JPH08240563A

JPH08240563A - 分析機器及び分析方法

Info

Publication number: JPH08240563A
Application number: JP8027304A
Authority: JP
Inventors: Paul B Welsh; ビーウェルシュポール
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1996-01-22
Publication date: 1996-09-17
Also published as: EP0723153B1; US5723091A; DE69622767D1; DE69622767T2; EP0723153A3; EP0723153A2

Abstract

(57)【要約】【課題】火炎を基礎とした検出器を用いた分析技術を
提供する。【解決手段】第一の流体中の被検体の存在を検出する
ための分析機器で：第一の流体、第一の検出器流体、及
び第二の検出器流体を含む複数の流体の少なくとも１つ
の選択可能な流れを供給する気体マニホルド（１３）；
該選択可能な流れを変調させるための、制御信号に応答
する気体コントローラー（２６）；変調された選択可能
な流れを受けるための気体マニホルドに動作可能に接続
された火炎に基づく検出器（２４）；点火を助長する予
め決められた流れの変調基準に従って前記変調を実施で
きるよう予め決められた点火シーケンスにおいて前記制
御信号を設定するプログラマブル・コンピュータ（２
２）；を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にはガスクロ
マトグラフィーに関し、より詳細には火炎を基礎とした
検出器（ｆｌａｍｅ−ｂａｓｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒ）
の動作に関する。

【０００２】

【技術背景】火炎を基礎とした検出器は、流体の流れ中
に存在する試料の特定構成成分（即ち、被検体）検出用
のクロマトグラフィーの分野で用いられている。このよ
うな検出器には、炎イオン化検出器（ｆｌａｍｅｉｏ
ｎｉｚａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｏｒ−ＦＩＤ）と炎光
光度検出器（ｆｌａｍｅｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃｄｅ
ｔｅｃｔｏｒ−ＦＰＤ）との２方式がある。

【０００３】炎イオン化検出器は、イオンを生ずるよう
被分析物質を燃焼することにより動作するものである。
ガスクロマトグラフに用いられる時、分離カラムから溶
離するガスは、水素のような可燃性ガスと混合され、ジ
ェットを通される。エネルギー源、例えば、点火器に埋
め込まれた抵抗加熱線によって搬送される加熱電流、に
よって流体の流れが点火条件まで加熱され、その結果、
火炎が発生する。ジェットが点火される時、安定な火炎
を形成できるようそのジェットの周辺に空気が導入され
る。捕集管がジェットに隣合って配置され、火炎で生成
されたイオン群を捕集できるように電位計が回路で捕集
器とジェットに接続される。電位計で測定できるようイ
オンの捕集率に比例して電流が発生する。

【０００４】ＦＩＤの点火は適当な空気流に左右される
が、火炎は標準動作の空気の流速では発火しないであろ
う、従って、点火を助長できるよう検出器で受ける空気
流を一定の比率（典型的には、約７０〜８０％）で減少
させることが知られている。それ故、従来技術の１つで
ある熱イオン検出法は、火炎点火中、空気流を検出器か
ら逸らすことを試みている。従来技術の１つの火炎検出
器は、オペレータによって手動で駆動される“空気放
出”弁（ａｉｒｄｕｍｐｖａｌｖｅ）を利用してい
る。空気放出（弁）は、点火が試みられている時、空気
流の一部を大気へ進路変更させるものである。

【０００５】炎光光度検出器は、炎イオン化検出器のそ
れと同様のやり方で点火される。しかし、ＦＰＤは実質
的に空気よりも水素に富んだ火炎を使用する故、ＦＰＤ
での点火は、典型的に、火炎が点火される時の爆発を防
ぐため、水素流を一定に保持しながら、空気流を増やす
ことで助長される。それ故、従来の熱イオン検出法のい
くつかは、点火を行う時にＦＰＤへ送る空気流を増加さ
せるようにしている。

【０００６】しかし、上述の対処法には重大な欠点があ
る。空気流を進路変更したり又は増加するために弁を追
加することは、望まれるよりコスト高でもあり且つ実施
が複雑でもある。１つ以上のガス流を流路変更したり又
は増加させる方法は、典型的には、オペレータによって
手動介入で制御されるが、これは扱い難く、不便であ
り、且つ誤操作し易い。ガス流の流路変更の自動化を実
現する器機は開示されている：例えば、米国特許第４，
３４６，０５５号参照。

【０００７】繰返し行われようと、クロマトグラフの動
作条件が点火にかろうじて向いているか又は不適当な時
はいつも、点火（又は再点火）の試みは失敗するはずで
ある。さらに、オペレータは、典型的には、点火に要す
る最適条件を知らず、従って困難さが倍加される。オペ
レータは、典型的には、点火が成功するまでに点火の試
みを繰り返さなければならず、しかも点火の最適条件に
ついての知識無しに行うので、点火処置に認容できない
ほど著しく時間を要し且つより困難なものとなるはずで
ある。これらの欠点は、前述の自動化流路変更器機にも
見られる。

【０００８】前述の欠点は、クロマトグラフの操作継続
中に生じた火炎が消えた（フレーム・アウト）状態にあ
る時に検出器を再点火しようとする時はさらにますます
煩わしいものとなる。例えば、分析作業中に火炎が消え
ると、検出器動作を素早く回復するために直ちに再点火
しなければならない。そうでなければ、かなりな量の分
析作業から得られる結果は信用できないものとなろう。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、試料中の１つ以上の被検体の
火炎に基づく検出を改善するための方法と器機を提供す
るものである。

【００１０】

【発明の概要】本発明の第一の好ましい具体例では、第
一の流体中の被検体の存在を検出する分析機器は、第一
の流体、第一の検出器流体、及び第二の検出器流体を含
む複数の流体の少なくとも１つの選択可能な流体を供給
するための気体（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ）マニホルド；前
記の変調した選択可能な流体を生ずることができるよ
う、制御信号に応答する気体コントローラー；変調した
選択可能な流体を受けるための気体マニホルドに操作で
きるよう接続された火炎に基づく検出器；及び、点火を
容易にするところの前もって決められた流体変調基準に
準拠して前記変調を達成できるよう、前もって決められ
た点火シーケンスに前記制御信号を供給するためのプロ
グラマブル・コンピュータ；を包含するよう構成してよ
い。

【００１１】

【発明の好ましい実施の形態】本発明の器機と方法は、
特に、種々の流体中に存在してよい被検体の検出を改善
するために用いられてよい。ガスは、本発明の実施に準
拠する好ましい流体であり、従って本発明に関する以降
の説明は、気体装置群の配置、構成及び動作の説明を含
むことになり、且つ、ガスクロマトグラフの分析系（以
後、クロマトグラフ）の検出器における複数のガス流の
制御を対象とする。しかし、以下の説明の目的で、用語
“気体の”（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ）はあらゆる種類の流
体を指すものとも考えられよう。

【００１２】本発明を使うことにより特に利益を得るさ
らに別の実施例には、超臨界流体クロマトグラフィーと
高圧ガスクロマトグラフィー（ＨＰＧＣ）がある。しか
し、本明細書の技法は、液体クロマトグラフ、高圧液体
クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）、臨床分析器、フローイン
ジェクション分析器、実験水精製システム、シリンジ方
式試薬ディスペンサー、手動・自動固相抽出（ＳＰＥ）
機器、超臨界流体抽出（ＳＣＦ）機器、ストップト・フ
ロー（ｓｔｏｐｐｅｄ−ｆｌｏｗ）分光光度計、自動タ
ンパク質又は核酸配列決定装置、及び固相タンパク質又
は核酸合成器を含む他の分析器機にも適用できるものと
理解すべきである。

【００１３】新規な分析機器が図１に示されており、こ
れは一般にクロマトグラフ１０と呼ばれるものである。
好ましい具体例では、クロマトグラフ１０は、ヒューレ
ット・パッカード社のＨＰ６８９０型ガスクロマトグラ
フである。与えられた試料化合物のクロマトグラフ分離
を実行するため、試料は、注入装置１２によって加圧キ
ャリヤーガスとともに注入される。注入装置１２に供給
されるキャリヤーガスは、１つ以上の気体マニホルド・
アセンブリ群１３を通してガス源１２Ａから与えられ、
そのアセンブリの各々は、キャリヤーガスと適当な種類
の複数の検出器ガス、例えば、空気、水素、及びメーク
アップガスを含む複数のガス流を部分的に制御し且つ方
向変えするのに有用である。検出器ガスは、それぞれの
源（源の１つ２４Ａを示す）から気体マニホルド・アセ
ンブリ１３へ供給される。気体マニホルド・アセンブリ
１３の弁、センサ、及びその類のような適当な流体処理
機能装置は、データ及び制御ライン２８、３０に供給さ
れる制御信号を経由してコンピュータ２２の制御下で作
動する。例えば、気体コントローラー２６は、とりわ
け、流体流速、流体圧力、流体流量の調節、及び流れの
連続性又は不連続性に関する制御を実行する。さらに別
の実施例として、気体マニホルド・アセンブリ１３の特
定の弁が、クロマトグラフ１０の一定の動作条件に応
じ、且つデータ及び制御ライン２８上で受信される制御
信号に関連して開及び閉状態に保持される時間の制御を
行う。制御及びデータライン３０もまた、気体マニホル
ドアセンブリ１３に設けられている適当なセンサ群及び
信号・インタフェース回路からの検知情報のリターンを
可能にする。従って、コンピュータ２２、気体コントロ
ーラー２６、及び気体マニホルド・アセンブリ１３は、
前述のガス流の何れかの変調を、別々に又は組合せて実
行するために動作させてよい。

【００１４】カラム１４は、オーブン１６内部に配置す
る。カラム１４を通過するキャリヤーガス／試料混合体
は、オーブン１６内部のヒータ１８の作用で部分的に生
ずる温度プロフィルに曝される。この可変温度プロフィ
ルの間で、主として与えられた温度におけるカラム１４
と各成分との相互作用の差に起因して、試料は、その成
分に分離することになる。分離された成分がカラム１４
を出る時、それらは検出器２４によって検出される。

【００１５】その成分がカラム１４を出ると、それらは
火炎に基づく検出器（以下、検出器）２４で検出され
る。特に、及び本発明の特性によって、気体コントロー
ラー２６は、以下に説明するように、点火シーケンス
中、検出器２４へ供給される１つ以上の検出器ガスの流
れを変調する。

【００１６】コンピュータ２２は、ガスクロマトグラフ
１０に関連した全ての系の全体的制御を支持する。特殊
なガスクロマトグラフは何れも、本発明に関連して説明
されたものより多くの系を包含してよい、ということが
分かるであろう。また、コンピュータ２２は、単一のブ
ロックとして示されているが、中央演算処理装置及び全
ての関連周辺機器、例えば、ランダム・アクセス・メモ
リ、読取り専用メモリ、入／出力分離装置、クロック、
及び他の関連電子部品、を包含していることも理解され
よう。好ましい具体例では、コンピュータ２２に用いら
れている中央演算処理装置は、マイクロプロセッサであ
る。このように、コンピュータ２２は、既知の方法で、
情報とプログラミングを格納及び検索できるメモリを含
んでいる。しかし、気体コントローラー２６のプログラ
ムによる制御は、他の計算手段、例えば、気体コントロ
ーラー２６に組込まれたエンベッディド（ｅｍｂｅｄｄ
ｅｄ）・マイクロプロセッサ又はデディケイティド（ｄ
ｅｄｉｃａｔｅｄ）・コントローラーで実行してよい。
また、本発明に関連して用いられるコンピュータ２２と
結合されるプログラミングは、本明細書の説明から容易
に理解されよう。

【００１７】電子制御パネル５０は、少なくとも２つの
主要な入／出力要素、即ち、キーパッド５８とディスプ
レイ６０を包含することが示されている。検出器２４の
ようないくつかの部品からの信号によってクロマトグラ
フ１０の動作を監視することにより、コンピュータ２２
は、分析作業に必要な一定の機能を始動し且つ維持する
ことができる。従って、表示又はプロンプト・メッセー
ジ（ｐｒｏｍｐｔｍｅｓｓａｇｅｓ）は、コンピュー
タ２２から発信してディスプレイ６０上に表示できる。
動作命令及び他の情報は、キーパッド５８経由でコンピ
ュータ２２に入力される。１つの特殊なデータ形式は検
出器点火設定点の値であり、且つ１つの特殊な作動命令
は検出器点火命令であり、その両方ともディスプレイ６
０上に表示されたメッセージで入力促進（プロンプト）
されてよく、要求命令又はデータはキーパッド５８によ
って入力される。データの別の特殊な方式は検出器の点
火燃焼オフセット値（ｄｅｔｅｃｔｏｒｉｇｎｉｔｉ
ｏｎｌｉｔｏｆｆｓｅｔｖａｌｕｅ）であり、こ
の値はディスプレイ６０上に表示されたメッセージで確
認されてよく且つキーパッド５８で入力された命令とデ
ータによって修正されてよい。次いで、本発明に関連す
る点火シーケンスの確認は、図４及び５を参照して以下
に説明するコンピュータ２２の制御下で自動的に実行さ
れる。

【００１８】１つ以上の流体の流れ特性の制御は、図２
及び図３に示されるように実行される。図２及び図３に
示した具体例では、コンピュータ２２は、適当な信号を
気体コントローラー２６へ送信し、それが続いて気体マ
ニホルド・アセンブリ１３の各弁へそれぞれの信号を供
給し、そこを通って検出器２０１へ流れる流体の量を増
減することにより、メークアップ流体、第一流体、第一
検出器流体、及び第二検出器流体の流れを制御するので
ある。特に、図３に示す実施態様の流体の流れの制御
は、好ましくは、電子式気体制御（ＥＰＣ−ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｐｎｅｕｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ）を
介して実施される。電子式気体制御技術の詳細に関して
は、例えば、Ｋｌｅｉｎ等の米国特許第４，９９４，０
９６号及び米国特許第５，１０８，４６６号を参照され
たい。

【００１９】図２は、非ＥＰＣ構成の操作に最適である
ところの好ましくはＦＩＤとして構成された検出器２０
１、及び気体制御部２０２の第一の好ましい具体例の略
図を示す。検出器２０１は、点火器２１１、点火線２１
２、及びコレクター電極２１３を包含して構成される。
点火器２１１及びコレクター電極２１３は、流体誘導構
造体（ｆｌｕｉｄ−ｄｉｒｅｃｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔ
ｕｒｅ）２１０によって限定された通路に搭載されるジ
ェット２１４の内部で軸調整される。電源（図示せず）
によって制御量の電流又は電圧が点火線２１２に供給さ
れ、点火器２１１において選択可能な量の熱を生ずる。
それに応答して、ジェット２１４に近接した流体流は、
温度が上昇し、点火される。通気管２３２は燃焼を可能
にし、且つ検出器２０１からの流体混合体をさらに先へ
通過させる。コレクター電極２１３は、ジェット２１４
からコレクター電極２１３へ流れるイオン化電流の大き
さを測定するのに用いられる電位計のような電流測定装
置（図示せず）に電気的に接続される。得られるイオン
電流は、測定され、クロマトグラムを与える。

【００２０】流体混合構造体２２２は、次の流体：即
ち、第一流体供給ライン２２４に供給される第一流体、
メークアップ流体ライン２２５へ供給されるメークアッ
プ流体、第一検出器流体ライン２２６に供給される第一
検出器流体、及び第二検出器流体ライン２２７に供給さ
れる第二検出器流体、を点火器２１１へ導く流体誘導構
造体２１０に連絡する。好ましくは、第一流体供給ライ
ン２２４はカラム１４と統合され、従って、第一流体
は、被分析試料及びキャリヤーガスから成る高温ガス状
の（圧力下での）試料を包含する。メークアップガス
も、好ましくは、キャリヤーガスから成り；第一検出器
流体は加圧水素（Ｈ_２）ガスから成り；第二検出器流体
は周囲圧力及び温度をもつ空気から成る。メークアップ
ガス及び第一検出器流体は、流体混合構造体２２２、メ
ークアップ流体ライン２２５、及び第一検出器流体ライ
ン２２６の間に接続された導管２２９を介して結合され
る。また、メークアップ流体圧力調整器２３５、メーク
アップ流体弁２２５Ｖ、及びメークアップ流体リストリ
クター２２５Ｒ；第一検出器流体弁２２６Ｖ及びリスト
リクター２２６Ｒ；第二検出器流体弁２２７Ｖ及びリス
トリクター２２７Ｒ；も包含されている。検出器２０１
がＦＩＤとして構成される場合、予め決められた気体容
積は、弁２２７Ｖとリストリクター２２７Ｒとの間の第
二検出器流体ライン２２７に供給されることが意図され
ている。（検出器２０１がＦＰＤとして構成される場
合、予め決められた気体容積は、弁２２６Ｖとリストリ
クター２２６Ｒとの間の第一検出器流体ライン２２６に
供給されることが意図されている。）弁２２５Ｖ、２２
６Ｖ、及び２２７Ｖは、好ましくは、以下により詳細に
説明するように、気体コントローラー２６の制御を受け
るソレノイド弁である。

【００２１】図３は、ＥＰＣ構成としての操作に最適で
ある図２の気体制御部２０１の代替具体例２０２Ａを説
明するものである。即ち、図３において、弁２２５Ｖ、
２２６Ｖ、及び２２７Ｖは、好ましくは、下記により詳
細に説明するように、コンピュータ２２によって受信さ
れるセンサ群２２５Ｓ、２２６Ｓ、及び２２７Ｓからの
信号によって気体コントローラー２６の制御を受ける比
例弁の形で与えられる。好ましくは、これらのセンサ群
は、メークアップ流体ライン２２５、第一検出器流体ラ
イン２２６、及び第二検出器流体ライン２２７における
それぞれの圧力を表す検出信号を与える圧力センサであ
る。

【００２２】図３で説明した具体例では、センサ群２２
５Ｓ、２２６Ｓ、２２７Ｓは、それぞれ特定流体パラメ
ータ、例えば、流体圧力や流体流量を検知し、該パラメ
ータを表すフィードバック信号をコンピュータ２２へ送
る。センサ群２２５Ｓ、２２６Ｓ、２２７Ｓからの検出
信号を監視することによって、コンピュータ２２は、任
意の所望時間に検出器２０１へ供給される各流体の流れ
をほぼ瞬間的に変更させることができる。

【００２３】コンピュータ２２の好ましい具体例では、
クロマトグラフ１０の設置又は操作に必要な手順は、特
異的なガスクロマトグラフ分離試験または分析作業を行
うことができるよう自動化される。企画された自動化に
より、オペレータは、流体流設定点のテーブル、即ち、
実行テーブルを使い、及びクロック時プログラミングに
よって、諸事象をプログラムすることが可能となる。複
数の時間事象は、分析作業中に実行できるよう各実行テ
ーブルでプログラムしてよい。実行時プログラミングに
よって、クロマトグラフ実行時の関数として実行中にい
くつかの設定点を自動的に変えることができる。例え
ば、検出器の点火のような事象は、注入に先立って生ず
るようプログラムしてよい。このプログラミングは、気
体コントローラーの操作に、特に、第一検出器流体流と
第二検出器流体流のうちの少なくとも１つの制御に、適
用できるよう考えられている。

【００２４】本発明に関連し且つ従っているところの、
気体コントローラー２６の動作を制御する際コンピュー
タ２２で実行される一定のプログラム処理を図４及び図
５に示す。好ましい具体例では、オペレータは、気体コ
ントローラー２６の動作に関するデータをキーパッド５
８を使用してコンピュータ２２に入力してよい。コンピ
ュータ２２は、その入力情報をメモリに格納するよう作
動する。このように入力されたデータには、即座に実行
される１つ以上の命令が含まれてよく、必要なら、その
入力情報は、後でアクセスできるよう１つ以上のテーブ
ルの形で格納されてよい。例えば、プログラムされる事
象は、実行テーブルにおいて実施順に配列してよい。各
事象の特性を意味するテキストをディスプレイ６０上に
表示してよい。

【００２５】図２及び図３に示す具体例では、個々の流
体の流れが結合して流体混合体を形成し、これは点火器
２１１及びコレクター電極２１３の通過を制限する。点
火器２１１を通過する流体混合体の流体特性及び組成に
よって、点火器２１１で生ずる点火メカニズムの成否が
決定されることになる。故に、従来技術とは異なり、流
体混合体の内容物は、点火メカニズムに有利なよう且つ
従って点火を助長できるよう点火シーケンスのある段階
で一時的に変更される。特に、流体の流れのうちの少な
くとも１つの流れは、流体流の増加又は減少を実行でき
るよう変調される。

【００２６】従って、及び本発明の特性として、点火シ
ーケンス中の第一又は第二の検出器流体の特定の変調
は、検出器の点火を助長することが見い出されている。
そのような点火は、そうでなければ流体混合体の内容物
及び他の特性の影響によって失敗するかも知れない場合
にも成功している。好ましい具体例において、及び図４
及び図５に示すように、空気の流速もしくは水素の流速
が点火シーケンスのある部分の間に変調される。変調の
実施は、図２と図３のどちらの実施態様が設定されるか
によって多少異なることになる。図２の構成に示すソレ
ノイド弁を通る流れは、連続的に変化するというよりは
むしろオン・オフできるにすぎず、そのため変調した流
れは、好ましくは、低負荷サイクル（ｌｏｗｄｕｔｙ
ｃｙｃｌｅ）でスタートして十分な流れが得られるま
で（好ましくは固定周波数で）それを増大させながら、
適当な弁（ＦＩＤには弁２２７、ＦＰＤには弁２２６）
のオン・オフを循環させることによって達成される。図
３に示す構成では、ＥＰＣの実施で、低い値でスタート
して十分な流れが得られるまでそれを増大させながら、
適当な弁（ＦＩＤには弁２２７、ＦＰＤには弁２２６）
を連続勾配で開くことにより変調した流れが得られる。

【００２７】非ＥＰＣ制御の場合、第二の検出器流体流
は、次の操作を実施することでソレノイド弁により最良
に変調される：ａ）流れ負荷サイクルを固定し、変調周波数を変化させ
ること；ｂ）変調周波数を固定し、流れ負荷サイクルを変化させ
ること；又はｃ）流れ負荷サイクル及び変調周波数の両方を変化させ
ること；好ましくは、固定周波数を選択するというの
は、コンピュータ２２のファームウェア常駐における実
施としてはそれが最も容易であるという理由からであ
る。好ましい変調周波数は、次ぎを提供できるよう選択
される：ｄ）全動作条件、点火に帰着するであろう負荷サイクル
の予め決められた範囲；及びｅ）最も厳しい条件（例えば、第二検出器流体の流れが
極めて早い間中、及びメークアップガスとしてヘリウム
が用いられる時に、見られるかも知れないようなも
の）、点火に帰着するであろう負荷サイクルの最大間隔
（ｓｐａｎ）；本発明の別の特性では、前述の基準は、
変調エンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）が予め決められ
るように特定のクロマトグラフ１０へ適用して、最悪ケ
ースの条件下でも、もし保証されないなら、首尾よく点
火を助長するであろう必要な流れの変調を実現してよ
い。

【００２８】本発明のさらに別の態様では、ＦＩＤの点
火において、メークアップ流体の流れが、点火シーケン
スのある部分の間停止され、次いで火炎が点火された後
再び流れ始める。

【００２９】本発明のさらに別の態様では、ＦＩＤの点
火において、第一流体の流れが、点火シーケンスのある
部分の間停止され、次いで火炎が点火された後再び流れ
始める。

【００３０】クロマトグラフ１０の好ましい具体例で
は、検出器２４は、複数の別々に配置された検出器とし
て、即ち、前方検出器及び後方検出器として与えられ
る。また好ましい具体例では、第一検出器流体は、水素
ガスとして与えられる。図５は、前述の１つの検出器２
４がＦＩＤの形で与えられる時のクロマトグラフ１０の
動作に属する第一の点火シーケンスを示している。好ま
しい具体例では、第一、第二、及び第三の遅延期間は、
それぞれほぼ２〜３秒である。図６は、前述の１つの検
出器２４がＦＰＤの形で与えられる時のクロマトグラフ
１０の動作に属する第一の点火シーケンスを示してい
る。好ましい具体例では、第一、第二、及び第三の遅延
期間は、それぞれほぼ１〜２秒である。

【００３１】

【実施例】上述の具体例の利点は、ヒューレット・パッ
カード社のＨＰ５８９０型ガスクロマトグラフに搭載さ
れたＦＩＤを含む試験装置で実施された一連の点火反復
性の実験で示された。気体制御は、図２に示した非ＥＰ
Ｃ構成によって実施された。確実な点火は、これから説
明するように、一定の基準に従って起こることが見い出
された。

【００３２】試験中のクロマトグラフでこれらの基準を
満たすことが見い出された１つの変調周波数は、０．５
サイクル／秒であった。

【００３３】コンピュータ２２のファームウェアに関す
る時間要求が軽減され、且つ弁駆動速度の差はどれも点
火の成功にほとんど影響しそうにないので、低速負荷サ
イクルは好ましいことが分かった。試験データに基づ
き、好ましい負荷サイクルは１０％でスタートし、関連
した弁がその点で全オン状態を維持できるところの少な
くとも６０％まで数サイクルを通して進められた。

【００３４】弁２２７Ｖとフリット２２７Ｆとの間に気
体容積を付加すると、必要な駆動周波数が減らされ、加
えて、火炎がその点で点火される負荷サイクルの範囲が
拡大されることが分かった。１５００ｍｍ^３の容積が好
ましい量であることが分かった。

【００３５】図６〜図９は、流れの負荷サイクルと変調
周波数との間の関係に応じて、点火に及ぼすクロマトグ
ラフの一定の動作条件の影響を示す試験結果を示してい
る。各場合において、成功した点火は、そのそれぞれが
流れの負荷サイクルと変調周波数に関連する１つ以上の
特定の変調エンベロープの内部で生じたことが分かっ
た。示した変調エンベロープは、試験装置のＦＩＤにお
いて一貫した点火を達成するのに特に結果の良かった変
調エンベロープとして示されており、どのような方法に
おいても限定すると考えるべきではない。

【００３６】図６は、前述の試験装置において、気体容
積を変更して実現された第一（Ａ）の、第二（Ｂ）の、
及び第三（Ｃ）の変調エンベロープを示す。応答曲線
（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、それぞれ１５００ｍｍ
^３、３０００ｍｍ^３、及び７８５ｍｍ^３として実施され
る気体容積に一致するものである。

【００３７】図７は、前述の試験装置において、点火シ
ーケンス中、メークアップガスを中断して実現された変
調エンベロープを示す。

【００３８】図８は、前述の試験装置において、点火シ
ーケンス中、空気の流速を変えて実現された第一（Ａ）
及び第二（Ｂ）の変調エンベロープを示す。第一及び第
二の応答曲線（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ４００ミリ
リットル／分及び６５０ミリリットル／分として実施さ
れた空気の流速に相当する。

【００３９】図９は、前述の試験装置において、点火シ
ーケンス中に用いられたジェット・オリフィスの寸法を
変えて実現された第一（Ａ）及び第二（Ｂ）の変調エン
ベロープを示す。第一及び第二の応答曲線（Ａ）及び
（Ｂ）は、それぞれ０．０３０インチ及び０．０１１イ
ンチとして実施されたジェット・オリフィスに相当す
る。図９は、少なくとも２つの最悪ケースの点火条件を
示すものである。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、流体の流れ方向を変え
るよりはむしろ弁変調を介して点火の流れ要件を満足す
ることにより、分流弁とその関連配管及び管継手のコス
ト、付帯的組立工数、及び部品加工を要せずに、好まし
い具体例における分析機器を構成することができる。そ
して、分析機器の信頼性及び操作容易性を向上すること
ができる。

【００４１】メークアップガス及び／又はキャリヤーガ
スが存在すると、それぞれが流体混合体の水素と酸素を
希釈し且つ点火器を冷却することで点火を首尾よく達成
できないが、本発明では、それらを、点火シーケンスの
ある部分の間で除去することができる。

【００４２】従来技術に従って構成された系とは対照的
に、本発明によれば、好ましい結果をもたらす点火は、
製造製品の変更に支配されない。以前は、例えば、適切
な点火の動作条件に要求される範囲から外れる可能性の
あるガス源圧力の通常の変更操作のために、信頼のおけ
る動作領域を見つけようとして、オペレータは、種々の
源圧力を経験させられたであろう。これに対し、本発明
によれば、第一又は第二の検出器流体の流れは、点火シ
ーケンス中に変調され、従って点火を助長する最適の流
体混合体中を通過する。この変調は、点火シーケンス
中、オペレータによって一般には気付かれないうちに、
自動的に実行され、従って信頼のおける火炎点火が保証
されることになる。

【００４３】本発明は、上述の好ましい具体例を参照し
て記述されてきたが、諸変更及び諸修正は本発明の範囲
と精神の範囲内にあるものとする。

【００４４】

【付記】以上詳述したように、本発明は、〔１〕第一の
流体中の被検体の存在を検出するための分析機器であっ
て：第一の流体、第一の検出器流体、及び第二の検出器
流体を含む複数の流体の少なくとも１つの選択可能な流
れを供給するための気体マニホルド（１３）；前記の選
択可能な流れを変調させるための、制御信号に応答する
気体コントローラー（２６）；変調された選択可能な流
れを受けるための気体マニホルドに動作できるよう接続
された火炎に基づく検出器（２４）；及び点火を助長す
るところの予め決められた流れの変調基準に従って前記
変調を実施できるよう予め決められた点火シーケンスに
おいて前記制御信号を設定するためのプログラマブル・
コンピュータ（２２）；を含んで成り、次のような好ま
しい実施態様を有する。

【００４５】〔２〕第一の流体が分離カラム（２２４）
に供給される〔１〕記載の分析機器。

【００４６】〔３〕火炎に基づく検出器（２４）がＦＩ
Ｄであり、第一の検出器流体が水素であり、且つ流れの
変調が第一の検出器流体の流れに適用される〔１〕記載
の分析機器。

【００４７】〔４〕火炎に基づく検出器（２４）がＦＰ
Ｄであり、第二の検出器流体が空気であり、且つ流れの
変調が第二の検出器流体の流れに適用される〔１〕記載
の分析機器。

【００４８】〔５〕複数の検出器流体がさらにメークア
ップガスから成り、且つメークアップガスの流量を点火
シーケンスのある部分の間減少させる〔１〕記載の分析
機器。

【００４９】〔６〕コンピュータ（２２）がプログラマ
ブル・テーブルを包含し、且つ流れの変調がそのテーブ
ルに従って実施される〔１〕記載の分析機器。

【００５０】〔７〕火炎に基づく検出器（２４）がさら
に：複数の流体を受けるための流体混合構造体（２２
２）；流体混合体を加熱して点火条件を生成できる点火
器（２１１）；イオン電流を受けるためのコレクター電
極（２１３）；及び点火器（２１１）及びコレクター電
極（２１３）をある間隔を持たせて軸調整し、且つその
点火器及びコレクター電極に接触するよう流体混合体を
誘導するための流体誘導構造体（２１０）；を含んで成
る〔１〕記載の分析機器。

【００５１】また、本発明は、〔８〕第一の流体中の被
検体の存在を検出するための分析方法であって：第一の
検出器流体、第二の検出器流体、及び被検体から成る第
一の流体を含む複数の流体の各々の選択可能な流れを設
定すること；第一流体、第一の検出器流体の選択可能な
流れ、及び第二の検出器流体の選択可能な流れを受ける
ための火炎に基づく検出器（２４）を設けること；及び
第一の検出器流体及び第二の検出器流体の少なくとも１
つの流れに変調を実施し、且つその流れの変調が予め決
められた点火シーケンスにおいて適用された予め決めら
れた流れの変調基準に従って実行されること；から成
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成されたクロマトグラフを簡
略化して示す図である。

【図２】図１のクロマトグラフの一部を簡略化して示す
断面説明図であって、本発明に従って構成された気体制
御部と火炎に基づく検出器の第一構成例を示す。

【図３】図１のクロマトグラフの一部を簡略化して示す
断面説明図であって、気体制御部の第二構成例を示す。

【図４】図１のクロマトグラフに実施される点火シーケ
ンスに採用される連続処理ステップを示す図である。

【図５】図１のクロマトグラフに実施される点火シーケ
ンスに採用される連続処理ステップを示す図である。

【図６】本発明に沿って、図３の例に従って作動された
火炎に基づく検出器の一実施例における点火を達成する
ための及第条件を示すグラフである。

【図７】図６と同じ及第条件を示すグラフである。

【図８】図６と同じ及第条件を示すグラフである。

【図９】図６と同じ及第条件を示すグラフである。

【符号の説明】

１０クロマトグラフ１２Ａ，２４Ａガス源１２注入装置１３気体マニホルドアセンブリ（群）１４カラム１６オーブン１８ヒーター２２コンピュータ２４検出器２６コントローラー２８，３０データ及び制御ライン５０電子制御パネル５８キーパッド６０ディスプレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一の流体中の被検体の存在を検出する
ための分析機器であって：第一の流体、第一の検出器流
体、及び第二の検出器流体を含む複数の流体の少なくと
も１つの選択可能な流れを供給するための気体マニホル
ド（１３）；前記の選択可能な流れを変調させるため
の、制御信号に応答する気体コントローラー（２６）；
変調された選択可能な流れを受けるための気体マニホル
ドに動作できるよう接続された火炎に基づく検出器（２
４）；及び点火を助長するところの予め決められた流れ
の変調基準に従って前記変調を実施できるよう予め決め
られた点火シーケンスにおいて前記制御信号を設定する
ためのプログラマブル・コンピュータ（２２）；を含ん
で成る分析機器。
【請求項２】第一の検出器流体、第二の検出器流体、
及び被検体から成る第一の流体を含む複数の流体の各々
の選択可能な流れを設定すること；第一流体、第一の検
出器流体の選択可能な流れ、及び第二の検出器流体の選
択可能な流れを受けるための火炎に基づく検出器（２
４）を設けること；及び第一の検出器流体及び第二の検
出器流体の少なくとも１つの流れに変調を実施し、且つ
その流れの変調が予め決められた点火シーケンスにおい
て適用された予め決められた流れの変調基準に従って実
行されること；から成る分析方法。