Принцип работы хроматографа

На рис. 1 показана схема газового хроматографа.

Рис.1. Схема газового хроматографа:

1 – газовый баллон; 2 – редуктор; 3 – фильтр механических частиц; 4 – редуктор давления; 5 – манометр; 6 – дроссель точной регулировки; 7 – фильтр влагопоглотитель; 8 – устройство для ввода газовой пробы;

9 – сравнительная колонка; 10 – рабочая колонка; 11 – детектор; 12 – сравнительная ячейка; 13 – рабочая ячейка; 14 – потенциометр; 15 – электронагреватель; 16 – вентилятор

Из газового баллона 1 поток газа-носителя I через баллонный редуктор 2 подается на вход блока подготовки газа, где он проходит очистку от механических частиц в фильтре 3 и регулировку давления редуктором 4, контроль за которым осуществляется по манометру 5. Затем газ-носитель разделяется на два потока, каждый из которых проходит элементы точной регулировки дросселем 6 и осушки в фильтре влагопоглотителе 7.

После блока подготовки газа оба газовых потока поступают в блок анализатора, причем один из потоков предварительно проходит через устройство 8, где через резиновое уплотнение вводится проба анализируемого газа – поток II.

В блоке анализатора поток "чистого" газа-носителя поступает в колонку 9, а поток газа-носителя с пробой газа – в колонку 10.

Та колонка, в которой происходит разделение введенной пробы газа, называется рабочей (колонка 10), а колонка, через которую проходит "чистый" газ-носитель, – сравнительной (колонка 9).

В рабочей колонке за счет различной сорбции компонентов газовой пробы на поверхности адсорбента, наполняющего колонку, компоненты перемещаются по колонке с различной скоростью. В результате этого из колонки они выходят разделенными один за другим в потоке газа-носителя – бинарные смеси.

Бинарные смеси поступают в детектор по теплопроводности 11, где имеются две ячейки – это сравнительная 12, куда поступает "чистый" газ-носитель, и рабочая, куда поступают бинарные смеси. В ячейках детектора расположены чувствительные элементы, которые реагируют на изменение теплопроводностей газов, проходящих через ячейки детектора.

Если через сравнительную и рабочую ячейки проходит только "чистый" газ-носитель, то равновесный мост сбалансирован (так как теплопроводность газа-носителя, проходящего по обеим ячейкам одинакова) и перо потенциометра 14 будет выписывать "нулевую" линию.

Как только в рабочей ячейке появится газ, теплопроводность которого будет отличаться от теплопроводности газа-носителя в сравнительной ячейке, то произойдет разбаланс равновесного моста и перо потенциометра 14 отклонится от "нулевого" положения, вычерчивая на диаграммной ленте линию, имеющую форму пика.

Запись сигналов детектора на диаграммной ленте потенциометра представляет собой хроматограмму, на которой каждому компоненту газовой

смеси соответствует определенный пик. Величина разбаланса равновесного моста служит мерой концентрации компонента в газе-носителе.

Из ячеек детектора газовые потоки III сбрасываются в атмосферу.

Для создания и поддержания необходимого температурного режима во время проведения анализа используются электронагреватель 15 и вентилятор 16.