DE1269826B

DE1269826B - Verfahren und Vorrichtung zur Pruefung der Linearitaet der Anzeige eines Gaschromatographie-Detektors

Info

Publication number: DE1269826B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Johan Felix Jozef Krugers
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1964-05-29
Filing date: 1965-05-25
Publication date: 1968-06-06
Also published as: NL6406030A; SE322362B; FR1435458A; GB1088922A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Linearität der Anzeige eines Gaschromatographie-Detektors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Linearität der Anzeige eines Gaschromatographie-Detektors, dem die nachzuweisende Gaskomponente mit zeitlich exponentiell abnehmender Konzentration zugeführt wird, und der daraufhin ein elektrisches Signal erzeugt, das ein Maß für die Konzentration dieser Gaskomponente ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, welche den zu überprüfenden Gaschromatographie-Detektor und ein Mischgefäß zur Herstellung einer exponentiell abnehmenden Konzentration der zu untersuchenden Gaskomponente enthält.
Eine solche Vorrichtung ist bekannt. Unter dem Namen »Gaschromatographie« ist ein Verfahren zum Trennen von Bestandteilen in der Gasphase bekannt, mit dem ein hohes Auflösungsvermögen erzielbar ist.
Der zu prüfende Stoff wird dazu, meist mit einem Trägergas gemischt, durch eine Trennsäule geleitet.
In der Trennsäule wird der Stoff in seine verschiedenen Bestandteile zerlegt, welche die Trennsäule nacheinander verlassen. Beim Verlassen der Trennsäule werden die Bestandteile mittels eines empfindlichen Detektors detektiert, der vorzugsweise ein elektrisches Signal liefert. Die Größe dieses Signals ist dem Augenblickswert der Konzentration des betreffenden Bestandteiles proportional.
Es ist dabei notwendig, die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal des Detektors und der Menge des Gasbestandteiles zu kennen, die z. B. pro Zeiteinheit dem Detektor angeboten wird. Besonders wünscht man zu prüfen, über welchen Bereich diese Beziehung linear ist.
Dazu wird eine bekannte Menge eines Gasbestandteiles einem Gefäß zugeführt, welches von einem inerten Gas durchströmt wird. Durch inniges Mischen des Gasbestandteiles mit dem inerten Gas verläßt ein Gasgemisch das Gefäß mit einer solchen Zusammensetzung, daß die Konzentration des Bestandteiles im inerten Gas exponentiell mit der Zeit abnimmt.
Die Erfindung bezweckt, in einfacher Weise die Linearität des Detektors eines Gaschromatographen zu messen.
Dazu weist das erfindungsgemäße Verfahren das Kennzeichen auf, daß das vom Detektor erzeugte Signal mit einem Bezugssignal verglichen wird, das von einem RC-Kreis herrührt, der ebenfalls eine exponentiell abnehmende Spannung liefert.
Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist sodann gekennzeichnet durch die Verwendung eines Schaufelrührwerkes als Mischgefäß, dessen Schaufeln nahe an die Wand des Gefäßes reichen und deren axialer Abstand voneinander in der Größenordnung des Durchmessers des Rührwerkes liegt, durch ein eine Spannungsquelle enthaltendes RC-Netzwerk, dessen Zeitkonstante und Anfangsamplitude durch veränderbare Widerstände einstellbar sind, durch einen Widerstand, dem das Detektorsignal und das Ausgangssignal des RC-Netzwerkes in Differenzschaltung zugeführt werden, und ein Organ zum Messen dieser Differenzspannung.
Die Abnahme der Konzentration des Gasbestandteiles verläuft dann über einen Konzentrationbereich von mehr als einen Faktor 100 000 exponentiell. Mit bekannten Rührern ist höchstens eine Dynamik von 1000 erreichbar. Unter »Dynamik« versteht man das Verhältnis zwischen der höchsten und der niedrigsten Konzentration des Gasbestandteiles im inerten Gas, bei dem der erwähnte exponentielle Zusammenhang gilt.
Die Erfindung wird beispielsweise an Hand der eine Vorrichtung nach der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert.
In ein Gefäß 1 wird über einen Hahn 2 kurzzeitig eine bekannte Menge eines bestimmten Gases, z. B.
Propan, zugeführt. Aus einer Leitung 3 strömt ein inertes Gas, z. B. Stickstoff, mit einer konstanten Geschwindigkeit dauernd durch das Gefäß 1. Die Gase werden im Gefäß 1 mittels einer Rührers 20 ge- mischt, der aus drei ausschlagenden Schaufeln 21 besteht, die bei umlaufender Welle 22 die Wand des Gefäßes 1 gerade nicht berühren. Aus dem Gefäß strömt ein Gasgemisch heraus, bei dem die Konzentration des über den Hahn 2 zugeführten Gases als Funktion der Zeit exponentiell abnimmt. Dieses Gasgemisch strömt zum Brenner 5 eines Flammenionisationsdetektors, in dem nach Zusatz eines brennbaren Gasgemisches aus einer Leitung 23 eine Verbrennung der Gasprobe erfolgt.
Die Verbrennungsgase werden mit dem Trägergas über eine Leitung 4 abgeführt.
Dem Brenner 5 gegenüber befindet sich eine Elektrode 6. Mittels einer Spannungsquelle 8 wird über einen hochohmigen Widerstand 7 zwischen dem Brenner 5 und der Elektrode 6 eine Spannung angelegt. In der Flamme vollziehen sich bestimmte Vorgänge, wobei Ionen gebildet werden. Die zwischen dem Brenner 5 und der Elektrode 6 angelegte Spannung verursacht daher einen elektrischen Strom, der am Widerstand 7 eine Spannung erzeugt. Diese Spannung, welche der augenblicklichen Konzentration des über den Hahn 2 zugeführten Gases in der Gasprobe im Brenner 5 proportional ist, wird in einem Verstärker 9 verstärkt und einem Registriergerät 10 zugeführt.
Dem Registriergerät 10 wird überdies ein von einem Kondensator 11 herrührendes Signal zugeführt.
Der Kondensator 11 wird von einer Spannungsquelle 12 in geschlossenem Zustand eines Zweipolschalters 13 aufgeladen. Ein veränderbarer Widerstand 17 ist dabei derart eingestellt, daß das vom Kondensator 11 über einen Widerstand 15 an einen Widerstand 16 abgegebene Anfangssignal gleich und entgegengesetzt zu dem vom Detektor an den Widerstand 16 abgegebenen Anfangssignal ist. Der Schalter 13 wird dann geöffnet und ein Widerstand 14 derart eingestellt, daß das dem Widerstand 16 zugeführte Gesamtsignal als Funktion der Zeit gleich Null bleibt.
In einem Ausführungsbeispiel waren die Widerstände 7, 15 und 16 gleich 109 Ohm, 100 kOhm und 1000 Ohm; der Widerstand 14 war zwischen 10 und 60 kOhm veränderbar; der Widerstand 17 war zwischen 250 und 750 Ohm veränderbar; die Klemmenspannung der Quellen8 und 12 betrug 100 bzw. 12V.
Die Kapazität des Kondensators 11 betrug 5000 .
1 ccm Propan wurde in das mit 1000 ccm Stickstoff gefüllte Gefäß 1 eingeführt, in dem eine Durchströmung von Stickstoff aus der Leitung 3 mit einer Geschwindigkeit von 1 ccm/Sek. aufrechterhalten wurde.
Das Gasgemisch strömte mit gleicher Geschwindigkeit aus dem Gefäß 1 heraus.
Die Linearität des Detektors wurde mit der Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel auf einfache Weise bestimmt. Auch ergab sich, daß mit dem Mischgefäß eine Dynamik von etwa 100000 erreichbar war. Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, daß die Schaufeln 21 des Rührers 20 bis nahezu an die Wand des Gefäßes 1 reichen.
Es ist einleuchtend, daß die Vorrichtung nach der Erfindung auch bei anderen Detektortypen, z. B. dem Katharometer, und bei mit einer radioaktiven Quelle arbeitenden Detektoren anwendbar ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Prüfung der Linearität der Anzeige eines Gaschromatographie - Detektors, dem die nachzuweisende Gaskomponente mit zeitlich exponentiell abnehmender Konzentration zugeführt wird, und der daraufhin ein elektrisches Signal erzeugt, das ein Maß für die Konzentration dieser Gaskomponente ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das vom Detektor erzeugte Signal mit einem Bezugssignal verglichen wird, das von einem RC-Kreis herrührt, der ebenfalls eine exponentiell abnehmende Spannung liefert.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche den zu überprüfenden Gaschromatographie-Detektor und ein Mischgefäß zur Herstellung einer exponentiell abnehmenden Konzentration der zu untersuchenden Gaskomponente enthält, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Schaufelrührwerkes (20) als Mischgefäß, dessen Schaufeln (2» nahe an die Wand des Gefäßes reichen und deren axialer Abstand voneinander in der Größenordnung des Durchmessers des Rührwerkes liegt, durch ein eine Spannungsquelle (12) enthaltendes RC-Netzwerk (11, 14,15), dessen Zeitkonstante und Anfangsamplitude durch veränderbare Widerstände (14 und 17) einstellbar sind, durch einen Widerstand (16), dem das Detektorsignal und das Ausgangssignal des RC-Netzwerkes in Differenzschaltung zugeführt werden, und ein Organ (10) zum Messen dieser Differenzspannung.

In Betracht gezogene Druckschriften: Analytical Chemistry. Bd. 35, Nr. 4, April 1963, S. 460 bis 465.