JPH0783905A - ガスクロマトグラフの電圧信号検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧信号のベースライン電圧が変動しても信
号の読取開始時点及び読取終了時点を的確に検出する。 【構成】 電圧信号からその傾きを算出すると共に、算
出された傾きの平均値を求め、この平均値を基準にして
スレショルド値を定める。また電圧信号からその傾きを
算出し、算出された傾きの変化率を求めると共に、これ
の平均値を求め、この平均値を基準としてスレショルド
値を定める。この結果、ベースラインが直線状または曲
線状に変動した場合でも、電圧信号の読取開始時点及び
読取終了時点を正確に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスクロマトグラフの
電圧信号検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にガスクロマトグラフは、内部に適
当な固定相が充填され、移動相としてのキャリアガスが
常時流されているカラムに対し、サンプルガスである混
合試料の一定量を投入してその成分を分析するものであ
る。即ちこの場合、サンプルガスは、キャリアガスによ
ってカラムの出口方向に押し流されるが、このサンプル
ガスの各成分の移動速度は固定相との親和性によって決
定される。そして、固定相によって分離された各成分が
カラムの出口に送出されるまでの時間及びその順序と、
検出器によって検出され出力される各成分の電圧信号と
に基づいてサンプルガスの定性分析及び定量分析が行わ
れる。

【０００３】図４（ａ）は、ＴＣＤセンサと呼称される
上記検出器によって検出されたサンプルガス中の或成分
の電圧信号の波形図である。このＴＣＤセンサは、常時
一定電流で通電されて発熱している発熱抵抗体で構成さ
れ、このセンサ中をガスが通過すると通過したガスによ
り熱が吸収されて電圧信号を生ずるものである。なお図
中、Ｐは上記サンプルガスの通過によりＴＣＤセンサか
ら生じた電圧信号を示すピーク、ｔ１はピークＰの開始
時点、ｔ２はピークＰの終了時点、ＰＳはピークＰの面
積を示すピーク面積、ＢＬは電圧信号のベースライン電
圧をそれぞれ示している。また、図４（ｂ）は、図４
（ａ）の上記ＴＣＤセンサの出力波形の傾きを示す図で
あり、図中、Δｙ１はピーク開始時点ｔ１を検出するた
めのスレショルド値を示し、Δｙ２はピーク終了時点ｔ
２を検出するためのスレショルド値を示している。

【０００４】ここでサンプルガスの測定分析を行う場合
は、ピーク面積ＰＳを求めることになるが、ピーク面積
の算出するためには、ピークＰの開始及び終了時点を検
出する必要がある。従来は、ピークＰの開始及び終了を
検出する場合は、まず上記したようにＴＣＤセンサの出
力の傾きを求め、この傾きと予め設定されているスレシ
ョルド値Δｙ１及びΔｙ２とが交わった点からピーク開
始時点ｔ１及びピーク終了時点ｔ２をそれぞれ検出する
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般にサンプルガス１
は、各所に配設されたバルブの開閉等によりその流量が
変動し、したがってＴＣＤセンサ２により検出され出力
される電圧信号のベースラインは変動する。従来のピー
ク検出方法は、図４（ａ）に示す電圧信号のベースライ
ン電圧ＢＬを一定としてピークＰの開始及び終了を検出
しているため、以下のような欠点を生ずる。即ち、ベー
スライン電圧が一定ではなく、これが変動して例えば図
５（ａ）に示すような電圧ＢＬ１となった場合、ピーク
Ｐの傾きを求めると、同図（ｂ）に示すような波形が得
られる。この結果、従来通りに、傾き「０」のラインを
基準としてスレショルド値Δｙ１及びΔｙ２を定める
と、同図（ａ）に示すように、ピーク開始時点ｔ１及び
ピーク終了時点ｔ２はベースライン電圧が一定の場合に
比べて変動する。したがって、ピーク面積が変動するこ
とから、サンプルガスの定量分析を行う場合にばらつき
が大となる。

【０００６】したがって本発明は、ベースラインが変動
してもピーク開始時点及びピーク終了時点を的確に検出
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、予め設定されたスレショルド値に基
づいて電圧信号の読取開始時点及び読取終了時点を検出
し、これらの時点の間に電圧信号のレベルを周期的に検
出して積算する場合、検出された電圧信号からその傾き
を算出すると共に、算出された傾きの平均値を求め、こ
の平均値を基準として上記スレショルド値を定め、読取
開始時点及び読取終了時点を決定するようにした電圧信
号検出方法である。また、検出された電圧信号からその
傾きを算出し、算出された傾きの変化率を求めると共
に、傾きの変化率の平均値を求め、この平均値を基準と
して上記スレショルド値を定め、読取開始時点及び読取
終了時点を決定する電圧信号検出方法である。

【０００８】

【作用】電圧信号からその傾きを算出すると共に、算出
された傾きの平均値を求め、この平均値を基準としてス
レショルド値が定められるため、例えば上記電圧信号の
ベースライン電圧が直線的に変動した場合においても、
電圧信号の読取開始時点及び読取終了時点を正確に検出
することができる。また、電圧信号からその傾きを算出
し、算出された傾きの変化率を求めると共にこれの平均
値を求め、この平均値を基準としてスレショルド値が定
められるため、例えば電圧信号のベースライン電圧が曲
線状に変動した場合でも、電圧信号の読取開始時点及び
読取終了時点を同様に正確に検出できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明に係るガスクロマトグラフの電圧信
号検出方法を適用した装置の一実施例を示すブロック図
である。同図において、１はサンプルガス、２はサンプ
ルガス１の成分を検出して電圧信号として出力するＴＣ
Ｄセンサ、３はＴＣＤセンサ２に一定電流を供給するた
めの定電流回路、４，６はアンプ回路、５は加算回路、
７は入力した電圧信号のレベルに応じた周波数信号を出
力するＶ／Ｆコンバータ、８はカウンタ、９はＣＰＵ、
１０はアンプ回路６のゲインを切り替えるゲイン切換
部、１１は電圧信号のベースラインをキャンセルするベ
ースラインキャンセル部である。

【００１０】次に上記装置の動作について説明する。図
示省略したカラム中をキャリアガスにより移送されるサ
ンプルガス１の各成分は、ＴＣＤセンサ２により検出さ
れ電圧信号として出力される。この電圧信号は、アンプ
回路４により増幅されて加算回路５の一方の入力端子へ
出力される。加算回路５は、この電圧信号と他方の入力
端子から入力したベースライン電圧をキャンセルするた
めの電圧信号とを加算し、入力した電圧信号のベースラ
イン電圧をキャンセルしてアンプ回路６へ出力する。ア
ンプ回路６は、加算回路５からの電圧信号をゲイン切換
部１０の切り換えゲイン値に応じて増幅しＶ／Ｆコンバ
ータ７へ出力する。Ｖ／Ｆコンバータ７は、アンプ回路
６からの電圧信号を入力してそのレベルに応じた周波数
信号を生成する。この周波数信号はカウンタ８により計
数され、ＣＰＵ９はこの計数値を一定周期で読み取るこ
とにより、サンプルガス１中のガス成分の測定分析を行
う。

【００１１】即ち、ＣＰＵ９はカウンタ８の計数値を一
定周期で読み取り、上記電圧信号の立ち上がり開始点を
検出する。電圧信号の立ち上がり開始点が検出される
と、次にＣＰＵ９はこの電圧信号の立ち下がり終了点が
検出されるまで、一定周期でカウンタ８の計数値を読み
取って積算し、この間に積算した計数値からサンプルガ
ス１の測定分析を行う。

【００１２】図２（ａ）は、上記ＴＣＤセンサ２により
検出され出力されるサンプルガス１の電圧信号を示すピ
ークＰの波形図であり、ベースライン電圧が変動する例
を示している。なお図中、ｔ１はピーク開始時点（読取
開始時点）を示し上記した電圧信号の立ち上がり開始点
に相当するものである。また、ｔ２はピーク終了時点
（読取終了時点）を示し上記した電圧信号の立ち下がり
終了点に相当するものである。このようなピークＰの面
積であるピーク面積ＰＳ（即ち、ピーク開始時点ｔ１か
らピーク終了時点ｔ２までのカウンタ８による計数の積
算値）を正確に算出するためには、ピーク開始時点ｔ１
及びピーク終了時点ｔ２を正確に検出する必要がある。

【００１３】しかし、ベースラインが変動しなければ上
記各時点ｔ１，ｔ２は正確に検出できるが、ベースライ
ンが変動すると正確に検出することはできない。そこ
で、図２（ａ）に示すようにピークＰのベースライン電
圧ＢＬ１が直線状に一定の勾配で変動する場合は、まず
ピークＰの電圧値を一定周期で検出する毎にピークＰの
傾きを求める。この結果、図２（ｂ）に示すように時間
軸ｔに対して傾きの無い曲線ＰＣ１が得られる。そして
これを平均化すれば上記ベースライン電圧ＢＬ１に対応
するものとして、同図に示すような時間軸ｔに平行なラ
インＢＬＣ１が得られる。

【００１４】ここで、ピーク開始時点及びピーク終了時
点を定めるためのスレショルド値Δｙ１及びΔｙ２は予
め設定されており、このラインＢＬＣ１を基準として上
記の各スレショルド値Δｙ１及びΔｙ２を定めれば、各
スレショルド値のラインと曲線ＰＣ１との交点から、ピ
ーク開始時点ｔ１及びピーク終了時点ｔ２を正確に検出
することができる。

【００１５】また、図３（ａ）に示すピークＰのベース
ライン電圧ＢＬ２のように曲線状に変動する場合は、ピ
ークＰの傾きを求めると図３（ｂ）に示すような曲線Ｐ
Ｃ２が得られ、また図３（ａ）の曲線的に変動するベー
スライン電圧ＢＬ２に対応するものとして、時間軸ｔに
対して一定の勾配を有する直線状のラインＢＬＣ２が得
られる。

【００１６】このような場合、ピーク開始時点及びピー
ク終了時点を正確に検出するためには、まず例えば過去
１０回のデータからラインＢＬＣ２の勾配の平均値、即
ち、ピークＰの傾きの変化率の平均値を算出する。そし
て図３（ｂ）に示すように、この平均のラインＢＬＣ２
を基準として各スレショルド値Δｙ１及びΔｙ２を定め
る。この結果、各スレショルド値Δｙ１及びΔｙのライ
ンと２曲線ＰＣ２との交点から、ピーク開始時点ｔ１及
びピーク終了時点ｔ２を正確に検出できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め設定されたスレショルド値に基づいて電圧信号の読
取開始時点及び読取終了時点を検出し、これらの時点の
間に電圧信号のレベルを周期的に検出して積算する場
合、電圧信号からその傾きを算出すると共に、算出され
た傾きの平均値を求め、この平均値を基準としてスレシ
ョルド値が定められるため、例えば上記電圧信号のベー
スライン電圧が直線状に変動した場合でも、電圧信号の
読取開始時点及び読取終了時点が正確に検出でき、した
がって上記積算の値が一定なものとなることから、この
積算値を用いてサンプルガスの各成分を分析する場合の
ばらつきを無くすことができる。また、電圧信号からそ
の傾きを算出し、算出された傾きの変化率を求めると共
に、これの平均値を求め、この平均値を基準としてスレ
ショルド値が定められるため、例えば電圧信号のベース
ライン電圧が曲線状に変動した場合でも、電圧信号の読
取開始時点及び読取終了時点を同様に正確に検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスクロマトグラフの電圧信号検
出方法を適用した装置のブロック図である。

【図２】上記装置において電圧信号として検出されるサ
ンプルガスのベースライン電圧が直線状に変動する場合
の出力波形及びこの出力波形の傾きを示す図である。

【図３】電圧信号として検出される上記サンプルガスの
ベースライン電圧が曲線状に変動する場合の出力波形及
びこの出力波形の傾きを示す図である。

【図４】電圧信号として検出される上記サンプルガスの
ベースライン電圧が変動しない場合の出力波形及びこの
出力波形の傾きを示す図である。

【図５】電圧信号として検出される上記サンプルガスの
ベースライン電圧が変動する場合の出力波形及びこの出
力波形の傾きを示す図である。

【符号の説明】

１ サンプルガス ２ ＴＣＤセンサ ３ 定電流源 ４，６ アンプ回路 ５ 加算回路 ７ Ｖ／Ｆコンバータ ８ カウンタ ９ ＣＰＵ １０ ゲイン切換部 １１ ベースラインキャンセル部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラム中に流れるサンプルガスの各成分
   を検出して電圧信号に変換すると共に、予め設定された
   スレショルド値に基づいて前記電圧信号の読取開始時点
   及び読取終了時点を検出し、前記読取開始時点及び読取
   終了時点の間に前記電圧信号のレベルを一定周期で検出
   して積算し、この蓄積値に基づいて前記サンプルガスの
   測定分析を行うガスクロマトグラフにおいて、 前記電圧信号を一定周期で検出する際に検出された電圧
   信号からその傾きを算出すると共に、算出された傾きの
   平均値を求め、この平均値を基準として前記スレショル
   ド値を定め、前記読取開始時点及び読取終了時点を決定
   するようにしたことを特徴とするガスクロマトグラフの
   電圧信号検出方法。
2. 【請求項２】 カラム中に流れるサンプルガスの各成分
   を検出して電圧信号に変換すると共に、予め設定された
   スレショルド値に基づいて前記電圧信号の読取開始時点
   及び読取終了時点を検出し、前記読取開始時点及び読取
   終了時点の間に前記電圧信号のレベルを一定周期で検出
   して積算し、この蓄積値に基づいて前記サンプルガスの
   測定分析を行うガスクロマトグラフにおいて、 前記電圧信号を一定周期で検出する際に検出された電圧
   信号からその傾きを算出し、算出された傾きの変化率を
   求めると共に、傾きの変化率の平均値を求め、この平均
   値を基準として前記スレショルド値を定め、前記読取開
   始時点及び読取終了時点を決定するようにしたことを特
   徴とするガスクロマトグラフの電圧信号検出方法。