Opublikowano: 15.IV.1966 51227 KI. 42 d, 10 MKP G 01 d /I Mi UKD Z?doU Pafenl°wegc 1,1-1 "22MNirl.il/ mi* I ftlskicj Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Kazimierz Korbel, mgr inz. Jan Lasa Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Instytut Badan Ja¬ drowych), Kraków (Polska) Uklad integratora automatycznego do chromatografii gazowej Przedmiotem wynalazku jest uklad integratora automatycznego do chromatografii gazowej, sluza¬ cy do pomiaru powierzchni pików (ostrych wznie¬ sien rejestrowanej krzywej), bedacych wynikiem analizy mieszanin gazowych, wykonanej sposobem chromatograficznym.Znany jest uklad* i sposób, w którym rozdziela¬ ne na kolumnie chromatograficznej skladniki ba¬ danej mieszaniny gazów, przechodzac przez dete¬ ktor, powoduja powstanie na jego wyjsciu zmia¬ ny odpowiedniej wielkosci elektrycznej. Ta zmia¬ na, wielkosci elektrycznej jest rejestrowana przez samopiszacy rejestrator w postaci charakterystycz¬ nych pików, których powierzchnia jest proporcjo¬ nalna do ilosci danego skladnika w analizowanej mieszaninie gazów. Ilosciowe okreslenie zawartosci analizowanych skladników sprowadza sie w tym sposobie do pomiaru powierzchni pod zakreslona linia. Pomiaru powierzchni pików dokonuje sie recznie planimetrem lub za pomoca podzialki przez wykonanie pomiaru wysokosci piku oraz szerokosci w polowie jego wysokosci, a nastepnie przez wymnozenie otrzymanych wielkosci. Ten sposób jest bardzo czasochlonny i uciazliwy, przy czym dokladnosc takiego pomiaru jest uzalezniona od stopnia dokladnosci pomiarów liniowych.Znany jest równiez sposób pomiaru powierzchni pod pikami za pomoca integratorów lub maszyn matematycznych, dzieki którym uzyskuje sie po¬ miar wystepujacy pod pikami powierzchni wprost 10 30 w jednostkach powierzchni lub w jednostkach wzglednych. Uzyskane wyniki aczkolwiek sa za¬ dawalajace, to jednak nie moga byc powszechnie stosowane z tego wzgledu, ze sposób ten. wymaga bardzo skomplikowanej i kosztownej aparatury oraz wysoko kwalifikowanego personelu do jej obslugi.Niedogodnosci znanych urzadzen i sposobów usuwa uklad integratora automatycznego do chro¬ matografii gazowej wedlug wynalazku, który skla¬ da sie z potencjometrycznego ukladu nadawczego, pierscieniowego ukladu przelaczajacego dla odczy¬ tu i regulacji czulosci detektora, przetwornika ana- logowo-eyfrowego oraz ukladu zaliczajacego. Uklad integratora automatycznego moze wspólpracowac z wszelkiego rodzaju czujnikami chromatograficz¬ nymi wyposazonymi w rejestratory samopiszace.Dzieki temu pozwala on rejestrowac powierzchnie pod pikami w jednostkach wzglednych, przy czym czulosc detekcji dla poszczególnych skladników7 zmieniana jest automatycznie zgodnie z uprzednim zaprogramowaniem. Pozwala to na rejestracje na samopisie i pomiar powierzchni pików skladników mieszanin gazów o duzej róznicy ich koncentracji i z duza dokladnoscia.Uklad integratora automatycznego do chromato¬ grafii gazowej wedlug wynalazku jest uwidocznio-^ ny w przykladowym rozwiazaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy cale¬ go integratora, a fig 2 — schemat ideowy polaczen 51227§1227 ¦.'¦'" 3 " '¦¦¦' elektrycznych ukladu integratora automatycznego.W ukladzie wedlug wynalazku sygnal elektryczny z detektora wchodzi na wejscie 1 ukladu 2 regula¬ cji, czulosci, a nastepnie na samopiszacy kompen¬ sator 3 (fig. 1), Styk ruchomy 41 potencjometru nadawczego 42 zasilanego napieciem 1 V jest sprzezony z karetka piszaca kompensatora 3. W efekcie na wyjsciu po¬ tencjometru uzyskuje sie napiecie zmieniajace sie w przedziale od 0 V do 1V, które jest proporcjo¬ nalne do aktualnego polozenia karetki piszacej kompensatora 3. To napiecie jest podawane na wzmacniacz róznicowy 4 zbudowany na lampach 43, 44 i 45, na którego drugie wejscie jest podawa¬ ne napiecie pilokszitaltne o okresie 1 sek. i ampli¬ tudzie 1 V z mechanicznego generatora 5.Napiecie wyjsciowe ze wzmacniacza 4 urucha¬ mia uklad przesfcokowy 6 na lampie 46, który ste^ ruje uklad bramkujacy 8 zrealizowany na lampie 47. Do chwili zrównania sie napiec z generatora 5 i z wyjscia kompensatora 3 uklad bramkujacy 8 jest otwarty i impulsy z generatora 7 na lampie 49, o czestosci repetycji 50 Hz sa zliczane przez uklad 9 z lampa 48, napedzajacy zespól numeratorów me¬ chanicznych 10.W kompensatorze 3 sa zamontowane styki 12 i 13, za posrednictwem których dokonuje sie prze¬ laczanie ukladu pierscieniowego 11. Uklad 11 obejmuje piec par przekazników 14r-»-15, 16—17, 18—19, 20—21 oraz 22—23, stanowiacych dwójki przelaczajace odpowiednie przekazniki wykonaw¬ cze 24, 25, 26, 27 i 28.Kazdorazowo, z chwila osiagniecia przez karetke piszaca kompensatora 3 skrajnego polozenia zero¬ wego po calkowitym zarejestrowaniu odnosnego piku nastepuje otwarcie styków 12 oraz zwarcie styków 13. Taki stan jest stanem przygotowa¬ wczym do przelaczenia ukladu 11 o jedna komór¬ ke dwójkowa, przy czym wszystkie przekazniki 24, 25, 26, 27 i 28 sa wylaczone.Pojawienie sie kolejnego piku analizowanego ga¬ zu powoduje przesuniecie karetki kompensatora 3 z polozenia zerowego, a przez to ponowne zwarcie styków 12 oraz rozwarcie styków 13, w rezultacie czego obydwa przekazniki, przygotowanej poprzed¬ nim dzialaniem styków 12 i 13 komórki ukladu pierscieniowego zadzialaja równoczesnie, urucha¬ miajac swymi stykami wspóldzialajacy z nim prze¬ kaznik wykonawczy. Ten z kolei zalacza wlasciwy numerator zespolu 10 w obwód anodowy lampy 48 oraz wybiera odpowiednia, zaprogramowana czulosc detektora za posrednictwem zespolu prze¬ laczników ukladu regulacji czulosci 2, realizujac w ten sposób samoczynna zmiane czulosci podczas analizy.Do ustalenia poczatkowego stanu ukladu 11 slu¬ zy przycisk zalaczajacy 40, który po krótkotrwa¬ lym zadzialaniu zalacza trwale przekaznik 23, 10 20 25 50 55 przygotowujac do normalnej pracy przewidziana dla pierwszego piku dwójke przekazników 14 i 15.Podczas normalnej ciaglej pracy ukladu 11 po calkowitym obiegu kolowym powtarza on cykl przelaczania w tej samej kolejnosci bez potrzeby poslugiwania sie przyciskiem 40.Zarejestrowany na kompensatorze 3 pik; odpo¬ wiadajacy danemu skladnikowi analizowanej na kolumnie chromatograficznej mieszaniny, zostaje podzielony w czasie na przedzialy jednosekundowe i w zakresie tych przedzialów odpowiedni numera¬ tor zlicza impulsy, których ilosc jest proporcjonal¬ na do wychylenia kompensatora w tym momencie.W efekcie ilosc impulsów zarejestrowanych na od¬ powiednim numeratorze zespolu lfr jest proporcjo¬ nalna do powierzchni piku. Numerator 30 zlicza impulsy odpowiadajace powierzchni wszystkich pi¬ ków, natomiast numeratory 29, 30, 31, 32 i 33 zli¬ czaja impulsy odpowiadajace poszczególnym pi¬ kom.Uklad integratora automatycznego "usecllug wy¬ nalazku pozwala na uzyskanie wprost podczas ana¬ lizy liczb proporcjonalnych do zakreslonych pod pikami powierzchni, a majac wynik odpowiadaja¬ cy sumarycznej powierzchni pików i poszczegól¬ nych skladników, mozna bezposrednio okreslic pro¬ centowe zawartosci poszczególnych skladników w analizowanej mieszaninie. Zastosowany w ukladzie system przekazników i przelaczników pozwala re¬ jestrowac kazdy skladnik na kompensatorze z na¬ stawiona z góry czuloscia, przy czym obsluga ukla¬ du nie nastrecza zadnych trudnosci.W przypadku zaprogramowania róznej czulosci analizy dla poszczególnych skladników liczbe im¬ pulsów zarejestrowana przez poszczególny nume¬ rator nalezy pomnozyc przez nastawiona czulosc, a sumaryczna powierzchnie wszystkich pików uzy¬ skuje sie przez sumowanie tak skorygowanych wskazan numeratorów. PL