Двухпламенный детектор для газовой хроматографии Советский патент 1983 года по МПК G01N27/62 G01N31/08 

СП

0

о

Од СО Изобретение относится к детекторам для газовой хроматографии и может быть использовано для одновременного -селективного анализа углево.дородов, галогенов и соединений, содержал х азот и фосфор. Известен двухпламенный термрионны детектор для одновременного определе ния углеродородов, галогенов N и Р содержащих соединений С Однако данный детектор сложен кон труктивно и требует при анализе галогенов N и Р содержащих веществ источника солей щелочных металлов. Наиболее близким к предлагаемому по технической рущиости является двухпламенный детектор для газовой ; хроматографии, содержащий корпус, нижнюю горелку, установленную и корпусе, имекидзпо каналы для подвода анализируемых веществ, водорода и воздуха, положительный электрод питания и сигнальный электрод, разме щенный над нижней горелкой, верхнняо горелку с электродом поверхностной ионизации, цилиндрическим сигнальным электродом и спиралью под жига 2. Известный детектор прост конструкт но и для селективного определения галогенов.N и Р содержащих соединений не требует солей щелочных металлов. Однако недостатком известного детектора является низкая чувствительность (на 2 порядка) к галогенам N и Р содержащих веществ по срав нению с однопламенным детектором, и необходимость , по сравнению с пла менно-ионизационным дeтeктopoм дополнительного источника для питания верхнего электрода поверхностной ионизации. : 1 Низкая чувствительность детекто1ра объясняется тем, что только часть образовавшихся на нижней горелке про дуктов от анализируемых соединений попадает в пламя верхней горелки и контактирует с разогретым электродом поверхностной ионизации. Большему контакту с образовавшимися после деструкции в нижнем пламени поло;1а1тельно заряженными производными рад калами) от анализируемых соединений способствует отрицательный потенциал электрода поверхностной иони зации, он концентрирует образовавшие ся производные вблизи разогретого электрода и увеличивает их ионизацию. Уменьшение внутреннего диаметра детектора вблизи электрода менее 5 мм приводит кгашению пламени на горелках. Целью изобретения является повьшение чувствительности определения галогенов .и соединений, содержащих аэот и фосфор, Указанная цель достигается тем, что в двухштамениый детектор для газовой хроматографии, содержапсий корпус, горелку,установленную в корпусе и имеющую каналы для подвода aнaлизиpye ыx,веществ, водорода и воздуха, положительный электрод питания и сигнальный электрод, установленный над горелкой, верхнюю горелку с электродом поверхностной ионизации, цилиндрическим сигнальным электродом и спиралью поджига, введены смеситель с каналом для подво,да дополнительного потока воздуха, который установлен над верхней горелкой и охватьшает ее, и цилиндрическая - теплоизолирующая втулка, устанавливаемая надсмесителем и плотно прилегающая к стенкам корпуса,а элект-; род поверхностной ионизации становЧ лен по оси теплоизолирующей втулки : и соединен с цилиндрическим сигнальным электродом , причем внутри нижней горелки по ее оси установлена металлическая трубка, соединенная с. каналом для подачи водорода, а основание нижней горелки соединено единой ;магистралью с каналами для подвода анализируемых веществ и воздуха Повьпаение чувствительности определения галогенов, азот- и фосфорсодержащих соединений достигнуто за счет полного введения производных анапизцруемых продуктов непосредственно в зону горения верхнего пламени и полного контакта их с разогретым электродом поверхностной ионизации. Размещение электрода поверхностной ио- : низгищи вертикально в узком канале теопонзодарующей кварцевой втулки повысило температуру разогрева электрода и поверхность контакта с анализируем 1ми продуктами что также способствовало повышению чувствительности. Ввод всех производных анализируемых продуктов непосредственно к электроду поверхностной ионизации (ЭПВИ) позволил отказаться от подачи, потенциал а на него и дополнительного источника питания. Отсутствие потенциала на ЭПВИ позволило соединить его с цилиндрическим сигналья 1м электродом над верхней горелкой. Чувствительность к галогенам, эзоти фосфорсодержащим веществам увеличилась также за счет введения анализируемых веществ с потоком газа-но сителя в магистраль с воздухом в нижней горелке. Смешение анализируеьвлх. веществ, содержащих С), N и Р с воздухом, а не с водородом, увели;чивает 1,5-2,3 раза) сигнал от них Ги уменьшает itiyi« i на сигнальном элект ;роде над верхией горелкой. i На чертеже показана принципиальiПая схема селективного двухпламенно го детектора. Детектор содержит разборный корпус 1, основание 2 с коммуникация ми водорода 3, воздуха 4 и газа-носи теля 5 .На основании детектора ус;тановлена кварцевая горелка 6, основание которой соединено единой комму никацией 7, с ообщакщейся с коммуникациями 4 и 5. Внутри кварцевой горе ки 6 установлена тонкая металлическая трубка 8, герметично соединенная с коммуникацией 3, а на верхнем кону се горелки размещен кольцевой электрод 9 питания. Над нижней горелкой установлена дополнительная спираль 10 поджига пламени на нижней горелке и сигнальный электрод И. Над электродом П установлен смеситель 12 с дополнительной магистралью 13 для по дачи воздуха, внутри которого размещена горелка 14, соединенная с водородной магистралью 15. Выходы горел. ки 14 и смесителя 2 оканчиваются на одном уровне. Над горелкой 14.внутри тонкого отверстия кварцевой тепло изолирующей втулки 16.установлен ЭПВИ 17, соединенный с регулируемьм по высоте сигнальным электродом 18. Сигнальный электрод 18 может опускаться под держателем 19 на различну регулируемую глубину. Над электродом 18 установлена спираль 20 для поджиг верхнего пламени, детектор оканчивается съемной крышкой 21. Изменение глубины сигнального электрода 18 под его держателем 19 позволяет регулировать установку. ЭПВИ 17 в пламени верхней горелки, т.е. находить оптимальное место размещения электрода 17 над пламенем, где обеспечивается оптимальный его нагрев иГ максимальная чувствительнос детектора. Изменение высоты элект,рода 18 осуществляется с помощью 1 94 резьбового соединения на верхнем конце электрода. Смеситель 12 состоит из двух частей: из внешнего цилиндра с неболыиим конусом, оканчивающимся отверстием 1,5-1,8 мм и внутреннего полого цилиндра с широким основанием, приваренным к внешнему цилиндру. В свободное пространство между конусом и внутренним цилиндром подается с небольшой скоростью воздух который через узкое пространство между конусом и внутрр.нним ЦИЛИ1ЗДРОМ сообщается с восходящим газовым потоком,где смешиваете}) и попадает в верхнее пламя.. Предлагаемый детектор испытан на лабораторном хроматографе марки Цвет-104 для .анализа смеси углеводородов Сл- Сс ацетонитрила и пропа нода. Анализ проводился на метровой колонке с внутренним диаметром 3 мм, заполненной полисорбом-1 факция 0,5-0,8 мм) при . Испаритель нагревался до . Перед проведением анализа установлены с помощью ныпьнопленочного измерителя скорости потоков через детектор. Скорость водорода, поступающего в нижнкио и верхнюю горелку, составляла соответственно 30 и 40 мл/мин.Расход воздуха на нижнюю и верхнюю горелку равнялся соответственно: 400 и 15 мл/мин. Скорость газа-носителя (азота). 50 мл/мин. Материалом ЭПВИ была тонкая никелевая или Платиновая проволока. Спиралями 10 и 19 поджигалось пламя на горелках, через 30 ния приступали к проведению анализов. Шприцем через испаритель хроматографа пробы воздуха или жидкости с ана.лизируемыми смесями вводились на хроМатографическую колонку и выходящие разделенные соединения фиксировались детектором. С нижней горелки фиксиро валось электродом 11 содержание от смеси углеводородов Су- Сё, пропанола и ацетонитрила« Верхний электрод 18 фиксировал сигнал от ацетонитрила. CигнaJpll записывались на интеграторах. Пороговая чувствительность азотсодержащих соединений по ацетонитрилу для верхней части детектора составляет . Повышение чувствительности по сравнению с известным устройством к азотсодержащим соединениям достигнуто более чем в 1О раз. Электрод поверхностной ионизации, изготовленный из пластины, меньше отравлялся продуктами, содержащими

ДВУХШШЕНШЙ ДЕТЕКТОР ДЛЯ ГАЗОВОЙ XPOMA.TOrPA«ffl, содержащий корпус, нижнюю горелку, устаиовлен- ную в корпусе и имеющую канаш для подвода aиaлизиpye a)IX веществ, водорода и воздуха, положителыВ||й электрод питания и сигнальный электрод, установленный над горелкой, верхнюю горелку с электродом поверхностной ионизации, цилиндрическим сигналыв 1м электродом и спиралью поджига, отличающийся тем-, что, с цеяью повьшетя чувствительности к соедннешям, содер сайраГ галогешл, азот и фосфор, в него зведены. еситель с каналом дяя подвода дополнительиого потока воздуха, который установлен над верхней горелкой и охватывает-ее, и цили1щрическая теплсжзолируюцая втулка, установленная над смесителем и плотно прилегающая к стенкам корпуса, а электрод поверхностной ионизацю размещен по оси тепясизолирупц втулки и со с цилиндрическим сигнальным электродом, причем внутри «ихией горелки-по ее оси установлена металлическая трубка , соеданенная с каналом для подачи водорода, а основание нижней горелки соединено магистраль с каналами для подвода анализируемых веществ и воздуха..