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公開番号2024041171
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022145830
出願日2022-09-14
発明の名称圧力センサ
出願人株式会社島津製作所
代理人個人
主分類G01L 19/00 20060101AFI20240319BHJP(測定;試験)
要約【課題】圧力センサをイナート対応としたことに起因して生じる問題を解決する。
【解決手段】非金属材料で構成されたシート状のダイアフラム8と、非金属材料で構成され、ダイアフラムの主平面と対向するダイアフラム対向面10を有し、ダイアフラム対向面がダイアフラムによって覆われるように配置され、ダイアフラム側を向く流体入口14及び流体出口18が設けられている本体ブロック4と、圧力伝達液24を収容する窪み22を有し、窪みの開口がダイアフラムによって塞がれるようにダイアフラムを挟んで本体ブロックとは反対側に配置され、ダイアフラムとダイアフラム対向面との間を流れる流体の圧力をダイアフラムの変形量によって検出するように構成されたセンサヘッド6と、を備え、流体入口及び流体出口はダイアフラム対向面よりもダイアフラムから離間して設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
非金属材料で構成されたシート状のダイアフラムと、
非金属材料で構成され、前記ダイアフラムの主平面と対向するダイアフラム対向面を有し、前記ダイアフラム対向面が前記ダイアフラムによって覆われるように配置され、前記ダイアフラム側を向く流体入口及び流体出口が設けられている本体ブロックと、
圧力伝達液を収容する窪みを有し、前記窪みの開口が前記ダイアフラムによって塞がれるように前記ダイアフラムを挟んで前記本体ブロックとは反対側に配置され、前記ダイアフラムと前記ダイアフラム対向面との間を流れる流体の圧力を前記ダイアフラムの変形量によって検出するように構成されたセンサヘッドと、を備え、
前記流体入口及び前記流体出口は前記ダイアフラム対向面よりも前記ダイアフラムから離間して設けられている、圧力センサ。
続きを表示(約 750 文字)【請求項2】
前記ダイアフラム対向面に凹部が設けられており、前記流体入口及び前記流体出口がそれぞれ前記凹部の底面に設けられている、請求項1に記載の圧力センサ。
【請求項3】
前記凹部は前記流体入口と前記流体出口の間を繋ぐ溝を形成している、請求項2に記載の圧力センサ。
【請求項4】
非金属材料で構成されたシート状のダイアフラムと、
非金属材料で構成され、前記ダイアフラムの主平面と対向するダイアフラム対向面を有し、前記ダイアフラム対向面が前記ダイアフラムによって覆われるように配置され、前記ダイアフラム側を向く流体入口及び流体出口が設けられている本体ブロックと、
圧力伝達液を収容する窪みを有し、前記窪みの開口が前記ダイアフラムによって塞がれるように前記ダイアフラムを挟んで前記本体ブロックとは反対側に配置され、前記ダイアフラムと前記ダイアフラム対向面との間を流れる流体の圧力を前記ダイアフラムの変形量によって検出するように構成されたセンサヘッドと、
前記ダイアフラムの周縁部に接するように設けられ、前記ダイアフラムの前記周縁部からの前記圧力伝達液の漏れを防止するためのパッキンと、
前記本体ブロックとは別体として設けられ、前記本体ブロックの前記ダイアフラム対向面の外周を囲うスペーサと、を備え、
前記センサヘッドの前記本体ブロック側を向く面と前記スペーサとの間に前記パッキンが挟み込まれており、それによって前記ダイアフラムの前記周縁部が封止されている、圧力センサ。
【請求項5】
前記流体入口及び前記流体出口は前記ダイアフラム対向面よりも前記ダイアフラムから離間して設けられている、請求項4に記載の圧力センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、液体クロマトグラフにおいて、例えば、送液ポンプの後段に設けられて移動相の圧力を検出する圧力センサに関するものである。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
液体クロマトグラフは、送液ポンプによって分析流路中で移動相を送液し、移動相中に試料を注入して分離カラムへ導き、分離カラムで互いに分離された試料中の成分を分離カラムの下流に設けられた検出器を用いて検出する分析装置である。液体クロマトグラフでは、移動相の流量の変動が分析結果に大きな影響を与える。そのため、送液ポンプの後段に圧力センサを設け、圧力センサによって検出される移動相の圧力が所定圧力で一定になるように送液ポンプの動作を制御することがよく行なわれている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第2020/183774号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高速液体クロマトグラフでは、移動相を高圧状態で送液する必要があるため、分析流路を構成する各部品の素材としてステンレス鋼などの高硬度金属材料が用いられる。一方で、分析対象の試料が金属に対して吸着性のある生体試料などである場合、移動相の流通経路内に金属を露出させることができない。そのため、分析流路を構成する配管の内面に非金属コーティングを施すなどのイナート対応が採られる。その場合、送液ポンプの後段の圧力センサの構成部品のうち移動相が流れる部分も同様に、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂などの非金属材料で構成してイナート対応を採る必要がある。
【0005】
送液ポンプの後段の圧力センサは、流体入口及び流体出口が設けられた平坦面を有する本体ブロックと、流体入口及び流体出口が設けられている本体ブロックの平坦面を覆うように設けられた膜状部材と、が内部に設けられており、膜状部材の変形量を検出することによって本体ブロックの流体入口から流体出口に向かって流れる移動相の圧力を検出するようになっている。このような構造の圧力センサをイナート対応とするには、本体ブロック及び膜状部材をPEEK樹脂などの非金属材料で構成することになる。しかし、イナート対応の圧力センサは、非金属材料がステンレス鋼などの高硬度材料に比べて耐圧性が低いことに起因して、本体ブロック及び膜状部材が高硬度材料で構成されている圧力センサでは生じなかった問題が生じることがわかった。
【0006】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、圧力センサをイナート対応としたことに起因して生じる問題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
圧力センサをイナート対応とすると、本体ブロックと膜状部材とが互いに吸着しやすくなるため、流体入口及び/又は流体出口が塞がれて圧力センサの内部を流体が流れなくなるという事態が生じ得る。
【0008】
上記問題を解決するために、本発明に係る圧力センサの第1の形態では、非金属材料で構成されたシート状のダイアフラムと、非金属材料で構成され、前記ダイアフラムの主平面と対向するダイアフラム対向面を有し、前記ダイアフラム対向面が前記ダイアフラムによって覆われるように配置され、前記ダイアフラム側を向く流体入口及び流体出口が設けられている本体ブロックと、圧力伝達液を収容する窪みを有し、前記窪みの開口が前記ダイアフラムによって塞がれるように前記ダイアフラムを挟んで前記本体ブロックとは反対側に配置され、前記ダイアフラムと前記ダイアフラム対向面との間を流れる流体の圧力を前記ダイアフラムの変形量によって検出するように構成されたセンサヘッドと、を備え、前記流体入口及び前記流体出口は前記ダイアフラム対向面よりも前記ダイアフラムから離間して設けられている。
【0009】
また、センサヘッドの窪みに収容されている圧力伝達液がダイアフラムの周縁部から漏れないようにダイアフラムの周縁部をパッキンで挟み込んで封止する必要がある。このとき、本体ブロック側に配置されるパッキンを本体ブロックで支持する構造にすると、圧力センサ内部に高い圧力が掛かったときに非金属材料で構成されている本体ブロックが変形し、パッキンを支持する力が低下してダイアフラムの周縁部をパッキンで挟み込む力が低下し、圧力伝達液が漏れてセンサヘッド内に収容されている圧力伝達液の量が減少する恐れがある。センサヘッド内の圧力伝達液が減少すると、圧力センサ内に圧力が掛かったときのダイアフラムの変形量が大きくなり、流体の圧力を正確に検出できなくなるだけでなく、ダイアフラムが塑性変形したり破損したりする恐れがある。
【0010】
上記の問題を解決するために、本発明に係る圧力センサの第2の形態では、非金属材料で構成されたシート状のダイアフラムと、非金属材料で構成され、前記ダイアフラムの主平面と対向するダイアフラム対向面を有し、前記ダイアフラム対向面が前記ダイアフラムによって覆われるように配置され、前記ダイアフラム側を向く流体入口及び流体出口が設けられている本体ブロックと、圧力伝達液を収容する窪みを有し、前記窪みの開口が前記ダイアフラムによって塞がれるように前記ダイアフラムを挟んで前記本体ブロックとは反対側に配置され、前記ダイアフラムと前記ダイアフラム対向面との間を流れる流体の圧力を前記ダイアフラムの変形量によって検出するように構成されたセンサヘッドと、前記ダイアフラムの周縁部に接するように設けられ、前記ダイアフラムの前記周縁部からの前記圧力伝達液の漏れを防止するためのパッキンと、前記本体ブロックとは別体として設けられ、前記本体ブロックの前記ダイアフラム対向面の外周を囲うスペーサと、を備え、前記センサヘッドの前記本体ブロック側を向く面と前記スペーサとの間に前記パッキンが挟み込まれており、それによって前記ダイアフラムの前記周縁部が封止されている。
【発明の効果】
(【0011】以降は省略されています)

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