RU37225U1

RU37225U1 - DETECTOR

Info

Publication number: RU37225U1
Application number: RU2003135941/20U
Authority: RU
Inventors: В.В. Уваров; И.Г. Нистель
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПГС-сервис"
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2004-04-10

Abstract

Детектор, состоящий из размещенных в герметичном корпусе устройств ввода и вывода анализируемого газа, двух электродов, рабочие поверхности которых расположены параллельно друг другу и дистанцированы друг от друга посредством изолятора, тритиевой мишени, размещенной между электродами, токоподводного и токосъемного устройств, отличающийся тем, что изолятор выполнен в форме кольца и изготовлен из кварца.A detector consisting of devices for input and output of the analyzed gas placed in a sealed housing, two electrodes, the working surfaces of which are parallel to each other and spaced from each other by means of an insulator, a tritium target placed between the electrodes, current-carrying and current-collecting devices, characterized in that the insulator made in the form of a ring and made of quartz.

Description

20031359412003135941

s ru3-iii 4 1МПК G OIN 27/62s ru3-iii 4 1MPC G OIN 27/62

Полезная модель относится к области создания детекторов, используемых для анализа газовых сред и может быть использована в аналитическом приборостроении, в частности в газовой хроматографии для высокоточных измерений концентраций газов.The utility model relates to the field of creating detectors used for analysis of gaseous media and can be used in analytical instrumentation, in particular in gas chromatography for high-precision measurements of gas concentrations.

Предлагаемая нами конструкция относится к ионизационным детекторам, действие которых основано на том, что в зависимости от используемого газа-носителя, напряженность электрического поля в камере выбирается таким образом, что под действием ионизирующего излучения, электроны могли бы возбудить атомы инертного газа до метастабильного состояния. Механизм действия ионизационых детекторов определяет основные элементы их конструкции.Our design relates to ionization detectors, the action of which is based on the fact that, depending on the carrier gas used, the electric field strength in the chamber is selected in such a way that under the action of ionizing radiation, electrons could excite inert gas atoms to a metastable state. The mechanism of action of ionization detectors determines the basic elements of their design.

Известен ионизационный детектор для газовой хроматографии, содержащий проточную камеру с входным и выходньш штуцерами с размещенным в ней источником излучения и коллекторным электродом и электрометром, при этом в камере детектора размещен дополнительный электрод переменной площади, изготовленный из материала, работа выхода электронов которого отличается от работы выхода электронов материала коллекторного электрода, дополнительный электрод вьшолпен в виде металлического винта и электрически соединен с коллекторным электродом. Свидетельство РФ № 4830, МПК G01N30/95, 1997г..Known ionization detector for gas chromatography, containing a flow chamber with inlet and outlet fittings with a radiation source and a collector electrode and an electrometer, an additional variable-area electrode made of a material whose electron work function differs from the work function is placed in the detector chamber electrons of the collector electrode material, the additional electrode is wide in the form of a metal screw and is electrically connected to the collector electrode. Certificate of the Russian Federation No. 4830, IPC G01N30 / 95, 1997.

Известна также конструкция ионизационного детектора для газовой хроматографии, содержащего проточную камеру с входными и выходными штуцерами, с размещенными в ней коллекторным и контактным электродами, источник излучения, расположенным на контактном электроде, и электрометр, при этом ионизационная камера с размещенными в ней коллекторным и контактным электродами и источником излучения включена в измерительную цепь детектора, при которой контактный электрод детектора соединена с коллекторным электродом ионизационной камеры, а коллекторный электрод и контактный электрод ионизационной камеры подключены к электрометру. Свидетельство РФ № 4383, МПК G01N30/95, 1997 г..Also known is the design of an ionization detector for gas chromatography, comprising a flow chamber with inlet and outlet fittings, with collector and contact electrodes placed therein, a radiation source located on the contact electrode, and an electrometer, while an ionization chamber with collector and contact electrodes placed therein and a radiation source is included in the measuring circuit of the detector, in which the contact electrode of the detector is connected to the collector electrode of the ionization chamber, and The core electrode and the contact electrode of the ionization chamber are connected to an electrometer. Certificate of the Russian Federation No. 4383, IPC G01N30 / 95, 1997.

Известные конструкции детекторов не обеспечивают возможности улучшения основных характеристик, связанных с порогом обнаружения газов. Это обусловлено такими дефектами, как герметичность конструкции и используемый изолир}тощий материал, имеющий, как показала практика, весьма высокую «память на газы.Known detector designs do not provide the opportunity to improve the basic characteristics associated with the gas detection threshold. This is due to defects such as the tightness of the structure and the used insulating material, which, as practice has shown, has a very high "memory for gases."

ДетекторDetector

расположены параллельно друг другу, устройства подвода напряжения к электродам, источник излучения, размещенный в межэлектродном пространстве, в качестве которого используют тритий на циркониевой фольге Метцнер К., Штруппе Х.Г., Лейпниц В., Роцше X., Энгевальд В., Першман И., Попп П., Боте Г.-К., Обет Д., Шен Г. Руководство по газовой хроматографии, в 2-х ч.,. Перевод с нем./Под ред. Э.Лейбница, Х.Г.Штруппе., М., Мир, 1988г.ч.1с. 460-461.arranged parallel to each other, devices for supplying voltage to the electrodes, a radiation source located in the interelectrode space, which is used as tritium on zirconium foil Metzner K., Struppe H.G., Leipnitz V., Rotsche X., Engewald V., Pershman I., Popp P., Bothe G.-K., Vow D., Shen G. Manual for gas chromatography, in 2 hours,. Translation from German / Ed. E. Leibniz, H.G. Shtruppe., M., Mir, 1988.h. 1s. 460-461.

По проведенному нами поиску, в отношении гелий-ионизационных детекторов не имеется публикаций, касающихся конструктивного решения рабочей области межэлектродного пространства. На практике, в производстве ионизационных детекторов для создания межэлектродного пространства используют диэлектрический материал, в качестве которого применяют резину или фторопласт.According to our search, there are no publications regarding helium-ionization detectors regarding the constructive solution of the working area of the interelectrode space. In practice, in the manufacture of ionization detectors to create an interelectrode space, a dielectric material is used, which is rubber or fluoroplastic.

Однако широко известны такие свойства фторопластов как пористость. При использовании фторопласта в конструкции детектора проявляется такое свойство как «память на газы. После сборки или после смены разделительных колонок, когда в полость детектора попадает воздух, отдувка детектора (уменьшение шума детектора до минимального, рабочего уровня) происходит длительное время.However, such properties of fluoroplastics as porosity are widely known. When using fluoroplastic in the design of the detector, such a property as “gas memory” is manifested. After assembly or after changing dividing columns, when air enters the detector cavity, blowing of the detector (reducing the detector noise to a minimum, working level) takes a long time.

Кроме того, широко известны такие свойства фторопластов как текучесть. При длительной эксплуатации при воздействии даже небольших температур происходит изменение линейных размеров фторопластовых деталей, нарушении геометрических размеров детектора, разгерметизация и изменение рабочих характеристик детектора. То же самое относится и к резиновым деталям.In addition, fluoroplastic properties such as fluidity are widely known. During long-term operation, even at low temperatures, the linear dimensions of the fluoroplastic parts change, the geometric dimensions of the detector are violated, depressurization and change in the operating characteristics of the detector. The same applies to rubber parts.

Все это, в конце концов, приводит и к увеличению нижнего предела определяемых концентраций.All this, in the end, leads to an increase in the lower limit of the determined concentrations.

Техническая задача заявляемой полезной модели - улучшение эксплуатационных показателей детектора за счет повышения стабильности его работы во времени, повышение чувствительности и достоверности в области измерения низких концентраций газов и увеличения ресурса работы детектора.The technical task of the claimed utility model is to improve the operational performance of the detector by increasing the stability of its operation over time, increasing the sensitivity and reliability in the field of measuring low gas concentrations and increasing the life of the detector.

Техническая задача достигается тем, что заявляемый детектор состоит из размещенных в герметичном корпусе устройств ввода и вывода анализируемого газа, двух электродов, рабочие поверхности которых расположены параллельно друг другу и дистанцированы посредством изолятора, тритиевой мишени, размешенной между электродами, токоподводного и токосъемного устройств, при этом изолятор выполнен в форме кольца и изготовлен из кварца.The technical problem is achieved by the fact that the inventive detector consists of analyzing gas input and output devices located in a sealed enclosure, two electrodes, the working surfaces of which are parallel to each other and spaced by an insulator, a tritium target placed between the electrodes, current-carrying and current-collecting devices, while the insulator is made in the shape of a ring and made of quartz.

Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:Comparison of the proposed solution with the prototype shows that it differs in the following features:

В качестве диэлектрического материала для изготовления изолятора использован кварц.As a dielectric material for the manufacture of the insulator used quartz.

Изолирующая прокладка вьшолнена в виде кольца, размещена между рабочими поверхностями электродов;The insulating gasket is made in the form of a ring, placed between the working surfaces of the electrodes;

Заявляемое рещение соответствует критерию «новизна, т.к. характеризуется признаками, отличающими его от известного рещения.The inventive solution meets the criterion of "novelty, because characterized by signs that distinguish it from a known solution.

Изобретение может быть изготовлено на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов и материалов, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промьщгленная применимость.The invention can be manufactured on standard equipment using well-known processes and materials, which allows us to conclude that its criterion of “industrial applicability.

На фиг. 1 изображен общий вид детектора.In FIG. 1 shows a general view of the detector.

Устройство содержит корпус 1, являющийся катодом (контактным электродом) детектора, устройство ввода анализируемого газа 2 и устройство его вывода 3, анод (коллекторный электрод) 4, тритиевую мищень 5, изолятор 6, размещенный в межэлектродном пространстве 7 на диэлектрической прокладке 8, в качестве которой используют фторопластовую ленту. Детектор снабжен токоподводом и токосъемниками (на чертеже не показаны). Герметичность соединения анодной и катодной частей детектора обеспечивается механически путем соединения друг к другом элементов конструкции посредством известных крепежных устройств - болтов, гаек, сальников (поз. .№№ 11-14). Герметичность анодной части детектора обеспечивается путем создания гермоввода 9 и вытеснителя 10.The device comprises a housing 1, which is the cathode (contact electrode) of the detector, an input device for the analyzed gas 2 and a device for its output 3, an anode (collector electrode) 4, tritium plate 5, an insulator 6 placed in the interelectrode space 7 on the dielectric strip 8, as which use fluoroplastic tape. The detector is equipped with a current lead and current collectors (not shown in the drawing). The tightness of the connection of the anode and cathode parts of the detector is ensured mechanically by connecting structural elements to each other by means of known fastening devices - bolts, nuts, oil seals (pos. No. 11-14). The tightness of the anode part of the detector is ensured by creating a pressure seal 9 and a displacer 10.

Изолятор 6 вьшолнен в форме кольца из кварца. Наличие отверстия в изоляторе обеспечивается необходимостью беспрепятственного прохождения потока анализируемой газовой смеси. Круглая форма отверстия изолятора обусловлена необходимостью создания равномерного электрического поля в каждой точке межэлектродного пространства.Insulator 6 is made in the shape of a ring of quartz. The presence of holes in the insulator is ensured by the need for unhindered passage of the flow of the analyzed gas mixture. The round shape of the insulator hole is due to the need to create a uniform electric field at each point of the interelectrode space.

Детектор работает следующим образом.The detector operates as follows.

обеспечиваемого тритиевой мишенью 5. Содержащиеся газовые примеси влияют на уровень электрического сигнала, показания которого снимаются посредством токосъемного устройства и регистрируются. Анализируемый газ выводится из детектора посредством устройства вьшода 3.provided by the tritium target 5. The contained gas impurities affect the level of the electric signal, the readings of which are taken by means of a current collector and recorded. The analyzed gas is removed from the detector by means of an input device 3.

Заявляемый детектор имеет следующие технические характеристики: рабочее давление до 0,1 МПа, расчетное давление 0,15 МПа, пробное давление 0,2 МПа, рабочая температура до 50°С, расход 30-60 мл/мин, ресурс - 10 лет.The inventive detector has the following technical characteristics: operating pressure up to 0.1 MPa, design pressure 0.15 MPa, test pressure 0.2 MPa, operating temperature up to 50 ° C, flow rate 30-60 ml / min, resource - 10 years.

Заявляемые детекторы за счет своей конструкции могут быть изготовлены с исключением влияния уровня мастерства конкретного исполнителя, т.к. рабочее (межэлектродное) пространство конструктивно задается только толщиной используемого изолятора, а параллельность рабочих поверхностей электродов задается только равномерностью по толщине изолятора, что существенно упрощает процесс сборки и унифицирует характеристики детектора. Стабильность работы заявляемого детектора во многом определяется тем, что межэлектродное пространство в процессе эксплуатации не подвергается воздействию таких факторов, как напряжение, температура, естественное старение.The inventive detectors due to their design can be made with the exception of the influence of the level of skill of a particular artist, because the working (interelectrode) space is structurally set only by the thickness of the used insulator, and the parallelism of the working surfaces of the electrodes is set only by uniformity in the thickness of the insulator, which greatly simplifies the assembly process and unifies the detector characteristics. The stability of the inventive detector is largely determined by the fact that the interelectrode space during operation is not exposed to factors such as voltage, temperature, natural aging.

По поручению заявителя Патентный поверенный РФ Л-, / / / / Л.П.Голубева On behalf of the applicant, Patent Attorney of the Russian Federation L-, / / / / L.P. Golubeva

Claims

A detector consisting of analyzing gas input and output devices located in a sealed enclosure, two electrodes, the working surfaces of which are parallel to each other and spaced from each other by means of an insulator, a tritium target placed between the electrodes, current-carrying and current-collecting devices, characterized in that the insulator made in the shape of a ring and made of quartz.