JPH0318934Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案はガスロマトグラフに用いる熱伝導度
検出器に関するものである。

(ロ) 従来技術 第１図は従来の熱伝導度検出器（TCD）の構
成をしめす。ａは検出素子であるフイラメントｂ
を収容するための容器、ｃは容器を加熱するため
のヒータｄと温度センサｅを組み込んだ加熱ブロ
ツク、ｆは断熱材で構成される恒温槽である。そ
して通常の一定の電源より電力を供給し、フイラ
メントｂの温度Tfと容器ａの温度Tw（正確には
フイラメントが収容される容器の内壁温度）をそ
れぞれ一定に保つている。検出器の感度はフイラ
メントｂに供給する電力を上げれば上昇するもの
で、Tf−Tw＝△ｔとする場合、感度は次式で表
され、 但し、△Eo：出力電圧の変化分、 Ｘ：試料ガスの温度 Ｊ：熱の仕事当量、 α：装置定数、 Rso：試料無の場合のフイラメント抵抗の
温度係数、 β：フイラメント抵抗の温度係数、 λc：キヤリヤーガスの熱伝導度、 ｆ（λ）：λc，λsの関数 結局、感度は△ｔの3/2乗に比例することが知
られている（昭和45年８月15日、広川書店発行
「ガスクロマトグラフイー」第157〜167頁、特に
第165〜167頁参照）。

熱伝導度検出器はその特性から無機ガスの微量
（PPmレベル）分析には最適であり、最近ではよ
り高感度であることが要求されてさらに濃度の低
いガスの分析が可能となることが望まれている。

ところで感度を向上させるには上記△ｔを大き
くすべく電源より大きい電力を供給してフイラメ
ント温度（Tf）を上げればよい訳であるが、こ
れには次の制限があり単に大電力を供給すること
はできない。すなわち、第１には供給する電力を
大きくしてフイラメントの温度上げすぎると焼損
する場合があり、また第２には供給する電力を大
きくしてもフイラメントよりの幅射熱によつて容
器の内壁温度も共に上昇してしまい、結果的に△
ｔが大きくならない。さらに第３としては電力を
むやみに大きくすることはフイラメントから発生
する熱的ノイズを増加させてしまい、検出器のノ
イズレベルが上昇すると信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ
比）は結果的に向上されないという点である。

(ハ)）考案の目的 この考案は上記の点に鑑みてなしたもので、従
来品のように種々の問題を引き起こすことなくか
つ感度の高い熱伝導度検出器を得ようとするもの
である。

(ニ) 考案の構成 この考案の熱伝導度検出器は、フイラメントを
収容する容器の熱を奪うようにヒートパイプを備
えたもので、さらにその詳しい構成は検出素子な
るフイラメントとフイラメントを収容する容器と
容器を加熱するための加熱機構とが恒温槽内に納
められ容器には容器内のフイラメントの収容部を
連通する試料ガス流通路とレフアレンスガス流通
路が設けられた熱伝導度検出器において、容器に
一端が取り付けられて他端が恒温槽外に引き出さ
れるヒートパイプと、そのヒートパイプの恒温槽
外に引き出された他端を冷却する冷却機構とが備
えられたことを特徴とする熱伝導度検出器であ
る。

(ホ) 実施例 以下この考案の実施例を図面により詳述する
が、この考案は以下の実施例に限定されるもので
はない。

第２図は熱伝導度検出器１の全体構成を示し、
２がフイラメント３を収容する容器で、縦孔４内
にフイラメント３が納められている。容器２内に
はそれぞれの縦孔４の下部を連通するように試料
ガス流通路５とフアレンスガス流通路（図示しな
い）が設けられており、これらの流通路５の両端
にはガスクロマトグラフの流路６がそれぞれ接続
される。容器２の下方には加熱機構なる加熱ブロ
ツク７が設けられ、加熱ブロツク７内にはヒータ
８および温度センサ９が配置されている。１０は
恒温槽で、上記それぞれの部品が納められるもの
で、流路６は恒温槽１０外に延出する。

以下さらにこの考案の特徴的構成である容器２
の冷却構成について示す。

１１がヒートパイプで、このヒートパイプ１１
の一端が容器２内に埋設されている。そしてこの
ヒートパイプ１１は恒温槽１０外に延出してその
他端は恒温槽１０外に隣接して設けられる冷却機
構なる冷却槽１２内に納められる。冷却槽１２に
はサーモモジユール１３および放熱フイン１４は
配置されている。

上記の構成において、ヒートパイプに動作によ
つて容器の熱カロリーは持ち出されかつ冷却槽で
消費されるので、容器の温度は常に一定温度以上
に保たれ、△ｔが従来より大きくなり検出器感度
が高まる。

仮に従来まではTf＝300℃としてときTw＝200
℃とならざるを得なかつたとすると△ｔ＝300−
200＝100℃、ところがこの考案によりTf＝300℃
としてもTw＝100℃となることが可能であり、
△ｔ＝300−100＝200℃となる。このことは検出
器の感度が従来に比して２3/2≒3.8倍向上するこ
とを意味する。

上記の実施例においては、冷却機構として内部
にサーモモジユールと放熱フインを備える冷却槽
をを用いたが、この構成は適宜であつてよく、ヒ
ートパイプ端を所望の温度に冷却可能な構成であ
ればよい。また、容器へのヒートパイプの取り付
けも適宜におこなえばよいが、上記実施例に示す
ようにフイラメントの収容されるそれぞれ縦孔と
並列位置に埋設するようにすれば、各縦孔壁面温
度を効率よく低下できるものである。

(ハ) 考案の効果 この考案は上述のように構成されているので、
容器温度を低く保つことができ、よつてフイラメ
ントを非常な高温としなくとも容器とフイラメン
ト間の温度差を保つことが可能となり、フイラメ
ントの熱焼損の心配の無い適正なフイラメント温
度において感度の良い検出がおこなえる。また、
フイラメント温度があまり高くない状態において
検出がおこなえることは熱雑音や振動ノイズも軽
減され、検出器としての性能を示すＳ／Ｎ比が向
上する利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱伝導度検出器の従来例を示す縦断面
図、第２図はこの考案の熱伝導度検出器の実施例
縦断面図である。 １……熱伝導度検出器、２……容器、３……フ
イラメント、５……試料ガス流通路、７……加熱
ブロツク（加熱機構）、１０……恒温槽、１１…
…ヒートパイプ、１２……冷却槽（冷却機構）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検出素子なるフイラメントとフイラメントを収
   容する容器と容器を加熱するための加熱機構とが
   恒温槽内に納められ容器には容器内のフイラメン
   トの収容部を連通する試料ガス流通路とレフアレ
   ンスガス流通路が設けられた熱伝導度検出器にお
   いて、容器に一端が取り付けられて他端が恒温槽
   外に引き出されるヒートパイプと、そのヒートパ
   イプの恒温槽外に引き出された他端を冷却する冷
   却機構とが備えられたことを特徴とする熱伝導度
   検出器。