RU187225U1 - Полупроводниковый газоанализатор кислорода - Google Patents
Полупроводниковый газоанализатор кислорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU187225U1 RU187225U1 RU2018143453U RU2018143453U RU187225U1 RU 187225 U1 RU187225 U1 RU 187225U1 RU 2018143453 U RU2018143453 U RU 2018143453U RU 2018143453 U RU2018143453 U RU 2018143453U RU 187225 U1 RU187225 U1 RU 187225U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- input
- output
- gas
- carrier gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 27
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 20
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/129—Diode type sensors, e.g. gas sensitive Schottky diodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к аналитической технике, а именно к газоанализаторам концентраций кислорода в газовых средах. Полупроводниковый газоанализатор кислорода содержит корпус 1 с измерительной 2 и сравнительной 3 проточной камерами, снабженными 4 и 5 входными и 6 и 7 выходными штуцерами, в которых размещены соответственно измерительный 8 и сравнительный 9 транзисторы, подключенные к стабилизированному источнику 10 электропитания и электронному усилителю 11, вход которого подключен к коллекторам транзисторов 8 и 9, а выход соединен с потенциометром 12. Камера 13 для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода снабжена входным 14 и выходным 15 штуцерами. Полупроводниковый газоанализатор кислорода также содержит стабилизатор 16 расхода газа-носителя с выходным штуцером 17, соединенным с входным штуцером 14 камеры 13 для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода, и устройство 18 для ввода пробы анализируемого газа. Согласно полезной модели, полупроводниковый газоанализатор кислорода дополнительно содержит тройник 19 и два переменных дросселя 20 и 21, при этом вход 22 тройника 19 соединен с выходным штуцером 15 камеры 13 для насыщения газа-носителя, а два его выхода подключены к входам переменных дросселей 20 и 21. Выход одного из переменных дросселей 21 соединен непосредственно с входным штуцером 5 сравнительной камеры 3, а выход другого переменного дросселя 20 соединен с входным штуцером 4 измерительной камеры 2 через устройство 18 ввода пробы анализируемого газа. Камера 13 для насыщения газа носителя парами полярного углеводорода выполнена в виде трубки, заполненной нафталином 23. Технический результат полезной модели является расширение области применения полупроводникового газоанализатора кислорода. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к аналитической технике, а именно к газоанализаторам концентраций кислорода в газовых средах.
Известен полупроводниковый газоанализатор кислорода (Аманназаров А.А., Шарнопольский А.И. Методы и приборы для определения кислорода. Справочник. М.: Химия, 1988 С. 76-77), содержащий проточную камеру с размещенной в ней диэлектрической пластиной, на которой расположена пленка полупроводника, например, диоксида олова. При протекании через камеру анализируемого газа, содержащего кислород, являющейся электроотрицательным газом, его молекулы, достигая поверхности полупроводника, стремятся получить электрон из зоны проводимости этого полупроводника. Поэтому сопротивление пленки увеличивается, что измеряется омметром.
Недостатком такого газоанализатора является большое время десорбции кислорода с поверхности полупроводника, что связано в основном с процессами хемосорбции. Для уменьшения влияния этого процесса пленку полупроводника нагревают, что усложняет конструкцию газоанализатра.
Наиболее близким по технической сущности является полупроводниковый газоанализатор кислорода (Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Азим-заде А.Ю. Исследование возможности применения полупроводниковых триодов в качестве чувствительных элементов газовых детекторов. (Баку. Известия вузов «Нефть и газ», №8, 1972, С 99-102.), содержащий корпус с измерительной и сравнительной проточной камерами, снабженные входными и выходными штуцерами, в которых размещены соответственно измерительный и сравнительный транзисторы, подключенные к стабилизированному источнику электропитания. Газоанализатор также включает электронный усилитель, вход которого подключен к коллекторам транзисторов, а выход соединен с потенциометром, камеру для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода, снабженную входным и выходным штуцерами, стабилизатор расхода газа-носителя, выходной штуцер которого соединен с входным штуцером камеры для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода и устройство для ввода пробы анализируемого газа.
В этом газоанализаторе газ-носитель (азот, водород или гелий, насыщенный парами полярного углеводорода (этиловый спирт или ацетон), поступает в измерительную и сравнительную проточные камеры. При этом на поверхности транзисторов возникает большой положительный заряд. При анализе в линию, соединенную с измерительной камерой газоанализатора, вводится постоянная по объему пробы газа, содержащего кислород, концентрация которого измеряется. В результате сорбции молекул кислорода слоем полярной жидкости, находящейся на поверхности измерительного транзистора, изменяется заряд этой поверхности. В то же время заряд поверхности сравнительного транзистора остается постоянным. В результате между коллекторами измерительного и сравнительного транзистора возникает разность потенциалов, которая усиливается электронным усилителем и регистрируется потенциометром.
Недостатком такого газоанализатора является наличие камеры для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода, которая частично заполнена жидким углеводородом. Это исключает возможность использования такого газоанализатора при его произвольном расположении в пространстве и тем самым сужает область применения газоанализатора.
Проблемой полезной модели является создание полупроводникового газоанализатора кислорода, способного работать при произвольном положении в пространстве.
Технический результат полезной модели является расширение области применения полупроводникового газоанализатора кислорода.
Поставленная проблема и технический результат достигаются тем, что полупроводниковый газоанализатор кислорода, содержит корпус с измерительной и сравнительной проточной камерами, снабженными входными и выходными штуцерами, в которых размещены соответственно измерительный и сравнительный транзисторы, подключенные к стабилизированному источнику электропитания, электронный усилитель, вход которого подключен к коллекторам транзисторов, а выход соединен с потенциометром. Камера для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода снабжена входным и выходным штуцерами. Полупроводниковый газоанализатор кислорода также содержит стабилизатор расхода газа-носителя с выходным штуцером, соединенным с входным штуцером камеры для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода и устройство для ввода пробы анализируемого газа. Согласно полезной модели, полупроводниковый газоанализатор кислорода дополнительно содержит тройник и два переменных дросселя, при этом вход тройника соединен с выходным штуцером камеры для насыщения газа-носителя, а два его выхода подключены к входам переменных дросселей. Выход одного из переменных дросселей соединен непосредственно с входным штуцером сравнительной камеры, а выход другого переменного дросселя соединен с входным штуцером измерительной камеры через устройство ввода пробы анализируемого газа. Камера для насыщения газа носителя парами полярного углеводорода выполнена в виде трубки, заполненной нафталином.
Такая конструкция полупроводникового газоанализатора кислорода позволяет осуществлять его эксплуатацию при любом расположении в пространстве, т.к. камера насыщения для газа-носителя парами полярного углеводорода заполнена твердым веществом, нафталином. Поэтому изменение положения газоанализатора, а, следовательно, и камеры для насыщения не нарушает его работоспособность.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность совокупности элементов и их взаимном расположении.
Полезная модель иллюстрируется на чертеже, где представлена схема полупроводникового газоанализатора кислорода.
Полупроводниковый газоанализатор кислорода, содержит корпус 1 с измерительной 2 и сравнительной 3 проточной камерами детектора, снабженные входными 4, 5 и выходными 6, 7 штуцерами, в которых размещены, соответственно, измерительный 8 и сравнительный 9 транзисторы, подключенные к стабилизированному источнику 10 электропитания. Электронный усилитель 11, вход которого подключен к коллекторам транзисторов 8 и 9, а выход соединен с потенциометром 12. Камера 13 для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода снабжена входным 14 и выходным 15 штуцерами. Стабилизатор 16 расхода газа-носителя через выходной штуцер 17 соединен с входным штуцером 14 камеры 13 для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода. Устройство 18 для ввода пробы анализируемого газа соединено с входным штуцером 4 измерительной камеры 2. Полупроводниковый газоанализатор также содержит тройник 19 и два переменных дросселя 20 и 21, при этом вход 22 тройника 19 соединен с выходным штуцером 15 камеры 13 для насыщения газа-носителя, а два его выхода подключены к входам переменных дросселей 20 и 21. Выход переменного дросселя 21 соединен непосредственно с входным штуцером 5 сравнительной камеры 3, а выход переменного дросселя 20 соединен с входным штуцером 4 измерительной камеры 2 через устройство 18 ввода пробы анализируемого газа. Камера 13 для насыщения газа носителя парами полярного углеводорода выполнена в виде трубки, заполненной нафталином 23.
Полупроводниковый газоанализатор кислорода работает следующим образом.
Газ-носитель (водород, азот или гелий) из баллона (на фиг. 1 не показан) через стабилизатор 16 расхода поступает в камеру 13 для насыщения парами полярного углеводорода, в которой он насыщается парами названного углеводорода, а затем через тройник 19 поступает к переменным дросселям 20 и 21. Из дросселя 21 газ-носитель поступает в сравнительную камеру 3 газоанализатора, а из дросселя 20 поток газа-носителя поступает в измерительную камеру 2 через устройство 18 ввода пробы анализируемого газа. При протекании через камеры 2 и 3, газа-носителя на поверхностях кристаллов транзисторов 8 и 9 возникает положительный заряд (Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Азим-заде А.Ю. Исследование возможности приме6нения полупроводниковых триодов в качестве чувствительных элементов газовых детекторов. Баку. Известия вузов «Нефть и газ», №8, 1972, С 99-102.).
Постоянная по объему проба анализируемого газа, содержащего кислорода вводится в поток газа-носителя, поступающего в измерительную камеру 2 детектораи транспортируется этим потоком в данную камеру. Ввод пробы анализируемого газа осуществляется калиброванным шприцом или дозатором.
При поступлении проба анализируемого газа, содержащего кислород, в измерительную камеру 2 детектора уменьшает заряд поверхности измерительного транзистора 8, при этом заряд поверхности сравнительного транзистора 9 остается постоянным. Это определяет разность потенциалов на коллекторах транзисторов, которая усиливается электронным усилителем 11 и регистрируется потенциометром 12.
Проверка работоспособности газоанализатора была проведена при следующих условиях: напряжение питания - 10В; температура - 20°С; расход газа-носителя (водород) - 2л/ч (в каждую камеру газоанализатора); объем пробы - 1 мл. При этом было установлено, что чувствительность газоанализатора составляет - 120 мВ/% об. (по кислороду).
Преимуществами предлагаемого технического решения являются:
- простота конструкции;
- высокая чувствительность к кислороду;
- сохранение работоспособности при любом положении в пространстве.
Предложенный полупроводниковый газоанализатор может быть реализован на базе дешевых транзисторов МП-40 и широко распространенной электроизмерительной аппаратуры.
Газоанализатор может найти применение в промышленности, на установках для получения чистого водорода и в ракетной технике.
Claims (1)
- Полупроводниковый газоанализатор кислорода, содержащий корпус с измерительной и сравнительной проточной камерами, снабженные входными и выходными штуцерами, в которых размещены соответственно измерительный и сравнительный транзисторы, подключенные к стабилизированному источнику электропитания, электронный усилитель, вход которого подключен к коллекторам транзисторов, а выход соединен с потенциометром, камеру для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода, снабженную входным и выходным штуцерами, стабилизатор расхода газа-носителя, выходной штуцер которого соединен с входным штуцером камеры для насыщения газа-носителя парами полярного углеводорода, и устройство для ввода пробы анализируемого газа, отличающийся тем, что полупроводниковый газоанализатор дополнительно содержит тройник и два переменных дросселя, при этом вход тройника соединен с выходным штуцером камеры для насыщения газа-носителя, а два его выходы подключены к входам переменных дросселей, причем выход одного из переменных дросселей соединен непосредственно с входным штуцером сравнительной камеры, а выход другого переменного дросселя соединен с входным штуцером измерительной камеры через устройство ввода пробы анализируемого газа, при этом камера для насыщения газа носителя парами полярного углеводорода выполнена в виде трубки, заполненной нафталином.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143453U RU187225U1 (ru) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Полупроводниковый газоанализатор кислорода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143453U RU187225U1 (ru) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Полупроводниковый газоанализатор кислорода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU187225U1 true RU187225U1 (ru) | 2019-02-25 |
Family
ID=65479617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018143453U RU187225U1 (ru) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Полупроводниковый газоанализатор кислорода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU187225U1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003749A1 (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 酸化物半導体を使った酸素センサ |
| RU2546849C2 (ru) * | 2013-07-05 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СмС тензотерм Рус" | Полупроводниковый датчик кислорода |
-
2018
- 2018-12-07 RU RU2018143453U patent/RU187225U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003749A1 (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 酸化物半導体を使った酸素センサ |
| RU2546849C2 (ru) * | 2013-07-05 | 2015-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СмС тензотерм Рус" | Полупроводниковый датчик кислорода |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Фарзане Н.Г. и др. Исследование возможности применения полупроводниковых триодов в качестве чувствительных элементов газовых детекторов. Баку. Известия вузов "Нефть и газ", N8, 1972, c.99-102.). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Andreatch et al. | Continuous trace hydrocarbon analysis by flame ionization | |
| US3540851A (en) | Method of determining trace amounts of gases | |
| US3240052A (en) | Pressure and flow rate regulation in a fluid circulation system | |
| CN102520082B (zh) | 用全蒸发顶空气相色谱法测定聚乙烯醇中的挥发性组分的方法 | |
| Huber | Evaluation of detectors for liquid chromatography in columns | |
| US3713773A (en) | Method of determining trace amounts of gases | |
| Tuan et al. | Novel preconcentration technique for on-line coupling to high-speed narrow-bore capillary gas chromatography: sample enrichment by equilibrium (ab) sorption: I. Principles and theoretical aspects | |
| CN109884233B (zh) | 一种测定油井采出液中烷基醇聚氧乙烯醚硫酸盐含量的液相色谱分析检测方法 | |
| RU187225U1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор кислорода | |
| Vitenberg et al. | Gas-chromatographic headspace analysis: Metrological aspects | |
| Phillips et al. | Molecular weight determination with the Martin density balance | |
| US3585845A (en) | Gas leak detectors | |
| CN106018861B (zh) | 一种元素分析仪-稳定同位素质谱仪联用装置及其气体同位素比值检测方法 | |
| US3638397A (en) | Gas analysis system and method | |
| US3435659A (en) | Retention spectrum analysis apparatus | |
| CN103472162B (zh) | 沼气中甲烷以及氢气同时检测的方法 | |
| US3124952A (en) | Gas chromatograph | |
| US3117225A (en) | Chromatography for measuring traces of impurities in a gas | |
| Okabayashi et al. | Temperature-programmed sensing for gas identification using the cataluminescence-based sensors | |
| CN101261257B (zh) | 炼厂干气关键组分含量测定方法 | |
| CN204833816U (zh) | 一种教学用色谱仪 | |
| CN203949907U (zh) | 一种气相色谱检测仪的微小电流检测系统 | |
| CN113189128A (zh) | 多孔材料孔隙内多组分气体含气量测量方法及装置 | |
| Zenchelsky et al. | Derivative Thermometric Titrations | |
| Müller et al. | An automated technique for the measurement of peroxyacetylnitrate in ambient air at ppb and ppt levels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190329 |