JPH0489559A

JPH0489559A - ガスクロマトグラフの自己診断方法

Info

Publication number: JPH0489559A
Application number: JP20393990A
Authority: JP
Inventors: Hajime Ota; 肇太田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1990-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1992-03-23
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPH07101209B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、キャリアガスによって移送されてくるサンプ
ルガスの濃度を熱伝導度検出器により検出するガスクロ
マトグラフ装置に関し、特にこの装置の動作時に熱伝導
度検出器の自己診断を行うようにしたガスクロマトグラ
フの自己診断方法に関するものである。

［従来の技術］従来のこの種のガスクロマトグラフ装置の要部の構成を
第４図に示す。

同図において、１は被計測用のサンプルガス、２は移動
相であるキャリアガス、３．４は到来するガスの濃度、
すなわちその温度を抵抗値の変化により検出する熱伝導
度検出器（以下、ＴＣＤセンサ）、５はこれらＴＣＤセ
ンサヘ一定電流を供給する定電流源、６はゲインアンプ
部、７はゲイン部、Ｒ１，ｒは抵抗、ａはゲイン切換信
号、■はゲインアンプ部６の出力電圧信号である。

そして、従来の装置は、ＴＣＤセンサ３，４としてフィ
ラメントやサーミスタを用い、これらＴＣＤセンサ３，
４と抵抗Ｒ１，ｒとを第２図に示すようなブリッジ構成
にしてサンプルガス１の濃度を検出している。すなわち
、ＴＣＤセンサ４は常時キャリアガス２を検出しており
、また、ＴＣＤセンサ３も、通常は、キャリアガス２を
検出している。この場合、このブリッジ回路は平衡状態
となっており、従ってゲインアンプ部６の２つの入力電
圧間に電位差が生じないことから、このゲインアンプ部
６の出力電圧はＯＶとなっている。

その後、キャリアガス２に続きサンプルガス１が移送さ
れてくると、ＴＣＤセンサ３においてこのサンプルガス
１の温度が検出され、この結果、ＴＣＤセンサ３の抵抗
値が変化することから、ブリッジ回路が不平衡となって
ゲインアンプ部６の２つの入力電圧間に電位差が生じ、
従って、第５図のグラフに示されるように、ゲインアン
プ部６の出力電圧■はＯＶから上昇し、このサンプルガ
ス１がＴＣＤセンサ３を通過すると低下して再び０■に
なる。第５図のグラフは、このようなサンプルガスが３
種、成る時間間隔でＴＣＤセンサ３に移送されてきた場
合のゲインアンプ部６の出力電圧を示している。

［発明が解決しようとする課題］上述した従来のガスクロマトグラフ装置は、ブリッジ回
路により構成されているとともに、このブリッジ回路の
２つの出力端子がそれぞれ直接ゲインアンプ部６の２つ
の入力端子に接続されていて、実装状態でこのＴＣＤセ
ンサ３，４の抵抗値を実測できず、ゲインアンプ部６か
らの出力電圧のゼロ点やスパンのドリフトおよび異常電
圧が発生した場合、ゲインアンプ部６の正否の判定が行
えず、従って異常の原因がＴＣＤセンサ３，４側にある
か、またはゲインアンプ部６側にあるかの特定を迅速に
行うことができないという問題があった。

［課題を解決するための手段］このような課題を解決するために本発明に係るガスクロ
マトグラフの自己診断方法は、ＴＣＤセンサの初期の抵
抗値を記憶するとともに、キャリアガスが到来した時に
このＴＣＤセンサに対し一定の電流を供給し、ゲインア
ンプ部からの出力電圧値が「０」になるように制御して
ＴＣＤセンサの抵抗値を計測し、この計測された抵抗値
と記憶された抵抗値とに基づいてＴＣＤセンサの抵抗値
の経時変化を測定してＴＣＤセンサの劣化を検出するよ
うにした方法である。

［作用］ＴＣＤセンサの抵抗値は、一定の供給電流とゲインアン
プ部の出力電圧値が「０」になるように制御する電圧値
とから計測されるので、実装状態で抵抗値を計測でき、
このため、ゲインアンプ部の出力電圧が異常となった場
合も、その原因がＴＣＤセンサ側にあるか、またはゲイ
ンアンプ部側にあるかを容易に特定できる。

［実施例］次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明のガスクロマトグラフの自己診断方法
を適用した装置の一実施例を示すブロック図である。同
図において、第４図の従来の構成図と同等部分は同一符
号を付してその説明を省略する。

第１図において、１０は恒温漕であり、この恒温漕１０
の中は、アナライザバルブ１１、サンプルガス１とキャ
リアガス２とを通過させるカラム１２、サンプルガス１
の濃度、すなわちその温度を抵抗の値の変化により検出
するＴＣＤセンサ１３から構成される。また、１４はＴ
ＣＤセンサ１３へ供給される定電流を切り換える電流切
換部、１５は加算回路、１６はベースライン電圧をキャ
ンセルするベースラインキャンセル電圧発生部、１７は
ゲインアンプ部６のゲインを選択して切り換えるゲイン
選択部、１８は電圧信号を周波数に変換してディジタル
のカウント値として送出する電圧・周波数変換部、２０
はＣＰＵ、２１はアラーム送出部である。

そして、所定のサンプルガス１の濃度を検出するために
、ＣＰＵ２０は、まず、このサンプルガス１の検出に適
合するようにＴＣＤセンサ１３への供給電流を電流切換
部１４を切り換えることにより供給しておく、そして、
ＴＣＤセンサ１３ヘキャリアガス２が到来している問は
、ＴＣＤセンサ１３の出力電圧は、一定値となって加算
回路１５の一方の入力端子へ供給されており、この電圧
信号は加算回路１５を介し、さらにゲインアンプ部６に
より所定のゲインで増幅されて電圧・周波数変換部１８
に送出される。一方、電圧・周波数変換部１８において
は、この入力した電圧信号に応じた周波数の信号を生成
するとともにこの生成された周波数信号を計数しこのデ
ィジタルの計数値をＣＰＵ２０に伝達する。

ＣＰＵ２０は、ディジタルの計数値を入力し、このキャ
リアガス２の到来による電圧値（ベースライン電圧値）
を判定し、ベースラインキャンセル電圧発生部１６を駆
動して上記において判定した電圧値だけ加算回路１５か
ら減じさせる制御を行う、こうして、キャリアガス２の
到来中には、ベースライン電圧がキャンセルされている
ので、ＣＰＵ２０への入力電圧はＯＶに設定されている
。

その後、サンプルガス１がＴＣＤセンサ１３上に移送さ
れてくると、ＴＣＤセンサ１３においては、その抵抗値
がキャリアガス２の到来時よりも大きく変動し、この結
果、ＴＣＤセンサ１３からの出力電圧も大となって加算
回路１５の一方の入力端子に送出される。

一方、加算回路１５においては、ベースライン電圧がキ
ャンセルされているので、サンプルガス１に相当するだ
けの電圧信号を出力し、この出力された電圧信号は、上
記したと同様に、ゲインアンプ部６．電圧・周波数変換
部１８を介し、ディジタルの計数値としてＣＰＵ２０に
伝達される。

そして、ＣＰＵ２０ではこの伝達された計数値に基づい
てサンプルガス１の濃度分析が行われる。

また、ゲインアンプ部６の出力電圧が低くサンプルガス
１を検出が不可能になる場合は、ＣＰＵ２０によりゲイ
ン選択部１７が制御されることによってより高いゲイン
が選択され、この結果、ゲインアンプ部６からより高い
電圧信号が出力されてサンプルガス１を確実に検出する
ことができる。なお、ゲイン選択部１７中の０１は８倍
のゲインを選択するスイッチ、Ｇ２は４０倍のゲインを
選択するスイッチ、Ｇ３は２００倍のゲインを選択する
スイッチ、またＧＯは０倍のゲインを選択するスイッチ
である。

次に、このガスクロマトグラフ装置が以上のような動作
を行っている場合にＴＣＤセンサ１３の抵抗値ＲＲを計
測する方法について説明する。

第２図はＴＣＤセンサ１３の抵抗値Ｒ，を計測する方法
を説明するための説明図である。同図において、２２は
定電流源であり、これは電流切換部１４の切換によりＴ
ＣＤセンサ１３へ一定ｔｆｆｉＩを供給するものでこの
電流値■はＣＰＵ２０に記憶されているとともに、この
ＣＰＵ２０内にはＴＣＤセンサ１３抵抗の初期値のデー
タも記憶されている。以下、ＴＣＤセンサ１３の抵抗値
ＲＭを計測する方法について説明する。

ＣＰＵ２０は、ＴＣＤセンサ１３ヘキャリアガス２を移
送したときの加算回路１５の出力電圧Ｖ２をゲインアン
プ部６．電圧・周波数変換部１８を介してディジタルの
計数値として読み込み、この値が「０」になるような可
変電圧Ｖ□をベースラインキャンセル電圧発生部１６を
駆動して発生させる。こうして発生した可変電圧■ｌが
加算回路１５の一方の入力端子に印加されると、加算回
路１５の出力電圧値はＯＶになり、ＣＰＵ２０はこの出
力電圧値をゲインアンプ部６．電圧・周波数変換部１８
を介して読み込んで確認するとともに、この可変電圧Ｖ
１に相当する電圧値を記憶する。

そして、このときには、加算回路１５の他方の入力端子
の電圧値は−Ｖ１となっているので、この場合のＴＣＤ
センサ１３の抵抗値Ｒ１は次の式により求めることがで
きる。すなわち、ＲＩＩ　＝　Ｖ　１　／　Ｉなお、ここで、ＣＰＵ２０は、この電圧値ｖ１および電
流値Ｉを記憶しているので、上記の演算により抵抗値Ｒ
ＩＩを容易に計測することができ、この結果、ＣＰＵ２
０はＴＣＤセンサ１３から異常な電圧信号を入力した場
合、この原因がＴＣＤセンサ１３側にあるか、または、
このＴＣＤセンサ１３からの電圧信号を入力してＣＰＵ
２０へ伝達する電気回路側にあるのかを識別できる。

このようにしてＴＣＤセンサ１３の抵抗値が計測される
と、ＣＰＵ２０はこの計測された抵抗値から予め記憶さ
れた初期の抵抗値を差し引いた値を初期の抵抗値で除算
し、この除算された値が予め記憶されているスレショル
ド値を超えたときには、アラーム送出部２１を駆動して
アラーム表示をさせるとともに、このアラーム情報を内
部に保持し、携帯型コミュニケータまたは上位機器との
間との通信時にこの保持したアラーム情報をこれらの機
器へ送出する。

また、ＣＰＵ２０は、計測された抵抗値から予め記憶さ
れた初期の抵抗値を差し引いた値を初期の抵抗値で除算
し、この除算された値の時間変化率を算出して、ＴＣＤ
センサ１３が劣化して異常となるまでの時間を予測する
。すなわち、例えば第３図のグラフに示すような抵抗変
化率と使用時間との関係のデータベースを予め保有して
おいて、このデータベースからスレショルド値に至るま
での時間を算出し、このＴＣＤセンサが異常となるまで
の時間（第３図の例では抵抗変化率が５％に相当する時
間）を予測して残り時間を通知することもできる。

［発明の効果］以上説明したように本発明に係るガスクロマトグラフの
自己診断方法は、この熱伝導度検出器の抵抗値を、一定
の供給電流とゲインアンプ部の出力電圧値が「０」にな
るように制御する電圧値とから計測するようにしたので
、実装状態で熱伝導度検出器の抵抗値を計測でき、この
結果、ゲインアンプ部の出力電圧が異常となった場合も
、その原因が熱伝導度検出器側にあるか、またはゲイン
アンプ部側にあるかを容易に特定できるという効果があ
る。また、予め記憶された熱伝導度検出器の初期の抵抗
値とこの計測された抵抗値とから熱伝導度検出器の抵抗
値の経時変化を測定して熱伝導度検出器の劣化を検出す
るようにしたので、この熱伝導度検出器の交換時期が予
測できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るガスクロマトグラフの自己診断方
法を適用した装置のブロック図、第２図はこの自己診断
方法を説明するための図、第３図はこの装置に使用され
るセンサの使用時間と抵抗変化率との関係を示すグラフ
、第４図は従来のガスクロマトグラフの装置の構成図、
第５図はこの装置により検出されたガスの濃度状況を示
すグラフである。１・・・・サンプルガス、２・・−・キャリアガス、６
・・・・ゲインアンプ部、１０・・・・恒温漕、１１・
・・・アナライザバルブ、１２・・・・カラム、１３・
・・・熱伝導度検出器（ＴＣＤセンサ）、１４−・・・
電流切換部、１５−・・・加算回路、１６・・・・ベー
スラインキャンセル電圧発生部、１７・・・・ゲイン選
択部、１８・−・・電圧・周波数変換部、２０・・・・
ＣＰＵ、２１・・・・アラーム送出部、２２・・・・定
電流源。特許出願人　山武ハネウェル株式会社

Claims

【特許請求の範囲】キャリアガスによって移送されるサンプルガスの濃度を
熱伝導度検出器の抵抗値の変化により検出して分析を行
うガスクロマトグラフ装置において、前記熱伝導度検出器への供給電流をオン・オフする電流
切換部と、前記熱伝導度検出器の出力電圧からベースラ
イン電圧をキャンセルするためのベースラインキャンセ
ル電圧発生部と、このベースライン電圧がキャンセルさ
れた前記熱伝導度検出器の出力電圧を増幅するゲインア
ンプ部と、ゲインアンプ部のゲインの切換を行うゲイン
選択部と、前記ゲインアンプ部の出力電圧をディジタル
信号へ変換するための電圧・周波数変換部と、電圧・周
波数変換部のディジタル信号を入力して前記サンプルガ
スの濃度を分析するＣＰＵとを備え、前記熱伝導度検出器の初期の抵抗値を記憶するとともに
、前記キャリアガスが到来した時に該熱伝導度検出器に
対し一定の電流を供給し、前記ゲインアンプ部からの出
力電圧値が「０」になるように前記ベースラインキャン
セル電圧発生部の出力電圧を制御して該熱伝導度検出器
の抵抗値を計測し、この計測された抵抗値と記憶された
抵抗値とに基づいて該熱伝導度検出器の抵抗値の経時変
化を測定して該熱伝導度検出器の劣化を検出するように
したことを特徴とするガスクロマトグラフの自己診断方
法。