DE2944259A1 - Geraet zur analyse von substanzen in gas-strom, vom typ mit elektroneneintritt - Google Patents

Description

DR.-INS. OIPL.-INQ.M SC O¹PI PHVS. OP. DIPI PMVS. «PL.-PHYS. Oft. HÖGER - STELLRECHY - GRIRSSBACH - HAECKER BOEHME PATENTANWÄLTE IN STUTTGART 29AA259

Ά 43 817 u Anmelderin: Carlo Erba Strumentazione

31. Oktober 1979 !;*:*·' ^Rodano <^Mai]-and),

Italien.

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'Gerät zur Analyse von Substanzen in Gas-Strom vom Typ mit Elektroneneintritt"

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Beschreibung der Erfindung namens: /294 4

"GERÄT ZUR ANALYSE VON SUBSTANZEN IN GAS-STROM, VOM TYP MIT ELEKTRONENEINTRITT" Anmelder CARLO ERBA STRUMENTAZIONE spa, Rodano (Mailand), Erfinder Giuseppe VERGA und Giorgio

SISTI. Angemeldet am unter Nr

Die gegenständliche Erfindung bezieht sich auch ein Gerät, allgemein bekannt unter dem Begriff "detector", zur Durchführung von Analysen von Substanzen in Gasstrom, mittelsdes Prinzipes des Elektroneneintritts. Das Gerät ermittelt die Fließschwankungen von Elektronen zwischen zwei Elektroden , und zwar während des Vorbeifließens an einer elektroeintretenden Substanz in einem gasförmigen Strom, wobei eine der beiden Elektroden aus einer radioaktiven Quelle besteht, während die andere Elektrode bspw. eine Spindelelektrode ist,die von dem die Kammer durchströmenden Gasstrom beeinflußt wird. Das theoretische Prinzip und die Betriebsweise solcher Elektroneneintrittsdetektoren sind an und für sich bereits hinreichend bekannt, weswegen hier nicht näher darauf eingegangen werden soll. Wichtig im Sinne der Beschreibung dieser Erfindung ist hier der Umstand, daß diese Geräte mit einer radioaktiven Quelle arbeiten, normalerweise wenn auch nicht ausschließlich aus Ni 63, die im Inneren des Gehäuses angebracht wird, entsprechend geschützt und abgeschirmt natürlich, um jede Gefahr einer schädlichen Strahlung nach außen hin zu vermeiden. Diese Geräte sind gutbekannt und auch viel verwendet, wobei man jedoch feststellen mußte, daß nach einer mehr oder weniger langen Betriebszeit die unumgänglichen im Gas enthaltenen Unreinheiten zur Bildung von Rückständen an beiden Elektroden führen, insbesondere an der Elektrode, die aus einer radioaktiven Quelle besteht. Dieser Rückstand hat nun die Wirkung einer Isolierungsschicht, der natürlich die Präzisionstüchtigkeit des Gerätes erheblich beeinträchtigt. Aus diesem Grunde ist es dann notwendig, den Apparat*zu zerlegen, um

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eine fieinigung der Elektroden vornehmen zu können. Dieser Wartungsvorgang, der an und für sich nicht kompliziert wäre, führt jedoch zu erheblichen Schwierigkeiten, weil es sich ja um eine radioaktive Quelle handelt, die natürlich unter keinen Umständen den umgebenden Menschen und Dingen schaden darf. Der Vorgang muß also stets von hochqualifiziertem Personal ausgeführt werden, und dazu in völliger Isolation, um jede Möglichkeit einer Abstrahlung nach außen zu verhindern.

Dies vorausgesetzt wird darauf hingewiesen, daß es Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein wie oben beschriebenes Gerät anzubieten, bei dem dieser Nachteil ausgeschaltet bzw. stark reduziert wird, d.h. die Notwendigkeit einer Wartung wie beschrieben wird ausgeschlossen oder zumindest die Periodizität erheblich verlängert. Im wesentlichen wird die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode oder die Spindelelektrode in einem Lager montiert ist, das sich frontal vor der Kammer befindet, in der die erste Elektrode einmontiert ist, und daß diese zweite Elektrode von der gegenüberliegenden Seite her zugänglich ist, also demontiert und montiert werden kann, ohne dadurch irgendeinen Kontakt zur radioaktiven Kammer erforderlich zu machen. Mit anderen Worten wird an ein Gerät gedacht, dessen Struktur so ausgelegt ist, daß die Spindelelektrode, die an und für sich ja nicht radioaktiv ist, vom Gerät ausgebaut werden kann, ohne dabei auf die andere Elektrode, die radioaktive Quelle, intervenieren zu müssen, wodurch jede Strahlungsgefahr für die Umwelt ausgeschlossen wird. Dies führt mit sich, daß bedeutend weniger Wartungsvorgänge in der radioaktiven Kammer erforderlich sind. Einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung zufolge kann aber diese Wartungsperiodizität noch weiter erheblich reduziert werden, praktisch annulliert werden, durch einer besonderen Konformation der Linie, die vom Gas-Strom während der Analyse beschrieben wird, insbesondere mittels einer

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speziellen Konformation und Strukturierung der zweiten Elektrode oder Spindelelektrode, und zwar so, daß der Gas-Strom im wesentlichen nur auf die zweite Elektrode stößt und an dieser zweiten Elektrode also den weitaus größten Teil der Unreinheiten ablagert.

Diese und»eitere Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes werden hier nachfolgend nun näher beschrieben unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung, die ein Realisierungsbeispiel darstellt:

Abbildung 1 stellt einen Teilquerschnitt des erfindungsmäßigen Gerätes dar. Abbildung 2, im selben Schnitt wie Abb. 1, stellt die Komponenten dar, die zur Demontage der Spindelelektrode abnehmbar, sind. Abbildung 3 ist ein Querschnitt in kleinerem Maßstabverhältnis und zeigt die gegenseitige Anordnung der beiden Elektroden.

Das Gerät besteht im wesentlichen aus einem geschlossenem Gehäuse 10, das von einem gasförmigen Strom mit darin den zu analysierenden Substanzen durchquert wird. Eingeführt wird dieser Strom über den Anschluß 12 und weiter über den zweiten Anschluß 14. Entlang der Fließstrecke im Innern des Gerätes sind zwei Elektroden angebracht; die erste Elektrode 16 besteht im wesentlichen aus einer bspw. zylinderförmigen Kammer, deren Wände eine radioaktive Quelle tragen, insbesondere bestehend aus Ni 63. Die zweite Elektrode ist bspw. eine Spindelelektrode Beide Elektroden BOBBBBS sind HHBBHBSHHBB. verbunden mittels elektrischer Kontaktelemente 20 und 22 an eine Zähl- und Auswertvorrichtung, die hier nicht näher dargestellt ist.

Die Radioaktivkammer 16, die innen hohl und mittels eines Kanals 24 mit dem Eingangsanschluß 12 in Verbindung steht, ist nach außen hin mittels eines ersten U-förmigen Metallblocks abgeschirmt, an dem sich ein Kontaktelement 28 mit dem Ableiter 20 anschließt, Getrennt von einem weiteren abschirmenden Metallblock 30 wird der erste Metallblock durch eine erste Isoliereinlage 32. Eine weitere Isolier-

einlage 34 trennt den Kontakt 28 vom Außenblock Der U-Block 26, die Einlage 32 und der Außenblock 30 werden vom Eingangskanal 24 durchquert. Stromabwärts wird die radioaktive Kammer 16 von einem weiteren Isolierelement 36 abgesphirmt, auf dem eine Metallplatte 38 aufliegt, die mit einem weiteren KontaktelementAO in Verbindung steht, welches mit dem Ableiter 22 verbunden ist und mit 42 vom Block 30 isliert wird. Der Metallplatte 38 ist bei gegenseitigem elektrischen Kontakt die zweite Elektrode 18 aufgelagert, deren Struktur und Konformation noch näher beschrieben werden. Nach der Metallplatte 38 trennt eine weitere Isolierschicht 42 die Platte 38 vom Leitelement AA, das aus Metall besteht und im wesentlichen als Y ausgeformt ist. Durchquert wird dieses Element A4 vom Auslaufkanal A8 mit der trichterförmigen Gaseinmündung A6. In Stellung gehalten wird das Element AA mittels einer Tellerfeder 50, die von einem Verschlußelement 52 blockiert ist, welches in Punkt 5A auf dem Körper 30 aufgeschraubt werden kann. Der Kanal A8 mündet in einem Auslaufstutzen 56, der das Verschlußelement 52 durchbricht. Wie speziell aus den Abbildungen 2 und 3 ersehen werden kann, besteht die Spindelelektrode 18 aus einem länglichen Element, das einen teilweise mit Gewinde versehenen Außenbereich aufweist, wie in Punkt 58 angezeigt, und aus einem Kopfteil 60 mit Kerbe 62 zwecks Einsatz eines entsprechenden Werkzeuges, bspw. eines Schraubenziehers, zur Montage und Demontage in ein Gegengewinde, wie in Punkt 6A angezeigt, der Platte 38.

Wie aus Abbildung 3 ersichtlich ist, weist die Elektrode 18 im Inneren eine kanalförmige Durchlauföffnung 66 auf, durch die hindurch der Gasstrom fließt, der bereits durch die Kammer 16 durchgeflossen ist. In diesem Zusammenhang ragt das Endstück der Elektrode 18, praktisch hermetisch abgeschirmt, durch eine entsprechende öffnung 68 in der Isoliereinlage 36.

Wie aus Abbildung 2 ersichtlich kann die Demontage»« λ q ο O / Qg \ der Elektrode 18 auf extrem einfache und schnelle

Weise erfolgen: Man nimmt das Verschlußelement 52 abnimmt die Tellerfeder 50 und das Element kk heraus, greift mit einem Schraubenzieher auf den Kopf 60 der Elektrode 18 ein, schraubt die Elektrode also aus dem Gewinde 64 heraus und kann somit an die notwendige Wartungsarbeit schreiten. Die Wiedermontage erfolgt natürlich genauso, nur in umgekehrter Reihenfolge. Wichtig dabei ist lediglich der Umstand, daß diese Elektrode aus ihrem Sitz herausgenommen werden kann, ohne daß man dabei in irgendeine Berührung mit der radioaktiven Kammer 16 gerät. Die Anordnung des Kanals 66, der axial die Elektrode 18 durchquert, ermöglich einen gesteuerten Verlauf des Gasstromes

vom Kanal 24 durch die Kammer 16 und den Durchlauf 66 hindurch, so daß eventuelle Unreinheiten im Gasstrom sich weitaus vorrangig an der Elektrode 18 absetzen, und zwar an deren Endstück und den Innenwänden des Kanals 66, ohne also die Wände der Kammer 16 zu belegen oder zumindest diese Ablagerung in der Kammer 16 auf ein Minimum zu reduzieren.

Wie bekannt werden diese Geräte erhitzt, um mit streng kontrollierter Temperatur zu arbeiten. Zur Kontrolle der Temperatur verwendet man die elektronische Vorrichtung 70, womit der Temperaturwert eines Mantels 72 kontrolliert wird, der den Block 30 umgibt, welcher die Wärme an die Elektroden weiterleitet, insbesondere an die Elektrode 18 mittels Überleitung durch die Kontaktzone zwischen dieser Elektrode und der Platte 38.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   I)J Gerät zur Analyse von Substanzen in gasförmigem Strom (Detector) mit Elektroneneintritt, vom Typ mit Ermittlung der Fließschwankungen der Elektronen zwischen zwei Elektroden beim Vorbeifließen an einer elektroneneintretenden Substanz in einem gasförmigen Strom, wobei eine der beiden Elektroden als Kammer ausgebildet ist, die eine radioaktive Quelle tragen, während die andere

   Elektrode vom Gasstrom beeinflußt wird, der die Ionisierungskammer durchquert hat, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Elektrode in einem Sitz lagert, welcher der Kammer gegenüberliegt, zwecks Demontage der zweiten Elektrode, ohne in Berührung mit der radioaktiven Kammer zu geraten.

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2. 2) Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode abnehmbar mit einer Metallplatte verbunden ist, welche als Lager und als Leiter des elektrischen Signales dient, wobei diese Platte von der radioaktiven Kammer durch mindestens eine Abschirmung geschützt ist, welche einen Durchgangsöffnung für die Elektrode aufweist, wobei diese Elektrode von der der Kammer gegenüberliegenden Seite her zugänglich ist mittels Abnahme der Verschlußkomponenten, die den Gasauslaufkanal umgeben.
3. 3) Gerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode in die Metallplatte eingeschraubt ist und sich im wesentlichen hermetisch abgeschirmt in den Durchbruch der Abschirmung einfügt, und dadurch, daß diese Elektrode einen Durchlauf ausfweist, der im wesentlichen mit den Gaseinlauf und -auslaufkanälen ausgerichtet ist.
4. 4) Gerät gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese schraubenförmig ausgebildete Elektrode eine axiale Durchbohrung aufweist.
5. 5) Gerät gemäß Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden mittels eines Mantels erwärmt werden, der die Wärme an die zweite Elektrode weiterleitet mittels der be-

   . sagten Metallplatte.
6. 6) Gerät gemäß mindestens einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus Komponenten und Bestandteilen, die im wesentlichen so zusammenwirken, wie es aus dieser Bescheribung und den anliegenden Abbildungen hervorgeht.

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