RU33233U1 - Gas chromatography acoustic detector - Google Patents
Gas chromatography acoustic detectorInfo
- Publication number
- RU33233U1 RU33233U1 RU2003115562/20U RU2003115562U RU33233U1 RU 33233 U1 RU33233 U1 RU 33233U1 RU 2003115562/20 U RU2003115562/20 U RU 2003115562/20U RU 2003115562 U RU2003115562 U RU 2003115562U RU 33233 U1 RU33233 U1 RU 33233U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- gas
- detector
- chamber
- source
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
АКУСТИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИACOUSTIC DETECTOR FOR GAS CHROMATOGRAPHY
Полезная модель относится к области аналитической техники, а именно к средствам измерений концентраций компонентов при газовом хроматографическом анализе.The utility model relates to the field of analytical technology, namely to means for measuring the concentrations of components in gas chromatographic analysis.
Известен акустический детектор для газовой хроматографии (Фарзане Н.Г, Илясов Л.В Автоматические детекторы газов. М: Энергия, 1972, С168), содержащий рабочую и сравнительную камеры, в которых расположенный пьезокерамические элементы (излучатель и приемник акустических колебаний ), подключенные к входу и выходу электронных усилителей. Камеры включены по дифференциальной схеме. Разность скорости ультразвука в рабочей и сравнительной камерах, пропорциональная разности частот самовозбуждения их усилителей. Эта разность подается на смеситель, где выделяется и усиливается частота биений. Для записи хроматограммы в схеме предусмотрен преобразователь частоты в напряжение.A well-known acoustic detector for gas chromatography (Farzane N.G., Ilyasov L.V. Automatic gas detectors. M: Energy, 1972, C168), containing a working and comparative chambers in which piezoceramic elements are located (emitter and receiver of acoustic vibrations) connected to input and output of electronic amplifiers. The cameras are included in a differential circuit. The difference in the speed of ultrasound in the working and comparative chambers is proportional to the difference in the frequencies of self-excitation of their amplifiers. This difference is fed to the mixer, where the beat frequency is allocated and amplified. To record a chromatogram, a frequency to voltage converter is provided in the circuit.
Недостатком данного детектора является сложность конструкции и необходимость использования дополнительного преобразователя частотанапряжение для регистрации хроматограммы с помощью автоматических потенциометров, которые обычно включаются в состав хроматографов.The disadvantage of this detector is the design complexity and the need to use an additional frequency-voltage converter for recording the chromatogram using automatic potentiometers, which are usually included in the chromatographs.
Наиболее близким по технической сущности является акустический детектор для газовой хроматографии (Негретов, Ю.Б. Акустотермический детектор для газовой хроматографии. Баку АзНИФТЕХИМ, 1989, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук), содержащий проточную камеру, выполненную в виде трубки, в одном торце которой размещен источник акустических колебаний, а другой торец закрыт крыпшой, снабжевоной выходным штуцером, штуцер газа-носителя, вмонтированный в стенку камеры между ее торцами, штуцерThe closest in technical essence is an acoustic detector for gas chromatography (Negretov, Yu.B. Acoustothermal detector for gas chromatography. Baku AzNIFTEKHIM, 1989, Abstract of a dissertation for the degree of candidate of technical sciences), containing a flow chamber made in the form of a tube, in one end of which has a source of acoustic vibrations, and the other end is closed by a roof, provided with an outlet fitting, a carrier gas fitting mounted in the chamber wall between its ends, a fitting
20031155622003115562
linpiifippiinppiiilinpiifippiinppiii
МПК:7 G01N30/76 IPC: 7 G01N30 / 76
вспомогательного газа, вмонтированный в стенку камеры между штуцером газа-носителя и источник акустических колебаний, и терморезистор, размещенный внутри камеры на ее оси и подключенный к неуравновешенному электрическому мосту. В основу работы детектора положено возбуждении стоячей акустической волны в трубке с помощью источника акустических колебаний и измерение изменений температуры терморезистора, вызванных изменением расположения стоячей волны в трубке при поступлении в нее с газом-носителем детектируемых компонентов из хроматографической колонки.auxiliary gas mounted in the wall of the chamber between the nozzle of the carrier gas and the source of acoustic vibrations, and a thermistor placed inside the chamber on its axis and connected to an unbalanced electric bridge. The detector is based on the excitation of a standing acoustic wave in a tube using a source of acoustic vibrations and the measurement of temperature changes in a thermistor caused by a change in the location of a standing wave in a tube when detectable components from a chromatographic column enter it with a carrier gas.
Сигналом данного детектора является разбаланс неуравновешенного электрического моста, который является функцией концентрации компонента и его молекулярной массы.The signal of this detector is the imbalance of an unbalanced electric bridge, which is a function of the concentration of the component and its molecular weight.
Недостатком данного детектора является необходимость использования дополнительного аналогового цифрового преобразователя для подключения детектора к современнойкомпьютерной системе обработкиThe disadvantage of this detector is the need to use an additional analog digital converter to connect the detector to a modern computer processing system
хроматографической информации.chromatographic information.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение подключения акустических детекторов к компьютерной системе обработки хроматографической информации.The objective of the proposed utility model is to simplify the connection of acoustic detectors to a computer system for processing chromatographic information.
Технический результат достигается тем, что акустический детектор для газовой хроматографии содержаш51Й проточную камеру, выполненную в виде трубки, в одном торце который размещен источник акустических колебаний, а в другом -крышка, снабженная выходным штуцером, между торцами камеры в её стенку вмонтирован штуцер газа-носителя, между штуцером газа-носителя и источник акустических колебаний в стенка камеры вмонтирован штуцер дополнительного газа, согласно полезной модели, дополнительно содержит приемник акустических колебаний, размещенный в отверстии трубки, расположенном между штуцерами вспомогательного газа и газа-носителя, приемник акустических колебаний подключен к микрофонному входу звуковой платы системного блока персональногоThe technical result is achieved by the fact that an acoustic detector for gas chromatography containing a 51 flow-through chamber made in the form of a tube, in one end which houses a source of acoustic vibrations, and in the other a lid equipped with an outlet fitting, a carrier gas is mounted between the ends of the chamber in its wall , between the nozzle of the carrier gas and the source of acoustic vibrations, an additional gas nozzle is mounted in the chamber wall according to the utility model, further comprises an acoustic oscillation receiver, located located in the hole of the tube located between the nozzles of the auxiliary gas and carrier gas, the acoustic vibration receiver is connected to the microphone input of the sound card of the personal system unit
компьютера, при этом системный блок дополнительно содержит вторую звуковую плату, которая совместно с первой звуковой платы подключена к общей шине персонального компьютера, при этом аналоговый выход второй звуковой платы через усилитель подключен к источнику акустических колебаний.a computer, wherein the system unit further comprises a second sound card, which, together with the first sound card, is connected to a common bus of a personal computer, while the analog output of the second sound card is connected to an acoustic source through an amplifier.
Такая конструкция позволяет упростить согласования акустических детекторов с компьютером, так как предусматривает непосредственное подключение акустического детектора к стандартным устройствам системного блока - звуковым платам, и как следствие, обеспечивает простоту и комплектность обработки сигнала детектора с помощью компьютера.This design makes it possible to simplify the coordination of acoustic detectors with a computer, as it provides for direct connection of the acoustic detector to standard system unit devices - sound cards, and as a result, provides for the simplicity and completeness of processing the detector signal using a computer.
По сравнению с прототипом, заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупность элементов и их взаимном размещением.Compared with the prototype, the claimed design has a distinctive feature in the combination of elements and their relative positioning.
Схема детектора изображена на фиг. 1.The detector circuit is shown in FIG. 1.
Акустический детектор для газовой хроматографии содержит проточную камеру 1, выполненную в виде трубки, в торце 2 которой размещен источник акустических колебаний 3, а в торце 4- крышка 5, снабженная выходным штуцером 6. Между торцами 2 и 4 в стенку 7 камеры 1 вмонтирован штуцер 8 газа-носителя, а между пггуцером 8 газа-носителя и источником 3 акустических колебаний в стенку 7 камеры 1 вмонтирован штуцер 9 вспомогательного газа. Детектор также содержит приемник 10 акустических колебаний, расположенный в отверстии 11, расположенном между штуцерами 9 и 8.An acoustic detector for gas chromatography contains a flow chamber 1 made in the form of a tube, at the end 2 of which there is an acoustic oscillation source 3, and at the end 4 there is a cover 5 provided with an outlet fitting 6. A fitting is mounted between the ends 2 and 4 in the wall 7 of the chamber 1 8 carrier gas, and between the carrier 8 of the carrier gas and the source 3 of acoustic vibrations, a nozzle 9 of the auxiliary gas is mounted in the wall 7 of the chamber 1. The detector also includes a receiver 10 of acoustic vibrations located in the hole 11 located between the fittings 9 and 8.
Приемник 10 акустических колебаний подключен к микрофонному входу 12 звуковой платы 13 системного блока 14 персонального компьютера 15, Дополнительно содержит вторую звуковую плату 16, которая совместно со звуковой платой 13 подключены к общей шине 17 персонального компьютера 15 . Аналоговый выход 18 звуковой платы 16 через электронный усилитель 19 подключен к источнику 3 акустических колебаний. Монитор 20The acoustic oscillation receiver 10 is connected to the microphone input 12 of the sound card 13 of the system unit 14 of the personal computer 15. Additionally, it contains a second sound card 16, which, together with the sound card 13, are connected to the common bus 17 of the personal computer 15. The analog output 18 of the sound card 16 through an electronic amplifier 19 is connected to a source of 3 acoustic vibrations. Monitor 20
схcx
3 3
персонального компьютера 15 подключен к системному блоку 14 через общую шину 17.personal computer 15 is connected to the system unit 14 through a common bus 17.
Работа акустического детектора осуществляется следующим образом.The operation of the acoustic detector is as follows.
В камеру 1 акустического детектора через штуцер 8 и 9 непрерывно подают соответственно поток газов из хроматографической колонки и поток вспомогательного газа, в качестве которого обычно применяют газ, используемый в качестве газа-носителя в хроматографической колонке (гелий, водород, азот). Газовые потоки покидают камеру 1 через штуцер 6. С аналогового выхода 18 звуковой платы 16 через электронный усилитель 19 и источник 3 подают электрический гармонические колебаний выбранной частоты. В результате источник 3 создает акустические колебания, которые распространяются в камеру 1 вдоль ее оси. Эти колебания отражаются от крышки 5 и при определенных условиях складываются с акустическими колебаниями, создаваемыми источником 3. При этом в камере 1 возникает стоячая акустическая волна (Поль Р.В. Механика, акустика и учение о теплоте, М.: Наука, 1971,с. 250ч-253).The gas stream from the chromatographic column and the auxiliary gas stream, respectively, which is usually used as the carrier gas in the chromatographic column (helium, hydrogen, nitrogen), are continuously fed into the chamber 1 of the acoustic detector through the nozzle 8 and 9, respectively. Gas flows leave the chamber 1 through the nozzle 6. From the analog output 18 of the sound card 16 through the electronic amplifier 19 and the source 3 serves electric harmonic vibrations of the selected frequency. As a result, the source 3 creates acoustic vibrations that propagate into the chamber 1 along its axis. These vibrations are reflected from cover 5 and, under certain conditions, add up to acoustic vibrations created by source 3. In this case, a standing acoustic wave appears in chamber 1 (Paul R.V. Mechanics, Acoustics and the Doctrine of Heat, Moscow: Nauka, 1971, p. 250h-253).
В узлах и пучностях стоячей акустической волны происходят сложные процессы тепло- и массобомена, вызванные изменением скорости молекул и поглощением энергии газом (Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике М.: Иностр. Лит., 1956, с.143-ь144) .In the nodes and antinodes of a standing acoustic wave, complex processes of heat and mass bomp occur, caused by a change in the speed of molecules and absorption of energy by a gas (Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology M .: Inostr. Lit., 1956, p. 144 -144 )
Когда из хроматографической колонки через штуцер 8 в камеру 1 поступает только газ-носитель, интенсивность акустических колебаний воспринимаемых приемником 10, приобретает некоторое постоянное значение. Эти акустические колебания преобразуются с помощью приемника 10 в электрические колебания, которые через микрофонный вход 12 вводятся в звуковую палату 13, а затем - в общую шину 17.When only the carrier gas enters from the chromatographic column through the nozzle 8 into the chamber 1, the intensity of acoustic vibrations perceived by the receiver 10 acquires a certain constant value. These acoustic vibrations are converted using the receiver 10 into electrical vibrations, which are introduced through the microphone input 12 into the sound chamber 13, and then into the common bus 17.
Когда из хроматографической колонки в часть камеры 1 вместе с газом носителем поступает очередной детектируемый компонент, отличающийся от газа-носителя физико-химическим свойством, на отрезке от штуцера 8 до приемника 5 изменяется скорость звука и коэффициент поглощенияWhen the next detectable component, which differs from the carrier gas by the physicochemical property, comes from the chromatographic column to the part of the chamber 1 together with the carrier gas, the speed of sound and absorption coefficient change in the interval from the nozzle 8 to the receiver 5
хx
акустических колебаний. Это приводит к некоторому смещению стоячей волны и изменению интенсивности акустических колебаний, воспринимаемых приемником 10. Эти изменения определяются объемной концентрацией детектируемого компонента в газе-носителе и физикохимическим свойством этого компонента.acoustic vibrations. This leads to some displacement of the standing wave and a change in the intensity of acoustic vibrations perceived by the receiver 10. These changes are determined by the volume concentration of the detected component in the carrier gas and the physicochemical property of this component.
Проверка работоспособности предлагаемого детектора была вьшолнена на экспериментальной установке, включающей макет акустического детектора и персонального компьютера с двумя звуковыми платами. Макет акустического детектора представил собой трубку длиной 420 мм, внутренним диаметром 3 мм, штуцер газа-носителя был расположен на расстояний 105 мм от крышки, а окно, в котором размещался микрофон устанавливался на расстояний 105 мм от излучателя. В качестве источника акустических колебаний использовалось электромагнитная капсула типа ДЭМШ а в качестве приемника - миниатюрный электретный микрофон типа НМО0603А. В качестве газа-носителя и вспомогательного газа использовался воздух. Прихчем расходы потоков устанавливались равными 1л/ч. Частота колебания применялась 500 Гц, а сигнал микрофона, поступающий через звуковую плату в компьютер, обрабатывался в пакте MATLAB 6.5. При этом вычислялась мощность акустического сигнала. Для анализа использовалось следующие газы: гелий, метан, двуокись углерода. Было установлено, что сигнал акустического детектора связан с молекулярной массой, а порог чувствительности детектора составляет 10 %об.The operability test of the proposed detector was performed on an experimental setup including a mock acoustic detector and a personal computer with two sound cards. The layout of the acoustic detector was a 420 mm long tube with an inner diameter of 3 mm, the carrier gas fitting was located at a distance of 105 mm from the lid, and the window in which the microphone was placed was installed at a distance of 105 mm from the emitter. An electromagnetic capsule of the DEMS type was used as a source of acoustic vibrations, and a miniature electret microphone of the NMO0603A type was used as a receiver. Air was used as the carrier gas and auxiliary gas. The flow rates were set equal to 1 l / h. The oscillation frequency was used at 500 Hz, and the microphone signal coming through the sound card to the computer was processed in MATLAB 6.5. In this case, the power of the acoustic signal was calculated. The following gases were used for analysis: helium, methane, carbon dioxide. It was found that the signal of the acoustic detector is associated with molecular weight, and the sensitivity threshold of the detector is 10% vol.
Предлагаемый акустический детектор может быть реализован на базе стандартных источников и приемников акустических колебаний и персонального компьютера.The proposed acoustic detector can be implemented on the basis of standard sources and receivers of acoustic vibrations and a personal computer.
Он может найти применение для определения концентрации компонентов в газовой хроматографии, также в качестве автоматического анализатора состав бинарных и псевдобинарных газообразных сред.It can be used to determine the concentration of components in gas chromatography, also as an automatic analyzer, the composition of binary and pseudobinary gaseous media.
Преимущество предлагаемого технического решения является:The advantage of the proposed technical solution is:
-возможность непосредственного подключения акустических детекторов к компьютеру.-the ability to directly connect acoustic detectors to a computer.
-низкая стоимость.-low cost.
/х/ x
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003115562/20U RU33233U1 (en) | 2003-05-29 | 2003-05-29 | Gas chromatography acoustic detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003115562/20U RU33233U1 (en) | 2003-05-29 | 2003-05-29 | Gas chromatography acoustic detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU33233U1 true RU33233U1 (en) | 2003-10-10 |
Family
ID=37501194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003115562/20U RU33233U1 (en) | 2003-05-29 | 2003-05-29 | Gas chromatography acoustic detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU33233U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174188U1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-10-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | ELECTRIC GAS ANALYZER |
-
2003
- 2003-05-29 RU RU2003115562/20U patent/RU33233U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174188U1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-10-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | ELECTRIC GAS ANALYZER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7242479B2 (en) | Gas sensors | |
US5502308A (en) | Diffusion-type gas sample chamber | |
Schindler et al. | A photoacoustic sensor system for time resolved quantification of diesel soot emissions | |
US9546950B2 (en) | Optical gas sensing apparatus with explosion-proof enclosure | |
US20050109080A1 (en) | Real time analysis for gas mixtures | |
CN109269999A (en) | A kind of infrared photoacoustic spectra detection system | |
Mohebbifar et al. | Effect of buffer gases on the performance of SO2 trace measurement based on photoacoustic spectroscopy | |
Lee et al. | High-sensitivity laser photoacoustic leak detector | |
US3756068A (en) | Carbon dioxide concentration sensor | |
RU33233U1 (en) | Gas chromatography acoustic detector | |
JP2003004503A (en) | Volume measuring instrument in microgravity | |
CN113295620B (en) | Optical fiber coupled all-solid-state enhanced photoacoustic spectroscopy gas photoacoustic detection module and method | |
Huang et al. | Miniature diffusive mid-infrared photoacoustic gas sensor for carbon dioxide detection | |
Panzardi et al. | A photoacoustic based measurement system for dual detection of NO2 and CO2 in combustion exhaust gases | |
US5469732A (en) | Method and device for gas analysis | |
RU24564U1 (en) | ACOUSTIC DETECTOR FOR GAS CHROMATOGRAPHY | |
RU33822U1 (en) | ACOUSTIC DETECTOR FOR GASES AND VAPORS | |
Kapitanov et al. | Optimisation of photoacoustic resonant cells with commercial microphones for diode laser gas detection | |
US5211052A (en) | Aeroacoustic gas composition monitor | |
RU2266535C1 (en) | Gas and vapor acoustic detector | |
RU2761906C1 (en) | Resonant differential optical-acoustic detector | |
RU199702U1 (en) | RESONANT DIFFERENTIAL OPTICAL-ACOUSTIC DETECTOR | |
RU174317U1 (en) | SORPTION ELECTRIC GAS ANALYZER | |
RU94716U1 (en) | ACOUSTIC GAS AND VAPOR DETECTOR | |
Avramescu et al. | Oxygen sensor based on photo acoustic effect |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20050530 |