RU2556337C1 - Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах - Google Patents
Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556337C1 RU2556337C1 RU2014107866/28A RU2014107866A RU2556337C1 RU 2556337 C1 RU2556337 C1 RU 2556337C1 RU 2014107866/28 A RU2014107866/28 A RU 2014107866/28A RU 2014107866 A RU2014107866 A RU 2014107866A RU 2556337 C1 RU2556337 C1 RU 2556337C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impurities
- concentration
- sensitive element
- chamber
- equipment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для определения чистоты нейтральных газов, используемых при производстве изделий электронной техники. Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах заключается в том, что анализируемый нейтральный газ подают в камеру, где находится чувствительный элемент, измеряют его электрическое сопротивление, по изменению величины которого судят о концентрации примеси, при этом в качестве чувствительного элемента используют деионизованную воду. Изобретение обеспечивает расширение диапазона определяемых концентраций в сторону меньших значений, а также упрощение конструкции используемого оборудования, уменьшение его стоимости и затрат на обслуживание. 2 ил.
Description
Изобретение предназначено для определения чистоты нейтральных газов (азота, аргона и др.), используемых при производстве изделий электронной техники.
Производство изделий электронной техники (интегральных схем) невозможно без контроля той среды, в которой они производятся. Надежность, качество и процент выхода годных изделий в значительной степени зависят от уровня содержания примесей в используемых технологических средах (химических реактивах, деионизованной воде, газах). Нейтральные газы - это газы, обладающие очень низкой химической активностью. К ним относятся такие газы, как азот, аргон и другие. Самым распространенным и недорогим нейтральным газом является азот. В промышленности его получают из воздуха. В состав воздуха входит 78% азота и 21% кислорода, поэтому основной примесью промышленного азота является кислород.
Известен способ измерения объемной доли кислорода в азоте /1/. Способ заключается в том, что анализируемую смесь подают в камеру, в которую затем добавляют раствор вещества-индикатора. По изменению окраски вещества-индикатора судят о концентрации кислорода. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что известный способ имеет узкий диапазон определяемых концентраций примеси кислорода (до 0,5% при объеме камеры 100 см3, до 0,005% при объеме камеры 1000 см3 и до 0,001% при объеме камеры 5000 см3). Кроме того, в нем применяется сложное по конструкции и в обслуживании оборудование. В качестве вещества-индикатора используется аммиачный раствор хлористой меди, при работе с которым требуется вытяжная вентиляция и специально обученный персонал.
Известен способ измерения концентрации примесей в азоте, водороде и кислороде /2/. Способ заключается в том, что анализируемую смесь подают в камеру спектрометра подвижности ионов, где молекулы газов ионизируют. Затем измеряют скорости образовавшихся ионов и по ним определяют состав смеси и искомую концентрацию примеси. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе применяется дорогое и сложное в обслуживании оборудование. Спектрометр подвижности ионов содержит источник радиоактивного излучения или коронного разряда, для работы с которыми требуется специально обученный персонал.
Известен способ измерения кислорода в азоте /3/. Способ заключается в том, что анализируемую смесь подают в камеру, где находится чувствительный элемент. По изменению величины электродвижущей силы (ЭДС), возникающей на чувствительном элементе судят о концентрации кислорода в азоте. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в нем применяется дорогое и сложное по конструкции оборудование. Чувствительный элемент выполнен в виде высокотемпературной потенциометрической ячейки с твердым электролитом. Для обеспечения точности измерения требуется нагрев чувствительного элемента до температуры выше 600°С и поддержание этой температуры с высокой точностью.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по максимальному количеству сходных признаков является способ определения кислорода /4/. Способ заключается в том, что анализируемую смесь подают в камеру, где находится чувствительный элемент. По изменению величины электрического сопротивления чувствительного элемента судят о концентрации кислорода в азоте. Этот способ принят за прототип. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании этого способа, относится то, что известный способ имеет узкий диапазон определяемых концентраций (не более 0,001%) и в нем применяется дорогое и сложное оборудование. Чувствительный элемент выполнен в виде терморезистора из вольфрама, покрытого слоем гексаборида лантана. При этом требуется нагрев чувствительного элемента выше 1000°С.
В основу изобретения положена задача, заключающаяся в создании способа измерения концентрации примесей в нейтральных газах, лишенного вышеизложенных недостатков. В нем обеспечивается расширение диапазона определяемых концентраций в сторону меньших значений (0,0001% и менее), упрощение конструкции используемого оборудования, уменьшение его стоимости и затрат на обслуживание.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, в котором путем измерения величины сопротивления чувствительного элемента судят о концентрации примеси, в качестве чувствительного элемента используют деионизованную воду.
Деионизованная вода - это вода высокой степени очистки. Содержание примесей в ней не более 0,00001%. Кроме того, деионизованная вода обладает способностью впитывать ионы примесей из окружающей среды. Если пропустить через такую воду нейтральный газ, то его примеси будут постепенно переходить в воду, вызывая ее загрязнение. Чистоту воды контролируют по величине ее удельного электрического сопротивления. Количество примесей, перешедших в воду, зависит от концентрации примеси и от объема прошедшего через воду газа. Чем больше объем газа, прошедшего через воду, тем точнее определяется в нем малая концентрация примеси. Таким образом, диапазон определяемых концентраций расширяется в сторону меньших значений (0,0001% и менее). Кроме того, деионизованная вода широко используется при производстве изделий электронной техники, поэтому технология ее получения и контроль параметров хорошо отработаны. Таким образом, для реализации заявляемого способа не требуется специального сложного и дорогостоящего оборудования. Требования к квалификации обслуживающего персонала снижаются. То есть можно упростить конструкцию используемого оборудования, уменьшить его стоимостЬ и затраты на обслуживание.
На фиг.1 показана схема реализации заявляемого способа.
На фиг.2 показана временная диаграмма процессов, происходящих при реализации заявляемого способа.
Способ осуществляют следующим образом.
Вначале открывают кран 1 и через ротаметр 2 подают газ в камеру 3. С помощью ротаметра 2 устанавливают фиксированное значение потока газа. В момент времени t0 открывают кран 4 и подают в камеру 3 деионизованную воду, которая сливается затем через трубу 5. По мере поступления в камеру 3 деионизованной воды ее удельное сопротивление будет увеличиваться, т.к. происходит очистка камеры. Измерение удельного сопротивления воды осуществляют с помощью блока контроля 6. Подачу деионизованной воды осуществляют до момента времени t1, когда удельное сопротивление воды в камере вырастет до величины R1. В момент времени t1 кран 4 закрывают, прекращая тем самым подачу воды. Начинается плавное снижение величины удельного сопротивления деионизованной воды, находящейся в камере, обусловленное ее постепенным загрязнением примесями из газа. В момент времени t2, когда удельное сопротивление снизится до величины R2, включают секундомер 7. В момент времени t3, когда удельное сопротивление достигнет величины R3, секундомер 7 выключают. Фиксируют время, которое покажет секундомер Т=t3-t2. Затем производят расчет концентрации примеси в газе по формуле:
К=K0·(R2-R3)/Т,
где К - концентрации примеси в газе, К0 - калибровочный коэффициент, (R2-R3) - величина снижения удельного сопротивления деионизованной воды за время Т=t3-t2.
Величину калибровочного коэффициента К0 предварительно рассчитывают. Для этого проводят калибровку всего комплекса измерительного оборудования с использованием образцовых измерительных приборов.
При осуществлении заявляемого способа используют известные устройства и материалы. Краны 1 и 4, камера 3, труба для слива 5 изготовлены из полипропилена. В качестве ротаметра 2 используют ротаметр типа РМ-0,25ГУЗ. В качестве блока контроля 6 используют блок контроля удельного сопротивления воды БКВР-24. В качестве секундомера 7 используют реле времени «Веха-Д2».
Источники информации
1. ГОСТ 9293-74.
2. Патент РФ №2277238, G01N 27/62.
3. Газоанализатор кислорода ФЛЮОРИТ-Ц. Руководство по эксплуатации 5К1.552.045 РЭ.
4. Патент SU 1742700, G01N 27/18.
Claims (1)
- Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах, заключающийся в том, что анализируемый нейтральный газ подают в камеру, где находится чувствительный элемент, измеряют его электрическое сопротивление, по изменению величины которого судят о концентрации примеси, отличающийся тем, что в качестве чувствительного элемента используют деионизованную воду.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014107866/28A RU2556337C1 (ru) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014107866/28A RU2556337C1 (ru) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2556337C1 true RU2556337C1 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014107866/28A RU2556337C1 (ru) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556337C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783084C1 (ru) * | 2021-12-15 | 2022-11-08 | Игорь Макарович Терашкевич | Способ определения избыточной концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU519624A1 (ru) * | 1974-05-23 | 1976-06-30 | Предприятие П/Я В-8855 | Способ измерени примесей восстановителей в инертных газах и азоте |
SU934346A1 (ru) * | 1979-07-02 | 1982-06-07 | Московский государственный университет | Способ определени молекул рных примесей в т желых благородных газах |
EP0294340A2 (en) * | 1987-05-07 | 1988-12-07 | Saes Getters S.P.A. | Method and apparatus for detection of gases as impurities in an inert gas |
SU1627984A2 (ru) * | 1988-07-20 | 1991-02-15 | Предприятие П/Я А-1882 | Способ анализа примесей в газах |
SU1742700A1 (ru) * | 1990-10-09 | 1992-06-23 | А. М. Насимов, 3 Н Нормурадов иХ. М. Насимов | Способ определени кислорода |
RU2277238C2 (ru) * | 2000-12-22 | 2006-05-27 | Саес Геттерс С.П.А. | Способ измерения концентрации примесей в азоте, водороде и кислороде методом спектрометрии подвижности ионов |
-
2014
- 2014-02-28 RU RU2014107866/28A patent/RU2556337C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU519624A1 (ru) * | 1974-05-23 | 1976-06-30 | Предприятие П/Я В-8855 | Способ измерени примесей восстановителей в инертных газах и азоте |
SU934346A1 (ru) * | 1979-07-02 | 1982-06-07 | Московский государственный университет | Способ определени молекул рных примесей в т желых благородных газах |
EP0294340A2 (en) * | 1987-05-07 | 1988-12-07 | Saes Getters S.P.A. | Method and apparatus for detection of gases as impurities in an inert gas |
SU1627984A2 (ru) * | 1988-07-20 | 1991-02-15 | Предприятие П/Я А-1882 | Способ анализа примесей в газах |
SU1742700A1 (ru) * | 1990-10-09 | 1992-06-23 | А. М. Насимов, 3 Н Нормурадов иХ. М. Насимов | Способ определени кислорода |
RU2277238C2 (ru) * | 2000-12-22 | 2006-05-27 | Саес Геттерс С.П.А. | Способ измерения концентрации примесей в азоте, водороде и кислороде методом спектрометрии подвижности ионов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783084C1 (ru) * | 2021-12-15 | 2022-11-08 | Игорь Макарович Терашкевич | Способ определения избыточной концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2556337C1 (ru) | Способ измерения концентрации примесей в нейтральных газах | |
WO2019108831A3 (en) | Multi-sensor gas sampling detection system for radical gases and short-lived molecules and method of use | |
Sairanen et al. | Validation of a calibration set-up for radiosondes to fulfil GRUAN requirements | |
Peng et al. | Dopant-assisted negative photoionization Ion mobility spectrometry coupled with on-line cooling inlet for real-time monitoring H2S concentration in sewer gas | |
KR102485045B1 (ko) | 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브 | |
JP2011203164A (ja) | ガス分析装置及びガス分析方法 | |
EP3281002B1 (en) | A water immersible detector | |
CN105043102B (zh) | 一种新型氢气还原烧结矿的方法 | |
CN105973804B (zh) | 一种基于uv光解的气体中voc物质在线检测方法 | |
Szczurek et al. | Gas sensing method applicable to real conditions | |
CN204613000U (zh) | 一种sf6气体中矿物油含量标准气的配制装置 | |
RU2572064C1 (ru) | Способ стабилизации динамических характеристик кулонометрических гигрометров | |
RU2554663C1 (ru) | Электрохимическая ячейка для анализа серосодержащих газов | |
KR100983102B1 (ko) | 세정액에 포함된 플루오린화수소산의 농도를 측정하는 장치 및 방법 | |
US20200124567A1 (en) | Apparatus and method for determining water chloride concentration | |
RU2517977C1 (ru) | Способ измерения концентрации азотной кислоты в воздухе и устройство для его осуществления | |
Guo et al. | Effects of nitrogen dioxide and carbon monoxide on the determination of sulfur dioxide by flue gas analyzer | |
RU59245U1 (ru) | Устройство для измерения парциального давления кислорода | |
RU2402758C1 (ru) | Способ определения активности ионов водорода | |
Branham et al. | Optimization of a robust and reliable ISFET sensor for measuring pH in the deep ocean | |
Poudalov et al. | Using Solid Electrolyte Cells to Measure the Partial Pressure of Oxygen in High-Altitude Aircraft | |
TW201606299A (zh) | 用來偵測氣體捕集器故障之熔斷器 | |
RU14084U1 (ru) | Устройство для определения содержания кислорода в жидкости | |
RU2499622C1 (ru) | Способ контроля степени отработки электролита в системах электрохимической регенерации воздуха совмещенного типа подводных лодок | |
JPH04191648A (ja) | 吸引式オゾンガス検出器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190301 |