JPH0580040A - ガスクロマトグラフの自動校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスクロマトグラフの校正操作を自動的に行
うようにする。 【構成】 キャリアガスの圧力を調節する減圧弁と、こ
の減圧弁を駆動してそのキャリアガス圧力を任意の設定
値に制御するキャリアガス圧力制御部とを備える。そし
て標準ガスを用いて校正を行う際に、そのガス成分のピ
ーク位置（リテンションタイム）を測定し（ステップ５
１）、次いでこの測定値と基準値を比較したのち（同５
２）、その比較結果に基づき前記減圧弁の設定値を自動
的に変化させて最適なキャリアガス圧力を設定する。こ
れにより、サンプルバルブやカラム特性に応じたキャリ
アガス圧力の最適設定が自動的に可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラム内に充填された充
填剤とガスとの吸着性の差を利用してガス分析を行うガ
スクロマトグラフに関し、特にガスクロマトグラフの自
動校正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】石油化学プロセスや鉄鋼プロセス等にお
いてプロセスガスに成分分析を行い、その分析結果に基
づいて各プロセス工程を監視したり、各種制御を行った
りするための検出装置としてガスクロマトグラフが従来
から一般的に用いられている。

【０００３】図５はこの種のガスクロマトグラフの基本
的構成を示す図で、恒温槽を形成し所定温度に保持され
るアナライザ本体１，このアナライザ本体１内に配置さ
れるサンプルバルブ２，カラム３および検出器４，計量
管５，ヘリウム等のキャリアガスＣＧを所定圧に減圧す
る減圧弁６等を備え、測定時にサンプルバルブ２の流路
を実線の状態から破線の状態に切替えることにより、計
量管２によって分取した測定すべきサンプルガスＳＧを
キャリアガスＣＧによってカラム３内に送り込むように
している。

【０００４】このカラム３にはサンプルガスＳＧに応じ
て異なるが、活性炭，活性アルミナ，モレキュラーシー
ブ等の粒度を揃えた粉末が固定相として充填されてお
り、この固定相とサンプルガス中の各ガス成分との吸着
性や分配係数の差異に基づく移動速度の差を利用して、
各ガス成分を相互に分離し、これを熱伝導度検出器等の
検出器４によって検出し電気信号に変換する。この電気
信号はガス成分濃度に比例し、これをコントローラ７に
より波形処理したり記録紙に記録する。一方、非測定時
にはサンプルバルブ２の流路を実線図示の状態に切替え
ることにより、キャリアガスＣＧをカラム３および検出
器４へ導いている。

【０００５】ここで減圧弁６は、キャリアガス供給流路
１３およびキャリアガス排出流路１４に連通する内室３
１，この内室３１を上下２つの室に仕切るダイヤフラム
３２，ポペット弁３３，圧縮コイルばね３４などを備え
る。この上側の室にはダイヤフラム３２を下側の室側に
付勢する圧力設定用の圧縮コイルばね３５と、圧縮コイ
ルばね３５の上端を保持するばね受け部材３６とが配設
され、このばね受け部材３６を圧力設定用ねじ３７によ
って上下動させると圧縮コイルばね３５のばね圧が調整
される。そして下側の室側にはシートリンク（図示せ
ず）とその流通孔を開閉制御するポヘット弁３３が圧縮
コイルばね３４に対向して配設され、圧力調節用ねじ３
７を手動操作で回してキャリアガスＣＧの２次圧Ｐ_O
（出力圧）を設定圧力と等しくするものとなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ガスクロマトグラフにおいてその校正方法は、サンプル
ガスとして標準ガスを用い、検出器４で検出したピーク
の位置つまりリテンションタイムがあらかじめ決められ
た基準の位置にくるように、キャリアガスの調節圧力を
手動の減圧弁６で調節する方法がとられている。しか
し、サンプルバルブ２やカラム３の特性のバラツキによ
りリテンションタイム（ピーク位置）が１台毎に異なる
ため、減圧弁６を手動で設定する必要がある。すなわ
ち、クロマトグラムのリテンションタイムをレコーダ等
で測定しながら、最適となるように減圧弁を設定しなけ
ればならず、その操作が煩わしく、また手間がかかると
いう問題点があった。

【０００７】本発明は以上の点に鑑み、かかる問題点を
解消するためになされたもので、その目的は、ガスクロ
マトグラフにおける校正操作を自動的に行える方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るガスクロマトグラフの自動校正方法
は、キャリアガスの圧力を調節する減圧弁と、該減圧弁
を駆動してそのキャリアガス圧力を任意の設定値に制御
するキャリアガス圧力制御部を備え、標準ガスを用いて
校正を行う際に、そのガス成分のピーク位置を測定し、
次いでこの測定値と基準値を比較したのち、その比較結
果に基づき前記減圧弁の設定値を自動的に変化させて最
適なキャリアガス圧力を設定するようにしたものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明においては、サンプルバルブやカラムの
特性に応じて自動的に最適なキャリアガス圧力を設定す
ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を説明するた
めのガスクロマトグラフの基本構成図である。図１にお
いて、１は恒温槽を形成し所定温度に保持される従来と
同様なアナライザ本体であり、このアナライザ本体１内
にはサンプルバルブ２，カラム３，検出器４，計量管５
等が収容されている。そして、計量管５によって分取し
た測定すべきサンプルガスＳＧは、後述する減圧弁６を
経てキャリアガスＣＧによってカラム３内に送り込み、
このカラム３内で各ガス成分を固定相に対する各成分の
吸着性（親和性）や分配係数の差異に基づく移動速度の
差を利用して各ガス成分を相互に分離する。しかる後、
これを熱伝導度検出器（ＴＣＤ）等の検出器４で検出
し、そのガス成分の濃度に比例した信号をＡ／Ｄ変換器
２６を経てコントローラとしてのＣＰＵ２３によって波
形処理して記録紙に記録するものとなっている。

【００１１】ここで減圧弁６は、内室１１と，内室１１
を上下２つの室１１ａ，１１ｂに仕切るダイヤフラム１
２と，内室１１に連通するキャリアガス供給通路１３お
よびキャリアガス排出通路１４と，ポペット弁１５と，
圧縮コイルばね１６等を備え、下側の室１１ａが圧力
室、上側の室１１ｂが背圧室をそれぞれ形成している。
そして、キャリアガス供給流路１３より送られてくるキ
ャリアガスＣＧの圧力を所定圧Ｐ₀ に減圧する背圧室１
１ｂには１つの出入口１７を有し、この出入口１７はキ
ャリアガス供給流路１３から分岐されキャリアガス排出
流路１４に連通する背圧流路１８に分岐路１９を介して
連通されている。また、分岐路１９には焼結金属等から
なる固定絞り２０が配置されている。

【００１２】一方、背圧流路１８には分岐路１９を挟ん
でその上流側と下流側に位置する２つの電磁弁２１，２
２が配置され、また下流側電磁弁２２の下流側には減圧
弁６の２次側圧力Ｐ_Oを検出する圧力センサ７が設けら
れている。従って、キャリアガスＣＧはキャリアガス供
給流路１３を経て減圧弁６の圧力室１１ａ側に１次側圧
力Ｐ_S として送られるとともに、上流側電磁弁２１を開
くと、背圧流路１８−分岐路１９−固定絞り２０を通っ
て背圧室１１ｂにも背圧Ｐ_Nとして送られ、この背圧Ｐ_N
を、一次側圧力Ｐ_S と圧縮コイルばね１６のばね圧の和
と対応させている。そして背圧Ｐ_Nは下流側電磁弁２２
を開くと低下する。

【００１３】２５は前記減圧弁６を駆動してそのキャリ
アガス圧力を任意の設定値に制御するためのキャリアガ
ス圧力制御部で、圧力センサ７からの検出信号とＣＰＵ
２３からのキャリアガス圧力設定信号（以下、圧力設定
信号）ＳＰがＤ／Ａ変換器２４を経て入力されると、こ
れら両信号を比較してその比較結果に基いて２つの電磁
弁２１，２２を開閉制御し、２次側圧力Ｐ_O が常に設定
圧となるようにしている。この場合、キャリアガスＣＧ
の１次側圧力Ｐ_S，背圧Ｐ_N および２次側圧力Ｐ_Oの関係
は、Ｐ_S≧Ｐ_N＞Ｐ_Oとなる。

【００１４】すなわち、圧力サンサ７の検出信号ＰＶが
圧力設定信号ＳＰの下限値以下の場合、２次側圧力Ｐ_O
は設定圧力より低い。このとき、キャリアガス圧力制御
部２５からの信号によって上流側電磁弁２１を開く一
方、下流側電磁弁２２を全閉状態に保持し、背圧室１１
ｂに供給されるキャリアガスＣＧの圧力を増加させる。
すると、背圧Ｐ_N が増大し、ダイヤフラム１２を圧縮コ
イルばね１６に抗して下方に変位させ、ポペット弁１５
を開く。

【００１５】従って、圧力室１１ａへのキャリアガスＣ
Ｇの圧力が増加し、２次側圧力Ｐ_Oを増大させる。２次
側圧力Ｐ_O が増加して設定圧力と一致すると、検出信号
ＰＶが圧力設定信号ＳＰの範囲内に入るため上流側電磁
弁２１を閉鎖する。外乱等により２次側圧力Ｐ_O が設定
圧力より大きくなり、検出信号ＰＶの値が圧力設定信号
ＳＰの上限値を越えると。今度は下流側電磁弁２２を開
いて背圧Ｐ_Nを下げる。すると、その分だけダイヤフラ
ム１２が上方に変位してポペット弁１５が閉まり、２次
側圧力Ｐ_Oを低下させる。そして２次側圧力Ｐ_Oが設定圧
と一致すると、下流側電磁弁２２を閉鎖する。

【００１６】このようなキャリアガス圧力制御方式によ
ると、圧力センサ７の検出信号ＰＶとＣＰＵ２３内に設
定された圧力設定信号ＳＰをキャリアガス圧力制御部２
５で比較演算して、その結果に基づき各電磁弁２１，２
２を開閉制御することにより、減圧弁６の２次側圧力を
常に設定圧に保持できるとともに、その設定圧力を自動
的に可変設定できる。なお、図１中２７は圧力センサ７
の検出信号ＰＶをＣＰＵ２３に入力するためのＡ／Ｄ変
換器である。

【００１７】本実施例は、かかるキャリアガス圧力制御
を利用して、標準ガスを用いた校正時に、ＣＰＵ２３に
よって測定したリテンションタイム（ピーク位置）が基
準位置にくるように、キャリアガス圧力調節用減圧弁６
の設定値を自動的に変化させて最適値を設定するものと
なっている。

【００１８】すなわち、図２に示すように、まず標準ガ
スの単一成分のリテンションタイムを検出器４をＣＰＵ
２３内で測定する（ステップ５１）。次いでそのリテン
ションタイムの測定値と基準値とを比較して（ステップ
５２）、その偏差が最適値以内にあるか否かを判断した
のち（ステップ５３）、それが最適値でなければ、ＣＰ
Ｕ２３からの圧力設定信号ＳＶによって減圧弁６の設定
値を変更することにより、最適なキャリアガス圧力を設
定する（ステップ５４）。これにより、サンプルバルブ
２，カラム３の特性のバラツキによりリテンションタイ
ムが装置１台毎に異なっても、キャリアガス圧力の最適
設定を自動的に行うことができる。なお、標準ガスのそ
の他の成分についても同様である。

【００１９】図３は本発明の別の実施例を説明するため
のものでり、図４はそのゲート時間とリテンションタイ
ムとの関係を示すものである。この実施例において図２
のものと異なる点は、標準ガスによる校正時に、各成分
単一のガスを用いて、その際ゲート時間Ｔ₁ つまりゲー
トを最大限長く設定し（ステップ６１）、次いでその単
一ガスのリテンションタイムＡを測定する（ステップ６
２，図４(a) ）。そして減圧弁６の設定値を調節してキ
ャリアガス圧力を最適なリテンションタイムＴ₂になる
ように設定する（ステップ６３〜６５，図４(b)）。そ
の後、測定成分に応じた適当なゲート時間Ｔ₃ に設定し
なおすことにより（ステップ６６，図４(c)）、次の成
分についても同様の方法で繰り返し行うものとなってい
る。

【００２０】この実施例の方法によると、リテンション
タイムが最初に設定したゲート時間から外れていても、
リテンションタイムをＣＰＵ２３で自動的に測定して最
適なキャリアガス圧力，ゲート時間を設定することがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、運転中に
サンプルバルブ，カラム特性の経年変化によるリテンシ
ョンタイムの変化があった場合、ある許容範囲内でキャ
リアガス圧力調節用減圧弁の設定値を自動的に変化させ
て最適なキャリアガス圧力を設定することにより、校正
操作が自動化できるとともに、最適測定が可能になる等
の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するためのガスクロマ
トグラフの基本構成図である。

【図２】本実施例の説明に供するフローチャートであ
る。

【図３】本発明の別の実施例を説明するためのフローチ
ャートである。

【図４】図３の実施例におけるゲート時間とリテンショ
ンタイムの関係を示す説明図である。

【図５】通常のガスクロマトグラフの基本構成図であ
る。

【符号の説明】

１ アナライザ本体 ２ サンプルバルブ ３ カラム ４ 検出器 ５ 計量管 ６ 減圧弁 ２１，２２ 電磁弁 ２３ ＣＰＵ ２５ キャリアガス圧力制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアガスをサンプルバルブを経てカ
   ラムに導き、該サンプルバルブの流路切替によりサンプ
   ルガスをカラムに導いて各ガス成分に分離し、これを検
   出器によって検出するガスクロマトグラフにおいて、 キャリアガスの圧力を調節する減圧弁と、該減圧弁を駆
   動してそのキャリアガス圧力を任意の設定値に制御する
   キャリアガス圧力制御部を備え、標準ガスを用いて校正
   を行う際に、そのガス成分のピーク位置を測定し、次い
   でこの測定値と基準値とを比較したのち、その比較結果
   に基づき前記減圧弁の設定値を自動的に変化させて最適
   なキャリアガス圧力を設定することを特徴とするガスク
   ロマトグラフの自動校正方法。