JP2013195392A - Liquid chromatograph analyzer and temperature control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体クロマトグラフに係り、特に、温度制御に関する。 The present invention relates to a liquid chromatograph, and more particularly to temperature control.
従来の液体クロマトグラフ分析装置としては、例えば図１７に示すようなもの（特許文献１の図１参照）がある。この従来の分析装置では、リザーバ５１，５２の溶離液は、ポンプ５３により分離カラム５６へ送液される。分離カラム５６の前には、試料導入部としてオートサンプラ（インジェクタ）５４があり、送液されている溶離液中に試料が注入され、カラム分離部５６中にて成分毎に分離され、検出部５８により分離後の試料が検出される。また、カラム分離部５６は、室温環境下、即ち室内空間に露出した状況下で使用する態様であっても十分なケースもあるが、再現性の高いデータを得るためには温度コントロールが必要となる場合が多いため、恒温槽としてのカラムオーブン５７に格納して使用する態様が主流となっている。
An example of a conventional liquid chromatograph analyzer is shown in FIG. 17 (see FIG. 1 of Patent Document 1). In this conventional analyzer, the eluent in the
液体クロマトグラフ分析装置のカラムオーブン５７の温調方式として、空気循環方式、液循環方式またはヒートブロック方式等がある。ここで、空気循環方式は、ペルチェ素子等を用いたヒータ等の熱源によって加熱（或いは冷却）された空気をファンで攪拌してカラムオーブン５７内の気温を調節する方式である。また、液循環方式は、空気循環方式における空気の代わりに、水等の液体を熱交換の媒体として用いるものである。さらに、ヒートブロック方式は、アルミニウム等の熱伝導率の良い金属を用いて形成されたブロックに、温調したい物体（分離カラム５６、配管等）を密着させ、該金属ブロックをヒータ等で加熱（或いは冷却）し、温調する方式である。
As a temperature control method of the
また、このようなカラムオーブン５７の温調方式の種類に関わらず、恒温槽内の空気または液体或いはヒートブロックの現在温度を温度センサで検知し、その結果をヒータ等の発熱体に対する電力供給量にフィードバックするといった温度制御も行われている。
Regardless of the type of temperature control method of the
また、図１７に示した従来例では、液体クロマトグラフ分析装置のカラムオーブン５７に、ポンプ５３から送液されてくる溶離液を分離カラム５６に導入する前に加熱する手段として、プレヒート部５５を備えている。なお、このようなプレヒート手段を備えたものとしては、例えば、特許文献２、特許文献３等がある。
In the conventional example shown in FIG. 17, the
プレヒート部５５を具備する目的は、分離カラム５６に導入する前の溶離液を分離カラム５６の温度にできるだけ一致させるようにすることである。このように溶離液と分離カラム５６の温度を一致させることは、分離ピークの保持時間の再現性に対しては良い結果をもたらす。しかし、分離カラム５６のタイプによっては、この温度の一致が逆に分離ピークの形状を悪くし、ピークの分離度を損なう結果となることもある。
The purpose of including the preheating
また、特許文献１では、以下のことも記載されている。すなわち、プレヒート無しの分析で得られたクロマトグラムのピーク形状がリーディング気味（ピークの前に尾を引く状態）だった場合、プレヒートを行いその温度を上げていくと、得られるクロマトグラムのピーク形状がテーリング（ピークの後に尾を引く状態）の方向へと変わっていく様子が観察できる。この現象は、カラム中心部と壁面部との温度差による線流速の変化と流体に対するカラム壁面効果によるものである。すなわち、この「線流速の変化」と「カラム壁面効果」が相殺した時、最も良いピーク形状になる。
ところで、分離カラム５６の中心部温度に最も影響を与えるものは、溶離液の温度である。同様に、分離カラム５６の壁面部温度を最も反映していると考えられるのは、分離カラム５７の外壁部温度である。また、上述した通り、溶離液（分離カラム５６の中心部）の温度と、分離カラム５７の壁面（分離カラム５７の外壁）の温度とを一致させることは、分離ピークの保持時間の再現性に対しては良い結果をもたらす。しかしながら、分離カラム５７のタイプによっては、これら温度の一致が逆に分離ピークの形状を悪くし、ピークの分離度を損なう結果となることがあるという事情があることが分かった。
By the way, it is the temperature of the eluent that most affects the temperature at the center of the
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、クロマトグラムのピーク形状の向上を図り得る液体クロマトグラフ分析装置及びその温度制御方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a liquid chromatograph analyzer capable of improving the peak shape of a chromatogram and a temperature control method thereof.
上記課題を解決するため、本発明は、分離カラムと、前記分離カラム流入前の試料溶液の温度を制御するプレヒート部と、前記プレヒート部の外壁の温度及び前記分離カラムの外壁の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に基づき前記プレヒート部の温度を制御する第１温度制御手段と、前記温度検出手段の検出結果に基づき前記分離カラムの温度を制御する第２温度制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention detects a separation column, a preheating unit that controls the temperature of the sample solution before flowing into the separation column, the temperature of the outer wall of the preheating unit, and the temperature of the outer wall of the separation column. A temperature detection means; a first temperature control means for controlling the temperature of the preheating portion based on the detection result of the temperature detection means; and a second temperature control for controlling the temperature of the separation column based on the detection result of the temperature detection means. And means.
本発明によれば、クロマトグラムのピーク形状の向上を図り得る液体クロマトグラフ分析装置及びその温度制御方法を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid chromatograph analyzer which can aim at the improvement of the peak shape of a chromatogram, and its temperature control method are realizable.
以下、本発明の液体クロマトグラフ分析装置の実施形態について、第１実施形態、第２実施形態の順に図面を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
Hereinafter, embodiments of the liquid chromatograph analyzer of the present invention will be described in detail in the order of the first embodiment and the second embodiment with reference to the drawings.
[First Embodiment]
図１は本発明の第１実施形態に係る液体クロマトグラフ分析装置の構成図である。同図において、本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置は、リザーバ１及び２、ポンプ３、オートサンプラ（インジェクタ）４、カラムオーブン７、検出器９並びにデータ処理部１０を備えた構成である。また、カラムオーブン７には、プレヒート部５、分離カラム６及びポストクール部８を備えている。なお、本実施形態において、分離カラム６は一方向に長い円筒形状を持つ。
FIG. 1 is a configuration diagram of a liquid chromatograph analyzer according to a first embodiment of the present invention. In the figure, the liquid chromatograph analyzer of the present embodiment has a
リザーバ１，２内の試料溶液Ａ，Ｂは、ポンプ３により、その混合組成を時間と共に変えながら送液される。その後、オートサンプラ４内のインジェクタにより、分析を行うサンプルが試料溶液中に添加される。サンプルが添加された試料溶液は、プレヒート部５を通過した後、分離カラム６に導入され、成分毎に分離される。分離カラム６で分離された各成分は、検出器９により検知される。検出器９で検知されたデータに基づき、データ処理部１０によりクロマトグラムが作成され、メモリ等（図示せず）に保存される。なお、データ処理部１０は、クロマトグラム作成処理の他に各部の制御を行う。図中の破線は該制御を行う制御信号線である。
The sample solutions A and B in the
従来例と同様に、分離カラム６における多成分の分離を再現良く行うために、分離カラム６は一定温度に保たれたカラムオーブン７内に設置されているが、本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置は、さらに以下のような特徴的な構成を備えている。すなわち、本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置は、サーモグラフィカメラ（温度検出手段）１３、第１温度制御ユニット１２及び第２温度制御ユニット１１を備え、またデータ処理部１０は、温度設定部１６、温度制御部１７並びにＧＵＩ（Graphical User Interface）表示部１９を持つ入出力部１８を備える。ここで、特許請求の範囲にいう第１温度制御手段は第１温度制御ユニット１２及び温度制御部１７で実現され、第２温度制御手段は第２温度制御ユニット１１及び温度制御部１７で実現される。
As in the conventional example, in order to perform multi-component separation in the
サーモグラフィカメラ１３は、プレヒート部５の配管外壁の温度並びに分離カラム６の外壁温度を検出する。また、第１温度制御ユニット１２は、温度制御部１７の制御指示に基づきプレヒート部５の温度調節を行い、第２温度制御ユニット１１は、温度制御部１７の制御指示に基づき分離カラム６の温度調節を行う。
The
また、データ処理部１０において、温度設定部１６は、入出力部１８のＧＵＩ表示部１９の表示画面を介したユーザ設定入力に基づき、分離カラム６の中心部温度（プレヒート部５の温度）と、分離カラム６の内壁面部温度とをそれぞれ設定する。なお、ＧＵＩ表示部１９の表示画面は、入出力部１８が持つ液晶表示パネル等の表示媒体上に構成される。
In the
また、温度制御部１７は、分離カラム６の中心部設定温度と検出されたプレヒート部５の配管外壁温度との差分に応じて、第１温度制御ユニット１２によりプレヒート部５の温度調節を行う。さらに、温度制御部１７は、分離カラム６の内壁面部設定温度と検出された分離カラム６の外壁温度との差分に応じて、第２温度制御ユニット１１により分離カラム６の温度を制御する。なお、温度設定部１６及び温度制御部１７は、データ処理部１０内に持つＭＰＵ（Micro-Processing Unit；マイクロプロセッサ）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ上で実行されるプログラムの機能的まとまりとして具現されるものである。
Further, the
ここで、温度設定部１６における設定対象とサーモグラフィカメラ１３による検出対象とが異なるのは、分離カラム６の中心部温度及び内壁面部温度を厳密に検出することが具現性において難しいからであり、本実施形態では、分離カラム６の中心部温度及び内壁面部温度の検出をそれぞれプレヒート部５の配管外壁の温度並びに分離カラム６の外壁温度の検出で代替することとしている。
Here, the setting target in the
次に、図２に示すカラムオーブン７内部の構成図を参照して、上記特徴的構成を備えたカラムオーブン７内部の温度制御について詳細に説明する。なお、図中の一点鎖線は各種検出手段からのデータ処理部１０へ入力される検出信号線を表し、破線はデータ処理部１０から出力される制御信号線を表している。
Next, temperature control inside the
まず、プレヒート部５には、ヒートブロック５ａ、プレヒート管２１、温度センサ１４及び第１温度制御ユニット１２を備える。プレヒート管２１の一方はオートサンプラ４からの配管が接続され、他方には分離カラム６が接続されている。なお、プレヒート管２１には熱伝導の良いステンレス材質の管等を用いている。また、第１温度制御ユニット１２には、例えばペルチェ素子等を用いれば良い。
First, the preheating
また、オートサンプラ４を経た試料溶液が送液されてくるプレヒート部５のプレヒート管２１は、ヒートブロック５ａにはめ込まれた形になっている。また、ヒートブロック５ａに対して、ヒートブロック５ａの加熱または冷却を行うための第１温度制御ユニット１２が熱結合された構造となっており、この第１温度制御ユニット１２により、プレヒート管２１、即ち分離カラム６へ流入前の試料溶液の温度が制御されることとなる。
In addition, the
他方、分離カラム６の温度調節は第２温度制御ユニット１１によって行われる。図２では空気循環による温度調節の構成を例示しており、第２温度制御ユニット１１は、ヒータ１１ａ及びＭ個のファン１１ｂ−１〜１１ｂ−Ｍを備えている。なお、ヒータ１１ａには例えばペルチェ素子等を用いれば良い。
On the other hand, the temperature of the
また、カラムオーブン７に設置されているサーモグラフィカメラ１３により、プレヒート部５の配管外壁並びに分離カラム６の外壁が監視される。サーモグラフィカメラ１３により得られた温度データはデータ処理部１０に送られ、データ処理された後、検出結果としてプレヒート部５の配管外壁温度並びに分離カラム６の外壁温度が特定される。ここで、プレヒート部５の配管外壁とは、プレヒート部５の温調用のヒートブロック５ａを抜けた後から、分離カラム６との接続箇所以前の区間におけるプレヒート管２１の外壁を意味する。
The
次に、以上のような構成要素を備えた液体クロマトグラフ分析装置の温度制御方法について、図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３はプレヒート部５の温度制御の手順を、図４は分離カラム６の温度制御の手順をそれぞれ説明するフローチャートである。
Next, the temperature control method of the liquid chromatograph analyzer provided with the above components will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 3 is a flowchart for explaining the temperature control procedure of the
本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置を用いた分析に際しては、ユーザは、予め分離カラム６の中心部設定温度と壁面部設定温度とを、それぞれデータ処理部１０の温度設定部１６に設定しておく。そして、サーモグラフィカメラ１３によりプレヒート部５の配管外壁温度及び分離カラム６の外壁温度を検出すると、プレヒート部５の温度制御並びに分離カラム６の温度制御がそれぞれ独立して並行処理されることになる。
In the analysis using the liquid chromatograph analyzer of the present embodiment, the user previously sets the center setting temperature and the wall surface setting temperature of the
図３に示すプレヒート部５の温度制御において、まず、温度設定部１６は、入出力部１８のＧＵＩ表示部１９を介したユーザ入力に基づき、分離カラム６の中心部設定温度を取得する（ステップＳ１０１）。そして、温度制御部１７は、サーモグラフィカメラ１３により得られた温度データからプレヒート部５の配管外壁温度を特定し、分離カラム６の中心部検出温度として取得する（ステップＳ１０２）。
In the temperature control of the preheating
次に、こうして取得した両者の差、即ち「設定温度−検出温度」を差分ΔＴＰとし（ステップＳ１０３）、該差分ΔＴＰがゼロ値、正値または負値の何れであるかを判断する（ステップＳ１０４）。なお、差分ΔＴＰがゼロ値か否かの判断は厳密に行う必要はなく、温度誤差の許容範囲（±）を設けて該許容範囲に含まれるときはゼロ値とみなすような判断であって良い。 Next, the difference between the two, that is, “set temperature−detected temperature” is set as a difference ΔTP (step S103), and it is determined whether the difference ΔTP is a zero value, a positive value, or a negative value (step S104). ). Note that it is not necessary to strictly determine whether or not the difference ΔTP is a zero value, and it may be a determination that a temperature error tolerance (±) is provided and is regarded as a zero value when included in the tolerance. .
差分ΔＴＰ＝０の場合には、第１温度制御ユニット１２による現制御を維持し（ステップＳ１０５）、現在、分離カラム６の中心部温度（プレヒート部５の配管外壁温度）が中心部設定温度となっている旨のメッセージを、入出力部１８のＧＵＩ表示部１９を介して表示し、ユーザに報知する（ステップＳ１０８）。
When the difference ΔTP = 0, the current control by the first
また、差分ΔＴＰ＞０の場合には、第１温度制御ユニット１２による昇温制御を行い（ステップＳ１０６）、時間調整（ステップＳ１０９）の後、ステップ１０２に戻って一連の処理を繰り返す。さらに、差分ΔＴＰ＜０の場合には、第１温度制御ユニット１２による降温制御を行い（ステップＳ１０７）、時間調整（ステップＳ１０９）の後、ステップＳ１０２に戻って一連の処理を繰り返す。このような一連の処理の繰り返しにより、プレヒート部５の配管外壁温度、即ち分離カラム６の中心部温度がユーザ所望の温度に調整されることとなる。
If the difference ΔTP> 0, the temperature rise control is performed by the first temperature control unit 12 (step S106), and after time adjustment (step S109), the process returns to step 102 and a series of processes is repeated. Further, when the difference ΔTP <0, the temperature lowering control is performed by the first temperature control unit 12 (step S107), and after time adjustment (step S109), the process returns to step S102 to repeat the series of processes. By repeating such a series of processes, the pipe outer wall temperature of the
ここで、ステップＳ１０９における時間調整は、次の温度検出を行うまでの間隔を調整するもので、一定周期間隔で一連の処理を行う手法、或いは、実行間隔を可変にして行う手法の何れであっても良い。可変間隔とする場合、例えば、現検出温度と設定温度との差分、プレヒート部５の構造、並びに、昇温または降温制御における制御量に基づき、当該制御によってプレヒート部５の配管外壁温度が設定温度に達するまでの時間を推定し、熱交換の時間遅れ（ヒステリシス）を考慮に入れて該推定時間よりも少し短い時間を実行間隔として設定する。そして、タイマ等による経過判断に基づき、該実行間隔が経過したときにステップＳ１０２の処理を行うようにすれば良い。
Here, the time adjustment in step S109 is to adjust the interval until the next temperature detection, and can be either a method of performing a series of processing at a constant cycle interval or a method of changing the execution interval. May be. In the case of the variable interval, for example, based on the difference between the current detected temperature and the set temperature, the structure of the preheating
なお、温度誤差の許容範囲（±）を設ける場合には、差分ΔＴＰのゼロ値判断がなされて以降に熱交換の時間遅れが該温度誤差の許容範囲によって吸収されていくと考えられるので、実行間隔の設定にあたって熱交換の時間遅れによる影響が軽減されるものとして良く、推定された時間をそのまま設定して良い。 In the case of providing a temperature error tolerance (±), it is considered that the time delay of heat exchange is absorbed by the temperature error tolerance after the zero value of the difference ΔTP is determined. In setting the interval, the influence of the time delay of heat exchange may be reduced, and the estimated time may be set as it is.
次に、図４に示す分離カラム６の温度制御において、まず、温度設定部１６は、入出力部１８のＧＵＩ表示部１９を介したユーザ入力に基づき、分離カラム６の内壁面部設定温度を取得する（ステップＳ２０１）。そして、温度制御部１７は、サーモグラフィカメラ１３により得られた温度データから分離カラム６の外壁温度を特定し、検出温度として取得する（ステップＳ２０２）。
Next, in the temperature control of the
次に、こうして取得した両者の差、即ち「設定温度−検出温度」を差分ΔＴＣとし（ステップＳ２０３）、該差分ΔＴＣがゼロ値、正値または負値の何れであるかを判断する（ステップＳ２０４）。なお、差分ΔＴＣのゼロ値判断についても、前記した差分ΔＴＰのゼロ値判断と同様である。 Next, the difference between the two, that is, “set temperature−detected temperature” is set as a difference ΔTC (step S203), and it is determined whether the difference ΔTC is a zero value, a positive value, or a negative value (step S204). ). The determination of the zero value of the difference ΔTC is the same as the determination of the zero value of the difference ΔTP.
差分ΔＴＣ＝０の場合には、第２温度制御ユニット１１による現制御を維持し（ステップＳ２０５）、現在、分離カラム６の内壁面部温度（外壁温度）が内壁面部設定温度となっている旨のメッセージを、入出力部１８のＧＵＩ表示部１９を介して表示してユーザに報知する（ステップＳ２０８）。
When the difference ΔTC = 0, the current control by the second
また、差分ΔＴＣ＞０の場合には、第２温度制御ユニット１１による昇温制御を行い（ステップＳ２０６）、時間調整（ステップＳ２０９）の後、ステップＳ２０２に戻って一連の処理を繰り返す。さらに、差分ΔＴＣ＜０の場合には、第２温度制御ユニット１１による降温制御を行い（ステップＳ２０７）、時間調整（ステップＳ２０９）の後、ステップ２０２に戻って一連の処理を繰り返す。このような一連の処理の繰り返しにより、分離カラム６の内壁面部温度がユーザ所望の内壁面部設定温度に調整されることとなる。ここで、ステップＳ２０９における時間調整は、プレヒート部５の温度制御（図３参照）と同様である。
Further, when the difference ΔTC> 0, the temperature rise control is performed by the second temperature control unit 11 (step S206), and after time adjustment (step S209), the process returns to step S202 to repeat the series of processes. Further, when the difference ΔTC <0, the temperature lowering control is performed by the second temperature control unit 11 (step S207), and after time adjustment (step S209), the process returns to step 202 to repeat a series of processes. By repeating such a series of processes, the inner wall surface temperature of the
さらに、分離カラム６の出口側の構成について説明する。分離カラム６を通過後の溶液温度は検出結果に影響することが知られている。つまり、カラムオーブン７から出た溶液が、高すぎる液温のまま検出器９に入ると、検出器９のノイズ及びドリフトが大きくなり、検出感度の低下を招くといった事情がある。したがって、カラムオーブン７から出た溶液が検出器９に到達する前に、溶液の温度を室温または検出器９内の温度に戻す、所謂ポストクールを行う必要がある。
Further, the configuration on the outlet side of the
一般的には、分離カラム６と検出器９間を結ぶ流路（チューブ）を長くすることで対応する手法が知られている。しかしながら、この方法では、チューブ内での層流によるバンドの拡がりにより、分離カラム６の分離度を損なう結果となるため、分離カラム６と検出器９の間にポストクール機構を入れる構成が提案されている。本実施形態は、このようなポストクール部８を備える構成とし、分離カラム６の通過後にポストクール管２２を配置し、ポストクール管２２をヒートブロック８ａにはめ込んで温調する構成とした。
In general, there is known a method for dealing with a long channel (tube) connecting the
以上説明したように、本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置及びその温度制御方法では、分離カラム６と、分離カラム６へ流入する前の試料溶液の温度を制御するプレヒート部５と、を備えた液体クロマトグラフ分析装置において、サーモグラフィカメラ（温度検出手段）１３によりプレヒート部５の配管外壁温度及び分離カラム６の外壁の温度を検出し（温度検出ステップ）、第１温度制御ユニット１２及び温度制御部１７（第１温度制御手段）により、サーモグラフィカメラ１３の検出結果に基づきプレヒート部５の温度を制御し（第１温度制御ステップ）、第２温度制御ユニット１１及び温度制御部１７（第２温度制御手段）により、サーモグラフィカメラ１３の検出結果に基づき分離カラム６の温度を制御する（第２温度制御ステップ）。
As described above, the liquid chromatograph analyzer and the temperature control method thereof according to this embodiment include the
具体的には、温度設定部１６（温度設定手段）により分離カラム６の中心部温度と内壁面部温度とをそれぞれ設定し（温度設定ステップ）、第１温度制御ユニット１２及び温度制御部１７（第１温度制御手段）では、分離カラム６の中心部設定温度とサーモグラフィカメラ１３で検出されたプレヒート部５の配管外壁温度との差分に応じて、プレヒート部５の温度を制御し（第１温度制御ステップ）、また第２温度制御ユニット１１及び温度制御部１７（第２温度制御手段）では、分離カラム６の内壁面部設定温度とサーモグラフィカメラ１３で検出された分離カラム６の外壁温度との差分に応じて、分離カラム６の温度を制御する（第２温度制御ステップ）。
Specifically, the temperature setting unit 16 (temperature setting means) sets the center temperature and the inner wall surface temperature of the separation column 6 (temperature setting step), respectively, and the first
このように、分離カラム６の中心部温度及び内壁面部温度のそれぞれについて、独立したフィードバック制御を並行して行うことにより、分離カラム６の短軸方向における該分離カラム６の中心部から壁面部への温度分布を、一様または温度勾配を持つ分布に任意設定可能となる。ここで、長軸は分離カラム６の入口から出口までの溶液が流れる方向の軸であり、短軸は該長軸と垂直に交わって分離カラム６の中心部及び外壁を通る軸である。
As described above, independent feedback control is performed in parallel for each of the center temperature and the inner wall surface temperature of the
したがって、分離カラム６の入口から出口までの分離カラム６の長軸方向について、1次元的に温度勾配を把握して管理する手法に、本実施形態による短軸方向についての温度勾配の把握・管理手法を組み合わせることにより、分離カラム６の温度勾配を２次元的に把握・管理することができる。
Therefore, the method of grasping and managing the temperature gradient in the short axis direction according to the present embodiment is the one-dimensionally grasping and managing the temperature gradient in the long axis direction of the
また、前記したように、分離カラム６のタイプによっては、短軸方向の温度分布が一様であることが分離ピークの形状を悪くし、ピークの分離度を損なう結果となり得る事情があった。このような事情に対しても、分離カラム６の短軸方向についての1次元的な温度勾配の把握・管理、或いは、分離カラム６の短軸及び長軸の２次元的な温度勾配の把握・管理を行うことによって、クロマトグラムの再現性だけでなく、対称度等についてもピーク形状の向上を図ることができる。
In addition, as described above, depending on the type of the
より具体的に、例えば、分離カラム６の径が相対的に小さい場合には、短軸方向についての温度分布を一様にし、また、径が相対的に大きい場合には、分離カラム６の中心部が高く内壁面部近傍が低い温度分布となるような温度勾配を持たせるようにすれば、クロマトグラムの再現性や対称度等についてピーク形状の向上を図り得ることが実験的に確認されている。
More specifically, for example, when the diameter of the
したがって、分離カラム６の径等のタイプ毎に、メーカーまたはユーザが予め行う予備実験等によって、より良いピーク形状が得られる分離カラム６の中心部温度と内壁面部温度とを求めておき、液体クロマトグラフ分析装置を用いた分析に際し、データ処理部１０の温度設定部１６を介して、分離カラム６の中心部温度と内壁面部温度とをそれぞれ予め設定することにより、クロマトグラムの再現性や対称度等についてピーク形状を向上させることができる。
〔第２実施形態〕
Therefore, for each type such as the diameter of the
[Second Embodiment]
次に、本発明の第２実施形態に係る液体クロマトグラフ分析装置及びその温度制御方法について説明する。本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置は、第１実施形態における第２温度制御ユニット１１を、分離カラム６の長軸方向に沿って第１〜第Ｎの温度制御ブロック（Ｎは２以上の整数）に分割して構成し、分離カラム６の長軸方向に沿って第１〜第Ｎの温度制御区域に分割して分離カラム６の温度を制御するものであり、全体的な構成は第１実施形態（図１）と同等である。つまり、本実施形態は、分離カラム６の短軸方向についての温度分布を任意設定可能とした第１実施形態の構成に、分離カラム６の長軸方向についての温度分布を任意設定可能とする構成を加えたものである。
Next, a liquid chromatograph analyzer and a temperature control method thereof according to a second embodiment of the present invention will be described. The liquid chromatograph analyzer according to this embodiment is configured so that the second
本実施形態におけるカラムオーブン３７内部のより具体的な構成図を図５に示す。なお、同図において、第１実施形態（図１及び図２）と同等の構成要素については同一の参照符号を附して詳細な説明を省略する。また図２と同様に、図中の一点鎖線は各種検出手段からのデータ処理部２０へ入力される検出信号線を表し、破線はデータ処理部２０から出力される制御信号線を表している。
FIG. 5 shows a more specific configuration diagram inside the
本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置における特徴的な構成として、第１実施形態と同様に、サーモグラフィカメラ（温度検出手段）１３、第１温度制御ユニット１２及び第２温度制御ユニット２３を備え、またデータ処理部２０は、温度設定部２６、温度制御部２７並びにＧＵＩ表示部２９を持つ入出力部２８を備える。ここで、特許請求の範囲にいう第１温度制御手段は第１温度制御ユニット１２及び温度制御部２７で実現され、第２温度制御手段は第２温度制御ユニット２３及び温度制御部２７で実現される。
As a characteristic configuration of the liquid chromatograph analyzer of the present embodiment, similarly to the first embodiment, a thermographic camera (temperature detection means) 13, a first
また、第１温度制御ユニット１２は温度制御部２７の制御指示に基づきプレヒート部５の温度調節を行い、第２温度制御ユニット２３は温度制御部２７の制御指示に基づき分離カラム６の温度調節を行う。また、第２温度制御ユニット１１は、第１実施形態とは異なり、分離カラム６の長軸方向に沿って、Ｎ個の温度制御ブロック、即ち第１の温度制御ブロック１１ａ−１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−Ｎ、並びに、Ｍ個のファン１１ｂ−１〜１１ｂ−Ｍを備えている。ここで、Ｎ，Ｍは整数であり、図５ではＮ＞Ｍとしている。なお、第１温度制御ユニット１２及び第１の温度制御ブロック１１ａ−１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−Ｎには、例えばペルチェ素子等を用いれば良い。
The first
また、サーモグラフィカメラ１３は、プレヒート部５の配管外壁温度、並びに、第１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−Ｎに対向する分離カラム６の外壁の第１位置〜第Ｎ位置の温度をそれぞれ検出する。
In addition, the
また、データ処理部２０において、温度設定部２６は、入出力部２８のＧＵＩ表示部２９の表示画面を介した設定入力に基づき、分離カラム６の中心部温度（プレヒート部５の温度）と、第１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−Ｎに対向する分離カラム６の内壁面部の第１温度〜第Ｎ温度と、をそれぞれ設定する。
In the
また、温度制御部２７は、分離カラム６の中心部設定温度とサーモグラフィカメラ１３によって検出されたプレヒート部５の配管外壁温度との差分に応じて、第１温度制御ユニット１２によりプレヒート部５の温度調節を行う。さらに、温度制御部２７は、ｋ＝１〜Ｎとするとき、分離カラム６の内壁面部の第ｋ設定温度とサーモグラフィカメラ１３によって検出された分離カラム６の外壁の第ｋ温度との差分に応じて、第ｋ温度制御ブロックにより分離カラム６の温度を制御する。
Further, the
次に、以上のような構成要素を備えた液体クロマトグラフ分析装置の温度制御方法について、図６及び図７を参照して説明する。ここで、図６はプレヒート部５の温度制御の手順を、図７は分離カラム６の温度制御の手順をそれぞれ説明するフローチャートである。
Next, the temperature control method of the liquid chromatograph analyzer provided with the above components will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 6 is a flowchart for explaining the temperature control procedure of the preheating
本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置を用いた分析に際しては、ユーザは、予め分離カラム６の中心部温度と、第１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−Ｎに対向する分離カラム６の内壁面部の第１温度〜第Ｎ温度と、をそれぞれデータ処理部２０の温度設定部２６に設定する。このとき、設定項目毎に温度誤差許容範囲も設定する。なお、全設定値（温度誤差許容範囲を含む）の相対的数値関係から、当該液体クロマトグラフ分析装置の温度制御特性に照らして、ユーザ設定が実現可能かどうかを判断し、実現不能な場合には、該当箇所の識別表示、ガイダンスメッセージ等により、ユーザにその旨を報知するような構成とするのが望ましい。
In the analysis using the liquid chromatograph analyzer of the present embodiment, the user preliminarily separates the center temperature of the
そして、サーモグラフィカメラ１３によりプレヒート部５の配管外壁温度、並びに、第１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−Ｎに対向する分離カラム６の外壁の第１位置〜第Ｎ位置の温度を検出すると、プレヒート部５の温度制御並びに分離カラム６の温度制御がそれぞれ独立して並行処理されることになる。
Then, the
図６のプレヒート部５の温度制御において、まず、温度設定部２６は、入出力部２８のＧＵＩ表示部２９を介したユーザ入力に基づき、分離カラム６の中心部設定温度（プレヒート部５の設定温度）を取得する（ステップＳ３０１）。そして、温度制御部１７は、サーモグラフィカメラ１３により得られた温度データからプレヒート部５の配管外壁温度を特定し、分離カラム６の中心部検出温度として取得する（ステップＳ３０２）。
In the temperature control of the preheating
次に、こうして取得した両者の差、即ち「設定温度−検出温度」を差分ΔＴＰとし（ステップＳ３０３）、該差分ΔＴＰの絶対値がプレヒート部５の設定温度についての温度誤差許容範囲ΔＴｅｒ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。
Next, the difference between the two, that is, “set temperature−detected temperature” is set as a difference ΔTP (step S303), and the absolute value of the difference ΔTP is equal to or less than the temperature error allowable range ΔTer for the set temperature of the preheating
差分ΔＴＰの絶対値が温度誤差許容範囲ΔＴｅｒ以下である場合には、分離カラム６の中心部温度（プレヒート部５の配管外壁温度）がほぼ設定温度となっているので、第１温度制御ユニット１２による現制御を維持する（ステップＳ３０６）。そして、現在、分離カラム６の中心部温度がほぼ設定温度となっている旨のメッセージを、入出力部２８のＧＵＩ表示部２９を介して表示してユーザに報知する（ステップＳ３０９）。
When the absolute value of the difference ΔTP is equal to or less than the temperature error allowable range ΔTer, the center temperature of the separation column 6 (pipe outer wall temperature of the preheating unit 5) is almost the set temperature, so the first
また、差分ΔＴＰの絶対値が温度誤差許容範囲ΔＴｅｒを超えている場合には、ステップＳ３０５に進んで、差分ΔＴＰが正値または負値の何れであるかを判断する。差分ΔＴＰ＞０の場合には、第１温度制御ユニット１２による昇温制御を行い（ステップＳ３０７）、時間調整（ステップＳ３１０）の後、ステップＳ３０２に戻って一連の処理を繰り返す。 On the other hand, if the absolute value of the difference ΔTP exceeds the temperature error allowable range ΔTer, the process proceeds to step S305 to determine whether the difference ΔTP is a positive value or a negative value. When the difference ΔTP> 0, the temperature rise control is performed by the first temperature control unit 12 (step S307), and after the time adjustment (step S310), the process returns to step S302 to repeat the series of processes.
また、差分ΔＴＰ＜０の場合には、第１温度制御ユニット１２による降温制御を行い（ステップＳ３０８）、時間調整（ステップＳ３１０）の後、ステップ３０２に戻って一連の処理を繰り返す。このような一連の処理の繰り返しにより、プレヒート部５の配管外壁温度、即ち分離カラム６の中心部温度がユーザ所望の温度に調整されることとなる。ここで、ステップＳ３１０における時間調整については、第１実施形態（図３におけるステップＳ１０９）と同様である。
When the difference ΔTP <0, the temperature lowering control is performed by the first temperature control unit 12 (step S308), and after time adjustment (step S310), the process returns to step 302 to repeat a series of processes. By repeating such a series of processes, the pipe outer wall temperature of the
次に、図７の分離カラム６の温度制御において、第２温度制御ユニット２３の第ｋの温度制御ブロック１１ａ−ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）によって行われる分離カラム６の第ｋの温度制御区域の温度制御は、以下の通りである。なお、第２温度制御ユニット２３の第１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−Ｎによる温度制御は、それぞれ独立して行われる。
Next, in the temperature control of the
まず、温度設定部２６は、入出力部２８のＧＵＩ表示部２９を介したユーザ入力に基づき、第ｋの温度制御ブロック１１ａ−ｋに対向する分離カラム６の内壁面部第ｋ設定温度を取得する（ステップＳ４０１）。そして、温度制御部２７は、サーモグラフィカメラ１３により得られた温度データから、第ｋの温度制御ブロック１１ａ−ｋに対向する分離カラム６の外壁の第ｋ位置の温度を特定し、第ｋ位置の検出温度として取得する（ステップＳ４０２）。
First, the
次に、こうして取得した両者の差、即ち、「第ｋ設定温度−第ｋ位置の検出温度」を差分ΔＴＣｋとし（ステップＳ４０３）、該差分ΔＴＣｋの絶対値が第ｋ設定温度についての温度誤差許容範囲ΔＴｋｅｒ内であるか否かを判断し（ステップＳ４０４）、また、温度誤差許容範囲ΔＴｋｅｒ内でない場合には、差分ΔＴＣｋが正値または負値の何れであるかを判断する（ステップＳ４０５）。 Next, the difference between the two, that is, “the kth set temperature−the detected temperature at the kth position” is set as a difference ΔTCk (step S403), and the absolute value of the difference ΔTCk is an allowable temperature error for the kth set temperature. It is determined whether or not it is within the range ΔTker (step S404). If it is not within the temperature error allowable range ΔTker, it is determined whether the difference ΔTCk is a positive value or a negative value (step S405).
差分ΔＴＣｋの絶対値が第ｋ設定温度についての温度誤差許容範囲ΔＴｋｅｒ内である場合には、第２温度制御ユニット２３の第ｋの温度制御ブロック１１ａ−ｋによる現制御を維持し（ステップＳ４０６）、現在、分離カラム６の外壁の第ｋ位置温度がほぼ第ｋ設定温度となっている旨のメッセージを、入出力部２８のＧＵＩ表示部２９を介して表示してユーザに報知する（ステップＳ４０９）。
When the absolute value of the difference ΔTCk is within the temperature error allowable range ΔTker for the kth set temperature, the current control by the kth
また、差分ΔＴＣｋ＞０の場合には、第２温度制御ユニット１１の第ｋの温度制御ブロック１１ａ−ｋによる昇温制御を行い（ステップＳ４０７）、時間調整（ステップＳ４１０）の後、ステップ４０２に戻って一連の処理を繰り返す。さらに、差分ΔＴＣｋ＜０の場合には、第２温度制御ユニット１１の第ｋの温度制御ブロック１１ａ−ｋによる降温制御を行い（ステップＳ４０８）、時間調整（ステップＳ４１０）の後、ステップＳ４０２に戻って一連の処理を繰り返す。このような一連の処理の繰り返しにより、分離カラム６の外壁の第ｋ位置温度がユーザ所望の温度に調整されることとなる。ここで、ステップＳ４１０における時間調整は、第１実施形態（図４におけるステップＳ２０９）と同等である。
When the difference ΔTCk> 0, the temperature increase control is performed by the kth
次に、入出力部２８のＧＵＩ表示部２９の表示画面を介した温度設定部２６への入力設定について、図８〜図１５に示す具体例を参照して説明する。なお、以下の説明では、第２温度制御ユニット１１を第１〜第４の温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−４で構成し、分離カラム６の長軸方向に沿って第１〜第４の温度制御区域に分割して温度制御を行うものとする。
Next, input setting to the
図８、図１０、図１２及び図１４には、それぞれ異なるケースでの入出力部２８のＧＵＩ表示部２９の表示画面１０１を例示する。表示画面１０１は、分離カラム６の温度設定を行うカラム温度設定領域１０２と、推定された分離カラム６内の温度分布を表示するカラム内温度分布領域１０５と、を備えた構成である。
8, 10, 12, and 14 exemplify the
さらに、カラム温度設定領域１０２は、分離カラム６の中心部温度（図中、プレヒート部温度）を設定するカラム中心部温度設定領域１０３と、第１〜第４の温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−４に対向する分離カラム６の内壁面部の第１温度〜第４温度（図中、カラム壁面第１温度〜カラム壁面第４温度）を設定するカラム壁面部温度設定領域１０４と、を備える。また、分離カラム６の中心部及び内壁面部の各温度設定について、温度誤差許容範囲を設定可能である。
Further, the column
温度設定部２６では、カラム温度設定領域１０２のユーザ設定により、プレヒート部温度及びカラム壁面第１温度〜カラム壁面第４温度が設定されるが、これら設定温度に基づき、分離カラム６の長軸方向と該長軸方向に直交する短軸方向との２次元平面における温度分布を推定している。なお、温度分布の推定は、例えば、シミュレーションやテーブル参照により行われる。シミュレーションにより推定する場合、分離カラム６の等価熱モデルを持つシミュレータが別途用意され、該シミュレータに設定温度を入力してシミュレーション実験結果を得ることになる。また、テーブル参照による推定では、データ処理部２０が持つ記憶部（図示せず）内に、設定温度及び温度誤差許容範囲の組合せに応じた温度分布を予め登録したテーブルを用意しておき、これを参照する手法が採られる。そして、このようにして推定された分離カラム６内の温度分布が、カラム内温度分布領域１０５に表示される。
In the
まず、分離カラム６内の長軸方向と短軸方向の２次元平面における温度分布を一様に設定するケースについて図８及び図９を参照して説明する。温度分布を一様に設定する場合、プレヒート部温度及びカラム壁面第１温度〜カラム壁面第４温度には、同一温度が設定される。図８の例では、各設定温度を５０℃、温度誤差許容範囲を±２℃としている。
First, a case where the temperature distribution in the two-dimensional plane in the major axis direction and the minor axis direction in the
図９（ａ）に示すように、分離カラム６の長軸方向をｘ、第１〜第４の温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−４に対向する分離カラム６の第１位置〜第４位置における短軸方向をそれぞれｙ１〜ｙ４と定義する。この場合、分離カラム６の長軸ｘ方向の温度分布は図９（ｂ）に示す如く一定であり、また、分離カラム６の短軸ｙ１〜ｙ４方向の温度分布は、それぞれ図９（ｃ）の（ｃ−１）〜（ｃ−４）に示す如く一定である。これらの結果として、分離カラム６内の２次元温度分布は、図９（ｄ）に示す如く一様分布となると推定され、図８のカラム内温度分布領域１０５にも一様分布が表示されることとなる。
As shown in FIG. 9A, the major axis direction of the
次に、分離カラム６内の中心部温度を内壁面部温度より低く設定するケースについて図１０及び図１１を参照して説明する。図１０の例では、プレヒート部温度の設定を５０℃とし、カラム壁面第１温度〜カラム壁面第４温度の各設定を６０℃とし、各設定についての温度誤差許容範囲を±２℃としている。
Next, a case where the center temperature in the
各軸を図１１（ａ）に示す如く図９（ａ）と同等に定義すると、分離カラム６の長軸ｘ方向の温度分布は、図１１（ｂ）に示す如く、入口側ではほぼ５０℃であるが、出口側に進むにつれて分離カラム６の内壁面部の影響を受けて６０℃に近づいていくような温度勾配を持つこととなる。また、分離カラム６の第１位置〜第４位置における短軸ｙ１〜ｙ４方向の温度分布は、それぞれ図１１（ｃ）の（ｃ−１）〜（ｃ−４）に示す如く、中心部から両側の内壁面部に向けて温度が上昇する温度勾配を持ち、第１位置から第４位置に向けて徐々にその温度勾配が緩やかとなる。これらの結果として、分離カラム６内の２次元温度分布は、図１１（ｄ）に示す如く、短軸方向について中心部から両内壁面部に向けて上昇する温度勾配を持つと共に、その温度勾配が長軸方向の入口側から出口側に向けて緩やかとなる分布となると推定され、図１０のカラム内温度分布領域１０５に同様な分布が表示されることとなる。
If each axis is defined in the same way as FIG. 9A as shown in FIG. 11A, the temperature distribution in the major axis x direction of the
次に、分離カラム６内の中心部温度を内壁面部温度より高く設定するケースについて図１２及び図１３を参照して説明する。図１２の例では、プレヒート部温度の設定を６０℃とし、カラム壁面第１温度〜カラム壁面第４温度の各設定を５０℃とし、各設定についての温度誤差許容範囲を±２℃としている。
Next, a case where the center temperature in the
各軸を図１３（ａ）に示す如く図９（ａ）と同等に定義すると、分離カラム６の長軸ｘ方向の温度分布は、図１３（ｂ）に示す如く、入口側ではほぼ６０℃であるが、出口側に進むにつれて分離カラム６の内壁面部の影響を受けて５０℃に近づいていくような温度勾配を持つこととなる。また、分離カラム６の第１位置〜第４位置における短軸ｙ１〜ｙ４方向の温度分布は、それぞれ図１３（ｃ）の（ｃ−１）〜（ｃ−４）に示す如く、中心部から両内壁面部に向けて温度が降下する温度勾配を持ち、第１位置から第４位置に向けて徐々にその温度勾配が緩やかとなる。これらの結果として、分離カラム６内の２次元温度分布は、図１３（ｄ）に示す如く、短軸方向について中心部から両内壁面部に向けて降下する温度勾配を持つと共に、その温度勾配が長軸方向の入口側から出口側に向けて緩やかとなる分布となると推定され、図１２のカラム内温度分布領域１０５に同様な分布が表示されることとなる。
If each axis is defined as shown in FIG. 9A as shown in FIG. 13A, the temperature distribution in the major axis x direction of the
次に、分離カラム６の外壁部の一部温度を外壁部の他部温度及び中心部温度より高く設定するケースについて図１４及び図１５を参照して説明する。図１４の例では、プレヒート部温度及びカラム壁面第２温度の設定を６０℃とし、他のカラム壁面第１温度、カラム壁面第３温度及びカラム壁面第４温度の各設定を５０℃とし、各設定についての温度誤差許容範囲を±２℃としている。
Next, a case in which the partial temperature of the outer wall portion of the
各軸を図１５（ａ）に示す如く図９（ａ）と同等に定義すると、分離カラム６の長軸ｘ方向の温度分布は、図１５（ｂ）に示す如く、入口側ではほぼ６０℃であるが、出口側に進むにつれて出口付近のカラム壁面部の影響を受けて５０℃に近づいていくような温度勾配を持つこととなる。また、分離カラム６の第１位置〜第４位置における短軸ｙ１〜ｙ４方向の温度分布は、それぞれ図１５（ｃ）の（ｃ−１）〜（ｃ−４）に示す如くなる。第１位置、第３位置及び第４位置における短軸ｙ１，ｙ３，ｙ４方向の温度分布については、中心部から両内壁面部に向けて温度が降下する温度勾配を持ち、入口側から出口側に向けて徐々にその温度勾配が緩やかとなるが、第２位置における短軸ｙ２方向の温度分布については、中心部から両内壁面部に向けて温度が一旦降下してその後再び上昇する温度勾配を持つ。
If each axis is defined as shown in FIG. 9A as shown in FIG. 15A, the temperature distribution in the major axis x direction of the
これらの結果として、分離カラム６内の２次元温度分布は、図１５（ｄ）に示す如く、全体的には、短軸方向について中心部から両内壁面部に向けて降下する温度勾配を持つと共に、その温度勾配が長軸方向の入口側から出口側に向けて緩やかとなる分布となるが、第２位置近傍については局所的に異なる分布になると推定される。また、図１２のカラム内温度分布領域１０５に同様な分布が表示されることとなる。
As a result of these, the two-dimensional temperature distribution in the
以上説明したように、本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置及びその温度制御方法では、第２温度制御ユニット２３及び温度制御部２７（第２温度制御手段）では、分離カラム６の長軸方向に沿って第１から第Ｎの温度制御区域（Ｎは２以上の整数）に分割して分離カラム６の温度を制御するものとし、温度設定部２６（温度設定手段）により、分離カラム６の中心部温度と第ｋ温度制御区域（ｋ＝１〜Ｎ）の分離カラム６の内壁面部第ｋ温度とをそれぞれ設定する（温度設定ステップ）。また、第１温度制御ユニット１２及び温度制御部２７（第１温度制御手段）では、分離カラム６の中心部設定温度とサーモグラフィカメラ１３で検出されたプレヒート部５の外壁の温度との差分に応じて、プレヒート部５の温度を制御し（第１温度制御ステップ）、第２温度制御ユニット２３及び温度制御部２７（第２温度制御手段）では、分離カラム６の内壁面部第ｋ設定温度とサーモグラフィカメラ１３で検出された分離カラム６の外壁の第ｋ位置温度との差分に応じて、第ｋ温度制御区域の温度を制御する（第２温度制御ステップ）。
As described above, in the liquid chromatograph analysis apparatus and the temperature control method thereof according to this embodiment, the second temperature control unit 23 and the temperature control unit 27 (second temperature control means) are arranged in the major axis direction of the
このように、分離カラム６の中心部温度及び内壁面部温度のそれぞれについて、独立したフィードバック制御を並行して行うと共に、分離カラム６の内壁面部温度については第１から第Ｎの温度制御区域に分割して個々に独立したフィードバック制御を並行して行うこととしたので、分離カラム６の短軸方向における該分離カラム６の中心部から内壁面部への温度分布を、一様または温度勾配を持つ分布に任意設定可能であると共に、分離カラム６の長軸方向における該分離カラム６の入口側から出口側への温度分布を、一様または温度勾配を持つ分布に任意設定可能である。その結果として、分離カラム６の入口から出口までの分離カラム６の長軸方向並びに短軸方向についての２次元について、分離カラム６の温度勾配を把握・管理することができ、第１実施形態でも言及したように、クロマトグラムの再現性や対称度等についてピーク形状を向上させることができる。また、本実施形態の液体クロマトグラフ分析装置及びその温度制御方法によれば、分離カラム６の長軸方向に沿ってＮ個の温度制御区域に分割して、個々に温度制御可能であるので、温度分布の局所的制御が可能であり、第１実施形態と比べてよりきめの細かい温度分布の設定を行うことができる。
As described above, independent feedback control is performed in parallel for each of the center temperature and the inner wall surface temperature of the
以上説明した第２実施形態では、第２温度制御ユニット１１を、第１〜第Ｎの温度制御ブロック１１ａ−１〜１１ａ−Ｎと、Ｍ個のファン１１ｂ−１〜１１ｂ−Ｍと、を備えた構成としたが、この構成に限定されることなく、分離カラム６の長軸方向に沿って複数の温度制御区域に分割して分離カラム６の温度を個々に制御するものであれば、他の構成・手法を用いても良い。
In the second embodiment described above, the second
例えば、第１実施形態と同等の構成において、分離カラム６の長軸方向に複数配置されたファン１１ｂ−１〜１１ｂ−Ｍの回転速度を個々に調整する手法が考えられる。但し、本手法は、ファン１１ｂ−１〜１１ｂ−Ｍの回転速度を段階的に調整して分離カラム６の長軸方向に緩やかな温度勾配を持たせることができるが、第２実施形態のように局所的な変化を持つ温度分布を任意設定することは難しい。
For example, in the configuration equivalent to the first embodiment, a method of individually adjusting the rotational speeds of the
また、他の構成として、温度制御ブロック及びファンを組として、分離カラム６の長軸方向に該組を複数個並べて配置する構成も考えられる。すなわち、第ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）の温度制御ブロックの温度（発熱量）を調整すると共に、第ｋのファンの回転速度を調整することにより、第２実施形態よりもさらに局所的な変化を持つ温度分布についても任意設定することが可能となる。
As another configuration, a configuration in which the temperature control block and the fan are set as a set and a plurality of the sets are arranged in the major axis direction of the
（変形例）
以上、第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。以下では、本発明の変形例について説明する。
(Modification)
The first embodiment and the second embodiment have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and there are design changes and the like that do not depart from the gist of the present invention. Is included in the present invention. Below, the modification of this invention is demonstrated.
上述した実施形態では、ヒータ及びファンを備えた空気循環方式の第２温度制御ユニット１１または２３を使用したが、他の液循環方式またはヒートブロック方式を用いても良い。また、このような周知技術に限定されることなく、遠赤外線ランプを用いたもの等、従来のカラムオーブンには使用されていない方式のものであっても良い。
In the above-described embodiment, the air circulation type second
また、空気循環方式の代わりにヒートブロック方式を使用するとき、サーモグラフィカメラ１３のように非接触で分離カラム６の外壁温度を検出する場合には、検出精度を高めるための構造上の工夫が必要となる。図１６は、ヒートブロック方式を使用した場合の分離カラム６の外壁温度検出を説明する説明図である。同図に示すように、ヒートブロック方式では、分離カラム６の外周がヒートブロック３１で覆われることとなるが、そのヒートブロック３１に部分的に開放区間を形成し、サーモグラフィカメラ１３によって分離カラム６の外壁温度が検出されるようにするのが望ましい。
Further, when the heat block method is used instead of the air circulation method, when the outer wall temperature of the
また、上述した実施形態では、温度検出手段に、非接触型センサとしてサーモグラフィカメラ１３を用いる構成としたが、接触型のものであっても良く、例えば熱電対等の温度センサを使用しても良い。この場合、プレヒート管２１の外壁面に温度センサを密着設置して第１温度検出手段を構成し、プレヒート部５の配管外壁の温度を検出する。また、分離カラム６の外壁面に温度センサを密着設置して第２温度検出手段を構成し、分離カラム６の外壁温度を検出する。
In the above-described embodiment, the
なお、プレヒート部５には、第１温度制御ユニット１２による温調制御を行うために、温度センサ１４が設置されているが、これを上記第２温度検出手段として扱い、該温度センサ１４の検出値に所定の補正を行って分離カラム６の中心部温度を推定するようにしても良い。すなわち、分離カラム６との接続箇所のプレヒート管２１の外壁温度を所定の補正によって求め、該外壁温度から分離カラム６の中心部温度を推定するものである。この変形によれば、温度検出の精度はやや低下するものの、部品点数を削減して装置コストの低減を図ることができる。
In addition, although the
また、上述した実施形態では、プレヒート部５をカラムオーブン７または３７内に設置する構成としたが、これに限定されることなく、プレヒート部５をオートサンプラ４内に設置しても良く、さらに、カラムオーブン７または３７及びオートサンプラ４とは独立した別ユニットとして構成しても良い。
In the above-described embodiment, the preheating
さらに、ポストクール部８についても同様に、カラムオーブン７または３７内に設置する構成としたが、これに限定されることなく、ポストクール部８を検出器９内に設置しても良く、さらに、カラムオーブン７または３７及び検出器９とは独立した別ユニットとして構成しても良い。
Further, the
１，２ リザーバ
３ ポンプ
４ オートサンプラ
５ プレヒート部
５ａ，８ａ，３１ ヒートブロック
６ 分離カラム
７，３７ カラムオーブン
８ ポストクール部
９ 検出器
１０，２０ データ処理部
１１ 第２温度制御ユニット（第２温度制御手段）
１１ａ ヒータ
１１ａ−１〜１１ａ−Ｎ 温度制御ブロック
１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎ ファン
１２ 第１温度制御ユニット（第１温度制御手段）
１３ サーモグラフィカメラ（温度検出手段）
１４，１５ 温度センサ
１６，２６ 温度設定部（温度設定手段）
１７，２７ 温度制御部（制御手段）
１８，２８ 入出力部（入出力手段）
１９，２９ ＧＵＩ表示部
２１ プレヒート管
２２ ポストクール管
DESCRIPTION OF
13 Thermography camera (temperature detection means)
14, 15
17, 27 Temperature controller (control means)
18, 28 Input / output section (input / output means)
19, 29
Claims (10)
前記分離カラム流入前の試料溶液の温度を制御するプレヒート部と、
前記プレヒート部の外壁の温度及び前記分離カラムの外壁の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果に基づき前記プレヒート部の温度を制御する第１温度制御手段と、
前記温度検出手段の検出結果に基づき前記分離カラムの温度を制御する第２温度制御手段と、
を有することを特徴とする液体クロマトグラフ分析装置。 A separation column;
A preheating section for controlling the temperature of the sample solution before flowing into the separation column;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the outer wall of the preheating unit and the temperature of the outer wall of the separation column;
First temperature control means for controlling the temperature of the preheating part based on the detection result of the temperature detection means;
Second temperature control means for controlling the temperature of the separation column based on the detection result of the temperature detection means;
A liquid chromatograph analyzer characterized by comprising:
前記第１温度制御手段は、前記分離カラムの中心部設定温度と前記温度検出手段で検出されたプレヒート部の外壁の温度との差分に応じて、前記プレヒート部の温度を制御し、
前記第２温度制御手段は、前記分離カラムの内壁面部設定温度と前記温度検出手段で検出された分離カラムの外壁の温度との差分に応じて、前記分離カラムの温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体クロマトグラフ分析装置。 Temperature setting means for setting a center temperature and an inner wall temperature of the separation column,
The first temperature control means controls the temperature of the preheating part according to the difference between the center set temperature of the separation column and the temperature of the outer wall of the preheating part detected by the temperature detection means,
The second temperature control means controls the temperature of the separation column according to the difference between the set temperature of the inner wall surface of the separation column and the temperature of the outer wall of the separation column detected by the temperature detection means. The liquid chromatograph analyzer according to claim 1.
前記温度検出手段または前記第２温度検出手段は、第ｋ温度制御ブロック（ｋ＝１〜Ｎ）に対向する分離カラム外壁の第ｋ位置の温度をそれぞれ検出し、
前記温度設定手段は、第ｋ温度制御ブロックに対向する分離カラムの内壁面部第ｋ温度をそれぞれ設定し、
前記第２温度制御手段は、前記分離カラムの内壁面部第ｋ設定温度と前記温度検出手段で検出された分離カラム外壁の第ｋ位置の温度との差分に応じて、第ｋ温度制御ブロックにより前記分離カラムの温度を制御することを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の液体クロマトグラフ分析装置。 The second temperature control means is divided into first to Nth temperature control blocks (N is an integer of 2 or more) along the long axis direction of the separation column,
The temperature detecting means or the second temperature detecting means detects the temperature at the k-th position of the outer wall of the separation column facing the k-th temperature control block (k = 1 to N),
The temperature setting means respectively sets the kth temperature of the inner wall surface portion of the separation column facing the kth temperature control block;
The second temperature control unit is configured to perform the k-th temperature control block according to the difference between the k-th set temperature of the inner wall surface of the separation column and the temperature at the k-th position of the outer wall of the separation column detected by the temperature detection unit. The liquid chromatograph analyzer according to any one of claims 2 to 4, wherein the temperature of the separation column is controlled.
前記温度設定手段は、前記入出力手段を介して前記分離カラムの中心部温度と、前記分離カラムの内壁面部温度または内壁面部第ｋ温度とを設定し、これら分離カラムの中心部設定温度及び分離カラムの内壁面部設定温度または内壁面部第ｋ設定温度に基づき、前記分離カラムの長軸方向と該長軸方向に直交する短軸方向との２次元における温度分布を推定し、前記入出力手段を介して推定した温度分布を出力することを特徴とする請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の液体クロマトグラフ分析装置。 Having input / output means;
The temperature setting means sets the center temperature of the separation column and the inner wall surface temperature or the inner wall surface k-th temperature of the separation column via the input / output means, and sets the center temperature of the separation column and the separation temperature. Estimating a temperature distribution in two dimensions of the major axis direction of the separation column and the minor axis direction orthogonal to the major axis direction based on the inner wall surface set temperature of the column or the inner wall surface k-th set temperature, and the input / output means 6. The liquid chromatograph analyzer according to claim 2, wherein the temperature distribution estimated through the output is output.
前記プレヒート部の外壁の温度及び前記分離カラムの外壁の温度を検出する温度検出ステップと、
前記温度検出ステップの検出結果に基づき前記プレヒート部の温度を制御する第１温度制御ステップと、
前記温度検出ステップの検出結果に基づき前記分離カラムの温度を制御する第２温度制御ステップと、
を有することを特徴とする液体クロマトグラフ分析装置の温度制御方法。 A temperature control method for a liquid chromatograph analyzer having a separation column and a preheating unit for controlling the temperature of the sample solution before flowing into the separation column,
A temperature detecting step for detecting the temperature of the outer wall of the preheating unit and the temperature of the outer wall of the separation column;
A first temperature control step for controlling the temperature of the preheating unit based on the detection result of the temperature detection step;
A second temperature control step for controlling the temperature of the separation column based on the detection result of the temperature detection step;
A temperature control method for a liquid chromatograph analyzer, comprising:
前記第１温度制御ステップは、前記分離カラムの中心部設定温度と前記温度検出ステップで検出されたプレヒート部の外壁の温度との差分に応じて、前記プレヒート部の温度を制御し、
前記第２温度制御ステップは、前記分離カラムの内壁面部設定温度と前記温度検出ステップで検出された分離カラムの外壁の温度との差分に応じて、前記分離カラムの温度を制御することを特徴とする請求項７に記載の液体クロマトグラフ分析装置の温度制御方法。 A temperature setting step for setting the center temperature and the inner wall surface temperature of the separation column,
The first temperature control step controls the temperature of the preheating part according to the difference between the center set temperature of the separation column and the temperature of the outer wall of the preheating part detected in the temperature detection step,
In the second temperature control step, the temperature of the separation column is controlled in accordance with a difference between an inner wall surface set temperature of the separation column and a temperature of the outer wall of the separation column detected in the temperature detection step. The temperature control method of the liquid chromatograph analyzer of Claim 7.
前記温度検出ステップは、第ｋ温度制御区域（ｋ＝１〜Ｎ）の分離カラムの外壁の第ｋ位置温度をそれぞれ検出し、
前記温度設定ステップは、第ｋ温度制御区域の分離カラムの内壁面部の第ｋ温度をそれぞれ設定し、
前記第２温度制御ステップは、前記分離カラムの内壁面部の第ｋ設定温度と前記温度検出ステップで検出された分離カラムの外壁の第ｋ位置温度との差分に応じて、第ｋ温度制御区域の温度を制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の液体クロマトグラフ分析装置の温度制御方法。 In the second temperature control step, the temperature of the separation column is controlled by dividing it into first to Nth temperature control zones (N is an integer of 2 or more) along the long axis direction of the separation column;
The temperature detecting step detects the k-th position temperature of the outer wall of the separation column in the k-th temperature control zone (k = 1 to N),
The temperature setting step sets the kth temperature of the inner wall surface of the separation column in the kth temperature control zone,
In the second temperature control step, according to a difference between the k-th set temperature of the inner wall surface of the separation column and the k-th position temperature of the outer wall of the separation column detected in the temperature detection step, The temperature control method for a liquid chromatograph analyzer according to claim 7 or 8, wherein the temperature is controlled.
前記温度設定ステップは、前記入出力手段を介して前記分離カラムの中心部温度と、前記分離カラムの内壁面部温度または内壁面部第ｋ温度とを設定する設定ステップと、
前記分離カラムの中心部設定温度及び前記分離カラムの内壁面部設定温度または内壁面部第ｋ設定温度に基づき、前記分離カラムの長軸方向と該長軸方向に直交する短軸方向との２次元における温度分布を推定する推定ステップと、
前記入出力手段を介して推定した温度分布を出力する出力ステップと、を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の液体クロマトグラフ分析装置の温度制御方法。 The liquid chromatograph analyzer has input / output means,
In the temperature setting step, a setting step of setting a central portion temperature of the separation column and an inner wall surface temperature or an inner wall surface portion kth temperature of the separation column through the input / output means;
Based on the set temperature at the center of the separation column and the set temperature at the inner wall surface of the separation column or the set temperature at the inner wall surface of the separation column, the major axis direction of the separation column and the minor axis direction orthogonal to the major axis direction An estimation step for estimating a temperature distribution;
The temperature control method for a liquid chromatograph analyzer according to claim 8 or 9, further comprising an output step of outputting a temperature distribution estimated via the input / output means.
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