Способ газохроматографического анализа

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к портативным газовым хроматографам. Способ включает задание и поддержание рабочих значений температуры разделительной колонки и расхода или давления газа-носителя через нее, ввод анализируемой пробы в колонку, регистрацию сигнала с детектора хроматографа V(t) и запись хроматограммы. При этом во все время анализа регистрируется зависимость от времени перепада давления на входе и выходе разделительной колонки Р_эксп(t), а время в каждой точке хроматограммы нормируется в соответствии с соотношением: t_норм.(t)=Р_эксп.(t)/Р_норм.·dt где Р_норм - нормировочное значение перепада давления, Р_эксп.(t) - зависимость от времени перепада давления на входе и выходе разделительной колонки. Способ обеспечивает повышение достоверности газохроматографического анализа.

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к портативным газовым хроматографам.

При проведении качественного газохроматографического анализа измеряют время выхода хроматографических пиков, по значению которых проводится идентификация анализируемых веществ. Время выхода пиков может зависеть, в частности, от изменения расхода газа-носителя через разделительную колонку. Обычно, эту проблему решают путем стабилизации расхода или входного давления (Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия (часть 1). Под ред. И.П.Калинкина. Изд. ООО «НПО «Профессионал», 2002 г.).

Устанавливают в хроматографы соответствующие устройства, работа которых направлена на задание и поддержания расхода газа-носителя через разделительную колонку или давления на ее входе (Блок подготовки газов БПГ-175 производства ОАО «ЦВЕТ» г.Дзержинск. (http://www.tswet.ru).

К недостаткам данного способа следует отнести дороговизну таких устройств, трудность использования их в портативных приборах, невозможность стабилизировать с достаточной точностью малые расходы и "отрабатывать" резкие, кратковременные изменения расхода, возникающие из-за возможных дефектов в системе редуцирования газа-носителя.

Технической задачей заявленного способа является повышение достоверности газохроматографического анализа.

Поставленная задача решается в способе газохроматографического анализа, включающем задание и поддержание рабочих значений температуры разделительной колонки и расхода или давления газа-носителя через нее, ввод анализируемой пробы в колонку, регистрацию сигнала с детектора хроматографа V(t) и запись хроматограммы, при этом во все время анализа регистрируется зависимость от времени перепада давления на входе и выходе разделительной колонки Р_эксп(t), а время в каждой точке хроматограммы нормируется в соответствии с соотношением: t_норм.(t)=Р_эксп.(t)/Р_норм.·dt, где Р_норм - нормировочное значение перепада давления, Р_эксп.(t) - регистрируемая зависимость перепада давления на входе и выходе разделительной колонки от времени.

Поскольку характерное время изменения Р_эксп.(t) больше характерной ширины пиков, то частота дискретизации Р_эксп.(t) значительно меньше частоты дискретизации V(t). Это соотношение составляет порядка 8-30, что позволяет использовать один АЦП и мультиплексор каналов без потери качества записи.

Способ осуществляется следующим образом.

В случае постоянства Р_эксп.(t) на этапе предварительной обработки необходимо перейти от измерений, снятых при некотором Р_эксп., к Р_норм., то есть привести данные к условиям, при которых был прокалиброван прибор. Для этого вводится коэффициент С₀=Р_норм./Р_эксп., на который домножается частота дискретизации F_v.

В случае непостоянства Р_эксп.(t) предварительную обработку проводят следующим образом. Сначала рассчитывается дискретный аналог пересчетной функции для времени t_норм.(t)=Р_эксп.(t)/Р_норм.·dt, где интегрирование проводится от t₀ до t. С учетом того факта, что частоты дискретизации измерений {Pi} и {Vi} в общем случае разные, то сначала рассчитываются t_норм.(ti) для множества точек {ti}, в которых был измерен перепад давления на разделительной колонке, а затем линейной интерполяцией и для множества точек, в которых была измерена амплитуда сигнала с детектора V_i.

Для удобства дальнейшего использования экспериментальных данных осуществляется переход от нелинейной сетки по времени {t_i} для V_i к линейной. Для этого просто можно использовать линейную интерполяцию и по дискретному аналогу V(t) рассчитать {V_i} для сетки с постоянным шагом.

Данный способ реализован в портативных хроматографах ФГХ. В них использовалась сетка с частотой дискретизации 1/(n·Р_эксп./Р_норм.·dt), где интегрирование проводилось по всему времени измерения - от 0 до t_эксп.. Было достигнуто, что относительное среднее квадратическое отклонение значений времени выхода пиков не превышает 0,3% при многократном изменении давления газа-носителя на входе в колонку на (50-80)% даже в процессе анализа. При таком изменении давления газа-носителя на входе в колонку в прототипе относительное среднее квадратическое отклонение значений времени выхода пиков может составлять 5% и более.

Способ газохроматографического анализа, включающий задание и поддержание рабочих значений температуры разделительной колонки и расхода или давления газа-носителя через нее, ввод анализируемой пробы в колонку, регистрацию сигнала с детектора хроматографа V(t) и запись хроматограммы, отличающийся тем, что во все время анализа регистрируется зависимость от времени перепада давления на входе и выходе разделительной колонки Р_эксп(t), а время в каждой точке хроматограммы нормируется в соответствии с соотношением:

t_норм.(t)=Р_эксп.(t)/Р_норм.·dt,

где Р_норм - нормировочное значение перепада давления, Р_эксп.(t) - зависимость от времени перепада давления на входе и выходе разделительной колонки.