ПЛОТНОМЕР ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ Советский патент 1974 года по МПК G01N9/32 

1

Изобретение относится к газовой хроматографии, в частности к датчикам для детектирования компонентов, разделенных на хроматографической колонке.

Известен детектор для газовой хроматографии, содержащий два горизонтальных канала, соединенных тремя вертикальными каналами. В середину первого вертикального канала вводят сравнительный газ, в середину второго - вводят газы из хроматографической колонки. Через середину третьего вертикального канала газы отводят в атмосферу.

В горизонтальных каналах, между первым и вторым вертикальными каналами, расположены терморезисторы, составляющие дифференциальный термоанемометр. При изменении веса столба газа во второй трубке в момент появления в газе-носителе какого-либо компонента изменяется расход сравнительного газа через нижний горизонтальный канал, что приводит к изменению сопротивления терморезистора и вызывает сигнал детектора (разбаланс обычно неравновесного моста, в который включены оба терморезистора).

Отвод тепла от терморезистора происходит только за счет изменения скорости потока сравнительного газа, при этом чувствительность детектора увеличивается при увеличении теплоемкости сравнительного газа и величины скорости.

Цель изобретения - повысить чувствительность плотномера.

Это достигается тем, что в верхней и нижней частях вертикального канала с патрубком для подвода сравнительного газа установлены пневмосопротивления и между этим каналом и вертикальным каналом с патрубком для подвода газа-носителя установлен дополнительный вертикальный канал, в средней части которого установлен патрубок для подвода газа, теплопроводность которого выше теплопроводности сравнительного газа.

На чертеже показана схема предлагаемого плотномера.

Плотномер состоит из двух горизонтальных параллельных каналов 1 и 2, соединенных между собой тремя основными вертикальными каналами 3, 4 и 5 и одним вертикальным дополнительным каналом 6. В канал 3 поступает сравнительный газ (обычно воздух, азот или углекислый газ). В канале 3 дополнительно устанавливаются пневмосопротив. 7 (дроссели). В канал 4 поступают газы из хроматографической колонки. Через середину канала 5 газы покидают ячейку. В дополнительный канал 6 вводится какой-либо газ (назовем его дополнительным), теплопроводность которого больше, чем теплопроводность сравнительного газа, например водород или гелий. В горизонтальных каналах между вертикальными каналами 6 и 4 размещены терморезисторы, составляющие дифференциальный термоанемометр.

Плотномер работает следующим образом.

Когда через трубку 4 протекает чистый газноситель - водород или гелий (в этом случае пики любых газов на диаграмме регистратора записываются в одну сторону), устанавливается определенный расход сравнительного и дополнительного газов. Давления газов на входе в плотномер поддерживаются постоянными. При этом терморезистрры омываются бинарной смесью, состоящей из сравнительного и дополнительного газов, теплопроводность которой определяется соотнощением расходов дополнительного и сравнительного газов. В таких условиях устанавливается определенный отвод тепла от терморезисторов, а схема неравновесного моста, в который включены эти терморезисторы, устакавливается на нуль.

При изменении веса столба газа в канале 4 (при выходе определенного компонента из хроматографической колонки) изменяется расход дополнительного газа через нижний горизонтальный канал 2. Расход сравнительного газа остается практически постоянным, так как он определяется величиной пневматических сопротивлений 7, которые во много сотен раз превосходят сопротивления каналов детектора. Изменение расхода дополнительного газа через нижний горизонтальный канал приводит к изменению теплоотвода от терморезистора, так как при этом изменяется общий расход газов через этот канал.

Изменение расхода газов, омывающих терморезистор, наблюдается и в обычных детекторах весового типа для газовой хроматографии, однако состав газа при этом остается постоянным. В предлагаемом плотномере при изменении расхода дополнительного газа, помимо изменения величины расхода через горизонтальный канал 2, изменяется соотнощение между расходами сравнительного и дополнительного газов, так как расход сравнительного газа остается постоянным, а расход дополнительного газа изменяется. При этом пропорционально изменяется состав, а следовательно, и теплопроводность бинарной смеси газов, омывающих терморезистор, установленный в канале 2.

Таким образом, в предлагаемой схеме при изменении веса столба газа в канале 4 происходит изменение как расхода, так и состава бинарной смеси, омывающей терморезистор. Если при этом в качестве дополнительного газа использовать газ, теплопроводность которого больще чем теплопроводность сравнительного газа, то чувствительность детектора увеличивается во столько раз, во сколько теплопроводность дополнительного газа больше теплопроводности сравнительного газа. Так, например, использование в качестве дополнительного газа водорода, а в качестве сравнительного-углекислого газа позволяет увеличить чувствительность весового детектора приблизительно на один порядок.

Предмет изобретения

Плотномер для газовой хроматографии, содержащий два горизонтальных канала, соединенных между собой тремя вертикальными каналами, патрубок для подвода газа-носителя, установленный в средней части среднего вертикального канала, патрубок для подвода сравнительного газа, установленный в средней части одного из крайних вертикальных каналов, патрубок для вывода газовой смеси, установленный в средней части другого крайнего вертикального канала, терморезисторы, установленные в горизонтальных каналах между точками соединения вертикальных каналов с патрубками для подвода сравнительного газа и газа-носителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности, в верхней и нижней частях вертикального канала с патрубком для подвода сравнительного газа установлены пневмосопротивления и между этим каналом и вертикальным каналом с патрубком для подвода газа-носителя установлен дополнительный вертикальный канал, в средней части которого установлен патрубок для подвода газа, теплопроводность которого выше теплопроводности сравнительного газа.

ВоздукSoffopoS

.со,.

/яз -носитель