Cтраница 2
В этом примере иллюстрируется использование всех компонентов. В этом примере иллюстрируется использование в ех возможностей системы, на этот раз объединенной, чтобы обеспечить сложную последовательность команд. Датчики пиков установлены на двух различных пороговых уровнях, что исключает необходимость постоянного контроля оператора при сборе малых и плохо разрешенных компонентов. Программа выполняется в следующей последовательности. Проба вводится автоматически в период 1, и в течение как этого, так и следующего периода 2 сигналы от любого из датчиков пиков не оказывают влияния на работу ловушек. [16]
В этом простом примере используется только таймерное программирующее устройство. В таком случае с помощью холостого опыта определяются периоды времени, в течение которых ловушки должны быть открыты для сбора отрезков пробы в требуемом интервале температур кипения, а также период между автоматическими вводами. Последовательность таймерных сигналов набирается на матричной панели программирующего устройства. На матричной панели регулятора ловушек устанавливается очередность включения электро-пневматических клапанов для сбора фракций или сброса; при этом сигналы датчика пиков не учитываются. После запуска программы автоматически повторяется заданное число циклов. [17]
В этом примере иллюстрируется использование всех компонентов. В этом примере иллюстрируется использование в ех возможностей системы, на этот раз объединенной, чтобы обеспечить сложную последовательность команд. Датчики пиков установлены на двух различных пороговых уровнях, что исключает необходимость постоянного контроля оператора при сборе малых и плохо разрешенных компонентов. Программа выполняется в следующей последовательности. Проба вводится автоматически в период 1, и в течение как этого, так и следующего периода 2 сигналы от любого из датчиков пиков не оказывают влияния на работу ловушек. [18]
В промежутке между появлением первого основного пика и пиком предшествующего компонента, таймер переключается на период 3, приводя в состояние готовности датчик пиков, установленный на 30 % - ный уровень полной шкапы. В течение этого периода датчик пиков устанавливается на детектирование возвращения хвоста пика к нулевой пинии. Как только отклонение от нулевой линии становится меньше 30 %, начинается период о с точно заданной длительностью. Как только амплитуда пика достигнет величины 5 %, газ, вытекающий из колонки и до сих пор направлявшийся в ловушку для сброса, переключается на первую ловушку, в которой производится сбор первого нужного компонента. Ловушка герметизируется, когда сигнал возвращается к 5 % - ному уровню на хвосте пика. Этот период протекает от начала сброса газового потока до удобной точки на нулевой пинии непосредственно перед появлением второго основного компонента, на хвосте пика которого имеется неразрешенный пик, создаваемый вторым собираемым компонентом. В течение периода 9 датчик пика устанавливается на 30 % - ный уровень от полной шкапы. Вторая ловушка остается открытой в течение фиксированного времени ( период 11) -, после которого газ, вытекающий с колонки, сбрасывается ( период 12) до тех пор, пока с колонки не удалятся все компоненты. В этой точке автоматически вводится новая проба, и весь процесс повторяется до тех пор, пока в двух ловушках не соберутся достаточные количества нужных компонентов. Очевидно, что данный метод позволяет с помощью датчика пиков перестраивать точно установленные периоды времени и определять положение узких полос газового потока даже при относительно низкой разрешающей способности колонки. Таким образом устраняется снижение эффективности улавливания из-за мелких изменений времен удерживания между циклами газохроматографичес-кого разделения. [19]
Бур [14] описал универсальное программирующее устройство, управляющее вводом пробы, чувствительностью детектора, улавливанием отдельных фракций, удалением выделенных ненужных компонентов; кроме того, это устройство позволяет программировать температуру и скорость потока. В этих интервалах времени точность и скорость переключения должны быть достаточно высокими. Время цикла кулачкового таймера определяется скоростью вращения синхронного двигателя, точная установка заданного временного интервала почти невозможна из-за запаздывания шестеренок и относительно малого периметра кулачков. Программирующее устройство работает следующим образом: регулируемый генератор импульсов выдает импульсы заданной длительности ив течение каждого периода цикла отсчитывается заранее установленное число импульсов. Цикл состоит из ряда таких периодов. После включения устройства отсчитывается число импульсов для первого периода, затем включается программа второго периода и так далее, аока в конце последнего периода устройство не возвратится к первому периоду, чтобы начать цикл заново. В соответствии с программой период может также переключаться с помощью внешнего переключающего устройства, например датчика пиков. Датчик пиков, описанный Буром, включает вращающийся кулачок самописца и фотодиодный переключатель. Для этой системы необходимо, чтобы клапаны, контролирующие ловушки, открывались и закрывались при одном и том же напряжении. Для обеспечения возможности изменения порога срабатывания системы желательно дублировать датчики. Расположить в самописце несколько датчиков часто бывает затруднительно. [20]
Бур [14] описал универсальное программирующее устройство, управляющее вводом пробы, чувствительностью детектора, улавливанием отдельных фракций, удалением выделенных ненужных компонентов; кроме того, это устройство позволяет программировать температуру и скорость потока. В этих интервалах времени точность и скорость переключения должны быть достаточно высокими. Время цикла кулачкового таймера определяется скоростью вращения синхронного двигателя, точная установка заданного временного интервала почти невозможна из-за запаздывания шестеренок и относительно малого периметра кулачков. Программирующее устройство работает следующим образом: регулируемый генератор импульсов выдает импульсы заданной длительности ив течение каждого периода цикла отсчитывается заранее установленное число импульсов. Цикл состоит из ряда таких периодов. После включения устройства отсчитывается число импульсов для первого периода, затем включается программа второго периода и так далее, аока в конце последнего периода устройство не возвратится к первому периоду, чтобы начать цикл заново. В соответствии с программой период может также переключаться с помощью внешнего переключающего устройства, например датчика пиков. Датчик пиков, описанный Буром, включает вращающийся кулачок самописца и фотодиодный переключатель. Для этой системы необходимо, чтобы клапаны, контролирующие ловушки, открывались и закрывались при одном и том же напряжении. Для обеспечения возможности изменения порога срабатывания системы желательно дублировать датчики. Расположить в самописце несколько датчиков часто бывает затруднительно. [21]
Рисунок иллюстрирует программированное включение повушек для сбора по сигналам датчика пиков. В этом случае таймер используют только для управления вводом образца и автоматического повторение процессов ввода и сбора. Как видно из рисунка, операции проводятся в следующей последовательности. В заполненную емкость с пробой на короткое заданное время, обычно 1 - 5 с, подается импульс давления газа-носителя с прямоугольным профилем. При этом на препаративную колонку переносится определенный объем пробы. Сразу после окончания ввода ( период 1 на диаграмме) таймер отключается. С этого момента и до тех пор, пока не появится значительный пик, вытекающий из колонки газ сбрасывается через охлаждаемую ловушку. Когда датчик пиков ( установленный в данном примере при 20 % полной шкапы самописца) регистрирует появление пика выше установленного порога, период 2 заканчивается и начинается период 3 ( сбор первого компонента), при этом вытекающий газ направляется в первую ловушку. [22]
В литературе описаны многие варианты автоматических препаративных устройств. Ряд из них был разработан для решения конкретных задач. Немногие системы обладают универсальностью достаточной, чтоиы получить признание у широкого круга потребителей. Промышленные установки часто бывают такими сложными и дорогими, что трудно экономически оправдать их закупку. Ниже обсуждаются конструкции и характеристики различных газовых хроматографов, особое внимание уделяется системам ввода пробы, управлению режимом колонки и применяемым улавливающим системам. В большинстве случаев применяется ввод проб средних размеров в пределах 50 - 500 мкл и колонки с такими же разменами, как и для аналитических целей. Очень важно стабилизировать рабочие условия так, чтобы индивидуальные фракции всегда собирались в определенную ловушку. Это может быть достигнуто одним из двух способов: 1) точной регулировкой параметров колонки, чтобы в течение всего времени работы характеристики разделения не изменялись ( такая регулировка является довольно дорогой, зато при соб-тюденин точного временного режима сбор пробы будет надежным); -) контролируемым изменением параметров колонки и созданием новых условий для изменения последовательности улавливания. Сочетание временной развертки с датчиками пиков является наиболее удобным способом улавливания нужных фракций. Второй метод более надежен, поскольку для разделения часто требуется 3 - 4 дня к за это время условия работы колонки почти наверняка изменятся. Поток газа-носителя должен пройти ряд ловушек, и, управляя последовательностью улавливания, можно собрать каждую фракцию в определенную ловушку. Необходимо принимать специальные меры против ошибочного срабатывания из-за наводок, так как один неправильно уловленный фрагмент может нарушить весь препаративный цикл. [23]
В промежутке между появлением первого основного пика и пиком предшествующего компонента, таймер переключается на период 3, приводя в состояние готовности датчик пиков, установленный на 30 % - ный уровень полной шкапы. В течение этого периода датчик пиков устанавливается на детектирование возвращения хвоста пика к нулевой пинии. Как только отклонение от нулевой линии становится меньше 30 %, начинается период о с точно заданной длительностью. Как только амплитуда пика достигнет величины 5 %, газ, вытекающий из колонки и до сих пор направлявшийся в ловушку для сброса, переключается на первую ловушку, в которой производится сбор первого нужного компонента. Ловушка герметизируется, когда сигнал возвращается к 5 % - ному уровню на хвосте пика. Этот период протекает от начала сброса газового потока до удобной точки на нулевой пинии непосредственно перед появлением второго основного компонента, на хвосте пика которого имеется неразрешенный пик, создаваемый вторым собираемым компонентом. В течение периода 9 датчик пика устанавливается на 30 % - ный уровень от полной шкапы. Вторая ловушка остается открытой в течение фиксированного времени ( период 11) -, после которого газ, вытекающий с колонки, сбрасывается ( период 12) до тех пор, пока с колонки не удалятся все компоненты. В этой точке автоматически вводится новая проба, и весь процесс повторяется до тех пор, пока в двух ловушках не соберутся достаточные количества нужных компонентов. Очевидно, что данный метод позволяет с помощью датчика пиков перестраивать точно установленные периоды времени и определять положение узких полос газового потока даже при относительно низкой разрешающей способности колонки. Таким образом устраняется снижение эффективности улавливания из-за мелких изменений времен удерживания между циклами газохроматографичес-кого разделения. [24]