УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ГАЗОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ анализа газов.
Решение относится к газоаналитическим приборам непрерьсвного действия и может бьггь использовано в системах контроля технологической атмосферы в различных отраслях промышленности.
Известно УСТРОЙСТВО 1 для анализа газов и паров, содержашее ионйзационную камеру со штуцером, являющимся потенциальным электродом, коллектор и источник питания. В канале ионизации продольная составляющая вектора напряженности электрического поля отсутствует, силовые линии электростатического поля в канале дрейфа направлены неперпендикулярно коллектору.
Недостатком известного устройства является недостаточная чувствительность и селективность вследствие явления рекомбинации ионов.
Известно УСТРОЙСТВО С2 для анализа газовых смесей, взятое за ПРОТОТИП, содержашее ионизационную камеру, электроды, коллектор, подключенный через усилитель к индикатору, и источник питания. Ионизационная камера выполнена ПРЯМОУГОЛЬНОГО сечения и открыта для ввода пробы анализируемого газа, потенциал коллектора и поверхностей. Образующих канал ионизации, одинаков, продольная составляющая вектора напряженности электрического поля в канале ионизации отсутствует.
Недостатком известного устройства является недостаточная чувствительность. Уменьшение рекомбинации в нем обеспечивают путем увеличения ПРОДОЛЬНОЙ СКОРОСТИ потока ионов посредством увеличения расхода газа-носителя, что ведет к уменьшению числа образующихся ионов, появлению завихрений в потоке. В результате снижается чувствительность, в процесс анализа вносится дополнительная погрешность.
Задачей решения является повьапение чувствительности и стабильности селективности. Технический результат заключается в уменьшении рекомбинации за счет увеличения продольной скорости ионов без ушерба процессу анализа.
Этот результат достигается тем, что в устройстве для анализа газов, содержащем ионизационную камеру, электроды, коллектор, подключенный через усилитель к индикатору, и источник питания, ионизационная камера закрыта со стороны входа газа перфорированной стенкой, канал ионизации образован эквипотенциальными поверхностями, подключенными к ИСТОЧНИКУ питания и имеющими потенциал, отличный от потенциала коллектора, на границе каналов ионизации и дрейфа помешен
ИКИ G 01 Ы 27/62
кольцевой электрод, имеющий потенциал коллектора и вьшолненный заподлицо с одной из эквипотенциальных поверхностей, являющейся потенциальным электродом канала ионизации, и отделенный от нее изолятором.
Именно закрытие ионизационной камеры со СТОРОНЫ входа газа перфорированной стенкой и образование канала ионизации эквипотенциальными поверхностями позволяет создать дополнительное электрическое поле, обеспечивающее увеличение продольной СКОРОСТИ ионов. Тем самым уменьшают рекомбинацию ионов, что ведет к повыщению чувствительности. Именно размещение кольцевого электрода определенной длины на границе каналов ионизации и дрейфа, вьшолнение его заподлицо с одной из эквипотенциальных поверхностей, являющейся потенциальным электродом канала ионизации, и отделение от нее ИЗОЛЯТОРОМ определенной толщины позволяет повысить стабильность селективности посредством создания в канале дрейфа малочувствительного к колебаниям напряжения электростатического поля, силовые линии которого перпендикулярны коллектору.
ПРИ изучении ДРУГИХ известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не были выявлены. Таким образом, проведенный анализ и испытания показывают, что решение соответствует критериям новизны и промышленной применимости.
На Фиг. 1 показан ПРОДОЛЬНЫЙ разрез устройства, на Фиг. 2 - разрез А-А на ФИГ. 1.
УСТРОЙСТВО для анализа газов содержит цилиндрическую ионизационную камеру 1, состоящую из канала 2 ионизации и канала 3 дрейфа, закрытую со СТОРОНЫ входа газа перфорированной стенкой 4 с отверстиями 5 для входа газа. В канале 2, образованном эквипотенциальными поверхностями б и 7, подключенными к ИСТОЧНИКУ питания 8 и имеющими потенциал, отличный от потенциала коллектора 9, размещен источник ионизации 10. В канале з коллектор 9, подключенный через усилитель И к индикатору 12, и заземленный стержень 13 закреплены в пробке 14 с отверстиями 15 для выхлопа. На границе каналов 2 и 3 помещен кольцевой электрод 15, имекжий потенциал коллектора 9, выполненный заподлицо с одной из эквипотенциальных поверхностей 7, являющейся потенциальным электродом канала 2, и отделенный от нее ИЗОЛЯТОРОМ 17, жестко прижатым стержнем 13 к поверхности 7. Важно подобрать ДЛИНУ кольцевого электрода 16, которая должна составлять порядка
- 2 где L - длина кольцевого электрода 16 ;
d - высота канала 3 дрейфа, и ТОЛЩИНУ изолятора 17, которая должна составлять порядка где Н - толщина изолятора 17.
УСТРОЙСТВО работает следующим образом. Через отверстия 5 в стенке 4 подают анализируемую пробу газа в ионизационную камеру 1. Поток ионизируется источником ионизации Ю. Посредством действия дополнительного электрического поля, создаваемого поверхностями 6 и 7, и потока газа-носителя через камеру 1, поток образованных ионов выносится из канала г ионизации и за минимальное время, без потерь попадает в канал 3 дрейфа, где разделяется в поперечном электростатическом поле. В результате на коллектор 9 попадают ионы только определяемого вешества и образуют ионный ток. Сигнал с коллектора 9 поступает на вход усилителя и и далее на индикатор 12.
ПРИ испытаниях устройства поверхности б и 7 имели потенциал юо В, коллектор 9 и кольцевой электрод 16 - потенциал О В.
Использование на практике заявляемого решения позволит увеличить чувствительность в два раза ПРИ стабильной селективности.
Источники информации :
1. А. с. 857846 СССР, НКИ G 01 N 7/63, 1981. г. А. С. 1397815 СССР, НКИ G 01 N 27/62, 1988. - ПРОТОТИП.
роректор по
о//:
// , --   |АвтрРЫ :
; :л  v; /
..rL -%:;- ;   о А,-- - - - ,- :.
- 3 Н  О. 05 d,
/ Петриков В. Г. / / Добротин с. А. /
/ Попов А. А. /
/ шурашов А. д. /