RU2362157C1 - Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) - Google Patents
Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362157C1 RU2362157C1 RU2007149612/28A RU2007149612A RU2362157C1 RU 2362157 C1 RU2362157 C1 RU 2362157C1 RU 2007149612/28 A RU2007149612/28 A RU 2007149612/28A RU 2007149612 A RU2007149612 A RU 2007149612A RU 2362157 C1 RU2362157 C1 RU 2362157C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- electric discharge
- local electric
- electrodes
- conductive material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технической физики, в частности к способам и устройствам для получения высоковольтного электрического разряда в жидкости, и предназначено для использования при определении элементного состава вещества.The invention relates to the field of technical physics, in particular to methods and devices for producing a high voltage electric discharge in a liquid, and is intended for use in determining the elemental composition of a substance.
Известно использование электрических разрядов на свободной поверхности жидкости в качестве источников атомизации и возбуждения в оптических сенсорах для многоэлементного анализа в потоке. Например, известен капельно-искровой разряд (КИР), возникающий при сближении менисков, напряжение между которыми превышает 600 вольт [Ягов В.В., Коротков А.С., Зуев Б.К. Доклады РАН. 1998, т.359, №2, с.208]. Несмотря на высокое напряжение, необходимое для зажигания КИР, благодаря импульсному режиму работы потребляемая мощность устройства не превышает 0,1 Вт. КИР одновременно обеспечивает распыление жидкости и служит источником атомных спектров.It is known to use electric discharges on the free surface of a liquid as sources of atomization and excitation in optical sensors for multi-element analysis in a stream. For example, a droplet-spark discharge (CIR) is known that occurs when menisci approach each other, the voltage between them exceeds 600 volts [Yagov V.V., Korotkov A.S., Zuev B.K. RAS reports. 1998, t. 359, No. 2, p.208]. Despite the high voltage required to ignite the KIR, due to the pulse mode of operation, the power consumption of the device does not exceed 0.1 watts. KIR simultaneously provides atomization of the liquid and serves as a source of atomic spectra.
Устройство работает следующим образом. В емкостях с электролитом и анализируемой жидкостью расположены соответственно положительный и отрицательный электроды, на которые подается высокое напряжение (порядка 600 вольт) от источника постоянного тока, заряжающего разрядный конденсатор (емкостью порядка 2 мкФ). При сближении менисков электролита и анализируемой жидкости происходит зажигание КИР, обеспечивающего распыление анализируемой жидкости и служащего источником атомного спектра анализируемого вещества, который детектируется с помощью фотоэлектронного умножителя со светофильтром и отображается оптическим спектрометром.The device operates as follows. In the containers with electrolyte and the analyzed liquid, respectively, the positive and negative electrodes are located, to which a high voltage (about 600 volts) is supplied from a direct current source charging a discharge capacitor (with a capacity of about 2 μF). When the menisci of the electrolyte and the analyzed liquid come closer, KIR is ignited, which provides atomization of the analyzed liquid and serves as a source of the atomic spectrum of the analyte, which is detected using a photoelectron multiplier with a light filter and displayed by an optical spectrometer.
Устройство на основе КИР применимо, в частности, для определения в потоке основных катионных компонентов (Na, К, Са, Мg) природных и технологических вод [Ягов В.В., Гецина М.Л., Зуев Б.К., Коротков А.С. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Экоаналитика 2000», Краснодар, 2000, с.79-80.]. Аналитическим сигналом при этом служит интегральная интенсивность излучения атомных линий металлов, перешедших путем распыления из католита в положительный столб тлеющего разряда.A device based on KIR is applicable, in particular, for determining the flow of the main cationic components (Na, K, Ca, Mg) of natural and technological waters [Yagov V.V., Getsina M.L., Zuev B.K., Korotkov A .FROM. Abstracts of the 4th All-Russian Conference “Eco-Analytics 2000”, Krasnodar, 2000, p. 79-80.]. In this case, the analytical signal is the integrated radiation intensity of atomic lines of metals that have passed by sputtering from catholyte to the positive column of a glow discharge.
Достоинства описанного метода: отсутствие эффекта памяти, низкая потребляемая мощность (благодаря использованию импульсного разряда), отсутствие сложных элементов конструкции.Advantages of the described method: lack of memory effect, low power consumption (due to the use of pulsed discharge), lack of complex structural elements.
К недостаткам описанного способа следует отнести:The disadvantages of the described method include:
- сложность подачи жидкости в зону КИР;- the complexity of the fluid supply to the KIR zone;
- нестабильность разряда;- discharge instability;
- уход продуктов анализа в атмосферу.- care products analysis in the atmosphere.
Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению является способ получения локального электрического разряда в жидкости, заключающийся в пропускании электрического тока через указанную жидкость посредством электродов, разделенных перегородкой из диэлектрического материала с диафрагмой, через которую проходит жидкостный токопровод [патент РФ на изобретение №2243546, G01N 27/62, 27.12.2004].The closest analogue of the present invention is a method of producing a local electric discharge in a liquid, which consists in passing an electric current through said liquid by means of electrodes separated by a baffle made of a dielectric material with a diaphragm through which the liquid conductors pass [RF patent for invention No. 2243546, G01N 27/62 12/27/2004].
В этом способе концентрацию электрической мощности, рассеиваемой в единице объема жидкости, достаточную для получения и поддержания устойчивого разряда, обеспечивают уменьшением объема участвующей в разряде жидкости и повышением напряжения разряда за счет создания в зоне локального разряда жидкостного токопровода малой площади поперечного сечения и протяженности.In this method, the concentration of electric power dissipated in a unit volume of the liquid, sufficient to obtain and maintain a stable discharge, is provided by reducing the volume of the liquid participating in the discharge and increasing the discharge voltage due to the creation of a small cross-sectional area and length in the area of the local discharge liquid conductor.
Этот способ может быть реализован в двух вариантах [патент РФ на изобретение №2243546, G01N 27/62, 27.12.2004]:This method can be implemented in two versions [RF patent for the invention No. 2243546, G01N 27/62, 12/27/2004]:
- жидкостным токопроводом соединяют электрически изолированные друг от друга объемы жидкости, в которые погружены электроды;- liquid volumes connecting electrically isolated from each other volumes of liquid in which the electrodes are immersed;
- либо жидкостным токопроводом соединяют электрически изолированные друг от друга объем указанной жидкости, в который погружен электрод, и электрод противоположного знака.- either a volume of the indicated liquid, into which an electrode is immersed, and an electrode of the opposite sign are connected electrically isolated from each other by a liquid current lead.
Ионизацию или атомизацию анализируемой жидкости по указанному способу осуществляют путем поддержания локального высоковольтного разряда в этой жидкости. При этом высокую удельную мощность рассеивают в единице объема жидкости за счет использования электродов, на которые подается высокое напряжение, достаточное для поддержания высоковольтного локального электрического разряда, и разделяющей их перегородки из диэлектрического материала с диафрагмой, площадь отверстия которой в совокупности с толщиной перегородки (осевой протяженностью указанного отверстия) обеспечивает необходимую степень локализации разряда.The ionization or atomization of the analyzed fluid by the specified method is carried out by maintaining a local high-voltage discharge in this fluid. At the same time, high specific power is dissipated in a unit volume of the liquid due to the use of electrodes, which are supplied with a high voltage, sufficient to maintain a high-voltage local electric discharge, and a partition separating them from a dielectric material with a diaphragm, the opening area of which in combination with the thickness of the partition (axial length specified hole) provides the necessary degree of localization of the discharge.
Пределы повышения напряжения и уменьшения объема жидкости, в котором происходит разряд (локализация электрического разряда), определяются получением в локальном объеме жидкости такой концентрации электрической мощности, которая достаточна для обеспечения устойчивости этого локального разряда. При этом конкретные значения этих трех величин (толщины и длины жидкостного токопровода и величины напряжения) могут быть различными (в зависимости от характера аналитической задачи).The limits for increasing the voltage and decreasing the volume of the liquid in which the discharge occurs (localization of the electric discharge) are determined by obtaining in the local volume of the liquid such a concentration of electric power that is sufficient to ensure the stability of this local discharge. In this case, the specific values of these three quantities (thickness and length of the liquid conductor and the magnitude of the voltage) can be different (depending on the nature of the analytical problem).
Два варианта указанного способа реализуются двумя вариантами конструкций [патент РФ на изобретение №2243546, G01N 27/62, 27.12.2004].Two variants of this method are implemented in two variants of designs [RF patent for the invention No. 2243546, G01N 27/62, 12/27/2004].
В первом варианте устройство содержит корпус с электропроводящей жидкостью и электроды, соединенные с источником высокого напряжения. Указанные электроды погружены в жидкость и разделены перегородкой из диэлектрического материала с диафрагмой. Площадь отверстия диафрагмы определяется исходя из толщины перегородки, величины напряжения на электродах, теплопроводности и электропроводности жидкости.In a first embodiment, the device comprises a housing with an electrically conductive liquid and electrodes connected to a high voltage source. These electrodes are immersed in a liquid and separated by a baffle of dielectric material with a diaphragm. The diaphragm opening area is determined based on the thickness of the partition, the magnitude of the voltage at the electrodes, thermal conductivity and electrical conductivity of the liquid.
Во втором варианте устройство также содержит корпус с электропроводящей жидкостью и электроды, соединенные с источником высокого напряжения. При этом один из электродов погружен в жидкость, а другой герметично прилегает к диэлектрической стенке указанного корпуса снаружи и сообщается с указанной жидкостью диафрагмой, выполненной в указанной диэлектрической стенке корпуса. Площадь отверстия диафрагмы в этом случае определяется исходя из толщины указанной диэлектрической стенки корпуса, величины напряжения на электродах, теплопроводности и электропроводности жидкости.In a second embodiment, the device also includes a housing with an electrically conductive liquid and electrodes connected to a high voltage source. In this case, one of the electrodes is immersed in the liquid, and the other is hermetically adjacent to the dielectric wall of the specified housing from the outside and communicates with the specified liquid by a diaphragm made in the specified dielectric wall of the housing. The diaphragm opening area in this case is determined based on the thickness of the specified dielectric wall of the housing, the magnitude of the voltage at the electrodes, thermal conductivity and electrical conductivity of the liquid.
При всех описанных достоинствах рассматриваемый способ получения локального электрического разряда в жидкости, будучи использованным для атомизации и ионизации в спектральном анализе элементного состава вещества, обладает весьма существенным недостатком:With all the advantages described above, the considered method of obtaining a local electric discharge in a liquid, being used for atomization and ionization in the spectral analysis of the elemental composition of a substance, has a very significant drawback:
- при использовании локального электрического разряда в жидкости в качестве источника эмиссионных спектров их интенсивность для большинства элементов, в том числе для щелочноземельных металлов, значительно ниже, чем для щелочных металлов.- when using a local electric discharge in a liquid as a source of emission spectra, their intensity for most elements, including alkaline earth metals, is much lower than for alkali metals.
Указанный недостаток резко снижает возможности использования в эмиссионном анализе такого способа получения локального электрического разряда в жидкости.This drawback sharply reduces the possibility of using such a method for producing a local electric discharge in a liquid in the emission analysis.
Техническим результатом предлагаемого способа получения локального электрического разряда в жидкости является повышение интенсивности спектральных линий широкого ряда элементов.The technical result of the proposed method for obtaining a local electric discharge in a liquid is to increase the intensity of the spectral lines of a wide range of elements.
Предлагаемый способ получения локального электрического разряда в жидкости заключается в пропускании электрического тока через указанную жидкость посредством электродов, разделенных перегородкой из диэлектрического материала с диафрагмой, через которую проходит жидкостный токопровод, при этом в зону локального электрического разряда вводят элемент из токопроводящего материала, а потенциал указанного элемента из токопроводящего материала выбирают исходя из максимальной интенсивности локального электрического разряда при сохранении его устойчивости.The proposed method for producing a local electric discharge in a liquid consists in passing an electric current through the specified liquid by means of electrodes separated by a baffle made of a dielectric material with a diaphragm through which the liquid conductors pass, while an element of a conductive material is introduced into the local electric discharge zone, and the potential of the indicated element from conductive material is selected based on the maximum intensity of a local electric discharge while maintaining lnenii its stability.
В частности, потенциал указанного токопроводящего элемента может быть выбран равным потенциалу электрода, находящегося в том объеме жидкости, в который помещен элемент из токопроводящего материала.In particular, the potential of said conductive element can be chosen equal to the potential of an electrode located in that volume of liquid in which an element of conductive material is placed.
Реализуя в совокупности существенные признаки предлагаемого способа, удается обеспечить устойчивый высоковольтный разряд в жидкости, интенсивность свечения которого достаточна для уверенного воспроизведения эмиссионных спектральных линий широкого ряда анализируемых элементов.Implementing in aggregate the essential features of the proposed method, it is possible to provide a stable high-voltage discharge in a liquid, the luminous intensity of which is sufficient for reliable reproduction of emission spectral lines of a wide range of analyzed elements.
Устойчивый разряд в жидкости достигается его локализацией и повышением электрического напряжения до величины, обеспечивающей стабильность разряда. Локализация разряда достигается путем минимизации объема жидкости, в котором происходит разряд. Существенное (более чем на порядок) повышение интенсивности эмиссионных линий разряда обеспечивает введение в зону локального электрического разряда элемента из токопроводящего материала.A stable discharge in a liquid is achieved by its localization and an increase in electric voltage to a value that ensures the stability of the discharge. Localization of the discharge is achieved by minimizing the volume of liquid in which the discharge occurs. A significant (more than an order of magnitude) increase in the intensity of the emission lines of the discharge provides the introduction of an element of conductive material into the zone of local electric discharge.
Для реализации предлагаемого способа служит устройство для получения локального электрического разряда в жидкости, содержащее диэлектрический корпус с электропроводящей жидкостью и соединенные с источником высокого напряжения электроды, погруженные в указанную жидкость и разделенные перегородкой из диэлектрического материала с диафрагмой, при этом в зоне локального электрического разряда расположен элемент из токопроводящего материала.To implement the proposed method, there is a device for producing a local electric discharge in a liquid, comprising a dielectric casing with an electrically conductive liquid and electrodes connected to a high voltage source immersed in said liquid and separated by a partition from a dielectric material with a diaphragm, while an element is located in the zone of local electric discharge from conductive material.
Другим вариантом реализации предлагаемого способа служит устройство для получения локального электрического разряда в жидкости, содержащее диэлектрический корпус с электропроводящей жидкостью и соединенные с источником высокого напряжения электроды, один из которых погружен в жидкость, а другой герметично прилегает к диэлектрической стенке указанного корпуса снаружи и сообщается с указанной жидкостью диафрагмой, выполненной в указанной диэлектрической стенке корпуса, при этом в зоне локального электрического разряда расположен элемент из токопроводящего материала.Another embodiment of the proposed method is a device for producing a local electric discharge in a liquid, comprising a dielectric body with an electrically conductive liquid and electrodes connected to a high voltage source, one of which is immersed in the liquid, and the other is hermetically adjacent to the dielectric wall of the said case from the outside and communicates with the specified liquid diaphragm made in the specified dielectric wall of the housing, while in the zone of local electric discharge is located conductive material tape.
Как в одном, так и в другом вариантах предлагаемого устройства токопроводящий элемент может быть выполнен из коррозионно- и температурно-устойчивого материала.Both in one and in other embodiments of the proposed device, the conductive element can be made of corrosion-resistant and temperature-resistant material.
В обоих вариантах устройства элемент из токопроводящего материала может быть электрически изолирован от указанных электродов.In both versions of the device, the element of conductive material can be electrically isolated from these electrodes.
Альтернативно элемент из токопроводящего материала может быть подключен к источнику высокого напряжения и в этом случае он может служить электродом, погруженным в жидкость, т.е. потенциал указанного токопроводящего элемента выбирают равным потенциалу одного из электродов.Alternatively, an element of a conductive material can be connected to a high voltage source, in which case it can serve as an electrode immersed in a liquid, i.e. the potential of the specified conductive element is chosen equal to the potential of one of the electrodes.
Возможность практического осуществления и эффективность предлагаемого способа получения локального электрического разряда в жидкости подтверждается работой двух вариантов конструкции предлагаемого устройства. Эти конструкции были выполнены и испытаны, что подтверждает не только осуществимость, но и промышленную применимость данного технического решения.The possibility of practical implementation and the effectiveness of the proposed method for producing a local electric discharge in a liquid is confirmed by the work of two design options of the proposed device. These designs were completed and tested, which confirms not only the feasibility, but also the industrial applicability of this technical solution.
На фиг.1 схематически представлен первый вариант устройства для реализации предлагаемого способа, гдеFigure 1 schematically shows a first embodiment of a device for implementing the proposed method, where
1 - корпус;1 - housing;
2а, 2б - электроды;2a, 2b - electrodes;
3 - электропроводящая жидкость;3 - electrically conductive liquid;
4 - диафрагма;4 - aperture;
5 - диэлектрическая перегородка;5 - dielectric partition;
6 - источник высокого напряжения;6 - source of high voltage;
7 - зона локального разряда;7 - zone of local discharge;
8 - элемент из токопроводящего материала;8 - an element of conductive material;
9 - спектрометр.9 - spectrometer.
Устройство работает следующим образом. Высокое напряжение, приложенное к расположенным в корпусе 1 электродам 2а, 2б, создает электрический разряд в электропроводящей жидкости 3, которой заполнен корпус 1. Этот разряд, будучи локализован в малом объеме жидкости 3, расположенной в отверстии диафрагмы 4, выполненной в разделяющей корпус 1 диэлектрической перегородке 5, создает высокую концентрацию рассеиваемой мощности, достаточную для ионизации или атомизации жидкости 3. Подача высокого напряжения обеспечивается высоковольтным источником 6 напряжения, стабилизация тока которого является одним из условий стабильности локального электрического разряда.The device operates as follows. The high voltage applied to the
В зоне 7 локального разряда, которая расположена вблизи отверстия диафрагмы 4, установлен элемент 8 из токопроводящего материала. Этот элемент 8 при соединении его с высоковольтным источником 6 напряжения может выполнять роль электрода 2а или 2б для того объема жидкости 3, в котором он расположен. Излучение из зоны 7 локального разряда вблизи элемента 8 из токопроводящего материала регистрируется спектрометром 9.In
На фиг.2 схематически представлен второй вариант устройства для реализации предлагаемого способа получения локального электрического разряда в жидкости, гдеFigure 2 schematically shows a second embodiment of a device for implementing the proposed method for producing a local electric discharge in a liquid, where
1 - корпус;1 - housing;
2а - внутренний электрод;2a - internal electrode;
2б - внешний электрод;2b - external electrode;
3 - электропроводящая жидкость;3 - electrically conductive liquid;
4 - диафрагма;4 - aperture;
6 - источник высокого напряжения;6 - source of high voltage;
7 - зона локального разряда;7 - zone of local discharge;
8 - элемент из токопроводящего материала;8 - an element of conductive material;
9 - спектрометр.9 - spectrometer.
Устройство работает следующим образом. Высокое напряжение, приложенное между расположенным внутри корпуса 1 внутренним электродом 2а и расположенным вне корпуса 1 внешним электродом 2б, создает электрический разряд в электропроводящей жидкости 3. Этот разряд, будучи локализованным в малом объеме жидкости 3, расположенной в отверстии диафрагмы 4, выполненной в диэлектрической стенке корпуса 1, создает высокую концентрацию рассеиваемой мощности для ионизации или атомизации жидкости 3. Подача высокого напряжения обеспечивается высоковольтным источником 6 напряжения, стабилизация тока которого является одним из условий стабильности локального электрического разряда.The device operates as follows. A high voltage applied between the
В зоне 7 локального разряда, которая расположена вблизи отверстия диафрагмы 4, расположен элемент 8 из токопроводящего материала, который при подключении его к высоковольтному источнику 6 напряжения может выполнять роль электрода 2а. Излучение из зоны 7 локального разряда вблизи элемента 8 из токопроводящего материала регистрируется спектрометром 9.In the
Несмотря на высокую температуру в зоне 7 разряда, за счет интенсивного отвода тепла жидкостью 3, в которой происходит разряд, обеспечивается долговременная и стабильная работа диафрагмы 4 и элемента 8 из токопроводящего материала.Despite the high temperature in the
Площадь отверстия диафрагмы 4 определяется исходя из величины напряжения на электродах 2а и 2б, теплопроводности и электропроводности жидкости 3 и толщины диэлектрической перегородки 5 или диэлектрической стенки корпуса 1 с диафрагмой 4.The hole area of the
В частности, потенциал токопроводящего элемента 8 выбирают равным потенциалу электрода 2а, погруженного в тот объем жидкости 3, в котором находится элемент 8.In particular, the potential of the
Для получения стабильного локального разряда в жидкости 3 необходимо напряжение в диапазоне значений от 5 до 15 кВ при толщине перегородки 5 (или стенки корпуса 1) с диафрагмой 4 от 0,2 до 1,5 мм и диаметре отверстия диафрагмы 4 от 0,05 до 0,5 мм.To obtain a stable local discharge in
При практической реализации предлагаемых способа и устройства перегородка 5 и стенка корпуса 1 были выполнены из кварцевого стекла толщиной от 0,2 до 1,5 мм с диафрагмой 4, снабженной отверстием диаметром от 0,1 до 0,5 мм, т.е. объем жидкостного токопровода составлял от 0,1 до 0,5 куб. мм. В качестве источника 6 использовался регулируемый источник 6 напряжением 0-10 кВ, подключаемый для стабилизации тока через балластное сопротивление 20 кОм и более. При использовании раствора KCl концентрацией от 0,0001 М до 1 М напряжение возникновения (зажигания) разряда в зависимости от проводимости раствора менялось в пределах от 3 до 10 кВ, падение напряжения на разрядном промежутке (жидкостном токопроводе) составляло от 0,5 до 2 кВ, а величина тока изменялась от 0,02 до 0,1 А. Таким образом, величина удельной мощности, выделяемой в объеме жидкостного токопровода, была в диапазоне значений от десятков до сотен ватт на куб. мм (т.е. до сотен киловатт на куб. см). При больших токах (десятки и более миллиампер) разряд, оставаясь стабильным, пространственно выходил за пределы диафрагмы 4.In the practical implementation of the proposed method and device, the partition 5 and the wall of the
Таким образом, величина удельной мощности, выделяемой в объеме жидкостного токопровода, была в диапазоне значений от десятков до сотен ватт на куб. мм (т.е. до сотен киловатт на куб. см). При больших токах (десятки и более миллиампер) разряд, оставаясь стабильным, пространственно выходил за пределы диафрагмы 4.Thus, the magnitude of the specific power released in the volume of the liquid conductor was in the range of tens to hundreds of watts per cubic meter. mm (i.e. up to hundreds of kilowatts per cubic cm). At high currents (tens or more milliamps), the discharge, while remaining stable, spatially exceeded the limits of
Испытания показали, что и кварцевое стекло, и корунд являются подходящими материалами для изготовления диафрагмы 4, позволяющими реализовать указанный способ, так как перепад температуры между внутренней частью диафрагмы 4 по оси канала и остальным объемом жидкости 3 составляет более тысячи градусов.Tests have shown that both quartz glass and corundum are suitable materials for the manufacture of the
На практике использовался токопроводящий элемент 8, выполненный из коррозионно- и температурно-устойчивого материала, например углеродного.In practice, a
Так как величина электрического сопротивления канала (жидкостного токопровода), в том числе и из-за изменения состояния вещества внутри указанного токопровода, меняется нелинейно, привести строгое аналитическое выражение, связывающее электрические величины и геометрические параметры устройства, без обстоятельных исследований не представляется возможным. Можно, однако, отметить, что (в отличие от газоразрядной системы, где инициализация разряда определяется потенциалом ионизации газа и сопровождается значительным уменьшением электрического сопротивления разрядного промежутка и соответственно увеличением тока) в данном случае инициализация разряда определяется переходом жидкости в объеме жидкостного токопровода в газообразное состояние, для чего следует сконцентрировать определенную удельную мощность в жидкостном токопроводе, а величина сопротивления указанного токопровода может при этом как увеличиваться, так и уменьшаться.Since the value of the electrical resistance of the channel (liquid conductor), including due to a change in the state of the substance inside the specified conductor, varies nonlinearly, it is not possible to give a rigorous analytical expression connecting the electrical quantities and geometric parameters of the device. It can be noted, however, that (unlike a gas-discharge system, where the initialization of the discharge is determined by the gas ionization potential and is accompanied by a significant decrease in the electrical resistance of the discharge gap and, accordingly, an increase in current), in this case, the initialization of the discharge is determined by the transition of the liquid in the volume of the liquid current conduit to the gaseous state, why it is necessary to concentrate a certain specific power in the liquid conductor, and the resistance value of the specified conductor can while both increase and decrease.
Инициализации разряда способствуют пузырьки воздуха (газа, пара), возникающие в жидкостном токопроводе или попадающие в него. Это происходит за счет увеличения сопротивления жидкостного токопровода, что при заданном токе приводит к увеличению падения напряжения на нем и, следовательно, к увеличению удельной мощности, рассеиваемой на жидкостном токопроводе, что в определенной степени нивелирует зависимость мощности, требующейся для инициализации разряда, от проводимости жидкости.Initialization of the discharge is facilitated by air bubbles (gas, steam) arising in the liquid conductor or falling into it. This occurs due to an increase in the resistance of the liquid conductor, which at a given current leads to an increase in the voltage drop across it and, consequently, to an increase in the specific power dissipated in the liquid conductor, which to some extent eliminates the dependence of the power required to initiate the discharge on the conductivity of the liquid .
При экспериментальных исследованиях эффективности использования предлагаемого способа получения локального разряда в качестве источника эмиссионных спектров при спектральном анализе элементного состава вещества использовалась кварцевая ячейка с диафрагмой диаметром 0.1 мм, залитая раствором, содержащим ионы калия, магния и кальция по 10 мг/л. Регистрация излучения из области локального электрического разряда в таком растворе осуществлялась с помощью сканирующего спектрометра AvaSpec 2048 фирмы Avantes. Сравнение спектров, полученных с помощью источника, выполненного в соответствии с заявляемым способом, со спектрами, полученными с помощью источника, описанного в прототипе, показало, что в спектре, полученном от источника в соответствии с заявляемым способом, содержались линии всех введенных в раствор элементов, тогда как в спектре, полученном от источника в соответствии с прототипом, обнаружилась только линия калия, что подтверждает достижение заявленного технического результата.In experimental studies of the effectiveness of using the proposed method for obtaining a local discharge as a source of emission spectra, a quartz cell with a diaphragm with a diameter of 0.1 mm filled with a solution containing potassium, magnesium and calcium ions of 10 mg / l was used for spectral analysis of the elemental composition of the substance. The radiation from the local electric discharge region in such a solution was recorded using an AvaSpec 2048 scanning spectrometer from Avantes. Comparison of the spectra obtained using the source, made in accordance with the claimed method, with the spectra obtained using the source described in the prototype, showed that the spectrum obtained from the source in accordance with the claimed method contained lines of all elements introduced into the solution, whereas in the spectrum obtained from the source in accordance with the prototype, only the potassium line was detected, which confirms the achievement of the claimed technical result.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149612/28A RU2362157C1 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149612/28A RU2362157C1 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2362157C1 true RU2362157C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007149612/28A RU2362157C1 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362157C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113514741A (en) * | 2021-07-21 | 2021-10-19 | 北京石油化工学院 | Experimental device for liquid electrode partial discharge simulation under direct current excitation |
-
2007
- 2007-12-29 RU RU2007149612/28A patent/RU2362157C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113514741A (en) * | 2021-07-21 | 2021-10-19 | 北京石油化工学院 | Experimental device for liquid electrode partial discharge simulation under direct current excitation |
CN113514741B (en) * | 2021-07-21 | 2023-09-15 | 北京石油化工学院 | Experimental device for liquid electrode partial discharge simulation under direct current excitation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2368895C1 (en) | Method of emission analysis for determining elementary composition using discharge in liquid | |
He et al. | Flowing and nonflowing liquid electrode discharge microplasma for metal ion detection by optical emission spectrometry | |
Machala et al. | DC discharges in atmospheric air and their transitions | |
JP5470543B2 (en) | Discharge ionization current detector | |
US9443709B2 (en) | Corona ionization device and method | |
WO2004036206A1 (en) | Gas analysis method and ionisation detector for carrying out said method | |
JP2008241293A (en) | Atomic analyzing apparatus | |
Gianchandani et al. | Exploring microdischarges for portable sensing applications | |
JPWO2014125610A1 (en) | Discharge ionization current detector and adjustment method thereof | |
Bruggeman et al. | Experimental investigation of dc electrical breakdown of long vapour bubbles in capillaries | |
JP2010539457A (en) | Hydrogen flame ionization detector | |
Qiao et al. | Temporal evolution of the relative vibrational population of N2 (C3∏ u) and optical emission spectra of atmospheric pressure plasma jets in He mixtures | |
CN107850539B (en) | Emission-based detector for capillary gas chromatography | |
US11143596B2 (en) | Spark emission spectrometer and method for operating same | |
RU2487342C1 (en) | Emission analysis of fluids composition | |
RU2362157C1 (en) | Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) | |
JPS61144564A (en) | Ionization detector for gas chromatography and method of analyzing effusion from gas chromatographic column | |
Gazeli et al. | Propagation dynamics of a helium micro-tube plasma: Experiments and numerical modeling | |
Zuev et al. | Discharge on boiling in a channel as a new atomization and excitation source for the flow determination of metals by atomic emission spectrometry | |
RU2243546C2 (en) | Method and device for producing local electrical discharge in liquid (alternatives) | |
Ramazanov et al. | Analysis of the water composition using emission spectra of a gas discharge | |
EP0705429B1 (en) | Process for atomising electrolytes and the chemical analysis thereof | |
US3545863A (en) | Method for detection of mercury in a helium glow discharge | |
Zuev et al. | Discharge on boiling in a channel: Effect of channel geometry on the performance characteristics of determining metals in a liquid flow by atomic emission spectrometry | |
CN111929290A (en) | Atomic emission spectrum device of tungsten filament electric heating evaporation-atmospheric pressure glow discharge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190919 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201230 |