FR2587121A1 - Capteur d'ionisation superficielle d'un detecteur de fuites d'halogenes - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES DE DETECTION DES FUITES DE FLUIDES. LE CAPTEUR D'IONISATION SUPERFICIELLE EST DU TYPE COMPORTANT, FIXE DANS UN CORPS 1, UN SUPPORT 2 SUR LEQUEL SONT DISPOSEES COAXIALEMENT UNE ANODE DE PLATINE 3 ET UNE CATHODE 4, ET EST CARACTERISE EN CE QU'IL EST CONSTITUE DE MONOCRISTAL DE LEUCOSAPHIR. LE CAPTEUR PEUT ETRE UTILISE DANS LA TECHNIQUE DU VIDE ET LA TECHNIQUE FRIGORIFIQUE POUR LA LOCALISATION DES FUITES DANS LES SYSTEMES A VIDE ET LES SYSTEMES REMPLIS DE GAZ.
Description
La présente invention concerne les détecteurs de fuites d'halogènes et a
notamment pour objet un capteur d'ionisation superficielle d'un détecteur
de fuites d'halogènes dont le principe de fonctionne-
ment est basé sur la variation du courant d'émission d'ions positifs à partir d'une surface de platine
chauffée en présence de composés halogénés.
Ledit capteur d'ionisation superficielle d'un détecteur de fuites d'halogènes peut être utilisé en particulier dans la technique du vide et dans la technique frigorifique pour la localisation des fuites dans les systèmes à vide et les systèmes
remplis de gaz.
Il existe un capteur d'ionisation superficielle d'un détecteur de fuites d'halogènes qui comporte un support fixé à un corps et portant une anode de platine et une cathode disposées coaxialement (cf., par exemple, le livre "Technique des essais sous vide", par Lanis V.A. et Levin D.E., 1963,
"GOSENERGOIZDAT", Moscou, pp.171 à 178).
Le support du capteur d'ionisation superficielle est fabriqué en céramique. Le fait que le support soit fabriqué en céramique contenant du silicium et d'autres substances entraînant l'érosion du platine aux hautes températures (900 à 1200 C) réduit la durée de service du capteur d'ionisation superficielle. Outre cela, la céramique est caractérisée par une grande inertie thermique, ce qui ne permet pas de réaliser une régulation rapide de la température de l'anode du
capteur.
Il existe également un capteur d'ionisation superficielle d'un détecteur de fuites d'halogènes, qui comporte un support fixé dans un corps et portant une anode de platine et une cathode disposées coaxialement (cf., par exemple, le brevet Etats-Unis n0 3979625, classe 313-230, date de publication
7 septembre 1976).
Le support de ce capteur d'ionisation superficielle est constitué d'un diélectrique poreux thermostable contenant 99% de A1203 et 1% au maximum de SiO2. Ce capteur d'ionisation superficielle est caractérisé par une inertie thermique moindre et son support contient une quantité moins grande de substances provoquant l'érosion du platine, mais il présente un taux d'utilisation médiocre de la surface de l'anode de platine puisque ce taux ne dépasse pas 50%. Dans les pores du support il y a des sels de métaux alcalins dont la présence provoque un courant d'émission de fond notable du capteur d'ionisation superficielle et, par conséquent, une réduction de sa sensibilité exprimée
comme le rapport du signal utile au courant de fond.
Le but de l'invention est donc de créer un capteur d'ionisation superficielle pour détecteur de fuites d'halogènes dont le support serait réalisé de façon à prolonger sa durée de service, à réduire l'inertie
thermique et à augmenter sa sensibilité.
Ce but est atteint du fait que le capteur d'ioni-
sation superficielle pour détecteur de fuites d'halogènes, qui comporte un support fixé dans un corps et portant une anode de platine et une cathode disposées coaxialement, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que le support est constitué de monocristal de leucosaphir. Une telle exécution du capteur, objet de l'invention,
prolonge sa durée de service, diminue son inertie ther-
mique et permet d'élever la sensibilité du capteur lors
du fonctionnement du détecteur de fuites d'halogènes.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la
lumière de la description explicative qui va
nuivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente un capteur d'ionisation superficielle pour la détection de fuites d'halogènes, conforme à l'invention (coupe longitudinale); - la figure 2 représente une variante de réduction du capteur d'ionisation superficielle, objet de
l'invention (coupe longitudinale).
Le capteur d'ionisation superficielle pour détecteur de fuites d'halogènes conforme à l'invention comporte, fixé au corps 1 du capteur (figure 1), un support 2 portant, disposées coaxialement, une anode
de platine 3 et une cathode 4.
Dans le mode de réalisation considéré du capteur d'ionisation superficielle, le support 2 est réalisé sous la forme d'un tube cylindrique 5 en monocristal
de leucosaphir.
Le corps 1 du capteur d'ionisation superficielle comporte une virole 6, un couvercle 7 avec une tubulure 8 d'aspiration de gaz suivant la flèche A à travers son orifice d'entrée 9, et un couvercle 10 avec un
orifice de sortie de gaz 11.
L'anode de platine 3 est disposée sur la surface intérieure du tube 5 suivant une ligne en spirale et est constituée d'un fil préalablement enroulé sous la forme d'un boudin de petit diamètre. Coaxialement à l'anode 3 et à l'intérieur de celle-ci est disposée la cathode 4 sous forme d'un tronçon de fil de platine fixé à l'aide d'éléments de montage 12 et 13 sur le support 2. L'élément de montage 13 est soumis à l'action d'un élément élastique tel qu'un ressort 14 fixé à un
support 15 soudé à la borne 16 de la cathode 4.
Le support 2 est fixé aux couvercles 7 et 10
à l'aide de joints amortisseurs 17 et 18, respective-
ment, par exemple en amiante.
L'anode 3 a des bornes 19 et 20.
Le capteur d'ionisation superficielle suivant ce mode de réalisation est utilisé de préférence dans le cas o le capteur doit avoir une inertie thermique la plus basse possible, car le contact entre l'anode 3 et la surface chauffée du support
2 est réduit à un minimum.
Dans le mode de réalisation du capteur d'ionisation superficielle représenté sur la figure 2,celui-ci est réalisé d'une façon identique au capteur d'ionisation superficielle de la figure 1, sauf que le support 2 est constitué par deux éléments: le tube cylindrique en monocristal de leucosaphir et une tige 21 en
monocristal de leucosaphir.
Le support 2. porte, disposées coaxialement, une anode de platine 22 et une cathode 23. L'anode 22 est placée sur la surface extérieure de la tige 21, alors que la cathode 23 réalisée sous la forme d'un cylindre de platine est placée sur la surface intérieure du tube 5. La tige 21 est fixée aux éléments de montage 12 et 13 à l'aide d'éléments de fixation 24 et 25
et de tronçons de fil 26 et 27.
Il est souhaitable d'utiliser cette variante d'exécution du capteur d'ionisation superficielle dans des conditions de fonctionnement de l'anode 22 à des températures élevées et de remplacements relativement
fréquents de l'anode 22.
Le capteur d'ionisation superficielle d'un détecteur de fuites d'halogènes, objet de l'invention,
fonctionne de la façon suivante.
Le gaz à analyser contenant des composés organiques halogénés, par exemple du fréon, arrive à l'intérieur du corps 1 (figure 1 ou 2) du capteur d'ionisation superficielle à travers l'orifice d'entrée 9 de la tubulure 8 dans le sens de la flèche A. Au passage du gaz à analyser dans l'espace entre l'anode 3 ou 22 et la cathode 4 ou 23, les composés organiques halogénés provoquent une variation du courant d'émission d'ions positifs par la surface de l'anode 3 ou22 vers la cathode 4 ou 23. Lesdites
variations du courant sont enregistrées.
Le capteur d'ionisation superficielle conforme à l'invention a une longévité augmentée d'au moins 4 à 5 fois, car, du fait que la matière dont est fait le support (monocristal de leucosaphir) est d'une haute pureté, il n'y a pas érosion de l'anode de platine. Le courant d'émission de fond de ce capteur est compris entre 0,001 à 0,01/ A, d'o la sensibilité accrue du capteur. Outre cela, le capteur selon l'invention a une faible inertie thermique, et la chute du courant thermique après l'évacuation du freéon de l'espace entre l'anode et la cathode intervient 10 à
fois plus rapidement.
R EV E N D I C A T I ON
Capteur d'ionisation superficielle d'un détecteur de fuites d'halogènes, du type comportant, fixé dans un corps (1), un support (2) portant, disposées coaxialement, une anode de platine (3, 22) et une cathode (4, 23), caractérisé en ce que le support (2)
est réalisé en monocristal de leucosaphir.
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