ガスクロマトグラフ装置
【課題】試料ガスおよびキャリアガスを流動させる手段を共通化が可能であるとともに、高精度の成分検出が可能なガスクロマトグラフ装置を提供する。
【解決手段】ガスクロマトグラフ装置１は、試料ガスを捕集して濃縮する捕集手段１１と、キャリアガスによって搬送された試料ガス成分を検出する検出手段１２と、捕集手段１１と検出手段１２とを直列に接続する流路２０と、試料ガスおよびキャリアガスを捕集手段１１から検出手段１２に向かう方向に流動させるガス流動手段１３と、を有し、そして、流路２０が、試料ガスを洗浄するガス洗浄手段２１と、ガス洗浄手段２１を捕集手段１１と検出手段１２との間に介在させた洗浄流路２０Ａ及び捕集手段１１と検出手段１２とを直接に接続した直接流路２０Ｂのどちらか一方に選択的に切り替える流路切替手段２２と、を有する。
【解決手段】ガスクロマトグラフ装置１は、試料ガスを捕集して濃縮する捕集手段１１と、キャリアガスによって搬送された試料ガス成分を検出する検出手段１２と、捕集手段１１と検出手段１２とを直列に接続する流路２０と、試料ガスおよびキャリアガスを捕集手段１１から検出手段１２に向かう方向に流動させるガス流動手段１３と、を有し、そして、流路２０が、試料ガスを洗浄するガス洗浄手段２１と、ガス洗浄手段２１を捕集手段１１と検出手段１２との間に介在させた洗浄流路２０Ａ及び捕集手段１１と検出手段１２とを直接に接続した直接流路２０Ｂのどちらか一方に選択的に切り替える流路切替手段２２と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料ガス中に含まれる物質（成分）を検出するガスクロマトグラフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスクロマトグラフ装置（以下、ＧＣ装置）は、例えば、家屋内雰囲気等の試料ガスに含まれる揮発性有機化合物等の検出対象成分の検出に用いられる装置であり、該試料ガスに含まれる微量な成分の検出を可能とするため、分離カラムおよび検出センサなどの検出装置のほかに、検出対象成分を捕集して濃縮するための捕集装置を備えた構成のものが一般的に用いられている。
【０００３】
特許文献１で提案されているＧＣ装置１００は、図７に示されるように、試料ガス成分を搬送するキャリアガスを発生するガスボンベなどのキャリアガス源１０８、キャリアガスによって搬送された試料ガスの成分を検出（分析）する分析装置１１０、試料ガスを導入する試料導入口１０１、試料導入口１０１から導入された試料ガスを吸引して排出口１１５から排出する吸引ポンプ１０４、試料ガスから検出対象成分を捕集して濃縮する捕集管１０２、および、捕集管１０２を試料導入口１０１と吸引ポンプ１０４との間またはキャリアガス源１０８と分析装置１１０との間に選択的に接続するバルブ１０５、などから構成されている。
【０００４】
このＧＣ装置１００において、検出対象成分を捕集（濃縮）するときは、捕集管１０２が試料導入口１０１と吸引ポンプ１０４との間に直列に接続されるようバルブ１０５を切り替え、吸引ポンプ１０４が試料ガスを吸引することにより、試料導入口１０１に導入された試料ガスが捕集管１０２内を流動されて検出対象成分が捕集される。そして、検出対象成分を検出するときは、捕集管１０２がキャリアガス源１０８と分析装置１１０との間に直列に接続されるようバルブ１０５を切り替えて、キャリアガス源１０８がキャリアガスを発生して捕集管１０２内を流動させることにより、検出対象成分をキャリアガスによって捕集管１０２から分析装置１１０まで搬送して、分析装置１１０内に導入していた。
【０００５】
しかしながら、上述のＧＣ装置１００においては、検出対象成分を捕集するときは吸引ポンプ１０４によって試料ガスを流動させ、検出対象成分を検出するときはキャリアガス源１０８によってキャリアガスを流動させており、即ち、試料ガスおよびキャリアガスを流動させる装置等がそれぞれ別個に必要となるため、装置の大型化および製造コストの上昇という問題があった。そこで、本発明者は、この問題を解決すべく検討を行い、図８に示す構成のＧＣ装置を思いつくに至った。
【０００６】
図８に示すＧＣ装置２００は、試料ガスの通過に応じて試料ガス成分を捕集し且つキャリアガスの通過に応じて前記捕集した試料ガス成分を脱離させる捕集手段２１１と、捕集手段２１１からキャリアガスによって搬送された試料ガス成分を検出する検出手段２１２と、試料ガスおよび前記キャリアガスを捕集手段２１１から検出手段２１２に向かう方向に流動させるガス流動手段２１３と、を有し、それぞれが直列に接続されて構成されている。
【０００７】
このＧＣ装置２００によれば、捕集手段２１１、検出手段２１２、および、ガス流動手段２１３がそれぞれ直列に接続されていることから、ガス流動手段２１３によって、試料ガスおよびキャリアガスを同一方向に流動させて、試料ガス成分の捕集および検出を行うことが可能となり、それぞれのガス毎にポンプやガスシリンダ等のガス流動手段を設ける必要が無く、ガス流動手段を共通化することが可能となり、ＧＣ装置２００を小型化することができる。
【特許文献１】特開２００６−３３７１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＧＣ装置２００の構成における試料ガス成分の捕集時に、試料ガスが捕集手段２１１とともに検出手段２１２にも流動されるため、検出手段２１２（詳細には、検出手段２１２を構成する分離カラム等）に試料ガス成分が付着して、試料ガス成分の検出を行う前に検出手段２１２が汚染されてしまって、正確なベースライン（基準値）を得ることができなくなり、高い精度の検出を行うことができないという新たな問題があることが判明した。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、試料ガスおよびキャリアガスを流動させる手段を共通化できるとともに、高精度の成分検出が可能なガスクロマトグラフ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置は、図１の基本構成図に示すように、試料ガスの通過に応じて試料ガス成分を捕集し且つキャリアガスの通過に応じて前記捕集した試料ガス成分を脱離させる捕集手段１１と、前記捕集手段１１から前記キャリアガスによって搬送された前記試料ガス成分を検出する検出手段１２と、前記捕集手段１１と前記検出手段１２とを直列に接続する流路２０と、前記試料ガスおよび前記キャリアガスを前記捕集手段１１から前記検出手段１２に向かう方向に流動させるガス流動手段１３と、を有するガスクロマトグラフ装置１において、前記流路２０が、前記検出手段１２が検出する試料ガス成分を取り除くように前記試料ガスを洗浄するガス洗浄手段２１と、前記ガス洗浄手段２１を前記捕集手段１１と前記検出手段１２との間に介在させた洗浄流路２０Ａ及び前記捕集手段１１と前記検出手段１２とを直接に接続した直接流路２０Ｂのどちらか一方に選択的に切り替える流路切替手段２２と、を有し、前記流路切替手段２２が、前記試料ガスの流動に応じて前記洗浄流路２０Ａに切り替え、且つ、前記キャリアガスの流動に応じて前記直接流路２０Ｂに切り替える手段であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した本発明のガスクロマトグラフ装置によれば、試料ガスの流動時はガス洗浄手段を捕集手段と検出手段との間に介在させることから、ガス洗浄手段が検出手段の手前で試料ガス成分を取り除くので、成分検出前に検出手段が汚染されることが無くなり、また、キャリアガスの流動時は捕集手段と検出手段とを直接に接続することから、ガス洗浄手段によって必要な試料ガス成分が取り除かれることがなく、そのため、ガス流動手段を共通化した構成において、成分検出前の検出手段の汚染を防止することができ、よって、小型化が可能であるとともに、高精度の成分検出が可能なガスクロマトグラフ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るガスクロマトグラフ装置の一実施形態について、図２〜図５の図面を参照して説明する。
【００１３】
ガスクロマトグラフ装置（以下、ＧＣ装置）１は、図２に示すように、試料ガスを濃縮する捕集装置１１と、試料ガスに含まれる試料ガス成分を検出する検出装置１２と、捕集装置１１と検出装置１２を直列に接続する流路２０と、試料ガスおよびキャリアガスを流動させるポンプ１３と、ポンプ１３によるガスの流動を安定させるバッファ３１と、各ガスが排出される排出口３２と、大気を吸入する大気吸入口３３と、試料ガスを導入する試料導入部３４と、大気を濾過してキャリアガスを生成する活性炭フィルタ４１と、捕集装置１１および検出装置１２に導入されるガスを切り替える導入ガス切替バルブ４２と、ＧＣ装置１を制御する制御装置５１と、を備えている。
【００１４】
捕集装置１１は、請求項の捕集手段に相当し、試料ガスに含まれる微量な成分の検出を可能とするため試料ガス成分を捕集して濃縮するための装置であり、捕集管１１ａと捕集管加熱冷却装置１１ｂとを備えている。
【００１５】
捕集管１１ａは、例えば、内径５ｍｍ程度、長さ２０〜３０ｃｍ程度のガラス管の内部に、耐熱性樹脂またはカーボンブラックなどの検出対象成分に対応した捕集剤を充填したものである。そして、低温にされた捕集管１１ａ内部に試料ガスを通すことによって、試料ガス成分を捕集剤に吸着（捕集）したのち、高温に加熱されることで、捕集した試料ガス成分が捕集剤から脱離されて、高濃度の試料ガスを生成することができる。また、捕集管１１ａは、一般的に、試料ガスが導入される方の端部側により多くの試料ガス成分を吸着する性質を有している。
【００１６】
捕集管加熱冷却装置１１ｂは、試料ガス成分の捕集に応じて捕集管１１ａを冷却し、試料ガス成分の脱離に応じて捕集管１１ａを加熱するものであり、加熱手段として電熱線などのヒータを備え、冷却手段としてペルチェ素子などを備えた、既存の装置である。また、捕集管加熱冷却装置１１ｂは、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。
【００１７】
検出装置１２は、請求項の検出手段に相当し、捕集装置１１に直列に接続されており、捕集装置１１によって生成された高濃度の試料ガスが導入されてその成分検出（分析）を行う装置であり、分離カラム１２ａとカラム加熱冷却装置１２ｂと検出センサ１２ｃとを備えている。
【００１８】
分離カラム１２ａは、試料ガスに含まれる成分の分離を行うためのものであり、内径２〜６mm、長さ数ｍの管に粒状の固定相を充填したパックドカラム、内径約０．５mm以下、長さ数十ｍの細い管の壁面に直接液状の固定相を保持させたキャピラリーカラム、または、エッチング処理によりガラス板に微細なカラム溝が形成されてなるマイクロカラムなどの、既存のカラムが用いられる。
【００１９】
カラム加熱冷却装置１２ｂは、分離カラム１２ａへの試料ガスの導入及び試料ガス成分の分離に応じて分離カラム１２ａの温度を調節するものであり、加熱手段として電熱線などのヒータを備え、冷却手段としてペルチェ素子などを備えた、既存の装置である。また、カラム加熱冷却装置１２ｂは、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。
【００２０】
検出センサ１２ｃは、分離カラム１２ａにおいて分離されたのちにキャリアガスによって搬送されてきた試料ガスの成分を検出するためのものであり、例えば、水素炎イオン化型検出器、熱伝導度型検出器などの既存の検出器が用いられており、検出センサ１２ｃは、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。なお、検出センサ１２ｃの構成および動作については、本発明の本質とは関係しないため詳細は省略する。
【００２１】
流路２０は、試料ガスおよびキャリアガスが捕集装置１１から検出装置１２に流動されるようにそれぞれを直列に接続するものであり、通過するガスを洗浄して不要な成分を取り除くガススクラバ２１と、捕集装置１１と検出装置１２とガススクラバ２１のそれぞれの接続順序を切り替える流路切替バルブ２２と、を備えている。
【００２２】
ガススクラバ２１は、請求項のガス洗浄手段に相当し、ガススクラバ２１内を通過するガスを洗浄して不要な成分を取り除くものであり、例えば、水などの洗浄水を噴霧した雰囲気中に被洗浄ガスを通して洗浄する水式のガススクラバや、イオン交換樹脂によってガス中の汚染物質を吸着処理するイオン交換式のガススクラバなどが知られている。なお、本実施形態においては、ガス洗浄手段としてガススクラバ２１を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、活性炭フィルタなど、試料ガスから検出装置１２を汚染する成分を取り除くことができるものであれば、どのようなものを用いても良い。
【００２３】
流路切替バルブ２２は、請求項の流路切替手段に相当し、例えば、六方電磁弁などが用いられており、捕集装置１１と検出装置１２とガススクラバ２１とのそれぞれの接続（即ち、流路）を切り替えるものである。詳細には、試料ガスの流動時には、試料ガスの流動方向の上流側から、捕集装置１１、ガススクラバ２１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（以下、洗浄流路２０Ａ）し、また、キャリアガスの流動時には、キャリアガスの流動方向の上流側から、ガススクラバ２１、捕集装置１１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（以下、直接流路２０Ｂ）して、流路を切り替えるものである。
【００２４】
ポンプ１３は、請求項のガス流動手段に相当し、バッファ３１を介して検出装置１２に直列に接続されており、ポンプ吸入口１３ａから吸入したガスをポンプ排出口１３ｂから排出して流動させるものであり、試料ガスおよびキャリアガスを捕集装置１１から検出装置１２に向かう方向に流動させ、また、それぞれのガスが適切に流動されるように、状況に応じて、その流動の速さや流動量を細かく制御できる、既存のものである。なお、ポンプ１３は、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。また、ポンプ１３が接続される位置は、試料ガスおよびキャリアガスを捕集装置１１から検出装置１２に向かう方向に流動させることができれば、その接続位置は任意である。
【００２５】
バッファ３１は、ポンプ１３に直列に接続されており、ポンプ１３による流動の乱れを抑制し、流動量を一定に保つための既存のものであり、バッファ３１を経路上に配設することで流動量が安定するため検出精度を高めることができる。また、ポンプ１３の流動の乱れによる誤差が許容範囲内であれば、バッファ３１を省略してもよい。
【００２６】
排出口３２は、ポンプ排出口１３ｂに接続されており、試料ガスおよびキャリアガスをＧＣ装置１外に排出する部位である。大気吸入口３３は、活性炭フィルタ４１に接続されており、ポンプ１３の動作によって大気を吸入して活性炭フィルタ４１に導入する部位である。
【００２７】
試料導入部３４は、ＧＣ装置１に対して試料ガスを導入するための導入部である。
【００２８】
活性炭フィルタ４１は、ポンプ１３が動作して捕集装置１１から検出装置１２に向かう方向に吸引することにより、大気吸入口３３から吸入された大気に含まれる不純物を活性炭によって取り除いてキャリアガスを生成するものである。
【００２９】
導入ガス切替バルブ４２は、例えば、既存の三方電磁弁などが用いられており、３つのポートａ、ｂ、ｃを備えていて、ポートａには活性炭フィルタ４１、ポートｂには試料導入部３４、ポートｃには流路切替バルブ２２、がそれぞれ接続されている。導入ガス切替バルブ４２は、ＧＣ装置１に導入されるガスを切り替えるものであり、即ち、活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２（ａ−ｃ接続）、または、試料導入部３４と流路切替バルブ２２（ｂ−ｃ接続）、を選択的に接続するものである。
【００３０】
制御装置５１は、制御対象部位である捕集管加熱冷却装置１１ｂ（ア）、カラム加熱冷却装置１２ｂ（イ）、検出センサ１２ｃ（ウ）、ポンプ１３（エ）、流路切替バルブ２２（オ）、および、導入ガス切替バルブ４２（カ）に接続されており、それぞれを連動して制御する図示しないマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）を備えている。ＭＰＵは、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ、および、上述した制御対象部位との間で制御情報を送受信するためのシリアルインタフェースなどを含むＩ／Ｏ部等で構成されている。
【００３１】
制御装置５１のＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、捕集管１１ａの温度が適温となるように捕集管１１ａの加熱・冷却を行う捕集管加熱冷却手段、分離カラム１２ａの温度が適温となるように分離カラム１２ａの加熱・冷却を行うカラム加熱冷却手段、試料ガスに含まれる試料ガス成分を検出する成分検出手段、捕集装置１１内および検出装置１２内を流動される試料ガスおよびキャリアガスの流量および流速を制御する流量制御手段、試料ガスの導入に応じて洗浄流路２０Ａに切り替え且つキャリアガスの導入に応じて直接流路２０Ｂに切り替える流路切替手段、および、試料ガスの導入に応じて試料導入部３４と流路切替バルブ２２とを接続し且つキャリアガスの導入に応じて活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２とを接続する導入ガス切替手段、として動作するものである。
【００３２】
次に、ガスクロマトグラフ装置１の制御装置５１（即ち、ＣＰＵ）が実行する本発明に係る処理の一例を、図３に示すフローチャート、および、図４〜図５に示す各ステップに対応する概略動作図を参照して説明する。
【００３３】
制御装置５１のＣＰＵは、ＧＣ装置１の電源投入により起動されると、流路切替バルブ２２によって直接流路２０Ｂに切り替え、導入ガス切替バルブ４２によって、活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２とを接続（ａ−ｃ接続）する、などの所定の初期化動作を実行したあと、ステップＳ１１０に進む。
【００３４】
ステップＳ１１０では、捕集管加熱冷却装置１１ｂおよびカラム加熱冷却装置１２ｂによって、捕集管１１ａおよび分離カラム１２ａを高温に加熱して不純成分を取り出したのち、ポンプ１３による流動を開始する。これにより、キャリアガスが捕集管１１ａおよび分離カラム１２ａを通過するように流動され、不純成分がキャリアガスによってＧＣ装置１外に排出される（以上、図４ クリーニング動作）。不純成分の排出が完了したのち、ステップＳ１２０に進む。
【００３５】
ステップＳ１２０では、流路切替バルブ２２によって、洗浄流路２０Ａに切り替え、導入ガス切替バルブ４２によって、試料導入部３４と流路切替バルブ２２とを接続（ｂ−ｃ接続）し、また、カラム加熱冷却装置１２ｂによって、分離カラム１２ａの加熱を継続して行うとともに、捕集管加熱冷却装置１１ｂによって、捕集管１１ａを冷却し、そして、試料導入部３４から試料ガスを導入する。これにより、試料ガスが、捕集装置１１に導入されて試料ガス成分の捕集が行われたのち、捕集装置１１を通過した試料ガスがガススクラバ２１によって洗浄されて残留していた試料ガス成分を取り除かれ、洗浄された試料ガスが検出装置１２を経由して排出口３２から排出される（以上、図５ サンプリング動作）。そして、試料ガス成分の捕集が完了したのち、ステップＳ１３０に進む。
【００３６】
ステップＳ１３０では、流路切替バルブ２２によって、再度直接流路２０Ｂに切り替え、導入ガス切替バルブ４２によって、活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２とを再度接続（ａ−ｃ接続）し、また、カラム加熱冷却装置１２ｂによって、分離カラム１２ａをガス成分分離に適した温度に冷却するとともに、捕集管加熱冷却装置１１ｂによって捕集管１１ａを高温に加熱する。これにより、捕集装置１１内に脱離されて滞留している高濃度の試料ガスが、キャリアガスによって押し出され（即ち、パージされ）、検出装置１２（即ち、分離カラム１２ａ）に導入される（以上、図４ 打ち込み動作）。このとき、ポンプ１３によって流動されるキャリアガスの量は、試料ガスを捕集装置１１から検出装置１２まで搬送する程度の少量である。そして、高濃度の試料ガスが分離カラム１２ａ内に導入されたのち、ステップＳ１４０に進む。なお、分離カラム１２ａの温度は、検出動作まで維持される。
【００３７】
ステップＳ１４０では、キャリアガスによって、分離カラム１２ａ内に導入された試料ガスに含まれる試料ガス成分が、分離カラム１２ａ内で分離され、それぞれの試料ガス成分が時間差をもって検出センサ１２ｃに搬送されて、各成分の検出が行われる（以上、図４ 検出動作）。そして、全ての検出対象成分が搬送されたのち、本フローチャートの処理を終了する。
【００３８】
次に、上述したガスクロマトグラフ装置１における、試料ガスの成分検出を行うときの動作の一例について、図４〜図５を参照して説明する。
【００３９】
ＧＣ装置１での成分検出は、最初に、捕集管１１ａおよび分離カラム１２ａを高温に加熱して不純成分を取り出したのち、直接流路２０Ｂに切り替えキャリアガスを流動させて、捕集装置１１および検出装置１２のクリーニングを行う（図４ クリーニング動作）。
【００４０】
そして、クリーニングが完了すると、捕集管１１ａをガス成分分離に適した温度に冷却するとともに、流路切替バルブ２２によって洗浄流路２０Ａに切り替え、試料導入部３４から導入した試料ガスが捕集装置１１、ガススクラバ２１、検出装置１２、を順に通過するように流動させて、捕集装置１１による試料ガス成分の捕集（濃縮）を行う（図５ サンプリング動作）。
【００４１】
試料ガス成分の捕集が完了したのち、捕集管１１ａを加熱し、分離カラム１２ａを冷却するとともに、流路切替バルブ２２によって直接流路２０Ｂに切り替え、活性炭フィルタ４１で生成したキャリアガスが、ガススクラバ２１、捕集装置１１、検出装置１２、を順に通過するように流動させて、脱離された試料ガス成分を検出装置１２（即ち、分離カラム１２ａ）に導入する（図４ 打ち込み動作）。
【００４２】
そして、引き続きキャリアガスを流すことによって、分離カラム１２ａ内に導入された試料ガスに含まれる試料ガス成分を、分離カラム１２ａ内で分離して検出センサ１２ｃまで搬送し、試料ガス成分の検出を行う（図４ 検出動作）。
【００４３】
上記より、本実施形態によれば、試料ガス成分の捕集時は、流路切替バルブ２２によって洗浄流路２０Ａに切り替え、即ち、捕集装置１１と検出装置１２との間にガススクラバ２１を介在させることから、ガススクラバ２１が検出装置１２の手前で試料ガスから試料ガス成分を取り除くので、成分検出前に検出装置１２が汚染されることが無くなり、また、クリーニング動作時および試料ガス成分の検出時は、流路切替バルブ２２によって直接流路２０Ｂに切り替え、即ち、捕集装置１１と検出装置１２とを直接に接続することから、ガススクラバ２１によって必要な試料ガス成分が取り除かれることがなく、そのため、ポンプ１３を共通化した構成において、成分検出前に検出装置１２、即ち、分離カラム１２ａが汚染されることを防止でき、よって、小型化が可能であるとともに、高精度の成分検出が可能なガスクロマトグラフ装置１を得ることができる。
【００４４】
また、流路切替バルブ２２で直接流路２０Ｂに切り替えることにより、ＧＣ装置１のクリーニングまたは試料ガス成分の検出時は、捕集装置１１より上流にガススクラバ２１が接続されるので、キャリアガス（即ち、活性炭フィルタ４１で濾過された大気）をさらに洗浄することができ、より不純物の少ないキャリアガスを捕集装置１１および検出装置１２に供給することができる。そのため、さらに高精度の成分検出が可能となる。
【００４５】
また、流路切替バルブ２２による接続の切替により、捕集管１１ａの試料ガスが導入される方の端部が、成分検出時には検出装置１２に接続されることから、前記端部付近には多くの試料ガス成分が付着されており、その脱離によってより濃度の高い試料ガスから検出装置１２に近い箇所に滞留し、短時間で濃度の高い試料ガスを導入することが可能となるため、成分検出のピークを明確にすることができ、より高精度の成分検出が可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、流路切替バルブ２２に六方弁を用いているが、これに限定するものではなく、例えば、図６に示すように、三方弁を用いて、試料ガスの流動時には、試料ガスの流動方向の上流側から、捕集装置１１、ガススクラバ２１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（図６ ｄ−ｆ接続、即ち、洗浄流路２０Ａに接続）し、また、キャリアガスの流動時には、キャリアガスの流動方向の上流側から、捕集装置１１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（図６ ｅ−ｆ接続、即ち、直接流路２０Ｂに接続）するようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、検出動作時に分離カラム１２ａの温度を一定の温度に保ちつつ試料ガス成分の分離を行う方法（定温法）を用いているが、これに限らず、例えば、検出動作時に分離カラム１２ａの温度を昇温させつつ試料ガス成分の分離を行う方法（昇温法）など、検出対象となる試料ガスに応じてその方法を変更しても良い。
【００４８】
なお、上述した各実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のガスクロマトグラフ装置の基本構成図である。
【図２】本発明のガスクロマトグラフ装置の実施形態を示す構成図である。
【図３】図２中のガスクロマトグラフ装置のＣＰＵが実行する本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図２中のガスクロマトグラフ装置のクリーニング動作、打ち込み動作、および、検出動作の状態を示す図である。
【図５】図２中のガスクロマトグラフ装置のサンプリング動作の状態を示す図である。
【図６】本発明のガスクロマトグラフ装置の他の実施形態を示す構成図である。
【図７】従来のガスクロマトグラフ装置の構成図である。
【図８】ガス流動手段を共通化したガスクロマトグラフ装置の基本構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ ガスクロマトグラフ装置
１１ 捕集手段（捕集装置）
１２ 検出手段（検出手段）
１３ ガス流動手段（ポンプ）
２０ 流路
２０Ａ 洗浄流路
２０Ｂ 直接流路
２１ ガス洗浄手段（ガススクラバ）
２２ 流路切替手段（流路切替バルブ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料ガス中に含まれる物質（成分）を検出するガスクロマトグラフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスクロマトグラフ装置（以下、ＧＣ装置）は、例えば、家屋内雰囲気等の試料ガスに含まれる揮発性有機化合物等の検出対象成分の検出に用いられる装置であり、該試料ガスに含まれる微量な成分の検出を可能とするため、分離カラムおよび検出センサなどの検出装置のほかに、検出対象成分を捕集して濃縮するための捕集装置を備えた構成のものが一般的に用いられている。
【０００３】
特許文献１で提案されているＧＣ装置１００は、図７に示されるように、試料ガス成分を搬送するキャリアガスを発生するガスボンベなどのキャリアガス源１０８、キャリアガスによって搬送された試料ガスの成分を検出（分析）する分析装置１１０、試料ガスを導入する試料導入口１０１、試料導入口１０１から導入された試料ガスを吸引して排出口１１５から排出する吸引ポンプ１０４、試料ガスから検出対象成分を捕集して濃縮する捕集管１０２、および、捕集管１０２を試料導入口１０１と吸引ポンプ１０４との間またはキャリアガス源１０８と分析装置１１０との間に選択的に接続するバルブ１０５、などから構成されている。
【０００４】
このＧＣ装置１００において、検出対象成分を捕集（濃縮）するときは、捕集管１０２が試料導入口１０１と吸引ポンプ１０４との間に直列に接続されるようバルブ１０５を切り替え、吸引ポンプ１０４が試料ガスを吸引することにより、試料導入口１０１に導入された試料ガスが捕集管１０２内を流動されて検出対象成分が捕集される。そして、検出対象成分を検出するときは、捕集管１０２がキャリアガス源１０８と分析装置１１０との間に直列に接続されるようバルブ１０５を切り替えて、キャリアガス源１０８がキャリアガスを発生して捕集管１０２内を流動させることにより、検出対象成分をキャリアガスによって捕集管１０２から分析装置１１０まで搬送して、分析装置１１０内に導入していた。
【０００５】
しかしながら、上述のＧＣ装置１００においては、検出対象成分を捕集するときは吸引ポンプ１０４によって試料ガスを流動させ、検出対象成分を検出するときはキャリアガス源１０８によってキャリアガスを流動させており、即ち、試料ガスおよびキャリアガスを流動させる装置等がそれぞれ別個に必要となるため、装置の大型化および製造コストの上昇という問題があった。そこで、本発明者は、この問題を解決すべく検討を行い、図８に示す構成のＧＣ装置を思いつくに至った。
【０００６】
図８に示すＧＣ装置２００は、試料ガスの通過に応じて試料ガス成分を捕集し且つキャリアガスの通過に応じて前記捕集した試料ガス成分を脱離させる捕集手段２１１と、捕集手段２１１からキャリアガスによって搬送された試料ガス成分を検出する検出手段２１２と、試料ガスおよび前記キャリアガスを捕集手段２１１から検出手段２１２に向かう方向に流動させるガス流動手段２１３と、を有し、それぞれが直列に接続されて構成されている。
【０００７】
このＧＣ装置２００によれば、捕集手段２１１、検出手段２１２、および、ガス流動手段２１３がそれぞれ直列に接続されていることから、ガス流動手段２１３によって、試料ガスおよびキャリアガスを同一方向に流動させて、試料ガス成分の捕集および検出を行うことが可能となり、それぞれのガス毎にポンプやガスシリンダ等のガス流動手段を設ける必要が無く、ガス流動手段を共通化することが可能となり、ＧＣ装置２００を小型化することができる。
【特許文献１】特開２００６−３３７１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＧＣ装置２００の構成における試料ガス成分の捕集時に、試料ガスが捕集手段２１１とともに検出手段２１２にも流動されるため、検出手段２１２（詳細には、検出手段２１２を構成する分離カラム等）に試料ガス成分が付着して、試料ガス成分の検出を行う前に検出手段２１２が汚染されてしまって、正確なベースライン（基準値）を得ることができなくなり、高い精度の検出を行うことができないという新たな問題があることが判明した。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、試料ガスおよびキャリアガスを流動させる手段を共通化できるとともに、高精度の成分検出が可能なガスクロマトグラフ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置は、図１の基本構成図に示すように、試料ガスの通過に応じて試料ガス成分を捕集し且つキャリアガスの通過に応じて前記捕集した試料ガス成分を脱離させる捕集手段１１と、前記捕集手段１１から前記キャリアガスによって搬送された前記試料ガス成分を検出する検出手段１２と、前記捕集手段１１と前記検出手段１２とを直列に接続する流路２０と、前記試料ガスおよび前記キャリアガスを前記捕集手段１１から前記検出手段１２に向かう方向に流動させるガス流動手段１３と、を有するガスクロマトグラフ装置１において、前記流路２０が、前記検出手段１２が検出する試料ガス成分を取り除くように前記試料ガスを洗浄するガス洗浄手段２１と、前記ガス洗浄手段２１を前記捕集手段１１と前記検出手段１２との間に介在させた洗浄流路２０Ａ及び前記捕集手段１１と前記検出手段１２とを直接に接続した直接流路２０Ｂのどちらか一方に選択的に切り替える流路切替手段２２と、を有し、前記流路切替手段２２が、前記試料ガスの流動に応じて前記洗浄流路２０Ａに切り替え、且つ、前記キャリアガスの流動に応じて前記直接流路２０Ｂに切り替える手段であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した本発明のガスクロマトグラフ装置によれば、試料ガスの流動時はガス洗浄手段を捕集手段と検出手段との間に介在させることから、ガス洗浄手段が検出手段の手前で試料ガス成分を取り除くので、成分検出前に検出手段が汚染されることが無くなり、また、キャリアガスの流動時は捕集手段と検出手段とを直接に接続することから、ガス洗浄手段によって必要な試料ガス成分が取り除かれることがなく、そのため、ガス流動手段を共通化した構成において、成分検出前の検出手段の汚染を防止することができ、よって、小型化が可能であるとともに、高精度の成分検出が可能なガスクロマトグラフ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るガスクロマトグラフ装置の一実施形態について、図２〜図５の図面を参照して説明する。
【００１３】
ガスクロマトグラフ装置（以下、ＧＣ装置）１は、図２に示すように、試料ガスを濃縮する捕集装置１１と、試料ガスに含まれる試料ガス成分を検出する検出装置１２と、捕集装置１１と検出装置１２を直列に接続する流路２０と、試料ガスおよびキャリアガスを流動させるポンプ１３と、ポンプ１３によるガスの流動を安定させるバッファ３１と、各ガスが排出される排出口３２と、大気を吸入する大気吸入口３３と、試料ガスを導入する試料導入部３４と、大気を濾過してキャリアガスを生成する活性炭フィルタ４１と、捕集装置１１および検出装置１２に導入されるガスを切り替える導入ガス切替バルブ４２と、ＧＣ装置１を制御する制御装置５１と、を備えている。
【００１４】
捕集装置１１は、請求項の捕集手段に相当し、試料ガスに含まれる微量な成分の検出を可能とするため試料ガス成分を捕集して濃縮するための装置であり、捕集管１１ａと捕集管加熱冷却装置１１ｂとを備えている。
【００１５】
捕集管１１ａは、例えば、内径５ｍｍ程度、長さ２０〜３０ｃｍ程度のガラス管の内部に、耐熱性樹脂またはカーボンブラックなどの検出対象成分に対応した捕集剤を充填したものである。そして、低温にされた捕集管１１ａ内部に試料ガスを通すことによって、試料ガス成分を捕集剤に吸着（捕集）したのち、高温に加熱されることで、捕集した試料ガス成分が捕集剤から脱離されて、高濃度の試料ガスを生成することができる。また、捕集管１１ａは、一般的に、試料ガスが導入される方の端部側により多くの試料ガス成分を吸着する性質を有している。
【００１６】
捕集管加熱冷却装置１１ｂは、試料ガス成分の捕集に応じて捕集管１１ａを冷却し、試料ガス成分の脱離に応じて捕集管１１ａを加熱するものであり、加熱手段として電熱線などのヒータを備え、冷却手段としてペルチェ素子などを備えた、既存の装置である。また、捕集管加熱冷却装置１１ｂは、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。
【００１７】
検出装置１２は、請求項の検出手段に相当し、捕集装置１１に直列に接続されており、捕集装置１１によって生成された高濃度の試料ガスが導入されてその成分検出（分析）を行う装置であり、分離カラム１２ａとカラム加熱冷却装置１２ｂと検出センサ１２ｃとを備えている。
【００１８】
分離カラム１２ａは、試料ガスに含まれる成分の分離を行うためのものであり、内径２〜６mm、長さ数ｍの管に粒状の固定相を充填したパックドカラム、内径約０．５mm以下、長さ数十ｍの細い管の壁面に直接液状の固定相を保持させたキャピラリーカラム、または、エッチング処理によりガラス板に微細なカラム溝が形成されてなるマイクロカラムなどの、既存のカラムが用いられる。
【００１９】
カラム加熱冷却装置１２ｂは、分離カラム１２ａへの試料ガスの導入及び試料ガス成分の分離に応じて分離カラム１２ａの温度を調節するものであり、加熱手段として電熱線などのヒータを備え、冷却手段としてペルチェ素子などを備えた、既存の装置である。また、カラム加熱冷却装置１２ｂは、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。
【００２０】
検出センサ１２ｃは、分離カラム１２ａにおいて分離されたのちにキャリアガスによって搬送されてきた試料ガスの成分を検出するためのものであり、例えば、水素炎イオン化型検出器、熱伝導度型検出器などの既存の検出器が用いられており、検出センサ１２ｃは、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。なお、検出センサ１２ｃの構成および動作については、本発明の本質とは関係しないため詳細は省略する。
【００２１】
流路２０は、試料ガスおよびキャリアガスが捕集装置１１から検出装置１２に流動されるようにそれぞれを直列に接続するものであり、通過するガスを洗浄して不要な成分を取り除くガススクラバ２１と、捕集装置１１と検出装置１２とガススクラバ２１のそれぞれの接続順序を切り替える流路切替バルブ２２と、を備えている。
【００２２】
ガススクラバ２１は、請求項のガス洗浄手段に相当し、ガススクラバ２１内を通過するガスを洗浄して不要な成分を取り除くものであり、例えば、水などの洗浄水を噴霧した雰囲気中に被洗浄ガスを通して洗浄する水式のガススクラバや、イオン交換樹脂によってガス中の汚染物質を吸着処理するイオン交換式のガススクラバなどが知られている。なお、本実施形態においては、ガス洗浄手段としてガススクラバ２１を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、活性炭フィルタなど、試料ガスから検出装置１２を汚染する成分を取り除くことができるものであれば、どのようなものを用いても良い。
【００２３】
流路切替バルブ２２は、請求項の流路切替手段に相当し、例えば、六方電磁弁などが用いられており、捕集装置１１と検出装置１２とガススクラバ２１とのそれぞれの接続（即ち、流路）を切り替えるものである。詳細には、試料ガスの流動時には、試料ガスの流動方向の上流側から、捕集装置１１、ガススクラバ２１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（以下、洗浄流路２０Ａ）し、また、キャリアガスの流動時には、キャリアガスの流動方向の上流側から、ガススクラバ２１、捕集装置１１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（以下、直接流路２０Ｂ）して、流路を切り替えるものである。
【００２４】
ポンプ１３は、請求項のガス流動手段に相当し、バッファ３１を介して検出装置１２に直列に接続されており、ポンプ吸入口１３ａから吸入したガスをポンプ排出口１３ｂから排出して流動させるものであり、試料ガスおよびキャリアガスを捕集装置１１から検出装置１２に向かう方向に流動させ、また、それぞれのガスが適切に流動されるように、状況に応じて、その流動の速さや流動量を細かく制御できる、既存のものである。なお、ポンプ１３は、後述する制御装置５１に接続されており、ＧＣ装置１を構成する他の部材と連動して制御される。また、ポンプ１３が接続される位置は、試料ガスおよびキャリアガスを捕集装置１１から検出装置１２に向かう方向に流動させることができれば、その接続位置は任意である。
【００２５】
バッファ３１は、ポンプ１３に直列に接続されており、ポンプ１３による流動の乱れを抑制し、流動量を一定に保つための既存のものであり、バッファ３１を経路上に配設することで流動量が安定するため検出精度を高めることができる。また、ポンプ１３の流動の乱れによる誤差が許容範囲内であれば、バッファ３１を省略してもよい。
【００２６】
排出口３２は、ポンプ排出口１３ｂに接続されており、試料ガスおよびキャリアガスをＧＣ装置１外に排出する部位である。大気吸入口３３は、活性炭フィルタ４１に接続されており、ポンプ１３の動作によって大気を吸入して活性炭フィルタ４１に導入する部位である。
【００２７】
試料導入部３４は、ＧＣ装置１に対して試料ガスを導入するための導入部である。
【００２８】
活性炭フィルタ４１は、ポンプ１３が動作して捕集装置１１から検出装置１２に向かう方向に吸引することにより、大気吸入口３３から吸入された大気に含まれる不純物を活性炭によって取り除いてキャリアガスを生成するものである。
【００２９】
導入ガス切替バルブ４２は、例えば、既存の三方電磁弁などが用いられており、３つのポートａ、ｂ、ｃを備えていて、ポートａには活性炭フィルタ４１、ポートｂには試料導入部３４、ポートｃには流路切替バルブ２２、がそれぞれ接続されている。導入ガス切替バルブ４２は、ＧＣ装置１に導入されるガスを切り替えるものであり、即ち、活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２（ａ−ｃ接続）、または、試料導入部３４と流路切替バルブ２２（ｂ−ｃ接続）、を選択的に接続するものである。
【００３０】
制御装置５１は、制御対象部位である捕集管加熱冷却装置１１ｂ（ア）、カラム加熱冷却装置１２ｂ（イ）、検出センサ１２ｃ（ウ）、ポンプ１３（エ）、流路切替バルブ２２（オ）、および、導入ガス切替バルブ４２（カ）に接続されており、それぞれを連動して制御する図示しないマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）を備えている。ＭＰＵは、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵのためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ、および、上述した制御対象部位との間で制御情報を送受信するためのシリアルインタフェースなどを含むＩ／Ｏ部等で構成されている。
【００３１】
制御装置５１のＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、捕集管１１ａの温度が適温となるように捕集管１１ａの加熱・冷却を行う捕集管加熱冷却手段、分離カラム１２ａの温度が適温となるように分離カラム１２ａの加熱・冷却を行うカラム加熱冷却手段、試料ガスに含まれる試料ガス成分を検出する成分検出手段、捕集装置１１内および検出装置１２内を流動される試料ガスおよびキャリアガスの流量および流速を制御する流量制御手段、試料ガスの導入に応じて洗浄流路２０Ａに切り替え且つキャリアガスの導入に応じて直接流路２０Ｂに切り替える流路切替手段、および、試料ガスの導入に応じて試料導入部３４と流路切替バルブ２２とを接続し且つキャリアガスの導入に応じて活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２とを接続する導入ガス切替手段、として動作するものである。
【００３２】
次に、ガスクロマトグラフ装置１の制御装置５１（即ち、ＣＰＵ）が実行する本発明に係る処理の一例を、図３に示すフローチャート、および、図４〜図５に示す各ステップに対応する概略動作図を参照して説明する。
【００３３】
制御装置５１のＣＰＵは、ＧＣ装置１の電源投入により起動されると、流路切替バルブ２２によって直接流路２０Ｂに切り替え、導入ガス切替バルブ４２によって、活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２とを接続（ａ−ｃ接続）する、などの所定の初期化動作を実行したあと、ステップＳ１１０に進む。
【００３４】
ステップＳ１１０では、捕集管加熱冷却装置１１ｂおよびカラム加熱冷却装置１２ｂによって、捕集管１１ａおよび分離カラム１２ａを高温に加熱して不純成分を取り出したのち、ポンプ１３による流動を開始する。これにより、キャリアガスが捕集管１１ａおよび分離カラム１２ａを通過するように流動され、不純成分がキャリアガスによってＧＣ装置１外に排出される（以上、図４ クリーニング動作）。不純成分の排出が完了したのち、ステップＳ１２０に進む。
【００３５】
ステップＳ１２０では、流路切替バルブ２２によって、洗浄流路２０Ａに切り替え、導入ガス切替バルブ４２によって、試料導入部３４と流路切替バルブ２２とを接続（ｂ−ｃ接続）し、また、カラム加熱冷却装置１２ｂによって、分離カラム１２ａの加熱を継続して行うとともに、捕集管加熱冷却装置１１ｂによって、捕集管１１ａを冷却し、そして、試料導入部３４から試料ガスを導入する。これにより、試料ガスが、捕集装置１１に導入されて試料ガス成分の捕集が行われたのち、捕集装置１１を通過した試料ガスがガススクラバ２１によって洗浄されて残留していた試料ガス成分を取り除かれ、洗浄された試料ガスが検出装置１２を経由して排出口３２から排出される（以上、図５ サンプリング動作）。そして、試料ガス成分の捕集が完了したのち、ステップＳ１３０に進む。
【００３６】
ステップＳ１３０では、流路切替バルブ２２によって、再度直接流路２０Ｂに切り替え、導入ガス切替バルブ４２によって、活性炭フィルタ４１と流路切替バルブ２２とを再度接続（ａ−ｃ接続）し、また、カラム加熱冷却装置１２ｂによって、分離カラム１２ａをガス成分分離に適した温度に冷却するとともに、捕集管加熱冷却装置１１ｂによって捕集管１１ａを高温に加熱する。これにより、捕集装置１１内に脱離されて滞留している高濃度の試料ガスが、キャリアガスによって押し出され（即ち、パージされ）、検出装置１２（即ち、分離カラム１２ａ）に導入される（以上、図４ 打ち込み動作）。このとき、ポンプ１３によって流動されるキャリアガスの量は、試料ガスを捕集装置１１から検出装置１２まで搬送する程度の少量である。そして、高濃度の試料ガスが分離カラム１２ａ内に導入されたのち、ステップＳ１４０に進む。なお、分離カラム１２ａの温度は、検出動作まで維持される。
【００３７】
ステップＳ１４０では、キャリアガスによって、分離カラム１２ａ内に導入された試料ガスに含まれる試料ガス成分が、分離カラム１２ａ内で分離され、それぞれの試料ガス成分が時間差をもって検出センサ１２ｃに搬送されて、各成分の検出が行われる（以上、図４ 検出動作）。そして、全ての検出対象成分が搬送されたのち、本フローチャートの処理を終了する。
【００３８】
次に、上述したガスクロマトグラフ装置１における、試料ガスの成分検出を行うときの動作の一例について、図４〜図５を参照して説明する。
【００３９】
ＧＣ装置１での成分検出は、最初に、捕集管１１ａおよび分離カラム１２ａを高温に加熱して不純成分を取り出したのち、直接流路２０Ｂに切り替えキャリアガスを流動させて、捕集装置１１および検出装置１２のクリーニングを行う（図４ クリーニング動作）。
【００４０】
そして、クリーニングが完了すると、捕集管１１ａをガス成分分離に適した温度に冷却するとともに、流路切替バルブ２２によって洗浄流路２０Ａに切り替え、試料導入部３４から導入した試料ガスが捕集装置１１、ガススクラバ２１、検出装置１２、を順に通過するように流動させて、捕集装置１１による試料ガス成分の捕集（濃縮）を行う（図５ サンプリング動作）。
【００４１】
試料ガス成分の捕集が完了したのち、捕集管１１ａを加熱し、分離カラム１２ａを冷却するとともに、流路切替バルブ２２によって直接流路２０Ｂに切り替え、活性炭フィルタ４１で生成したキャリアガスが、ガススクラバ２１、捕集装置１１、検出装置１２、を順に通過するように流動させて、脱離された試料ガス成分を検出装置１２（即ち、分離カラム１２ａ）に導入する（図４ 打ち込み動作）。
【００４２】
そして、引き続きキャリアガスを流すことによって、分離カラム１２ａ内に導入された試料ガスに含まれる試料ガス成分を、分離カラム１２ａ内で分離して検出センサ１２ｃまで搬送し、試料ガス成分の検出を行う（図４ 検出動作）。
【００４３】
上記より、本実施形態によれば、試料ガス成分の捕集時は、流路切替バルブ２２によって洗浄流路２０Ａに切り替え、即ち、捕集装置１１と検出装置１２との間にガススクラバ２１を介在させることから、ガススクラバ２１が検出装置１２の手前で試料ガスから試料ガス成分を取り除くので、成分検出前に検出装置１２が汚染されることが無くなり、また、クリーニング動作時および試料ガス成分の検出時は、流路切替バルブ２２によって直接流路２０Ｂに切り替え、即ち、捕集装置１１と検出装置１２とを直接に接続することから、ガススクラバ２１によって必要な試料ガス成分が取り除かれることがなく、そのため、ポンプ１３を共通化した構成において、成分検出前に検出装置１２、即ち、分離カラム１２ａが汚染されることを防止でき、よって、小型化が可能であるとともに、高精度の成分検出が可能なガスクロマトグラフ装置１を得ることができる。
【００４４】
また、流路切替バルブ２２で直接流路２０Ｂに切り替えることにより、ＧＣ装置１のクリーニングまたは試料ガス成分の検出時は、捕集装置１１より上流にガススクラバ２１が接続されるので、キャリアガス（即ち、活性炭フィルタ４１で濾過された大気）をさらに洗浄することができ、より不純物の少ないキャリアガスを捕集装置１１および検出装置１２に供給することができる。そのため、さらに高精度の成分検出が可能となる。
【００４５】
また、流路切替バルブ２２による接続の切替により、捕集管１１ａの試料ガスが導入される方の端部が、成分検出時には検出装置１２に接続されることから、前記端部付近には多くの試料ガス成分が付着されており、その脱離によってより濃度の高い試料ガスから検出装置１２に近い箇所に滞留し、短時間で濃度の高い試料ガスを導入することが可能となるため、成分検出のピークを明確にすることができ、より高精度の成分検出が可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、流路切替バルブ２２に六方弁を用いているが、これに限定するものではなく、例えば、図６に示すように、三方弁を用いて、試料ガスの流動時には、試料ガスの流動方向の上流側から、捕集装置１１、ガススクラバ２１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（図６ ｄ−ｆ接続、即ち、洗浄流路２０Ａに接続）し、また、キャリアガスの流動時には、キャリアガスの流動方向の上流側から、捕集装置１１、検出装置１２の順にそれぞれを直列に接続（図６ ｅ−ｆ接続、即ち、直接流路２０Ｂに接続）するようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、検出動作時に分離カラム１２ａの温度を一定の温度に保ちつつ試料ガス成分の分離を行う方法（定温法）を用いているが、これに限らず、例えば、検出動作時に分離カラム１２ａの温度を昇温させつつ試料ガス成分の分離を行う方法（昇温法）など、検出対象となる試料ガスに応じてその方法を変更しても良い。
【００４８】
なお、上述した各実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のガスクロマトグラフ装置の基本構成図である。
【図２】本発明のガスクロマトグラフ装置の実施形態を示す構成図である。
【図３】図２中のガスクロマトグラフ装置のＣＰＵが実行する本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図２中のガスクロマトグラフ装置のクリーニング動作、打ち込み動作、および、検出動作の状態を示す図である。
【図５】図２中のガスクロマトグラフ装置のサンプリング動作の状態を示す図である。
【図６】本発明のガスクロマトグラフ装置の他の実施形態を示す構成図である。
【図７】従来のガスクロマトグラフ装置の構成図である。
【図８】ガス流動手段を共通化したガスクロマトグラフ装置の基本構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ ガスクロマトグラフ装置
１１ 捕集手段（捕集装置）
１２ 検出手段（検出手段）
１３ ガス流動手段（ポンプ）
２０ 流路
２０Ａ 洗浄流路
２０Ｂ 直接流路
２１ ガス洗浄手段（ガススクラバ）
２２ 流路切替手段（流路切替バルブ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスの通過に応じて試料ガス成分を捕集し且つキャリアガスの通過に応じて前記捕集した試料ガス成分を脱離させる捕集手段と、前記捕集手段から前記キャリアガスによって搬送された前記試料ガス成分を検出する検出手段と、前記捕集手段と前記検出手段とを直列に接続する流路と、前記試料ガスおよび前記キャリアガスを前記捕集手段から前記検出手段に向かう方向に流動させるガス流動手段と、を有するガスクロマトグラフ装置において、
前記流路が、前記検出手段が検出する試料ガス成分を取り除くように前記試料ガスを洗浄するガス洗浄手段と、前記ガス洗浄手段を前記捕集手段と前記検出手段との間に介在させた洗浄流路及び前記捕集手段と前記検出手段とを直接に接続した直接流路のどちらか一方に選択的に切り替える流路切替手段と、を有し、
前記流路切替手段が、前記試料ガスの流動に応じて前記洗浄流路に切り替え、且つ、前記キャリアガスの流動に応じて前記直接流路に切り替える手段である
ことを特徴とするガスクロマトグラフ装置。
【請求項１】
試料ガスの通過に応じて試料ガス成分を捕集し且つキャリアガスの通過に応じて前記捕集した試料ガス成分を脱離させる捕集手段と、前記捕集手段から前記キャリアガスによって搬送された前記試料ガス成分を検出する検出手段と、前記捕集手段と前記検出手段とを直列に接続する流路と、前記試料ガスおよび前記キャリアガスを前記捕集手段から前記検出手段に向かう方向に流動させるガス流動手段と、を有するガスクロマトグラフ装置において、
前記流路が、前記検出手段が検出する試料ガス成分を取り除くように前記試料ガスを洗浄するガス洗浄手段と、前記ガス洗浄手段を前記捕集手段と前記検出手段との間に介在させた洗浄流路及び前記捕集手段と前記検出手段とを直接に接続した直接流路のどちらか一方に選択的に切り替える流路切替手段と、を有し、
前記流路切替手段が、前記試料ガスの流動に応じて前記洗浄流路に切り替え、且つ、前記キャリアガスの流動に応じて前記直接流路に切り替える手段である
ことを特徴とするガスクロマトグラフ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２３６５９１（Ｐ２００９−２３６５９１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８１０７７（Ｐ２００８−８１０７７）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
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