JPWO2016120963A1

JPWO2016120963A1 - ガスクロマトグラフ

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Publication number: JPWO2016120963A1
Application number: JP2016571515A
Authority: JP
Inventors: 牧紀齋藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2035-01-26
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Abstract

キャリアガスの消費量を効果的に削減することができるとともに、作業者がパラメータを手動で設定することによる手間を軽減し、設定ミスによるカラムや検出器の損傷を防止することができるガスクロマトグラフを提供する。ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、試料気化室に供給するキャリアガスの流量を減少させるとともに、カラム及び検出器の温度を十分に低下させた上で（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替える（ステップＳ１０６）。

Description

本発明は、試料気化室において気化された試料をキャリアガスとともにカラム内に導入し、前記カラム内を通過する過程で分離された試料成分を検出器で検出するガスクロマトグラフに関するものである。

ガスクロマトグラフを用いて分析を行う際には、キャリアガスが試料気化室に供給され、試料気化室において気化された試料がキャリアガスとともにカラム内に導入される。カラムは高温に加熱されており、当該カラム内を通過する過程で分離された試料成分が検出器において検出される。カラムの損傷を防止するために、分析終了後もカラム内にはキャリアガスが供給されるが、カラムの交換を行う際などには、カラムの温度を十分に低下させた上でキャリアガスの供給が停止される（下記特許文献１参照）。

ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替える際には、その後に長時間分析が行われないことになる。したがって、そのままキャリアガスを供給し続けると、キャリアガスを無駄に消費することになってしまう。そこで、従来は、カラムの温度を低下させるとともに、キャリアガスの流量を減少させるように、作業者がパラメータを手動で設定する作業を行っていた。

特許第３２０４１０６号公報

しかしながら、作業者がパラメータを手動で設定するような構成では、作業者の設定ミスが生じるおそれがある。このような設定ミスが生じた場合には、カラムを損傷する可能性があるのみならず、検出器などの他の部材が損傷する可能性もある。特に、熱伝導度検出器（ＴＣＤ）などの特定の検出器においては、内部に設けられたフィラメントが長時間高温に晒されることにより、フィラメントの寿命が縮まったり、場合によってはフィラメントが断線してしまったりする場合もある。

このように、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替える際には、カラムだけでなく検出器の損傷にも注意しなければならないが、作業者が注意深くパラメータを設定する必要があった。また、キャリアガスの流量も作業者が設定する必要があるが、作業が煩雑であるため設定ミスが生じやすく、キャリアガスの流量を良好に削減することができないおそれがあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、キャリアガスの消費量を効果的に削減することができるとともに、作業者がパラメータを手動で設定することによる手間を軽減し、設定ミスによるカラムや検出器の損傷を防止することができるガスクロマトグラフを提供することを目的とする。

本発明に係るガスクロマトグラフは、試料気化室において気化された試料をキャリアガスとともにカラム内に導入し、前記カラム内を通過する過程で分離された試料成分を検出器で検出するガスクロマトグラフであって、第１温度センサと、第２温度センサと、流量制御部と、操作受付部と、電源制御部とを備える。前記第１温度センサは、前記カラムの温度を検出する。前記第２温度センサは、前記検出器の温度を検出する。前記流量制御部は、前記試料気化室に供給するキャリアガスの流量を制御する。前記操作受付部は、前記ガスクロマトグラフに対する指示操作を受け付ける。前記電源制御部は、前記ガスクロマトグラフの電源を切り替える。前記流量制御部は、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフの電源の停止操作が受け付けられた場合に、前記試料気化室に供給するキャリアガスの流量を減少させる。前記電源制御部は、前記試料気化室に供給されるキャリアガスの流量が基準流量以下となった状態で、前記第１温度センサにより検出される前記カラムの温度が第１基準温度以下となり、かつ、前記第２温度センサにより検出される前記検出器の温度が第２基準温度以下となった場合に、前記ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替える。

このような構成によれば、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に、試料気化室に供給するキャリアガスの流量を減少させるとともに、カラム及び検出器の温度を十分に低下させた上で、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えることができる。このように、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった時点でキャリアガスの流量を減少させることにより、キャリアガスの消費量を効果的に削減することができる。

キャリアガスの流量を減少させた場合であっても、カラム及び検出器にはキャリアガスが少量でも常に流入しているため、カラム及び検出器をキャリアガスで常に満たすことができ、カラム及び検出器が高温状態にて損傷するのを防止することができる。また、カラム及び検出器の温度が十分に低下した後に、ガスクロマトグラフの電源がオン状態からオフ状態に切り替わるため、オフ状態に切り替わった後もカラム及び検出器が損傷するのを防止することができる。このような制御を自動で行うことにより、作業者がパラメータを手動で設定することによる手間を軽減し、設定ミスによるカラムや検出器の損傷を防止することができる。

前記ガスクロマトグラフは、前記試料気化室の温度を検出する第３温度センサをさらに備えていてもよい。この場合、前記電源制御部は、前記試料気化室に供給されるキャリアガスの流量が基準流量以下となった状態で、前記第１温度センサにより検出される前記カラムの温度が第１基準温度以下となり、前記第２温度センサにより検出される前記検出器の温度が第２基準温度以下となり、かつ、前記第３温度センサにより検出される前記試料気化室の温度が第３基準温度以下となった場合に、前記ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えてもよい。

このような構成によれば、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に、カラム及び検出器の温度だけでなく、試料気化室の温度も十分に低下させた上で、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えることができる。これにより、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態により安全に切り替えることができる。

前記流量制御部は、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフの電源の停止操作が受け付けられた場合に、前記試料気化室に供給するキャリアガスの目標流量を前記基準流量以下の一定の流量に設定してもよい。

このような構成によれば、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に、キャリアガスの流量が基準流量以下まで急激に減少するため、キャリアガスの消費量を効果的に削減することができる。

前記流量制御部は、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフの電源の停止操作が受け付けられた場合に、前記第１温度センサにより検出される前記カラムの温度に基づいて、前記試料気化室に供給するキャリアガスの目標流量を前記基準流量以下の流量まで段階的に減少させてもよい。

このような構成によれば、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に、キャリアガスの流量が基準流量以下まで段階的に減少するため、カラム及び検出器の温度を低下させながらキャリアガスの流量を徐々に減少させることができる。このとき、カラムの温度に基づいてキャリアガスの流量を徐々に減少させるため、カラムが損傷するのを防止しつつ、キャリアガスの消費量を効果的に削減することができる。

前記ガスクロマトグラフは、前記ガスクロマトグラフの電源がオン状態のときに、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフに対する指示操作が受け付けられないまま一定時間が経過した場合に、前記カラムの目標温度を自動的に低下させる温度制御部をさらに備えていてもよい。自動的に設定される前記目標温度は、分析時の前記カラムの温度よりも低い温度であり、その温度で長時間維持されてもブリードなどの前記カラムの損傷が生じない程度の温度（例えば室温）である。

このような構成によれば、作業者が長時間にわたってガスクロマトグラフに対する指示操作を行わない場合には、カラムの温度が自動的に低下するため、カラムが損傷するのを効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。図１のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合の制御部による処理の流れを示したフローチャートである。カラム設定切替の態様を示したフローチャートである。検出器設定切替の態様を示したフローチャートである。試料気化室設定切替の態様を示したフローチャートである。カラムの温度とキャリアガスの流量の変化の一例を示した図である。試料気化室設定切替の変形例を示したフローチャートである。図８の変形例におけるカラムの温度とキャリアガスの流量の変化の一例を示した図である。ガスクロマトグラフに対する指示操作がない場合の制御部による処理の流れを示したフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。このガスクロマトグラフは、試料をキャリアガスとともにカラム１内に供給することにより分析を行うためのものであり、上記カラム１以外に、カラムオーブン２、試料導入部３及び検出器４などを備えている。

カラム１は、例えばキャピラリカラムからなり、分析中はカラムオーブン２内で加熱される。試料は、試料導入部３内に形成された試料気化室５において気化され、気化された試料がキャリアガスとともにカラム１内に供給される。カラム１内に供給された試料はカラム１を通過する過程で分離され、分離された試料成分が検出器４により検出される。検出器４は、例えば水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）などの各種検出器により構成することができる。

カラムオーブン２内には、ヒータ２１及びファン２２などが設けられている。分析中は、ヒータ２１によりカラム１が加熱される。分析終了後は、必要に応じてヒータ２１への通電が停止され、モータＭの駆動でファン２２を回転させることによりカラム１を冷却することができる。このように、カラム１はファン２２を用いて冷却されるため、自然冷却される検出器４及び試料気化室５と比較して急速に冷却することができるようになっている。

試料気化室５には、ガス供給流路６、パージ流路７及びスプリット流路８などが連通している。ガス供給流路６は、試料気化室５にキャリアガスを供給するための流路である。パージ流路７は、セプタムなどから生じる所望しない成分を外部に排出するための流路である。スプリット流路８は、スプリット導入法により試料気化室５からカラム１内にキャリアガスを導入する際に、余分な試料成分をキャリアガスとともに外部に排出するための流路である。

図２は、図１のガスクロマトグラフにおける電気的構成の一例を示したブロック図である。このガスクロマトグラフの動作は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部１０によって制御される。制御部１０には、上述のヒータ２１及びファン２２の他、ガス供給部３０、電源装置４０、操作部５０、流量センサ６０、第１温度センサ７１、第２温度センサ７２及び第３温度センサ７３などが電気的に接続されている。

ガス供給部３０は、例えばガスボンベ及びＡＦＣ（電子式フローコントローラ）を含む構成であり、ガス供給流路６を介して試料気化室５にキャリアガスを供給する。電源装置４０は、ガスクロマトグラフの各部に電力を供給する装置である。操作部５０は、例えばキーボード又はマウスを含む構成であり、作業者は、操作部５０を操作することによりガスクロマトグラフに対する各種指示操作を行うことができる。

流量センサ６０は、試料気化室５に供給されるキャリアガスの合計の流量を検出する。ここで、キャリアガスの合計の流量とは、カラム１に流れるキャリアガスの流量と、パージ流路７に流れるキャリアガスの流量（パージ流量）と、スプリット流路８に流れるキャリアガスの流量（スプリット流量）との和を意味している。第１温度センサ７１は、例えばカラムオーブン２内に設けられており、カラム１の温度（カラムオーブン２の温度）を検出する。第２温度センサ７２は、例えば検出器４に取り付けられており、検出器４の温度を検出する。第３温度センサ７３は、例えば試料導入部３に取り付けられており、試料気化室５の温度を検出する。

制御部１０は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、流量制御部１１、電源制御部１２、操作受付部１３及び温度制御部１４などとして機能する。流量制御部１１は、試料気化室５に供給するキャリアガスの流量を制御する。具体的には、流量制御部１１が、流量センサ６０からの検出信号に基づいてガス供給部３０の動作を制御することにより、キャリアガスの流量を目標流量に近付ける処理を行う。

電源制御部１２は、ガスクロマトグラフの電源を切り替える処理を行う。具体的には、電源制御部１２が電源装置４０の動作を制御することにより、電源装置４０からガスクロマトグラフの各部に電力が供給されるオン状態と、各部への電力供給が停止されたオフ状態とのいずれかに切り替えられる。

操作受付部１３は、操作部５０を用いてガスクロマトグラフに対する指示操作が行われた場合に、その指示操作を受け付ける処理を行う。操作部５０を用いてガスクロマトグラフの電源の停止操作が行われ、その停止操作が操作受付部１３により受け付けられた場合には、流量制御部１１により試料気化室５に供給するキャリアガスの流量を減少させる処理が行われる。

この場合、電源制御部１２は、第１温度センサ７１、第２温度センサ７２及び第３温度センサ７３からの検出信号に基づいて、ガスクロマトグラフの電源を切り替える処理を行う。具体的には、試料気化室５に供給されるキャリアガスの流量が基準流量以下となった状態で、カラム１の温度が第１基準温度以下となり、検出器４の温度が第２基準温度以下となり、かつ、試料気化室５の温度が第３基準温度以下となった場合に、ガスクロマトグラフの電源がオン状態からオフ状態に切り替えられる。

温度制御部１４は、カラム１、検出器４及び試料気化室５の各温度を制御する。図１では、カラム１を加熱するためのヒータ２１のみが示されているが、分析中は検出器４及び試料気化室５も図示しないヒータによって加熱される。温度制御部１４は、これらのヒータの他、ファン２２などの動作を制御することにより、カラム１、検出器４及び試料気化室５の各温度を手動あるいは自動で設定された目標温度に近付ける処理を行う。

図３は、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合の制御部１０による処理の流れを示したフローチャートである。作業者が操作部５０を操作することにより、操作受付部１３がガスクロマトグラフの電源の停止指示を受け付けた場合には（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、カラム１に関する設定を切り替えるための処理（カラム設定切替）、検出器４に関する設定を切り替えるための処理（検出器設定切替）、及び、試料気化室５に関する設定を切り替えるための処理（試料気化室設定切替）がそれぞれ開始される（ステップＳ１０２〜Ｓ１０４）。

その後、カラム１、検出器４及び試料気化室５において特定の基準が全て満たされたか否かが判定される（ステップＳ１０５）。この判定は、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えるか否かを決定するための判定であり、判定の基準としてカラム１、検出器４及び試料気化室５の各温度（第１〜第３基準温度）や、キャリアガスの流量（基準流量）などが用いられる。

カラム１、検出器４及び試料気化室５において特定の基準が全て満たされた場合には（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、電源制御部１２が電源装置４０の動作を制御することにより、ガスクロマトグラフの電源が自動的にオン状態からオフ状態に切り替えられる（ステップＳ１０６）。一方、上記基準の少なくとも１つが満たされない間は（ステップＳ１０５でＮｏ）、後述する図４〜図６における該当する処理が繰り返し実行されることとなる。なお、ガスクロマトグラフの電源のオフ状態には、ガスクロマトグラフに電力が全く供給されない状態だけでなく、非常に少ない電力がガスクロマトグラフに供給される状態も含まれる。

図４は、カラム設定切替の態様を示したフローチャートである。ガスクロマトグラフの電源の停止指示が行われた場合には、温度制御部１４によりカラム１の目標温度Ｔ_ＣＴが設定される（ステップＳ２０１）。カラム１の目標温度Ｔ_ＣＴは、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えるか否かの判定の基準の１つとなるカラム１の温度（第１基準温度）と同一、又は、第１基準温度よりも低い温度である。

その後、カラム１の温度Ｔ_ＣＣが目標温度Ｔ_ＣＴ以下となるまで（ステップＳ２０３でＹｅｓとなるまで）、第１温度センサ７１からの検出信号に基づいてカラム１の温度Ｔ_ＣＣが継続的に確認される（ステップＳ２０２）。そして、カラム１の温度Ｔ_ＣＣが目標温度Ｔ_ＣＴ以下、すなわち第１基準温度以下となった場合には（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、図３のステップＳ１０５の判定が行われる。このステップＳ１０５の判定において、全ての基準が満たされていない場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ２０２〜Ｓ２０３の処理が再度繰り返される。

図５は、検出器設定切替の態様を示したフローチャートである。ガスクロマトグラフの電源の停止指示が行われた場合には、温度制御部１４により検出器４の目標温度Ｔ_ＤＴが設定される（ステップＳ３０１）。検出器４の目標温度Ｔ_ＤＴは、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えるか否かの判定の基準の１つとなる検出器４の温度（第２基準温度）と同一、又は、第２基準温度よりも低い温度である。

その後、検出器４の温度Ｔ_ＤＣが目標温度Ｔ_ＤＴ以下となるまで（ステップＳ３０３でＹｅｓとなるまで）、第２温度センサ７２からの検出信号に基づいて検出器４の温度Ｔ_ＤＣが継続的に確認される（ステップＳ３０２）。そして、検出器４の温度Ｔ_ＤＣが目標温度Ｔ_ＤＴ以下、すなわち第２基準温度以下となった場合には（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、図３のステップＳ１０５の判定が行われる。このステップＳ１０５の判定において、全ての基準が満たされていない場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ３０２〜Ｓ３０３の処理が再度繰り返される。

図６は、試料気化室設定切替の態様を示したフローチャートである。ガスクロマトグラフの電源の停止指示が行われた場合には、流量制御部１１によりキャリアガスの目標流量Ｆ_ＩＴが設定され（ステップＳ４０１）、キャリアガスの流量が目標流量Ｆ_ＩＴに近付くように制御される。キャリアガスの目標流量Ｆ_ＩＴは、分析時のキャリアガスの流量よりも少ない流量であり、カラム１及び検出器４が高温の状態で損傷しない程度の流量に設定される。

その後、キャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが目標流量Ｆ_ＩＴ以下となるまで（ステップＳ４０３でＹｅｓとなるまで）、流量センサ６０からの検出信号に基づいてキャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが継続して確認される（ステップＳ４０２）。本実施形態では、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えるか否かの判定の基準の１つとなるキャリアガスの流量（基準流量）が、目標流量Ｆ_ＩＴと同一である場合について説明するが、目標流量Ｆ_ＩＴは基準流量以下の一定の流量であればよい。

キャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが目標流量Ｆ_ＩＴ以下、すなわち基準流量以下となった場合には（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、温度制御部１４により試料気化室５の目標温度Ｔ_ＩＴが設定される（ステップＳ４０４）。試料気化室５の目標温度Ｔ_ＩＴは、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えるか否かの判定の基準の１つとなる試料気化室５の温度（第３基準温度）と同一、又は、第３基準温度よりも低い温度である。

その後、試料気化室５の温度Ｔ_ＩＣが目標温度Ｔ_ＩＴ以下となるまで（ステップＳ４０６でＹｅｓとなるまで）、第３温度センサ７３からの検出信号に基づいて試料気化室５の温度Ｔ_ＩＣが継続的に確認される（ステップＳ４０５）。そして、試料気化室５の温度Ｔ_ＩＣが目標温度Ｔ_ＩＴ以下、すなわち第３基準温度以下となった場合には（ステップＳ４０６でＹｅｓ）、図３のステップＳ１０５の判定が行われる。このステップＳ１０５の判定において、全ての基準が満たされていない場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ４０５〜Ｓ４０６の処理が再度繰り返される。

以上のように、本実施形態では、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、試料気化室５に供給するキャリアガスの流量を減少させるとともに（ステップＳ４０１〜Ｓ４０３）、カラム１、検出器４及び試料気化室５の温度を十分に低下させた上で（ステップＳ２０１〜Ｓ２０３、Ｓ３０１〜Ｓ３０３、Ｓ４０４〜Ｓ４０６）、ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えることができる（ステップＳ１０６）。このように、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった時点でキャリアガスの流量を減少させることにより、キャリアガスの消費量を効果的に削減することができる。

キャリアガスの流量を減少させた場合であっても、カラム１及び検出器４にはキャリアガスが少量でも常に流入しているため、カラム１及び検出器４を室温のキャリアガスで常に満たすことができ、カラム１及び検出器４が高温状態にて損傷するのを防止することができる。また、カラム１及び検出器４の温度が十分に低下した後に、ガスクロマトグラフの電源がオン状態からオフ状態に切り替わるため、オフ状態に切り替わった後もカラム１及び検出器４が損傷するのを防止することができる。このような制御を自動で行うことにより、作業者がパラメータを手動で設定することによる手間を軽減し、設定ミスによるカラム１や検出器４の損傷を防止することができる。

図７は、カラム１の温度とキャリアガスの流量の変化の一例を示した図である。この例では、カラム１の温度が４３５℃のときに、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合を示している。この場合、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった時点で、キャリアガスの流量が４０ｍｌ／ｍｉｎから基準流量以下の２０ｍｌ／ｍｉｎに減少する。

また、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった時点で、カラム１の目標温度が３５℃（第２基準温度）と同一、又は、それよりも低い温度に設定されることにより、カラム１の温度が徐々に低下する。そして、カラム１が３５℃以下となった後、他の全ての基準（カラム１及び試料気化室５の温度など）が満たされたときに、ガスクロマトグラフの電源がオン状態からオフ状態に切り替えられ、キャリアガスの供給が停止される。

従来のように、カラム１の温度が３５℃以下になった時点でキャリアガスの流量を減少させるような構成の場合には、図７に二点鎖線で示すようにキャリアガスの消費量が多くなる。これに対して、本実施形態のようにガスクロマトグラフの電源の停止操作があった時点でキャリアガスの流量を基準流量以下まで急激に減少させれば、キャリアガスの消費量を効果的に削減することができる。

図８は、試料気化室設定切替の変形例を示したフローチャートである。また、図９は、図８の変形例におけるカラム１の温度とキャリアガスの流量の変化の一例を示した図である。この例では、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に、キャリアガスの目標流量を基準流量以下の一定の流量まで急激に減少させるのではなく、基準流量以下の流量まで段階的に減少させるようになっている。キャリアガスの流量を段階的に減少させる際の段階数Ｎは、例えば作業者が操作部５０を操作することにより、任意の値に予め設定しておくことができる。

操作受付部１３によりガスクロマトグラフの電源の停止指示が受け付けられた場合には、第２温度センサ７２からの検出信号に基づいてカラム１の温度Ｔ_ＣＣが確認される（ステップＳ５０１）。そして、カラム１の温度Ｔ_ＣＣに基づいて、試料気化室５に供給するキャリアガスの目標流量が基準流量以下の流量まで段階的に減少される。具体的には、カラム１の温度Ｔ_ＣＣと段階数Ｎとに基づいて、各段階においてキャリアガスの流量を切り替える際のカラム１の切替基準温度Ｔ_Ｓ（Ｓ＝１〜Ｎ）が算出される（ステップＳ５０２）。

図９の例では、カラム１の温度Ｔ_ＣＣが４３５℃、第２基準温度が３５℃、段階数Ｎが「５」の場合を示しており、カラム１の温度Ｔ_ＣＣと第２基準温度との差（４３５−３５＝４００℃）を段階数Ｎで除算した値（４００／５＝８０℃）が、切替基準温度Ｔ_Ｓ（Ｓ＝１〜５）の差分として算出される。これにより、図９の例では、切替基準温度Ｔ_Ｓ（Ｓ＝１〜５）が以下の通り算出される。
Ｔ_１＝４３５−８０＝３５５℃
Ｔ_２＝３５５−８０＝２７５℃
Ｔ_３＝２７５−８０＝１９５℃
Ｔ_４＝１９５−８０＝１１５℃
Ｔ_５＝１１５−８０＝３５℃

その後、Ｓ＝１に設定され（ステップＳ５０３）、カラム１の温度Ｔ_ＣＣが切替基準温度Ｔ_１となるまで（ステップＳ５０５でＹｅｓとなるまで）、第２温度センサ７２からの検出信号に基づいてカラム１の温度Ｔ_ＣＣが継続的に確認される（ステップＳ５０４）。そして、カラム１の温度Ｔ_ＣＣが切替基準温度Ｔ_１となった時点で（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、キャリアガスの目標流量Ｆ_１が設定されることにより、キャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが減少する。

その後はＳが順次インクリメントされることにより（ステップ５０７）、Ｓ＝Ｎとなるまで（ステップＳ５０８でＹｅｓとなるまで）、ステップＳ５０４〜Ｓ５０８の処理が繰り返される。これにより、カラム１の温度Ｔ_ＣＣが切替基準温度Ｔ_Ｓ（Ｓ＝１〜Ｎ）となる度に、キャリアガスの目標流量Ｆ_Ｓ（Ｓ＝１〜Ｎ）が設定され、キャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが段階的に減少する。なお、カラム１の温度Ｔ_ＣＣとキャリアガスの目標流量Ｆ_Ｓ（Ｓ＝１〜Ｎ）との関係は予め定められており、当該関係に基づいて目標流量Ｆ_Ｓが設定される。

Ｓ＝Ｎとなった後は（ステップＳ５０８でＹｅｓ）、図６のステップＳ４０２以降と同様の処理が行われる。すなわち、キャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが目標流量Ｆ_ＩＴ（＝Ｆ_Ｓ）以下となるまで（ステップＳ４０３でＹｅｓとなるまで）、流量センサ６０からの検出信号に基づいてキャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが継続して確認され（ステップＳ４０２）、キャリアガスの流量Ｆ_ＩＣが目標流量Ｆ_ＩＴ以下となった場合に（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、温度制御部１４により試料気化室５の目標温度Ｔ_ＩＴが設定される（ステップＳ４０４）。

このように、上記変形例では、ガスクロマトグラフの電源の停止操作があった場合に、キャリアガスの流量が基準流量以下まで段階的に減少するため、カラム１及び検出器４の温度を低下させながらキャリアガスの流量を徐々に減少させることができる。このとき、カラム１の温度に基づいてキャリアガスの流量を徐々に減少させるため、カラム１が損傷するのを防止しつつ、図９に二点鎖線で示すような従来の場合と比較して、キャリアガスの消費量を効果的に削減することができる。

図１０は、ガスクロマトグラフに対する指示操作がない場合の制御部１０による処理の流れを示したフローチャートである。ガスクロマトグラフの電源がオン状態のときには、作業者による操作部５０の操作がない状態のまま一定時間が経過するか否かが監視される。

そして、作業者による操作部５０の操作がなく、操作受付部１３によりガスクロマトグラフに対する指示操作が受け付けられないまま（ステップＳ６０１でＮｏ）、一定時間が経過した場合には（ステップＳ６０２でＹｅｓ）、カラム１内へのキャリアガスの供給を維持したまま、温度制御部１４によりカラム１の目標温度Ｔ_ＣＴが自動的に設定される（ステップＳ６０３）。このとき設定されるカラム１の目標温度Ｔ_ＣＴは、分析時のカラム１の温度よりも低い温度であり、その温度で長時間維持されてもブリードなどのカラム１の損傷が生じない程度の温度（例えば室温）である。

このように、本実施形態では、作業者が長時間にわたってガスクロマトグラフに対する指示操作を行わない場合に、カラム１の温度が自動的に低下するため、カラム１が損傷するのを効果的に防止することができる。ただし、図１０に示すような処理は、図３〜図６及び図８に示すような処理を行わないガスクロマトグラフにも適用可能である。

以上の実施形態では、試料気化室５に供給されるキャリアガスの流量が基準流量以下となった状態で、カラム１の温度が第１基準温度以下となり、検出器４の温度が第２基準温度以下となり、かつ、試料気化室５の温度が第３基準温度以下となった場合に、ガスクロマトグラフの電源がオン状態からオフ状態に切り替えられるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、試料気化室５の温度を基準としないような構成であってもよい。この場合、試料気化室５に供給されるキャリアガスの流量が基準流量以下となった状態で、カラム１の温度が第１基準温度以下となり、かつ、検出器４の温度が第２基準温度以下となった場合に、ガスクロマトグラフの電源がオン状態からオフ状態に切り替えられるような構成であってもよい。

１カラム
２カラムオーブン
３試料導入部
４検出器
５試料気化室
６ガス供給流路
７パージ流路
８スプリット流路
１０制御部
１１流量制御部
１２電源制御部
１３操作受付部
１４温度制御部
２１ヒータ
２２ファン
３０ガス供給部
４０電源装置
５０操作部
６０流量センサ
７１第１温度センサ
７２第２温度センサ
７３第３温度センサ

Claims

試料気化室において気化された試料をキャリアガスとともにカラム内に導入し、前記カラム内を通過する過程で分離された試料成分を検出器で検出するガスクロマトグラフであって、
前記カラムの温度を検出する第１温度センサと、
前記検出器の温度を検出する第２温度センサと、
前記試料気化室に供給するキャリアガスの流量を制御する流量制御部と、
前記ガスクロマトグラフに対する指示操作を受け付ける操作受付部と、
前記ガスクロマトグラフの電源を切り替える電源制御部とを備え、
前記流量制御部は、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフの電源の停止操作が受け付けられた場合に、前記試料気化室に供給するキャリアガスの流量を減少させ、
前記電源制御部は、前記試料気化室に供給されるキャリアガスの流量が基準流量以下となった状態で、前記第１温度センサにより検出される前記カラムの温度が第１基準温度以下となり、かつ、前記第２温度センサにより検出される前記検出器の温度が第２基準温度以下となった場合に、前記ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えることを特徴とするガスクロマトグラフ。
前記試料気化室の温度を検出する第３温度センサをさらに備え、
前記電源制御部は、前記試料気化室に供給されるキャリアガスの流量が基準流量以下となった状態で、前記第１温度センサにより検出される前記カラムの温度が第１基準温度以下となり、前記第２温度センサにより検出される前記検出器の温度が第２基準温度以下となり、かつ、前記第３温度センサにより検出される前記試料気化室の温度が第３基準温度以下となった場合に、前記ガスクロマトグラフの電源をオン状態からオフ状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のガスクロマトグラフ。
前記流量制御部は、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフの電源の停止操作が受け付けられた場合に、前記試料気化室に供給するキャリアガスの目標流量を前記基準流量以下の一定の流量に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のガスクロマトグラフ。
前記流量制御部は、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフの電源の停止操作が受け付けられた場合に、前記第１温度センサにより検出される前記カラムの温度に基づいて、前記試料気化室に供給するキャリアガスの目標流量を前記基準流量以下の流量まで段階的に減少させることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスクロマトグラフ。
前記ガスクロマトグラフの電源がオン状態のときに、前記操作受付部により前記ガスクロマトグラフに対する指示操作が受け付けられないまま一定時間が経過した場合に、前記カラムの目標温度を自動的に低下させる温度制御部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガスクロマトグラフ。