PL57186B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.IIL1969 57186 KI. 421, 4/16 MKP G 01 n */0« CZYTELNIA FKD Urz*d* Pa4ente***go Twórca Wynalazku: mgr inz. Henryk Nalepa Wlasciciel patentu: Instytut Ciezkiej Syntezy Organicznej, Blachownia Slaska (Polska) Detektor jonizacyjno-plomieniowy Przedmiotem wynalazku jest detektor jonizacyj¬ no-plomieniowy w chromatografii gazowej, przezna¬ czony do wykrywania poszczególnych skladników mieszaniny gazowej, eluowanych w pewnych od¬ stepach czasu z kolumny rozdzielczej chromatogra¬ fu gazowego.Znane .detektory jonizacyjno-plomieniowe posia¬ daja oprócz podstawowych czesci skladowych wy¬ nikajacych z zasady dzialania szereg urzadzen do¬ datkowych polepszajacych jego prace lub zwieksza¬ jacych jego czulosc, którymi sa na przyklad urza¬ dzenia podgrzewajace gazy doprowadzone do de¬ tektora, rózne ksztalty elektrod, urzadzenia steru¬ jace przeplywem powietrza w detektorze i inne.Urzadzenia do podgrzewania gazów wykonywane sa w postaci kanalów drazonych w korpusie de¬ tektora lub tez w postaci koncentrycznych rur o róznych srednicach nalozonych na korpus detektora i odpowiednio zamknietych. Calosc ogrzewana jest grzejnikiem elektrycznym lub wlasnym cieplem spa¬ lania. Konstrukcje tych typów sa kosztowne oraz trudne do wykonania i uszczelnienia. W detektorach jonizacyjnych-plomieniowych stosowane sa rózne ksztalty elektrod jak równiez stosowane jest czesto urzadzenie do nastawiania odleglosci elektrod wzgledem palnika.Wykonuje sie rózne elektrody, poczawszy od naj¬ prostszych w postaci na przyklad prostego odcinka drutu, az do skomplikowanych na przyklad kubków z cienkiej blachy. Pierwsze z nich nie pozwalaja 20 25 30 na osiagniecie duzej czulosci ze wzgledu na mala powierzchnie wlasna i obejmowanie malej czesci strefy jonizacji, ostatnie wprawdzie nie maja tych wad, ale powoduja miejscowe zageszczenie gazów co sprzyja procesowi rekombinacji i jest bardzo niepozadane w detektorach jonizacyjnych plomie¬ niowych.Urzadzenia do nastawiania elektrod w rodzaju podnosników srubowych lub uchytów przesuwnych wprowadzaja do wnetrza komory detektora szereg elementów konstrukcyjnych zaklócajacych równo¬ mierny przeplyw powietrza i spalin, a poza tym po¬ garszaja izolacje elektryczna elektrody od korpusu detektora. Rezygnacja z tego rodzaju urzadzen i nastawianie elektrod w wytwórni o ile zajdzie po¬ trzeba pracy detektora przy innych ilosciach prze¬ plywajacych gazów niz zalozone pierwotnie ma tez wady, poniewaz nie pozwala w czasie eksploatacji detektora na dobranie optymalnego nastawienia elektrody. Potrzeba zmiany nastawienia elektrody przy zmianie ilosci doplywajacych gazów spowodo¬ wana jest zmiana objetosci i wysokosci plomienia i zwiazanej z tym strefy jonizacji.Nie mniej wazne dla uzyskania stabilnosci pracy detektora jest zapewnienie laminarnego przeplywu powietrza przez komore w której znajduje sie pal¬ nik i elektrody oraz szyibkie i calkowite usuwanie spalin. Przez umieszczenie wylotu przewodu do¬ prowadzajacego powietrze do komory detektora pod warstwa siatek, przegród lub warstwa szklanych 571865*18*6 kulek wzglednie porowatej przeslony uzyskuje sie laminarny przeplyw powietrza, ale nie wykorzy¬ stuje sie go calkowicie do spalania i usuwania spalin z komory.Przede wszystkim nie biora w tym udzialu stru¬ gi ipowietrza plynace w poblizu scian komory. Nie¬ dostatecznie lub nie dosc szybko usuniete produk¬ ty spalania na przyklad para wodna skraplaja sie, na chlodniejszych powierzchniach komory detekto¬ ra i pogarszaja izolacje elektryczna elektrod.Celem wynalazku bylo unikniecie niedogodnosci w detektorze zwiazanych z podgrzewaniem gazów, uzyskanie maksymalnej czulosci i sterowanie prze¬ plywu powietrza w komorze.GtLifiL ZOSlaE.yPgiggriiety przez zastosowanie spi¬ rali *z, trurfeft doprowadzajacych gazy, nawinietych na metalowym blokij ogrzewanym z kolei przez grzejnik elektryczny w którym to bloku umieszczo¬ na jest kdmora 'detektora. Przez takie uksztalto¬ wanie .urzadzenia osiaga sie latwa i prosta kon¬ strukcje, dobra szczelnosc poniewaz jest tylko jedno polaczenie lutowane, oraz zapewnienie ogrzania ga¬ zów do takiej samej temperatury, jaka panuje w Komorze detektora co ma wplyw na polepszenie jego pracy.Jesli wykona sie elektrode z drutu zwinietego w spirale stozkowa i umiesci pionowo nad palnikiem, osiagnie sie prawie zupelna niezaleznosc czulosci detektora od odleglosci pomiedzy elektroda i pal¬ nikiem nawet przy zmieniajacych sie ilosciach do¬ plywajacych gazów przez fakt, ze kazdy kolejny zwój tej spirali mozna uwazac jako punkt odnie¬ sienia przy okreslaniu odleglosci elektrody wzgle¬ dem konca palnika.Unika sie w zwiazku z tym urzadzen do nasta¬ wiania elektrody. Ten ksztalt elektrody zapewnia objecie w maksymalnym stopniu przestrzeni w któ¬ rej odbywa sie jonizacja przez co mozliwym jest wychwycenie prawie wszystkich zjonizowanyeh ato¬ mów gazów zwiekszajac tym samym czulosc de¬ tektora. Spirala nie powoduje miejscowego zage- geszczenia gazów, a to ma wplyw na zmiejszenie ilosci rekombinacji zjonizowanyeh atomów gazu przyczyniajac sie do zwiekszenia czulosci detekto¬ ra.Stozkowy ksztalt spirali pozwala na maksymalne skrócenie drogi przelotu jonów od miejsca joniza¬ cji do elektrody, a tym samym zmniejsza prawdo¬ podobienstwo rekombinacji równiez polepszajac czulosc detektora. Umieszczenie wewnatrz komory detektora wkladki w postaci dyszy zapewnia lami¬ narny przeplw powietrza przez komore który nie powoduje chwiania plomienia oraz zapewnia mak¬ symalne wykorzystanie powietrza do usuwania spa¬ lin na skutek skupienia strug powietrza' wokól pal¬ nika.Ponadto, takie umieszczenie wkladki zapewnia pewnosc i trwalosc konstrukcji. Uzyskuje sie przez to, mozliwosc stabilnej pracy detektora i obnizenie poziomu szumów wlasnych, oraz zmniejszenie lub nawet calkowite unikniecie przy dostatecznej ilosci 25 doprowadzonego powietrza, skraplania sie pary wodnej wewnatrz komory; detektora poprzez szyb¬ kie i równomierne usuwanie spalin.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy- 5 kladzie wykonania na rysujnku. Na metalowym blo¬ ku 1 nawiniete sa spiralnile dwie rurki metalowe 2 i 3, którymi doprowadza sie do detektora powietrze oraz gaz palny. Umieszczony w wyzlobieniu grzej¬ nik elektryczny 4 ogrzewa metalowy blok 1, a po- io przez niego rurki metalowe 2 i 3 oraz plynace przez te rurki gazy. Gaz palny po ogrzaniu sie w rurce 3 doprowadzony do metalowej glowicy 5 przeplywa przez kanalik 6 i miesza sie z gazem nosnym i eluatami doplywajacymi kanalikiem 7 15 z kolumny rozdzielczej chromatografu. " Nastepnie, mieszanina ta kanalem 8 przeplywa do palnika 9, gdzie spalajac sie na jego wylocie wy¬ twarza plomien o wysokiej temperaturze. W ob¬ szarze plomienia w któryni panuje wysoka tempe- 20 ratura nastepuje jonizaja atomów wchodzacych w sklad eluatów. Obszar ten ma ksztalt zblizony do stozka zwróconego podstawa do palnika 9.Nad palnikiem 9 umieszczona jest' elektroda 10 z drutu zwinietego w spirale stozkowa obejmujaca obszar jonizacji. Elektroda 10 przechodzi przez izo¬ lator elektryczny 11 wbudowany do kominka 12.Powietrze po ogrzaniu sie, plynie dalej w rurce 2 przesunietej przez kanal 13 w bloku 1 i wyplywa do komory 14 detektora. W dalszym ciagu powietrze to przeplywa przez wkladke w ksztalcie dyszy 15, oraz plynie wokól palnika 9 dostarczajac tlenu do spalania. Ponadto, powietrze to zabiera produkty spalania i nastepnie usuwa je z komory 14 detek¬ tora przez otwory 16 w kominku 12.Do palnika 9 i elektrody 10 dolaczone sa prze¬ wody elektryczne 17 polaczone ze zródlem napie¬ cia elektrycznego stalego i urzadzeniem do pomia¬ ru pradu elektrycznego. Jezeli teraz polaczymy elektrode 10 z biegunem ujemnym zródla napiecia elektrycznego, zjonizowane atomy eluatu zostana przez nia przyciagniete i nastapi przeplyw pradu elektrycznego w obwodzie zewnetrznym przylaczo¬ nym do detektora. Pomiar tego pradu daje informa¬ cje ,o pojawieniu sie w detektorze eluatu oraz jego stezeniu w gazie .przenoszacym. 45 ¦ i PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Detektor jonizacyjno-plomieniowy, który zawiera glowice posiadajaca kanalik gazu palnego, kanalik so gazu nosnego i eluatu, kanal mieszania gazów pola¬ czony z palnikiem oraz metalowy blok znamienny tym, ze nad palnikiem (9) umieszczonym w ko¬ morze (14) zawieszona jest elektroda (10) posiada¬ jaca ksztalt spirali stozkowej obejmujacej obszar 55 jonizacji, przy czym w komorze (14) bloku (1) znaj¬ duje sie wkladka (15) o ksztalcie dyszy obejmujaca elektrode, a na obwodzie bloku (1) nawinieta jest spiralnie metalowa rurka (2), doprowadzajaca ogrzane powietrze oraz rurka (3) doprowadzajaca 60 goracy gaz palny do glowicy detektora (5). 40KI. 42 1, 4/16 57186 MKP G 01 n pamietrze srzenoszacy ic/uafy PL