JPH11326282A - イオン化検出器 - Google Patents
イオン化検出器Info
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- JPH11326282A JPH11326282A JP11107527A JP10752799A JPH11326282A JP H11326282 A JPH11326282 A JP H11326282A JP 11107527 A JP11107527 A JP 11107527A JP 10752799 A JP10752799 A JP 10752799A JP H11326282 A JPH11326282 A JP H11326282A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
- G01N27/64—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
- G01N27/66—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber and measuring current or voltage
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- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
- G01N30/64—Electrical detectors
- G01N30/70—Electron capture detectors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】拡張されたリニアダイナミックレンジを有する
イオン化検出器。 【解決手段】イオン化検出器の直線化は、検出器の出力
信号を処理し、試料の高濃度領域において対数崩壊が生
じるように補償する。これは、以下の式より求められ
る。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、I
(lin)は検出器の直線化出力信号電流、Iは非直線化出力
信号電流、I(dec)は対数崩壊発生時の出力信号電流、pw
rは対数崩壊の勾配を補償するパワー率。
イオン化検出器。 【解決手段】イオン化検出器の直線化は、検出器の出力
信号を処理し、試料の高濃度領域において対数崩壊が生
じるように補償する。これは、以下の式より求められ
る。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、I
(lin)は検出器の直線化出力信号電流、Iは非直線化出力
信号電流、I(dec)は対数崩壊発生時の出力信号電流、pw
rは対数崩壊の勾配を補償するパワー率。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、サンプルガス
の分析のための検出器に関し、とくに、直線化された(l
inearized)出力信号を有するイオン化検出器システムに
関するものである。
の分析のための検出器に関し、とくに、直線化された(l
inearized)出力信号を有するイオン化検出器システムに
関するものである。
【０００２】
【従来技術】イオン化検出器の感度は、検出器応答対分
析物(analyte)濃度又は分析物の量をプロットによって
測定することができる。検出器感度が一定である範囲を
リニアダイナミックレンジ（linear dynamic range)と
呼び、分析物の濃度又は量に応じて応答が変化する全範
囲をその検出器のダイナミックレンジと呼ぶ。イオン化
検出器の検出ゾーンに分析物分子の実質的濃度が存在す
ると、利用できるイオン化粒子の有効部分を消費する。
もし分析物分子の濃度がそれ以上に上昇すると、分析物
分子のイオン化は、減少する割合でしか起こらず、且つ
検出器応答因子は、次第に減少すると予想できる。ダイ
ナミックレンジの上限は、検出器感度が使用不能値に、
典型的には、ゼロになるときに決定され、検出器は、飽
和されていると云われる。ダイナミックレンジの下限
は、最小検出可能レベル(MDL)で生ずる。
析物(analyte)濃度又は分析物の量をプロットによって
測定することができる。検出器感度が一定である範囲を
リニアダイナミックレンジ（linear dynamic range)と
呼び、分析物の濃度又は量に応じて応答が変化する全範
囲をその検出器のダイナミックレンジと呼ぶ。イオン化
検出器の検出ゾーンに分析物分子の実質的濃度が存在す
ると、利用できるイオン化粒子の有効部分を消費する。
もし分析物分子の濃度がそれ以上に上昇すると、分析物
分子のイオン化は、減少する割合でしか起こらず、且つ
検出器応答因子は、次第に減少すると予想できる。ダイ
ナミックレンジの上限は、検出器感度が使用不能値に、
典型的には、ゼロになるときに決定され、検出器は、飽
和されていると云われる。ダイナミックレンジの下限
は、最小検出可能レベル(MDL)で生ずる。
【０００３】従来のイオン化検出器は、イオン化に利用
できるイオン化粒子の数が限定されることによる非直線
性という問題に見舞われ、結果として、従来のイオン化
検出器は、望まれる値より低いリニアダイナミックレン
ジを有していた。イオン化検出器の特定の例には、電子
捕獲型検出器と放電イオン化検出器が含まれる。
できるイオン化粒子の数が限定されることによる非直線
性という問題に見舞われ、結果として、従来のイオン化
検出器は、望まれる値より低いリニアダイナミックレン
ジを有していた。イオン化検出器の特定の例には、電子
捕獲型検出器と放電イオン化検出器が含まれる。
【０００４】ガスクロマトグラフィー用の電子捕獲型検
出器は、当該分野で周知である。電子捕獲型検出器(EC
D)は、ハロゲン化アルキル類のようなある種の分子には
極めて鋭敏であるが、炭化水素類、アルコール類、ケト
ン類等には比較的感知力がわるい。この種の検出器は、
求電子化合物類に対して高感度と高選択性を示し、従っ
て、生物系及び食品における微小量の殺虫剤類の検出に
広く使われている。前述の化合物は、典型的には、検出
器のイオン化セルで生成される自由電子と結合するハロ
ゲン類を含んでいる。その結果生ずるイオン化セル中の
自由電子の減少をモニターし、サンプル中の化合物濃度
の指標として利用するのである。
出器は、当該分野で周知である。電子捕獲型検出器(EC
D)は、ハロゲン化アルキル類のようなある種の分子には
極めて鋭敏であるが、炭化水素類、アルコール類、ケト
ン類等には比較的感知力がわるい。この種の検出器は、
求電子化合物類に対して高感度と高選択性を示し、従っ
て、生物系及び食品における微小量の殺虫剤類の検出に
広く使われている。前述の化合物は、典型的には、検出
器のイオン化セルで生成される自由電子と結合するハロ
ゲン類を含んでいる。その結果生ずるイオン化セル中の
自由電子の減少をモニターし、サンプル中の化合物濃度
の指標として利用するのである。
【０００５】典型的な電子捕獲型検出器の応答は、サン
プルの分子組成とその濃度、検出器セルの清浄度と温
度、及びメークアップガスと溶出物の流量のような、多
くの変数に依存していると見られてきた。しかし、これ
らの変数の多くについての電子捕獲型検出器の反応は、
完全には理解されていない。例えば、見掛け上変化しな
い条件下では、定電流電子捕獲型検出器のあるものは、
測定された応答と被検体濃度との間で非直線的な予測し
得ない関係の徴候を呈することもある。
プルの分子組成とその濃度、検出器セルの清浄度と温
度、及びメークアップガスと溶出物の流量のような、多
くの変数に依存していると見られてきた。しかし、これ
らの変数の多くについての電子捕獲型検出器の反応は、
完全には理解されていない。例えば、見掛け上変化しな
い条件下では、定電流電子捕獲型検出器のあるものは、
測定された応答と被検体濃度との間で非直線的な予測し
得ない関係の徴候を呈することもある。
【０００６】放電イオン化検出器は、ガスで満たされて
いるチャンバに配置されている放電電極の両端に高電圧
を印加することで動作するものである。ヘリウムのよう
な貴ガスの存在において、光子の特性放電発光(charact
eristic discharge emission)が起こる。光子（フォト
ン、photon）によって対象被検体含有の試料ガスを受け
るイオン化チャンバが照射される。光子と試料ガス中の
イオン化可能分子との交互作用の結果としてイオン化チ
ャンバでイオンが生成される。ヘリウム準安定原子(met
astable atoms)も供給源チャンバで生成され、測定対象
の分析物のイオン化に寄与することになる。
いるチャンバに配置されている放電電極の両端に高電圧
を印加することで動作するものである。ヘリウムのよう
な貴ガスの存在において、光子の特性放電発光(charact
eristic discharge emission)が起こる。光子（フォト
ン、photon）によって対象被検体含有の試料ガスを受け
るイオン化チャンバが照射される。光子と試料ガス中の
イオン化可能分子との交互作用の結果としてイオン化チ
ャンバでイオンが生成される。ヘリウム準安定原子(met
astable atoms)も供給源チャンバで生成され、測定対象
の分析物のイオン化に寄与することになる。
【０００７】図１は、周知のヘリウム放電イオン化検出
器を使って記録された検出器応答プロットを示す。図示
した検出器応答では、被検体は炭素１２(Ｃ12)である。
正規化応答因子は、理想的には、検出器中へ導入される
分析物の量に関係なく一定であるべきである。図示のよ
うに、正規化応答因子は、リニアダイナミックレンジ21
0にわたっては平坦であるが、第２の、非直線領域220に
おいて、より多量の被検体が検出器に導入される時に減
少する。
器を使って記録された検出器応答プロットを示す。図示
した検出器応答では、被検体は炭素１２(Ｃ12)である。
正規化応答因子は、理想的には、検出器中へ導入される
分析物の量に関係なく一定であるべきである。図示のよ
うに、正規化応答因子は、リニアダイナミックレンジ21
0にわたっては平坦であるが、第２の、非直線領域220に
おいて、より多量の被検体が検出器に導入される時に減
少する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】イオン化検出器の設計
は、引き続き従来の研究目的であるとはいえ、それでも
なお、改善されたダイナミックレンジを示す検出器応答
を有するイオン化検出器の要求は存在する。
は、引き続き従来の研究目的であるとはいえ、それでも
なお、改善されたダイナミックレンジを示す検出器応答
を有するイオン化検出器の要求は存在する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオン化検出
器において直線化された出力信号を生成させ、それによ
って、ダイナミックレンジの改善を実行するための方法
と装置を提供する。本発明は、限定された量のイオン化
粒子を取り扱う操作による非直線ダイナミックレンジの
影響を受ける全ての方式のイオン化検出器において有益
に利用されるものである。
器において直線化された出力信号を生成させ、それによ
って、ダイナミックレンジの改善を実行するための方法
と装置を提供する。本発明は、限定された量のイオン化
粒子を取り扱う操作による非直線ダイナミックレンジの
影響を受ける全ての方式のイオン化検出器において有益
に利用されるものである。
【００１０】イオン化検出器の検出器応答は、イオン化
された測定対象の分析物の正確な測定に基づいている。
検出器の出力信号の直線化によって、リニアダイナミッ
クレンジのような、検出器応答の一定の特性が改善され
る。本発明によるイオン化検出器の直線化は、イオン化
検出器から誘導される出力信号を処理して、高い試料濃
度での応答の崩壊を補償するようことによって得ること
ができる。
された測定対象の分析物の正確な測定に基づいている。
検出器の出力信号の直線化によって、リニアダイナミッ
クレンジのような、検出器応答の一定の特性が改善され
る。本発明によるイオン化検出器の直線化は、イオン化
検出器から誘導される出力信号を処理して、高い試料濃
度での応答の崩壊を補償するようことによって得ること
ができる。
【００１１】本願発明者が経験的判断で見出したこと
は、この直線性の減衰は対数関数的であり、従って、以
下の直線化方程式に従って検出器の出力信号電流を変更
することにより十分補償し得るということである。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、Ｉ(lin)＝検出器の直線化出力信号電流 Ｉ ＝検出器の非直線化出力信号電流 Ｉ(dec)＝対数崩壊(logarithmic decay)発生時の出力信
号電流 ｐｗｒ＝対数崩壊の勾配を補償するパワー率 （ｐｏｗ
ｅｒ ｆａｃｔｏｒ） 上記式において、出力信号電流の値がＩ(dec)より低い
範囲では、出力信号電流に対して変更はほとんどもしく
は全く必要ない。Ｉ(dec)より大きい出力信号電流で
は、直線化電流Ｉ(lin)を生成するためには非直線化出
力信号を増やさなければならない。
は、この直線性の減衰は対数関数的であり、従って、以
下の直線化方程式に従って検出器の出力信号電流を変更
することにより十分補償し得るということである。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、Ｉ(lin)＝検出器の直線化出力信号電流 Ｉ ＝検出器の非直線化出力信号電流 Ｉ(dec)＝対数崩壊(logarithmic decay)発生時の出力信
号電流 ｐｗｒ＝対数崩壊の勾配を補償するパワー率 （ｐｏｗ
ｅｒ ｆａｃｔｏｒ） 上記式において、出力信号電流の値がＩ(dec)より低い
範囲では、出力信号電流に対して変更はほとんどもしく
は全く必要ない。Ｉ(dec)より大きい出力信号電流で
は、直線化電流Ｉ(lin)を生成するためには非直線化出
力信号を増やさなければならない。
【００１２】Ｉ(dec)とｐｗｒに必要な値は、経験上、
ｌｏｇ［Ｉ］対ｌｏｇ［分析物量］の応答の計算により
定められる。Ｉ(dec)とｐｗｒの値は、特定検出器の特
性であると理解され、従って、検出器の寸法又は放電イ
オン化検出器の放電源の電力等のような、イオン化検出
器の特定の構造に関連したパラメータによって影響を受
ける。
ｌｏｇ［Ｉ］対ｌｏｇ［分析物量］の応答の計算により
定められる。Ｉ(dec)とｐｗｒの値は、特定検出器の特
性であると理解され、従って、検出器の寸法又は放電イ
オン化検出器の放電源の電力等のような、イオン化検出
器の特定の構造に関連したパラメータによって影響を受
ける。
【００１３】本発明の好ましい実施例では、この直線化
方程式の実行は、イオン化検出器の出力と直線化出力信
号を受信することから利益を得ることができる付属装置
の間挿入した直線化部分にわたって検出器信号の信号処
理を介して達成することができる。好ましい直線化部分
は、従って、個別電子回路（即ち、ハードウェア）で、
例えば埋込み式のプロセッサ又はディジタル信号プロセ
ッサで動作可能なファームウェアで、又はプログラマブ
ルコンピュータで動作可能なソフトウェアで、実行する
ことができる。
方程式の実行は、イオン化検出器の出力と直線化出力信
号を受信することから利益を得ることができる付属装置
の間挿入した直線化部分にわたって検出器信号の信号処
理を介して達成することができる。好ましい直線化部分
は、従って、個別電子回路（即ち、ハードウェア）で、
例えば埋込み式のプロセッサ又はディジタル信号プロセ
ッサで動作可能なファームウェアで、又はプログラマブ
ルコンピュータで動作可能なソフトウェアで、実行する
ことができる。
【００１４】前述の出力応答の直線化は、上述のイオン
化粒子の限定濃度に応じて動作する任意のイオン化検出
器に適用してよい。本願発明の教示から利益を受けるこ
とができるイオン化検出器には、例えば、ヘリウムイオ
ン化検出器、アルゴンイオン化検出器、電子捕獲型検出
器、放電イオン化検出器、光イオン化検出器等があげら
れる。
化粒子の限定濃度に応じて動作する任意のイオン化検出
器に適用してよい。本願発明の教示から利益を受けるこ
とができるイオン化検出器には、例えば、ヘリウムイオ
ン化検出器、アルゴンイオン化検出器、電子捕獲型検出
器、放電イオン化検出器、光イオン化検出器等があげら
れる。
【００１５】本発明の前述及びその他の特徴や利点は、
以下の添付図面にしたがって詳述する実施例の説明から
明らかである。それらの図面において、同じ参照数字
は、種々の図面にわたって同一の構成素子に匹敵する。
なお、図面は、必ずしも縮尺で引かず、代わりに発明の
原理を図解することに努めた。
以下の添付図面にしたがって詳述する実施例の説明から
明らかである。それらの図面において、同じ参照数字
は、種々の図面にわたって同一の構成素子に匹敵する。
なお、図面は、必ずしも縮尺で引かず、代わりに発明の
原理を図解することに努めた。
【００１６】
【実施例】本願発明の装置と方法は、特に種々の流体に
存在するかも知れない分析物の検出を改善するために採
用してよい。ガスは、本願発明の実施に従う好ましい流
体であり、従って、発明に関する以下の記述は、サンプ
ルガスの分析システムに使える新規な放電イオン化検出
器の配置、構造及び動作の説明を含むことになる。本発
明の教示は、流体混合物のイオン化の原理に基づいて動
作する検出器であって、例えば、放電イオン化検出器、
ヘリウムイオン化検出器、アルゴンイオン化検出器、電
子捕獲型検出器及びその他の放射性又は非放射性のイオ
ン化粒子源を備えた検出器等を含む任意の検出器に適用
される。
存在するかも知れない分析物の検出を改善するために採
用してよい。ガスは、本願発明の実施に従う好ましい流
体であり、従って、発明に関する以下の記述は、サンプ
ルガスの分析システムに使える新規な放電イオン化検出
器の配置、構造及び動作の説明を含むことになる。本発
明の教示は、流体混合物のイオン化の原理に基づいて動
作する検出器であって、例えば、放電イオン化検出器、
ヘリウムイオン化検出器、アルゴンイオン化検出器、電
子捕獲型検出器及びその他の放射性又は非放射性のイオ
ン化粒子源を備えた検出器等を含む任意の検出器に適用
される。
【００１７】ここに記述した発明の実施例は、イオン化
検出器として、特に、ガスクロマトグラフの、放電イオ
ン化検出器又は電子捕獲型検出器においての使用が考え
られる。しかし、プロセスサンプリングシステム、ガス
漏れ検出システム、空気質監視システム等のようなその
他の用途への利用も可能である。
検出器として、特に、ガスクロマトグラフの、放電イオ
ン化検出器又は電子捕獲型検出器においての使用が考え
られる。しかし、プロセスサンプリングシステム、ガス
漏れ検出システム、空気質監視システム等のようなその
他の用途への利用も可能である。
【００１８】本発明に従い、好ましい直線化方程式は、
個別電子回路（即ち、ハードウェア）を備え、又はファ
ームウェア又はソフトウェアを有する動作可能な直線化
部分において実行してよい。
個別電子回路（即ち、ハードウェア）を備え、又はファ
ームウェア又はソフトウェアを有する動作可能な直線化
部分において実行してよい。
【００１９】図２Ａから図２Ｃに示すように、直線化イ
オン化検出器システム210、220、230の好ましい実施例
は、非直線化出力信号が出力信号ライン203に供給され
るイオン化検出器202を包含し、それが、能動直線化回
路204、又は直線化信号処理ユニット206、又はここで説
明した直線化を実行するプログラミングを含むプログラ
マブルコンピュータ208の形態の直線化部分に接続され
るように構成する。検出器202の出力信号は、次の直線
化方程式に従う非直線化出力信号を変えることによって
補償される。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、Ｉ(lin)＝検出器の直線化出力信号電流 Ｉ ＝検出器の非直線化出力信号電流 Ｉ(dec)＝対数崩壊発生時の出力信号電流 ｐｗｒ＝対数崩壊の勾配を補償するパワー率 上記方程式は、Ｉ(dec)より低い出力信号電流値の所で
は直線化は軽微(slight)であることを示す。Ｉ(dec)よ
り大きい出力信号電流では、直線化電流Ｉ(lin)は、検
出器の非直線化出力信号より漸次大きくなる。Ｉ(dec)
とｐｗｒの値は、経験的に定められるものであって、検
出器の寸法又は放電イオン化検出器の放電源の電力等の
イオン化検出器の特定の構造に関連した設計パラメータ
に応じて変化するものと理解される。
オン化検出器システム210、220、230の好ましい実施例
は、非直線化出力信号が出力信号ライン203に供給され
るイオン化検出器202を包含し、それが、能動直線化回
路204、又は直線化信号処理ユニット206、又はここで説
明した直線化を実行するプログラミングを含むプログラ
マブルコンピュータ208の形態の直線化部分に接続され
るように構成する。検出器202の出力信号は、次の直線
化方程式に従う非直線化出力信号を変えることによって
補償される。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、Ｉ(lin)＝検出器の直線化出力信号電流 Ｉ ＝検出器の非直線化出力信号電流 Ｉ(dec)＝対数崩壊発生時の出力信号電流 ｐｗｒ＝対数崩壊の勾配を補償するパワー率 上記方程式は、Ｉ(dec)より低い出力信号電流値の所で
は直線化は軽微(slight)であることを示す。Ｉ(dec)よ
り大きい出力信号電流では、直線化電流Ｉ(lin)は、検
出器の非直線化出力信号より漸次大きくなる。Ｉ(dec)
とｐｗｒの値は、経験的に定められるものであって、検
出器の寸法又は放電イオン化検出器の放電源の電力等の
イオン化検出器の特定の構造に関連した設計パラメータ
に応じて変化するものと理解される。
【００２０】図3に示すように、Ｉ(dec)とｐｗｒの値
は、ｌｏｇ［Ｉ］対ｌｏｇ［分析物量］のプロットから
経験的に決定される。Ｉ＝ｋ（Ａ）（ここで、ｋ＝直線
応答因子、Ａ＝分析物濃度）により、プロット251は、
直線応答因子を描写していることが観察され、1という
勾配（スロープ、傾斜）を表し、プロット252は、非直
線応答を描写していることが観察され、非直線応答の勾
配＝１／［１／［１＋ｐｗｒ］］で表されるような勾配
を有し、且つ、従って、その角Θは、次のようにｐｗｒ
の値を定めるものと観察できる。 ｔａｎ［角度Θ］ ＝ １／［１＋ｐｗｒ］ 従って、角度Θの観測によって、ｐｗｒの値を計算する
ことができる。Ｉ(dec)の値は、直線応答プロット251と
非直線応答プロット252との交点253で観測されるｌｏｇ
［Ｉ］の値から計算できる。
は、ｌｏｇ［Ｉ］対ｌｏｇ［分析物量］のプロットから
経験的に決定される。Ｉ＝ｋ（Ａ）（ここで、ｋ＝直線
応答因子、Ａ＝分析物濃度）により、プロット251は、
直線応答因子を描写していることが観察され、1という
勾配（スロープ、傾斜）を表し、プロット252は、非直
線応答を描写していることが観察され、非直線応答の勾
配＝１／［１／［１＋ｐｗｒ］］で表されるような勾配
を有し、且つ、従って、その角Θは、次のようにｐｗｒ
の値を定めるものと観察できる。 ｔａｎ［角度Θ］ ＝ １／［１＋ｐｗｒ］ 従って、角度Θの観測によって、ｐｗｒの値を計算する
ことができる。Ｉ(dec)の値は、直線応答プロット251と
非直線応答プロット252との交点253で観測されるｌｏｇ
［Ｉ］の値から計算できる。
【００２１】従って、新規なイオン化検出器は、図４に
示すような分析機器に使用できるよう設計してよい。そ
の機器は、一般に、クロマトグラフ310と呼ばれるもの
である。好ましい実施例では、クロマトグラフ310は、
本願明細書の教示に従って構築された新規なイオン化検
出器324を内蔵できるよう設計変更された、ヒューレッ
ト・パッカード・カンパニー製のＨＰ６８９０ガスクロ
マトグラフである。
示すような分析機器に使用できるよう設計してよい。そ
の機器は、一般に、クロマトグラフ310と呼ばれるもの
である。好ましい実施例では、クロマトグラフ310は、
本願明細書の教示に従って構築された新規なイオン化検
出器324を内蔵できるよう設計変更された、ヒューレッ
ト・パッカード・カンパニー製のＨＰ６８９０ガスクロ
マトグラフである。
【００２２】クロマトグラフ310の動作は、一般的に、
次のように理解してよい。ある与えられたサンプル化合
物のクロマトグラフ分離を実行するには、インジェクタ
312によってサンプルガスを加圧キャリヤーガスと共に
注入する。インジェクタ312に供給されるキャリヤーガ
スは、１または２以上の空気間マニホルドアセンブリ31
3を介して源312Aから供給される。各アセンブリは、キ
ャリヤガスと１または２以上の適切な種類の検出ガスと
を含む複数のガス流を部分的に制御し且つ再導入するの
に役立つものである。検出ガスは、それぞれのガス源
（図示したソース324Aのようなもの）から空気マニホル
ドアセンブリ313へ供給される。空気マニホルドアセン
ブリ313における弁、センサ等のような適切な流体取り
扱い手段は、データ及び制御ライン328、330、332上に
供給される制御信号を使ってコンピュータ322及びコン
トローラ326の制御下で作動される。制御及びデータラ
イン330はまた、空気マニホルドアセンブリ313に設けら
れているところの適切なセンサ及び信号インタフェース
回路からの検知情報を戻すこともできる。別の組のデー
タ及び制御ライン332は、検出器324とコンピュータ322
の間での検出器出力信号の伝達を可能にする。
次のように理解してよい。ある与えられたサンプル化合
物のクロマトグラフ分離を実行するには、インジェクタ
312によってサンプルガスを加圧キャリヤーガスと共に
注入する。インジェクタ312に供給されるキャリヤーガ
スは、１または２以上の空気間マニホルドアセンブリ31
3を介して源312Aから供給される。各アセンブリは、キ
ャリヤガスと１または２以上の適切な種類の検出ガスと
を含む複数のガス流を部分的に制御し且つ再導入するの
に役立つものである。検出ガスは、それぞれのガス源
（図示したソース324Aのようなもの）から空気マニホル
ドアセンブリ313へ供給される。空気マニホルドアセン
ブリ313における弁、センサ等のような適切な流体取り
扱い手段は、データ及び制御ライン328、330、332上に
供給される制御信号を使ってコンピュータ322及びコン
トローラ326の制御下で作動される。制御及びデータラ
イン330はまた、空気マニホルドアセンブリ313に設けら
れているところの適切なセンサ及び信号インタフェース
回路からの検知情報を戻すこともできる。別の組のデー
タ及び制御ライン332は、検出器324とコンピュータ322
の間での検出器出力信号の伝達を可能にする。
【００２３】分離カラム314は、オーブン336の内部に配
置する。カラム314を通過するキャリヤーガス／サンプ
ルの混合物は、部分的にオーブン336内部のヒータ318の
動作で生ずる温度プロフィルにさらされる。この可変温
度プロフィルにさらされている間に、サンプルは、主と
してある与えられた温度でのカラム314と試料の各成分
との相互作用の差に起因して、その成分に分離されるこ
とになる。その成分がカラム314を出る時に、それらは
検出器324で検出される。
置する。カラム314を通過するキャリヤーガス／サンプ
ルの混合物は、部分的にオーブン336内部のヒータ318の
動作で生ずる温度プロフィルにさらされる。この可変温
度プロフィルにさらされている間に、サンプルは、主と
してある与えられた温度でのカラム314と試料の各成分
との相互作用の差に起因して、その成分に分離されるこ
とになる。その成分がカラム314を出る時に、それらは
検出器324で検出される。
【００２４】コンピュータ322は、クロマトグラフ310と
関連したシステムの全体的制御を維持する。特定のガス
クロマトグラフはどれも、本発明に関連して記述された
ものより多くのシステムを含んでいてよいことは当業者
にとって自明である。例えば、電子制御パネル350は、
キーパッド358及びディスプレイ360の形で設けられるオ
ペレータインタフェースを含むことが示されている。ま
た、コンピュータ322は単一ブロックとして示されてい
るが、他の態様も考えられるということは理解されよ
う。例えば、コンピュータ322の機能を１つのユニット
にまとめてもよい。コンピュータ322は、中央演算処理
装置と全ての関連周辺デバイス、例えば、ランダムアク
セスメモリ、読出し専用メモリ、入／出力分離装置、ク
ロック及び好ましくは、ディジタル信号処理ユニット、
及びその他の関連電子部品を包含する。好ましい実施例
では、コンピュータ322に使われる中央プロセッサは、
マイクロプロセッサである。そのように、コンピュータ
322は、情報とプログラミングを既知方法でそこに格納
し且つ検索し得るメモリを包含してもよい。記述したイ
オン化のやり方で信号変更を実行するためのコンピュー
タ322のプログラム制御は、本願明細書の教示に従う周
知のプログラミング技術によって実行し得ると云うこと
は理解されるであろう。あるいは、そのいずれもここで
説明されたようにファームウェアを介して直線化方式を
実行することができるところの、ディジタル信号プロセ
ッサ(dsp)又は埋込みマイクロプロセッサのような、デ
ィジタル計算装置を設けてもよく、又は専用アナログネ
ットワーク回路を検出器324からの出力信号経路に組込
んでここで説明されたイオン化方式を実行してもよい。
関連したシステムの全体的制御を維持する。特定のガス
クロマトグラフはどれも、本発明に関連して記述された
ものより多くのシステムを含んでいてよいことは当業者
にとって自明である。例えば、電子制御パネル350は、
キーパッド358及びディスプレイ360の形で設けられるオ
ペレータインタフェースを含むことが示されている。ま
た、コンピュータ322は単一ブロックとして示されてい
るが、他の態様も考えられるということは理解されよ
う。例えば、コンピュータ322の機能を１つのユニット
にまとめてもよい。コンピュータ322は、中央演算処理
装置と全ての関連周辺デバイス、例えば、ランダムアク
セスメモリ、読出し専用メモリ、入／出力分離装置、ク
ロック及び好ましくは、ディジタル信号処理ユニット、
及びその他の関連電子部品を包含する。好ましい実施例
では、コンピュータ322に使われる中央プロセッサは、
マイクロプロセッサである。そのように、コンピュータ
322は、情報とプログラミングを既知方法でそこに格納
し且つ検索し得るメモリを包含してもよい。記述したイ
オン化のやり方で信号変更を実行するためのコンピュー
タ322のプログラム制御は、本願明細書の教示に従う周
知のプログラミング技術によって実行し得ると云うこと
は理解されるであろう。あるいは、そのいずれもここで
説明されたようにファームウェアを介して直線化方式を
実行することができるところの、ディジタル信号プロセ
ッサ(dsp)又は埋込みマイクロプロセッサのような、デ
ィジタル計算装置を設けてもよく、又は専用アナログネ
ットワーク回路を検出器324からの出力信号経路に組込
んでここで説明されたイオン化方式を実行してもよい。
【００２５】図５は、本願発明に従って構成された放電
イオン化検出器の正規化応答を図解したものである。炭
素１２のサンプルに関する検出器応答は、拡張応答領域
610で平坦であり、分析物の量も約１マイクログラム(mi
crogram)及びその近辺までの低減を示していない。
イオン化検出器の正規化応答を図解したものである。炭
素１２のサンプルに関する検出器応答は、拡張応答領域
610で平坦であり、分析物の量も約１マイクログラム(mi
crogram)及びその近辺までの低減を示していない。
【００２６】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。（実施態様
１）出力信号ライン上に検出器出力信号が供給される非
直線化イオン化検出器)と出力信号ラインに接続されて
おり、以下の式によって、前記検出器出力信号を直線化
し且つ直線化出力信号を供給するための直線化部分を含
むことを特徴とするイオン化検出器。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、Ｉ(lin)＝検出器の直線化出力信号電流、 Ｉ ＝検出器の非直線化出力信号電流、 Ｉ(dec)＝対数崩壊発生時の出力信号電流、 ｐｗｒ＝対数崩壊の勾配を補償するパワー率。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。（実施態様
１）出力信号ライン上に検出器出力信号が供給される非
直線化イオン化検出器)と出力信号ラインに接続されて
おり、以下の式によって、前記検出器出力信号を直線化
し且つ直線化出力信号を供給するための直線化部分を含
むことを特徴とするイオン化検出器。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、Ｉ(lin)＝検出器の直線化出力信号電流、 Ｉ ＝検出器の非直線化出力信号電流、 Ｉ(dec)＝対数崩壊発生時の出力信号電流、 ｐｗｒ＝対数崩壊の勾配を補償するパワー率。
【図１】従来のイオン化検出器によって得た正規化され
た検出器応答のグラフ。
た検出器応答のグラフ。
【図２Ａ】本発明の一実施例であるイオン化検出器の概
略図。
略図。
【図２Ｂ】本発明の他の一実施例であるイオン化検出器
の概略図。
の概略図。
【図２Ｃ】本発明のさらに他の一実施例であるイオン化
検出器の概略図。
検出器の概略図。
【図３】本発明に従って計算された特定の応答因子を示
すグラフ。
すグラフ。
【図４】本発明の一実施例であるイオン化検出器を備え
ているクロマトグラフの概略図。
ているクロマトグラフの概略図。
【図５】本発明の一実施例であるイオン化検出器で得た
改善された検出器応答を示すグラフ。
改善された検出器応答を示すグラフ。
３２４：イオン化検出器 ３１０：クロマトグラフ ３２２：コンピュータ ３２６：コントローラ ３１２Ａ、３２４Ａ：源 ３１２：インジェクタ ３１３：空気マニホルドアセンブリ ３１４：カラム ３３６：オーブン ３５０：電子制御パネル
Claims (1)
- 【請求項１】出力信号ライン上に検出器出力信号が供給
される非直線化イオン化検出器)と出力信号ラインに接
続されており、以下の式によって、前記検出器出力信号
を直線化し且つ直線化出力信号を供給するための直線化
部分を含むことを特徴とするイオン化検出器。 Ｉ(lin) ＝ Ｉ［１＋Ｉ／Ｉ(dec)］pwr ここで、Ｉ(lin)＝検出器の直線化出力信号電流、 Ｉ ＝検出器の非直線化出力信号電流、 Ｉ(dec)＝対数崩壊発生時の出力信号電流、 ｐｗｒ＝対数崩壊の勾配を補償するパワー率。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US070,005 | 1998-04-30 | ||
| US09/070,005 US6163031A (en) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | Ionization detector system having linearized output signal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326282A true JPH11326282A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=22092530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11107527A Pending JPH11326282A (ja) | 1998-04-30 | 1999-04-15 | イオン化検出器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6163031A (ja) |
| JP (1) | JPH11326282A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2217739C1 (ru) * | 2002-10-18 | 2003-11-27 | Кудрявцев Анатолий Анатольевич | Способ анализа газов и ионизационный детектор для его осуществления |
| WO2011029182A1 (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-17 | Microbridge Technologies Canada Inc. | Sensor response calibration for linearization |
| GB201005315D0 (en) | 2010-03-29 | 2010-05-12 | Micromass Ltd | Seperation and quantitation of the C3-epimer of 250HD3 in serum using UPLC/MS/MS |
| EP2791962A4 (en) * | 2011-12-14 | 2015-12-09 | Waters Technologies Corp | ATMOSPHERIC PRESSURE CHEMICAL IONIZATION DETECTION |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4789783A (en) * | 1987-04-02 | 1988-12-06 | Cook Robert D | Discharge ionization detector |
| US4975648A (en) * | 1989-07-24 | 1990-12-04 | Gow-Mac Instrument Co. | Discharge ionization detector |
| US5153519A (en) * | 1991-02-28 | 1992-10-06 | Wentworth Wayne E | High voltage spark excitation and ionization detector system |
| US5394092A (en) * | 1991-02-28 | 1995-02-28 | Valco Instruments Co., Inc. | System for identifying and quantifying selected constituents of gas samples using selective photoionization |
| US5394090A (en) * | 1991-02-28 | 1995-02-28 | Wentworth; Wayne E. | Improved system for detecting compounds in a gaseous sample using induced photoionizations and electron capture detection |
| US5541519A (en) * | 1991-02-28 | 1996-07-30 | Stearns; Stanley D. | Photoionization detector incorporating a dopant and carrier gas flow |
| US5394091A (en) * | 1991-02-28 | 1995-02-28 | Wentworth; Wayne E. | System for detecting compounds in a gaseous sample by measuring photoionization and electron capture induced by spark excitation of helium |
| US5528150A (en) * | 1991-02-28 | 1996-06-18 | Stearns; Stanley D. | Gas sampling apparatus including a sealed chamber cooperative with a separate detector chamber |
| US5594346A (en) * | 1991-02-28 | 1997-01-14 | Valco Instruments Co., Inc. | Apparatus and methods for identifying and quantifying compounds using a plurality of pulsed rare gas photoionization detectors |
| US5532599A (en) * | 1991-02-28 | 1996-07-02 | Stearns; Stanley D. | High voltage spark excitation and ionization system including disc detector |
| US5804828A (en) * | 1996-09-30 | 1998-09-08 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for optimizing the sensitivity and linearity of an electron capture detector |
-
1998
- 1998-04-30 US US09/070,005 patent/US6163031A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11107527A patent/JPH11326282A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6163031A (en) | 2000-12-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060214 |
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| A621 | Written request for application examination |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081113 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090409 |