Катарометры проволоки

На основе принципа теплопроводности сконструировано много типов детекторов. До сих пор не опубликовано устройство, разработанное во время наших последних исследований. Детали конструкции представлены на рис. 98. В этом катарометре проволока охлаждается не только вследствие проводимости газа, но также из-за конвекции, радиации и проводимости через электрические провода. Целью создания любого прибора является максимальное снижение этих значений до величин, незначительных по сравнению с эффектом газовой проводимости. В правильно собранной парной ячейке эти вторичные эффекты в значительной стенени скомпенсированы. [c.276]

Детекторы предназначены для обнаружения и измерения концентрации и количества выходящих из хроматографической колонки компонентов анализируемой смеси. Они — неотъемлемая часть любой газохроматографической установки. Чаще всего применяют детектор по теплопроводности (катарометр), одна из конструкций которого в разрезе представлена на рис. 19. Катарометр — массивный блок из латуни или нержавеющей стали. В нем просверлены два канала (диаметр их 2—3 мм). В каналах коаксиально натянуты нагревательные элементы, равные по сопротивлению. В качестве материала для нагревательных элементов применяют вольфрамовые спирали нз проволоки диаметром 20 мк, платиновые нити диаметром 20, 30 и 50 мк, нити из золоченого вольфрама диаметром 8 и 20 мк, а также другие материалы с высоким температурным коэффициентом сопротивления. Один из каналов в блоке явЛяется измерительной ячейкой, другой — сравнительной ячейкой. [c.34]

На рис. 37, а показана одна из схем катарометра (мостовая). Сопротивления, расположенные в соответствующих камерах (ячейках), являются активными плечами измерительного моста. Они обычно изготавливаются из платиновой, вольфрамовой и., и никелевой проволоки диаметром примерно 5 мкм. В качестве сопротивления могут использоваться и полупроводниковые сопротивления — термисторы. Через одну камеру (рабочую) катарометра проходит элюат, через другую (сравнительную) — чистый газ-носитель. Так как плечи моста, находясь под напряжением, нагреваются, то от них происходит интенсивная теплоотдача к газу. Поэтому температура плеч (а следовательно, и сопротивление их) зависит от природы газа. Если через обе камеры катарометра проходит газ одинакового состава, то выходной сигнал моста равен нулю. При изменении состава одного из потоков характер теплоотдачи к нему меняется, следовательно, изменяется температура соответствующего плеча, а значит, и его сопротивление. В результате электрическое равновесие нарушается эта разность и регистрируется в виде сигнала детектора. [c.92]

Кайзер (1960) описал катарометр, в котором вместо нити применялась лента пз сплава платина — никель с поперечным сечением 4 X 45 мк. Плечевые элементы этого катарометра (рис. 16) имеют то преимущество, что электрические вводы и держатели ленты (или нити) могут монтироваться, и соответственно демонтироваться с одной стороны корпуса детектора. Пружины для ленты изготовлены из никелевой проволоки, а средний держатель—из остеклованной платины. [c.127]

Часто применяются плечевые элементы со спирально свитой проволокой (рис. 17). Спирали подвешиваются на стойках в этом случае также целесообразно проводить односторонний монтаж. При спиральной форме нитей отпадает необходимость в дополнительных пружинах. Чаще всего спирали изготавливаются из вольфрама, обладающего высокой механической ста--бильностью. Однако он окисляется следами кислорода при высоких температурах нити. Спирали из сплава платина — иридий, напротив, настолько эластичны, что из-за их колебаний катарометры становятся чувствительными к вибрациям. Этого можно избежать, если спираль (диаметр нити 40 мк, диаметр спирали 0,8 мм) закрепить на стойке стеклянными бусами. Свободная длина пружины при этом настолько уменьшается, что колебания уже не возникают. [c.128]

В качестве чувствительных элементов катарометра применяются металлические нити из платины, вольфрама, сплава платины с родием или полупроводниковые сопротивления—термисторы. Чувствительность катарометра в значительной степени зависит от сопротивления чувствительного элемента — чем больше сопротивление, тем выше чувствительность. Однако с ростом сопротивления увеличиваются также шумы — кратковременная нестабильность нулевой линии, ограничивающая надежность слабых сигналов. Практические размеры металлической нити определяются прочностью нити и легкостью монтажа. По форме чувствительные элементы изготовляются в виде натянутой нити, спирали и биспирали. Иногда ИМ придают и-образную форму. Для прямых или спиральных элементов обычно применяют проволоку от 0,025 до 0,12 5 мм. [c.125]

Из неспецифичных (или общих) детекторов наиболее широко применяются катарометры и пламенно-ионизационные детекторы. Катарометром (с накаливаемой проволокой или с термистором) измеряют разность теплопроводностей чистого газа-носителя и смеси газа-носителя с анализируемым веществом. Теплопроводность многих веществ гораздо меньше теплопроводности гелия или водорода, обычно используемых в качестве газов-носителей, и благодаря этому эти вещества нетрудно детектировать. Детектор этого типа чувствителен к изменениям скорости газового потока и температуры, и при его применении эти параметры необходимо тщательно контролировать. В количественном анализе желательно проводить точную калибровку детектора по стандартным пробам (определение так называемых коэффициентов отклика ) и, кроме того, работать в диапазоне концентраций, соответствующем линейной части его характеристики. Катарометр механически прочен, стабилен и является недеструктивным детектором, т. е. соединения проходят через него не разрушаясь. [c.430]

Как видно из рисунка, установка имела две независимо работающие разделительные колонки с наполнителем, помещенные в общий термостат, что давало возможность одновременно проводить анализ двух образцов при одинаковой температуре. Каждая из двух колонок, помещенных в термостат, состояла из 4 секций общей длиной 16 м, соединенных между собой капиллярными переходами. Секции представляли собой U-образные стеклянные трубки с внутренним диаметром 4 мм и высотой колена 2 м. В качестве детектора служил высокочувствительный катарометр (рис. 9), реагирующий на изменение теплопроводности паров, разработанный А. С. Пономаревым (Институт физической химии АН СССР) [60]. Детектор — небольшой латунный блок, объем каждого из двух каналов которого составлял 0,1 мл. Сопротивление спирали из вольфрамовой проволоки диаметром 20 мк с диаметром витка 0,2 мм, помешенной в каждый из каналов, рав- [c.123]

Детекторы изготовлены как отдельные элементы из нержавеющей стали со стеклянными изоляторами диаметр их внутреннего канала 3 мм. Расположенная в канале детектора вольфрамовая спираль из проволоки ВА диаметром 30 мк ж диаметром спирали 145 мк имеет холодное сопротивление одного элемента 26 ом. Температурный ход сопротивления отдельных детекторов может быть неодинаков. Элементы для одного катарометра выбираются по сопротивлению в холодном и горячем состоянии. Максимальная чувствительность по Портеру лучших катарометров [c.376]

Плечи катарометра представляют собой никелевые закаленные проволочки диаметром 0,025 мм и длиной 11,4 см, натянутые с силой 5 г при помощи маленьких пружинок из никелевой проволоки диаметром 0,076 мм. Проволоки и спирали поддерживаются посредством кусочков прочной никелевой проволоки, [c.434]

Название катарометр было введено Г. А. Шекспиром [40], который для определения чистоты газов использовал принцип теплопроводности если горячее тело поместить в газ, количество тепла, отнятое от тела, будет зависеть от теплопроводности газа. Катарометр состоит из тонкой проволоки или проволок, изготовленных из металла с высоким коэффициентом сопротивления (платина или вольфрам), вмонтированных в камеру, образованную в массивном блоке металла. Газ-носитель, содержащий компоненты, извлеченные из колонки, протекает через камеру над проволокой, нагретой проходящим через нее постоянным током. Температура проволоки определяется теплопроводностью окружающих газов. С изменением температуры проволоки меняется ее сопротивление, которое й измеряется. Обычно применяется дифференциальный способ, при котором в блок металла помещены две идентичные камеры, содержащие натянутые горячие проволоки. Через одну камеру проходит чистый газ-носитель, в то время как другая принимает газ, выходящий из колонки. Разность сопротивлений обеих проволок измеряется с помощью моста Уитстона, схема которого показана на рис. 97. [c.276]

Температура блока катарометра. Уменьшение температуры стенок камер, содержащих проволоки, сопровождается увеличением чувствительности. Поэтому иногда удобно использовать блок катарометра при максимально низкой температуре, сообразуясь с необходимостью устранения конденсирования веществ на стенках камеры. [c.277]

Объем камер, непосредственно влияющий на чувствительность катарометра. Когда с колонки извлекается небольшое количество компонента, оно может содержаться в малом объеме газа-носителя. Если он меньше эффективного объема камеры, то только часть проволоки сразу окружается компонентом. Это само по себе будет уменьшать чувствительность горячей проволоки в любой данный период времени. [c.277]

В настоящее время для достижения наивысшей чувствительности работы ведутся в направлении использования водорода в качестве газа-носителя. Гелий в Англии не столь популярен (вследствие высокой стоимости). Высокая теплопроводность водорода приводит к тому, что проволока в катарометре теряет свое тепло быстрее, чем при применении других газов. Поэтому обычно увеличивают ток моста и этим восстанавливают высокую температуру проволоки. С другой стороны, при работе с водородом следует соблюдать осторожность, чтобы компоненты пробы не вступали в реакцию с детектором. Например, горячая платиновая проволока может оказывать каталитическое действие на реакции гидрогенизации при этом могут быть получены ложные сигналы. В таких условиях должны использоваться гелий или азот, чтобы избежать повреждения детектора и получения ложных результатов. [c.278]

Вместо проволок в детекторах, основанных на теплопроводности, используют термисторы, которые обеспечивают несколько лучшую чувствительность при низких температурах. Но для собранной цепи, которая применяется в катарометрах с горячей проволокой, необходима пара термисторов, сопротивления которых различаются не больше чем на 1,5%. Получить такую пару довольно трудно. Далее, во избежание разложения в водороде эти термисторы покрывают стеклом или керамикой, что ухудшает скорость их температурной реакции. [c.278]

Рис. 60. Схема лабораторной установки для пиролиза i — сборник с дистиллированной водой 2 — бюретки для реактивов с воронками для заполнения 3 — фильтры 4 — расходомеры жидкости 5 — подогреватель 6 — подогревательная труба из нержавеющей стали, заполненная стружкой из нержавеющей стали 7 — смеситель 8 — реактор 9 — тигельная печь ю — холодильник Либиха (максимальная температура 70 С) II — медная трубка, обмотанная нагревательной проволокой i2 — газопровод, обмотанный нагревательной лентой 13 — водоотделитель (темперагура 40 °С) 14 — сушильная башня с ВаО (температура 40 С) 15 — водосборник 16 — буферная емкость 17 — ртутный затвор 18 — баллон для проб газа 19 — восьмиходовой кран с трубкой для проб газа в термостате при 40 °С 20 — колонка для газо-жидкостной хроматографии 21 — катарометр в термостате при 40 °С 22 — впрыск жидкости 23 — сигнал катарометра на измерительный щит и регистрирующий прибор 24 — кран прецезионной регулировки 25 — осушитель 2в — открытый жидкостной манометр 27 — счетчик пузырей 2 — подогреватель для нагревания азота-разбавителя. (В подогревателе, смесителей в реакторе имеются термоэлементы платина/

Катарометр надежен в работе и прост в изготовлении. Он представляет собой блок с двумя ячейками, в каждой из них находятся чувствительные нагревательные элементы. Элементы — это нити из вольфрамовой или платиновой проволоки или термисторы. Термисторы — полупроводниковые термосопротивления сбо-" лее высоким температурным коэффициентом сопротивления в сравнении с вольфрамовыми и платиновыми нитями. Это спекшиеся смеси окислов металлов марганца, кобальта и никеля с добавкой микроэлементов для обеспечения желаемых электрических свойств. Термистор укрепляется в форме маленького шарика и для х)беспечения химической инертности покрывается стеклом. [c.246]

Катарометр надежен в работе и прост в изготовлении. Он представляет собой массивный блок из латуни или нержавеющей стали с двумя ячейками, в каждой из них находятся чувствительные нагревательные элементы — нити из вольфрамовой или платиновой проволоки или термисторы. Термисторами называют полупроводниковые термосопротивления с более высоким температурным коэффициенто.м сопротивления по с])авиению с вольфрамовыми и платиновыми нитями. Они представляют собой спек- [c.52]

Значительное превосходство термисторов над металлами, которое становится очевидным при сравнении их значений а ]/ р, не может быть полностью использовано, так как тер-мисторные вещества не вытягиваются в проволоку. Они применяются в форме прутка или шара. Зато такая форма термисторов позволяет устанавливать их в очень маленькие измерительные камеры, благодаря чему может быть достигнута относительно небольшая постоянная времени. Как указывает Шай (1960), термисторные ячейки, применяемые при комнатной температуре, примерно на порядок более чувствительны, чем катарометры с металлическими нитями. Эта более высо- [c.125]

На рис. 1,6 катарометр изображен со снятым корпусом. Чувстви-тельнь е элементы катарометра выполнены из платиновых и-образ-ных остеклованных проволочек, помещенных в стеклянные ячейки. Ячейка сравнения заполнена кислородом и запаяна, а измерительная ячейка - ячейка диффузионного типа - сообщается с контактным устройством. В корпус катарометра помещен также термокомпенсатор из медной проволоки. Катарометр питается от транзисторного стабилизатора постоянного тока (сила тока 350 мА, настабильность 5 мА в течение месяца). Электролизер включен в цепь источника нестабилизированного постоянного тока. [c.22]

Действие катарометра основано на изменении сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности эфлюента (элюата). Таким образом, чувствительность катарометра зависит только от различия теплопроводности чистого газа-носителя и газа-носителя, смешанного с некоторым растворенным веществом. Поскольку обычно имеют дело с низкими концентрациями растворенного вещества, это различие очень мало, однако появление зоны можно все-таки обнаружить с достаточно высокой правильностью, измеряя разность сопротивления проволоки, нагреваемой проходящим через нее постоянным электрическим током и омываемой эфлюентом колонки. Увеличение или уменьшение теплопроводности окружающего газа вызывает уменьшение или увеличение температуры проволоки с последующим уменьшением или увеличением ее сопротивления. Чувствительность тем выше, чем больше теплопроводность газа-носителя отличается от теплопроводности растворенного вещества, поэтому для максимальной чувствительности определения крупных молекул органических соединений необходимо использовать водород или гелий. Следовые компоненты газовой пробы можно определить, используя ее основной компонент в качестве газа-носителя. Например, характеристики удерживания азота и криптона очень похожи, и определение следовых количеств криптона в азоте (или воздухе) является очень трудной задачей, потому что криптон прячется в размытом заднем фронте пика азота. Если же такую пробу анализировать, используя в качестве газа-носителя азот, то азот в пробе становится невидимым для катарометра и небольшие количества криптона можно успешно обнаружить. [c.584]

В этих работах исследования проводились на хроматографе с ионизационным детектором, так как общий объем образующихся при пиролизе на спирали продуктов в случае очень малых образцов недостаточен для детектирования более простым, но менее чувствитель-ттым детектором — катарометром. Я. Франц и Ш. Блаха [24] применяли пиролитическую ячейку, в которой вместо спирали использовалась платиновая сетка. Это позволило без увеличения удельной нагрузки анализируемого полимера, т. е. веса полимера на единицу площади проволоки, увеличить количество анали.зируемого образца, в результате чего стало возможным регистрировать продукты пиролиза катарометром. [c.113]

В. Г. Березкин, Я. Янак и М. Грживнач [7] предложили единую методику для качественной идентификации соединений, содержащих галоид, серу и азот. В этом методе после разделения на обычном хроматографе с катарометром хроматографически разделенные зоны в потоке газа-носителя (азота) после смешения с кислородом (1 1) поступали в каталитический реактор с платиновым катализатором (проволока). Продукты сожжения барбатиро-вали через слабый раствор щелочи, который в дальнейшем исследовали при помощи качественных реакций [c.170]

На рис. 51, а приведена типичная конструкция стеклянной пиролитической ячейки [23]. Близкие по конструкции ячейки описаны в работах Янака [24], Джонса и Мойлеса [25, 26] и Млейнека [27]. В этих работах исследования проводили на хроматографе с ионизационным детектором, так как общий объем продуктов, образующийся при пиролизе на спирали, в случае очень малых образцов недостаточен для детектирования более простым, но менее чувствительным детектором — катарометром. Франк и Блаха [28] применили пиролитическую ячейку, в которой вместо спирали использовалась платиновая сетка. Это позволило без увеличения веса полимера, приходящегося на единицу площади нагреваемой поверхности проволоки, увеличить количество анализируемого образца, в результате чего стало возможным регистрировать продукты пиролиза катарометром. [c.215]

Рис. 6. Стабильность и чувствительность катарометра, работающего пря 300°. Давление 300 мм рт. ст., скорость потока 1 л1час, сила тока в проволоке 80 ма, температура блока 295. Хавпение вара I — 6,25 рт. ст. II — 3,9 м.н рт. ст. III — 2,6. . рт. ст. 1, 5 — жидкий воздух 2 — ацетон . 3 — твердый СОа в денатурированном сшцгге 4 — детектор 6 — манометр 7 — насос.

На рис. 2 показаны колонка, паровая рубашка и приспособление для впрыскивания пробы. Для поддержания постоянной температуры колонки использовали пары конденсирующихся жидкостей. Приспособление для запуска пробы и катарометр нагревали обмоткой из нихромовой проволоки, питаемой от трансформатора. Температура предварительного подогрева была выше температуры колонки. Однако эта температура не должна быть слишком высокой во избе кание значительного термического распада анализируемой пробы. Например, ди-2-этилгексилфталат достаточно стабилен при температуре предварите.льпого подогрева 580°. Вместе с тем ди-2-этилгек-силизофталат почти полностью разлагается при температуре 580°. Он частично разлагается уже прп 440° и почти не разлагается при 330°. [c.214]

Компоненты, выходящие с газовым потоком из колонки, детектировались катарометром. Ячейка состояла из цилиндрического медного блока (длиной 95,5 мм и диаметром 50 мм), находящегося при комнатной температуре. В каждое из двух вертикальных отверстий (диаметром 7 мм) помещали спираль из очень тонкой вольфрамовой проволоки, подвешенную на латунном каркасе, изолированном от болта прокладкой из флуона (две другие спирали изготовлены из манганина). Горизонтальные отверстия, просверленные сбоку в блоке до вертикальных каналов, завершают газовый контур. По спиралям (длина 35 мм, сопротивление каждой 60 ом) протекает ток в 35 ма, регулируемый барреторным сопротивлением. Обе спирали включены в ток моста Уитстона. Потенциал разбаланса усиливался трехламповым усилителем переменного тока (15000 1), выпрямлялся и подавался на самопишущий миллиамперметр (фирмы ЕуегзЬес ап(1 Уignoles, [c.278]

На рис. 33 показана проточная термокондуктометрическая ячейка, изготовленная из стеклянной трубки, в которой при помощи платиновой пружины натянута нлатиновая нить диаметром 0,02 мм. Катарометр присоединяется к колонке маленьким шлифом. Такую ячейку можно использовать при температуре до 200 С. Для более высоких температур нужно применить точечную сварку проволок. [c.107]

Простая металлическая ячейка, не чувствительная к колебаниям температуры в 2—3 °С и поэтому не нуждающаяся в термостатировании, описана Штуве (рис. 34). В качестве измерительной проволоки им использована небольшая лампа без стеклянной колбы. Катарометр для высокой температуры (выше 250 °С) описали Фель-гон и Бухлер . [c.107]

Детекторы. В первом из построенных приборов был включен катарометр с платиновой проволокой, натянутой в трубке из пирекса конструкции, описанной Джеймсом (Затеь) [8] с небольшими изменмпшми. До температуры 90° С катарометр этого типа функционировал правильно (см. рис. 7). [c.89]

ИЗ вольфрамовой или платиновой проволоки (катарометр). Электрическая схема термокондуктометрического детектора показана на рис. 6. Измерительный элемент Д1 и сравнительный элемент Дг с манганиновыми сопротивлениями и Я2 образуют мостовую схему, в диагональ которой включен источник тока Е. Сопротивления нагреваются до по- /5 стоянной температуры. [c.23]

Детекторы предназначены для фиксирования количества каждого из компонентов смеси. Принцип действия детектора может быть различным. Широкое распространение получили детекторы, основанные на измерении разности теплопроводностей чистого газа-носителя и смеси его с компонентами смеси. Эти детекторы носят название катарометров. В корпусе катаро-метра имеются две камеры, по осям которых натянуты платиновые или вольфрамовые проволоки с одинаковым сопротивлением. Они входят в схему моста Уитстона, по ветвям которого идет постоянный ток (рис. 2.1). Пока через обе кзлмеры детектора проходит только газ-носитель, от каждой проволоки теплота отводится с одинаковой скоростью, температуры проволок одинаковы и они имеют одинаковое сопротивление ( 1 = Т 2). Мост Уитстона находится в равновесии, и между точками Л и В нет разности потенциалов. Но когда в одну из камер вместе с газом-носителем поступает компонент анализируемой смеси, теплопроводность которого отличается от теплопроводности газа-носителя, скорость отвода теплоты изменяется, а поэтому изменяется и температура проволоки и как следствие— ее сопротивление. В результате равновесие моста нару- [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология