Chromatographie gazeuseLa chromatographie gazeuse repose sur le principe de séparation suivant.

Un échantillon est déplacé dans la phase mobile (gaz porteur) à travers une phase stationnaire (fixe ou liquide).

Le sectionnement à la limite des phases entre la phase mobile et stationnaire a lieu par une interaction d'intensité variable des composants de l'échantillon avec la phase stationnaire. Conformément à leurs propriétés physiques/chimiques, les différents composants de l'échantillon sont retenus plus ou moins longtemps.

Par la suite, il se forme des zones (fractions/bandes) de substances identiques ou de groupes de substances qui sont transportés à une vitesse précise depuis la phase mobile.

À l'extrémité de la colonne, les différents composants de l'échantillon sont soutirés comme substances pures ou conduits à un détecteur correspondant.

Le signal du détecteur s'affiche sur l'enregistreur comme oscillation (=Peak). Les différents pics peuvent être affectés aux différents composants de l'échantillon.

Avec certains détecteurs spécifiques aux substances, des mesurages peuvent entre-temps être mesurés de manière reproductible dans la plage de concentration jusqu'à ppt.

Principe de fonctionnement des principaux détecteurs

a) DCT : Détecteur de conduction thermique

Les composants de l'échantillon arrivent les uns après les autres avec le gaz porteur à partir de la colonne de séparation dans le canal de mesure du détecteur. Un deuxième canal sert de canal de référence et est uniquement traversé par un gaz porteur pur. Des fils de résistance chauffés électriquement se trouvent dans les deux canaux.
La conductivité dans le canal de mesure est modifiée par les différents composants de l'échantillon. La dissipation de chaleur modifiée sur les fils de résistance entraîne une modification de température et ainsi de résistance dans les fils.
Cette modification est comparée à la valeur de résistance des fils du canal de référence qui est traversé uniquement par un gaz porteur pur.
Un « circuit en pont de Wheatstone » convertit la variation de résistance en un signal de courant/de tension.
Ce signal est directement proportionnel à la concentration des composants de l'échantillon (mg/ml) dans le gaz porteur de la cellule de mesure.

b) DIF : Détecteur à ionisation de flamme

Les différents composants de l'échantillon (l'éluant) arrivent dans le détecteur avec le courant du gaz porteur provenant de la colonne de séparation. La buse de brûleur se trouve directement sur l'extrémité de la colonne.
En fonction du gaz porteur (H₂, He, N₂), l'on mélange avant le détecteur de l'hydrogène et de l'air synthétique.
Il se forme dans la flamme des ions et des électrons libres.
Les petites pièces chargées entraînent un courant mesurable entre la buse (cathode) et l'anode cylindrique.
Il se produit un courant accru par comparaison au signal de la flamme gaz porteur/gaz combustible pur. Cette différence de signal renseigne sur la quantité d'échantillons qui passe par le détecteur par unité de temps (mg/s).

c) DCE : Détecteur à capture d'électrons

Les différents composants de l'échantillon arrivent les uns après les autres dans le détecteur avec le flux de gaz à partir de la colonne de séparation.
De petites pièces bêta rapides à partir d'une source Ni⁶³ radioactive rencontrent les molécules du gaz porteur ou de Make-up et génèrent des électrons lents libres par ionisation par choc, qui produisent un courant mesurable entre les deux électrodes.
Des composants d'échantillon électrophiles (à capture d'électrons) diminuent le nombre des électrons lents.
La diminution du flux d'électrons (par comparaison avec un signal sans composant d'échantillon) est proportionnelle à la quantité des composants d'échantillon électrophiles (mg/s) qui passent à travers le détecteur par unité de temps.

Qualité de gaz exigée lors de la chromatographie gazeuse

Des exigences particulièrement élevées en matière de haute pureté constante s'appliquent aux gaz de procédé pour les détecteurs. Une faible teneur par ex. en hydrocarbure dans le gaz de procédé est une condition préalable décisive à un faible niveau de bruit et à une faible dérive du signal de sortie d'un détecteur à ionisation de flamme.

Pour une série de tâches de mesure, de l'importance est donc accordée à l'air synthétique avec une teneur en hydrocarbure totale < 0,1 vpm et une teneur en NOx < 0,1 vpm.