JPS5940261B2

JPS5940261B2 - 熱イオン化検出器

Info

Publication number: JPS5940261B2
Application number: JP53036629A
Authority: JP
Inventors: 秀夫高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1984-09-28
Also published as: JPS54130087A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は熱イオン化検出器に関する。

従来より、二〜三の例外を除いて全ての有機化合物に高
感度に応答するという理由で、ＦＴＤ（水素炎イオン化
検出器）がガスクロマトグラフに好んで用いられている
。

しかしながら、特異なもの、例えばリン化合物や窒素化
合物だけに応答させたいという場合に、ＦＩＤは利用で
きない。そこで、リン化合物ならびに硫黄化合物に対し
てはＦＰＤ（炎光光度検出器）、また、ハロゲン化合物
に対してはＥＣＤ（エレクトロンキヤプチヤー検出器）
という二種類の検出器を用いることにより解決している
。ところが、窒素化合物に対して応答する検出器は現在
のところ存在せず、唯一の解決策として、ＦＩＤにＫＢ
ｒ等のアルカリチップをノズルに乗せ、炎の熱でアルカ
リを気化させることにより、このアルカリイオンの助け
を借りて窒素化合物を選択的に、しかも高感度に分析し
ようという試みがなされている。

具体的に例をあげれば、単結晶を用いるもの、針金に水
ガラスを被覆したもの、アルカリ塩を炎の底部で包み込
むもの、アルカリ塩を筒の中に入れて加熱した際の気化
蒸気を利用するもの、等である。これらの公知例は非常
に簡単に目的が遂げられるというメリットがある反面、
アルカリ塩を経時的に多量に消費するにも拘わらず、こ
れらの供給が全くなされないためアルカリ濃度の変化や
チップの形状変化等により、感度が刻々と変化し測定有
効時間が短かいという欠点を有している。このため、検
量線は実試料を測定直前に作成しなければ定量性は得ら
れず、しかも安定するまでに数時間を要するという欠点
がある。

上述の如くの優れた特徴があるにもかかわらず、一般の
分析に殆んど使用されていない原因はここに起因してい
る。本発明の目的は、長時間に亘つて感度の安定な熱イ
オン化検出器を提供するにある。

本発明は、液体状のアルカリ源を空気の力で吸い上げて
検知器に送り込み、アルカリイオン源とするものである
。

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図である。

熱イオン化検出器は、検出器ボデイ１、ノズル２、水素
供給管３、空気アルカリ供給管４、分離カラム５、オー
リング６、ワツシヤ７、袋ナツト８、極板９より成る。

検出器ボデイ１の上部にノズル２がねじ等により取付け
られている。また、検出器ボデイ１の一方の側面には水
素供給管３が取付けられ、他方の側面には空気およびア
ルカリ供給管４が接続されている。さらに、検出器ボデ
イ１の底部には分離カラム５が挿入されており、オーリ
ング６、ワツシヤ７、袋ナツト８の各々により固定され
ている。水素供給管３、空気・アルカリ供給管４、分離
カラム５の各々は、いずれもノズル内にガスを供給でき
る構造となつている。なお、ノズル２より発生する炎に
対面して適当な距離をおいて両側に電極板１０が配設さ
れている。標準状態における気体は一般に導電件を持た
ない。ところが、気体の分子がイオン化するのに十分な
エネルギーを与えられ、帯電した原子あるいは分子と、
自由電子とが生成された場合、外部から適当な電場をか
けることにより、その気体は導電性を示すようになる。
このエネルギー源として火炎を用いると共に、電場とし
て電池１１を用いている。これにより抵抗１２に生じる
電圧変化を記録計１３で読みとるものである。空気・ア
ルカリ供給管４は途中から枝分れしており、この分枝部
分の内径は細く絞られており、片方から空気が供給され
、分枝管１４はアルカリ源容器１５中に液体状態のアル
カリ１６に浸されている。

以上の構成による実施例の動作を以下に説明する。

キヤリヤガス及び試料が第１図の図示矢印方向から分離
カラム５を介して検出器ボデイ１に供給され、また、燃
料としてＨ２ガスを水素供給管３よりノズル２に供給さ
れる。

空気・アルカリ供給管４の片方より空気が供給されると
、いわゆるベルヌーイの定理により、分枝管１４内は減
圧状態になり、アルカ１川６（例えばアルカリ塩液体）
が吸い上げられ、空気によりノズル２まで霧状のまま運
搬される。そして、ノズル２の先端に形成された炎の熱
で試料と共にイオン化され、電気信号に変換されて、記
録計１３に記録される。アルカリ源（アルカリ１６）と
しては、Ｒｂ，Ｋ，Ｃｓ，Ｎａ等のアルカリ金属、アル
カリ土金属類の硫酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物等が有効
であり、これらの物姓を考慮すれば水溶液が最も扱い易
いが、可溶な有機溶媒があれば有機溶媒の溶液、あるい
は加熱して熔融状態で使用しても良い。第２図は本発明
に係るアルカリ源補給装置の正面断面図である。第１図
に示した実施例ではアルカリ源容器１５にアルカリ源が
存在する限りＴＩＤとしての動作を続行するが、有効時
間に限界があり、長時間連続測定には所定時間後にアル
カリ源を供給してやる必要がある。

また、アルカリ源の水面は徐々に減少し、厳密に言えば
分枝管にかかる圧力が低下することになり、アルカリ供
給量も減少する。しかし、第２図に示す如く、アルカリ
源容器１５のアルカリ源の所定高さ位置にあるとき、こ
のアルカリ源と接するように補給アルカリ源容器１８、
補給アルカリ供給管１９より成るアルカリ補給装置を設
置すれば、サイフオンの原理により液面が常に一定に保
たれる。しかも、補給アルカリ源１７は密閉されている
状態にあり、ここからの蒸発が無いので、アルカリ源容
器１５の濃度は一定に保たれる。従つて、検出器には一
定濃度で一定量のアルカリが供給されることになり、長
時間に亘つて安定な感度のＴＩＤが得られる。本発明の
実施例により得られる効果を列挙すれば次の如くである
。（１）定濃度で一定量のアルカリが常に供給されるた
め、感度が常に一定である。

（２）定濃度で一定量のアルカリが常に供給されるため
、安定状態に達する時間を大幅に短縮できる。

（３）アルカリ源の供給交換が簡単かつ手軽に行える。

しかも、交換操作のために測定を中断する必要がないと
いう利点がある。（４）連続補給が可能であるため、測
定時間は無制限にできる。

（５）アルカリ供給パイプに精巧なものを必要としない
。

Ｈ２やキヤリアガス流量は感度に大きな影響を与えるが
、空気流量は広い範囲に亘つてプラト一領域が存在する
ので、最高の感度を出すには空気量を変化させてアルカ
リ量をコントロールさせるだけでよく、吸い上げ装置の
製造ロッドによる件能差等は全く問題にする必要がない
。第３図は本発明の応用例を示す側断面図である。

第３図は空気・アルカリ供給管とノズルとの連結部を変
更したもので、ノズルの外側からアルカリ源を供給する
ようにしたものである。このようにすれは、空気とキヤ
リアガス、Ｈ２との流路系統を別にすることができる。
この実施例によつて得られる効果は第１図の実施例と同
様である。なお、本発明の実施例として、いわゆるベル
ヌーイの定理によるものを例示したが、超音波装置によ
り空気供給管内へ吹上げる構成も容易に実現できる。以
上より明らかな如く本発明によれは、長時間に亘つて感
度の安定な熱イオン化検出器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は本発明
に係るアルカリ源補給装置の正面断面図、第３図は本発
明の応用例を示す正面断面図である。１・・・・・・検知器ボデイ、２・・・・・・ノズル、
３・・・・・・Ｈ２供給管、４・・・・・・空気・アル
カリ供給管、５・・・・・・分離カラム、１０電極板、
１４・・・・・・分枝管、１５・・・・・・アルカリ源
容器、１６・・・・・・アルカリ源、１７・・・・・・
補給アルカリ源、１８・・・・・・補給アルカリ源容器
、１９・・・・・・補給アルカリ供給管。

Claims

【特許請求の範囲】１キャリアガスと試料とが供給されるノズルと、該ノ
ズルの近傍に設けられる検出電極と、を備えた熱イオン
化検出器において、上記ノズルに供給されるイオン供給
用金属塩溶液と、該金属塩溶液を霧化または気化して上
記ノズルに供給する給送手段と、を具備することを特徴
とする熱イオン化検出器。２上記ノズルに空気を供給する供給管の途中に絞りを
もたせ、該絞り部より上記金属塩溶液中に端部が埋没す
る分枝管を連結して、上記供給管内を流通する空気によ
り前記分枝管に減圧を生じさせ、この減圧力により上記
供給管に上記金属塩溶液を放出せしめることを特徴とす
る特許請求範囲第１項記載の熱イオン化検出器。３上記金属塩溶液の液面と端部が接する供給管を底部
に連結すると共に、上記金属塩溶液の液面より高い位置
に該金属溶液を内蔵して密閉状態で設置される容器と、
から成る補給装置を備えたことを特徴とする特許請求範
囲第１項あるいは第２項記載の熱イオン化検出器。