ИНТЕРФЕЙС ДЛЯ ВАКУУМНЫХ ДЕТЕКТОРОВ

Полезная модель относится к газовой хроматографии, а именно, к устройствам подключения хроматографических колонок к газовым детекторам.
Известен интерфейс для вакуумных газовых детекторов (Методы-спутники в газовой хроматографии. М.: Мир; 1972 - стр.181-184), содержащий два соосно расположенных сопла, размещенных в вакуумируемой камере. Одно из сопел подключено к хроматографической колонке, а второе - к газовому детектору. В процессе истечения потока газа из хроматографической колонки через первое сопло в вакуумируемую камеру возникает расширение струи. При этом за счет различия в коэффициентах диффузии во второе сопло попадает в основном более тяжелые молекулы, а легкие молекулы (молекулы газа-носителя) откачиваются из вакуумируемой камеры. Таким образом, поток молекул, поступающих в газовый детектор, многократно уменьшается.
Недостатком известного интерфейса являются жесткие требования, предъявляемые к точности его изготовления и настройке в процессе эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности является интерфейс для вакуумных газовых детекторов (Захарова Л.В., Илясов Л.В., Фарзане Н.Г., Эль-Холиби М. Межвузовский сборник научных трудов. Автоматизированное управление и моделирование сложных технологических процессов. Тверь; ТвеПИ., 1991, с.87-91. Исследование возможности уменьшения инерционности концентрационных хроматографических детекторов путем поддержания разряжения в их рабочих камерах), содержащий проточную камеру с тремя штуцерами, один из которых соединен с выходом газохроматологической колонки,
а второй - через дроссель с входом газового детектора. Третий штуцер интерфейса соединен с атмосферой. В процессе работы часть потока газов, выходящих из хроматографической колонки, из проточной камеры поступает в атмосферу, а оставшаяся часть через дроссель направляется в газовый детектор, измерительная камера которого непрерывно вакуумируется. Вакуумирование камеры детектора многократно уменьшает его инерционность и позволяет использовать в анализе капиллярные хроматографические колонки даже совместно с газовыми детекторами, имеющими значительный объем измерительной камеры.
Недостатком такого интерфейса является то, что через третий штуцер проточной камеры, при размещении интерфейса в термостате хроматографа, могут проникать флуктуации давления, вызванные интенсивным перемешиванием с помощью вентилятора газовой среды в термостате. Это приводит к увеличению флуктуации начального сигнала детектора.
Задачей полезной модели является совершенствование конструкции интерфейса для вакуумных газовых детекторов, направленное на улучшение его технических характеристик.
Технический результат - создание интерфейса для вакуумных газовых детекторов, обеспечивающего уменьшение в 2-3 раза флуктационного шума подключаемого газового детектора.
Технический результат достигается тем, что интерфейс для вакуумных газовых детекторов, содержащий проточную камеру с тремя штуцерами, один из которых соединен с выходом газохроматографической колонки, а второй - через дроссель с входом газового детектора, согласно полезной модели, дополнительно содержит линию газа-носителя, регулируемый дроссель и дополнительную проточную камеру с тремя штуцерами, при этом один из штуцеров дополнительной проточной камеры соединен с третьим штуцером
проточной камеры, а два других - соответственно через регулируемый дроссель с линией газа-носителя и с атмосферой.
Такая конструкция позволяет существенно уменьшить флуктуации начального уровня сигнала детектора, так как наличие дополнительной проточной камеры, промываемой дополнительным потоком газа-носителя, исключает проникновение потоков воздуха, создаваемых вентилятором, в третий штуцер интерфейса.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимного расположения.
Схема интерфейса для вакуумных газовых детекторов показана на чертеже.
Интерфейс содержит проточную камеру 1 с тремя штуцерами 2, 3 и 4. Штуцер 2 соединен с выходом хроматографической колонки 5, а штуцер 4 - через дроссель 6 - с входом 7 газового детектора 8. Кроме этих элементов интерфейс содержит линию газа-носителя 9, регулируемый дроссель 10 и дополнительную проточную камеру 11 с тремя штуцерами 12, 13 и 14. При этом штуцер 12 соединен со штуцером 3 проточной камеры 1, а штуцеры 13 и 14 - соответственно через регулируемый дроссель 10 с линией газа-носителя 9 и атмосферой.
Работа интерфейса осуществляется следующим образом.
Потоки газа-носителя с разделенными детектируемыми компонентами поступают с выхода хроматографической колонки 5 в штуцер 2 камеры 1. Часть этого потока через штуцеры 3 и 12 поступает в дополнительную камеру 11, через которую непрерывно прокачивается поток газа-носителя, поступающий в нее из линии газа-носителя 9 и переменный дроссель 10. Из дополнительной камеры 11 газовый поток сбрасывается через штуцер 14 в атмосферу. Поэтому давление газа в дополнительной проточной камере 11 близко к атмосферному.
Другая часть газового потока, поступающего в проточную камеру 1, через штуцер 4 и дроссель 6 поступает на вход 7 вакуумного газового детектора 8, в камере которого поддерживается, с помощью вакуумного насоса, низкое остаточное давление. Детектируемые компоненты попадают в детектор 8 и вызывают его сигнал.
Наличие дополнительной проточной камеры 11, промываемой непрерывно потоком газа-носителя, практически полностью исключает влияние вихревых потоков воздуха, возникающих при работе вентилятора в термостате хроматографа, в котором обычно размещают интерфейс. В отсутствии дополнительной проточной камеры 11 эти потоки способны проникать через штуцер 3 в камеру 1, что вызывает флуктуацию начального сигнала газового детектора.
Проведенные эксперименты, в которых предлагаемый интерфейс использовался совместно с термокондуктометрическим детектором, позволили установить, что ширину полосы флуктационных шумов начального сигнала термокондуктометрического детектора можно уменьшить в 3÷4 раза.
Преимущества предложенного технического решения:
- простота конструкции и эксплуатации;
- эффективное уменьшение ширины флуктационного шума начального сигнала детектора.
Предложенный интерфейс для вакуумных газовых детекторов может быть создан на элементарной базе газовой хроматографии.
Интерфейс может быть использован для подключения насадочных и капиллярных хроматографических колонок газовым детекторам, камеры которых непрерывно вакуумируются, а также - к массспектрометрам.