DE2139992A1 - Verfahren und vorrichtung zur probenahme und zum aufgeben einer probe in ein analysengeraet - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur probenahme und zum aufgeben einer probe in ein analysengeraet

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Description

Γ Γ . -* 5602 LANGENBtFiG (RhId.), den
■kernst L·. lUeisse Bökenbusch 41
η . -< Telefon (02127) 1319
Dipl.-Phys.Jürgen tfJeisse Telex 8516895 O 1 O Q Q Q O
Patentanwälte Z. I O <J <J v» ei
Pat entanmeldung
Bodenseeitferk Perkin-Elmer & Co. GmbH, 777o Überlingen (Bodensee)
Verfahren und Vorrichtung zur Probenahme und zum Aufgeben einer Probe in ein Analysengerät.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prob enahme und zum Aufgeben einer Probe in ein Analysengerät, bei welchem die Probe durch Sorption von einer Probenahmevorrichtung aufgenommen und aus dieser in das Analysengerät hinein ausgetrieben wird.
Die Probenahme durch Adsorption ist an sich bekannt. Bei gaschromatographischen Analysen sind Vorsäulen bekannt, die mit einem Adsorbens gefüllt sind und durch die man bei niedriger Temperatur eine größere abgemessene Menge des zu analysierenden Gases hindurchleitet. Danach wird die Vorsäule zu einem Gaschromatographen gebracht und in den Strömungsweg des Trägergases eingeschaltet. Durch Erwärmen der Vorsäule wird dann das in der Vorsäule adsorbierte Probengas ausgetrieben und von dem Trägergas in die Trennsäule des Gaschromatographen transportiert, wo die eigentliche Analyse stattfindet. Die Vorsäule ist dabei eine mit adsorbierendem körnigen Material gepackte Säule. Die Probenahme erfolgt dadurch, daß mittels besonderer Vorrichtungen ein Gasstrom durch
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die Vorsäule erzeugt wird. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig.
Es sind für die gaschromatographische Analyse sogenannte Kapillarsäulen bekannt. Das sind Trennsäulen von sehr kleinem Durchmesser aber großer Länge, die nicht mit einer körnigen Trennsubstanz gepackt sind, sondern bei denen die Trennsubstanz die Wandung eines frei durchgehenden Kanals bildet. Beispielsweise kann
^ die Wandung einer solchen Säule mit einer als Trennsubstanz wirkenden Flüssigkeit beschichtet sein. Solche Trennsäulen sind sehr empfindlich, haben aber andererseits nur eine sehr geringe Kapazität, d.h. sie sind nur zur Verarbeitung relativ geringer Probenmengen geeignet. Wenn daher in der üblichen Weise eine flüssige Probe mittels einer Spritze in den Einlaßteil des Gaschromatographen eingegeben wird, dann ist üblicherweise diesem Einlaßteil ein Strömungsteiler nachgeschaltet, welcher den Proben- und Trägergasstrom in einem definierten Verhältnis teilt, so daß nur ein bestimmter Bruchteil des. Proben- und Trägergases auf die Trennsäule gegeben wird. Das Erfordernis dieser Strömungsteilung bringt einen unerwünschten Verlust von Trägergas mit sich. Es sind andererseits bei der Dosierung mittels Spritze relativ große Probenmengen er-
) irderlich, die dann gar nicht ausgenutzt werden. Kleinere Probenmengen lassen sich aber mit konventionellen Methoden nicht zuverlässig handhaben.
mittels Injektionsspritzen
Die bekannte Dosierung/hat den Nachteil, daß Fehler durch die Manuelle Handhabung bei der Probenahme und Dosierung auftreten können. Die Probenzusammensetzung kann durch Sorption oder fraktioniertes Abdampfen oder durch die Strömungsteilung verfälscht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Probenahme und zum Aufgeben einer Probe in ein Analysengerät zu schaffen, bei welchem Fehler durch unterschiedliche manuelle Handhabung bei der Probenahme und Dosierung ausgeschlossen werden, ebenso eine Verfälschung der Probenzusammensetzung. Die Probenahme solleinfach und ohne komplizierte apparative Hilfsmittel (Pumpe) möglich sein. Es sollen außerdem kleinste Probenmengen einwandfrei dosiert werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sorption der Probe bei der Probenahme an der Oberfläche eines festen Formkörpers erfolgt und dieser Formkörper zur Probenaufgabe in eine beheizte Einlaßkammer des Analysengerätes eingeführt wird.
Zur Probenahme gasförmiger Proben kann die Oberfläche des Formkörpers während einer definierten Zeit dem Probengas ausgesetzt werden. Dieses Probengas kann beispielsweise die Atmosphäre an einem bestimmten Ort sein, an welchem Luftverunreinigungen untersucht werden sollen.
Bei der Untersuchung flüssiger Proben kann das Probengas der Dampfraum über einer flüssigen Probe sein. Es wird dann eine Adsorption an dem Formkörper nach Maßgabe der Dampfdrücke der einzelnen Komponenten der Flüssigkeit über dem Flüssigkeitepiegel stattfinden.
Es ist natürlich auch möglich, flüssige Proben direkt zu dosieren, indem man den Formkörper in die Flüssigkeit taucht, wieder herauszieht und anhaftenden Probenüberschuß abtropfen läßt. Auch pulverförmige Proben können in hierzu geeigneten Fällen in dieser
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Weise aufgenommen werden, wobei bei keramischen Dosierstäben die Oberflächenhaftung durch elektrische Aufladung verstärkt werden kann. Bei der Probenahme fester Stoffe nach der Erfindung ist Voraussetzung, daß diese Stoffe in äußerst feinpulvriger Form vorliegen, damit sie an der Oberfläche des Formkörpers gleichmäßig haften bleiben, und daß sie außerdem möglichst restlos in der beheizten Einlaßkammer des Analysengerätes verdampfen.
Vorteilhafterweise wird der Formkörper nach der Probenahme in einem,gasdichten Gefäß zu dem Analysengerät mit der Einlaßkammer transportiert.
Es dürfte sich weiterhin empfehlen, daß mit einem gleichartigen Formkörper, an dem keine Sorption von Probe erfolgte, eine Referenzmessung vorgenommen wird. Auf diese Weise lassen sich Störkomponenten feststellen und berücksichtigen.
Der Formkörper kann in der Einlaßkammer des Analysengeräts nach einem Programm beheizt werden.
Die Erfindung macht es weiterhin möglich, daß das Analysengerät ein GasChromatograph mit Kapillarsäule ist, auf den die gesamte ψ von dem Formkörper in der Einlaßkammer desorbierte Probe (ohne Strömungsteiler) geleitet wird. Diese Möglichkeit, die nicht nur eine Vereinfachung bringt und Trägergas einspart, wird dadurch geschaffen, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne Handhabungsschwierigkeiten die Dosierung extrem kleiner Proben gestattet.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des geschilderten Verfahrens.
Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch
(a) einen Formkörper zur Probenahme mit sorptionsfähiger Oberfläche, der an einem Schaft sitzt, welcher mit einer Ringdichtung an seinem Umfang und einem dichtenden Stopfen sowie einem Handgriff an seinem dem Formkörper abgewandten Ende versehen ist,
(b) eine beheizbare Einlaßkammer an dem Analysengerät, die von einem Führungskanal, durch welchen der Formkörper eingeführt wird und in welchem der Schaft geführt ist, durch ein Verschlußglied getrennt ist, das von dem Formkörper aufgedrückt wird, wenn-die Ringdichtung des Schaftes eine Abdichtung des Führungskanals nach außen bewirkt.
Der Formkörper kann ein zylindrischer Stift sein. Dieser Stift kann zur Erhöhung der Oberfläche mit Gewindenuten versehen sein. Zwischen Stift und Schaft kann eine Eindrehung vorgesehen sein. Der Formkörper kann aber auch von mehreren koaxial ineinander angeordneten Rohrstücken gebildet werden, ebenfalls zur Erhöhung der Oberfläche.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsforra der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Verschlußglied ein Kolben, der in der zylindrischen, zu dem Führungskanal gleichachsigen Einlaßkammer geführt und durch den Formkörper von einem ersten, führungskanalseitigem Ende desselben zu dom zweiten, entgegengesetzten Ende
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verschiebbar ist. In die Einlaßkammer in der Nähe des zweiten Endes mündet ein Transportgaskanal, der von dem Kolben in seiner Endstellung freigegeben wird. Von der Einlaßkammer geht in der Nähe des ersten Endes ein Transportgasauslaß ab, und an dem zweiten Ende der Einlaßkammer ist ein Ausgangskanal zu dem Analysengerät vorgesehen in welchem der Transportgasauslaß mündet.
Zunächst befindet sich der Kolben dabei am erste. Ende der Einlaßkammer. Der Transportgaseinlaß ist mit dem Ausgangska-
ψ nal in Verbindung. Beim Einführen des Formkörpers wird der Kolben an dem Transportgasauslaß vorbeigeschoben und dieser freigegeben. Zunächst sperrt der Kolben aber noch die Verbindung zwischen Transportgaseinlaß und Transportgasauslaß, so daß das Transportgas direkt zu dem Ausgangskanal fließt. Wenn der Formkörper praktisch vollständig innerhalb der Einlaßkammer liegt, bewegt sich der Kolben an dem Transportgaseinlaß vorbei und sperrt die Verbindung zwischen Transportgaseinlaß und Ausgangskanal ab. Das Transportgas fließt jetzt an dem Formkörper entlang von dem Transportgaseinlaß zu dem Transportgasauslaß und über diesen zu dem Ausgangskanal. Es wird also jetzt die desorbierte Probe von dem Formkörper durch das Trans-
k portgas mitgenommen und in den Ausgangskanal transportiert.
Vorteilhafterweise enthält der Formkörper ein Kupplungsstück, welches beim Einführen mit einem Kupplungsgegenstück des Kolbens automatisch kuppelt, wobei die Kupplung beim Herausziehen des Formkörpers automatisch lösbar ist, wenn der Kolben das erste Ende der Einlaßkammer erreicht. Es wird auf diese Weise sichergestellt, daß der Kolben beim Herausziehen des Formkörpers
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nach erfolgter -Dosierung wieder an das erste Ende der Ein-laßkammer mitgenommen wird, so daß der vorstehend;beschriebene Ausgangszustand wieder erreicht wird»
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Verschlußkörper von einer Schleusenklappe gebildet wird, die in einer der Einlaßkammer vorgeschalteten Schleusenkammer angeordnet ist, und daß zwei Ringdichtungen an dem Schaft beiderseits der Schleusenkammer liegen, wenn der Formkörper in die Einlaßkammer bewegt ist.
Dabei kann die Einlaßkammer gleichachsig zu dem Führungskanal und nach Form und Abmessungen an den zylindrischen Formkörper angepaßt und nur geringfügig größer sein als dieser. In den von einer Eindrehung zwischen dem als Stift ausgebildeten Formkörper und dem Schaft gebildeten Ringraum kann wenigstens ein Transportgaseinlaß münden, während auf der dem Führungskanal entgegengesetzten Seite der Einlaßkammer ein Ausgangskanal vorgesehen ist. Es ergibt sich so ein sehr geringer toter Raum der Einlaßkammer. Das Transportgas fließt von dem Ringraum gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des als Stift ausgebildeten Formkörpers zu dem Ausgangskanal. Man erhält auf diese Weise eine sehr schnelle und konzentrierte Aufgabe des desorbierten Probenmaterials auf das Analysengerät (z.B. einen Gaschromatographen).
Eine weitere mögliche Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied ein Ventilkörper ist, der in der zylindrischen zu dem Führungskanal gleichachsigen Einlaßkammer geführt ist und mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, von welchem or durch den Formkörper abhebbar ist, daß an der Mantelfläche des'Ventilkörpers axiale Nuten vorgesehen sind, die einen Trans-
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portgas&urchgang zwischen Ventilkörper und Einlaßkammerwandung gestatten, und daß seitlich hinter dem Ventilsitz ein Transportgaseinlaß mündet und an dem dem Führungskanal abgewandten Ende der Einlaßkammer ein Ausgangskanal vorgesehen ist.
Um die Wechselwirkung zwischen Metalloberflächen und Probe auszuschalten kann vorteilhaft die Einlaßkammer mit einer Auskleidung aus Keramik versehen sein.
Weiterhin kann die Vorrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet sein durch einen Behälter zur Aufnahme und zum Transport des Formkörpers, wobei dieser Behälter durch den Stopfen an dem Schaft abgeschlossen ist und der Formkörper durch den Schaft frei in dem Behälter gehalten wird. Der Stopfen kann eine weitere Funktion erfüllen, indem er nämlich einen Behälter mit einer flüssigen Probe abzuschließen gestattet und den Formkörper oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche im Dampfraum hält.
"Die für die Sorptionszone des Formkörpers verwendeten Materialien richten sich nach den jeweiligen Aufgaben. Die Sorptionszone des Formkörpers kann aus Metall bestehen, aus Glas," Quarz oder einem keramischen Werkstoff. Die Oberfläche der Sorptionszone des Formkörpers kann mit einem Film aus einer hochsiedenden Flüssigkeit überzogen werden. Weiterhin kann die Oberfläche der Sorptionszone des Formkörpers mit einer sorptionsfähigen Oxydschicht überzogen sein.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:
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Fig. 1 zeigt im Schnitt schematisch einen Einlaßteil eines Analysengeräts, vorzugsweise eines Gaschromatographen zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Fig. 2 zeigt eine zugehörige Probenahmevorrichtung»
Fig. Jj zeigt eine abgewandelte Ausführung des Formkörpers für die Probenahme.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV/IV von Fig. 3.
Fig. 5 zeigt eine andere Form des Einlaßteils für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 6 zeigt eine für das Einlaßteil nach Fig. 5 geeignete Probenahmevorrichtung.
Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der Anordnung nach Fig.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Probenahmevorrichfcung und eines Einlaßteils zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 9 zeigt eine Probenahmevorrichtung nach der Erfindung in einem Transportbehälter.
In Fig. 1 ist ein Einlaßteil eines Gaschromatographen dargestellt mit einem beheizten BLock Ίο, in welchem eine Einlaßkammer 12 von zylindrischer Grundform vorgesehen ist. An den
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Block 1o schließt sich ein rohrförmiger Ansatz 14 mit einem Führungskanal 16 für den Schaft 18 der Probenahmevorrichtung 2o (Fig. 2) an. Der Führungskanal 16 ist gleichachsig zu der Einlaßkammer 12. In der Einlaßkammer 12 ist ein Kolben 22 von einem ersten, rechten Ende auf der Seite des Führungskanals 16 zu einem zweiten, linken Ende verschiebbar. Von dem linken Ende der Einlaßkammer 12 geht ein Ausgangskanal 24 ab, der zu einer gaschromatographischen Trennsäule führt. In der Nähe des linken Endes der k Einlaßkammer 12 mündet seitlich ein Transportgaskanal 26. Die Mündung des Transportgaskanals 26 liegt jedoch so, daß der Kolben 22 in seiner linken Endstellung den Transportgaskanal 26 zum Inneren der Einlaßkammer 12 hin freigibt. In der Nähe des rechten Endes der Einlaßkammer 12 geht von dieser ein Transportgasauslaß 28 ab, der in dem Block 1o geführt ist und in den Ausgangskanal 24 mündet.
Die ProbenahmeVorrichtung 2o enthält einen Formkörper 5o, der bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Form eines Stiftes hat. Dieser Formkörper besitzt eine sorptionsfähige Oberfläche. Diese sorptionsfähige Oberfläche hat die Länge a. An den Formkörper 3o schließt sich der Schaft 18 an. An dem Schaft ψ 18 sind Ringdichtungen 32 vorgesehen, die beim Einführen der Probenahmevorrichtung 2o in den Führungskanal 16 sich an dessen Wandung anlegen und eine Abdichtung nach außen bewirken. An dem dem Formkörper 3o abgewandten Ende des Schafts 18 sitzen sin Dichtstopfen 7Λ sowie ein Handgriff 36.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Formkörper (Stift) 3o mit der sorptionsfähigen Oberfläche einer Gasprobe ausgesetzt. Das kann beispielsweise in der Form geschehen, daß die Probe-
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nähmevorrichtung 2o in ein eine Probenflüssigkeit enthaltendes Gefäß eintaucht, wobei der Stopfen 54 dieses Gefäß abschließt und der Schaft 18 den Stift 3o oberhalb der Oberfläche der Probenflüssigkeit im Dampfraum hält. Der Formkörper mit der sorptionsfähigen Oberfläche wird eine definierte Zeit lang den Probengasen ausgesetzt, so daß an der Oberfläche eine Sorption von Probengasen nach Maßgabe der Dampfdrükke über der Flüssigkeitsoberfläche stattfindet.
Es wird dann die Probenahmevorrichtung 2o in den Führungskanal 16 eingeführt. Der Formkörper 3o nimmt dann mit seinem als Kupplungsglied ausgebildeten Ende 38 den Kolben 22 nach links mit. Der Kolben 22 verhindert zunächst einen Transportgasdurchgang von dem Einlaß 26 zu dem Auslaß 28 und damit eine Strömung von Transportgas über den Formkörper 3o (Fig. 1). Das Transportgas 26 strömt vielmehr direkt zu dem Ausgangskanal 24. V/enn der Formkörper 3o so weit in die Einlaßkammer 12 eingedrungen ist, daß seine sorptionsfähige Oberfläche voll in der Einlaßkammer 12 liegt, nämlich um die Strecke a (Fig. 1), dann sperrt der Kolben 22, wie·gestrichelt dargestellt ist, den Durchgang von dem Transportgaseinlaß 26 zu dem Ausgangskanal 24 ab und das Transportgas strömt an dem Formkörper 3o
entlang zu dem Transportgasauslaß 28 und von dort in den Auslaßkanal 24. Durch die Beheizung der Einlaßkammer erfolgt eine Desorption der an dem Formkörper 3° durch Sorption gebundenen Probensubstanz, die von dem Transportgasstrom in die gaschromatographische Trennsäule transportiert wird.
Der Kolben 22 ist mit einem Kupplungsglied, z.B. in Form einer ü-förmigen Spreizfeder 4o versehen, welches beim Vorwärtsbewegen der Probenahmevorrichtung 2o nach links mit dem Kupplungs-
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glied 38 automatisch kuppelt. Wenn die Probenahmevorrichtung 2o dann nach rechts wieder herausgezogen wird, nimmt sie den Kolben 22 mit, bis dieser am rechten Ende der Einlaßkammer 12 anschlägt. Die Kupplung ist so ausgebildet, daß sie sich durch Zug dann wieder löst. Es ist damit der ursprüngliche Ausgangszustand vor Einführen der Probenahmevorrichtung 2o wieder erreicht.
Um die Oberfläche des Pormkörpers zu erhöhen, kann der Formkörper nach Fig. 3 aus einer Mehrzahl zueinander koaxialer Rohrstücke 4-2, 44, 46 gebildet werden.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des Einlaßteils eines GasChromatographen. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 und 2. Im Verlauf des Führungskanals 16 ist bei der Ausführung nach Fig. eine Schleusenkammer 48 vorgesehen. In dieser Schleusenkammer 48 ist eine Schleusenklappe 5° beweglich, welche im Ruhezustand den Führungskanal 16 gegen die Schleusenkammer 48 und die Einlaßkammer 12 abschließt.
An der Prob enahmevorrichtung ist zwischen Formkörper 3o und Schaft 18 eine Ringnut 52 vorgesehen.
Beim Einführen der Probenahmevorrichtung 2o schiebt der Formkörper 3o die Schleusenklappe 5o auf. Wenn der Schleusenkörper 3o voll in der Einlaßkammer 12 liegt, liegen die Ringdichtungen 32 beiderseits der Schleusenkammer, so daß einerseits eine einwandfreie Abdichtung der Schleusenkammer nach außen als auch der Einlaßkammer 12 gegen die Schleusenkammer 48 erfolgt. In den durch die Ringnut 52 gebildeten Ringrauben wird
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über Transportgaseinlässe 54-, 55 Transportgas eingeleitete Die Einlaßkammer 12 ist in Form und Größe an den Formkörper Jo angepaßt und nur geringfügig größer als dieser«, Wenn der Formkörper Jo in der Einlaßkammer 12 sitzt, strömt das Transportgas über die Einlasse 54- und 55 in den von der Ringnut 52 gebildeten Ringraum und an der Mantelfläche des Formkörpers 3o entlang zu einem auf der linken Seite der Einlaßkammer 12 vorgesehenen Ausgangskanal 2Ά-.
Bei dieser Konstruktion ergibt sich ein besonders kleines Totvolumen in der Einlaßkammer 12, so daß das Probenmaterial schnell und konzentriert auf die Trennsäule gegeben wird, wenn der Formkörper 3o in die Einlaßkammer 12 gelangt und beheizt wird.
Vorteilhafterweise ist die Einlaßkammer 12 mit einer Auskleidung 56 aus Glas, Quarz oder keramischem Material versehen.
Um die Oberfläche des Formkörpers 3o zu erhöhen, kann gemäß Figur 7 der Formkörper mit einer Gewindenut 58 auf seiner Mantelfläche versehen sein. Stattdessen können natürlich auch axial hintereinander-liegende Ringnuten oder Axialnuten vorgesehen v/erden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8, in welcher im übrigen für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind wie in den anderen Figuren, ist in der Einlaßkammer 12 ein Ventilsitz 6o vorgesehen, der mit einem in der Einlaßkammer 12 axial verschiebbar geführten Ventilkörper 62 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 62 weist Axialnuten 64 auf, die sicherstellen, daß nach Abheben des Ventilkörpers 62 von dem Ventilsitz 6o Transportgas
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zwischen Ventilkörper 62 und Einlaßkammerwandung hindurehtreten und zu einem Ausgangskanal 24 gelangen kann. Das Transportgas tritt in die Einlaßkammer 12 über einen Transportgaseinlaß 66 ein, der dicht hinter dem Ventilsitz 60 mündet.
Um den Ansatz H mit dem iMhrungskanal 16 trotz Beheizung des Blockes 10 relativ kühl zu halten, sind an dem Ansatz 14 Kühlrippen 68 vorgesehen.
Pig. 9 zeigt die Halterung einer Probenahmevorrichtung 20 in einem zylindrischen Transportgefäß 70, wobei der ütopfen 34 das Transportgefä^ 70 dicht abschließt und der Schaft 18 den formkörper 30 frei in dem Transportgefäß 70 hält.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung bietet verschiedene Vorteile. Die Probenahmevorrichtung 20 ist unempfindlich gegen rauhe Behandlung, im Gegensatz beispielsweise zu den sonst üblichen Mikroliterspritzen. Dosiermenge und Analysenergebnis sind unabhängig von individuellen Handhabungsunterschieden, die bei Spritzendosierung durch verschiedene Personen unvermeidlich sind, die sowohl zu unterschiedlichen Gesamtprobenmengen als auch zu unterschiedlichen Analysenergebnissen führen können. Bei der Probenahme sind keine Ablesefehler möglich. Es kann bei einer erfindungsgemäßen Anordnung die chemische Wechselwirkung der Probe mit Metall vermieden werden, wie sie bei Verwendung von Mikroliterspritzen auftreten könnte, wenn nämlich sowohl eine keramische Einlaßkammer ( oder eine Einlaßkammer mit keramischer Auskleidung) als auch ein keramischer Formkörper 30 für die Probenahme vorgesehen werden. Es ist möglich, extrem kleine Probenmengen bequem und exakt zu dosieren. Man kann daher in der Gas-chromatographie Kapillarsäulen ohne Strömunrjsteilun.; verwenden. Das
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bringt beispielsweise eine erhebliche Einsparung an Trägergas und eliminiert Fehlerquellen. Von besonderem Vorteil ist dabei der technisch leicht realisierbare kleine Totraum im Einlaßteil. Durch Wahl entsprechenden Materials für die Oberfläche des lormkörpers besteht die Möglichkeit der selektiven Probenahme. Damit verbunden ist in vielen Fällen eine Spurenanreicherung ohne Einsatz irgendwelcher Hilfsgeräte. Gasproben, insbesondere Luftproben, können an Ort und Stelle ohne Hilfsapparate wie Pumpen usw. genommen v/erden. Eine Probenverfälschung ist deshalb ausgeschlossen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Probenahme und zum Aufgeben einer Probe in ein Analysengerät, bei welchem die Probe durch Sorption von einer Probenahmevorrichtung aufgenommen und aus dieser in das Analysengerät hinein ausgetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sorption der Probe bei der Probenahme an der Oberfläche eines festen Formkörpers erfolgt und dieser Formkörper zur Probenaufgabe in eine beheizte Einlaßkammer des Analysen- | gerätes eingeführt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Probenahme gasförmiger Proben die Oberfläche des Formkörpers während einer definierten Zeit dem Probengas ausgesetzt wird,
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Probengas der Dampfraum über einer flüssigen Probe ist.
    4-, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper nach der Probenahme in einem gasdichten Gefäß zu dem Analysengerät mit der Einlaßkammer transportiert wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem gleichartigen Formkörper, an dem keine Sorption von Probe erfolgte, eine Referenzmessung vorgenommen wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper in der Einlaßkammer des Analysengerätes nach einem Programm beheizt wird.
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    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysengerät ein Gaschromatograph mit Kapillarsäule ist, auf den die gesamte von dem Formkörper in der Einlaßkammer desorbierte Probe (ohne Strömungsteiler) geleitet wird.
    8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    (a) einen Formkörper (3o) zur Probenahme mit sorptionsfähiger Oberfläche (a), der an einem Schaft (18) sitzt, welcher mit einer Ringdichtung (32) an seinem Umfang und einem dichtenden Stopfen (34-) sowie einem Handgriff (36) an seinem dem Formkörper (3o) abgewandten Ende versehen ist,
    (b) eine beheizbare Einlaßkammer (12) an dem Analysengerät, die von einem Führungskanal (16), durch welchen der Formkörper (3o) eingeführt wird und in welchem der Schaft
    . (18) geführt ist, durch ein Verschlußglied (22, 5o, 62) getrennt ist, das von dem Formkörper (3o) aufgedrückt wird, wenn die Ringdichtung (32) des Schaftes (18) eine Abdichtung des Führungskanals (16) nach außen bewirkt.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (3o), ein zylindrischer Stift ist (Fig. 2).
    1o. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift zur Erhöhung der Oberfläche mit Gewindenuten (58) versehen ist (Fig. 7)·
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    11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stift (3o) und Schaft (18) eine Eindrehung (54-) vorgesehen ist,
    12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (3o) von mehreren koaxial ineinander angeordneten Rohrstücken (42, 44, 46) gebildet wird (Fig. 4).
    13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Versdlußglied ein Kolben (22) ist, der in der zylindrischen zu dem Führungskanal (16) gleichachsigen Einlaßkammer (12) geführt und durch den Formkörper (3o) von einem ersten, führungskanalseitigen Ende desselben zu dem zweiten, entgegengesetzten Ende verschiebbar ist, und daß in die Einlaßkammer (12) in der Nähe des zweiten Endes ein Transportgaseinlaß (26) mündet, der von dem Kolben (22) in seiner Endstellung freigegeben wird, von der Einlaßkammer (12) in der Nähe des ersten Endes ein Transportgasauslaß (28) abgeht und an dem zweiten Ende der Einlaßkammer (12) ein Ausgangskanal (24) zu dem Analysengerät vorgesehen ist, in welchem der. Transportgasauslaß (28) mündet.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (3o) ein Kupplungsstück (38) enthält, welches beim Einführen mit einem Kupplungsgegenstück (4o) des Kolbens (22) automatisch kuppelt, wobei die Kupplung beim Herausziehen "des Formkörpers (3o) automatisch lösbar ist, wenn der Kolben (22) das erste Ende der Einlaßkammer (12) erreicht.
    15· Vorrichtung nach einem 4r Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper von einer Schleusenklappe (5o) gebildet wird, die in einer der Einlaßkammer (12)
    - 19 -
    309808/1069
    vorgeschalteten Schleusenkammer (48) angeordnet ist, und daß zwei Ringdichtungen (32) an dem Schaft (18) beiderseits der Schleusenkammer (48) liegen, wenn der Formkörper (3o) in die Einlaßkammer (12) bewegt ist.
    16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer (12) gleichachsig zu dem Führungskanal (16) und nach Form und Abmessungen an den zylindrischen Formkörper angepaßt und nur geringfügig größer ist als dieser und daß in den von der Eindrehung (54) gebildeten Ringraum wenigstens ein Transportgaseinlaß (54, 55) mündet, während auf der dem Führungskanal (16) entgegengesetzten Seite der Einlaßkammer (12) ein Ausgangskanal (24) vorgesehen ist, (Fig. 5)· .
    17- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied ein Ventilkörper (62) ist, der in der zylindrischen zu dem Führungskanal (16) gleichachsigen Einlaßkammer -(12) geführt ist und mit einem Ventilsitz (60) zusammenwirkt, von welchem er durch den Formkörper (3o) abhebbar ist, daß an der Mantelfläche (64) des Ventilkörpers (62) axiale Nuten vorgesehen sind, die einen Transportgasdurchgang zwischen Ventilkörper (62) und Einlaßkammerwandung gestatten, und daß seitlich hinter dem Ventilsitz (60) ein Transportgaseinlaß (66) mündet und an dem dem Führungskanal abgewandten Ende der Einläßkammer (12) ein Ausgangskanal (24) vorgesehen ist.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer (12) mit einer Auskleidung (56) aus Keramik verschen ist (Fig. 5 und 8).
    - 2o 309803/ 1 069
    - 2ο -
    19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18,, gekennzeichnet durch einen Behälter (7o) zur Aufnahme und zum Transport des Formkörpers (3o), wobei dieser Behälter (7o) durch den Stopfen (34) an dem Schaft (18) abgeschlossen ist und der Formkörper (3o) durch den Schaft (18) frei in dem Behälter (7o) gehalten wird.
    20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Sorptionszone des Formkörpers (3°) aus Metall besteht.
    21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19* dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Sorptionszone des Formkörpers (3o) aus Glas, Quarz oder einem keramischen Werkstoff besteht.
    22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Sorptionszone des Formkörpers (3o) mit einem Film aus einer hochsiedenden Flüssigkeit überzogen ist.
    23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Sorptionszone des Formkörpers (30) mit einer sorptionsfähigen Oxydschicht überzogen ist.
    309808/1069
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