９に記載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００７３】１５． 前記サンプルが注入ポートから前
記流体中に注入され、そして前記流体の流れが前記注入
ポートの下流で制御されることを特徴とする上記９に記
載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
記流体中に注入され、そして前記流体の流れが前記注入
ポートの下流で制御されることを特徴とする上記９に記
載の流体のクロマトグラフ分析方法である。
【００７４】１６． 気圧Ｐatm に暴される出口を有す
る分離カラム中で流体のクロマトグラフ分析を行うため
の装置であって、分離カラム中で流体の選択可能な流れ
を供給するための流体流れ制御装置、流体の流れが受け
る気圧Ｐatm を含む複数の実操作条件パラメータをそれ
ぞれ検出するための複数の変換器、所望の操作条件パラ
メータを示す情報を提供するための手段、（ａ）．所望
の操作条件パラメータによって流体流れの所望の平均線
速度を測定し、（ｂ）．検出された複数の実操作条件パ
ラメータによって流体流れの実平均線速度を測定し、
（ｃ）．実平均線速度に対する所望平均線速度の所定の
関係の函数として流体流れの量を測定して実平均線速度
を所望平均線速度と実質的に同等にするための、処理装
置、流体流れ制御装置に測定された流体の流量を示す制
御信号を供給するためのインターフェイス、を備えてい
ることを特徴とする流体のクロマトグラフ分析方法を適
用する流体のクロマトグラフ分析装置である。
る分離カラム中で流体のクロマトグラフ分析を行うため
の装置であって、分離カラム中で流体の選択可能な流れ
を供給するための流体流れ制御装置、流体の流れが受け
る気圧Ｐatm を含む複数の実操作条件パラメータをそれ
ぞれ検出するための複数の変換器、所望の操作条件パラ
メータを示す情報を提供するための手段、（ａ）．所望
の操作条件パラメータによって流体流れの所望の平均線
速度を測定し、（ｂ）．検出された複数の実操作条件パ
ラメータによって流体流れの実平均線速度を測定し、
（ｃ）．実平均線速度に対する所望平均線速度の所定の
関係の函数として流体流れの量を測定して実平均線速度
を所望平均線速度と実質的に同等にするための、処理装
置、流体流れ制御装置に測定された流体の流量を示す制
御信号を供給するためのインターフェイス、を備えてい
ることを特徴とする流体のクロマトグラフ分析方法を適
用する流体のクロマトグラフ分析装置である。
【００７５】１７． 情提供手段がさらに情報入力装置
を備えていることを特徴とする上記１６に記載の流体の
クロマトグラフ分析装置である。
を備えていることを特徴とする上記１６に記載の流体の
クロマトグラフ分析装置である。
【００７６】１８． さらに情報出力装置を備えている
ことを特徴とする上記１６に記載の流体のクロマトグラ
フ分析装置である。
ことを特徴とする上記１６に記載の流体のクロマトグラ
フ分析装置である。
【００７７】１９． さらに実平均線状速度に対する所
望の平均線速度の所定の関係を示すプログラムを供給す
るための記憶装置を備えていることを特徴とする上記１
６に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
望の平均線速度の所定の関係を示すプログラムを供給す
るための記憶装置を備えていることを特徴とする上記１
６に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
【００７８】２０． 流体流れ制御装置がさらに入口圧
力バルブを備え、そして測定された流体の流量がさらに
調節された入口圧力を有することを特徴とする上記１６
に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
力バルブを備え、そして測定された流体の流量がさらに
調節された入口圧力を有することを特徴とする上記１６
に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
【００７９】２１． 流体流れ制御装置がさらに体積流
れ制御装置を備え、そして測定された流体の流量がさら
に調節された体積流量を含むことを特徴とする上記１６
に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
れ制御装置を備え、そして測定された流体の流量がさら
に調節された体積流量を含むことを特徴とする上記１６
に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
【００８０】２２． 流体がキャリヤ・ガスよりなるこ
とを特徴とする上記１６に記載の流体のクロマトグラフ
分析装置である。
とを特徴とする上記１６に記載の流体のクロマトグラフ
分析装置である。
【００８１】２３． 複数の変換器が分離カラム入口圧
力Ｐi を示す第１の検出信号を供給するための圧力セン
サを有することを特徴とする上記２２に記載の流体のク
ロマトグラフ分析装置である。
力Ｐi を示す第１の検出信号を供給するための圧力セン
サを有することを特徴とする上記２２に記載の流体のク
ロマトグラフ分析装置である。
【００８２】２４． 複数の変換器が分離カラム出口圧
力Poを示す第２の検出信号を供給するための圧力センサ
を有することを特徴とする上記２２に記載の流体のクロ
マトグラフ分析装置である。
力Poを示す第２の検出信号を供給するための圧力センサ
を有することを特徴とする上記２２に記載の流体のクロ
マトグラフ分析装置である。
【００８３】２５． 所定の関係式が（８）式
【００８４】
【数１２】
【００８５】によって与えられ、この（８）式において
μref およびμactualはそれぞれ流体流れの所望の平均
線速度および実平均線速度であることを特徴とする上記
２２に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
μref およびμactualはそれぞれ流体流れの所望の平均
線速度および実平均線速度であることを特徴とする上記
２２に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
【００８６】２６． 所定の関係式がさらに（９）式
【００８７】
【数１３】
【００８８】によって与えられることを特徴とする上記
２５に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
２５に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
【００８９】２７． さらにサンプルが前記流体中に注
入され、そして流体流れ制御装置が前記注入ポートの上
流の流体流れを制御するために配置される注入ポートを
備えていることを特徴とする上記２２に記載の流体のク
ロマトグラフ分析装置である。
入され、そして流体流れ制御装置が前記注入ポートの上
流の流体流れを制御するために配置される注入ポートを
備えていることを特徴とする上記２２に記載の流体のク
ロマトグラフ分析装置である。
【００９０】２８． さらにサンプルが前記流体中に注
入され、そして流体流れ制御装置が前記注入ポートの下
流の流体流れを制御するために配置される注入ポートを
備えていることを特徴とする上記２２に記載の流体のク
ロマトグラフ分析装置である。
入され、そして流体流れ制御装置が前記注入ポートの下
流の流体流れを制御するために配置される注入ポートを
備えていることを特徴とする上記２２に記載の流体のク
ロマトグラフ分析装置である。
【００９１】２９． さらに分離カラム出口から流体流
れを受容するための検出器、検出器への流体流れに支持
ガスを混合するための手段、検出器支持ガス流の形態と
して実操作パラメータを示す第３の検出信号を供給する
ための圧力センサ、を備えていることを特徴とする上記
２２に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
れを受容するための検出器、検出器への流体流れに支持
ガスを混合するための手段、検出器支持ガス流の形態と
して実操作パラメータを示す第３の検出信号を供給する
ための圧力センサ、を備えていることを特徴とする上記
２２に記載の流体のクロマトグラフ分析装置である。
【００９２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、分離カ
ラム中の流体の流れが曝される気圧を含む複数の実操作
条件パラメータを検出し、この検出した複数の実操作条
件パラメータによって流体の流れの実平均線速度を測定
し、所望の操作条件パラメータによって流体の流れの所
望の平均線速度を測定し、実平均線速度に対する所望の
平均線速度の所定の関係の関数として流体の流れの量を
制御して実平均線速度を所望の線平均速度と同等にする
ようにしたので、通常の操作のたの絶対圧力調整器の十
分な機能や付加的な気体配管工事が不要で、クロマトグ
ラフ装置の保持時間の安定性が気圧変動による影響を受
ける場合でも改善され、また、センサの故障は気圧補償
の損害だけの結果となる。
ラム中の流体の流れが曝される気圧を含む複数の実操作
条件パラメータを検出し、この検出した複数の実操作条
件パラメータによって流体の流れの実平均線速度を測定
し、所望の操作条件パラメータによって流体の流れの所
望の平均線速度を測定し、実平均線速度に対する所望の
平均線速度の所定の関係の関数として流体の流れの量を
制御して実平均線速度を所望の線平均速度と同等にする
ようにしたので、通常の操作のたの絶対圧力調整器の十
分な機能や付加的な気体配管工事が不要で、クロマトグ
ラフ装置の保持時間の安定性が気圧変動による影響を受
ける場合でも改善され、また、センサの故障は気圧補償
の損害だけの結果となる。
【図１】本発明の教示によって構成されたガス・クロマ
トグラフ分析装置の好適な実施例を示す概略図である。
トグラフ分析装置の好適な実施例を示す概略図である。
【図２】本発明の教示によって構成されたガス・クロマ
トグラフ分析装置の他の一つの好適な実施例を示す概略
図である。
トグラフ分析装置の他の一つの好適な実施例を示す概略
図である。
【図３】図１または図２に示されたガス・クロマトグラ
フ分析装置に取り付けられた電子圧力制御装置を示す概
略図である。
フ分析装置に取り付けられた電子圧力制御装置を示す概
略図である。
【図４】本発明の教示によって気圧変動の影響が補償さ
れていないカラム流体流れの平均線速度に対する気圧変
動の影響を示すグラフである。
れていないカラム流体流れの平均線速度に対する気圧変
動の影響を示すグラフである。
【図５】代表的な分離カラム中のカラム流体流れの一定
の平均線速度を維持するために本発明によって測定され
たカラムヘッド圧力補正値を示すグラフである。
の平均線速度を維持するために本発明によって測定され
たカラムヘッド圧力補正値を示すグラフである。
【図６】１９９１年３月にウイルミントン・デラウエア
空港において１７日間にわたって国立気象サービス（Na
tional Weather Service）によって測定された気圧変動
の範囲を示すグラフである。
空港において１７日間にわたって国立気象サービス（Na
tional Weather Service）によって測定された気圧変動
の範囲を示すグラフである。
１０Ａ，１０Ｂ ガス・クロマトグラフ分析装置
１１ サンプル
１２ 注入ポート
１４ バルブ
１６ 入口圧力センサ
１８ 分離カラム
２２ 制御装置
２３ ベント
２４ オーブン
２６ 加熱ユニット
２８ 温度センサ
３０ 検出器
３１ 流れ制御装置
３２，３８ 変換器
３４，３６ バルブ
３９ 電圧圧力制御装置
４０ プロセッサ
４１ メモリ
４２ インターフェイス
４６ Ｄ／Ａ変換器
４８ 増幅器
５０ 多重アナログ−デジタル変換器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 エドウィン・ウィクフォース
アメリカ合衆国ペンシルヴェニア州ラン
デンベーグ ヒル・クレスト・ドライヴ
13
(56)参考文献 特開 平８−271391（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−288737（ＪＰ，Ａ)
Claims (29)
- 【請求項１】 気圧Ｐatmに曝される出口を有する分離カ
ラム中で流体のクロマトグラフ分析を行うための方法で
あって、 前記分離カラム中の前記流体の流体流れを供給する工程
と、 流体の流れが曝される気圧Ｐatmを含む複数の実操作条
件パラメータを検出する工程と、 所望の操作条件パラメータを示す情報を提供する工程
と、 所望の操作条件パラメータによって前記流体の流れの所
望の平均線速度を測定する工程と、 前記検出された複数の実操作条件パラメータによって前
記流体の流れの実平均線速度を測定する工程と、 前記実平均線速度に対する前記所望の平均線速度の所定
の関係の函数として前記流体の流れの量を制御して前記
実平均線速度を前記所望の平均線速度と実質的に同等に
する工程と、 を含むことを特徴とする流体のクロマトグラフ分析方
法。 - 【請求項２】 前記所望の操作条件パラメータを示す情
報が、所望の入口圧力Ｐiを示すデータを含むことを特
徴とする請求項１に記載の流体のクロマトグラフ分析方
法。 - 【請求項３】 前記所望の操作条件パラメータを示す情
報が、流体の流量を示すデータを含むことを特徴とする
請求項１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項４】 前記所望の操作条件パラメータを示す情
報が、前記分離カラム出口における前記流体の所望の平
均線速度μOを示すデータを含むことを特徴とする請求
項１に記載の流体のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項５】 前記流体流れの制御は、信号制御された
入口圧力バルブによって提供され、 前記流体流れを制御する工程が、さらに前記実平均線速
度を前記所望の平均線速度に調節する調節入口圧力を計
算することを含み、さらに前記調節入口圧力を示す制御
信号を前記入口圧力バルブに供給する工程を含むことを
特徴とする請求項１に記載の流体のクロマトグラフ分析
方法。 - 【請求項６】 前記流体流れ制御が、信号制御された体
積流れ制御装置によって提供され、 前記流体流れに対する調節を測定する工程が、さらに前
記実平均線速度を前記所望の平均線速度に調節する調節
体積流量を計算することを含み、さらに前記調節された
体積流量を示す制御信号を前記流れ制御装置に供給する
工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体のク
ロマトグラフ分析方法。 - 【請求項７】 前記実平均線速度を測定する工程が、下
記の群から選ばれた実操作条件パラメータによって行わ
れることを特徴とする請求項１に記載の流体のクロマト
グラフ分析方法。 ＴC ：カラム温度（絶対温度） ＴS ：標準周囲温度（絶対温度） ＰS ：標準周囲圧力（１ａｔｍ＝７６０トルを基準とす
る） ｄ ：カラム直径 Ｌ ：カラム長さ Ｐi ：入口圧力 ＰO：出口圧力 μO：カラム出口の流体の線速度 μ ：流体の平均線速度 ＦCO：カラム体積流れ η ：流体粘度 - 【請求項８】 所定の関係式がさらに（８）式 【数１４】 によって与えられ、この（８）式において、μrefおよ
びμactualは、それぞれ流体流れの所望の平均線速度お
よび実平均線速度であることを特徴とする請求項１に記
載の流体のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項９】 前記流体がキャリヤ・ガスよりなること
を特徴とする請求項８に記載の流体のクロマトグラフ分
析方法。 - 【請求項１０】 前記複数の操作条件パラメータを検出
する工程が、前記分離カラム入口圧力Ｐiを示す第１の
検出信号および分離カラム出口圧力Ｐiを示す第２の検
出信号の受信を含むことを特徴とする請求項９に記載の
流体のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項１１】 前記複数の操作条件パラメータを検出
する工程が、前記第１の検出信号を前記第２の検出信号
と対照することを含むことを特徴とする請求項９に記載
の流体のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項１２】 所定の関係式が（９）式 【数１５】 によって与えられることを特徴とする請求項９に記載の
流体のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項１３】 さらに、前記分離カラム出口からの前
記流体流れを検出器に供給する工程と、 前記検出器への前記流体流れに支持ガスを混合する工程
と、を含み、 前記複数の操作条件パラメータを検出する工程が、検出
器支持ガス圧力を示す第３の検出信号の受信を含むこと
を特徴とする請求項９に記載の流体のクロマトグラフ分
析方法。 - 【請求項１４】 サンプルが注入ポートを通して前記流
体中に注入され、前記キャリヤガスの流れが前記注入ポ
ートの上流で制御されることを特徴とする請求項９に記
載の流体のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項１５】 前記サンプルが注入ポートから前記流
体中に注入され、前記流体の流れが前記注入ポートの下
流で制御されることを特徴とする請求項９に記載の流体
のクロマトグラフ分析方法。 - 【請求項１６】 気圧Ｐatmに暴される出口を有する分離
カラム中で流体のクロマトグラフ分析を行うための装置
であって、 前記分離カラム中で前記流体の選択可能な流れを供給す
るための流体流れ制御装置と、 流体の流れが受ける気圧Ｐatmを含む複数の実操作条件
パラメータをそれぞれ検出するための複数の変換器と、 所望の操作条件パラメータを示す情報を提供するための
情報提供手段と、 （ａ）．所望の操作条件パラメータによって前記流体流
れの所望の平均線速度を測定し、 （ｂ）．前記検出された複数の実操作条件パラメータに
よって前記流体流れの実平均線速度を測定し、 （ｃ）．前記実平均線速度に対する前記所望の平均線速
度の所定の関係の函数として、前記流体流れの量を測定
して前記実平均線速度を前記所望の平均線速度と実質的
に同等にするための、処理装置と、 前記測定された流体の流量を示す制御信号を流体流れ制
御装置に供給するためのインターフェイスと、を備えて
いることを特徴とする流体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項１７】 前記情報提供手段がさらに情報入力装
置を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の流
体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項１８】 さらに情報出力装置を備えていること
を特徴とする請求項１６に記載の流体のクロマトグラフ
分析装置。 - 【請求項１９】 さらに前記実平均線速度に対する前記
所望の平均線速度の所定の関係を示すプログラムを供給
するための記憶装置を備えていることを特徴とする請求
項１６に記載の流体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項２０】 前記流体流れ制御装置がさらに入口圧
力バルブを備え、前記測定された流体の流量がさらに調
節された入口圧力を有することを特徴とする請求項１６
に記載の流体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項２１】 前記流体流れ制御装置がさらに体積流
れ制御装置を備え、前記測定された流体の流量がさらに
調節された体積流量を含むことを特徴とする請求項１６
に記載の流体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項２２】 流体がキャリヤ・ガスよりなることを
特徴とする請求項１６に記載の流体のクロマトグラフ分
析装置。 - 【請求項２３】 前記複数の変換器は、分離カラム入口
圧力Ｐiを示す第１の検出信号を供給するための圧力セ
ンサを有することを特徴とする請求項２２に記載の流体
のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項２４】 前記複数の変換器は、前記分離カラム
出口圧力ＰOを示す第２の検出信号を供給するための圧
力センサを有することを特徴とする請求項２２に記載の
流体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項２５】 所定の関係式が（８）式 【数１６】 によって与えられ、この（８）式において、μrefおよ
びμactualは、それぞれ流体流れの所望の平均線速度お
よび実平均線速度であることを特徴とする請求項２２に
記載の流体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項２６】 所定の関係式がさらに（９）式，（１
０）式 【数１７】 【数１８】 によって与えられることを特徴とする請求項２５に記載
の流体のクロマトグラフ分析装置。 - 【請求項２７】 さらにサンプルが前記流体中に注入さ
れ、前記流体流れ制御装置が前記注入ポートの上流の流
体流れを制御するために配置される注入ポートを備えて
いることを特徴とする請求項２２に記載の流体のクロマ
トグラフ分析装置。 - 【請求項２８】 さらにサンプルが前記流体中に注入さ
れ、前記流体流れ制御装置が前記注入ポートの下流の流
体流れを制御するために配置される注入ポートを備えて
いることを特徴とする請求項２２に記載の流体のクロマ
トグラフ分析装置。 - 【請求項２９】 さらに前記分離カラム出口から前記流
体流れを受容するための検出器と、 前記検出器への前記流体流れに支持ガスを混合するため
の手段と、 前記検出器支持ガス流の形態として実操作パラメータを
示す第３の検出信号を供給するための圧力センサと、を
備えていることを特徴とする請求項２２に記載の流体の
クロマトグラフ分析装置。
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