JPH0295251A - ガスクロマトグラフ用検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、プロセスガスクロマトグラフなどのガスクロ
マトグラフに装着され分離カラムで分離された被測定成
分などを検出するガスクロマトグラフ用検出器に関する
。

〈従来の技術〉 １９５２年にＡ、Ｊ、Ｐ、Ｍａｒｔｉｎによって発表さ
れたガスクロマトグラフィは、揮発性化合物の画期的な
分析方法であり、以来今日まで種々の改良が加えられ分
析化学の分野で広く使用されている。このようなカスク
ロマトグラフィを利用、し、石油プラント等における各
種流体に含まれる被測定成分を連続的かつ再現性良く分
析する装置としてプロセスガスクロマトグラフが開発さ
れ、広い分野で使用されている。

一方、ガスクロマトグラフには分離カラムで分離された
被測定成分などを検出するガスクロマトグラフ用検出器
が装着されている。また、この検出器として新規な検出
器を備えたガスクロマトグラフについて、本願出願人は
既に特願昭６０−１４６４５９号を提案している。

黙しながら、特願昭６０−１４６４５９号で提案した検
出器は、電極材料として白金＜Ｐｔ）系で触媒性の強い
ものを使用しているため、キャリアカス中に酸素ガスを
混入させることができず通常のＦＩＤ　（水素炎イオン
化検出器）と同程度の検出感度を得ることができないと
いう問題があった。

即ち、固体電解質センサにおいて、測定ガス側に酸素ガ
スが全く存在しない場合には１ボルト以上の大きな起電
力が発生する。このため、電圧のバックグランドが極め
て大きい状態で被測定成分を測定しなければならず、微
量の可燃性成分のような被測定成分のピークが測り歎く
なる。従って、キャリアガス中に酸素ガスを混合するこ
とにより参照ガス側にも測定カス側と同濃度の酸素カス
を供給し、可燃性成分ガスが存在しない状態では測定セ
ルの起電力をゼロにするようなことが行われる。しかし
、電極として白金（Ｐｔ）を使用すると該白金の強い触
媒作用によって可燃性の成分ガスが燃焼してしまい被測
定成分を高感度に測定できないという問題があった。

〈発明が達成しようとする課題〉 本発明は、かかる従来例の問題に鑑みてなされたもめで
あり、その課題は、水素ガスを供給することなく　ト’
　Ｉ　Ｄと同程度の高い検出感度を有するガスクロマト
グラフ用検出器を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上述のような課題を解決する本発明の特徴は、固体電解
質センサの両側に電極を設け分離カラムから溶出する被
測定成分ガスに空気または酸素ガスを一定量混合し前記
電極の一方の側にキャリアガスで搬送すると共に他方の
電極側に参照ガスを導き、これら電極間に発生ずる起電
力の差を検出して前記被測定成分を検出するガスクロマ
トグラフ用検出器において、前記電極のうち少なくとも
前記キャリアガスが供給される測定ガス側を二硅化モリ
ブデン若しくは他の非触媒性材料で構成したことにある
。

〈　実方１ＩｉｐＡ　〉 以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第１
図は本発明に係わるガスクロマトグラフ用検出器の使用
例説明図である。この図において、１は例えば第１〜第
６の接続口１ａ〜１ｆと計量管１ｇを有し内部流路が第
１図の実線接続状態と破線接続状態に交互に切換られる
サンプリングバルブ、５は内部に例えばカラム充填剤が
充填されてなる分離カラム、６は電極６ａ、６ｂが二硅
化モリブデン（Ｍ（ＩＳｊ２）若しくは他の非触媒性材
料で構成されている固体電解質センサ、８は電極６ａ、
６ｂから送出される検出信号を信号線７ａ、７ｂを介し
て受は一定の信号処理を施し測定信号ｏ　ｕ　’ｒとし
て出力する検出回路、９はガスクロマトグラフ用検出器
Ａ内を加熱するし−タ、】０はガスクロマトグラフ用検
出器Ａ内の温度を検出する熱電対、１１は熱電対１０の
検出信号を受は予め設定されている温度と比較するなど
してヒータ９をオンオフ制御する温度制御回路、１２は
空気もしくは酸素カスの供給源である。

このような構成で使用されることの多いガスクロマトグ
ラフ用検出器Ａにおいて、空気もしくは酸素ガスの供給
源１２がら空気もしくは酸素ガスの供給するのは次のよ
うな必要性に基くものである。

即ち、固体電解質セル６の基準ガスとして空気を用い測
定ガスとして酸素分圧がＰχの０２ガスを導入すると、
Ｒをガス定数、Ｔを絶対温度、Ｆをファラデ一定数とす
るとき下式のようなネルンストの式による起電力Ｅが発
生する。

Ｅ＝　（（ＲＴ）／　（４Ｆ）） Ｘ　（１ｍ　（０，２１／Ｐχ）） このため、キャリアガスとして純粋のＮ２ガスやＨｅガ
スを使用すると、（０，２１／Ｐχ）の値がｏｏ（ｉ限
大）となり起電力Ｅの値を求めることができなくなる。

実際上は、起電力Ｅの値が１゜２Ｖ〜１．５ｖで飽和し
、しかも、この値が一定とはならない、従って、固体電
解質セル６をガスクロマトグラフ用検出器として使用し
てもバックグランドが非常に高くベースラインも不安定
となる不都合がある。このような理由から、上記ガスク
ロマトグラフ用検出器Ａにおいて、空気もしくは酸素ガ
スの供給源１２がら空気もしくは酸素ガスの供給するよ
うにしているのである。

まな、固体電解質セル６の電極材料として二硅化モリブ
デン（ＭｏＳｉ２）が使用されるのは次のような必要性
に基くものである。

即ち、測定ガス中に酸素ガスと微量の可燃性ガスか存在
するとき、電極が白金系の触媒性材料の場合には酸素ガ
スと可燃性ガスが白金触媒の下で速やかに反応し、該微
量の可燃性ガスと当量の酸素が減少する。このため、固
体電解質セル６の起電力Ｅは未反応の酸素ガス分圧に対
応した値となる。これに対し、固体電解質セル６の＠極
材料として二硅化モリブデン（ＭｏＳｉ２）を使用した
場合には、キャリアガスに酸素ガスを混入しても可燃性
カスが電極上で白金のような触媒作用を受けることもな
い、このため、該可燃性ガスが直接ジルコニアの界面に
到達し、その結果、上記ｉ量の可燃性カス成分が高感度
に測定されるようになるからである。

ところで、上述のような二硅化モリブデン（ＭＯ５ｉ２
）をｉｉＫ　＆とする固体電解質センサ６の起電力特性
は第２図のようになっていた。即ち、数ｐｐｍ〜５００
０ｐｐｍの可燃性ガス（具体的にはＣＯガス）と２００
０ｐｐｍ〜５％の０２カスを含みＮ２ガスでバランスさ
れた混合ガスを用いて、二硅化モリブデン＜Ｍｏ５ｉ２
）を電極とする固体電解質センサ６の起電力特性を調べ
たところ第２図のような特性図が得られた。この図から
、固ｆＩｌｃ電解質センサ６の起電力を検出信号として
取り出すことにより、数ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍの可燃
性ガスを高いリニアリティでもって測定可能であること
が分かる。

尚、本発明は上述の実施例に限定されることなく種々の
変形が可能であり、例えば固体電解質センサの形状を板
上にしても良いものとする。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したような本発明によれば、水素ガスを
供給することなくＦＩＤと同程度の高い検出感度を有す
るガスクロマトグラフ用検出器が実現する。また、水素
ガスを用いることなく可燃性の成分ガスを高感度に検出
できるため、爆発事故発生の危険性を根本的に回避する
ことができる。

更に、前記ＦＩＤでは検出不可能であったＮ２やＧ　Ｏ
などの無機ガスら高感度に測定できる。また、前記Ｉ？
　Ｉ　Ｄでは燃焼したガスが強い腐蝕性を示す（ＨＣｌ
、ＨＦなと）ことがあるため燃焼廃ガスに対する対策が
必要であったが、本発明においては燃焼廃ガスが出すそ
のような対策も不要となる。

同様に、本発明においては燃焼用Ｎ２ガスも不要である
ため、燃焼用Ｎ２ガスの防爆対策も不要となり結果的に
装置として割安になるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の使用例説明図、第２図は固体電
解質センサの起電力特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　固体電解質センサの両側に電極を設け分離カラムから
   溶出する被測定成分ガスに空気または酸素ガスを一定量
   混合させ前記電極の一方の側にキャリアガスで搬送する
   と共に他方の電極側に参照ガスを導き、これら電極間に
   発生する起電力の差を検出して前記被測定成分を検出す
   るガスクロマトグラフ用検出器において、前記電極のう
   ち少なくとも前記キャリアガスが供給される測定ガス側
   を二硅化モリブデン若しくは他の非触媒性材料で構成し
   たことを特徴とするガスクロマトグラフ用検出器。