DE1276370B - Zelle zur Analyse eines Gases durch Hochfrequenzentladung in dem Gas - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIn

Deutsche Kl.: 421-4/16

Nummer: 1 276 370

Aktenzeichen: P 12 76 370.1-52 (A 49456)

Anmeldetag: 11. Juni 1965

Auslegetag: 29. August 1968

Die Erfindung betrifft eine Ionisierungszelle, die die Analyse von Gasen mittels einer Hochfrequenzentladung gestattet, wie sie in der französischen Patentschrift 1 062 975 vom 15. September 1952 beschrieben ist. Ihre Merkmale machen diese Zelle in besonders vorteilhafter Weise geeignet für die Chromatographie in der Gasphase unter Luftdruck odei Unterdruck, falls das Probevolumen gering ist, also z. B. nur einige Kubikzentimeter beträgt, oder falls die Mengenleistung an Trägergas schwach ist und z. B. nur einige Liter in der Stunde beträgt.

Es handelt sich also um eine Zelle zur Analyse eines in einer Kammer befindlichen Gases mittels Entladung bei Hochfrequenz, deren auf hohem Potential liegende elektrische Teile außerhalb der Kammer bzw. auf der Außenseite der Kammerwände angebracht sind und deren Kammer zwei parallele, getrennte, einander nahe und zwischen den Elektroden angeordnete Wände sowie Wände zu deren Verbindung enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Zellen dahingehend zu verbessern, daß die Gsaentladungsvorhänge der Messung und/oder Beobachtung zugänglich gemacht werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens eine der parallelen Wände durchsichtig oder durchscheinend ist und mit einer elektrisch leitenden, durchsichtigen oder durchscheinenden Flüssigkeit, beispielsweise einer Natriumchloridlösung, in Kontakt steht, welche eine Elektrode für die Entladung bei Hochfrequenz bildet.

Diese Ausgestaltung der Wände gestattet es, dem Fenster, durch welches man die Strahlung der Entladung beobachtet, eine große Oberfläche zu geben, obwohl das Volumen der Kammer gering ist. Wenn darüber hinaus die Elektroden auf den Wänden angebracht sind, ist die Entladungsstrecke kurz; dadurch vermindert sich die erforderliche Spannung erheblich, so daß sich eine vereinfachte Stromquelle sowie verringerte Isolationsanforderungen ergeben.

Die Elektrodenform kann leicht derart gewählt werden, daß die an dem durch Entladung erzeugten Licht vorgenommenen Messungen gut reproduzierbar sind. Das lichtempfindliche Meßelement kann sehr nahe an einer Wand der Kammer angebracht werden, wo die Entladung vor sich geht; dadurch wird der Einfluß von äußeren Strahlungen ausgeschaltet und die Möglichkeit geboten, dieses Element vor allem dem Licht auszusetzen, das von den Stellen stammt, wo es am stärksten in Funktion der Gaszusammensetzung schwankt; trotz dieser Nähe kann das Meßelement ohne Unterbrechung und Störung Zelle zur Analyse eines Gases durch
Hochfrequenzentladung in dem Gas

Anmelder:

L'Air Liquide Societe Anonyme pour l'Etude

et !'Exploitation des Precedes George Claude,

Paris

Vertreter:

Dr. H. H. Willrath und Dipl.-Ing. H. Roever,

Patentanwälte, 6200 Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Charles Lambert, Liege (Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 23. Juni 1964 (979 315)

der Entladung ausgebaut werden, um beispielsweise ihr Aussehen zu prüfen.

Der den hochfrequenten Hochspannungswechselstrom für die Zelle liefernde Generator muß eine Frequenz und Leistung haben, die den Dimensionen der Zelle und der Natur des Gases angepaßt ist; die Stromfrequenz und -spannung müssen derart stabil sein, daß nur die Schwankung in der Natur des Gases innerhalb der Zelle Einfluß auf die elektrische Entladung hat, wobei der Gasdruck konstant ist. Mit der Zelle nach der Erfindung wird das Gas in der Zelle keiner chemischen Einwirkung der Elektrodenbaustoffe ausgesetzt, und es wird auch nicht mehr von den Teilchen absorbiert, die von diesen Elektroden abgesprüht werden.

Die vorstehenden Aufgaben werden von der Erfindung in vorteilhafter Weise gelöst, und in der Zeichnung wird eine Zelle gemäß der Erfindung beispielshalber dargestellt.

Bei der Zelle nach der Figur liegt die Ionisierungskammer zwischen zwei Platten 4 und 6 aus Isoliermaterial, und mindestens die auf der linken Seite liegende Platte ist durchsichtig oder durchscheinend Diese Platten bestehen beispielsweise aus Glas, Kieselsäure od. dgl. Die Randzonen dieser Platten sind durch einen Kreisring 8, z. B. aus Glas oder Kieselsäure, verbunden, der mit ihnen durch Verleimung mit Epoxydharzen fest verbunden oder auf diesen Platten unter Zwischenlegung von Dichtungen, z. B.

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aus Polytetrafluoräthylen, verspannt sein kann. Der Ring kann selbst aus Polytetrafluoräthylen bestehen, und in diesem Fall sind weder Dichtungen noch eine Verleimung notwendig. Die Kammer kann auch aus einem einzigen Stück aus durchsichtigem oder durchscheinendem Stoff gefertigt werden.

Zwei Stutzen 10 und 12 sind in Löcher der Platte 4 in dichter Weise durch O-Ringe 14 und 16 eingepaßt. Der Stutzen 12 dient zur Einleitung und der Stutzen 10 zur Abführung des Gases.

Die eine Zellenelektrode besteht aus einer Metallscheibe 18, an die eine in einer Feder 22 auslaufende Stange 20 angesetzt ist. Eine diese Feder zusammendrückende Kappe 24 drückt die Scheibe 18 elastisch gegen die Platte 4, um Dehnungen abzufangen. Ein weicher Draht 26 verbindet die Elektrode 18 mit der nicht geerdeten Klemme eines Hochfrequenzgenerators. Die andere Elektrode besteht aus einem Salzwasserbad 27 (Natriumchloridlösung) zwischen der Platte 6 und einer anderen durchscheinenden oder durchsichtigen Platte 28, z. B. aus Glas. Ein Metallring 30 ist zwischen die Ränder der Platten 6 und 28 eingelegt. Beschläge 32 und 34 vervollständigen den dichten Abschluß des Bades 27. Der Ring 30 besitzt zwei nicht dargestellte Löcher für Füllung und Entleerung des Bades, die man nach dem Arbeiten verschließt. Ein Rohr 36 umschließt fast den ganzen Ring 30. Er wird entweder von öl oder von Wasser durchflossen, um das Bad 27 vermittels des Ringes zu kühlen. Die Anschlußklemme des Hochfrequenzgenerators, die an Erde gelegt ist, ist mit dem Ring 30 verbunden, und der Strom geht von dort zum Bad 27, durch das Rohr 36 oder durch eine nicht dargestellte Verbindung.

Bolzen 38 od. dgl. verspannen ein rundes Fenster 40 mit der Platte 28 vermittels einer Gummidichtung 42. Die auf diese Bolzen aufgeschraubten Muttern stützen sich vermittels Federn 44 od. dgl. auf einem Gehäuse 46 aus Isoliermaterial ab, das auf der Seite der Elektrode 18 liegt. Das Gehäuse 46 ruht auf der Platte 4 unter Zwischenschaltung einer O-Ringdichtung 48 und auf den Rohrstutzen 10 und 12 mittels anderer Dichtungen 50 und 52. Außerhalb des Gerätes gekühltes Isolieröl tritt durch einen Zweig 54 eines Kreuzgriffes 56, der auf dem Gehäuse befestigt ist; das öl umspült die Elektrode 18 und Tritt aus dem Gehäuse durch ein Rohr 58 aus. Dieses Öl trägt zur Kühlung der Zelle und zur Isolierung der Elektrode 18 bei.

Wenn der Draht 26 und der Ring 30 an einen Hochfrequenzgenerator von passener Charakteristik angeschlossen werden, bildet sich in der Kammer 2 eine Entladung zwischen den Elektroden 18 und 27. Das Licht dieser Entladung kann durch die Platte 6. das Bad 27 und die Platte 28 beobachtet oder mittels einer photoelektnschen Zelle auf der linken Seite der Meßzelle gemessen werden. Unter »Licht« sind hier auch solche Strahlungen, wie Ultraviolett oder Infrarot, zu verstehen, die man bequem verwenden kann. Die Zelle ist vorzugsweise gegenüber einer Stelle angeordnet, deren Leuchtkraft am stärksten in Funktion der Natur des Gases schwankt. Man kann beispielsweise eine Reihe von Zellen auch auf einem Kreis in einem bestimmten Abstand um den Umfang der Elektrode 18 anordnen.

Diese Zelle eignet sich aber auch zu einer Messung unter Verwendung der elektrischen Charakteristiken der Entladung, z. B. der Spannung zwischen den Elektroden für einen Strom von gegebener Frequenz und Stärke oder der durch die Gegenwart der Zelle in dem Hochfrequenzstrom hervorgerufenen Dämpfung.

Das zu beobachtende Gas — Trägergas und ein Teil der zu analysierenden Probe — nimmt in diesem Gerät nur ein kleines Volumen ein. Die Kammer 2 hat z. B. 80 mm Durchmesser und 1 mm Dicke. Außerdem ist dieses Gas in keinerlei Kontakt mit einem Leiterteil unter Spannung. Dadurch wird vermieden, daß es mit Gasen oder Teilchen verschmutzt wird, die aus einem Elektronen- oder Ionenbombardement ausgesetzten Elementen stammen, oder daß es teilweise von Teilchen absorbiert wird, die von einer Elektrode versprüht werden und sich auf einer Wand ablagern.

Das von der Zelle ausgesandte Licht kann vor seinem Auftreffen auf die Meßeinrichtung ein Filter durchqueren. Dieses kann gegebenenfalls an der Zelle befestigt sein und selbst eine oder mehrere der Platten 6 bilden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zelle zur Analyse eines in einer Kammer befindlichen Gases mittels Entladung bei Hochfrequenz, deren auf hohem Potential liegende elektrische Teile außerhalb der Kammer bzw. auf der Außenseite der Kammerwände angebracht sind und deren Kammer zwei parallele, getrennte, einander nahe und zwischen den Elektroden angeordnete Wände sowie Wände zu deren Verbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der parallelen Wände, z. B. (6), durchsichtig oder durchscheinend ist und mit einer elektrisch leitenden, durchsichtigen oder durchscheinenden Flüssigkeit (27), beispielsweise einer Natriumchloridlösung, in Kontakt steht, welche eine Elektrode für die Entladung bei Hochfrequenz bildet.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitende Platte (18) elastisch gegen eine der parallelen Wände angedrückt wird und eine Elektrode für die Entladung bei Hochfrequenz bildet.

3. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallelen Wände aus Glasplatten bestehen.

4. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (36) vorgesehen ist, in dem öl oder Wasser umläuft, welches die leitende Flüssigkeit (27) kühlt.

5. Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömung von Isolieröl vorgesehen ist, welche die leitende Platte (18) umspült.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1 087 832; französische Patentschrift Nr. 1 062 975.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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