JP4247985B2

JP4247985B2 - 流路切換式分析計およびこれを用いた測定装置

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Publication number: JP4247985B2
Application number: JP2003394063A
Authority: JP
Inventors: 重之秋山; 富士夫古賀; 卓司生田; 憲和岩田; 正彦遠藤
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: JP2005156306A

Description

本発明は、各種流体中の特定成分の濃度を測定する流路切換式分析計に関するもので、特に大気中の特定物質測定装置など長期間自動運転が要求される測定装置に用いられる流路切換式分析計に適用することが有用である。

近年、環境大気用分析装置あるいは自動車排気ガス分析装置などの大気汚染分析装置においては、長期間の自動運転に対応できる安定性の高い精度の良い測定器が求められ、従来から、それに加えて汎用性が高く保守の容易な非分散赤外線分析計（以下、「ＮＤＩＲ」という。）や非分散紫外線分析計（以下「ＮＤＵＶ」という。）、マイクロ波吸光度計などの吸光式分析計が多く用いられている。また、吸光式分析計は、基本的に試料に非接触であることから各種のプロセスのインラインモニターとしても有用である。こうした吸光式分析計については、各種の方式が提案され実用化されたが、現在、試料切換式や流体変調式（本願ではこれらを総称して「流路切換式分析計」という。）の測定器が多用されており、光学系の構成が簡単で、安定性の高い、応答速度のよい測定器として知られている（例えば非特許文献１参照）。

特に、流体変調式吸光式分析計は、試料切換式のように切換後の指示の安定性を待つ必要がなく（バッチ的な処理が必要となる）、連続した信号を取り出すことができることから優れた応答性を得ることができる点優位性が高い。具体的には、図８に示すような流体変調式吸光式分析計において、光源用電源（図示せず）からの電力を注入すると光源部１０１からの赤外線が試料セル部１０２を介して検出器１０３に投入され、試料セル部１０２に導入された試料流体中の測定成分による赤外線吸収の変化のみを検出している。ここで、流体切換機構１０４を用いて試料流体Ｓと基準（比較）流体Ｒを一定周期で切換えて変調させ、試料セル部１０２内での赤外線の吸収量の変化分のみを交流信号として取り出した検出器出力は前置増幅器等（図示せず）で増幅された後、信号処理部（図示せず）に入力され整流等の信号処理の後、濃度演算されて表示部（図示せず）に濃度表示される。

また、こうした流体変調式吸光式分析計を用いた測定装置を、図９に例示する（例えば特許文献１参照）。流体変調式ガス分析計２１に測定ガス（例えば大気）の供給路２２と比較ガスの供給路２３とが接続され、前記比較ガスと測定ガスが分析計２１に一定の周期で交互に供給されて、前記測定ガス中の被測定対象ガス（例えば一酸化炭素（ＣＯ）ガス）の濃度を分析するように構成されている。供給路２２には、測定ガスの取入口２４と、フィルタ２５と、電磁式の三方弁２６と、加湿手段２７と、圧送ポンプ２８と、調圧器２９と、キャピラリ３０とが、その順に介装されている。他方の比較ガスの供給路２３には、ゼロガス供給手段３１、加湿手段２７’と、調圧器２９’と、キャピラリ３０’とが、その順に介装され、かつ、この比較ガスの供給路２３と前記測定ガスの供給路２２は、それぞれ除湿手段３２に接続されていて、除湿直後のガスが分析計２１に導入されるようになっている。

さらに、こうした構成を有する測定方法は、上記のＮＤＩＲだけでなく、ＮＤＵＶについても、同様に提案・実用化されている（例えば特許文献２参照）。
ＪＩＳＢ７９５１−１９９８特開平５−２５６７７７号公報特開平８−４３３０２号公報

しかしながら、従来技術で述べた流路切換式分析計では、以下のような課題が生じることがある。

上記のような構成例においては、試料流体Ｓおよび基準流体Ｒを定流量化して交互に単一の試料セル部２に導入するが、各々の流体は、試料セル部２の置換に必要な所定量以上の流量を必要とし、かつ、各流量も高い安定性を維持する制御精度が必要とされる。

このとき、試料セル部２に導入されない流体は使用されずに排出されることとなり、試料流量の軽減が困難となる。特に、吸光度分析計などにおいては、検出感度の向上を図るために試料セル部２の容積を大きくすることが必要となり、その分試料流量の増大を招来することとなる。また、こうした試料流量の増大は、試料採取部（図示せず）の除塵用フィルタや輸送用ポンプあるいは冷却器などの負荷を大きくし、流量の安定性を確保するために別途安定化手段を設ける等々を必要とし、装置の大型化、複雑化を招くこととなる。

そこで、本発明の目的は、上記のような課題を解決し、最小限の試料流量条件においても、流量変動に強く、安定性および測定精度の高い流路切換式分析計およびそれを用いた測定装置を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す流路切換式分析計およびこれを用いた測定装置により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。

本発明は、切換弁によって一定周期で試料流路および基準流路の切換を行い、試料中の特定成分の濃度を測定する単一の試料セル部を有する流路切換式分析計であって、前記切換弁より下流の前記試料セル部に連結する流路に、該試料セル部に一定の流量を吸引することができる吸引手段を有し、前記切換弁より上流側の前記試料流路または試料流路および基準流路にオーバーフローラインを設け、該オーバーフローラインまでの流路において試料または試料と基準流体が圧送されるＰＵＳＨラインを形成し、前記切換弁より下流の流路において試料または試料と基準流体が吸引されるＰＵＬＬラインを形成するとともに、該オーバーフローラインに所定の容量を有する部材を設け、前記試料セル部に導入されないときに、圧送された前記試料または試料と基準流体を、該部材を介して系外に排出しながら該部材に貯留するとともに、前記部材の所定の容量が、試料流路または試料流路および基準流路の数量、流路の切換周期、および試料セルに導入される流量に基づいて設定され、前記試料流路あるいは前記基準流路への流路の切換時に、圧送された試料あるいは基準流体がＰＵＳＨラインから前記切換弁を経由して導入されると同時に、前記部材に貯留された試料あるいは基準流体の一部が吸引されて、前記試料セル部に導入されるように吸引流量を設定することを特徴とする。本発明者は、単一の試料セル部を有する流路切換式分析計において、試料セル部に導入されない試料や基準流体あるいは両者の混合流体を、所定の容量を有する部材（以下「Ｂスペース」という。）を介して貯留・排出することで、最小限の流量によって試料流体と基準流体との円滑な切換を行うことができることを見出したもので、流量変動に強く、安定性および測定精度の高い流路切換式分析計を提供することができる。特に、試料流路または基準流路の少なくともいずれか一方にオーバーフローラインを設け、そのオーバーフローラインにＢスペースを設けることで、両流路相互の影響を受けずに両流体の円滑な切換を行うことができる。また、いわゆる「ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ」型の分析計を構成することによって、ＰＵＳＨラインでの流量変動の影響を受けない分析計を構成することができることを案出したもので、さらに流量変動に強く、安定性および測定精度の高い流路切換式分析計を提供することができる。

また、本発明は、一定周期で試料流路および基準流路の切換を行い、試料中の特定成分の濃度を測定する単一の試料セル部を有する流路切換式分析計であって、前記流路の切換弁より下流の前記試料セル部に連結する流路に、該試料セル部に一定の流量を吸引することができる吸引手段を有し、少なくとも前記いずれかの流路に所定の容量を有する部材を設け、前記試料あるいは前記基準流路を流れる基準流体を、該部材を介して系外に排出しながら該部材に貯留するとともに、前記試料流路あるいは基準流路への流路の切換時に、前記部材に貯留された試料あるいは基準流体の一部が吸引されて、前記試料セル部に導入されるように吸引流量を設定することを特徴とする。上記Ｂスペースは、必ずしもオーバーフローラインに設ける必要はなく、少なくともいずれかの流路に設けることで、上記同様、最小限の流量によって試料流体と基準流体との円滑な切換を行うことができ、流量変動に強く、安定性および測定精度の高い流路切換式分析計を提供することができる。

ここで、本発明は、上記の流路切換方式分析計において、前記所定の容量を有する部材に必要な最小容量Ｖが、下式によって表わされることを特徴とする。
Ｖ＝ｑ／（ｎ×ｆ）
ここで、ｎ：試料流路および基準流路の数量
ｆ：流路の切換周期
ｑ：試料セルに導入される流量、を示す。
上記のような容量を有するＢスペースを構成要素とする流路切換方式分析計を用いることによって、理論的に設定流量以上の領域で安定な出力を得ることを確証することができ、実機においても、こうした安定領域を用いつつ、所定の安全率をみた最小流量で設定されることによって、試料採取条件に合致した流量に制御することも可能となる。

また、本発明は、上記いずれかに記載の流路切換式分析計を用いた試料流体測定装置であって、前記基準流体が、前記分析計から排出された試料流体、基準流体、試料流体と基準流体との混合流体を精製した流体であることを特徴とする。上記の流路切換式分析計においては、最小限度の試料および基準流体の流量によって精度の高い測定が可能となるとともに、試料セル部から排出された流体を精製し基準流体として用いることで、さらに分析計が必要とする流量を軽減し、流体供給の負荷を大きく軽減することができる。特に「ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ」型の分析計においては、基準流体供給用の圧送手段を省略することが可能となり、一層流体供給の負荷を大きく軽減し、流量変動に強く、安定性および測定精度の高い測定装置を提供することができる。

以上のように、試料セル部に導入されない試料や基準流体あるいは両者の混合流体を、Ｂスペースを介して貯留・排出することで、最小限の流量によって試料流体と基準流体との円滑な切換を行うことができ、流量変動に強く、安定性および測定精度の高い流路切換式分析計およびこれを用いた測定装置を提供することができる。

特に、試料セル部に連結する流路に吸引手段を設けることによって、試料および基準流体を供給する流路での流量変動の影響を受けずに、非常に安定性および測定精度の高い流路切換式分析計およびこれを用いた測定装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明にかかる流路切換方式分析計の基本的な構成例（第１構成例）を図１に示す（なお、本文における図の説明においては、図中の記号、例えば入口１については、試料ラインに設けた場合は「１ｓ」、基準ラインに設けた場合は「１ｒ」とし、以下同様とする。）。試料Ｓおよび基準流体Ｒを各々の入口１ｓおよび１ｒから導入し、フィルタ２ｓおよび２ｒ、ポンプ３ｓおよび３ｒ、調整弁４ｓおよび４ｒ、流量計５ｓおよび５ｒを経由して流路切換弁６によっていずれかの流体を一定周期で切換えて、単一の試料セル部（図示せず）を有する分析部８に導入する。このとき、流量計５ｓおよび５ｒと流路切換弁６の間に各流路にオーバーフローラインを設けておき、分析部８に導入しない流体を、Ｂスペース７ｓおよび７ｒを介して排出する。分析部８の後段には絞り弁９および吸引ポンプ１０を設け、両者の間の分枝に設けられた圧力調整器１１を介して大気を吸引しながら所定の圧力に制御することによって、分析部８に一定の流量を吸引することができる構成を採用している。

具体的には、例えば、試料Ｓおよび基準流体Ｒを各々約０．２５Ｌ／ｍｉｎを超える流量で導入し、１Ｈｚ周期で流路切換弁６を作動させ、分析部８に流量約０．５Ｌ／ｍｉｎを導入した場合が挙げられる。

流路切換弁６がＯＦＦ状態の時、ポンプ３ｓから圧送された試料約０．２５Ｌ／ｍｉｎは全て流路切換弁６を経由して分析部８に導入されると同時に、Ｂスペース７ｓに貯留されていた試料の一部が吸引され、分析部８には約０．５Ｌ／ｍｉｎの試料が導入される。このとき、Ｂスペース７ｓから吸引される試料は、流路切換弁６がＯＦＦ状態になる直前にＢスペース７ｓに貯留された試料であり、測定時の応答遅れは殆ど生じることがない。一方、ポンプ３ｒから圧送された基準流体約０．２５Ｌ／ｍｉｎは全てＢスペース７ｒに導入され、ＯＦＦ状態直前のＢスペース７ｓに存在した基準流体の一部を系外に排出しながらＢスペース７ｓに貯留される。

また、流路切換弁６がＯＮ状態の時、ポンプ３ｓから圧送された試料約０．２５Ｌ／ｍｉｎは全てＢスペース７ｓに導入され、ＯＮ状態直前のＢスペース７ｓに存在した試料の一部を系外に排出しながらＢスペース７ｓに貯留される。このとき、ポンプ３ｒから圧送された基準流体約０．２５Ｌ／ｍｉｎは全て流路切換弁６を経由して分析部８に導入されると同時に、Ｂスペース７ｒに貯留された基準流体の一部が吸引され分析部８に導入される。Ｂスペース７ｒから吸引される基準流体は、流路切換弁６がＯＮ状態になる直前にＢスペース７ｒに貯留された基準流体であり、未精製の大気などの混同は生じることがない。

以上、流路切換弁６のＯＮ−ＯＦＦ動作を一定周期で繰り返すことによって、分析部８には従来と同様、試料と基準流体が一定周期で交互に導入されることとなり、流路切換方式分析計としての特性は、従来と全く変わることがない。従って、試料流量および基準流体流量の低減よる影響は全くなく、試料採取部の負荷を軽減し、装置の小型化、簡素化を図ることが可能となる。

ここで、Ｂスペース７に必要な最小容量Ｖは、流路の切換周期（ｆＨｚ）と分析部８の流量（ｑＬ／ｍｉｎ）によって定まり、具体的には下式（１）によって表すことができる。
Ｖ＝ｑ／（２×ｆ）式（１）

例えば、ｆ＝１（Ｈｚ）、ｑ＝５００（ｍＬ／ｍｉｎ）の場合、下式（２）のような結果となる。
Ｖ＝５００／（２×６０）＝４．２（ｍＬ）式（２）

試料流量もしくは基準流量のいずれか一方を変化させた場合の分析計の出力特性を、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す。また、本発明のフローを用いた場合を、従来のフローを用いた場合と比較し、試料流量を変化させた場合の分析計の出力特性を、図２（Ｃ）に示す（基準流量を約０．５Ｌ／ｍｉｎで一定とする）。本発明の場合は、いずれも理論値約０．２５Ｌ／ｍｉｎに近い流量以上の領域でほぼ安定な出力となることを示している。実機においては、こうした安定領域を用いつつ、所定の安全率をみた最小流量で設定されることとなるが、上記圧力調整器１１を調整することによって、試料採取条件に合致した流量に制御することも可能となる。

つまり、本発明は、単一の試料セル部を有する流路切換式分析計において、試料セル部に導入されない試料や基準流体あるいは両者の混合流体を、所定の容量を有するＢスペースに一旦貯留すると同時に、排出することで、最小限の流量によって試料流体と基準流体との円滑な切換を行うことができ、流量変動に強く、安定性および測定精度の高い流路切換式分析計を提供することができる。

図１においては、試料セル部に連結する流路に吸引手段を設ける構成を例示した。いわゆる「ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ」型の分析計を構成することによって、ＰＵＳＨラインにおいて試料あるいは基準流体の流量変動が生じても、ＰＵＬＬラインに設けられた分析部８に対してはその影響を受けない構成を形成することができる。

ここでいう「ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ」型の分析計とは、例えば試料採取部から吸引あるいは圧送された試料の一部を、別途の吸引手段によって吸引し分析部に試料を供給するタイプの分析計をいう。なお、「ＰＵＳＨ」ラインでの圧力絶対値は問われず、本件のような大気圧以上の場合のみならず、大気圧以下の場合もある。また、「ＰＵＬＬ」ラインにおける吸引手段の配置についても、分析部後段からの吸引だけではなく、分析部前段で吸引し分析部に圧送する場合もある。

ＰＵＳＨライン、つまり試料あるいは基準流体入口からオーバーフローラインまでにおいて、試料自体の圧力変動や組成変動、フィルタ２ｓおよび２ｒの圧力損失の変化、ポンプ３ｓおよび３ｒの負荷変動、調整弁４ｓおよび４ｒの微小ズレ、など種々の条件変化の可能性があり、分析部８における流量に影響がなければ、こうした変化に対しても比較的簡易な保守・管理によって対応することが可能となる。

流路切換弁６以降のＰＵＬＬラインにおいては、圧力調整器１１によって所定の圧力に制御し、絞り弁９によって約０．５Ｌ／ｍｉｎに制御される。このとき圧力調整器１１は、分析部８と吸引ポンプ１０の間の分枝に設けて大気を吸引することで、変動する要因が殆どない条件で作動することから、非常に安定な圧力制御が可能となる。つまり、分析部８に導入される流量を非常に高い安定性を維持することが可能となり、測定精度の高い分析計を確保することができる。特に、流体変調式分析計にあっては、両流体の流量は検出感度および測定精度に大きな影響を与えることから、従来非常に厳格な制御を行う必要があったが、本発明の適用によってこうした負荷を軽減し、装置の小型化、簡素化を図ることが可能となった。

なお、図１では、試料流路を１系統とした場合を例示したが、むろん２以上の系列を順次切換、試料セル部に導入することも可能であり、また、ポンプ３などの各構成要素の配列についても任意に設定可能である。さらに、試料あるいは基準流体が常圧よりも高い場合には、ポンプ３は不要であり、上記構成要素以外に、例えば電子冷却器や加湿器などを各流路のいずれかあるいは両流路に設けることも可能である。

図３に、本発明の第２の構成例を示す。試料流路のオーバーフローラインのみにＢスペース７ｓを設けたもので、基準流体Ｒが十分に安定で、かつ流量を制限する必要がない場合に適用可能であり、従来と同様、常時分析部８に導入する流量以上の流量を入口１ｒから導入しオーバーフローラインから排出することが可能である。逆に基準流体Ｒの流量に制限があり（貴重な流体や精製が困難な場合など）、試料Ｓの流量に制限のない場合には、基準流体の流路のオーバーフローラインのみにＢスペース７ｒを設けことも可能である。このように、試料流路または基準流体流路の少なくともいずれか一方にオーバーフローラインを設け、そのオーバーフローラインにＢスペースを設けることで、両流路相互の影響を受けずに両流体の円滑な切換を行うことができる。

本発明の第３の構成例を図４に示す。Ｂスペース７ｓおよび（または）７ｒをオーバーフローラインでなく、図４（Ａ）のように、試料流路または基準流体流路の少なくともいずれか一方に設けたものが挙げられる。各流路およびオーバーフローラインの接続を容易にし、装置の小型化、簡素化を図ることができる。また、上述のように、切換周期ｆと流量ｑとの関係で、Ｂスペース７の容量Ｖが小さい場合には、例えば図４（Ｂ）に示すように、流量計５と流路切換弁６との接続管を２重管にした構造などを適用することが可能である。本発明の効果に加え、さらに装置の小型化、簡素化を図ることができる。

図５に、本発明の第４の構成例を示す。第１構成例のような「ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ」型の構成ではなく、試料流路または基準流体流路の少なくともいずれか一方のオーバーフローラインにＢスペース７ｓおよび（または）７ｒを設けるとともに、流路開閉弁６と分析部８との間に絞り弁９および圧力調整器１１を設けたもので、各流路における圧送のための加圧条件を利用しつつ、本発明の特徴を活かすことを図ることができる。つまり、両流体の流れは上記構成例と同様であるが、ポンプ３ｓによって圧送された試料Ｓが常時オーバーフローラインに設けられた絞り弁９ｓを介して微量排出しつつＢスペース７ｓに加圧状態で貯留され、流路切換弁６の作動に伴い、新たに吸引された試料Ｓとともに一定流量の試料Ｓが分析部８に導入される。基準流体Ｒについても同様である。こうした構成によっても本発明の技術効果である、試料および基準流体を供給する流路での流量変動の影響を受けずに、非常に安定性および測定精度の高い流路切換式分析計を得ることができる。むろん、この場合でも上記第２および第３構成例における構成を加えることができることはいうまでもない。

本発明の第５の構成例を、図６に示す。本図は、第２の構成例を基にし、吸引ポンプ１０から圧送される排出流体を、再度精製器１２を介して基準流体として使用する構成によって、基準流体を別途準備する必要のない、非常に小流量の流体処理によって安定性および測定精度の高い流路切換式分析計を得ることを図っている。こうした構成によって、分析計が必要とする流量を軽減し、流体供給の負荷を大きく軽減することができる。また、本構成は「ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ」型の分析計に限定されることがないことはいうまでもないが、特に「ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ」型の分析計においては、基準流体供給用の圧送手段を省略することが可能となり、一層流体供給の負荷を大きく軽減することができる。
例えば、大気中のＣＯ測定装置のように、試料（大気）を精製し基準流体（大気中のＣＯを除去したガス）に処理することが容易な場合に非常に有効である。なお、大気中のＣＯの除去は、通常ホプカライト触媒などの酸化剤によって簡便に処理可能であり、本発明の構成上における負担も少ない。

図７に、本発明の第６の構成例を示す。上記構成例のような１つの試料流路を有する構成ではなく、複数の試料流路を設けたもので、順次流路の切換を行うことによって、基準流体に対する各試料中の成分測定を行うに際し、本発明の特徴を活かすことができる。つまり、ポンプ３によって圧送された基準流体Ｒ、試料Ｓ₁およびＳ₂を流路切換弁６によって一定周期で切換えて分析部８に導入する。このとき、各流路の流量計５と流路切換弁６の間にオーバーフローラインを設けておき、分析部８に導入しない流体を、Ｂスペース７を介して排出することによって、最小限の流量によって試料流体と基準流体との円滑な切換を行うことができ、流量変動に強く、安定性および測定精度の高い流路切換式分析計を提供することができる。

ここで、Ｂスペース７に必要な最小容量Ｖは、上記同様、ｎ個の流路の切換周期（ｆＨｚ）と分析部８の流量（ｑＬ／ｍｉｎ）によって定まり、具体的には下式（３）によって表すことができる。
Ｖ＝ｑ／（ｎ×ｆ）式（３）

例えば、上記構成例のような場合には、ｎ＝３、ｆ＝１（Ｈｚ）、ｑ＝５００（ｍＬ／ｍｉｎ）となり、下式（４）のような結果となる。
Ｖ＝５００／（３×６０）＝２．８（ｍＬ）式（４）

つまり、試料Ｓおよび基準流体Ｒを各々約０．１７Ｌ／ｍｉｎを超える流量で導入し、１Ｈｚ周期で流路切換弁６を作動させ、分析部８に流量約０．５Ｌ／ｍｉｎを導入した場合が挙げられる。

具体的には、固定排出源からの排気ガスを２分し、コンバータによってガス中のＮＯ₂をＮＯに変換した試料Ｓ₁、およびそのままの試料Ｓ₂をデュアル流体変調式ＮＯ分析計によって測定しＮＯｘ／ＮＯ／ＮＯ₂濃度を検出する場合や、コンバータによってガス中のＮＨ₃をＮＯ₂に変換した後にＮＯに変換した試料Ｓ₁、およびガス中のＮＯ₂をＮＯに変換した試料Ｓ₂を測定しＮＨ₃／ＮＯｘ濃度を検出する場合などが挙げられる。

以上のように、本発明は、試料セル部に導入されない試料や基準流体あるいは両者の混合流体を、Ｂスペースを介して貯留・排出するという基本構成を特徴とし、これを実現するいくつかの構成例を示した。しかし、こうした基本構成の具体的な実現には、これらに加え、多種多様な構成要素の組合せが可能であり、上記構成例に限定されるものでないことはいうまでもない。

以上、本発明の実施態様を、吸光式分析計を例に挙げて説明したが、単一の試料セル部を有し流路切換を利用するものであれば、本発明を適用することが可能な分析計は、これに限定されるものではなく、例えば、化学発光式分析計や水素炎イオン化検出式分析計などであってもよい。

本発明に係る流路切換式分析計の構成例（第１構成例）を示す説明図本発明に係る分析計の流量特性の１例を示す説明図本発明に係る流路切換式分析計の第２の構成例を示す説明図本発明に係る流路切換式分析計の第３の構成例を示す説明図本発明に係る流路切換式分析計の第４の構成例を示す説明図本発明に係る流路切換式分析計の第５の構成例を示す説明図本発明に係る流路切換式分析計の第６の構成例を示す説明図従来技術に係る流路切換式分析計の構成例を示す説明図従来技術に係る流路切換式分析計を用いた測定装置を例示する説明図

符号の説明

１流路入口
２フィルタ
３ポンプ
４調整弁
５流量計
６流路切換弁
７Ｂスペース
８分析部
９絞り弁
１０吸引ポンプ
１１圧力調整器
１２精製器

Claims

切換弁によって一定周期で試料流路および基準流路の切換を行い、試料中の特定成分の濃度を測定する単一の試料セル部を有する流路切換式分析計であって、
前記切換弁より下流の前記試料セル部に連結する流路に、該試料セル部に一定の流量を吸引することができる吸引手段を有し、前記切換弁より上流側の前記試料流路または試料流路および基準流路にオーバーフローラインを設け、該オーバーフローラインまでの流路において試料または試料と基準流体が圧送されるＰＵＳＨラインを形成し、前記切換弁より下流の流路において試料または試料と基準流体が吸引されるＰＵＬＬラインを形成するとともに、
該オーバーフローラインに所定の容量を有する部材を設け、前記試料セル部に導入されないときに、圧送された前記試料または試料と基準流体を、該部材を介して系外に排出しながら該部材に貯留するとともに、前記部材の所定の容量が、試料流路または試料流路および基準流路の数量、流路の切換周期、および試料セルに導入される流量に基づいて設定され、
前記試料流路あるいは前記基準流路への流路の切換時に、圧送された試料あるいは基準流体がＰＵＳＨラインから前記切換弁を経由して導入されると同時に、前記部材に貯留された試料あるいは基準流体の一部が吸引されて、前記試料セル部に導入されるように吸引流量を設定することを特徴とする流路切換式分析計。
前記所定の容量を有する部材に必要な最小容量Ｖが、下式によって表わされることを特徴とする請求項１記載の流路切換式分析計。
Ｖ＝ｑ／（ｎ×ｆ）
ここで、ｎ：試料流路および基準流路の数量
ｆ：流路の切換周期
ｑ：試料セルに導入される流量、を示す。
請求項１または２に記載の流路切換式分析計を用いた測定装置であって、前記基準流体が、前記分析計から排出された試料流体、基準流体、試料流体と基準流体との混合流体を精製した流体であることを特徴とする試料流体測定装置。