JP5184171B2

JP5184171B2 - Sample gas collector and gas chromatograph

Info

Publication number: JP5184171B2
Application number: JP2008081072A
Authority: JP
Inventors: 隆博荘田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009236586A

Description

本発明は、試料ガスに含まれる検出対象成分を濃縮する試料ガス捕集装置、および、その試料ガス捕集装置を備えるガスクロマトグラフ装置に関する。 The present invention relates to a sample gas collection device that concentrates a detection target component contained in a sample gas, and a gas chromatograph device including the sample gas collection device.

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試料ガス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。 A gas chromatograph apparatus (hereinafter referred to as a GC apparatus) is an apparatus used for detecting a component to be detected such as a volatile organic compound contained in a sample gas such as a house atmosphere, and a trace amount component contained in the sample gas. In addition to detection devices such as separation columns and detection sensors, a configuration with a sample gas collection device for collecting and concentrating the components to be detected is generally used. ing.

例えば、図１４に示される、特許文献１の試料ガス捕集装置１００は、直管状の捕集管１０２を有し、捕集管１０２は不活性コーティングされた内部に吸着剤または樹脂系の捕集剤１０３が充填されている。また、捕集管１０２はその全体を、ペルチェ素子および電気ヒータ（いずれも図示せず）を備えた冷却加熱装置１１１に内包されており、この冷却加熱装置１１１からの伝熱により、検出対象成分の捕集および脱離に応じて、捕集管１０２の全体が冷却および加熱される。そして、脱離された検出対象成分が、キャリアガス源１０８で発生されたキャリアガスによって捕集管１０２から排出され、分析装置１１０（即ち、分離カラム）に導入されることで、成分検出（分析）を行っていた。
特開２００６−３３７１５８ For example, the sample gas collection device 100 of Patent Document 1 shown in FIG. 14 has a straight tubular collection tube 102, and the collection tube 102 has an inert coating inside and adsorbent or resin-based collection. The collector 103 is filled. Further, the entire collection tube 102 is contained in a cooling / heating device 111 including a Peltier element and an electric heater (both not shown), and a component to be detected is detected by heat transfer from the cooling / heating device 111. In response to the collection and desorption, the entire collection tube 102 is cooled and heated. The desorbed detection target component is discharged from the collection tube 102 by the carrier gas generated by the carrier gas source 108 and introduced into the analyzer 110 (that is, the separation column), thereby detecting the component (analysis). ).
JP 2006-337158 A

しかしながら、ＧＣ装置を用いた成分検出においては、試料ガスに含まれる成分毎に分離カラムを通過する時間差があることを利用して検出を行うため、検出対象成分を分離カラムに導入するための時間が検出結果に影響しないよう、その導入時間を極力短くしなければならないところ、特許文献１においては、捕集管全体を加熱して、その内部全体に滞留している全ての検出対象成分を分離カラムに導入するので、捕集管から排出する試料ガスの容量が大きくなって試料ガス全てを導入するのに長い時間を要し、そのため、成分検出のピークが鈍ってしまって正確な検出を行うことができないという問題があった。また、試料ガス成分が、捕集管１０２全体に亘って捕集されているため、捕集管から排出する試料ガスの濃度が薄くなってしまうという問題があった。 However, in the component detection using the GC apparatus, since the detection is performed by using the time difference that passes through the separation column for each component contained in the sample gas, the time for introducing the detection target component into the separation column. However, in Patent Document 1, the entire collection tube is heated and all the detection target components staying in the entire interior are separated so that the introduction time must be shortened as much as possible. Since it is introduced into the column, the volume of the sample gas discharged from the collection tube becomes large, and it takes a long time to introduce all of the sample gas. Therefore, the peak of component detection has become dull and accurate detection is performed. There was a problem that I could not. Further, since the sample gas component is collected over the entire collection tube 102, there is a problem that the concentration of the sample gas discharged from the collection tube becomes thin.

したがって、本発明の目的は、捕集管から排出する試料ガスの容量を小さくし、高濃度の試料ガスを短時間で排出することができる試料ガス捕集装置およびガスクロマトグラフ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a sample gas collecting device and a gas chromatograph device capable of reducing the volume of the sample gas discharged from the collection tube and discharging a high concentration sample gas in a short time. is there.

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に記載の試料ガス捕集装置は、図１の基本構成図に示すように、低温状態のときに試料ガスに含まれる試料ガス成分を捕集し且つ高温状態のときに前記捕集した試料ガス成分が脱離する捕集領域を備えた捕集部材１２を有し、前記脱離した試料ガス成分が前記捕集部材１２内を流動するパージガスによって搬送される試料ガス捕集装置１１であって、前記捕集領域が、前記捕集部材１２内における前記パージガスの導入される一の端部側に形成された第１捕集領域１２ａと、前記捕集部材１２内の前記第１捕集領域１２ａとは異なる領域で前記試料ガスの導入される他の端部側に形成された第２捕集領域１２ｂと、を有し、前記第１捕集領域１２ａを高温状態に加熱する第１ヒータ１３と、前記第２捕集領域１２ｂを高温状態に加熱する第２ヒータ１４と、前記第１捕集領域１２ａに捕集された試料ガス成分が脱離する高温状態となるように前記第１ヒータ１３を制御し、且つ、前記第１捕集領域１２ａから脱離した試料ガス成分が前記パージガスによって前記第２捕集領域１２ｂに搬送されたときに、前記第２捕集領域１２ｂが前記脱離した試料ガス成分を捕集する低温状態となるように前記第２ヒータ１４を制御する第１加熱制御手段５１と、前記第２捕集領域１２ｂに捕集された試料ガス成分が脱離する高温状態となるように前記第２ヒータ１４を制御する第２加熱制御手段５１と、を有することを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the sample gas collecting device according to claim 1 according to the present invention captures the sample gas component contained in the sample gas at a low temperature as shown in the basic configuration diagram of FIG. And a collecting member 12 having a collecting region from which the collected sample gas component is desorbed at a high temperature, and the desorbed sample gas component flows in the collecting member 12. A sample gas collection device 11 transported by a purge gas, wherein the collection region is formed in a first collection region 12a formed on one end side of the collection member 12 where the purge gas is introduced ; A second collection region 12b formed on the other end side where the sample gas is introduced in a region different from the first collection region 12a in the collection member 12, 1st heater 13 which heats 1 collection field 12a to a high temperature state The second heater 14 for heating the second collection region 12b to a high temperature state, and the first heater 13 so that the sample gas component collected in the first collection region 12a is in a high temperature state for desorption. And when the sample gas component desorbed from the first collection region 12a is transferred to the second collection region 12b by the purge gas, the second collection region 12b is desorbed. First heating control means 51 for controlling the second heater 14 so as to be in a low temperature state for collecting the sample gas component, and a high temperature state in which the sample gas component collected in the second collection region 12b is desorbed. It has the 2nd heating control means 51 which controls the 2nd heater 14 so that it may become.

請求項２に記載の試料ガス捕集装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の試料ガス捕集装置１１において、前記第２捕集領域１２ｂが、前記第１捕集領域１２ａより小さい領域であることを特徴とするものである。 As shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, the sample gas collection device according to claim 2 is the sample gas collection device according to claim 1, wherein the second collection region 12 b is the first collection region. The region is smaller than the collection region 12a.

請求項３に記載のガスクロマトグラフ装置は、請求項１または２に記載の試料ガス捕集装置と、前記試料ガス捕集装置から排出された試料ガス成分が導入される検出手段と、を有し、前記試料ガス捕集装置が、前記捕集部材の前記一の端部側から前記パージガスが導入され、前記捕集部材の前記他の端部側から前記試料ガスが導入されるように設けられていることを特徴とするものである。 Gas chromatograph according to claim 3, possess a sample gas collecting apparatus according to claim 1 or 2, and a detection means for sample gas components are introduced discharged from the sample gas collecting device The sample gas collecting device is provided such that the purge gas is introduced from the one end side of the collecting member and the sample gas is introduced from the other end side of the collecting member. It is characterized by that.

請求項１に記載した本発明の試料ガス捕集装置によれば、第１捕集領域に捕集された試料ガス成分を脱離させて第２捕集領域で再度捕集することから、第１捕集領域において捕集された試料ガス成分を第２捕集領域に集約してその濃度を高めることができ、また、第２捕集領域は捕集部材内に形成されているため、即ち、捕集部材全長に対してより短く形成されているため、捕集部材から排出する試料ガスの容量が小さくなり、より短い時間で試料ガスを排出することができる。よって、高濃度の試料ガスを短時間で排出することが可能となり、成分検出のピークが鈍ることを防ぎ、正確な成分検出を行うことができる。 According to the sample gas collection device of the present invention described in claim 1, since the sample gas component collected in the first collection region is desorbed and collected again in the second collection region, The sample gas components collected in one collection region can be concentrated in the second collection region to increase the concentration thereof, and the second collection region is formed in the collection member, that is, Since it is formed shorter than the entire length of the collecting member, the volume of the sample gas discharged from the collecting member is reduced, and the sample gas can be discharged in a shorter time. Therefore, it is possible to discharge a high-concentration sample gas in a short time, prevent the peak of component detection from being dull, and perform accurate component detection.

請求項２に記載した本発明の試料ガス捕集装置によれば、第２捕集領域が、第１捕集領域より小さい領域であることから、第２捕集領域に捕集される試料ガス成分の濃度をさらに高めることができ、且つ、第２捕集領域の長さがより短いので、試料ガスの容量がより小さくなり、さらに短い時間で全ての試料ガスを排出することができる。よって、より高濃度の試料ガスをより短時間で排出することが可能となり、より正確な成分検出を行うことができる。 According to the sample gas collection device of the present invention described in claim 2, since the second collection region is smaller than the first collection region, the sample gas collected in the second collection region Since the concentration of the component can be further increased and the length of the second collection region is shorter, the volume of the sample gas becomes smaller, and all the sample gas can be discharged in a shorter time. Therefore, it is possible to discharge a sample gas with a higher concentration in a shorter time, and more accurate component detection can be performed.

請求項３に記載した本発明のガスクロマトグラフ装置によれば、請求項１または２に記載の試料ガス捕集装置を有することから、高濃度の試料ガスを短時間で排出することが可能となり、成分検出のピークが鈍ることを防ぎ、正確な成分検出を行うことができる。 According to the gas chromatograph device of the present invention described in claim 3, since it has the sample gas collecting device of claim 1 or 2, it becomes possible to discharge a high concentration sample gas in a short time, It is possible to prevent the component detection peak from being dull and to perform accurate component detection.

以下、本発明に係る試料ガス捕集装置の一実施形態について、図２を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a sample gas collecting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

試料ガス捕集装置１１は、図２に示すように、捕集管１２と、捕集管１２内に形成された第１捕集領域１２ａおよび第２捕集領域１２ｂと、捕集管１２の周囲に配設された第１調温体１３および第２調温体１４と、第１調温体１３の加熱制御を行う第１加熱制御手段および第２調温体１４の加熱制御を行う第２加熱制御手段として動作する制御装置５１と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the sample gas collection device 11 includes a collection tube 12, a first collection region 12 a and a second collection region 12 b formed in the collection tube 12, and a collection tube 12. The 1st temperature control body 13 and the 2nd temperature control body 14 which are arrange | positioned around, the 1st heating control means which performs heating control of the 1st temperature control body 13, and the 2nd temperature control body 14 which performs heating control And a control device 51 that operates as two heating control means.

捕集管１２は、請求項の捕集部材に相当し、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。捕集管１２は、捕集剤への捕集（濃縮）が促進されるように低温状態に冷却されたあとに、試料ガスが導入されて試料ガス成分を捕集し、そして、試料ガス成分を捕集剤から脱離させるために高温状態に加熱されたあとにパージガスが導入されて、脱離した試料ガス成分が捕集管１２外に排出される。なお、本実施形態においては、試料ガスは図２右側の端部１２ｃより導入され、パージガスは図２左側の端部１２ｄより導入される。また、捕集管１２は、捕集管１２内部の捕集剤が充填されている領域が２つに分けられており、一方が第１捕集領域１２ａ、他方が第２捕集領域１２ｂとして形成されている。 The collection tube 12 corresponds to the collection member of the claims. For example, a collection tube corresponding to a detection target component such as a heat-resistant resin or carbon black is disposed inside a glass tube having an inner diameter of about 5 mm and a length of about 20 to 30 cm. Filled with collector. The collection tube 12 is cooled to a low temperature so that collection (concentration) into the collection agent is promoted, and then the sample gas is introduced to collect the sample gas component, and the sample gas component In order to desorb the gas from the collecting agent, the purge gas is introduced after being heated to a high temperature, and the desorbed sample gas component is discharged out of the collecting tube 12. In this embodiment, the sample gas is introduced from the end portion 12c on the right side of FIG. 2, and the purge gas is introduced from the end portion 12d on the left side of FIG. Moreover, the collection tube 12 is divided into two regions filled with the collection agent inside the collection tube 12, one as the first collection region 12 a and the other as the second collection region 12 b. Is formed.

第１捕集領域１２ａは、捕集剤が充填された領域の９割程度を占める領域であり、パージガスが導入される側（端部１２ｄ寄り）に位置している。第２捕集領域１２ｂは、パージガスが排出される側（端部１２ｃ寄り）、即ち、パージガスに対して第１捕集領域より下流側に位置しており、また、第１捕集領域１２ａに比して小さい領域となるように形成されている。第２捕集領域１２ｂを第１捕集領域１２ａより小さくすることで、第２捕集領域に捕集される試料ガス成分の密度が増し、試料ガスの濃度を高めることができ、また、濃縮した試料ガスの容量が小さくなり、試料ガスを排出する時間を短くすることができる。 The first collection region 12a occupies about 90% of the region filled with the collection agent, and is located on the side where the purge gas is introduced (close to the end portion 12d). The second collection region 12b is located on the side from which the purge gas is discharged (close to the end portion 12c), that is, on the downstream side of the first collection region with respect to the purge gas, and also in the first collection region 12a. It is formed so as to be a smaller area. By making the second collection region 12b smaller than the first collection region 12a, the density of the sample gas component collected in the second collection region can be increased, and the concentration of the sample gas can be increased. Thus, the capacity of the sample gas is reduced, and the time for discharging the sample gas can be shortened.

第１調温体１３は、請求項の第１ヒータに相当し、例えば、帯状に形成された電熱線などからなり、第１捕集領域１２ａに対応して捕集管１２の周囲に密着してらせん状に巻き付けられて配設されており、制御装置５１によって、加熱制御されることにより、第１捕集領域１２ａを加熱して、その領域に捕集されている試料ガス成分を脱離させるものである。また、本実施形態においては、第１調温体１３は、電熱線と共に、例えば、ペルチェ素子などの冷却手段を備えており、冷却手段により、捕集管１２の冷却を迅速に行うことで、成分検出にかかる時間を短縮することを可能としている。 The first temperature control body 13 corresponds to the first heater of the claims, and is composed of, for example, a heating wire formed in a band shape, and is in close contact with the periphery of the collection tube 12 corresponding to the first collection region 12a. It is arranged in a spiral shape and is heated and controlled by the control device 51 to heat the first collection region 12a and desorb the sample gas component collected in that region. It is something to be made. Moreover, in this embodiment, the 1st temperature regulation body 13 is provided with cooling means, such as a Peltier element, for example with a heating wire, By cooling the collection pipe | tube 12 rapidly with a cooling means, It is possible to reduce the time required for component detection.

第２調温体１４は、請求項の第２ヒータに相当し、第１調温体１３と同様に形成されており、第２捕集領域１２ｂに対応して捕集管１２の周囲に密着してらせん状に巻き付けられて配設されており、制御装置５１によって、加熱制御されることにより、第２捕集領域１２ｂを加熱して、その領域に捕集されている試料ガス成分を脱離させるものである。また、本実施形態においては、第１調温体１３は、電熱線と共に、例えば、ペルチェ素子などの冷却手段を備えており、冷却手段により、捕集管１２の冷却を迅速に行うことで、成分検出にかかる時間を短縮することを可能としている。 The second temperature control body 14 corresponds to the second heater of the claims, is formed in the same manner as the first temperature control body 13, and is in close contact with the periphery of the collection tube 12 corresponding to the second collection region 12b. The second collecting region 12b is heated and controlled by the control device 51 to remove the sample gas component collected in the region. It is something to be released. Moreover, in this embodiment, the 1st temperature regulation body 13 is provided with cooling means, such as a Peltier element, for example with a heating wire, By cooling the collection pipe | tube 12 rapidly with a cooling means, It is possible to reduce the time required for component detection.

制御装置５１は、請求項の第１加熱制御手段および第２加熱制御手段に相当し、制御対象部位である第１調温体１３および第２調温体１４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。 The control device 51 corresponds to the first heating control means and the second heating control means in the claims, and is connected to the first temperature control body 13 and the second temperature control body 14 which are control target parts, and interlocks with each other. And a microcomputer (MPU) (not shown) for controlling. As is well known, the MPU is a central processing unit (CPU) that performs various processes and controls according to a predetermined program, a ROM that is a read-only memory storing programs for the CPU, and various data. An I / O unit that includes a RAM that is a readable / writable memory having an area necessary for CPU processing operations and a serial interface for transmitting / receiving control information to / from the above-described control target portion, etc. It consists of

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、第１捕集領域１２ａに捕集された試料ガス成分が脱離されて且つ前記脱離された試料ガス成分がパージガスによって第２捕集領域１２ｂに搬送されて捕集されるように、第１調温体１３により第１捕集領域１２ａを高温状態に加熱するとともに、第２調温体１４による加熱を保留して第２捕集領域１２ｂの低温状態を維持する第１加熱制御手段、および、第２捕集領域１２ｂに捕集された試料ガス成分を脱離させてパージガスによって捕集管１２から排出されるように、第２調温体１４により第２捕集領域１２ｂを高温状態に加熱する第２加熱制御手段、として動作するものである。また、本実施形態においては、制御装置５１のＣＰＵは、上述の第１加熱制御手段および第２加熱制御手段として動作するとともに、第１調温体１３により第１捕集領域１２ａを冷却する第１冷却制御手段および第２調温体１４により第２捕集領域１２ｂを冷却する第２冷却制御手段としても動作する。 The CPU of the control device 51 desorbs the sample gas component collected in the first collection region 12a based on a program stored in the ROM, and the desorbed sample gas component is secondly purged by the purge gas. The first temperature adjustment body 13 heats the first collection area 12a to a high temperature state so as to be conveyed to the collection area 12b and collected, and the heating by the second temperature adjustment body 14 is suspended and second. The first heating control means for maintaining the low temperature state of the collection region 12b, and the sample gas component collected in the second collection region 12b are desorbed and discharged from the collection tube 12 by the purge gas. The second temperature control body 14 operates as second heating control means for heating the second collection region 12b to a high temperature state. In the present embodiment, the CPU of the control device 51 operates as the first heating control unit and the second heating control unit described above, and cools the first collection region 12a by the first temperature control body 13. It also operates as a second cooling control means for cooling the second collection region 12b by the first cooling control means and the second temperature control body 14.

次に、上述した試料ガス捕集装置を備えたガスクロマトグラフ装置について、図３〜図１０を参照して説明する。 Next, the gas chromatograph apparatus provided with the sample gas collection apparatus mentioned above is demonstrated with reference to FIGS.

ガスクロマトグラフ装置（以下、ＧＣ装置）１は、図３に示すように、上述した試料ガス捕集装置１１および検出装置１７が直列に接続されてなる成分検出経路１０と、成分検出経路１０の検出装置１７側に順次直列に接続されるバッファ２６と流動方向切替バルブ２５とポンプ２４と試料導入部２３と、成分検出経路１０の試料ガス捕集装置１１側に順次直列に接続された活性炭フィルタ２２と大気吸入口２１と、試料ガス捕集装置１１に対して並列に配設されたバイパス経路３１と、試料ガス捕集装置１１と検出装置１７との間に位置するバイパス経路３１の端部に配設されたバイパスバルブ３２と、試料ガス捕集装置１１と活性炭フィルタ２２との間に配設された排出バルブ４２と、排出バルブ４２に接続された排出口４１と、で構成されている。また、上述の制御装置５１は、試料ガス捕集装置１１を制御するとともに、ＧＣ装置１も制御する。 As shown in FIG. 3, the gas chromatograph apparatus (hereinafter referred to as GC apparatus) 1 includes a component detection path 10 in which the above-described sample gas collecting apparatus 11 and detection apparatus 17 are connected in series, and detection of the component detection path 10. A buffer 26, a flow direction switching valve 25, a pump 24, a sample introduction unit 23, and an activated carbon filter 22 sequentially connected in series to the sample gas collecting device 11 side of the component detection path 10 are sequentially connected in series to the apparatus 17 side. And at the end of the bypass passage 31 located between the sample gas collection device 11 and the detection device 17. The bypass valve 32 is provided, a discharge valve 42 provided between the sample gas collecting device 11 and the activated carbon filter 22, and a discharge port 41 connected to the discharge valve 42. It has been. The control device 51 described above controls the sample gas collection device 11 and also the GC device 1.

検出装置１７は、試料ガス捕集装置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１７ａとカラム加熱冷却装置１７ｂと検出センサ１７ｃとを備えている。 The detection device 17 is a device that introduces the high-concentration sample gas generated by the sample gas collection device 11 and performs component detection (analysis) thereof. The separation column 17a, the column heating / cooling device 17b, the detection sensor 17c, It has.

分離カラム１７ａ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。 The separation column 17a is for separating components contained in the sample gas, and is a packed column in which a tube having a diameter of 2 to 6 mm and a length of several meters is filled with a granular stationary phase, an inner diameter of about 0.5 mm or less, Existing columns such as capillary columns with a liquid stationary phase held directly on the wall of a thin tube of several tens of meters, or microcolumns in which fine column grooves are formed in a glass plate by etching are used. .

カラム加熱冷却装置１７ｂは、分離カラム１７ａ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１７ａ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１７ｂは、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。 The column heating / cooling device 17b adjusts the temperature of the separation column 17a according to the introduction of the sample gas into the separation column 17a and the separation of the sample gas components, and includes a heater such as a heating wire as a heating means, and a cooling means It is an existing device equipped with a Peltier element. The column heating / cooling device 17b is connected to the control device 51, and is controlled in conjunction with other members constituting the GC device 1.

検出センサ１７ｃは、分離カラム１７ａ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１７ｃ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１７ｃ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。 The detection sensor 17c is for detecting the component of the sample gas that has been transported by the carrier gas after being separated in the separation column 17a. For example, a flame ionization detector, a thermal conductivity detector, etc. The existing sensor is used, and the detection sensor 17c is connected to a control device 51 described later, and is controlled in conjunction with other members constituting the GC device 1. Since the configuration and operation of the detection sensor 17c are not related to the essence of the present invention, the details are omitted.

ポンプ２４は、ポンプ吸入口２４ａから吸入したガスをポンプ排出口２４ｂから排出して流動させるものであり、成分検出経路１０内を通過するように、試料ガスおよびキャリアガスを流動させ、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。ポンプ２４の流動方向は一定方向に固定されており、後述する流動方向切替バルブ２５によって、成分検出経路１０に接続される向きが切り替えられ、即ち、成分検出経路１０内を流れるガスの流動方向が切り替えられる。なお、ポンプ２４は、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。 The pump 24 discharges and flows the gas sucked from the pump suction port 24a through the pump discharge port 24b, and flows the sample gas and the carrier gas so as to pass through the component detection path 10, respectively. The gas flow rate and flow rate can be finely controlled according to the situation so that the gas flows properly. The flow direction of the pump 24 is fixed in a fixed direction, and the direction connected to the component detection path 10 is switched by a flow direction switching valve 25 described later, that is, the flow direction of the gas flowing in the component detection path 10 is changed. Can be switched. The pump 24 is connected to the control device 51 and is controlled in conjunction with other members constituting the GC device 1.

流動方向切替バルブ２５は、例えば、四方電磁弁などが用いられ、その４つの接続口に、バッファ２６と試料導入部２３とポンプ吸入口２４ａとポンプ排出口２４ｂとが接続されている。そして、試料ガスを導入するとき、バッファ２６とポンプ排出口２４ｂ、並びに、試料導入部２３とポンプ吸入口２４ａがそれぞれ接続されて、試料導入部２３から導入された試料ガスが、成分検出経路１０内を検出装置１７から試料ガス捕集装置１１に向かって流動されるように接続を切り替え、キャリアガスを導入するとき、バッファ２６とポンプ吸入口２４ａ、並びに、試料導入部２３とポンプ排出口２４ｂが接続されて、後述の活性炭フィルタ２２から提供されたキャリアガスが、成分検出経路１０内を試料ガス捕集装置１１から検出装置１７に向かって流動されるように接続を切り替える。また、流動方向切替バルブ２５は、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。 For example, a four-way solenoid valve is used as the flow direction switching valve 25, and a buffer 26, a sample introduction unit 23, a pump suction port 24a, and a pump discharge port 24b are connected to the four connection ports. When the sample gas is introduced, the buffer 26 and the pump discharge port 24b, and the sample introduction unit 23 and the pump suction port 24a are connected to each other, so that the sample gas introduced from the sample introduction unit 23 is transferred to the component detection path 10. When the connection is switched so that the inside flows from the detection device 17 toward the sample gas collection device 11 and the carrier gas is introduced, the buffer 26 and the pump suction port 24a, and the sample introduction unit 23 and the pump discharge port 24b are introduced. Are switched so that the carrier gas provided from the activated carbon filter 22 described later flows in the component detection path 10 from the sample gas collection device 11 toward the detection device 17. The flow direction switching valve 25 is connected to the control device 51 and is controlled in conjunction with other members constituting the GC device 1.

バッファ２６は、ポンプ２４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２６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２４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２６を省略してもよい。 The buffer 26 is an existing one for suppressing the disturbance of the flow caused by the pump 24 and keeping the flow amount constant, and the flow amount is stabilized by arranging the buffer 26 on the path, so that the detection accuracy is improved. Can do. Further, the buffer 26 may be omitted if the error due to the disturbance of the flow of the pump 24 is within an allowable range.

試料導入部２３は、ＧＣ装置１の構成の端部に配設されており、試料ガス成分を捕集するときに、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とともに、試料ガス成分を検出するときに、試料ガス成分を搬送したキャリアガスをＧＣ装置１外に排出する排出部としても機能するものである。 The sample introduction unit 23 is disposed at an end of the configuration of the GC device 1 and is an introduction unit for introducing a sample gas into the GC device 1 when collecting a sample gas component. When the sample gas component is detected, it also functions as a discharge unit that discharges the carrier gas carrying the sample gas component out of the GC apparatus 1.

活性炭フィルタ２２は、試料導入部２３とは反対側に位置するＧＣ装置１の端部に配設されており、ポンプ２４および流動方向切替バルブ２５によって、成分検出経路１０内を試料ガス捕集装置１１から検出装置１７に向かう方向に吸引することにより、活性炭フィルタ２２に接続された大気吸入口２１から大気を吸入して、フィルタ内の活性炭により大気に含まれる不純物を取り除いてキャリアガスを生成するものである。 The activated carbon filter 22 is disposed at the end of the GC device 1 located on the opposite side of the sample introduction unit 23, and the sample gas collecting device is disposed in the component detection path 10 by the pump 24 and the flow direction switching valve 25. By sucking in the direction from 11 to the detection device 17, the atmosphere is sucked from the atmosphere suction port 21 connected to the activated carbon filter 22, and impurities contained in the atmosphere are removed by the activated carbon in the filter to generate a carrier gas. Is.

バイパスバルブ３２は、例えば、既存の三方電磁弁などが用いられ、試料ガス捕集装置１１と検出装置１７との間に位置するバイパス経路３１の端部に設けられている。また、３つのポートａ、ｂ、ｃを備え、ポートａには検出装置１７側に位置する試料ガス捕集装置１１の端部、ポートｂにはバイパス経路３１、ポートｃには検出装置１７、がそれぞれ接続されている。バイパスバルブ３２は、キャリアガスを流動させる経路として、試料ガス捕集装置１１またはバイパス経路３１のどちらか一方を選択して切り替えるものであり、即ち、試料ガス捕集装置１１と検出装置１７（ａ−ｃ接続）、または、バイパス経路３１と検出装置１７（ｂ−ｃ接続）、を選択的に接続するものである。 The bypass valve 32 is, for example, an existing three-way electromagnetic valve, and is provided at an end portion of the bypass path 31 positioned between the sample gas collection device 11 and the detection device 17. In addition, three ports a, b, and c are provided. The port a has an end portion of the sample gas collection device 11 located on the detection device 17 side, the port b has a bypass path 31, and the port c has the detection device 17. Are connected to each other. The bypass valve 32 selects and switches either the sample gas collection device 11 or the bypass route 31 as a path through which the carrier gas flows, that is, the sample gas collection apparatus 11 and the detection apparatus 17 (a -C connection) or the bypass path 31 and the detection device 17 (bc connection) are selectively connected.

また、バイパスバルブ３２によって、検出装置１７による検出前に、バイパス経路３１と検出装置１７とを接続（ｂ−ｃ接続）することで、キャリアガスが試料ガス捕集装置１１を迂回して流動されるので、キャリアガスによって分離カラム１７ａおよび検出センサ１７ｃが清浄（即ち、検出手段の清浄）されて、正確なベースライン（基準値）を得ることが可能となり、検出精度を向上させることができる。また、バイパスバルブ３２は、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、バイパスバルブ３２は、バイパス経路３１の一方の端部に設けているが、これに限らず、試料ガス捕集装置１１およびバイパス経路３１のどちらか一方と検出装置１７とを選択的に接続するものであれば、バイパス経路３１の他方の端部または両端部に設けてもよい。 The bypass valve 32 connects the bypass path 31 and the detection device 17 (bc connection) before detection by the detection device 17 so that the carrier gas flows around the sample gas collecting device 11. Therefore, the separation column 17a and the detection sensor 17c are cleaned by the carrier gas (that is, the detection means is cleaned), and an accurate baseline (reference value) can be obtained, so that the detection accuracy can be improved. Further, the bypass valve 32 is connected to the control device 51 and is controlled in conjunction with other members constituting the GC device 1. The bypass valve 32 is provided at one end of the bypass path 31, but is not limited thereto, and either the sample gas collection device 11 or the bypass path 31 and the detection device 17 are selectively connected. If so, it may be provided at the other end or both ends of the bypass path 31.

排出バルブ４２は、例えば、既存の三方電磁弁などが用いられており、また、３つのポートｄ、ｅ、ｆを備え、ポートｄには活性炭フィルタ２２、ポートｅには排出口４１、ポートｆには検出装置１７側とは反対側に位置する試料ガス捕集装置１１の端部、がそれぞれ接続されている。そして、排出バルブ４２は、試料ガスの導入に応じて、試料ガス捕集装置１１と排出口４１とを接続し（ｅ−ｆ接続）、キャリアガスの導入に応じて、前記端部と活性炭フィルタ２２とを接続する（ｄ−ｆ接続）。また、排出バルブ４２は、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。 For example, an existing three-way solenoid valve is used as the discharge valve 42. The discharge valve 42 includes three ports d, e, and f. The port d includes the activated carbon filter 22, the port e includes the discharge port 41, and the port f. Are connected to the end of the sample gas collection device 11 located on the opposite side of the detection device 17 side. The discharge valve 42 connects the sample gas collection device 11 and the discharge port 41 according to the introduction of the sample gas (ef connection), and the end portion and the activated carbon filter according to the introduction of the carrier gas. 22 is connected (df connection). In addition, the discharge valve 42 is connected to the control device 51 and is controlled in conjunction with other members constituting the GC device 1.

排出口４１は、排出バルブ４２に接続されており、試料ガスの導入に応じて試料ガス捕集装置１１と接続され、成分検出経路１０内を通過した試料ガスをＧＣ装置１外に排出し、また捕集管１２加熱時、捕集管１２内に滞留するガスの体積変化による圧力を逃がすものである。 The discharge port 41 is connected to a discharge valve 42, is connected to the sample gas collection device 11 according to the introduction of the sample gas, and discharges the sample gas that has passed through the component detection path 10 to the outside of the GC device 1, In addition, when the collection tube 12 is heated, the pressure due to the volume change of the gas staying in the collection tube 12 is released.

制御装置５１は、上述のとおり、制御対象部位である第１調温体１３（ア）および第２調温体１４（イ）に接続されており、これら以外にも制御対象部位として、カラム加熱冷却装置１７ｂ（ウ）、検出センサ１７ｃ（エ）、ポンプ２４（オ）、流動方向切替バルブ２５（カ）、バイパスバルブ３２（キ）、および、排出バルブ４２（ク）に接続されている。 As described above, the control device 51 is connected to the first temperature control body 13 (A) and the second temperature control body 14 (A), which are control target parts. The cooling device 17b (c), the detection sensor 17c (d), the pump 24 (v), the flow direction switching valve 25 (f), the bypass valve 32 (g), and the discharge valve 42 (g) are connected.

また、制御装置５１のＣＰＵは、上述のとおり第１加熱制御手段、第２加熱制御手段、第１冷却制御手段および第２冷却制御手段として動作し、これ以外にも、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、分離カラム１７ａの温度が適温となるように分離カラム１７ａ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、成分検出経路１０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、試料ガスが検出装置１７から試料ガス捕集装置１１に向かって流動されるようにポンプ２４による流動方向を切り替え、キャリアガスの導入に応じて、キャリアガスが試料ガス捕集装置１１から検出装置１７に向かって流動されるようにポンプ２４による流動方向を切り替える流動方向切替手段、キャリアガスが流動される経路として試料ガス捕集装置１１およびバイパス経路３１のどちらか一方を選択して切り替えるバイパス選択手段、および、試料ガスの導入に応じて、試料ガス捕集装置１１と排出口４１とを接続し、キャリアガスの導入に応じて、試料ガス捕集装置１１側と活性炭フィルタ２２とを接続する排出口選択手段、として動作するものである。 The CPU of the control device 51 operates as the first heating control means, the second heating control means, the first cooling control means, and the second cooling control means as described above, and in addition to this, a program stored in the ROM The column heating / cooling means for heating / cooling the separation column 17a so that the temperature of the separation column 17a becomes an appropriate temperature, the component detection means for detecting the sample gas component contained in the sample gas, and the inside of the component detection path 10 Flow rate control means for controlling the flow rate and flow rate of the sample gas and carrier gas to be flowed, and the pump 24 so that the sample gas flows from the detection device 17 toward the sample gas collecting device 11 in accordance with the introduction of the sample gas. The flow direction is switched so that the carrier gas flows from the sample gas collection device 11 toward the detection device 17 in accordance with the introduction of the carrier gas. A flow direction switching means for switching the flow direction by the pump 24, a bypass selection means for selecting and switching one of the sample gas collection device 11 and the bypass path 31 as a path through which the carrier gas flows, and for introducing the sample gas Accordingly, the sample gas collecting device 11 and the discharge port 41 are connected, and according to the introduction of the carrier gas, the sample gas collecting device 11 side and the activated carbon filter 22 are connected to operate as discharge port selecting means. It is.

なお、本実施形態においては、制御装置５１によって、試料ガス捕集装置１１およびＧＣ装置１を共に制御しているが、これに限定されるものではなく、試料ガス捕集装置１１とＧＣ装置１とでそれぞれ独立した制御装置を実装しても良い。ただし、その場合は、各制御装置を連携させて、キャリアガス（パージガス）の流動や捕集管の加熱などの動作を連動させる必要がある。 In the present embodiment, the sample gas collection device 11 and the GC device 1 are controlled by the control device 51, but the present invention is not limited to this, and the sample gas collection device 11 and the GC device 1 are not limited thereto. Independent control devices may be mounted. However, in that case, it is necessary to link the respective control devices so as to link operations such as the flow of the carrier gas (purge gas) and the heating of the collection tube.

次に、上述した制御装置５１（即ち、ＣＰＵ）が実行する本発明に係る処理の一例を、図４に示すフローチャート、および、図５〜図１０に示す各ステップに対応する動作図を参照して説明する。 Next, referring to the flowchart shown in FIG. 4 and the operation diagrams corresponding to the steps shown in FIGS. 5 to 10, an example of processing according to the present invention executed by the control device 51 (that is, the CPU) described above. I will explain.

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、流動方向切替バルブ２５によって、ポンプ２４による流動方向を試料ガス捕集装置１１から検出装置１７に向かう方向（以下、検出方向）に切り替え、バイパスバルブ３２によって、検出装置１７と試料ガス捕集装置１１とを接続（ａ−ｃ接続）し、排出バルブ４２によって、活性炭フィルタ２２と試料ガス捕集装置１１とを接続（ｄ−ｆ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。 When the CPU of the control device 51 is activated when the GC device 1 is turned on, the flow direction switching valve 25 changes the flow direction of the pump 24 from the sample gas collection device 11 to the detection device 17 (hereinafter, detection direction). ), The detection device 17 and the sample gas collection device 11 are connected (ac connection) by the bypass valve 32, and the activated carbon filter 22 and the sample gas collection device 11 are connected by the discharge valve 42 (d) After performing a predetermined initialization operation such as -f connection), the process proceeds to step S110.

ステップＳ１１０では、第１調温体１３、第２調温体１４およびカラム加熱冷却装置１７ｂによって、捕集管１２（即ち、第１捕集領域１２ａおよび第２捕集領域１２ｂ）および分離カラム１７ａを高温に加熱して不純成分を取り出したのち、ポンプ２４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１２および分離カラム１７ａ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５クリーニング１動作）。不純成分の排出が完了したのち、ステップＳ１２０に進む。 In step S110, the collection tube 12 (that is, the first collection region 12a and the second collection region 12b) and the separation column 17a are obtained by the first temperature adjustment body 13, the second temperature adjustment body 14, and the column heating / cooling device 17b. After the impure components are taken out by heating to high temperature, flow by the pump 24 is started. As a result, the carrier gas flows so as to pass through the collection pipe 12 and the separation column 17a, and the impure component is discharged out of the GC apparatus 1 by the carrier gas (the operation of cleaning 1 in FIG. 5). After discharging the impure components, the process proceeds to step S120.

ステップＳ１２０では、流動方向切替バルブ２５によって、ポンプ２４による流動方向を検出装置１７から試料ガス捕集装置１１に向かう方向（以下、捕集方向）に切り替え、排出バルブ４２によって、試料ガス捕集装置１１と排出口４１とを接続（ｅ−ｆ接続）し、また、カラム加熱冷却装置１７ｂによって、分離カラム１７ａの加熱を継続して行うとともに、第１調温体１３および第２調温体１４によって、捕集管１２を冷却し、そして、試料導入部２３から試料ガスを導入する。これにより、試料ガスが、検出装置１７を通過して試料ガス捕集装置１１に導入され、試料ガス捕集装置１１により試料ガス成分の捕集が行われたのち、試料ガス捕集装置１１を通過した試料ガスが排出口４１から排出される（以上、図６サンプリング動作）。サンプリング動作においては、分離カラム１７ａの加熱を継続して行うことにより、分離カラム１７ａ内に試料ガス成分が留まることを防ぎ、捕集管１２を冷却することにより、捕集管１２に試料ガス成分が吸着（捕集）されやすくしている。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。 In step S120, the flow direction by the pump 24 is switched by the flow direction switching valve 25 to the direction from the detection device 17 toward the sample gas collection device 11 (hereinafter referred to as collection direction), and the sample gas collection device by the discharge valve 42. 11 and the discharge port 41 (ef connection), and the column heating / cooling device 17b continuously heats the separation column 17a, and the first temperature adjusting body 13 and the second temperature adjusting body 14 Thus, the collection tube 12 is cooled, and the sample gas is introduced from the sample introduction portion 23. As a result, the sample gas passes through the detection device 17 and is introduced into the sample gas collection device 11. After the sample gas component is collected by the sample gas collection device 11, the sample gas collection device 11 is The sample gas that has passed through is discharged from the discharge port 41 (the sampling operation in FIG. 6). In the sampling operation, the separation column 17a is continuously heated to prevent the sample gas component from staying in the separation column 17a, and by cooling the collection tube 12, the sample gas component is added to the collection tube 12. Is easily adsorbed (collected). Then, after the collection of the sample gas component is completed, the process proceeds to step S130.

ステップＳ１３０では、流動方向切替バルブ２５によって、ポンプ２４による流動方向を検出方向に切り替えてキャリアガスを流動させ、バイパスバルブ３２によって、検出装置１７とバイパス経路３１とを接続（ｂ−ｃ接続）し、また、カラム加熱冷却装置１７ｂによって、分離カラム１７ａの加熱を継続して行う。これにより、検出装置１７内に残留している試料ガスがキャリアガスによって押し出され、ＧＣ装置１外に排出される。（以上、図７クリーニング２動作）。そして、検出装置１７内に残留していた試料ガスの排出が完了したのち、カラム加熱冷却装置１７ｂにより分離カラム１７ａを冷却する。そして、分離カラム１７ａがガス成分分離に適した温度まで冷却されたのち、ステップＳ１４１に進む。なお、この分離カラム１７ａの温度は、検出動作まで維持される。 In step S130, the flow direction switching valve 25 switches the flow direction of the pump 24 to the detection direction to flow the carrier gas, and the bypass valve 32 connects the detection device 17 and the bypass path 31 (bc connection). Further, the separation column 17a is continuously heated by the column heating / cooling device 17b. Thereby, the sample gas remaining in the detection device 17 is pushed out by the carrier gas and discharged out of the GC device 1. (The above is the cleaning 2 operation in FIG. 7). Then, after the discharge of the sample gas remaining in the detection device 17 is completed, the separation column 17a is cooled by the column heating / cooling device 17b. Then, after the separation column 17a is cooled to a temperature suitable for gas component separation, the process proceeds to step S141. Note that the temperature of the separation column 17a is maintained until the detection operation.

ステップＳ１４１では、第１調温体１３を加熱して、第１捕集領域１２ａに捕集されている試料ガス成分を脱離させる。また、このとき、第２調温体１４による冷却および加熱ともに停止して第２捕集領域１２ｂの低温状態を維持する（または、冷却を継続しても良い）。また、第１捕集領域１２ａの加熱によって生じる捕集管１２内のガスの膨張による圧力を排出口４１から逃がし、捕集管１２内の圧力上昇による脱離効率の低下を防いでいる。そして、第１捕集領域１２ａからの試料ガス成分の脱離が十分行われたのち、ステップＳ１４３に進む。 In step S141, the first temperature control body 13 is heated to desorb the sample gas component collected in the first collection region 12a. At this time, both cooling and heating by the second temperature control body 14 are stopped and the low temperature state of the second collection region 12b is maintained (or cooling may be continued). Further, the pressure due to the expansion of the gas in the collection tube 12 caused by the heating of the first collection region 12a is released from the discharge port 41, thereby preventing the desorption efficiency from being lowered due to the pressure increase in the collection tube 12. Then, after the sample gas component is sufficiently desorbed from the first collection region 12a, the process proceeds to step S143.

ステップＳ１４３では、バイパスバルブ３２によって、検出装置１７と試料ガス捕集装置１１とを接続（ａ−ｃ接続）し、排出バルブ４２によって、活性炭フィルタ２２と試料ガス捕集装置１１とを接続する（ｄ−ｆ接続）。これにより、キャリアガス（即ち、パージガス）によって、第１捕集領域１２ａから脱離された試料ガス成分が第２捕集領域１２ｂに搬送されて、低温状態にある第２捕集領域１２ｂにて捕集される（以上、Ｓ１４１〜Ｓ１４３、図８濃縮動作）。このとき、ポンプ２４によって流動されるキャリアガスの量は、試料ガスを第１捕集領域１２ａから第２捕集領域１２ｂまで搬送する程度の少量である。そして、第２捕集領域１２ｂでの捕集が完了したのち、ステップＳ１４５に進む。 In step S143, the detection device 17 and the sample gas collection device 11 are connected by the bypass valve 32 (ac connection), and the activated carbon filter 22 and the sample gas collection device 11 are connected by the discharge valve 42 (see FIG. df connection). Thereby, the sample gas component desorbed from the first collection region 12a is transferred to the second collection region 12b by the carrier gas (that is, the purge gas), and in the second collection region 12b in the low temperature state. Collected (S141 to S143, FIG. 8 concentration operation). At this time, the amount of the carrier gas that is flowed by the pump 24 is small enough to convey the sample gas from the first collection region 12a to the second collection region 12b. And after the collection in the 2nd collection area | region 12b is completed, it progresses to step S145.

ステップＳ１４５では、バイパスバルブ３２によって、検出装置１７とバイパス経路３１とを接続（ｂ−ｃ接続）し、排出バルブ４２によって、排出口４１と試料ガス捕集装置１１とを接続し（ｅ−ｆ接続）、また、第１調温体１３によって、第１捕集領域１２ａを冷却すると共に、第２調温体１４によって、第２捕集領域１２ｂを加熱して、第２捕集領域１２ｂに捕集されている試料ガスを脱離させる。このとき、第２捕集領域１２ｂの加熱によって生じる捕集管１２内のガスの膨張による圧力を排出口４１から逃がし、捕集管１２内の圧力上昇による脱離効率の低下を防いでいる。そして、第２捕集領域１２ｂからの試料ガスの脱離が十分行われたのち、ステップＳ１５０に進む。 In step S145, the detection device 17 and the bypass path 31 are connected by the bypass valve 32 (bc connection), and the discharge port 41 and the sample gas collection device 11 are connected by the discharge valve 42 (e-f Connection), the first temperature control body 13 cools the first collection region 12a, and the second temperature control body 14 heats the second collection region 12b to the second collection region 12b. The collected sample gas is desorbed. At this time, the pressure due to the expansion of the gas in the collection tube 12 caused by the heating of the second collection region 12b is released from the discharge port 41, thereby preventing the desorption efficiency from being lowered due to the pressure increase in the collection tube 12. Then, after the sample gas is sufficiently desorbed from the second collection region 12b, the process proceeds to step S150.

ステップＳ１５０では、バイパスバルブ３２によって、検出装置１７と試料ガス捕集装置１１とを接続（ａ−ｃ接続）し、排出バルブ４２によって、活性炭フィルタ２２と試料ガス捕集装置１１とを接続（ｄ−ｆ接続）する。これにより、試料ガス捕集装置１１内の第２捕集領域１２ｂに滞留している高濃度且つ少容量の試料ガスが、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１７（即ち、分離カラム１７ａ）に導入される（以上、Ｓ１４５〜Ｓ１５０、図９打ち込み動作）。このとき、キャリアガスの量、つまり、ポンプ２４によって流動される量は、試料ガスを試料ガス捕集装置１１から検出装置１７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１７ａ内に導入されたのち、ステップＳ１６０に進む。 In step S150, the detection device 17 and the sample gas collection device 11 are connected by the bypass valve 32 (ac connection), and the activated carbon filter 22 and the sample gas collection device 11 are connected by the discharge valve 42 (d). -F connection). As a result, the high-concentration and small-volume sample gas staying in the second collection region 12b in the sample gas collection device 11 is pushed out (ie, purged) by the carrier gas, and the detection device 17 (ie, Introduced into the separation column 17a) (S145 to S150, FIG. 9 driving operation). At this time, the amount of the carrier gas, that is, the amount that is flowed by the pump 24 is small enough to transport the sample gas from the sample gas collection device 11 to the detection device 17. Then, after the high-concentration sample gas is introduced into the separation column 17a, the process proceeds to step S160.

ステップＳ１６０では、バイパスバルブ３２によって、検出装置１７とバイパス経路３１とを接続（ｂ−ｃ接続）し、キャリアガスによって、分離カラム１７ａ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１７ａ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１７ｃに搬送されて、各成分の検出が行われる（以上、図１０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。 In step S160, the detection device 17 and the bypass path 31 are connected by the bypass valve 32 (bc connection), and the sample gas component contained in the sample gas introduced into the separation column 17a is separated by the carrier gas. Each sample gas component is separated in the column 17a and conveyed to the detection sensor 17c with a time difference, and each component is detected (the detection operation in FIG. 10 above). Then, after all the detection target components have been conveyed, the processing of this flowchart is terminated.

次に、上述したＧＣ装置１（即ち、試料ガス捕集装置１１）において、試料ガスの濃縮動作および排出動作の一例を説明する。 Next, an example of the sample gas concentration operation and the discharge operation in the GC device 1 (that is, the sample gas collection device 11) described above will be described.

最初に、試料ガスを捕集するために、試料ガス捕集装置１１内の捕集管１２に、所定量の試料ガスが導入され、低温状態にある第１捕集領域１２ａおよび第２捕集領域１２ｂにおいて試料ガス成分が捕集される。そして、試料ガス成分の捕集完了後に、第１調温体１３によって第１捕集領域１２ａを加熱して、捕集されていた試料ガス成分が脱離させたあと、パージガスが導入されて試料ガス成分が第１捕集領域１２ａから第２捕集領域１２ｂに搬送される。また、このとき、第２捕集領域１２ｂは低温状態を維持している。 First, in order to collect the sample gas, a predetermined amount of the sample gas is introduced into the collection tube 12 in the sample gas collection device 11, and the first collection region 12a and the second collection in a low temperature state. The sample gas component is collected in the region 12b. Then, after the collection of the sample gas component is completed, the first temperature adjusting body 13 heats the first collection region 12a to desorb the collected sample gas component, and then a purge gas is introduced and the sample is collected. A gas component is conveyed from the 1st collection area | region 12a to the 2nd collection area | region 12b. At this time, the second collection region 12b maintains a low temperature state.

そして、第１捕集領域１２ａから搬送された試料ガスは濃度が高められていてより捕集されやすくなっているため、低温状態にある第２捕集領域１２ｂにおいて再度捕集される。これにより、第１捕集領域１２ａが捕集した試料ガス成分が、第２捕集領域１２ｂに集約され、第２捕集領域１２ｂに捕集されている試料ガス成分の密度が上がり、即ち、試料ガス成分が濃縮される。そして、第２捕集領域１２ｂでの捕集完了後に、第１調温体１３によって第１捕集領域１２ａを冷却し、反対に第２調温体１４によって第２捕集領域１２ｂを加熱して、捕集されている試料ガス成分が脱離させ、さらにパージガスが導入されて、高濃度且つ少容量の試料ガスが捕集管１２から排出されて、検出装置１７に導入される。 And since the sample gas conveyed from the 1st collection area | region 12a is having high density | concentration and is easy to be collected, it collects again in the 2nd collection area | region 12b in a low-temperature state. Thereby, the sample gas components collected by the first collection region 12a are concentrated in the second collection region 12b, and the density of the sample gas components collected in the second collection region 12b is increased, that is, The sample gas component is concentrated. Then, after the collection in the second collection region 12b is completed, the first collection region 12a is cooled by the first temperature control body 13, and the second collection region 12b is heated by the second temperature adjustment body 14 on the contrary. Thus, the collected sample gas component is desorbed, a purge gas is further introduced, and a high-concentration and small-volume sample gas is discharged from the collection tube 12 and introduced into the detection device 17.

上記より、本実施形態によれば、第１捕集領域１２ａに捕集された試料ガス成分を脱離させて第２捕集領域１２ｂで再度捕集することから、第１捕集領域１２ａにおいて捕集された試料ガス成分を第２捕集領域１２ｂに集約してその濃度を高めることができ、また、第２捕集領域１２ｂは捕集管１２内に形成されているため、即ち、捕集管１２の全長に対してより短く形成されているため、捕集管１２から排出する試料ガスの容量が小さくなり、より短い時間で試料ガスを排出することができる。よって、高濃度の試料ガスを短時間で排出することが可能となり、成分検出のピークが鈍ることを防ぎ、正確な成分検出を行うことができる。 From the above, according to the present embodiment, the sample gas component collected in the first collection region 12a is desorbed and collected again in the second collection region 12b. The collected sample gas component can be concentrated in the second collection region 12b to increase its concentration, and the second collection region 12b is formed in the collection tube 12, that is, the collection. Since it is formed shorter than the entire length of the collecting tube 12, the volume of the sample gas discharged from the collecting tube 12 is reduced, and the sample gas can be discharged in a shorter time. Therefore, it is possible to discharge a high-concentration sample gas in a short time, prevent the peak of component detection from being dull, and perform accurate component detection.

また、第２捕集領域１２ｂが、第１捕集領域１２ａより小さく形成されていることから、第２捕集領域１２ｂに捕集される試料ガス成分の濃度をさらに高めることができ、且つ、第２捕集領域１２ｂの長さがより短いので、試料ガスの容量がより小さくなり、さらに短い時間で全ての試料ガスを排出することができる。よって、より高濃度の試料ガスをより短時間で排出することが可能となり、より正確な成分検出を行うことができる。 Further, since the second collection region 12b is formed smaller than the first collection region 12a, the concentration of the sample gas component collected in the second collection region 12b can be further increased, and Since the length of the second collection region 12b is shorter, the volume of the sample gas becomes smaller, and all the sample gas can be discharged in a shorter time. Therefore, it is possible to discharge a sample gas with a higher concentration in a shorter time, and more accurate component detection can be performed.

また、第２捕集領域１２ｂが小さく形成されていることから、当該領域の熱容量が小さくなり、加熱及び冷却を素早く行うことができるため、作業効率を向上させることができる。 Moreover, since the 2nd collection area | region 12b is formed small, since the heat capacity of the said area | region becomes small and heating and cooling can be performed quickly, working efficiency can be improved.

また、第２捕集領域１２ｂから試料ガス成分を脱離させるとき、第２調温体１４によって第２捕集領域１２ｂを加熱するとともに、第１調温体１３によって第１捕集領域１２ａを冷却していることから、第２捕集領域１２ｂの試料ガス成分のみ脱離させることができるので、試料ガスの濃度の区切りをより明確にすることができ、つまり、試料ガスとパージガスとの区切りをより明確にすることができ、より正確な成分検出を行うことができる。 Further, when the sample gas component is desorbed from the second collection region 12b, the second collection region 12b is heated by the second temperature control body 14, and the first collection region 12a is formed by the first temperature control body 13. Since it is cooled, only the sample gas component in the second collection region 12b can be desorbed, so that the separation of the concentration of the sample gas can be made clearer, that is, the separation of the sample gas and the purge gas. Can be made clearer and more accurate component detection can be performed.

また、第１調温体１３および第２調温体１４は、電熱線などの加熱手段とともに、ペルチェ素子などの冷却手段も備えていることから、捕集管１２の冷却を素早く行うことが可能であり、作業効率を向上させることができる。 Moreover, since the 1st temperature control body 13 and the 2nd temperature control body 14 are equipped with cooling means, such as a Peltier element, with heating means, such as a heating wire, it is possible to cool the collection pipe 12 quickly. Thus, work efficiency can be improved.

次に、本発明者は、本発明に係る試料ガス捕集装置１１と、従来の試料ガス捕集装置６１と、を用いて、それぞれの試料ガス捕集装置から排出される試料ガスの濃度および排出時間について比較試験を行った。その試験内容および結果について図１１〜図１３を参照して説明する。 Next, the present inventor uses the sample gas collection device 11 according to the present invention and the conventional sample gas collection device 61, and the concentration of the sample gas discharged from each sample gas collection device and A comparative test was conducted on the discharge time. The test contents and results will be described with reference to FIGS.

比較対象となる従来の試料ガス捕集装置６１について、図１１を参照して説明する。 A conventional sample gas collecting device 61 to be compared will be described with reference to FIG.

従来の試料ガス捕集装置６１は、図１１に示すように、捕集管６２と、捕集管６２内の捕集剤が充填された領域である捕集領域６２ａと、捕集管６２の周囲に配設された調温体６３と、調温体６３の加熱制御を行う加熱制御手段として動作する制御装置５１と、を備えている。なお、試料ガス捕集装置６１の捕集管６２および制御装置５１は、前述した実施形態と同一であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 As shown in FIG. 11, the conventional sample gas collection device 61 includes a collection tube 62, a collection region 62 a that is a region filled with the collection agent in the collection tube 62, and a collection tube 62. There are provided a temperature control body 63 disposed around and a control device 51 that operates as a heating control means for controlling the heating of the temperature control body 63. Note that the collection tube 62 and the control device 51 of the sample gas collection device 61 are the same as those in the above-described embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

調温体６３は、上述した第１調温体１３および第２調温体１４と同様に構成されており、例えば、帯状に形成された電熱線などからなり、捕集領域６２ａに対応して捕集管６２の周囲に密着してらせん状に巻き付けられて配設されており、制御装置５１によって、加熱制御されることにより、捕集領域６２ａを加熱して、その領域に捕集されている試料ガス成分を脱離させるものである。また、調温体６３は、電熱線と共に、例えば、ペルチェ素子などの冷却手段を備えており、制御装置５１によって、加熱制御とともに冷却制御される。 The temperature adjustment body 63 is configured in the same manner as the first temperature adjustment body 13 and the second temperature adjustment body 14 described above. For example, the temperature adjustment body 63 is formed of a heating wire formed in a band shape and corresponds to the collection region 62a. The collection tube 62 is closely wound around the circumference of the collection tube 62 and arranged in a spiral shape. The control device 51 controls the heating so that the collection region 62a is heated and collected in that region. The sample gas component is desorbed. Moreover, the temperature control body 63 is provided with cooling means such as a Peltier element, for example, together with the heating wire, and is controlled to be cooled by the control device 51 along with heating control.

（実施例１）
本発明者は、本発明に係る試料ガス捕集装置１１または従来の試料ガス捕集装置６１を上述のＧＣ装置１に組み込み、例えば、トルエンなどの特定の物質（検出対象成分）を窒素ガスに混入して生成した試料ガスを、各試料ガス捕集装置に同量導入して試料ガス成分を捕集したのち、捕集した試料ガスを脱離させ、各試料ガス捕集装置から排出させたときの時間に対する濃度の変化について測定を行った。測定結果を図１２、図１３に示す。 Example 1
The inventor incorporates the sample gas collection device 11 according to the present invention or the conventional sample gas collection device 61 into the above-described GC device 1, for example, a specific substance (detection target component) such as toluene into nitrogen gas. The same amount of mixed sample gas was introduced into each sample gas collection device to collect sample gas components, and then the collected sample gas was desorbed and discharged from each sample gas collection device. The change in concentration with respect to time was measured. The measurement results are shown in FIGS.

図１２は従来の試料ガス捕集装置６１における測定結果を示すグラフである。このグラフによると、試料ガスの排出直後に濃度のピークがあり、その後なだらかに濃度が低下しているのがわかる。 FIG. 12 is a graph showing the measurement results in the conventional sample gas collector 61. According to this graph, it can be seen that there is a concentration peak immediately after the sample gas is discharged, and then the concentration gradually decreases.

図１３は本発明に係る試料ガス捕集装置１１における測定結果を示すグラフである。このグラフによると、従来のものと同様に、試料ガス排出直後に濃度のピークがあるが、試料ガスの濃度がより高く、また、ピークを過ぎると急峻に濃度が低下していることがわかる。 FIG. 13 is a graph showing the measurement results in the sample gas collector 11 according to the present invention. According to this graph, as in the conventional case, there is a concentration peak immediately after the sample gas is discharged, but the concentration of the sample gas is higher, and after the peak, the concentration decreases sharply.

以上の測定結果からも、本発明に係る試料ガス捕集装置１１によれば、高濃度の試料ガスを短時間で排出することが可能となることがわかった。 From the above measurement results, it was found that the sample gas collecting apparatus 11 according to the present invention can discharge a high concentration of sample gas in a short time.

なお、本実施形態においては、２つの捕集領域および２つの調温体を備えているが、これに限定するものではなく、３つ以上の捕集領域およびそれぞれの捕集領域に対応する複数の調温体をそなえ、濃縮動作をより多くの段階に分けてもよい。 In addition, in this embodiment, although it has two collection area | regions and two temperature control bodies, it is not limited to this, 3 or more collection area | regions and multiple corresponding to each collection area | region The concentration operation may be divided into more stages.

また、本実施形態では、検出装置１７への打ち込み動作におけるパージガスとしてキャリアガスを用いているが、例えば、打ち込み動作時に排出口４１と試料ガス捕集装置１１とを接続（排出バルブ４２ｅ−ｆ接続）し、排出口４１から大気を吸入してパージガスとするなど、試料ガス捕集装置１１から検出装置１７への試料ガス導入が可能であれば、打ち込み動作はどのように行っても良い。 In the present embodiment, the carrier gas is used as the purge gas in the operation of driving into the detection device 17. For example, the discharge port 41 and the sample gas collecting device 11 are connected (discharge valve 42 ef) during the driving operation. As long as the sample gas can be introduced from the sample gas collection device 11 to the detection device 17 such as by connecting the gas to the discharge port 41 to generate the purge gas, the driving operation may be performed in any manner.

また、本実施形態では、サンプリング動作時に試料導入部２３から試料ガスを導入し、該試料ガスを捕集管１２の端部１２ｃから端部１２ｄに向かって流動させて試料ガス成分を捕集しているが、これに限定するものではなく、例えば、サンプリング動作時に排出口４１から試料ガスを導入し、該試料ガスを捕集管１２の端部１２ｄから端部１２ｃに向かって流動させて捕集してもよい。 In the present embodiment, the sample gas is introduced from the sample introduction unit 23 during the sampling operation, and the sample gas is caused to flow from the end 12c to the end 12d of the collection tube 12 to collect the sample gas component. However, the present invention is not limited to this. For example, sample gas is introduced from the discharge port 41 during the sampling operation, and the sample gas is caused to flow from the end 12d to the end 12c of the collection tube 12 to be captured. You may gather.

また、本実施形態では、検出動作時に分離カラム１７ａ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１７ａ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。 In the present embodiment, a method of performing separation of sample gas components (constant temperature method) while maintaining the temperature of the separation column 17a at a constant temperature during the detection operation is used. The method may be changed according to the sample gas to be detected, such as a method of separating the sample gas components while raising the temperature of the separation column 17a (temperature raising method).

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。 The above-described embodiments are merely representative examples of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の試料ガス捕集装置の基本構成図である。It is a basic lineblock diagram of the sample gas collection device of the present invention. 本発明の試料ガス捕集装置の実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows embodiment of the sample gas collection apparatus of this invention. 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。It is a block diagram which shows embodiment of the gas chromatograph apparatus of this invention. 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。It is a flowchart which shows an example of the process which concerns on this invention which CPU of the gas chromatograph apparatus in FIG. 2 performs. 図２中のガスクロマトグラフ装置のクリーニング１動作の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the cleaning 1 operation | movement of the gas chromatograph apparatus in FIG. 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。It is a figure which shows the state of the sampling operation | movement of the gas chromatograph apparatus in FIG. 図２中のガスクロマトグラフ装置のクリーニング２動作の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of cleaning 2 operation | movement of the gas chromatograph apparatus in FIG. 図２中のガスクロマトグラフ装置の濃縮動作の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the concentration operation | movement of the gas chromatograph apparatus in FIG. 図２中のガスクロマトグラフ装置の打ち込み動作の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of driving operation of the gas chromatograph apparatus in FIG. 図２中のガスクロマトグラフ装置の検出動作の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the detection operation | movement of the gas chromatograph apparatus in FIG. 従来の試料ガス捕集装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional sample gas collection apparatus. 従来の試料ガス捕集装置から排出された試料ガスの時間に対する濃度変化のグラフである。It is a graph of the density | concentration change with respect to time of the sample gas discharged | emitted from the conventional sample gas collection apparatus. 本発明の試料ガス捕集装置から排出された試料ガスの時間に対する濃度変化のグラフである。It is a graph of the density | concentration change with respect to time of the sample gas discharged | emitted from the sample gas collection apparatus of this invention. 従来のガスクロマトグラフ装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional gas chromatograph apparatus.

Explanation of symbols

１ガスクロマトグラフ装置
１１試料ガス捕集装置
１２捕集部材（捕集管）
１２ａ第１捕集領域
１２ｂ第２捕集領域
１３第１ヒータ（第１調温体）
１４第２ヒータ（第２調温体）
５１加熱制御手段（制御装置） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas chromatograph apparatus 11 Sample gas collection apparatus 12 Collection member (collection pipe)
12a 1st collection area | region 12b 2nd collection area | region 13 1st heater (1st temperature control body)
14 Second heater (second temperature control body)
51 Heating control means (control device)

Claims

A collection member having a collection region for collecting a sample gas component contained in the sample gas in a low temperature state and desorbing the collected sample gas component in a high temperature state; A sample gas collecting device in which a sample gas component is conveyed by a purge gas flowing in the collecting member,
The collection area is different from the first collection area formed on the one end side where the purge gas is introduced in the collection member and the first collection area in the collection member. And a second collection region formed on the other end side where the sample gas is introduced ,
A first heater for heating the first collection region to a high temperature state;
A second heater for heating the second collection region to a high temperature state;
The first heater is controlled so that the sample gas component collected in the first collection region is in a high temperature state where the sample gas component is desorbed, and the sample gas component desorbed from the first collection region is the purge gas. First heating control means for controlling the second heater so that the second collection region is in a low temperature state for collecting the desorbed sample gas component when transported to the second collection region by When,
Second heating control means for controlling the second heater so as to be in a high temperature state in which the sample gas component collected in the second collection region is desorbed;
A sample gas collecting device comprising:

The sample gas collecting apparatus according to claim 1, wherein the second collection region is a region smaller than the first collection region.

A sample gas collecting device according to claim 1 or 2, and a detection means for sample gas components are introduced discharged from the sample gas collecting apparatus possess,
The sample gas collecting device is provided such that the purge gas is introduced from the one end side of the collecting member and the sample gas is introduced from the other end side of the collecting member. gas chromatography apparatus, characterized in that there.