JP2018189545A - ガス供給制御装置、ガスクロマトグラフ及び圧力センサ異常判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ピエゾ抵抗式の圧力センサの異常を容易に確認することができるガス供給制御装置、ガスクロマトグラフ及び圧力センサ異常判定方法を提供する。
【解決手段】圧力センサ２１１が、ガス供給流路６内を流れるキャリアガスの圧力を検知する。調整バルブ２１３が、ガス供給流路６内を流れるキャリアガスの圧力を調整する。出力電圧変動回路２１２は、通電状態を切り替えるためのスイッチング素子を有する電気回路からなり、スイッチング素子をオン状態又はオフ状態に切り替えることにより、圧力センサ２１１からの出力電圧を変動させる。異常判定制御部１２２は、圧力センサ２１１にキャリアガスが流れていない状態で、スイッチング素子をオン状態としたときの圧力センサ２１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ２１１の異常を判定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、流路内を流れるガスの圧力を検知するピエゾ抵抗式の圧力センサを備えるガス供給制御装置、並びに、これを用いたガスクロマトグラフ及び圧力センサ異常判定方法に関するものである。

例えばガスクロマトグラフなどの分析装置では、使用するガス（キャリアガス）の流路内におけるガスの圧力を検知するために、ピエゾ抵抗式の圧力センサが用いられる場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。より具体的には、ガスクロマトグラフは、ＡＦＣ（Advanced Flow Controller）、ＡＰＣ（Advanced Pressure Controller）又はＤＡＦＣ（Dual Advanced Flow Controller）などの制御ユニットを備えており、この制御ユニット内に圧力センサが設けられている。

キャリアガスは、制御ユニットを介してカラムに供給される。制御ユニットには、電磁バルブが備えられており、当該電磁バルブを制御することにより、カラムに供給するキャリアガスの流量又は圧力を調整することができるようになっている。圧力センサで流路内のキャリアガスの圧力を検知しながら電磁バルブを制御することにより、所望の流量又は圧力でカラム内にキャリアガスを供給することができる。

特許第５９７５１１７号公報

上述したＡＦＣ、ＡＰＣ又はＤＡＦＣなどの従来の制御ユニットでは、内部に圧力センサが組み込まれている。そのため、流路内を流れるキャリアガスの流量又は圧力に異常が発生した場合に、圧力センサに異常があるか否かを容易に確認することができないという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ピエゾ抵抗式の圧力センサの異常を容易に確認することができるガス供給制御装置、ガスクロマトグラフ及び圧力センサ異常判定方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係るガス供給制御装置は、ピエゾ抵抗式の圧力センサと、調整バルブと、出力電圧変動回路と、圧力検知制御部と、異常判定制御部とを備える。前記圧力センサは、流路内を流れるガスの圧力を検知する。前記調整バルブは、前記流路内を流れるガスの流量又は圧力を調整する。前記出力電圧変動回路は、通電状態を切り替えるためのスイッチング素子を有する電気回路からなり、前記スイッチング素子をオン状態又はオフ状態に切り替えることにより、前記圧力センサからの出力電圧を変動させる。前記圧力検知制御部は、前記圧力センサにガスが流れている状態で、前記スイッチング素子をオフ状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記流路内のガスの圧力を検知する。前記異常判定制御部は、前記圧力センサにガスが流れていない状態で、前記スイッチング素子をオン状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記圧力センサの異常を判定する。

このような構成によれば、ピエゾ抵抗式の圧力センサにガスが流れていない状態で、スイッチング素子をオン状態とすることにより、圧力センサからの出力電圧を変動させ、その出力電圧に基づいて圧力センサの異常を判定することができる。すなわち、圧力センサにガスが流れていないときには、スイッチング素子がオフ状態であれば圧力センサからの出力電圧は通常０Ｖ付近の電圧であるが、スイッチング素子をオン状態とすることにより、圧力センサからの出力電圧をスイッチング素子がオフ状態のときの電圧から変動させることができる。したがって、スイッチング素子をオン状態とするだけで、圧力センサからの出力電圧に基づいて、圧力センサの異常を容易に確認することができる。

（２）前記異常判定制御部は、前記圧力センサにガスが流れていない状態で、前記スイッチング素子をオン状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧、及び、前記スイッチング素子をオフ状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記圧力センサの異常を判定してもよい。

このような構成によれば、圧力センサにガスが流れていない状態で、スイッチング素子をオン状態としたときの圧力センサからの出力電圧だけでなく、スイッチング素子をオフ状態としたときの圧力センサからの出力電圧も用いて、圧力センサの異常を判定することができる。圧力センサにガスが流れていないときには、スイッチング素子をオフ状態としたときに圧力センサからの出力電圧は通常０Ｖ付近の電圧であるため、一定値以上の出力電圧が生じている場合には圧力センサの異常と判定することができる。

（３）前記出力電圧変動回路は、前記スイッチング素子により通電状態が切り替えられる電気抵抗を有していてもよい。

このような構成によれば、スイッチング素子をオン状態として電気抵抗に対する通電を行うことにより、その電気抵抗の抵抗値に応じた出力電圧を圧力センサから生じさせることができる。したがって、電気抵抗の抵抗値を適切に設定すれば、圧力センサからの出力電圧を適切な範囲内に設定することができる。

（４）前記調整バルブは、前記流路における前記圧力センサよりも上流側に設けられていてもよい。この場合、前記異常判定制御部は、前記調整バルブを閉状態とすることにより、前記圧力センサにガスが流れない状態としてもよい。

このような構成によれば、圧力センサよりも上流側に設けられている調整バルブを閉状態とするだけで、容易に圧力センサにガスが流れない状態とし、圧力センサの異常を確認することができる。

（５）前記圧力センサ及び前記調整バルブは、ＡＰＣ又はＤＡＦＣに備えられていてもよい。

このような構成によれば、圧力センサよりも上流側に調整バルブが設けられているＡＰＣ又はＤＡＦＣにおいて、その調整バルブを閉状態とするだけで、容易に圧力センサにガスが流れない状態とすることができる。

（６）前記ガス供給制御装置は、前記流路における前記圧力センサよりも上流側に設けられ、前記流路内のガスの流量又は圧力を調整する追加バルブをさらに備えていてもよい。前記調整バルブは、前記流路における前記圧力センサよりも下流側に設けられていてもよい。この場合、前記異常判定制御部は、前記追加バルブを閉状態とすることにより、前記圧力センサにガスが流れない状態としてもよい。

このような構成によれば、圧力センサよりも下流側に調整バルブが設けられている場合であっても、圧力センサよりも上流側に追加バルブを設けることにより、その追加バルブを閉状態とするだけで、容易に圧力センサにガスが流れない状態とし、圧力センサの異常を確認することができる。

（７）前記圧力センサ及び前記調整バルブは、ＡＦＣに備えられていてもよい。

このような構成によれば、圧力センサよりも下流側に調整バルブが設けられているＡＦＣにおいて、圧力センサよりも上流側に追加バルブを設けることにより、その追加バルブを閉状態とするだけで、容易に圧力センサにガスが流れない状態とすることができる。

（８）本発明に係るガスクロマトグラフは、前記ガス供給制御装置と、前記流路にキャリアガスを供給するガス供給部とを備える。

（９）本発明に係る圧力センサ異常判定方法は、ピエゾ抵抗式の圧力センサと、調整バルブと、出力電圧変動回路とを備えるガス供給制御装置における前記圧力センサの異常判定方法である。前記圧力センサは、流路内を流れるガスの圧力を検知する。前記調整バルブは、前記流路内を流れるガスの流量又は圧力を調整する。前記出力電圧変動回路は、通電状態を切り替えるためのスイッチング素子を有する電気回路からなり、前記スイッチング素子をオン状態又はオフ状態に切り替えることにより、前記圧力センサからの出力電圧を変動させる。前記圧力センサ異常判定方法では、前記圧力センサにガスが流れていない状態で、前記スイッチング素子をオン状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記圧力センサの異常を判定する。

本発明によれば、圧力センサにガスが流れていない状態でスイッチング素子をオン状態とするだけで、圧力センサからの出力電圧に基づいて、圧力センサの異常を容易に確認することができる。

本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。 制御ユニットに含まれる電気回路の一例を部分的に示した回路図である。 ＡＦＣの具体的構成を示したブロック図である。 ＡＦＣの圧力センサの異常を判定する際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。 ＡＰＣの具体的構成を示したブロック図である。 ＡＰＣの圧力センサの異常を判定する際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。

１．ガスクロマトグラフの全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係るガスクロマトグラフの構成例を示した概略図である。このガスクロマトグラフは、キャリアガスとともに試料ガスをカラム１内に供給することにより分析を行うためのものであり、上記カラム１以外に、カラムオーブン２、試料導入部３、検出器４、ガス供給部９及び制御ユニット１０などを備えている。

カラム１は、例えばパックドカラムからなり、分析中はカラムオーブン２内で加熱されるようになっている。キャリアガスは、試料導入部３から試料ガスとともにカラム１内に導入される。試料ガスに含まれる試料成分は、カラム１を通過する過程で分離され、検出器４により検出される。検出器４は、例えばＴＣＤ（熱伝導度検出器）により構成されている。

試料導入部３は、カラム１内にキャリアガス及び試料ガスを導入するためのものであり、その内部に試料気化室（図示せず）が形成されている。この試料気化室には液体試料が注入され、試料気化室内で気化された試料成分が、キャリアガスとともにカラム１内に導入されるようになっている。試料気化室には、ガス供給流路６、パージ流路７及びスプリット流路８が連通している。

ガス供給流路６は、試料導入部３の試料気化室内にキャリアガスを供給するための流路である。パージ流路７は、セプタムなどから生じる所望しない成分を外部に排出するための流路である。スプリット流路８は、スプリット導入法によりカラム１内にキャリアガス及び試料ガスを導入する際に、試料気化室内のガス（キャリアガス及び試料ガスの混合ガス）の一部を所定のスプリット比で外部に排出するための流路である。

ガス供給流路６には、ガス供給部９からキャリアガスが供給される。ガス供給部９は、例えばガスボンベなどにより構成される。ガス供給流路６には、制御ユニット１０が設けられており、ガス供給部９からのキャリアガスは、制御ユニット１０を介して試料導入部３に導入されるようになっている。制御ユニット１０は、ガス供給流路６内を流れるキャリアガスの流量又は圧力を制御するための装置であり、例えばＡＦＣ（Advanced Flow Controller）、ＡＰＣ（Advanced Pressure Controller）又はＤＡＦＣ（Dual Advanced Flow Controller）により構成される。

２．制御ユニット内の回路構成
図２は、制御ユニット１０に含まれる電気回路の一例を部分的に示した回路図である。制御ユニット１０には、ガス供給流路６内を流れるキャリアガスの圧力を検知する圧力センサ１１が備えられている。図２では、この圧力センサ１１に接続された電気回路の一例が部分的に示されている。

圧力センサ１１は、いわゆるピエゾ抵抗式のものであり、４つのピエゾ抵抗１１１がホイーストンブリッジにより接続されている。ガス供給流路６内を流れるキャリアガスから各ピエゾ抵抗１１１に応力が加わると、その応力に比例して各ピエゾ抵抗１１１の抵抗値が変化する。このような各ピエゾ抵抗１１１の抵抗値の変化に伴い、圧力センサ１１からの出力電圧が変化するため、その出力電圧に基づいてガス供給流路６内のキャリアガスの圧力を検知することができる。

圧力センサ１１には、配線１３，１４を介して電圧が印加される。配線１４には、電気抵抗１５が接続されており、電気抵抗１５における電圧が一定となるように、圧力センサ１１に印加される電圧が制御される。これにより、圧力センサ１１には、常に一定の電流が供給されるようになっている。すなわち、配線１３，１４及び電気抵抗１５は、圧力センサ１１に対して一定の電流を供給する定電流回路を構成している。

圧力センサ１１からの出力電圧は、配線１６，１７を介して出力される。すなわち、配線１６と配線１７の電位差が圧力センサ１１の出力電圧として検出される。配線１７には、出力電圧変動回路１２が接続されている。出力電圧変動回路１２は、互いに直列に接続されたスイッチング素子１８及び電気抵抗１９を有する電気回路により構成されている。

スイッチング素子１８は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）により構成されており、入力されるゲート電圧に応じて通電状態が切り替えられる。これにより、スイッチング素子１８を電流が流れる状態（オン状態）、又は、スイッチング素子１８を電流が流れない状態（オフ状態）に切り換えることができるようになっている。圧力センサ１１に対して電気抵抗１９が並列に接続されているため、スイッチング素子１８をオン状態又はオフ状態に切り替えることにより、電気抵抗１９に対する通電状態を切り替えて、圧力センサ１１からの出力電圧を変動させることができる。

３．第１実施形態に係る制御ユニットの具体的構成
図３は、ＡＦＣ１０１の具体的構成を示したブロック図である。制御ユニット１０としてＡＦＣ１０１を用いた場合には、ガス供給部９から供給されるキャリアガスが、ＡＦＣ１０１を介して試料導入部３へと導かれる。

ＡＦＣ１０１には、圧力センサ１１１、出力電圧変動回路１１２、調整バルブ１１３及び追加バルブ１１４などが備えられている。圧力センサ１１１及び出力電圧変動回路１１２の構成については、図２に示した圧力センサ１１及び出力電圧変動回路１２と同様である。

調整バルブ１１３は、例えば電磁バルブにより構成され、通過するガスの流量を調整することができる。ＡＦＣ１０１では、ガス供給流路６における圧力センサ１１１よりも下流側に調整バルブ１１３が設けられている。すなわち、圧力センサ１１１よりも下流側において、ガス供給流路６内を流れるガスの流量を調整することができるようになっている。

本実施形態では、圧力センサ１１１の下流側に調整バルブ１１３が設けられたＡＦＣ１０１に対して、圧力センサ１１１よりも上流側に追加バルブ１１４が追加で設けられている。追加バルブ１１４は、例えば電磁バルブにより構成され、ガス供給流路６内を流れるガスの流量を調整することができる。この追加バルブ１１４を開状態又は閉状態に切り替えることにより、圧力センサ１１１にガスが流れる状態、又は、圧力センサ１１１にガスが流れない状態に切り替えることができる。

ＡＦＣ１０１には、制御部１０２が接続されている。ＡＦＣ１０１及び制御部１０２は、ガス供給流路６に対するキャリアガスの供給を制御するためのガス供給制御装置１００を構成している。制御部１０２は、例えばコンピュータにより構成されており、コンピュータがプログラムを実行することにより、圧力検知制御部１２１及び異常判定制御部１２２などとして機能する。この制御部１０２は、ＡＦＣ１０１とは別に設けられた制御装置により構成されていてもよいし、ＡＦＣ１０１に組み込まれていてもよい。

圧力検知制御部１２１は、ガス供給部９から試料導入部３に供給されるキャリアガスの圧力を検知する。圧力検知制御部１２１は、追加バルブ１１４を開状態とすることにより圧力センサ１１１にガスが流れている状態で、出力電圧変動回路１１２のスイッチング素子１８をオフ状態とし、そのときの圧力センサ１１１からの出力電圧に基づいて、ガス供給流路６内のキャリアガスの圧力を検知する。この圧力検知制御部１２１で検知されるキャリアガスの圧力に基づいて調整バルブ１１３を制御することにより、所望の流量で試料導入部３にキャリアガスを供給することができる。

異常判定制御部１２２は、圧力センサ１１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ１１１の異常を判定する。具体的には、異常判定制御部１２２は、追加バルブ１１４を閉状態とすることにより、圧力センサ１１１にキャリアガスが流れない状態とする。この状態で、異常判定制御部１２２は、出力電圧変動回路１１２のスイッチング素子１８をオン状態とし、そのときの圧力センサ１１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ１１１の異常を判定する。

本実施形態では、圧力センサ１１１にキャリアガスが流れない状態で、スイッチング素子１８をオン状態としたときの圧力センサ１１１からの出力電圧だけでなく、スイッチング素子１８をオフ状態としたときの圧力センサ１１１からの出力電圧も用いて、圧力センサ１１１の異常が判定されるようになっている。すなわち、圧力センサ１１１にキャリアガスが流れない状態でスイッチング素子１８が切り替えられ、スイッチング素子１８がオン状態及びオフ状態のそれぞれにおける圧力センサ１１１からの出力電圧が検出されることにより、それらの出力電圧に基づいて圧力センサ１１１の異常が判定される。

４．ＡＦＣの圧力センサの異常判定
図４は、ＡＦＣ１０１の圧力センサ１１１の異常を判定する際の制御部１０２による処理の一例を示したフローチャートである。圧力センサ１１１の異常を判定する際には、まず、追加バルブ１１４が閉状態とされることにより、圧力センサ１１１にキャリアガスが流れない状態となる（ステップＳ１０１）。そして、この状態で出力電圧変動回路１１２のスイッチング素子１８が切り替えられる。

具体的には、スイッチング素子１８がオフ状態とされ（ステップＳ１０２）、そのときの圧力センサ１１１からの出力電圧が所定の範囲内（第１範囲内）であるか否かが確認される（ステップＳ１０３）。その結果、圧力センサ１１１からの出力電圧が第１範囲内でなければ（ステップＳ１０３でＮｏ）、圧力センサ１１１に異常があると判定される（ステップＳ１０７）。

一方、圧力センサ１１１からの出力電圧が第１範囲内であれば（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、スイッチング素子１８がオン状態とされ（ステップＳ１０４）、そのときの圧力センサ１１１からの出力電圧が所定の範囲内（第２範囲内）であるか否かが確認される（ステップＳ１０５）。その結果、圧力センサ１１１からの出力電圧が第２範囲内でなければ（ステップＳ１０５でＮｏ）、圧力センサ１１１に異常があると判定される（ステップＳ１０７）。

これに対して、スイッチング素子１８がオフ状態のときの圧力センサ１１１からの出力電圧が第１範囲内であり（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、かつ、スイッチング素子１８がオン状態のときの圧力センサ１１１からの出力電圧が第２範囲内であれば（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、圧力センサ１１１は正常と判定される（ステップＳ１０６）。

５．第１実施形態の作用効果
（１）本実施形態では、ピエゾ抵抗式の圧力センサ１１１にガスが流れていない状態で（ステップＳ１０１）、スイッチング素子１８をオン状態とすることにより（ステップＳ１０４）、圧力センサ１１１からの出力電圧を変動させる。そして、その出力電圧が所定の範囲内（第２範囲内）であるか否かに基づいて、圧力センサ１１１の異常を判定することができる（ステップＳ１０５，Ｓ１０７）。すなわち、圧力センサ１１１にキャリアガスが流れていないときには、スイッチング素子１８がオフ状態であれば圧力センサ１１１からの出力電圧は通常０Ｖ付近であるが、スイッチング素子１８をオン状態とすることにより、圧力センサ１１１からの出力電圧を変動させることができる。したがって、スイッチング素子１８をオン状態とするだけで、圧力センサ１１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ１１１の異常を容易に確認することができる。

（２）スイッチング素子１８をオン状態としたときには、出力電圧変動回路１１２の電気抵抗１９に対する通電が行われることにより、その電気抵抗１９の抵抗値に応じた出力電圧を圧力センサ１１１から生じさせることができる。したがって、電気抵抗１９の抵抗値を適切に設定すれば、圧力センサ１１１からの出力電圧を適切な範囲内に設定することができる。

（３）また、本実施形態では、圧力センサにガスが流れていない状態で（ステップＳ１０１）、スイッチング素子１８をオン状態としたとき（ステップ１０４）の圧力センサ１１１からの出力電圧だけでなく、スイッチング素子１８をオフ状態としたとき（ステップ１０２）の圧力センサ１１１からの出力電圧も用いられる。すなわち、その出力電圧が所定の範囲内（第１範囲内）であるか否かに基づいて、圧力センサ１１１の異常を判定することができる（ステップＳ１０３，Ｓ１０７）。圧力センサ１１１にキャリアガスが流れていないときには、スイッチング素子１８をオフ状態としたときに圧力センサ１１１からの出力電圧は通常０Ｖ付近であるため、一定値以上の出力電圧が生じている場合には圧力センサ１１１の異常と判定することができる。

（４）本実施形態では、ＡＦＣ１０１がガス供給制御装置１００を構成している。ＡＦＣ１０１では、圧力センサ１１１よりも下流側に調整バルブ１１３が設けられているが、このような場合であっても、圧力センサ１１１よりも上流側に追加バルブ１１４を設けることにより、その追加バルブ１１４を閉状態とするだけで、容易に圧力センサ１１１にガスが流れない状態とし、圧力センサ１１１の異常を確認することができる。

６．第２実施形態に係る制御ユニットの具体的構成
図５は、ＡＰＣ２０１の具体的構成を示したブロック図である。制御ユニット１０としてＡＰＣ２０１を用いた場合には、ガス供給部９から供給されるキャリアガスが、ＡＰＣ２０１を介して試料導入部３へと導かれる。ＡＦＣ、ＡＰＣ、ＤＡＦＣなどの制御ユニット１０の種類は、試料導入部３（試料気化室）の種類に応じて選択される。

ＡＰＣ２０１には、圧力センサ２１１、出力電圧変動回路２１２及び調整バルブ２１３などが備えられている。圧力センサ２１１及び出力電圧変動回路２１２の構成については、図２に示した圧力センサ１１及び出力電圧変動回路１２と同様である。

調整バルブ２１３は、例えば電磁バルブにより構成され、通過するガスの圧力を調整することができる。ＡＰＣ２０１では、ガス供給流路６における圧力センサ２１１よりも上流側に調整バルブ２１３が設けられている。すなわち、圧力センサ２１１よりも上流側において、ガス供給流路６内を流れるガスの流量を調整することができるようになっている。したがって、調整バルブ２１３を開状態又は閉状態に切り替えることにより、圧力センサ２１１にガスが流れる状態、又は、圧力センサ２１１にガスが流れない状態に切り替えることができる。

ＡＰＣ２０１には、制御部２０２が接続されている。ＡＰＣ２０１及び制御部２０２は、ガス供給流路６に対するキャリアガスの供給を制御するためのガス供給制御装置２００を構成している。制御部２０２は、例えばコンピュータにより構成されており、コンピュータがプログラムを実行することにより、圧力検知制御部２２１及び異常判定制御部２２２などとして機能する。この制御部２０２は、ＡＰＣ２０１とは別に設けられた制御装置により構成されていてもよいし、ＡＰＣ２０１に組み込まれていてもよい。

圧力検知制御部２２１は、ガス供給部９から試料導入部３に供給されるキャリアガスの圧力を検知する。圧力検知制御部２２１は、調整バルブ２１３を開状態とすることにより圧力センサ２１１にガスが流れている状態で、出力電圧変動回路２１２のスイッチング素子１８をオフ状態とし、そのときの圧力センサ２１１からの出力電圧に基づいて、ガス供給流路６内のキャリアガスの圧力を検知する。この圧力検知制御部２２１で検知されるキャリアガスの圧力に基づいて調整バルブ２１３を制御することにより、所望の圧力で試料導入部３にキャリアガスを供給することができる。

異常判定制御部２２２は、圧力センサ２１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ２１１の異常を判定する。具体的には、異常判定制御部２２２は、調整バルブ２１３を閉状態とすることにより、圧力センサ２１１にキャリアガスが流れない状態とする。この状態で、異常判定制御部２２２は、出力電圧変動回路２１２のスイッチング素子１８をオン状態とし、そのときの圧力センサ２１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ２１１の異常を判定する。

本実施形態では、圧力センサ２１１にキャリアガスが流れない状態で、スイッチング素子１８をオン状態としたときの圧力センサ２１１からの出力電圧だけでなく、スイッチング素子１８をオフ状態としたときの圧力センサ２１１からの出力電圧も用いて、圧力センサ２１１の異常が判定されるようになっている。すなわち、圧力センサ２１１にキャリアガスが流れない状態でスイッチング素子１８が切り替えられ、スイッチング素子１８がオン状態及びオフ状態のそれぞれにおける圧力センサ２１１からの出力電圧が検出されることにより、それらの出力電圧に基づいて圧力センサ２１１の異常が判定される。

７．ＡＰＣの圧力センサの異常判定
図６は、ＡＰＣ２０１の圧力センサ２１１の異常を判定する際の制御部２０２による処理の一例を示したフローチャートである。圧力センサ２１１の異常を判定する際には、まず、調整バルブ２１３が閉状態とされることにより、圧力センサ２１１にキャリアガスが流れない状態となる（ステップＳ２０１）。そして、この状態で出力電圧変動回路２１２のスイッチング素子１８が切り替えられる。

具体的には、スイッチング素子１８がオフ状態とされ（ステップＳ２０２）、そのときの圧力センサ２１１からの出力電圧が所定の範囲内（第１範囲内）であるか否かが確認される（ステップＳ２０３）。その結果、圧力センサ２１１からの出力電圧が第１範囲内でなければ（ステップＳ２０３でＮｏ）、圧力センサ２１１に異常があると判定される（ステップＳ２０７）。

一方、圧力センサ２１１からの出力電圧が第１範囲内であれば（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、スイッチング素子１８がオン状態とされ（ステップＳ２０４）、そのときの圧力センサ２１１からの出力電圧が所定の範囲内（第２範囲内）であるか否かが確認される（ステップＳ２０５）。その結果、圧力センサ２１１からの出力電圧が第２範囲内でなければ（ステップＳ２０５でＮｏ）、圧力センサ２１１に異常があると判定される（ステップＳ２０７）。

これに対して、スイッチング素子１８がオフ状態のときの圧力センサ２１１からの出力電圧が第１範囲内であり（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、かつ、スイッチング素子１８がオン状態のときの圧力センサ２１１からの出力電圧が第２範囲内であれば（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、圧力センサ２１１は正常と判定される（ステップＳ２０６）。

８．第２実施形態の作用効果
（１）本実施形態では、ピエゾ抵抗式の圧力センサ１１１にガスが流れていない状態で（ステップＳ２０１）、スイッチング素子１８をオン状態とすることにより（ステップＳ２０４）、圧力センサ２１１からの出力電圧を変動させる。そして、その出力電圧が所定の範囲内（第２範囲内）であるか否かに基づいて、圧力センサ２１１の異常を判定することができる（ステップＳ２０５，Ｓ２０７）。すなわち、圧力センサ２１１にキャリアガスが流れていないときには、スイッチング素子１８がオフ状態であれば圧力センサ２１１からの出力電圧は通常０Ｖ付近であるが、スイッチング素子１８をオン状態とすることにより、圧力センサ２１１からの出力電圧を変動させることができる。したがって、スイッチング素子１８をオン状態とするだけで、圧力センサ２１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ２１１の異常を容易に確認することができる。

（２）スイッチング素子１８をオン状態としたときには、出力電圧変動回路２１２の電気抵抗１９に対する通電が行われることにより、その電気抵抗１９の抵抗値に応じた出力電圧を圧力センサ２１１から生じさせることができる。したがって、電気抵抗１９の抵抗値を適切に設定すれば、圧力センサ２１１からの出力電圧を適切な範囲内に設定することができる。

（３）また、本実施形態では、圧力センサにガスが流れていない状態で（ステップＳ２０１）、スイッチング素子１８をオン状態としたとき（ステップ２０４）の圧力センサ２１１からの出力電圧だけでなく、スイッチング素子１８をオフ状態としたとき（ステップ２０２）の圧力センサ２１１からの出力電圧も用いられる。すなわち、その出力電圧が所定の範囲内（第１範囲内）であるか否かに基づいて、圧力センサ２１１の異常を判定することができる（ステップＳ２０３，Ｓ２０７）。圧力センサ２１１にキャリアガスが流れていないときには、スイッチング素子１８をオフ状態としたときに圧力センサ２１１からの出力電圧は通常０Ｖ付近であるため、一定値以上の出力電圧が生じている場合には圧力センサ２１１の異常と判定することができる。

（４）本実施形態では、ＡＰＣ２０１がガス供給制御装置２００を構成している。ＡＰＣ２０１では、圧力センサ１１１よりも上流側に調整バルブ２１３が設けられているため、その調整バルブ２１３を閉状態とするだけで、容易に圧力センサ２１１にガスが流れない状態とし、圧力センサ２１１の異常を確認することができる。

９．変形例
上記第２実施形態では、制御ユニット１０としてＡＰＣ２０１を用いた場合について説明した。しかし、制御ユニット１０としてＤＡＦＣを用いた場合にも、ＡＰＣ２０１を用いた場合と同様に、調整バルブを閉状態として圧力センサにキャリアガスが流れない状態とし、圧力センサの異常を確認することができる。すなわち、ＤＡＦＣには、ＡＰＣ２０１と同様に、圧力センサよりも上流側に調整バルブが設けられている。したがって、調整バルブを閉状態とするだけで、容易に圧力センサにキャリアガスが流れない状態とすることができる。

以上の実施形態では、圧力センサ１１にキャリアガスが流れていない状態で、スイッチング素子１８をオン状態としたとき（ステップＳ１０４，Ｓ２０４）の圧力センサ１１からの出力電圧、及び、スイッチング素子１８をオフ状態としたとき（ステップＳ１０２，Ｓ２０２）の圧力センサ１１からの出力電圧に基づいて、圧力センサ１１の異常を判定するような構成について説明した。しかし、スイッチング素子１８をオフ状態としたとき（ステップＳ１０２，Ｓ２０２）の判定を省略し、スイッチング素子１８をオン状態としたとき（ステップＳ１０４，Ｓ２０４）の圧力センサ１１からの出力電圧のみに基づいて、圧力センサ１１の異常を判定するような構成であってもよい。

圧力センサ１１にキャリアガスが流れていない状態とするための構成は、圧力センサ１１の上流側に設けられたバルブ（追加バルブ１１４又は調整バルブ２１３）を閉じるような構成に限られるものではない。例えば、圧力センサ１１よりも上流側においてガス供給流路６の配管を取り外すことにより、圧力センサ１１にキャリアガスが流れない状態としてもよい。

また、以上の実施形態では、圧力センサ１１の異常の判定を制御部１０２，２０２が自動で行うような構成について説明した。すなわち、圧力センサ１１の異常の判定を開始させるための操作を作業者が行えば、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理、又は、図６のステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理が自動で行われる。しかし、このような構成に限らず、これらの処理の少なくとも一部が作業者により行われるような構成であってもよい。

本発明に係るガス供給制御装置は、ガス供給流路６に対するキャリアガスの供給を制御するものに限らず、キャリアガス以外のガスの供給を制御するものであってもよい。すなわち、キャリアガス以外のガスが流れる流路内にピエゾ抵抗式の圧力センサが設けられたガス供給制御装置において、当該圧力センサの異常を判定するような構成であってもよい。

また、本発明に係るガス供給制御装置は、ガスクロマトグラフに限らず、ガスが流れる流路内にピエゾ抵抗式の圧力センサが備えられた他の分析装置や、分析装置以外の装置にも適用可能である。

１ カラム
２ カラムオーブン
３ 試料導入部
４ 検出器
６ ガス供給流路
９ ガス供給部
１０ 制御ユニット
１１ 圧力センサ
１２ 出力電圧変動回路
１８ スイッチング素子
１９ 電気抵抗
１００ ガス供給制御装置
１０１ ＡＦＣ
１０２ 制御部
１１１ ピエゾ抵抗
１１２ 出力電圧変動回路
１１３ 調整バルブ
１１４ 追加バルブ
１２１ 圧力検知制御部
１２２ 異常判定制御部
２００ ガス供給制御装置
２０１ ＡＰＣ
２０２ 制御部
２１１ 圧力センサ
２１２ 出力電圧変動回路
２１３ 調整バルブ
２２１ 圧力検知制御部
２２２ 異常判定制御部

Claims (9)

1. 流路内を流れるガスの圧力を検知するピエゾ抵抗式の圧力センサと、
   前記流路内を流れるガスの流量又は圧力を調整する調整バルブと、
   通電状態を切り替えるためのスイッチング素子を有する電気回路からなり、前記スイッチング素子をオン状態又はオフ状態に切り替えることにより、前記圧力センサからの出力電圧を変動させる出力電圧変動回路と、
   前記圧力センサにガスが流れている状態で、前記スイッチング素子をオフ状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記流路内のガスの圧力を検知する圧力検知制御部と、
   前記圧力センサにガスが流れていない状態で、前記スイッチング素子をオン状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記圧力センサの異常を判定する異常判定制御部とを備えることを特徴とするガス供給制御装置。
2. 前記異常判定制御部は、前記圧力センサにガスが流れていない状態で、前記スイッチング素子をオン状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧、及び、前記スイッチング素子をオフ状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記圧力センサの異常を判定することを特徴とする請求項１に記載のガス供給制御装置。
3. 前記出力電圧変動回路は、前記スイッチング素子により通電状態が切り替えられる電気抵抗を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のガス供給制御装置。
4. 前記調整バルブは、前記流路における前記圧力センサよりも上流側に設けられており、
   前記異常判定制御部は、前記調整バルブを閉状態とすることにより、前記圧力センサにガスが流れない状態とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス供給制御装置。
5. 前記圧力センサ及び前記調整バルブは、ＡＰＣ又はＤＡＦＣに備えられていることを特徴とする請求項４に記載のガス供給制御装置。
6. 前記流路における前記圧力センサよりも上流側に設けられ、前記流路内のガスの流量又は圧力を調整する追加バルブをさらに備え、
   前記調整バルブは、前記流路における前記圧力センサよりも下流側に設けられており、
   前記異常判定制御部は、前記追加バルブを閉状態とすることにより、前記圧力センサにガスが流れない状態とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス供給制御装置。
7. 前記圧力センサ及び前記調整バルブは、ＡＦＣに備えられていることを特徴とする請求項６に記載のガス供給制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のガス供給制御装置と、
   前記流路にキャリアガスを供給するガス供給部とを備えることを特徴とするガスクロマトグラフ。
9. 流路内を流れるガスの圧力を検知するピエゾ抵抗式の圧力センサと、前記流路内を流れるガスの流量又は圧力を調整する調整バルブと、通電状態を切り替えるためのスイッチング素子を有する電気回路からなり、前記スイッチング素子をオン状態又はオフ状態に切り替えることにより、前記圧力センサからの出力電圧を変動させる出力電圧変動回路とを備えるガス供給制御装置における前記圧力センサの異常判定方法であって、
   前記圧力センサにガスが流れていない状態で、前記スイッチング素子をオン状態としたときの前記圧力センサからの出力電圧に基づいて、前記圧力センサの異常を判定することを特徴とする圧力センサ異常判定方法。

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