1 概述
運用機械閥進行流量/壓力操控的氣相色譜儀器,其運用的操控閥的類型首要是穩流閥、穩壓閥、背壓閥和針型閥等。
以毛細柱進樣口的流量/壓力操控而言,具有穩流閥-背壓閥、穩流閥-針型閥、穩壓閥-背壓閥和穩壓閥-針型閥等多種類型。
檢測器方面,操控氮氣、氫氣或許空氣流量,運用的則是穩壓閥-針型閥、穩壓閥-氣阻或許穩壓閥-穩流閥-氣阻等多種類型。
2 常用的閥及其效果
運用機械閥進行流量/壓力操控的氣相色譜儀器,其運用的操控閥的類型首要是穩流閥、穩壓閥、背壓閥和針型閥等。
對于操控閥而言,一切的閥都有進口和出口;假如需求顯現壓力,則會有另外一個出口,用于銜接壓力表。
2.1 穩壓閥
穩壓閥的效果是確保氣相色譜內部各氣路操控部件(如穩流閥、針型閥等)能夠在安穩的氣體壓力下作業。穩壓閥能夠在氣源壓力(閥前)或許輸出流量(閥后)發作動搖時分,供給/堅持安穩的壓力。氣相色譜中,穩壓閥的效果首要能夠體現在以下方面:
(1)為針型閥供給安穩的氣體壓力,確保針型閥精細調理流速;
(2)安裝在穩流閥之前,供給安穩的氣體壓力,確保其正常作業;
(3)安裝在氣阻(阻尼管、毛細柱等)之前,為其供給安穩的氣體壓力或許調理閥后輸出壓力,然后獲得所需求的流速。
其運用辦法是,經過調理旋鈕能夠調理(即設定)閥后的壓力,壓力能夠在壓力表上顯現出來。氣源壓力(閥前)或許輸出流量(閥后)發作動搖時分,穩壓閥均可堅持安穩的輸出壓力。
一般來說,氣路管接入儀器之后的個機械閥就是穩壓閥,以此來確保氣相色譜內部各氣路操控部件(如穩流閥、針型閥等)能夠在安穩的氣體壓力下作業。其簡略內部結構如下:
2.2 穩流閥
穩流閥的效果是確保在閥后的阻力發作變化的狀況下,確保流量的安穩。
氣相色譜中剖析中,填充柱因為內部填充了必定粒度的單體,毛細柱因為長度較長且內徑較小,因而,氣體在色譜中流動會有必定的阻力,而阻力的巨細和色譜柱所在柱溫箱的溫度有關。溫度越高,阻力越大。
因而而言,假如在氣相色譜的恒溫剖析中(柱溫箱溫度堅持不變),溫度不變則色譜柱阻力不變。因而選用穩壓閥堅持進入色譜柱的氣體壓力安穩,則能夠堅持流量安穩。此刻柱前壓(即穩壓閥閥后壓力)就能夠表明流量。
可是當氣相色譜選用程序升溫剖析時,柱溫依照必定程序不斷添加,氣體的粘度不斷增大,色譜柱的阻力也隨之添加,如在這個時分堅持柱前壓不變,依據壓力、阻力和流量的聯系,色譜柱的流量將會隨之減小。
為了確保剖析過程中流量不變,則需求運用穩流閥。其效果是使色譜柱的柱前壓(柱前壓概念能夠參閱前文,點擊鏈接查看相關內容: 第16篇 氣相色譜流量與壓力操控體系概述)跟著色譜柱阻力的添加而主動添加,然后堅持色譜柱的流量不變。
其運用辦法是,在恒溫條件下,經過調理旋鈕能夠調理(即設定)閥后的壓力,壓力能夠在壓力表上顯現出來。必定的壓力對應必定的的流量;當色譜柱溫度升高時分,穩流閥主動調理(升高)壓力以堅持流量不變。
一般來說,穩流閥均坐落穩壓閥之后,且在進樣口進氣管路之前,以此來確保進入進樣口的載氣流量的安穩。其簡略內部結構如下:
2.3 背壓閥
在氣相色譜剖析中,運用到背壓閥的狀況,一般是在毛細柱進樣口的分流部位(但并非一切的分流出口都運用背壓閥作為操控閥),運用辦法是和穩流閥或許穩壓閥連用。其效果首要是堅持進樣口的壓力安穩,一起能夠經過調理背壓閥來調理進樣口的壓力(即柱頭壓),然后調理毛細柱的流量。
背壓閥的根本原理是:當體系壓力比設定壓力小時,膜片在繃簧彈力的效果下阻塞管路,減小內部氣體排放;當體系壓力比設定壓力大時,膜片壓縮繃簧,管路接通,氣體經過背壓閥排出然后開釋內部壓力。
簡而言之,背壓閥相當于一個能夠主動敞開和封閉的通路,經過開和關來堅持閥前的壓力不變。其簡略內部結構如下:
2.4 針型閥
在氣相色譜剖析中,常運用針型閥來調理空氣、氫氣以及尾吹氣的巨細。
針型閥相當于一個能夠調理阻力巨細的調理器,一般用在穩壓閥之后,在堅持針型閥前端壓力不變的狀況下,經過調理針型閥開度(阻力)的巨細來操控流量的巨細。其簡略內部結構如下:
3 穩壓閥和背壓閥的簡略差異
簡略的說,穩壓閥的效果是堅持閥后的壓力安穩,而且能夠經過調理旋鈕調理閥后壓力的巨細;背壓閥的效果是堅持閥前的壓力安穩。
背壓閥是一個被動閥,在前端沒有連用的操控閥(如穩流閥)的狀況下,只能確保閥前的壓力安穩,而不能調大前端的壓力。
4 流量丈量的東西
運用機械閥進行流量/壓力操控的氣相色譜儀器,在實踐作業過程中,可能需求丈量實踐的流量巨細。用來丈量流量巨細的東西一般是皂膜流量計等。
運用的根本步驟是:
(1)將橡膠頭、乳膠管和皂膜流量計銜接好;
(2)將肥皂水倒入底部的乳膠滴頭中,不要超越旁邊面銜接乳膠管的側口;
(2)將乳膠管銜接到要丈量的氣體的出口處;
(4)揉捏橡膠頭,使發生一個皂泡;當皂泡上升到0刻度線時分開端計時,記載皂泡流經必定體積(如10ml)所須時刻。
(5)依據時刻和對應皂泡所運轉的體積,核算流量(單位一般是ml/min)。
現在也有一些廠家供給電子式的皂膜流量計和運用質量流量計進行出口流量的丈量,見下圖:
4.2 小東西
在運用機械閥進行流量/壓力操控的氣相色譜儀器時分,有時分需求丈量毛細柱的流量和分流流量以斷定剖析辦法的分流比。相對于填充柱而言,毛細柱運用的流量較小,可能只要(1-3)ml/min,且毛細柱較細,欠好和皂膜流量計銜接丈量。現在,不少廠家推出了用于核算毛細柱流量的軟件東西,只需求輸入運用的載氣類型、柱前壓、色譜柱的長度、內徑和膜厚以及色譜柱的溫度,就能夠核算出來色譜柱的流量