Система измерения и программирова-ния скорости элюента b хроматографии

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 251278 (21) 2702061/23-25

Союз Советских

Социалистических

Республик («)842571 (5i)hA К„3

G 01 N 31/08 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

С С С Р по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3006,81, Бюллетень М22 4 (533 УДт(543. 544 (088. 8) Дата опубликования описания 30.06.81 (72) Авторы изобретения

Г.A. Хононзон и Е.М, Никитская

Л «Л2%13»

1р., 1„.„„-,...

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

СКОРОСТИ ЭЛЮЕНТА В XPOMATOI ÐАФИИ

Изобретение относится к хроматографии и может найти применение при анализе смесей веществ сложного состава с использованием программирования температуры колонки и/или программирования скорости потока элюента.

Известен хроматограф, содержащий регулятор скорости потока, устройство дозирования анализируемого вещества, разделительную колонку и детектор (1), Однако в йзвестном хроматографе невозможно проводить программирование скорости злюента.

НаибОлее близкая к предлагаемой система измерения и программирования скорости элюента в хроматографиисодержит установленные в калибровочном канале формирователь метки, два индикатора и регистратор (2).

Недостатки системы заключаются в том, что в ней осуществляется измерение.и регулирование потока элюента, подаваемого только в колонку и -.îëüêî в период подготовки анализатора к работе или в паузах между анализами. В то же время для повышения точности хроматографического анализа необходимо измерять и регулировать скорость не только элюента, поступающего в колонку, но и элюента, поступающего в детектор, т.е„ на выходе из хроматографической колонки. Это особенно важно в режиме работы хроматографа с программированием температуры. В этом режиме линейная

1О скорость элюента на выходе из колонки изменяется в несколько раэ по сравнению со скоростью элюента на входе в колонку.

Цель изобретения — повышение точности. указанная цель достигается тем, что в известную систему измерения и программирования скорости элюента в хроматографии, содержащую установленные в калибровочном канале формирователь метки, два индикатора .и регистратор, дополнительно введены генератор, импульсов тока, два управляющих триггера,,пять регистров сдвига и коррелятор, формирователь метки выполнен в виде проволочки, соединенной с генератором импульсов тока и коррелятором, при этом первый индикатор соединен с выходом установки единиЗО цы первого триггера, выход которого

842571 через первый, второй и третий регистры сдвига соединен с первым и вторым входом коррелятора,.а второй индикатор через формирователь сое- динен со входом установки единицы второго триггера, соединенного выхо-, дом с третьим входом коррелятора, а также через четвертый регистр сдвига - с четвертым. входом коррелятора, причем вход установки нуля первого триггера соединен с выходом первого регистра сдвига, а вход установки нуля второго триггера соединен с выходом пятого регистра сдвига, длина третьего регистра равна длине четвертого, сумма длин четвертого и пятого регистров равна длине первого регистра сдвига, а сдвиговые входы всех регистров соединены с выходом коррелятора.

На чертеже иэображена предлагаемая система.

Схема состоит из узла 1 ввода анализируемого вещества разделительной колонки 2, регулятора 3 расхода, измерителя 4 скорости элюента выполненного ввиде устройства 5 формирования метки, первого индикатора 6, второго индикатора 7, детектора-анализатора 8, установленного последовательно с измерителем 4 скорости. Индикатор 6 через устройство 9 формирования .соединен со входом установки единицы триггера 11.

Выход триггера 11 через регистры 12, 13 и 14 сдвига соединен с первым (I) и вторым (II) входом коррелятора I5.

Второй индикатор 7 через формиро. ватель 10 соединен.со входом установки единицы триггера 16, выход которого соединен с третьим входом (III), а через регистр сдвига 17с четвертым входом (XV) коррелятора

15. Вход установки нуля триггера 14 соединен с выходом регистра 12, а вход установки нуля триггера 16 — с выходом регистра 18 сдвига. Выход коррелятора 15 соединен со сдвиговы ми входами всех регистров, через переключатель 21 — с входом генератора 19, устройством отображения 20 и регулятором расхода 3.

Система работает следующим образом.

В период .подготовки к анализу и в йаузах между анализами, т.е. когда иэ разделительной колонки в детектор поступает чистый элюент, ключ 21 замкнут и на устройство 5 формирования метки от генератора 19 поступают импульсы тока. При этом в потоке образуются локальные области, температура которых несколько выше температуры остальной массы, т.е. генерируется последовательность температурных меток, перемещающихся вместе с измеряемым потоком.

При достижении меткой индикатора

6 на выходе устройства 9 формирования появляется короткий импульс, устанавливающий триггер 11 в состояние единицы. Эта единица в момент времени 1= подается на вход регистра

12 сдвига, где задерживается на время Ъ„, пропорциональное длине регистра (числу его ячеек n ) и периоду сдвигующих импульсов Т, следующих с выхода коррелятора 15 ., = n< ° Т. (1)

По прошествии этого времени на выходе регистра 12 в момент времени

tg+<((2)

15 появляется единица которая

1 устанавливает триггер 11 в исходное нулевое состояние.

На. выходе регистра 13 в момент времени t появляется импульс с длительностью,Ъ через время, пропорциональное чйслу ячеек первого (п ), второго (ng;) регистров сдвига .и периоду сдвигающих импульсов T

Ф. = Й.о + (п1 + п ) ° Т (3)

Импульс с длитеЛьностью посту25 пает на первый вход (I) коррелятора

15. В момент времени t на выходе регистра 14 появляется такой же импульс, который поступает на вход (11) коррелятора

+ (и + пэ+ nS) ° T (4) где п - число ячеек в регистре 14 сдвига, На выходе устройства 10 формирования короткий импульс появляется в момент времени Ф, соответствующий достижению температурной меткой индикатора 7., Этим импульсом триггер

16 .устанавливается в единичное состояние. Единичная информация поступает на вход четвертого регистра 17

40 и одновременно на вход III коррелятора. В регистрах 17 и 18 эта информация задерживается на время (n + n<) ° T после чего триггер

16 устанавливается в исходное нуле1

45 вое состояние. Таким образом, на выходе регистра 17 передний фронт импульса появляется в момент времени 4 "т + пН Т (5) а на выходе регистра 18 — в момент

15 = . + (п4 п6)" Т (6)

Этим передним фронтом триггер 16 устанавливается в исходное состояние. Иэ последнего выражения видно, что длительность импульса равна с, = —. Ь, = (и„+ и,) Тут,=e V. здесь 3т- транспортное запаздывание, определяемое расстоянием 6 между индикаторами 6 и 7 v - скорость элемент.а.

60 На вход 111 коррелятора импульсы подаются с выхода триггера 16, а на вход IV - с выхода задержки регистра 17. Передние фронты этих импульсов смещены на время с = n4 ° Т. Так

65 как на вход I u II коррелятора пода842571 ются импульсы с выхода регистров

13 и 14 соответственно, то их перед. ние фронты смещены на время t =

= t — t = п . Т. Чтобы задержки, вносимые регйстрами 13 и 17, были одинаковыми, выбираем n> = n4, С другой стороны, так как и, = n< + n<, то „= ь, т.е. длительности импульсов, формируемых регистрами 12. и 17 совместно с 18, одинаковы. Коррелятор определяет функцию взаимной корреляции импульсов, поступающих на вход I, с импульсами на входе III, а также корреляцию импульсов на вхо-. де II с импульсами на входе И, изменяя период следования Т выходных импульсов, подаваемых на сдвиговые вхо- 15 ды регистров так, чтобы задержка, вносимая регистрами 12 и 13, стала равна времени транспортного запаздывания, т.. е. tT = (n + n ) Т

Так как Ь = 6/Ч, то исходя из 2р .последней зависимости, находим .В Ь

:v- —: — |=ы (A и P (n - |1 )

Так как длительность импульсов 5 зависит от периода следования тактовых имПульсов с выхода коррелятора, а следовательно, и от скорости потока элюента, то между этими параметрами соблюдается обратная зависимость. В то же время коррелятор своей выходной частотой управляет генератором импульсов тока, изменяя среднее значение периода следования импульсов нагрева в зависимости от . скорости элюента.

В режиме анализа, когда из разделительной колонки в детектор поступает смесь элюента с разделенными компонентами, выходным сигналом де° тектора 8 с помощью переключателя 21 40 генератор 19 отключается и на устройство 5 формирования температурной метки импульсы тока не подаются, Одновременно этим же сигналом устройства 9 и 10 формирования переклю- 45 чаются во второй режим работы. Этот режим основан на использовании локальных физических неоднородностей, перемещающихся вместе с потоком и связанных с флуктуациями концентрации 5О молекул разделенных компонентов либо с флуктуациями температуры, плотности, пульсациями давления в потоке и пр. .Поскольку индикаторы 6 и 7 разнесены друг относительно друга на известное расстояние в калибровайной трубке, сигналы на их выходе появляются со смещением во времени, пропорциональным скорости потока и расстоянию между индикаторами. Соот- 60 ветственно, и флуктуационная составляющая их сигналов среднестатисти- чески идентична, но смещена во вре-. мени. На выходах устройств 9 и 10 формирования появляются короткие им" 65 пульсы. в момент перехода флуктуационной составляющей нулевого либо другого наперед заданного уровня, Цалее обработки информации осуществляется аналогично описанному.

Измерение и программирование скорости потоков можно вести,одновременно в различных точках хроматографа . на входе в разделительную колонку, на выходе из нее, на линиях вспомогательных газов (Н -, 0 ), подаваемых в детектор ионизации пламени.

При этом в укаэанных точках устанавливаются измерительные преобразователи. 4 и регуляторы 3. Измерение и регулирование скорости производят с помощью одного электронного блока методом обегающего контроля.

Использование предлагаемого хроматографа обеспечивает повышение точности хроматографического анализа, что наиболее важно при использовании его в системе автоматическо-. го регулирования технологическим процессом.

Формула изобретения

Система измерения и программиро:вания скорости элюента в хроматографии, содержащая установленные в калиброванном канале формирователь метки, два индикатора и регистратор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, в нее дополнительно введены генератор, два управляющих триггера, пять регистров сдвига и коррелятор, формирователь метки выполнен s виде проволочки, соединенной с генератором импульсов тока и коррелятором, при этом первый индикатор соединен с выходом установки единицы первого триггера, вход которого через первый, второй и третий регистры сдвига соединен с первым и вторым входом коррелятора, второй индикатор через формирователь соединен со входом установки единицы второго триггера, соединенного выходом с.третьим входом коррелятора, а также через четвертый регистр сдвига — с четвертым входом коррелятора, причем вход установки нуля первого триггера соединен с выходом первого регистра сдвига, а вход установки нуля второго триггера соединен с выходом пятого регистра сдвига, длина третьего регистра равна длине четвертого, сумма длин четвертого и пятого регистров равна длине первого регистра сдвига, а сдвиговые входы всех регистров соединены с выходом коррелятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 494681| кл. G 01 N 31/08| 1977. ° 2. Авторское свидетельство СССР

В 348939, кл. G 01 N 31/08, 1970 (прототип).

842571

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5070/48

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Погонин

Редактор A. Маковская Техред М.Голинка Корректор Ю. Макаренко