Электроуправляемый пробоотборник для газового хроматографа

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам ввода проб в хроматограф, а именно к технике микродозированных проб. Пробоотборник включает линию подвода газа-носителя, линию подвода исследуемого газа, линию подачи газа-носителя в хроматографическую колонку, линию сброса исследуемого газа, внешнюю петлю отбора пробы. Для переключения линий применяются три электромагнитных двухпозиционных трехпортовых клапана с малым временем переключения (менее 3 мс). Входной порт первого клапана соединен с линией подвода газа-носителя, а два его выхода соединены - один с линией подачи газа-носителя в колонку, а второй с линией входа петли отбора пробы. Входной порт второго клапана соединен с линией подвода исследуемого газа, при этом один выходной порт этого клапана соединен с линией входа петли отбора пробы, а второй выходной порт - с линией сброса исследуемого газа. Входной порт третьего клапана соединен с линией выхода петли отбора пробы, один выходной порт этого клапана соединен с линией сброса исследуемого газа, а второй выходной порт - с линией подачи газа-носителя в колонку. Соединительные гидравлические линии между клапанами выполнены в монолитном основании и имеют внутренний объем менее 0.05 мл. Технический результат - устранение перетекания газа-носителя в линию отбора пробы, уменьшение размывания хроматографических пиков, а также повышение точности и надежности работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам ввода проб в хроматограф, а именно к технике микродозированных проб.

Известны устройства, предназначенные для отбора исследуемых газовых проб, содержащие линию подачи газа-носителя, линию подвода исследуемого газа, линию пневмосигнала, внешнюю петлю отбора пробы, колонку и набор соединенных определенным образом четырехпортовых пневмоуправляемых кранов, на которые подаются потоки газа-носителя и исследуемого газа. Также известны интегрированные устройства, предназначенные для отбора пробы, которые состоят из четырех микроклапанов и управляются внешним пневмосигналом (патент RU 2046337).

Недостатками таких пробоотборников являются громоздкость схемы, большие внутренние объемы кранов и соединяющих их магистралей (обычно не менее 1 мл), что делает невозможным введение пробы малого объема, необходимость использовать дополнительный пневмосигнал, что приводит к усложнению устройства, большое время переключения (10-100 мс и более), что приводит к размыванию хроматографических пиков и невозможности работы с капиллярными колонками. Недостатком упомянутого выше интегрированного пробоотборника является недостаточная герметичность управляющих микроклапанов, что приводит к попаданию газа-носителя в линию исследуемого газа и искажению результатов анализа.

Задачей является уменьшение времени переключения, устранение перетекания газа между гидравлическими линиями, повышение надежности.

Технический результат достигается применением трех миниатюрных электромагнитных клапанов с высокой скоростью переключения (менее 3 мс) и минимизацией свободных объемов гидравлических линий, что позволило устранить перетекание газа-носителя в линию отбора пробы, уменьшить размывание хроматографических пиков, а также повысить точность и надежность работы устройства.

Поставленная задача решается тем, что пробоотборник включает линию подвода газа-носителя, линию подвода исследуемого газа, линию подачи газа-носителя в хроматографическую колонку, линию сброса исследуемого газа, внешнюю петлю отбора пробы. Для переключения линий применяются три электромагнитных двухпозиционных трехпортовых клапана. Входной порт первого клапана соединен с линией подвода газа-носителя, а два его выхода соединены - один с линией подачи газа-носителя в хроматографическую колонку, а второй с линией входа петли отбора пробы; входной порт второго клапана соединен с линией подвода исследуемого газа, при этом один выходной порт этого клапана соединен с линией входа петли отбора пробы, а второй выходной порт - с линией сброса исследуемого газа; входной порт третьего клапана соединен с линией выхода петли отбора пробы, один выходной порт этого клапана соединен с линией сброса исследуемого газа, а второй выходной порт - с линией подачи газа-носителя в хроматографическую колонку. Соединительные гидравлические линии между клапанами выполнены в монолитном основании и имеют внутренний объем менее 0.05 мл.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - схема пробоотборника, позиции электромагнитных клапанов в режиме "анализ".

Фиг. 2 - схема пробоотборника, позиции электромагнитных клапанов в режиме "отбор пробы".

Пробоотборник включает линию подвода газа-носителя 1, линию подвода исследуемого газа 2, линию подачи газа-носителя в хроматографическую колонку 3, линию сброса исследуемого газа 4, линию входа внешней петли отбора пробы 5, линию выхода внешней петли отбора пробы 6, внешнюю петлю отбора пробы 7 и три электромагнитных миниатюрных герметичных клапана с малым временем переключения (не более 3 мс) 8, 9, 10.

Электромагнитный клапан представляет собой электромагнитный двухпозиционный трехпортовый переключатель, у которого при наличии или отсутствии электрического управляющего напряжения входной порт соединяется либо с нормально закрытым выходным портом, либо с нормально открытым выходным портом, соответственно. Входной порт 11 клапана 8 соединен с линией подвода газа-носителя 1, выходной нормально открытый порт 12 клапана 8 соединен с линией подачи газа-носителя 3 в колонку и нормально закрытым портом 13 клапана 10. Входной порт 14 клапана 9 соединен с линией подвода исследуемого газа 2, выходной нормально открытый порт 15 клапана 9 соединен с линией входа 5 внешней петли отбора пробы 7 и нормально закрытым портом 16 клапана 8. Входной порт 16 клапана 10 соединен с линией выхода 6 вешней петли отбора пробы 7, выходной нормально открытый порт 17 клапана 10 соединен с линией сброса исследуемого газа 4 и нормально закрытым портом 18 клапана 9. Все гидравлические линии выполнены в монолитном основании таким образом, что их суммарный внутренний объем не превышает 0.05 мл.

Описание функционирования устройства. При подаче управляющего напряжения на клапаны 8, 9, 10 пробоотборник переключается в режим "отбор пробы" (фиг. 2), при этом линия подвода исследуемого газа 2 переключается с линии сброса исследуемого газа 4 на линию входа 5 внешней петли отбора пробы 7, линия подвода газа-носителя 1 переключается с линии входа 5 внешней петли отбора пробы 7 на линию подачи газа-носителя в колонку 3, а линия выхода 6 внешней петли отбора пробы 7 переключается с линии подачи газа носителя в колонку 3 на линию сброса исследуемого газа 4. Таким образом, через внешнюю петлю отбора пробы 7 начинает проходить поток исследуемого газа и продувает ее, вытесняя имеющийся там газ-носитель. В это же время газ-носитель подается в колонку напрямую, минуя внешнюю петлю отбора пробы 7. При снятии управляющего напряжения с клапанов 8, 9, 10 пробоотборник переходит в режим "анализ" (фиг. 1). В этом режиме линия подвода газа-носителя 1 соединена с линией входа 5 внешней петли отбора пробы 7, линия подвода исследуемого газа 2 соединена с линией сброса исследуемого газа 4, а линия выхода 6 внешней петли отбора пробы 7 соединена с линией подачи газа-носителя в колонку 3, т.е. газ-носитель попадает в колонку проходя через внешнюю петлю отбора пробы 7, а исследуемый газ напрямую подается на сброс. Для выполнения операции пробоотбора рассматриваемый пробоотборник устанавливается в режим "отбор пробы" (фиг. 2) путем подачи электрического управляющего напряжения на клапаны 8, 9, 10 на время, необходимое для надежной продувки внешней петли отбора пробы 7 исследуемым газом. Время продувки зависит от объема внешней петли отбора пробы и скорости подачи газа-носителя. Обычно достаточно, чтобы через внешнюю петлю отбора пробы прошел десятикратный объем исследуемого газа. После окончания продувки электрическое управляющее напряжение с клапанов 8, 9, 10 убирается и пробоотборник тем самым переводится в режим "анализ" (фиг. 1). В этом режиме поток газа-носителя захватывает пробу исследуемого газа из внешней петли отбора пробы 7 и подает эту пробу на аналитическую колонку, при этом гидродинамическое сопротивление колонки не влияет на работу пробоотборника. Управление пробоотборником осуществляется постоянным электрическим напряжением 6-24В.

Устройство характеризуется использованием трех миниатюрных герметичных клапанов с малым временем переключения, соединительные гидравлические линии выполнены в монолитном основании и имеющих малый внутренний объем (менее 0.05 мл). Использование внешней петли отбора пробы позволяет легко менять ее объем в зависимости от поставленной аналитической задачи, при этом минимальный объем начинается от 0.1 мл. Сопротивление колонки не влияет на работу пробоотборника. Применение стандартных электромагнитных миниатюрных клапанов обеспечивает высокую надежность и малое время переключение пробоотборника. Области применения пробоотборника ограничены только химическими стойкостью и термостойкостью материалов конструкции (дюралюминий, синтетический фторкаучук, нержавеющая сталь, пластмасса). Оптимальным является использование таких пробоотборников в составе автоматических анализаторов атмосферы при экологическом контроле окружающей среды.

1. Пробоотборник для газового хроматографа, включающий линию подвода газа-носителя, линию подвода исследуемого газа, линию подачи газа-носителя в хроматографическую колонку, линию сброса исследуемого газа, внешнюю петлю отбора пробы, отличающийся тем, что содержит три электромагнитных двухпозиционных трехпортовых клапана, причем входной порт первого клапана соединен с линией подвода газа-носителя, а два его выхода соединены - один с линией подачи газа-носителя в хроматографическую колонку, а второй с линией входа петли отбора пробы; входной порт второго клапана соединен с линией подвода исследуемого газа, при этом один выходной порт этого клапана соединен с линией входа петли отбора пробы, а второй выходной порт - с линией сброса исследуемого газа; входной порт третьего клапана соединен с линией выхода петли отбора пробы, один выходной порт этого клапана соединен с линией сброса исследуемого газа, а второй выходной порт - с линией подачи газа-носителя в хроматографическую колонку.

2. Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что гидравлические линии выполнены в монолитном основании.

3. Пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что суммарный внутренний объем гидравлических линий не превышает 0.05 мл.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Устройство (10) для повторного разогрева приготовленного продукта питания, например мяса, содержит контейнер (12) для размещения продукта питания, подлежащего повторному разогреву, опознающий модуль (16), нагревающий модуль (18) и блок (20) обработки.

Группа изобретений относится к птицеперерабатывающей промышленности, а именно к обработке забиваемой птицы, транспортируемой на линию забоя. Способ и устройство для обработки забиваемой птицы (1, 2, 3, 4), транспортируемой на линию (5) забоя бойни, позволяют определять в начале указанной линии забоя живой или мертвой была птица (1, 2, 3, 4) при поступлении на бойню, что включает определение параметров тела забиваемой птицы, когда после ее оглушения птица подвешена за лапы на линии (5) забоя, причем определяют спектр поглощения крови забиваемой птицы (1, 2, 3, 4).

Изобретение относится к медицинским токсикологическим исследованиям. Способ количественного определения N-нитрозоаминов включает проведение пробоподготовки, твердофазную экстракцию (ТФЭ) и выполнение определения конкретных нитрозоаминов по градуировочному графику, при пробоподготовке к 20 г пробы измельченных копченых мясопродуктов добавляют 200 мл предварительно нагретой до +55°С дистиллированной воды, производят настаивание в течение 30 минут и последующее фильтрование, к фильтрату добавляют 1,5 г калия гидрооксида, полученную смесь фильтрата и калия гидрооксида подвергают отгонке перегретым до tпарообразователя=100±5°С водяным паром с получением 70 см3 дистиллята, указанный дистиллят подвергают ТФЭ, полученные элюаты анализируют методом хромато-масс-спектрометрии с селективным выделением девяти N-нитрозоаминов.

Изобретение относится к мясной промышленности, а именно к оценке качества шпика, позволяющей определить его технологическую пригодность для производства мясных изделий.

Изобретение предназначено для использования в мясной промышленности. Мясоперерабатывающее устройство содержит мясоперерабатывающий блок (2) для переработки мяса или мясопродукта, при этом блок (2) содержит выпуск (4) блока; и рентгеновский анализатор (6), содержащий источник (10) рентгеновского излучения для испускания пучка (24) рентгеновских лучей к переработанному мясу в зоне (22) анализа, и связанный с ним детектор (12) рентгеновского излучения для обнаружения рентгеновских лучей, проходящих от источника (10) и взаимодействующих с переработанным мясом; транспортер (14), расположенный внутри корпуса (8) и выполненный с возможностью транспортировки переработанного мяса от впуска (16) к выпуску (18) через зону (22) анализа, расположенную снаружи перерабатывающего блока (2).

Изобретение относится к области пищевой промышленности и предназначено для определения N-дифенилнитрозамина в мясной продукции. Способ количественного определения N-дифенилнитрозамина в мясных пробах пищевой продукции методом хромато-масс-спектрометрии характеризуюется тем, что осуществляют пробоподготовку.
Группа изобретений относится к пищевой промышленности и может быть использована для определения свежести упакованного сырого мясного продукта в виде однородной массы без костей.
Изобретение относится к области прикладной биотехнологии. Способ гистологической оценки степени созревания мяса заключается в фиксации проб в формалине, получении микроскопических препаратов и их оценки по структуре миофибрилл.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для определения качества мяса птицы. Для этого осуществляют подготовку образца, получение цветового изображения с поверхности исследуемого образца, обработку цветовых характеристик изображения на компьютере и получение численных значений оптических характеристик, по которым судят о показателях качества мяса.

Изобретение относится к области ветеринарно-санитарной экспертизы и может быть использовано для исследования мясного сырья на трихинеллез в условиях убойных пунктов, специализированных лабораторий или охотничьих хозяйств.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к устройствам ввода проб в хроматограф, а именно к технике микродозированных проб. Пробоотборник включает линию подвода газа-носителя, линию подвода исследуемого газа, линию подачи газа-носителя в хроматографическую колонку, линию сброса исследуемого газа, внешнюю петлю отбора пробы. Для переключения линий применяются три электромагнитных двухпозиционных трехпортовых клапана с малым временем переключения. Входной порт первого клапана соединен с линией подвода газа-носителя, а два его выхода соединены - один с линией подачи газа-носителя в колонку, а второй с линией входа петли отбора пробы. Входной порт второго клапана соединен с линией подвода исследуемого газа, при этом один выходной порт этого клапана соединен с линией входа петли отбора пробы, а второй выходной порт - с линией сброса исследуемого газа. Входной порт третьего клапана соединен с линией выхода петли отбора пробы, один выходной порт этого клапана соединен с линией сброса исследуемого газа, а второй выходной порт - с линией подачи газа-носителя в колонку. Соединительные гидравлические линии между клапанами выполнены в монолитном основании и имеют внутренний объем менее 0.05 мл. Технический результат - устранение перетекания газа-носителя в линию отбора пробы, уменьшение размывания хроматографических пиков, а также повышение точности и надежности работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх