Газовый хроматограф Советский патент 1980 года по МПК G01N31/08 

(54) ГАЗОВЫЙ ХРОМАТОГРАФ

1 Изобретение относится к газовым хроматографам. В рписавди изобретения к основному авт. ев. № 348939 описан газовый хроматограф, который содержит регулятор газового потока, датчик скорости газа, узел ввода пробы анализируемого вещества, хроматографическуй колонку и детектор П. Датчик скорости газа в этом хроматографе выполнен в виде последовательно установленны в потоке газа-носителя дозатора пробного газа калиброванной трубки и двух индикаторов, включенных на входе и выходе калиброванной трубки. Выходы индикаторов соединены с устройством обработки информации (вторичный прибор), которое измеряет пропорциональные скорости газа-носителя интервал времени между моментами ввода и вывода порций пробного газа из калиброванной трубки. В период измерения в калиброванной трубке должна находит ся одна порция пробного газа. Точность измерения скорости газа-носителя в таком хроматографе определяется длиной калиброванной трубки. Чем длиннее трубка, тем выше точность измерения. Однако увеличение длины калиброванной трубки приводит к пропорциональному снижению быстродействия, к увеличению времени запаздывания информации о скорости газа-носителя в хроматографе. Целью изобретения является уменьшение времени запаздывания информации о скорости газа-носителя в хроматографе. Это достигается тем, что в газовом хроматографе по авт. св. № 348939 устройство обработки информации датчика скорости (вторичньш прибор) выполнено в виде коммутатора, первый и второй входы которого соединены с выходами индикаторов пробного газа, а третий вход - с одним из выходов устройства вычитания периода, один из выходов коммутатора соединен с переключающим входом реверсивного счетчика и с одним из входов устройства вычиташ1я периода, а второй выход коммутатора через устройство задержки - с разрешающим входом оперативного запоминающего устройства, второй вход устройства вычитания периода соединен с первым выходом п|К1грамматора, а второй выход устройства вычитания периода - с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход реверсивного счетшка соединен с вторым выходом программатора, выходы реверсивного счетчика соединены с входами оперативного запоминающего устройства, а выходы последнего - с входами устройства отображения и с выходами иа внешние вычислительные устройства, третий выход программатора соединен с приводом дозатора пробного газа. Такое конструктивное выполнение устройства обработки информации датчика скорости позволяет осуществлять автоматический ввод с требуемой частотой пордий пробного газа так, чтобы в калиброванной трубке одновремен но находилось несколько порций, и производить измерение времени пребыва1 ия каждой порции в калиброванной трубке. Это суидественно снижает время запаздывания информации о скорости газа-носителя даже при большей длине к;шиброванной трубки. На чертеже изображен газовый хроматограф. Газовый хроматограф состоит из регулятора давления газа-носителя 1, регулятора расхода 2, узла ввода анализируемого вещества 3, разделительной колонки 4 и детектора 5. выходом регулятора давления 1 и входом регулятора расхода 2 установлен датчик скорос ти газа-носителя, содержащий дозатор пробного газа 6, первьш индикатор 7, калиброванную трубку 8 и второй индикатор 9, Выходы индикатора соединены с устройством 10 обработки информации датчика скорости (вторичный прибор), обрабатывающим результаты измерения скорости газа-носителя. Устройство 10 обработки информации датчи ка скорости состоит из коммутатора 11, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами индурторов 7 и 9. Третгш Q вход коммутатора 11 соединен с одним из выходов устройства вычитания периода 12. Один из выходов коммутатора 11 соединен с переключающим входом реверсивного счетчика 13 и с одним из входов устройства вычитания пе- ., риода 12. Второй выход коммутатора 11 через устройство задержки 14 соединен с разрешающим входом оперативного запол инающего устройства }5. Второй вход устройства вычитания периода 12 соединен с первым выходом программатора 16 (выход f,); а второй выход

устройства вычитания периода 12 - с вьпштающим входом реверсивного счетчика 13. t yMмирующий вход реверсивного счетчика 13 соединен с вторым выходом программатора 16 (выход fj). Параллельные выходы реверсивного счетчика 13 соединены с входами оперативного запоминаюодего устройства 15, а выходы последнего - с входами устройства отобпивщнх на его суммирующий и вычитаюшдй входы, оно будет равно

f,(T + г) - f,T f,r(3)

Таким образом, число f.,T в счетчике 13 прямо пропорционально времени г прохождения порцией пробного газа калиброванной трубки 8, а следовательно, и скорости q газа-носителя, и имеет форму, удобную для непосредражения иггформации 17. Кроме того, устройство обработки информапии имеет внешний выход 18, позволяющий использовать информацию о скорости газа-носителя для цифрового регулирования. Наконец, третий выход программатора 16 (выход fj) соединен с дозатором пробного газа. Предложенный газовый хроматограф работает следующим образом. При включении питания программатор 16 начинает вырабатывать три синхронных носледоf, и f,, вательности импульсов с частотами f, , причем fi f, f,. Каждый импульс с частотой f,, поступающий на дозатор пробного газа 6, вызывает подачу порции пробного газа в измеряемый поток газа. Период работы дозатора равен Р бУ начала работы устройства, Поданные в поток иорции пробного газа перемещаются со скоростью потока. Время прохождения т каждой порцией расстояния от дозатора 6 до индикатора 9 определяется объемной скоростью газа q и объемом V калиброванной трубки 8. - .) Первая порция пробного газа достигнет Щикатора 9, спустя время Т н- г с момента включения устройства. Все это время на суммирующий вход реверсивного счетчика 13 поступают импульсы с частотой f, и к моменту прихода первой порции в индикатор 9 в счетчике 13 накопится число, равное f, (Т + т). При прохоясдении первой порцией индикатора 9 на выходе его появится сигнал, которь й поступит на первый вход коммутатора 11. Коммутатор 11 подаст сигнал на переключаюцдай вход счетчика 13 и на устройство вычитания периода 12. При зтом на вычитающий вход реверсивного счетчика 13 через устройство вычитания периода 12 начнут поступать импульсы с частотой fj Из программатора 16. Устройство вычитания периода 12 пропустит на вычитающий вход реверсивного счетчика 13 постоянное число импульсов , равное числу импульсов с частотой f , поступающих на суммирующий вход счетчика за период Т. Поскольку число на реверсивном счетчике 13 определяется алгебра еской суммой чисел, постуственного использования в качестве меры расхода. Отсчитав с частотой f, Постоянное число импульсов fjT, устройство вычитания периода 12 подает сигнал на второй вход коммутатора 11, возвратив его в первоначальное состояние. Одновременно с второго коммутатора 1 через устройство задержки 14 на разрешающий вход оперативного запоминающего устройства 15 будет подан импульс разрешения считывания, устройство 15 запомнит число, имеющееся в этот момент на реверсивном счетчике 1 и передаст его на устройство отображения информации 17. Аналогичным образом производится измерение времени пребывания в калиброванной трубке 8 других порций пробного газа. При неизменной скорости газа (q const и r const) число на устройстве отображения информации 17 останется также неизменным, а при изменении скорости газа-носителя это чис будет изменяться до тех пор, пока не придет в соответствие с новым значением скорости. Это вытекает из следующих соображений. Объем CV) калиброванной трубки 8 и период (Т) работы дозатора метки выбираются таким образом, чтобы обеспечить условие Т г во всем диапазоне измеряемых расходов. В калиброванной трубке 8 при этом одновременно находится несколько меток, причем количество их (пп) зависит от расхода . - m -- (4) Если выразить число на устройстве отображения через величину т, f,r f,Tm(5) то станет вполне очевидным, что это число при изменении расхода газа также будет менять ся до тех пор, пока количество меток m в калиброванной трубке 8 не придет в соответствие с новым значением расхода. Устройство задержки 14 служит для обеспечения длительности процесса считывания мень-. шей, чем l/f,, во избежание потерь и искажения информации. Аналогичные соображения накладывают опг ределенные ограничения на соотношение частот f, и f 2. Чтобы избежать потери импульсов на суммирующем входе реверсивного счетчика 13 во время работы устройства вычитания периода 12, необходимо, чтобь1 пачка импульсов поступающих на вычитающий вход реверсивного счетчика 13, размещалась между импульсами поступающими на его суммирующий вход. Сигнал от первого индикатора 7 пробного газа используется для контроля работы дозатора пробного газа 6. Отсутствие сигнала oi индикатора 7 сразу после подачи импульса на дозатор 6 является признаком неисправности устройства. Применение изобретения, благодаря сущгсгвенному уменьщению времени запаздывания информации о скорости газа-носителя без снижения точности измерения, позволит использонагь информацию о скорости не только Ш1я контроля, но и для регулирования режима газового потока хроматографа. При установке датчика скорости с устройством обработки информации на выходе детектора хроматографа может быть осуществлен непрерывный контроль и регулирование скорости потока газа-носителя xjioMaтографа. Для этого между выходом детектора и дозатором пробного газа устанавливается усредняющая емкость, исключающая влияние колебаний состава газа на выходе детектора на работу датшка скорости. Формула изобретения Газовый хроматограф по авт. св. N З4893 отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени запаздывания информа1ХИИ о скорости газа-носителя, устройство обработки информации датчика скорости выполнено в виде коммутатора, первый и второй входы которого соединены с вь1ходами индикаторов пробного газа, а третий вход - с одним из выходов устройства вычитания периода, один из выходов оммутатора соединен с переключающим входом реверсивного счетчика и с одним из входов устройства вычитания периода, а второй выход коммзтатора через устройство задержки -- с разрешающим входом оперативного запоминающего устройства, второй вход устройства вычитания периода соединен с первым выходом программатора, а второй выход устройства вычштания периолл с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход реверсивного счетчика соединен с вторым выходом программатора, выходы реверсивного счетчика соединены с входами оперативного запоминающего устройства, а выходы последнего - с входами устройства отображения и с выходами на внешние пычислительные устройства, третий выход программатора соединен с приводом дозатора пробного газа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 348939, л. ,G 01 N 31/08, 1972 (прототип).

№

и

-VT/H

J

j

JPT

//

Ю

/f

-r «ВЕЗ /5 ЕЕ,

/7

f-J t

/f

/