2) разделения газового потока
3) подогрева газа-носителя
4) снижения давления газа от 5-200 атм в баллоне до 5 атм, необходимого газовому хроматографу (+)
Редуктор в системе подачи газа-носителя предназначен для понижения и стабилизации давления. В баллоне газ находится под высоким давлением, которое по мере расходования изменяется; непосредственная подача такого газа в хроматограф невозможна, поскольку может повредить газовые линии, дозирующую аппаратуру и колонку. Редуктор снижает давление до рабочего уровня, установленного для конкретного прибора, в рассматриваемой ситуации — примерно до 5 атм.
Основой работы редуктора является автоматическое дРосселирование газа: клапан уменьшает проходное сечение, а мембранный или поршневой механизм поддерживает заданное давление на выходе независимо от колебаний давления в баллоне в допустимом диапазоне. Это обеспечивает стабильную подачу газа-носителя и воспроизводимый расход через колонку. Сам редуктор не разделяет поток, не нагревает газ и не формирует повышенное давление; распределение потоков выполняют газовые линии и клапаны, нагрев — термостатируемые элементы хроматографа.
Стабильность давления особенно важна для времени удерживания и формы хроматографических пиков. Изменение давления газа-носителя меняет его линейную скорость в колонке, что может приводить к смещению времен удерживания, ухудшению разрешения и снижению воспроизводимости результатов. Поэтому редуктор является обязательным элементом безопасной и метрологически корректной эксплуатации газового хроматографа.
| Элемент газовой системы | Уровень давления | Основная функция | Последствия неисправности |
|---|---|---|---|
| Баллон с газом-носителем | Высокое, обычно от нескольких десятков до сотен атмосфер | Хранение гелия, азота, водорода или другого газа-носителя | Нестабильность подачи, риск разгерметизации и нарушения газоснабжения |
| Запорный вентиль | Давление баллона | Открытие и прекращение подачи газа | Невозможность безопасно отключить источник или нарушение герметичности |
| Редуктор | Снижает высокое входное давление до рабочего выходного, например около 5 атм | Понижение и стабилизация давления газа | Колебания расхода, смещение времен удерживания, повреждение элементов системы |
| Фильтр и очиститель газа | Рабочее давление газовой линии | Удаление влаги, кислорода и углеводородных примесей | Рост фонового сигнала, загрязнение колонки и ухудшение чувствительности |
| Регулятор расхода или электронный регулятор давления | После редуктора, в диапазоне, заданном методикой | Точная настройка расхода газа через инжектор и колонку | Изменение эффективности разделения и воспроизводимости анализа |
| Инжектор и хроматографическая колонка | Низкое стабильное рабочее давление | Введение пробы и разделение компонентов по времени удерживания | Нарушение формы пиков, разрешения и количественной оценки веществ |
Выбор редуктора должен соответствовать виду газа, диапазону входного давления, требуемому выходному давлению и присоединительной арматуре. Для повышения безопасности предпочтительны двухступенчатые модели, обеспечивающие более стабильное давление при опорожнении баллона. Перед работой контролируют герметичность соединений и отсутствие утечек. Таким образом, отмеченный вариант отражает основную функцию редуктора — переход от высокого давления в баллоне к стабильному рабочему давлению газового хроматографа.