JPH11118749A - 熱伝導度検出器 - Google Patents
熱伝導度検出器Info
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- JPH11118749A JPH11118749A JP27701697A JP27701697A JPH11118749A JP H11118749 A JPH11118749 A JP H11118749A JP 27701697 A JP27701697 A JP 27701697A JP 27701697 A JP27701697 A JP 27701697A JP H11118749 A JPH11118749 A JP H11118749A
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- JP
- Japan
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- gas
- thermal conductivity
- flow path
- conductivity detector
- filament
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスクロマトグラフの成分分解能の低下を防
ぎ流量の変動の影響を受けない熱伝導度検出器を提供す
る。 【解決手段】 測定ガスが供給される測定ガス流路と、
参照ガスが供給される比較ガス流路とに、夫々抵抗温度
係数が大きい抵抗器からなる検出素子を配置してこれら
検出素子に通電し、測定ガスと参照ガスの熱伝度の差に
対応した検出素子間の相対的抵抗変化に基づいて測定ガ
スの成分を検出する熱伝導度検出器において、前記検出
素子の表面に形成された前記抵抗器の表面を覆う被覆部
材を設けると共に、これら被覆部材と抵抗器の間隔を前
記流路内を流れるガスが拡散により置換できる程度に近
接して配置した。
ぎ流量の変動の影響を受けない熱伝導度検出器を提供す
る。 【解決手段】 測定ガスが供給される測定ガス流路と、
参照ガスが供給される比較ガス流路とに、夫々抵抗温度
係数が大きい抵抗器からなる検出素子を配置してこれら
検出素子に通電し、測定ガスと参照ガスの熱伝度の差に
対応した検出素子間の相対的抵抗変化に基づいて測定ガ
スの成分を検出する熱伝導度検出器において、前記検出
素子の表面に形成された前記抵抗器の表面を覆う被覆部
材を設けると共に、これら被覆部材と抵抗器の間隔を前
記流路内を流れるガスが拡散により置換できる程度に近
接して配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定ガス中の各成分ガ
スが有する熱伝導度を利用して測定ガスの定性若しくは
定量を行う熱伝導度検出器に関し、更に詳しくは、ガス
クロマトグラフの成分分解能の低下を防ぎ流量の変動の
影響を受けない熱伝導度検出器に関するものである。
スが有する熱伝導度を利用して測定ガスの定性若しくは
定量を行う熱伝導度検出器に関し、更に詳しくは、ガス
クロマトグラフの成分分解能の低下を防ぎ流量の変動の
影響を受けない熱伝導度検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は熱伝導度検出器の原理を示す構成
図である。図において，１０は定電流電源、１２はキャ
リアガスが流れる参照ガス用流路、１３はサンプルガス
を含むことのあるキャリアガスが流れる測定ガス用流
路、１４ａ，１４ｃは比較用のタングステンフィラメン
ト、１４ｂ，１４ｄは測定用のタングステンフィラメン
トであって、フィラメント１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１
４ｄはホイートストンブリッジを構成している。１５，
１６は差動増幅器、１７は可変電圧電源である。
図である。図において，１０は定電流電源、１２はキャ
リアガスが流れる参照ガス用流路、１３はサンプルガス
を含むことのあるキャリアガスが流れる測定ガス用流
路、１４ａ，１４ｃは比較用のタングステンフィラメン
ト、１４ｂ，１４ｄは測定用のタングステンフィラメン
トであって、フィラメント１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１
４ｄはホイートストンブリッジを構成している。１５，
１６は差動増幅器、１７は可変電圧電源である。
【０００３】この様な構成において、定電流電源１０か
ら供給された所定の電流が、フィラメント１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄに流れ、ジュールの法則に従って各
フィラメントが発熱する。一方、比較ガス用流路１２に
は、純粋のキャリアガスが流れてフィラメント１４ａ，
１４ｃから熱を奪う。
ら供給された所定の電流が、フィラメント１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄに流れ、ジュールの法則に従って各
フィラメントが発熱する。一方、比較ガス用流路１２に
は、純粋のキャリアガスが流れてフィラメント１４ａ，
１４ｃから熱を奪う。
【０００４】その結果、サンプルガスの熱伝導度に応じ
て各フィラメントの熱バランスが変化してホイートスト
ンブリッジに不平衡電圧が発生し、その不平衡電圧は差
動増幅器１５により増幅された後、可変電圧電源１７と
差動増幅器１６からなる減算回路でベース電圧変動およ
び不平衡電圧の初期値が減算されて出力信号Ｅoutが与
えられる。この出力Ｅoutはサンプルガスの熱伝導度に
対応しており、この出力Ｅoutからサンプルガスの定性
若しくは定量を行うことができる。
て各フィラメントの熱バランスが変化してホイートスト
ンブリッジに不平衡電圧が発生し、その不平衡電圧は差
動増幅器１５により増幅された後、可変電圧電源１７と
差動増幅器１６からなる減算回路でベース電圧変動およ
び不平衡電圧の初期値が減算されて出力信号Ｅoutが与
えられる。この出力Ｅoutはサンプルガスの熱伝導度に
対応しており、この出力Ｅoutからサンプルガスの定性
若しくは定量を行うことができる。
【０００５】図８はこの様な熱伝導度検出器に用いられ
ている従来例の要部を示す構成断面図である。図におい
て２０はアルミニウムからなるブロックであり、このブ
ロックには互いに平行な第１，第２貫通孔２１，２２が
形成されており、これらの貫通孔に夫々フィラメントで
なる発熱体２３，２４が配置されている。
ている従来例の要部を示す構成断面図である。図におい
て２０はアルミニウムからなるブロックであり、このブ
ロックには互いに平行な第１，第２貫通孔２１，２２が
形成されており、これらの貫通孔に夫々フィラメントで
なる発熱体２３，２４が配置されている。
【０００６】また、第１，第２の貫通孔２１，２２の夫
々の流入口２１ａ，２２ａから貫通孔２１，２２と夫々
略４５度の角度をなす両方向へ第１〜第４の内部流路２
５ａ〜２５ｄが形成されており、第１，第２の貫通孔２
１，２２の夫々の流出口２１ｂ，２２ｂからも貫通孔２
１，２２と夫々略４５度の角度をなす両方向へ第５〜第
８の内部流路２５ｅ〜２５ｈが形成されている。
々の流入口２１ａ，２２ａから貫通孔２１，２２と夫々
略４５度の角度をなす両方向へ第１〜第４の内部流路２
５ａ〜２５ｄが形成されており、第１，第２の貫通孔２
１，２２の夫々の流出口２１ｂ，２２ｂからも貫通孔２
１，２２と夫々略４５度の角度をなす両方向へ第５〜第
８の内部流路２５ｅ〜２５ｈが形成されている。
【０００７】この内部流路２５ｅ〜２５ｈは夫々４個ず
つ結合されて略Ｗ字形の夫々の流路を形成するととも
に、第１，第４の内部流路２５ｅ，２５ｈと結合され
て、上記第１，第２の貫通孔２１，２２を主流路とする
ときの夫々のバイパス流路を形成している。２８ａは流
体の導入パイプ，２８ｂは流出パイプであり、補強部材
２９ａ，２９ｂで補強されている。また、３０ａ，３０
ｂ，３２ａ，３２ｂはリード線であり、ハーメチックシ
ール３１ａ，３１ｂ，３３ｃ，３３ｄによりシールされ
ている。
つ結合されて略Ｗ字形の夫々の流路を形成するととも
に、第１，第４の内部流路２５ｅ，２５ｈと結合され
て、上記第１，第２の貫通孔２１，２２を主流路とする
ときの夫々のバイパス流路を形成している。２８ａは流
体の導入パイプ，２８ｂは流出パイプであり、補強部材
２９ａ，２９ｂで補強されている。また、３０ａ，３０
ｂ，３２ａ，３２ｂはリード線であり、ハーメチックシ
ール３１ａ，３１ｂ，３３ｃ，３３ｄによりシールされ
ている。
【０００８】上記の構成において、被測定流体若しくは
参照流体でなる所定の流体が導入孔２６に供給される
と、その流体は導入孔２６を経て後２分されて第２，第
３の内部流路２５ｂ，２５ｃを流れる。また，第２内部
流路２５ｂを経由して後、更に２分されて第１貫通孔２
１および第１，第５の内部流路２５ａ，２５ｅを流れ、
再び合流して第６内部流路２５ｆを流れる。
参照流体でなる所定の流体が導入孔２６に供給される
と、その流体は導入孔２６を経て後２分されて第２，第
３の内部流路２５ｂ，２５ｃを流れる。また，第２内部
流路２５ｂを経由して後、更に２分されて第１貫通孔２
１および第１，第５の内部流路２５ａ，２５ｅを流れ、
再び合流して第６内部流路２５ｆを流れる。
【０００９】同様にして、上記第３内部流路２５ｃを経
由する流れも更に２分され第２貫通孔２２および第４，
第８の内部流路２５ｄ，２５ｈを流れて後、再び合流し
て第７内部流路２５ｇを流れる。更に第６，第７の内部
流路２５ｆ，２５ｇを流れる流体は３たび合流して導出
孔２７を経てブロック２０外へ導出される。
由する流れも更に２分され第２貫通孔２２および第４，
第８の内部流路２５ｄ，２５ｈを流れて後、再び合流し
て第７内部流路２５ｇを流れる。更に第６，第７の内部
流路２５ｆ，２５ｇを流れる流体は３たび合流して導出
孔２７を経てブロック２０外へ導出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記の様な熱伝導度検
出器はフィラメントに電流を流して発熱させ、そこに測
定ガスを流すと熱伝導度の違いによりフィラメントの温
度が変化してその抵抗値の変化からガスを検出するもの
であるが、フィラメントの温度はガスの流速の変動によ
っても変化する。上記内部流路２５ａ〜２５ｈはガスの
流れを分岐させてフィラメント側に流すことでフィラメ
ントに流れるガス流を小さくして流量変動を低減してい
る。
出器はフィラメントに電流を流して発熱させ、そこに測
定ガスを流すと熱伝導度の違いによりフィラメントの温
度が変化してその抵抗値の変化からガスを検出するもの
であるが、フィラメントの温度はガスの流速の変動によ
っても変化する。上記内部流路２５ａ〜２５ｈはガスの
流れを分岐させてフィラメント側に流すことでフィラメ
ントに流れるガス流を小さくして流量変動を低減してい
る。
【００１１】しかしながら、流速を低減しても、ガス置
換のためにある程度の流速は必要であり、流速変動の低
減効果には限度がある。また著しく流速を小さくする様
な構造とするとガスの置換に時間がかかってガスクロマ
トグラフの成分分離能が低下するという問題があった。
換のためにある程度の流速は必要であり、流速変動の低
減効果には限度がある。また著しく流速を小さくする様
な構造とするとガスの置換に時間がかかってガスクロマ
トグラフの成分分離能が低下するという問題があった。
【００１２】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので，ガスクロマトグラフの成分分解能
の低下を防ぎ流量の変動の影響を受けない熱伝導度検出
器を提供することを目的とする。
めになされたもので，ガスクロマトグラフの成分分解能
の低下を防ぎ流量の変動の影響を受けない熱伝導度検出
器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
本発明の構成は，測定ガスが供給される測定ガス流路
と、参照ガスが供給される比較ガス流路とに、夫々抵抗
温度係数が大きい抵抗器からなる検出素子を配置してこ
れら検出素子に通電し、測定ガスと参照ガスの熱伝度の
差に対応した検出素子間の相対的抵抗変化に基づいて測
定ガスの成分を検出する熱伝導度検出器において、前記
検出素子の表面に形成された前記抵抗器の表面を覆う被
覆部材を設けると共に、これら被覆部材と抵抗器の間隔
を前記流路内を流れるガスが拡散により置換できる程度
に近接して配置したことを特徴とするものである。
本発明の構成は，測定ガスが供給される測定ガス流路
と、参照ガスが供給される比較ガス流路とに、夫々抵抗
温度係数が大きい抵抗器からなる検出素子を配置してこ
れら検出素子に通電し、測定ガスと参照ガスの熱伝度の
差に対応した検出素子間の相対的抵抗変化に基づいて測
定ガスの成分を検出する熱伝導度検出器において、前記
検出素子の表面に形成された前記抵抗器の表面を覆う被
覆部材を設けると共に、これら被覆部材と抵抗器の間隔
を前記流路内を流れるガスが拡散により置換できる程度
に近接して配置したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１，図２，図３は本発明による
熱伝導度検出器の一実施例を示す構成図であり、図１は
ガス流路の斜視図，図２は図１のＸーＸ断面図，図３は
流路に配置された検出素子の平面図である。これらの図
において１はシリコン基板からなるベース、２はシリコ
ン基板からなる上蓋であり、これらベースと上蓋は重ね
合わせた状態で断面矩形状のガス流路３が形成されてい
る。
熱伝導度検出器の一実施例を示す構成図であり、図１は
ガス流路の斜視図，図２は図１のＸーＸ断面図，図３は
流路に配置された検出素子の平面図である。これらの図
において１はシリコン基板からなるベース、２はシリコ
ン基板からなる上蓋であり、これらベースと上蓋は重ね
合わせた状態で断面矩形状のガス流路３が形成されてい
る。
【００１５】４はマイクロマシニング技術により作製さ
れたダイアフラム４ｃ上のフィラメント４ａを有する検
出素子（ガスセンサ）であり、このセンサ４はフィラメ
ント４ａ側を上にベース１に接着等により固定されてい
る。４ｂは夫々フィラメントの一端に接続するリード線
であり、ハーメチック端子５を介してフィラメント４ａ
の抵抗変化がベース１の外部に取り出される。
れたダイアフラム４ｃ上のフィラメント４ａを有する検
出素子（ガスセンサ）であり、このセンサ４はフィラメ
ント４ａ側を上にベース１に接着等により固定されてい
る。４ｂは夫々フィラメントの一端に接続するリード線
であり、ハーメチック端子５を介してフィラメント４ａ
の抵抗変化がベース１の外部に取り出される。
【００１６】２ａはシリコン基板からなる上蓋２に形成
された凸部（突起）であり、この凸部（２ａ）は先端が
検出素子（ガスセンサ）４のフィラメント４ａ部分を覆
う程度の面積６を有しており、フィラメント４ａの直上
に位置している。また、フィラメント４ａと凸部先端は
拡散効果のみでガスの置換が行われる程度の隙間（＞２
０μｍ程度）となる様に近接して配置されている。な
お、図では省略するがこの検出素子以外の構成は図７に
示す従来例と同様なのでここでの説明は省略する。
された凸部（突起）であり、この凸部（２ａ）は先端が
検出素子（ガスセンサ）４のフィラメント４ａ部分を覆
う程度の面積６を有しており、フィラメント４ａの直上
に位置している。また、フィラメント４ａと凸部先端は
拡散効果のみでガスの置換が行われる程度の隙間（＞２
０μｍ程度）となる様に近接して配置されている。な
お、図では省略するがこの検出素子以外の構成は図７に
示す従来例と同様なのでここでの説明は省略する。
【００１７】図４はガス流路を管と見なしたときの等価
直径を演算するための模式図であり。この場合、等価直
径（ｄｅ）は、 ｄｅ＝４（Ａ／ｓ） Ａ；ガス流路３の断面積 ｓ；断面の内周長（図４の一点鎖線Ｙに沿う面）
直径を演算するための模式図であり。この場合、等価直
径（ｄｅ）は、 ｄｅ＝４（Ａ／ｓ） Ａ；ガス流路３の断面積 ｓ；断面の内周長（図４の一点鎖線Ｙに沿う面）
【００１８】従って、管内の平均流速Ｕｍは Ｕｍ＝［｛２・（Ａ／ｓ）｝2／（８μ・ｌ）］・ΔＰ ガス流路Ａの流速、ガスセンサと凸部間の流路の流速
は、 Ｕｍ(A)＝（ａ2／２５）・（１／８μｌ）・ΔＰ…（１） Ｕｍ(D)＝｛（ａ・ｄ）／（ａ＋２ｄ）｝2・（１／８μ
ｌ）・ΔＰａ＞＞ｄなので Ｕｍ(D)≒ｄ2・（１／８μｌ）・ΔＰ…（２）
は、 Ｕｍ(A)＝（ａ2／２５）・（１／８μｌ）・ΔＰ…（１） Ｕｍ(D)＝｛（ａ・ｄ）／（ａ＋２ｄ）｝2・（１／８μ
ｌ）・ΔＰａ＞＞ｄなので Ｕｍ(D)≒ｄ2・（１／８μｌ）・ΔＰ…（２）
【００１９】ここで、ガスセンサと凸部の間隔（ｄ）を
小さくしていくと（ｄ→０） Ｕｍ(A)＝一定 Ｕｍ(D)＝→０ 従って、間隔ｄを小さくすることにより、ガスセンサの
フィラメント部にはガスが殆ど流れなくなる。
小さくしていくと（ｄ→０） Ｕｍ(A)＝一定 Ｕｍ(D)＝→０ 従って、間隔ｄを小さくすることにより、ガスセンサの
フィラメント部にはガスが殆ど流れなくなる。
【００２０】熱伝導に関して考えると、図５のようにガ
ス中に金属の線を張り、これに電流を通じて発熱させた
とき、奪いさられる熱量をｑとすると、 ｑ＝Ｔｆｃ（α・λ＋β・ｍ・Ｃｐ） Ｔｆｃ；素子とセル壁との温度差 λ ；ガスの熱伝導度 ｍ ；モル流量 Ｃｐ ；分子熱 α、β；装置係数
ス中に金属の線を張り、これに電流を通じて発熱させた
とき、奪いさられる熱量をｑとすると、 ｑ＝Ｔｆｃ（α・λ＋β・ｍ・Ｃｐ） Ｔｆｃ；素子とセル壁との温度差 λ ；ガスの熱伝導度 ｍ ；モル流量 Ｃｐ ；分子熱 α、β；装置係数
【００２１】モル流量ｍ→０ならば、奪われる熱量は第
１項のみが有効で、ガスの熱伝導度に関与する。従っ
て、ガスセンサと凸部の隙間（ｄ）を小さくすることに
より、流量変化の影響を受けなくなる。ガスの拡散から
考えると、ｌ＝（Ｄｇ・ｔ）1/2よりｔ＝ｌ2／Ｄg2 ｌ；拡散距離、Ｄｇ；ガスの拡散係数、ｔ；拡散係数
１項のみが有効で、ガスの熱伝導度に関与する。従っ
て、ガスセンサと凸部の隙間（ｄ）を小さくすることに
より、流量変化の影響を受けなくなる。ガスの拡散から
考えると、ｌ＝（Ｄｇ・ｔ）1/2よりｔ＝ｌ2／Ｄg2 ｌ；拡散距離、Ｄｇ；ガスの拡散係数、ｔ；拡散係数
【００２２】ガスセンサの両側からガスが拡散してくる
ことから、拡散距離はガスセンサの幅の１／２である。
ガスセンサの幅を０．５ｍｍとすると、拡散距離は０．
２５ｍｍとなり、ガスをＨ2とすると拡散係数は０．３
５ｃｍ2／ｓとなる。拡散時間ｔ（Ｈ2）は１．８ｍｓと
なり、ガスセンサの上を素早く拡散する。 （拡散速度は、１３．８ｃｍ／ｓ）
ことから、拡散距離はガスセンサの幅の１／２である。
ガスセンサの幅を０．５ｍｍとすると、拡散距離は０．
２５ｍｍとなり、ガスをＨ2とすると拡散係数は０．３
５ｃｍ2／ｓとなる。拡散時間ｔ（Ｈ2）は１．８ｍｓと
なり、ガスセンサの上を素早く拡散する。 （拡散速度は、１３．８ｃｍ／ｓ）
【００２３】隙間と平均流速の関係について、ガス流量
をＱ（ｍ3／ｓ）、隙間に流れる流量が極僅かと仮定す
ると、流路Ａに流れるガスの流速（Ｕｍ(A)）は Ｕｍ(A)＝Ｑ／（２Ａ(A)）＝Ｑ／｛２・π（ｄｍ(A))／２）2｝ ＝（２５／２）・（Ｑ／π）・（１／ａ2）
をＱ（ｍ3／ｓ）、隙間に流れる流量が極僅かと仮定す
ると、流路Ａに流れるガスの流速（Ｕｍ(A)）は Ｕｍ(A)＝Ｑ／（２Ａ(A)）＝Ｑ／｛２・π（ｄｍ(A))／２）2｝ ＝（２５／２）・（Ｑ／π）・（１／ａ2）
【００２４】流路Ａに流れるガスの流速（Ｕｍ(A)）と
流路Ｄに流れるガスの流速（Ｕｍ(D)）の比は、（１）、
（２）式より、 （Ｕｍ(D)）／（Ｕｍ(A)）＝(５ｄ／ａ)2 従って、流路Ｄに流れるガスの流速（Ｕｍ(D)）は、 Ｕｍ(D)＝（Ｑ／２π）・（５／ａ）4・ｄ2 となる。
流路Ｄに流れるガスの流速（Ｕｍ(D)）の比は、（１）、
（２）式より、 （Ｕｍ(D)）／（Ｕｍ(A)）＝(５ｄ／ａ)2 従って、流路Ｄに流れるガスの流速（Ｕｍ(D)）は、 Ｕｍ(D)＝（Ｑ／２π）・（５／ａ）4・ｄ2 となる。
【００２５】ここで、ガスの拡散時間は次式により求め
ることができる。 ｌ＝（Ｄg・ｔ）1/2 ｔ＝ｌ2／Ｄg ｌ；拡散距離 Ｄg；ガスの拡散係数 ｔ；拡散時間（拡散距離ｌ） 上式において、拡散距離を０．２５ｍｍ（図１ｂ参
照）、Ｈ2ガスの拡散係数を０．３５ｃｍ2／秒，Ｎ2ガ
スの拡散係数を０．１７ｃｍ2／秒として計算すると、
ガスの拡散時間はＨ2は１．８ｍ／秒，Ｎ2は３．７ｍ／
秒となる。
ることができる。 ｌ＝（Ｄg・ｔ）1/2 ｔ＝ｌ2／Ｄg ｌ；拡散距離 Ｄg；ガスの拡散係数 ｔ；拡散時間（拡散距離ｌ） 上式において、拡散距離を０．２５ｍｍ（図１ｂ参
照）、Ｈ2ガスの拡散係数を０．３５ｃｍ2／秒，Ｎ2ガ
スの拡散係数を０．１７ｃｍ2／秒として計算すると、
ガスの拡散時間はＨ2は１．８ｍ／秒，Ｎ2は３．７ｍ／
秒となる。
【００２６】図６は図４におけるガス流路３にガスを流
したときの平均流速と隙間ｄにおける平均速度の関係を
示すものである。ここでは、ガス流路３（断面積Ａ）の
一辺（ａ）を１ｍｍとし、一辺がａ／２の凸部２ａ及び
検出素子４を流路の中心に配置し、隙間ｄの間隔を変化
させている。なお、ガスの流速は毎分３ｍｌとした。図
中Ｅで示す２点鎖線は内径（ＩＤ）０．５ｍｍのキャピ
ラリーカラムの平均速度（参考として表示）、Ｆで示す
実線は上記寸法の管路の平均速度、Ｇで示す実線の途中
に□を付した線は隙間ｄ（ｍｍ）を流れるガスの平均流
速である。
したときの平均流速と隙間ｄにおける平均速度の関係を
示すものである。ここでは、ガス流路３（断面積Ａ）の
一辺（ａ）を１ｍｍとし、一辺がａ／２の凸部２ａ及び
検出素子４を流路の中心に配置し、隙間ｄの間隔を変化
させている。なお、ガスの流速は毎分３ｍｌとした。図
中Ｅで示す２点鎖線は内径（ＩＤ）０．５ｍｍのキャピ
ラリーカラムの平均速度（参考として表示）、Ｆで示す
実線は上記寸法の管路の平均速度、Ｇで示す実線の途中
に□を付した線は隙間ｄ（ｍｍ）を流れるガスの平均流
速である。
【００２７】図から分かるように隙間が２０μｍ以下で
は隙間には殆どガスが流れない。即ち隙間が２０μｍ以
下であればフィラメントは流速の影響を受けず、拡散に
よるガスの置換からガスの種類や濃度を測定することが
可能となる。
は隙間には殆どガスが流れない。即ち隙間が２０μｍ以
下であればフィラメントは流速の影響を受けず、拡散に
よるガスの置換からガスの種類や濃度を測定することが
可能となる。
【００２８】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に本発明によれば、熱伝導度検出器において、検出素子
の表面に形成された抵抗器を前記ガス流路の中央付近に
配置するとともに前記検出素子の表面を流路内を流れる
ガスが拡散により置換できる程度に覆ったので、ガスの
置換は拡散効果が支配的になり、流速の影響が少なくな
る。その結果、従来に比較して流量変動の影響がなく、
ガスクロマトグラフの成分分離能の低下のない熱伝導度
検出器を実現することができる
に本発明によれば、熱伝導度検出器において、検出素子
の表面に形成された抵抗器を前記ガス流路の中央付近に
配置するとともに前記検出素子の表面を流路内を流れる
ガスが拡散により置換できる程度に覆ったので、ガスの
置換は拡散効果が支配的になり、流速の影響が少なくな
る。その結果、従来に比較して流量変動の影響がなく、
ガスクロマトグラフの成分分離能の低下のない熱伝導度
検出器を実現することができる
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す熱伝導度検出
器の要部斜視図である。
器の要部斜視図である。
【図２】図１のＸーＸ断面図である。
【図３】流路に配置された検出素子の平面図である。
【図４】ガス流路を管と見なしたときの等価直径を演算
するための模式図である。
するための模式図である。
【図５】ガス中の金属線に電流を通じて発熱させた状態
を示す図である。
を示す図である。
【図６】ガス流路にガスを流したときの平均流速と隙間
ｄにおける平均速度の関係を示す図である。
ｄにおける平均速度の関係を示す図である。
【図７】従来例の熱伝導度検出器の原理を示す構成図で
ある。
ある。
【図８】従来例の要部を示す構成断面図である。
１ ベース（シリコン基板） ２ 上蓋（シリコン基板） ２ａ 凸部 ３ ガス流路 ４ 検出素子（ガスセンサ） ４ａ フィラメント ４ｂ リード線 ４ｃ ダイアフラム ５ 端子
Claims (9)
- 【請求項１】測定ガスが供給される測定ガス流路と、参
照ガスが供給される比較ガス流路とに、夫々抵抗温度係
数が大きい抵抗器からなる検出素子を配置してこれら検
出素子に通電し、測定ガスと参照ガスの熱伝度の差に対
応した検出素子間の相対的抵抗変化に基づいて測定ガス
の成分を検出する熱伝導度検出器において、前記検出素
子の表面に形成された前記抵抗器の表面を覆う被覆部材
を設けると共に、これら被覆部材と抵抗器の間隔を前記
流路内を流れるガスが拡散により置換できる程度に近接
して配置したことを特徴とする熱伝導度検出器。 - 【請求項２】前記検出素子はシリコンチップの表面にフ
イラメントを形成して抵抗器とされたことを特徴とする
請求項１記載の熱伝導度検出器。 - 【請求項３】前記フイラメントはシリコンチップの表面
に形成されたダイアフラム上に形成されたことを特徴と
する請求項１記載の熱伝導度検出器。 - 【請求項４】前記ガス流路は２枚のシリコン基板を貼り
合わせて形成し、該シリコン基板の少なくとも一方に形
成した溝により形成されていることを特徴とする請求項
１記載の熱伝導度検出器。 - 【請求項５】前記シリコン基板の一方に溝を形成し、他
方のシリコン基板を平板状として形成したガス流路に前
記検出素子を配置した状態で、前記フイラメントが形成
された側と対向する壁面との間隔は前記流路内を流れる
ガスが拡散により置換できる程度に近接して配置したこ
とを特徴とする請求項１記載の熱伝導度検出器。 - 【請求項６】抵抗器のフイラメントが形成された側の対
向する側の基板に被覆部材としての凸部を設け、この凸
部と前記フイラメントの間隔を前記流路内を流れるガス
が拡散により置換できる程度に近接して配置したことを
特徴とする請求項１記載の熱伝導度検出器。 - 【請求項７】前記ガス流路の流れ方向の断面において前
記シリコンチップのガス流路内における幅を該流路の半
分程度としたことを特徴とする請求項２記載の熱伝導度
検出器。 - 【請求項８】前記シリコンチップはガス流路に配置した
状態でシリコンチップの両側をガスが流れる位置に配置
したことを特徴とする請求項２記載の熱伝導度検出器。 - 【請求項９】前記シリコンチップはガス流路の中央付近
に配置したことを特徴とする請求項２記載の熱伝導度検
出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27701697A JPH11118749A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 熱伝導度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27701697A JPH11118749A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 熱伝導度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118749A true JPH11118749A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17577604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27701697A Pending JPH11118749A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 熱伝導度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11118749A (ja) |
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1997
- 1997-10-09 JP JP27701697A patent/JPH11118749A/ja active Pending
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