頂空進樣裝置制造方法
【專利摘要】一種頂空試樣分析裝置，具備：試樣氣體提取流路(F1)，其一端連接于針頭；加壓用氣體導入流路(F2)和排氣用流路(F3)，該加壓用氣體導入流路(F2)和排氣用流路(F3)經由分支管(T1)并聯連接于該流路(F1)的另一端；壓力控制裝置(61)，其以規定的壓力將加壓用氣體送出到加壓用氣體導入流路(F2)；電磁閥(SV1)和(SV2)，該電磁閥(SV1)和(SV2)分別設置在加壓用氣體導入流路(F2)和排氣用流路(F3)的中途；以及切換單元(20)，其在將計量管(30)安裝于試樣氣體提取流路(F1)的中途的狀態與從該流路(F1)切斷計量管(30)的狀態之間進行切換，在比排氣用流路(F3)的電磁閥(SV2)更靠上游側設置壓力傳感器(70)。將針頭(10)刺入試樣容器(11)，關閉電磁閥(SV2)并打開電磁閥(SV1)而將加壓用氣體導入到試樣容器(11)，利用泄漏判斷部(82)監視此時的壓力傳感器(70)的測量值，并基于其結果來判斷是否發生從試樣容器(11)泄漏氣體。
【專利說明】頂空進樣裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種頂空進樣裝置，該頂空進樣裝置用于通過頂空法提取從液體試樣、固體試樣揮發出的試樣氣體并將該試樣氣體導入到氣相色譜裝置、氣相色譜質譜儀等氣體分析裝置中。
【背景技術】
[0002]頂空進樣裝置是如下一種裝置:通過將收容在容器內的液體試樣或者固體試樣在固定溫度下加熱固定時間而使沸點比較低的成分揮發，從容器內的上部空間(頂空)提取固定量的含有這些成分的氣體(試樣氣體)并導入到氣相色譜裝置等氣體分析裝置中(例如，參照專利文獻I)。這種頂空進樣裝置優選使用于例如對食品中的香料、水中的揮發性有機化合物等進行色譜分析時等。
[0003]在圖8中示出以往的頂空進樣裝置的結構的一例。該裝置具有試樣導入部100和控制部200，從安裝于試樣導入部100的試樣容器11提取規定量的試樣氣體并導入到設置于色譜分析裝置的柱(省略圖示)。
[0004]在試樣導入部100中，流路切換閥20是具有端口 a?f六個端口的旋轉式的六端口二位閥，在控制部200的控制下，二選一地切換為圖8中用實線表示的連接狀態(以下，稱為“裝載狀態”)或者用虛線表示的連接狀態(以下，稱為“注射狀態”)。
[0005]流路切換閥20的端口 a與用于提取試樣氣體的針頭10相連接(以下，將連接端口 a和針頭10的流路稱為“流路F1”)。用于導入用于對試樣容器11內進行加壓的氣體(加壓用氣體)的氣體入口 41和用于排出試樣氣體的氣體出口 51經由分支管Tl與端口 b相連接(以下，將分支管Tl與氣體入口 41之間的流路稱為“流路F2”，將分支管Tl與氣體出口 51之間的流路稱為“流路F3”)。在流路F2上設置有電磁閥SVl，在流路F3上設置有電磁閥SV2。端口 c經由具有規定的容積的計量管30連接于端口 f。端口 d與用于導入載氣的氣體入口 42相連接(以下，將連接端口 d和氣體入口 42的流路稱為“流路F4”)。端口 e經由分支管T2與柱的入口端和分流流路F6相連接(以下，將端口 e至柱的流路稱為“流路F5”)。分流流路F6用于排出試樣氣體的一部分而不將該試樣氣體的一部分送出到柱，在分流流路F6的末端設置有用于排出試樣氣體的氣體出口 52。
[0006]此外，氣體入口 41和氣體出口 51連接于壓力控制裝置(圖中的“APC”)61，利用該壓力控制裝置61控制流經氣體入口 41和氣體出口 51的氣體的壓力。另一方面，氣體入口 42和氣體出口 52被流量控制裝置(AFC) 62控制，利用該流量控制裝置62控制流經氣體入口 42和氣體出口 52的氣體的流量。
[0007]下面，對利用試樣導入部100將試樣氣體導入到柱時的過程進行說明。
[0008]⑴加壓工序
[0009]首先，關閉電磁閥SV1、SV2，在使流路切換閥20成為裝載狀態之后，將針頭10刺入試樣容器11，使其前端位于試樣容器11的上部空間(頂空)。然后，利用未圖示的加熱單元將試樣容器11加熱至規定的溫度。之后，打開電磁閥SV1，從氣體入口 41導入加壓用氣體。由此，加壓用氣體被導入到試樣容器11而使試樣容器11的內部被加壓。
[0010](ii)平衡化工序
[0011]接著，關閉電磁閥SV1，在該狀態下待機固定時間(將該固定時間稱為“待機時間”)。由此，從試樣容器11經由流路Fl —端口 a —端口 f —計量管30 —端口 C —端口 b直到分支管Tl的路徑、流路F2中的分支管Tl與電磁閥SVl之間的區域以及流路F3中的分支管Tl與電磁閥SV2之間的區域的內部空間的壓力和溫度被平衡化。
[0012](iii)試樣氣體提取工序
[0013]接著，當打開電磁閥SV2時,含有在試樣容器11內發生氣化的試樣成分的氣體(試樣氣體)從針頭10流入流路Fl，經由流路切換閥20流入計量管30。此時流入到計量管30的氣體的一部分經由流路切換閥20、分支管Tl以及流路F3從氣體出口 51排出。此夕卜，在上述工序期間，載氣從氣體入口 42按流路F4 —端口 d —端口 e —流路F5的順序通過并流向柱。
[0014](iv)試樣氣體導入工序
[0015]之后，當將流路切換閥20切換為注射狀態時，從氣體入口 42供給的載氣按流路F4 —端口 d —端口 c —計量管30 —端口 f —端口 e —流路F5的順序通過并流向柱。由此，保持在計量管30中的規定量的試樣氣體隨著載氣的流動而被導入到柱。此外，此時從流路切換閥20的端口 e流出并到達分支管T2的載氣和試樣氣體的一部分以規定的分流比流入分流流路F6并從氣體出口 52排出。
[0016]專利文獻1:日本特開2002-005913號公報
【發明內容】
[0017]發明要解決的問題
[0018]一般地，在如上所述的頂空進樣裝置中使用的試樣容器11為用由硅橡膠等構成的蓋(隔膜)將玻璃制的瓶密封的構造，通過將針頭10刺穿該蓋來進行試樣氣體的提取。因此，在由于蓋沒有蓋緊等原因使試樣容器11的密封度不足的情況下，有時從試樣容器11泄漏氣體。如果在上述加壓工序至試樣氣體提取工序期間發生這種氣體泄漏，則試樣氣體被稀釋，或者試樣氣體的提取量下降，從而有可能無法進行準確的分析。但是，在以往的頂空進樣裝置中，不能檢測這種試樣容器的氣體泄漏。
[0019]另外，在上述那樣的頂空進樣裝置中針頭10的內部發生堵塞的情況下，也不能進行試樣氣體的恰當的提取，恐怕不能得到準確的分析結果。但是，在以往的頂空進樣裝置中，不能檢測這種針頭的堵塞。
[0020]本發明是為了解決上述問題而完成的，其第一目的在于提供一種能夠檢測是否發生從試樣容器泄漏氣體的頂空進樣裝置。另外，第二目的在于提供一種能夠到檢測針頭的堵塞的頂空進樣裝置。
[0021]用于解決問題的方案
[0022]為了解決上述問題而完成的本發明所涉及的頂空進樣裝置的第一方式的特征在于，具有:
[0023]a)試樣氣體提取流路，其一端連接于針頭；
[0024]b)加壓用氣體導入流路和排氣用流路，該加壓用氣體導入流路和排氣用流路經由分支管并聯連接于上述試樣氣體提取流路的另一端；
[0025]c)第一開閉閥，其設置在上述加壓用氣體導入流路的中途；
[0026]d)第二開閉閥，其設置在上述排氣用流路的中途；
[0027]e)壓力傳感器，其設置在上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間、上述試樣氣體提取流路或者上述加壓用氣體導入流路的任一位置，用于測量該位置處的流路內的壓力；以及
[0028]f)氣體泄漏判斷單元，其基于將上述針頭刺入試樣容器并關閉上述第二開閉閥、并且打開上述第一開閉閥將加壓用氣體導入到上述加壓用氣體導入流路時的上述壓力傳感器的測量值，來判斷是否發生從上述試樣容器泄漏氣體。
[0029]在包括上述結構的頂空進樣裝置中，在發生了從試樣容器泄漏氣體的情況下，將針頭刺入試樣容器并在關閉第二開閉閥的狀態下將加壓用氣體導入到加壓用氣體導入流路，此時的上述壓力傳感器的測量值小于通常時(即，沒有發生泄漏的情況)的壓力傳感器的測量值。因此，根據上述氣體泄漏判斷單元，能夠基于上述加壓工序中的壓力傳感器的測量值來自動判斷是否發生從該試樣容器泄漏氣體。
[0030]另外，為了解決上述問題而完成的本發明所涉及的頂空進樣裝置的第二方式的特征在于，具有:
[0031]a)試樣氣體提取流路，其一端連接于針頭；
[0032]b)加壓用氣體導入流路和排氣用流路，該加壓用氣體導入流路和排氣用流路經由分支管并聯連接于上述試樣氣體提取流路的另一端；
[0033]c)第一開閉閥，其設置在上述加壓用氣體導入流路的中途；
[0034]d)第二開閉閥，其設置在上述排氣用流路的中途；
[0035]e)壓力傳感器，其設置在上述加壓用氣體導入流路的上述分支管與第一開閉閥之間、上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間、或者上述試樣氣體提取流路的任一位置，用于測量該位置處的流路內的壓力；以及
[0036]f)氣體泄漏判斷單元，其基于從上述加壓用氣體導入流路向試樣容器導入了加壓用氣體后、在整個預定的待機時間內維持上述第一開閉閥和上述第二開閉閥都關閉的狀態時的該待機時間內的上述壓力傳感器的測量結果，來判斷是否發生從上述試樣容器泄漏氣體。
[0037]在沒有發生從試樣容器泄漏氣體的情況下，上述待機時間期間的壓力傳感器的測量值幾乎不發生變化，但在發生了從試樣容器泄漏氣體的情況下，在上述待機時間期間壓力傳感器的測量值逐漸降低。因此，根據如上所述的結構，還能夠對規模比較小的氣體泄漏進行檢測。
[0038]另外，為了解決上述問題而完成的本發明所涉及的頂空進樣裝置的第三方式的特征在于，具有:
[0039]a)試樣氣體提取流路，其一端連接于針頭；
[0040]b)加壓用氣體導入流路和排氣用流路，該加壓用氣體導入流路和排氣用流路經由分支管并聯連接于上述試樣氣體提取流路的另一端；
[0041]c)第一開閉閥，其設置在上述加壓用氣體導入流路的中途；
[0042]d)第二開閉閥，其設置在上述排氣用流路的中途；
[0043]e)壓力傳感器，其設置在上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間、上述試樣氣體提取流路或者上述加壓用氣體導入流路的任一位置，用于測量該位置處的流路內的壓力；以及
[0044]f)堵塞判斷單元，其基于關閉上述第二開閉閥并且打開上述第一開閉閥而將加壓用氣體送出到加壓用氣體導入流路時的上述壓力傳感器的測量結果，來判斷上述針頭是否發生堵塞。
[0045]在包括上述結構的頂空進樣裝置中，在針頭的內部發生堵塞的情況下，在關閉第二開閉閥的狀態下打開第一開閉閥而將加壓用氣體導入到加壓用氣體導入流路，此時的上述壓力傳感器的測量值大于通常時(即，沒有發生堵塞的情況)的壓力傳感器的測量值。因而，根據上述堵塞判斷單元，能夠基于此時的壓力傳感器的測量值自動判斷針頭是否發生堵塞。
[0046]上述本發明的第一方式和第三方式所涉及的頂空進樣裝置中的壓力傳感器，既可以利用以往的設置在加壓用氣體導入流路的入口處的壓力控制裝置中內置的壓力傳感器，也可以另外重新設置。
[0047]此外，當將內部具備樹脂制的部件的壓力傳感器配設于加壓用氣體導入流路或者試樣氣體提取流路時，在加壓用氣體經由這些流路被導入到試樣容器的過程中，由上述樹脂產生的氣體有可能混入加壓用氣體。為了防止該情況，期望使用不具有樹脂制部件的壓力傳感器來作為上述壓力傳感器，或者將上述壓力傳感器配設在上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間。
[0048]此外，期望在本發明所涉及的頂空進樣裝置中還設置通知單元，該通知單元向用戶通知由氣體泄漏判斷單元或者堵塞判斷單元得到的判斷結果。
[0049]另外，期望在本發明所涉及的頂空進樣裝置中還具備存儲單元，該存儲單元對由上述氣體泄漏判斷單元或者堵塞判斷單元得到的判斷結果和/或成為上述判斷的依據的壓力傳感器的測量值進行記錄。
[0050]發明的效果
[0051]如以上說明那樣，根據本發明的第一方式或者第二方式所涉及的頂空進樣裝置，能夠容易地獲知試樣容器是否發生了氣體泄漏。另外，根據本發明的第三方式所涉及的頂空進樣裝置，能夠容易地獲知針頭是否發生堵塞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0052]圖1是本發明的實施例1所涉及的頂空進樣裝置的概要結構圖。
[0053]圖2是表示該實施例所涉及的頂空進樣裝置的動作的流程圖。
[0054]圖3是表示該實施例的壓力曲線的例子的圖。
[0055]圖4是表示該實施例的壓力曲線的另一例的圖。
[0056]圖5是本發明的實施例2所涉及的頂空進樣裝置的概要結構圖。
[0057]圖6是表示該實施例所涉及的頂空進樣裝置的動作的流程圖。
[0058]圖7是表示該實施例的壓力曲線的例子的圖。
[0059]圖8是以往的頂空進樣裝置的概要結構圖。
【具體實施方式】
[0060]下面，列舉實施例來說明用于實施本發明的方式。
[0061]實施例1
[0062]圖1是本發明的一個實施例所涉及的頂空進樣裝置的概要結構圖。此外，在該圖中試樣導入部100采用了分流方式，但當然也可以是不分流(Splitless)方式。另外，對與已經說明的圖8相同的構成要素附加相同的附圖標記，只要不特殊要求就省略詳細的說明。
[0063]本實施例的頂空進樣裝置具備判斷試樣容器11是否發生氣體泄漏的功能，基本結構與已經說明的圖8相同，但作為特征性的構成要素，在流路F3上的分支管Tl與電磁閥SV2之間的區域具備壓力傳感器70，該壓力傳感器70用于測量該區域的流路內的氣體壓力。另外，控制部200中設置有泄漏判斷部82，并且控制部200連接有通知部84。
[0064]控制部200除了包括上述泄漏判斷部82以外，還包括動作控制部81和存儲部83。動作控制部81對試樣導入部100的電磁閥SV1、SV2、流路切換閥20、壓力控制裝置(APC)61、流量控制裝置(AFC)62以及壓力傳感器70等的動作進行控制。泄漏判斷部82基于由上述壓力傳感器70得到的測量結果來判斷試樣容器11是否發生氣體泄漏。存儲部83包括硬盤裝置等存儲裝置，對由泄漏判斷部82得到的判斷結果等進行存儲。
[0065]此外，壓力控制裝置61為以下結構:內置有將包括氣瓶等的加壓用氣體源(省略圖示)與氣體入口 41相連接的連接流路、設置在該連接流路中的壓力計以及用于將該流路打開和關閉的開閉閥(均省略圖示)，進行控制使得當該壓力計的測量值低于預先設定的目標值Pl時打開上述開閉閥，當該壓力計的測量值高于上述目標值Pl時關閉上述開閉閥。
[0066]控制部200例如能夠由通用的個人計算機構成，通過執行安裝于該計算機的專用的控制/處理軟件，能夠實現各種控制、數據處理的功能。此外，控制部200也可以由專用的硬件構成。
[0067]通知部84向用戶通知由泄漏判斷部82得到的判斷結果，例如具備監視器等顯示裝置，能夠在該監視器上顯示判斷結果。另外，通知部84也可以具備揚聲器等聲音輸出單元，除了利用上述顯示裝置進行通知以外還利用聲音進行判斷結果的通知，或者將利用聲音進行判斷結果的通知代替利用上述顯示裝置進行通知。
[0068]在上述試樣導入部100中，流路Fl和從流路切換閥20的端口 a到分支管Tl的區域相當于本發明中的試樣氣體導入流路。另外，流路F2和上述連接流路相當于加壓用氣體導入流路，流路F3相當于排氣用流路。另外，電磁閥SV1、SV2分別相當于本發明中的第一開閉閥和第二開閉閥。
[0069]接著，參照圖2的流程圖對利用本實施例所涉及的頂空試樣分析裝置向氣體分析裝置導入試樣氣體時的動作進行說明。
[0070]首先，關閉電磁閥SV1、SV2，在使流路切換閥20成為裝載狀態之后，將針頭10刺穿安裝于試樣導入部100的多個試樣容器(省略圖不)中的一個試樣容器11的蓋12,使該針頭10的前端位于試樣容器11內的上部空間(步驟Sll)。接著，利用未圖示的加熱單元將試樣容器11加熱至規定的溫度，使試樣容器11內的試樣氣化。之后，打開電磁閥SVl,從上述加壓用氣體源經由壓力控制裝置61向氣體入口 41導入加壓用氣體。由此，從氣體入口 41導入的加壓用氣體經由電磁閥SVl —分支管Tl —端口 b —端口 c —計量管30 —端口 f —端口 a —針頭10被導入到試樣容器11(步驟S12)。
[0071]此時，從打開電磁閥SVl的瞬間(即加壓工序剛剛開始)起利用泄漏判斷部82監視壓力傳感器70的測量值，制作如圖3所示的壓力曲線。另一方面，在存儲部83中預先存儲有根據試樣導入部100的配管結構、加壓用氣體的送出條件預先計算出的理想的(即，假設試樣容器11沒有發生氣體泄漏的情況下的)壓力曲線。然后，在加壓工序完成的時間點(或者從開始加壓起經過規定時間后的時間點)，泄漏判斷部82將根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線與上述理想的壓力曲線進行比較，例如基于二者的一致度是否為預定的閾值以上來判斷是否從試樣容器11泄漏氣體(步驟S13)。
[0072]此外，在上述步驟S12中，在剛剛將電磁閥SVl打開后，上述壓力控制裝置61內設置的壓力計的測量值變得低于目標值P1，因此打開該壓力控制裝置61內的開閉閥而使加壓用氣體流入流路F2，之后，上述壓力計的測量值逐漸變高，在該測量值超過目標值Pl的時間點關閉上述開閉閥而停止向流路F2供給加壓用氣體。
[0073]因而，在沒有發生從試樣容器11泄漏氣體的情況下，加壓工序中的上述壓力傳感器70的測量值如圖3中的線A那樣在加壓工序剛剛開始后就急劇上升，在達到上述目標值Pl之后成為橫向持平的狀態。與此相對地，在從試樣容器11泄漏氣體的情況下，被供給到流路F2的加壓用氣體從試樣容器11泄漏到外部，因此上述壓力傳感器70的測量值如圖3中的線B那樣以比目標值Pl低的值成為橫向持平，或者如圖3中的線C那樣雖達到目標值Pl但從加壓工序開始直到達到目標值所需的時間變長。
[0074]在此，在根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線與上述理想的壓力曲線(圖3中的線A)大致一致的情況下，本實施例的泄漏判斷部82判斷為沒有發生從試樣容器11泄漏氣體，在根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線如圖3中的線B、線C那樣與理想的壓力曲線A大不相同的情況下，本實施例的泄漏判斷部82判斷為從試樣容器11泄漏氣體。此外，也可以不制作上述那樣的壓力曲線，而通過將加壓開始后的規定時刻的壓力傳感器70的測量值與作為該時刻的理想的壓力值而預先計算出的值進行比較，來判斷是否發生從試樣容器11泄漏氣體。
[0075]在上述步驟S13中判斷為發生從試樣容器11泄漏氣體的情況下，利用通知部84向用戶通知發生從試樣容器11泄漏氣體(步驟S20)，并且將從加壓工序剛剛開始后到上述判斷完成為止的期間內獲取到的壓力傳感器70的測量值和/或上述步驟S13中的判斷結果記錄到存儲部83 (步驟S21)，關閉電磁閥SV1，停止試樣導入部100的動作。此外，也可以與泄漏判斷部82的判斷的結果無關地將測量值、判斷結果記錄到存儲部83。
[0076]另一方面，在步驟S13中判斷為沒有發生從試樣容器11泄漏氣體的情況下，關閉電磁閥SV1，以該狀態待機固定時間(步驟S14)。
[0077]此時，從關閉電磁閥SVl的瞬間(即平衡化工序剛剛開始后)起利用泄漏判斷部82監視壓力傳感器70的測量值，制作如圖4所示的壓力曲線。另一方面，在存儲部83中預先存儲有根據試樣導入部100的配管結構、加壓用氣體的送出條件而預先計算出的理想的(即，假設試樣容器11沒有發生氣體泄漏的情況下的)壓力曲線。然后，在平衡化工序完成的時間點(或者從開始平衡化工序起經過規定時間后的時間點)，泄漏判斷部82將根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線與上述理想的壓力曲線進行比較，例如基于二者的一致度是否為預定的閾值以上來判斷是否從試樣容器11泄漏氣體(步驟S15)。由此，在根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線與理想的壓力曲線(例如圖4中的線D)大致一致的情況下，判斷為沒有發生從試樣容器11泄漏氣體，在根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線如圖4中的線E那樣與理想的壓力曲線D大不相同的情況下，判斷為從試樣容器11泄漏氣體。此外，在此也可以不制作上述那樣的壓力曲線，而通過將平衡化工序開始后的規定時刻的壓力傳感器70的測量值與作為該時刻的理想的壓力值而預先計算出的值進行比較，來判斷是否發生從試樣容器11泄漏氣體。
[0078]在上述步驟S15中判斷為發生從試樣容器11泄漏氣體的情況下，利用通知部84向用戶通知發生從試樣容器11泄漏氣體(步驟S20)，并且將從平衡化工序剛剛開始后到上述判斷完成為止的期間內獲取到的壓力傳感器70的測量值和/或上述步驟S15中的判斷結果記錄到存儲部83 (步驟S21)，中止試樣的導入。此外，也可以與泄漏判斷部82的判斷的結果無關地將測量值、判斷結果記錄到存儲部83。
[0079]另一方面，在步驟S15中判斷為沒有發生從試樣容器11泄漏氣體的情況下，接著打開電磁閥SV2。于是,含有從試樣容器11內的試樣產生的氣體成分的試樣氣體從針頭10流入流路F1，經由流路切換閥20流入計量管30。由此，上述試樣氣體被提取到計量管30內(步驟S16)。此外，此時流入到計量管30的氣體的一部分經由流路切換閥20、分支管Tl以及流路F3從氣體出口 51排出。另一方面，在上述工序期間，載氣從氣體入口 42按流路F4 —端口 d —端口 e —流路F5的順序通過并流向柱。
[0080]之后，當將流路切換閥20切換為注射狀態時，從氣體入口 42供給的載氣按流路F4—端口 d—端口 c—計量管30—端口 f —端口 e—分支管T2的順序通過并流向柱。由此，保持在計量管30中的規定量的試樣氣體隨著載氣的流動而被導入到柱(步驟S17)。此夕卜，此時從流路切換閥20的端口 e流出而到達分支管T2的載氣和試樣氣體的一部分以規定的分流比流入分流流路F6并從氣體出口 52排出。
[0081]如果完成向柱導入試樣氣體，則將流路切換閥20切換為裝載狀態，在將電磁閥SV1、SV2關閉的狀態下從試樣容器11拔出針頭10(步驟S18)。然后，針對安裝于試樣導入部100的所有試樣容器判斷是否完成向柱導入試樣氣體(步驟S19)。在此，在完成了所有試樣的導入的情況下，結束試樣導入部100的動作。另一方面，在存在未導入的試樣的情況下，返回到步驟S11，反復執行步驟Sll?S19的動作，直到完成所有試樣的導入為止。
[0082]如上所述，根據本實施例所涉及的頂空進樣裝置，通過在比流路F3的電磁閥SV2更靠上游側設置壓力傳感器，能夠對加壓工序和平衡化工序時的試樣容器11內的壓力進行測量，由此能夠獲知是否從試樣容器11泄漏氣體。
[0083]此外，在上述例子中設為在加壓工序和平衡化工序各工序中進行氣體泄漏的判斷的結構，但也可以僅在上述兩個工序中的某一個工序中進行氣體泄漏判斷。此外，在平衡化工序中進行判斷的情況下，即使是小規模的氣體泄漏也能夠進行檢測，但為了進行準確的判斷，需要較長時間地監視壓力傳感器70的測量值。因此，在僅能檢測規模比較大的氣體泄漏即可的情況下，期望僅在加壓工序中進行氣體泄漏判斷。
[0084]另外，在上述例子中設為在通知用戶發生氣體泄漏之后自動停止試樣導入部100的動作的結構，但也可以在上述通知時讓用戶選擇是停止還是繼續試樣導入部100的動作。另外，也可以由用戶預先設定在判斷為發生氣體泄漏的情況下是停止還是繼續試樣導入部100的動作，并將該設定預先存儲到存儲部83，按照該設定來控制試樣導入部100的動作。此外，即使在用戶選擇了繼續試樣導入部100的動作的情況下，由于壓力傳感器70的測量值和/或泄漏判斷部82的判斷結果被記錄到存儲部83，因此也能夠之后參照記錄僅對發生氣體泄漏的試樣重新進行分析。另外，也能夠在由氣體分析裝置得到的分析結果不恰當的情況下，通過之后參照記錄來闡明原因。
[0085]另外，在上述實施例中，在分支管Tl與電磁閥SV2之間設置有壓力傳感器70，但除此以外，在電磁閥SVl與分支管Tl之間、分支管Tl與流路切換閥20的端口 b之間、或者流路Fl上的任一位置處設置有壓力傳感器70的情況下，也能夠實現上述相同的功能。另外，在僅在加壓時進行氣體泄漏判斷的情況下，也能夠在壓力控制裝置61與電磁閥SVl之間設置壓力傳感器70。另外，還能夠設為以下結構:基于壓力控制裝置61內設置的壓力計的測量值來進行如上所述的加壓工序中的氣體泄漏判斷(在該情況下，該壓力計相當于本發明中的壓力傳感器)。
[0086]實施例2
[0087]接著，對本發明所涉及的頂空進樣裝置的另一實施例進行說明。圖5是本實施例所涉及的頂空進樣裝置的概要結構圖。此外，在該圖中試樣導入部100采用了分流方式，但當然也可以是不分流方式。另外，對與已經說明的圖8相同的構成要素附加相同的附圖標記，只要不特殊要求就省略詳細的說明。
[0088]本實施例的頂空進樣裝置具備判斷針頭10是否發生堵塞的功能，基本結構與已經說明的圖8的結構相同，但作為特征性的構成要素，在流路F3上的分支管Tl與電磁閥SV2之間的區域具備壓力傳感器70，該壓力傳感器70用于測量該區域的流路內的氣體壓力。另外，在控制部200中設置有堵塞判斷部85，并且該控制部200連接有通知部84。
[0089]控制部200除了包括上述堵塞判斷部85以外，還包括動作控制部81和存儲部83。動作控制部81對試樣導入部100的電磁閥SV1、SV2、流路切換閥20、壓力控制裝置(APC)61、流量控制裝置(AFC)62以及壓力傳感器70等的動作進行控制。堵塞判斷部85基于由上述壓力傳感器70得到的測量結果來判斷針頭10是否發生堵塞。存儲部83包括硬盤裝置等存儲裝置，對由堵塞判斷部85得到的判斷結果等進行存儲。
[0090]此外，壓力控制裝置61為以下結構:內置有將包括氣瓶等的加壓用氣體源(省略圖示)與氣體入口 41相連接的連接流路、設置在該連接流路中的壓力計以及用于將該流路打開和關閉的開閉閥(均省略圖示)，進行控制使得當該壓力計的測量值低于預先設定的目標值Pl時打開上述開閉閥，當該壓力計的測量值高于上述目標值Pl時關閉上述開閉閥。
[0091]控制部200例如能夠由通用的個人計算機構成，通過執行安裝于該計算機的專用的控制/處理軟件，能夠實現各種控制、數據處理的功能。此外，控制部200也可以由專用的硬件構成。
[0092]通知部84向用戶通知由堵塞判斷部85得到的判斷結果，例如具備監視器等顯示裝置，能夠在該監視器上顯示判斷結果。另外，通知部84也可以具備揚聲器等聲音輸出單元，除了利用上述顯示裝置進行通知以外還利用聲音進行判斷結果的通知，或者將利用聲音進行判斷結果的通知代替利用上述顯示裝置進行通知。
[0093]在上述試樣導入部100中，流路Fl和從流路切換閥20的端口 a到分支管Tl的區域相當于本發明中的試樣氣體導入流路。另外，流路F2和上述連接流路相當于加壓用氣體導入流路，流路F3相當于排氣用流路。另外，電磁閥SV1、SV2分別相當于本發明中的第一開閉閥和第二開閉閥。
[0094]接著，參照圖6的流程圖對利用本實施例所涉及的頂空試樣分析裝置向氣體分析裝置導入試樣氣體時的動作進行說明。
[0095]首先，將針頭10刺穿安裝于試樣導入部100的多個試樣容器(省略圖示)中的一個試樣容器11的蓋12，使該針頭10的前端位于試樣容器11內的上部空間(步驟S31)。之后，執行上述加壓工序(步驟S32)、平衡化工序(步驟S33)、試樣氣體提取工序(步驟S34)以及試樣氣體導入工序(步驟S35)。此外，這些工序是用于提取試樣的基本的動作，與已經說明的圖8的裝置相同，因此省略詳細的說明。
[0096]之后，在試樣氣體導入工序(步驟S35)完成的時間點，將流路切換閥20切換為裝載狀態。然后，在將電磁閥SV1、SV2關閉的狀態下從試樣容器11拔出針頭10 (步驟S36)，打開SVl并將加壓用氣體導入到流路F1。此時，從打開電磁閥SVl的瞬間起利用堵塞判斷部85監視壓力傳感器70的測量值，制作如圖7所示的壓力曲線。另一方面，在存儲部83中預先存儲有根據試樣導入部100的配管結構、加壓用氣體的送出條件而預先計算出的理想的(即，假設針頭10沒有堵塞的情況下的)壓力曲線。然后，在從打開電磁閥SVl起經過規定時間后的時間點，堵塞判斷部85將根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線與上述理想的壓力曲線進行比較，例如基于二者的一致度是否為預定的閾值以上來判斷針頭10是否堵塞(步驟S37)。
[0097]此外，在上述步驟S37中剛剛將電磁閥SVl打開后，上述壓力控制裝置61內設置的壓力計的測量值變得低于目標值P1，因此該壓力控制裝置61內的開閉閥打開，從氣體入口 41向流路F2流入加壓用氣體。此時，在針頭10沒有堵塞的情況下，上述加壓用氣體從針頭10的前端泄漏到外部，流路F2、F1以及流路F3的從分支管Tl到電磁閥SV2之間的流路內的壓力幾乎不會上升。因此，此時的由壓力傳感器70得到的測量值例如成為圖7中的線F那樣。與此相對地，在針頭10發生堵塞的情況下，流路F2、F1以及流路F3的從分支管Tl到電磁閥SV2之間的流路內的壓力隨著加壓用氣體的流入而上升，因此此時的由壓力傳感器70得到的測量值成為如圖7中的線G或者線H那樣。
[0098]此外，在如圖7中的線G那樣由壓力傳感器70得到的測量值達到目標值Pl的情況下，由上述壓力控制裝置61內的壓力計得到的測量值也超過目標值P1，因此上述開閉閥被關閉，停止從氣體入口 41流入加壓用氣體。另一方面，在如圖7中的線F、線H那樣由壓力傳感器70得到的測量值沒有達到目標值Pl的情況下，由壓力控制裝置61內的壓力計得到的測量值也沒有達到目標值P1，上述開閉閥沒有被關閉，因此在關閉電磁閥SVl之前，從氣體入口 41持續向流路F2流入加壓用氣體。
[0099]例如在根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線與上述理想的壓力曲線(圖7中的線F)大致一致的情況下，本實施例的堵塞判斷部85判斷為針頭10沒有發生堵塞，在根據壓力傳感器70的測量值制作出的壓力曲線如圖7中的線G或者H那樣與理想的壓力曲線F大不相同的情況下，本實施例的堵塞判斷部85判斷為針頭10發生堵塞。此外，也可以不制作上述那樣的壓力曲線，而通過在打開電磁閥SVl后，將規定的時刻的壓力傳感器70的測量值與作為該時刻的理想的壓力值而預先計算出的值進行比較，來判斷針頭10是否發生堵塞。
[0100]在上述步驟S37中判斷為針頭10發生堵塞的情況下，利用通知部84向用戶通知針頭10發生堵塞(步驟S39)，并且關閉電磁閥SVl。然后，將從在上述步驟S36、S37中從試樣容器11拔出針頭10并打開SVl后到上述判斷完成為止的期間內獲取到的壓力傳感器70的測量值和/或上述步驟S37中的判斷結果記錄到存儲部83 (步驟S40)，停止試樣導入部100的動作。此外，也可以與堵塞判斷部85的判斷的結果無關地將測量值、判斷結果記錄到存儲部83。
[0101]另一方面，在上述步驟S37中判斷為針頭10沒有發生堵塞的情況下，關閉電磁閥SVl，接著，針對安裝于試樣導入部100的所有試樣容器判斷是否完成向柱導入試樣氣體(步驟S38)。在此，在完成了所有試樣的導入的情況下，結束試樣導入部100的動作。另一方面，在存在未導入的試樣的情況下，返回到步驟S31，反復執行步驟S31?S38的動作直到所有試樣的導入完成為止。
[0102]如上所述，根據本實施例所涉及的頂空進樣裝置，通過在比流路F3的電磁閥SV2更靠上游側設置壓力傳感器，能夠測量在關閉電磁閥SV2的狀態下將加壓用氣體導入到流路F2時對該針頭施加的壓力，由此能夠容易地獲知針頭10是否堵塞。
[0103]另外，在上述例子中，設為在向用戶通知了針頭10堵塞之后自動停止試樣導入部100的動作的結構，但也可以在上述通知時讓用戶選擇是停止還是繼續試樣導入部100的動作。另外，也可以由用戶預先設定在判斷為針頭10堵塞的情況下是停止還是繼續試樣導入部100的動作，并將該設定預先存儲到存儲部83，基于該設定來控制試樣導入部100。此夕卜，即使在用戶選擇了繼續試樣導入部100的動作的情況下，由于壓力傳感器70的測量值和/或泄漏判斷部82的判斷結果被記錄到存儲部83，因此也能夠之后參照記錄僅對針頭發生了堵塞的試樣重新進行分析。另外，也能夠在由氣體分析裝置得到的分析結果不恰當的情況下，通過之后參照記錄來闡明原因。
[0104]此外，在上述例子中，設為每當針對一個試樣容器完成向氣體分析裝置導入試樣氣體時對針頭的堵塞進行判斷的結構，但進行判斷的定時并不限定于上述定時，例如也可以在將針頭刺入最初的試樣容器之前也進行如上所述的堵塞的判斷。由此，能夠防止沒有察覺針頭發生堵塞就將針頭刺入試樣容器而浪費貴重的試樣。另外，也可以設為每當針對預定個數的試樣容器完成向柱導入試樣氣體時進行判斷的結構，或者設為根據用戶的指示在適當的定時進行判斷的結構。
[0105]另外，在上述實施例中，在分支管Tl與電磁閥SV2之間設置有壓力傳感器70，但即使在電磁閥SVl與分支管Tl之間、分支管Tl與流路切換閥20的端口 b之間、壓力控制裝置61與電磁閥SVl之間、或者流路Fl上的任一位置設置有壓力傳感器70的情況下，也能夠實現上述相同的功能。另外，還能夠設為基于壓力控制裝置61內設置的壓力計的測量值來進行如上所述的針頭的堵塞判斷的結構(在該情況下，該壓力計相當于本發明中的壓力傳感器)。
[0106]以上，使用實施例對用于實施本發明的方式進行了說明，但本發明并不限定于上述實施例，在本發明的宗旨的范圍內允許進行適當變更。例如，在上述實施例中，設為進行試樣容器是否發生氣體泄漏的判斷或者針頭是否發生堵塞的判斷中的某一判斷的結構，但也可以在一臺裝置中進行這兩種判斷。在該情況下，在控制部200中設置泄漏判斷部82和堵塞判斷部85這兩個部件。
[0107]附圖標記說明
[0108]100:試樣導入部；200:控制部；10:針頭；11:試樣容器；12:蓋；20:流路切換閥；30:計量管；41、42:氣體入口 ；51、52:氣體出口 ；61:壓力控制裝置；62:流量控制裝置；70:壓力傳感器；81:動作控制部；82:泄漏判斷部；83:存儲部；84:通知部；85:堵塞判斷部。
【權利要求】
1.一種頂空進樣裝置，其特征在于，具有: a)試樣氣體提取流路，其一端連接于針頭； b)加壓用氣體導入流路和排氣用流路，該加壓用氣體導入流路和排氣用流路經由分支管并聯連接于上述試樣氣體提取流路的另一端； c)第一開閉閥，其設置在上述加壓用氣體導入流路的中途； d)第二開閉閥，其設置在上述排氣用流路的中途； e)壓力傳感器，其設置在上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間、上述試樣氣體提取流路和上述加壓用氣體導入流路中的任一位置，用于測量該位置處的流路內的壓力；以及 f)氣體泄漏判斷單元，其基于將上述針頭刺入試樣容器并關閉上述第二開閉閥、并且打開上述第一開閉閥將加壓用氣體導入到上述加壓用氣體導入流路時的上述壓力傳感器的測量結果，來判斷是否發生從上述試樣容器泄漏氣體。
2.一種頂空進樣裝置，其特征在于，具有: a)試樣氣體提取流路，其一端連接于針頭； b)加壓用氣體導入流路和排氣用流路，該加壓用氣體導入流路和排氣用流路經由分支管并聯連接于上述試樣氣體提取流路的另一端； c)第一開閉閥，其設置在上述加壓用氣體導入流路的中途； d)第二開閉閥，其設置在上述排氣用流路的中途； e)壓力傳感器，其設置在上述加壓用氣體導入流路的上述分支管與第一開閉閥之間、上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間、和上述試樣氣體提取流路中的任一位置，用于測量該位置處的流路內的壓力；以及 f)氣體泄漏判斷單元，其基于從上述加壓用氣體導入流路向試樣容器導入了加壓用氣體后、在整個預定的待機時間內維持上述第一開閉閥和上述第二開閉閥都關閉的狀態時的該待機時間內的上述壓力傳感器的測量結果，來判斷是否發生從上述試樣容器泄漏氣體。
3.根據權利要求1或2所述的頂空進樣裝置，其特征在于， 還具有存儲單元，該存儲單元存儲由上述氣體泄漏判斷單元得到的判斷結果。
4.根據權利要求1~3中的任一項所述的頂空進樣裝置，其特征在于， 還具有通知單元，該通知單元在由上述氣體泄漏判斷單元判斷為發生氣體泄漏的情況下向用戶通知發生氣體泄漏。
5.一種頂空進樣裝置，其特征在于，具有: a)試樣氣體提取流路，其一端連接于針頭； b)加壓用氣體導入流路和排氣用流路，該加壓用氣體導入流路和排氣用流路經由分支管并聯連接于上述試樣氣體提取流路的另一端； c)第一開閉閥，其設置在上述加壓用氣體導入流路的中途； d)第二開閉閥，其設置在上述排氣用流路的中途； e)壓力傳感器，其設置在上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間、上述試樣氣體提取流路和上述加壓用氣體導入流路中的任一位置，用于測量該位置處的流路內的壓力；以及 f)堵塞判斷單元，其基于關閉上述第二開閉閥并且打開上述第一開閉閥而將加壓用氣體送出到加壓用氣體導入流路時的上述壓力傳感器的測量結果，來判斷上述針頭是否發生堵塞。
6.根據權利要求5所述的頂空進樣裝置，其特征在于， 還具有存儲單元，該存儲單元存儲由上述堵塞判斷單元得到的判斷結果。
7.根據權利要求5或6所述的頂空進樣裝置，其特征在于， 還具有通知單元，該通知單元在由上述堵塞判斷單元判斷為針頭發生堵塞的情況下向用戶通知針頭發生堵塞。
8.根據權利要求1~7中的任一項所述的頂空進樣裝置，其特征在于， 上述壓力傳感器 設置在上述排氣用流路的上述分支管與第二開閉閥之間。
【文檔編號】G01N1/00GK104081179SQ201180076305
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2011年11月30日 優先權日:2011年11月30日
【發明者】青野晃, 山本善丈 申請人:株式會社島津制作所