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JP2007327818A - Flow meter and flow method analyzer - Google Patents

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JP2007327818A
JP2007327818A JP2006158381A JP2006158381A JP2007327818A JP 2007327818 A JP2007327818 A JP 2007327818A JP 2006158381 A JP2006158381 A JP 2006158381A JP 2006158381 A JP2006158381 A JP 2006158381A JP 2007327818 A JP2007327818 A JP 2007327818A
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Japan
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tube
float
taper
flow
diameter
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Application number
JP2006158381A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Satoda
誠 里田
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DKK TOA Corp
Original Assignee
DKK TOA Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】微小流量を迅速に測定可能な流量計及び流れ方式分析装置を提供する。
【解決手段】流量計2は、上方に行くに従って拡径するように所定のテーパ比aで形成したテーパ管21と、所定の比重の材質及び所定の直径dで形成され、テーパ管21を通過する試料の流量に応じて管内で軸方向の位置を変えるフロート22と、を備えている。フロート22の比重が1.5〜9.0であり、フロート22の直径dが0.9〜3.2mmであり、テーパ管21のテーパ比aが0.01〜0.04である場合には、流量計2を用いて微小流量を計測することが可能である。
【選択図】図2
A flow meter and a flow method analyzer capable of quickly measuring a minute flow rate are provided.
A flow meter (2) is formed of a taper tube (21) having a predetermined taper ratio (a) so as to increase in diameter as it goes upward, a material having a specific gravity and a predetermined diameter (d), and passing through the taper tube (21). And a float 22 that changes the position in the axial direction in the tube in accordance with the flow rate of the sample to be processed. When the specific gravity of the float 22 is 1.5 to 9.0, the diameter d of the float 22 is 0.9 to 3.2 mm, and the taper ratio a of the tapered tube 21 is 0.01 to 0.04. It is possible to measure a minute flow rate using the flow meter 2.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、試料の流量を測定する流量計及び当該流量計を用いた流れ方式分析装置に関するものである。   The present invention relates to a flow meter for measuring a flow rate of a sample and a flow method analyzer using the flow meter.

試料の流量を測定する流量計は、従来から様々な方式のものが提案されている。例えば、フロートを用いた面積式流量計、羽根車を用いた回転式流量計及びだ円歯車を用いた容積式流量計等をあげることができる。これらの中で構造が簡単で且つ安価な方式のものは、面積式流量計である。   Various types of flow meters for measuring the flow rate of a sample have been proposed. For example, an area type flow meter using a float, a rotary flow meter using an impeller, a positive displacement flow meter using an ellipse gear, and the like can be given. Among these, an area type flow meter is a simple and inexpensive method.

この面積式流量計は、テーパ管内にフロートを配置し、テーパ管内の口径が狭い方から広い方に液体を流すと共に、フロートの位置をテーパ管に付された目盛から読み取って流量を検知するものである。管内を流れる液体の圧力とフロートの重量とが釣り合った位置にフロートが留まり、これにより、液体の流量を測定することができる。   This area type flow meter has a float in the taper tube, and flows the liquid from the narrower diameter to the wider one in the taper tube, and detects the flow rate by reading the position of the float from the scale attached to the taper tube. It is. The float stays at a position where the pressure of the liquid flowing in the tube and the weight of the float are in balance, whereby the flow rate of the liquid can be measured.

このような面積式流量計については、従来から各種の改良がなされている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、光透過性のテーパ管と、遮光性のフロートと、テーパ管の外部にテーパ管を介して互いに対向するように配置された発光素子及び受光素子とを備え、試料の流量に応じて移動するフロートの位置を受光素子の受光量により検出して試料の流量を測定する面積式流量計が開示されている。具体的には、この面積式流量計は、各々個別に点灯される複数の発光素子をテーパ管の軸方向に沿って配置すると共にこれらの発光素子に対向させて単一の受光素子を配置している。そして、各発光素子について、流量測定時の受光素子出力信号とフロートを検出範囲から除外した際の受光素子出力信号との比をそれぞれ検出し、これらの複数の比に基づいてフロートの位置を検出するように構成している。   Various improvements have been made for such an area type flow meter (see, for example, Patent Document 1). This Patent Document 1 includes a light-transmitting taper tube, a light-shielding float, a light-emitting element and a light-receiving element that are arranged outside the taper tube so as to face each other via the taper tube. An area-type flow meter is disclosed that detects the position of a float that moves in accordance with the flow rate based on the amount of light received by a light receiving element and measures the flow rate of a sample. Specifically, this area-type flow meter has a plurality of light emitting elements that are individually lit along the axial direction of the taper tube and a single light receiving element that faces the light emitting elements. ing. For each light emitting element, the ratio of the light receiving element output signal at the time of flow rate measurement and the light receiving element output signal when the float is excluded from the detection range is detected, and the position of the float is detected based on these multiple ratios. It is configured to do.

特開平1−180419号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-180419

ここで、試料中の目的成分を分析可能な流れ方式分析装置における液体の流量は微小であるものが多いが、そのような微小流量を測定できる流量計は、従来には存在していなかった。そのため、流れ方式分析装置の流量を調整する作業を行う際には、一定時間内に装置から排出されるサンプル液の量を測定し、その測定結果を単位時間に換算する演算により、微小流量の測定を代用していた。そして、そのような代用の測定は、適宜な流量となるまで複数回繰り返されていた。したがって、流れ方式分析装置の複数回の流量調整に時間を費やし、作業者の工数削減の実現が困難であった。また、流れ方式分析装置では、所定の流量になるように送液ポンプを制御するが、実際の流れが制御通りであることを確認することは困難であった。   Here, the flow rate of the liquid in the flow method analyzer that can analyze the target component in the sample is often very small, but there has not been a flow meter that can measure such a small flow rate. Therefore, when performing the work to adjust the flow rate of the flow method analyzer, the amount of sample liquid discharged from the device within a certain time is measured, and the measurement result is converted into unit time, so that the minute flow rate is reduced. The measurement was substituted. And such substitution measurement was repeated several times until it became a suitable flow volume. Therefore, it takes time to adjust the flow rate of the flow method analyzer a plurality of times, and it is difficult to reduce the number of man-hours for the operator. Moreover, in the flow method analyzer, the liquid feed pump is controlled so as to have a predetermined flow rate, but it has been difficult to confirm that the actual flow is as controlled.

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、微小流量を迅速に測定可能な構造を提供することにある。
また、別の目的は、微小流量の迅速測定が可能であると共にそれよりも多い流量にも対応可能な構造を提供することにある。
The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object thereof is to provide a structure capable of quickly measuring a minute flow rate.
Another object is to provide a structure that can quickly measure a minute flow rate and can handle a larger flow rate.

かかる目的のもと、本発明が適用される流量計は、流量を測定する試料が通過する管内を管内の下流側に行くに従って拡径するように所定のテーパ比で形成したテーパ管と、テーパ管の管内に収容され、テーパ管を通過する試料の流量に応じて管内で軸方向の位置を変えるフロートと、を含み、テーパ管の所定のテーパ比は0.01〜0.04であり、フロートの比重が1.5〜9.0であり、フロートの直径が0.9〜3.2mmであることを特徴とするものである。
このテーパ管は、所定のテーパ比で拡径する部分の下流側において所定のテーパ比よりも大きいテーパ比で拡径する膨らみ部を有することを特徴とすることができる。
For this purpose, the flowmeter to which the present invention is applied includes a tapered tube formed with a predetermined taper ratio so that the diameter of the tube through which the sample for measuring the flow passes increases toward the downstream side of the tube, and a taper. A float that is accommodated in the tube and changes an axial position in the tube according to a flow rate of the sample passing through the taper tube, and the taper tube has a predetermined taper ratio of 0.01 to 0.04, The float has a specific gravity of 1.5 to 9.0, and the float has a diameter of 0.9 to 3.2 mm.
The taper tube may be characterized by having a bulge portion that expands at a taper ratio larger than a predetermined taper ratio on a downstream side of a portion that expands at a predetermined taper ratio.

他の観点から捉えると、本発明が適用される流れ方式分析装置は、試料中の目的成分を分析する流れ方式分析装置であって、試料が通過する管内を管内の下流側に行くに従って拡径するように所定のテーパ比で形成したテーパ管と、テーパ管の管内に収容され、テーパ管を通過する試料の流量に応じて管内で軸方向の位置を変えるフロートと、を含み、テーパ管の所定のテーパ比は0.01〜0.04であり、フロートの比重が1.5〜9.0であり、フロートの直径が0.9〜3.2mmであることを特徴とするものである。なお、ここにいう流れ方式分析装置としては、例えば、FIA(フローインジェクションアナリシス)装置、逆FIA装置、イオンクロマトグラフ装置、液体クロマトグラフ装置等をあげることができる。   From another point of view, the flow method analyzer to which the present invention is applied is a flow method analyzer that analyzes a target component in a sample, and the diameter of the flow method analyzer increases as it goes downstream in the tube through which the sample passes. A taper tube formed at a predetermined taper ratio, and a float that is accommodated in the taper tube and changes an axial position in the tube according to a flow rate of the sample passing through the taper tube. The predetermined taper ratio is 0.01 to 0.04, the specific gravity of the float is 1.5 to 9.0, and the diameter of the float is 0.9 to 3.2 mm. . Examples of the flow method analyzer described here include an FIA (flow injection analysis) device, an inverse FIA device, an ion chromatograph device, and a liquid chromatograph device.

本発明によれば、微小流量を迅速に測定可能な構造を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the structure which can measure a micro flow rate rapidly.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ここで、試料液の成分を簡便に測定する方法として、細管中を流れる試薬液又は試料液中にそれぞれ試料液又は試薬液を導入し、反応操作等を行った後、下流に設けた検出器で目的成分を検出するFIA法が知られている。このFIA法は、ビーカーやフラスコなどの反応容器を用いずに、層流状態の細管内の流れにおいて試薬と試料との混合を制御しながら化学反応を行わせて、その反応結果を検知するものである。このFIA法の内、試料液の連続流れ系に試薬液を断続的に注入するものは逆FIAと呼ばれ、試薬の消費量を抑制できることから、水質監視などのような長時間の連続運転に適している。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Here, as a method for simply measuring the components of the sample solution, a detector provided downstream after introducing the sample solution or the reagent solution into the reagent solution or the sample solution flowing in the narrow tube and performing the reaction operation, etc. A FIA method for detecting a target component is known. This FIA method detects a reaction result by causing a chemical reaction to be performed while controlling mixing of a reagent and a sample in a laminar flow in a thin tube without using a reaction vessel such as a beaker or a flask. It is. Of these FIA methods, the one that injects the reagent solution into the continuous flow system of the sample solution is called reverse FIA and can reduce the consumption of the reagent. Is suitable.

図1は、本実施の形態に係る流れ方式分析装置1の概略構成図である。
図1に示すように、試料液が流れる管状の主流路11には、試料送液手段としてペリスタポンプやプランジャーポンプ等のポンプ12が介装されている。ポンプ12の吸引端は、試料液槽13内に挿入されている。また、試薬液注入手段を構成するシリンジポンプ14の吐出側先端は、合流位置15において主流路11と合流している。また、シリンジポンプ14の吸引端は試薬液タンク16内に挿入されている。また、主流路11の合流位置15よりも下流側には、試料液と試薬液との反応を検出する検出器17を備えている。また、検出器17の下流に流量計2が配設されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a flow method analyzer 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a pump 12 such as a peristaltic pump or a plunger pump is interposed in a tubular main channel 11 through which a sample solution flows as a sample feeding means. The suction end of the pump 12 is inserted into the sample liquid tank 13. Further, the discharge-side tip of the syringe pump 14 that constitutes the reagent solution injecting means joins the main flow path 11 at the joining position 15. The suction end of the syringe pump 14 is inserted into the reagent liquid tank 16. Further, a detector 17 for detecting a reaction between the sample solution and the reagent solution is provided on the downstream side of the joining position 15 of the main channel 11. A flow meter 2 is disposed downstream of the detector 17.

なお、シリンジポンプ14を吸引時には試薬液タンク16側から試薬液が吸引され、吐出時には合流位置15に向かって試薬液が吐出されるよう、スライド弁等の切り替えバルブや逆止弁等が適宜用いられて送液方向が制御されている。また、シリンジポンプ14は、試薬液タンク16からまとまった量の試薬液を一度に吸引した後、一回の注入に必要な量毎の試薬液をステッピングモータ等を用いて順次吐出していくようになっている。そして、内部の試薬液を総て吐出してしまうと、再度吸引からの動作を繰り返すようになっている。   A switching valve such as a slide valve or a check valve is appropriately used so that the reagent liquid is sucked from the reagent liquid tank 16 side when the syringe pump 14 is sucked and the reagent liquid is discharged toward the merging position 15 at the time of discharge. The liquid feeding direction is controlled. In addition, the syringe pump 14 sucks a batch of reagent solution from the reagent solution tank 16 at a time, and then sequentially discharges the reagent solution for each amount necessary for one injection using a stepping motor or the like. It has become. When all the reagent solutions inside are discharged, the operation from the suction is repeated again.

本分析装置では、ポンプ12を作動させて試料液を主流路11に連続的に流しておく。そして、シリンジポンプ14を作動させて、試薬液を吐出して試料液と合流させる。すると、主流路11の中に合流した試薬液が、周囲の試料液と拡散混合しつつ反応する。そして、この反応生成物を検出器17で検出することにより試料液中の目的成分を分析することができる。   In this analyzer, the pump 12 is operated to continuously flow the sample liquid into the main channel 11. Then, the syringe pump 14 is operated to discharge the reagent solution and join the sample solution. Then, the reagent solution merged in the main channel 11 reacts while being diffusely mixed with the surrounding sample solution. And the target component in a sample liquid can be analyzed by detecting this reaction product with the detector 17. FIG.

図2は、流れ方式分析装置1の流量計2の概略構成図である。
図2に示す流量計2は、流路の下流側(上方)に行くに従って拡径するように所定のテーパ比aで形成したテーパ管(測定管、微小テーパ管)21と、テーパ管21の管内に収容され、テーパ管21を通過する試料の流量に応じて管内で軸方向の位置を変えるフロート(浮子、可動部)22と、を備えている。更に説明すると、流量計2は、上向に傾斜するテーパ比aのテーパ管21内に自由に昇降できる直径dのフロート22を収め、そのテーパ管21を図示しない適当な支持具で組み立てた面積式流量計である。
このように構成された流量計2に、サンプル液を含む溶離液(流体)を下方から上方へ流すと、フロート22は、その前後に生ずる圧力差による力のために上へ押し上げられる。なお、フロート22としては、例えば微小セラミックビーズを採用することができる。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the flow meter 2 of the flow method analyzer 1.
A flow meter 2 shown in FIG. 2 includes a tapered tube (measuring tube, microtapered tube) 21 formed with a predetermined taper ratio a so as to increase in diameter toward the downstream side (upward) of the flow path, A float (floating element, movable part) 22 that changes the position in the axial direction in the tube according to the flow rate of the sample that is accommodated in the tube and passes through the tapered tube 21 is provided. More specifically, in the flowmeter 2, a float 22 having a diameter d that can be freely moved up and down is accommodated in a taper tube 21 having an upwardly inclined taper ratio a, and the taper tube 21 is assembled with an appropriate support (not shown). It is a type flow meter.
When the eluent (fluid) containing the sample liquid is caused to flow from the lower side to the upper side of the flow meter 2 configured as described above, the float 22 is pushed up due to the force due to the pressure difference generated before and after that. As the float 22, for example, fine ceramic beads can be adopted.

ここで、フロート22が上方へ移動するにつれてフロート22とテーパ管21との流通面積が増加する。そのため、フロート22が上方に移動すると、通過する流体の速度が減って圧力差が減少する。すなわち、フロート22は、そのフロート22の質量(比重γ)と圧力差による力とが均衡した高さhの位置で静止する。このときのテーパ管21におけるフロート22の高さhによって決まる流通面積と通過する流体の流量(体積流量)Qとは一定関係にある。したがって、テーパ管21内におけるフロート22の高さhを検出することにより、試料液の流量Qを測定することができる。
これらテーパ管21のテーパ比a、フロート22の直径d及びフロート22の比重γとフロート22の高さhと流量Qとの関係については、後述する。
Here, as the float 22 moves upward, the flow area between the float 22 and the tapered tube 21 increases. Therefore, when the float 22 moves upward, the velocity of the fluid passing therethrough decreases and the pressure difference decreases. That is, the float 22 stops at a height h where the mass (specific gravity γ) of the float 22 and the force due to the pressure difference are balanced. At this time, the flow area determined by the height h of the float 22 in the tapered tube 21 and the flow rate (volume flow rate) Q of the fluid passing therethrough are in a fixed relationship. Therefore, the flow rate Q of the sample liquid can be measured by detecting the height h of the float 22 in the tapered tube 21.
The relationship between the taper ratio a of the tapered tube 21, the diameter d of the float 22, the specific gravity γ of the float 22, the height h of the float 22, and the flow rate Q will be described later.

図3は、流量計2のテーパ管21を説明するための図である。
図3に示すように、テーパ管21は、管内が所定のテーパ比aで形成されている本体21aと、本体21aの上端から上方に延在し、テーパ比aよりも大きなテーパ比で拡径するように形成された段部(膨らみ部)21bと、段部21bの上端から更に上方に延びる大径部21cと、を備えている。このような段部21b及び大径部21cにより、テーパ管21の流量範囲が広がる。
なお、テーパ比aは、本体21aの上端部の直径φeと、フロート22が最も下方にあるときのフロート底部が位置する部分における本体21aの直径φfと、これらの間の長さsと、から導き出せる。すなわち、テーパ比a=(e−f)/sにより算出される。
FIG. 3 is a view for explaining the tapered tube 21 of the flow meter 2.
As shown in FIG. 3, the tapered tube 21 has a main body 21 a in which the inside of the tube is formed with a predetermined taper ratio a, and extends upward from the upper end of the main body 21 a, and the diameter thereof is increased with a taper ratio larger than the taper ratio a. A stepped portion (swelled portion) 21b formed in such a manner and a large diameter portion 21c extending further upward from the upper end of the stepped portion 21b are provided. Such a stepped portion 21b and a large diameter portion 21c increase the flow rate range of the tapered tube 21.
The taper ratio a is determined from the diameter φe of the upper end of the main body 21a, the diameter φf of the main body 21a at the portion where the float bottom is located when the float 22 is at the lowest position, and the length s between them. Can be derived. That is, it is calculated by the taper ratio a = (e−f) / s.

図4は、テーパ比a、直径d(mm)及び比重γとフロート22の高さh(mm)と流量Q(ml/分)との関係を示す表である。
図4に示すように、フロート22の比重γが1.5〜9.0の範囲内であり、フロート22の直径dが0.9〜3.2mmの範囲内であり、かつ、テーパ管21の本体21aのテーパ比aが0.01〜0.04の範囲内である場合に、微小な流量を測定することが可能になる。
FIG. 4 is a table showing the relationship among the taper ratio a, the diameter d (mm), the specific gravity γ, the height h (mm) of the float 22 and the flow rate Q (ml / min).
As shown in FIG. 4, the specific gravity γ of the float 22 is in the range of 1.5 to 9.0, the diameter d of the float 22 is in the range of 0.9 to 3.2 mm, and the tapered tube 21. When the taper ratio a of the main body 21a is in the range of 0.01 to 0.04, a minute flow rate can be measured.

例えば、比重γが1.5、直径dが3.2mm、テーパ比aが0.01の場合において、フロート22の高さhが10mmのときは毎分9.7ml、高さhが20mmのときは毎分10.5ml、高さhが30mmのときには毎分11.4ml、高さhが50mmのときには毎分13.2mlである。
また、例えば、比重γが9、直径dが0.9mm、テーパ比aが0.01の場合において、フロート22の高さhが10mmのときは毎分0.26ml、高さhが20mmのときは毎分0.83ml、高さhが30mmのときには毎分1.44ml、高さhが50mmのときには毎分2.83mlである。このように、上述した3つの条件を満たす場合には、微小な流量を測定することが可能になる。なお、ここにいう微小流量とは、おおむね毎分0〜5mlの範囲内の流量をいう。
For example, when the specific gravity γ is 1.5, the diameter d is 3.2 mm, and the taper ratio a is 0.01, when the height h of the float 22 is 10 mm, the height is 9.7 ml and the height h is 20 mm. 10.5 ml per minute, 11.4 ml per minute when the height h is 30 mm, and 13.2 ml per minute when the height h is 50 mm.
For example, when the specific gravity γ is 9, the diameter d is 0.9 mm, and the taper ratio a is 0.01, when the height h of the float 22 is 10 mm, 0.26 ml per minute and the height h is 20 mm. Sometimes 0.83 ml / min, 1.44 ml / min when the height h is 30 mm, and 2.83 ml / min when the height h is 50 mm. As described above, when the above three conditions are satisfied, a minute flow rate can be measured. Here, the minute flow rate means a flow rate within a range of 0 to 5 ml per minute.

上述した3つの条件のうち、より好ましいのは、比重γが3.0〜7.0の範囲内であり、直径dが1.0〜2.0mmの範囲内であり、かつ、テーパ比aが0.01〜0.03の範囲内の場合である。
例えば、比重γが3、直径dが1mm、テーパ比aが0.03の場合において、フロート22の高さhが10mmのときは毎分1ml、高さhが20mmのときは毎分2.2ml、高さhが30mmのときには毎分3.7ml、高さhが50mmのときには毎分7.4mlである。
Of the three conditions described above, the specific gravity γ is preferably in the range of 3.0 to 7.0, the diameter d is in the range of 1.0 to 2.0 mm, and the taper ratio a is more preferable. Is in the range of 0.01 to 0.03.
For example, when the specific gravity γ is 3, the diameter d is 1 mm, and the taper ratio a is 0.03, 1 mm / min when the height h of the float 22 is 10 mm, and 2 min / min when the height h is 20 mm. When the height h is 30 mm, it is 3.7 ml per minute. When the height h is 50 mm, it is 7.4 ml per minute.

上述した3つの条件のうち、更に好ましいのは、比重γが5.0〜6.5の範囲内であり、直径dが1.0〜1.4mmの範囲内であり、かつ、テーパ比aが0.01〜0.025の範囲内の場合である。
例えば、比重γが6.5、直径dが1mm、テーパ比aが0.01の場合において、フロート22の高さhが10mmのときは毎分0.5ml、高さhが20mmのときは毎分1ml、高さhが30mmのときには毎分1.6ml、高さhが50mmのときには毎分2.9mlである。このように、流量計2により毎分1ml付近の流量が手軽に計測することができれば、流れ方式分析装置1においては、流量調整の作業性を向上させることができる。
Of the three conditions described above, the specific gravity γ is preferably in the range of 5.0 to 6.5, the diameter d is in the range of 1.0 to 1.4 mm, and the taper ratio a Is in the range of 0.01 to 0.025.
For example, when the specific gravity γ is 6.5, the diameter d is 1 mm, and the taper ratio a is 0.01, when the height h of the float 22 is 10 mm, 0.5 ml per minute, and when the height h is 20 mm 1 ml per minute, 1.6 ml per minute when the height h is 30 mm, and 2.9 ml per minute when the height h is 50 mm. Thus, if the flow rate near 1 ml per minute can be easily measured by the flow meter 2, the flow method analyzer 1 can improve the workability of the flow rate adjustment.

図5は、所定の条件における理論式により計算した結果を示すグラフであり、縦軸はフロート22の高さh(mm)で、横軸は流量(ml/分)である。ここにいう所定の条件とは、比重γが8.8、直径dが1.10、テーパ比aが0.02の場合をいう。
また、図6は、実際に実験した結果を図5に示す理論式と比較して示すグラフであり、縦軸はフロート22の高さh(mm)で、横軸は流量(ml/分)である。図6における試作1は、比重γが6、直径dが1.10、テーパ比aが0.02である。また、試作2は、比重γが6、直径dが1.15、テーパ比aが0.02である。図6に示すように、試作1、試作2及び理論式を比較すると、理論式と試作品の実験データは、若干解離しているが、近似式によって高さと流量の関係を求めることができる。
FIG. 5 is a graph showing the result of calculation according to a theoretical formula under predetermined conditions. The vertical axis represents the height h (mm) of the float 22 and the horizontal axis represents the flow rate (ml / min). The predetermined condition here refers to a case where the specific gravity γ is 8.8, the diameter d is 1.10, and the taper ratio a is 0.02.
FIG. 6 is a graph showing the results of an actual experiment compared with the theoretical formula shown in FIG. 5. The vertical axis is the height h (mm) of the float 22, and the horizontal axis is the flow rate (ml / min). It is. The prototype 1 in FIG. 6 has a specific gravity γ of 6, a diameter d of 1.10, and a taper ratio a of 0.02. In the trial production 2, the specific gravity γ is 6, the diameter d is 1.15, and the taper ratio a is 0.02. As shown in FIG. 6, when the prototype 1, the prototype 2, and the theoretical formula are compared, the theoretical formula and the experimental data of the prototype are slightly dissociated, but the relationship between the height and the flow rate can be obtained by the approximate formula.

図7は、本実施の形態に係る流れ方式分析装置1の一例であるイオンクロマトグラフ装置3の概略構成図である。
ここで、図7に示すイオンクロマトグラフ装置3は、試料液中のイオンの濃度を測定するためのものであり、試料中の目的イオンをイオン分析カラムを用いて成分分離することにより目的イオンを分析するためのものである。その概要を更に説明すると、イオンクロマトグラフは、高速液体クロマトグラフの一種であり、水溶液中のイオン成分を分離して測定する分析装置として、排水管理や環境測定など様々な分野で利用されている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an ion chromatograph apparatus 3 that is an example of the flow method analyzer 1 according to the present embodiment.
Here, the ion chromatograph apparatus 3 shown in FIG. 7 is for measuring the concentration of ions in the sample solution, and the target ions in the sample are separated by using an ion analysis column to separate the target ions. It is for analysis. The ion chromatograph is a kind of high-performance liquid chromatograph and is used in various fields such as wastewater management and environmental measurement as an analyzer for separating and measuring ion components in an aqueous solution. .

イオンクロマトグラフ装置3の構成を説明すると、図7に示すように、イオンクロマトグラフ装置3は、脱気装置31、送液ポンプ32、圧力センサ33、インジェクタ34、カラム35、検出器36、データ処理装置41、表示器42及びプリンタ43で構成されている。また、カラム35及び検出器36は、測定温度を一定に保つための恒温槽37に収納されている。   The configuration of the ion chromatograph apparatus 3 will be described. As shown in FIG. 7, the ion chromatograph apparatus 3 includes a deaerator 31, a liquid feed pump 32, a pressure sensor 33, an injector 34, a column 35, a detector 36, and data. It comprises a processing device 41, a display 42 and a printer 43. The column 35 and the detector 36 are housed in a thermostatic chamber 37 for keeping the measurement temperature constant.

溶離液は、気体成分を除去するための脱気装置31を通過し、送液ポンプ32により、圧力センサ33を通ってインジェクタ34に送られる。測定すべき試料液をインジェクタ34に注入すると、溶離液によりカラム35に送られ、カラム35でイオン成分が分離され、検出器36に到達して電気伝導率の変化として検出される。データ処理装置41は、検出器36による検出結果に基づいてデータ処理が行われ、その結果は、表示器42に表示され、また、必要に応じてプリンタ43で印字される。
試料液を含む溶離液は、検出器36を出て、流量計2を通って廃液される。
The eluent passes through a deaeration device 31 for removing a gaseous component, and is sent to an injector 34 through a pressure sensor 33 by a liquid feed pump 32. When the sample liquid to be measured is injected into the injector 34, it is sent to the column 35 by the eluent, the ion component is separated by the column 35, reaches the detector 36, and is detected as a change in electrical conductivity. The data processing device 41 performs data processing based on the detection result by the detector 36, and the result is displayed on the display device 42 and printed by the printer 43 as necessary.
The eluent containing the sample liquid exits the detector 36 and is discharged through the flow meter 2.

ここで、検出器36としては、一般的に電気伝導率検出器を用いるが、イオンクロマトグラフの溶離液は高い電気伝導性を持つため、サプレッサーと呼ばれるバックグラウンドを低減させる装置を併用することもある。イオンクロマトグラフの感度は、一般的なループ(容量;数十μl)注入法の場合、数10ppbレベルのイオン成分を定量することができる。   Here, an electric conductivity detector is generally used as the detector 36. However, since the eluent of the ion chromatograph has high electric conductivity, a device called a suppressor for reducing the background may be used in combination. is there. As for the sensitivity of the ion chromatograph, in the case of a general loop (volume; several tens of μl) injection method, ion components of several tens of ppb level can be quantified.

図8は、クロマトグラムを示すグラフであり、縦軸が電気伝導率変化であり、横軸が溶出時間である。
イオンクロマトグラフ装置3において試料液による電気伝導率の変化は、図8のようなクロマトグラムとして表される。データ処理装置41(図7参照)では、クロマトグラムの各ピークについて、溶出時間(例えばt)からイオン種が計算され、また、ピーク面積(例えば斜線部S)からそのイオンの濃度が計算される。
FIG. 8 is a graph showing a chromatogram, in which the vertical axis represents the change in electrical conductivity and the horizontal axis represents the elution time.
In the ion chromatograph apparatus 3, the change in electrical conductivity due to the sample solution is represented as a chromatogram as shown in FIG. In the data processing device 41 (see FIG. 7), for each peak of the chromatogram, the ion species is calculated from the elution time (for example, t), and the concentration of the ion is calculated from the peak area (for example, the shaded portion S). .

流れ方式分析装置1においては、あらかじめ試料液(溶離液)の流量調整を行っておく必要がある。このため、流量計2を備えた装置であれば、流量調整の作業性が向上し、また、装置の運転中において、試料液(溶離液)が正常に流れていることを目視で簡単にチェックすることができる。   In the flow method analyzer 1, it is necessary to adjust the flow rate of the sample liquid (eluent) in advance. For this reason, an apparatus equipped with a flow meter 2 improves the workability of flow rate adjustment, and it is easy to visually check that the sample liquid (eluent) is flowing normally during operation of the apparatus. can do.

本実施の形態に係る流れ方式分析装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the flow system analyzer which concerns on this Embodiment. 流れ方式分析装置の流量計の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the flowmeter of a flow system analyzer. 流量計のテーパ管の上部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the upper part of the taper tube of a flowmeter. テーパ比、直径及び比重とフロートの高さと流量との関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between a taper ratio, a diameter, specific gravity, the height of a float, and a flow volume. 理論式により計算した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result calculated by the theoretical formula. 実際に実験した結果を理論式と比較して示すグラフである。It is a graph which shows the result of actually experimenting compared with a theoretical formula. 本実施の形態に係る流れ方式分析装置の一例であるイオンクロマトグラフ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ion chromatograph apparatus which is an example of the flow system analyzer which concerns on this Embodiment. クロマトグラムを示すグラフである。It is a graph which shows a chromatogram.

符号の説明Explanation of symbols

1…流れ方式分析装置、2…流量計、21…テーパ管、21a…本体、21b…段部、21c…大径部、22…フロート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flow system analyzer, 2 ... Flowmeter, 21 ... Tapered tube, 21a ... Main body, 21b ... Step part, 21c ... Large diameter part, 22 ... Float

Claims (4)

流量を測定する試料が通過する管内を当該管内の下流側に行くに従って拡径するように所定のテーパ比で形成したテーパ管と、
前記テーパ管の管内に収容され、当該テーパ管を通過する試料の流量に応じて管内で軸方向の位置を変えるフロートと、
を含み、
前記テーパ管の所定のテーパ比は0.01〜0.04であり、前記フロートの比重が1.5〜9.0であり、当該フロートの直径が0.9〜3.2mmであることを特徴とする流量計。
A taper tube formed at a predetermined taper ratio so that the diameter of the tube through which the sample for measuring the flow rate passes increases downstream.
A float that is housed in the taper tube and changes an axial position in the tube according to a flow rate of the sample passing through the taper tube;
Including
The taper tube has a predetermined taper ratio of 0.01 to 0.04, a specific gravity of the float of 1.5 to 9.0, and a diameter of the float of 0.9 to 3.2 mm. Characteristic flow meter.
前記テーパ管は、前記所定のテーパ比で拡径する部分の下流側において当該所定のテーパ比よりも大きいテーパ比で拡径する膨らみ部を有することを特徴とする請求項1に記載の流量計。   2. The flowmeter according to claim 1, wherein the taper pipe has a bulging portion whose diameter is increased at a taper ratio larger than the predetermined taper ratio on a downstream side of a portion whose diameter is increased at the predetermined taper ratio. . 試料中の目的成分を分析する流れ方式分析装置であって、
試料が通過する管内を当該管内の下流側に行くに従って拡径するように所定のテーパ比で形成したテーパ管と、
前記テーパ管の管内に収容され、当該テーパ管を通過する試料の流量に応じて当該管内で軸方向の位置を変えるフロートと、
を含み、
前記テーパ管の所定のテーパ比は0.01〜0.04であり、前記フロートの比重が1.5〜9.0であり、当該フロートの直径が0.9〜3.2mmであることを特徴とする流れ方式分析装置。
A flow method analyzer for analyzing a target component in a sample,
A taper tube formed with a predetermined taper ratio so that the diameter of the tube through which the sample passes is increased toward the downstream side of the tube;
A float that is accommodated in a tube of the tapered tube and changes an axial position in the tube in accordance with a flow rate of a sample passing through the tapered tube;
Including
The taper tube has a predetermined taper ratio of 0.01 to 0.04, a specific gravity of the float of 1.5 to 9.0, and a diameter of the float of 0.9 to 3.2 mm. Characteristic flow method analyzer.
前記テーパ管は、前記所定のテーパ比で拡径する部分の下流側において当該所定のテーパ比よりも大きいテーパ比で拡径する膨らみ部を有することを特徴とする請求項3に記載の流れ方式分析装置。   The flow system according to claim 3, wherein the tapered pipe has a bulging portion whose diameter is increased at a taper ratio larger than the predetermined taper ratio on a downstream side of the portion whose diameter is increased at the predetermined taper ratio. Analysis equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112083026A (en) * 2019-06-12 2020-12-15 株式会社岛津制作所 Spontaneous combustion test device

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