JP6281450B2 - Gas chromatograph and flow control device used therefor - Google Patents

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本発明は、試料導入部からカラム内にキャリアガス及び試料ガスを供給することにより分析を行うガスクロマトグラフ及びこれに用いられる流量制御装置に関するものである。   The present invention relates to a gas chromatograph that performs analysis by supplying a carrier gas and a sample gas into a column from a sample introduction section, and a flow rate control device used therefor.

ガスクロマトグラフにおいては、試料導入部からカラム内にキャリアガス及び試料ガスが供給され、当該カラム内をキャリアガスが通過する過程で、試料成分が分離されるようになっている。キャリアガスは、流量制御装置によりガス供給流路から試料導入部に供給され、当該試料導入部内で試料ガスと混合された後、カラム入口からカラム内に導入される。   In a gas chromatograph, a carrier gas and a sample gas are supplied into a column from a sample introduction part, and sample components are separated in the process of passing the carrier gas through the column. The carrier gas is supplied from the gas supply channel to the sample introduction unit by the flow rate control device, mixed with the sample gas in the sample introduction unit, and then introduced into the column from the column inlet.

カラム入口からカラム内にキャリアガスを導入する方法の一例として、スプリット導入法が知られている。スプリット導入法を用いてカラム入口からカラム内にキャリアガスを導入する場合には、試料導入部内に連通するスプリット流路を介して、試料ガスの一部がキャリアガスとともに外部に排出される。スプリット流路にはスプリットバルブが設けられており、当該スプリットバルブを用いてスプリット流路から排出されるガスの流量を調整することにより、カラム入口におけるガスの圧力(入口圧)を制御することができる。   As an example of a method for introducing a carrier gas into a column from the column inlet, a split introduction method is known. When the carrier gas is introduced into the column from the column inlet using the split introduction method, a part of the sample gas is discharged to the outside together with the carrier gas through the split flow path communicating with the sample introduction unit. The split flow path is provided with a split valve, and the gas pressure (inlet pressure) at the column inlet can be controlled by adjusting the flow rate of the gas discharged from the split flow path using the split valve. it can.

カラム入口における入口圧は、入口圧センサにより検出される。ガス供給流路から試料導入部に供給されるキャリアガスの流量は、入口圧センサで検出される入口圧に基づいて、ガス供給流路に設けられた全流量バルブによって制御される。すなわち、入口圧が所定の設定圧力となるように、全流量バルブによりキャリアガスの流量が調整される(例えば、下記特許文献1参照)。   The inlet pressure at the column inlet is detected by an inlet pressure sensor. The flow rate of the carrier gas supplied from the gas supply channel to the sample introduction unit is controlled by a full flow valve provided in the gas supply channel based on the inlet pressure detected by the inlet pressure sensor. That is, the flow rate of the carrier gas is adjusted by the full flow valve so that the inlet pressure becomes a predetermined set pressure (see, for example, Patent Document 1 below).

特許第3669402号公報Japanese Patent No. 3669402

しかしながら、上記のように入口圧を基準にキャリアガスの流量を制御するような構成では、入口圧の設定圧力が低い場合に、キャリアガスの流量の調整が難しいという問題がある。すなわち、起動時に全流量バルブを開いたときには、入口圧の上昇を抑えることが難しく、入口圧が比較的高い圧力まで上昇してしまう。そのため、入口圧の設定圧力が低い場合には、入口圧が当該設定圧力を超えて、いわゆるオーバーシュートが生じるおそれがある。また、一度に過大な流量でキャリアガスを供給すると、試料導入部内に設けられているガラスウールなどの充填物が動き、分析の再現性が悪化するおそれがある。   However, in the configuration in which the flow rate of the carrier gas is controlled based on the inlet pressure as described above, there is a problem that it is difficult to adjust the flow rate of the carrier gas when the set pressure of the inlet pressure is low. That is, when the full flow valve is opened at the time of startup, it is difficult to suppress the increase in the inlet pressure, and the inlet pressure increases to a relatively high pressure. Therefore, when the set pressure of the inlet pressure is low, the inlet pressure exceeds the set pressure, and so-called overshoot may occur. Also, if the carrier gas is supplied at an excessive flow rate at once, the filler such as glass wool provided in the sample introduction part moves, and the reproducibility of the analysis may be deteriorated.

一方で、ガスクロマトグラフの中には、キャリアガスの消費量を低減することができるキャリアガスセーブ機能を有するものがある。この種のガスクロマトグラフでは、分析終了後にスプリット流路から排出されるキャリアガスの流量を抑えることにより、キャリアガスの消費量を低減することができる。その後、ガスクロマトグラフの動作を停止させた場合には、キャリアガスが排出されることにより試料導入部内が大気圧となり、次にガスクロマトグラフを起動した場合には、大気圧状態の試料導入部内にキャリアガスが供給され、入口圧が所定の設定圧力となるように、全流量バルブによりキャリアガスの流量が調整される。   On the other hand, some gas chromatographs have a carrier gas saving function that can reduce the consumption of carrier gas. In this type of gas chromatograph, the consumption of the carrier gas can be reduced by suppressing the flow rate of the carrier gas discharged from the split flow path after the end of the analysis. After that, when the operation of the gas chromatograph is stopped, the carrier gas is discharged, so that the inside of the sample introduction section becomes atmospheric pressure. When the gas chromatograph is started next time, the carrier is placed inside the sample introduction section under atmospheric pressure. Gas is supplied, and the flow rate of the carrier gas is adjusted by the full flow valve so that the inlet pressure becomes a predetermined set pressure.

このとき、キャリアガスセーブ機能が解除されていなければ、スプリット流路から排出されるキャリアガスの流量が少ない状態のまま、キャリアガスが試料導入部内に供給されることとなる。スプリット流路から排出されるキャリアガスの流量が少ない状態のときには、試料導入部内に供給されるキャリアガスの流量も少ない。この場合、入口圧の設定圧力が高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないため、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間が長くなるという問題がある。   At this time, if the carrier gas saving function is not released, the carrier gas is supplied into the sample introduction portion while the flow rate of the carrier gas discharged from the split flow path is small. When the flow rate of the carrier gas discharged from the split flow path is small, the flow rate of the carrier gas supplied into the sample introduction unit is also small. In this case, there is a problem that the start-up time until the inlet pressure reaches the threshold value becomes long because the flow rate of the carrier gas is small even though the set pressure of the inlet pressure is high.

このように、ガスクロマトグラフの起動時間が長くなった場合には、入口圧の上昇速度が遅いことに基づいて、ガス漏れが生じていると誤判定されるおそれもある。このような問題を回避するためには、キャリアガスセーブ機能がキャリアガスの消費量を低減するための機能であるにもかかわらず、誤判定が生じない程度に大きい流量でキャリアガスを供給しなければならず、キャリアガスの消費量を十分に低減することができないという問題がある。   Thus, when the starting time of the gas chromatograph becomes long, there is a possibility that it is erroneously determined that a gas leak has occurred based on the slow increase rate of the inlet pressure. In order to avoid such a problem, the carrier gas must be supplied at a flow rate that is high enough to prevent erroneous determination, even though the carrier gas saving function is a function for reducing the consumption of carrier gas. Therefore, there is a problem that the consumption of the carrier gas cannot be reduced sufficiently.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを防止することができるガスクロマトグラフ及びこれに用いられる流量制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、起動時間を短縮することができるガスクロマトグラフ及びこれに用いられる流量制御装置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 provides a gas chromatograph capable of preventing the carrier gas from being supplied into the sample introduction section at an excessive flow rate at the time of start-up, and a flow control device used therefor The purpose is to do. Moreover, an object of this invention is to provide the gas chromatograph which can shorten starting time, and the flow control apparatus used for this.

本発明に係るガスクロマトグラフは、試料導入部と、ガス供給流路と、カラムと、スプリット流路と、全流量検出部と、入口圧検出部と、全流量制御部とを備える。前記ガス供給流路は、前記試料導入部にキャリアガスを供給する。前記カラムには、前記試料導入部からカラム入口を介してキャリアガス及び試料ガスが導入される。前記スプリット流路は、前記試料導入部内のガスの一部を排出する。前記全流量検出部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する。前記入口圧検出部は、前記カラム入口における入口圧を検出する。前記全流量制御部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する。前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御する。   The gas chromatograph according to the present invention includes a sample introduction unit, a gas supply channel, a column, a split channel, a total flow rate detection unit, an inlet pressure detection unit, and a total flow rate control unit. The gas supply channel supplies a carrier gas to the sample introduction unit. A carrier gas and a sample gas are introduced into the column from the sample introduction section through a column inlet. The split channel discharges a part of the gas in the sample introduction part. The total flow rate detection unit detects the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel. The inlet pressure detector detects an inlet pressure at the column inlet. The total flow rate control unit controls the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel. The total flow control unit controls the flow rate of the carrier gas so that the flow rate of the carrier gas detected by the total flow rate detection unit becomes a predetermined temporarily set flow rate at the time of startup, and is detected by the inlet pressure detection unit After the inlet pressure reaches the threshold value, the carrier gas is controlled to the set flow rate while maintaining the inlet pressure at the set pressure.

このような構成によれば、起動時に、入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達するまでは、全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量を基準として、キャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるように制御される。したがって、キャリアガスの仮設定流量を適切に設定すれば、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを防止することができる。   According to such a configuration, the carrier gas flow rate is determined based on the carrier gas flow rate detected by the total flow rate detection unit until the inlet pressure detected by the inlet pressure detection unit reaches a threshold value at startup. Control is performed so as to obtain a predetermined temporarily set flow rate. Therefore, if the temporarily set flow rate of the carrier gas is appropriately set, it is possible to prevent the carrier gas from being supplied into the sample introduction unit at an excessive flow rate at the time of startup.

これにより、入口圧を基準にキャリアガスの流量を制御するような構成とは異なり、入口圧の設定圧力が低い場合であっても、オーバーシュートが生じるのを防止することができる。また、一度に過大な流量でキャリアガスが供給されるのを防止することができるため、試料導入部内に設けられているガラスウールなどの充填物が動くことがなく、分析の再現性が悪化するのを防止することができる。   Thus, unlike the configuration in which the flow rate of the carrier gas is controlled based on the inlet pressure, it is possible to prevent overshoot even when the set pressure of the inlet pressure is low. In addition, since it is possible to prevent the carrier gas from being supplied at an excessive flow rate at one time, the packing material such as glass wool provided in the sample introduction portion does not move, and the reproducibility of the analysis deteriorates. Can be prevented.

さらに、キャリアガスの仮設定流量を適切に設定すれば、入口圧の設定圧力が高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないという状態が発生するのを防止することができる。これにより、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間を短縮することができる。   Furthermore, if the temporarily set flow rate of the carrier gas is appropriately set, it is possible to prevent the occurrence of a state where the flow rate of the carrier gas is low even though the set pressure of the inlet pressure is high. Thereby, the starting time until the inlet pressure reaches the threshold value can be shortened.

前記ガスクロマトグラフは、前記設定圧力に基づいて前記仮設定流量を算出する仮設定流量算出部をさらに備えていてもよい。   The gas chromatograph may further include a temporarily set flow rate calculation unit that calculates the temporarily set flow rate based on the set pressure.

このような構成によれば、入口圧の設定圧力に基づいて、キャリアガスの適切な仮設定流量を算出することができる。したがって、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを確実に防止することができるとともに、入口圧が閾値に到達するまでの時間を効果的に短縮することができる。   According to such a configuration, an appropriate temporarily set flow rate of the carrier gas can be calculated based on the set pressure of the inlet pressure. Accordingly, it is possible to reliably prevent the carrier gas from being supplied into the sample introduction portion at an excessive flow rate at the time of startup, and to effectively shorten the time until the inlet pressure reaches the threshold value.

前記仮設定流量算出部は、少なくとも前記試料導入部の内部空間を含む前記全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積、及び、前記入口圧検出部により検出される入口圧が起動から前記閾値に到達するまでの起動時間に基づいて、前記仮設定流量を算出してもよい。   The temporarily set flow rate calculation unit is configured such that at least the volume of a constant region downstream from the total flow rate valve including at least the internal space of the sample introduction unit and the inlet pressure detected by the inlet pressure detection unit from the start-up are the threshold values. The temporarily set flow rate may be calculated on the basis of the start-up time until it reaches.

このような構成によれば、入口圧の設定圧力だけでなく、容積及び起動時間も用いてキャリアガスの仮設定流量を算出することによって、より適切な仮設定流量を算出することができる。   According to such a configuration, it is possible to calculate a more appropriate temporarily set flow rate by calculating the temporarily set flow rate of the carrier gas using not only the set pressure of the inlet pressure but also the volume and the starting time.

前記ガスクロマトグラフは、前記容積の設定を受け付ける容積設定受付部をさらに備えていてもよい。この場合、前記仮設定流量算出部は、設定された前記容積に基づいて前記仮設定流量を算出してもよい。   The gas chromatograph may further include a volume setting receiving unit that receives the setting of the volume. In this case, the temporarily set flow rate calculation unit may calculate the temporarily set flow rate based on the set volume.

このような構成によれば、任意の容積を設定し、その容積において最適なキャリアガスの仮設定流量を算出することができる。したがって、使用する試料導入部の種類などに応じて、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部内に供給することができる。   According to such a configuration, it is possible to set an arbitrary volume and calculate an optimal carrier gas temporarily set flow rate in the volume. Therefore, the carrier gas can be supplied into the sample introduction unit at an optimum flow rate at the time of startup according to the type of the sample introduction unit to be used.

前記ガスクロマトグラフは、前記起動時間の設定を受け付ける起動時間設定受付部をさらに備えていてもよい。この場合、前記仮設定流量算出部は、設定された前記起動時間に基づいて前記仮設定流量を算出してもよい。   The gas chromatograph may further include an activation time setting receiving unit that receives the setting of the activation time. In this case, the temporarily set flow rate calculation unit may calculate the temporarily set flow rate based on the set activation time.

このような構成によれば、任意の起動時間を設定し、その起動時間において最適なキャリアガスの仮設定流量を算出することができる。したがって、起動時間の長さに関わらず、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部内に供給することができる。   According to such a configuration, it is possible to set an arbitrary startup time and calculate an optimal temporarily set flow rate of the carrier gas at the startup time. Therefore, the carrier gas can be supplied into the sample introduction portion at an optimum flow rate at the time of start-up regardless of the length of the start-up time.

前記ガスクロマトグラフは、前記全流量制御部によりキャリアガスの流量を制御したときの前記入口圧検出部により検出される入口圧の変化に基づいて、前記容積を算出する容積算出部をさらに備えていてもよい。   The gas chromatograph further includes a volume calculator that calculates the volume based on a change in inlet pressure detected by the inlet pressure detector when the flow rate of the carrier gas is controlled by the total flow controller. Also good.

このような構成によれば、全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積を算出し、当該容積を用いてキャリアガスの仮設定流量を算出することができる。したがって、上記容積が不明の場合であっても、当該容積を算出して、キャリアガスの適切な仮設定流量を算出することができる。   According to such a configuration, it is possible to calculate the volume of a certain region downstream of the entire flow rate valve and calculate the temporarily set flow rate of the carrier gas using the volume. Therefore, even when the volume is unknown, the volume can be calculated to calculate an appropriate temporarily set flow rate of the carrier gas.

前記ガスクロマトグラフは、大気圧を検出する大気圧センサをさらに備えていてもよい。この場合、前記仮設定流量算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記仮設定流量を算出してもよい。   The gas chromatograph may further include an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure. In this case, the temporarily set flow rate calculation unit may calculate the temporarily set flow rate based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor.

このような構成によれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサにより検出し、その大気圧を用いてキャリアガスの仮設定流量をさらに適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部内に供給することができる。   According to such a configuration, it is possible to detect a different atmospheric pressure depending on the use environment of the apparatus by the atmospheric pressure sensor, and more appropriately calculate the temporarily set flow rate of the carrier gas using the atmospheric pressure. Thereby, regardless of the usage environment of the apparatus, the carrier gas can be supplied into the sample introduction section at an optimum flow rate at the time of startup.

前記容積算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記容積を算出してもよい。   The volume calculation unit may calculate the volume based on an atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor.

このような構成によれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサにより検出し、その大気圧を用いて全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積を適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、算出された容積を用いてキャリアガスの仮設定流量を適切に算出することができる。   According to such a configuration, different atmospheric pressures are detected by the atmospheric pressure sensor depending on the use environment of the apparatus, and the volume of a certain region downstream of the entire flow rate valve is appropriately calculated using the atmospheric pressure. Can do. Thereby, the temporarily set flow rate of the carrier gas can be appropriately calculated using the calculated volume regardless of the use environment of the apparatus.

本発明に係る流量制御装置は、試料導入部からカラム入口を介してカラムに導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置であって、ガス供給流路と、スプリット流路と、全流量検出部と、入口圧検出部と、全流量制御部とを備える。前記ガス供給流路は、前記試料導入部にキャリアガスを供給する。前記スプリット流路は、前記試料導入部内のガスの一部を排出する。前記全流量検出部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する。前記入口圧検出部は、前記カラム入口における入口圧を検出する。前記全流量制御部は、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する。前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御する。   A flow rate control device according to the present invention is a flow rate control device for controlling the flow rates of a carrier gas and a sample gas introduced into a column from a sample introduction unit via a column inlet, and includes a gas supply channel, a split flow A path, a total flow rate detection unit, an inlet pressure detection unit, and a total flow rate control unit. The gas supply channel supplies a carrier gas to the sample introduction unit. The split channel discharges a part of the gas in the sample introduction part. The total flow rate detection unit detects the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel. The inlet pressure detector detects an inlet pressure at the column inlet. The total flow rate control unit controls the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel. The total flow control unit controls the flow rate of the carrier gas so that the flow rate of the carrier gas detected by the total flow rate detection unit becomes a predetermined temporarily set flow rate at the time of startup, and is detected by the inlet pressure detection unit After the inlet pressure reaches the threshold value, the carrier gas is controlled to the set flow rate while the inlet pressure is maintained at a predetermined set pressure.

本発明によれば、キャリアガスの仮設定流量を適切に設定することにより、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部内に供給されるのを防止することができる。また、本発明によれば、入口圧の設定圧力が高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないという状態が発生するのを防止することができるため、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間を短縮することができる。   According to the present invention, by appropriately setting the temporarily set flow rate of the carrier gas, it is possible to prevent the carrier gas from being supplied into the sample introduction unit at an excessive flow rate during startup. Further, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a state in which the flow rate of the carrier gas is low even though the set pressure of the inlet pressure is high, so that the inlet pressure reaches the threshold value. Can be shortened.

本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。It is the schematic which showed the structural example of the gas chromatograph which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the electrical constitution in the gas chromatograph of FIG. 起動時における制御部による処理の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the process by the control part at the time of starting. 入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されていない場合を示している。It is the figure which showed the time-dependent change of the inlet pressure detected by an inlet pressure sensor, and has shown the case where this invention is not applied. 入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されている場合の一例を示している。It is the figure which showed the time-dependent change of the inlet pressure detected by an inlet pressure sensor, and has shown an example in case this invention is applied. 入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されている場合の別の例を示している。It is the figure which showed the time-dependent change of the inlet pressure detected by an inlet pressure sensor, and has shown another example in case this invention is applied. 入口圧センサにより検出される入口圧の経時的変化を示した図であり、本発明が適用されている場合のさらに別の例を示している。It is the figure which showed the time-dependent change of the inlet pressure detected by an inlet pressure sensor, and has shown another example in case this invention is applied.

図1は、本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。このガスクロマトグラフは、キャリアガスとともに試料ガスをカラム1内に供給することにより分析を行うためのものであり、上記カラム1以外に、試料導入部2、ガス供給流路3、スプリット流路4、パージ流路5及び検出器6などが備えられている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a gas chromatograph according to an embodiment of the present invention. This gas chromatograph is for performing analysis by supplying a sample gas together with a carrier gas into the column 1. In addition to the column 1, a sample introduction unit 2, a gas supply channel 3, a split channel 4, A purge flow path 5 and a detector 6 are provided.

カラム1は、例えばキャピラリカラムからなり、分析中はカラムオーブン内で加熱されるようになっている。キャリアガスは、試料導入部2からカラム入口11を介して、試料ガスとともにカラム1内に導入される。試料ガスに含まれる試料成分は、カラム1を通過する過程で分離され、検出器6により検出される。検出器6は、例えば水素炎イオン化検出器(FID)などの各種検出器により構成することができる。   The column 1 is composed of, for example, a capillary column, and is heated in a column oven during analysis. The carrier gas is introduced into the column 1 from the sample introduction unit 2 through the column inlet 11 together with the sample gas. Sample components contained in the sample gas are separated in the process of passing through the column 1 and detected by the detector 6. The detector 6 can be composed of various detectors such as a flame ionization detector (FID).

試料導入部2は、カラム入口11からカラム1内にキャリアガス及び試料ガスを導入するためのものであり、その内部空間が試料気化室21を構成している。この試料気化室21には液体試料が注入され、試料気化室21内で気化された試料が、キャリアガスとともにカラム入口11からカラム1内に導入されるようになっている。試料気化室21には、ガス供給流路3、スプリット流路4及びパージ流路5が連通している。   The sample introduction unit 2 is for introducing a carrier gas and a sample gas into the column 1 from the column inlet 11, and its internal space constitutes a sample vaporization chamber 21. A liquid sample is injected into the sample vaporizing chamber 21, and the sample vaporized in the sample vaporizing chamber 21 is introduced into the column 1 from the column inlet 11 together with the carrier gas. A gas supply channel 3, a split channel 4 and a purge channel 5 communicate with the sample vaporizing chamber 21.

ガス供給流路3は、試料導入部2の試料気化室21内にキャリアガスを供給するための流路である。スプリット流路4は、スプリット導入法によりカラム入口11からカラム1内にキャリアガス及び試料ガスを導入する際に、試料気化室21内のガス(キャリアガス及び試料ガスの混合ガス)の一部を所定のスプリット比で外部に排出するための流路である。パージ流路5は、セプタムなどから生じる所望しない成分を外部に排出するための流路である。   The gas supply channel 3 is a channel for supplying a carrier gas into the sample vaporization chamber 21 of the sample introduction unit 2. The split flow path 4 allows a part of the gas (mixed gas of the carrier gas and the sample gas) in the sample vaporizing chamber 21 when the carrier gas and the sample gas are introduced into the column 1 from the column inlet 11 by the split introduction method. It is a flow path for discharging to the outside at a predetermined split ratio. The purge channel 5 is a channel for discharging an undesired component generated from a septum or the like to the outside.

ガス供給流路3には、例えば供給圧センサ31、差圧センサ32及び全流量バルブ33が設けられている。供給圧センサ31は、全流量バルブ33よりも上流側におけるガス供給流路3内の圧力を検出する。差圧センサ32は、当該差圧センサ32に対して上流側及び下流側の差圧に基づいて、ガス供給流路3内のキャリアガスの流量を検出する全流量検出部である。全流量バルブ33は、ガス供給流路3を開閉することにより、ガス供給流路3から試料導入部2にキャリアガスを供給する開状態と、キャリアガスの供給が停止された閉状態との間で、ガス供給流路3内のキャリアガスの流量を任意に調整することができる。   In the gas supply flow path 3, for example, a supply pressure sensor 31, a differential pressure sensor 32, and a total flow valve 33 are provided. The supply pressure sensor 31 detects the pressure in the gas supply flow path 3 on the upstream side of the total flow valve 33. The differential pressure sensor 32 is a total flow rate detection unit that detects the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel 3 based on the differential pressure upstream and downstream of the differential pressure sensor 32. The total flow valve 33 opens and closes the gas supply channel 3 to open a state between the open state in which the carrier gas is supplied from the gas supply channel 3 to the sample introduction unit 2 and the closed state in which the supply of the carrier gas is stopped. Thus, the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel 3 can be arbitrarily adjusted.

スプリット流路4には、例えばスプリットバルブ41が設けられている。スプリットバルブ41は、スプリット流路4を開閉することにより、試料導入部2からスプリット流路4を介してガスを排出する開状態と、試料導入部2からのガスの排出が停止された閉状態との間で、スプリット流路4内のガスの流量を任意に調整することができる。本実施形態では、スプリットバルブ41を開状態とすることによりスプリットモードで分析を行うことができるだけでなく、スプリットバルブ41を閉状態とすることによりスプリットレスモードで分析を行うこともできる。   For example, a split valve 41 is provided in the split flow path 4. The split valve 41 is opened and closed by opening and closing the split flow path 4 and closed when gas discharge from the sample introduction section 2 is stopped via the split flow path 4. Between them, the flow rate of the gas in the split flow path 4 can be arbitrarily adjusted. In the present embodiment, not only can the analysis be performed in the split mode by opening the split valve 41, but also the analysis can be performed in the splitless mode by closing the split valve 41.

パージ流路5には、例えば入口圧センサ51、パージバルブ52及びパージ圧センサ53が設けられている。入口圧センサ51は、パージバルブ52よりも上流側(試料導入部2側)に設けられ、試料気化室21内のガスの圧力、すなわちカラム入口11におけるガスの圧力(入口圧)を検出する入口圧検出部である。パージバルブ52は、パージ流路5を開閉することにより、試料導入部2からパージ流路5を介してガスを排出する開状態と、試料導入部2からのガスの排出が停止された閉状態との間で、パージ流路5内のガスの流量を任意に調整することができる。パージ圧センサ53は、パージバルブ52よりも下流側におけるパージ流路5内の圧力を検出する。   In the purge flow path 5, for example, an inlet pressure sensor 51, a purge valve 52, and a purge pressure sensor 53 are provided. The inlet pressure sensor 51 is provided on the upstream side (the sample introduction part 2 side) of the purge valve 52, and detects the pressure of the gas in the sample vaporizing chamber 21, that is, the pressure of the gas at the column inlet 11 (inlet pressure). It is a detection unit. The purge valve 52 opens and closes the purge flow path 5 to open the gas from the sample introduction section 2 through the purge flow path 5, and the closed state in which the gas discharge from the sample introduction section 2 is stopped. Between them, the flow rate of the gas in the purge flow path 5 can be arbitrarily adjusted. The purge pressure sensor 53 detects the pressure in the purge flow path 5 on the downstream side of the purge valve 52.

パージ流路5は、ガスの流量が少なく、ほぼ一定の流量でガスが流れるという特性により、圧力損失が生じにくいため、当該パージ流路5に入口圧センサ51を設けることにより、入口圧をより正確に検出することができる。ただし、入口圧センサ51は、パージ流路5に限らず、カラム入口11に連通する他の任意の部分(例えばスプリット流路4など)に設けられていてもよい。   Since the purge flow path 5 has a small gas flow rate and gas flows at a substantially constant flow rate, pressure loss is unlikely to occur. Therefore, by providing an inlet pressure sensor 51 in the purge flow path 5, the inlet pressure can be further increased. It can be detected accurately. However, the inlet pressure sensor 51 is not limited to the purge flow path 5, and may be provided in any other portion (for example, the split flow path 4) communicating with the column inlet 11.

図2は、図1のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。このガスクロマトグラフの動作は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む制御部7によって制御される。当該制御部7の他、ガス供給流路3、スプリット流路4、パージ流路5、供給圧センサ31、差圧センサ32、全流量バルブ33、スプリットバルブ41、入口圧センサ51、パージバルブ52及びパージ圧センサ53などは、試料導入部2からカラム入口11を介してカラム1に導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置を構成している。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electrical configuration in the gas chromatograph of FIG. The operation of this gas chromatograph is controlled by a control unit 7 including, for example, a CPU (Central Processing Unit). In addition to the control unit 7, the gas supply flow path 3, the split flow path 4, the purge flow path 5, the supply pressure sensor 31, the differential pressure sensor 32, the total flow valve 33, the split valve 41, the inlet pressure sensor 51, the purge valve 52, and The purge pressure sensor 53 and the like constitute a flow rate control device for controlling the flow rates of the carrier gas and the sample gas introduced from the sample introduction unit 2 through the column inlet 11 into the column 1.

制御部7は、CPUがプログラムを実行することにより、全流量制御部71、スプリット流量制御部72、パージ流量制御部73、入口圧設定受付部74、容積設定受付部75、起動時間設定受付部76、仮設定流量算出部77及び容積算出部78などとして機能する。   When the CPU executes the program, the control unit 7 includes a total flow control unit 71, a split flow control unit 72, a purge flow control unit 73, an inlet pressure setting reception unit 74, a volume setting reception unit 75, and an activation time setting reception unit. 76, functions as a temporarily set flow rate calculation unit 77, a volume calculation unit 78, and the like.

全流量制御部71は、全流量バルブ33の開度を調整することにより、ガス供給流路3内のキャリアガスの流量を制御する。全流量制御部71は、入口圧センサ51により検出されるカラム入口11における入口圧を基準として、当該入口圧が所定の設定圧力になるようにキャリアガスを所定の設定流量に制御することができるだけでなく、ガスクロマトグラフ又は流量制御装置の起動時(例えば制御開始命令の受信時)には、差圧センサ32により検出されるキャリアガスの流量を基準として、当該流量が所定の仮設定流量となるように制御することもできる。上記設定流量は、分析条件として設定されている全流量であり、上記仮設定流量は、入口圧の上昇速度を速くするための全流量である。   The total flow control unit 71 controls the flow rate of the carrier gas in the gas supply flow path 3 by adjusting the opening of the total flow valve 33. The total flow control unit 71 can control the carrier gas to a predetermined set flow rate so that the inlet pressure becomes a predetermined set pressure with reference to the inlet pressure at the column inlet 11 detected by the inlet pressure sensor 51. Instead, when the gas chromatograph or the flow control device is started (for example, when a control start command is received), the flow rate becomes a predetermined temporarily set flow rate with reference to the flow rate of the carrier gas detected by the differential pressure sensor 32. It can also be controlled. The set flow rate is the total flow rate set as the analysis condition, and the temporary set flow rate is the total flow rate for increasing the rate of increase of the inlet pressure.

スプリット流量制御部72は、スプリットバルブ41の開度を調整することにより、スプリット比が予め設定された値となるようにスプリット流路4内のガスの流量を制御する。また、パージ流量制御部73は、パージバルブ52の開度を調整することにより、パージ流路5内のガスの流量を予め設定された流量となるように制御する。   The split flow rate control unit 72 controls the flow rate of the gas in the split flow path 4 so that the split ratio becomes a preset value by adjusting the opening of the split valve 41. Further, the purge flow rate control unit 73 controls the flow rate of the gas in the purge flow path 5 to be a preset flow rate by adjusting the opening of the purge valve 52.

作業者は、操作部8を操作することにより、入口圧の設定値(設定圧力)、系の容積及び起動時間などの各種パラメータを任意に入力することができる。これらの各種パラメータは、任意の値として入力されてもよいし、複数の値の中から任意に選択されてもよい。操作部8は、例えば操作キー、キーボード又はマウスなどにより構成することができる。入力された各種パラメータは、例えばRAM(Random Access Memory)又はハードディスクにより構成される記憶部9に記憶される。   The operator can arbitrarily input various parameters such as a set value (set pressure) of the inlet pressure, a system volume, and a startup time by operating the operation unit 8. These various parameters may be input as arbitrary values, or may be arbitrarily selected from a plurality of values. The operation unit 8 can be configured with, for example, operation keys, a keyboard, or a mouse. The various parameters that are input are stored in the storage unit 9 including, for example, a RAM (Random Access Memory) or a hard disk.

入口圧設定受付部74は、操作部8を用いて作業者により入力された入口圧の設定を受け付け、その設定圧力を記憶部9に記憶させる。容積設定受付部75は、操作部8を用いて作業者により入力された系の容積の設定を受け付け、その容積を記憶部9に記憶させる。起動時間設定受付部76は、操作部8を用いて作業者により入力された起動時間の設定を受け付け、その起動時間を記憶部9に記憶させる。   The inlet pressure setting receiving unit 74 receives the setting of the inlet pressure input by the operator using the operation unit 8 and stores the set pressure in the storage unit 9. The volume setting receiving unit 75 receives the setting of the system volume input by the operator using the operation unit 8 and stores the volume in the storage unit 9. The activation time setting accepting unit 76 accepts the activation time setting input by the operator using the operation unit 8 and stores the activation time in the storage unit 9.

ここで、系の容積とは、少なくとも試料気化室21を含む全流量バルブ33よりも下流側の一定領域の容積であり、例えば試料気化室21の容積だけでなく、ガス供給流路3における全流量バルブ33よりも下流側の容積、スプリット流路4におけるスプリットバルブ41よりも上流側の容積、及び、パージ流路5におけるパージバルブ52よりも上流側の容積を含む概念である。また、起動時間とは、例えば入口圧センサ51により検出される入口圧がガスクロマトグラフ又は流量制御装置の起動から所定の閾値に到達するまでの時間であり、例えば5〜10秒程度であることが好ましい。   Here, the volume of the system is the volume of a certain region downstream of at least the total flow rate valve 33 including the sample vaporizing chamber 21, for example, not only the volume of the sample vaporizing chamber 21 but also the total volume in the gas supply flow path 3. The concept includes a volume downstream of the flow rate valve 33, a volume upstream of the split valve 41 in the split flow path 4, and a volume upstream of the purge valve 52 in the purge flow path 5. Further, the activation time is, for example, the time from the activation of the gas chromatograph or the flow rate control device to the arrival of a predetermined threshold, for example, about 5 to 10 seconds. preferable.

本実施形態において全流量制御部71は、起動時に、差圧センサ32により検出されるキャリアガスの流量が分析条件とは異なる所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御する。このとき、スプリットバルブ41及びパージバルブ52は閉状態とされる。そして、全流量制御部71は、入口圧センサ51により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持したまま、キャリアガスの流量が設定流量となるように制御する。この状態では、スプリットバルブ41及びパージバルブ52は開状態とされ、予め設定されている分析条件に従って制御が行われる。   In the present embodiment, the total flow rate control unit 71 controls the flow rate of the carrier gas so that the flow rate of the carrier gas detected by the differential pressure sensor 32 becomes a predetermined temporarily set flow rate different from the analysis conditions at the time of activation. At this time, the split valve 41 and the purge valve 52 are closed. Then, after the inlet pressure detected by the inlet pressure sensor 51 reaches the threshold value, the total flow control unit 71 keeps the inlet pressure at a predetermined set pressure so that the flow rate of the carrier gas becomes the set flow rate. Control. In this state, the split valve 41 and the purge valve 52 are opened, and control is performed according to preset analysis conditions.

上記のような全流量制御部71による制御は、例えばキャリアガスセーブ機能が解除されていない状態でガスクロマトグラフ又は流量制御装置が起動されたときに行われることが好ましい。ここで、キャリアガスセーブ機能とは、キャリアガスの消費量を低減するための機能であり、分析終了後にスプリットバルブ41の開度を小さくしてスプリット流路4から排出されるキャリアガスの流量を抑えることにより、キャリアガスの消費量を低減することができる。   The control by the total flow control unit 71 as described above is preferably performed, for example, when the gas chromatograph or the flow control device is started in a state where the carrier gas saving function is not released. Here, the carrier gas saving function is a function for reducing the consumption amount of the carrier gas, and the flow rate of the carrier gas discharged from the split flow path 4 by reducing the opening of the split valve 41 after the analysis is finished. By suppressing, the consumption amount of carrier gas can be reduced.

上記設定圧力は、分析条件として設定されている入口圧であり、上述の通り、作業者の設定操作により記憶部9に予め記憶されている。上記閾値は、例えば設定圧力を基準とする値又は範囲であり、設定圧力と同じ値であってもよいし、異なる値又は範囲であってもよい。上記仮設定流量は、仮設定流量算出部77により、入口圧の設定圧力に基づいて算出される。ただし、上記仮設定流量は、作業者が操作部8を操作することにより設定されるような構成であってもよい。   The set pressure is an inlet pressure set as an analysis condition, and is stored in advance in the storage unit 9 by the operator's setting operation as described above. The threshold value is, for example, a value or range based on the set pressure, and may be the same value as the set pressure or a different value or range. The temporarily set flow rate is calculated by the temporarily set flow rate calculation unit 77 based on the set pressure of the inlet pressure. However, the temporary set flow rate may be configured by the operator operating the operation unit 8.

仮設定流量算出部77による仮設定流量の算出方法について具体的に説明すると、例えば記憶部9に記憶されている入口圧の設定圧力、系の容積及び起動時間に基づいて仮設定流量を算出することができる。ここで、系の容積をV[mL]、起動時間をT[min]、入口圧の設定圧力をp[kPa]とすると、起動時のキャリアガスの仮設定流量f[mL/min]は、例えば下記式(1)で表すことができる。
f=p/101.325×V/T ・・・(1)
The calculation method of the temporarily set flow rate by the temporarily set flow rate calculation unit 77 will be specifically described. For example, the temporarily set flow rate is calculated based on the set pressure of the inlet pressure, the system volume, and the startup time stored in the storage unit 9. be able to. Here, assuming that the volume of the system is V [mL], the startup time is T [min], and the set pressure of the inlet pressure is p [kPa], the temporarily set flow rate f [mL / min] of the carrier gas at startup is For example, it can be represented by the following formula (1).
f = p / 101.325 × V / T (1)

上記式(1)において、「101.325」という値は大気圧[kPa]を示している。大気圧の値としては、上記のような固定値が用いられるような構成に限らず、例えば図2に示すように、大気圧センサ10により検出される大気圧に基づいて、仮設定流量算出部77が仮設定流量fを算出するような構成であってもよい。この場合、上記式(1)において、「101.325」という定数の代わりに、大気圧センサ10により検出される大気圧の値を用いればよい。   In the above formula (1), the value “101.325” indicates atmospheric pressure [kPa]. The value of the atmospheric pressure is not limited to the configuration in which the fixed value as described above is used. For example, as shown in FIG. 2, the temporarily set flow rate calculation unit is based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 10. 77 may calculate the temporarily set flow rate f. In this case, in the above formula (1), the value of the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 10 may be used instead of the constant “101.325”.

また、起動時に入口圧が大気圧まで低下しているとは限らないため、起動時に入口圧センサ51を用いて入口圧を測定し、その入口圧の実測値pactを用いてキャリアガスの仮設定流量fを算出してもよい。この場合には、上記式(1)におけるpを(p−pact)に置き換えて演算を行えばよい。 In addition, since the inlet pressure does not always decrease to the atmospheric pressure at the time of startup, the inlet pressure is measured using the inlet pressure sensor 51 at the time of startup, and the carrier gas is temporarily measured using the actual measured value p act of the inlet pressure. The set flow rate f may be calculated. In this case, the calculation may be performed by replacing p in the above formula (1) with (p-p act ).

なお、系の容積Vには上限値が設定されていることが好ましく、起動時間Tには下限値が設定されていることが好ましい。また、キャリアガスセーブ機能の実行中における全流量目標値が0[mL/min]と設定されている場合には、ガスを使用する意思がないと判断することができるため、起動時から予め設定されている分析条件に従って制御が行われることが好ましい。   An upper limit value is preferably set for the system volume V, and a lower limit value is preferably set for the startup time T. In addition, when the total flow rate target value during the execution of the carrier gas saving function is set to 0 [mL / min], it can be determined that there is no intention to use gas, so it is set in advance from the time of startup. It is preferable that the control is performed according to the analysis conditions.

本実施形態では、起動時に、入口圧センサ51により検出される入口圧が閾値に到達するまでは、差圧センサ32により検出されるキャリアガスの流量を基準として、キャリアガスの流量が所定の仮設定流量fとなるように制御される。したがって、キャリアガスの仮設定流量fを適切に設定すれば、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部2内に供給されるのを防止することができる。   In the present embodiment, at the time of startup, until the inlet pressure detected by the inlet pressure sensor 51 reaches a threshold value, the carrier gas flow rate is set to a predetermined temporary value based on the carrier gas flow rate detected by the differential pressure sensor 32. The flow rate is controlled to be a set flow rate f. Therefore, if the temporarily set flow rate f of the carrier gas is appropriately set, it is possible to prevent the carrier gas from being supplied into the sample introduction unit 2 at an excessive flow rate at the time of startup.

これにより、入口圧を基準にキャリアガスの流量を制御するような構成とは異なり、入口圧の設定圧力pが低い場合であっても、オーバーシュートが生じるのを防止することができる。また、一度に過大な流量でキャリアガスが供給されるのを防止することができるため、試料導入部2内に設けられているガラスウールなどの充填物が動くことがなく、分析の再現性が悪化するのを防止することができる。   Thus, unlike the configuration in which the flow rate of the carrier gas is controlled based on the inlet pressure, it is possible to prevent overshoot even when the set pressure p of the inlet pressure is low. Further, since it is possible to prevent the carrier gas from being supplied at an excessive flow rate at a time, the packing material such as glass wool provided in the sample introduction unit 2 does not move, and the reproducibility of the analysis is improved. Deterioration can be prevented.

さらに、キャリアガスの仮設定流量fを適切に設定すれば、入口圧の設定圧力pが高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないという状態が発生するのを防止することができる。これにより、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Tを短縮することができる。したがって、入口圧の上昇速度が遅いことに基づいて、ガス漏れが生じていると誤判定されるのを防止することができるため、キャリアガスセーブ機能が実行されているときのキャリアガスの流量を低く設定することができ、キャリアガスの消費量を十分に低減することができる。また、起動時間Tが短縮されることにより、キャリアガスセーブ機能を積極的に使用する動機ともなる。   Furthermore, if the temporarily set flow rate f of the carrier gas is appropriately set, it is possible to prevent the occurrence of a state where the flow rate of the carrier gas is low even though the set pressure p of the inlet pressure is high. . Thereby, the starting time T until the inlet pressure reaches the threshold value can be shortened. Therefore, it is possible to prevent erroneous determination that a gas leak has occurred based on the slow rise rate of the inlet pressure, so the flow rate of the carrier gas when the carrier gas save function is being executed is reduced. It can be set low, and the consumption of carrier gas can be sufficiently reduced. Moreover, since the start-up time T is shortened, it also becomes a motivation to actively use the carrier gas saving function.

特に、本実施形態では、例えば上記式(1)を用いることにより、入口圧の設定圧力pに基づいて、キャリアガスの適切な仮設定流量fを算出することができる。上記式(1)を用いた場合には、入口圧の設定圧力pだけでなく、系の容積V及び起動時間Tも用いてキャリアガスの仮設定流量fを算出することによって、より適切な仮設定流量fを算出することができる。したがって、起動時にキャリアガスが過大な流量で試料導入部2内に供給されるのを確実に防止することができるとともに、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Tを効果的に短縮することができる。   In particular, in the present embodiment, for example, by using the above formula (1), an appropriate temporary set flow rate f of the carrier gas can be calculated based on the set pressure p of the inlet pressure. When the above equation (1) is used, a more appropriate provisional flow rate f is calculated by calculating the provisional set flow rate f of the carrier gas using not only the set pressure p of the inlet pressure but also the system volume V and the startup time T. The set flow rate f can be calculated. Therefore, it is possible to reliably prevent the carrier gas from being supplied into the sample introduction unit 2 at an excessive flow rate at the time of starting, and to effectively shorten the starting time T until the inlet pressure reaches the threshold value. Can do.

本実施形態では、仮設定流量算出部77が、予め設定された系の容積V及び起動時間Tに基づいてキャリアガスの仮設定流量fを算出する。これにより、任意の容積V及び起動時間Tを設定し、その容積V及び起動時間Tにおいて最適なキャリアガスの仮設定流量fを算出することができる。したがって、起動時間Tの長さに関わらず、使用する試料導入部2の種類などに応じて、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部2内に供給することができる。   In the present embodiment, the temporarily set flow rate calculation unit 77 calculates the temporarily set flow rate f of the carrier gas based on the preset system volume V and the startup time T. As a result, an arbitrary volume V and start-up time T can be set, and an optimal carrier gas temporary set flow rate f can be calculated at the volume V and start-up time T. Therefore, regardless of the length of the startup time T, the carrier gas can be supplied into the sample introduction unit 2 at an optimum flow rate at the start-up according to the type of the sample introduction unit 2 to be used.

また、上述のように大気圧センサ10により検出される大気圧に基づいて仮設定流量fを算出するような構成とすれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサ10により検出し、その大気圧を用いてキャリアガスの仮設定流量fをさらに適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、起動時にキャリアガスを最適な流量で試料導入部2内に供給することができる。   Further, if the temporary flow rate f is calculated based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 10 as described above, the atmospheric pressure sensor 10 detects different atmospheric pressures depending on the use environment of the apparatus. Then, the temporarily set flow rate f of the carrier gas can be calculated more appropriately using the atmospheric pressure. Thereby, regardless of the use environment of the apparatus, the carrier gas can be supplied into the sample introduction unit 2 at an optimum flow rate at the time of startup.

系の容積Vが予め分かっている場合には、上述の通り、作業者が設定した系の容積Vを用いてキャリアガスの仮設定流量fを算出することができる。しかしながら、系の容積Vが不明な場合もあるため、本実施形態では、容積算出部78により系の容積Vを算出することができるようになっている。具体的には、分析中ではないときに、作業者が操作部8を操作することにより容積測定の開始指示が行われた場合に、スプリットバルブ41及びパージバルブ52が閉状態とされた上で、キャリアガスが一定の全流量F[mL/min]で試料導入部2内に供給される。   When the system volume V is known in advance, the temporary set flow rate f of the carrier gas can be calculated using the system volume V set by the operator as described above. However, since the volume V of the system may be unknown, in this embodiment, the volume V of the system can be calculated by the volume calculation unit 78. Specifically, when the operator gives an instruction to start volume measurement by operating the operation unit 8 when the analysis is not in progress, the split valve 41 and the purge valve 52 are closed. The carrier gas is supplied into the sample introduction unit 2 at a constant total flow rate F [mL / min].

このとき、容積測定の開始から入口圧がdp[kPa]だけ上昇するまでの時間をdt[min]とすると、系の容積Vは下記式(2)で表される。したがって、容積算出部78は、例えば下記式(2)を用いることにより、全流量制御部71によりキャリアガスの流量を制御したときの入口圧センサ51により検出される入口圧の変化に基づいて、系の容積Vを算出することができる。
V=F×101.325/dp×dt ・・・(2)
At this time, if the time from the start of volume measurement until the inlet pressure increases by dp [kPa] is dt [min], the volume V of the system is expressed by the following equation (2). Therefore, the volume calculation unit 78 is based on the change in the inlet pressure detected by the inlet pressure sensor 51 when the flow rate of the carrier gas is controlled by the total flow rate control unit 71 by using the following formula (2), for example. The volume V of the system can be calculated.
V = F × 101.325 / dp × dt (2)

上記式(2)において、「101.325」という値は大気圧[kPa]を示している。大気圧の値としては、上記のような固定値が用いられるような構成に限らず、例えば図2に示すように、大気圧センサ10により検出される大気圧に基づいて、容積算出部78が系の容積Vを算出するような構成であってもよい。この場合、上記式(2)において、「101.325」という定数の代わりに、大気圧センサ10により検出される大気圧の値を用いればよい。   In the above formula (2), the value “101.325” indicates atmospheric pressure [kPa]. The value of the atmospheric pressure is not limited to the configuration in which the fixed value as described above is used. For example, as shown in FIG. 2, the volume calculation unit 78 is based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 10. The system may be configured to calculate the volume V of the system. In this case, in the above equation (2), the value of the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 10 may be used instead of the constant “101.325”.

上記のような容積測定は、試料導入部2からカラム1を取り外した状態で行われることが好ましい。ただし、試料導入部2にカラム1を取り付けた状態のまま容積測定を行うことも可能であり、この場合には、カラム1から流出するガスの容積も含めた仮想的な容積Vが求められることとなる。   The volume measurement as described above is preferably performed in a state where the column 1 is removed from the sample introduction unit 2. However, it is also possible to measure the volume with the column 1 attached to the sample introduction unit 2, and in this case, a virtual volume V including the volume of the gas flowing out from the column 1 must be obtained. It becomes.

このように、本実施形態では、全流量バルブ33よりも下流側の系の容積Vを算出し、当該容積Vを用いてキャリアガスの仮設定流量fを算出することができる。したがって、系の容積Vが不明の場合であっても、当該容積Vを算出して、キャリアガスの適切な仮設定流量fを算出することができる。   Thus, in the present embodiment, the volume V of the system on the downstream side of the total flow rate valve 33 can be calculated, and the temporarily set flow rate f of the carrier gas can be calculated using the volume V. Therefore, even if the volume V of the system is unknown, the volume V can be calculated and an appropriate temporarily set flow rate f of the carrier gas can be calculated.

また、上述のように大気圧センサ10により検出される大気圧に基づいて系の容積Vを算出するような構成とすれば、装置の使用環境に応じて異なる大気圧を大気圧センサ10により検出し、その大気圧を用いて系の容積Vを適切に算出することができる。これにより、装置の使用環境に関わらず、算出された容積Vを用いてキャリアガスの仮設定流量fを適切に算出することができる。   Further, if the system volume V is calculated based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 10 as described above, the atmospheric pressure sensor 10 detects different atmospheric pressures depending on the use environment of the apparatus. Then, the volume V of the system can be appropriately calculated using the atmospheric pressure. Thereby, the temporarily set flow rate f of the carrier gas can be appropriately calculated using the calculated volume V regardless of the use environment of the apparatus.

図3は、起動時における制御部7による処理の一例を示したフローチャートである。ガスクロマトグラフが起動されると、まず、上述のような態様でキャリアガスの仮設定流量fが算出され(ステップS101)、キャリアガスの全流量が仮設定流量fとなるように制御される(ステップS102)。そして、入口圧センサ51により検出される入口圧が設定圧力pを基準とする所定の閾値に到達した場合には(ステップS103でYes)、入口圧を設定圧力pに維持したまま、キャリアガスの全流量が設定流量となるように制御される(ステップS104)。すなわち、キャリアガスの全流量目標値が、仮設定流量fから分析条件として設定されている設定流量に切り替えられる。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing by the control unit 7 at the time of activation. When the gas chromatograph is activated, first, the temporarily set flow rate f of the carrier gas is calculated in the manner as described above (step S101), and the total flow rate of the carrier gas is controlled to be the temporarily set flow rate f (step S101). S102). When the inlet pressure detected by the inlet pressure sensor 51 reaches a predetermined threshold value based on the set pressure p (Yes in step S103), the carrier gas is maintained while maintaining the inlet pressure at the set pressure p. Control is performed so that the total flow rate becomes the set flow rate (step S104). That is, the carrier gas total flow rate target value is switched from the temporarily set flow rate f to the set flow rate set as the analysis condition.

図4及び図5A〜図5Cは、入口圧センサ51により検出される入口圧の経時的変化を示した図である。図4は、本発明が適用されていない場合を示しており、図5A〜図5Cは、本発明が適用されている場合を示している。これらの図中において、入口圧の経時的変化は実線で示されており、これに対応付けてキャリアガスの流量が破線で示されている。   4 and FIGS. 5A to 5C are diagrams showing the change over time in the inlet pressure detected by the inlet pressure sensor 51. FIG. FIG. 4 shows a case where the present invention is not applied, and FIGS. 5A to 5C show a case where the present invention is applied. In these drawings, the change in the inlet pressure with time is shown by a solid line, and the flow rate of the carrier gas is shown by a broken line in association with this.

図4の例では、入口圧の設定圧力pが200[kPa]に設定されており、キャリアガスセーブ機能が解除されていない状態でガスクロマトグラフが起動された場合が示されている。この場合、入口圧の設定圧力pが高い状態であるにもかかわらず、キャリアガスの流量が少ないため、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Tが長くなっている。   The example of FIG. 4 shows a case where the gas chromatograph is started in a state where the set pressure p of the inlet pressure is set to 200 [kPa] and the carrier gas saving function is not released. In this case, although the set pressure p of the inlet pressure is high, the start-up time T until the inlet pressure reaches the threshold value is long because the flow rate of the carrier gas is small.

図5Aの例では、図4の場合と同様に入口圧の設定圧力pが200[kPa]に設定されているが、起動時に、キャリアガスの流量が仮設定流量算出部77により算出された仮設定流量fとなるように制御されることによって、キャリアガスセーブ機能の実行中における全流量目標値よりも高い流量でキャリアガスが供給される。その結果、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Tが、図4の場合よりも短縮されている。   In the example of FIG. 5A, the set pressure p of the inlet pressure is set to 200 [kPa] as in the case of FIG. 4, but the temporary flow rate calculation unit 77 calculates the carrier gas flow rate at startup. By controlling the flow rate to be the set flow rate f, the carrier gas is supplied at a flow rate higher than the total flow rate target value during execution of the carrier gas saving function. As a result, the startup time T until the inlet pressure reaches the threshold is shorter than in the case of FIG.

図5Bの例では、入口圧の設定圧力pが図5Aの場合よりも低く設定されている。一方、図5Cの例では、入口圧の設定圧力pが図5Aの場合よりも高く設定されている。図5B及び図5Cのいずれの場合においても、起動時に、キャリアガスの流量が仮設定流量算出部77により算出された仮設定流量fとなるように制御されることによって、入口圧が閾値に到達するまでの起動時間Tは図5Aと同一になり、当該起動時間Tは図4の場合よりも短縮されている。   In the example of FIG. 5B, the set pressure p of the inlet pressure is set lower than in the case of FIG. 5A. On the other hand, in the example of FIG. 5C, the set pressure p of the inlet pressure is set higher than in the case of FIG. 5A. In either case of FIG. 5B and FIG. 5C, the inlet pressure reaches the threshold value by controlling the flow rate of the carrier gas to the temporarily set flow rate f calculated by the temporarily set flow rate calculation unit 77 at the time of startup. The activation time T until this time is the same as in FIG. 5A, and the activation time T is shorter than in the case of FIG.

以上の実施形態では、液体試料を試料導入部2内(試料気化室21)で気化させるような構成について説明したが、このような構成に限らず、既に気化されている試料ガスが試料導入部2内に供給されるような構成であってもよい。この場合、試料導入部2の内部に試料気化室21が形成された構成でなくてもよい。   In the above embodiment, the configuration in which the liquid sample is vaporized in the sample introduction unit 2 (sample vaporization chamber 21) has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and the sample gas that has already been vaporized is used as the sample introduction unit. 2 may be supplied. In this case, the configuration may not be such that the sample vaporizing chamber 21 is formed inside the sample introduction unit 2.

また、以上の実施形態では、試料導入部2からカラム入口11を介してカラム1に導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置が、ガスクロマトグラフに組み込まれた構成について説明したが、流量制御装置をガスクロマトグラフから分離して提供することも可能である。   Moreover, in the above embodiment, about the structure by which the flow rate control apparatus for controlling the flow volume of the carrier gas and sample gas which are introduce | transduced into the column 1 via the column inlet 11 from the sample introduction part 2 was integrated in the gas chromatograph. Although described, it is also possible to provide the flow control device separately from the gas chromatograph.

1 カラム
2 試料導入部
3 ガス供給流路
4 スプリット流路
5 パージ流路
6 検出器
7 制御部
8 操作部
9 記憶部
10 大気圧センサ
11 カラム入口
21 試料気化室
31 供給圧センサ
32 差圧センサ
33 全流量バルブ
41 スプリットバルブ
51 入口圧センサ
52 パージバルブ
53 パージ圧センサ
71 全流量制御部
72 スプリット流量制御部
73 パージ流量制御部
74 入口圧設定受付部
75 容積設定受付部
76 起動時間設定受付部
77 仮設定流量算出部
78 容積算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Column 2 Sample introduction part 3 Gas supply flow path 4 Split flow path 5 Purge flow path 6 Detector 7 Control part 8 Operation part 9 Memory | storage part 10 Atmospheric pressure sensor 11 Column inlet 21 Sample vaporization chamber 31 Supply pressure sensor 32 Differential pressure sensor 33 Total flow valve 41 Split valve 51 Inlet pressure sensor 52 Purge valve 53 Purge pressure sensor 71 Total flow control unit 72 Split flow control unit 73 Purge flow control unit 74 Inlet pressure setting reception unit 75 Volume setting reception unit 76 Start time setting reception unit 77 Temporary setting flow rate calculation unit 78 Volume calculation unit

Claims (9)

試料導入部と、
前記試料導入部にキャリアガスを供給するガス供給流路と、
前記試料導入部からカラム入口を介してキャリアガス及び試料ガスが導入されるカラムと、
前記試料導入部内のガスの一部を排出するスプリット流路と、
前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する全流量検出部と、
前記カラム入口における入口圧を検出する入口圧検出部と、
前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する全流量制御部とを備え、
前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御することを特徴とするガスクロマトグラフ。
A sample introduction unit;
A gas supply channel for supplying a carrier gas to the sample introduction unit;
A column into which a carrier gas and a sample gas are introduced from the sample introduction section via a column inlet;
A split flow path for discharging part of the gas in the sample introduction section;
A total flow rate detection unit for detecting the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel;
An inlet pressure detector for detecting an inlet pressure at the column inlet;
A total flow rate controller for controlling the flow rate of the carrier gas in the gas supply flow path,
The total flow control unit controls the flow rate of the carrier gas so that the flow rate of the carrier gas detected by the total flow rate detection unit becomes a predetermined temporarily set flow rate at the time of startup, and is detected by the inlet pressure detection unit A gas chromatograph, characterized in that, after the inlet pressure reaches a threshold value, the carrier gas is controlled to a set flow rate while the inlet pressure is maintained at a predetermined set pressure.
前記設定圧力に基づいて前記仮設定流量を算出する仮設定流量算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のガスクロマトグラフ。   The gas chromatograph according to claim 1, further comprising a temporarily set flow rate calculation unit that calculates the temporarily set flow rate based on the set pressure. 前記ガス供給流路に設けられ、前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を調整する全流量バルブをさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、少なくとも前記試料導入部の内部空間を含む前記全流量バルブよりも下流側の一定領域の容積、及び、前記入口圧検出部により検出される入口圧が起動から前記閾値に到達するまでの起動時間に基づいて、前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項2に記載のガスクロマトグラフ。
A total flow valve provided in the gas supply flow path for adjusting the flow rate of the carrier gas in the gas supply flow path;
The temporarily set flow rate calculation unit is configured such that at least the volume of a constant region downstream from the total flow rate valve including at least the internal space of the sample introduction unit and the inlet pressure detected by the inlet pressure detection unit from the start-up are the threshold values. The gas chromatograph according to claim 2, wherein the temporarily set flow rate is calculated based on a start-up time until it reaches.
前記容積の設定を受け付ける容積設定受付部をさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、設定された前記容積に基づいて前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項3に記載のガスクロマトグラフ。
A volume setting receiving unit for receiving the volume setting;
The gas chromatograph according to claim 3, wherein the temporarily set flow rate calculation unit calculates the temporarily set flow rate based on the set volume.
前記起動時間の設定を受け付ける起動時間設定受付部をさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、設定された前記起動時間に基づいて前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項3又は4に記載のガスクロマトグラフ。
A boot time setting receiving unit for receiving the boot time setting;
The gas chromatograph according to claim 3 or 4, wherein the temporarily set flow rate calculation unit calculates the temporarily set flow rate based on the set startup time.
前記全流量制御部によりキャリアガスの流量を制御したときの前記入口圧検出部により検出される入口圧の変化に基づいて、前記容積を算出する容積算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のガスクロマトグラフ。   The apparatus further comprises a volume calculation unit that calculates the volume based on a change in the inlet pressure detected by the inlet pressure detection unit when the flow rate of the carrier gas is controlled by the total flow rate control unit. Item 6. A gas chromatograph according to any one of Items 3 to 5. 大気圧を検出する大気圧センサをさらに備え、
前記仮設定流量算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記仮設定流量を算出することを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載のガスクロマトグラフ。
It further includes an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure,
The gas chromatograph according to any one of claims 2 to 6, wherein the temporarily set flow rate calculation unit calculates the temporarily set flow rate based on an atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor.
大気圧を検出する大気圧センサをさらに備え、
前記容積算出部は、前記大気圧センサにより検出される大気圧に基づいて前記容積を算出することを特徴とする請求項6に記載のガスクロマトグラフ。
It further includes an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure,
The gas chromatograph according to claim 6, wherein the volume calculation unit calculates the volume based on an atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor.
試料導入部からカラム入口を介してカラムに導入されるキャリアガス及び試料ガスの流量を制御するための流量制御装置であって、
前記試料導入部にキャリアガスを供給するガス供給流路と、
前記試料導入部内のガスの一部を排出するスプリット流路と、
前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を検出する全流量検出部と、
前記カラム入口における入口圧を検出する入口圧検出部と、 前記ガス供給流路内のキャリアガスの流量を制御する全流量制御部とを備え、
前記全流量制御部は、起動時に、前記全流量検出部により検出されるキャリアガスの流量が所定の仮設定流量となるようにキャリアガスの流量を制御し、前記入口圧検出部により検出される入口圧が閾値に到達した後に、当該入口圧を所定の設定圧力に維持した状態でキャリアガスを設定流量に制御することを特徴とする流量制御装置。
A flow rate control device for controlling the flow rate of a carrier gas and a sample gas introduced into a column from a sample introduction unit via a column inlet,
A gas supply channel for supplying a carrier gas to the sample introduction unit;
A split flow path for discharging part of the gas in the sample introduction section;
A total flow rate detection unit for detecting the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel;
An inlet pressure detector that detects an inlet pressure at the column inlet; and a total flow controller that controls the flow rate of the carrier gas in the gas supply channel,
The total flow control unit controls the flow rate of the carrier gas so that the flow rate of the carrier gas detected by the total flow rate detection unit becomes a predetermined temporarily set flow rate at the time of startup, and is detected by the inlet pressure detection unit After the inlet pressure reaches a threshold value, the carrier gas is controlled to a set flow rate in a state where the inlet pressure is maintained at a predetermined set pressure.
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