RU1796061C - Device for determination of impurities of gases forming negative ions in air - Google Patents
Device for determination of impurities of gases forming negative ions in airInfo
- Publication number
- RU1796061C RU1796061C SU904899035A SU4899035A RU1796061C RU 1796061 C RU1796061 C RU 1796061C SU 904899035 A SU904899035 A SU 904899035A SU 4899035 A SU4899035 A SU 4899035A RU 1796061 C RU1796061 C RU 1796061C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- diode
- impurities
- anode
- negative ions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Использование: течеискани , определение важного, с экологической точки зрени , показател состо ни атмосферы Земли - содержание в ней галогенсодержащих веществ, сероводорода. Сущность изобретени : устройство содержит два диода (сравнительный и измерительный) с вентил торами дл прокачки газов через диоды. Диоды образуют плечи мостовой схемы, диагональ которой включена на вход регистрирующего устройства, Сравнительный диод соединен с баллоном, изготовленным из эластичного материала, наполненным воздухом , заведомо несодержащим примесей. Измерительный диод через систему кранов соедин етс попеременно либо с баллоном, либо с исследуемым воздухом. 1 ил, елUsage: leak detection, determination of an important, from an environmental point of view, indicator of the state of the Earth’s atmosphere - the content of halogen-containing substances in it, hydrogen sulfide. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises two diodes (comparative and measuring) with fans for pumping gases through the diodes. The diodes form the shoulders of the bridge circuit, the diagonal of which is included at the input of the recording device. The comparative diode is connected to a cylinder made of an elastic material, filled with air, obviously not containing impurities. The measuring diode is connected alternately with either a cylinder or test air through a system of taps. 1 silt, ate
Description
Изобретение относитс к области измерени давлени и течеисканию. Оно позвол ет определ ть важный, с экологической точки зрени , показатель состо ни атмосферы Земли - содержание в ней сероводорода , галогенсодержащих веществ, в частности, фреонов.The invention relates to the field of pressure measurement and leak detection. It allows one to determine an important, from an environmental point of view, indicator of the state of the Earth’s atmosphere - the content of hydrogen sulfide, halogen-containing substances, in particular freons, in it.
Известен способ определени концентрации галогенсодержащих веществ в воздухе , при котором из приповерхностногосло атмосферы и с разных высот забираютс пробы атмосферного воздуха, доставл ютс в наземную лабораторию и там методом хроматографии определ етс содержание галогенсодержащих веществ в воздухе каждой из доставленных из различных слоев атмосферы проб.There is a known method for determining the concentration of halogen-containing substances in air, in which samples of atmospheric air are taken from the surface atmosphere and from different heights, delivered to a ground laboratory, and the content of halogen-containing substances in the air of each of the samples delivered from different layers of the atmosphere is determined by chromatography.
Недостатком этого способа вл етс то, что он не поддаетс автоматизации и мониторингу , нуждаетс в длительных измерени х и не дает непрерывной информации об изменении концентрации галогенсодержащих веществ с изменением высоты над поверхностью Земли и на Земле.The disadvantage of this method is that it cannot be automated and monitored, needs long-term measurements, and does not provide continuous information about changes in the concentration of halogen-containing substances with a change in height above the surface of the Earth and on the Earth.
Известно устройство дл определени концентрации галогенсодержащих примесей в воздухе, в котором используетс диод с цилиндрическим анодом, выполненным из металла с работой выхода более 5 эВ, тер- мокислородостойкого при температурах до 1000°С, например, из платины или никел , Внутри анода расположена спираль подогрева анода, соединенна с источником посто нного напр жени . Используемый вA device is known for determining the concentration of halogen-containing impurities in air, which uses a diode with a cylindrical anode made of metal with an output function of more than 5 eV, thermally oxygen-resistant at temperatures up to 1000 ° C, for example, from platinum or nickel. A heating coil is located inside the anode an anode connected to a constant voltage source. Used in
XIXi
Ю О ОYu Oh Oh
оabout
СОWith
устройстве вентил тор осуществл ет прокачку исследуемых газов через диод.the fan device pumps the test gases through the diode.
Недостатком этого устройства вл етс невозможность количественного определени концентрации галогенсодержащих примесей в воздухе, например, фреонов, отравл ющих веществ, таких как фосген, хлорпикрин, сероводорода и других примесей газов, образующих отрицательные ионы, как на поверхности Земли, так и на высотах, соответствующих стратосфере и тропосфере.The disadvantage of this device is the impossibility of quantitatively determining the concentration of halogen-containing impurities in the air, for example, freons, toxic substances such as phosgene, chloropicrin, hydrogen sulfide and other gas impurities that form negative ions, both on the Earth’s surface and at altitudes corresponding to the stratosphere and troposphere.
Целью изобретени вл етс обеспечение количественного измерени концентрации примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе, таких как сероводород, галогенсодержащие вещества (хлорфторуглероды). .The aim of the invention is to provide a quantitative measurement of the concentration of impurities of gases forming negative ions in the air, such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances (chlorofluorocarbons). .
Поставленна цель достигаетс тем, что устройство снабжено вторым аналогичным диодом с вентил тором, причем спираль подогрева анода второго, сравнительного, диода подключена к источнику регулируемого напр жени , при этом оба диода образуют . плечи мостовой схемы, диагональ которой включена на вход регистрирующего устройства . Устройство также снабжено соединенным со сравнительным диодом баллоном, наполненным воздухом, заведомо несодержащим примесей газов, образующих отрицательные ионы, таких как сероводород, галогенсодержащие вещества, при этом из- мерительный диод через систему кранов соедин етс попеременно либо с указанным баллоном, либо непосредственно с исследуемым .атмосферным воздухом.The goal is achieved in that the device is equipped with a second similar diode with a fan, and the spiral heating of the anode of the second, comparative, diode is connected to an adjustable voltage source, both of which form. shoulders of the bridge circuit, the diagonal of which is included at the input of the recording device. The device is also equipped with a cylinder connected to the comparative diode, filled with air, obviously not containing impurities of gases forming negative ions, such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances, and the measuring diode is connected alternately with the specified cylinder through the valve system or directly with the test one. atmospheric air.
В том случае, когда провод тс количественные измерени концентрации примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе над поверхностью Земли на высотах, соответствующих стратосфере и тропосфере, баллон выполнен с эластичными стенками.In the case when quantitative measurements of the concentration of impurities of gases forming negative ions are carried out in air above the surface of the Earth at heights corresponding to the stratosphere and troposphere, the balloon is made with elastic walls.
В за вленном устройстве впервые предложено новое схемное решение с использованием двух идентичных диодов, одинаковость токов положительных ионов через которые обеспечиваетс возможностью изменени температуры анода одного из них за счет использовани в нем регулируемого подогрева анода. Така балансировка прибора проводитр при заполнении обоих диодов воздухом, заведомо не содержащим примесей газов, образующих отрицательные ионы, например, таких как сероводород, галогенсодержащие вещества, дл чего в устройстве примен етс баллон, содержащий этот воздух. Балансировка дает возможность получить начальный нулевой отсчет. Последующее заполнение одного из диодов воздухом с примесью газов, образующих отрицательные ионы, вызывает увеличение тока положительных ионов .в нем, которое и вл етс мерой концентрации примесей га- зов, образующих отрицательные ионы, в воздухе.The inventive device for the first time proposed a new circuit solution using two identical diodes, the uniformity of the positive ion currents through which provides the ability to change the temperature of the anode of one of them due to the use of controlled heating of the anode. Such balancing of the device is carried out when both diodes are filled with air, which obviously does not contain impurities of gases that form negative ions, for example, hydrogen sulfide, halogen-containing substances, for which a cylinder containing this air is used in the device. Balancing makes it possible to obtain an initial zero count. Subsequent filling of one of the diodes with air with an admixture of gases forming negative ions causes an increase in the current of positive ions in it, which is a measure of the concentration of impurities of gases forming negative ions in air.
При подъеме устройства над поверхностью Земли при непрерывном изменении давлени дл обеспечени одинаковостиWhen the device rises above the surface of the Earth with a continuous change in pressure to ensure uniformity
давлений в диодах в том случае, когда одинpressure in diodes in the case when one
из них заполн етс испытуемым атмосферным воздухом, а второй воздухом из баллона , стенки баллона делаютс из эластичного материала.of which it is filled with test atmospheric air, and the second with air from the balloon, the walls of the balloon are made of elastic material.
Все это обеспечивает количественное измерение концентрации примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе , таких как сероводород, галогенсодержащие вещества как на поверхности Земли,All this provides a quantitative measurement of the concentration of impurities of gases forming negative ions in the air, such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances on the Earth’s surface,
так и на высотах, соответствующих стратосфере и тропосфере.and at altitudes corresponding to the stratosphere and troposphere.
Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию существенные отличи .Thus, the proposed device meets the criterion of significant differences.
На чертеже представлена блок-схема устройства дл определени примесей газов , образующих отрицательные ионы, в воздухе. Устройство состоит из системы двух одинаковых диодов, блоков питани иThe drawing shows a block diagram of a device for determining the impurities of gases forming negative ions in air. The device consists of a system of two identical diodes, power supplies and
измерени . Каждый из диодов состоит из цилиндрического катода 1, цилиндрического анода 2 и спираль подогревател анода 3, а также вентил тора 4 сосуда 5.measurement. Each of the diodes consists of a cylindrical cathode 1, a cylindrical anode 2 and a spiral heater of the anode 3, as well as a fan 4 of the vessel 5.
Цель изобретени достигаетс тем, чтоThe aim of the invention is achieved by the fact that
содержание примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе, таких как сероводород, галогенсодержащие вещества при определенном давлении определ етс по току эмиссии положительных ионов сthe content of impurities of gases forming negative ions in the air, such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances at a certain pressure is determined by the emission current of positive ions with
анода и сравниваетс с током эмиссии в эталонном газе, заведомо не содержащем примеси газов, образующих отрицательные ионы, при том же давлении, что и испытуемый воздух. Спираль подогрева 3 анода измерительного диода (измерит.) питаетс от источника посто нного напр жени , а спираль подогрева второго, сравнительного, диода (сравнит.) питаетс от источника регулируемого напр жени . Оба диода образуют плечи мостовой схемы, диагональ которой подключена на вход регистрирующего устройства 6.the anode and is compared with the emission current in the reference gas, which does not contain any admixture of gases forming negative ions, at the same pressure as the test air. The heating coil 3 of the anode of the measuring diode (meter) is powered by a constant voltage source, and the heating coil of the second, comparative, diode (comparative) is powered by a variable voltage source. Both diodes form the shoulders of the bridge circuit, the diagonal of which is connected to the input of the recording device 6.
При работе устройства сравнительный диод соединен с баллоном 7, наполненным воздухом, заведомо не содержащим примесей газов, образующих отрицательные ионы, а измерительный диод через систему кранов 8 и 9 может быть соединен попеременно как с баллоном 7, так и непосредственно с исследуемым атмосферным воздухом .When the device is operating, the comparative diode is connected to a cylinder 7 filled with air, which obviously does not contain impurities of gases that form negative ions, and the measuring diode through a system of taps 8 and 9 can be alternately connected with both the cylinder 7 and directly with the atmospheric air under study.
При подъеме устройства над поверхностью Земли, при непрерывном изменении давлени стенки баллона делают эластичными . Такие стенки резервуара обеспечивают одинаковость давлений газов внутри обоих диодов при изменении внешнего атмосферного давлени по мере подъема устройства над Землей. Величина объема баллона 7 с эластичными стенками задаетс исход из заданного времени непрерывного измерени концентрации примесей газов , образующих отрицательные ионы, в воздухе, например, таких как сероводород, галогенсодержащие вещества и зависит от производительности используемого вентил тора .When the device rises above the surface of the Earth, with a continuous change in pressure, the walls of the balloon are made elastic. Such reservoir walls provide the same gas pressures inside both diodes when the external atmospheric pressure changes as the device rises above the Earth. The volume of the balloon 7 with elastic walls is set based on a predetermined time for continuous measurement of the concentration of impurities of gases forming negative ions in the air, for example, such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances and depends on the performance of the fan used.
Перед отсчетом концентраций примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе оба диода соедин ютс с сосудом 7, воздух в котором заведомо не имеет примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе, таких как сероводород , галогенсодержащие вещества. Это достигаетс путем открыти крана 8 и временного перекрыти крана 9. В таком положении устройство балансируетс путем изменени тока подогрева анода сравнительного диода, причем ток в измерительной диагонали моста должен быть сделан равным нулю. Измерительный диод вновь соедин етс с воздухом путем открыти крана 9 и закрыти крана 8. Мерой концентрации примесей газов, образующих отрицательные ионы, например, таких как сероводород, галогенсодержащие вещества , в анализируемом воздухе вл етс ок разбаланса в измерительной диагонали моста 6. Дл измерени концентрации примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе на различных высотах устройство должно быть помещено в открытый контейнер, снабженный высотомером. Дл получени результатов измерений на наземной станции без задержки во време.ни необходим контейнер, оборудованный системами телеуправлени и телеизмерений.Before counting the concentrations of the impurities of the gases forming negative ions in air, both diodes are connected to a vessel 7, the air in which there is obviously no impurity of gases forming negative ions in the air, such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances. This is achieved by opening the valve 8 and temporarily closing the valve 9. In this position, the device is balanced by changing the heating current of the anode of the comparative diode, and the current in the measuring diagonal of the bridge must be made equal to zero. The measuring diode is reconnected with air by opening valve 9 and closing valve 8. A measure of the concentration of impurities of gases forming negative ions, such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances, in the analyzed air is the imbalance in the measuring diagonal of bridge 6. For measuring the concentration impurities of gases forming negative ions in air at various heights, the device should be placed in an open container equipped with an altimeter. In order to obtain the results of measurements at the ground station without delay in time, a container equipped with telecontrol and telemetry systems is not necessary.
Диапазон измер емых концентраций примесей электроотрицательных газов в воздухе вытекает из следующих физических соображений. Со стороны малых концентраций граница диапазона определ етс соотношением сигнал-шум, где величина сигнала - это составл юща тока положительных ионов, а шум - это флуктуации и дрейф как самого этого тока, так и устройства , измер ющего этого ток. За начало регистрации принимают сигнал, величина которого вдвое превышает величину шума.The range of measured concentrations of electronegative gas impurities in air follows from the following physical considerations. On the low-concentration side, the range boundary is determined by the signal-to-noise ratio, where the signal value is a component of the positive ion current, and noise is the fluctuations and drift of both this current itself and the device measuring this current. At the beginning of registration, a signal is taken, the value of which is twice the value of the noise.
В данном устройстве предельно регистрируемое парциальное давление по фреону12 составл ет Па, что соответствует концентрации фреона 2,5 1014 частиц в м3. При 5 этом приращениз ионного тока составл ет величину 10 мкА. Снижение уровн шума устройства уменьшает предельно измер емую концентрацию примеси до значени 1013 частиц в м3.In this device, the maximum recorded partial pressure for Freon 12 is Pa, which corresponds to a freon concentration of 2.5 1014 particles in m3. At 5, the ion current increment is 10 µA. Reducing the noise level of the device reduces the maximum measurable impurity concentration to 1013 particles per m3.
0 Верхн граница измер емого диапазона концентраций примесей электроотрицательных газов в воздухе определ етс временным отравлением эмиттера датчика устройства. Это происходит при концентра5 ци х электроотрицательных газов, превышающих величину 5-Ю20 - 5-1021 частиц в м3, что в случае сероводорода позвол ет осуществл ть измерение его концентрации в рабочей зоне (ПДК рабочей зо ны 10 ррт,0 The upper limit of the measured range of concentrations of electronegative gas impurities in air is determined by the temporary poisoning of the emitter of the device’s sensor. This occurs at concentrations of 5 electronegative gases in excess of 5-1020 - 5-1021 particles in m3, which in the case of hydrogen sulfide allows the measurement of its concentration in the working area (MPC of the working area of 10 ppm,
0 что соответствует величине 2,7-1020 частиц в м3).0 which corresponds to a value of 2.7-1020 particles in m3).
При измерени х концентраций электроотрицательных газов на разных высотах необходимо учитывать зависимостьWhen measuring concentrations of electronegative gases at different heights, the dependence
5 показаний прибора от давлени окружающего датчик воздуха. При уменьшении атмосферного давле-ни при подъеме устройства над поверхностью Земли, когда давление окружающей устройство среды5 readings from the pressure surrounding the air sensor. With a decrease in atmospheric pressure when the device rises above the surface of the Earth, when the pressure of the environment surrounding the device
0 падает ниже 13 Па, что соответствует подъему устройства на высоту 30 км, чувствительность датчика устройства резко падает. При этом при сохранении уровн шума снижаетс величина полезного сигнала (умень5 шение тока положительных ионов).0 drops below 13 Pa, which corresponds to lifting the device to a height of 30 km, the sensitivity of the device’s sensor drops sharply. In this case, while maintaining the noise level, the value of the useful signal decreases (decrease in the current of positive ions).
Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет измер ть величины концентраций примесей газов, образующих отрицательные ионы, в воздухе, например,Thus, the proposed device allows you to measure the concentration of impurities of gases forming negative ions in air, for example,
0 таких как сероводород, галогенсодержащие вещества как на по поверхности Земли, так и на высотах, соответствующих стратосфере и тропосфере. Проблема измерени концентрации примесей газов в воздухе вл етс 0 such as hydrogen sulfide, halogen-containing substances both on the surface of the Earth and at altitudes corresponding to the stratosphere and troposphere. The problem of measuring the concentration of gas impurities in the air is
5 важнейшей задачей, актуальной дл экологической проблемы атмосферы Земли, включа проблему образовани озонных дыр и безопасность населени . 5 the most important task relevant to the environmental problem of the Earth’s atmosphere, including the problem of the formation of ozone holes and the safety of the population.
Предлагаемое устройство позвол ет ус0 тановить наиболее опасные дл экологии Земли районы по выбросу в атмосферу газов и паров.The proposed device allows you to set the most dangerous areas for the ecology of the Earth by the emission of gases and vapors into the atmosphere.
Устройство позвол ет осуществить уп- . рощение исследований, осуществл ть авто5 матизацию и мониторинг измерени концентрации таких примесей газов в воздухе , как, например, сероводород, галогенсодержащие вещества, фреоны. Устройство позвол ет получать непрерывную информацию об изменении концентрации примесей в воздухе как на поверхности Земли, так и сThe device allows you to carry out. Growing research, to automate and monitor the measurement of the concentration of gas impurities in the air, such as, for example, hydrogen sulfide, halogen-containing substances, freons. The device allows you to obtain continuous information about the change in the concentration of impurities in the air both on the Earth’s surface and with
изменеькем высоты над поверхностью Земли ,changing the altitude above the Earth’s surface,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904899035A RU1796061C (en) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Device for determination of impurities of gases forming negative ions in air |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904899035A RU1796061C (en) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Device for determination of impurities of gases forming negative ions in air |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1796061C true RU1796061C (en) | 1993-02-15 |
Family
ID=21553586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904899035A RU1796061C (en) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Device for determination of impurities of gases forming negative ions in air |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1796061C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109030735A (en) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 浙江江山三友电子有限公司 | A kind of interior detection device and its detection method in miscellaneous gas of fluorescent tube |
-
1990
- 1990-12-05 RU SU904899035A patent/RU1796061C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ланис В.А., Левина Л .К. Техника вакуумных испытаний. Ред. Меньшиков М.И.. М.- Л.: Госэнергоиздат, 1963, с. 171. Бурова Т.Г., Иванов Е.В., Ча нова Э.А, Хроматографический метод разделени веществ. Метеорологи и гидрологи , т. 5, 1988, с. 112. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109030735A (en) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 浙江江山三友电子有限公司 | A kind of interior detection device and its detection method in miscellaneous gas of fluorescent tube |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Quinn | Primary methods of measurement and primary standards | |
| Johnson et al. | Coulometric total carbon dioxide analysis for marine studies: maximizing the performance of an automated gas extraction system and coulometric detector | |
| Rasmussen et al. | The atmospheric lifetime experiment: 2. Calibration | |
| Morrow et al. | Leaf temperature effects on measurements of diffusive resistance to water vapor transfer | |
| EP0260005A2 (en) | Gas calibration method and apparatus | |
| JPH0263174B2 (en) | ||
| CA1270330A (en) | Humidity compensation for a photoionization type detector | |
| US20080259341A1 (en) | Method and apparatus for optically reading gas sampling test cards | |
| RU1796061C (en) | Device for determination of impurities of gases forming negative ions in air | |
| CN112834562B (en) | Device and method for detecting helium concentration in heat-conducting mixed gas | |
| US4043178A (en) | Hydrogen probe system | |
| US3820958A (en) | Hydrogen sulfide monitor | |
| Welles | A portable photosynthesis system | |
| KR19980070048A (en) | Concentration oxygen measuring device with limiting current oxygen detector | |
| RU108142U1 (en) | CONTROL FURNACE | |
| Friedmann et al. | A method for continuous measurement of radon in water of springs for earthquake prediction | |
| Garber et al. | Determination of ambient aerosol and gaseous sulfur using a continuous FPD—III. Design and characterization of a monitor for airborne applications | |
| Rolfson et al. | Automatic Osmometer for Determination of Number Average Molecular Weights of Polymers. | |
| Rich | A continuous recorder for condensation nuclei | |
| Wunderli et al. | Uncertainty evaluation of mass values determined by electronic balances in analytical chemistry: a new method to correct for air buoyancy | |
| US4821671A (en) | Captive volume device as a safe life monitor | |
| Drzal et al. | A high precision volumetric gas adsorption apparatus for surface studies | |
| RU2772707C1 (en) | Method for determining the concentration of fire extinguishing agents in the air of engine nacelles of gas turbine engines and a device for its implementation | |
| Treaftis et al. | Effect of Altitude on the Volumetric Flow Rate of Constant Flow Pumps | |
| Adley et al. | A Portable Multi-Range NO2 Gas Monitor |