HU202001B - Ionization vessel for detecting quantity of aerosols and air contaminations convertible into aerosols - Google Patents
Ionization vessel for detecting quantity of aerosols and air contaminations convertible into aerosols Download PDFInfo
- Publication number
- HU202001B HU202001B HU359088A HU359088A HU202001B HU 202001 B HU202001 B HU 202001B HU 359088 A HU359088 A HU 359088A HU 359088 A HU359088 A HU 359088A HU 202001 B HU202001 B HU 202001B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- ionization
- electrode
- electrodes
- aerosols
- chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
A találmány tárgya ionizációs kamra aeroszolok és aeroszolokká alakítható légszennyezők mennyiségének meghatározására. A találmány szerinti ionizációs kamra előnye, hogy szigetelőanyagú, hengeres teret (1) palástként övező fala (2) és ezekhez csatlakoztatott, elektródként (3, 4) is szereplő, két egymáshoz képest közelít- hető vagy távolítható, legalább a kamra terébe (1) néző oldalán síkfelületű fém homlokfala van, továbbá hogy az egyik elektródot (3) képezd homlokfalba illeszkedő tartókban (6) lévő alfa-sugárzó izotópjai (7), valamint levegő-vezető csöve (9), míg a másik elektródot (4) képező átellenes homlokfalba kiképzett, levegőt bevezető furatai (8) vannak (ábra). 1. ábra HU 202 001 A leírás terjedelme: 5 oldal (1 ábra) -1-The present invention relates to an ionization chamber for determining the amount of aerosols and aerosolizable air pollutants. An advantage of the ionization chamber according to the invention is that the wall (2) surrounding the cylindrical space (1) with insulating material and attached thereto as electrode (3, 4) can be approached or removed in relation to one another, at least in the chamber space (1). on the side of the viewer, there is a flat metal front wall, and that the isotopes (7) of the alpha-beam (7) and the air conduit (9) on the front wall (6) forming one of the electrodes (3), and the opposite front wall forming the other electrode (4). trained, air inlet holes (8) (fig.). Figure 1 EN 202 001 Scope of the description: 5 pages (Figure 1) -1-
Description
A találmány tárgya ionizációs kamra aeroszolok és aeroszolokká alakítható légszennyezők mennyiségének meghatározására.The present invention relates to an ionization chamber for determining the amount of aerosols and air pollutants that can be converted into aerosols.
Ismeretesek már ionizációs kamrák és ezekhez tartozó járulékos eszközök, amelyek alkalmazásával aeroszol légszennyezők mérése, jelzése biztosítható. Az ilyen mérések, illetve jelzések az úgynevezett ionizációs áram változásának mérésén, illetve jelzésén alapulnak. Az említett módszerekkel tulajdonképpen a tömegkoncentráció meghatározása az aeroszolrészecskék által abszorbeált radioaktív sugárzás csökkenésének mérésére épül.Ionization chambers and associated accessories are already known for measuring and indicating aerosol air pollutants. Such measurements or signals are based on the measurement or signaling of changes in the so-called ionization current. In fact, the determination of mass concentration by these methods is based on the measurement of the reduction in radioactive radiation absorbed by the aerosol particles.
Az eddig előadottakból is megállapítható, hogy a légszennyezők mennyiségének meghatározásánál, illetve jelzésénél alkalmazott eszközök döntő része az ionizációs kamra. Az ionizációs kamrában egymással szemben lévő, megfelelő feszültségkülönbségen álló két elektród van. Az egyik elektródon helyezkedik el a megfelelő radioaktív sugárforrás - például alfa-sugárzó izotóp -, amely ionizálja a kamra légterét és a már említett feszültségkülönbség hatására a két elektród között mérhető áram, úgynevezett ionizációs áram folyik. Ezt az ionizációs áramot csökkentik a kamrán átvezetett levegőben lévő aeroszolrészecskék, amelyekkel az ionizált részecskék ütköznek és rekombinációs folyamatok játszódnak le.It can also be concluded from the above that the ionization chamber is a major part of the means used to determine and indicate the amount of air pollutants. The ionization chamber has two electrodes facing each other at a suitable voltage difference. One of the electrodes has a suitable radioactive source, such as an alpha-emitting isotope, which ionizes the airspace of the chamber and, as a result of the aforementioned voltage difference, a current, known as an ionization current, flows between the two electrodes. This ionization current is reduced by aerosol particles in the air passing through the chamber, which collide with the ionized particles and undergo recombination processes.
A légszennyező anyagok mérésénél és a mérésre szolgáló eszközökkel kapcsolatban fennálló érzékenységi követelmény, hogy az alkalmazott módszerrel, ületve műszerrel adott vizsgálati helyen megengedett maximális koncentráció 20%-a kimutatható legyen. Ez a követelmény, légszennyező anyagoktól függően, döntő többségében 1-10 mg/m3 koncentráció közötti érzékenységi igényt jelent.The sensitivity requirement for the measurement of air pollutants and instrumentation shall be such that 20% of the maximum permissible concentration at the test site is exceeded by the method used. This requirement requires, depending on air pollutants, a sensitivity requirement of between 1 and 10 mg / m 3 in the vast majority.
A vázolt érzékenységi igény kielégítése szükségessé teszi az ionizációs áram mérésén alapuló aeroszolmérő detektorok, műszerek érzékenységét fokozó lehetőségek vizsgálatát és azok megvalósítását.Satisfying the sensitivity requirements outlined above, it is necessary to investigate and implement opportunities to increase the sensitivity of aerosol meter detectors and instruments based on the measurement of ionization current.
Az érzékenység, adott feltételek és aeroszolkoncentráció esetében az ionizációs áram relatív csökkenési arányának függvénye. Adott feltételek közt pedig az ionizációs áram csökkenése egyenes arányban áll az ionizált részecskék rekombinációjának arányával, amely adott aeroszolrészecske-szám jelenlétében az ionizált részecskék számával arányos.Depending on the sensitivity, the given conditions and the aerosol concentration, the relative reduction rate of the ionization current. Under certain conditions, the decrease in ionization current is directly proportional to the rate of recombination of ionized particles, which is proportional to the number of ionized particles in the presence of a given aerosol particle number.
Az érzékenység növeléséhez a kamra légterében az ionizált részecskék növekvő számából eredő ionáram megfelelő növelését kell biztosítani. Az ionáram nagysága pedig a kamra elektródjaira kapcsolt feszültségnek, az elektródfelület nagyságának és a kamratérfogatának függvénye.In order to increase the sensitivity, it is necessary to ensure an adequate increase of the ionic current due to the increasing number of ionized particles in the atmosphere of the chamber. The magnitude of the ion current is a function of the voltage applied to the chamber electrodes, the size of the electrode surface, and the volume of the chamber.
A tápfeszültség növelése azonban ionizáltrészecskeszám-növekedést nem eredményez, hanem a térerő növekedése következtében csak egy konstans ionáram-növekedést fog eredményként biztosítani, tehát ezzel a kimutatási határ nem csökkenthető. A nagyobb tápfeszültség által létrehozott magasabb térerősségnél pedig a hőmérséklet és a légnedvesség zavaró hatása növekszik.However, increasing the supply voltage will not result in an increase in ionized particle number, but will only result in a constant increase in ion current due to the increase in field strength, so that the detection limit cannot be reduced. And the higher the field strength generated by the higher supply voltage, the temperature and air humidity increase in interference.
Egy adott optimális térerősség alkalmazása mellett tehát lényegében az elektródfelület és a kamratérfogat hatékony növelésével érhető el az ionizált részecskék számának és az abból eredő érzékenységet javító ionáramnak a növekedése.Thus, with the use of a given optimum field strength, an effective increase in the electrode surface and chamber volume is achieved by substantially increasing the number of ionized particles and the resulting ionic flux that improves the sensitivity.
Az elektródfelület optimális növelése az ionizált részecskék által szállított töltések befogásának arányát növeli meg. A kamratérfogat növelése pedig a légtérfogat növelésével az ionizált molekulák számát, ezáltal és az aeroszolrészecskék tartózkodási idejének megnövelésével az ütközések valószínűségének arányát növeli meg.Optimal increase in electrode surface area increases the rate of capture of charge transported by ionized particles. Increasing the volume of the chamber increases the number of ionized molecules by increasing the volume of air, thereby increasing the likelihood of collisions by increasing the residence time of the aerosol particles.
A kamratérfogatot meghatározó méret a besugárzott tér, amely a sugárforrás aktivitásával, illetve térbeli elrendezésével növelhető. Ezen belül lényeges szerepe van az elektródok közötti távolságnak, amelynek megválasztása az alfa-sugárzás hatótávolsága mentén, az általa létrehozott fajlagos ionizáció mértékére vonatkozó, önmagában ismert Bragg-görbe alapján előnyös, amely szerint a fajlagos ionizáció mértéke a hatótávolság utolsó szakaszában a legnagyobb. Tehát a légtér ionizációja maximális, ha az elektródok közti távolság legalább akkora, mint az alfa-részecskék átlagos hatótávolsága a levegőben, amely energiájuktól függően 3-7 cm között van. Mivel a Bragg-görbe szerint az ionizáció mértéke a hatótávolság mentén változó, előnyös, ha a vizsgált aeroszoltartalmú levegő minden egyes térfogateleme a sugárzás teljes spektrumán áthalad.The size defining the chamber volume is the irradiated space, which can be increased by the activity or spatial arrangement of the radiation source. In particular, the distance between the electrodes, which is preferred over the range of alpha radiation, based on the known Bragg curve of the specific ionization it generates, which has the highest degree of specific ionization in the final region of the range, plays an important role. Thus, the ionization of the airspace is maximal if the distance between the electrodes is at least equal to the average range of the alpha particles in the air, which is 3-7 cm depending on their energy. Since the degree of ionization varies according to the Bragg curve, it is preferable that each volume element of the aerosol-containing air under investigation pass through the full spectrum of radiation.
Számos ismert megoldás van aeroszoloknak, mint légszennyezőknek a meghatározására szolgáló ionizációs kamrákra. Az ismert ionizációs kamrák kialakításánál azonban általában csak az érzékelési célokat szolgáló elektronikára fordították a figyelmet és ezeknek a változataiban merülnek ki az ismert ionizációs kamrákkal kapcsolatos berendezések. így például a HU 176 353 számú (magyar) szabadalmi leírás, a DE 3 049 153 számú (német szövetségi köztársaságbeli) nyilvánosságra hozatali irat ismertette megoldások is lényegében a berendezések elektronikus részleteivel foglalkoznak.There are many known solutions for ionization chambers for the determination of aerosols as air pollutants. However, in the design of known ionization chambers, attention has generally been paid to sensory electronics only, and variants thereof are devoid of equipment associated with known ionization chambers. Thus, for example, the solutions disclosed in HU 176 353 (Hungarian), DE 3 049 153 (Federal Republic of Germany) essentially deal with the electronic details of the apparatus.
Vannak olyan ismert ionizációs kamrák és ezekkel kapcsolatos berendezések, amelyek a Bragg-görbe figyelembevételén alapulnak, azonban rendkívül bonyolult megoldást jelentenek. Ilyen megoldás ismertetése található például a 113 810 számú német demokratikus köztársaságbeli szabadalmi leírásban. A most megjelölt NDK szabadalmi leírásból megismerhető kamrakonstrukciónál nincsenek megadva a kamra jellemző méretei, viszont a kamrával kapcsolatban alkalmazott elektródok két, különböző sugarú félgömbhéjak és a kisebb sugarú héj felületére van felvíve a radioaktív preparátum. A légbevezető nyílás a külső félgömbön van, a két elektród közti távolságként 2 cm-t adtak meg, míg az alkalmazott tápfeszültséget 30 V-ban jelölték meg.There are known ionization chambers and related equipment based on the consideration of the Bragg curve, but these are extremely complex solutions. Such a solution is described, for example, in German Patent Publication No. 113,810. The chamber construction known from the present GDR patent does not provide typical chamber dimensions, but the chamber electrodes are applied to the surface of two hemispherical shells of different radii and a radius of smaller radius. The air inlet is located on the outer hemisphere, with a distance of 2 cm between the two electrodes, and the applied voltage is 30 V.
Az utóbb hivatkozott nyomtatványból megismerhető megoldás hátrányai, hogy a pA nagyságrendű ionáramok vezetésére szolgáló elektródfelületektől megkívánt felületminőség kialakítása - gyakorlatban történő biztosítása - a gömbhéjak esetében nehézkes, az egyenletesen ionizált tér kialakításához a radioaktív preparátumot egyedüeg kell felhordani az elektródfelületére, amely kényes műveletet nyitott izotópos munkahelyekre vonatkozó szigorú előírások mellett lehet elvégezni. Mivel az alfa-sugarak hatótávolsága levegőben 3-7 cm, így a 2 cm-es elektródtávolság esetén a Bragg-féle ionizációs jelenség előnyei nem tudnak teljes mértékben érvényesülni. A preparátumot hordozó elektróddal szemben belépő levegő, a kis elektródtávolság miatt lényegében azonnal azThe disadvantages of the solution mentioned in the last mentioned form are that it is difficult to obtain the required surface quality required for conducting pA-sized ion currents on the electrode surfaces, in the case of spherical shells it is difficult to apply the radioactive preparation to the can be done under strict conditions. As the range of alpha beams in the air is 3-7 cm, the advantages of the Bragg ionization phenomenon cannot be fully realized with a 2 cm electrode distance. The air entering the preparation carrying electrode, due to the short electrode distance,
HU 202001 Β elektródokkal párhuzamosan halad, tehát ugyanaz a légréteg azonos ionizációs jellegű térben mozog, amely szintén kedvezőtlen az ionizáció szempontjából.HU 202001 Β runs parallel to the electrodes, so the same air layer moves in the same ionization space, which is also unfavorable for ionization.
A találmány szerinti ionizációs kamra elé kitűzött cél az volt, hogy egyszerűbben és biztonságosabban legyen előállítható, mint az ismert hasonló célú ionizációs kamrák, továbbá hogy az elektródák egymáshoz képesti távolsága változtatható legyen és így optimálisan be lehessen állítani a hatótávolságot, továbbá hogy a vizsgált levegő kamrán belüli áramlását az elektródokhoz képest kedvezőbben biztosítsa.The aim of the ionization chamber according to the invention was to make it easier and safer than the known ionization chambers for similar purposes, to adjust the distance between the electrodes and to optimally adjust the range, and flow more favorably than the electrodes.
A találmány szerinti ionizációs kamra a kitűzött célt egyrészt azáltal éri el, hogy elektródjai síklapok, ennek megfelelően az elektronikai követelményeket kielégítő felületminőség egyszerűbben, olcsóbban és hatékonyabban előállítható. A sík elektródfelületre a kereskedelemben beszerezhető zárt radioaktív sugárforrás, - izotóp, - egyszerűen, biztonságosan felszerelhető, lényegesen enyhébb követelményű zárt izotópos munkahelyen. A találmány szerinti ionizációs kamránál az elektródok közti távolság az alfa-sugarak hatótávolságának megfelelően, mindenkor az optimális tá volságra, vagy legalábbis annak közelébe eső távolságra állítható, mert az elektródáknak legalább egyike a másikhoz képest közelítő vagy távolodó értelemben elmozgatható. Ezen távolságváltoztatás a méretek előnyös megválasztása mellett teljes mértékben érvényesül az alfa-sugárzás teljes hatótávolsága mentén fellépő Bragg-görbe szerinti ionizációs jelenség, amellyel a legnagyobb fajlagos ionizáció érhető el a kamra légterében.The ionization chamber of the present invention accomplishes its objective by making its electrodes planar, thus providing a surface quality that satisfies electronic requirements in a simpler, cheaper and more efficient manner. The flat electrode surface is a commercially available sealed radioactive source, - isotope, - can be easily and safely mounted at a much lighter enclosed workplace. In the ionization chamber according to the invention, the distance between the electrodes can be adjusted according to the range of the alpha beams, at all times at or near the optimum distance, because at least one of the electrodes is movable relative to the other. This distance variation, with the preference for size, fully applies the Bragg curve ionization phenomenon along the entire range of alpha radiation, which achieves the highest specific ionization in the chamber airspace.
A találmány szerinti ionizációs kamránál továbbá biztosítva van, hogy a vizsgált levegő mozgása merőleges az elektródokra, tehát a levegő minden egyes térfoga teleme a Bragg^örbe szerinti ionizációs mező teljes spektrumán áthalad, amellyel a fajlagos ionizáció és az ütközések aránya, tehát a kamra érzékenysége növelhető. Az optimális fajlagos ionizáció, illetve ütközési arány biztosításával az elektródok közt alacsonyabb tápfeszültség, illetve térerősség alkalmazható, amellyel csökkenthető a hőmérséklet-, légnedvességváltozás zavaró hatása.The ionization chamber of the present invention further ensures that the movement of the air to be examined is perpendicular to the electrodes, so that each volume of air passes through the full spectrum of the ionization field of Bragg, which increases the specific ionization and collision rate, thus increasing the sensitivity of the chamber. . By providing the optimum specific ionization and impact ratio, a lower supply voltage or field strength can be applied between the electrodes, which reduces the disturbing effect of temperature and humidity changes.
A találmány szerinti ionizációs kamra lényege, hogy szigetelőanyagú, hengeres teret palástként övező fala, és ezekhez csatlakoztatott, elektródként is szereplő, két egymáshoz képest közelíthető vagy távolítható, legalább a kamra terébe néző oldalán síkfelületű fém homlokfala van, továbbá hogy az egyik elektródot képező homlokfalba illeszkedő tartókban lévő alfa-sugárzó izotópjai, valamint levegővezető csöve, míg a másik elektródot képező átellenes homlokfalban kiképzett, levegőt bevezető furatai vannak.The ionization chamber of the present invention comprises an insulating material having a cylindrical space surrounding a peripheral wall and connected thereto as two electrodes which can be approached or removed relative to one another, at least on one side facing the chamber space, and which fit into one of the electrodes forming the front wall. the alpha-emitter isotopes in the holders, and the air conduit, while the other electrode is formed in the opposite front wall with air inlet holes.
Előnyös úgy kialakítani a találmány szerinti ionizációs kamrát, hogy legalább az egyik elektródot képező homlokfal és a palástot alkotó fal közötti kapcsolatot biztosító csavarmenete legyen.It is advantageous to form the ionization chamber according to the invention so that it has a screw thread for connection between at least one end wall forming the electrode and the wall forming the sheath.
Egy újabb előnyös kiviteli alakját képezi a találmány szerinti ionizációs kamrának az a megoldás, melynél elektródként szereplő acél homlokfalakat alkalmaznak.Another preferred embodiment of the ionization chamber according to the invention is the use of steel front walls as electrodes.
További előnyös kiviteli alakja az ionizációs kamrának a találmány szerint, amelynél az izotópok tartói és az ezeket hordozó elektród közötti kapcsolatokat biztosító csavarmenetek vannak.Another preferred embodiment of the ionization chamber according to the invention is provided with screw threads providing connections between the isotope holders and the electrode carrying them.
A találmány szerinti ionizációs kamrát a csatolt rajzon szemléltetett példakénti kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben.The ionization chamber of the present invention will be described in more detail in the exemplary embodiment illustrated in the accompanying drawings.
A találmány szerinti kamrának a rajzon szemléltetett példakénti kiviteli alakjánál csak a kamrához közvetlenül tartozó elemeket tüntettük fel, és ezeket is vonalas vázlatban. A vázlatos rajz lényegében a találmány szerinti ionizációs kamra egy példakénti kiviteli alakját hosszmetszetben szemlélteti.In the exemplary embodiment of the chamber according to the invention, only the elements directly associated with the chamber are shown, and they are also shown in a line drawing. The schematic drawing illustrates, in longitudinal section, an exemplary embodiment of the ionization chamber of the present invention.
A példakénti ionizációs kamra 1 terét a szigetelőanyagból készített 2 fal övezi. A 2 fal, mint egy palást fogja körül az 1 teret.The space 1 of the exemplary ionization chamber is surrounded by a wall 2 made of insulating material. The wall 2, like a robe, encloses the space 1.
Az 1 teret egyik oldalról a 4 elektród zárja le, amely, mint homlokfal, villamos vezető anyagból, célszerűen acélból készíthető. A másik elektródot alkotó homlokfal a 3 elektród, szintén acélból készíthető. A példakénti alaknál mind a 3 elektród, mind a 4 elektród csavarmenetes kapcsolattal csatlakozik a 2 falhoz. Ilyen kapcsolatnál a 3 elektród és 4 elektród egymástól való távolsága a szükséghez képes változtatható.The space 1 is closed on one side by the electrode 4, which, like a front wall, can be made of electrically conductive material, preferably steel. The front wall of the other electrode is electrode 3, also made of steel. In the exemplary embodiment, both the electrode 3 and the electrode 4 are connected to the wall 2 by a screw connection. In such a connection, the distance between the electrode 3 and the electrode 4 can be varied as needed.
A 3 elektród - amely anódként szerepelhet - szimmetrikusan elhelyezkedő menetes furatokkal van ellátva, amely menetes furatokba csatlakoztathatók a 6 tartók A 6 tartókhoz vannak rögzítve, mégpedig a 6 tartóknak az 1 tér felé néző oldalain, a 7 izotópok.The electrode 3, which may be an anode, is provided with symmetrically located threaded holes which can be connected to the threaded holes 6 by means of isotopes 7 attached to the holders 6, namely the sides 1 of the holders 6.
A levegő az izotópokkal szemben lévő 4 elektródban kiképzett 8 furatokon vezethető be az 1 térbe és onnan a szemben lévő 3 elektródba rögzített 9 csövön át távolítható el az 1 térből a levegő.The air can be introduced into the space 1 through holes 8 in the electrode 4 opposite the isotopes and from there the air 9 can be removed from the space 1 via a tube 9 fixed to the opposite electrode 3.
A 3 és 4 elektród az 5 áramforrás sarkaihoz van kapcsolva. Az ionizációs kamrának a rajzon feltüntetett példakénti kiviteli alakjánál nem szemléltetjük az önmagában ismertnek feltételezett mérőeszközök és egyéb tartozékok alkatrészeit.The electrodes 3 and 4 are connected to the corners of the power source 5. In the exemplary embodiment of the ionization chamber, the parts of the measuring devices and other accessories which are believed to be known are not illustrated.
Látható a példakénti kiviteli alak kapcsán is, hogy a 3 és 4 elektródok 1 tér felé néző felületei - hatásos felületei - síkfelületek. Az is megállapítható a példakénti kiviteli alak kapcsán, hogy a vizsgált levegőnek a 8 furaton történő bevezetése és az átellenes homlokfalban lévő 9 csövön történő elvezetése olyan levegőáramlást eredményez az 1 téren belül, ami mellett a belépéssel szemközti 3 elektródára jó ütközést biztosít.It will also be seen, in the exemplary embodiment, that the surfaces - effective surfaces - of the electrodes 3 and 4 are planar surfaces. It can also be stated in the exemplary embodiment that the introduction of the test air through the bore 8 and the outlet 9 of the opposite end wall results in a flow of air within the space 1 which provides a good collision with the inlet electrode 3.
A 7 izotópok például, és előnyösen Americium 241 zárt izotópok lehetnekFor example, isotopes 7 and preferably Americium 241 are closed isotopes
Egy előnyös példakénti kiviteli alaknál az ionizációs kamra belső átmérője 20-50 mm lehet, előnyösen 25-40 mm, hossza pedig az egyik elektród mozgathatósága révén a két elektród tetszőleges változtatásával 20-40 mm, előnyösen 24-30 mm között választható meg. Az elektródokra kapcsolt tápfeszültség 9-27 V, előnyösen 18-24 V egyenfeszültség lehet.In a preferred embodiment, the ionization chamber may have an internal diameter of 20 to 50 mm, preferably 25 to 40 mm, and its length may be varied from 20 to 40 mm, preferably 24 to 30 mm, by arbitrarily varying the two electrodes. The voltage applied to the electrodes can be 9-27 V, preferably 18-24 V dc.
A találmány szerinti ionizációs kamra használata, illetve működése a következőképpen történhet. Az ionizációs kamrát feszültség alá helyezett 3 és 4 elektródokkal vesszük használatba. Először aeroszol mentes, szűrt levegőt vezetünk a 8 furatokon keresztül az 1 térbe, és onnan ezt a levegőt a 9 csövön keresztül vezetjük ki. A tiszta levegő átvezetése közben önmagában ismert módon mérjük az ionáramot, amely a későbbi mérések szempontjából alapionáramnak fog számítani. Ezután a vizsgált, aeroszol tartalmú levegőt vezetjük át az 1 téren - a korábbiakban említett mó3The use or operation of the ionization chamber according to the invention may be carried out as follows. The ionization chamber is operated using energized electrodes 3 and 4. First, aerosol-free filtered air is introduced through the holes 8 into the space 1 and from there, the air is discharged through the tube 9. During the passage of clean air, the ionic current is measured in a manner known per se and will be considered as the base ion current for subsequent measurements. Then, the examined aerosol-containing air is passed through space 1 - the aforementioned
HU 202001 Β dón - és eközben mérjük az ionáramot. Ez utóbbi érték egy csökkent érték lesz a tiszta levegő átáramoltatása mellett mért ionár&m értékéhez képest, amely csökkenés arányos az aeroszol tömegkoncentrációjával. δHU 202001 Β and measure the ion current. The latter value will be a reduced value relative to the ion price < m > of clean air flow, which is proportional to the mass concentration of the aerosol. δ
A találmány szerinti ionizációs kamrával kapcsolatban végrehajtott kísérletsorozat alkalmával az egyik kísérletnél használt szennyezett levegő triklóretüént tartalmazott, amelyből az aeroszolszennyeződés előállítása fűtött kvarccsőben elhelyezett réz-oxi- 10 dón átszívatva történt. Ez a szennyezett levegő halad át az ionizációs kamrán, amelyben az elektródokra kapcsolt tápfeszültség 24 V, az elektródok távolsága egymástól pedig 25 mm volt. A különböző triklór-etilén-, illetve aeroszolkoncentrációnál, hőmérséklet- és 15 relatívlégnedvesség-változásoknál kapott mérési eredményeket az alábbi táblázat tartalmazza. Ebben a táblázatban feltüntettük a korábban már megjelölt, az ismert megoldások egyikét reprezentáló DD 113 810 számú szabadalom ismertette ionizációs kamrá- 20 val kapcsolatban kapott mérési eredményeket is.In a series of experiments conducted in connection with the ionization chamber of the present invention, the contaminated air used in one of the experiments contained trichlorethylene, from which the aerosol contamination was produced by suctioning on copper oxide in a heated quartz tube. This contaminated air passes through the ionization chamber, where the supply voltage to the electrodes is 24 V and the distance between the electrodes is 25 mm. The results of the measurements at the various trichlorethylene and aerosol concentrations, temperature and relative humidity changes are shown in the table below. This table also shows the measurement results obtained with the ionization chamber described in DD 113 810, which was previously represented and represents one of the known solutions.
Vizsgált Ionizációs áram változásaVariation of the tested ionization current
A találmány szerinti ionizációs kamrát alkalmazva kapott értékekből és az összehasonlításként szereplő értékeket is figyelembe véve megállapítható, hogy kü- 40 lönösen kisebb koncentrációknál a találmány szerinti kamraérzékenység növekedése lényeges, mintegy 2530%-os, a hőmérséklet- és légnedvesség-változás befolyása pedig közel 40%-kal csökkent.From the values obtained using the ionization chamber according to the invention, and taking into account the comparative values, it can be seen that at particularly lower concentrations, the increase in the sensitivity of the chamber according to the invention is significant, about 2530% and the influence of temperature and humidity decreased.
A természetes aeroszolok - füstök, ködök - és a 45 szerves halogénvegyületekből előállított aeroszolok mérésén kívül, az érzékenység megnöveléséből eredően, a találmány szerinti ionizációs kamra számos szervetlen gáz - amelyek aeroszolokká alakíthatók, így kén-hidrogén, kén-dioxid, nitrogén-dioxid stb. mérésére is alkalmazható, a gázokat termikus vagy vegyi úton aeroszoljellegű termékké alakítva. Ilyen megoldást tükrözhet a termikus oxidáció, az alábbi példa szerint:In addition to measuring natural aerosols such as fumes, mists and aerosols from organic halogen compounds, the ionization chamber of the present invention, due to its increased sensitivity, can be converted into aerosols such as hydrogen sulfide, sulfur dioxide, nitrogen dioxide and the like. It can also be used to measure gases by thermal or chemical conversion to aerosol-like products. Such a solution may be reflected by thermal oxidation, as in the following example:
SO2 + O2 -* 2 SO3.SO2 + O2 - * 2 SO3.
A termikus oxidációs reakciót 600-9000 C közötti hőmérsékleten lehet végrehajtani. Addíciós reakciók révén pedig dialkil-aminokkal, előnyösen dietil-aminnal a szervetlen gázok szobahőmérsékleten stabil ae- 60 roszolt képeznek a következő példakénti képlet értelmében:The thermal oxidation reaction can be performed at temperatures between 600-900 0 C. In addition, by addition reactions with dialkylamines, preferably diethylamine, the inorganic gases form a stable aerosol at room temperature according to the following formula:
SO2 + R2NH -* R2NH.SO2.SO2 + R2NH - * R2NH.SO2.
A módszer megvalósításánál a gázok termikus oxi- 65 dációja egy elektromosan megfelelő hőmérsékletre felfűtött ellenálláshuzal tekercset tartalmazó hőálló üvegcsőben, előnyösen kvarccsőben történik, amelyen a levegő az ionizációs kamrába történő belépése előtt áthalad. A gázok és a dialkil-amin érintkeztetése és addíciós reakciója egy olyan edényben hajtható végre, amelynek az alsó részében van elhelyezve dialkilaminnal megfelelő mértékben átitatott adszorbens, előnyösen szilikagél és a felette lévő gőztéren keresztül történik a gáztartalmú levegő átszívatása.In the implementation of the method, the thermal oxidation of the gases occurs in a heat-resistant glass tube, preferably a quartz tube, containing electrically heated resistance wire coil, through which air passes through the ionization chamber. The contacting and addition reaction of the gases with the dialkylamine can be carried out in a vessel having an adsorbent sufficiently impregnated with dialkylamine in its lower part, preferably silica gel, and suction of the gaseous air through the vapor space above.
Szervetlen gázok koncentrációjának mérésére szolgáljon az alábbi példa.The following example is used to measure the concentration of inorganic gases.
A szervetlen gáz kén-hidrogén volt, és ennek koncentrációját kellett meghatározni. A kén-hidrogén oxidálása kb. 700 °C hőmérsékletű fémhuzal tekercs felett történt. Az ionizációs kamra elektródjainak egymástól való távolsága 24 mm volt, míg az elektródokra kapcsolt tápfeszültség 21 V-ra volt beállítva. A kén-hidrogén mérhető koncentrációtartománya ΣΙ 40 mg/m3, alsó kimutatási határa 2 mg/m3.The inorganic gas was hydrogen sulphide and its concentration had to be determined. The oxidation of hydrogen sulfide is approx. 700 ° C metal wire over coil. The distance between the electrodes of the ionization chamber was 24 mm, while the voltage applied to the electrodes was set to 21 V. The measurable concentration range for hydrogen sulfide is ΣΙ 40 mg / m 3 and the lower limit of detection is 2 mg / m 3 .
A találmány szerinti ionizációs kamra - mint az a példakénti szerkezeti kialakítás alapján, valamint a példaként ismertetett kísérleti esetek alapján is megállapítható - számos előnnyel rendelkezik. Látható, hogy a találmány szerinti ionizációs kamra sokkal egyszerűbben előállítható, az izotópok beépítése veszélytelen, zárt izotópos munkahelyen történhet. Jelentős gazdasági előny, hogy az ilyen zárt izotópos munkahelynél lényegesen enyhébb védelmi követelményeket kell kielégíteni.The ionization chamber according to the invention has many advantages, as can be seen from the exemplary construction and from the exemplary experimental cases. It will be appreciated that the ionization chamber of the present invention is much simpler to produce and that the isotopes can be incorporated in a non-hazardous, closed isotope workplace. It is a significant economic advantage to meet significantly lighter protection requirements than such a closed isotope site.
Igen jelentős előnye a találmány szerinti ionizációs kamrának, hogy az elektródok egymáshoz képesti távolsága változtatható és mindenkor az optimális értékre beállítható.A very significant advantage of the ionization chamber according to the invention is that the distance between the electrodes is variable and can always be adjusted to the optimum value.
Jelentős előnye a találmány szerinti megoldásnak, a vizsgált levegő áramlását biztosító elemek - furatok és cső - egymáshoz képesti, valamint az elektródákhoz képesti helyzete, a kamra érzékenységének növelésére.A significant advantage of the present invention is the relative positioning of the test air flow elements - holes and tube - relative to the electrodes, in order to increase the sensitivity of the chamber.
Jelentős többlethatásként lép fel a találmány szerinti ionizációs kamrának az az előnye, hogy alkalmazása mellett csökkenthető a hőmérséklet és a légnedvesség változásából eredő zavaró hatás.A significant additional effect is that the ionization chamber according to the invention has the advantage of reducing the interference caused by changes in temperature and humidity.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU359088A HU202001B (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Ionization vessel for detecting quantity of aerosols and air contaminations convertible into aerosols |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU359088A HU202001B (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Ionization vessel for detecting quantity of aerosols and air contaminations convertible into aerosols |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT52876A HUT52876A (en) | 1990-08-28 |
| HU202001B true HU202001B (en) | 1991-01-28 |
Family
ID=10964681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU359088A HU202001B (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Ionization vessel for detecting quantity of aerosols and air contaminations convertible into aerosols |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU202001B (en) |
-
1988
- 1988-07-08 HU HU359088A patent/HU202001B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT52876A (en) | 1990-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5570179A (en) | Measuring sensor and measuring arrangement for use in the analysis of gas mixtures | |
| Tobias et al. | Real-time chemical analysis of organic aerosols using a thermal desorption particle beam mass spectrometer | |
| Hahn et al. | Detection and analysis of aerosol particles by laser-induced breakdown spectroscopy | |
| US4373375A (en) | Hydrogen sensor | |
| Essien et al. | Detection of cadmium, lead and zinc in aerosols by laser-induced breakdown spectrometry | |
| CN105308715A (en) | Method and device for ionizing particles of a sample gas flow | |
| CN107068532B (en) | A kind of electron impact ionization source | |
| WO1986006836A1 (en) | Detector for gas chromatograph | |
| US3720594A (en) | Apparatus for measurement of gas mixture properties | |
| Jiang et al. | Direct mass spectrometric analysis of zinc and cadmium in water by microwave plasma torch coupled with a linear ion trap mass spectrometer | |
| JPH01212349A (en) | Analysis of organic compound by chromatography and apparatus for implementing the same | |
| Aneja et al. | Calibration and performance of a thermal converter in the continuous atmospheric monitoring of ammonia | |
| KR20050106116A (en) | Analytical sensitivity enhancement by catalytic transformation | |
| JP2607675B2 (en) | Atomic absorption spectrometer | |
| JP3682474B2 (en) | Gas measurement method using reaction with crystal resonator electrode material | |
| HU202001B (en) | Ionization vessel for detecting quantity of aerosols and air contaminations convertible into aerosols | |
| Barnett | Improvements in the chemical generation of chlorine and bromine, and their respective hydrides as a means of sample introduction into an atmospheric pressure helium microwave-induced plasma | |
| Knechtel et al. | Wet digestion method for the determination of mercury in biological and environmental samples | |
| US4709148A (en) | Quadrupole mass spectrometers | |
| TW548403B (en) | Method for measuring the concentration of water in argon, hydrogen, nitrogen and helium by means of ionization mobility spectrometry | |
| JP3964785B2 (en) | Method for measuring nitrogen concentration in argon by ion mobility spectrometry | |
| Oikari et al. | Continuous monitoring of toxic metals in gas flows using direct-current plasma excited atomic absorption spectroscopy | |
| JPH02504678A (en) | Surface ionization detector for gas mixture analysis | |
| Barnett | Determination of lead and nickel in animal bone by microwave-induced plasma atomic emission spectrometry with sample introduction by electrothermal vaporization | |
| Fay et al. | Emission Spectrometric Method and Analyzer for Traces of Nitrogen in Argon. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee | ||
| HRH9 | Withdrawal of annulment decision | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |