JPS62192649A - 混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検出する方法および装置 - Google Patents

混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検出する方法および装置

Info

Publication number
JPS62192649A
JPS62192649A JP62031662A JP3166287A JPS62192649A JP S62192649 A JPS62192649 A JP S62192649A JP 62031662 A JP62031662 A JP 62031662A JP 3166287 A JP3166287 A JP 3166287A JP S62192649 A JPS62192649 A JP S62192649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
frequency
current
grid
drift zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62031662A
Other languages
English (en)
Inventor
カール−エルンスト・ビール
コンラツト・グラフ・フオン・レーデルン
エーゴン・テイツセン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANEEUERU ERAKUUNAUTEIKU GmbH
Original Assignee
HANEEUERU ERAKUUNAUTEIKU GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANEEUERU ERAKUUNAUTEIKU GmbH filed Critical HANEEUERU ERAKUUNAUTEIKU GmbH
Publication of JPS62192649A publication Critical patent/JPS62192649A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/64—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/64—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
    • G01N27/66—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber and measuring current or voltage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、基本的にドイツ連邦共和国特許公開公報第２
８　２７　１２０号明細書から公昶でめるようなイオン
化測定セルを用いた空気または他の混合ガス中の微量の
ガスまだは蒸気の検出に関する。さらにこのようなイオ
ン化測定セルによる測定の物理的および化学的基礎は論
文”■ｏｎ　−Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　５ｐｅｃｔｒｏｓｃ
ｏｐｙ”（ＦｉｒｍｅｎｃＬｒｕｃｋｓｃｈｒｉ、／ｆ
ｔ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｌＨｏ、ｎｅｙｗｅｌｌｅ
ｒ　、　％　６巻第３号（１９８５年１０月）第９〜１
７ページ）に詳細に記載されている。このイオン移動度
分光学の公知の方法ではイオンは静電界の作用の下でド
リフトゾーンの中を移動する。そのさいこの静電界を形
成するため２ＫＶの大きさの電圧が放射源と集電子電極
との間〈印加されている。１経いイオンの方が重いイオ
ンよりも速く移動するので、所定の時点に走行時に送り
出されたイオンはその分子量に応じて異る時点に集電子
電極に到着する。したがってその時々に短い電流パルス
が発生する。このような走行時間スペクトル内の１ＩＩ
Ｌ流パルスの時間的位置は当該イオンの質量に依存し、
したがってイオンを質量に依存して選別が可能である。
その時々の放電パルスの強さは、所定の時点に走行路に
送り出されたイオン集群中の所定の質量のイオンの比率
の尺度である。つまり所定のイオンの検出にはイオン流
の走行時間分析が必要である。さらにドリフトゾーンは
、質量の異るイオンの集電子電極への到達の時間的差に
よって個々の底流パルス相互の分離が、したがってまた
個々のイオン群の検出が可能となるような十分な長さを
もたなければならない。
発明の目的 本発明の課題は、混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を
検出するだめの装置技術上の費用を微減すること、およ
びできるだけ簡単かつコンパクトで、この目的に適した
、さらに可搬用に適し、使用準備が迅速にでき堅牢かつ
確実に構成されたガス検出器を提供することである。
課題解決のだめの手段 この課題の解決に用いられるのが特許請求の範囲第１項
に特徴が記載され、従属項に改良構成された方法である
。従来技術と異りこの場合にはイオン移動が静電界によ
って行なわれるのではなく、担体混合ガスをＦ　ＩＪフ
トゾーン内を移動させる送風機によって行なわれる。そ
のさい本発明の実施例の構成では流れ速度は例えば一定
に保持される。集゛イ子電極の電位は到着するイオン集
群の吸引だけに用いられるにすぎない。つまり集電子電
極と９オン源との間にはもはや高電圧は必要とされない
。その上さらに、費用が高く、比較的長いドリフｈｒ−
ンを必要とする到達するイオン集群の走行時間分析が省
略される。この走行時間分析に代って、格子周波数に依
存する集、電子電流の測定が行なわれる。
したがって検出器は一層短かくかつコンパクトに構成す
ることができる。本発明による方法の認識の基礎は、格
子導線に印加される交流電圧の周波数が、どんな成分の
所定の質量のイオンが格子内を通過させられるかしたが
って集電子電極に到達するかを示す尺度となるというこ
とである。周波数を所定の周波数範囲に亘って走査ない
し変化させれば、それも段階的または連続的に行なえば
、その時々の周波数に応じて通過させられるイオンが異
る。混合ガス中に存在するガスの如何によって、その時
々の周波数に所属するように所定のガス種類に所属する
集電子′ＩＣ流が発生したり、発生しなかったりする。
周波数の走査時に得られる集電子電流曲線の記憶された
集電子電流曲線と比較すれば、どのガス種類が試験され
た混合ガスに含有されているかを確認することができる
。この比較はマイクロプロセッサを用いて自動的にかつ
デジタル式に実施されるので、この試験法は高い信頼性
が得られる。
この新規な測定法によって得られる利点は本を 方法林実施する装置の示される特許請求の範囲に特徴づ
けられているようなイオン化副定セルおよび接続される
評価回路の構成によって促進される。
本発明は以下で図面に描かれた実施例に基づいて説明さ
れる。
実施例の説明 測定セルはだいたい円筒形をした金属ケーシング−から
なり、その出口側に７ランジ２が密に装着されている。
フランジ２は送風機３を支持しており、この送風機を用
いて、入口側４で測定すべき微量ガスが混入された空気
流が人口孔５を介して吸入される。空気流ないしはガス
流はまず第１に機械フィルタ６を通過し、然る後にふる
い状流れ分割器Ｔに到達する。この流れ分割器は入口の
流れを一様化し、はとんど層流のが層流を形成する。流
れ分割器γは２つの直列に挿入されたフィルタ７ａおよ
び７ｂがらなり、これらのフィルタは電気的に相互に接
続いる。この電気端子は電源端子またはエミッタ端子と
して使われる。ケーシング１の流れの方向で見て次に続
く領域りは環状のフィルム１０によって囲まれており、
このフィルムはが層流をイオン化する光源としてアメリ
シウム２４１がコーティングされている。フィルム１０
は金属ブシュ１１によって支持される。このブシュは端
子８、流れ分割器７ならびにケーシング１と導電的に接
続されている。それによってガス流内の所望の極性のイ
オンの集束および外的影響に対するしや−＼いが得られ
る。ブシュ１１から、プラスチックからなるスペーサ１
２によって電気的に絶縁されて、流れの走行路に引き続
いて格子１３が設げられている。この格子はセラミツク
シシュ１４によって支持されており、平行な導線からな
り、導線はそれぞれ交互に電電的に相互に接続されてい
る。それに工って２群の導線が形成されるので、隣り合
う格子導線にそれぞれ異る電位を供給することができる
。
つまり、両群間に交番磁界を形成することができる。
ブシュ１４またはプラスチック、例えばポリテトラフル
オールエチレンＰＴＦＫかラナルスペーサによって格子
１３から電気的に分離されて、続いて流れの走行路中に
同様にふるい状に形成された集電極１６が配置されてい
る。このｉ＠はドリフトゾーンないしは漂遊領域の出口
に設けられており、コレクタ端子１７と接続されている
。他方、両群の格子導線は格子端子１８および１９に導
かれている。集電子電極１６はＰＴＦ’にブシュ１５に
よって支持される。ブシュ１５の反対側の端面には、が
層流を出口側でも、つまり送風機の前方でもできるだけ
層流に保持するため、もう１つのふるい状の流れ分割器
２１が設けられている。送風機３は回転数制御回路によ
ってケーシング１内に一様なが層流を形成する。ブシュ
１４および１５、絶縁リング１２ならびに金属ブシュ１
１は少なくとも部分的にはプラスチックブシュ２３に工
っで囲まれており、このプラスチックブシュは同時にス
ペーサ１２を形成し、前記の部品を外側の金属製のクー
シング円筒１に対して電気的に絶縁する。
集電子電極１６は後続の増幅段によって基準電圧の電位
に保持される。出口側の流れ分割器２１は、集電子電極
１６を電気的にじゃへいするため、金属ケーシング１に
接続されている。
作動方式を説明するため、まず第１に、吸入側４で測定
セルに流入するガス流は、一種類だけの微量ガスが混入
された空気流であるとする。
この混合ガスは流れ分割器７でその流れが安定した後に
、放射体フィルム１０によって囲まれた室９に流入する
。この室で空気分子および微量ガス分子は一部が直接に
、一部が間接にイオン化される。この過程は冒頭に記載
の論文に詳細に説明されている。空気分子は微量ガス分
子より大幅に小さい質量を有する。ガス流は次に格子１
３に到達する。格子の導線はそれぞれ交互に異る電位に
置かれている。両格子導線群には導線１８．１９を介し
て、周波数は等しいが、位相が１８０°ずれた方形波適
圧が供、給される。
格子１３の電位平均値は、集電子電極１６と放射源９，
１１との間に存在する直流電界が格子の位置で示す電位
は相応する。つまり個々の格子導線の間には、その向き
がガス流の流れ方向を横切る方向に延在する交流電界が
作用している。この漢方向の電界はイオンをイオンの流
れ方向から偏向させようとする。これは一方ではイオン
の質量が小さいほど、他方では交流電界路から交流電界
によって外されない。静電界が格子対に印加されると、
偏向されたイオンの１部が格子導線に衝突し、その電荷
が格子４國を介して取り出される。他方、非常に高い周
波数の交流電界が印那されると、軽いイオンも、まして
や比較的重いイオンはなおのこと、この変化の速い交流
電界の力に追従できず、したがって格子により偏向され
ずに通過するであろう。
イオン化された分子が軽いほど、そして周波数が低いほ
どイオン化された分子はその電荷をそれだけ多く格子１
３に送出し、したがって電気的に中和されてガス流と共
に集電子電極１６の方向に移動する。つまりイオン化さ
れて集電子電極１６に到着する分子の個数は一方ではこ
れらの分子の質量に、他方で格子対１３に印加された交
流電圧の周波数に依存する。したがってこの２つの重要
な基準は所定のイオンの検出および分類用に与えられて
る。測定セルは空気イオンとガスイオンのイオン移動度
の相異を両イオンの区別の基準に利用する。
ガス流を移動させる送風機３の吸引の外に原理上はイオ
ン源９，１０と集電子ｉｔ極１６との間に印加される直
流電界もまたイオンの移動速度に作用する。しかしこの
電界の強さは、イオン源と集電子電極との間の電圧が例
えば５ｖといったように低いことから見ればわずかであ
り、したがってイオンの軸方向移動速度に対するこの加
速的＃響は無視することができる。しかし金属ケーシン
グ１と格子１３ないしは金属ケーシング１と集電子電極
１６との間の、集束作用を与える横方向成分によって、
望ましくない極性を有するイオンに対する必要な拡故率
が生じる。冒頭に記載の測定セルと異り、イオンの軸方
向走行時間選択が行なわれないので、弱い直流電界によ
って生じるこのような走行時間の変化ないしは変動は測
定値に影響を及ぼさない。
それに反して、測定セル用の高電圧発生装置が省略され
ることは、まさに携帯用機器およびその操作信頼性にと
って重要な利点である。
前述のように、格子交流電圧の周波数が非常に高い場合
にははとんどすべてのイオンが偏向されずに格子１３を
通過し、柔電子′４．極１６に到達する。このよって高
ｒ格子周波数で測定された集電子１１Ｌ流は、したがっ
てガス流中に含まれるすべ・てのイオン全体の、したが
ってまた同時にガス流およびその流速そのものの尺度で
ある。したがって非常に高い格子周波数で測定されたこ
の集電子電流工０は、送風機の回転数制御］Ｌｔを介し
て、ガス流の一定の流速を維持するため、実際値として
送風機３０回転数制御器て供給することができる。
ガス流の流速を測定するもう１つの方法はそと走行時間
から速度が算出される。そのさい集電予電’Ｄと格子と
の間の長手方向の電界がごく弱いためガス流の流速とイ
オンの移動速度とはほとんど差がないということが前提
とされる。
格子１３０周波数を跳躍的に変化させ、この周波数変化
が集電子（極の相応の跳躍的な変化を生じるまでの時間
間隔を測定する。連続的ガス分析では格子′１程圧の周
波数の周期的変化が起こるので、周期ごとにこのような
跳躍的な変化によってイオン走行時間も、したがってま
た流速も測定することができる。この実際値は然る後に
送風機３０回転数制御器に供給される。
第１図は正規化されだ集電子電流ｉと周波数ｆとの依存
関係をイオン移動度の異るガスについて示す。正規化集
電子電流ｉとして、周波数に依存して実際に測定された
集電子電流と最大集電子電流との比が記入されている。
最大集電子電流は、前述のように、非常に高いないしは
無限に高い格子交流周波数で生じろ。曲線１２はそのイ
オンが曲線１１を形成するガスの約４倍のイオン移動度
を有するガスのものである。
そのさいイオン移動度は周波数として、すなわちイオン
電流が到達し得る最大の値の半分の値を収るさいの周波
数ｆｏとして示される。測定セル中のガス通過量が一定
の場合、ｆｏはイオン速度および格子間隔に依存する。
格子間隔は一定を保つので、ｆｏはイオン移動度に正比
例する。本実施例でｉよ平行な導線が０−０８ｆｉｘの
直径および０．４皿の間隔を有する格子が用いられた。
速いまたは動きやすいイオン（ｆｏ＝　２　ｋａｚ）の
集電子電流１２の方が、格子周波数ｆの増加につれて、
あまり動かないイオン（ｆｏ　＝　Ｏ−５ｋａｚ　）の
集電子電流１１よりも緩慢に増加することがわかる。す
なわち、格子１３では動きやすいイオンの方が高い周波
数まで交流′電界に追従し、再詰合することができる。
これに反して動きのよくないイオンの大部分はこの周波
数では格子交流電圧の半周期の間に隣接の格子導線には
到達しない。つまり集電子１６に到達し、そこで中和さ
れ、電流を形成する。つまり両曲線１１および１２は周
波数およびイオン移動度に依存する正規化集電子電流の
代表的変化を示す。この特性のため、前述の測定セルは
、集電子電流の、周波数に依存する変化に基いているい
ろなガスを相互に区別するのに適している。いろいろな
種類のガスの特徴を表わすこのような正規化さ線群に供
給される交流電圧の周波数を周期的に連続的または小さ
い間隔で変化させ（走査させる）、そのさい集電子電流
ないしは正規化集電子電流を格子電圧周波数に依存して
測定し、デジタル化し、それぞれの周波数の関数として
第２のメモリに人力することによって未知の混合：／ｌ
／スを試験すれば、記憶された測定曲線を同様に記憶さ
れた、所定のガスを特徴づける曲線と比較することによ
って、検査されたガス流にどのような微量ガスが含まれ
ているかを検出することができる。デジタル形式で記憶
されたデータのこのような比較は、測定された電流曲線
ないしは周波数曲線が表の形で記憶された、所定の；デ
スを特徴づける電流−ないしは周波数曲線と一致すると
、対応するガスないしは所定の蒸気を特徴づける表示信
号を送出するマイクロプロセッサを用いて行なうのが適
切である。
多くの場合、全周波数域を調べることは必要なく、選択
された測定周波数で動作を行なうことができる。まず第
１に非常に高い周波数、例えば１５　ｋＨ２用の集電子
電流の飽和値工０が測定される。この飽和値から、計算
により、場合によっては所定の選択された周波数で実施
された複数の測定によって根拠づ（すられた、十分な個
数の周波数に依存する電流値の数値が、空気の電流−な
いしは周波数曲線の所定の周波数で測定され、基準値と
して記憶される。未知のガスを検査するさいには、前記
の測定周波数が順次に形成され、集電子電流が測定され
、Ａ／Ｄ変換器を介してデジタル化される。個々の周波
数に配属された値が記憶されるか、これらの値がオン・
ライン作動で直接に空気の曲線の記憶された値と比較さ
れる。このようにして所定の種類のガスの代表的な曲線
変化を識別し、所定の濃度限界値を越えた場合に画報信
号をトリがすることができる。
第４図によるブロック図にはガス人口４、フィルタ３、
送ノ虱機３および空気出口３７を有する測定セル３０は
ブロックとして描かれているにすぎない。なぜならば以
下においては測定セル３０の制御および得られた信号の
処理のみを考察するだけだからである。方形波発生器３
２が導線１８および１９（第１図参照）上に格子１３０
２群の格子導線用の相互に逆の位相の交流電圧信号を発
生する。この方形波信号の周波数は周波数制御回路３３
を用いて連、続的または段階的に、しかもマイクロプロ
セッサ３５０周波数制御導線３４の出力信号に相応に変
化される。導線１γの集電子電流は増幅器３６に１．そ
してそこからＡ　／　ｖ変換器３７に供給される。
デジタル化された集電子電流信号はマイクロコンぎユー
タ３５のメモリー３８に入力され、デジタル式コンパレ
ータ３９で、別のメモリー４０に表の形で記憶された所
定の種類のガスを特徴づける電流−ないしは周波数曲線
と比較される。このさい所定の、例えば危険なガス種類
またはガス濃度が検出されると、警報回路４１を介して
音響的ま／こは光学的−報装置４２がトリがされるか、
ないしは検出されたガス種類および場合によってはまた
検出された濃度が表示装置４３に光学的に表示される。
さらに記録装を 置Ｎ蒼報回路４１にまたは直接にマイクロコンぎユータ
３５に接続しておくこともできる。
測定セル３０の中の流速が大きい場合には単位時間当り
に集成子１６に供給されるイオンは流速が小さい場合エ
リも多い。集電子電流信号に対する流速のこのような影
４を除去するため、集電子電流信号を流速に依存して補
正を行なうか、または流速を一定に保持することができ
る。
流速を測定するには従来の流れセンサを用いることがで
きる。流速の制御は送、虱磯３の回転数を介して行なわ
れる。特別の流れセンサの代りに、既述のように、集電
子電流そのものを、すなわち格子交流電圧周波数が非常
に高い場合に生じる集電子電極間０を用いることができ
る。
格子周波数が非常に高い、例えば１５　ｋＨｚの場合（
Ｃはイオンは格子に衝突せず、全部が集電子に流れ、し
たがって東電子飽和電流工０を形成する。この砲和電流
は同時に流速の尺度であり、したがって回転数制御回路
４４を介して送風機３０回転数の制御に用いることがで
きる。もつとも簡単に１よその目的で送風機３に導線４
５を介して供給される゛電圧が変化される。ないしはパ
ルス−または三相交流電動機の場合には）肋磁器電圧の
周波数が変化される。流速ないしは集゛「昆子飽和電流
のその時々の実際値に相応する信号を制御回路４４は導
線４６を介してマイクロコンピュータ３５から受取る。
この信号はマイクロコンピュータで、周波数が非常に高
い場合に形成される変換器３γの出力信号からまたは格
子１３と集電子１６との間のイオン走行時間を測定する
ことによって得られる。
微量ガスと空気分子との区別はイオン化された分子混合
体の質１の方が大幅に大きいことに基づいて行なわれる
ことは、すでに記述された。
放射源電極と集電子電極間に印加された電界は、測定す
べきイオンの極性を決定する。測定セルに純粋な空気を
供給すると、そのさい得られる測定値によって、測定セ
ルに接続された計画回路を校正ないしはチェックするこ
とができる。微量ガスが存在すると分子混合体形成に対
して不利な影響乞与える助長過程によって、集電子電流
が空気離反に依存するようになる。この空気湿度による
集′電子電流の依存性ｖ′ｉ空気湿度センサの使用によ
って考慮される。この場合この空気温度センサの出力信
号がマイクロコンピュータ３５に送られ、このコンビュ
ータテ空気湿度の絶対値に相応する補正値を形成する、
あるいは測定セルの入口での適切な構成によって、例え
ば除湿−ないしは加熱装置によって空気湿度が一定に保
持されることによって考慮される。同様にして、温度と
共に増加するイオン移動度によって生じる、測定結果に
対する温度変化の影響も、温度センサ２５の出力信号を
マ・イクロコンピュータ３５に供給しその結果このコン
ピュータに集電子−流信号に対する相応の補正値を、す
なわち記憶された基準曲線の勾配を形成させることによ
って、考慮される。
前述の方法および前述の装置によって所定の種類の微量
ガスが検出されるのみならず、その濃度もまた測定でき
る。これ°は以下に第２図に基づいて説明される。第１
図から、イオン移動度に依存して電流−ないしは周波数
曲線の勾配は線形上昇傾城で変化することが明らかであ
つた。つまり２つの所定の測定周波数で集電子電流測定
することによって曲線の勾配を算出することができる。
第２図は曲７線ａが相対湿度１１％でろ過された空気の
ｔ流−ないしは周波数曲７腺を示す。曲線すは５ａｒｉ
ｎを０．０５０１１ｆｌ／１１添加した場合の変化を、
曲線Ｃはやはり０．１０６μｍ１／１１添加時の変化を
示す。３７２．５　Ｈｚおよび１−２５０Ｈｚの測定周
波数を用いれば、ろ過された空気は勾配が３．２１３　
ＰＡ／ｋＨｚになる。曲線すは勾配が４．０７　ＦＡ／
ｋＨｚ、曲線Ｃは勾配が５−１８　Ｐ　ｐ、／ｋｎｚに
なる。つまり２つの所定の測定周波数間の線形領域の曲
線勾配を求めることによって、微量ガスの濃度も算出す
ることができる。これはマイクロコンピュータ３５で行
なうことができる。これを行なう代りに、第２図にも示
されているように、ろ過された空気と、濃度の異る微量
ガスが混入された空気との電流値の差を、つまり値ｃ−
ａおよびｂ−ａを算出し、所定の周波数でこの差値が限
界値を越えた場合に警報をトリガすることができる。前
記の実施例では周波数ｆ二Ｏ−７ｋＨｚで差曲線（ｂ−
ａ）はｉ、ＱＰＡの値より低いのに対して、曲線（ｃ−
ａ）は同じ周波数で２．ＯＰＡより高い。相応の校正曲
線を記憶させることによって、所定の限界値の超過のみ
ならず、濃度の値そのものも測定することができる。
発明の効果 装置技術上の費用が低減され、構造が著しく簡単かつコ
ンパクトにでき、移動式用途に適し、使用準備が迅速に
でき、さらに堅牢で、信頼性の高い設計がなされる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による方法の動作方法を説明子局波数ｆ
との関係において移動度の異る２種類のイオンについて
示す線図、第２図はろ過された空気および濃度の異る２
ろの空気・ガス混合物についての格子周波数ｆと集電子
電流工との関係ならびにこの関係から求められた濃度に
依存する差曲線を示す線図、第３図は測定セルの構造を
示す路線図、第４図は測定セルに接続された評価回路の
ブロック図である。 １・・・金属ケーシング、２・・・フランジ、３・・・
送風機、４・・・入口側、５・・・入口孔、６・・・機
械フィルタ、７・・・分流器、８・・・電気端子、９・
・・室、１０・・・フィルム、１１・・・金属ブツシュ
、１２・・・スペーサ、１３・・・格子、１４・・・ブ
ツシュ、１５・・・ブツシュ、１６・・・集電子電極、
１８．１９・・・格子端子、３０・・・測定セル、３２
・・・方形波発生器、３３・・・周波数制御回路、３５
・・・マイクロプロセッサ、３７・・・Ａ　／　Ｄ変換
器、３８・・・メモリ、３９・・・コンパレータ、４０
・・・メモリ、４１・・・警報回路、４２・・・光学式
警報装置、４３・・・表示装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）ガス流を通過させる室；ｂ）室入口（５）と室
    出口との間に設けられたドリフトゾーン；ｃ）ドリフト
    ゾーンの入口に設けられたイオン化放射源（１０）；ｄ
    ）ドリフトゾーンの終端に設けられた集電子電極（１６
    ）；ｅ）ドリフトゾーンの中に平行な導線から成る格子
    が設けられ、この場合、隣り合う格子導線がそれぞれ異
    る電位に置かれ、さらに各グループの格子導線に周波数
    が調節可能な交流電圧が印加されるようにし；ならびに
    ｆ）集電子電流を測定する装置（３５、３６、３７）；
    を有する測定セルを用いて空気または他の混合ガス中の
    微量のガスまたは蒸気を検出する方法において、ｇ）ド
    リフトゾーンを通過するイオンの運動が集電子電極（１
    ６）に向うガス流を形成する送風機（３）によつて引き
    起こされるようにし；ｈ）格子導線グループに供給され
    る交流電圧が周期的に、連続的かあるいは段階的に変化
    されるようにし、そのさい集電子電流（Ｉ）が格子電圧
    周波数（ｆ）に依存して測定され、デジタル化され、か
    つ周波数の関数としてメモリ（３８）に記憶されるよう
    にし、ｉ）もう１つのメモリ（３９）に異なる複数個の
    ガスまたは蒸気における、集電子電流の周波数に対する
    依存の程度の表が記憶されており、ｊ）デジタル方式の
    コンパレータ（３９）が、測定された電流−ないしは周
    波数曲線を、表の形式で記憶された電流−ないしは周波
    数曲線と比較し、測定曲線が表の曲線と一致した場合に
    相応するガスないしは蒸気を特徴づける／表示信号を送
    出することを特徴とする混合ガス中の微量のガスまたは
    蒸気を検出する方法。 ２、測定セルを通過するイオンのドリフト速度が送風機
    （３）の回転数制御器（４４）によつて一定に保持され
    る特許請求の範囲第１項記載の混合ガス中の微量のガス
    または蒸気を検出する方法。 ３、格子交流電圧（ｆ）の作動領域を大幅に越える場合
    に測定された、流れ速度だけに依存する集電子電流（Ｉ
    ＿０）が測定されて、記憶された目標値と比較され、こ
    の比較から送風機 （３）の回転数制御装置（４４）に対する調整信号（４
    ５）が導出されるようにした特許請求の範囲第２項記載
    の混合ガス中の微量ガスまたは蒸気を検出する方法。 ４、格子（１３）での測定周期の進行中に跳躍的な周波
    数変化が行なわれ、格子と集電子電極（１６）との間の
    イオン走行時間だけ遅延した跳躍的集電子電流変化が検
    出され、該イオン走行時間および格子と集電子電極との
    間の既知の距離からガス流の流れ速度が算出される特許
    請求の範囲第２項記載の混合ガス中の微量のガスまたは
    蒸気の検出法。 ５、各格子導線グループに同じ周波数の、かつ互いに１
    ８０°位相のずれた方形波電圧が印加され、両格子導線
    グループの電位平均値が、格子（１３）の個所に存在す
    る、集電子電極 （１６）によつて形成された電界の電位に相応する、特
    許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記
    載の混合ガス中の微量ガスまたは蒸気を検出する方法。 ６、検出されたガスの濃度を測定するため、周波数が高
    い方の格子交流電圧の時に測定された集電子電流の値が
    、低い方の周波数の時に測定された集電子電流の値から
    差し引かれ、その結果得られる集電子電流−ないしは周
    波数曲線の勾配が、当該ガスに所属する表に曲線勾配に
    依存して記憶された濃度値と比較される、特許請求の範
    囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の混合ガ
    ス中の微量ガスまたは蒸気を検出する方法。 ７、検出されたガスの濃度を算出するため微量ガスを含
    有しない担体ガス、例えば空気の場合の集電子電流値（
    ａ）が、微量ガスを含有する担体ガスの場合の集電子電
    流値（ｂ）から差し引かれ、差値（ｂ−ａ）が同じ周波
    数（ｆ）に所属する限界値と比較される、特許請求の範
    囲第１頃から第５項までのいずれか１項に記載の混合ガ
    ス中の微量ガスまたは蒸気を検出する方法。 ８、ａ）ガス流を通過させる室；ｂ）室入口（５）と室
    出口との間に設けられたドリフトゾーン；ｃ）ドリフト
    ゾーンの入口に設けられたイオン化放射源（１０）；ｄ
    ）ドリフトゾーンの終端に設けられた集電子電極（１６
    ）；ｅ）ドリフトゾーンの中に平行な導線から成る格子
    が設けられ、この場合、隣り合う格子導線がそれぞれ異
    る電位に置かれ、さらに各グループの格子導線に周波数
    が調節可能な交流電圧が印加されるようにし；ならびに
    ｆ）集電子電流を測定する装置（３５、３６、３７）；
    を有する測定セルを用いて空気または他の混合ガス中の
    微量のガスまたは蒸気を検出する方法において、ｇ）ド
    リフトゾーンを通過するイオンの運動が集電子電極（１
    ６）に向うガス流を形成する送風機（３）によつて引き
    起こされるようにし；ｈ）格子電線グループに供給され
    る交流電圧が周期的に、連続的かあるいは段階的に変化
    されるようにし、そのさい集電子電流（Ｉ）が格子電圧
    周波数（ｆ）に依存して測定され、デジタル化され、か
    つ周波数の関数としてメモリ（３８）に記憶されるよう
    にし、ｉ）もう１つのメモリ（３９）に異なる複数個の
    ガスまたは蒸気における、集電子電流の周波数に対する
    依存の程度の表が記憶されており、ｊ）デジタル方式の
    コンパレータ（３９）が、測定された電流−ないしは周
    波数曲線を、表の形式で記憶された電流−ないしは周波
    数曲線と比較し、測定曲線が表の曲線と一致した場合に
    相応するガスないしは蒸気を特徴づける表示信号を送出
    することにより混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検
    出するために、Ａ）格子導線対の端子（１８、１９）が
    デジタル式に制御可能な周波数を有する方形波発生器（
    ３２）の出力に接続されており、Ｂ）集電子電極（１６
    ）がＡ／Ｄ変換器（３７）を介して第１のメモリ（３８
    ）と接続されており、Ｃ）デジタル式コンパレータ（３
    ９）がマイクロコンピュータ（３５）であり、該マイク
    ロコンピュータは方形波発生器（３２）の周波数を制御
    する信号を送出し、Ｄ）このマイクロコンピュータの出
    力側に表示−または警報装置（４１−４３）が接続され
    ていることを特徴とする混合ガス中の微量のガスまたは
    蒸気を検出する装置。 ９、ガス流中で、例えばドリフトゾーンの出口に温度セ
    ンサ（２５）が設けられており、このセンサの出力側が
    マイクロコンピュータ （３５）に接続されている、特許請求の範囲第８項記載
    の混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検出する装置。 １０、測定セルの入口（５）に、機械式フイルタ（６）
    および流れを一様にする、例えば間隔を置いて配置され
    た２つのろ過器（７ａ、７ｂ）からなる流れ分割器（７
    ）が設けられているか、ないしはドリフトゾーンと送風
    機（３）との間にろ過器式流れ分割器（２１）が設けら
    れている、特許請求の範囲第８項または第９項記載の混
    合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検出する装置。
JP62031662A 1986-02-15 1987-02-16 混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検出する方法および装置 Pending JPS62192649A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863604893 DE3604893A1 (de) 1986-02-15 1986-02-15 Verfahren und vorrichtung zum feststellen geringfuegiger mengen von gasen oder daempfen in gasgemischen
DE3604893.3 1986-02-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62192649A true JPS62192649A (ja) 1987-08-24

Family

ID=6294220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62031662A Pending JPS62192649A (ja) 1986-02-15 1987-02-16 混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検出する方法および装置

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4775795A (ja)
EP (1) EP0233579B1 (ja)
JP (1) JPS62192649A (ja)
KR (1) KR870008183A (ja)
AT (1) ATE61667T1 (ja)
CA (1) CA1245377A (ja)
DE (2) DE3604893A1 (ja)
DK (1) DK167943B1 (ja)
ES (1) ES2022170B3 (ja)
FI (1) FI89413C (ja)
IN (1) IN166156B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729437A (en) * 1994-06-22 1998-03-17 Seiko Epson Corporation Electronic part including a thin body of molding resin
US5832600A (en) * 1995-06-06 1998-11-10 Seiko Epson Corporation Method of mounting electronic parts

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2228139B (en) * 1989-02-09 1993-11-17 Graseby Ionics Ltd Ion mobility detector
DE3904168A1 (de) * 1989-02-11 1990-08-23 Honeywell Elac Nautik Gmbh Gasdetektor
CA2012030A1 (en) * 1990-03-13 1991-09-13 Ludmila L. Danylewych-May Sample handling system for molecular analyser
JP2671657B2 (ja) * 1991-04-22 1997-10-29 富士電機株式会社 高分子センサ
GB9120192D0 (en) * 1991-09-21 1991-11-20 Graseby Ionics Ltd Ion mobility spectrometry equipment
GB2263358A (en) * 1992-01-16 1993-07-21 Ion Track Instr Ion mobility spectrometers
US5371364A (en) * 1993-02-18 1994-12-06 Thermo King Corporation Practical implementations for ion mobility sensor
US5405781A (en) * 1993-09-21 1995-04-11 Barringer Research Limited Ion mobility spectrometer apparatus and method, incorporating air drying
GB9510405D0 (en) * 1995-05-23 1995-07-19 Graseby Dynamics Ltd Ion mobility spectrometers
RU2187099C1 (ru) * 2001-05-30 2002-08-10 ООО "Лаборатория биохимических методов" Устройство для измерения спектров подвижности ионов
EP1405065B1 (en) * 2001-06-30 2012-04-11 Dh Technologies Development Pte. Ltd. System for collection of data and identification of unknown ion species in an electric field
DE10200256A1 (de) * 2002-01-05 2003-07-24 Draeger Safety Ag & Co Kgaa Beta/Plasmaionenquelle für ein Ionenmobilitätsspektrometer
KR100498265B1 (ko) * 2003-11-20 2005-06-29 (주)센서테크 플라즈마 크로마토 그래피 장치 및 그에 따른 이온 필터셀
CN102017553B (zh) 2006-12-26 2014-10-15 大力系统有限公司 用于多信道宽带通信系统中的基带预失真线性化的方法和系统
US8393323B2 (en) 2008-09-30 2013-03-12 Covidien Lp Supplemental gas safety system for a breathing assistance system
KR100931066B1 (ko) * 2009-05-29 2009-12-10 주식회사 래코리아 광이온화 센서를 이용한 악취 측정 방법
CN103594327B (zh) * 2009-11-20 2016-06-15 同方威视技术股份有限公司 离子迁移谱仪以及提高其检测灵敏度的方法
US8434483B2 (en) 2009-12-03 2013-05-07 Covidien Lp Ventilator respiratory gas accumulator with sampling chamber
KR100977031B1 (ko) * 2009-12-07 2010-08-19 안재경 광이온화센서를 이용한 화합물질 측정기기
CN105208083B (zh) 2010-09-14 2018-09-21 大力系统有限公司 用于发送信号的系统和分布式天线系统
EP2633546B1 (en) * 2010-10-27 2019-12-18 Smiths Detection Montreal Inc. Fast-switching dual-polarity ion mobility spectrometry
US11883604B2 (en) 2020-04-10 2024-01-30 Covidien Lp Gas mixing system for medical ventilator
US11872349B2 (en) 2020-04-10 2024-01-16 Covidien Lp Systems and methods for increasing ventilator oxygen concentration
WO2022175205A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Signify Holding B.V. Systems and methods for remote monitoring of air ionization

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2236303A1 (de) * 1971-08-11 1973-02-15 Rft Messelektronik Dresden Veb Ionisations-rauchgasdetektor
US3897344A (en) * 1974-07-31 1975-07-29 Mdh Ind Inc Frequency-programmed electron-capture detector
US4119851A (en) * 1977-06-23 1978-10-10 Honeywell Inc. Apparatus and a method for detecting and measuring trace gases in air or other gas backgrounds
US4238678A (en) * 1978-10-05 1980-12-09 Honeywell Inc. Apparatus and a method for detecting and measuring trace gases in air or other gaseous backgrounds
US4362941A (en) * 1981-01-26 1982-12-07 Honeywell Inc. Apparatus and a method for detecting and measuring trace gases in air or other gaseous background
DE3417525C1 (de) * 1984-05-11 1986-01-09 Matter + Siegmann Ag, Wohlen Vorrichtung zur quantitativen und qualitativen Erfassung von kohlenwasserstoffhaltigen Schwebeteilchen in Gasen
FR2576104B1 (fr) * 1985-01-14 1987-05-22 Giravions Dorand Procede et dispositif pour la stabilisation des resultats de mesure fournis par un detecteur dit " a capture d'electrons " avec identification des anomalies affectant ce detecteur

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729437A (en) * 1994-06-22 1998-03-17 Seiko Epson Corporation Electronic part including a thin body of molding resin
US5832600A (en) * 1995-06-06 1998-11-10 Seiko Epson Corporation Method of mounting electronic parts

Also Published As

Publication number Publication date
FI89413B (fi) 1993-06-15
FI89413C (fi) 1993-09-27
DK74687A (da) 1987-08-16
FI870465A (fi) 1987-08-16
DE3604893A1 (de) 1987-08-20
IN166156B (ja) 1990-03-24
US4775795A (en) 1988-10-04
EP0233579A3 (en) 1989-07-19
EP0233579A2 (de) 1987-08-26
DK74687D0 (da) 1987-02-13
ATE61667T1 (de) 1991-03-15
ES2022170B3 (es) 1991-12-01
CA1245377A (en) 1988-11-22
KR870008183A (ko) 1987-09-24
DE3768522D1 (de) 1991-04-18
EP0233579B1 (de) 1991-03-13
FI870465A0 (fi) 1987-02-04
DK167943B1 (da) 1994-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62192649A (ja) 混合ガス中の微量のガスまたは蒸気を検出する方法および装置
US3763428A (en) Simultaneous measurement of the size distribution of aerosol particles and the number of particles of each size in a flowing gaseous medium
JP5570645B2 (ja) 超小型非対称電界イオン移動度フィルタおよび検出システム
EP0679886B1 (en) Ion mobility spectrometer
US5214386A (en) Apparatus and method for measuring particles in polydispersed systems and particle concentrations of monodispersed aerosols
US8502138B2 (en) Integrated ion mobility spectrometer
US2331189A (en) Mass spectrometer
US10502710B2 (en) Particulate matter measurement apparatus and method
US7244931B2 (en) Ion mobility spectrometer with parallel running drift gas and ion carrier gas flows
US20170138831A1 (en) Particle charging device and particle classification device using the charging device
WO2013121095A1 (en) Apparatus and process for producing acknowledged air flow and the use of such apparatus in measuring particle concentration in acknowledged air flow
Santos et al. Performance evaluation of a high-resolution parallel-plate differential mobility analyzer
GB2255671A (en) Drift field type mass spectrometer
US3154680A (en) Gas analysis by measuring negative ions resulting from captured electrons
US20080130191A1 (en) Method and apparatus for monitoring and controlling ionizing blowers
FI96903B (fi) Menetelmä kaasun vierasainepitoisuuden määrittämiseksi ja laitteisto sitä varten
JPH07134970A (ja) 大気圧イオン化質量分析計
GB2394290A (en) Method and apparatus for counting ions in a sample
KR20100023825A (ko) 격설된 여과용 전극들을 포함하는 이온 이동도 분광계
RU2157989C2 (ru) Устройство для измерения загрязненности воздуха
SU1113712A1 (ru) Способ измерени поверхностной концентрации аэрозол
RU2231771C1 (ru) Способ измерения концентрации и фракционно-дисперсного состава аэрозолей и устройство для его осуществления
SU508724A1 (ru) Прибор дл определени величины изнака зар да аэрозолей
WO2021023972A1 (en) Particle sensor and sensing method
WO2019106373A1 (en) Spectrometry system