автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Вакуумный термокондуктометрический детектор газов

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи Эль-Холибп Муафак

ВАКУУМНЫЙ ТЕРМОКОНДУКТОЧЕТРИ ЧЕСКИ 0 ДЕТЕКТОР ГАЗОВ

Специальность 05.11.13 - Прибори и методы контроля

природной среди, веществ, материалов в изделий

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена на кафедре "Автоиатизация технологических процессов и производств" Тверского ордоиа Трудового Красного Внаиеил политехнического института.

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук профессор Илясов Л.В.

доктор химических наук, Ротнн В.А.;

кандидат технических наук, Исаев Ю.В.

ШО "Нофтехимавтоматика", г.Москва

Защита состоится 23 декабря 1993г. в ТП часов на заседании специализированного совета Д 063,44.02 в ИооковокоЙ . государственной академии хинического машиностроения. Адрес: 107884, ГСП, Москва, Б-66, ул. Старая Наспанная, 21/4, ИГАХМ.

С диссертацией иояно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 22 ноября 1993г.

Учений секретарь специализированного совета кандиды технических нау» доцент

Г.Д.Шиыов

-1 -

ОБЩАЯ ХАРАКГЕИ1СТЖА РАБОТЫ

Актуальность тепы. Решающее значение в повышении эффективности производства различных отраслей промышленности имеет контроль качества продукции.

С кандым годом все больший вес для решения задач контроля качества приобретают автоматические и лабораторные хроматографы.

С помощью хроматографов выполняются тончайшие исследования в области химии, нефтехимии, химической технологии, ядерной физики, планетологии, биологии, геологии, медицины и в других отраслях науки.

Среди газовых хроматографов наиболее эффективными являются приборы с капиллярными хроматографачоскими колонками.

К детекторам, применяемым для измерения количества разделенных на хроматографаческих колонках фракций, в капиллярной хроматографии предъявляются специфические и весьма меткие требования, связанные с использованием в капиллярном хроматографическом анализе очень малых - Ю~'г) . проб анализируемых вещеси и с большой скоростью выхода компонентов из колонки. ;

Если применяемые в настоящее время в капиллярной газовой хроматографии (КГХ) селективные детекторы в основном удовлетворяют названным выше ясстким требованиям, то уге многие годы в донной отрасли хроматографии существует дефицит простых и высокочувствительных нсселективгых (универсальных) газовых детекторов.

известные универсальные детекторы, такие кок аргоновый; радиологический, фотоионизациошшй, термокопдуктоиетричэс-кие (ТКД), во многих случаях либо не обеспечивают требуо-мую чувствительность или быстродействие, либо их применение, по тем или иным причинам, является нежелательным.

Все сказанное выпз определяет актуальность исследований и разработок, направленных на создание простых универсальных .детекторов для капиллярпой хроматографии. 1

Цель работы.'Создание теоретических основ вакуумного тармокондуятометркческого детектирования газов и паров, разработка вакуумного термокондуктометрического детектора (ВТКД), а также решение актуальной задачи неселективного (универсального) количественного анализа веществ в капил-

- 2 -

парной гззоеой хроматографии.

Научная новизна. Обоснована теоретически и проверена экспериментально возможность вакуумного термокондуктомет-рического контроля концентраций газов и паров.

Создана математическая модель сигнала ЕГКД, в режиме вязкостного течения газа через капиллярный интерфейс и камеру детектора, на основе совместного решения уравнения теплообмена, уравнения неразрывности потока, уравнения Пуазэйля и уравнения Д>;:оуля-Ленца.

Предложено конструктивное решение ЬТКД на базо серийного термокондуктометрического детектора, обеспечивающее подключение детектора к любой капиллярной хроматографичес-кой колонке.

Разработана методика экспериментального определения постоянной времени ЯГКД.

Установлена возможность использования математической иоде ли сигнала ЕЕКД, работавшего в рекшло теплопроводности, для определения относительной чувствительности термокондук-тсмотрпчоских детекторов, работающих при атмосферном даьло-шш.

Практическая ценность работн. Разработанный ВТКД, реализуемый на базе серийного ТКД, позволяет рещть задачу количественного неселоктивного (универсального) анализа веществ в капиллярной газовой хроматографии.

Полученные математические модели сигнала ВТКД позволяют расчетным путем с достаточной для.практпки точностью выбирать режимы работы детектора.

Использование результатов разработок в серийных хроматографах Нвтохром"и М^3700 позволяет повысить их технический уровень и расширить информпционныз возмояности.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и сотрудников Тверского политехнического института 1992г.

Публикация. Основные результаты исследований и разработок изложены в пяти статьях, список которых приведен в аа-

- 3 -

ключительной части автореферата.

Структура и обт-еч работы. Диссертация состоит из вводо-ния, пяти глав, списка использованных исто'ников и двух приложений. Основной объем работы содержит 162 страницы, включая 54 рисунка и 10 таблиц. Список использованных источников включает 58 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРШИЕ РАБОТЫ

Во введотш обоснована актуальность работ, сформулирована цель исследований, приведены основные результат и положения, которые представлясгоя автором к ззщто.

В первой главе "Обзор современных детектирующих устройств для капиллярной газовой хроматографии" проанализировал! специфические требования к детектирующим устройствам для капиллярной газовой хроматографии и выделены селективные и песе-локтпеш;о (универсальные) детектирующие устройство.

Приведены принципиальные схемы, излокена теория работы и даны технические характеристики современных солективпых и неселсктивных детекторов. Выявлено, то число песолектитшых детекторов крайне ограничено, что во многих случаях при ро-глоилп задач хро:.татографнчзского анализа усложняет аппаратную реализацию контроля состава многокомпонентных гег,еств.

Отмочен, проявленный з последило годы, интерес к разработке термокондуктометрических детекторов, пригодных для применения в капиллярной газовой хроматографии, и выделены два направления совершенствования названного детектора, первое из которых основано на уменьшении объема рабочих камер, а второе - на использовании малых остаточных давлений в камерах ТКД, применяемого для работы с посадочными колонками .

В результате выполненного анализа возможности реализации термокондуктометрического дотектирования в соответствии с названными направлениями оделан вывод о ^несообразности приведения исследований и разработок, омпраялонннх на создание термокпгдуэтон'гтрического детектора, работающего .при

малых остаточных давлениях в его камерах - вакуумного тер-мокондуктометрического детектора (ЙГКД).

Вторая главп "исследование возможности применения концентрационных детекторов в капиллярной хроматографии" посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям возиокности применения концентрационных детекторов в капиллярной газовой хроматографии.

В основу теоретического исследования положены модели статической и динамической характеристик концентрационных детекторов, определяемые соответственно выражениями

-Лг_„) , . (I)

7 а^ + ^кхс > (2)

где - сигнал концентрационного детектора; коэффи-

циент преобразования детектора по физико-химическому свойству; П¿ , /7г.и - физико-химическое свойство ¿'-го детектируемого вещества и газа-носителя; объемная концентрация / -го детектируемого вещества в потоке газа-носителя; 7 - постоянная времени детектора; /( - коэффициент передачи ~датоктора по тошдшйрацклГ "Ь -^время. ~

Анализ приведенных зависимостей (X) и (2) позволил сделать вывод о том, что при наличии инвариантности сигнала концентрационных детекторов к объемному расходу газа, протекающего через их камеры, препятствием к применении в КГХ концентрационных детекторов, используемых в насадочной хроматографии, является их значительная постоянная времени (60 - 100 с). '

Показано, что постоянная времени концентрационных детекторов при любом значении давления в камере и постоянной температуре определяется соотношением

т- У Р СЗ)

, где V" объем камеры детектора; Р - абсолютное давление в камере детектора; Ра - абсолютное давление на входе в камеру детектора при нормальных условиях (равно атмосферному, т.е, 760 мм рт.ст.); ~ объемный расход газа-но-

- 5 -

сителя при нормальных условиях.

Приведенные расчеты по формуле (3) показали, что дане

при использовании простых форвак-уумных насосов, способных

создавать остаточное давление Ю-^ - 10"^ мм рт.ст., отно-

р ч

ивнпо -р- может составлять 1,3-10 - 1,3-10 , что при

применяемых в капиллярной газовой хроматографии расходах при условии сохранения чувствительности детектора (например, термокондуктометрического) к концентрации детектируемого компонента позволяет практически полностью исключить влияние инерционности на результат детектирования и делает возможным применение вьже названных детекторов в капиллярной газовой хроматографии.

Путем экспериментальных исследований на хроматографи-ческой установка с капиллярной колонкой и термокондукто-метрическим детектором с использованием искусственно составленных различных смесей углеводородов, растворителей и бензинов была подтверждена правильность развитых представлений о работе термокондуктометрических детекторов при малых остаточных давлениях (5-10 им рт.ст.).

При проведении этих экспериментальных исследований было также обнаружено, что по мере уменьшения остаточного давления в камерах детектора имеет место уменьшение сигнала,, появление двухполярного сигнала на каждый детектируемый компонент или сигнала обратной полярности, что свидетельствует о сложности явлений, определяющих сигнал ЕГКД,

Проанализированы известные схемы подключения аналнтичас-кой аппаратуры, работемцей при низких остаточных давлениях, к аппаратуре, работающей при атмосферных давлениях, и на этом основании разработано устройство подключения термокондуктометрического детектора, работающего при малом остаточном давлении, к капиллярным хроматографическим колонкам (это устройство в дальнейшем будет называться интерфейсом). В результате была разработана схема вакуумного термокондуктометрического детектора, показанная на рис. I. Поток газа, выходящего из" капиллярной хроматографической колонки I, частично поступает через капилляр 3 в термокопдуктометри-ческий детектор 4, а оставшаяся часть потока сбрасывается в атмосферу, что обеспечивает независимость реким.ов работы

колонки и детектора.

6 аглюореру

Рис. I. Схема ВТКД I - капиллярная колонка; 2 - камора интерфейса; 3 - капилляр; - камера ТКД; 5 - чувствительный элемент; 6 - вакуумный насос; 7 - измерительная система детектора

Третья глава "Теоретические основы работы вакуумного термокондукюметрического детектора" посвящена математическому описанию статической и динамической характеристик вакуумного термокондукюметрического детектора.

Первоначально выполнен анализ режимов течения' газа в камере вакуумного термокондукюметрического детектора и установлено, что при реальных значениях расхода газа и остаточного давления течение газа мокно рассматривать как вязкостное, что позволяет при математическом описании использовать законы течения сплошйой среды.

При математическом моделировании вакуумный термокондукто-метрический детектор рассматривался как последовательное соединение капилляра и серийного термокондукюметрического детектора (см. рис. I) и был принят ряд упрощающих предположений.

Математическая модель статической характеристики была получена на основе совместного решения уравнения теплообмена, уравнения неразрывности потока, уравнения Пуазейля и уравнения Джоуля-Ленца

, ■ ' С5)

(7)

гдэ £ - общий тепловой поток, отдаваемый в единицу времени чувствительным элементом; - тепловой поток, обусловленный теплопроводностью; фг - тепловой поток, обусловленный вынужденной конвекцией от поверхности чувствительного элемента к стенкам камеры детектора; Ог и О - массовыз расходы газа чероз капилляр и камеру детектора; а? и -диаметр и длина капилляра интерфейса; /£ - газовая постоянная данного газа; Тг - абсолютная температура газа; £ -динамическая вязкость газа; Рг - давление па входе капилляра интерфейса; Р - давление на выходе капилляра интерфейса, равное остаточному давлению в камере детектора; -Г -сила тока; ё - электрическое сопротивление чувствительного элемента детектора. .

В уравнении (4) и определяются следуюцимц выраже-

ниями

(8)

, О)

где <2^ и - диаметр и длина чувствительного элемента;

Э - внутренний диаметр камеры детектора; Л - теплопроводность газа; Тэ и Тк - температуры чувствительного элемента и камеры детектора; <4 - коэффициент теплообмена в условиях вынужденной конвекции; - площадь поверх-

ности чувствительного элемента.

В то г.в время для определения коэффициента теплообмена использовалось критериально11- уравнение вида

'4/ *С/>?Г; , (Ю)

где А/и , Р^ , £е - критерии подобия Нуссельта, Прандтля и Рейнольдса соответственно; значения С , лг? и /г зависят

от значения £е .

С учетом фактора продольного обтекания цилиндра вираке-ние (4) было получено в виде

£ {¿ж- + (п)

где Ср - удельная массовая теплоемкость газа при постоянном давпенлп; - плотность газа; IV- скорость потока газа в капере детектора.

Для определения скорости движения газа через камеру детектора били использованы'уравнения (5) и (6). Зто позволило представить формулу (II) в следующем виде

где - молекулярная масса газа; /£„ - универсальная газовая постоянная; Тг - абсолютная температура газа, равная температуре термостата детектора; - коэффициент

адиабат газа ( С{/ - удельная массовая теплоемкость при постоянном объеме).

В результате рассмотрения теплообмена в камере детектора при протекании через нее чистого газа-носителя и газа. носителя с каким-либо компонентом с учетом имеющегося при этом изменения электрического сопротивления л 2 чувствительного элемента было найдено уравнение сигнала детектора

^ 01*г* , а

где Д - — С " ~ температурный коэффициент электрического сопротивления); & =; 6=4гтеплопроводность,

^ V 1

удельная массовая теплоемкость при постоянном давлении и молекулярная масса смеси газа-носителя с детектируемым компонентом; ЛГ_Н , СРг м и -^аьилогеткые^предьэд^глл фцзпчес-кпе свойства для чистого газа-нссптсля.

Полученная модель (13) объясняет факт изменения полярности КГКД при уменьшении давления, выявленный при экспериментальных исследованиях.

Выделены два режима работы КГКД, при которых возможна количественная интерпретация информации при хроматогрефн-ческом анализе. Первый рег.им был назван режимом роботы по теплопроводности, а второй - режимом работы по комбинации физических свойств.

Рекпм работы по теплопроводности реализуется при выполнении условий __„ .

^»SC^ v^7 " аЛг_„» SC^/fiZ >

а модель сигнала детектора в этом случае после преобразований имеет вид

<в>

где Я-1 - теплопроводность / -го компонента.

Показано, что с учетом зависимости мвкду теплопроводностью и молекулярной массой вещества эту модель можно представить так

, (15)

где Кп"= ( постоянный коэффициент при дан-

ных условиях работы).

В случае если молекулярная масса детектируемых компонентов существенно превосходит молекулярную массу газа-носителя, то последнюю модель мояно упростить.

Alf-/<т- X? , (16)

где Кт ~ коэффициент преобразования по массовой концентрации; xf - массовая концентрация /-го компонента в газе-носителе.

Откуда следуем, что при условииу^ <</<•■ данный детектор является равночувотЕигельнш по массовым концзнтрациям, что определяет простоту интерпретации получаемой с его помощью информации.

Регпм работы по комбинации физических свойств имеет место при условии, что

&ЛГ_„<< öcPr_v /JtZ ,

- 10 -

а математическая модель сигнала в этом режиме определяется выражением

й1/-г[д0с^-с^му^(I?) Гйе 2 " •

Расчетным путем определены диапазоны значений остаточных давлений Р , при которых реализуются оба названных режимов, а именно для режима работы по теплопроводности Р = 10 т 2 мм рт.ст., а для режима работы по комбинации физических свойств Р = (5 - 2)-Ю-2 мм рт.ст.

При разработке модели динамической характеристики БТКД в соответствии с его принципиальной схемой (сы.рис. I) была составлена структурная схема, которая была определена как последовательное соединение линейных динамических звеньев, а именно капилляра, представляющего собой звено чистого запаздывания, камеры детектора и чувствительного элемента, идвнтифпцированных как инерционные¿звенья первого порядка, и электронного измерительного устройства, идентифицированного как безынэрайонное" 1Гвено7

Передаточная функция детектора получена в виде

• "<»>-<т*:<я'г,% «в»

где » Ку - коэффициенты передачи соответственно камеры детектора, чувствительного элемента и измерительной аппаратуры; Т и Тэ - постоянные времени камеры и чувствительного элемента; Г"^" время чистого запаздывания капилляра интерфейса ( V, - объем внутренней полости капилляра интерфейса; Оср - объемный расход, определяемый при среднем давлении )•

Показано, что с учетом малого значения V, и малой инерционности чувствительного элемента передаточная функция ВТКД может быть с достаточной для практического использования точностью представлена в виде

^ - Уфт , (19)

где Д'= Кк - коЭ[1йиш:ен- передачи ВТКД; Т}/( =

- II -

= T f- Тэ - общая эквивалентная постоянная времени ЯГКД.

В четвертой главе "Экспериментальные исследования вакуумного термокондуктометричзского детектора" излоиена концепция экспериментальных исследований, описана созданная экспериментальная установка, приведены результаты проверки адекватности математических моделей статической и динамической характеристик ВТКД.

Экспериментальная установка была создана на базе лабораторного хроматографа ЛХМ-ИД. В качестве НГКД з ней использовался серийный детектор по теплопроводности типа ДТП (ГОСТ 18091-72) и капиллярный интерфейс (см.рис. I), Кромо того, установка включала тепловой вакууметр типа ВТ-3, ртутный хидкостной вакууметр и вакуумный иасос типа ЗНВР-1Д.

В опытах использовались капиллярные хроматографлческно колонки длиной 25м и диаметром 0,35 мм (неподвижная жидкая фаза - сквалзп) и делители потока с коэффициентом деления -I : 200, интерфейсы с капиллярами, обеспечивающими следующие значения расхода газа-носителя (при нормальных условиях): 0,15; 0,3; 0,6; 0,8 см3/шт.

Первоначально для'-этих интерфейсов были исследованы формы сигналов при анализе искусственно составленной 3-х компонентной смеси, состоящей из гексана, бензола и октана. Опыты проводились при следующих условиях: расход газа-Hocií-теля через капиллярную колонку - 2 см3/мин; объем дозы -I мкя; температуры термостата колонок и детектора - Ю0°С; температура испарителя - 200°С.

В результате этих опытов было установлено, что для реализации режима работы по теплопроводности необходимо поддерживать в камере детектора остаточное давление 2-10 мм рт.ст., что обеспечивает как малую инерционность детектора, так и неизменность полярности его сигнала, а для режима работы по комбинации физических свойств требует под, ::а-ния остаточного давления, равного (2-5)-10~2 мм рт.ст., инерционность при котором существенно ниже, чем. в первом режиме, а сигнал имеет обратную полярность.

В диапазоне давлений между выше отмеченными двумя режимами детектор имеет либо малую чувствительность, либо двухполярн'ле сигналы на коядый определяемый компонент, что

- 12 -

делает нецелееообразлым эксплуатацию детектора в этом диапазоне .

При проверке математических моделей было использовано представление об относительной чувствительности хроматогра-фичеекпх детекторов, что позволяет исключить из рассмотрения электрических и трудно определяемых конструктивных параметров, входящих в модели сигнала (15) и (17) и осуществлять проверку путем вариации физических свойств детектируемых компонентов, которую легко осуществлять при анализе смесей, составленных из различных веществ.

Для двух режимов работы ВТВД на основе моделей (15) и (17) были получены выражения для коэффициентов относительной чувствительности в виде

1 У6*' У1 г-н '

где Kf и /(* - коэффициенты относительной чувствительности I -го компонента в режиме работы ВТКД по теплопроводности и по комбинации физических свойств; /¿^ и С/>3 - молекулярная масса и удельная массовая теплоемкость при постоянном давлении^ вещества, принятого за эталонное.

Экспериментальные исследования были выполнены при использовании интерфейса, обеспечивающего расход - 0,6 см3/шн, при температурах детектора - Ю0°С, 150°С и 180°С. Давление в камерах ВТКД для режима работы по теплопроводности поддерживалось равным 5 мм рт.ст., а для режима работы по комбинации .физических свойств - 5-10 мм рт.ст.1 В опытах использовались образцовые 3-х компонентные смеси, составленные объемным методом из следующих компонентов: пентан, гексан, гептан, октан, пропанол-2, бутаиол, бензол. Для каждой смеси проводились три анализа, а их "результаты усреднялись.

Предварительно по формулам (20) и (21) вычислялись коэффициенты относительной чувствительности для каждого из двух режимов работы ВТКД, а объемная концентрация в газовой фазе С* отдельных компонентов вычислялась по формуле

С (22)

где Кс - коэффициент относительной чувствительности с -го компонента, определяемый по формулам (20) шш (21); -площадь с -го компонента на хроматограмме. В результате было установлено, что расхождения медцу образцовыми и экспер11ментальнши значэниями концентраций компонентов не превышали +5$, что соответствует значениям погрешности, обычно имеющим место при расчете хроматограмм по найденным экспериментально коэффициентам относительной чувствительности. Этот факт свидетельствует о том, что подученные математические модели имеют точность,вполне достаточную для практики количественного хроматографического анализа.

При вычислении коэффициентов относительной чувствительности по формуле (20) для режима работы КГКД по теплопроводности било-замечено, что значения этих коэффициентов- практически совпадают с экспериментально определенными и приводимыми в научно-технической литературе для ТВД, работающего при атмосферном давлении, и сделан внвод о возможности использования для ТЕД формулы (20) при расчетах коэффициентов относительной чувствительности с приемлемой для хроматографического анализа точностью.

Аналогичным образом была выполнена проверка модели (16), причем расчет массовых концентраций компонентов анализируемых смесей осуществлялся по формуле

где - массовая концентрация I -го компонента в анализируемой смеси, т.е. без использования каких-дабо поправочных коэффициентов. Погрешности этих анализов как было установлено не превышают +5$, что определяет целесообразность представления информации о результатах хроматографического анализа в массовых долях.

Для экспериментальной проверки математической модели динамической характеристики была разработана специальная методика, в соответствии с которой определялась постоянная времени ВТКД в импульсном режиме с использованием пустой капиллярной колонки и болыпой по объему пробы воздуха, вводимой в потоко гелия, используемого в качества газа-носителя. Показано, что из-за малого влияния диффузии, иметщей моото в ка-

пиллярнпй колонке, передний фронт этой пробы размывается незначительно, что позволяет рассматривать входной сигнал детектора как скачкообразны! и путем простой обработки выходного сигнала, имеющего в начально;! части д^орму, близкую к экспоненте, оценивать значвшю постоянной времени.

В результате экспериментальных исследований было установлено, что расчетные и экспериментальные значения постоянной времени детектора, определению при различных давлениях в рабочей камере детектора, различаются не более чем па +12$,

В пятой главе "Испытание вакуумного термоковдуктометри-ческого детектора в составе серийного хроматографа" привэде-1ш результаты проверки работы ВТВД в условиях его реального лабораторного использования.

Эксперимента выполнялись на хроматографе модели М-3700 и состояли в определении эффективности капиллярных хроыатогра-чееккх колонок л метрологических характеристик.

В опытах по определению эффективности колонок применялись кварцевые капиллярные колонки диаметром 350 и 500 мкм и длиной 30 ы, неподвижная фаза в которых использовался сюзалан. В качество анализируемого вещества была использована иостиком-покентная смесь парафийпых углеводородов (от кентана до декана). Эффективность колонок при работе с ВТКД сравнивалась с нх эффективностью при использовании пламетю-ионизациошгого детектора и было установлено, что применение ВТВД практически не оказывает влияния на ентенио эффективности капиллярных колонок.

Выполнен анализ погрешности ВТВД в режимах работы по теплопроводности и по комбинации физических свойств и показано, 'что в первом из назвавшее режимов погрешность измерения существенно меньше, что позволяет рассматривать режим работы по теплопроводности предпочтительным при использовании ВТВД в КГХ.

Эксперименты по определению метрологических характеристик хроматографа, снабженного ВТКД и кздшшярнши колонками, вшйлюГшйеПГо^щЕртнш методикам, позволили получить следующие результаты: уровень флуктуапиоштых шумов нулевого сигнала 1*10"® В; предел допустимого значения относительного среднего квадратического отклонештя выходного сигнала +1,5^;

- 15 -

дрейф ¡¡улевого сигнала детектора 1-Ю-4 В/ч; порог чувствительности по декану 2-Ю-10 г/с; постоянная врешш! 0,84 с.

ССНОВШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТи

1. Обоснована целесообразность исследований и разработо:; вакуумного термокондуктсметрич-зского контроля газов и паров ■ с целью решения актуальной задачи неселзктквного (ушпэерса-льного) количественного анализа веществ з капиллярной газовой хроматографии.

2. Теоретически и экспериментально обоснована возможность существенного (в 100 раз и более) уммшленш! инорцпошгостп концентрационных детекторов при сохранении их чувствительности по концентрации за счет уконьззния дашгошш в колерах детектора.

3. Разработан капиллярный ¡глтерфеГ.с для ва:;уумпого термо~ коцдуктометрпчоского детектора, обоспсчивпицпП незашсююсть ре.талов работы капиллярной полотен и детектора.

■1. На основе совместного решения уравнения теплообмена, уравнения неразрывности потопа, уравнения Пуазэйля п урахше-1шя Лдоуля-Ленца с учетом ряда упрощающее предположишь поручена общая математическая модель статической характеристики ВТКД. ;

5. С учетом возможности получения с помощью БТВД количественной информации при капиллярном хрсматографичоском анализе на основе общей модели статической характеристики полу-чет две частные модели, а шашю: модель для режима работы по теплопроводности и модель для режима работы по комбинации (теплоемкость и молекулярная масса) физических свойств.

6. Путем анализа конструкции ВТЗД и ого измерительной цепи определена его структурная схема, идентифицированы динамические свойства входящих в нее динамических звоньов и получена математическая модель динамической характеристики детектора.

7. Экспериментальными исследованиями установлена адекват-

ность моделей статической характеристики ВТВД в режимах работы по теплопроводности и по комбинации физических свойств.

8. Установлено, что модель ШЩ для режима работы по теплопроводности с приемлемой для хроматографического анализа точностью может быть использована для расчета коэффициентов относительной чувствительности ТВД, работающих при атмосферном давлении.

9. Определены по стандартным методикам метрологические характеристики при использовании ВТВД в составе хроматографа, свидетельствуют о том, что названный детектор может быть использован для решения задач количественного и качественного анализа в капиллярной газовой хроматографии.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

I.1 Исследование -возможности уменьшения инерционности ко1щентрациошшх хроматографических. детекторов путем поддержания разрежения в их рабочих камерах/ Л.В.Захарова, Л.В.Иля-сов, Н.Г.Фарзане, М.Эль-Холнби// Автоматизированное управле-» ние и моделировашю сложных технологических процессов: Межвузовский сб. научн.тр.- Тверь: ТвеПИ, 1991.- С. 87-91.

2. Исследоваше формы сигнала вакуумного термокоццукто-мэтрического детектора/ М.Эль-Холиби, Л.В.Илясов; Тверской политехи.ин-т,- Тверь, 1993.- 7с.- Деп. в ВИНИТИ 04,11.93, 2754-ВЭЗ.

• 3,- Математическая модель статической характеристики вакуумного термокондуктомотрического детектора/ М.Эль-Холиби, Л;В.Илясов; Тверской политех».шьт.- Тверь, 1Э93,- 11с.- Деп. в ВИНИТИ 04.11.93, й 2756-В93.

4. Интерпретация информации, получаемой от вакуумного термокоцпуктометрического детектора в режиме работы по теплопроводности/ Л.В.Илясов, М.Эль-Холиби; Тверской политехи, ин—т.— Тверь, 1993.- 6с.- Деп. в ВИНИТИ 04.11.93, й 2755-В93.

5,- Исследования динамических свойств вакуумного термо-кондуктометрического детектора/ Л.В.Захарова, Л.В.Илясов, Н.Г.Фарзане, М.Эль-Холиби; Тверской политехи.ин-т.- Тверь, 1993.- 12с.- Деп. в ВИНИТИ 04.11.93, К 2757-В93.