Переносной газовый хроматограф

Авторы патента:

G01N30/02 - колоночная хроматография

Полезная модель относится к газовой хроматографии и может быть использована для качественного и количественного анализа микропримесей веществ в газообразных, жидких и твердых средах. Технический результат: создание газового, переносного, быстродействующего, универсального, автоматизированного хроматографа, конструкция которого обеспечивает удобство работы и обслуживания и позволяет проводить анализ на месте взятия пробы. Сущность полезной модели: газовый хроматограф, содержащий блок подготовки газа-носителя с фильтром очистки газа-носителя, узел ввода пробы, газохроматографическую колонку и детектор, имеет двухъярусную компоновку. В верхнем ярусе расположены узел ввода пробы, газохроматографическая колонка, детектор, датчик давления и элементы газораспределительной системы. При этом узел ввода пробы, газохроматографическая колонка и детектор, каждый в своем термостате с независимым температурным режимом, расположены в линию на минимальном расстоянии друг за другом. Датчик давления и элементы газораспределительной системы максимально приближены к узлу ввода пробы и газохроматографической колонке. В нижнем ярусе расположены блок электроники, блок аккумуляторной батареи и блок подготовки газа-носителя с восстанавливаемым фильтром очистки. В качестве газа-носителя используется атмосферный воздух. Автоматизация работы хроматографа, визуализация, передача и обработка результатов анализа осуществляется персональным компьютером посредством специализированного программного обеспечения. Для повышения ресурса работы фильтра очистки газа-носителя, хроматограф может содержать расположенную в нижнем ярусе замкнутую полость для сброса газа-носителя, соединенную с блоком подготовки газа-носителя. 1 н.п. ф-лы, 3 ил.

Известно много вариантов практической реализации принципов газовой хроматографии, однако по своим конструктивным особенностям вся газохроматографическая аппаратура содержит следующие основные блоки:

- блок подготовки газа-носителя, который подает в устройство стационарный поток выбранного газа-носителя. В самых распространенных системах используется регулятор скорости потока. Массовая скорость потока газа-носителя через этот регулятор поддерживается постоянной;

- система ввода проб, которая обеспечивает ввод заданного количества пробы в поток газа-носителя точно в начало хроматографической колонки. Проба должна испаряться за достаточно короткое время и вводиться в хроматографическую колонку в виде цилиндрической пробки пара, разбавленного газом-носителем;

- газохроматографическая колонка, установленная в термостате с возможностью регулирования температуры;

- детектор, который обеспечивает сигнал, пропорциональный составу газа-носителя (Гиошон Ж., Гийемен К. Количественная газовая хроматография для лабораторных анализов и промышленного контроля. Ч.1 - М.: Мир, 1991, с.13).

Недостатками существующих устройств являются большие габариты, большое энергопотребление, значительный вес, привязка к источнику газового питания, например, газовым баллонам высокого давления (патент РФ 2296321, М. кл. G01N 30/60, опубл. 27.03.2007, патент РФ 2073862, М. кл. G01N 30/60, опубл. 20.02.1997, патент РФ 2081409, М. кл. G01N 30/60, опубл. 10.06.1997, патент РФ 2122729, М. кл. G01N 30/02, опубл. 27.11.1998).

Целью данной полезной модели является создание газового, переносного, быстродействующего, универсального, автоматизированного хроматографа, конструкция которого обеспечивает удобство работы и обслуживания и позволяет проводить анализ на месте взятия пробы.

Технический результат достигается тем, что газовый хроматограф, содержащий блок подготовки газа-носителя с фильтром очистки газа-носителя, узел ввода пробы, газохроматографическую колонку и детектор, имеет двухъярусную компоновку. В верхнем ярусе расположены узел ввода пробы, газохроматографическая колонка, детектор, датчик давления и элементы газораспределительной системы. При этом узел ввода пробы, газохроматографическая колонка и детектор, каждый в своем термостате с независимым температурным режимом, расположены в линию на минимальном расстоянии друг за другом, что позволяет снизить «мертвые» объемы (Руководство по газовой хроматографии. Под ред. Лейбница Э., Штруппе Х.Г., Ч.1 - М.: Мир, 1988, с.17). Датчик давления и элементы газораспределительной системы максимально приближены к узлу ввода пробы и газохроматографической колонке. В нижнем ярусе расположены блок электроники, блок аккумуляторной батареи и блок подготовки газа-носителя с восстанавливаемым фильтром очистки. В качестве газа-носителя используется атмосферный воздух. Размеры узла ввода пробы и детектора, а также объемная скорость газа-носителя через газохроматографическую колонку оптимизированы и согласованы между собой.

Автоматизация работы хроматографа, визуализация, передача и обработка результатов анализа осуществляется персональным компьютером посредством специализированного программного обеспечения.

Для повышения ресурса работы фильтра очистки газа-носителя, хроматограф может содержать расположенную в нижнем ярусе замкнутую полость для сброса газа-носителя, соединенную с блоком подготовки газа-носителя.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлен переносной газовый хроматограф, вид сверху, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг.3 - блок подготовки газа-носителя с замкнутой полостью для сброса газа-носителя.

Переносной газовый хроматограф (фиг.1, 2) имеет двухъярусную компоновку и состоит из верхнего 1 и нижнего 2 ярусов. Верхний ярус 1 содержит узел ввода пробы 3, газохроматографическую колонку 4, детектор 5, датчик давления 6 и элементы газораспределительной системы 7. На нижнем ярусе 2 расположены блок электроники 8, блок аккумуляторной батареи 9 и блок подготовки газа-носителя 10 с восстанавливаемым фильтром очистки 11. Нижний ярус может содержать (фиг.3) замкнутую полость 12, соединенную с блоком подготовки газа-носителя 10.

Работа переносного газового хроматографа осуществляется следующим образом.

В узел ввода 3 подают пробу, при этом давление в узле ввода повышается, регистрируется датчиком давления 6, что является сигналом к началу цикла анализа. С помощью элементов газораспределительной системы 7 дозированный объем газа-носителя с парами пробы переносится в газохроматографическую колонку 4, где происходит разделение компонентов пробы по времени. Разделенные компоненты пробы регистрируются детектором 5. Сигнал с детектора 5 поступает в блок электроники 8, предварительно обрабатывается и заносится в память или по линии связи передается на внешний компьютер для последующей обработки результатов анализа.

Атмосферный воздух, используемый в качестве газа-носителя, подают в хроматограф из блока подготовки газа-носителя 10 с восстанавливаемым фильтром очистки 11. Постоянное давление газа-носителя поддерживается автоматически с помощью регулятора давления 13. При повышении давления часть потока газа-носителя сбрасывается в атмосферу.

Для увеличения ресурса работы фильтра очистки 11 газ-носитель через обводную линию 14 может сбрасываться в замкнутую полость 12 с последующим забором газа-носителя из этой полости в хроматограф.

Двухъярусная компоновка переносного газового хроматографа обеспечивает хороший доступ ко всем узлам и блокам при проведении сборочных работ, работ по настройке и проверке параметров, технического регламента.

Использование в переносном газовом хроматографе аккумуляторной батареи обеспечивает его автономную работу в течение по меньшей мере четырех часов (например, в полевых условиях, при движении и т.п.)

1. Переносной газовый хроматограф, содержащий блок подготовки газа-носителя с фильтром очистки газа-носителя, узел ввода пробы, газохроматографическую колонку, детектор, отличающийся тем, что хроматограф имеет двухъярусную компоновку, при этом в верхнем ярусе расположены узел ввода пробы, газохроматографическая колонка, детектор, датчик давления и элементы газораспределительной системы, причем узел ввода пробы, газохроматографическая колонка и детектор, каждый в своем термостате с независимым температурным режимом, расположены в линию на минимальном расстоянии друг за другом, а в нижнем ярусе расположены блок электроники, блок аккумуляторной батареи и блок подготовки газа-носителя, а именно атмосферного воздуха, с восстанавливаемым фильтром очистки.

2. Переносной газовый хроматограф по п.1, отличающийся тем, что в нижнем ярусе расположена замкнутая полость для сброса газа-носителя, соединенная с блоком подготовки газа-носителя.