SU1711043A1

SU1711043A1 - Газоанализатор дл определени примесей кислорода в инертных газах

Info

Publication number: SU1711043A1
Application number: SU904783573A
Authority: SU
Inventors: Евгений Брониславович Плавинский; Виктор Григорьевич Шкурапет; Александр Владимирович Колесников
Original assignee: Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика"
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1992-02-07

Abstract

Изобретение относитс к аналитиче ской технике и может быть использовано дл определени примесей кислорода в инертных газах, в частности дл определени примесей кислорода в ксеноне. Цель - повышение чувствительности газоанализатора и расширение диапазона измерений. Газоанализатор содержит источник возбуждени разр да, выполненный в виде формировател положительных высоковольтных импульсов, газоразр дную трубку, электроды которой соединены с выходами источника возбуждени разр да, оптически сопр женные с газоразр дной трубкой светофильтр и фотоприемник, источник высоковольтного питани фотоприемника, блок усилени , обработки и регистрации, блок генератора управл ющих импульсов. Причем вход фотоприемника соединен с выходом источника высоковольтного питани фотоприемника, а выход- с входом блока усилени , обработки и регистрации, первый выход блока генератора управл ющих импульсов соединен с входом источника возбуждени разр да, второй выход- с управл ющим входом блока усилени , обработки и регистрации. Введение в газоразр дную трубку газоанализатора люминесцентного чувствительного элемента и блока запирани фотоприемника, первый вход которого соединен с третьим выходом блока генератора управл ющих импульсов, второй вход - с выходом источника высоковольтного литани фотоприемника, а выход соединен со вторым входом фотоприемника , позвол ет повысить чувствительность газоанализатора.и расширить диапазон измерений . 3 ил. « Ј g 00

Description

Изобретение относитс к аналитической технике и может быть использовано дл определени примесей кислорода в инертных газах, в частности дл определени примесей кислорода в ксеноне.

Известен газоанализатор дл определени примеси кислорода в инертных газах, содержащий люминесцентный чувствительный элемент в виде красител , адсорбированного на сйликагеле, схему возбуждени и приемник излучени . В качестве источника возбуждени в устройстве используетс лампа накаливани , свет которой модулируетс с помощью механического прерывател .

Недостатком известного устройства вл етс низка чувствительность, так как лампы накаливани имеют низкую энергию

излучени в диапазоне возбуждени люминесценции , а также ограниченный диапазон измерений концентраций кислорода (0,0001 -0,1%).

Известен газоанализатор дл опреде- лени примесей в инертных газах, содержащий источник возбуждени разр да, газоразр дную трубку, электроды которой соединены с выходами источника возбуждени разр да, оптически сопр женные с га- зоразр дной трубкой светофильтр и фотоприемник, блок усилени , обработки и регистрации, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а также дополнительный заземленный электрод и блок генератора управл ющих импульсов, причем источник возбуждени разр да выполнен в виде формировател положительных высоковольтных импульсов, а заземленный электрод установлен на внешней поверхно- сти газоразр дной трубки в точке, противоположной вводу анода, при этом один выход блока генератора управл ющих импульсов/ соединен с управл ющим входом блока усилени обработки и регистрации, а другой выход -с входом источника возбуждени разр да.

Недостатком известного газоанализатора вл етс ограниченный диапазон измерени микроконцентраций кислорода в инертных газах, что объ сн етс низкой эф- фиктивностью возбуждени кислорода в разр дной трубке. В аргоне диапазон измерений кислорода составл ет 0,05 - 1%. в азоте 0,05 - 3%, в гелии 0,2 - 1,2%.

Исследовани эмиссионного спект- рального метода анализа криптона и ксенона показывают низкую чувствительность при определении содержани кислорода в диапазоне 0,0001- 0,1%.

Целью изобретени вл етс повыше- ние чувствительности газоанализатора и расширение диапазона измерений.

Поставленна цель достигаетс тем, что в газоанализатор дл определени примесей кислорода в инертных газах дополнительно введен блок запирани фотоприемника, а в газоразр дную трубку помещен люминесцентный чувствительный элемент, при этом один вход блока запирани фотоприемника соединен с третьим выходом генератора управл ющих импульсов, другой вход - с выходом источника высоковольтного питани фотоприемника , а выход соединен с вторым входом фотоприемника.

Введение в газоразр дную трубку газоанализатора люминесцентного чувствительного элемента, наличие блока запирани фотоприемника в совокупности в остальными элементами схемы позвол ет возбуждение чувствительного элемента осуществл ть непосредственно электрическим разр дом в анализируемом газе с дальнейшей регистрацией эмиссионного или люминесцентного спектра дл формировани информационного сигнала о концентрации кислорода. Кроме того, молекулы кислорода активируютс на более высокие энергетические уровни по сравнению с возбуждением от отдельного источника света. Это приводит к повышению чувствительности измерений и расширению диапазона.

На фиг. 1 показана схема соединени блоков газоанализатора; на фиг.2 - электрическа схема фотсприемника, выполненного на основе фотоумножител , и блока запирани фотоприемника; на фиг.З - выходные сигналы блоков газоанализатора.

На фиг.3 на диаграмме а показаны выходные сигналы блока генератора управл ющих импульсов, сигнал положительной пол рности поступает на формирователь положительных высоковольтных импульсов , а сигнал отрицательной пол рности поступает на блок запирани фотоприемника, на диаграмме б - выходн ые сигнал ы формировател положительных высоковольтных импульсов, на диаграмме в - выходные сигналы блока запирани фотоприемника, на диаграмме г - выходные сигналы фотоприемника при регистрации содержани кислорода в диапазоне 0.0001 - 0,1 %, дл одного фиксированного значени концентрации, информативной характеристикой сигнала вл етс динамика затухани , на диаграмме д - выходные сигналы фотоприемника при регистрации кислорода в диапазоне 0,1 - 1% дл одного фиксированного значени концентрации, информативной характеристикой сигнала вл етс амплитуда сигнала . .- .;

Газоанализатор дл определени примесей кислорода в инертных газах (фиг.1) содержит газоразр дную трубку 1, в которую помещен люминесцентный чувствительный элемент 2, например, в виде органического красител , адсорбированного на силикагеле, и оптически сопр женную со светофильтром 3 и фотоприемником 4, источник 5 высоковольтного питани фотоприемника , блок 6 усилени , обработки и регистрации сигнала, формирователь 7 положительных высоковольтных импульсов, который вл етс источником возбуждени импульсного разр да в газоразр дной трубке 1. Управление формирователем 7 осуществл етс блоком генератора 8 управл ющих импульсов. Импульсы положительной пол рности формировател 7 подаютс на анод 9 трубки 1, а отрицательный выход формировател соединен с катодом 10. Кроме того, газоанализатор содержит блок 11 запирани фотоприемника. Вход фотоприемника 4 соединен с выходом источника 5 высоковольтного питани фотоприемника , а выход - с входом блока 6 усилени , обработки и регистрации сигнала, первый выход генератора 8 управл ющих импульсов соединен с входом формировател 7 положительных высоковольтных импульсов , второй выход - с управл ющим входом блока 6 усилени , обработки и регистрации . Один вход блока 11 запирани фотоприемника соединен с третьим выходом блока генератора 8 управл ющих импульсов , другой вход -с выходом источника 5 высоковольтного питани фотоприемника , а выход соединен со вторым входом фотоприемника 4.

Газоанализатор работает следующим образом.

Анализируемый инертный газ, содержащий примеси кислорода, пропускают с посто нным расходом через газоразр дную трубку 1 (фиг.1). Блок 6 усилени , обработки и регистрации включает &пок генератора 8 управл ющих импульсов, который запускает в работу формирователь 7. Высоковольтные импульсы положительной пол рности поступают с выхода формировател t на электроды газоразр дной трубки и возбуждают в ней импульсные электрические разр ды . Световые вспышки этих разр дов вызывают люминесцентные вспышки красител чувствительного элемента 2, которые через светофильтр 3 поступают на фотоприемник 4. В момент вспышки на фотоприемник 4 поступают и эмиссионные сигналы, обусловленные аналитической линией кислорода (772,2 нм). Если концентраци кислорода находитс в пределах 0,0001 - 0,1%, то информационный сигнал газоанализатора обусловлен сигналом люминесценции , динамика тушени которого выступает мерой концентрации кислорода, а эмисионный сигнал будет мал и посто нен . Если концентраци кислорода находитс в пределах 0,1 - 1%, то сигнал люминесценции практически отсутствует (он будет потушен), а информаци о содержании кислорода будет заключена вэмиеи- онном спектральном сигнале. Запирание фотоприемника производитс таким Образом , чтобы была возможность последовательно регистрировать люминесцентный и спектральный сигналы (фиг.З).

Управл режимом открыти -запира- ни фотоприемника 4 с помощью блока 11, блока генератора 8 управл ющих импульсов , блок 6 усилени , обработки и регистрации информации отслеживать изменение концентрации кислорода.

Блок 11 запирани фотоприемника содержит транзистор, например КТ-704, трансформатор на ферритовом кольце (фиг.2) и работает следующим образом. Под действием управл ющего импульса, сформированного блоком генератора управл ю0 щих импульсов, транзистор открываетс и отрицательный высокий потенциал поступает на электрод-модул тор М, фотоприемник 4 на врем действи управл ющего импульса закрыт, при отсутствии импульса

5 на входе блока 11 фотоприемник 4 открыт. Введение в газоразр дную трубку люминесцентного чувствительного элемента и наличие блока запирани фотоприемника позвол ет повысить чувствительность изме0 рений и расширить диапазон измерений концентраций кислорода в 1000 раз, так в известном газоанализаторе диапазон измерений 0,1 - 1%, а в предлагаемом 0,0001 - 1%. Это позволит расширить область при5 менени предлагаемого газоанализатора, так как его можно использовать как в технологическом процессе производства инертных газов, где концентраци кислорода измен ютс от процента до тыс чных про0 цента, так и при аттестации инертных газов по сортности, где концентрации примесей не должны превышать нескольких миллионных долей 0,0001 - 0,0050%.

Claims

Формула изобретени

5 Газоанализатор дл определени примесей кислорода в инертных газах, содержащий источник возбуждени разр да, выполненный в виде формировател положительных высоковольтных импульсов, га0 зоразр дную трубку, электроды которой соединены с выходами источника возбуждени разр да, оптически сопр женные с газоразр дной трубкой светофильтр и фотоприемник, источник высоковольтного

5 питател фотоприемника, блок усилени , обработки и регистрации, блок генератора управл ющих импульсов, причем вход фотоприемника соединен с выходом источника высоковольтного питани фотоприемника,

0 а выход- с входом блока усилени , обработки и регистрации, первый выход блока генератора управл ющих импульсов соединен с входом источника возбуждени разр да, второй выход - с управл ющим

5 входом блока усилени , обработки и регистрации , отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности газоанализатора и расширени диапазона измерений, в газоразр дную трубку помещен люминесцентный чувствительный элемент и дополнительно в газоанализатор введен блок запирани фотоприемника, первый вход которого соединен с третьим выходом блока генератора управл ющих импульсов, второй вход - с выходом источника высоковольтного питани фотоприемника, а выход соединен с вторым входом фотоприемника .

./

K&atyl). -$.

(Ю

€Ш

| ibwyi

88888/

Л

e

Л П

г)

Ъ

U

п п

Y

и