專利名稱：流量控制機構(gòu)以及具有該流量控制機構(gòu)的氣相色譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及介于氣體供給源與將氣體導至既定部位的氣體管道之間并控制氣體流量的流量控制機構(gòu)以及具有該流量控制機構(gòu)的氣相色譜儀。
背景技術(shù)：
氣相色譜儀包括分析柱、用來將試料導至分析柱的試料導入流路、用來將試料注入試料導入流路的試料注入部、用來將載氣供給到試料注入部的載氣供給部以及檢測部(例如參照專利文獻I)。試料從試料導入部注入，通過由載氣供給部供給的載氣被運送到分析柱，由分析柱進行分離，其成分由設于分析柱后級的檢測器所檢測。這樣的氣相色譜儀中，為了調(diào)整來自高壓儲氣瓶的載氣供給量，利用了流量控制器(流量控制裝置)，所述流量控制器是在內(nèi)部設有流路的流路基板上搭載流量控制閥、壓力傳感器、流量傳感器等設備的流量控制機構(gòu)。用圖5來說明以往的氣相色譜儀的流路構(gòu)成。在設于流量控制部160上的配管連接部116上，連接有載氣流路110、凈化氣體流路112及分離氣體流路114的一端。載氣流路110、凈化氣體流路112及分離氣體流路114的另一端連接到試料導入部102上。載氣流路110是用于將載氣導入試料導入部102的配管，凈化氣體流路112是用于排出凈化試料導入部102的內(nèi)部用的凈化氣體的配管，分離氣體流路114是用于排出未導入分析柱106的試料和載氣的配管。另外，就利用載氣的一部分作為凈化氣體。流量控制部160具有流路118、120以及122，這些流路118、120以及122的一端連接到配管連接部116。流路118、120以及122的另一端分別連接到配管連接部126、140以及154上。配管連接部126上連接通到用于供給載氣的高壓儲氣瓶的配管，配管連接部140上連接用于向外部排出凈化氣體的配管，配管連接部154上連接用于向外部排出分離氣體的配管。流路118上，從配管連接部126側(cè)依次設置壓力傳感器134、流量傳感器135以及流量控制閥128。流路120上，從配管連接部140側(cè)依次設置壓力傳感器148、流量控制閥142以及壓力傳感器150。流路122上設置流量控制閥156。如圖6所示，流量控制部160能夠利用內(nèi)部形成有流路的流路基板161來構(gòu)成。圖6的例中，流路基板161的內(nèi)部具有流路118、120以及122，在表面上設有通到各流路的孔，在孔的位置上有連接部件，通過連接部件分別安裝配管連接部、壓力傳感器、流量傳感器、以及流量控制閥等。為保持各要素的流路連接部分的氣密性，用氟橡膠等制成的O型圈加以密封?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2000-19165號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題如上所述，以往的氣相色譜儀的氣體流量控制機構(gòu)因流路連接配管連接部、壓力傳感器、流量傳感器、流量控制閥、及連接部件等多個構(gòu)成要素，所以流路的連接部多。雖然構(gòu)成部件與流路之間的連接部用氟橡膠等制成的O型圈來保持氣密性，但存在內(nèi)部氣體從這些連接部泄漏或外部空氣和不純物混入流路內(nèi)部的可能性。即使是微量的外部空氣或不純物混入氣相色譜儀的流路內(nèi)的話，就有可能對氣相色譜儀的分析結(jié)果帶來影響。流路連接的構(gòu)成部件越多，這種危險性就越高。因此，本發(fā)明的目的在于降低在控制氣體的流量的流量控制機構(gòu)中的氣體向外部的泄漏或從外部混入不純物的可能性。解決課題的手段本發(fā)明的流量控制機構(gòu)，由一個一體化而成的部件所構(gòu)成，所述部件將下述各部分做成一體:用于連接供給氣體的氣體供給源的第一連接部；用于連接氣體流路的第二連接部，所述氣體流路用于將來自所述氣體供給源的氣體導至既定部位；連接所述第一連接部與所述第二連接部之間的內(nèi)部流路；以及流量控制閥，所述流量控制閥通過調(diào)整所述內(nèi)部流路的流路寬度來控制流過所述第一連接部與所述第二連接部之間的氣體的流量。以往，為構(gòu)成控制從氣體供給源至氣體流路的氣體供給量的流量控制機構(gòu)，必須進行氣體供給源-連接部件-流路-連接部件-流量控制閥-連接部件-流路-氣體流路這樣的連接。因此，使用O型圈等的密封部件的流路連接部分很多。與之相對，本發(fā)明的流量控制機構(gòu)由一個一體化而成的部件所構(gòu)成，所述部件將下述各部分做成一體:用于連接氣體供給源的第一連接部，用于連接氣體流路的第二連接部，連接第一連接部與第二連接部之間的內(nèi)部流路，以及控制流過第一連接部與第二連接部之間的氣體流量的流量控制閥。因此，能以載氣供給部-流量控制部件-氣體流路這樣的簡單構(gòu)成來實現(xiàn)控制從氣體供給源至氣體流路的氣體的供給量的流量控制機構(gòu)，能大幅減少使用O型圈等的密封部件的流路連接部分。本發(fā)明的第一種氣相色譜儀，具有:用于分離試料的分析柱；用于檢測由所述分析柱分離后的試料的檢測器；用于將試料導入所述分析柱的試料導入流路；用于將試料注入所述試料導入流路的試料注入部；以及將載氣供給到所述試料注入部的載氣供給部，所述載氣用于將由所述試料注入部注入的試料運送至所述分析柱，其中，在所述載氣供給部的通到所述試料注入部的流路與載氣供給源之間設有本發(fā)明的流量控制機構(gòu)。因為由一個部件構(gòu)成控制載氣流量的流量控制機構(gòu)，所以用O型圈來密封的流路連接部分大幅減少。本發(fā)明的第二種氣相色譜儀，其中，本發(fā)明的流量控制機構(gòu)介于檢測器氣體供給部的通到檢測器的流路與檢測器氣體供給源之間，所述檢測器氣體供給部用于向檢測器供給檢測器氣體。與上述第一種氣相色譜儀的控制載氣的供給量的流量控制機構(gòu)一樣，因為由一個部件構(gòu)成控制檢測器氣體的供給量的流量控制機構(gòu)，所以用O型圈來密封的流路連接部分大幅減少。發(fā)明效果
本發(fā)明的流量控制機構(gòu)中，因為由一個一體化而成的部件所構(gòu)成，所述部件將用于連接氣體供給源的第一連接部、用于連接氣體流路的第二連接部、連接第一連接部與第二連接部之間的內(nèi)部流路、以及控制流過第一連接部與第二連接部之間的氣體流量的流量控制閥做成一體，因此，能以載氣供給部-流量控制部件-氣體流路這樣的簡單的流路構(gòu)成控制從氣體供給源至氣體流路的氣體的供給量的流量控制機構(gòu)，能大幅減少使用O型圈等的密封部件的流路連接部分。因此，能降低流量控制機構(gòu)中的氣體向外部泄漏或來自外部的氣體或不純物混入的危險性。


圖1是示出氣相色譜儀的一實施例的流路構(gòu)成圖。圖2是示出流量控制部的各流量控制部件結(jié)構(gòu)的一例的圖，(A)是主視剖面圖，(B)是(A)的W-W位置的剖面圖，(C)是(A)的X-X位置、Y-Y位置及Z-Z位置的剖面圖。圖3是示出試料導入部以及試料氣化室的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。圖4是示出檢測器氣體的流量控制部的一實施例的流路構(gòu)成圖。圖5是示出以往的氣相色譜儀的一例的流路構(gòu)成圖。圖6是示出利用以往的氣相色譜儀的流路基板的流量控制機構(gòu)的一例的俯視圖。符號說明I流量控制機構(gòu)2試料注入部4試料氣化室5試料導入流路6分析柱7檢測流路8檢測器10載氣流路12凈化氣體流路14分離氣體流路24載氣流量控制部件26、27、40、41、54、55 配管連接部28、42、56流量控制閥30、32、44、46、58、60 流路(部件內(nèi))34,48,50壓力傳感器36差壓傳感器
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，部件內(nèi)進一步具有傳感器連接流路，所述傳感器連接流路的一端通到內(nèi)部流路，用于將壓力傳感器連接到內(nèi)部流路。以往，在將壓力傳感器連接到氣體流過的流路的情況中，必須通過連接部件將壓力傳感器連接到氣體流過的流路上，因此又增加了使用O型圈等的密封部件的流路連接部分。與此相對，如果設置用于將壓力傳感器連接到本發(fā)明的流量控制機構(gòu)的部件上的流路，從而能直接連接到內(nèi)部流路的話，則使用O型圈等的密封部件的流路連接部分的增加可限于最低限度。以下用圖1說明氣相色譜儀的一實施例。該氣相色譜儀由流量控制部1、試料氣化室4、試料導入流路5、分析柱6、檢測流路7以及檢測器8所構(gòu)成。載氣流路10、凈化氣體流路12以及分離氣體流路14的一端連接到試料氣化室4。載氣流路10、凈化氣體流路12以及分離氣體流路14的另一端分別連接到作為流量控制機構(gòu)的載氣流量控制部件24、凈化氣體流量控制部件38以及分離氣體流量控制部件52。載氣流量控制部件24、凈化氣體流量控制部件38以及分離氣體流量控制部件52構(gòu)成流量控制部I。試料氣化室4的上部設有試料注入部2。如圖3所示，試料氣化室4中，通過載氣流路10供給的載氣的一部分將從試料注入部2注入的試料送往嵌入部90，載氣的剩余部分作為凈化氣體通過凈化氣體流路12向外部排出。含有向嵌入部90運送、氣化了的試料的氣體(以下稱之為試料氣體)的一部分通過試料導入流路5被導向分析柱6，試料氣體的剩余部分作為分離氣體通過分離氣體流路14向外部排出。含有經(jīng)分析柱6分離的成分的氣體通過檢測流路7導到檢測器8，加以檢測。載氣流量控制部件24具有流量控制閥28，流量控制閥28通過調(diào)整連接于內(nèi)部流路30的一端與內(nèi)部流路32的一端之間的流路寬度，來控制流過內(nèi)部流路30-32之間的載氣的流量。流路30的另一端通到作為用來連接載氣用的高壓儲氣瓶的第一流路連接部的配管連接部26，流路32的另一端通到作為連接與試料導入部2相通的載氣流路10的第二流路連接部的配管連接部27。內(nèi)部流路30上連接有壓力傳感器34，內(nèi)部流路32上連接有差壓傳感器36。差壓傳感器36也連接到凈化氣體流量控制部件38的內(nèi)部流路46上，計測兩條流路32、46之間的差壓。凈化氣體流量控制部件38具有流量控制閥42，流量控制閥42通過調(diào)整連接于內(nèi)部流路44的一端與內(nèi)部流路46的一端之間的流路寬度，來控制流過內(nèi)部流路46-44之間的凈化氣體的流量。流路44的另一端通到用于連接凈化氣體排出流路的配管連接部40，流路46的另一端通到用于連接與試料導入部2相通的凈化氣體流路12的配管連接部41。內(nèi)部流路44上連接有壓力傳感器48，內(nèi)部流路46上連接有差壓傳感器36和壓力傳感器50。分離氣體流量控制部件52具有流量控制閥56，流量控制閥56通過調(diào)整連接于內(nèi)部流路58的一端與內(nèi)部流路60的一端之間的流路寬度，來控制流過內(nèi)部流路60-58之間的分離氣體的流量。內(nèi)部流路58的另一端通到用于連接分離氣體排出流路的配管連接部54，內(nèi)部流路60的另一端通到用于連接與試料導入部2相通的分離氣體流路14的配管連接部55。圖2示出載氣流量控制部件24、凈化氣體流量控制部件38以及分離氣體流量控制部件52的剖面結(jié)構(gòu)。圖2的(B)是圖2的(A)的W-W位置的剖面圖，圖2的(C)分別示出在載氣流量控制部件24的X-X位置、凈化氣體流量控制部件38的Y-Y位置、以及分離氣體流量控制部件52的Z-Z位置的剖面圖。首先，說明載氣流量控制部件24。載氣流量控制部件24的內(nèi)部設有空洞部61、62以及64?？斩床?1通過流路與配管連接部26導通?？斩床?1通過流路與空洞部62導通。壓力傳感器34的配管34a的頂端插入空洞部62，與通到空洞部61的流路相連接。配管34a與通到空洞部61的流路的連接部分用O型圈76加以密封。由此，壓力傳感器34與空洞部61連接。壓力傳感器34由設于載氣流量控制部件24上的部件加以保持，與載氣流量控制部件24 —體化。空洞部64通過流路與配管連接部27導通。另外，空洞部64中插入差壓傳感器36的配管36a的頂端，配管36a的外周與空洞部64的內(nèi)周之間的間隙由O型圈78所密封。由此，差壓傳感器36連接到空洞部64內(nèi)?？斩床?1與空洞部64都通到流量調(diào)整部28b。流量調(diào)整部28b利用閥驅(qū)動部28a的流量孔板來調(diào)整連接空洞部61與空洞部64之間的流路的寬度，由此調(diào)整從空洞部61流向空洞部64的載氣的流量。由此，來自連接到配管連接部26的載氣高壓儲氣瓶的載氣的
供給量得以調(diào)整。其次，說明凈化氣體流量控制部件38。凈化氣體流量控制部件38的內(nèi)部設有空洞部66、68、70以及72?？斩床?6與空洞部68通過流路導通，空洞部66與空洞部70也通過流路導通。壓力傳感器48的配管48a的頂端插入空洞部68內(nèi)，配管48a連接到空洞部68的里側(cè)壁面的通往空洞部66的流路的一端。配管48a與通往空洞部66的流路之間的連接部分用O型圈82加以密封。由此，壓力傳感器48與空洞部66連接。壓力傳感器48由設于凈化氣體流量控制部件38上的部件加以保持，與凈化氣體流量控制部件38 —體化。配管連接部41通過流路連接到空洞部70。另外，差壓傳感器36的配管36b的頂端插入空洞部70內(nèi)，配管36b的外周與空洞部70的內(nèi)周之間的間隙由O型圈80所密封。由此，差壓傳感器36連接到空洞部70內(nèi)?？斩床?2通過流路與配管連接部40導通。另外，壓力傳感器50的配管50a的頂端插入空洞部72內(nèi)，配管50a的外周與空洞部72的內(nèi)周之間的間隙由O型圈84所密封。由此，壓力傳感器50連接到空洞部72內(nèi)。壓力傳感器50被固定于分離氣體流量控制部件54上?？斩床?6與空洞部72都通到流量調(diào)整部42b。流量調(diào)整部42b利用閥驅(qū)動部42a的流量孔板來調(diào)整連接空洞部66與空洞部72之間的流路的寬度，由此調(diào)整從空洞部66流向空洞部72的凈化氣體的流量。由此，來自配管連接部40的凈化氣體流量得以調(diào)整。接著，說明分離氣體流量控制部件52。分離氣體流量控制部件52的內(nèi)部設有空洞部74。配管連接部55通過流路55a連接到空洞部74?？斩床?4通到流量調(diào)整部56b，配管連接部54也通過流路連接到流量調(diào)整部56b。流量調(diào)整部56b利用閥驅(qū)動部56a的流量孔板來調(diào)整連接空洞部74與配管連接部54之間的流路的寬度，由此調(diào)整從空洞部74流向配管連接部54的分離氣體的流量。由此，來自配管連接部54的分離氣體流量得以調(diào)整。利用以上的各部件24、38以及52的構(gòu)成，在單一部件內(nèi)構(gòu)成載氣、凈化氣體以及分離氣體的從入口至出口的全部流路，調(diào)整流過該流路的氣體流量的閥機構(gòu)也設于同一部件內(nèi)，使有必要用O型圈密封的地方僅為壓力傳感器、差壓傳感器的連接之處，因此，能夠認為用這些部件24、38以及52構(gòu)成的流量控制部I的結(jié)構(gòu)是氣體向外部流出或來自外部的氣體或不純物的混入的可能性低的結(jié)構(gòu)。
通過上述的結(jié)構(gòu)，就不需要搭載有閥、連接部件等的構(gòu)成要素、用內(nèi)部流路連接它們的流路基板。由此，就沒有對流路基板的各構(gòu)成要素的連接部分的氣密性問題。另外，由于不需要流路基板、在流路基板上連接各構(gòu)成要素用的連接部件等的零件，所以構(gòu)成零件數(shù)減少，成本降低。另外，向檢測器8供給其原理上所必需的氣體。檢測器8例如是氫炎離子化檢測器(FID)時，至少必須向檢測器8供給氫和空氣作為檢測器氣體。圖4是向檢測器8供給檢測器氣體用的流路構(gòu)成的一例，在該例中，作為控制向檢測器8的檢測器氣體的供給量的流量控制機構(gòu)，具有與載氣流量控制部件24同樣的結(jié)構(gòu)的流量控制部件200、204以及208，分別處于各檢測器氣體供給源與通往檢測器8的流路202、206以及210之間。作為檢測器氣體，例如可例舉出檢測器氣體I是氫氣，檢測器氣體2是空氣，檢測器氣體3是氮氣或氦氣。這樣，不限于載氣流量的控制部，在有必要進行氣體的流量控制的場合，能夠使用以一個部件構(gòu)成的流量控制機構(gòu)(流量控制部件)。由此，能防止氣體向外部流出或異物從外部混入，使裝置構(gòu)成簡略化。
權(quán)利要求
1.一種流量控制機構(gòu)，其特征在于，由一個一體化而成的部件所構(gòu)成，所述部件將下述各部分做成一體: 用于連接供給氣體的氣體供給源的第一連接部； 用于連接氣體流路的第二連接部，所述氣體流路用于將來自所述氣體供給源的氣體導至既定部位； 連接所述第一連接部與所述第二連接部之間的內(nèi)部流路；以及 流量控制閥，所述流量控制閥通過調(diào)整所述內(nèi)部流路的流路寬度來控制流過所述第一連接部與所述第二連接部之間的氣體的流量。
2.如權(quán)利要求1所述的流量控制機構(gòu)，其特征在于， 在所述部件內(nèi)還具有傳感器連接流路，所述傳感器連接流路的一端與所述內(nèi)部流路相通，將壓力傳感器連接到所述內(nèi)部流路。
3.如權(quán)利要求2所述的流量控制機構(gòu)，其特征在于， 所述部件也一體地保持所述壓力傳感器。
4.一種氣相色譜儀，具有:用于分離試料的分析柱；用于檢測由所述分析柱分離后的試料的檢測器；用于將試料導入所述分析柱的試料導入流路；用于將試料注入所述試料導入流路的試料注入部；以及將載氣供給到所述試料注入部的載氣供給部，所述載氣用于將由所述試料注入部注入的試料運送至所述分析柱，所述氣相色譜儀的特征在于， 在所述載氣供給部的通到所述試料注入部的流路與載氣供給源之間設有權(quán)利要求1至3中任一項所述的流量控制機構(gòu)。
5.一種氣相色譜儀，具有:用于分離試料的分析柱；用于檢測由所述分析柱分離后的試料的檢測器；用于將試料導入所述分析柱的試料導入流路；用于將試料注入所述試料導入流路的試料注入部；以及將載氣供給到所述試料注入部的載氣供給部，所述載氣用于將由所述試料注入部注入的試料運送至所述分析柱，所述氣相色譜儀的特征在于， 具有用于向所述檢測器供給檢測器氣體的檢測器氣體供給部，在所述檢測器氣體供給部的通到所述檢測器的流路與檢測器氣體供給源之間設有權(quán)利要求1至3中任一項所述的流量控制機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流量控制機構(gòu)以及具有該流量控制機構(gòu)的氣相色譜儀，其能夠降低流量控制機構(gòu)中的氣體向外部泄漏或來自外部的不純物的混入的可能性。試料氣化室(4)上連接有載氣流路(10)、凈化氣體流路(12)以及分離氣體流路(14)的一端。載氣流路(10)、凈化氣體流路(12)以及分離氣體流路(14)的另一端分別連接作為流量控制機構(gòu)的載氣流量控制部件(24)、凈化氣體流量控制部件(38)以及分離氣體流量控制部件(52)。載氣流量控制部件(24)、凈化氣體流量控制部件(38)以及分離氣體流量控制部件(52)構(gòu)成流量控制部(1)。
文檔編號G01N30/32GK103163255SQ20121035931
公開日2013年6月19日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者寺井靖典 申請人:株式會社島津制作所