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公開番号2024135627
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046412
出願日2023-03-23
発明の名称GC用ガス監視装置
出願人株式会社島津製作所
代理人個人
主分類G01N 30/86 20060101AFI20240927BHJP(測定;試験)
要約【課題】カラムオーブン内のガス漏れを検知するGC用ガス監視装置を提供する。
【解決手段】GC用ガス監視装置1は、GCカラムオーブン100内の空間からガスを取り出すためのポンプ2を備え、取り出されたガスが流れる測定流路4と、測定流路4を流れるガス中の特定成分を検出するためのガスセンサ6を備える。測定流路4内には、自己加熱素子20が配置され、自己加熱素子20に掛かる電圧を制御して測定流路4を流れるガスの流量に応じた信号を取得する流量検出部8を備え、ポンプ2の動作の正常性を判定するように構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスをＧＣのカラムオーブン内の空間から取り出すためのポンプと、
前記ポンプにより前記カラムオーブン内の空間から取り出されたガスが流れる測定流路と、
センシング部が前記測定流路内に露出し、前記測定流路を流れるガス中の特定成分を検出するためのガスセンサと、
前記測定流路内に配置された自己加熱素子を含み、前記自己加熱素子の温度を基準温度にするように前記自己加熱素子に掛かる電圧を制御することによって前記測定流路を流れるガスの流量に応じた信号を取得する流量検出部と、
前記測定流路に流入するガスの温度情報を取得する温度取得部と、
前記ポンプ及び前記流量検出部の動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記温度取得部が取得した前記温度情報に基づいて前記流量検出部の前記自己加熱素子の前記基準温度を前記測定流路に流入するガスの温度に応じたものにし、かつ、前記流量検出部が取得した前記信号に基づいて前記ポンプの動作の正常性を判定するように構成されている、ＧＣ用ガス監視装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記測定流路に流入するガスの温度と前記自己加熱素子の前記基準温度として設定すべき温度との相関関係を示す相関データを保持する相関データ保持部を備え、
前記温度取得部により取得された前記温度情報と前記相関データ保持部に保持されている前記相関データを使用して前記基準温度を決定するように構成されている、請求項１に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項３】
前記相関データ保持部は、前記自己加熱素子の前記基準温度と前記測定流路に流入するガスの温度との組合せからなる複数の温度条件での前記測定流路を流れるガスの流量と前記信号との相関データを保持しており、
前記制御部は、前記相関データ保持部に保持されている前記相関データを使用して、前記流量検出部により取得された前記信号から前記測定流路を流れるガスの流量を求め、前記測定流路を流れるガスの流量が所定流量以下であるか否かによって前記ポンプの動作の正常性を判定するように構成されている、請求項２に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項４】
前記温度取得部は前記流量検出部の前記自己加熱素子とは別に前記測定流路内に配置された温度センサを含む、請求項１に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項５】
前記温度取得部の前記温度センサは前記流量検出部の前記自己加熱素子よりも下流の位置に配置されている、請求項４に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項６】
前記温度取得部は、前記カラムオーブンの設定温度を、前記測定流路に流入するガスの温度に関する情報として取得するように構成されている、請求項１に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項７】
前記測定流路へガスを流入させるための入口流路を備え、前記入口流路は、前記測定流路の流路方向に対して垂直な方向から前記測定流路へガスを流入させるように設けられており、
前記自己加熱素子は長手方向を有し、前記自己加熱素子は、前記長手方向が前記流路方向と平行な平面内にあり、かつ前記測定流路に流入するガスが前記長手方向に垂直な方向から前記自己加熱素子へ吹き付けられるように、前記入口流路から前記測定流路へガスが流入する位置に配置されている、請求項１に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項８】
前記入口流路の流路断面の断面積はその前後の流路の流路断面の断面積よりも小さくなっている、請求項７に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項９】
前記測定流路はブロック内に形成されており、
前記ブロックは、前記測定流路内へ通じる貫通孔を有し、
前記流量検出部の前記自己加熱素子は、前記ブロックの外面のうち前記貫通孔が設けられている外面に固定された保持基板に保持されており、前記自己加熱素子が前記保持基板と所定間隔を保った状態で前記貫通孔を介して前記測定流路内へ挿入されている、請求項１に記載のＧＣ用ガス監視装置。
【請求項１０】
前記流量検出部の前記自己加熱素子と前記保持基板との間に絶縁性及び弾性を有するセプタムが介在しており、
前記流量検出部の前記自己加熱素子から引き出されたリード線が前記セプタムによって覆われているとともに、前記ブロックの前記貫通孔に前記セプタムが嵌め込まれることによって前記貫通孔が封止されている、請求項９に記載のＧＣ用ガス監視装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）におけるガス漏れを監視するためのガス監視装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ＧＣではガスがカラムなどの管内を流れるが、カラムが破損していたり配管の接続部分のシールが不十分であったりするとガス漏れが発生し、種々の問題が発生する。特に、ＧＣにおいてキャリアガスとして水素ガスなどの可燃性ガスを使用する場合、カラムオーブン内に可燃性ガスが漏れた状態でカラムオーブンを使用すると爆発等の危険性がある。
【０００３】
そこで、水素等のガスを検出するガス検出器を使用してカラムオーブン内における可燃性ガスの漏れを監視することが提案されている（特許文献１参照）。ガス検出器は、カラムオーブン内の空気をポンプで取り込み、取り込んだ空気中の可燃性ガスの濃度を検出する。このようなガス検出器を使用すれば、吸引した空気中の可燃性ガスの濃度が所定濃度以上になったときに、ディスプレイなどにエラーメッセージを表示したり、カラムオーブンの加熱及びキャリアガスの供給を停止したりして事故の発生を防止することができる。
【０００４】
ところで、ガス検出器のポンプが故障してカラムオーブン内のガスを正常に取り込むことができなかったときに、可燃性ガスがカラムオーブン内に漏れているにも関わらずガス検出器が可燃性ガスを検出しないという事態が発生する。そのため、ガス検出器へ取り込まれているガスの流量を検出するようにしてポンプが正常に動作しているか否かを監視することも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００８－１２９０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガス検出器へ取り込まれるガスの流量を検出するための機構として自己加熱素子を用いたものが挙げられる。自己加熱素子を用いたガス流量の検出は、自己加熱素子がガスから奪われる熱量に応じた信号を取得することによって行われる。しかし、ＧＣでは、カラムオーブン内の温度を広い範囲で変化させながら分析する場合があり、そのような場合に分析中の自己加熱素子の温度を常に一定に維持していると、ガス流量を正確に検出することができない可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、カラムオーブン内の温度が大きく変化する環境下においてもカラムオーブンから取り込まれるガスの流量を正確に検出してポンプの動作の正常性を正確に判定できるＧＣ用ガス監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＧＣ用ガス監視装置は、ガスをＧＣのカラムオーブン内の空間から取り出すためのポンプと、前記ポンプにより前記カラムオーブン内の空間から取り出されたガスが流れる測定流路と、センシング部が前記測定流路内に露出し、前記測定流路を流れるガス中の特定成分を検出するためのガスセンサと、前記測定流路内に配置された自己加熱素子を含み、前記自己加熱素子の温度を基準温度で一定に維持するように前記自己加熱素子に掛かる電圧を制御することによって前記測定流路を流れるガスの流量に応じた信号を取得する流量検出部と、前記測定流路に流入するガスの温度情報を取得する温度取得部と、前記ポンプ及び前記流量検出部の動作を制御するための制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度取得部が取得した前記温度情報に基づいて前記流量検出部の前記自己加熱素子の前記基準温度を前記測定流路に流入するガスの温度に応じたものにし、かつ、前記流量検出部が取得した前記信号に基づいて前記ポンプの動作の正常性を判定するように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るＧＣ用ガス監視装置によれば、測定流路に流入するガスの温度情報を取得する温度取得部を備え、温度取得部が取得した温度情報に基づいて流量検出部の自己加熱素子の基準温度を測定流路に流入するガスの温度に応じたものにするように前記自己加熱素子に掛かる電圧を制御するので、前記測定流路を流れるガスの流量を正確に検出することができる。これにより、ポンプの動作の正常性を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ＧＣ用ガス監視装置の一実施例を示す概略構成図である。
風量検出部の検出回路の一例を示す回路図である。
同実施例におけるポンプ判定動作の一例を示すフローチャートである。
測定流路に流入するガスの温度がＴ１のときの各基準温度での流量と信号値との相関関係を示すグラフである。
測定流路に流入するガスの温度がＴ２（＞Ｔ１）のときの各基準温度での流量と信号値との相関関係を示すグラフである。
同実施例の測定流路部分の構造の一例を示す部分断面図である。
同実施例のブロックからサーミスタユニットを取り外した状態を示す図である。
同実施例における測定流路へのガスの流入方向と風量検出部のサーミスタの長手方向との関係性を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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