主题：【分享】毛细柱进样口的电子流量控制（下）

浏览0 回复2 电梯直达

深蓝

结帖率：

100%

关注：0 |粉丝：0

新手级：新兵

发表于：2023/02/28 10:25:42 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

对于气相色谱仪器而言，如果需要了解其压力/流量控制系统，应当首先对其结构有一定的了解。毛细柱进样口的气体控制包括多路气流，首先回顾一下毛细柱进样口的基本结构。

1 毛细柱进样口的基本结构

在毛细柱进样口中，需要控制的气体流量包括三部分：载气流量、分流流量和隔垫吹扫流量。

载气的作用是以一定的流速将气体样品或经气化后的样品带入色谱柱进行分离；分流的作用是将气化后的样品按照一定比例排出进样口；隔垫吹扫的作用主要是消除进样时可能带入的杂质和消除进样口密封垫在高温时释放出的杂质。一般而言，载气、分流和隔垫吹扫的相对位置为：隔垫吹扫在最上方，载气在中间，分流管路在最下方。

前文谈到，使用机械阀进行流量/压力控制的气相色谱仪器，其使用的控制阀的类型主要是稳流阀、稳压阀、背压阀和针型阀等；对于电子流量控制装置而言，并没有与上述几种机械阀一一对应的结构，可以近似的说是利用同一套部件组成的装置采用不同的控制方式/算法而分别实现各种机械阀的功能。扩展而言，毛细柱进样口的电子流量控制装置，也是在机械阀控制系统上发展而来。

对于使用机械阀进行流量/压力控制的气相色谱仪器，其进样口的流量/压力控制，有稳流阀-背压阀、稳流阀-针型阀、稳压阀-背压阀和稳压阀-针型阀等多种类型。其中稳流阀-背压阀、稳压阀-针型阀是使用最多的两种类型。上一节中介绍了稳流阀-背压阀控制类型，稳压阀-针型阀可以参见下图。

2 稳压阀-针型阀控制模式

稳压阀-针型阀控制模式进行流量/压力控制，即：采用稳压阀控制进样口压力（柱前压），采用针型阀调节分流流量，同时使用针型阀控制隔垫吹扫流量。其简单示意图如下：

我们说毛细柱进样口的电子流量控制装置，是在机械阀控制系统上发展而来。因此，依据该种控制方式的原理发展出了相应的电子流量控制装置，并且可以和相应的稳压阀-针型阀装置进行互换。

3 电子流量装置的上游控制模式

由机械阀中的稳压阀-针型阀控制模式发展而来的电子流量控制装置，可以称之为电子流量装置的上游控制模式。对该种模式而言，柱头压/柱流量的调节是通过进样口气流入口端的比例阀（稳压阀）调节的，调节位置在入口处而非出口处，因此有文献称之为上游调节模式。

在毛细柱进样口分流模式下，该种模式电子流量控制装置的原理图示意如下：

对其载气流量、分流流量和隔垫吹扫流量各控制流路分解如下：

（1）柱头压/柱流量的控制

当进样口中有气体进入后，采用比例阀-电路控制-压力传感器控制比例阀开度，使柱头压/柱流量达到设定值；以上为电子流量控制装置的压力模式，类似于机械阀中的稳压阀。

（2）分流流量的控制

根据仪器参数设置，采用比例阀-电路控制-流量传感器控制分流出口的流量，使之达到设定值要求；以上为电子流量控制装置的流量模式。

（3）隔垫吹扫流量的控制

当进样口中有气体进入后，采用比例阀-电路控制-压力传感器控制比例阀开度，使压力传感器处压力达到一定值，通过气阻之后可以达到设定的流量；以上为电子流量控制装置的压力模式，类似于机械法中的稳压阀+固定气阻。

（4）总流量的测定

仪器并不直接测量进入进样口的总流量；根据仪器参数设置，柱流量/柱前压、分流流量/分流比、隔垫吹扫流量达到设定值要求之后，由总流量=柱流量设定值+分流流量设定值+隔垫吹扫流量设定值公式，计算出进入进样口的总流量。

一般而言，因为以上模式的柱头压/柱流量的调节是通过进样口气流入口端的比例阀调节的，调节位置在入口处而非出口处，因此有文献称之为上游调节模式。

以上是在毛细柱进样口分流模式下，该类型电子流量控制装置的原理图示意。当在毛细柱进样不分流模式下，进样后的一段时间内，分流阀关闭，其工作状态见下图示意：

此种状态下，分流阀关闭，流量传感器不使用；柱头压/柱流量通过比例阀-电路控制-压力传感器控制；隔垫吹扫流量采用比例阀-电路控制-压力传感器-气阻控制；以上为电子流量控制装置的压力模式。当柱头压/柱流量、隔垫吹扫流量稳定后，总流量不需要经过测定，为两者之和。在不分流进样模式后期，分流阀打开，控制原理则与分流进样相同