- Out of liquid – датчик для работы с водой и агрессивными жидкостями и газами
- Высокочувствительные тепловые датчики потока mfs02 (газ)
- Датчики скорости потока сплошных сред компании ist
- Термоанемометрические чувствительные элементы
- Калориметрические чувствительные элементы
- Комбинация двух принципов измерений
- Детектор пламенно-ионизационный (пид)
- Детектор по теплопроводности (дтп)
- Детекторы
- Дискретные термосопротивления pt50 pt1000
- Документация
- Другие малоиспользуемые в хроматографии детектора:
- Калориметрические чувствительные элементы
- Комбинация двух принципов измерений
- Модули для включения датчика mfs02
- Пламенно-фотометрический детектор (пфд)
- Стоимость
- Тепловые датчики потока серии fs2 (газ, некоторые жидкости)
- Тепловые датчики потока серии fs7 (газ, некоторые жидкости)
- Термоанемометрические чувствительные элементы
- Термоионный детектор (тид)
- Фотоионизационный детектор (фид)
- Электронный модуль для включения датчиков fs7 и out of liquid
- Электронозахватный детектор (эзд)
Out of liquid – датчик для работы с водой и агрессивными жидкостями и газами
Для агрессивных сред и содержащих воду жидкостей рекомендуется термоанемометрический датчик Out Of Liquid. Данный элемент выполнен как небольшая трубка из нержавеющей стали, на внешней стенке которой размещены нагреватель (термосопротивление Pt50) и датчик температуры (термосопротивление Pt1000), таким образом термосопротивления изолированы от измеряемой среды.
Диапазон измерений для данного случая составляет 0..3000 мл/мин (≈ 4 м/c), время прогрева <20 сек, время отклика <300 мс. Длина трубки составляет 40 мм, её наружный диаметр 4 мм. Рабочий температурный диапазон Out Of Liquid – от -50 °C до 180 °C.
Код для заказа: P1K0/050.232.2K.C.050.M.U.S
Наличие на складе
Высокочувствительные тепловые датчики потока mfs02 (газ)
Для задач, где требуется повышенная чувствительность датчика потока газа, предлагаются миниатюрные чувствительные элементы MFS02. По своей структуре они похожи на датчики FS2 и состоят из нагревателя (два термосопротивления), датчиков температуры справа и слева от нагревателя (два термосопротивления) и дополнительного датчика температуры для работы в анемометрическом режиме (одно термосопротивление).
Наличие на складе
Основные характеристики датчика MFS 02 приведены в таблице. Более подробная информация доступна в документации от производителя.
| Диапазон измерений | 0…150 м/c (анемометрический режим) 0…1.5 м/c (калориметрический режим) | ||
| Разрешение | 0,0003 м/c | ||
| Индикация направления потока | да | ||
| Время отклика | < 10 мсек | ||
| Диапазон рабочих температур | −40 .. 80 °C | ||
| Размеры элемента | 3.5 x 5.1 мм | ||
Датчики скорости потока сплошных сред компании ist
Для измерения скорости потока жидкостей или газов используются различные физические эффекты. В датчиках скорости потока используются механические, оптические, электромагнитные, ультразвуковые и другие чувствительные элементы, все они позволяют по косвенным характеристикам определить расход жидкости или газа, проходящего по трубе.
Под расходом может подразумеваться как объем потока (литры в минуту или кубические метры в минуту), так и масса потока (килограммы в минуту), так и его скорость (метры в секунду). Допуская, что в большинстве приложений известны характеристики среды и характеристики трубы, мы будем считать перечисленные понятия тождественными.
Швейцарская компания IST специализируется на производстве тонкопленочных термосопротивлений, поэтому и для измерения скорости потока IST выпускает теплорезистивные чувствительные элементы. В тепловых датчиках потока измерения производятся либо по охлаждению нагретого тела, помещенного в поток (термоанемометрические датчики скорости потока), либо по переносу тепловой энергии между двумя точками, расположенными вдоль потока (калориметрические датчики скорости потока).
В портфолио компании IST есть датчики, использующие оба принципа измерения.
Термоанемометрические чувствительные элементы
Датчики FS5, FS7, модуль Out Of Liquid
В простейшем случае чувствительный элемент состоит из нагревательного элемента и датчика температуры, которые по сути являются термосопротивлениями. При отсутствии потока температура микронагревателя остается неизменной, а при наличии потока нагреватель начинает отдавать тепло среде.
Количество тепла, которое отдается потоку, зависит от разности температур нагревателя и теплофизических характеристик среды, а также от параметров трубы и от скорости потока. Поскольку начальная разность температур определяется схемой включения датчика расхода, а параметры трубы известны, теплоотдача нагревательного элемента может использоваться для измерения скорости потока. Таким образом, скорость потока рассчитывается как функция от разности температур нагревателя и датчика температуры.
Калориметрические чувствительные элементы
Датчики FS2, MFS 02
Калориметрические тепловые датчики потока предназначены для относительно медленных потоков с переменным направлением. Элемент состоит из трех элементов — микронагревателя и двух датчиков, измеряющих температуру до и после него.
В отсутствии потока тепловое пятно неподвижно, поэтому справа и слева от нагревателя сплошная среда имеет одну и ту же температуру. При возникновении потока тепловое пятно «сдвигается» согласно направлению и скорости потока. Таким образом, при известных параметрах трубы и характеристиках среды скорость потока может быть измерена как функция от разности показаний датчиков температуры.
Комбинация двух принципов измерений
Датчики FS2, MFS 02
Диапазон измерений калориметрических датчиков ограничивается самим принципом их работы — при определенной скорости потока тепловое пятно «сдвигается» слишком далеко и разность показателей правого и левого датчиков уже не позволяет судить о скорости потока. Обеспечить чувствительность датчика в более широком диапазоне скоростей можно, используя комбинацию калориметрического и термоанемометрического принципов измерения, то есть на относительно малых скоростях используется калориметрический принцип, а на б ́ольших скоростях, когда направление потока уже известно, используется термоанемометрический (тот же микронагреватель и дополнительный датчик температуры).
Детектор пламенно-ионизационный (пид)
Другое популярное название – детектор ионизации пламени (ДИП). ПИД –разрушающий пробу детектор, селективный, потоковый. Линейный диапазон свыше 107.
Работа ПИД основана на изменении фонового тока водородного пламени при внесении в него органического вещества.
Фоновый ток самого водородного пламени чрезвычайно мал. Органические вещества, сгорая в водородном пламени, вызывают протекание тока, между коллекторным электродом и горелкой детектора, к которой приложено напряжение. Протекающий ток пропорционален количеству органического вещества, сгоревшего в пламени детектора.
ПИД обнаруживает большинство органических соединений, содержащих связь С–Н. Детектор чувствителен почти ко всем органическим соединениям (не чувствителен к формальдегиду и муравьиной кислоте), поэтому его иногда относят к универсальным детекторам.
В качестве газа-носителя обычно применяется гелий, азот, аргон. Требует дополнительные газы водород и воздух. Водород, как правило, от генератора водорода, воздух от компрессора. Используется с любыми типами колонок: насадочными, микронасадочными, капиллярными.
Детектор по теплопроводности (дтп)
Другое популярное название – катарометр. ДТП – неразрушающий пробу, универсальный, концентрационный детектор. Линейный диапазон свыше 105.
В основу работы ДТП положен процесс передачи тепла от нагретого термочувствительного элемента к более холодному корпусу детектора за счет теплопроводности газового потока. С изменением состава газового потока меняется его теплопроводность. Это, в свою очередь, приводит к изменению температуры, а, следовательно, и электрического сопротивления чувствительного элемента.
Для более стабильной работы в ДТП применяется не один, а два термочувствительных элемента, и измеряется различие в теплопроводности чистого газа–носителя и смеси газа–носителя с веществом, выходящим из хроматографической колонки. ДТП обладает чувствительностью ко всем соединениям, теплопроводность которых отличается от теплопроводности газа–носителя.
Чем больше теплопроводность анализируемого вещества отличается от теплопроводности газа–носителя, тем выше чувствительность ДТП к данному соединению. Необходимо иметь в виду, что теплопроводность веществ зависит от температуры, поэтому чем ниже рабочая температура ДТП, тем будет выше чувствительность. В качестве газа-носителя обычно применяется водород, гелий, аргон, реже азот.
Разработаны и применяются разные типы ДТП:
- Классический с W/Re терморезисторами. Применяется в большинстве случаев. Работает, как правило, с насадочными и микронасадочными колонками
- Повышенной чувствительности. За счет меньшего объема камеры применяется не только с насадочными, но и с капиллярными колонками.
- Повышенной чувствительности с позолоченными терморезисторами. Более стойкий к веществам с сильными окислительными свойствами.
- Коррозионностойкий ДТП. Отличная стойкость к окислению. Но возможно меньшая чувствительность к некоторым соединениям.
- Микро-ДТП. Разработан для использования с капиллярными колонками. Не требует дополнительного поддува.
Детекторы
Детектор это специальный блок хроматографической системы, реагирующий на различие в составе подвижной фазы, не содержащей компонентов разделяемой смеси, и подвижной фазы с разделенными компонентами, выходящими из колонки. Сигнал детектора после необходимого усиления подается на регистрирующее устройство.
Результаты детектирования, а следовательно, и результаты всего анализа в значительной степени зависят от правильного выбора типа детектора, его конструкции. Принятая классификация детекторов позволяет правильно установить возможности и оптимальные варианты использования каждого из них.
Хроматографический детектор предназначен для обнаружения и измерения количеств компонентов в потоке подвижной фазы на выходе из хроматографической колонки.
В основе работы хроматографических детекторов лежит то положение, что при попадании в газ-носитель компонентов анализируемой смеси образовавшаяся бинарная смесь компонент – газ-носитель отличается по физико-химическим свойствам от чистого газа-носителя. Эти изменения регистрируются во времени и представляются в форме, удобной для дальнейшей обработки.
Основные требования, предъявляемые к хроматографическим детекторам следующие:
детектор должен обладать высокой чувствительностью – регистрировать даже малые изменения физико-химических свойств подвижной фазы;
величина сигнала детектора должна изменяться пропорционально изменению концентрации определяемого компонента в подвижной фазе;
детектор должен регистрировать определяемые компоненты по возможности мгновенно (иметь достаточное быстродействие);
рабочий объем детектора должен быть, по возможности, наименьшим, чтобы исключить дополнительное размывание пиков в детекторе;
желательно, чтобы показания детектора отражали изменения физико-химических свойств подвижной фазы только от ее состава.
По возможности следует исключить влияние температуры, давления, других параметров хроматографического процесса на функционирование детектора. Если этого не удается достичь, необходимо поддерживать эти параметры во время всего процесса разделения строго постоянными.
Среди многообразия хроматографических детекторов следует различать детекторы интегральные и детекторы дифференциальные.
Интегральные детекторы регистрируют суммарное количество всех разделяемых веществ, выходящих из хроматографической колонки. Хроматограмма смеси, при условии полного разделения компонентов, состоит из ряда ступеней, отделенных друг от друга участками, параллельными нулевой линии. Число ступеней на хроматограмме соответствует числу компонентов в анализируемой смеси, а высота каждой ступени характеризует количество данного компонента в смеси.
Интегральные детекторы не требуют специальной калибровки.
Типичным примером интегрального детектора является обычная бюретка, заполненная раствором щелочи и погруженная открытым концом в стакан с этим раствором. В качестве газа-носителя используется углекислый газ, который, попадая в бюретку, реагирует со щелочью с образованием гидрокарбоната. При этом изменение положения верхнего уровня жидкости в бюретке наблюдается лишь при попадании в нее компонентов разделяемой смеси, не реагирующих со щелочью.
Устройство детектора приведено на рис. 26, а вид хроматограммы приведен на рис. 27.
Рис. 26. Схема устройства Рис. 27. Вид хроматограммы итегрального детектора при использовании интегрального детектора
Дифференциальный детектор дает отклик на приращение концентрации каждого из разделяемых компонентов в зависимости от времени (т.е. С/t от t). В этом случае хроматографический пик является дифференциальной кривой количества компонента, выходящего из колонки (рис. 28) по времени.
Сигнал дифференциального детектора может быть пропорционален или концентрации определяемого компонента в газе-носителе, или потоку этого компонента, т.е. количеству компонента, попадающему в камеру детектора в единицу времени (рис. 29).
Для концентрационного детектора существует прямая пропорциональность между величиной сигнала детектора Ес и концентрацией компонента в газеносителе – С:
Ес = АсС , (52)
где Ас коэффициент пропорциональности, характеризующий чувствительность концентрационного детектора.
Для концентрационного детектора площадь регистрируемого пика обратно пропорциональна скорости потока газа-носителя и прямо пропорциональна количеству (массе) компонента. Поэтому при увеличении скорости потока газа-носителя площадь пика уменьшается, а высота пика остается постоянной. Концентрация компонента рассчитывается по величине площади пика.
Рис. 28. Форма сигнала Рис. 29. Характер зависимости дифференциального детектора сигнала детектора от концентрации вещества
В потоковом детекторе сигнал определяется количеством вещества, попадающим в детектор в единицу времени, т.е. потоком вещества q:
Ei = Aiq, (53)
где Аi коэффициент пропорциональности, характеризующий чувствительность потокового детектора.
Для потокового детектора с увеличением скорости потока газаносителя величина площади регистрируемого на хроматограмме пика не меняется, а высота пика увеличивается, поскольку при этом увеличивается поток анализируемого компонента.
Площадь пика определяемого компонента в этом случае прямо пропорциональна количеству вещества и скорости потока газа-носителя. Количество определяемого компонента рассчитывается по величине площади пика.
Рис. 30. Характер зависимости lg S – lg u для концентрационного (1) и потокового (2) детекторов
Для того, чтобы определить к какому типу детектора относится данный детектор, следует установить характер зависимости показаний детектора от скорости потока газа-носителя. В билогарифмических координатах (логарифм площади пика – логарифм скорости потока газа-носителя) идеальный концентрационный детектор характеризуется линейной зависимостью с углом наклона к оси абсцисс равном 45 о, а идеальный потоковый – зависимостью, параллельной оси абсцисс (рис. 30).
Некоторые типы детекторов нельзя отнести к идеальным концентрационным или идеальным потоковым. Для таких детекторов угол наклона билогарифмической зависимости принимает промежуточные значения.
Для решения вопроса о применимости данного детектора необходимо знать его следующие основные характеристики:
предельную чувствительность (предел обнаружения);
диапазон концентраций, для которого сохраняется линейность градуировочной характеристики;
специфическую чувствительность к различным компонентам анализируемой смеси;
размеры камеры, в которой происходят физические процессы, определяющие сигнал детектора (чувствительный объем).
Рис. 2. Зависимость показаний детектора от расхода подвижной фазы: а) — концентрационного; h1=h2=h3=h; S1 > S2 > S3; б — потокового; h3>h2>h1; S1 = S2 = S3; W1 > W2 > W3 — расходы подвижной фазы.
Сигнал потокового детектора определяется количеством вещества, попадающего в детектор в единицу времени, т. е. потоком вещества, j=dG/dt. Для потокового детектора сигнал aj = Ajj, где Aj — коэффициент пропорциональности, постоянный в линейной области детектора. Для потокового детектора с увеличением расхода ПФ площадь пика не изменяется, а его высота увеличивается, так как при этом увеличивается поток компонента (рис. 2, б).
Можно также выделить массовые детекторы, сигнал которых прямо пропорционален массе поступающего в них вещества. К массовым детекторам относятся все ИД, в которых происходит накопление вещества и, следовательно, сигнала. Следует отметить, что если для концентрационного детектора расход ПФ не остается постоянным, то его нельзя отнести ни к одному из указанных выше типов детекторов. На практике, чтобы установить, является детектор концентрационным или потоковым, строят зависимость показаний детектора от расхода ПФ. Существуют статический и динамический методы определения типа детекторов. При статическом методе обычно при различных расходах ПФ вводят пробы и измеряются площади полученных пиков. Строят зависимости площади пика от расхода (рис. 3, а) или логарифма площади от логарифма расхода ПФ (ряс. 3, б).
Рис 3. Зависимость площади пика от расхода ПФ детекторов: 1– потокового; 2 — концентрационного; 3 — промежуточного.
В логарифмических координатах идеальный концентрационный детектор имеет характеристику в виде прямой с наклоном 45° к оси расходов, а идеальный потоковый детектор — в виде прямой, параллельной оси расходов. Некоторые типы детекторов не всегда можно отнести к потоковому или концентрационному. Для них зависимости площади от расхода имеют промежуточное вначение (рис. 3, б).И потоковые, и концентрационные детекторы широко используются в хроматографии. Так как высота хроматографических пиков для концентрационного детектора не зависит от расхода, можно применять метод измерения высот пиков при постоянной температуре колонки. Для потоковых детекторов проводить анализ хроматограмм по высотам пиков можно только в случае постоянного расхода ПФ. Однако их показания мало зависят от температуры анализа и не зависят от давления, что является их определенным преимуществом по сравнению с концентрационными детекторами. В то же время с помощью концентрационных детекторов можно более точно измерить время удерживания, так как их показания зависят от расхода газа (при ГХ).
Дискретные термосопротивления pt50 pt1000
Со склада таже доступны отдельные термосопротивления номиналом Pt50 (нагреватель) и Pt1000 (термосенсор). Элементы имеют миниатюрный размер 2 x 2.3 мм, их тыльная сторона покрыта металлом, что и позволяет приваривать, припаивать или иным способом крепить элементы к поверхности.
Более подробная информация доступна в разделе “Термосопротивления”.
Документация
Датчики данной серии обозначаются как FS2T.0.1E.***, где посдедние три символа кодируют длину выводов в миллиметрах. Более подробная информация доступна в документации от производителя.
Другие малоиспользуемые в хроматографии детектора:
ДТХ – детектор термохимический. Применяется для анализа водорода, кислорода, оксида углерода.
ППФД – пульсирующий пламенно-фотометрический детектор. Разновидность детектора ПФД. Также для анализа (S) и (Р) соединений.
ХЛД – хемилюминесцентный детектор. Селективный детектор для серосодержащих соединений. Обладает самой лучшей чувствительностью среди селективных детекторов на серу.
ГИД – гелий ионизационный детектор. Применяется в контроле примесей чистых газов. Обеспечивает обнаружение ультранизких концентраций газов.
VUV – вакуумный ультрафиолетовый детектор. Одновременно универсальный и селективный детектор. На сегодняшний день применяется в нефтехимии.
Калориметрические чувствительные элементы
Датчики FS2, MFS 02
Калориметрические тепловые датчики потока предназначены для относительно медленных потоков с переменным направлением. Элемент состоит из трех элементов — микронагревателя и двух датчиков, измеряющих температуру до и после него.
В отсутствии потока тепловое пятно неподвижно, поэтому справа и слева от нагревателя сплошная среда имеет одну и ту же температуру. При возникновении потока тепловое пятно «сдвигается» согласно направлению и скорости потока. Таким образом, при известных параметрах трубы и характеристиках среды скорость потока может быть измерена как функция от разности показаний датчиков температуры.
Комбинация двух принципов измерений
Датчики FS2, MFS 02
Диапазон измерений калориметрических датчиков ограничивается самим принципом их работы — при определенной скорости потока тепловое пятно «сдвигается» слишком далеко и разность показателей правого и левого датчиков уже не позволяет судить о скорости потока.
Обеспечить чувствительность датчика в более широком диапазоне скоростей можно, используя комбинацию калориметрического и термоанемометрического принципов измерения, то есть на относительно малых скоростях используется калориметрический принцип, а на б ́ольших скоростях, когда направление потока уже известно, используется термоанемометрический (тот же микронагреватель и дополнительный датчик температуры).
Модули для включения датчика mfs02
Датчики MFS 02 имеют контактные площадки небольшого размера, которые не пригодны для пайки – монтаж датчика должен осуществляться по технологии wire-bounding. На этапе знакомства с датчиком MFS 02 удобно использовать платы-расширения MFS02.PEXP.0 и MFS02.PSTD.
Наличие на складе
Для датчика MFS02 также предлагается отладочная плата Microflow Amplifier Module. На плате датчик MFS 02 установлен в канал, через который проходит поток газа. Помимо канала на плате реалиована схема включения датчика и несколько потенциометров для подстройки этой схемы в зависимости от состава газа, его температуры, скорости и других параметров. На отладочной плате обеспечивается доступ ко всем аналоговым сигналам,
Наличие на складе
Пламенно-фотометрический детектор (пфд)
ПФД – разрушающий пробу детектор, селективный, потоковый. Для стандартных веществ и условий тестирования линейный диапазон ПФД составляет свыше 103 для серосодержащих соединений и свыше 104 для фосфорсодержащих соединений.
Работа детектора основана на возбуждении молекул анализируемых соединений в обогащенном водородом пламени и регистрации фотонов определенной длины волны при переходе молекул в основное состояние. Детектор является селективным к серосодержащим соединениям (394 нм) и фосфорсодержащим соединениям (526 нм).
Селективность и чувствительность детектора сильно зависит от режима работы и соотношения водород – воздух. Также на чувствительность влияет чистота применяемых газов. Наличие в газе углеводородов снижает чувствительность к S- или P-содержащим соединениям. Также чувствительность будет меняться при неполном разделении определяемых компонентов от углеводородов.
В качестве газа-носителя обычно применяется гелий, азот, водород. Требует дополнительные газы – водород и воздух. Водород, как правило, от генератора водорода, воздух от компрессора. В современной хроматографии, как правило, применяется с капиллярными колонками, но возможно использование и с насадочными.
Существуют специальные исполнения детектора ПФД – детектор ПФД с ПИ-датчиком. ПФД с ПИ-датчиком представляет собой детектор ПФД, снабженный коллекторным электродом, аналогичном используемому в детекторе ПИД. Данный коллекторный электрод позволяет проводить анализ органических соединений по каналу ПИД одновременно с анализом фосфор– и серосодержащих соединений по каналу ПФД.
Стоимость
В таблице указаны цены для заказа датчиков в количестве до 50 штук. Вы можете рассчитывать на существенное снижение цены при заказе оптовых количеств, например при заказе от 100 шт. цена датчиков потока снизится на 30%, а при заказе партии от 1000 шт. – почти на 50%.
Документация
На сайте производителя доступно подробное руководство по применению датчиков секрии FS5 / FS7, а также краткие описания конкретных моделей датчиков серии FS7 и платы FS-flowmodul.
Информацию о применении датчика FS7 также можно почерпнуть из статьи “Запускаем датчик потока газа”.
Тепловые датчики потока серии fs2 (газ, некоторые жидкости)
Датчики серии FS2 – это калориметрические чувствительные элементы, предназначенные для определения не только скорости, но и направления потока. Элемент состоит из нагревателя, двух датчиков температуры слева и справа от него, и дополнительного компенсирующего датчика температуры. Все четыре элемента представляют собой термосопротивления разного номинала, которые включаются в мостовую схему.
Наличие на складе
В качестве калориметрического элемента, датчик позволяет определять скорость и направление потока, однако когда скорость превышает 1 м/c, датчик может быть переключен в режим термоанемометра. Датчики FS2 применяются для газов и некоторых жидкостей.
| Диапазон измерений | 0…100 м/c (анемометрический режим) 0…1 м/c (калориметрический режим) | ||
| Разрешение | 0,001 м/c | ||
| Индикация направления потока | да | ||
| Время отклика | < 0.5 сек | ||
| Диапазон рабочих температур | −20 .. 150 °C * | ||
| Размеры элемента | 5 x 5.3 мм | ||
* датчики FS2 для температур до 450°C доступны по запросу.
Тепловые датчики потока серии fs7 (газ, некоторые жидкости)
Датчики серии FS7 представляют собой термоанемометрический чувствительный элемент и являются более современной заменой аналогичным датчикам серии FS5. Датчики применяются для газов и некоторых жидкостей.
Датчики FS7 представляют собой керамическую подложку, на которую нанесены два платиновых термосопротивления, одно из них выполняет роль микронагревателя, другое – роль датчика температуры. Конструкция покрыта изолирующим слоем из стекла, а сам элемент имеет три вывода: контакт нагревателя, контакт датчика температуры и земля.
Датчики серии FS7 имеют три стандартных исполнения:
- бескорпусной датчик с изолированными выводами длиной 195 мм,
- аналогичный датчик в круглом пластмассовом корпусе,
- датчик для температур до 400°C (без корпуса, неизолированные выводы 15 мм).
Другие характеристики стандартных датчиков серии FS7 представлены в таблице. По запросу изготавливаются нестандартные исполнения элемента FS7.
Термоанемометрические чувствительные элементы
Датчики FS5, FS7, модуль Out Of Liquid
В простейшем случае чувствительный элемент состоит из нагревательного элемента и датчика температуры, которые по сути являются термосопротивлениями. При отсутствии потока температура микронагревателя остается неизменной, а при наличии потока нагреватель начинает отдавать тепло среде.
Количество тепла, которое отдается потоку, зависит от разности температур нагревателя и теплофизических характеристик среды, а также от параметров трубы и от скорости потока. Поскольку начальная разность температур определяется схемой включения датчика расхода, а параметры трубы известны, теплоотдача нагревательного элемента может использоваться для измерения скорости потока. Таким образом, скорость потока рассчитывается как функция от разности температур нагревателя и датчика температуры.
Термоионный детектор (тид)
Другое популярное название – азотно-фосфорный детектор (АФД). ТИД – разрушающий пробу детектор, селективный, потоковый. Линейный диапазон около 104.
Работа ТИД основана на том, что при внесении в водородное пламя пламенно–ионизационного детектора паров соли щелочного металла степень ионизации фосфор– и азотсодержащих соединений повышается. Источником паров щелочного металла является втулка из прессованной соли бромид цезия (CsBr), расположенная вокруг горелки.
Во время горения пламени втулка медленно испаряется, и пары соли попадают в пламя. Анализируемое вещество, поступая в пламя водородной горелки, разлагается, и продукты разложения ионизируются по механизмам специфических реакций с участием паров бромида цезия.
Получившиеся в результате этих реакций ионы под действием приложенного к электродам детектора напряжения двигаются к коллекторному электроду, собираются им и образуют полезный сигнал детектора. Детектор предназначен для селективного определения фосфор– и азотсодержащих органических соединений.
В качестве газа-носителя обычно применяется азот, реже другие газы. Требует дополнительные газы – водород и воздух. Водород, как правило, от генератора водорода, воздух от компрессора. Особые требования уделяются к расходу водорода. Даже незначительные изменения расхода водорода на 0,1мл/мин приводят к существенному изменению фонового сигнала. В современной хроматографии, как правило, применяется с капиллярными колонками, но возможно использование и с насадочными.
Фотоионизационный детектор (фид)
ФИД – не разрушающий пробу детектор, селективный, концентрационный. Линейный диапазон свыше 107.
Его действие основано на эффекте фотоионизации молекул вещества пробы потоком ультрафиолетового излучения и последующей регистрацией тока. Источником ультрафиолетового излучения служит газоразрядная лампа, наполненная инертным газом. Регистрация ионного тока происходит в ионизационной камере.
Обычно в комплекте детектора ФИД применяется криптоновая лампа с потенциалом ионизации 10,6 эВ. Таким образом, детектор чувствителен к соединениям энергия ионизации, которых ниже чем 10,6 эВ. Это ароматические углеводороды (бензол, толуол и т.д ), некоторые циклические углеводороды (циклогексен, циклогексан и т.д.), ацетон, винилхлорид, диметилсульфид, оксид азота.
Чувствительность ФИД уменьшается в следующих рядах соединений:
- Ароматика > алкены > алканы.
- Кетоны > альдегиды > эфиры > спирты.
- Циклические > нециклические.
Чувствительность ФИД зависит от химического строения молекулы: числа атомов углерода, природы и положения функциональных групп, двойных и сопряженных двойных связей.
ФИД часто применяют параллельно с ПИД для лучшей идентификации.
•В качестве газа-носителя лучше всего применять аргон. Возможно применение азота или гелия, но с ними чувствительность будет несколько хуже в сравнении с аргоном.
Электронный модуль для включения датчиков fs7 и out of liquid
Чувствительный элемент FS7 предназначен для включения в мостовую схему, которая уравновешена в отсутствии потока и разбалансирована при изменении сопротивления нагревателя. При увеличении скорости потока нагреватель охлаждается, мост разбалансируется и сигнал разбаланса поступает на усилитель.
Для каждой задачи схема включения и процедура калибровки будут отличаться, однако на этапе знакомства с датчиками серии FS7 используют готовый электронный модуль, на котором реализован пример схемы включения.
Плата Flow Demo Board имеет четыре контакта для подключения датчика FS7 и Out Of Liquid с одной стороны и контакты Питание, Земля и Выходной сигнал с другой стороны. Также предусмотрен выходной контакт для вычета нулевого смещения (при нулевом потоке).
Электронозахватный детектор (эзд)
Другое популярное название – детектор электронного захвата (ДЭЗ). ЭЗД – не разрушающий пробу детектор, селективный, концентрационный. Линейный диапазон свыше 104.
Принцип действия электронозахватного детектора основан на захвате молекулами анализируемых соединений свободных электронов, находящихся в ионизационной камере детектора.
В детекторах устанавливается источник бета-излучения радионуклидный закрытый Никель-63. Источники подлежат регистрации, учету и контролю.
Детектор селективен к галогенорганическим соединениям. Активно применяется для анализа хлорорганических пестицидов и летучей галоген органики.
В качестве газа-носителя обычно применяется азот или гелий. Требует дополнительный поддув азотом. Высокие требования к чистоте азота, как правило, необходимо использовать фильтры каталитической очистки азота от примесей кислорода. В современной хроматографии, как правило, применяется с капиллярными колонками, но возможно использование и с насадочными.
Другое популярное название – детектор масс-селективный. МСД – разрушающий пробу детектор, может работать как универсальный детектор (режим TIC), так и в режиме селективного (режим SIM). Линейный диапазон свыше 106.
Детектор МСД необходимо рассматривать отдельно. Это уникальный детектор возможности, которого сильно отличаются от других детекторов применяемых в газовой хроматографии.
