RU102261U1 - Термохимический детектор - Google Patents
Термохимический детектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU102261U1 RU102261U1 RU2010143016/28U RU2010143016U RU102261U1 RU 102261 U1 RU102261 U1 RU 102261U1 RU 2010143016/28 U RU2010143016/28 U RU 2010143016/28U RU 2010143016 U RU2010143016 U RU 2010143016U RU 102261 U1 RU102261 U1 RU 102261U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pellistor
- electric bridge
- unbalanced electric
- detector
- voltage source
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Термохимический детектор газов, содержащий проточную камеру, во внутренней полости которой размещен пеллистор, соединенный двумя проводниками с неуравновешенным электрическим мостом, и электронный потенциометр, подключенный к выходу неуравновешенного электрического моста, отличающийся тем, что он дополнительно содержит последовательно включенные металлический электрод, электрометрический усилитель, к выходу которого подключен регистрирующий прибор, и источник постоянного напряжения, причем металлический электрод размещен во фторопластовом изоляторе, вмонтированном в стенку проточной камеры, и расположен на фиксированном расстоянии от поверхности пеллистора, а положительный полюс источника напряжения подключен к одному из проводников, соединяющих пеллистор с неуравновешенным электрическим мостом.
Description
Полезная модель относится к аналитической технике, а именно, к детектирующим устройствам газовой хроматографии.
Известен термохимический детектор газов (Тарасович В.Н. Металлические терморезисторные преобразователи горючих газов. Киев: Наукова думка. 1988. с.198, табл.30, верхний рисунок), содержащий проточную камеру, в которой размещена платиновая спираль, являющаяся каталитически активным чувствительным элементом. Эта спираль включена в неуравновешенный мост и нагревается его током до температуры 300-600°С. При попадании на платиновую спираль из потока анализируемого газа, протекающего через камеру, горючего вещества (газа или пара) последнее частично сгорает на спирали, что вызывает увеличение температуры спирали и ее электрического сопротивления. При этом возникает разбаланс электрического неуравновешенного моста, который несет информацию о концентрации горючего вещества в газовом потоке.
Недостатком такого детектора является то, что активность каталитической поверхности платиновой спирали заметно изменяется во времени. Это изменяет чувствительность детектора и требует его частой калибровки. Кроме это, сигнал детектора несет информацию только о концентрации веществ и не может использоваться для их идентификации.
Наиболее близким по технической сущности является термохимический детектор газов (Тарасович В.Н. Металлические терморезисторные преобразователи горючих газов. Киев: Наукова думка. 1988. с.204, табл.30, третий сверху рисунок), содержащий проточной камеру во внутренней полости которой размещен пеллистор, соединенный двумя проводниками с неуравновешенным электрическим мостом, и электронный потенциометр, подключенный к выходу неуравновешенного электрического моста.
При попадании на поверхность пеллистора горючего вещества, содержащегося в анализируемом газовом потоке, последнее частично каталитически сгорает на поверхности пеллистора, что вызывает увеличение его температуры и электрического сопротивления, а это, в свою очередь, вызывает разбаланс электрического моста, который несет информацию о концентрации горючего вещества в анализируемом газовом потоке.
Недостатком такого детектора являются узкие информационные возможности, позволяющие при наличии калибровки определять только концентрацию горючего вещества. Сигнал такого детектора не может быть использован для идентификации детектируемых компонентов.
Задачей полезной модели является расширение информационных возможностей термохимического детектора.
Технический результат - создание термохимического детектора, обладающего большими информационными возможностями, обеспечивающими его использование для идентификации горючих компонентов, например, в процессе газового хроматографического анализа.
Технический результат достигается тем, что термохимический детектор газов, содержащий проточную камеру, во внутренней полости которой размещен пеллистор, соединенный двумя проводниками с неуравновешенным электрическим мостом, и электронный потенциометр, подключенный к выходу неуравновешенного электрического моста, согласно полезной модели дополнительно содержит последовательно включенные металлический электрод, электрометрический усилитель, к выходу которого подключен регистрирующий прибор, и источник постоянного напряжения, причем металлический электрод размещен во фторопластовом изоляторе, вмонтированном в стенку проточной камеры, и расположен на фиксированном расстоянии от поверхности пеллистора, а положительный полюс источника напряжения подключен к одному из проводников, соединяющих пеллистор с неуравновешенным электрическим мостом.
Такая конструкция термохимического детектора обеспечивает двухканальное детектирование горючих веществ. Один канал обеспечивает детектирование этих веществ за счет теплового эффекта каталитического горения, происходящего на поверхности пеллистора, а второй - за счет ионизации, которая имеет место на поверхности пеллистора и вызывает изменение ионного тока между пеллистором и дополнительным электродом. Использование этих различных по природе явлений позволяет по отношению сигналов, вызванных термокаталитическим и ионизационным эффектом осуществлять идентификацию горючих веществ.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность совокупности элементов и их расположении.
Схема термохимического детектора показана на фиг.1.
Термохимический детектор содержит проточную камеру 1, во внутренней полости 2 которой размещен пеллистор 3, соединенный двумя проводниками 4 и 5 с неуравновешенным электрическим мостом 6, и электронный потенциометр 7, подключенный к выходу неуравновешенного электрического моста.
Термохимический детектор содержит также металлический электрод 8, электрометрический усилитель 9, к выходу которого подключен регистрирующий прибор 10, и источник постоянного напряжения 11. Электрод 8 размещен во фторопластовом изолятор 12, который вмонтирован в стенку 13 проточной камеры 1 и расположен на фиксированном расстоянии от поверхности 14 пеллистора 3. Металлический электрод 8, электрометрический усилитель 9 (через свое входное сопротивление) и источник постоянного напряжения 11 включены последовательно, причем положительный полюс 15 источника постоянного напряжения 11 подключен к проводнику 5, соединяющему пеллистор 3 с неуравновешенным мостом 6.
Работа термохимического детектора газов происходит следующим образом.
Через проточную камеру детектора 1 при его работе непрерывно протекает поток воздуха. При этом измеряется с помощью неуравновешенного электрического моста 6 сопротивление пеллистора. Причем ток моста, протекающего через пеллистор нагревает его до температуры 300-500°С. Сигнал моста, который возникает при протекании через проточную камеру воздуха, принимается за начальный уровень. Одновременно с помощью электрометрического усилителя 9 измеряется ионный ток, возникающий между электроном 8 и поверхностью 14 пеллистора 3, который создается под действием электрического поля источника напряжения 11. При этом разность потенциалов между электродом 8 и поверхностью пеллистора 14 составляет 200-300 В. Сигнал электрометрического усилителя 9, возникающий при протекании через камеру 1 воздуха, принимается за начальный.
Когда в потоке воздуха появляется какое-либо горючее вещество, молекулы которого содержат атомы углерода, оно частично каталитически сгорает на поверхности пеллистора 3. В результате пеллистор 3 нагревается, его сопротивление увеличивается, а это вызывает изменение уровня сигнала неуравновешенного электрического моста 6, который несет информацию об объемной концентрации вещества в воздухе, а также, в первом приближении, о низшей объемной теплоте сгорания. Сигнал моста регистрируется электронным потенциометром 7. Одновременно возникает ток положительных ионов между электродом 8 и поверхностью пеллистора 14, что изменяет электронный ток, протекающей во внешней цепи, состоящей из электрода 8, входной цепи электрометрического усилителя 9 и источника напряжения 11, так как положительный полюс 15 этого источника подключен к проводнику 5. В результате увеличивается уровень сигнала на выходе электрометрического усилителя 9, который записывается регистрирующим прибором 10.
Сигнал электрометрического усилителя, как показали приведенные исследования, зависит как от объемной концентрации горючего вещества, так и от способности молекул этого вещества к образованию ионов при каталитическом сгорании.
Использование предложенного термохимического детектора позволяет по отношению сигналов неуравновешенного электрического моста и электрометрического усилителя вычислять некоторую величину, характерную для данного анализируемого вещества, вне зависимости от его концентрации в воздухе. По найденному отношению можно осуществлять (при наличии заранее составленной базы данных) идентификацию компонентов в процессе газового хроматографического анализа. В то же время, как сигнал неуравновешенного моста, так и сигнал электрометрического усилителя могут быть использованы для определения концентрации горючего вещества в потоке воздуха.
Опытным путем установлены режимные параметры работы термохимического детектора:
ток через пеллистор, мА | 200 |
напряжение между электродом
и поверхностью пеллистора, В | 200-300 |
расход воздуха-носителя, л/час | 2-3 |
расстояние между электродом
и пеллистором, мм | 1-3 |
диапазон измерений
электрометрического усилителя, А | 0-10-9 до 0-10-12 |
Преимуществом данного технического решения являются:
- более широкие информационные возможности;
- простота;
- возможность осуществления как количественного, так и качественного анализа при использовании в газовой хроматографии.
Предлагаемый термохимический детектор может быть реализован на базе стандартных термохимического детектора и электрометрического усилителя.
Термохимический детектор может найти применение в количественном и качественном хроматографическом анализе.
Claims (1)
- Термохимический детектор газов, содержащий проточную камеру, во внутренней полости которой размещен пеллистор, соединенный двумя проводниками с неуравновешенным электрическим мостом, и электронный потенциометр, подключенный к выходу неуравновешенного электрического моста, отличающийся тем, что он дополнительно содержит последовательно включенные металлический электрод, электрометрический усилитель, к выходу которого подключен регистрирующий прибор, и источник постоянного напряжения, причем металлический электрод размещен во фторопластовом изоляторе, вмонтированном в стенку проточной камеры, и расположен на фиксированном расстоянии от поверхности пеллистора, а положительный полюс источника напряжения подключен к одному из проводников, соединяющих пеллистор с неуравновешенным электрическим мостом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010143016/28U RU102261U1 (ru) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | Термохимический детектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010143016/28U RU102261U1 (ru) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | Термохимический детектор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU102261U1 true RU102261U1 (ru) | 2011-02-20 |
Family
ID=46310310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010143016/28U RU102261U1 (ru) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | Термохимический детектор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU102261U1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571454C1 (ru) * | 2014-10-07 | 2015-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Термохимический детектор для газовой хроматографии |
RU196334U1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Ионизационный термохимический детектор газов |
RU197139U1 (ru) * | 2020-01-09 | 2020-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Термохимический детектор газов |
RU219040U1 (ru) * | 2023-04-13 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Ионизационный термохимический детектор газов |
-
2010
- 2010-10-20 RU RU2010143016/28U patent/RU102261U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2571454C1 (ru) * | 2014-10-07 | 2015-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Термохимический детектор для газовой хроматографии |
RU196334U1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Ионизационный термохимический детектор газов |
RU197139U1 (ru) * | 2020-01-09 | 2020-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Термохимический детектор газов |
RU219040U1 (ru) * | 2023-04-13 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" | Ионизационный термохимический детектор газов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hossein-Babaei et al. | A breakthrough in gas diagnosis with a temperature-modulated generic metal oxide gas sensor | |
Agbroko et al. | A novel, low-cost, portable PID sensor for the detection of volatile organic compounds | |
Men et al. | Data Fusion of Electronic Nose and Electronic Tongue for Detection of Mixed Edible‐Oil | |
Suresh et al. | UV photo-ionization based asymmetric field differential ion mobility sensor for trace gas detection | |
Mai et al. | Contactless conductivity detection for electrophoretic microseparation techniques | |
RU102261U1 (ru) | Термохимический детектор | |
CN106198704A (zh) | 一种用于离子迁移谱的定量分析方法 | |
Baur et al. | Novel method for the detection of short trace gas pulses with metal oxide semiconductor gas sensors | |
WO2013173325A1 (en) | Optimize analyte dynamic range in gas chromatography | |
RU196334U1 (ru) | Ионизационный термохимический детектор газов | |
Wu et al. | Analysis of 2‐propanol in exhaled breath using in situ enrichment and cataluminescence detection | |
RU2635711C1 (ru) | Устройство для измерения объемной доли и парциального давления кислорода в газах | |
Murugan et al. | ELENA: A low-cost portable electronic nose for alcohol characterization | |
RU2523765C1 (ru) | Фотоионизационный детектор для газоаналитической аппаратуры | |
RU122179U1 (ru) | Фотоионизационный детектор газов | |
KR102031900B1 (ko) | 화학 물질 검출용 반도체형 센서, 검출 방법 및 검출 시스템 | |
RU197139U1 (ru) | Термохимический детектор газов | |
US3215499A (en) | Apparatus for detecting the presence of organic gases and vapours | |
Sekhar et al. | Trace detection of pentaerythritol tetranitrate using electrochemical gas sensors | |
RU213351U1 (ru) | Термохимический детектор газов | |
RU174543U1 (ru) | Фотоионизационный детектор газов | |
RU2740737C1 (ru) | Каскадный полупроводниковый детектор для газовой хроматографии | |
Gough et al. | Techniques in gas chromatography. Part III. Choice of detectors. A review | |
RU2608979C2 (ru) | Газоанализатор | |
RU218460U1 (ru) | Электрохимический детектор газов и паров |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20111021 |