JP6565350B2 - フローコントローラ及びそれを用いたガスクロマトグラフ装置 - Google Patents
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Description
ガスクロマトグラフ装置101は、試料が注入され試料を気化する試料気化室10と、カラム11と、検出器12と、キャリアガス供給流路20と、パージ流路30と、スプリット流路40と、制御部150と、フローコントローラ160とを備える。
設計者等は、所定の大気圧P’ref時にフローコントローラ160を用いて供給圧力pinを設定供給圧力Pin,ref(例えば600kPa)に制御した上で、制御プロポーショナルバルブ24を制御することで差圧Δpを差圧ΔP1にしたときの実測全流量F1を計測する。さらに、制御プロポーショナルバルブ24を制御することで差圧Δpを圧力値ΔP2にしたときの実測全流量F2を計測する。このように、所定の大気圧P’ref時に供給圧力pinを設定供給圧力Pin,refに制御したままで、様々な差圧ΔPnにしたときの各実測全流量Fnを計測していく。そして、差圧Δpと全流量ftempとの相関を示す共通検量線を作成する。
設計者等は、フローコントローラ160をガスクロマトグラフ装置101に取り付け、共通検量線をメモリ152に記憶させる。つまり、共通検量線は、ユニット(ガスクロマトグラフ装置)の機差にかかわらず、全てのユニットについて使用される。
分析者等による試料分析時において、計測部151bでは、まず、差圧センサ23で検出された差圧Δpを共通検量線に代入することにより、仮全流量ftempを算出する。次に、計測部151bは、圧力センサ22で検出された供給圧力pinと、仮全流量ftempと、設定供給圧力Pin,refとを下記式(4)に代入することにより、全流量fを求める。
f=ftemp×(pin/Pin,ref) ・・・(4)
そこで、本発明は、キャリアガスの全流量fを正確に計測することができるフローコントローラ及びそれを用いたガスクロマトグラフ装置を提供することを目的とする。
また、「第二設定供給圧力Pin,ref2」とは、設計者等によって予め決められた任意の数値であり、フローコントローラの使用時(仕様)における供給圧力pinの上限値であることが好ましい。
また、「差圧Δp情報」とは、差圧Δp等である。
また、本発明のフローコントローラは、前記圧力検出部で検出された供給圧力pinが第一設定供給圧力Pin,ref1未満であるときには、下記式(1)に基づいて、キャリアガスの全流量fが算出され、供給圧力pinが第一設定供給圧力Pin,ref1以上第二設定供給圧力Pin,ref2未満であるときには、下記式(2)に基づいて、キャリアガスの全流量fが算出され、供給圧力pinが第二設定供給圧力Pin,ref2以上であるときには、下記式(3)に基づいて、キャリアガスの全流量fが算出されるようにしてもよい。
f=((pin−Pin,ref1)×ftemp2+(Pin,ref2−pin)×ftemp1)/(pin,ref2−Pin,ref1) ・・・(2)
f=((pin−Pin,ref1)×ftemp2−(pin−Pin,ref2)×ftemp1)/(pin,ref2−Pin,ref1) ・・・(3)
以上のように、本発明のフローコントローラによれば、フローコントローラ使用時の大気圧がp’であったときに、(p−P’ref+p’)と置き換えることで補正することができるため、大気圧変化の影響を低減できる。
ガスクロマトグラフ装置1は、試料が注入され試料を気化する試料気化室10と、カラム11と、検出器12と、キャリアガス供給流路20と、パージ流路30と、スプリット流路40と、制御部50と、フローコントローラ60とを備える。
計測部51bは、差圧センサ23で検出された差圧Δpを第一検量線に代入することにより、仮全流量ftemp1を算出する。次に、計測部51bは、圧力センサ22で検出された供給圧力pinと、仮全流量ftemp1と、第一設定供給圧力Pin,ref1とを式(1)に代入することにより、全流量fを求める。つまり、第一検量線を用いて全流量fを求める。
計測部51bは、差圧センサ23で検出された差圧Δpを第一検量線に代入することにより、仮全流量ftemp1を算出するとともに、第二検量線に代入することにより、仮全流量ftemp2を算出する。次に、計測部51bは、圧力センサ22で検出された供給圧力pinと、仮全流量ftemp1と、仮全流量ftemp2と、第一設定供給圧力Pin,ref1と、第二設定供給圧力Pin,ref2とを式(2)に代入することにより、全流量fを求める。つまり、第一検量線と第二検量線とを用いて内分することで全流量fを求める。
計測部51bは、差圧センサ23で検出された差圧Δpを第一検量線に代入することにより、仮全流量ftemp1を算出するとともに、第二検量線に代入することにより、仮全流量ftemp2を算出する。次に、計測部51bは、圧力センサ22で検出された供給圧力pinと、仮全流量ftemp1と、仮全流量ftemp2と、第一設定供給圧力Pin,ref1と、第二設定供給圧力Pin,ref2とを式(3)に代入することにより、全流量fを求める。つまり、第一検量線と第二検量線とを用いて外分することで全流量fを求める。
設計者等は、フローコントローラ60をガスクロマトグラフ装置1に取り付ける。
設計者や分析者等は、ガスクロマトグラフ装置1を用いて所定の大気圧P’ref時に供給圧力pinを供給圧力Pin,ref1(例えば400kPa)に制御した上で、制御プロポーショナルバルブ24を制御することで差圧Δpを差圧ΔP1にしたときの実測全流量F1を計測する。さらに、制御プロポーショナルバルブ24を制御することで差圧Δpを圧力値ΔP2にしたときの実測全流量F2を計測する。このように、所定の大気圧P’ref時に供給圧力pinを供給圧力Pin,ref1に制御したままで、様々な差圧ΔPnに設定したときの各実測全流量Fnを計測していく。そして、差圧Δpと全流量ftemp1との相関を示す第一検量線を作成する。
設計者や分析者等は、ガスクロマトグラフ装置1を用いて所定の大気圧P’ref時に供給圧力pinを供給圧力Pin,ref2(例えば800kPa)に制御した上で、制御プロポーショナルバルブ24を制御することで差圧Δpを差圧ΔP1にしたときの実測全流量F1を計測する。さらに、制御プロポーショナルバルブ24を制御することで差圧Δpを圧力値ΔP2にしたときの実測全流量F2を計測する。このように、所定の大気圧P’ref時に供給圧力pinを供給圧力Pin,ref2に制御したままで、様々な差圧ΔPnに設定したときの各実測全流量Fnを計測していく。そして、差圧Δpと全流量ftemp2との相関を示す第二検量線を作成する。
分析者等による試料分析時に、計測部51bは、上述したような制御を行う。
<1>上述したガスクロマトグラフ装置1において、式(1)〜(3)を用いてキャリアガスの全流量fを算出する構成としたが、これに代えて大気圧p’を検出する大気圧検出部を備え、大気圧検出部で検出された大気圧p’と大気圧P’refとに基づいて、キャリアガスの全流量fが補正されるような構成としてもよい。
設計者や分析者等は、フローコントローラ60を用いて供給圧力pinを供給圧力Pin,ref(例えば400kPa)に制御した上で、制御プロポーショナルバルブ24を制御することで基準全流量Frefにしたときの実測基準差圧ΔPref1を計測する。そして、基準全流量Frefと実測基準差圧ΔPref1とを用いて下記式(5)を作成して、様々な差圧Δpを式(5)に代入して全流量ftemp1を算出していくことにより、差圧Δpと全流量ftemp1との相関を示す第一検量線を作成する。
ftemp1=Fref×(Δp/ΔPref1) ・・・(5)
21:層流管(流路抵抗)
22:圧力センサ(圧力検出部)
23:差圧センサ(差圧検出部)
24:制御プロポーショナルバルブ(制御弁)
52:メモリ(記憶部)
60:フローコントローラ
Claims (3)
- キャリアガス供給流路中に配置された流路抵抗と、
前記流路抵抗の下流側に設けられた開度調節可能な制御弁と、
前記流路抵抗の上流側の供給圧力pinを検出する圧力検出部と、
前記流路抵抗の上流側の供給圧力pinと下流側の圧力との差圧Δpを検出する差圧検出部とを備えるフローコントローラであって、
第一設定供給圧力Pin,ref1における差圧Δpと全流量ftemp1との相関を示す第一検量線と、第一設定供給圧力Pin,ref1より大きい第二設定供給圧力Pin,ref2における差圧Δpと全流量ftemp2との相関を示す第二検量線とを記憶する記憶部を備え、
前記圧力検出部で検出された供給圧力pinと、前記差圧検出部で検出された差圧Δp情報と、前記第一検量線と、前記第二検量線とに基づいて、キャリアガスの全流量fが算出され、
前記圧力検出部で検出された供給圧力pinが第一設定供給圧力Pin,ref1未満であるときには、下記式(1)に基づいて、キャリアガスの全流量fが算出され、
供給圧力pinが第一設定供給圧力Pin,ref1以上第二設定供給圧力Pin,ref2未満であるときには、下記式(2)に基づいて、キャリアガスの全流量fが算出され、
供給圧力pinが第二設定供給圧力Pin,ref2以上であるときには、下記式(3)に基づいて、キャリアガスの全流量fが算出されることを特徴とするフローコントローラ。
f=ftemp1×(pin/Pin,ref1) ・・・(1)
f=((pin−Pin,ref1)×ftemp2+(Pin,ref2−pin)×ftemp1)/(pin,ref2−Pin,ref1) ・・・(2)
f=((pin−Pin,ref1)×ftemp2−(pin−Pin,ref2)×ftemp1)/(pin,ref2−Pin,ref1) ・・・(3) - 大気圧p’を検出する大気圧検出部を備え、
前記第一検量線及び前記第二検量線は、大気圧P’refで作成されたものであり、
前記大気圧検出部で検出された大気圧p’と、大気圧P’refとに基づいて、キャリアガスの全流量fが補正されることを特徴とする請求項1に記載のフローコントローラ。 - 請求項1〜請求項2のいずれか1項に記載のフローコントローラと、
試料が注入され当該試料を気化する試料導入部と、
前記試料導入部に接続されたキャリアガス供給流路と、
前記試料導入部に接続されたカラムと、
前記キャリアガス供給流路中を流通するキャリアガスの全流量fを計測する制御部とを備えることを特徴とするガスクロマトグラフ装置。
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JP2015116674A JP6565350B2 (ja) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | フローコントローラ及びそれを用いたガスクロマトグラフ装置 |
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JP2015116674A JP6565350B2 (ja) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | フローコントローラ及びそれを用いたガスクロマトグラフ装置 |
Publications (2)
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- 2015-06-09 JP JP2015116674A patent/JP6565350B2/ja active Active
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