АНАЛИЗАТОР МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ЖИДКИХ СРЕД

Полезная модель относится к области аналитической техники, а именно, к средствам измерения молекулярной массы.
Известен анализатор молекулярной массы жидких сред (Ревельский И.А., Бородулина Р.И., Совакова Т.М. Быстрый метод определения молекулярных масс жидких и газообразных соединений. «Журнал физической химии», 1967, вып. 5, С 1173), позволяющий определять молекулярную массу соединений, содержащий хроматографическую колонку, устройство для ввода пробы, детектор плотности газов и регистратор. Для расчета молекулярных масс составляется смесь известных концентраций анализируемого вещества и стандарта и хроматографируется. По площадям хроматографических пиков анализируемого вещества и стандарта и молекулярной массе стандарта рассчитывается молекулярная масса анализируемого вещества.
К недостаткам данного метода можно отнести сложность метода, необходимость проведения длительного по времени газохроматографического анализа, а также необходимость точного измерения исходных концентрации анализируемого вещества и стандарта.
Наиболее близким по технической сущности является анализатор молекулярной массы жидких сред (Свидетельство на полезную модель №1541 Бюл. №1, 1996, Анализатор молекулярной массы веществ для газовой хроматографии. Л.В.Илясов, Ю.Г.Габрэлянц), содержащий
камеры анализируемого вещества и газа-носителя с входными и выходными каналами, разделенные пористой мембраной, линии анализируемого вещества и газа-носителя и два одинаковых автоматических газовых детектора с сигнальными выходами, у которого линия газа-носителя подключена к входному каналу камеры газа-носителя, а выходной канал этой камеры соединен с одним из газовых автоматических детекторов. В основу работы анализатора положено измерение времени диффузии паров анализируемого вещества через пористую мембрану, которое осуществляется с помощью двух дифференциаторов сигнала детекторов и электронного счетчика времени. Кроме того для получения информации о молекулярной массе проводится возведение в квадрат измеренного интервала времени.
Недостатками данного анализатора являются сложность устройства, необходимость измерения очень малых интервалов времени (0,5-2 с) и осуществление операции дифференциации сигналов, которая, как известно, не обладает высокой помехозащищенностью.
Задачей полезной модели является совершенствование анализаторов молекулярной массы жидких сред, основанных на диффузии через пористую мембрану.
Техническим результатом является создание простого и надежного анализатора молекулярной массы жидких сред.
Технический результат достигается тем, что анализатор, содержащий камеры анализируемого вещества и газа-носителя с входными и выходными каналами, разделенные пористой мембраной, линии анализируемого вещества и газа-носителя и два одинаковых автоматических газовых детектора с сигнальными выходами, у которого линия газа-носителя подключена к входному каналу камеры газа-носителя, а выходной канал этой камеры соединен с одним из газовых автоматических детекторов, а выходной канал этой камеры соединен с
одним из газовых автоматических детекторов, согласно полезной модели, дополнительно содержит делитель потока на ламинарных дросселях, два интегратора, вычислительное делительное устройство, квадратор и регистратор, при этом вход делителя потока соединен с линией анализируемого вещества, один его выход соединен со вторым автоматическим газовым детектором, а другой - с входным каналом камеры анализируемого вещества, выходной канал которой соединен с атмосферой, причем остальные выходы первого и второго автоматических детекторов через интеграторы подключены, соответственно, ко входам «делитель» и «делимое» вычислительного делительного устройства, а выход этого устройства через квадратор подключен к регистратору.
Такая конструкция позволяет упростить процесс определения молекулярной массы за счет того, что обеспечивает ее определение из отношения сигналов детекторов, которое определяется с помощью интеграторов, обладающих большей помехозащищенностью, чем дифференциаторы. Кроме того, предлагаемая конструкция обеспечивает возможность использования любых детектирующих устройств, что в свою очередь, позволяет определять молекулярную массу веществ любых классов.
По сравнению с прототипом, заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Схема анализатора изображена на фиг.1.
Анализатор молекулярной массы жидких сред содержит камеры анализируемого вещества 1 и газа-носителя 2 с входными 3 и 4 и выходными 5 и 6 каналами, разделенные пористой мембраной 7, линии анализируемого вещества 8 и газа-носителя 9, два одинаковых газовых автоматических детектора 10 и 11, имеющие сигнальные выходы 12 и 13. Анализатор также содержит делитель потока 14 на ламинарных дросселях
15 и 16, два интегратора 17 и 18, вычислительное делительное устройство 19, квадратор 20 и регистратор 21. Сигнальные выходы 12 и 13 газовых автоматических детекторов 10 и 11 подключены к интеграторам 17 и 18. Делитель потока 14 имеет вход 22 и два выхода 23 и 24, причем выход 23 соединен с газовым детектором 11, а выход 24 - со входом 3 камеры анализируемого вещества 1. Вычислительное делительное устройство 19 имеет сигнальные входы «делитель» 25 и «делимое» 26, к которым подключены, соответственно, интеграторы 17 и 18. В состав анализатора также входят трубка 27, подключенная к испарителю 28, и блок газоснабжения 29.
Работа анализатора молекулярной массы жидких сред осуществляется следующим образом.
В камеру 2 непрерывно из блока газоснабжения 29 подается по линии 9 газ-носитель. С выхода 6 камеры 2 газ-носитель поступает в автоматический детектор 10. Проба анализируемой жидкости вводится шприцем в испаритель 28, в котором происходит преобразование жидкой пробы в пар, а потоком газа, поступающим из блока газоснабжения 29 через трубку 27 анализируемое вещество подается на вход 22 делителя газового потока 14, где через ламинарные дроссели 15 и 16 газовый поток разделяется на две части, причем одна часть поступает на автоматический детектор 11, а вторая - на вход 3 камеры анализируемого вещества 1. В камере 1 часть анализируемого вещества диффундирует через пористую мембрану 7 в камеру газа-носителя 2. С выхода 6 камеры газа-носителя 3 смесь продиффундировавшего анализируемого вещества и газа-носителя поступает на автоматический детектор 10. С детекторов 10 и 11 сигналы через интеграторы 17 и 18, для получения площадей сигналов, поступают соответственно в делительное устройство 19, причем сигнал с автоматического детектора 10 подается через интегратор 17 ко входу «делитель» 25, а с детектора 11 через интегратор 18 - ко входу «делимое»
26 делительного устройства 19. Сигнал с вычислительного делительного устройства 19 поступает на квадратор 20, после чего регистрируется регистратором 21. Трубка 27 предназначена для получения интервала времени между вводом пробы и поступлением ее в газовый автоматический детектор 11.
Молекулярная масса определяется по формуле:
i
где: μ, - молекулярная масса 1-ого анализируемого вещества;
сm
μ - молекулярная масса стандарта;
1
2
Scm,Scm ~ площади сигналов соответственно первого и второго автоматических газовых детекторов при анализе вещества-стандарта;
i1
i2
S,S - площади сигналов соответственно первого и
второго автоматических газовых детекторов i-ого анализируемого вещества.
Преимущество предлагаемого технического решения:
- отсутствие необходимости измерения исходных концентраций анализируемого вещества и стандарта;
- экспрессность;
- высокая точность.
Предлагаемый анализатор молекулярной массы может быть реализован на стандартных блоках хроматографических анализаторов, таких как термостаты, детекторы, интеграторы.
Он может найти применение для определения молекулярных масс жидких веществ в заводских исследовательских лабораториях, в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.