RU2234697C1 - Detector for definition of toxic impurities in a gas - Google Patents

Detector for definition of toxic impurities in a gas Download PDF

Info

Publication number
RU2234697C1
RU2234697C1 RU2003115951/28A RU2003115951A RU2234697C1 RU 2234697 C1 RU2234697 C1 RU 2234697C1 RU 2003115951/28 A RU2003115951/28 A RU 2003115951/28A RU 2003115951 A RU2003115951 A RU 2003115951A RU 2234697 C1 RU2234697 C1 RU 2234697C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
detector
drift chamber
ion
drift
Prior art date
Application number
RU2003115951/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003115951A (en
Inventor
В.А. Смирнов (RU)
В.А. Смирнов
И.Б. Лурье (RU)
И.Б. Лурье
М.А. Рогов (RU)
М.А. Рогов
В.Н. Глаголев (RU)
В.Н. Глаголев
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "ХИМПРИБОР-1"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "ХИМПРИБОР-1" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "ХИМПРИБОР-1"
Priority to RU2003115951/28A priority Critical patent/RU2234697C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234697C1 publication Critical patent/RU2234697C1/en
Publication of RU2003115951A publication Critical patent/RU2003115951A/en

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: definition of physical and chemical properties of gases.
SUBSTANCE: the invention presents a detector for definition of toxic impurities in a gas and is dealt with a field of definition of physical and chemical properties of gases. The technical result is prevention of penetration of high concentrations of parasitic impurities into a continuous-flow ionic-drift chamber; reduction of an effect on the detector; increase of reliability of the detector operation. The essence of the invention consists in the following: the detector for definition of toxic impurities concentration in the gases, containing a continuous-flow ionic-drift chamber (1) with located in it at its opposite butts two basic electrodes (2) and (3), electric shutters in the form of grids (4) and (5), located between the basic electrodes (2) and (3), ring protection electrodes (6) located along the walls of the continuous-flow ionic-drift chamber (1), a source of ionization (7), a branch pipe for a supply of an analyzed gas (8), a branch pipe for a supply of a drift gas (9) and a branch pipe for the gases withdrawal (10). The detector is supplied with a unit of selection of a signal received from ions-reactants (11), a filter for clearing a gas (12) and a valve distributor of a gas (13). At that the branch pipe for a supply of an analyzed gas (8) is connected to the inlet (14) of valve distributor of a gas (13), the first output (15) of which and the outlet (16) of the filter for clearing a gas (12) are connected to a pneumatic inlet (17) of the continuous-flow ionic-drift chamber (1). An inlet (18) of the filter for clearing a gas (12) is connected to the second outlet (19) of the valve distributor of a gas (13), and one of the basic electrodes (3) of the continuous-flow ionic-drift chamber (1), being a collector of ions, is connected to an inlet (20) of the unit of selection of a signal received from ions-reactants (11)and the outlet (21) of which is connected to an electric managing input(entrance) (22) of the valve distributor of a gas (13).
EFFECT: the invention allows to prevent of high concentrations of parasitic impurities in a continuous-flow ionic-drift chamber, to increase reliability of the detector operation.
1 dwg

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 30.09.1981 г. в бюллетене №26). В нем патрубок для подвода анализируемого газа непосредственно соединен с проточной ионно-дрейфовой камерой.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 flowing ion-drift chamber , an ionization source, a pipe for supplying an analyzed gas, a pipe for supplying a 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, 1981 in Bulletin No. 26). In it, a pipe for supplying the analyzed gas is directly connected to the flowing ion-drift chamber.

В указанном детекторе, взятом за прототип, имеются следующие недостатки.The specified detector, taken as a prototype, has the following disadvantages.

1. Мешающие примеси (пары бензина, дизельного топлива, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания), концентрация которых намного превышает концентрацию определяемых токсичных примесей, попадают в проточную ионно-дрейфовую камеру и вступают в реакцию с ионами газа-реагента с образованием ион-молекулярных комплексов мешающих примесей, уменьшая число оставшихся ионов-реагентов, причем число образовавшихся ион-молекулярных комплексов мешающих примесей значительно больше числа ион-молекулярных комплексов определяемых токсичных примесей.1. Interfering impurities (vapors of gasoline, diesel fuel, exhaust gases of internal combustion engines), the concentration of which is much higher than the concentration of the determined toxic impurities, enter the flow-through ion-drift chamber and react with the ions of the reactant gas to form ion-molecular complexes that interfere impurities, reducing the number of remaining reagent ions, and the number of formed ion-molecular complexes of interfering impurities is much greater than the number of ion-molecular complexes of toxic substances detected here is.

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, что 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 of peaks from interfering impurities in the spectrum of the electrical signal recorded from the collector electrode, which significantly reduces the accuracy of detection of toxic substances.

2. Кроме того, большая концентрация мешающих примесей, или даже большая концентрация определяемых токсичных примесей, поступающая в проточную ионно-дрейфовую камеру, приводит к тому что ионы-реагенты могут быть полностью израсходованы, и на стенках проточной ионно-дрейфовой камеры будут осаждаться нейтральные молекулы мешающих и определяемых токсичных примесей, что обуславливает большое последействие детектора, которое может составлять несколько часов.2. In addition, a large concentration of interfering impurities, or even a large concentration of detectable toxic impurities entering the flowing ion-drift chamber, leads to the fact that the reagent ions can be completely consumed, and neutral molecules will be deposited on the walls of the flowing ion-drift chamber interfering and detectable toxic impurities, which leads to a large aftereffect of the detector, which can be several hours.

3. Мешающие примеси не только дают дополнительные мешающие пики в спектре выходного сигнала детектора, но и уменьшают число ионов-реагентов, остающихся для взаимодействия с определяемыми токсичными примесями, что снижает уровень пиков сигнала от определяемых токсичных примесей, а иногда приводит и к невозможности образования характерных пиков в спектре выходного сигнала, что дополнительно снижает точность и надежность работы детектора.3. Interfering impurities not only give additional interfering peaks in the spectrum of the detector output signal, but also reduce the number of reagent ions remaining to interact with the detected toxic impurities, which reduces the level of signal peaks from the detected toxic impurities, and sometimes leads to the inability to form characteristic peaks in the spectrum of the output signal, which further reduces the accuracy and reliability of the detector.

Технической задачей настоящего изобретения является предотвращение попадания высоких концентраций мешающих примесей в проточную ионно-дрейфовую камеру, уменьшение последействия детектора и повышение надежности его работы.The technical task of the present invention is to prevent the ingress of high concentrations of interfering impurities into the flowing ion-drift chamber, reducing the aftereffect of the detector and increasing the reliability of its operation.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что 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, снабжен блоком выделения сигнала от ионов-реагентов, фильтром для очистки газа и клапанным распределителем газа, при этом патрубок для подвода анализируемого газа соединен со входом клапанного распределителя газа, первый выход которого и выход фильтра для очистки газа соединены с пневматическим входом проточной ионно-дрейфовой камеры, вход фильтра для очистки газа соединен со вторым выходом клапанного распределителя газа, а один из основных электродов проточной ионно-дрейфовой камеры, являющийся коллектором ионов, связан со входом блока выделения сигнала от ионов-реагентов, выход которого соединен с электрическим управляющим входом клапанного распределителя газа.The solution to this problem is provided by the fact that the detector for determining toxic impurities in the gas, containing a flowing ion-drift chamber with two main electrodes located in it at opposite ends, electric gates in the form of grids located between the main electrodes, ring guard electrodes located along the walls a 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, is equipped with a unit signal extraction from reagent ions, a gas purification filter and a valve gas distributor, while the pipe for supplying the analyzed gas is connected to the inlet of the valve gas distributor, the first output of which and the gas filter output are connected to the pneumatic inlet of the flowing ion-drift chamber, input a gas purification filter is connected to the second output of the valve gas distributor, and one of the main electrodes of the flowing ion-drift chamber, which is the ion collector, is connected to the input of the extraction unit with I drove the ion reactant, whose output is connected to an electric control input of the valve gas distributor.

В предложенном детекторе за счет введения клапанного распределителя газа, фильтра для очистки газа и блока выделения сигнала от ионов-реагентов, который при уменьшении сигнала переключает клапанный распределитель газа в положение, при котором проточная ионно-дрейфовая камера продувается чистым, пропущенным через фильтр газом, обеспечивается предотвращение попадания высоких концентраций мешающих примесей в проточную ионно-дрейфовую камеру, уменьшение последействия детектора и повышение надежности его работы.In the proposed detector, by introducing a valve gas distributor, a filter for gas purification and a unit for separating the signal from reagent ions, which, when the signal decreases, switches the valve gas distributor to a position in which the flowing ion-drift chamber is purged with clean gas passed through the filter, is provided preventing high concentrations of interfering impurities from entering the flowing ion-drift chamber, reducing the aftereffect of the detector and increasing the reliability of its operation.

Предлагаемый детектор поясняется с помощью прилагаемого чертежа, на котором приведена функциональная схема детектора.The proposed detector is illustrated using the attached drawing, which shows the functional diagram of the detector.

Предлагаемый детектор для определения токсичных примесей в газе 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 contains a flowing ion-drift chamber 1 with two main electrodes 2 and 3 located in it at opposite ends, electric gates 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 flow-through ion-drift chamber 1, an ionization source 7, a pipe for supplying a sample gas 8, a pipe for supplying a drift gas 9 and a pipe for exhausting gases 10.

В качестве источника ионизации используется радиоактивный источник бета-излучения Никель-63.A radioactive source of beta radiation Nickel-63 is used as an ionization source.

Детектор снабжен блоком выделения сигнала от ионов-реагентов 11, фильтром для очистки газа 12 и клапанным распределителем газа 13. При этом патрубок для подвода анализируемого газа 8 соединен со входом 14 клапанного распределителя газа 13, первый выход которого 15 и выход 16 фильтра для очистки газа 12 соединены с пневматическим входом 17 проточной ионно-дрейфовой камеры 1, вход 18 фильтра для очистки газа 12 соединен со вторым выходом 19 клапанного распределителя газа 13, а один из основных электродов 3 проточной ионно-дрейфовой камеры, являющийся коллектором ионов, связан со входом 20 блока выделения сигнала от ионов-реагентов 11, выход 21 которого соединен с электрическим управляющим входом 22 клапанного распределителя газа 13.The detector is equipped with a signal extraction unit from reagent ions 11, a filter for gas purification 12 and a valve gas distributor 13. At the same time, a pipe for supplying the analyzed gas 8 is connected to the input 14 of the valve gas distributor 13, the first output of which 15 and the output 16 of the filter for gas purification 12 are connected to the pneumatic inlet 17 of the flow-through ion-drift chamber 1, the input 18 of the filter for gas purification 12 is connected to the second outlet 19 of the valve gas distributor 13, and one of the main electrodes 3 of the flow-through ion-drift chamber, which is a which is connected to an electric control input of the valve 22 of gas distributor 13 Ktorov ions associated with the input signal extraction unit 20 by the ion-reactant 11, the output 21.

Детектор имеет блок управления 23 электронными затворами 4, 5 и охранными электродами 6, соединенный с ними с помощью электрических выводов, электрометрический усилитель 24, соединенный с одним из основных электродов 3 (коллектором ионов), и регистратор 25, подключенный к выходу электрометрического усилителя 24.The detector has a control unit 23 of electronic gates 4, 5 and security electrodes 6 connected to them using electrical leads, an electrometric amplifier 24 connected to one of the main electrodes 3 (ion collector), and a recorder 25 connected to the output of the electrometric amplifier 24.

В качестве регистратора 25 может быть использован любой самопишущий прибор для записи электрических сигналов.As a recorder 25, any recorder can be used to record electrical signals.

В качестве дрейфового газа могут быть использованы азот или очищенный и осушенный воздух.Nitrogen or purified and dried air may be used as the drift gas.

При работе анализируемые газы с объемной скоростью 100 мл/мин подают в патрубок 8. В исходном положении пневматический вход 14 клапанного распределителя 13 соединен с его вторым выходом 19 через фильтр для очистки газа 12 к пневматическому входу 17 проточной ионно-дрейфовой камеры 1. В патрубок 9 подают дрейфовый газ с объемной скоростью 450-600 мл/мин. Между основными электродами 2 и 3 создают напряженность электрического поля 250-300 В/см.During operation, the analyzed gases are supplied with a flow rate of 100 ml / min to the nozzle 8. In the initial position, the pneumatic inlet 14 of the valve distributor 13 is connected to its second outlet 19 through a gas purification filter 12 to the pneumatic inlet 17 of the flowing ion-drift chamber 1. Into the nozzle 9 serves drift gas with a space velocity of 450-600 ml / min. Between the main electrodes 2 and 3 create an electric field of 250-300 V / cm.

При прохождении очищенных газов 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 purified gases pass by a radioactive ionization source 7, the gases are ionized, 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 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-реагенты типа (Н2О)Н+, (Н2O)NO+ которые при открытии электронных затворов 4, 5 с помощью блока управления 23 поступают на электрод 3 (коллектор ионов), усиливаются электрометрическим усилителем 24, поступают на вход 20 блока выделения сигнала от ионов-реагентов 11 и обуславливают появление на его выходе 21 электрического сигнала.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 reagent ions of the type (Н 2 О) Н + , (Н 2 O) NO + which, when the electronic shutters are opened, 4 , 5 using the control unit 23 are supplied to the electrode 3 (ion collector), amplified by an electrometric amplifier 24, fed to the input 20 of the signal separation unit from the reagent ions 11 and cause the appearance of an electric signal at its output 21.

Этот сигнал поступает на электрический управляющий вход 22 клапанного распределителя 13 и переключает его в положение, при котором его вход 14 соединен с его первым выходом 15. При этом фильтр для очистки газа 12 отключается, а патрубок 8 для подвода анализируемых газов через клапанный распределитель 13 непосредственно соединен с проточной ионно-дрейфовой камерой 1.This signal is fed to the electrical control input 22 of the valve distributor 13 and switches it to the position where its input 14 is connected to its first output 15. In this case, the filter for gas purification 12 is turned off, and the pipe 8 for supplying analyzed gases through the valve distributor 13 directly connected to the flowing ion-drift chamber 1.

Из патрубка 8 анализируемые газы, содержащие определяемые токсичные примеси, например, трибутилфосфата, триэтиламина, несимметричного диметилгидразина и т.п., поступают в проточную ионно-дрейфовую камеру 1 и вступают в реакцию с ионами-реагентами, образуя ион-молекулярные комплексы токсичных примесей, обнаруживаемых детектором.From port 8, the analyzed gases containing detectable toxic impurities, for example tributyl phosphate, triethylamine, asymmetric dimethylhydrazine, etc., enter the flowing ion-drift chamber 1 and react with reagent ions, forming ion-molecular complexes of toxic impurities, detected by the detector.

Ион-молекулярные комплексы обнаруживаемых токсичных примесей типа 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 23 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 such as tributyl phosphate, triethylamine, asymmetric dimethylhydrazine, etc. have a relatively large mass and low mobility. These complexes are delayed by the electric shutter 4. When the electric shutter 4 is opened by applying an opening pulse from the control unit 23 under the action 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 (ion collector).

При этом электрический затвор 5 закрыт. Он открывается с помощью подачи открывающего импульса с блока управления 23 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 24 и фиксируется регистратором 25.When this electric shutter 5 is closed. It is opened by supplying an opening pulse from the control unit 23 only by 250 μs (the transit time of the group of ion-molecular complexes of the analyzed toxic impurities), preventing the interfering impurities from entering the electrode 3. The electrical signal taken from the electrode 3 is amplified by an electrometric amplifier 24 and is fixed by the recorder 25.

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 случае присутствия в анализируемых газах высокой концентрации мешающих примесей, последние вступают в реакцию с ионами-реагентами, образуя ион-молекулярные комплексы мешающих примесей. При этом количество ионов-реагентов в реакционной зоне проточной ионно-дрейфовой камеры уменьшается и соответственно уменьшается количество ионов-реагентов, прошедших через спектрометрическую часть ионно-дрейфовой трубки. Соответственно уменьшается электрический сигнал от ионов-реагентов на выходе 21 блока выделения сигнала от ионов-реагентов 11. При уменьшении этого сигнала ниже порогового значения электрический сигнал, поступающий с блока выделения сигнала от ионов-реагентов 11 на электрический управляющий вход 22 клапанного распределителя 13, становится равным нулю, и под действием возвратной пружины клапан-распределитель 13 возвращается в исходное положение, при котором перекрывается первый выход 15 клапанного распределителя 13, и открывается его второй выход 19, соединяющий патрубок 8 для подвода анализируемых газов с фильтром 12 для очистки газа. При этом на вход 17 проточной ионно-дрейфовой камеры начинают поступать очищенные от мешающих примесей газы, которые ионизируются источником ионизации 7, вступают в ион-молекулярные реакции с парами воды и образуют стабильные ионы-реагенты. При этом сигнал от ионов-реагентов на выходе блока выделения сигнала от ионов-реагентов увеличивается, и когда он превысит пороговое значение, клапанный распределитель 13 вновь переключается в положение, при котором патрубок 8 для подвода анализируемых газов подключен непосредственно к пневматическому входу 17 проточной ионно-дрейфовой камеры 1, а фильтр для очистки газа 12 перекрыт. Далее цикл повторяется.In the presence of a high concentration of interfering impurities in the analyzed gases, the latter react with reagent ions to form ion-molecular complexes of interfering impurities. In this case, the number of reagent ions in the reaction zone of the flowing ion-drift chamber decreases and, accordingly, the number of reagent ions passing through the spectrometric part of the ion-drift tube decreases. Accordingly, the electric signal from the reagent ions decreases at the output 21 of the signal extraction unit from the reagent ions 11. When this signal decreases below a threshold value, the electric signal from the signal extraction unit from the reagent ions 11 to the electrical control input 22 of the valve distributor 13 becomes equal to zero, and under the action of the return spring, the valve distributor 13 returns to its original position, in which the first output 15 of the valve distributor 13 is blocked, and its second Exit 19 connecting to the analyzed gas supply pipe 8 with the filter 12 for gas purification. At the same time, gases purified from interfering impurities, which are ionized by an ionization source 7, enter ion-molecular reactions with water vapor and form stable reagent ions begin to enter the flow-through ion-drift chamber entrance 17. In this case, the signal from the reagent ions at the output of the signal separation unit from the reagent ions increases, and when it exceeds the threshold value, the valve distributor 13 again switches to the position where the pipe 8 for supplying the analyzed gases is connected directly to the pneumatic inlet 17 of the flowing ion drift chamber 1, and the filter for gas purification 12 is blocked. Next, the cycle repeats.

В предложенном детекторе обеспечивается предотвращение попадания высоких концентраций мешающих примесей в проточную ионно-дрейфовую камеру, что особенно важно для эксплуатации детектора в городах, где концентрация паров моторных топлив и выхлопных газов двигателей автомобилей намного превышает концентрацию определяемых токсичных примесей, уменьшено последействие и значительно повышена надежность работы детектора.The proposed detector prevents the ingress of high concentrations of interfering impurities into the ion-drift flowing chamber, which is especially important for the operation of the detector in cities where the concentration of motor fuels and exhaust gases of automobile engines is much higher than the concentration of detected toxic impurities, the aftereffect is reduced, and the operation reliability is significantly improved. detector.

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°С.In accordance with the proposed solution, a prototype detector was developed and manufactured in which the duration of the opening pulses on the 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 ° С.

Испытания опытного образца предложенного детектора подтвердили высокую надежность и эффективность детектора и на несколько порядков меньшее последействие детектора при определении токсичных примесей в газе по сравнению с известными детекторами.Tests of the prototype of the proposed detector confirmed the high reliability and efficiency of the detector and several orders of magnitude smaller aftereffect of the detector in the determination of toxic impurities in a gas in comparison with known detectors.

Claims (1)

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, отличающийся тем, что он снабжен блоком выделения сигнала от ионов-реагентов, фильтром для очистки газа и клапанным распределителем газа, при этом патрубок для подвода анализируемого газа соединен со входом клапанного распределителя газа, первый выход которого и выход фильтра для очистки газа соединены с пневматическим входом проточной ионно-дрейфовой камеры, вход фильтра для очистки газа соединен со вторым выходом клапанного распределителя газа, а один из основных электродов проточной ионно-дрейфовой камеры, являющийся коллектором ионов, связан со входом блока выделения сигнала от ионов-реагентов, выход которого соединен с электрическим управляющим входом клапанного распределителя газа.A detector for determining toxic impurities in a gas, containing a flowing ion-drift chamber with two main electrodes located in it at opposite ends, grid-shaped electric gates located between the main electrodes, ring guard electrodes located along the walls of the flowing ion-drift chamber, source ionization, a pipe for supplying the analyzed gas, a pipe for supplying a drift gas and a pipe for exhausting gases, characterized in that it is equipped with a unit for extracting a signal from ions agents, a gas purification filter and a valve gas distributor, while the pipe for supplying the analyzed gas is connected to the inlet of the valve gas distributor, the first outlet of which and the outlet of the gas purification filter are connected to the pneumatic inlet of the flowing ion-drift chamber, the gas inlet filter is connected with the second output of the valve gas distributor, and one of the main electrodes of the flowing ion-drift chamber, which is the ion collector, is connected to the input of the signal extraction unit from the reagent ions, the stroke of which is connected to the electrical control input of the valve gas distributor.
RU2003115951/28A 2003-05-29 2003-05-29 Detector for definition of toxic impurities in a gas RU2234697C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003115951/28A RU2234697C1 (en) 2003-05-29 2003-05-29 Detector for definition of toxic impurities in a gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003115951/28A RU2234697C1 (en) 2003-05-29 2003-05-29 Detector for definition of toxic impurities in a gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2234697C1 true RU2234697C1 (en) 2004-08-20
RU2003115951A RU2003115951A (en) 2004-11-27

Family

ID=33414512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003115951/28A RU2234697C1 (en) 2003-05-29 2003-05-29 Detector for definition of toxic impurities in a gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234697C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7227136B2 (en) Method and arrangement for detecting harmful substances
CN102074448B (en) Ion mobility spectrometer and method for improving detection sensitivity thereof
CN102318035B (en) Detection of analytes using ion mobility spectrometry
US5047723A (en) Method for detection of foreign matter contents in gases
CN101287987B (en) Method and apparatus for monitoring mercury in a gas sample
US7820962B2 (en) Detection systems and dopants
CN101647086B (en) Ion mobility spectrometers
US8071938B2 (en) Multi-modal particle detector
Lalonde et al. Automation of 13C/12C ratio measurement for freshwater and seawater DOC using high temperature combustion
US20120126139A1 (en) Multi-dimensional ion mobility spectrometry methods and apparatus
US6677582B2 (en) Ion source and mass spectrometer
WO2006129101A1 (en) Ion mobility spectrometer systems
RU2234697C1 (en) Detector for definition of toxic impurities in a gas
CN106841366A (en) A kind of method for recognizing cigarette ash and other ashes
Przybylko et al. The determination of aqueous ammonia by ion mobility spectrometry
EP0831326B1 (en) Method and apparatus for ion discrimination in an electron capture detector
RU2643926C2 (en) Method of detecting explosives in the air
US4374090A (en) Chemical bias agent detection
RU2431212C1 (en) Ion mobility spectrometer
RU59834U1 (en) ION MOBILITY SPECTROMETER FOR DETECTION OF TOXIC IMPURITIES IN AIR
RU2231781C1 (en) Detector for determination of toxic admixtures in gas
US20070189930A1 (en) Procedure for detection of chemical species and device to carry out this procedure
US20090098655A1 (en) Detection Apparatus and Methods
CN103594327A (en) Ionic migration spectrometer and method for improving detection sensitivity of ionic migration spectrometer
KURIBAYASHI et al. Ultra-Sensitive High-Speed Monitoring Technology for Trace-Level Toxic Halogenated Hydrocarbon Compounds

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100530