オートサンプラ
【課題】種々の容量をもつ試料容器を用いてサンプリングを行なうことが可能なオートサンプラにおいて、用いられる試料容器の容量に適した通気時間を自動的に設定して通気処理を行なうことができるようにする。
【解決手段】試料搬送機構２、サンプリング部４、通気部６、制御部８及び容量入力手段１６を備えている。制御部８は試料搬送機構２、サンプリング部４及び通気部６の動作を制御するものであり、通気時間設定手段１０と通気制御手段１２を備えている。通気時間設定手段１０は通気処理を行なう試料容器の容量に応じて予め設定された試料容器の容量ごとの通気時間の中から該当する通気時間を選択して設定するように構成されている。通気制御手段１２は通気時間設定手段１０の設定した時間の通気処理を通気部６が各試料容器に対して実行するように制御する。
【解決手段】試料搬送機構２、サンプリング部４、通気部６、制御部８及び容量入力手段１６を備えている。制御部８は試料搬送機構２、サンプリング部４及び通気部６の動作を制御するものであり、通気時間設定手段１０と通気制御手段１２を備えている。通気時間設定手段１０は通気処理を行なう試料容器の容量に応じて予め設定された試料容器の容量ごとの通気時間の中から該当する通気時間を選択して設定するように構成されている。通気制御手段１２は通気時間設定手段１０の設定した時間の通気処理を通気部６が各試料容器に対して実行するように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を収容した試料容器を所定のサンプリング位置に搬送し、そのサンプリング位置へ搬送された試料容器内の試料を採取して全有機体炭素測定装置などの分析装置へ供給するためのオートサンプラに関するものであり、特に採取試料の前処理として通気処理を行なう機能を備えたオートサンプラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全有機体炭素測定装置に試料を連続で自動的に供給する一般的なオートサンプラは、サンプリングニードルを試料容器内に挿入して試料を吸入するサンプリング部や複数の試料容器をサンプリングニードルでサンプリング可能なサンプリング位置へ順に搬送する試料搬送機構のほか、採取試料の前処理として通気処理を行なう通気部を備えたものがある（特許文献１参照。）。
【０００３】
通気部としては、試料を吸入したシリンジポンプ内に高純度空気などのガスを供給して通気処理を行なうものや、先端からガスを噴出する通気用のニードルをサンプリングニードルとは別途設け、その通気用ニードルを試料採取前の試料容器内に挿入して通気処理を行なうものがある。
【０００４】
通気用ニードルを試料容器に挿入して通気処理を行なうオートサンプラでは、サンプリング位置と通気処理を行なうための通気位置がともに試料搬送機構による試料搬送経路上に設けられており、サンプリング対象の試料容器にサンプリングニードルが挿入されると同時に通気用ニードルがサンプリング前の試料容器内に挿入され、試料吸入を行なっている間に通気処理を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８３２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オートサンプラに用いられる試料容器には種々の容量をもつものがあるが、試料の前処理として行なう通気処理の時間は試料容器の容量に拘わらず一律に設定されていた。そのため、大容量の試料容器に収容された試料に対する通気処理が不十分にならないように、通気時間を長く設定せざるを得なかった。そのため、容量の小さい試料容器に対しても長時間の通気処理が行なわれることになり、その結果、スループットが悪くなるという問題があった。装置によっては、測定者が容量の異なる試料容器に変更するときに通気時間を手動で設定することも可能であるが、互いに容量の異なる試料容器を用いて連続的な分析を行なうような場合などは、適当な通気時間を随時手動で設定することは困難であり、煩雑な作業ともなる。
【０００７】
そこで本発明は、種々の容量をもつ試料容器を用いてサンプリングを行なうことが可能なオートサンプラにおいて、用いられる試料容器の容量に適した通気時間を自動的に設定して通気処理を行なうことができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のオートサンプラは、並べて載置された複数の試料容器をそれぞれ順にサンプリングを行なうためのサンプリング位置及びサンプリングする試料容器内の試料の通気処理を行なうための通気位置に搬送するための試料搬送機構と、サンプリング位置に搬送された試料容器内の試料を採取するためのサンプリング部と、通気位置に搬送された試料容器内の試料に対して通気処理を行なうための通気部と、試料搬送機構、サンプリング部及び通気部を制御する制御部と、試料搬送機構に設置された試料容器の容量を入力するための容量入力手段と、を備え、制御部は、容量入力手段により入力された試料容器容量に応じて予め設定された通気処理の時間を設定する通気時間設定手段及び通気時間設定手段が設定した時間の通気処理を通気部に実行させる通気制御手段を備えているものである。
【０００９】
容量入力手段の一例として、容量入力手段は表示部を備え、該表示部に表示された試料搬送機構に設置されうる試料容器の容量の全種類の中から該当する容量の試料容器を選択するものを挙げることができる。このようにすれば、操作者は容器入力が容易である。
【００１０】
また、容量入力手段の他の例として、試料容器に添付されその試料容器の容量情報を記録したバーコードとそのバーコードを読み取るバーコードリーダにより構成されているものも挙げられる。これにより、操作者はバーコードリーダで試料容器のバーコードを読み取るだけで容器容量の入力を容易に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のオートサンプラでは、試料搬送機構、サンプリング部及び通気部を制御する制御部が、容量入力手段により入力された試料容器容量に応じて予め設定された通気処理の時間を設定する通気時間設定手段及び通気時間設定手段が設定した時間の通気処理を実行する通気制御手段を備えているので、試料容器の容量に応じた時間の通気処理を行なうことができる。これにより、通気処理が不十分であったり必要以上に長時間の通気処理が行なわれたりすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】オートサンプラの一実施例を概略的に示すブロック図である。
【図２】同実施例の構成をより具体的に示す構成図である。
【図３】オートサンプラを備えた全有機体炭素測定装置の構成を示す流路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照しながら一実施例の概略的な構成について説明する。
この実施例のオートサンプラは、試料搬送機構２、サンプリング部４、通気部６、制御部８及び容量入力手段１６を備えている。
試料搬送機構２は試料を収容した複数の試料容器を順にサンプリングを行なうためのサンプリング位置と前処理としての通気処理を行なうための通気位置に搬送するものである。
【００１４】
サンプリング部４は試料搬送機構２によってサンプリング位置に搬送された試料容器に対してサンプリングを行なうものである。図１では図示されていないが、サンプリング部４はサンプリングニードルやサンプリングニードルを移動させるための移動機構、サンプリングニードルを介して試料の吸引を行なうためのシリンジポンプにより構成されている。
【００１５】
通気部６は試料搬送機構２によって通気位置に搬送されてきた試料容器内の試料の前処理として通気処理を行なうものである。図１では図示されていないが、通気部６は通気用ニードルや通気用ニードルを移動させるための移動機構、通気用ニードルの先端から通気用のガスを噴出させるために通気用ニードルに接続されたガス供給部により構成されている。
【００１６】
制御部８は試料搬送機構２、サンプリング部４及び通気部６の動作を制御するものである。制御部８は通気時間設定手段１０と通気制御手段１２を備えている。通気時間設定手段１０は通気処理を行なう試料容器の容量に応じて通気時間を設定するように構成されている。通気制御手段１２は各試料容器に対して通気時間設定手段１０が設定した時間の通気処理を実行するように構成されている。
【００１７】
通気時間設定手段１０は試料搬送機構２に設置されうる試料容器の容量に対し適当な通気時間のデータを保持している。通気時間データとは、例えば試料搬送機構２に設置されうる試料容器として９ｍＬ、２４ｍＬ、４０ｍＬの３種類の容量をもつものが存在する場合は、
９ｍＬ：通気時間３分
２４ｍＬ：通気時間６分
４０ｍＬ：通気時間１０分
などのように予め設定されたものである。
【００１８】
容量入力手段１６は測定者が試料搬送機構２に設置する試料容器がいずれの容量を有するものであるかを装置に入力するためのものである。容量入力手段１６としては、試料搬送機構２に設置されうる試料容器の容量の全種類のリストを操作者に例えばモニタ画面に表示するなどして示し、その中から操作者にマウスなどによって該当するものを選択させるものが挙げられる。
【００１９】
また、容量入力手段１６としては、各試料容器に貼られてその試料容器の容量情報を保持するバーコードとそのバーコードを読み取るバーコードリーダにより構成されるものであってもよい。
容量入力手段１６の他の例として、試料搬送機構２に設置された試料容器の容量を判別する手段、例えば試料容器の高さの違いを認識するセンサなどを用いて各試料容器の容量を認識するものであってもよい。この場合、通気時間設定手段１０はその認識した試料容器の容量と通気時間データ保持部１４の通気時間データに基づいて通気時間を設定する。
【００２０】
通気時間設定手段１０は容量入力手段１６より入力された容量情報に基づいて保持している通気時間データから対応する通気時間を設定する。通気制御手段１２は各試料容器について通気時間設定手段１０が設定した時間の通気処理を通気部６が該当する試料容器に対して実行するように通気部６を制御するものである。
【００２１】
次に図２を参照しながら同実施例のオートサンプラの具体的な構成について説明する。
試料搬送機構２は試料容器１８を並べて載置するための試料載置テーブル２ａを備え、試料載置テーブル２ａを一定方向へ駆動することにより試料容器１８を搬送するものである。サンプリング部４としてサンプリングニードル４ａ及びシリンジポンプ４ｂが設けられており、通気部６として通気用ニードル６ａ及びガス供給部６ｂが設けられている。
【００２２】
シリンジポンプ４ｂは図示されていない切替えバルブの切替えによりサンプリングニードル４ａの基端部に流路接続される。ガス供給部６ｂは通気用ニードル６ａの基端部に流路接続されており、通気ガスとして高純度空気を供給して通気用ニードル６ａの先端から噴出させることができる。サンプリングニードル４ａ及び通気用ニードル６ａは共通の保持部２０に保持されている。保持部２０は例えばモータによって回転する棒ネジを利用したニードル移動機構２０によって上下動するように構成されている。試料搬送機構２、シリンジポンプ４ｂ、ガス供給部６ｂ及びニードル移動機構２２の動作が制御部８により制御される。
【００２３】
試料搬送機構２は試料載置テーブル２ａに載置されている試料容器１８を順にサンプリングニードル４ａの下方のサンプリング位置へ搬送するものである。サンプリングする試料容器１８がサンプリング位置にあるときに次にサンプリングする試料容器１８が通気用ニードル６ａの下方の通気位置にくるように試料載置テーブル２ａ上における試料容器１８の載置位置が設定されている。
【００２４】
このオートサンプラの動作を説明する。
試料容器１８に対してサンプリングを行なう前はニードル４ａ及び６ａの先端が試料容器１８の上面よりも高い位置にくるように保持されている。試料搬送機構２はサンプリングを行なう試料容器１８をサンプリング位置まで搬送して停止する。このときニードル移動機構２２によって保持部２０が下降し、シリンジポンプ４ｂと接続されたサンプリングニードル４ａが試料容器１８の上面のセプタム１８ａを貫通してその内側へ挿入される。通気用ニードル６ａはサンプリングニードル４ａとともに下降し、サンプリングが行なわれる試料容器１８に隣接する次のサンプリング対象の試料容器１８の内側へ挿入される。
【００２５】
試料容器１８内にサンプリングニードル４ａが挿入されるとシリンジポンプ４ｂが吸引駆動され試料容器１８内の試料が所定量だけ吸引される。この間にガス供給部６ｂから制御部８の通気時間設定部１０（図１参照）が設定した時間だけ通気ガスが供給され、通気用ニードル６ａの先端から通気ガスが噴出されて通気処理が行なわれる。設定された通気時間がサンプリングに要する時間よりも長い場合には、サンプリング終了後も通気処理が終了するまでニードル４ａ及び６ａは上昇せず、通気処理が終了してからニードル４ａ及び６ａが上昇し、試料搬送機構２が次のサンプリング対象の試料容器１８、すなわち通気処理を行なった試料容器１８をサンプリング位置まで搬送する。
【００２６】
実施例のオートサンプラを適用した全有機炭素測定装置の一例の流路構成を図３に示す。
実施例のオートサンプラ１の試料吸引用ニードルが流路１ａを介して多ポートバルブ９に接続され、オートサンプラ１で採取された試料は多ポートバルブ９に接続されたシリンジポンプ１１を介してＴＯＣ測定部３に供給される。シリンジポンプ１１は図２に示したオートサンプラにおけるシリンジポンプ４ｂを実現するものである。
【００２７】
ＴＯＣ測定部３には、ＴＯＣ測定部３中の電気炉を備えたＴＣ（全炭素）燃焼管４１にキャリアガスを送るキャリアガス供給部５が接続されている。
多ポートバルブ９の共通ポートには試料水を計量して採取するためのシリンジポンプ１１が接続され、他のポートには試料導入部１３、試料水から無機炭素成分を除去する際に使用される塩酸１５、希釈水１７、ＴＯＣ測定部３中のＩＣ（無機炭素）反応器１９、ＴＣ燃焼管４１及び排出用ドレイン２１がそれぞれ接続されており、オートサンプラ１から採取した試料をＴＯＣ測定部のＴＣ燃焼管４１及びＩＣ反応器１９に注入できるようになっている。
【００２８】
シリンジポンプ１１は容量５ｍＬで、バレル下部にキャリアガスを導入するための通気ガス入口を備えている。その通気ガス入口は、電磁弁３７を介してキャリアガス供給部５に接続されている。
【００２９】
キャリアガス供給部５は、高純度空気をキャリアガスとして供給するものであり、上流側から順にキャリアガス入口２５、電磁弁２８、圧力を調節する調圧弁３０、その圧力を計量する圧力計２９、流量を調節するマスフローコントローラ３１、流量計３３、及び加湿器３５が接続されて構成されている。流量が計量されて加湿されたキャリアガスはＴＣ燃焼管４１に送られる。また、シリンジポンプ１１にも加湿用の流量調整されたキャリアガスが通気ガスとして電磁弁３７を介してシリンジポンプ１１に供給される。
【００３０】
ＴＣ燃焼管４１はその上部に試料注入部４３を備え、内部には試料中の炭素成分の全てをＣＯ2に変換するための金属酸化物や貴金属からなる酸化触媒４１ａを備えて、電気炉４１によって加熱されるようになっている。試料注入部４３はキャリアガスの逆流を防止する逆止弁４５を介してキャリアガス供給部５と接続している。ＴＣ燃焼管４１の下部の出口には、冷却管４７と逆流防止トラップ４９を介してＩＣ反応器１９のキャリアガス導入口に接続されている。これにより、ＴＣ燃焼管４１で試料から発生したＣＯ2はキャリアガスによってＩＣ反応器１９を経て除湿用電子クーラ５１へ導かれる。
【００３１】
ＩＣ反応器１９はＩＣ測定時にはＩＣ反応液１９ａとしてリン酸５３がポンプ５５によって供給され、ＩＣ反応器１９に試料水が直接注入され、注入された試料水中のＩＣがＣＯ2として発生し、キャリアガスによって除湿用電子クーラ５１へ導かれる。ＩＣ反応器１９のＩＣ反応液１９ａはドレイン用電磁弁５７から排出される。
【００３２】
除湿用電子クーラ５１を経たガスは水分を除去する除湿器やハロゲン成分を除去するハロゲンスクラバ６１及び異物を除去するためのメンブレンフィルタ６３を介して非分散形赤外分析計（ＮＤＩＲ）のセル６５に導かれる。セル６５の両端には光源６７及び検出器６９が対向して備えられており、検出器６９の信号からＣＯ2濃度が求められる。排出された二酸化炭素はＣＯ2アブソーバ７１に吸着される。除湿用電子クーラ５１には水分除去するためのドレインポット５９が接続されている。
【００３３】
ＴＯＣ測定部３、多ポートバルブ９、シリンジポンプ１１及びシリンジポンプ１１に通気処理を行う電磁弁３７は制御部１００と接続されている。制御部１００はＴＯＣ測定動作を制御する。シリンジポンプ１１に供給されたキャリアガスは多ポートバルブ９のドレイン用ポートから排出される。
【００３４】
次にＴＯＣ測定の動作を説明する。
試料水はシリンジポンプ１１によってオートサンプラ１から吸入された後、多ポートバルブ９がシリンジポンプ１１をＴＣ燃焼管４１に接続するポートに切り換えられて、シリンジポンプ１１のプランジャが上昇させられることにより試料水がＴＣ燃焼管４１の試料注入部４３に送られ、同時に、高純度空気がキャリアガスとしてキャリアガス供給部５から逆止弁４５を介して試料注入部４３に送られ、試料水と空気の混合物がＴＣ燃焼管４１に導入される。ＴＣ燃焼管４１では電気炉４１により６８０℃に加熱され、試料水の炭素成分は酸化されて二酸化炭素に変換される。
【００３５】
ＴＣ燃焼管４１で発生したガス（二酸化炭素と水蒸気）は冷却管４７で冷却され、二酸化炭素は逆流防止トラップ４９を経由してＩＣ反応器１９に導入され、ＩＣ反応液１９ａを通って上部から除湿用電子クーラ５１に導かれてさらに水分が除去され、ハロゲンスクラバ６１でハロゲン成分が除かれ、メンブレンフィルタ６３により濾過されて、セル６５に導入される。そして、光源６７からの赤外光が、セル６５中に照射され、二酸化炭素の濃度に比例した信号が検出器６９から得られる。この信号は液体試料のＴＣに相当する。そして排出された二酸化炭素はＣＯ2アブソーバ７１に吸着される。
【００３６】
次に、シリンジポンプ１１によってオートサンプラ１から吸入された試料水が、多ポートバルブ９の切替えとシリンジポンプ１１の作動によってＩＣ反応器１９に送られる。ＩＣ反応器１９では、下部からキャリアガスが送られてＩＣ反応液１９ａが通気される状態に保たれ、その状態で上部から導入された試料水は、ＩＣ反応液１９ａであるリン酸溶液に触れ、酸性化作用により二酸化炭素を生成する。この二酸化炭素を含むガスは、除湿用電子クーラ５１に導かれてさらに水分が除去され、ハロゲンスクラバ６１でハロゲン成分が除かれ、メンブレンフィルタ６３により濾過されて、セル６５に導入される。そして、光源６７からの赤外光が、セル６５中に照射され、二酸化炭素の濃度に比例した信号が検出器６９から得られる。この二酸化炭素量はＩＣに相当する。
このようにして測定されたＴＣからＩＣを差し引きすれば、ＴＯＣを求めることができる。
【００３７】
このＴＯＣ測定装置では、シリンジポンプ１１に通気処理を行う機構とシリンジポンプ１１に酸を注入する機構を備えているので、直接にＴＯＣを測定することもできる。すなわち、試料水がシリンジポンプ１１に採取された後、多ポートバルブ９がシリンジポンプ１１を塩酸１５の供給を受けるポートに切り替えられて塩酸がシリンジポンプ１１に吸引される。その後、多ポートバルブ９がドレイン用のポートに接続され、シリンジポンプ１１のプランジャがバレル下部の通気位置まで下げられ、電磁弁３７が開かれて、高純度空気がキャリアガスとしてシリンジポンプ１１内に導入され、シリンジポンプ１１内の試料水を通気処理して多ポートバルブ９のドレイン用ポートから排出される。このとき、試料水に溶解していたＩＣが炭酸ガスとしてキャリアガスとともに試料水から排出される。その後、その試料水をＴＣ燃焼管４１に導いて炭素成分を測定すると、ＴＯＣが測定される。
【００３８】
また、実施例のオートサンプラはエアー噴出用のニードル１８ｂを備えている。エアー噴出用のニードル１８ｂは、通常は試料吸引用ニードル１８ａによる試料水の採取の直前に試料水を攪拌するためのものであるが、そのエアー噴出用のニードル１８ｂによるエアー噴出による攪拌の際に試料バイアルに塩酸を供給するようにすれば、図４の全有機体測定装置においてシリンジポンプ１１へキャリアガス供給部５からのキャリアガスを供給する流路を省くことができる。
【符号の説明】
【００３９】
２ 試料搬送機構
４ サンプリング部
６ 通気部
８ 制御部
１０ 通気時間設定手段
１２ 通気制御手段
１４ 通気時間データ保持部
１６ 容量入力手段
１８ 試料容器
２０ 保持部
２２ ニードル移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を収容した試料容器を所定のサンプリング位置に搬送し、そのサンプリング位置へ搬送された試料容器内の試料を採取して全有機体炭素測定装置などの分析装置へ供給するためのオートサンプラに関するものであり、特に採取試料の前処理として通気処理を行なう機能を備えたオートサンプラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全有機体炭素測定装置に試料を連続で自動的に供給する一般的なオートサンプラは、サンプリングニードルを試料容器内に挿入して試料を吸入するサンプリング部や複数の試料容器をサンプリングニードルでサンプリング可能なサンプリング位置へ順に搬送する試料搬送機構のほか、採取試料の前処理として通気処理を行なう通気部を備えたものがある（特許文献１参照。）。
【０００３】
通気部としては、試料を吸入したシリンジポンプ内に高純度空気などのガスを供給して通気処理を行なうものや、先端からガスを噴出する通気用のニードルをサンプリングニードルとは別途設け、その通気用ニードルを試料採取前の試料容器内に挿入して通気処理を行なうものがある。
【０００４】
通気用ニードルを試料容器に挿入して通気処理を行なうオートサンプラでは、サンプリング位置と通気処理を行なうための通気位置がともに試料搬送機構による試料搬送経路上に設けられており、サンプリング対象の試料容器にサンプリングニードルが挿入されると同時に通気用ニードルがサンプリング前の試料容器内に挿入され、試料吸入を行なっている間に通気処理を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８３２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オートサンプラに用いられる試料容器には種々の容量をもつものがあるが、試料の前処理として行なう通気処理の時間は試料容器の容量に拘わらず一律に設定されていた。そのため、大容量の試料容器に収容された試料に対する通気処理が不十分にならないように、通気時間を長く設定せざるを得なかった。そのため、容量の小さい試料容器に対しても長時間の通気処理が行なわれることになり、その結果、スループットが悪くなるという問題があった。装置によっては、測定者が容量の異なる試料容器に変更するときに通気時間を手動で設定することも可能であるが、互いに容量の異なる試料容器を用いて連続的な分析を行なうような場合などは、適当な通気時間を随時手動で設定することは困難であり、煩雑な作業ともなる。
【０００７】
そこで本発明は、種々の容量をもつ試料容器を用いてサンプリングを行なうことが可能なオートサンプラにおいて、用いられる試料容器の容量に適した通気時間を自動的に設定して通気処理を行なうことができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のオートサンプラは、並べて載置された複数の試料容器をそれぞれ順にサンプリングを行なうためのサンプリング位置及びサンプリングする試料容器内の試料の通気処理を行なうための通気位置に搬送するための試料搬送機構と、サンプリング位置に搬送された試料容器内の試料を採取するためのサンプリング部と、通気位置に搬送された試料容器内の試料に対して通気処理を行なうための通気部と、試料搬送機構、サンプリング部及び通気部を制御する制御部と、試料搬送機構に設置された試料容器の容量を入力するための容量入力手段と、を備え、制御部は、容量入力手段により入力された試料容器容量に応じて予め設定された通気処理の時間を設定する通気時間設定手段及び通気時間設定手段が設定した時間の通気処理を通気部に実行させる通気制御手段を備えているものである。
【０００９】
容量入力手段の一例として、容量入力手段は表示部を備え、該表示部に表示された試料搬送機構に設置されうる試料容器の容量の全種類の中から該当する容量の試料容器を選択するものを挙げることができる。このようにすれば、操作者は容器入力が容易である。
【００１０】
また、容量入力手段の他の例として、試料容器に添付されその試料容器の容量情報を記録したバーコードとそのバーコードを読み取るバーコードリーダにより構成されているものも挙げられる。これにより、操作者はバーコードリーダで試料容器のバーコードを読み取るだけで容器容量の入力を容易に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のオートサンプラでは、試料搬送機構、サンプリング部及び通気部を制御する制御部が、容量入力手段により入力された試料容器容量に応じて予め設定された通気処理の時間を設定する通気時間設定手段及び通気時間設定手段が設定した時間の通気処理を実行する通気制御手段を備えているので、試料容器の容量に応じた時間の通気処理を行なうことができる。これにより、通気処理が不十分であったり必要以上に長時間の通気処理が行なわれたりすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】オートサンプラの一実施例を概略的に示すブロック図である。
【図２】同実施例の構成をより具体的に示す構成図である。
【図３】オートサンプラを備えた全有機体炭素測定装置の構成を示す流路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照しながら一実施例の概略的な構成について説明する。
この実施例のオートサンプラは、試料搬送機構２、サンプリング部４、通気部６、制御部８及び容量入力手段１６を備えている。
試料搬送機構２は試料を収容した複数の試料容器を順にサンプリングを行なうためのサンプリング位置と前処理としての通気処理を行なうための通気位置に搬送するものである。
【００１４】
サンプリング部４は試料搬送機構２によってサンプリング位置に搬送された試料容器に対してサンプリングを行なうものである。図１では図示されていないが、サンプリング部４はサンプリングニードルやサンプリングニードルを移動させるための移動機構、サンプリングニードルを介して試料の吸引を行なうためのシリンジポンプにより構成されている。
【００１５】
通気部６は試料搬送機構２によって通気位置に搬送されてきた試料容器内の試料の前処理として通気処理を行なうものである。図１では図示されていないが、通気部６は通気用ニードルや通気用ニードルを移動させるための移動機構、通気用ニードルの先端から通気用のガスを噴出させるために通気用ニードルに接続されたガス供給部により構成されている。
【００１６】
制御部８は試料搬送機構２、サンプリング部４及び通気部６の動作を制御するものである。制御部８は通気時間設定手段１０と通気制御手段１２を備えている。通気時間設定手段１０は通気処理を行なう試料容器の容量に応じて通気時間を設定するように構成されている。通気制御手段１２は各試料容器に対して通気時間設定手段１０が設定した時間の通気処理を実行するように構成されている。
【００１７】
通気時間設定手段１０は試料搬送機構２に設置されうる試料容器の容量に対し適当な通気時間のデータを保持している。通気時間データとは、例えば試料搬送機構２に設置されうる試料容器として９ｍＬ、２４ｍＬ、４０ｍＬの３種類の容量をもつものが存在する場合は、
９ｍＬ：通気時間３分
２４ｍＬ：通気時間６分
４０ｍＬ：通気時間１０分
などのように予め設定されたものである。
【００１８】
容量入力手段１６は測定者が試料搬送機構２に設置する試料容器がいずれの容量を有するものであるかを装置に入力するためのものである。容量入力手段１６としては、試料搬送機構２に設置されうる試料容器の容量の全種類のリストを操作者に例えばモニタ画面に表示するなどして示し、その中から操作者にマウスなどによって該当するものを選択させるものが挙げられる。
【００１９】
また、容量入力手段１６としては、各試料容器に貼られてその試料容器の容量情報を保持するバーコードとそのバーコードを読み取るバーコードリーダにより構成されるものであってもよい。
容量入力手段１６の他の例として、試料搬送機構２に設置された試料容器の容量を判別する手段、例えば試料容器の高さの違いを認識するセンサなどを用いて各試料容器の容量を認識するものであってもよい。この場合、通気時間設定手段１０はその認識した試料容器の容量と通気時間データ保持部１４の通気時間データに基づいて通気時間を設定する。
【００２０】
通気時間設定手段１０は容量入力手段１６より入力された容量情報に基づいて保持している通気時間データから対応する通気時間を設定する。通気制御手段１２は各試料容器について通気時間設定手段１０が設定した時間の通気処理を通気部６が該当する試料容器に対して実行するように通気部６を制御するものである。
【００２１】
次に図２を参照しながら同実施例のオートサンプラの具体的な構成について説明する。
試料搬送機構２は試料容器１８を並べて載置するための試料載置テーブル２ａを備え、試料載置テーブル２ａを一定方向へ駆動することにより試料容器１８を搬送するものである。サンプリング部４としてサンプリングニードル４ａ及びシリンジポンプ４ｂが設けられており、通気部６として通気用ニードル６ａ及びガス供給部６ｂが設けられている。
【００２２】
シリンジポンプ４ｂは図示されていない切替えバルブの切替えによりサンプリングニードル４ａの基端部に流路接続される。ガス供給部６ｂは通気用ニードル６ａの基端部に流路接続されており、通気ガスとして高純度空気を供給して通気用ニードル６ａの先端から噴出させることができる。サンプリングニードル４ａ及び通気用ニードル６ａは共通の保持部２０に保持されている。保持部２０は例えばモータによって回転する棒ネジを利用したニードル移動機構２０によって上下動するように構成されている。試料搬送機構２、シリンジポンプ４ｂ、ガス供給部６ｂ及びニードル移動機構２２の動作が制御部８により制御される。
【００２３】
試料搬送機構２は試料載置テーブル２ａに載置されている試料容器１８を順にサンプリングニードル４ａの下方のサンプリング位置へ搬送するものである。サンプリングする試料容器１８がサンプリング位置にあるときに次にサンプリングする試料容器１８が通気用ニードル６ａの下方の通気位置にくるように試料載置テーブル２ａ上における試料容器１８の載置位置が設定されている。
【００２４】
このオートサンプラの動作を説明する。
試料容器１８に対してサンプリングを行なう前はニードル４ａ及び６ａの先端が試料容器１８の上面よりも高い位置にくるように保持されている。試料搬送機構２はサンプリングを行なう試料容器１８をサンプリング位置まで搬送して停止する。このときニードル移動機構２２によって保持部２０が下降し、シリンジポンプ４ｂと接続されたサンプリングニードル４ａが試料容器１８の上面のセプタム１８ａを貫通してその内側へ挿入される。通気用ニードル６ａはサンプリングニードル４ａとともに下降し、サンプリングが行なわれる試料容器１８に隣接する次のサンプリング対象の試料容器１８の内側へ挿入される。
【００２５】
試料容器１８内にサンプリングニードル４ａが挿入されるとシリンジポンプ４ｂが吸引駆動され試料容器１８内の試料が所定量だけ吸引される。この間にガス供給部６ｂから制御部８の通気時間設定部１０（図１参照）が設定した時間だけ通気ガスが供給され、通気用ニードル６ａの先端から通気ガスが噴出されて通気処理が行なわれる。設定された通気時間がサンプリングに要する時間よりも長い場合には、サンプリング終了後も通気処理が終了するまでニードル４ａ及び６ａは上昇せず、通気処理が終了してからニードル４ａ及び６ａが上昇し、試料搬送機構２が次のサンプリング対象の試料容器１８、すなわち通気処理を行なった試料容器１８をサンプリング位置まで搬送する。
【００２６】
実施例のオートサンプラを適用した全有機炭素測定装置の一例の流路構成を図３に示す。
実施例のオートサンプラ１の試料吸引用ニードルが流路１ａを介して多ポートバルブ９に接続され、オートサンプラ１で採取された試料は多ポートバルブ９に接続されたシリンジポンプ１１を介してＴＯＣ測定部３に供給される。シリンジポンプ１１は図２に示したオートサンプラにおけるシリンジポンプ４ｂを実現するものである。
【００２７】
ＴＯＣ測定部３には、ＴＯＣ測定部３中の電気炉を備えたＴＣ（全炭素）燃焼管４１にキャリアガスを送るキャリアガス供給部５が接続されている。
多ポートバルブ９の共通ポートには試料水を計量して採取するためのシリンジポンプ１１が接続され、他のポートには試料導入部１３、試料水から無機炭素成分を除去する際に使用される塩酸１５、希釈水１７、ＴＯＣ測定部３中のＩＣ（無機炭素）反応器１９、ＴＣ燃焼管４１及び排出用ドレイン２１がそれぞれ接続されており、オートサンプラ１から採取した試料をＴＯＣ測定部のＴＣ燃焼管４１及びＩＣ反応器１９に注入できるようになっている。
【００２８】
シリンジポンプ１１は容量５ｍＬで、バレル下部にキャリアガスを導入するための通気ガス入口を備えている。その通気ガス入口は、電磁弁３７を介してキャリアガス供給部５に接続されている。
【００２９】
キャリアガス供給部５は、高純度空気をキャリアガスとして供給するものであり、上流側から順にキャリアガス入口２５、電磁弁２８、圧力を調節する調圧弁３０、その圧力を計量する圧力計２９、流量を調節するマスフローコントローラ３１、流量計３３、及び加湿器３５が接続されて構成されている。流量が計量されて加湿されたキャリアガスはＴＣ燃焼管４１に送られる。また、シリンジポンプ１１にも加湿用の流量調整されたキャリアガスが通気ガスとして電磁弁３７を介してシリンジポンプ１１に供給される。
【００３０】
ＴＣ燃焼管４１はその上部に試料注入部４３を備え、内部には試料中の炭素成分の全てをＣＯ2に変換するための金属酸化物や貴金属からなる酸化触媒４１ａを備えて、電気炉４１によって加熱されるようになっている。試料注入部４３はキャリアガスの逆流を防止する逆止弁４５を介してキャリアガス供給部５と接続している。ＴＣ燃焼管４１の下部の出口には、冷却管４７と逆流防止トラップ４９を介してＩＣ反応器１９のキャリアガス導入口に接続されている。これにより、ＴＣ燃焼管４１で試料から発生したＣＯ2はキャリアガスによってＩＣ反応器１９を経て除湿用電子クーラ５１へ導かれる。
【００３１】
ＩＣ反応器１９はＩＣ測定時にはＩＣ反応液１９ａとしてリン酸５３がポンプ５５によって供給され、ＩＣ反応器１９に試料水が直接注入され、注入された試料水中のＩＣがＣＯ2として発生し、キャリアガスによって除湿用電子クーラ５１へ導かれる。ＩＣ反応器１９のＩＣ反応液１９ａはドレイン用電磁弁５７から排出される。
【００３２】
除湿用電子クーラ５１を経たガスは水分を除去する除湿器やハロゲン成分を除去するハロゲンスクラバ６１及び異物を除去するためのメンブレンフィルタ６３を介して非分散形赤外分析計（ＮＤＩＲ）のセル６５に導かれる。セル６５の両端には光源６７及び検出器６９が対向して備えられており、検出器６９の信号からＣＯ2濃度が求められる。排出された二酸化炭素はＣＯ2アブソーバ７１に吸着される。除湿用電子クーラ５１には水分除去するためのドレインポット５９が接続されている。
【００３３】
ＴＯＣ測定部３、多ポートバルブ９、シリンジポンプ１１及びシリンジポンプ１１に通気処理を行う電磁弁３７は制御部１００と接続されている。制御部１００はＴＯＣ測定動作を制御する。シリンジポンプ１１に供給されたキャリアガスは多ポートバルブ９のドレイン用ポートから排出される。
【００３４】
次にＴＯＣ測定の動作を説明する。
試料水はシリンジポンプ１１によってオートサンプラ１から吸入された後、多ポートバルブ９がシリンジポンプ１１をＴＣ燃焼管４１に接続するポートに切り換えられて、シリンジポンプ１１のプランジャが上昇させられることにより試料水がＴＣ燃焼管４１の試料注入部４３に送られ、同時に、高純度空気がキャリアガスとしてキャリアガス供給部５から逆止弁４５を介して試料注入部４３に送られ、試料水と空気の混合物がＴＣ燃焼管４１に導入される。ＴＣ燃焼管４１では電気炉４１により６８０℃に加熱され、試料水の炭素成分は酸化されて二酸化炭素に変換される。
【００３５】
ＴＣ燃焼管４１で発生したガス（二酸化炭素と水蒸気）は冷却管４７で冷却され、二酸化炭素は逆流防止トラップ４９を経由してＩＣ反応器１９に導入され、ＩＣ反応液１９ａを通って上部から除湿用電子クーラ５１に導かれてさらに水分が除去され、ハロゲンスクラバ６１でハロゲン成分が除かれ、メンブレンフィルタ６３により濾過されて、セル６５に導入される。そして、光源６７からの赤外光が、セル６５中に照射され、二酸化炭素の濃度に比例した信号が検出器６９から得られる。この信号は液体試料のＴＣに相当する。そして排出された二酸化炭素はＣＯ2アブソーバ７１に吸着される。
【００３６】
次に、シリンジポンプ１１によってオートサンプラ１から吸入された試料水が、多ポートバルブ９の切替えとシリンジポンプ１１の作動によってＩＣ反応器１９に送られる。ＩＣ反応器１９では、下部からキャリアガスが送られてＩＣ反応液１９ａが通気される状態に保たれ、その状態で上部から導入された試料水は、ＩＣ反応液１９ａであるリン酸溶液に触れ、酸性化作用により二酸化炭素を生成する。この二酸化炭素を含むガスは、除湿用電子クーラ５１に導かれてさらに水分が除去され、ハロゲンスクラバ６１でハロゲン成分が除かれ、メンブレンフィルタ６３により濾過されて、セル６５に導入される。そして、光源６７からの赤外光が、セル６５中に照射され、二酸化炭素の濃度に比例した信号が検出器６９から得られる。この二酸化炭素量はＩＣに相当する。
このようにして測定されたＴＣからＩＣを差し引きすれば、ＴＯＣを求めることができる。
【００３７】
このＴＯＣ測定装置では、シリンジポンプ１１に通気処理を行う機構とシリンジポンプ１１に酸を注入する機構を備えているので、直接にＴＯＣを測定することもできる。すなわち、試料水がシリンジポンプ１１に採取された後、多ポートバルブ９がシリンジポンプ１１を塩酸１５の供給を受けるポートに切り替えられて塩酸がシリンジポンプ１１に吸引される。その後、多ポートバルブ９がドレイン用のポートに接続され、シリンジポンプ１１のプランジャがバレル下部の通気位置まで下げられ、電磁弁３７が開かれて、高純度空気がキャリアガスとしてシリンジポンプ１１内に導入され、シリンジポンプ１１内の試料水を通気処理して多ポートバルブ９のドレイン用ポートから排出される。このとき、試料水に溶解していたＩＣが炭酸ガスとしてキャリアガスとともに試料水から排出される。その後、その試料水をＴＣ燃焼管４１に導いて炭素成分を測定すると、ＴＯＣが測定される。
【００３８】
また、実施例のオートサンプラはエアー噴出用のニードル１８ｂを備えている。エアー噴出用のニードル１８ｂは、通常は試料吸引用ニードル１８ａによる試料水の採取の直前に試料水を攪拌するためのものであるが、そのエアー噴出用のニードル１８ｂによるエアー噴出による攪拌の際に試料バイアルに塩酸を供給するようにすれば、図４の全有機体測定装置においてシリンジポンプ１１へキャリアガス供給部５からのキャリアガスを供給する流路を省くことができる。
【符号の説明】
【００３９】
２ 試料搬送機構
４ サンプリング部
６ 通気部
８ 制御部
１０ 通気時間設定手段
１２ 通気制御手段
１４ 通気時間データ保持部
１６ 容量入力手段
１８ 試料容器
２０ 保持部
２２ ニードル移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並べて載置された複数の試料容器をそれぞれ順にサンプリングを行なうためのサンプリング位置及びサンプリングする試料容器内の試料の通気処理を行なうための通気処理位置に搬送するための試料搬送機構と、
前記サンプリング位置に搬送された試料容器内の試料を採取するためのサンプリング部と、
前記通気処理位置に搬送された試料容器内の試料に対して通気処理を行なうための通気部と、
前記試料搬送機構、サンプリング部及び通気部を制御する制御部と、
前記試料搬送機構に設置された試料容器の容量を入力するための容量入力手段と、を備え、
前記制御部は、前記容量入力手段により入力された試料容器容量に応じて予め設定された通気処理の時間を設定する通気時間設定手段及び前記通気時間設定手段が設定した時間の通気処理を通気部に実行させる通気制御手段を備えているオートサンプラ。
【請求項２】
前記容量入力手段は表示部を備え、該表示部に表示された前記試料搬送機構に設置されうる試料容器の容量の全種類の中から該当する容量の試料容器を選択するものである請求項１に記載のオートサンプラ。
【請求項３】
前記容量入力手段は試料容器に添付されその試料容器の容量情報を記録したバーコードとそのバーコードを読み取るバーコードリーダにより構成されている請求項１に記載のオートサンプラ。
【請求項１】
並べて載置された複数の試料容器をそれぞれ順にサンプリングを行なうためのサンプリング位置及びサンプリングする試料容器内の試料の通気処理を行なうための通気処理位置に搬送するための試料搬送機構と、
前記サンプリング位置に搬送された試料容器内の試料を採取するためのサンプリング部と、
前記通気処理位置に搬送された試料容器内の試料に対して通気処理を行なうための通気部と、
前記試料搬送機構、サンプリング部及び通気部を制御する制御部と、
前記試料搬送機構に設置された試料容器の容量を入力するための容量入力手段と、を備え、
前記制御部は、前記容量入力手段により入力された試料容器容量に応じて予め設定された通気処理の時間を設定する通気時間設定手段及び前記通気時間設定手段が設定した時間の通気処理を通気部に実行させる通気制御手段を備えているオートサンプラ。
【請求項２】
前記容量入力手段は表示部を備え、該表示部に表示された前記試料搬送機構に設置されうる試料容器の容量の全種類の中から該当する容量の試料容器を選択するものである請求項１に記載のオートサンプラ。
【請求項３】
前記容量入力手段は試料容器に添付されその試料容器の容量情報を記録したバーコードとそのバーコードを読み取るバーコードリーダにより構成されている請求項１に記載のオートサンプラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２３２２２２（Ｐ２０１１−２３２２２２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０３７２３（Ｐ２０１０−１０３７２３）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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