JP2000081422A - 多点極微量物質自動分析装置及び分析方法並びに極微量物質自動分析装置及び分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極微量成分を短時間に、かつ精度よく自動分
析する多点極微量物質自動分析装置及び分析方法並びに
極微量物質自動分析装置及び分析方法を提供する。 【解決手段】 極微量物質を含有するサンプルを捕集す
るサンプリング部１００、サンプリング部により捕集さ
れたサンプル中の極微量物質を濃縮する機能を有する濃
縮部２００、濃縮された極微量物質を分析測定する分析
部３００、及び各部を自動的かつ総合的に制御する制御
部４００からなる極微量物質自動分析装置において、分
析部３００中の一系統の分析器６１に対し、分析器６１
に濃縮試薬を提供する濃縮部２００の濃縮装置２６，２
７を少なくとも２系統備え、各系統の濃縮装置２６，２
７には、それぞれ独立に多地点Ｐ１〜Ｐ１０より捕集さ
れた一系列のサンプル群により、並列複数の多点切換バ
ルブ２１〜２４により任意のサンプルが供給されるよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多地点における極微
量成分を自動分析する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】次世代の半導体製造プロセスにおいて、
クリーンルーム内に残る極微量なガス状汚染物質が半導
体の製造不良を引き起こす事例が増えている。量産製造
プロセスを安定化させるためには、塵埃・化学フィルタ
により対象物質を除去するが、製造工程内で使用する物
質の汚染事故や化学フィルタ破過が発生するため、汚染
物質の測定手法を自動化し連続的に測定・監視する必要
がある。

【０００３】従来の多地点における極微量成分の測定で
は、インピンジャー法などで分析装置の検出下限迄対象
成分を長時間かけて濃縮し、イオンクロマトグラフ等の
分析装置で分析・定量を行っていた。

【０００４】このような方法では測定間隔が長く多地点
における汚染物質の発生総量が特定できないという問題
や、突発的な高濃度の極微量成分が発生に対応できない
などの問題点があった。

【０００５】また、例えば拡散スクラバー法によるアン
モニア自動分析では高濃度測定の後にサンプリング系や
濃縮系に対象成分が残留するメモリ効果（前回の計測の
影響）が発生し、サンプリング系、濃縮系を洗浄してい
た。

【０００６】しかし、モノエタノールアミン等の有機物
成分ではサンプリング管迄含めて十分に洗浄しないと次
回の濃度測定を正確に実施できない問題があった。更
に、サンプリング系、濃縮系の洗浄を十分行わないと次
の低濃度が測定行えないため、多地点の極微量成分を自
動監視する場合、測定間隔が非常に長くなり、低濃度か
ら高濃度迄一定時間で監視できないという問題があっ
た。

【０００７】次に第１従来例として、これまでの多地点
アンモニア計測装置では、特開平８−５４３８０号に開
示されているように、図１１の基本構成図に示すよう
に、サンプリング部（バルブ６０１）・濃縮部（拡散ス
クラバー６０２）・分析部（イオンクロマトグラフ６０
３）は１系統で構成されている。この多地点アンモニア
計測装置において、多数の測定点Ｐ１〜Ｐ１０の極微量
物質の検出に要する時間は、 （測定点数） ×（予備運転時間＋リンス運転時間＋サンプリング運転時間＋分離分析運転 時間） …（式５） となり、測定タイミングは図１２に示す通りとなる。

【０００８】第２従来例として、特開平８−５４３８０
号に開示されているように、図１３に挙げる２系統のサ
ンプリング部（切替バルブ７０１ａ，７０１ｂ）と１系
統の濃縮部（拡散スクラバー７０２）と１系統の分析部
（イオンクロマトグラフ７０３）で構成されるシステム
がある。この場合、一方のサンプリング部（切替バルブ
７０１ａ）がリンス運転、サンプリング運転、分離分析
運転を行っている時に他方のサンプリング部（切替バル
ブ７０１ｂ）が予備運転を実行できる。測定所要時間
は、 （測定点数） ×（リンス運転時間＋サンプリング運転時間＋分離分析運転時間） …（式６） 但し、（予備運転時間）≧（リンス運転時間＋サンプリ
ング運転時間＋分離分析運転時間）となり、測定タイミ
ングは図１４に示す通りとなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では、以下のような問題があった。

【００１０】前記第１従来例では、測定点Ｐ１〜Ｐ１０
が１０地点あり、各測定点Ｐ１〜Ｐ１０毎にサンプリン
グ部（バルブ６０１）を順次割り当てるので、測定所要
時間が４１０分と非常に長くなる問題があった。

【００１１】前記第２従来例では、一方のサンプリング
部（バルブ７０１ａ）がリンス運転、サンプリング運
転、分離分析運転中に他方のサンプリング部（バルブ７
０１ｂ）が予備運転できるので、第１従来例よりも測定
所要時間を短縮できるが、それでも予備運転時間：２５
分、リンス運転時間：０．５分、サンプリング運転時
間：７．５分、分離分析運転時間：８分、即ち測定所要
時間が２００分と長い問題があった。

【００１２】更に、拡散スクラバー法によるアンモニア
自動分析等では、高濃度測定の後では、サンプリング部
（バルブ６０１，切替バルブ７０１ａ，７０１ｂ）や濃
縮部（拡散スクラバー６０２，７０２ａ，７０２ｂ）に
成分が残留するメモリ効果があり、前回測定時の影響が
あった。特にモノエタノールアミン等の有機物成分は非
常に残留し易く、メモリ効果が大きくなるので、次回以
降に正確に濃度測定できない問題があった。

【００１３】ここにおいて本発明は、極微量成分を短時
間に、かつ精度よく自動分析する多点極微量物質自動分
析装置及び分析方法並びに極微量物質自動分析装置及び
分析方法を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は次のようである。

【００１５】１．極微量物質を含有するサンプルを捕集
するサンプリング部、サンプリング部により捕集された
サンプル中の極微量物質を濃縮する機能を有する濃縮
部、濃縮された極微量物質を分析測定する分析部、及び
各部を自動的かつ総合的に制御する制御部からなる極微
量物質自動分析装置において、分析部中の一系統の分析
器に対し、分析器に濃縮試薬を提供する濃縮部の濃縮装
置を少なくとも２系統備え、各系統の濃縮装置には、そ
れぞれ独立に多地点より捕集された一系列のサンプル群
により、並列複数の多点切換バルブにより任意のサンプ
ルが供給されるように構成されていることを特徴とする
多点極微量物質自動分析装置。

【００１６】２．前記サンプルが気相であり、濃縮部が
拡散スクラバー及び濃縮カラムを含むことを特徴とする
上記１記載の多点極微量物質自動分析装置。

【００１７】３．前記分析器がイオンクロマトグラフで
あることを特徴とする上記１又は２記載の多点極微量物
質自動分析装置。

【００１８】４．前記分析器１基に対し、濃縮カラム２
基と拡散スクラバー４基を含むことを特徴とする上記１
〜３の何れかに記載の多点極微量物質自動分析装置。

【００１９】５．前記制御部が、極微量物質の高濃度発
生に対し、集中監視機能を有することを特徴とする上記
１〜４の何れかに記載の多点極微量物質自動分析装置。

【００２０】６．前記制御部が、特定期間中の極微量物
質の総量を累積算出できる機能を有することを特徴とす
る上記１〜５の何れかに記載の多点極微量物質自動分析
装置。

【００２１】７．前記サンプリング部及び前記拡散スク
ラバーへパージガスを供給し洗浄するクリーニング部を
更に具備することを特徴とする上記２記載の多点極微量
物質自動分析装置。

【００２２】８．前記クリーニング部は、パージガスを
供給するパージガスボンベと、前記拡散スクラバーの大
気流路の前記サンプリング部とは反対側の出口に接続さ
れ、前記パージガスボンベ又は前記拡散スクラバーの大
気吸引経路とを切り替えるバルブとからなることを特徴
とする上記７記載の多点極微量物質自動分析装置。

【００２３】９．前記クリーニング部は、前記拡散スク
ラバーのそれぞれに設けられていることを特徴とする上
記７又は８記載の多点極微量物質自動分析装置。

【００２４】１０．極微量物質を含有するサンプルを捕
集するサンプリング部、サンプリング部により捕集され
たサンプル中の極微量物質を濃縮する機能を有する濃縮
部、濃縮された極微量物質を分析測定する分析部、及び
各部を自動的かつ総合的に制御する制御部からなる極微
量物質自動分析装置において、分析部中の一系統の分析
器に対し、分析器に濃縮試薬を提供する濃縮部の濃縮装
置を少なくとも２系統備え、各系統の濃縮装置には、そ
れぞれ独立に多地点より捕集された一系列のサンプル群
により、並列複数の多点切換バルブにより任意のサンプ
ルが供給されるように構成され、前記サンプルが気相で
あり、濃縮部が拡散スクラバー及び濃縮カラムを含み、
前記サンプリング部及び前記拡散スクラバーへパージガ
スを供給し洗浄するクリーニング部を具備することを特
徴とする極微量物質自動分析装置。

【００２５】１１．前記クリーニング部は、パージガス
を供給するパージガスボンベと、前記拡散スクラバーの
大気流路の前記サンプリング部とは反対側の出口に接続
され、前記パージガスボンベ又は前記拡散スクラバーの
大気吸引経路とを切り替えるバルブとからなることを特
徴とする上記１０記載の極微量物質自動分析装置。

【００２６】１２．前記クリーニング部は、前記拡散ス
クラバーのそれぞれに設けられていることを特徴とする
上記１０又は１１記載の極微量物質自動分析装置。

【００２７】１３．上記３に記載の多点極微量物質自動
分析装置を用いる分析方法であって、拡散スクラバーに
吸収液を循環させ前回の分析の影響を低減する予備運
転、前記予備運転の後濃縮カラム内に残留する溶離液成
分を純水により洗浄を行うリンス運転、前記リンス運転
の後、拡散スクラバーから濃縮カラム間に吸収液を循環
させ濃縮カラムに極微量成分を濃縮するサンプリング運
転、前記サンプリング運転の後濃縮カラム内に濃縮され
た成分をイオンクロマトグラフにより分析する分離分析
運転のサイクルで繰り返し行うに際し、運転時間が下記
（式１） 分離分析運転時間＝リンス運転時間＋サンプリング運転時間 （式１） の関係を有することを特徴とする多点極微量物質自動分
析方法。

【００２８】１４．上記７に記載の多点極微量物質自動
分析装置を用いる分析方法であって、前記サンプリング
部及び前記拡散スクラバーにパージガスを供給し洗浄す
るクリーニング運転、拡散スクラバーに吸収液を循環さ
せ前回の分析の影響を低減する予備運転、前記予備運転
の後濃縮カラム内に残留する溶離液成分を純水により洗
浄を行うリンス運転、前記リンス運転の後、拡散スクラ
バーから濃縮カラム間に吸収液を循環させ濃縮カラムに
極微量成分を濃縮するサンプリング運転、前記サンプリ
ング運転の後濃縮カラム内に濃縮された成分をイオンク
ロマトグラフにより分析する分離分析運転のサイクルで
繰り返し行うに際し、運転時間が下記（式２） 分離分析運転時間＝クリーニング運転時間＋予備運転時間 （式２） の関係を有することを特徴とする多点極微量物質自動分
析方法。

【００２９】１５．上記１０に記載の極微量物質自動分
析装置を用いる分析方法であって、前記サンプリング部
及び前記拡散スクラバーにパージガスを供給し洗浄する
クリーニング運転、拡散スクラバーに吸収液を循環させ
前回の分析の影響を低減する予備運転、前記予備運転の
後濃縮カラム内に残留する溶離液成分を純水により洗浄
を行うリンス運転、前記リンス運転の後、拡散スクラバ
ーから濃縮カラム間に吸収液を循環させ濃縮カラムに極
微量成分を濃縮するサンプリング運転、前記サンプリン
グ運転の後濃縮カラム内に濃縮された成分をイオンクロ
マトグラフにより分析する分離分析運転のサイクルで繰
り返し行うに際し、運転時間が下記（式２） 分離分析運転時間＝クリーニング運転時間＋予備運転時間 （式２） の関係を有することを特徴とする多点極微量物質自動分
析方法。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例の分析装置
は、図１の如く、大気中の極微量物質を多くの測定点Ｐ
１〜Ｐ１０より捕集し吸収液に極微量物質を吸収させる
複数のサンプリング部１００と、サンプリング部１００
より捕集した極微量物質を濃縮する機能を複数持つ濃縮
部２００と、濃縮物を分析・測定する分析部３００と、
各部を自動的に制御し一定間隔にて捕集・濃縮・測定を
繰り返し実行する制御部４００とから構成される。

【００３１】サンプリング部１００は、複数で構成され
濃縮部２００の１つに対して少なくとも２つ以上接続さ
れ、極微量物質の捕集を行わずにサンプリング部１００
の洗浄を行う「予備運転」の時間を十分に長く実行でき
る構成となっている。

【００３２】濃縮部２００は、複数で構成され分析部３
００が常に極微量物質の分離分析を行えるように、少な
くとも一つの濃縮部２００が濃縮成分を分析部３００に
注入を実行するように、制御部４００により制御され
る。複数の濃縮部２００のうち、分析部３００に濃縮成
分を注入していない濃縮部２００は、濃縮部２００内部
に存在する濃縮物質を分析部３００へ注入するための注
入液を洗浄する「リンス運転」、又は、サンプリング部
１００で吸収液に吸収された極微量物質を濃縮する「サ
ンプリング運転」を行う。

【００３３】制御部４００は、サンプリング部１００、
濃縮部２００、分析部３００に対し上記の制御を行うと
共に、収集したデータの表示・保存機能と、高濃度の大
気中極微量物質が発生した場合、特定のサンプリング部
１００を高濃度が発生した測定点Ｐ１〜Ｐ１０に割り当
て集中的に測定を行う機能と、各測定点Ｐ１〜Ｐ１０に
対する極微量物質の発生量の累積量を算出する機能とを
有している。

【００３４】本発明では、サンプリング部１００と濃縮
部２００を複数接続し分析部３００へ濃縮物質を常時注
入する制御を行うため、分析部３００が常に分離分析を
実行でき多くの測定点Ｐ１〜Ｐ１０の測定において測定
サイクルを短縮することが可能となる。又、サンプリン
グ部１００では、測定点Ｐ１〜Ｐ１０の数対１点の切替
バルブを濃縮部２００の系統数だけ設けて測定点Ｐ１〜
Ｐ１０に対して並列に接続し、各系統が互いに異なる測
定点Ｐ１〜Ｐ１０の試料大気中の極微量物質を収集する
ように制御するため、分岐バルブを多段直列に接続する
よりバルブ総数を少なくしながら、各測定点Ｐ１〜Ｐ１
０迄のサンプリング管Ｔ１〜Ｔ１０の配管をサンプリン
グ部１００の１系統分と任意に接続することができる。

【００３５】又、濃縮部２００に用いている吸収液内の
気泡を除去するトラップに新たに小容量型流路切替機能
付き脱泡器を使用することにより濃縮部２００内のメモ
リ効果を低減できる。

【００３６】又、高濃度の検出物質が発生した場合、高
濃度が発生した測定点Ｐ１〜Ｐ１０に特定のサンプリン
グ部１００を割り当てるため、サンプリング部１００の
メモリ効果の影響を最小限に抑えながら集中的に濃度監
視をすることが可能となる。

【００３７】更に、各測定点Ｐ１〜Ｐ１０に対する極微
量物質の発生量の累積量を算出するため、極微量物質を
監視することが可能となり、前述の高濃度発生時にサン
プリング部１００を割り当てることにより精度良く監視
が可能となる。

【００３８】加えて、同一測定点Ｐ１〜Ｐ１０の試料大
気中の異なる極微量物質を、複数持っているサンプリン
グ部１００や濃縮部２００のうち１系統以上を別種微量
物質分析用（例えばデニューダ法による水溶性アミン分
析）に割当てることで、多点多種の極微量物質自動分析
が可能となる。

【００３９】図２に本発明の各部構成要素ブロック図を
示す。大気中の極微量物質を捕集する測定点Ｐ１〜Ｐ１
０を１０地点とし、サンプリング部１００、濃縮部２０
０（拡散スクラバー法）を４系統設け、濃縮カラム２
６，２７を２系統設け、分析装置としてイオンクロマト
グラフＣＧを１系統設ける極微量アンモニア分析装置を
事例に説明する。

【００４０】図２において１０方向切替バルブ２１〜２
４を４系統設置し、４系統の１０方切替バルブ２１〜２
４に共通のサンプリング管Ｔ１〜Ｔ１０を１０本接続
し、測定点Ｐ１〜Ｐ１０へ設置する。１０方向切替バル
ブ２１〜２４は、大気中の極微量物質を捕集する測定点
Ｐ１〜Ｐ１０の１０地点から１地点の選択を行い、４系
統の１０方向切替バルブ２１〜２４のそれぞれに接続さ
れる拡散スクラバー１７〜２０と接続し、収集した大気
を送り込む。

【００４１】４系統設置された１０方向切替バルブ２１
〜２４は、制御部４００により互いに異なる大気捕集地
点である測定点Ｐ１〜Ｐ１０を選択する制御がなされ
る。

【００４２】拡散スクラバー１７〜２０は１０方向切替
バルブ２１〜２４と同様４系統設置され、特開平８−５
４３８０号公報等で公知のようにアンモニア成分が他の
極微量物質と共に拡散スクラバー１７〜２０表面を透過
し、拡散スクラバー１７〜２０内部を循環する吸収液に
吸収される。

【００４３】濃縮カラム２６，２７は２系統設置し、拡
散スクラバー１７〜２０で吸収した極微量物質を含む吸
収液を拡散スクラバー１７〜２０と濃縮カラム２６，２
７間を循環・通液させることにより濃縮カラム２６，２
７に濃縮する。

【００４４】分離カラム２８は、濃縮カラム２６，２７
から溶離液により注入される極微量物質を物質別に分離
しイオンクロマトグラフＣＧにより分離分析を行う。

【００４５】各拡散スクラバー１７〜２０の運転動作
は、拡散スクラバー１７〜２０に吸収液を循環させ前回
の分析の影響を低減する予備運転、前記予備運転の後濃
縮カラム２６，２７内に残留する溶離液成分を純水によ
り洗浄を行うリンス運転、前記リンス運転の後、拡散ス
クラバー１７〜２０から濃縮カラム２６，２７間に吸収
液を循環させ濃縮カラム２６，２７に極微量成分を濃縮
するサンプリング運転、前記サンプリング運転の後濃縮
カラム２６，２７内に濃縮された成分をイオンクロマト
グラフＣＧにより分析する分離分析運転のサイクルで繰
り返し行う。

【００４６】

【実施例】本発明の第１実施例として、特開平８−５４
３８０号公報にある分析装置にて多地点の極微量物質を
連続測定する場合の構成図を図３に、本装置の運転状態
のタイミング図を図４に示す。本装置の構成として、試
料大気の極微量物質成分を吸引するサンプリング部１０
０と、試料大気を吸収する吸収液が循環する濃縮部２０
０と、吸収した成分分析を行う分析部３００と、各部１
００，２００，３００を制御し分析データの表示・保存
及びデータの評価を行う制御部４００とに大別され、以
下図３を用いて説明する。

【００４７】まずサンプリング部１００を説明する。１
０方向切替バルブ２１〜２４に共通に接続されている１
０本のサンプリング管Ｔ１〜Ｔ１０はクリーンルーム内
の１０地点の測定点Ｐ１〜Ｐ１０に接続され、各測定点
Ｐ１〜Ｐ１０の試料大気を吸引・収集する。

【００４８】１０方向切替バルブ２１〜２４は接続され
ている前記１０本のサンプリング管Ｔ１〜Ｔ１０から１
本を選択し、それぞれ拡散スクラバー１７〜２０へ接続
する。１０方向切替バルブ２１〜２４は、互いに同一測
定点Ｐ１〜Ｐ１０から試料大気を収集しないように制御
する。

【００４９】拡散スクラバー１７〜２０には、試料大気
が通気する大気流路と試料大気を吸収する吸収液が通液
する吸収液流路が接続されており、大気流路はそれぞれ
トラップ３３〜３６へ接続する。拡散スクラバーは１７
〜２０の長さは８０ｃｍとした。８０ｃｍ以下の長さで
も使用できるが、極微量物質の捕集率が低下するため測
定値に差違を生じる問題がある。

【００５０】トラップ３３〜３６は、拡散スクラバーか
らの吸収液の漏れや圧力差による水滴が付着した時の水
分トラップ用であり、拡散スクラバーより低い位置に設
置する。トラップ３３〜３６の出口は、ニードルバルブ
付き流量計又はマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣ
とする）２９〜３２に接続する。

【００５１】ＭＦＣ２９〜３２は、大気吸引用ポンプ９
〜１２の吸引量を調節又は一定化するためのものであ
り、０．５ｌ／ｍｉｎに設定し、大気吸引用ポンプ９〜
１２の吸引側へ接続する。

【００５２】大気吸引用ポンプ９〜１２は、それぞれ拡
散スクラバー１７〜２０へ試料大気を通気させるための
ポンプである。大気吸引用ポンプ９〜１２の排気側は、
トラップ３７〜４０へ接続する。トラップ３７〜４０
は、圧力差などで発生する水滴のトラップ用であり大気
吸引用ポンプ９〜１２より低い位置に設置する。

【００５３】次に濃縮部２００を説明する。予備運転用
ポンプ１３は吸収液中の気泡を除去するためのデガッサ
４１を経由して吸収液を吸引してバルブ１へ送液する。
同様に、予備運転用ポンプ１６は吸収液中の気泡を除去
するためのデガッサ４４を経由して吸収液を吸引してバ
ルブ５へ送液する。

【００５４】バルブ１は、予備運転時に拡散スクラバー
１７又は１８のどちらか一方へ吸収液を送液するための
切替バルブで、拡散スクラバー１７，１８通液後の吸収
液を排出する役割を果たしている。同様に、バルブ５
は、予備運転時に拡散スクラバー１９又は２０のどちら
か一方へ吸収液を送液するための切替バルブで、拡散ス
クラバー１９，２０通液後の吸収液を排出する役割を果
たしている。

【００５５】拡散スクラバー１７〜２０は特開平８−５
４３８０号公報等で公知のように大気のアンモニア成分
を吸収液に吸収する役割を果たしている。

【００５６】吸収液循環用ポンプ１４は、吸収液中の気
泡を除去するデガッサ４２、バルブ３を経由して吸収液
を吸引し、バルブ４、濃縮カラム２６、バルブ２，１、
拡散スクラバー１７又は１８、バルブ１，２、トラップ
５０、バルブ３を経由する吸収液循環経路へ吸収液を送
液する。同様に吸収液循環用ポンプ１５は、吸収液をデ
ガッサ４３を経由して吸収し、バルブ８、濃縮カラム２
７、バルブ６，５、拡散スクラバー１９又は２０、バル
ブ５，６、トラップ５１、バルブ７を経由する吸収液循
環経路へ吸収液を送液する。バルブ４は、濃縮カラム２
６の流路切替用として接続し、吸収液又は溶離液の通液
を切り換える。同様にバルブ８は濃縮カラム２７の流路
切替用として接続する。

【００５７】バルブ２はリンス運転時の吸収液排出用の
バルブでもあり、リンス運転時に濃縮カラム２６内に残
留している残留物を廃液するために接続する。同様にバ
ルブ６は、リンス運転時に濃縮カラム２７内に残留して
いる残留物を廃液する。

【００５８】バルブ３は、吸収液循環用ポンプ１４の吸
引路切替用のバルブとして接続し、吸収液を吸収液流入
路又は吸収液循環流路（トラップ５０側）より吸引可能
としている。同様にバルブ７は、吸収液循環用ポンプ１
５の吸引路切替用のバルブとして接続し、吸収液を吸収
液流入路又は吸収液循環流路（トラップ５１側）より吸
引可能としている。吸収液に使用する溶液は、純度の高
い超純水を使用する。

【００５９】次に分析部３００を説明する。溶離液ポン
プ２５は溶離液を濃縮カラム２６，２７、分離カラム２
８、サプレッサー６０、電気伝導度計６１へ送液する。

【００６０】濃縮カラム２６，２７（例、ダイオネクス
社製、ＴＣＣ−ＬＰ１）は、特開平８−５４３８０号公
報などで公知なように、通液した吸収液中の陽イオン成
分を濃縮するものであり溶離液により分離カラム２８へ
陽イオン成分を注入する役目を果たしており、バルブ
４，８により直列に配列されるように接続されている。

【００６１】分離カラム２８は、濃縮カラム２６，２７
から注入された陽イオン成分をアンモニアイオンと他の
イオンに分離する。

【００６２】サプレッサー６０は、溶離液の電気伝導度
のバックグランドの低減を行うものである。

【００６３】電気伝導度計６１は、分離カラム２８によ
り分離された陽イオン成分を含む溶離液の電気伝導度を
計測するものである。溶離液には、メタンスルフォン酸
２０ｍＭｏｌを使用する。

【００６４】最後に制御部４００は、制御用のソフトウ
エアを搭載したパソコンと、制御対象である１０方向切
替バルブ２１〜２４、バルブ１〜８、大気吸引用ポンプ
９〜１２、予備運転用ポンプ１３，１６、吸収液循環用
ポンプ１４，１５、溶離液ポンプ２５とに接続するディ
ジタルインターフェイスと、電気伝導度計６１のアナロ
グ出力を取り込みアナログ−デジタル信号変換器と、状
態表示用のパトライトと、濃縮部２００、分析部３００
の漏水を検知する漏水センサと、バルブ１〜８を駆動す
る圧力の状態を検知する圧力センサ等とから構成されて
いる。

【００６５】本発明の多点極微量物質自動分析装置のサ
ンプリング部１００、濃縮部２００、分析部３００、制
御部４００の各部について、図４を用いて運転状態のタ
イミングを、図３を用いてバルブ１〜８の流路切替動作
を、表１を用いて測定点切替のためのバルブ１〜８の切
替シーケンスを、図５を用いてトラップ３３〜４０，５
０，５１の動作について順に説明する。

【００６６】

【表１】

【００６７】サンプリング部１００は、１０方向切替バ
ルブ２１〜２４と拡散スクラバー１７〜２０、トラップ
３３〜４０、ＭＦＣ２９〜３２、大気吸引用ポンプ９〜
１２の組み合わせで構成され、１０測定点Ｐ１〜Ｐ１０
から順次大気を吸引して各測定点Ｐ１〜Ｐ１０と４系統
の拡散スクラバー１７〜２０を通気・接続する。

【００６８】まず測定点を選択する１０方向切替バルブ
２１〜２４の動作は、表１に示すように例えば１０方向
切替バルブ２１が測定点Ｐ１を、１０方向切替バルブ２
２が測定点Ｐ２を、同様に１０方向バルブ２３，２４が
測定点Ｐ３，Ｐ４を測定点として選択し、順に測定を行
い、次に１０方向切替バルブ２１が測定点Ｐ５と言うよ
うに、予め設定された順序により１０地点の測定点Ｐ１
〜Ｐ１０に接続されたサンプリング管Ｔ１〜Ｔ１０を選
択するように制御する。

【００６９】１０方向切替バルブ２１〜２４の測定点変
更タイミングは、表１の前回の測定の分離分析運転の開
始時に次の測定点へ移行し次の測定点の予備運転を実行
する。

【００７０】予備運転時間は、サンプリング運転終了後
に開始し、分離分析運転時にサンプリング部１００の測
定点Ｐ１〜Ｐ１０に影響されないように、なるべく長時
間となるように制御される。各１０方向切替バルブ２１
〜２４が同じ測定点Ｐ１〜Ｐ１０の試料大気を吸引する
ことのないように制御することにより、各測定点Ｐ１〜
Ｐ１０へのサンプリング管Ｔ１〜Ｔ１０をそれぞれの拡
散スクラバー１７〜２０へ複数配管することなく共通の
サンプリング管Ｔ１〜Ｔ１０として配管することができ
る。

【００７１】又、高濃度のアンモニアを検出した場合の
例として、同表１の拡散スクラバー１７〜２０群の測定
回数６回目で１０地点切替バルブ２４が測定を行ってい
た測定点Ｐ４が警告値以上の高濃度アンモニア濃度を検
出した場合、１０方向切替バルブ２４が接続されている
拡散スクラバー２０は高濃度発生時集中監視機能により
測定点Ｐ４を集中的に監視するように制御し、残りの９
地点については他の３系統のサンプリング部１００が測
定するよう制御を行う。この動作は測定点Ｐ４のアンモ
ニア濃度が設定値以下になる迄継続され、同表１の測定
回数９回目に示すように高濃度が解除されると通常の制
御シーケンスに移行する。

【００７２】濃縮部２００は、拡散スクラバー１７〜２
０で吸収液に吸収したアンモニア成分を濃縮カラム２
６，２７で濃縮したり、拡散スクラバー１７〜２０へ吸
収液を通液させ、通液後廃液し拡散スクラバー１７〜２
０を洗浄したり、溶離液により濃縮カラム２６，２７が
濃縮したアンモニア成分を分析部３００に注入する。以
下に、４系統の各拡散スクラバー１７〜２０単位の動作
を説明する。まず第１系統として拡散スクラバー１７と
濃縮カラム２６を含む１系統に付いて説明する。

【００７３】１つの系統の拡散スクラバー１７に対する
運転のモードは、図４のように予備運転、リンス運転、
サンプリング運転、分離分析運転があり順に繰り返し行
われる。各運転の設定時間は、予備運転を２５分、リン
ス運転を０．５分、サンプリング運転を７．５分、分離
分析運転を８分と設定する。

【００７４】予備運転時の吸収液循環経路は、予備運転
用ポンプ１３により吸収液が吸引され、バルブ１を経由
して拡散スクラバー１７内を通液し再びバルブ１へ戻り
廃液される。この時、濃縮カラム２６を含む溶離液経路
は、他の３系統の拡散スクラバー１８〜２０測定系の何
れかの運転により使用されている。

【００７５】次にリンス運転では、吸収液循環用ポンプ
１４によりバルブ３を経由して吸収液を吸引し、バルブ
４を経由して濃縮カラム２６へ送液する。送液された吸
収液は濃縮カラム２６内の残留物を洗浄し、バルブ２を
経由して廃液される。サンプリング運転時の吸収液循環
経路は吸収液循環用ポンプ１４によりバルブ４、濃縮カ
ラム２６、バルブ４，２，１１、拡散スクラバー１７、
バルブ１，２、トラップ５０，バルブ３、吸収液循環用
ポンプ１４の順に循環し、拡散スクラバー１７で吸収液
に吸収した試料大気中の水溶性陽イオン成分を濃縮カラ
ム２６で濃縮する。溶離液経路は、溶離液ポンプ２５に
よりデガッサ４５を経由して吸引され、バルブ４を通り
濃縮カラム２６を通らずバルブ８、分離カラム２８、サ
プレッサー６０、電気伝導度計６１を通り廃液される。
バルブ８の状態は、拡散スクラバー１９，２０の運転状
態により決定され、濃縮カラム２７を通液したり、後記
の分離分析運転のため濃縮カラム２７をバイパスする。

【００７６】分離分析運転時の吸収液循環経路は、吸収
液循環用ポンプ１４によりデガッサ４２、バルブ３を経
由して吸収液を吸引し、濃縮カラム２６を通液せず、バ
ルブ４，２，１、拡散スクラバー１７、バルブ１，２、
トラップ５０、バルブ３を経由して廃液される。溶離液
経路は、溶離液ポンプ２５によりデガッサ４５を経由し
て溶離液を吸引し、バルブ４を通り濃縮カラム２６、バ
ルブ４，８、分離カラム２８、サプレッサー６０、電気
伝導度計６１を通り廃液される。溶離液が濃縮カラム２
６を通液する時に、サンプリング運転時に濃縮カラム２
６内に濃縮された水溶性陽イオン成分を溶離し、分離カ
ラム２８により陽イオン成分別に分離を行いサプレッサ
ー６０で溶離液の電気伝導度のバックグランドを低減し
た後、電気伝導度計６１により時間別に溶出される陽イ
オン成分の電気伝導度を測定し、制御部４００へ電気伝
導度の値に相当するアナログ信号を出力する。

【００７７】第２系統として、拡散スクラバー１８と濃
縮カラム２６を含む１系統の動作は、拡散スクラバー１
７と濃縮カラム２６を含む系統と同様で、拡散スクラバ
ー１８を通液する運転モードの時に、バルブ１が逆動作
となる。

【００７８】第３系統として、拡散スクラバー１９と濃
縮カラム２７を含む１系統に付いて説明する。この系統
の予備運転時の吸収液循環経路は予備運転用ポンプ１６
により吸収液を吸引し、バルブ５を経由して拡散スクラ
バー１９内を通液し再びバルブ５へ戻り廃液される。こ
の時、濃縮カラム２７を含む溶離液経路は、他の３系統
の拡散スクラバー１７，１８，２０測定系の何れかの運
転により使用されている。

【００７９】次にリンス運転では、吸収液循環用ポンプ
１５によりバルブ７を経由して吸収液を吸引し、バルブ
８を経由して濃縮カラム２７へ送液する。送液された吸
収液は濃縮カラム２７内の残留物を洗浄し、バルブ６を
経由して廃液される。

【００８０】サンプリング運転時の吸収液循環経路は吸
収液循環用ポンプ１５によりバルブ８、濃縮カラム２
７、バルブ８，６，５、拡散スクラバー１９、バルブ
５，６、トラップ５１、バルブ７、吸収液循環用ポンプ
１５の順に循環し、拡散スクラバー１９で吸収液に吸収
した試料大気中の水溶性陽イオン成分を濃縮カラム２７
に濃縮する。溶離液経路は、溶離液ポンプ２５によりデ
ガッサ４５を経由して吸引され、バルブ４，８を通り濃
縮カラム２７を通らず、分離カラム２８、サプレッサー
６０、電気伝導度計６１を通り廃液される。バルブ４の
状態は、拡散スクラバー１７，１８を含む系統の運転状
態により決まり濃縮カラム２６を通液したり、後記の分
離分析運転のため濃縮カラム２６をバイパスするか否か
が決定する。

【００８１】分離分析運転時の吸収液循環経路は、吸収
液循環用ポンプ１５によりデガッサ４３、バルブ７を経
由して吸収液を吸引し、濃縮カラム２７を通液せず、バ
ルブ８，６，５、拡散スクラバー１９、バルブ５，６、
トラップ５１、バルブ７を経由して廃液される。溶離液
経路は、溶離液ポンプ２５によりデガッサ４５を経由し
て溶離液を吸引し、バルブ４，８、濃縮カラム２７、バ
ルブ８、分離カラム２８、サプレッサー６０、電気伝導
度計６１を通り廃液される。溶離液が濃縮カラム２７を
通液する時に、サンプリング運転時に濃縮カラム２７内
に濃縮された水溶性陽イオン成分を溶離し、分離カラム
２８により陽イオン成分別に分離を行い、サプレッサー
６０で溶離液の電気伝導度のバックグランドを低減した
後、電気伝導度計６１により時間別に溶出される陽イオ
ン成分の電気伝導度を測定し、制御部４００へ電気伝導
度の値に相当するアナログ信号を出力する。

【００８２】第４系統として、拡散スクラバー２０と濃
縮カラム２７を含む１系統の動作は、拡散スクラバー１
９と濃縮カラム２７を含む系統と同様で、拡散スクラバ
ー２０を通液する運転モードの時に、バルブ５が逆動作
となる。

【００８３】前記説明の濃縮部２００で、吸収液循環用
ポンプ１４，１５の吸引側にバルブ３，７を経由してト
ラップ５０，５１を設置している。トラップ５０，５１
は、吸収液循環用ポンプ１４，１５の吸引側に吸収液中
の気泡が混入した場合に吸収液循環用ポンプ１４，１５
の異常動作を防ぐためのものである。トラップ５０，５
１の動作をトラップ５０を例に挙げ図５を用いて説明す
る。

【００８４】図５において、サンプリング運転時のトラ
ップ５０を通過する吸収液の流路は、バルブ３の流路が
図３の波線になり図５中ｃが封鎖されるためａからｂへ
の流路となる。その時、図５のトラップ５０をｃを上側
に垂直に設置すると吸収液がトラップ５０を通液する際
に気泡のみがｃ側の気泡溜り５０ａに蓄えられｂ側へは
流出しなくなり、結果的に吸収液中から気泡が除去でき
る。

【００８５】次にサンプリング運転が終了し分離分析運
転へ移行すると、図３中のバルブ３の流路が実線となり
図６中ｂが閉鎖されるためトラップ５０を通過する吸収
液の流路は、ａからｃとなり気泡溜り５０ａに蓄積され
ていた気泡は吸収液と伴にバルブ３を経由して廃液され
る。続いてサンプリング運転が開始された時は、気泡溜
り５０ａに気泡は存在せず気泡溜り５０ａの容量分気泡
が除去できる。トラップ５１についても同様な動作とな
る。

【００８６】分析部３００の動作は、濃縮部２００の４
系統中何れか１系統が分離分析運転の時に、特開平８−
５４３８０号公報等で公知のように、濃縮カラム２６，
２７に濃縮された水溶性陽イオン成分が溶離液により溶
離し、分離カラム２８により陽イオン成分別に分離を行
い、サプレッサー６０で溶離液の電気伝導度のバックグ
ランドを低減した後、電気伝導度計６１により時間別に
溶出される陽イオン成分の電気伝導度を測定し、制御部
４００へ電気伝導度の値に相当するアナログ信号を出力
する。

【００８７】制御部４００の動作は、サンプリング部１
００のバルブ・ポンプ制御と、濃縮部２００のバルブ・
ポンプの制御と、分析部３００のポンプ制御とデータ処
理を行う。

【００８８】サンプリング部１００への制御は、１０方
向切替バルブ２１〜２４、大気吸引用ポンプ９〜１２の
制御及び状態表示であり、濃縮部２００への制御は、バ
ルブ１〜８、予備運転用ポンプ１３，１６、吸収液循環
用ポンプ１４，１５の制御及び状態表示であり、分析部
３００への制御は、溶離液ポンプ２５の制御・状態表示
と、陽イオン成分の電気伝導度に対応するアナログ出力
値のディジタルデータへの変換と、前記ディジタルデー
タの制御パソコンへの取り込みと、得られた電気伝導度
データより測定対象である極微量のアンモニアガスを特
定し濃度計算を行い表示する機能と、これらの制御を統
合した運転モードの制御と、漏水センサ、圧力センサの
監視と、高濃度アンモニア濃度検出及び前記高濃度アン
モニア濃度検出時又は装置アラーム発生時の警報用パト
ライトの点灯と、制御パソコン上のソフトウエアでアン
モニア濃度の発生量の累積量を算出する機能とがある。

【００８９】予備運転、サンプリング運転、リンス運
転、分離分析運転の各運転モードの制御動作は、まず分
析部３００が連続的にアンモニア濃度の分析を行えるよ
うに、２系統の濃縮部２００の何れか一方が分離分析運
転を実行し、次の測定に備え、もう一方の濃縮部２００
がリンス運転及びサンプリング運転を実行する制御を行
う。即ち、各運転モードは、分離分析運転時間＝リンス
運転時間＋サンプリング運転時間 （式１）の関係が
保たれるよう各運転時間の設定を行う。また、１系統の
濃縮部２００に対応する２系統のサンプリング部１００
は、同時にサンプリング運転と分離分析運転を実行しな
い制御を行う必要がある。図４のタイミング図に示すよ
うに、上記２つの条件が成立する運転時間の設定と制御
を行えば、分離分析運転が２系統の濃縮部２００で同時
に運転することなく分析部３００が常に分離分析を行
い、一測定点に対する測定サイクルを短くできる。

【００９０】次に本発明の第２実施例の分析装置を説明
する。図６は本発明の第２実施例の分析装置の基本構成
を示す図である。図６に示す分析装置は、サンプリング
部１００と、濃縮部２００と、分析部３００と、制御部
４００と、クリーニング部５００とからなる。

【００９１】サンプリング部１００は、図１のサンプリ
ング部１００と同様のものであり、測定点Ｐから大気を
吸引し、極微量物質を吸収液に吸収させ捕集する。

【００９２】濃縮部２００は、図１の濃縮部２００と同
様のものであり、サンプリング部１００で捕集した極微
量物質を濃縮する。

【００９３】分析部３００は、図１の分析部３００と同
様のものであり、濃縮した極微量物質を分離分析する。

【００９４】制御部４００は、図１の制御部４００と同
様のものであり、各部１００，２００，３０，５００を
統合制御すると共に、分析部３００で収集したデータの
表示・保存機能と極微量物質の発生量の累積量を求め
る。

【００９５】クリーニング部５００は、前回測定時にサ
ンプリング部１００及び濃縮部２００に残留した極微量
物質を洗浄する。

【００９６】図７は図６の分析装置の構成要素を示すブ
ロック図である。図７に示す分析装置は、サンプリング
部１００に相当するサンプリング管Ｔ及び拡散スクラバ
ー１０９と、クリーニング部５００に相当するバルブ１
０５及びパージガスボンベ１１９と、濃縮部２００に相
当する濃縮カラム１１４と、分析部３００に相当する分
離カラム１１５，サプレッサー１１６及び電気伝導度計
１１７と、制御部４００とからなる。

【００９７】図８は図６の分析装置の配管図である。

【００９８】サンプリング部１００（図６，図７）は、
サンプリング管Ｔと、拡散スクラバー１０９と、トラッ
プ１１０と、ＭＦＣ１１８と、大気吸収用ポンプ１０６
とからなる。

【００９９】サンプリング管Ｔはクリーンルーム内の測
定点Ｐに接続され、測定点Ｐの試料大気を吸引し収集す
る。

【０１００】拡散スクラバー１０９は、内部が試料大気
が通過する大気流路と試料大気を吸収する吸収液が通液
する吸収液流路とから構成されている。大気流路の一方
はサンプリング管Ｔに接続されて収集された大気が送り
込まれる。クリーニング時以外には、大気中の極微量物
質を捕集するため、バルブ１０５をトラップ１１０側に
接続し、収集した大気を吸引する。クリーニング時に
は、バルブ１０５をＭＦＣ１２０側に接続し、パージガ
スボンベ１１９からパージガスを通気して内部を洗浄す
る。

【０１０１】トラップ１１０は、拡散スクラバー１０９
から漏れた吸収液や圧力差が発生して水滴が付着した時
の水分を捕集するものであり、拡散スクラバー１０９よ
り低い位置に設置する。

【０１０２】ニードルバルブ付き流量計又はマスフロー
コントローラ（以下、ＭＦＣとする）１１８は、大気吸
引用大気吸収用ポンプ１０６の吸引量を調節又は一定に
維持するものであり、大気吸引用大気吸収用ポンプ１０
６の吸引側へ接続し、流量を０．５ｌ／ｍｉｎに設定す
る。

【０１０３】大気吸収用ポンプ１０６は、サンプリング
管Ｔで吸引した試料大気を拡散スクラバー１０９へ通気
させるポンプであり、ＭＦＣ１１８の出口側に接続され
る。

【０１０４】次に濃縮部２００（図６，図７）は、デガ
ッサ１１２と、バルブ１０２と、拡散スクラバー１０９
と、バルブ１０１と、バルブ１０４と、吸収液循環用ポ
ンプ１０７と、トラップ１１１とからなり、拡散スクラ
バー１０９で吸収液に吸収させたアンモニア及びモノエ
タノールアミン成分を濃縮カラム１１４へ濃縮したり、
拡散スクラバー１０９へ吸収液を通液させ、通液後廃液
して拡散スクラバー１０９を洗浄したり、溶離液により
濃縮カラム１１４が濃縮したアンモニア及びモノエタノ
ールアミン成分を分析部３００へ注入したりする。

【０１０５】デガッサ１１２は、吸収溶離液中のガスを
除去してバルブ１０２へ供給する。この吸収液には純度
の高い超純水を使用する。

【０１０６】バルブ１０２は、吸収液の流路切替用のバ
ルブでもあり、吸収液をデガッサ１１２を経由して吸引
可能としている。

【０１０７】拡散スクラバー１０９は、大気中のアンモ
ニア及びモノエタノールアミン成分を吸収液に吸収させ
る。

【０１０８】バルブ１０１は、吸収液循環用ポンプ１０
７の吸引路切替用のバルブであり、吸収液を吸収液流入
路又は吸収液循環流路であるトラップ１１１側から吸引
可能としている。

【０１０９】バルブ１０４は、リンス運転時の吸収液排
出用のバルブでもあり、リンス運転時に濃縮カラム１１
４内の残留物を廃液する。

【０１１０】吸収液循環用ポンプ１０７は、吸収液中の
気泡を除去するデガッサ１１２を経由して吸収液を吸引
し、バルブ１０３へ送液する。予備運転時にはバルブ１
０１〜１０４を全て閉鎖し、吸収液循環用ポンプ１０７
は拡散スクラバー１０９へ吸収液を送液し、拡散スクラ
バー１０９通液後の吸収液を排出させる。

【０１１１】トラップ１１１は、拡散スクラバー１０９
から漏れた吸収液や圧力差が発生して水滴が付着した時
の水分を捕集するものであり、拡散スクラバー１０９よ
り低い位置に設置する。

【０１１２】次に分析部３００（図６，図７）は、デガ
ッサ１１３と、イオンクロマトグラフからなり、濃縮部
２００に濃縮された試料成分を溶離液で分離して分析す
る。

【０１１３】デガッサ１１３は、溶離液中のガスを除去
してイオンクロマトグラフへ供給する。

【０１１４】イオンクロマトグラフは、溶離液ポンプ１
０８と、バルブ１０３と、濃縮カラム１１４と、分離カ
ラム１１５と、サプレッサー１１６と、電気伝導度計１
１７とからなる。

【０１１５】溶離液ポンプ１０８は、溶離液を供給する
ポンプであり、デガッサ１１３の出口側に接続される。
この溶離液にはメタンスルホン酸２０ｍＭｏｌ等が使用
できる。

【０１１６】バルブ１０３は、リンス運転時の吸収液排
出用のバルブでもあり、リンス運転時に濃縮カラム１１
４内の残留物を廃液する。サンプリング時には、バルブ
１０３を開放し、吸収液に吸収した大気成分を濃縮する
ために濃縮カラム１１４に接続するよう制御される。

【０１１７】濃縮カラム１１４（例、ダイオネクス社製
ＴＣＣ−ＬＰ１）は、特開平８−５４３８０号公報記載
の通り、吸収液中の陽イオン成分を濃縮し、溶離液によ
り分離カラム１１５へ陽イオン成分を注入する手段であ
り、バルブ１０３に接続されている。

【０１１８】分離カラム１１５は、濃縮カラム１１４か
ら注入された陽イオン成分を、アンモニアイオン、モノ
エタノールアミンイオン、他のイオンにそれぞれ分離す
る手段であり、濃縮カラム１１４の出口側に接続され
る。

【０１１９】サプレッサー１１６は、溶離液の電気伝導
度のバックグランドを低減する手段であり、分離カラム
１１５の出口側に接続される。

【０１２０】電気伝導度計１１７は、分離カラム１１５
で分離された陽イオン成分を含む溶離液の電気伝導度を
計測する手段であり、サプレッサー１１６の出口側に接
続される。

【０１２１】次に制御部４００（図６〜図８）は、内蔵
された制御ソフトウェアにより動作する制御手段であ
り、この制御ソフトウェアにより制御されるパソコン
と、制御対象のバルブ１０１〜１０５及び大気吸収用ポ
ンプ１０６〜１０８に接続されたディジタルインターフ
ェイスと、電気伝導度計１１７の電気的出力を取り込む
Ａ／Ｄ変換器と、制御部５００の状態表示用の回転灯
と、濃縮部２００、分析部３００の漏水を検知する漏水
センサと、バルブ１０１〜１０５の駆動圧力を検知する
圧力センサ等とから構成されている。

【０１２２】次にクリーニング部５００（図６，図７）
は、パージガスボンベ１１９と、ＭＦＣ１２０と、バル
ブ１０５とからなり、サンプリング管Ｔ及び拡散スクラ
バー１０９を洗浄する。

【０１２３】パージガスボンベ１１９は、拡散スクラバ
ー１０９の大気流路の内壁と吸収液通路の外壁を洗浄す
る純窒素ガス等の各種の不活性ガスからなるパージガス
を供給する。

【０１２４】ＭＦＣ１２０は、ニードルバルブ付き流量
計又はマスフローコントローラであり、パージガスボン
ベ１１９からのパージガスの流量を調整する。

【０１２５】バルブ１０５は、拡散スクラバー１０９の
出口側の流路を切り替える。クリーニング時には、ＭＦ
Ｃ１２０と拡散スクラバー１０９が連通するよう、クリ
ーニング時以外には、拡散スクラバー１０９とトラップ
１１０が連通するよう切り替えられる。

【０１２６】図９は図６の分析装置における分析処理フ
ローチャートである。

【０１２７】図９において、測定を開始すると、サンプ
リング管Ｔ及び拡散スクラバー１０９にパージガスを通
気させる「クリーニング運転」を実行する（ステップＳ
１）。

【０１２８】次に、拡散スクラバー１０９に吸収液を循
環させて前回の残留成分を低減させる「予備運転」を実
行する（ステップＳ２）。

【０１２９】次に、濃縮カラム１１４内に残留する溶離
液成分を純水により洗浄する「リンス運転」を実行する
（ステップＳ３）。

【０１３０】次に、拡散スクラバー１０９と濃縮カラム
１１４との間に吸収液を循環させ、濃縮カラム１１４に
極微量成分を濃縮する「サンプリング運転」を実行する
（ステップＳ４）。

【０１３１】次に、濃縮カラム１１４に濃縮された成分
をイオンクロマトグラフＣＧで分析する「分離分析運
転」を実行する（ステップＳ５）。

【０１３２】ここで、ステップＳ５の実行中に、「クリ
ーニング運転」（ステップＳ６）及び「予備運転」（ス
テップＳ７）を順次実行し、前回の測定時にサンプリン
グ管Ｔ及び拡散スクラバー１０９に残留した成分を洗浄
する。

【０１３３】次に測定を終了するか否か判定する。終了
しない場合はステップＳ３へ戻り、同様に実行する。終
了する場合は測定を終了する。

【０１３４】各運転時間は、一例として「クリーニング
運転」：１分、「予備運転」：２３分、「リンス運
転」：０．５分、「サンプリング運転」：１０分、「分
離分析運転」：２４分と設定する。

【０１３５】次に、拡散スクラバー１０９の大気経路を
説明する。

【０１３６】「クリーニング運転」時には、大気吸収用
ポンプ１０６を停止しバルブ１０５を開放して、パージ
ガスを拡散スクラバー１０９及びサンプリング管Ｔへ流
す。

【０１３７】「予備運転」、「リンス運転」、「サンプ
リング運転」時には、バルブ１０５を閉鎖し大気吸収用
ポンプ１０６を作動させ、拡散スクラバー１０９にクリ
ーンルーム内の試料大気を吸引する。

【０１３８】次に、吸収液の経路を説明する。

【０１３９】「クリーニング運転」、「予備運転」時に
は、吸収液は吸収液循環用ポンプ１０７で吸引されて拡
散スクラバー１０９、トラップ１１１を順次経由して廃
液される。

【０１４０】「リンス運転」時には、吸収液は吸収液循
環用ポンプ１０７で吸引され、バルブ１０３、濃縮カラ
ム１１４を順次経由し、濃縮カラム１１４内の残留物を
洗浄してバルブ１０４を経由して廃液される。

【０１４１】「サンプリング運転」時には、吸収液は吸
収液循環用ポンプ１０７で吸引され、バルブ１０３、濃
縮カラム１１４、バルブ１０３，１０４、拡散スクラバ
ー１０９、バルブ１０２，１０４、トラップ１１１、バ
ルブ１０１、吸収液循環用ポンプ１０７を順次循環し、
拡散スクラバー１０９において吸収液に吸収された試料
大気中の水溶性陽イオン成分が濃縮カラム１１４に濃縮
される。

【０１４２】「分離分析運転」時には、吸収液は吸収液
循環用ポンプ１０７で吸引され、デガッサ１１２、バル
ブ１０２，１０１，バルブ１０３を順次経由して吸引さ
れ、濃縮カラム１１４を経由しないでバルブ１０４、拡
散スクラバー１０９、バルブ１０２，１０４、トラップ
１１１、バルブ１０１を順次経由して廃液される。

【０１４３】次に、溶離液の経路を説明する。

【０１４４】「サンプリング運転」時には溶離液は、デ
ガッサ１１３を経由して溶離液ポンプ１０８に吸引さ
れ、バルブ１０３を経由し、濃縮カラム１１４を経由し
ないで分離カラム１１５、サプレッサー１１６、電気伝
導度計１１７を順次経由し廃液される。

【０１４５】「分離分析運転」時には、溶離液は、デガ
ッサ１１３を経由して溶離液ポンプ１０８に吸引され、
バルブ１０３、濃縮カラム１１４、バルブ１０３、分離
カラム１１５、サプレッサー１１６、電気伝導度計１１
７を順次経由し廃液される。

【０１４６】この「分離分析運転」時に、分析部３００
は、濃縮カラム１１４に濃縮された水溶性陽イオン成分
を溶離液に溶離させ、分離カラム１１５で陽イオン成分
別に分離し、サプレッサー１１６で溶離液の電気伝導度
のバックグランドを低減した後、電気伝導度計１１７で
時間別に溶出される陽イオン成分の電気伝導度を測定
し、制御部４００へ電気伝導度に相当する電気信号を出
力する。

【０１４７】制御部４００は、サンプリング部１００の
バルブ及びポンプ制御と、濃縮部２００のバルブ及びポ
ンプの制御と、分析部３００のポンプ制御と、クリーニ
ング部５００のバルブ制御及びデータ処理を行う。

【０１４８】サンプリング部１００及び濃縮部２００に
対する制御は、バルブ１０１〜１０３、ポンプ１０６〜
１０８の制御及び状態表示である。

【０１４９】分析部３００に対する制御は、溶離液ポン
プ１０８の制御及び状態表示処理と、陽イオン成分の電
気伝導度に対応してイオンクロマトグラフから出力され
るアナログ値のディジタルデータへの変換処理と、前記
ディジタルデータの制御パソコンへの取り込み処理と、
得られた電気伝導度データから測定対象の極微量のアン
モニアガス及びモノエタノールアミンガスを特定して濃
度計算し表示する処理と、これらの制御を統合した運転
モードの制御処理と、漏水センサ及び圧力センサの監視
処理と、高濃度アンモニアとモノエタノールアミン濃度
検出処理と、高濃度アンモニアやとモノエタノールアミ
ン濃度検出時又は装置アラーム発生時の警報用回転灯の
点灯処理と、制御パソコン上のソフトウェアでのアンモ
ニアとアミン濃度の発生量の累積量の算出処理とがあ
る。

【０１５０】クリーニング部５００に対する制御は、バ
ルブ１０５の制御と、状態表示である。

【０１５１】ここで、 分離分析運転時間＝クリーニング運転時間＋予備運転時間 …（式２） となるように各運転時間を設定すれば、一回当たりの測
定時間を最も短縮できる。

【０１５２】図１０は図６及び図１１の分析装置におけ
る測定濃度−測定回数特性線図である。

【０１５３】図１０中の実線は図６の分析装置における
測定濃度−測定回数特性線図を、破線は図１１の分析装
置における測定濃度−測定回数特性線図をそれぞれ表し
ている。図１０から明らかな通り、測定回数３〜５回目
では突発的に高濃度が発生し、その後は低濃度に戻って
いる。ここで図１０中の破線で示す図１１の分析装置で
は測定回数６〜８回目で測定結果がまだ高濃度であり正
確な測定結果が得られない。これに対し図１０中の実線
で示す図６の分析装置では速やかに低濃度に復帰して正
確な測定結果が得られるようになる。

【０１５４】このように本実施の形態では、クリーニン
グ部５００を設け、サンプリング管Ｔ及び拡散スクラバ
ー１０９の残留成分を洗浄するので、測定誤差を大幅に
低減できる。

【０１５５】なお、本装置内に極微量物質標準ガス発生
部及び発生した極微量物質標準ガスを回収する回収部を
有する装置を付加することができる。

【０１５６】更に、前記第２実施例では、サンプリング
部１００、濃縮部２００、分析部３００、クリーニング
５００がそれぞれ１系統ずつのものを例示したが、前記
第１実施例と同様に複数系統持っていても良く、この系
統数も任意である。

【０１５７】

【発明の効果】本発明の第１の効果として、測定サイク
ルの短縮化が挙げられる。前記第１の実施の形態では、
図２のブロック図、図３の配管図で示した通りサンプリ
ング部を４系統、濃縮部を２系統持ち、各部を前記説明
の通り分析部で連続的に分離分析運転が行えるような制
御を行っている。高濃度監視が発生しない場合、測定点
１０点当たりの測定サイクル時間は、図４より、 連続運転中： 測定サイクル［時間］ ＝分離分析運転時間×１０＋サンプリング運転時間×２ ＋（予備運転時間−３×分離分析運転時間） …（式３） 初回測定時： １０地点の総測時間＝予備運転時間＋リンス運転時間 ＋サンプリング運転時間＋（式３） …（式４） となる。前記第１実施例での測定サイクルは、各運転時
間がそれぞれ予備運転２５分、リンス運転０．５分、サ
ンプリング運転７．５分、分離分析運転８分であるので
９８分となる。

【０１５８】本発明の第２の効果としてサンプリング部
の効率化があげられる。前記実施例において１０方向切
替バルブの制御方法を互いに異なる測定点の試料大気を
収集する様に制御するため多地点から試料大気を収集す
るサンプリング管の配管を１系統分にできる特徴があ
る。

【０１５９】複数系統のサンプリング部を設けて測定を
行う場合、一定の制御規則を設けず測定を行うために
は、各サンプリング部がそれぞれ複数の測定点にサンプ
リング管を配管する必要がある。又、図１３に示した第
２従来例のように切替バルブ毎に測定点を割り当てなけ
ればならない。この場合、一方の拡散スクラバーが何ら
かの原因で測定が行えない場合や、ある測定点を集中的
に測定した場合などは測定不能地点が発生してしまう。

【０１６０】本発明では同一測定点を同時に測定しない
という制御方法に従い測定を行っているため、サンプリ
ング管の配管を１系統分のみとすることができ、更に、
何れか一つのサンプリング系統が何らかの原因で測定不
能となった場合でも全ての点の測定を網羅することがで
きる。

【０１６１】本発明の第３の効果として、濃縮部に用い
ている吸収液内の気泡を除去するトラップに新たに小容
量型流路切替機能付き脱泡器を使用することにより濃縮
部内のメモリ効果を低減できる効果がある。従来の気泡
除去用トラップの構成を図１５に示す。図１５内のａ，
ｂ，ｃの記号は、本発明に使用している図５の小容量型
流路切替機能付きトラップ５０，５１のａ，ｂ，ｃに対
応している。従来のトラップを使用した場合、サンプリ
ング運転時にａから吸収液が流入する。吸収液中に気泡
が存在した場合、トラップ内部の気泡溜まりに蓄えられ
トラップ内部に前測定時迄の吸収液がｃ側へ流出し気泡
が除去される構成となっている。このトラップの構成の
場合、トラップ内部の容量を小容量としても前測定時迄
の吸収液の残り成分と現測定の吸収液とが混合し混合液
がｃ側へ流出する。従って、前測定で高濃度アンモニア
測定を行った場合、現測定は前測定の高濃度アンモニア
濃度が影響するメモリ効果の影響を受けやすい構成であ
る。一方、本発明の小容量型流路切替機能付きトラップ
では、サンプリング運転時に通流するａからｂの流路に
吸収液が流入する場合、流入した圧力により流出口ｂ近
傍の吸収液がｂから流出する構成となっている。即ち、
最も先にトラップ内に流入した吸収液が最も後に流出す
るという構成となっている。従って、従来のトラップ構
成と比較してトラップ内部で前測定迄の残留吸収液との
混合が殆ど発生しないためメモリ効果の影響を低減する
ことができる。

【０１６２】本発明の第４の効果として異常値に対する
監視機能を有することがあげられる。高濃度アンモニア
を検出した場合、高濃度アンモニアが発生した測定点を
測定したサンプリング部を常時割り当て高濃度アンモニ
ア発生地点を集中的に測定する高濃度集中監視機能があ
る。高濃度アンモニアを測定した場合、特開平８−５４
３８０号公報等で公知のように拡散スクラバーの内部構
造により前回の測定の影響が次測定に影響を及ぼしてし
まうメモリ効果が発生する。例えば、高濃度アンモニア
を測定した直後に極低濃度のアンモニア濃度を測定する
と、拡散スクラバー内部のメモリ効果によりアンモニア
濃度の真値より高い濃度が検出される。本発明では、高
濃度アンモニアが発生した地点を集中的に測定する高濃
度集中監視機能により高濃度アンモニアが発生した測定
点に同じ高濃度アンモニアを測定した拡散スクラバーを
割り当てるため、次測定も高濃度アンモニアを測定する
こととなり、即ち高濃度発生地点と低濃度発生地点では
サンプリング部を分離して使用することができるので、
前測定によるメモリ効果の影響を最小限に抑えることが
できる。

【０１６３】本発明の第５の効果として特定検出物質の
累積量監視機能を有することがあげられる。例えば各測
定点のこれまでに発生したアンモニア濃度の累積量を算
出するアンモニア累積量監視機能がある。クリーンルー
ム内の雰囲気中のアンモニア等の極微量化学物質の除去
には極微量化学物質を付着・除去するケミカルフィルタ
が用いられている。ケミカルフィルタの劣化状態はこれ
まで発生したアンモニアなどの極微量物質の発生総量に
大きく依存する傾向にある。本発明では、アンモニア累
積量監視機能が付加されているため、ケミカルフィルタ
の破過を監視する上で有効な手段である。

【０１６４】本発明の第６の効果として、サンプリング
部では、測定点数対１点の切替バルブを濃縮部の系統数
だけ設けてサンプリング点に対して並列に接続し、各系
統が互いに異なる測定点の試料大気中の極微量物質を収
集しているので、複数持っているサンプリング部や濃縮
部のうち１系統以上を別種微量物質分析用（例えばデニ
ューダ法による水溶性アミン分析）として容易に追加・
変更することができることがあげられる。

【０１６５】本発明の第７の効果として、メモリ効果の
低減がある。例えば高濃度のアンモニア又はモノエタノ
ールアミンが発生した場合等に、拡散スクラバーやサン
プリング管に高濃度の残留成分が付着しても、この残留
成分を洗浄して測定できるので、測定誤差を大幅に低減
できる。

【０１６６】本発明の第８の効果として、クリーニング
運転を追加したにも拘らず、分離分析運転と同時に実施
できるので、一回当たりの測定時間が長くならず、測定
時間が短くて済む利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の分析装置の基本構成を示
す図である。

【図２】図１の分析装置の構成要素を示すブロック図で
ある。

【図３】図１の分析装置の配管図である。

【図４】図１の分析装置のタイミング図である。

【図５】図１の分析装置に使用する小容器型流路切替機
能付きトラップの説明図である。

【図６】本発明の第２実施例の分析装置の基本構成を示
す図である。

【図７】図６の分析装置の構成要素を示すブロック図で
ある。

【図８】図６の分析装置の配管図である。

【図９】図６の分析装置における分析処理フローチャー
トである。

【図１０】図６及び図１１の分析装置における測定濃度
−測定回数特性線図である。

【図１１】第１従来例の分析装置の構成を示す図であ
る。

【図１２】第１従来例の分析時のタイミング図である。

【図１３】第２従来例の分析装置の構成を示す図であ
る。

【図１４】第２従来例の分析時のタイミング図である。

【図１５】従来のトラップの一例を示す図である。

【符号の簡単な説明】

１００ サンプリング部 ２００ 濃縮部 ３００ 分析部 ４００ 制御部 ５００ クリーニング部 １〜 ８ バルブ ９〜１２ 大気吸引用ポンプ １３，１６ 予備運転用ポンプ １４，１５ 吸収液循環用ポンプ １７〜２０ 拡散スクラバー ２１〜２４ １０方向切替バルブ ２５ 溶離液ポンプ ２６，２７ 濃縮カラム ２８ 分離カラム ２９〜３２ ＭＦＣ ３３〜４０，５０，５１ トラップ ４１〜４５ デガッサ ６０ サプレッサー ６１ 電気伝導度計 １０１〜１０５ バルブ １０６ 大気吸引用ポンプ １０７ 吸収液循環用ポンプ １０８ 溶離液ポンプ １０９ 拡散スクラバー １１０，１１１ トラップ １１２，１１３ デガッサ １１４ 濃縮カラム １１５ 分離カラム １１６ サプレッサー １１７ 電気伝導度計 １１８，１２０ ＭＦＣ １１９ パージガスボンベ ６０１ バルブ ７０１ａ，７０１ｂ 切替バルブ ６０２，７０２ 濃縮部 ６０３，７０３ イオンクロマトグラフ ７５０ トラップ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極微量物質を含有するサンプルを捕集す
   るサンプリング部、サンプリング部により捕集されたサ
   ンプル中の極微量物質を濃縮する機能を有する濃縮部、
   濃縮された極微量物質を分析測定する分析部、及び各部
   を自動的かつ総合的に制御する制御部からなる極微量物
   質自動分析装置において、分析部中の一系統の分析器に
   対し、分析器に濃縮試薬を提供する濃縮部の濃縮装置を
   少なくとも２系統備え、各系統の濃縮装置には、それぞ
   れ独立に多地点より捕集された一系列のサンプル群によ
   り、並列複数の多点切換バルブにより任意のサンプルが
   供給されるように構成されていることを特徴とする多点
   極微量物質自動分析装置。
2. 【請求項２】 前記サンプルが気相であり、濃縮部が拡
   散スクラバー及び濃縮カラムを含むことを特徴とする請
   求項１記載の多点極微量物質自動分析装置。
3. 【請求項３】 前記分析器がイオンクロマトグラフであ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の多点極微量物
   質自動分析装置。
4. 【請求項４】 前記分析器１基に対し、濃縮カラム２基
   と拡散スクラバー４基を含むことを特徴とする請求項１
   〜３の何れかに記載の多点極微量物質自動分析装置。
5. 【請求項５】 前記制御部が、極微量物質の高濃度発生
   に対し、集中監視機能を有することを特徴とする請求項
   １〜４の何れかに記載の多点極微量物質自動分析装置。
6. 【請求項６】 前記制御部が、特定期間中の極微量物質
   の総量を累積算出できる機能を有することを特徴とする
   請求項１〜５の何れかに記載の多点極微量物質自動分析
   装置。
7. 【請求項７】 前記サンプリング部及び前記拡散スクラ
   バーへパージガスを供給し洗浄するクリーニング部を更
   に具備することを特徴とする請求項２記載の多点極微量
   物質自動分析装置。
8. 【請求項８】 前記クリーニング部は、 パージガスを供給するパージガスボンベと、 前記拡散スクラバーの大気流路の前記サンプリング部と
   は反対側の出口に接続され、前記パージガスボンベ又は
   前記拡散スクラバーの大気吸引経路とを切り替えるバル
   ブとからなることを特徴とする請求項７記載の多点極微
   量物質自動分析装置。
9. 【請求項９】 前記クリーニング部は、前記拡散スクラ
   バーのそれぞれに設けられていることを特徴とする請求
   項７又は８記載の多点極微量物質自動分析装置。
10. 【請求項１０】 極微量物質を含有するサンプルを捕集
    するサンプリング部、サンプリング部により捕集された
    サンプル中の極微量物質を濃縮する機能を有する濃縮
    部、濃縮された極微量物質を分析測定する分析部、及び
    各部を自動的かつ総合的に制御する制御部からなる極微
    量物質自動分析装置において、分析部中の一系統の分析
    器に対し、分析器に濃縮試薬を提供する濃縮部の濃縮装
    置を少なくとも２系統備え、各系統の濃縮装置には、そ
    れぞれ独立に多地点より捕集された一系列のサンプル群
    により、並列複数の多点切換バルブにより任意のサンプ
    ルが供給されるように構成され、 前記サンプルが気相であり、濃縮部が拡散スクラバー及
    び濃縮カラムを含み、 前記サンプリング部及び前記拡散スクラバーへパージガ
    スを供給し洗浄するクリーニング部を具備することを特
    徴とする極微量物質自動分析装置。
11. 【請求項１１】 前記クリーニング部は、 パージガスを供給するパージガスボンベと、 前記拡散スクラバーの大気流路の前記サンプリング部と
    は反対側の出口に接続され、前記パージガスボンベ又は
    前記拡散スクラバーの大気吸引経路とを切り替えるバル
    ブとからなることを特徴とする請求項１０記載の極微量
    物質自動分析装置。
12. 【請求項１２】 前記クリーニング部は、前記拡散スク
    ラバーのそれぞれに設けられていることを特徴とする請
    求項１０又は１１記載の極微量物質自動分析装置。
13. 【請求項１３】 請求項３に記載の多点極微量物質自動
    分析装置を用いる分析方法であって、拡散スクラバーに
    吸収液を循環させ前回の分析の影響を低減する予備運
    転、前記予備運転の後濃縮カラム内に残留する溶離液成
    分を純水により洗浄を行うリンス運転、前記リンス運転
    の後、拡散スクラバーから濃縮カラム間に吸収液を循環
    させ濃縮カラムに極微量成分を濃縮するサンプリング運
    転、前記サンプリング運転の後濃縮カラム内に濃縮され
    た成分をイオンクロマトグラフにより分析する分離分析
    運転のサイクルで繰り返し行うに際し、運転時間が下記
    （式１） 分離分析運転時間＝リンス運転時間＋サンプリング運転時間 （式１） の関係を有することを特徴とする多点極微量物質自動分
    析方法。
14. 【請求項１４】 請求項７に記載の多点極微量物質自動
    分析装置を用いる分析方法であって、前記サンプリング
    部及び前記拡散スクラバーにパージガスを供給し洗浄す
    るクリーニング運転、拡散スクラバーに吸収液を循環さ
    せ前回の分析の影響を低減する予備運転、前記予備運転
    の後濃縮カラム内に残留する溶離液成分を純水により洗
    浄を行うリンス運転、前記リンス運転の後、拡散スクラ
    バーから濃縮カラム間に吸収液を循環させ濃縮カラムに
    極微量成分を濃縮するサンプリング運転、前記サンプリ
    ング運転の後濃縮カラム内に濃縮された成分をイオンク
    ロマトグラフにより分析する分離分析運転のサイクルで
    繰り返し行うに際し、運転時間が下記（式２） 分離分析運転時間＝クリーニング運転時間＋予備運転時間 （式２） の関係を有することを特徴とする多点極微量物質自動分
    析方法。
15. 【請求項１５】 請求項１０に記載の極微量物質自動分
    析装置を用いる分析方法であって、前記サンプリング部
    及び前記拡散スクラバーにパージガスを供給し洗浄する
    クリーニング運転、拡散スクラバーに吸収液を循環させ
    前回の分析の影響を低減する予備運転、前記予備運転の
    後濃縮カラム内に残留する溶離液成分を純水により洗浄
    を行うリンス運転、前記リンス運転の後、拡散スクラバ
    ーから濃縮カラム間に吸収液を循環させ濃縮カラムに極
    微量成分を濃縮するサンプリング運転、前記サンプリン
    グ運転の後濃縮カラム内に濃縮された成分をイオンクロ
    マトグラフにより分析する分離分析運転のサイクルで繰
    り返し行うに際し、運転時間が下記（式２） 分離分析運転時間＝クリーニング運転時間＋予備運転時間 （式２） の関係を有することを特徴とする極微量物質自動分析方
    法。