JPH0619092Y2 - ガスクロマトグラフ用ｆｉｄ検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、水素炎イオン化検出器（Flame Ionization D
etector；以下、単にＦＩＤ検出器と呼ぶ）の構造の簡
潔化と検出精度の向上を図れるようにしたガスクロマト
グラフ用ＦＩＤ検出器に関する。

（従来の技術） ガスクロマトグラフ等に多用されているこの種の検出器
は、一般に分離カラムに連通するノズルと、該ノズルの
直上に位置するコレクターを備え、これらの一方に高電
圧を印加して高電界の電子捕獲域を形成し、一方、上記
カラムから流出するキャリヤーガスに水素を混合し、ま
たノズルの下方からは空気を供給して、ノズルの先端に
水素炎を生成させ、この水素炎中にキャリヤーガスに注
入した試料を送り込んでイオン化させ、そのイオン電流
をコレクターで検出して、単位時間内に水素炎中に流れ
込んだ試料分子の数に比例した信号を得るように構成さ
れている。

上記検出器において、高電界の電子捕獲域の形成手段と
しては、高電圧の印加方式によって、ノズルに高電圧を
印加するノズル印加方式と、コレクターに高電圧を印加
するコレクター印加方式とが従来から採用されている。

（考案が解決しようとする課題） しかし、前者の場合はノズル周辺の高絶縁を要する結
果、隣接部材に対するシールド構造や、水素や空気通路
に対する特別な流路設計を要する等して構造が複雑化
し、また後者の場合はコレクターとエレクトロメータア
ンプとの間に高電圧を挿入するため、信号の減衰やノイ
ズの混入防止手段として、例えば検出器筐体と上記アン
プとの間の高インピーダンス化が不可欠になり、その場
合には多くのインピーダンス素子を要して、回路が複雑
になる等の問題があった。

本考案はこのような従来の問題を解決し、構造の簡潔化
と検出精度の向上を図れるようにしたガスクロマトグラ
フ用ＦＩＤ検出器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） このため、本考案のガスクロマトグラフ用ＦＩＤ検出器
は、コレクターに高電圧を印加するとともに、ボデーに
ノズルを接地して、信号電流を増幅するようにしたガス
クロマトグラフ用ＦＩＤ検出器において、コレクターに
接続する心線とシールドとを内蔵したケーブルをボデー
に装着し、前記シールドの一端を前記ボデーと絶縁する
とともに、これら心線とシールドとに導通する負帰還型
差動増幅器の入力端子を接続し、このうち前記心線に導
通する一方の入力端子と前記増幅器の出力端子との間に
帰還抵抗を接続し、かつシールドに導通する他方の入力
端子にコレクターを印加する直流電源を接続し、該電源
の一端をガスクロマトグラフ筐体に接地して、増幅器と
接地部との間のインピーダンス素子を不要にし、構造を
簡潔にし配線の手間を軽減するとともに、シールドの一
端をボデーと絶縁し、また差動増幅器に電源の電位をオ
フセットさせることによって、ボデーと接地側の双方か
らのノイズの混入を防止し、検出精度を向上するように
したことを特徴にしている。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面により説明すると、第１
図において１はガスクロマトグラフ筐体２と電気的に導
通関係にある検出器用取付台で、該台１上にＦＩＤ検出
器３が立設されている。

上記検出器３は筒状のボデー４と、該ボデー４の上端部
に連結された筒状のコレクターケース５を備え、このう
ちボデー４の上端には凹状の燃焼室６が開口され、該室
６の底部にノズル７が噴出口を上向きにして収容され、
その近接位置に空気通路８が開口されている。

上記ボデー４の下端には上記ノズル７に連通する混合気
室９が開口され、該室９の下部にカラム１０が接続さ
れ、またその中高部に水素流路１１が開口されている。

上記コレクターケース５は内部に前記燃焼室６に連通す
る通気室１２を形成しており、該室１２内に管状のコレ
クター１３を垂直に収容している。上記コレクター１３
は下端を上記ノズル７から離間して配置され、かつ近隣
のボデー４やコレクターケース５に対して、適宜手段で
絶縁されている。

また、コレクターケース５の上部には、通気室１２に連
通する管状のケーブルホルダー１４が突設され、該ホル
ダー１４内にケーブル１５の一端が挿入されていて、そ
の心線１６がコレクター１３の上端に接続されている。

上記心線１６の他端にはリード線１７が接続され、また
上記ケーブル１５に内装されたシールド１８は、一端が
ケーブルホルダー１４から絶縁され、かつその他端がリ
ード線１９に接続されていて、これらリード線１７，１
９に負帰還型差動増幅器からなるエレクトロメータアン
プ２０が接続されている。

上記リード線１９には高電界形成用の電源２１が並列に
接続され、その一端が前記筐体２に接地されている。上
記アンプ２０の出力端子には、差動増幅器であるアイソ
レーションアンプ２２が接続され、上記電源２１とアン
プ２０の出力との差電圧に比例する電圧を出力可能にし
ている。図中、２３は上記アンプ２０の帰還抵抗電圧変
換用抵抗、２４はコレクターケース５の上端に開口した
排気孔である。

第２図は本考案の第二実施例を示し、前述の実施例と対
応する構成部分には同一の符号を用いている。

すなわち、この実施例ではシールド１８の両端を前記筐
体２とケーブルホルダー１４に接地して、コレクター１
３とケーブル１５との電気的な接続を、汎用コネクタで
接続可能にした点を特徴にしている。

（作用） このように構成したＦＩＤ検出器は、コレクター１３に
高圧電源２１が印加され、該電源２１の一端がガスクロ
マトグラフ筐体２に接地されているから、電源２１の抵
抗分が高インピーダンス素子と同様に機能して、従来の
コレクター印加方式のような多くのインピーダンス素子
を要しない。

また、ノズル７はボデー４を介して、ガスクロマトグラ
フ筐体２に接地されているから、ノズル６周辺の絶縁構
造が不要になり、従来のノズル印加方式のような、ノズ
ル６周辺における特別な高絶縁構造を要しない。

したがって、その分ノズル６周辺の構造が簡潔になり、
またボデー４に導く水素や空気並びにキャリヤーガス等
に対する特別な流路構造を要しないから、この面でもノ
ズル６周辺の構造が簡潔になり、その製作および組み付
けが容易になる。

このようなＦＩＤ検出器３を使用して実際に試料の成分
分析を行う場合は、所定圧に調圧したキャリヤーガスに
試料を注入し、これをカラム１０内へ送り込んで固定相
または気相に一定の割合で分配させ、カラム１０出口か
らＦＩＤ検出器３へ移動させる。

上記検出器３に導かれたキャリヤーガスは、混合気室９
で水素と混合して試料と共にノズル７から噴出し、一
方、燃焼室６の底部からは空気が供給され、これらがノ
ズル７の先端で点火されて水素炎を生成する。

こうして生成された水素炎中に試料が送り込まれると、
試料中の炭化水素等が化学イオン化反応によってイオン
を生成し、これがノズル７とコレクター１３との両電極
間を移動する。上記ノズル７とコレクター１３との間に
は、高電界が形成され、これら電極間をイオンの数に比
例した値のイオン電流が流れる。

上記イオン電流はコレクター１３を介して検出され、こ
れがケーブル１５の心線１６を介して、エレクトロメー
タアンプ２０に入力され、該アンプ２０で所定値に増幅
される。この場合、上記アンプ２０の入力端子であるリ
ード線１７，１９は同電位に保たれ、かつこれらと導通
するケーブル１５の心線１６とシールド１８も同電位を
維持しているから、それらの間での漏れ電流、換言すれ
ば入力信号の減衰やノイズの混入が防止され、しかもシ
ールド１８のケーブルホルダー１４側の一端が絶縁ない
し開放されているから、ノイズの混入防止が強化され
る。

しかも、エレクトロメータアンプ２０と、ガスクロマト
グラフ筐体２との間に電源２１が接続され、該電源２１
の電位が上記アンプ２０のオフセット電圧となって、ガ
スクロマトグラフ筐体２側から侵入するノイズレベルを
規制し、上記筐体２側からのノイズの混入を防止する。

また、電源２１の抵抗分が高インピーダンス素子と同等
に作用するから、従来のコレクター印加方式のような高
インピーダンスの必要がなく、しかも上記ケーブル１５
を長尺にしても、入力信号の減衰やノイズ混入の心配が
なく検出精度に影響しないから、ＦＩＤ検出器３とアン
プ２０の配線に自由度が得られ、多様な使用条件に応じ
られることになる こうして、上記アンプ２０で増幅された信号はアイソレ
ーションアンプ２２に入力され、該アンプ２２でその両
入力差分の信号、つまり上記入力に重畳した信号分だけ
が出力され、これがエレクトロメータ（図示略）に入力
される。したがって、レコーダー（図示略）には上記信
号に基づく高精度のクロマトグラムが描かれる。

（考案の効果） 本考案のガスクロマトグラフ用ＦＩＤ検出器は以上のよ
うに、コレクターに接続する心線とシールドとを内蔵し
たケーブルをボデーに装着し、前記シールドの一端を前
記ボデーと絶縁したから、ボデーからのノイズの混入を
防止することができる。

また、本考案は心線とシールドとに導通する負帰還型差
動増幅器の入力端子を接続し、このうち前記心線に導通
する一方の入力端子と前記増幅器の出力端子との間に帰
還抵抗を接続し、かつシールドに導通する他方の入力端
子にコレクターを印加する直流電源を接続し、該電源の
一端をガスクロマトグラフ筐体に接地したから、電源の
抵抗がインピーダンス素子として機能し、従来のコレク
ター印加方式のように多くのインピーダンス素子を要せ
ず、構造が簡潔になり、またその配線の手間を軽減する
ことができる。

しかも、電源電圧を差動増幅器のオフセット電圧として
機能させ、オフセット電圧でノイズレベルを規制してい
るから、接地側からのノイズの混入を防止し、前述と相
俟って検出精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す説明図、第２図は本考
案の他の実施例を示す説明図である。 ３……ＦＩＤ検出器、７……ノズル １３……コレクター ２０……エレクトロメータアンプ ２１……電源

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】コレクターに高電圧を印加するとともに、
   ボデーにノズルを接地して、信号電流を増幅するように
   したガスクロマトグラフ用ＦＩＤ検出器において、コレ
   クターに接続する心線とシールドとを内蔵したケーブル
   をボデーに装着し、前記シールドの一端を前記ボデーと
   絶縁するとともに、これら心線とシールドとに導通する
   負帰還型差動増幅器の入力端子を接続し、このうち前記
   心線に導通する一方の入力端子と前記増幅器の出力端子
   との間に帰還抵抗を接続し、かつシールドに導通する他
   方の入力端子にコレクターを印加する直流電源を接続
   し、該電源の一端をガスクロマトグラフ筐体に接地した
   ことを特徴とするガスクロマトグラフ用ＦＩＤ検出器。