Автоматический газовый хроматографический анализ
..pdf
спиралей работает только в режиме хроматографа «Поверка» (задание в меню клавиши «БЛК»).
Необходимо обратить внимание на то, что детектор не поджигается при незаглушенном входном штуцере детектора или при неподключенной колонке.
Клавиша «МЕТОД». При нажатии на дисплей выводятся подкаталоги:Включение – выключение
детектора;
задание температуры детектора;
задание расходов газаносителя, водорода и воздуха.
Доступ к подкаталогам осуществляется при выборе их курсором и нажатии клавиши «ВВОД».
При выключении детектора его состояние не контролируется. Клавиша «КОНТР». При нажатии на дисплей выводятся подкаталоги:
контроль температуры детектора;
контроль расходов газа-носителя; водорода и воздуха;
контроль давления газа-носителя.
Доступ к подкаталогам осуществляется при выборе их курсором и
нажатии клавиши «ВВОД». Клавиша «ДОПУСК».
При нажатии выводится сообщение о состоянии детектора. В случае если детектор не горит, на дисплей выводится сообщение «НЕТ ПЛАМЕНИ ПИД1».
7.4.4.Термоионный детектор (ТИД)
7.4.4.1.Принцип действия ТИД
Работа ТИД основана на том, что при внесении в водородное пламя источника паров щелочного металла повышается степень ионизации фосфор- и азотсодержащих соединений.
Поступающее в пламя горелки вещество разлагается. Далее продукты разложения ионизируются по механизмам специфических реакций ТИД с участием паров щелочного металла.
Для азотсодержащих соединений чувствительность ТИД (по сравнению с ПИД) выше в 50 – 100 раз, а к фосфорсодержащим соединениям в 500 – 1000 раз и более.
221
Чувствительность и селективность ТИД обуславливает также потенциал ионизации гетероатомных продуктов разложения анализируемых соединений, некоторые из них представлены в ниже.
Таблица 25 Потенциалы ионизации некоторых гетероатомных соединений, эВ
|
Азота |
|
|
Фосфора |
||
N2 |
|
6,8/23,5 |
Р |
|
10,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
NO |
|
9,5 |
РН3 |
|
9,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
NO2 |
|
11 |
РО |
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH3 |
|
11,5 |
РСl3 |
|
3,2 |
|
N2O |
|
12,9 |
PH4CI |
|
1,6 |
|
(C6H5)3N |
|
6,8 |
PN |
|
0,9 |
|
|
|
|
(С6Н5)3Р |
|
7,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
На селективность детектора в большой степени влияет: в состав какого соединения входит гетероатом. Селективность ТИД в этом случае следует оценивать по сравнению с реакциями, протекающими в ПИД. В некоторых случаях при анализе фосфор- и азотсодержащих соединений интенсивность сигнала ПИД может быть выше.
7.4.4.2. Установка ТИД
Детектор, в соответствии с рис. 114, устанавливается в стандартное посадочное место. Штифт в нижней части корпуса детектора входит в центрирующее отверстие в нагревателе.
Входной штуцер детектора проходит через отверстие в нагревателе 3 и подтягивается в термостате колонок гайкой 27.
Нижняя часть детектора закрывается кожухами 7 и 8.
222
Рис.114. Установка ТИД: 1 – детектор тид 2.840.045; 3 – нагреватель 5.863.045;
5 – шасси 6.123.093; 7 – кожух 6.430.163; 8 – кожух 6.430.163-01; 15 – кронштейн 8.090.107; 19 – пластина 8.612.220; 21 – пластина 8.612.263; 27 – гайка 8.930.137-03; 35 – втулка 10-6
В правый отсек хроматографа (см. рис. 69) устанавливается и подключается плата стабилизатора 200 В.
Плата стабилизатора 200 В предназначена для формирования поляризующего напряжения в ТИД. При установке ТИД и ПИД поляризующее напряжение подается с одной платы стабилизатора 200 В.
223
7.4.4.3. Конструкция ТИД
Детектор принципиально аналогичен детектору ПИД, но отличается от него наличием источника паров соли, представляющего собой втулку из бромида цезия, расположенную вокруг горелки.
Конструкция детектора показана на рис. 115.
Рис. 115. Детектор ТИД 2.840.045: 1 – горелка 5.877 010; 3 – корпус 6.113.013; 5 – корпус 6.113.014; 7 – трубопровод 6 457.084; 9 – гайка 6.482.007; 11 – контакт 6 622.028; 13 – контакт 6.622 031; 15 – электрод 7.660 029; 17 – шайба 7 854 006; 19 – корпус 8 034 303; 21 – пружина 8.387 080; 23 – муфта 8.658.015; 27 – гайка 8.930.137-03; 29 – гайка 8.930 167; 31 – шайба 8.942 092; 33 – шайба 8.942.108; 35 – шайба 8.942.124; 43 – свеча поджига КС-2; 47 – втулка CsBr
ВТИД используется ионизирующее напряжение 200 В. Необходимо соблюдать меры предосторожности при снятом кожухе детектора.
ВТИД используется водород для горения пламени. При подаче водорода следует обращать внимание на возможность утечки водорода в термостат колонок при незаглушенном входном штуцере детектора или неприсоединенной колонке.
При высоких температурах ТИД (свыше 300 °С) следует обращать внимание на то, что верхняя часть детектора может быть нагрета до температуры, которая может привести к ожогу.
224
7.4.4.4.Схемы подключений водорода, воздуха, поддува газа-носителя
кТИД
1) Подключение регуляторов расхода РРГ водорода и воздуха к ТИД
(рис. 116).
Рис. 116. Подключение регуляторов расхода РРГ водорода и воздуха к ТИД
Такое соединение используется при работе с насадочной колонкой.
2) Поддув газа-носителя в линию водорода при работе с капиллярной колонкой (рис. 117).
225
Рис. 117. Поддув газа-носителя в линию водорода при работе с капиллярной колонкой
Трубопровод поддува газа-носителя 0 1,6 мм подключается в линию водорода с помощью коллектора 8 034.362 (рис. 118)
Рис. 118. Коллектор 8 034.362
Задание поддува газа-носителя при работе ТИД с капиллярной колонкой обязательно.
226
7.4.4.5. Подключение колонок к ТИД
1) Подключение насадочной колонки при использовании резиновых муфт (рис. 119).
Рис. 119. Подключение насадочной колонки при использовании резиновых муфт
Рекомендуется применение при температуре в термостате колонок менее
230 – 250 °С.
При подключении насадочных колонок установить переходную втулку
8.223.507.
Усилие затяжки штуцера 8.652.307 «от руки» с последующим доворотом ключом на 10 – 15 градусов.
Колонка насадочная вставляется в переходную втулку до упора. Усилие затяжки гайки 8.930.172 «от руки».
2) Подключение насадочной колонки при использовании графитовых муфт (рис. 120).
Рис. 120. Подключение насадочной колонки при использовании графитовых муфт
При уплотнении колонок графитовыми муфтами допускается
227
использование более высокой температуры в термостате колонок.
Усилие затяжки штуцера 8.652.307 «от руки» с последующим доворотом ключом на 10 – 15 градусов.
Колонка насадочная вставляется в переходную втулку до упора. Усилие затяжки гайки 8.930.172 «от руки» с последующим доворотом
ключом на 30 – 60 градусов.
При уплотнении стеклянной колонки с помощью графитовых муфт следует соблюдать осторожность во избежание ее поломки.
3) Подключение капиллярной колонки (рис. 121).
Рис. 121. Подключение капиллярной колонки
Усилие затяжки штуцера 8.652.306 «от руки» с последующим доворотом ключом на 10 – 15 градусов.
Рекомендуется следующий способ установки колонки: муфта с графитом надевается на капиллярную колонку. Конец колонки 3 – 5 мм) срезается. Расстояние от края колонки до муфты с графитом устанавливается приблизительно 60 – 70 мм. Колонка вставляется во входной штуцер детектора. Первоначально усилие затяжки гайки 8.930.187 «от руки».
Колонка продвигается вверх до упора и затем вниз на 1 – 2 мм. Гайка 8.930.187 доворачивается ключом на 60 – 90 градусов.
При выполнении рекомендаций по установке капиллярной колонки срез колонки должен находиться ниже заужения горелки ТИД на 1 – 2 мм.
Диаметр «заужения» горелки ТИД 0,5 мм (рис. 122).
228
Рис. 122. Установка колонки в горелку
7.4.4.6. Особенности применения ТИД
Концентрация паров соли ТИД в основном определяется температурой детектора и расходом водорода.
Автоматический поджиг детектора осуществляется после достижения им заданной температуры.
Расходы газа-носителя, водорода и воздуха приведены в табл. 26. Таблица 26
Рекомендуемые рабочие расходы газа-носителя, водорода и воздуха
|
|
|
Расход газа, мл/мин |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип газа |
Оптимальный |
|
|
|
|
|
|
Диапазон |
|
|
|
При поджиге |
|
При поверке |
|
возможных |
|||
|
при работе |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
значений |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Газ-носитель |
30 |
10 |
|
20 |
|
|
10 |
– 50 |
|
Водород |
12 – 14 |
|
30 |
|
12 – 14 |
|
|
12 |
– 18 |
Воздух |
200 |
|
200 |
|
130 |
|
|
200 |
– 300 |
Примечание: уровень фона, определяемый расходом водорода, должен быть от 25 до 50 мВ.
Параметры ТИД, контролируемые и задаваемые с клавиатуры хроматографа. Клавиши, используемые при управлении и контроле параметров ТИД:
– просмотр параметров выходного сигнала детектора;
– управление режимами работы поджига детектора;
229
– задание температуры детектора, расходов газа;
– контроль температуры детектора, расходов газа;
– просмотр параметров, находящихся вне нормы.
Клавиша «СИГНАЛ». При нажатии выводятся параметры только для просмотра.
Максимальный сигнал детектора 1·10e + 6 мВ.
Выходной сигнал детектора зависит в большей степени от расхода водорода и температуры детектора. Рекомендуемое значение фонового сигнала детектора – от 25 до 80 мВ. Рабочая температура детектора рекомендуется не менее 250 °С.
Изменение значений температуры детектора и расхода водорода влияет на селективность и чувствительность определения анализируемых азот- и фосфорсодержащих органических соединений.
Для получения большей чувствительности при анализе азотсодержащих соединений предпочтительно использовать высокую температуру детектора 330 – 350 оС в сочетании небольшим расходом водорода.
При анализе фосфорсодержащих соединений предпочтительна небольшая температур, детектора 250 – 270 °С с несколько большим значением расхода водорода.
Клавиша «ПОДЖИГ». Расходы газов носителей
при поджиге.
После названия канала газа выводится поддерживаемый параметр (расход или давление), задаваемый под клавишей «РРГ».
Пороговое значение фона детектора для диагностики горения пламени
Способ поджига:
ПО ВОДОРОДУ при варьировании водородом,
ПО ВОЗДУХУ при варьировании воздухом
230