RU182536U1 - Газовый хроматограф - Google Patents
Газовый хроматограф Download PDFInfo
- Publication number
- RU182536U1 RU182536U1 RU2018120088U RU2018120088U RU182536U1 RU 182536 U1 RU182536 U1 RU 182536U1 RU 2018120088 U RU2018120088 U RU 2018120088U RU 2018120088 U RU2018120088 U RU 2018120088U RU 182536 U1 RU182536 U1 RU 182536U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- polar
- column
- oil
- gas flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к аналитическому приборостроению, в частности к газовым хроматографам, предназначенным для качественного и количественного определения специфических продуктов, выделяющихся в трансформаторное масло при деградации внутренней бумажной изоляции силовых трансформаторов в процессе их эксплуатации, а именно метанола. Газовый хроматограф, содержит термостатированное устройство для жидкой пробы и регулятор расхода газа-носителя, которые подключены через кран-переключатель газовых потоков, кран-дозатор, испаритель, устройство криофокусирования к первой капиллярной колонке, вторую капиллярную колонку, два детектора, один из которых пламенно-ионизационный. Термостатированное устройство для жидкой пробы выполнено в виде проточной кюветы, которая снабжена системой продувки газа-носителя через жидкую пробу под давлением, включающей в себя, например, компрессор, через кран-переключатель газовых потоков, осуществляющий рециркуляцию парогазовой смеси путем ее перекачивания по газовым магистралям из пространства над маслом на дно кюветы, откуда парогазовая смесь в виде пузырьков газа возвращается в пространство над маслом, при этом второй детектор выполнен пламенно-ионизационным, первая капиллярная колонка выполнена неполярной, вторая капиллярная колонка выполнена полярной, а третья выполнена в виде пустого кварцевого капилляра, выход неполярной колонки соединен одновременно с входами полярной и пустой колонок, которые также подключены к дополнительно введенному переключателю газовых потоков, управляемому электронным регулятором давления, связанным с источником газа-носителя, выходы полярной и пустой колонок соединены, соответственно, с первым и вторым пламенно-ионизационными детекторами. Техническим результатом является сокращение времени извлечения из трансформаторного масла анализируемого вещества (метанола) и суммарного времени анализа. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к аналитическому приборостроению, в частности к газовым хроматографам, предназначенным для качественного и количественного определения специфических продуктов, выделяющихся в трансформаторное масло при деградации внутренней бумажной изоляции силовых трансформаторов в процессе их эксплуатации, а именно метанола (метилового спирта).
Известен комплекс на базе газового хроматографа с пламенно-ионизационным детектором и насадочной колонкой (патент на изобретение RU №2634260). Недостатком данного комплекса является его низкая чувствительность к анализируемому веществу (метанолу).
Известен газовый хроматограф для определения следовых количеств оксигенатов в нефтяных фракциях (патент на полезную модель RU №155080). Несмотря на высокую чувствительность данного устройства, применить его для анализа растворенного в трансформаторном масле метанола не представляется возможным, т.к. его концентрация находится в диапазоне 10÷500 ppb и хроматограмма зашумлена массой пиков, соответствующих широкому спектру углеводородов и их производных, также растворенных в трансформаторном масле, т.е. хроматограф имеет недостаточную селективность и чувствительность в отношении анализа метанола.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является хроматограф по определению группового компонентного состава нефтепродуктов (патент на изобретение RU №2555514), содержащий хроматографическую колонку с сорбентом, дозатор, жидкостной насос для прокачивания элюента (растворителя), испаритель, пламенно-ионизационный детектор (катарометр), устройство регулирования подачи газа (водорода), блок питания детектора и контроля температур, а также термостатирования и программирования температуры колонок, термостат. При этом хроматограф также снабжен делителем потока, сборником компонентов нефтепродукта, жидкостным дозатором, испарительной колбой с нагревателем-термостатом, рефрактометрическим детектором, холодильником, воздушным эжектором, фильтрами, газовым дозатором, газовой хроматографической колонкой, линией «сброс» нефтепродукта. Техническим результатом прототипа является повышение числа параллельно анализируемых характеристик нефтепродукта с одновременным снижением погрешности при его определении, возможность определения массового выхода компонентов нефтепродукта, увеличение методов и методик, которые возможно применить на данном аппарате для определения группового компонентного состава, а также повышение надежности на отказ и простота во время сборки.
Технической проблемой (недостатком) вышеуказанных хроматографических аппаратов является длительное время извлечения из трансформаторного масла проб для анализа.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое в качестве полезной модели устройство, и технический результат от его использования, является сокращение времени извлечения из трансформаторного масла анализируемого вещества (метанола) и, следовательно, общего (суммарного) времени анализа за счет сокращения времени получения парогазовой смеси для анализа, с одновременным сохранением снижения предела обнаружения анализируемого вещества.
Указанная задача решается тем, что заявляемый хроматограф содержит термостатированное устройство для жидкой пробы (трансформаторного масла) и регулятор расхода газа-носителя, которые подключены через кран-переключатель газовых потоков, кран-дозатор, испаритель, холодильник (устройство криофокусирования) к первой капиллярной колонке, вторую капиллярную колонку, два детектора, один из которых пламенно-ионизационный. Согласно полезной модели термостатированное устройство для жидкой пробы выполнено в виде проточной кюветы, которая снабжена системой продувки (пропускания) газа-носителя через жидкую пробу под давлением (барботирование), включающей в себя, например, компрессор, через кран-переключатель газовых потоков осуществляющий рециркуляцию парогазовой смеси путем ее перекачивания по газовым магистралям из пространства над маслом на дно кюветы, откуда парогазовая смесь в виде пузырьков газа возвращается в пространство над маслом, при этом, второй детектор выполнен пламенно-ионизационным, первая капиллярная колонка выполнена неполярной, вторая капиллярная колонка выполнена полярной, а третья выполнена в виде пустого кварцевого капилляра, выход неполярной колонки соединен одновременно с входами полярной и пустой колонок, которые также подключены к дополнительно введенному переключателю газовых потоков, управляемому электронным регулятором давления, связанным с источником газа-носителя, выходы полярной и пустой колонок соединены, соответственно, с первым и вторым пламенно-ионизационными детекторами.
Полезная модель поясняется схемой хроматографа, изображенной на рисунке.
Устройство содержит термостатированную кювету 1 со сливным краном 2, краном для заливки пробы трансформаторного масла 3, обогреваемые газовые магистрали 4 и обогреваемый переключающий кран 5, соединенный с регулятором расхода газа-носителя 6 и компрессором 7, обогреваемый трубопровод 8, связывающий термостатированную кювету 1 с узлом ввода пробы парогазовой смеси в хроматограф, представляющим собой обогреваемый кран-дозатор 9, связанный с электронным регулятором давления 10 и инжектором (испарителем) 11, выход которого соединен с устройством криофокусирования 12, соединенным своим выходом со входом «неполярной» капиллярной колонки 13 (длина 60 м, внутренний диаметр 0,53 мм), выход которой соединен через пневмосопротивления 14 и 15 со входами «полярной» капиллярной колонки 16 (длина 60 м, внутренний диаметр 0,53 мм) и пустого кварцевого капилляра 17, имеющего собственное пневмосопротивление по газу-носителю, равное пневмосопротивлению «полярной» капиллярной колонки 16, которые также подключены к дополнительно введенному переключателю газовых потоков 18, управляемому электронным регулятором давления 19, связанным с источником газа-носителя, выходы «полярной» капиллярной колонки 16 и пустого кварцевого капилляра 17 связаны с пламенно-ионизационными детекторами 20 и 21, соответственно.
Устройство работает следующим образом.
Перед проведением анализа трансформаторного масла термостатированная кювета 1, обогреваемые газовые магистрали 4, газовые магистрали компрессора 7, обогреваемый трубопровод 8 нагреваются до рабочей температуры и затем для удаления остатков парогазовой фазы (следов) предыдущего анализа из магистралей и полостей внутри всей системы извлечения анализируемых веществ из трансформаторного масла продуваются при закрытом сливном кране 3 и открытом кране для заливки трансформаторного масла 2 газом-носителем, например, гелием, поток которого формируется регулятором расхода газа-носителя 6, для чего обогреваемый переключающий кран 5 и обогреваемый кран-дозатор 9 переключаются в соответствующие положения. Перед завершением продувки необходимо закрыть кран для заливки трансформаторного масла 2 и перевести обогреваемый переключающий кран 5 в положение, обеспечивающее замкнутый контур для рециркуляции газа-носителя через термостатированную кювету 1, обогреваемые газовые магистрали 4 и газовые магистрали компрессора 7.
Проба трансформаторного масла объемом 10-100 мл помещается в термостатированную кювету 1 через кран для заливки 3, после чего он перекрывается и включается компрессор 7, обеспечивающий рециркуляцию парогазовой смеси путем ее перекачивания по обогреваемым газовым магистралям 4 из пространства над маслом на дно термостатированной кюветы 1. Компрессор 7 выполняет барботирование (перемешивание) пробы трансформаторного масла, перекачивая парогазовую смесь в замкнутом объеме через пробу трансформаторного масла и насыщая газ-носитель растворенными в масле анализируемыми специфическими продуктами разложения внутренней бумажной изоляции силовых трансформаторов, что приводит к образованию парогазовой смеси, пригодной для хроматографического анализа. Барботирование пробы при скорости, например, (20-30) см3/мин. выполняется в течение, например, 10 мин. Насыщение газа-носителя растворенными в масле анализируемыми специфическими продуктами в процессе барботирования происходит за счет того, что проходящие через объем пробы трансформаторного масла пузырьки газа-носителя увлекают за собой молекулы анализируемых специфических продуктов, физически отделяя их от молекул масла. Учитывая большое количество пузырьков газа-носителя, проходящее через пробу трансформаторного масла при выбранной скорости и продолжительности барботирования, можно добиться существенного сокращения времени насыщения парогазовой смеси, получаемой в замкнутом контуре -термостатированная кювета 1, обогреваемые газовые магистрали 4, газовые магистрали компрессора 7, по отношению к другим устройствам насыщения.
Обогреваемый переключающий кран 5 переводится в положение, обеспечивающее перемещение потоком газа-носителя, формируемым регулятором расхода 6, полученной насыщенной парогазовой смеси по обогреваемому трубопроводу 8 из пространства над маслом термостатированной кюветы 1 в дозирующую петлю обогреваемого крана-дозатора 9.
Обогреваемый кран-дозатор 9 переводится в положение, обеспечивающее дозирование парогазовой смеси, например, в объеме 1-3 мкл и перемещение заданной порции парогазовой смеси в инжектор (испаритель) 11, после чего переводится в положение, обеспечивающее удаление излишка парогазовой смеси из хроматографа через выход «сброс».
Из испарителя 11 заданная порция парогазовой смеси пропускается через устройство криофокусирования 12 с заранее заданной программой изменения температуры в зависимости от анализируемых веществ в парогазовой смеси.
Из устройства криофокусирования 12 порция парогазовой смеси, с более «компактным» расположением вдоль газовой магистрали анализируемых веществ, пропускается через «неполярную» капиллярную колонку 13, в которой осуществляется предварительное разделение анализируемой парогазовой смеси. Давление, необходимое для работы «неполярной» капиллярной колонки 13, формируется электронным регулятором давления 10.
Капиллярные колонки 13, 16, 17, пневмосопротивления 14 и 15, переключатель газовых потоков 18 размещены в термостате (на рисунке не показано) объемом 7 л, что позволяет обеспечить равные условия и точность поддержания температуры с помощью высокоточного алгоритма термостатирования.
С выхода «неполярной» капиллярной колонки 13 парогазовая смесь подается на два независимых канала разделения и обработки анализируемых веществ, включающих пневмосопротивления 14 и 15, капиллярные колонки 16 и 17 с пламенно-ионизационными детекторами 20 и 21, осуществляющими определение количественных характеристик разделенных компонентов парогазовой смеси.
Элюат (поток подвижной фазы с компонентами разделяемой парогазовой смеси) с выхода капиллярной «неполярной» колонки 13 поступает через пневмосопротивления 14 или 15 на вход «полярной» колонки 16 или пустого капилляра 17 в зависимости от положения переключателя газовых потоков 18, управляемым электронным регулятором давления 19, который соединен с источником газа-носителя. На первой стадии анализа, проходящего в изотермическом режиме термостата, выход «неполярной» капиллярной колонки 13 через пневмосопротивление 15 подключен ко входу пустого капилляра 17, подключенного своим выходом к детектору 21. После выхода из колонки 13 постоянных газов и легкокипящих компонентов, перед выходом из колонки 13 метанола, переключатель газовых потоков 18 переключает поток газа, формируемый электронным регулятором давления 19, и элюат направляется через пневмосопротивление 14 в «полярную» колонку 16 и далее в детектор 20. После выхода метанола из колонки 13 поток элюата вновь переводится переключателем газовых потоков 18 на вход пустого кварцевого капилляра 17. Таким образом, участок хроматограммы с находящимся в ней метанолом оказывается в «полярной» колонке 16, где и осуществляется окончательное высокоэффективное разделение нескольких компонентов анализируемой парогазовой смеси (среди которых находится и метанол). После регистрации пика метанола детектором 20 включается режим программирования температуры термостата, позволяющий ускорить выход остальных компонентов парогазовой смеси из колонки 13 и подготовить хроматограф к проведению следующего анализа.
При очень низких концентрациях метанола (ниже 50 ppb) в парогазовой смеси устройство криофокусирования 12, снижает «размывание» пика хроматограммы, сохраняя эффективность разделения компонентов анализируемой парогазовой смеси, выражающуюся в уменьшении ширины пиков хроматограммы и увеличении их высоты, тем самым увеличивается соотношение сигнал-шум и, соответственно, снижается предел обнаружения и повышается точность определения концентрации метанола.
Получаемые с пламенно-ионизационных детекторов 20 и 21 электрические сигналы усиливаются электрометрическими усилителями (на схеме не показаны), преобразуются в цифровую форму и передаются на персональный компьютер (на схеме не показан) для обработки и представления результатов хроматографического анализа в соответствующей компьютерной программе.
Таким образом, заявляемое устройство для хроматографического анализа с предварительной рециркуляцией парогазовой смеси с целью ее насыщения растворенными в масле специфическими продуктами разложения внутренней бумажной изоляции силовых трансформаторов является эффективным для анализа спиртов, растворенных в трансформаторном масле, которые имеют низкие концентрации относительно газообразных продуктов разложения бумажно-масляной изоляции трансформатора.
Claims (1)
- Газовый хроматограф, содержащий термостатированное устройство для жидкой пробы и регулятор расхода газа-носителя, которые подключены через кран-переключатель газовых потоков, кран-дозатор, испаритель, устройство криофокусирования к первой капиллярной колонке, вторую капиллярную колонку, два детектора, один из которых пламенно-ионизационный, отличающийся тем, что термостатированное устройство для жидкой пробы выполнено в виде проточной кюветы, которая снабжена системой продувки газа-носителя через жидкую пробу под давлением, включающей в себя, например, компрессор, через кран-переключатель газовых потоков, осуществляющий рециркуляцию парогазовой смеси путем ее перекачивания по газовым магистралям из пространства над маслом на дно кюветы, откуда парогазовая смесь в виде пузырьков газа возвращается в пространство над маслом, при этом второй детектор выполнен пламенно-ионизационным, первая капиллярная колонка выполнена неполярной, вторая капиллярная колонка выполнена полярной, а третья выполнена в виде пустого кварцевого капилляра, выход неполярной колонки соединен одновременно с входами полярной и пустой колонок, которые также подключены к дополнительно введенному переключателю газовых потоков, управляемому электронным регулятором давления, связанным с источником газа-носителя, выходы полярной и пустой колонок соединены, соответственно, с первым и вторым пламенно-ионизационными детекторами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018120088U RU182536U1 (ru) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Газовый хроматограф |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018120088U RU182536U1 (ru) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Газовый хроматограф |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU182536U1 true RU182536U1 (ru) | 2018-08-22 |
Family
ID=63255642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018120088U RU182536U1 (ru) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Газовый хроматограф |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU182536U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113960209A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种重-稠油气相色谱进样辅助装置及检测方法 |
CN115201388A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-18 | 哈尔滨理工大学 | 变压器油内甲醇的智能取样分析***及其取样分析方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4991423A (en) * | 1989-08-23 | 1991-02-12 | Poshemansky Vladimir M | Method of gas-chromatographic analysis of mixtures and device therefor |
EP1840557A1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-03 | FOSS Analytical A/S | Determination of Components of Liquids |
RU83849U1 (ru) * | 2009-01-30 | 2009-06-20 | Сергей Александрович Савчук | Двухканальный газовый хроматограф для выявления фальсифицированного алкоголя и летучих ядов |
RU2552937C1 (ru) * | 2013-12-24 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ совместного определения ацетона и метанола в природных и сточных водах с использованием газовой хроматографии |
-
2018
- 2018-05-31 RU RU2018120088U patent/RU182536U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4991423A (en) * | 1989-08-23 | 1991-02-12 | Poshemansky Vladimir M | Method of gas-chromatographic analysis of mixtures and device therefor |
EP1840557A1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-03 | FOSS Analytical A/S | Determination of Components of Liquids |
RU83849U1 (ru) * | 2009-01-30 | 2009-06-20 | Сергей Александрович Савчук | Двухканальный газовый хроматограф для выявления фальсифицированного алкоголя и летучих ядов |
RU2552937C1 (ru) * | 2013-12-24 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Способ совместного определения ацетона и метанола в природных и сточных водах с использованием газовой хроматографии |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113960209A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种重-稠油气相色谱进样辅助装置及检测方法 |
CN113960209B (zh) * | 2021-10-28 | 2022-09-16 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种重-稠油气相色谱进样辅助装置及检测方法 |
CN115201388A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-18 | 哈尔滨理工大学 | 变压器油内甲醇的智能取样分析***及其取样分析方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Seeley | Recent advances in flow-controlled multidimensional gas chromatography | |
EP3066449B1 (en) | Gas inlet system for isotope ratio spectrometer | |
Swinnerton et al. | Determination of Dissolved Gases in Aqueous Solutions by Gas Chromatography. | |
Schomburg et al. | Aspects of double-column gas chromatography with glass capillaries involving intermediate trapping | |
RU2589768C2 (ru) | Анализ сжатых пластовых флюидов | |
US8499614B2 (en) | Field gas chromatograph with flame ionization | |
Sharif et al. | The microfluidic Deans switch: 50 years of progress, innovation and application | |
CN103323543B (zh) | 一种检测卷烟烟气中17种多环芳烃的方法 | |
CN110208401B (zh) | 固相脱水萃取-超临界流体色谱-质谱在线分析***及方法 | |
RU182536U1 (ru) | Газовый хроматограф | |
US20210364483A1 (en) | Chromatographic apparatus for online enrichment of trace and ultra-trace components and method for analyzing trace and ultra-trace components using same | |
US3103807A (en) | Liquid sample injection in a chromatographic apparatus | |
Tuan et al. | Novel preconcentration technique for on-line coupling to high-speed narrow-bore capillary gas chromatography: sample enrichment by equilibrium (ab) sorption: I. Principles and theoretical aspects | |
Yang et al. | On-line coupling of fizzy extraction with gas chromatography | |
Vitenberg et al. | Gas-chromatographic headspace analysis: Metrological aspects | |
CN202486108U (zh) | 一种色谱分析*** | |
US20110212536A1 (en) | Method and apparatus for the isotope-ratio analysis | |
CN102183595A (zh) | 一种分析方法及装置 | |
Vitenberg | Equilibrium model in the description of gas extraction and headspace analysis | |
US20170173551A1 (en) | Device For Evaluation Of At Least One Performance Criterion Of Heterogeneous Catalysts | |
EP0247929A1 (en) | Method and apparatus for chromatographic analysis, in particular of petroleum liquids | |
CN210347556U (zh) | 一种极稀样品直接测定富集进样*** | |
WO2003087756A3 (en) | Chemical analysis of samples | |
CN102539590B (zh) | 一种色谱分析***和方法 | |
Price et al. | Determination of airborne methyl tert-butyl ether in gasoline atmospheres |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190601 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20200901 |