RU2231781C1 - Detector for determination of toxic admixtures in gas - Google Patents
Detector for determination of toxic admixtures in gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231781C1 RU2231781C1 RU2003107439/28A RU2003107439A RU2231781C1 RU 2231781 C1 RU2231781 C1 RU 2231781C1 RU 2003107439/28 A RU2003107439/28 A RU 2003107439/28A RU 2003107439 A RU2003107439 A RU 2003107439A RU 2231781 C1 RU2231781 C1 RU 2231781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- main
- ion
- flanges
- electrodes
- drift chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области определения физических и химических свойств газов с использованием ионизации газов, образования низкотемпературной плазмы и регистрации электрического сигнала и может быть использовано для определения токсичных примесей в газе и их идентификации.The invention relates to the field of determining the physical and chemical properties of gases using ionization of gases, the formation of low-temperature plasma and registration of an electrical signal and can be used to determine toxic impurities in a gas and their identification.
Изобретение может быть использовано в приборах автоматического обнаружения токсичных веществ для контроля окружающей среды, а также на предприятиях химической промышленности и в организациях, занимающихся разработкой, изготовлением и испытанием средств индикации и идентификации токсичных веществ.The invention can be used in devices for the automatic detection of toxic substances for environmental monitoring, as well as in enterprises of the chemical industry and in organizations involved in the development, manufacture and testing of means of indication and identification of toxic substances.
Известен детектор для определения токсичных примесей в газе, содержащий проточную камеру с расположенными в ней у противоположных торцов двумя основными электродами, источник ионизации, расположенный вблизи одного из электродов, электрические затворы, охранные электроды, входные и выходные отверстия для прохода газов, см., например, патент США №3626180, кл. G 01 N 27/62 (250-41.9), 1971 г.A known detector for determining toxic impurities in a gas, comprising a flow chamber with two main electrodes located in it at opposite ends, an ionization source located near one of the electrodes, electric gates, guard electrodes, inlet and outlet openings for the passage of gases, see, for example US Pat. No. 3,626,180, cl. G 01 N 27/62 (250-41.9), 1971
В известном детекторе из-за образования нестабильных ион-молекулярных комплексов наблюдается смещение пиков от анализируемых ионов в спектре в течение длительного времени и большое время последействия.In the known detector, due to the formation of unstable ion-molecular complexes, a shift of the peaks from the analyzed ions in the spectrum for a long time and a long after-effect are observed.
Известен также детектор для определения токсичных примесей в газе, содержащий проточную ионно-дрейфовую камеру с расположенными в ней у противоположных торцов двумя основными электродами, электрические затворы в виде сеток, расположенные между основными электродами, кольцевые охранные электроды, расположенные вдоль стенок проточной ионно-дрейфовой камеры, источник ионизации, патрубок для подвода анализируемого газа, патрубок для подвода дрейфового газа, и патрубок для выхода газов (см., например авторское свидетельство СССР №868536, кл. G 01 N 27/62, опубликованное 30.09.81 г. в бюллетене №26. В нем корпус проточной ионно-дрейфовой камеры выполнен из электроизоляционного материала типа фторопласта, кольцевые охранные электроды расположены на некотором расстоянии друг от друга и не полностью экранируют стенки проточной ионно-дрейфовой камеры.Also known is a detector for determining toxic impurities in a gas, comprising a flowing ion-drift chamber with two main electrodes located at opposite ends of the chamber, electric gates in the form of grids located between the main electrodes, ring guard electrodes located along the walls of the flow-through ion-drift chamber , an ionization source, a pipe for supplying the analyzed gas, a pipe for supplying drift gas, and a pipe for exhausting gases (see, for example, USSR author's certificate No. 868536, cl. G 01 N 27/62, published on September 30, 81 in bulletin No. 26. In it, the body of the flowing ion-drift chamber is made of an insulating material such as fluoroplastic, the ring guard electrodes are located at some distance from each other and do not completely shield the walls of the flowing ion drift camera.
В указанном детекторе, взятом за прототип, имеются следующие недостатки.The specified detector, taken as a prototype, has the following disadvantages.
1. Корпус проточной ионно-дрейфовой камеры при повышенной температуре начинает выделять из себя газообразные вещества, мешающие проведению анализа. Эти вещества проходят между кольцевыми охранными электродами и вступают в реакцию с ионами газа-реагента с образованием ион-молекулярных комплексов мешающих примесей. Причем число образовавшихся ион-молекулярных комплексов мешающих примесей (вторичных ионов) значительно больше числа ионов, которые могли бы образоваться от простого присоединения электронов к молекулам газов определяемых токсичных примесей.1. The body of the flowing ion-drift chamber at an elevated temperature begins to secrete gaseous substances that interfere with the analysis. These substances pass between the ring guard electrodes and react with the ions of the reagent gas to form ion-molecular complexes of interfering impurities. Moreover, the number of formed ion-molecular complexes of interfering impurities (secondary ions) is much larger than the number of ions that could be formed from the simple attachment of electrons to gas molecules of determined toxic impurities.
Образовавшиеся ион-молекулярные комплексы мешающих примесей подвергаются воздействию электрического поля, сортируются в соответствии с их подвижностью и обуславливают появление в спектре электрического сигнала, снимаемого с коллекторного электрода пиков от мешающих примесей, выделяемых корпусом проточной ионно-дрейфовой камеры. Все это значительно снижает точность обнаружения примесей токсичных веществ.The resulting ion-molecular complexes of interfering impurities are exposed to an electric field, sorted according to their mobility, and cause the appearance in the spectrum of an electrical signal taken from the collector electrode of peaks from interfering impurities emitted by the body of the flowing ion-drift chamber. All this significantly reduces the accuracy of detection of impurities of toxic substances.
2. При выполнении охранных электродов в виде плоских колец (дисков), расположенных по длине проточной камере перпендикулярно к продольной оси, электрическое поле, создаваемое этими электродами, будет неоднородно вследствие отсутствия экрана между электродами и сравнительно большим расстоянием между электродами. При движении вдоль проточной камеры образовавшиеся ион-молекулярные комплексы определяемых токсичных веществ будут взаимодействовать с корпусом проточной камеры между охранными электродами и нейтрализоваться. При этом нейтральные молекулы определяемых токсичных веществ потоком дрейфового газа уносятся в выходной патрубок, и на коллекторном электроде резко снижается или вообще пропадает сигнал (пик в спектре) от обнаруживаемых примесей токсичных веществ.2. When security electrodes are made in the form of flat rings (disks) located along the length of the flow chamber perpendicular to the longitudinal axis, the electric field created by these electrodes will be inhomogeneous due to the absence of a screen between the electrodes and the relatively large distance between the electrodes. When moving along the flow chamber, the formed ion-molecular complexes of the determined toxic substances will interact with the flow chamber body between the guard electrodes and be neutralized. In this case, neutral molecules of the determined toxic substances are carried away by the drift gas flow into the outlet pipe, and the signal (peak in the spectrum) from the detected impurities of toxic substances decreases sharply or even disappears on the collector electrode.
3. Для снижения конденсации паров определяемых токсичных примесей необходим специальный нагреватель для проточной ионно-дрейфовой камеры, что увеличивает габариты детектора и усложняет его конструкцию.3. To reduce the condensation of the vapors of the detected toxic impurities, a special heater is required for the flow-through ion-drift chamber, which increases the dimensions of the detector and complicates its design.
4. Жесткое крепление кольцевых охранных электродов и электрических затворов к корпусу проточной ионно-дрейфовой камеры обуславливает невысокую технологичность детектора, усложняет разборку-сборку и увеличивает его габариты.4. Rigid fastening of the ring guard electrodes and electric gates to the body of the flowing ion-drift chamber causes a low manufacturability of the detector, complicates disassembly and assembly and increases its dimensions.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение точности обнаружения токсичных примесей, уменьшение габаритов детектора, повышение его технологичности и упрощение его сборки и разборки.The technical task of the present invention is to increase the accuracy of detection of toxic impurities, reducing the size of the detector, increasing its manufacturability and simplifying its assembly and disassembly.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в детекторе для определения токсичных примесей в газе, содержащем проточную ионно-дрейфовую камеру с расположенными в ней у противоположных торцов двумя основными электродами, электрические затворы в виде сеток, расположенные между основными электродами, кольцевые охранные электроды, расположенные вдоль стенок проточной ионно-дрейфовой камеры, источник ионизации, патрубок для подвода анализируемого газа, патрубок для подвода дрейфового газа и патрубок для выхода газов,The solution to this problem is provided by the fact that in the detector for determining toxic impurities in a gas containing a flowing ion-drift chamber with two main electrodes located at opposite ends of it, electric gates in the form of grids located between the main electrodes, ring guard electrodes located along the walls of the flowing ion-drift chamber, an ionization source, a pipe for supplying a sample gas, a pipe for supplying a drift gas and a pipe for exhausting gases,
- проточная ионно-дрейфовая камера совмещена с нагревателем, полый цилиндрический корпус которого является одновременно и корпусом проточной ионно-дрейфовой камеры, и установлен между двумя основными фланцами, стянутыми шпильками или болтами, на часть из которых одеты кольцевые охранные электроды и электронные затворы в виде сеток, разделенные друг от друга трубчатыми изоляторами, при этом- the flow-through ion-drift chamber is combined with a heater, the hollow cylindrical body of which is also the case of the flow-through ion-drift chamber, and is installed between two main flanges, tightened by studs or bolts, some of which are equipped with ring guard electrodes and electronic gates in the form of grids separated by tubular insulators, while
- кольцевые охранные электроды расположены между основными фланцами и выполнены в виде ступенчатых цилиндров, торцы ступеней меньшего диаметра которых входят в полости ступеней большего диаметра и образуют сплошной электрический экран по всей длине проточной ионно-дрейфовой камеры;- ring guard electrodes are located between the main flanges and are made in the form of stepped cylinders, the ends of the steps of a smaller diameter which enter the cavity of the steps of a larger diameter and form a continuous electric screen along the entire length of the flowing ion-drift chamber;
- причем ступени большего диаметра кольцевых охранных электродов и электрические затворы в виде сеток имеют дополнительные фланцы с отверстиями, через которые пропущены шпильки или болты, прикрепляющие кольцевые охранные электроды и электрические затворы к основным фланцам проточной ионно-дрейфовой камеры;- moreover, the steps of a larger diameter of the ring guard electrodes and electric shutters in the form of grids have additional flanges with holes through which studs or bolts are passed, fastening the ring guard electrodes and electric shutters to the main flanges of the flow-through ion-drift chamber;
- при этом в одном из основных фланцев выполнена кольцевая канавка, в которую входит торец полого цилиндрического корпуса нагревателя, а другой основной фланец выполнен составным и включает в себя диск из изоляционного материала и металлическую обойму с кольцевым опорным выступом, при чем одна часть диска из изоляционного материала входит во внутреннюю полость цилиндрического корпуса нагревателя, а другая часть указанного диска входит в отверстие металлической обоймы, одетой на корпус нагревателя до упора им через предусмотренное уплотнительное кольцо в кольцевой опорный выступ металлической обоймы составного основного фланца.- in this case, in one of the main flanges, an annular groove is made, which includes the end face of the hollow cylindrical heater body, and the other main flange is made integral and includes a disk of insulating material and a metal cage with an annular supporting protrusion, wherein one part of the disk is made of insulating material enters the inner cavity of the cylindrical heater body, and the other part of the specified disk enters the hole of the metal cage, dressed on the heater body until it stops through the provided cavity a sealing ring in the annular support ledge of the metal cage of the composite main flange.
В предложенном детекторе за счет ступенчатой формы выполнения кольцевых охранных электродов и устройства их соединения достигается образование сплошного электрического экрана вдоль боковых стенок по всей длине проточной ионно-дрейфовой камеры, предотвращение нейтрализации ионно-молекулярных комплексов определяемых токсичных примесей и удаления их из спектрометрической зоны, что обеспечивает высокую точность определения токсичных примесей в анализируемом газе.In the proposed detector, due to the stepwise shape of the ring guard electrodes and their connection device, a continuous electric screen is formed along the side walls along the entire length of the flowing ion-drift chamber, preventing neutralization of the ion-molecular complexes of the detected toxic impurities and removing them from the spectrometric zone, which ensures high accuracy of determination of toxic impurities in the analyzed gas.
Размещение основных электродов электрических затворов и охранных электродов внутри корпуса нагревателя, являющегося одновременно и корпусом ионно-дрейфовой камеры, уменьшает габариты детектора.Placing the main electrodes of the electric gates and guard electrodes inside the heater body, which is also the body of the ion-drift chamber, reduces the dimensions of the detector.
Конструкция кольцевых охранных электродов, электронных затворов корпуса нагревателя и фланцев, стягиваемых в единый блок с помощью шпилек или болтов, обеспечивает высокую технологичность детектора и удобства его сборки и разборки.The design of ring guard electrodes, electronic shutters of the heater body and flanges, pulled together into a single unit with the help of studs or bolts, ensures high technology of the detector and the convenience of its assembly and disassembly.
Предлагаемый детектор поясняется с помощью чертежей, на которых изображено:The proposed detector is illustrated using the drawings, which depict:
на фиг.1 - общий вид детектора;figure 1 - General view of the detector;
на фиг.2 - вид справа на кольцевой охранный электрод в увеличенном масштабе;figure 2 is a right view of the ring guard electrode on an enlarged scale;
на фиг.3 - вид справа на сетку электрического затвора в увеличенном масштабе;figure 3 is a view on the right of the grid electric shutter in an enlarged scale;
на фиг.4 - вид справа на металлическую обойму составного основного фланца.figure 4 is a right view of the metal holder of the composite main flange.
Предлагаемый детектор для определения токсичных примесей в газе, см. фиг.1, содержит проточную ионно-дрейфовую камеру (1) с расположенными в ней у противоположных торцов двумя основными электродами (2) и (3), электрические затворы в виде сеток (4) и (5), расположенные между основными электродами (2) и (3), кольцевые охранные электроды (6), расположенные вдоль стенок проточной ионно-дрейфовой камеры (1), источник ионизации (7), патрубок для подвода анализируемого газа (8), патрубок для подвода дрейфового газа (9) и патрубок для выхода газов (10).The proposed detector for determining toxic impurities in a gas, see figure 1, contains a flowing ion-drift chamber (1) with two main electrodes (2) and (3) located in it at opposite ends, electric grids in the form of grids (4) and (5) located between the main electrodes (2) and (3), ring guard electrodes (6) located along the walls of the flowing ion-drift chamber (1), an ionization source (7), a pipe for supplying the analyzed gas (8) , a pipe for supplying drift gas (9) and a pipe for the exit of gases (10).
Проточная ионно-дрейфовая камера (1) совмещена с нагревателем (11), полый цилиндрический корпус (12) которого является одновременно и корпусом проточной ионно-дрейфовой камеры, и установлен между двумя основными фланцами (13) и (14), стянутыми шпильками или болтами (15), на часть из которых одеты кольцевые охранные электроды (6) и электронные затворы в виде сеток (4) и (5), разделенные друг от друга трубчатыми изоляторами (16).The flow-through ion-drift chamber (1) is combined with a heater (11), the hollow cylindrical body (12) of which is simultaneously the body of the flow-through ion-drift chamber, and is installed between two main flanges (13) and (14), tightened by studs or bolts (15), some of which are equipped with ring guard electrodes (6) and electronic shutters in the form of grids (4) and (5), separated from each other by tubular insulators (16).
Кольцевые охранные электроды (6) расположены между основными фланцами (13) и (14) и выполнены в виде ступенчатых цилиндров, торцы ступеней меньшего диаметра (17) которых входят в полости ступеней большего диаметра (18) и образуют сплошной электрический экран по всей длине проточной ионно-дрейфовой камеры.Ring guard electrodes (6) are located between the main flanges (13) and (14) and are made in the form of stepped cylinders, the ends of the steps of a smaller diameter (17) which enter the cavity of the steps of a larger diameter (18) and form a continuous electric screen along the entire length of the flow ion drift chamber.
Ступени большего диаметра (18) кольцевых охранных электродов (6) и электрические затворы в виде сеток (4) и (5) имеют дополнительные фланцы (19) и (20) с отверстиями (21) и (22), через которые пропущены шпильки или болты (15), прикрепляющие кольцевые охранные электроды (6) и электрические затворы (4) и (5) к основным фланцам (13) и (14) проточной ионно-дрейфовой камеры (1).The larger diameter steps (18) of the ring guard electrodes (6) and the electric shutters in the form of grids (4) and (5) have additional flanges (19) and (20) with holes (21) and (22) through which the studs or bolts (15) securing the ring guard electrodes (6) and electric shutters (4) and (5) to the main flanges (13) and (14) of the flow-through ion-drift chamber (1).
В одном из основных фланцев (13) выполнена кольцевая канавка (23), в которую входит торец полого цилиндрического корпуса (12) нагревателя (11), а другой основной фланец (14) выполнен составным и включает в себя диск из изоляционного материала (24) и металлическую обойму (25) с кольцевым опорным выступом (26). Одна часть диска из изоляционного материала (24) входит во внутреннюю цилиндрического корпуса (12) нагревателя (11), а другая часть указанного диска (24) входит в отверстие металлической обоймы (25), одетой на корпус (12) нагревателя (11) до упора им через предусмотренное уплотнительное кольцо (27) в кольцевой опорный выступ (26) металлической обоймы (25) составного основного фланца (14). Дополнительные фланцы (21) и (22) имеют выводы (28).An annular groove (23) is made in one of the main flanges (13), which includes the end face of the hollow cylindrical body (12) of the heater (11), and the other main flange (14) is made integral and includes a disk of insulating material (24) and a metal clip (25) with an annular support ledge (26). One part of the disk of insulating material (24) enters the inner cylindrical body (12) of the heater (11), and the other part of the specified disk (24) enters the hole of the metal cage (25), dressed on the body (12) of the heater (11) up to stop them through the provided sealing ring (27) into the annular supporting protrusion (26) of the metal holder (25) of the composite main flange (14). Additional flanges (21) and (22) have conclusions (28).
Выводы основных электродов (2) и (3), кольцевых охранных электродов (6) и электрических затворов (4) и (5) соединены с выводами (29), закрепленными на основном фланце (14).The terminals of the main electrodes (2) and (3), the ring guard electrodes (6) and the electric shutters (4) and (5) are connected to the terminals (29) fixed to the main flange (14).
Детектор имеет блок управления (30) электрическими затворами (4) и (5) и охранными электродами (6), связанный с ними с помощью выводов (29) электрометрический усилитель (31), соединенный с одним из основных электродов (3) (коллектором ионов), и регистратор (32), подключенный к выходу электрометрического усилителя (31).The detector has a control unit (30) with electric shutters (4) and (5) and guard electrodes (6), an electrometric amplifier (31) connected to them using the terminals (29), connected to one of the main electrodes (3) (ion collector ), and a recorder (32) connected to the output of the electrometric amplifier (31).
Нагреватель (11) представляет собой обмотку из проволоки с высоким удельным электрическим сопротивлением, например нихрома.The heater (11) is a winding of wire with high electrical resistivity, for example nichrome.
В качестве регистратора (32) может быть использован любой самопишущий прибор для записи электрических сигналов.As a recorder (32), any recorder can be used to record electrical signals.
В качестве газа-носителя определяемых токсичных примесей и дрейфового газа могут быть использованы азот или очищенный и осушенный воздух.Nitrogen or purified and dried air can be used as the carrier gas of the determined toxic impurities and drift gas.
При сборке детектора на основном фланце (13) сначала закрепляются патрубки (8), (9) и (10) соответственно для подвода анализируемого газа, подвода дрейфового газа и для выхода газов, затем закрепляются три шпильки (15). Затем на фланце (13) и шпильках (15) собирается все внутреннее устройство детектора: основной электрод (2), источник ионизации (7), кольцевые охранные электроды (6), трубчатые изоляторы (16), электрические затворы (4) и (5), диск из изоляционного материала (24) с закрепленным на нем коллектором ионов основным электродом (3), и все стягивается тремя шпильками (15). Вместо шпилек могут быть использованы болты.When assembling the detector, the nozzles (8), (9) and (10) are first fixed on the main flange (13), respectively, for supplying the analyzed gas, supplying drift gas and for the gas outlet, then three studs (15) are fixed. Then, on the flange (13) and studs (15), the entire internal device of the detector is assembled: the main electrode (2), an ionization source (7), ring guard electrodes (6), tubular insulators (16), electric shutters (4) and (5 ), a disk of insulating material (24) with an ion collector fixed to it (main electrode (3)), and everything is pulled together by three studs (15). Instead of studs, bolts can be used.
Затем в кольцевую канавку (23) основного фланца (13) вставляется уплотнительное кольцо и на указанную сборку одевается полый цилиндрический корпус (12) нагревателя (11) таким образом, чтобы торец корпуса (12) вошел в кольцевую канавку (23) фланца (13) до упора через уплотнительное кольцо и ее дно. При этом часть диска из изоляционного материала (24) войдет в полость цилиндрического корпуса (12), затем одевают на свободную часть диска из изоляционного материала уплотнительное кольцо (27) и металлическую обойму (25) составного и основного фланца (14) до упора ее опорным выступом (26) через уплотнительное кольцо (27) в торец цилиндрического корпуса (12). Затем основной фланец (13) и составной основной фланец (14) стягиваются с помощью четырех шпилек или болтов, расположенных снаружи полого цилиндрического корпуса (12) и проходящих через отверстия во фланце (13) и обойме фланца (14). После этого к выводам (29) подключаются блок управления (30), электрометрический усилитель (31) с регистром (32).Then, a sealing ring is inserted into the annular groove (23) of the main flange (13) and the hollow cylindrical body (12) of the heater (11) is put on the assembly so that the end of the housing (12) fits into the annular groove (23) of the flange (13) all the way through the o-ring and its bottom. In this case, a part of the disk of insulating material (24) will enter the cavity of the cylindrical body (12), then a sealing ring (27) and a metal cage (25) of the composite and main flange (14) are put on the free part of the disk of insulating material until it abuts against its support the protrusion (26) through the sealing ring (27) into the end face of the cylindrical body (12). Then the main flange (13) and the composite main flange (14) are pulled together with four studs or bolts located outside the hollow cylindrical body (12) and passing through the holes in the flange (13) and the flange holder (14). After that, the control unit (30), the electrometric amplifier (31) with the register (32) are connected to the terminals (29).
Разборка детектора производится в обратной последовательности.The detector is disassembled in the reverse order.
При работе подают в патрубок (8) газ-носитель с анализируемыми газами, в патрубок (9) - дрейфовый газ. Расход газа-носителя 100 мл/мин, расход дрейфового газа - 450-600 мл/мин. Напряженность электрического поля 250-300 В/см.During operation, a carrier gas with analyzed gases is supplied to the pipe (8), and drift gas to the pipe (9). The carrier gas flow rate is 100 ml / min, the drift gas flow rate is 450-600 ml / min. The electric field is 250-300 V / cm.
При прохождении газа-носителя с анализируемыми газами, содержащими токсичные примеси мимо радиоактивного источника ионизации (7) газы ионизируются, образуются положительные ионы азота, кислорода и электроны, т.е. образуется низкотемпературная плазма одинакового числа положительных и отрицательных частиц. Под действием электрического поля между электродами (2) и (3) отрицательные частицы будут двигаться к электроду (аноду) (2), а положительные - к электроду (коллектору ионов) (3).When the carrier gas passes with the analyzed gases containing toxic impurities past the radioactive ionization source (7), the gases ionize, positive nitrogen, oxygen and electron ions are formed, i.e. low-temperature plasma of the same number of positive and negative particles is formed. Under the influence of an electric field between the electrodes (2) and (3), negative particles will move to the electrode (anode) (2), and positive particles will move to the electrode (ion collector) (3).
Ввиду наличия в газе-носителе следов водяного пара первичные ионы, образованные в газе-носителе, претерпевают ряд реакций и образуют стабильные гидратированные ионы типа (Н2О)Н+, (H2О)NO+, которые вступают в ион-молекулярные реакции с анализируемыми токсичными примесями и образуют ион-молекулярные комплексы токсичных примесей, обнаруживаемых детектором.Due to the presence of traces of water vapor in the carrier gas, the primary ions formed in the carrier gas undergo a series of reactions and form stable hydrated ions of the type (H 2 O) H + , (H 2 O) NO + , which enter into ion-molecular reactions with the analyzed toxic impurities and form ion-molecular complexes of toxic impurities detected by the detector.
Ион-молекулярные комплексы обнаруживаемых токсичных примесей, например, трибутилфосфата, триэтиламина, несимметричного диметилгидразина и т.п. имеют сравнительно большую массу и малую подвижность. Эти комплексы задерживаются электрическим затвором (4). При открытии электрического затвора (4) с помощью подачи с блока управления (30) открывающего импульса под действием электрического поля между электродами (2) и (3) образовавшиеся ион-молекулярные комплексы анализируемых токсичных примесей будут дрейфовать в направлении к электроду (3) (коллектору ионов).Ion-molecular complexes of detectable toxic impurities, for example, tributyl phosphate, triethylamine, asymmetric dimethylhydrazine, etc. have a relatively large mass and low mobility. These complexes are delayed by an electric shutter (4). When the electric shutter (4) is opened by applying an opening pulse from the control unit (30) under the influence of an electric field between the electrodes (2) and (3), the formed ion-molecular complexes of the analyzed toxic impurities will drift towards the electrode (3) (collector ions).
При этом электрический затвор (5) закрыт. Он открывается с помощью подачи открывающего импульса с блока управления (30) лишь на 250 мкс (время прохода группы ион-молекулярных комплексов анализируемых токсичных примесей), предотвращая попадание на электрод (3) ион-молекулярных комплексов мешающих примесей. Электрический сигнал, снимаемый с электрода (3), усиливается электрометрическим усилителем (30) и фиксируется регистратором (32).In this case, the electric shutter (5) is closed. It is opened by supplying an opening pulse from the control unit (30) for only 250 μs (the transit time of the group of ion-molecular complexes of the analyzed toxic impurities), preventing interfering impurities from entering the ion-molecule complexes (3). The electrical signal taken from the electrode (3) is amplified by an electrometric amplifier (30) and fixed by a recorder (32).
По наличию характерных пиков электрического сигнала судят о присутствии токсичных примесей в анализируемом газе и производят их идентификацию.By the presence of characteristic peaks of the electrical signal, the presence of toxic impurities in the analyzed gas is judged and identified.
В предложенном детекторе обеспечивается надежное экранирование стенок проточной ионно-дрейфовой камеры, что особенно важно для тяжелых ион-молекулярных комплексов токсичных примесей, чье время дрейфа, а следовательно, и время возможного взаимодействия с изоляционными поверхностями проточной камеры относительно велико. В соответствии с предложенным решением разработан и изготовлен опытный образец детектора, в котором длительность открывающих импульсов на электрических затворах 250 мкс, период следования импульсов 25 мс, объем зоны дрейфа 20 см3, температура внутри проточной ионно-дрейфовой камеры ≈70°C.The proposed detector provides reliable shielding of the walls of the flowing ion-drift chamber, which is especially important for heavy ion-molecular complexes of toxic impurities, whose drift time, and therefore the time of possible interaction with the insulating surfaces of the flow chamber, is relatively long. In accordance with the proposed solution, a prototype detector was developed and manufactured in which the duration of the opening pulses on electric shutters is 250 μs, the pulse repetition period is 25 ms, the volume of the drift zone is 20 cm 3 , and the temperature inside the flow-through ion-drift chamber is ≈70 ° C.
Испытания опытного образца предложенного детектора подтвердили высокую надежность, технологичность и эффективность детектора и более чем на порядок высокую точность определения токсичных примесей в газе по сравнению с известными детекторами.Tests of the prototype of the proposed detector have confirmed the high reliability, manufacturability and efficiency of the detector and more than an order of magnitude high accuracy in determining toxic impurities in a gas in comparison with known detectors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003107439/28A RU2231781C1 (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Detector for determination of toxic admixtures in gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003107439/28A RU2231781C1 (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Detector for determination of toxic admixtures in gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2231781C1 true RU2231781C1 (en) | 2004-06-27 |
| RU2003107439A RU2003107439A (en) | 2004-09-10 |
Family
ID=32846876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003107439/28A RU2231781C1 (en) | 2003-03-19 | 2003-03-19 | Detector for determination of toxic admixtures in gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2231781C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677329C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-01-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Indicator tube for determination of 1,1-dimethyl hydrazine in the air |
-
2003
- 2003-03-19 RU RU2003107439/28A patent/RU2231781C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677329C1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-01-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Indicator tube for determination of 1,1-dimethyl hydrazine in the air |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101110358B1 (en) | Method and test system for detecting harmful substances | |
| US5394092A (en) | System for identifying and quantifying selected constituents of gas samples using selective photoionization | |
| US6509562B1 (en) | Selective photo-ionization detector using ion mobility spectrometry | |
| RU2011981C1 (en) | Method for assessing impurity content of gas flow | |
| EP0198154B1 (en) | Selective ionization of gas constituents using electrolytic reactions | |
| US4777363A (en) | Ion mobility spectrometer | |
| JP5125248B2 (en) | Ion mobility spectrometer | |
| CA2113463C (en) | Gas detection device and method | |
| US4772794A (en) | Apparatus for the detection of airborne low volatility vapors | |
| US7963146B2 (en) | Method and system for detecting vapors | |
| JP2008508511A (en) | Ion mobility spectrometer with corona discharge ionization element | |
| US7244931B2 (en) | Ion mobility spectrometer with parallel running drift gas and ion carrier gas flows | |
| EP0323973A1 (en) | Ion mobility spectrometer. | |
| US6677582B2 (en) | Ion source and mass spectrometer | |
| US8084000B2 (en) | Dopant delivery system for use in ion mobility and ion trap mobility spectrometry | |
| RU2231781C1 (en) | Detector for determination of toxic admixtures in gas | |
| KR102180332B1 (en) | Gate grid of ion mobility spectrometer | |
| RU2503083C1 (en) | Differential ion mobility spectrometer | |
| JPH1090229A (en) | Electron capture type detector and electron capture type detecting method | |
| RU2239826C1 (en) | Detector for determination of substances that are dangerous for life and health of people | |
| CN110487884B (en) | Use method of ion migration tube for complex sample separation and analysis | |
| JPS60209167A (en) | Method and device for capturing and detecting electron | |
| CN218824065U (en) | Ion drift tube | |
| RU2234697C1 (en) | Detector for definition of toxic impurities in a gas | |
| US7709787B2 (en) | Stepped electric field detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170320 |